(57)【要約】【課題】  従来のクリップと同等以上の特性を有した安価なクリップを提供する。【解決手段】  被加熱部材を固定保持するクリップにおいて、該クリップは、一枚の金属板でなるバネ板と、該バネ板の曲げて形成された両端部にそれぞれ固定され、該両端部の延長方向において前記バネ板の弾性力によって互いが近接する第一側板と第二側板とを有する。前記バネ板はバネ材で、前記第一側板と前記第二側板はオーステナイト系ステンレス鋼板で形成できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱部材を固定保持するクリップにおいて、該クリップは、一枚の金属板でなるバネ板と、該バネ板の曲げて形成された両端部にそれぞれ固定され、該両端部の延長方向において前記バネ板の弾性力によって互いが近接する第一側板と第二側板とを有することを特徴とするクリップ。
【請求項２】
前記バネ板は、質量％でＮｉ：２０．０〜３５．０％、Ｃｒ：１０．０〜２０．０％、Ｍｏ：０．０５〜５．０％、Ｔｉ：１．５〜４．０％、Ａｌ：０．０５〜３．０％、Ｖ：０．１０〜１．０％、Ｂ：０．００１〜０．０１０％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、残部はＦｅおよび不可避的不純物を含む金属板で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のクリップ。
【請求項３】
前記第一側板と前記第二側板はオーステナイト系ステンレス鋼板で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のクリップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱部材を固定保持するクリップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）等の画像表示装置を製造する際、二枚の硝子板を重ね合わせて加熱・封止する工程がある。この時、重ね合わせた二枚の硝子板（被加熱部材）を重ね合わさる方向に押さえつけて固定保持するために、挟み型のクリップが用いられる。この被加熱部材を固定保持するクリップは、例えば特許文献１、２に提案されるように、一枚のバネ板を折り曲げて形成されている。そして、前記クリップは、背板と該背板の両端から延びた二つの側板を有する概ね三角形の輪郭をもった形状を有し、バネ板の弾性力によって互いが近接された前記二つの側板によって被加熱部材を挟んで固定保持することができる。
【０００３】
また、前記クリップは、例えば特許文献１〜３に提案されるように、インコネル（Ｒ）７１８合金、Ｘ−７５０合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金などのＮｉ基の耐熱合金や、ステンレス鋼などでなるバネ材が使用される。また、本願出願人は、特許文献４において、ＭｏとＷの１種または２種を含み、金属組織中に分散した平均粒径１００ｎｍ以下の金属間化合物粒子を有するＦｅ基合金でなるクリップを提案している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５５４８８号公報
【特許文献２】特開２００４−２７３２８４号公報
【特許文献３】特開平１１−１９０３１１号公報
【特許文献４】特開２００６−２４２３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１〜４に開示される被加熱部材を固定保持するクリップは、いずれのクリップも一枚のバネ板を折り曲げて形成されている。しかしながら、上述のバネ材は、クリップの形状とする冷間での高精度な加工や、被加熱部材を挟む際のクリップ力の調整を形状矯正によって行うことが容易ではない。また、上述のバネ材はＮｉを多く含むために非常に高価なものであり、近年のＮｉ原料価格の高騰から今後さらに高価なものとなることが予想される。
