(57)【要約】【課題】成形工程において成形体を損傷せず、歩留まりを向上して生産性を向上する。【解決手段】雌ねじ部２２ａ，２２ｂを形成する複数の係合穴形成部材１９，２０を焼成時の加熱により分解消失する材料により形成し、この係合穴形成部材１９，２０を型枠１２内に装着し、型枠１２内にセラミックスの顆粒を充填し、等方圧静水成形機により圧力を掛けて係合穴形成部材１９，２０を備えた成形体２１を得、この成形体２１を焼成して焼結体を得るとともに、係合穴形成部材１９，２０を分解消失させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の部材との係合穴を複数備えた焼結品の製造方法であり、係合穴を形成する複数の係合穴形成部材の全部又は一部を焼成時の加熱により分解消失する材料により形成し、当該係合穴形成部材を型枠内に装着し、型枠内に焼結品原料を充填して係合穴形成部材を備えた成形体を得、当該成形体を焼成して係合穴形成部材の全部又は一部を分解消失させることを特徴とする係合穴を複数備えた焼結品の製造方法。
【請求項２】
係合穴は、雌ねじ部であることを特徴とする請求項１記載の係合穴を複数備えた焼結品の製造方法。
【請求項３】
焼成時の加熱により分解消失する係合穴形成部材は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロンの何れかにより形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の係合穴を複数備えた焼結品の製造方法。
【請求項４】
係合穴形成部材は、型枠内に型枠を貫通する保持具により保持固定したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の係合穴を複数備えた焼結品の製造方法。
【請求項５】
焼結品は、セラミックスであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の係合穴を複数備えた焼結品の製造方法。
【請求項６】
焼結品は、円柱状の両端に開口した雌ねじ部を備えるとともに、コンクリート内に埋設され、雌ねじ部を介して筋体と接続されるセラミックス継手であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の係合穴を複数備えた焼結品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、他の部材との係合穴を複数備えた焼結品の製造方法に係り、例えば、コンクリート構造物内に埋設されて鉄筋などの筋体と接続固定されるセラミックスからなるセラミックス継手の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、鉄筋等の筋体と接続される継手であって、筋体との係合部（螺合部）を複数備えたセラミックス継手に関して、多数の出願をしている。例えば、特許文献１においては、筋体と筋体を連結する接続継手をセラミックス焼結体により構成し、またこの接続継手と鉄筋又は接続ボルトとを用いてコンクリートを増設することが示されている。又、特許文献２においては、セパレータの端部に螺着される端止体と型枠締付体とにより型枠を係合するとともに、端止体をセラミックス焼結体からなるインサート本体とインサート本体に連接されたスリーブ体とから構成し、型枠間にコンクリートを打設したものが示されている。
【０００３】
上記した特許文献１，２においては、筋体間を接続するためのセラミックス焼結体からなるセラミックス継手が記載されており、このセラミックス継手の製造方法を図６により説明する。まず、図６（ａ）に示すように、上型１及び下型２にそれぞれ金属製の雌ねじ部形成体（雄ねじ部）３，４を装着し、この上型１及び下型２とゴム型５とからなる型枠６内にセラミックス粉体７を充填し、等方圧静水成形機内に収納して加圧成形する。成形後、上型１及び下型２を取り外すと図６（ｂ）に示すようになり、さらに雌ねじ部形成体３，４を回転させて除去し、成形体８を取り出す。この成形体８を焼成炉に導入し、所定の昇温パターンで加熱と冷却を行ない、セラミックス焼結体からなる樽形状のセラミックス継手を得る。このセラミックス継手は軸方向の中間部に隔壁９を有するとともに、隔壁９の両側に両端部に開口した雌ねじ部１０，１１を有し、雌ねじ部１０，１１に鉄筋の端部が螺合される。
【０００４】
上記したセラミックス継手はコンクリート内に埋設されるが、軸方向の中間部に隔壁９を有するので、浸水による腐食が発生しない。
【特許文献１】特開２００２−３５６９５２号公報
