(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空成形体よりなる本体と、該本体の両端よりそれぞれ延出して形成された軸部分とからなるセラミック成形体を、上記軸部分を垂直とした状態で保持するためのセラミック成形体の保持具であって、
前記軸部分が遊嵌し得る穴部を同位置に有する一対の枠体と、
上記枠体間に少なくとも一方の枠体と着脱自在に介在せしめ、該上下段の枠体の間隔を、前記セラミック成形体の本体の高さ以上、上方の軸部分と本体の高さの合計長未満となるように保持する支持体とにより構成されることにより、該セラミック成形体が、下段の枠体に本体の下方面の少なくとも一部が当接して保持されるように成し、更に、上記少なくとも一方の枠体に設けられる穴部は、前記軸部分を収容可能な深さの非貫通穴とするとともに、該非貫通穴を設けた枠体には、ガスが通過可能な貫通穴を別途形成したことを特徴とするセラミック成形体の保持具。
【請求項２】
前記貫通穴は、周囲に隣接する前記非貫通穴から、均等の位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック成形体の保持具。
【請求項３】
前記上下の枠体に、前記穴部を複数設けたことを特徴とする請求項１に記載のセラミック成形体の保持具。
【請求項４】
前記下段の枠体に形成された前記穴部が非貫通穴であり、この非貫通穴の長さ（深さ）をＤ、前記セラミック成形体の下方の軸部分の長さをＥとしたとき、
Ｄ＞Ｅ
であることを特徴とする請求項１に記載のセラミック成形体の保持具。
【請求項５】
前記枠体の穴部が、互いに直交するように重ねられた櫛歯状の枠体構成部材により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック成形体の保持具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は窒化アルミニウムなどからなるセラミック成形体の保持具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高い透光性を有する窒化アルミニウムを用いた発光管が開発されている（特許文献１，２等）。窒化アルミニウムは、これまでの透明材料として使用されていたアルミナよりも耐熱衝撃性および耐食性に優れているため、発光管として用いれば、ランプの長寿命化を達成することができるという利点がある。
【０００３】
このような発光管の製造に際しては、例えば、高純度の窒化アルミニウム粉末に酸化イットリウムなどの焼結助剤を混合するとともに、成形性を向上させるため必要に応じて有機バインダーを配合し、これらの混合物を所定形状に成形して、セラミックグリーン体を作成する場合がある。
【０００４】
さらに、このセラミックグリーン体を炉内で脱脂（脱バインダー）することで脱脂体とし、その後、この脱脂体を焼成することで発光管が製造されている。なお、脱脂温度は、有機バインダーの種類によっても異なるが、一般には、３００〜９００℃、特には３００〜７００℃が好適である。また、圧縮成形法のように、有機バインダーを用いない圧縮成形体の場合には、上記の脱脂工程は不要である。
【０００５】
一方、グリーン体や圧縮成形体（以下、合わせて「セラミック成形体」という）の焼成は、従来公知の方法で実施される。
焼成は、焼結助剤の除去を有効に行うとともにセラミック成形体中の金属不純物濃度や酸素濃度を低減するために、例えば、還元雰囲気下で行なわれている。
【０００６】
上記還元性雰囲気を実現する方法としては、焼成用の容器内に、セラミック成形体とともにカーボン発生源を予め共存させる方法、焼成用の容器としてカーボン製のものを用いる方法などが挙げられるが、その中でも、得られる焼結体の熱伝導率や色ムラなどを勘案すると、セラミック成形体とカーボン発生源とを焼成用の容器内に予め共存させる方法が好適である。
【０００７】
ここで、図７（Ａ）に示したように、発光管を形成するためのセラミック成形体２は、略円筒状に膨出して形成された本体２ａと、本体２ａの一方の端部および他方の端部からそれぞれ外方に延出して形成された軸部分２ｂおよび軸部分２ｃとから構成されている。
【特許文献１】特開平２−１８９８５３号公報
【特許文献２】特開平６−１９０７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、このようなセラミック成形体２を焼成したり、あるいは有機バインダーを含んだセラミックグリーン体のように脱脂したりする場合には、通常、図７（Ａ）に示したように、セラミック成形体２の本体２ａよりも背の高いブロック４を用意するとともに、このブロック４上にセラミック成形体２を横臥した姿勢にセットし、この状態で容器内に収容していた。
