(57)【要約】【課題】接合箇所に曲げ応力が加わった際に、破断等の悪影響を最小限に抑えることができる黒鉛構造体を提供する。【解決手段】黒鉛構造体２０Ａは、凹部１５の内周面１５３と小径部２８との間の離間寸法が接着層２６の厚み寸法よりも大きくなるため、凹部１５の内周面１５３と小径部２８との間に接着層２６の厚み寸法よりも大きな空間Ｓが形成される。この空間Ｓは、凹部１５の内周面１５３に対して大径部２７よりも小径部２８が遠ざかるように形成されることになる。従って、本発明の黒鉛構造体２０Ａによれば、第１部材２１および第２部材２２の接合箇所に曲げ応力が加わっても、凹部１５の内周面１５３の開放端部１５１が小径部２８の外周面２８１に接触し難く、仮に凹部１５の内周面１５３の開放端部１５１が小径部２８の外周面に接触した場合には第２部材２２を割るように作用するだけであり、第１部材２１に悪影響を及ぼす虞れを少なくできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
嵌入部と、前記嵌入部に隣り合う本体部とを有する第１部材と、
前記嵌入部が嵌入される凹部を有する第２部材と、
前記嵌入部と前記凹部とを接着する接着層と、からなる黒鉛構造体であって、
前記嵌入部は、前記凹部の内周面に前記接着層を介して接着される外周面を有する大径部と、前記大径部と前記本体部との間に設けられ、前記大径部よりも直径寸法が小さい小径部とを有し、
前記小径部は、前記凹部の前記内周面における開放端部側の周縁部に対応する位置に設けられていることを特徴とする黒鉛構造体。
【請求項２】
前記小径部の外周面は、前記大径部から前記本体部に向かって先細りとなる円錐面を有することを特徴とする請求項１に記載の黒鉛構造体。
【請求項３】
前記小径部の直径寸法は前記本体部の直径寸法以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の黒鉛構造体。
【請求項４】
前記第２部材の前記凹部の前記内周面における開放端側の周縁部に面取り部を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の黒鉛構造体。
【請求項５】
前記接着層は、炭素質接着層であることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の黒鉛構造体。
【請求項６】
前記第１部材および前記第２部材のうちの少なくとも一方は、前記嵌入部の中心軸に沿って貫通孔を有することを特徴とする請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載の黒鉛構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、黒鉛構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、黒鉛材料は、耐熱性、化学的安定性を有しているので、例えば高温炉の構造部材として広く用いられている。黒鉛材料の３重点は、圧力、温度とも高く、常圧では溶融することなく昇華する性質を備えている。
このため、黒鉛材料は溶接することができず、黒鉛構造体は、切削加工、接合により得られている。しかしながら、切削加工で構造部材を得る場合には、一体的な構造部材が得られるので、高強度の構造部材が得られる代わりに材料歩留まりが悪いといった問題がある。
【０００３】
特許文献１では、黒鉛構造体（黒鉛発熱体）を接合によって形成している場合が示されている。
すなわち、特許文献１では、発熱部の先端に設けられたテーパ部を先端部に差し込み、先端部にナットを螺合することにより発熱部および先端部を接合している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６１−１３８１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した特許文献１に記載の接合構造においては、発熱部および先端部の接合箇所に曲げ応力が加わると、テーパ部の外周面が先端部に設けられた孔の内周面に対して局所的に圧接される応力集中が起こり、これにより発熱部が破断する虞れがあった。