【特許文献２】特開２００２−３７１７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したように、従来のセラミックス継手は複数の雌ねじ部１０，１１を有しており、成形工程後に成形体８の雌ねじ部１０，１１から雌ねじ部形成体３，４を取り外す必要があり、取り外し作業中に成形体８を損傷することがあり、歩留まりが低下し、生産性が低下した。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、成形工程後に係合穴形成部材を取り除く必要がなく、成形体に損傷を与えることがないとともに、歩留まりを向上して、生産性を向上することができる係合穴を複数備えた焼結品の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
出願人は、他の部材との複数の係合穴を有する焼結体の製造方法において、係合穴の形成のために複数の係合穴形成体を着脱する方法ではなく、係合穴形成体を焼成工程での加熱により消失する材料で形成する方法を採用すれば、複数の係合穴形成体を取り除く必要がなくなり、成形体を損傷しなくなることに着目した。
【０００８】
この発明の請求項１に係る係合穴を複数備えた焼結品の製造方法は、他の部材との係合穴を複数備えた焼結品の製造方法であり、係合穴を形成する複数の係合穴形成部材の全部又は一部を焼成時の加熱により分解消失する材料により形成し、当該係合穴形成部材を型枠内に装着し、型枠内に焼結品原料を充填して係合穴形成部材を備えた成形体を得、当該成形体を焼成して係合穴形成部材の全部又は一部を分解消失させるものである。
【０００９】
請求項２に係る係合穴を複数備えた焼結品の製造方法は、係合穴が、雌ねじ部であるものである。
【００１０】
請求項３に係る係合穴を複数備えた焼結品の製造方法は、焼成時の加熱により分解消失する係合穴形成部材が、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロンの何れかにより形成されたものである。
【００１１】
請求項４に係る係合穴を複数備えた焼結品の製造方法は、係合穴形成部材が、型枠内に型枠を貫通する保持具により保持固定されたものである。
【００１２】
請求項５に係る係合穴を複数備えた焼結品の製造方法は、焼結品が、セラミックスであるものである。
【００１３】
請求項６に係る係合穴を複数備えた焼結品の製造方法は、焼結品が、円柱状の両端に開口した雌ねじ部を備えるとともに、コンクリート内に埋設され、雌ねじ部を介して筋体と接続されるセラミックス継手であるものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上のようにこの発明によれば、係合穴の形成のために複数の係合穴形成部材を着脱する方法ではなく、係合穴形成部材を焼成工程での加熱により消失する材料で形成する方法を採用しており、成形工程後に係合穴形成部材を取り除く必要がなくなり、係合穴を複数備えた成形体に損傷を与えることがなくなる。このため、係合穴を複数備えた焼結品を歩留まり良く生産することができ、生産性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図１（ａ）〜（ｄ）はこの発明の実施最良形態による焼結品であるセラミックス継手の製造方法の説明図であり、まず秤量工程においては、主成分として酸化アルミニウムやジルコニア等のセラミックスが使用され、酸化アルミニウムを使用した場合、平均粒径が１μｍ以下で純度９９．９％以上のＡｌ2Ｏ3粉末を所定量（９０〜９８Ｗ％の範囲）秤量し、焼結助剤としての副成分を添加する。主成分としての酸化アルミニウムの量が９０Ｗ％以下となると、接続継手としての強度靭性が不足し、特にねじ部のねじ山が破損する。また、９８Ｗ％以上になると焼結温度を高くする必要が生じて経済的に好ましくない。従って、主成分としてのＡｌ2Ｏ3の量は、９０〜９８Ｗ％の範囲が適当である。副生分である焼結助剤としては、ＭｇＯ、ＳｉＯ2、ＣａＯが好ましく、このうちの一種類もしくは複数種の混合で２〜１０Ｗ％添加する。この副成分は、焼成温度を低下させるための働きをする。
【００１６】
