(57)【要約】      （修正有）【課題】セラミックス材の表面を傷つけることなく、当該表面に金属の汚れを残すことなく、強力で、当該材を締付固定することができる、セラミックス材を固定するためのネジを提供する。【解決手段】金属製ネジの下方先端にセラミックスチップ(５、５')が取り付けられており、頭部(３、３')に、ネジ回しの先端に適合する凹部(８、８')が設けられていることを特徴とする、セラミックス材固定用ネジ(１、１')により、前記課題が解決される。【選択図】図２
0003113133.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
金属製ネジの下方先端にセラミックスチップ(５、５')が取り付けられており、頭部(３、３')に、ネジ回しの先端に適合する凹部(８、８')が設けられていることを特徴とする、セラミックス材固定用ネジ(１、１')。
【請求項２】
前記凹部(８、８')が六角ボルトを嵌合する穴である、請求項１記載のセラミックス材固定用ネジ(１、１')。
【請求項３】
高さが5〜20mmで、直径が3〜15mmの前記金属製ネジにおいて、セラミックスチップの下方先端を平坦にした前記セラミックスチップ(５、５')が、前記金属製ネジの下方先端において0.1〜5.0mm突出するように取り付けられている(７、７')ことに特徴づけられる、前記請求項いずれかに記載のセラミックス材固定用ネジ(１、１')。
【請求項４】
高さが8〜20mmで直径が1〜12mmの円柱形状の前記セラミックスチップが、前記金属製ネジの下方先端中央部において0.1〜5.0mm突出するように取り付けられている(７、７')ことに特徴づけられる、請求項３に記載のセラミックス材固定用ネジ(１、１')。
【請求項５】
前記セラミックスチップ(５、５')が、圧縮強度が2450MPa以上のセラミックスから成ることを特徴とする、前記請求項いずれかに記載のセラミックス材固定用ネジ(１、１')。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、セラミックス材の加工等、セラミックス材を取扱う際に、当該材を適切な状態で固定するための固定用のネジに関する。
【背景技術】
【０００２】
機械装置、機具等を構成するセラミックス製の機材の中で、その原材を焼成後、得られた素材の形状加工を経て製品化されるものにおいては、当該形状加工処理に際し、素材を固定して定位置に保持して、作業を行う必要がある。例えばポンプの芯棒として用いられるセラミックス製のポンプシャフト(セラミックスポンプシャフト)は、原料と有機結合剤の混練から始まり、押出成形、乾燥、切断加工、焼成、面取加工・形状加工(Dカット加工等)後、洗浄、乾燥等の一連の工程を経て、製品化される。ここで、特にＤカット加工とは、焼成を経た円柱形状のセラミックスポンプシャフトの素材を、その両端ないし片端から一定の長さまでの部分において、断面中央において縦断二分した片側を研削・排除し、当該部分においてシャフトの断面がアルファベットのＤ形状となるよう成形し(図１A)、Ｄワッシャを装備する加工処理である。そして、従来、当該シャフト素材の固定のための特別な固定用ネジはなく、通常の金属製のネジを用いて、当該シャフト素材を固定し、シャフト素材を定位置に保持する措置がとられている。
【０００３】
しかし、かかる従来の金属ネジを用いて固定した場合にあっては、固定されたセラミックシャフト素材と金属製ネジとの接触部分において、ネジの締め付けによりシャフト素材表面が傷つけられる他、金属の汚れがシャフト素材表面に付着し、黒い点となって、外観不良となる問題がある。そして、この汚れを除去するため、塩酸等を用いる洗浄(酸洗い)を行った後、アルカリで表面を処理し、次いで純水を用いて超音波で仕上げ洗浄を行う等、複数の工程から成る汚れ除去作業が必要となっている。
【０００４】
また、かかる問題を回避すべく、先端部に樹脂を設置したネジが用いられることもあるが、この場合は、締付による金属の跡は残らないものの、締付時のトルクが大きくなると(例えば、13kgf.cm以上)、先端部の樹脂が破壊される現象を生じ、セラミックス材の固定具としては、完全には適さないことが判明している。