本発明の目的は、従来のクリップと同等以上の特性を有した安価なクリップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述した問題を鑑みてなされたものである。すなわち本発明は、被加熱部材を固定保持するクリップにおいて、該クリップは、一枚の金属板でなるバネ板と、該バネ板の曲げて形成された両端部にそれぞれ固定され、該両端部の延長方向において前記バネ板の弾性力によって互いが近接する第一側板と第二側板とを有する、クリップである。
【０００７】
上述のバネ板には、望ましくは、質量％でＮｉ：２０．０〜３５．０％、Ｃｒ：１０．０〜２０．０％、Ｍｏ：０．０５〜５．０％、Ｔｉ：１．５〜４．０％、Ａｌ：０．０５〜３．０％、Ｖ：０．１０〜１．０％、Ｂ：０．００１〜０．０１０％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、残部はＦｅおよび不可避的不純物を含む金属板を使用することである。
また、上述の第一側板と第二側板には、望ましくは、オーステナイト系ステンレス鋼板を使用することである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のクリップは、バネ板、第一側板、第二側板が個別であるので、それぞれの部材材質を自由に選定することができる。また、それぞれの部材形状はクリップ形状に比べて単純であるので、冷間での形状加工をより高精度に行うことができる。よって、本発明は、被加熱部材を固定保持するクリップの低価格化やクリップ力の安定化に効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の重要な特徴は、クリップ形状を一枚のバネ板で形成するのではなく、バネ板、第一側板、第二側板をそれぞれ個別化して別体とし、これらを組み合わせることによってクリップ形状としたことにある。具体的には、上述したように本発明のクリップは、一枚の金属板でなるバネ板と、該バネ板の曲げて形成された両端部にそれぞれ固定され、該両端部の延長方向において前記バネ板の弾性力によって互いが近接する第一側板と第二側板とを有する。
【００１０】
本発明のクリップは、クリップ形状を一枚の金属板で形成していないので、バネ板、第一側板、第二側板の材料を個別に自由に選定することができる。これにより、例えば、所望のクリップ力を得るバネ板には上述したＮｉ含有量の多い優れたバネ材を使用し、第一側板や第二側板にはＮｉ含有量の少ない安価な材料を使用することができ、被加熱部材を固定保持するクリップの低価格化に貢献できる。また、例えば、クリップのバネ板には加熱されてもクリップ力が低下し難いバネ材を使用し、被加熱部材を挟む第一側板や第二側板には加熱されても変形し難い耐熱性に優れた材料を使用する等、各種材料を組み合わせて使用することが可能となる。
【００１１】
また、バネ板、第一側板、第二側板のそれぞれの部材形状はクリップ形状に比べて単純な形状となるので、それぞれの部材形状を冷間加工等で形成する際に、クリップ形状自体の形成精度に比べて高精度に形成することができる。それぞれの部材形状が高精度化されるが故にこれらを組み合わせて得たクリップ形状自体を従来よりも高精度化できるので、所望のクリップ力を得ることが容易にでき、これとともにクリップ力が安定化される。また、第一側板や第二側板において、例えばバネ材に比べて形状矯正が容易な軟質な材料を使用すれば形状矯正が容易にできるようになるので、第一側板と第二側板の近接状態を矯正してクリップ力を調整することが容易にできる。
【００１２】
次に、本発明のクリップの模式図を一例として図１に示す。
本発明のクリップ１は、一枚の金属板でなるバネ板２と、該バネ板２に固定された第一側板３と第二側板４とを有する。バネ板２は曲げて形成された曲げ部６ａ、６ｂを両端部に有し、該両端部に対して第一側板３と第二側板４とが固定されている。そして、第一側板３と第二側板４とは、バネ板２の両端部の延長方向においてバネ板２の弾性力によって互いが近接可能としている。第一側板３と第二側板４とが近接する個所がクランプ部５となり、例えばＰＤＰを製造する場合、被加熱部材である硝子板をクランプ部５で挟んで固定保持することができる。なお、第一側板３と第二側板４の先端付近を被加熱部材との接触面積を増やすようにさらに曲げ加工を行って、平坦な個所を有するクランプ部としても良く、これにより被加熱部材の固定保持をより安定に行うことができる。