【０００９】
しかしながら、このように焼成前のセラミック成形体２を横臥した姿勢でブロック４上にセットすると、その本体２ａが、図７（Ｂ）に示したように、自重により垂れ下がって
しまい、結果として、両端の軸部分２ａ、２ｂが変形してしまうという問題があった。
【００１０】
さらに、従来の保持具のように、セラミック成形体２を横臥した姿勢で水平方向に多数並べた場合には、還元剤６と各々のセラミック成形体２までの距離に不均衡が生じるとともに、還元剤６から近い位置では還元剤の供給量が多く、遠い位置では、還元剤の供給量が少なく、製品に色ムラなどが発生してしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような従来の実情に鑑み、窒化アルミニウムなどからなるセラミック成形体の脱脂あるいは焼成時に生じる変形を防止するとともに、どの位置に配置されたセラミック成形体に対しても還元剤の供給量を略均一にすることができ、これにより製品の色ムラなどの発生を可及的に防止することのできるセラミック成形体の保持具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るセラミック成形体の保持具は、
中空成形体よりなる本体と、該本体の両端よりそれぞれ延出して形成された軸部分とからなるセラミック成形体を、上記軸部分を垂直とした状態で保持するためのセラミック成形体の保持具であって、
前記軸部分が遊嵌し得る穴部を同位置に有する一対の枠体と、
上記枠体間に少なくとも一方の枠体と着脱自在に介在せしめ、該上下段の枠体の間隔を、前記セラミック成形体の本体の高さ以上、上方の軸部分と本体の高さの合計長未満となるように保持する支持体とにより構成されることにより、該セラミック成形体が、下段の枠体に本体の下方面の少なくとも一部が当接して保持されるように成し、更に、上記少なくとも一方の枠体に設けられる穴部は、前記軸部分を収容可能な深さの非貫通穴とするとともに、該非貫通穴を設けた枠体には、ガスが通過可能な貫通穴を別途形成したことを特徴としている。
【００１３】
このような構成の本発明に係る保持具によれば、セラミック成形体が垂直の姿勢で保持されるので、脱脂あるいは焼成を行なったとしても自重による変形を防止することができる。
【００１４】
また、還元剤は、ガスが通過可能な貫通穴を介して上方に導かれるので、還元剤の供給量を略均一に保つことができる。
ここで、前記貫通穴は、周囲に隣接する前記非貫通穴から、均等の位置に形成されていることが好ましい。
【００１５】
このような構成であれば、還元剤をより均一に供給することができる。
また、本発明では、前記上下の枠体に、前記穴部を複数設けることが好ましい。
このような構成であれば、多数のセラミック成形体を同時に処理することができる。
【００１６】
さらに、本発明では、前記下段の枠体に形成された前記穴部が非貫通穴であり、この非貫通穴の長さ（深さ）をＤ、前記セラミック成形体の下方の軸部分の長さをＥとしたとき、
Ｄ＞Ｅ
であることが好ましい。
【００１７】
このように、非貫通穴の長さが設定されていれば、セラミック成形体を変形させることなく安定した状態で下方の枠体に保持させることができる。
また、本発明では、前記枠体の穴部が、互いに直交するように重ねられた櫛歯状の枠体構成部材により形成されていても良い。
【００１８】
このような構成であれば、２つの櫛歯状の枠体構成部材に形成された溝部の交差する位置に穴を構成することができるので、加工が容易である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るセラミック成形体の保持具によれば、略円筒状に形成されたセラミック成形体が垂直の姿勢で保持されるので、脱脂あるいは焼成時などに生じ得る変形を防止することができる。
【００２０】
また、下段の枠体に形成された穴部を非貫通穴とし、かつこの非貫通穴の長さ（深さ）を、セラミック成形体の下方の軸部分の長さに対して長くした場合には、還元剤から近い位置では、還元剤の供給量を少なくすることができる。
【００２１】
また、複数のセラミック成形体には、軸部分を遊嵌する穴に対して別途形成された貫通穴を介して還元剤が供給されるので、どの位置に配置されたセラミック成形体であっても、還元剤の供給量が略均一となり、これにより製品に色ムラなどが生じることを可及的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に示した本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１は本発明の一実施例に係るセラミック成形体６を示したもので、図２はセラミック成形体６を複数個、固定するための保持具１０を示したものである。