この他、全てセラミックスで構成された固定用ネジを作製して使用することも考えられるが、この場合は、ネジの加工が困難である、締付時にネジ山が欠ける、割れる、およびネジ回しの先端に適合させるための凹部の加工が難しいといった問題がある。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案は、セラミックス材の表面を傷つけることなく、当該表面に金属の汚れを残すことなく、強力で、当該材を締付固定することができる、セラミックス材を固定するためのネジを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
考案者等は、金属製ネジの下方先端にセラミックスチップが取り付けられており、頭部に、ネジ回しの先端に適合する凹部が設けられていることを特徴とする、本考案のセラミックス材固定用ネジにより、前記課題を解決した。
本考案における金属製ネジは、先端にセラミックスチップを取り付けるための下記に示す構造が担保されていること以外は、金属製の、一般的なネジであってよい。
【０００７】
即ち、本考案の固定用ネジにおいては、金属製ネジの下方先端に取り付けられるセラミックスチップの上部と嵌合補完する形状の凹みを、金属製ネジの下方先端に設け、当該セラミックスチップの高さを当該金属製ネジの下方先端の凹みの深さよりも高くして、当該セラミックスチップの上端を当該金属製ねじの先端の凹みに嵌合接着した時に、セラミックスチップの下方先端が当該金属製ネジの下方先端から突出するようになっている。例えば、高さが5〜20mmで直径が3〜15mmの金属製ネジから構成される本考案の固定用ネジにおいては、セラミックスチップは、前記金属製ネジの下方先端において0.1〜5.0mm突出するように取り付けられる。
【０００８】
また、セラミックスチップの下方先端、即ち、固定されるセラミックス材の表面と接触してこれを固定する箇所は、好ましくは平坦に切断されたものである。かかる構造により、締付時に固定用ネジに大きな力(例えば、13kgf.cmを超える力)が加わっても、金属製ネジの先端からセラミックスチップが外れたり、セラミックスチップが割れたりして、固定用ネジの先端構造が破壊されることがなく、セラミックス材が確実に固定され、かつ、固定されたセラミックス材の表面が傷ついたり、金属の汚れが付着しないという効果が得られる。
【０００９】
本考案の固定用ネジにおける、前記セラミックスチップと金属製ネジ先端との取り付け結合部分の形状およびその金属製ネジの下方先端に締める大きさの割合、即ち、前記セラミックスチップの上部および金属製ネジ先端のこれに対応する前記凹みの形状およびサイズや、前記セラミックスチップの下部の形状およびサイズ等、金属製ネジの下方先端部の構造の態様は、固定するセラミックス材のサイズおよびその表面形状、固定用ネジに加えられる締付力(トルク)等、状況に応じて適宜のものに変更および選択することができる(ただし、セラミックスチップの下部の下方先端は、前述のごとく、好ましくは平坦切断形状を含む。)。例えば、高さが5〜20mmで直径が3〜15mmの金属製ネジから構成される本考案の固定用ネジにおいては、高さが8〜20mmで直径が1〜12mmの円柱形状のセラミックスチップが、前記金属製ネジの下方先端中央部に、当該金属製ネジの先端から0.1〜5.0mm突出するように取り付けられる。
本考案における金属製ネジは、例えば、ステンレス製である。
【００１０】
本考案におけるセラミックスチップは、無機酸化物で構成され、焼成により生じる一般的なセラミックスから成る小片であるが、好ましくは、圧縮強度(日本工業規格JIS R 1608による)が2450MPa以上のセラミックスから成る小片を用いることが好ましく、かかるセラミックスを用いた場合に、固定用ネジは、金属の汚れをセラミックス材に残すことなく、かつネジ先端を破損させることなく、十分にその固定機能を発揮することができる。かかるセラミックスを構成する無機酸化物は、例えば、アルミナないしジルコニアである。
先端にのみセラミックスを取り付け、ネジの主要胴部は金属製としていることから、ネジは全体としても、その側面周囲のネジ山においても頑丈さが確保されており、ネジ締付時の大きなトルクに十分耐え得、また、ネジ回しの先端によりネジ頭部のネジ回し用の穴が磨耗することもないものとなっている。