【０００６】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、接合箇所に曲げ応力が加わった際に、破断等の悪影響を最小限に抑えることができる黒鉛構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の黒鉛構造体は、嵌入部と、前記嵌入部に隣り合う本体部とを有する第１部材と、前記嵌入部が嵌入される凹部を有する第２部材と、前記嵌入部と前記凹部とを接着する接着層と、からなる黒鉛構造体であって、前記嵌入部は、前記凹部の内周面に前記接着層を介して接着される外周面を有する大径部と、前記大径部と前記本体部との間に設けられ、前記大径部よりも直径寸法が小さい小径部とを有し、前記小径部は、前記凹部の前記内周面における開放端部側の周縁部に対応する位置に設けられている。
【０００８】
本発明における小径部としては、例えば所定の直径寸法が軸方向に沿って連続する円柱形状、円筒形状や截頭円錐形状、あるいは周方向に連続する溝等を例示できる。截頭円錐とは、円錐台形ともいい、円錐の頭部を底面に平行な面で除去した残部を示す。
また、本発明における小径部として周方向に連続する溝を形成する場合、溝の断面形状としては半円形状、Ｖ字形状、矩形状等を例示できる。
【０００９】
本発明の黒鉛構造体によれば、凹部の内周面と小径部とは離間し、凹部の内周面と小径部との間に接着層の厚み寸法よりも大きな空間が形成される。この空間は、凹部の内周面に対して大径部から小径部に向かって中心軸側に拡大されることになる。
従って、本発明の黒鉛構造体によれば、大径部と小径部との境界部分においては、この空間が形成するノッチが第２部材側に向かう外向きとなり、外向きに破壊を伸展させる。このため、本発明の黒鉛構造体によれば、第１部材および第２部材の接合箇所に応力が加わっても、第２部材の凹部の端部を割るように作用するだけであり、接合部に悪影響を及ぼす虞れを少なくでき、接合部のダメージを小さくすることができる。
【００１０】
また、本発明の黒鉛構造体は、以下の態様であることが望ましい。
【００１１】
（１）前記小径部の外周面は、前記大径部から前記本体部に向かって先細りとなる円錐面を有する。
本発明における小径部としては、大径部の外周面の端縁から本体部における外周面の端縁に向かって延びる直線状の母線が結ぶ円錐面を例示できるが、曲線の母線を有する円錐面でもよい。
曲線の母線を有する円錐面としては、大径部における外周面の端縁と本体部における外周面の端縁とを結ぶ直線よりも小径部の軸線に向かって凹状となる円弧線を母線とする円錐面が好ましい。このような円錐面はくびれを有する形状である。
また、大径部と小径部との接続箇所は明確な境界線をもっていなくてもよい。例えばＲ面取りされたＲ面、Ｃ面取りされたＣ面を有していてもよい。
【００１２】
本発明の黒鉛構造体によれば、小径部の外周面が円錐面であるため、小径部にノッチを作ることなく第１部材と第２部材との間に空間を形成することができる。
従って、本発明の黒鉛構造体によれば、第１部材および第２部材の接合箇所に応力が加わっても、第１部材側を向いたノッチがないので第１部材の特定箇所に応力が集中することがなく、第１部材に悪影響を及ぼす虞れをさらに少なくできる。
【００１３】
（２）前記小径部の直径寸法は前記本体部の直径寸法以上である。
本発明の黒鉛構造体によれば、小径部の直径が本体部の直径と同一もしくは大きいので、嵌入部における本体部側に過大なくびれが形成されないことになる。
従って、本発明によれば、第１部材および第２部材の接合箇所に応力が加わっても、応力が第１部材の全体に分散して作用し、嵌入部の近傍で折れ難くでき、破損しにくい黒鉛構造体が得られる。
【００１４】
（３）前記第２部材の前記凹部の前記内周面における開放端側の周縁部に面取り部を有する。
面取り部としては、第１部材側の端面および凹部の内周面に対して傾斜するＣ面でもよく、あるいは第１部材側の端面および凹部の内周面に連続するＲ面でもよい。