【００１３】
本発明において、バネ板の両端部に対する第一側板および第二側板の固定は、例えばレーザーやＴＩＧなどでの溶接や高周波ロウ付によっても良いし、かしめ加工によっても良いし、これらの組み合わせによっても良い。また、例えば、バネ板に孔を形成し、第一側板および第二側板に突起を形成し、該突起を前記孔に連通して係合させる手段などを加えても良く、これにより固定強度を増すことができる。
【００１４】
また、上述したクランプ部５で被加熱部材を挟む場合、治具（図示しない）を使用してクランプ部５を遠ざける方向（図１、図２で示した矢印９の方向）に開口させやすい構造を有すれば、生産性向上が期待される。この目的のために本発明においては、第一側板３と第二側板４に対し、さらに曲げ加工部７ａ、７ｂを形成しても良い。
また、治具で開口する際には、バネ板２の中央付近に支点が存在すると開口する場合に要する力が少なくてすむので、バネ板２はクランプ部５の側に向かって湾曲部８を形成することが望ましい。
その他、必要に応じて、クリップにスリットを設けても良いし、曲げ加工部７ａ、７ｂの先端をさらに曲げ加工するなどによって、突起などを設けても良い。
【００１５】
本発明のクリップにおけるバネ板には、上述したインコネル（Ｒ）７１８合金、Ｘ−７５０合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金などのＮｉ基の耐熱合金でなるバネ材や、耐熱性を有するステンレス鋼でなるバネ材を用いて形成された金属板を使用することができる。また、ＭｏとＷの１種または２種を含み、金属組織中に分散した平均粒径１００ｎｍ以下の金属間化合物粒子を有するＦｅ基合金でなるバネ材を用いて形成された金属板は、上述したＮｉ基の耐熱合金よりも安価で入手できるので好ましい。
【００１６】
望ましくは、本発明のクリップにおけるバネ板には、安価なＦｅ基合金の化学組成を最適に成分調整されたバネ材でなる金属板を使用する。具体的には、質量％でＮｉ：２０．０〜３５．０％、Ｃｒ：１０．０〜２０．０％、Ｍｏ：０．０５〜５．０％、Ｔｉ：１．５〜４．０％、Ａｌ：０．０５〜３．０％、Ｖ：０．１０〜１．０％、Ｂ：０．００１〜０．０１０％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、残部はＦｅおよび不可避的不純物を含む金属板が好適である。なお、Ｓｉ、Ｍｎは０％を含む。上述した化学成分を有してなる金属板は、加熱されても良好なクリップ力を得ることができる。
【００１７】
以下、本発明におけるバネ板に使用する金属板に対する上記好適な化学組成の規定理由を説明する。
Ｎｉを好適に含む金属板は、Ｆｅ基地のオーステナイト相の安定化により、また時効による析出相の適正な形成により、常温および高温強度が優れている。よって、上述したように本発明のクリップのバネ板には２０．０〜３５．０質量％のＮｉを含む金属板を使用することが望ましい。なお、Ｎｉが２０．０質量％より少ないとオーステナイト相が不安定となり、また析出相の形成が不十分となり、常温および高温強度が低下することがある。一方、Ｎｉが３５．０質量％を超えると、クリップの価格が大幅に高くなってしまう。
【００１８】
また、Ｃｒを好適に含む金属板は、耐酸化性が優れている。よって、上述したように本発明のクリップのバネ板には１０．０〜２０．０質量％のＣｒを含む金属板を使用することが望ましい。なお、Ｃｒが１０．０質量％より少ないと必要な耐酸化性が得られず、一方、２０．０質量％を超えると、Ｆｅ基地のオーステナイト相が不安定となることがあり、また有害な脆化相を生成して強度や延性を低下させることがある。
【００１９】
また、上述したＮｉに加え、Ｍｏを好適に含む金属板は、Ｆｅ基地のオーステナイト相へのＭｏの固溶強化により、常温および高温強度のさらなる向上が期待できる。また、加熱されて使用されている際に、転位との相互作用により、高温での変形の抑制が期待できる。よって、上述したように本発明のクリップのバネ板には０．０５〜５．０質量％のＭｏを含む金属板を使用することが望ましい。なお、Ｍｏが０．０５質量％より少ないと高温強度の向上効果が少なく、一方、５．０質量％を超えると、有害な脆化相を生成して強度や延性を低下させることがある。