【考案の効果】
【００１１】
本考案の固定用ネジを用いれば、セラミックス材を、その表面において、強い締付力で固定でき、当該固定された箇所において、セラミックス材の表面が、傷つけられたり金属の汚れが付着したりすることがない。従って、本考案の固定用ネジを用いれば、固定後の、材表面の洗浄および汚れ除去作業が不要となる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
[実施例]
以下に示す実施例により、本考案の固定用ネジを説明するが、以下は例としての態様であって、本考案を限定するものではない。
図１は、本考案の好ましい一実施態様である固定用ネジの使用状態を示すものである。図１における本考案の固定用ネジ(１)は、セラミックスポンプシャフト素材を内部に貫通して固定するための特製の固定治具(１１)と組み合わせて使用するものである。Aは、当該使用状態の斜視図、Bは横断面図、およびCは縦断面図を示す。図２は、本考案の固定用ネジの好ましい実施態様を示すものである。Aは、図１に使用状態を示す本考案の固定用ネジの断面図であり、Bは、本考案の固定用ネジの別の一実施態様の断面図である。
【００１３】
本例における固定治具(１１)は、直径9mm、長さ20cmのセラミックスポンプシャフト素材を貫通保持するためのものであって、内部中心軸方向に当該セラミックスシャフト素材の外周側面に嵌合する形状の内腔(直径9.1mm)が内部中心軸方向に刳り抜かれた、押え板(９)と受け台(１０)が組み合わされて成る長さ3cmの角柱形状のものであり、ステンレス製である。押え板(９)の上面からその内腔壁面までの長さ(押え板の最も薄くなっている部分の厚み)は、1cmであり、押え板(９)の上面中央部には、上面から内腔壁面まで、直径6mmのネジ穴(１２)が貫通している。
【００１４】
図１に示す固定用ネジ(１)は、水平切断面を有する下方先端(２)および頭部(３)を有する直径6mm、高さ18mmの円柱形状のステンレス製の胴部(４)の下方先端中央部に、直径3mm、深さ2.8mmの凹みが設けられており、当該凹みに、直径3mm、高さ4.8mmの円柱形状のセラミックスチップ(５)が、その上端を当該胴部(４)の凹みに、接着剤を介して嵌合接着して成るものであり、当該胴部(４)の頭部(３)には、ネジ回し用六角ボルトの先端を嵌合するための、六角形の穴(８)が設けられている。セラミックスチップ(５)の上部は、ステンレス製ネジのステンレス製ネジの先端の凹みにおいて、強固に接着固定されており、抜け外れることはない。本例におけるセラミックスチップ(５)の下方先端(６)は、ステンレス製の胴部(４)の下方に、2mm突出している(７)。このように取り付けられた本例におけるセラミックスチップ(５)は、締付時に13kgf.cm以上ものトルクが固定用ネジ(１)に加わっても、破損することがない。
【００１５】
本例における固定用ネジ(１)の使用態様の一例を、以下に示す。セラミックスシャフト素材のDカット工程に際し、図１に示す固定治具(１１)の押え板(９)と受け台(１０)とをばらし、受け台(１０)の内壁上にシャフト素材(Dカット処理後、１３となる)を手前から奥へ向けて挿入して貫通し、上から押え板(９)を被せて、シャフト素材を固定治具(１１)にセットする。次いで、押え板(９)上面の中央部のネジ穴(１２)に、図１に示す固定用ネジ(１)を挿入する。固定用ネジ(１)の頭部(３)のネジ回し用の穴(８)に六角ボルトを挿入し、これを回して固定用ネジ(１)をネジ穴(１２)にネジ込むと、固定用ネジ(１)がネジ穴(１２)を貫通して、その下方先端(６)が固定治具内に貫通しているセラミックスシャフト素材(Dカット処理後、１３となる)の表面に接触する(図１BおよびC)。さらに、20kgf.cmのトルクで、当該固定用ネジ(１)を締付けて、シャフト素材外周を強く締付固定する(なお、シャフト素材が固定治具内で回転してずれることがないようにするには、少なくとも13kgf.cm以上の締付トルクが必要である。)。ここで、固定用ネジ(１)は、前記の通り、セラミックスチップ(５)の下方先端(６)が2mm突出している(７)ため、シャフト素材表面と固定用ネジ(１)との接点は、当該セラミックスチップ(５)のみとなっている(図１BおよびC)。このように固定されたシャフト素材は、定位置からずれることがない。Dカット処理作業完了後、シャフト(１３)を固定治具から取り出しても、シャフト(１３)の表面が損傷していたり、金属の汚れが付着していることはなく、固定用ネジ(１)により固定された箇所においても、シャフト(１３)表面は元の艶のある美しい淡黄色のままである。