なお、面取り部がＣ面である場合、凹部の内周面における端部とは、第１部材の本体部側の端面および凹部の内周面に対する二本の境界線のうち、凹部の内周面に対する境界線を示す。
【００１５】
本発明の黒鉛構造体によれば、第１部材側の端面と、凹部の内周面との間に面取り部を有しているので、第１部材および第２部材を接合するにあたって、嵌入部における開放側端縁を面取り部が案内することにより凹部に対して嵌入部を容易に嵌入できる。また、本発明の黒鉛構造体によれば、第１部材の大径部と小径部との境界線は、第２部材の内周面における端部より奧まで挿入されているので前記空間が形成するノッチが第２部材側に向かう外向きとなり、外向きに破壊を伸展させる。このため、本発明の黒鉛構造体によれば、第１部材及び第２部材の接合箇所に応力が加わっても第２部材の凹部の端部を割るように作用するだけで、接合部に与える影響を小さくすることができる。
すなわち、本発明の黒鉛構造体によれば、凹部の内周面と小径部との間に形成される空間を大きくするために、小径部を過剰に小径化する必要が無いため、第１部材の強度不足を招く虞れがない。
【００１６】
（４）前記接着層は、炭素質接着層である。
炭素系接着層とは、例えばフェノール樹脂、コプナ樹脂、フラン樹脂等が焼成することにより炭化して得られた接着層である。炭素系接着層は、第１部材および第２部材と同種の炭素系材料であるので、耐熱性、化学的安定性を備え、過酷な環境下でも使用できる。
【００１７】
（５）前記第１部材および前記第２部材のうちの少なくとも一方は、前記嵌入部の中心軸に沿って貫通孔を有する。
本発明の黒鉛構造体によれば、第１部材および第２部材のうちの少なくとも一方が貫通孔を有しているため、第１部材および第２部材を接合するにあたって、接着層となる接着剤をあらかじめ凹部の内周面あるいは大径部の外周面に対して余剰となるように塗布しておき、第１部材および第２部材を接合することにより凹部の内周面と大径部の外周面との間に所望の厚み寸法の接着層を形成できるとともに、凹部の底面と大径部の端面との間を通じて余剰接着剤を貫通孔に排出できる。
すなわち、本発明の黒鉛構造体によれば、凹部の内周面と大径部の外周面との間に適正な厚み寸法の接着層を形成できる。また、本発明の黒鉛構造体によれば、接着材は炭素化の過程で収縮する。余剰な接着剤を除去しておくことにより収縮量を少なくすることができ、内部に亀裂ができにくくすることができ、高強度化することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、大径部と小径部との境界部分においては、この空間が形成するノッチが第２部材側に向かう外向きとなり、外向きに破壊を伸展させる。このため、本発明によれば、第１部材および第２部材の接合箇所に応力が加わっても、第２部材の凹部の端部を割るように作用するだけであり、接合部に悪影響を及ぼす虞れを少なくでき、接合部のダメージが小さい黒鉛構造体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（Ａ）は本発明に係る第１実施形態の黒鉛構造体を軸線に沿って切断した断面図、（Ｂ）は（Ａ）中“Ｂ”部分の拡大断面図
【図２】（Ａ）は本発明に係る第２実施形態の黒鉛構造体を軸線に沿って切断した断面図、（Ｂ）は（Ａ）中“Ｂ”部分の拡大断面図
【図３】（Ａ）は本発明に係る第３実施形態の黒鉛構造体を軸線に沿って切断した断面図、（Ｂ）は（Ａ）中“Ｂ”部分の拡大断面図
【図４】本発明に係る第４実施形態の黒鉛部材の正面図
【図５】本発明に係る第４実施形態の黒鉛構造体の軸線に沿って切断した断面図
【図６】本発明に係る第４実施形態の黒鉛構造体の軸線に沿って切断した斜視図
【図７】本発明に係る第５実施形態の黒鉛部材の正面図
【図８】本発明に係る第５実施形態の黒鉛構造体の軸線に沿って切断した断面図
【図９】本発明に係る第５実施形態の黒鉛構造体の軸線に沿って切断した斜視図
【図１０】本発明に係る第６実施形態の黒鉛部材の正面図