【００２０】
また、上述した各元素に加え、ＴｉとＡｌを好適に含む金属板は、時効による析出相の適正な形成により、常温および高温強度がさらに向上されていることが期待できる。よって、上述したように本発明のクリップのバネ板には、１．５〜４．０質量％のＴｉと、０．０５〜３．０質量％のＡｌを含む金属板を使用することが望ましい。なお、Ｔｉは、１．５質量％より少ないと析出強化による常温および高温強度の向上効果が少なく、一方、４．０質量％を超えると加熱された際に粗大な金属間化合物を生成して高温での強度や延性を低下させることがある。また、Ａｌは、０．０５質量％より少ないと析出強化による常温および高温強度の向上効果が少なく、一方、３．０質量％を超えると熱間加工性が低下して加工性を損ねることがある。
【００２１】
また、さらに、Ｖを好適に含む金属板は、Ｖが不可避的に混入することがあるＣとでＭＣ型炭化物を生成してオーステナイト結晶粒を微細化することにより、常温および高温強度が向上されていることがある。よって、上述したように本発明のクリップのバネ板には０．１０〜１．０質量％のＶを含む金属板を使用することが望ましい。なお、Ｖは、Ｃの混入の可能性を考慮して少なくとも０．１０質量％を含むことが望ましく、一方、１．０質量％を超えると高温で不安定な酸化被膜を形成して耐酸化性を害することがある。
【００２２】
また、Ｂを好適に含む金属板は、粒界強化作用により高温強度と延性がさらに向上されていることが期待できる。よって、上述したように本発明のクリップのバネ板には、０．００１〜０．０１０質量％のＢを含む金属板を使用することが望ましい。なお、Ｂは、少なくとも０．００１質量％以上含んで粒界強化作用を得ることが望ましく、一方、０．０１０質量％を超えると熱間加工性が低下して加工性を損ねることがある。
【００２３】
また、ＳｉやＭｎは、金属板の製造過程において脱酸効果を期待して添加される元素である。各元素とも過度の添加は高温強度を低下させる恐れがあるので、Ｓｉを１．０％以下、Ｍｎを２．０％以下に抑えることが望ましい。
【００２４】
また、本発明のクリップにおいて、バネ板に使用する金属板は、上述した各元素を適宜含み、残部がＦｅと、意図して添加していないのに不可避的に混入することがある不純物を含む。Ｆｅは、本発明のクリップ用の安価な合金を得るために、基地を構成するオーステナイト相の安価な主要元素として必要である。なお、不可避的不純物として、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｍｇなどの元素の混入の可能性がある。
【００２５】
本発明において、クリップの第一側板と第二側板には、上述したＮｉ基の耐熱鋼でなるバネ材を用いた金属板が使用できる。また、クリップの低価格化が所望される場合、Ｎｉ基の耐熱鋼に比べて高価なＮｉの含有量が少ないステンレス鋼板が好ましい。望ましくは耐熱性に優れるオーステナイト系ステンレス鋼板であり、被加熱部材を挟んで固定保持するためのクリップ力を有することが期待できる。また、オーステナイト系ステンレス鋼板の中でも安価で容易に入手できる、ＳＵＳ３１０ＳなどＮｉを１９．０〜２２．０質量％含むものや、ＳＵＳ３１６ＬなどＭｏを２．０〜３．０質量％含みＮｉを１２．０〜１５．０質量％に低減したものは、より望ましい金属板である。
【実施例】
【００２６】
画像表示装置用の硝子板を固定保持するための、図１に示す形状を有する本発明の一例となるクリップ１を作製した。クリップ１は、バネ板２の曲げ部６ａ、６ｂに対し、第一側板３と第二側板４とを固定して一体化したものである。また、バネ板２、第一側板３、第二側板４に用いた金属板はすべて同じ材質であって、表１に示す本発明におけるバネ板に使用する上で好ましい範囲の化学組成を有するものである。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
クリップ１の作製手順について説明する。