【００１６】
図２に示す本考案の固定用ネジ(１')は、直径13mm、長さ8.3cmのセラミックスポンプシャフトを貫通保持するためのものであって、内部中心軸方向に刳り抜かれた内腔の直径を13.1mmとし、押え板の上面中央部において、上面から内腔壁面まで貫通するネジ穴の直径を8mmとしたこと以外は、図１に示す固定治具(１１)と同じ構成のものである。
【００１７】
本例における固定用ネジ(１')は、直径8mm、高さ18mmの円柱形状のステンレス製の胴部(４')の下方先端(２')を先細にし、頭部(３')を水平切断面としたステンレス製ネジの当該下方先端(２')の頂部において、直径5mm、深さ2.8mmの凹みを設け、当該凹みに、直径5mm、高さ4.8mmの円柱形状の下方先端を先細にし、かつその最先端(６')を平坦切断面としたセラミックスチップ(５')を、その上端を当該胴部の下方先端(２')の頂部の凹みに、接着剤を介して嵌合接着して成るものであり、当該頭部(３')に、ネジ回し用六角ボルトの先端を嵌合するための、六角形の穴(８')を設けたものである。セラミックスチップ(５')の上部は、ステンレス製の胴部の下方先端(２')の頂部の凹みにおいて強固に接着固定されており、抜け外れることはない。本例におけるセラミックスチップの下方先端(６')は、ステンレス製ネジの下方先端の当該凹みの縁(F)から、2mm突出している(７')。このように取り付けられた本例におけるセラミックスチップ(５')は、シャフト素材をセットした対応する固定治具のネジ穴に挿入して、これを締付け、さらに13kgf.cmを超えるトルク(例えば、20kgf.cm)が固定用ネジ(１')に加わっても、破損することなくシャフトを堅固に締付固定し、その後、シャフトを固定治具から取り出しても、シャフト表面が破損していたり汚れが付着していたりすることがない。
なお、図１および図２に示す本考案の固定用ネジを構成するセラミックスチップ(５、５')の組成は、以下の通りである。
【００１８】
【表１】
0003113133.tif 000003
【００１９】
なお、セラミックスチップの圧縮強度の測定は、日本工業規格JIS R 1608「ファインセラミックスの圧縮強さ試験方法」に従ったものである。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本考案の固定用ネジは、先端にセラミックスを用いた金属製ネジとして、セラミックス製の材はもとより、表面にセラミックスを塗装した材等も含めて、あらゆるセラミックス材を、良好な仕上がりをもって、後処理の煩雑を伴わずして、確実に固定することができる。セラミックス材を使用するあらゆる分野で有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本考案の好ましい一実施態様である固定用ネジの使用状態を示すものであり、Aは斜視図、Bは横断面図、およびCは縦断面図を示す。
【図２】図２は、本考案の固定用ネジの好ましい実施態様を示すものであり、Aは図１に示す本考案の固定用ネジの断面図、Bは本考案の固定用ネジの別の一実施態様の断面図を示す。
【符号の説明】
【００２２】
１、１'  固定用ネジ
２、２'  ステンレス製ネジの下方先端
３、３'  頭部
４、４'  胴部
５、５'  セラミックスチップ
６、６'  セラミックスチップの下方先端
７、７'  セラミックスチップの突出
８、８'   ネジ回し(六角ボルト)の先端に適合する凹部
９  押え板
１０  受け台
１１  固定治具
１２  ネジ穴
１３  シャフト(Dカット処理後)
【図１】
0003113133.tif 000004
【図２】
0003113133.tif 000005