【図１１】本発明に係る第６実施形態の黒鉛構造体の軸線に沿って切断した断面図
【図１２】本発明に係る第６実施形態の黒鉛構造体の軸線に沿って切断した斜視図
【図１３】本発明に係る第７実施形態の黒鉛部材の正面図
【図１４】本発明に係る第７実施形態の黒鉛構造体の軸線に沿って切断した断面図
【図１５】本発明に係る第７実施形態の黒鉛構造体の軸線に沿って切断した斜視図
【図１６】（Ａ）は第４実施形態における溝部の断面図であり、（Ｂ）〜（Ｄ）は溝部の断面形状の変形例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態の黒鉛構造体について、図面を用いて説明する。
図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、第１実施形態の黒鉛構造体２０Ａは、第１黒鉛部材（第１部材）２１Ａと、第２黒鉛部材（第２部材）２２Ａとを有する。
【００２１】
第１黒鉛部材２１Ａは、円柱形状をした嵌入部２３と、嵌入部２３に隣り合う本体部２４とを有する。第２黒鉛部材２２Ａは、嵌入部２３が嵌入される凹部１５を有する。嵌入部２３と凹部１５とは、接着層２６によって接着される。接着層２６は、炭素質接着層である。ここで、炭素系接着層とは、例えばフェノール樹脂、コプナ樹脂、フラン樹脂等が焼成することにより炭化して得られた接着層である。
嵌入部２３は、先端側の大径部２７と本体部２４側の小径部２８とを有する。大径部２７は、外周面２７１が凹部１５の内周面１５３に対して接着層２６を介して接着される。従って、大径部２７の外径は、凹部１５の内径よりも小さい。また、大径部２７の直径寸法は本体部２４の直径寸法よりも大きい。
【００２２】
小径部２８は、大径部２７に対して本体部２４側に設けられ、外径が大きな大径部２７と、外径が小さな本体部２４との間を連結する。小径部２８は大径部２７よりも直径寸法が小さく、大径部２７から本体部２４に向かって先細りとなる円錐面形状となっている。
ここでは、円錐面としては、大径部２７と本体部２４とを直線状に結ぶ円錐面を例示するが、曲線の母線を有する円錐面でもよい。なお、曲線の母線を有する円錐面としては、大径部２７と本体部２４とを結ぶ直線であっても、小径部２８の軸線に向かって凹状となる円弧線を母線とする円錐面が好ましい。また、大径部２７における外周面２７１の端縁あるいは本体部２４における外周面２４１の端縁との接続箇所は、円弧線であってもよい。
【００２３】
小径部２８は、凹部１５の内周面１５３における開放端部１５１側の周縁部に対応する位置に設けられている。
従って、凹部１５の開放端部１５１位置においては、開放端部１５１と小径部２８との間には、隙間Ｓが設けられている。
【００２４】
次に、黒鉛構造体２０Ａの作用効果について説明する。
本実施形態の黒鉛構造体２０Ａによれば、凹部１５の内周面１５３と小径部２８との間の離間寸法が接着層２６の厚み寸法よりも大きくなるようにしているため、凹部１５の内周面１５３と小径部２８との間に接着層２６の厚み寸法よりも大きな空間Ｓが形成される。この空間Ｓは、凹部１５の内周面１５３に対して大径部２７から小径部２８に向かって中心軸側に拡大されることになる。
従って、第１実施形態の黒鉛構造体２０Ａによれば、第１黒鉛部材２１Ａおよび第２黒鉛部材２２Ａの接合箇所に曲げ応力が加わっても、空間Ｓが外向きのノッチを形成するので、第２黒鉛部材２２Ａを割るように作用するだけであり、第１黒鉛部材２１Ａに悪影響を及ぼす虞れを少なくできる。
【００２５】
第１実施形態の黒鉛構造体２０Ａによれば、小径部２８の外周面２８１が円錐面であるため、大径部２７における本体部２４側の端縁と、本体部２４における大径部２７側の端縁とが急激に変化しないように、換言すれば破断の起点となる角部を小径部２８の特定箇所に形成することなく第１黒鉛部材２１Ａを構成できる。
従って、第１実施形態の黒鉛構造体２０Ａによれば、第１黒鉛部材２１Ａおよび第２黒鉛部材２２Ａの接合箇所に曲げ応力が加わっても、第１黒鉛部材２１Ａの特定箇所に応力が集中することがないため、第１黒鉛部材２１Ａに悪影響を及ぼす虞れをさらに少なくできる。