【００２３】
図１に示したセラミック成形体６は、図７に示したセラミック成形体２と略同様に形成されたもので、略円筒状に形成された本体６ａと、この本体６ａの一方の端部に延出して形成された軸部分６ｂと、他方の端部に延出して形成された軸部分６ｃとから構成されている。これらは窒化アルミニウムからなる原料粉末に、例えば、酸化イットリウムなどの焼結助剤を混合するとともに有機バインダーを配合し、その後、これらの混合物を所定形状に成形したものである。このようなセラミック成形体６を脱脂した後、所定の温度で焼成することで焼結体（発光管６’）が製造される。
【００２４】
なお、焼成前の多数のセラミック成形体６は、図２に示した保持具１０を介して炉内に収容される。そして、図３に示すように還元剤４２を共存させた状態で焼成される。
図２に示した保持具１０は、平板状の上段の枠体２０と、上段の枠体２０に比べて厚さが厚い下段の枠体３０とを有し、これらの枠体２０，３０間は、支持体５０を介して一体的に組立てられる。なお、支持体５０は、少なくとも一方の枠体２０，３０と着脱自在であれば、他方の枠体に対しては一体的に取り付けられていても良い。
【００２５】
枠体２０，３０の材質は、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等のセラミックスや、タングステン[Ｗ]、モリブデン[Ｍｏ]等の非炭素製の材料が使用できるが、その中でも、耐久性の点から窒化アルミニウム、窒化ホウ素等のセラミックス製であることが好ましい。
【００２６】
また、これら一対の枠体２０，３０には、セラミック成形体６の軸部分６ｂ、６ｃを垂直な状態で遊嵌し得る穴部が同位置に対応するように形成されている。すなわち、上段の枠体２０には、図１に示したセラミック成形体６の軸部分６ｂを収容する多数の穴１２が形成され、下段の枠体３０には、軸部分６ｃを収容する多数の非貫通穴１４がそれぞれ形成されている。これらの非貫通穴１４は、上記穴１２に対応した位置に形成されている。
【００２７】
ここで、図４に示したように、下段の枠体３０の非貫通穴１４の長さ（深さ）をＤ、セラミック成形体６の下方の軸部分６ｃの長さをＥとしたとき、
Ｄ＞Ｅ
であることが好ましい。
【００２８】
このように、非貫通穴１４の長さ（深さ）Ｄが設定されていれば、セラミック成形体６を安定した姿勢で保持することができる。
また、下段の枠体３０の穴部が、貫通穴である場合、
Ｄ＞０．３Ｅであることが好ましい。
【００２９】
さらに、図２に示したように、下段の枠体３０には、隣接する非貫通穴１４の間を縫うように、上下方向への貫通穴３６が別途形成されている。この貫通穴３６は、後述するように、還元ガスを上方へ導くための通路として機能する。ガス導入用の貫通穴３６を形成する位置は、隣接する周囲の非貫通穴１４から略均等の位置であることが好ましい。
【００３０】
一方、上下に配置される２つの枠体２０，３０間を移動不能に連結する支持体５０は、略円柱状の胴部５２と、これより小径の軸状端部５４、５６とを有し、軸状端部５４，５６が、例えば、枠体２０、枠体３０の四隅に設けた係止穴５８、５９内にそれぞれ挿入されることで、一対の枠体２０，３０間が一定間隔に保持されている。
【００３１】
支持体５０の材質も枠体の材質と同様、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等のセラミックス製であることが好ましい。
なお、下段の枠体３０に形成される係止穴５９は、この実施例では、図３に示したように貫通穴としたが、底部が貫通していなくても良い。
【００３２】
また、図３に示したように、支持体５０により規定される枠体２０，３０の間隔Ａは、セラミック成形体６の本体６ａが、枠体２０に当接しないことが好ましい。
すなわち、上下段の枠体２０，３０間の間隔をＡ、セラミック成形体６の本体６ａの高さをＢ、セラミック成形体６の上方の軸部分６ｂの長さをＣとしたとき、
Ｂ≦Ａ＜（Ｂ＋Ｃ）であることが好ましい。
【００３３】
これにより、セラミック成形体６の本体６ａは、枠体２０に接触しないで枠体２０、３０間に収容されることになる。一方、セラミック成形体６の本体６ａの下方部は、下段の枠体３０の上面に当接して保持されることになる。
【００３４】
このように構成される保持具１０に対し、多数のセラミック成形体６は以下のようにして固定される。
先ず、図３に示したように、セラミック成形体６の軸部分６ｂを上方に配置した姿勢から、下方の軸部分６ｃを、下段の枠体３０の非貫通穴１４内に挿入する。
【００３５】
一方、支持体５０の軸部５６を、下段の枠体３０の係止穴５９内に挿入する。