次の混合破砕工程では、秤量工程で秤量された主成分と副成分よりなる出発原料に純水を加え、ボールミルによって１０時間程度の混合破砕を行う。次の繊維物添加工程では、混合破砕された粉末に、例えば炭素珪素よりなる長繊維、短繊維のウイスカーを繊維状物質として体積比で０．０１〜５．０％添加する。これによって、靭性が増す。なお、繊維物添加工程は省略することができる。次に、造粒工程では、混合破砕工程で得られた粉末又は繊維物添加工程によって得られた原料スラリーに、ポリビニールアルコールなどの有機バインダーと、分散剤として例えばポリカルボン酸アンモニウム塩を添加し、スプレードライヤーで１５０℃程度の温度で乾燥し、噴霧造粒する。造粒された顆粒としては、その粒径が３０μｍ以下になると流動性が悪化し、成形型への充填が困難となって空洞が発生する。また、粒径が２００μｍ以上になると、接続継手としての強度、靭性が低下して所望値のものを得ることが困難になる。従って、約３０〜２００μｍの範囲に分布しているものが良く、この分布範囲のものが８０％以上を占めているものが良い。
【００１７】
次に、成形工程においては、図１（ａ）に示すように造粒工程で得られた顆粒を型枠１２内に充填し、等方圧静水成形機により圧力をかけて成形する。成形圧力としては、約３〜１０ＭＰａの範囲、好ましくは５ＭＰａとして成形する。この範囲以下になると成形圧力不足によって欠けやクラックが発生し、またそれ以上になると圧力解除までの時間がかかり過ぎて生産性が低下し、しかも離型性が悪くなって型割れが発生しやすくなる。型枠１２は、上型１と、下型２と、上型１及び下型２の貫通孔１ａ，２ａを貫通する雄ねじからなる保持具１３，１４と、上型１、下型２の外面側で保持具１３，１４に挿通された支持板１５，１６と、支持板１５，１６の外面側で保持具１３，１４に螺着されたナット１７，１８と、上型１及び下型２の内側において保持具１３，１４に螺合された係合穴形成部材１９，２０と、係合穴形成部材１９，２０の外周側に配置されたゴム型５により形成される。
【００１８】
係合穴形成部材１９，２０は焼成時の加熱により分解消失する材料（分解温度１８０〜３５０℃）、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン等により形成される。係合穴形成部材１９，２０は図１（ｄ）に示すように外端に鍔部１９ａ，２０ａを有するとともに、この鍔部１９ａ，２０ａ側の中心から軸方向に途中まで雌ねじ部１９ｂ，２０ｂが形成され、図１（ｃ）に示すように鍔部１９ａ，２０ａは上型１及び下型２の内面側に形成された凹部１ｂ，２ｂに嵌合し、位置決めされる。又、係合穴形成部材１９，２０の外周には雄ねじ部１９ｃ，２０ｃが形成される。そして、上型１及び下型２の貫通孔１ａ，２ａに貫通された保持具１３，１４を係合穴形成部材１９，２０の雌ねじ部１９ｂ、２０ｂに螺合し、この保持具１３，１４に支持板１５，１６を挿通してナット１７，１８を締着することにより保持具１３，１４が上型１及び下型２に固定され、係合穴形成部材１９，２０も上型１及び下型２の内面側に固定保持される。
【００１９】
成形体２１を成形後、ナット１７，１８、支持板１５，１６及び保持具１３，１４を取り外し、上型１又は下型２の一方を取り外して、ゴム型５を取り外し、図１（ｂ）に示すように係合穴形成部材１９，２０を備えた成形体２１を得る。次に、焼成工程では、成形体２１を例えばガス炉によって焼成保持温度１５００〜１７００℃で１．５〜３時間焼成し、焼結体を得る。焼成後は焼成保持温度から４００℃近辺まで５０〜２００℃／時間の降温速度で冷却する。この焼成工程においては、分解温度が１８０〜３５０℃である係合穴形成部材９，２０は分解消失し、樽状で軸方向両端に開口した一対の雌ねじ部を備えたセラミックス継手が形成される。
【００２０】
上記実施最良形態においては、係合穴の形成のために複数の係合穴形成部材を着脱する方法ではなく、係合穴形成部材１９，２０を焼成工程での加熱により消失する材料で形成する方法を採用しており、成形工程後に係合穴形成部材１９，２０を取り除く必要がなくなり、成形体２１に損傷を与えることがなくなる。このため、係合穴を複数備えた焼結品を歩留まり良く生産することができ、生産性を向上することができる。
【００２１】
なお、上記実施最良形態においては、全部の係合穴形成部材１９，２０を焼成時の加熱により分解消失する材料により形成したが、係合穴形成部材の一部は金属性の材料により形成し、その他の係合穴形成部材を焼成時の加熱により分解消失する材料により形成してもよい。又、係合穴を雌ねじ部により形成したが、単なる凹穴により形成してもよい。
【００２２】
図２は上記実施最良形態によるセラミックス継手２２の第１の適用例であるコンクリート構造物の断面図を示し、セラミックス継手２２は樽状で、その軸方向の両端に開口した雌ねじ部２２ａ，２２ｂを有し、雌ねじ部２２ａ，２２ｂ間に隔壁２２ｃを有する。雌ねじ部２２ｂには鉄筋２３の一端の雄ねじ部２３ａを螺合するとともに、セラミックス継手２２を雌ねじ部２２ａの開口端がコンクリート２４の表面と同一面になるようにコンクリート２４に埋設し、雌ねじ部２２ａには追加鉄筋又は接続ボルト２５の雄ねじ部２５ａを螺合し、追加鉄筋又は接続ボルト２５に型枠を配置して既設のコンクリート２４に新設のコンクリートを増設する。この例では、セラミックス継手２２が樽形状をしているので、追加鉄筋又は接続ボルト２５が引張られた際にセラミックス継手２２が抵抗体として働くとともに、セラミックス継手２２が左右対称であるので、コンクリート２４への埋設時に方向性を考慮しなくて良く、作業性が向上する。