【００２６】
第１実施形態の黒鉛構造体２０Ａによれば、小径部２８が本体部２４よりも大径であるため、嵌入部２３における本体部２４側に過大なくびれが形成されないことになる。
従って、第１実施形態の黒鉛構造体２０Ａによれば、第１黒鉛部材２１Ａおよび第２黒鉛部材２２Ａの接合箇所に曲げ応力が加わっても、応力が第１黒鉛部材２１Ａの全体に分散して作用し、嵌入部２３の近傍で折れ難くでき、破損しにくい黒鉛構造体２０Ａが得られる。
【００２７】
第１実施形態の黒鉛構造体２０Ａによれば、接着層２６は、炭素質接着層である。炭素系接着層とは、例えばフェノール樹脂、コプナ樹脂、フラン樹脂等が焼成することにより炭化して得られた接着層である。
従って、炭素系接着層は、第１黒鉛部材２１Ａおよび第２黒鉛部材２２Ａと同種の炭素系材料であるので、耐熱性、化学的安定性を備え、過酷な環境下でも使用できる。
【００２８】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態の黒鉛部材について、図面を用いて説明する。
なお、前述した第１実施形態の黒鉛構造体２０Ａと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、第２実施形態の黒鉛構造体２０Ｂは、第２黒鉛部材２２Ｂにおける第１黒鉛部材２１Ｂ側の端面２９と、凹部１５の内周面１５３との間に面取り部３１を有する。
【００２９】
面取り部３１としては、第１黒鉛部材２１Ｂ側の端面２９および凹部１５の内周面１５３に対して傾斜するＣ面でもよく、あるいは第１黒鉛部材２１Ｂ側の端面２９および凹部１５の内周面１５３に連続するＲ面でもよい。
なお、面取り部３１がＣ面である場合、凹部１５の内周面１５３における端部とは、第１黒鉛部材２１Ｂ側の端面２９および凹部１５の内周面１５３に対する二本の境界線のうち、凹部１５の内周面１５３に対する境界線を示す。
【００３０】
第２実施形態の黒鉛構造体２０Ｂによれば、第１黒鉛部材２１Ｂ側の端面２９と、凹部１５の内周面１５３との間に面取り部３１を有している。このため、第１黒鉛部材２１Ｂおよび第２黒鉛部材２２Ｂを接合するにあたって、嵌入部２３における開放側端縁を面取り部３１が案内することにより凹部１５に対して嵌入部２３を容易に嵌入できるとともに、第１黒鉛部材２１Ｂおよび第２黒鉛部材２２Ｂを接合した後に凹部１５の内周面１５３と小径部２８との間に形成される空間Ｓをさらに面取り部３１により大きくできる。
すなわち、第２実施形態の黒鉛構造体２０Ｂによれば、凹部１５の内周面１５３と小径部２８との間に形成される空間Ｓを大きくするために、小径部２８を過剰に小径化する必要が無いため、第１黒鉛部材２１Ｂの強度不足を招く虞れがない。
【００３１】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態の黒鉛部材について、図面を用いて説明する。
なお、前述した第１実施形態の黒鉛構造体２０Ａおよび第２実施形態の黒鉛構造体２０Ｂと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、第３実施形態の黒鉛構造体２０Ｃでは、第１黒鉛部材２１Ｃおよび第２黒鉛部材２２Ｃは、嵌入部２３の中心軸Ｌ１に沿って貫通孔１８を有する。
【００３２】
第３実施形態の黒鉛構造体２０Ｃによれば、第１黒鉛部材２１Ｃおよび第２黒鉛部材２２Ｃのうちの少なくとも一方（ここでは両方）が貫通孔１８を有しているため、第１黒鉛部材２１Ｃおよび第２黒鉛部材２２Ｃを接合するにあたって、接着層２６となる接着剤をあらかじめ凹部１５の内周面１５３あるいは大径部２７の外周面２７１に対して余剰となるように塗布しておき、第１黒鉛部材２１および第２黒鉛部材２２を接合することにより凹部１５の内周面１５３と大径部２７の外周面との間に所望の厚み寸法の接着層２６を形成できるとともに、凹部１５の底面１５２と大径部２７の端面２７２との間を通じて余剰接着剤２６１を貫通孔１８に排出できる。
すなわち、第３実施形態の黒鉛構造体２０Ｃによれば、凹部１５の内周面１５３と大径部２７の外周面２７１との間に適正な厚み寸法の接着層２６を形成できる。