このようにして、多数のセラミック成形体６を、一対の枠体１０、３０間に垂直の姿勢で収容するとともに、支持体５０を立設し、さらにその上方に上段の枠体２０を配置する。
【００３６】
セラミック成形体６はこのようにして保持具１０内に移動不能に収容され、その後、容器内に収容される。そして、容器ごと脱脂用の炉内に収容される。
本実施例によれば、このように多数のセラミック成形体６が垂直の姿勢で保持具１０に保持されているので、セラミックグリーン体のように脱脂を行なう場合などに、自重が作用したとしても、セラミック成形体６の本体６ａが変形してしまうことはない。
【００３７】
次に、焼成を行なう場合は、例えば図３に示したように、焼成用の炉内に還元剤４２と
ともに収容する。すなわち、焼成用の容器内の底面に、カーボン発生源となる還元剤４２を配置し、その上方にセラミック成形体６を多数収容した保持具１０を配置する。そして、この状態で焼成する。
【００３８】
炉内を加熱した際、還元剤４２から発せられる還元雰囲気は、ガスが通過可能な貫通穴３６から、矢印で示したように上方に案内され、本体６ａの周囲に導入される。よって、どの位置のセラミック成形体６であっても略均一に還元剤が導入される。
【００３９】
また、還元剤４２から近い位置におけるセラミック成形体６の軸部分６ｃは、非貫通穴１４で周囲が覆われているので、還元剤４２の供給量が少なくなる。これにより、過度の還元による、製品への色ムラなどの不具合が発生せず、均一な焼成を行なうことができる。
【００４０】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されない。
例えば、支持体５０は、上記実施例に何ら限定されない。
【００４１】
また、セラミック成形体６の形状は、実施例に限定されない。上記実施例では、本体６ａが略円筒状であるとともに、本体６ａの上端および下端が軸方向にも緩やかに膨出した形状となっているが、本体６ａは、単に円筒状に形成されたものであっても良い。
【００４２】
さらに、上記実施例では、例えば、下段の枠体３０に、計１６個の穴１２が形成され、最大１６個のセラミック成形体６を固定できるようにしているが、保持具１０の最大処理数などは、実施例に何ら限定されない。
【００４３】
また、下段の枠体３０に形成された貫通穴３６の直径、数、形成位置なども上記実施例に何ら限定されない。
さらに下段の枠体３０と同様に形成されたものを、上段の枠体用として用いても良い。この場合には、軸部分６ｂの先端部が非貫通穴１４に相当する穴部で覆われることになる。そして、還元剤４２を、このような上段の枠体の上方に配置することもできる。即ち、上段の枠体として、前記非貫通穴１４を備えた枠体が用いられ、この場合は、この非貫通穴の長さ（深さ）をＤ、前記セラミック成形体の下方の軸部分の長さをＥとしたとき、必ずしもＤ＞Ｅである必要はなく、例えば、かかる枠体の非貫通穴の底面が、上記軸部分の先端に接触しないように、枠体の下面が本体の上方部より高い位置にて該枠体を支持する場合には、Ｄ＜Ｅであっても良い。
【００４４】
このような姿勢であっても、還元剤４２からの還元雰囲気を各成形体６に対して略均一に供給することができる。
また、セラミック成形体６の下方の軸部分６ｃを収容する下段の枠体３０の非貫通穴１４は、上記実施例に限定されない。例えば、非貫通穴１４を他の部材に設け、その部材を下方の枠体に組付けることもできる。
【００４５】
図５は、非貫通穴１４を他の部材に形成した例を示したものである。
図５の例では、上記した下方の枠体３０を、上段の枠体２０と同様の厚さを有する薄い枠体３０Ａから構成するとともに、非貫通穴１４を構成する他の部材６３を用意し、この部材６３を薄い枠体３０Ａに組み込んだ他の実施例を示したものである。
【００４６】
すなわち、この実施例では、下方の枠体３０Ａに有底筒状のポケット部材６３が装着されている。そして、このポケット部材６３内にセラミック成形体６の軸部６ｃが収容される。このように設定すれば、下方に配置される枠体を薄く設定することができる。
【００４７】
なお、図５に示したように、セラミック成形体６の下方の軸部分６ｃの先端部が枠体３０の下方に突出する場合には、すなわち、ポケット部材６３が枠体３０Ａの下方に突出する場合には、ポケット部材６３の突出長より長い高さの脚部を用意し、この脚部を枠体３０Ａの下面に配設し、この脚部により枠体３０Ａを嵩上げすることが好ましい。
【００４８】
なお、脚部の材質も枠体及び支持体の材質と同様、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等のセラミックス製であることが好ましい。