表１に示した化学組成を有する金属板を所望形状に切り出し、切り出した金属板を用いて冷間で曲げ加工により成形し、これにより図１に示す形状を有するバネ板２、第一側板３、第二側板４を得た。それぞれの部材形状はクリップ形状よりも単純形状であるため、クリップ形状自体を形成するよりも簡易な金型を用いて少ない曲げ工程で高精度に成形することができた。この後、得られたバネ板２の曲げ部６ａ、６ｂに対し、レーザー溶接によって第一側板３と第二側板４とを溶接して固定し、クリップ形状を有する成形体を得た。次に、得られたクリップ形状の成形体に対し、温度１０００℃にて固溶化処理し、次いで、温度７３０℃で８時間保持した後に温度６２０℃まで炉冷し、さらに温度６２０℃で８時間保持した後に空冷する時効処理を実施した。これらの熱処理を経た後、溶接個所においても不具合個所が認められず、所望のクリップを得ることができた。
【００２９】
次に、得られたクリップを使用し、クリップのバネ特性をクリップ力として調査した。
クリップ力は、クランプ部５に厚さ５ｍｍの硝子（図示せず）を挟み、常温から１時間で温度４５０℃まで昇温し、温度４５０℃で１１時間保持後に空冷する手順を１サイクルとするサイクル試験を実施し、１サイクル終了後のクリップ力を都度測定した。測定は５サイクル終了まで実施した。
【００３０】
クリップ力の測定方法を、図１と図２を用いて説明する。
まず、クリップ１の全幅（図中にＡで示す）を超える長さの棒鋼１０を２本用意した。図１で示す矢印９方向にクランプ部５を開口させてクリップ力を測定するため、クリップの２つの曲げ加工部７ａ、７ｂの曲げ部の内側に接するように棒鋼１０を１本ずつ配した。棒鋼１０の両端を治具１１に固定し、治具（上側）１１をクランプ部５が開口するように垂直方向に移動させ、クランプ部５を前記硝子の厚さと同じ５ｍｍだけ開口したときの荷重を、荷重計１２で読み取ってクリップ力とした。結果を表２に示す。
【００３１】
なお、表２に併記している従来例とは、特許文献４の図１に提案される形状を有する一枚の金属板でなる従来のクリップであり、上述の手順で得たクリップ１と同じ金属板を用いて作製したものである。また、従来例におけるクリップ力は上述した測定方法で同様に測定したものである。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
本発明の実施例となるクリップは、５サイクル後のクリップ力が、サイクル試験前の３６．０Ｎから３５．７Ｎへと０．３Ｎだけ劣化し、劣化率は０．８％であった。一方、従来例となるクリップは、５サイクル後のクリップ力が、サイクル試験前の３３．０Ｎから３２．８Ｎへと０．２Ｎだけ劣化し、劣化率は０．６％であった。なお、ここでいう劣化率（％）とは、式：劣化率（％）＝１００−（サイクル試験前のクリップ力）／（サイクル試験後のクリップ力）×１００、を用いて算定した値である。
【００３４】
この結果から、本発明のクリップは従来のクリップに劣らない優れたバネ性を有し、また、常温−高温の繰り返し後のクリップ力の劣化も従来と同等程度であり、高い強度を維持できているといえる。また、常温−高温の繰り返しを経た後も、本発明のクリップには、バネ板と第一側板および第二側板との固定個所においても溶接の剥離や割れなど、クリップの機能を阻害するような不具合は認められなかった。
以上より、本発明のクリップは十分に実用に足るものであることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一例を示す構成図である。
【図２】クリップ力の測定方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１．クリップ、２．バネ板、３．第一側板、４．第二側板、５．クランプ部、６ａ，６ｂ．曲げ部、７ａ，７ｂ．曲げ加工部、８．湾曲部、９．矢印、１０．棒鋼、１１．治具、１２．荷重計
【図１】
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【図２】
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