【００３３】
（第４実施形態）
以下、第４実施形態の黒鉛部材および黒鉛構造体について、図面を用いて説明する。
なお、前述した第１実施形態の黒鉛構造体２０Ａ乃至第３実施形態の黒鉛構造体２０Ｃと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図４に示すように、第４実施形態の黒鉛部材１０Ａは、円柱形状をした被嵌入部１１Ａと、被嵌入部１１Ａの一端面１２から突設され被嵌入部１１Ａの外径よりも小さな外径を有する円柱形状の接続部１３Ａとを有する。被嵌入部１１Ａの他端面１４には、部接続部１３Ａの外径寸法に対応した内径寸法を有する凹部１５が設けられている。
【００３４】
被嵌入部１１Ａと接続部１３Ａとは、被嵌入部１１Ａの軸線（中心軸）ＣＬに沿って同一線上に配列されている。
接続部１３Ａは、前述した第１黒鉛部材２１Ａに該当する。また、被嵌入部１１Ａは、前述した第２黒鉛部材２２Ａに該当する。
接続部１３Ａは、嵌入部２３および本体部２４を有する。嵌入部２３は、大径部２７と小径部２８を有する。ここでは、前述した小径部２８として例えば半円形状の断面を有する溝部１７Ａが、接続部１３Ａの外周面に沿って全周に設けられている。溝部１７Ａは、被嵌入部１１Ａの一端面１２と平行に設けられている。なお、溝部１７Ａを設ける位置については、詳細を後述する。
【００３５】
図５および図６に示すように、黒鉛構造体２０Ｄは、前述した黒鉛部材１０Ａを用いて構成される。すなわち、黒鉛構造体２０Ｄは、凹部１５に嵌入可能な接続部１３Ａを有する第１黒鉛部材２１Ｄと、被嵌入部１１Ａおよび被嵌入部１１Ａの他端面１４から軸線ＣＬに沿って設けられた凹部１５を有する第２黒鉛部材２２Ｄを有する。
なお、第１黒鉛部材２１Ｄは、接続部１３Ａに連続する被嵌入部１１Ａを有するものであってもよい。また、第２黒鉛部材２２Ｄは、一端面１２から突出する接続部１３Ａを有するものであってもよい。
【００３６】
この場合には、第１黒鉛部材２１Ｄおよび第２黒鉛部材２２Ｄは、ともに前述した黒鉛部材１０Ａに該当する。
そして、第１黒鉛部材２１Ａと第２黒鉛部材２２Ａとを接合することにより、複数の黒鉛部材１０Ａを連結することができる。
【００３７】
接続部１３Ａに設けられている溝部１７Ａは、凹部１５に連結する他の接続部１３Ａが嵌入された際に、凹部１５の内周面１５３の開放端部１５１と対面する位置に形成されている。
すなわち、接続部１３Ａの先端面１３１から溝部１７Ａの先端面側端部１７１までの距離Ｈ１は、凹部１５の底面１５２から開放端部１５１までの距離Ｈ２よりも小さい。さらに、先端面１３１から溝部１７Ａの反対側端部１７２までの距離Ｈ３は、凹部１５の底面１５２から開放端部１５１までの距離Ｈ２よりも大きい。
これにより、黒鉛構造体２０Ｄに曲げが作用しても、被嵌入部１１Ａの開放端部１５１が接続部１３Ａの本体部２４に当接しない。
【００３８】
なお、図５および図６に示した黒鉛構造体２０Ｄでは、接合された２個の黒鉛部材１０Ａにおける一端面１２と他端面１４とが離れたものを例示しているが、一端面１２と他端面１４との距離は調整可能である。
例えば、第２黒鉛部材２２１Ｄ（２２Ｄ）の他端面１４と、接合される第１黒鉛部材２１２Ｄ（２１Ｄ）の一端面１２とを密着させることもできる。すなわち、凹部１５の深さを、接続部１３Ａの長さよりも大きくすることにより、接続部１３Ａ全体を凹部１５の内部に収容する。このとき、溝部１７Ａは、接続部１３Ａの基端部に設ける。
【００３９】
次に、黒鉛部材１０Ａの作用効果について説明する。
同一線に沿って配列された被嵌入部１１Ａと接続部１３Ａは、被嵌入部１１Ａの他端面１４に設けられ接続部１３Ａの外径寸法に対応する内径寸法を有する凹部１５に、接続部１３Ａを差し込んで接合される。
そして、凹部１５に他の黒鉛部材１０Ａの接続部１３Ａが嵌入された際に、接続部１３Ａにおいて凹部１５の開放端部１５１と対面する位置に、本体部２４の周方向に連続する溝部１７Ａを設けた。