以上説明したように、本発明によれば、多数のセラミック成形体６が立位の姿勢で保持されるので、セラミック成形体６の本体６ａが自重などにより変形してしまうことはない。よって、セラミック成形体６を保持具１０を介して図示しない所定の容器内に入れ炉内で脱脂したり、焼成したりしても、セラミック成形体６の寸法精度を良好に維持することができる。
【００４９】
また、本発明では、セラミック成形体６の下方の軸部６ｃを収容する下段の枠体３０の穴部を非貫通穴１４とし、該非貫通穴１４とは別にガスが通過可能な貫通穴３６を別途設けているので、還元剤から近い位置では、還元剤の供給量を少なくし、かつ全体的には、どの位置のセラミック成形体６であっても還元剤を略均一に導入することが可能である。よって、セラミック成形体６を保持具１０を介して図示しない容器内に入れ脱脂したり焼成したりしても、還元剤からの距離に係わらず、製品に色ムラが生じることがない。
【００５０】
なお、本発明の有効性を調べるための実験を行なった。
先ず、上記したように、有機バインダーを含んだセラミックグリーン体６を用意し、このセラミックグリーン体６を、従来例の図７（Ａ）に示したように、横臥した姿勢で２つのブロック４，４上に載置して脱脂し、その後、炉内で焼成することでセラミック製の発光管６を製造した（サンプル１）。
【００５１】
また、同様のセラミックグリーン体６を用意し、このセラミックグリーン体６を、図３に示したように立位の姿勢として下段の枠体３０と上段の枠体２０との間に配置し、この姿勢から脱脂と焼成を行なった。そして、本発明によるセラミック製の発光管６を得た（サンプル２）。
【００５２】
サンプル１の場合、軸部分６ｂ、６ｃを中心に変形が生じたが、サンプル２の場合、どこにも変形が生じていなかった。また、製品に色ムラも生じていなかった。これにより、本発明の有効性が確認された。
【００５３】
また、図２に示した実施例では、上段の枠体２０と下段の枠体３０とは、それぞれ１枚の枠体から構成されているが、これら上段用の枠体と下段用の枠体とを、それぞれ２枚の枠体から構成することもできる。
【００５４】
すなわち、図６（Ａ），（Ｂ）に示したように、櫛歯状の溝６２が多数形成された１つの枠体構成部材６０と，櫛歯状の溝７２が多数形成された他の枠体構成部材７０を２枚一対で用意し、これらの枠体構成部材６０，７０を図６（Ｃ）に示したように、互いの溝６２、７２が直交する方向に重ね合わせれば、２枚の枠体で上段の枠体２０、下段の枠体３０と同様の枠体８０を構成することもできる。
【００５５】
このような構成によれば、枠体構成部材６０に形成された直線状の溝６２と、他の枠体構成部材７０に形成された直線状の溝７２とが、互いに合致する部分に、穴１２あるいは非貫通穴１４に対応する矩形の開口２２が形成されることになる。よって、この開口２２を、図１に示したセラミック成形体６の軸部分６ｂ、６ｃを挿入するための穴１２または
非貫通穴１４の代わりとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る成形体または発光管の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した成形体または発光管を複数個、固定するための固定装置を示した分解斜視図である。
【図３】図３は図２に示した固定装置で成形体を固定するときの断面図である。
【図４】図４は、図３に示した一部を拡大して示した断面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施例を示した断面図である。
【図６】図６は、本発明のさらに他の実施例に係るセラミック保持具を示したもので、図６（Ａ）は、枠体を構成する枠体構成部材の平面図、図６（Ｂ）は枠体を構成する他の枠体構成部材の平面図、図６（Ｃ）は図６（Ａ）に示した枠体構成部材と図６（Ｂ）に示した他の枠体構成部材を互いに組み込んで一つの枠体を構成したときの平面図である。
【図７】図７は従来例を示したもので、図７（Ａ）は成形体を固定したときの側断面図、図７（Ｂ）は成形体を固定して脱脂したときの側断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
６    セラミック成形体
６ａ  本体
６ｂ  軸部分
６ｃ  軸部分
１０  保持具
１２  穴
１４  非貫通穴
２０  上段の枠体
３０  下段の枠体
３６  貫通穴
５０  支持体
５２  胴部
５４  軸状端部
５６  軸状端部
５８  係止穴
５９  係止穴
６０  枠体構成部材
６３  ポケット部材
７０  枠体構成部材
【図１】
0004970210.tif 000002
【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】
0004970210.tif 000008