【００２３】
図3（ａ），（ｂ）は上記したセラミックス継手の変形例の適用例であるコンクリート構造物の断面図及び係合穴形成部材の正面図を示す。係合穴形成部材２６は前述したように焼成時の加熱により分解消失する材料により形成され、一端に上型１及び下型２の凹部１b，２bに嵌合する鍔部２６ａを有するとともに、この鍔部２６ａ側端部の中心から軸方向に途中まで雌ねじ部２６ｂが形成され、外周には雄ねじ部２６ｃが形成され、さらに先端には半球状の中空部形成部２６ｄが形成される。雌ねじ部２６ｂは保持具１３，１４と螺合され、セラミックス継手２７は前述したセラミックス継手２２と同様の工程により形成され、セラミックス継手２７は円柱状に形成されるとともに、軸方向両端部に開口した雌ねじ部２７ａ，２７ｂを有し、雌ねじ部２７ａ，２７ｂの先端には半球状の中空部２７ｃ，２７ｄが形成され、さらに雌ねじ部２７ａ，２７ｂ間には隔壁２７ｅが形成される。セラミックス継手２７は雌ねじ部２７ａの開口端がコンクリート２４の表面と同一面となるようにコンクリート２４に埋設され、雌ねじ部２７ｂには鉄筋２３の先端の雄ねじ部２３ａが螺合されるとともに、雌ねじ部２７ａには追加鉄筋又は接続ボルト２５の雄ねじ部２５ａが螺合される。
【００２４】
図３に示した適用例においては、雌ねじ部２７ａ，２７ｂの先端に半球状の中空部２７ｃ，２７ｄを有しており、応力集中を緩和し、強度を確保することができる。
【００２５】
図４及び図５はセラミックス継手２２の第２の適用例であるコンクリート構造物の製造方法の説明図及びコンクリート構造物の断面図を示し、図４において、セラミックス継手２２には無機質材からなる筒状のスリーブ体２８及びゴムパッキン３３を接続して端子体２９を構成し、一対の端子体２９間にはセパレータ３０を接続する。この場合、各セラミックス継手２２の一方の雌ねじ部２２ｂ間にセパレータ３０の両端の雄ねじ部を螺合して接続する。又、セラミックス継手２２の他方の雌ねじ部２２ａには型枠３１、ゴムパッキン３３及びスリーブ体２８を挿通したボルト３２を螺合する。ボルト３２は型枠３１と当接するフランジ部３２ａを有する。又、ボルト３２には桟木３４、パイプ３５及び当接体３６を介してナット３７が螺合され、これらのボルト３２、桟木３４、パイプ３５、当接体３６及びナット３７により型枠締付体３８が構成され、型枠３１は端子体２９と型枠締付体３８との間に保持され、一対の型枠３１間にコンクリート２４が打設される。一定の養生後に型枠締付体３８を取り外し、型枠３１も取り外し、さらにゴムパッキン１７を取り外し、図５に示すようなコンクリート構造物が得られる。
【００２６】
図５に示した第２の適用例においては、セラミックス継手２２にスリーブ体２８を連接したので、所望のかぶり寸法を容易に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施最良形態によるセラミックス継手の製造方法の説明図である。
【図２】実施最良形態によるセラミックス継手の第１の適用例によるコンクリート構造物の断面図である。
【図３】実施最良形態によるセラミックス継手の変形例の適用例によるコンクリート構造物の断面図及び係合穴形成部材の正面図である。
【図４】実施最良形態によるセラミックス継手の第２の適用例によるコンクリート構造物の製造方法の説明図である。
【図５】実施最良形態によるセラミックス継手の第２の適用例によるコンクリート構造物の断面図
【図６】従来のセラミックス継手の製造方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１２…型枠
１３，１４…保持具
１９，２０，２６…係合穴形成部材
１９ｂ，２０ｂ，２２ａ，２２ｂ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ…雌ねじ部
２１…成形体
２２，２７…セラミックス継手
２３…鉄筋
２４…コンクリート
２５…追加鉄筋又は接続ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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