このため、黒鉛部材１０Ａに曲げが作用した際に、凹部１５の開放端部１５１が溝部１７Ａに位置することにより、開放端部１５１が接続部１３Ａの本体部２４に当接して集中応力が発生するのを防止でき、破断等の悪影響を最小限に抑えることができる。
【００４０】
次に、黒鉛構造体２０Ｄの作用効果について説明する。
黒鉛構造体２０Ｄは、被嵌入部１１Ａおよび被嵌入部１１Ａの端面（他端面１４）から軸線ＣＬに沿って設けられた凹部１５を有する第２黒鉛部材２２Ｄと、凹部１５に嵌入可能な接続部１３Ａを有する第１黒鉛部材２１Ｄとを有する。
そして、接続部１３Ａにおいて凹部１５に接続部１３Ａが嵌入された際に、凹部１５の内周面１５３における開放端部１５１に対応する位置に、周方向に沿って連続して形成された溝部１７Ａを設けた。
このため、黒鉛構造体２０Ｄに曲げが作用した際に、凹部１５の開放端部１５１が溝部１７Ａに位置することにより、開放端部１５１が接続部１３Ａの本体部２４に当接して集中応力が発生するのを防止でき、破断等の悪影響を最小限に抑えることができる。
【００４１】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態の黒鉛部材および黒鉛構造体について、図面を用いて説明する。
なお、前述した第１実施形態の黒鉛構造体２０Ａ乃至第４実施形態の黒鉛構造体２０Ｄおよび第４実施形態の黒鉛部材１０Ａと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
【００４２】
図７に示すように、第５実施形態の黒鉛部材１０Ｂでは、小径部２８として周方向に連続する溝部１７Ａを設けた。そして、接続部１３Ｂにおける溝部１７Ａより被嵌入部１１Ｂ側の基端側部１３２が、溝部１７Ａの底部１７３から被嵌入部１１Ｂ側に延長して形成されている。従って、基端側部１３２は、溝部１７Ａの底部１７３の外径と同じ外径の円柱状に形成されている。換言すれば、溝部１７Ａは半分が形成されており、反対側端部１７２（図５参照）は存在しない。
図８および図９に示すように、前述した黒鉛部材１０Ｂを用いた第５実施形態の黒鉛構造体２０Ｅでは、第１黒鉛部材２１Ｅの接続部１３Ｂを第２黒鉛部材２２Ｅの凹部１５に嵌入させることにより、第１黒鉛部材２１Ｅと第２黒鉛部材２２Ｅを接合する。
【００４３】
従って、第１黒鉛部材２１Ｅの接続部１３Ｂは、溝部１７Ａの底部１７３から、軸線ＣＬと平行に被嵌入部１１Ｂの一端面１２に延びる。
これにより、黒鉛構造体２０Ｅに曲げが作用した際に、凹部１５の開放端部１５１が接続部１３Ｂの基端側部１３２に当接しないので、開放端部１５１が当接して集中応力が発生するのを防止でき、破断等の悪影響を最小限に抑えることができる。
【００４４】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態の黒鉛部材および黒鉛構造体について、図面を用いて説明する。
なお、前述した第１実施形態の黒鉛構造体２０Ａ乃至第５実施形態の黒鉛構造体２０Ｅ、第４実施形態の黒鉛部材１０Ａおよび第５実施形態の黒鉛部材１０Ｂと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
【００４５】
図１０に示すように、第６実施形態の黒鉛部材１０Ｃは、前述した第４実施形態の黒鉛部材１０Ａ（図４参照）において、被嵌入部１１Ａおよび接続部１３Ａを軸線ＣＬに沿って貫通する貫通孔１８を設けたものである。
すなわち、貫通孔１８は、接続部１３Ｃの先端面１３１から被嵌入部１１Ｃの凹部１５の底面１５２まで形成されている。貫通孔１８は、被嵌入部１１Ｃおよび接続部１３Ｃにおいて同じ内径を有している。貫通孔１８の内径は、溝部１７Ａの底部１７３においても十分な肉厚を確保できる大きさとなっている。
これにより、黒鉛部材１０Ｃは、軸線ＣＬに沿って形成された貫通孔１８を有するので、円筒形状を構成する。
【００４６】
図１１および図１２に示すように、前述した黒鉛部材１０Ｃを用いた第６実施形態の黒鉛構造体２０Ｆは、前述した第４実施形態の黒鉛構造体２０Ｄ（図５および図６参照）に、軸線ＣＬに沿って貫通孔１８を設けたものである。
従って、黒鉛部材１０Ｃを軸線ＣＬ方向に複数個接合した場合に、黒鉛構造体２０Ｆを貫通する貫通孔１８が形成される。
【００４７】
以上、説明した黒鉛構造体２０Ｆでは、第１黒鉛部材２１Ｆおよび第２黒鉛部材２２Ｆは、軸線ＣＬに沿って形成された貫通孔１８を有するので、黒鉛構造体２０Ｆは円筒形状を構成する。
このため、黒鉛構造体２０Ｆの曲げに対する強度を増すことができる。
【００４８】
（第７実施形態）
次に、第７実施形態の黒鉛部材および黒鉛構造体について、図面を用いて説明する。
なお、前述した第１実施形態の黒鉛構造体２０Ａ乃至第６実施形態の黒鉛構造体２０Ｆ、第４実施形態の黒鉛部材１０Ａ乃至第６実施形態の黒鉛部材１０Ｃと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
【００４９】
図１３に示すように、第７実施形態の黒鉛部材１０Ｄは、前述した第５実施形態の黒鉛部材１０Ｂ（図７参照）において、被嵌入部１１Ｂおよび接続部１３Ｂを軸線ＣＬに沿って貫通する貫通孔１８を設けたものである。
貫通孔１８は、接続部１３Ｄの先端面１３１から被嵌入部１１Ｄの凹部１５の底面１５２まで形成されている。貫通孔１８は、被嵌入部１１Ｄおよび接続部１３Ｄにおいて同じ内径を有している。貫通孔１８の内径は、溝部１７Ａの底部１７３および基端側部１３２においても十分な肉厚を確保できる大きさとなっている。
【００５０】
これにより、黒鉛部材１０Ｄは、軸線ＣＬに沿って形成された貫通孔１８を有するので、円筒形状を構成する。
【００５１】
図１４および図１５に示すように、前述した黒鉛部材１０Ｄを用いた第７実施形態の黒鉛構造体２０Ｇは、前述した第５実施形態の黒鉛構造体２０Ｅ（図８および図９参照）を軸線ＣＬに沿って貫通する貫通孔１８を設けたものである。
従って、黒鉛部材１０Ｄを軸線ＣＬ方向に複数個接合した場合に、黒鉛構造体２０Ｇを貫通する貫通孔１８が形成される。
【００５２】
これにより、第１黒鉛部材２１Ｇおよび第２黒鉛部材２２Ｇは、軸線ＣＬに沿って形成された貫通孔１８を有するので、黒鉛構造体２０Ｇは円筒形状を構成する。
【００５３】
なお、本発明の黒鉛部材および黒鉛構造体は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、前述した各実施形態においては、小径部２８として、円錐形状あるいは周方向に連続する溝部１７等を例示したが、大径部２７の外径よりも小さな所定の外径が軸方向に沿って連続する円柱形状や円筒形状とすることもできる。
【００５４】
また、前述した各実施形態においては、溝部１７Ａとして断面形状が半円の場合を例示したが（図１６（Ａ）参照）、本発明はそのほかの断面形状の溝部にも適用可能である。
例えば、図１６（Ｂ）に示すように、溝部１７Ｂと接続部１３Ａの外周面との境界部分にＲ部１７４を設けることができる。また、図１６（Ｃ）に示すように、溝部１７ＣをＶ字形状とし、境界部分にＲ部１７４を設けることができる。さらに、図１６（Ｄ）に示すように、溝部１７Ｄを角の丸まった矩形断面とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、電気抵抗が低く、接合箇所に曲げ応力が加わった際に、破断等の悪影響を最小限に抑えることができる黒鉛構造体に適用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１８  貫通孔
２０  黒鉛構造体
２１  第１黒鉛部材（第１部材）
２２  第２黒鉛部材（第２部材）
２３  嵌入部
２４  本体部
１５  凹部
１５３  内周面
１５１  開放端部
２６  接着層
２７  大径部
２７１  外周面
２８  小径部
２８１  外周面
２９  端面
３１  面取り部
Ｌ１  中心軸
ＣＬ  軸線
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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