JP2003329017A - 熱膨張率の異なる素材を掛止め固定する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は膨張率の異なる二つの素材を掛止め
固定する方法に関し、昇温時においても両者の熱膨張に
影響されることなく、当該固定が保たれるようにするた
めの新規な方法の提供を図る。 【解決手段】 素材主体Ｍに対して、当該素材主体Ｍと
熱膨張率が異なる素材である支持対象物Ｐを掛止め固定
するための手段として、素材主体Ｍには突起１を一体に
設け、他方の支持対象物Ｐには当該突起１を掛け止める
ための穴１ａを設け、両者の嵌め合わせ部分に、昇温時
に生じる熱膨張率の相違からもたらされる発生歪みを吸
収するための遊び的空間を形成し、当該遊び的空間の存
在に基づき、両者を熱膨張率の差に影響されない掛止め
状態に保持するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は膨張率の異なる二つ
の素材を掛止め固定する方法に関し、昇温時に両者の熱
膨張に影響されることなく、当該掛止めが着脱自在とす
る状態に保たれるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば金属製の容器に対してセラ
ミック製の断熱材を取り付けた状態で加熱する場合、当
該容器と断熱材とを単純に取り付けた場合、昇温時、両
者の熱膨張率の相違に基づくずれ発生に依り、その取付
けが解消されてしまうというような事態を招いてしま
う。 そして、このような固定目的を達成するための実
用に耐え得る具体的手段は、従来においては存在しなか
った。

【０００３】なお、熱膨張率の異なる素材を固定する方
法としては、特願２００１−３１２３７０号「膨張率の
大きな素材を膨張率の小さな素材で固定する方法」が提
案されているが、これは素材を挟み込んで確固に固定す
るようにしたものであり、本発明のように着脱自在に掛
止め固定するものとは異なる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は熱膨張率の異
なる素材相互の着脱自在な固定を、掛止めに基づき行う
と言うような手段を採ることにより、常温においては勿
論、昇温時においても極めて安定した掛止め固定状態に
保たれ、そして、常温状態及び昇温状態の何れの場合で
あってもその掛止め固定及び取り外しの各操作が、極め
て簡便かつ容易にに果たされるようにしたものである。

【０００５】更に本発明は、昇温時の熱膨張率の相違に
基づき発生する固定部の歪みを吸収できるように構成す
ることにより、当該歪み発生に基づく掛止め固定作用の
劣化、及び該当部分の破損というような問題発生を解消
したものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、素材主体Ｍに
対して、当該素材主体Ｍと熱膨張率が異なる素材である
支持対象物Ｐを掛止め固定するための手段として、素材
主体Ｍには突起１を一体に設け、他方の支持対象物Ｐに
は当該突起１を掛け止めるための穴１ａを設け、両者の
嵌め合わせ部分に、昇温時に生じる熱膨張率の相違から
もたらされる発生歪みを吸収するための遊び的空間を形
成し、当該遊び的空間の存在に基づき、両者を熱膨張率
の差に影響されない掛止め状態に保持するようにした熱
膨張率の異なる素材を掛止め固定する方法に関する。

【０００７】本発明は上記のような構成に基づき、前述
したような従来の問題を解決したものである。

【０００８】

【作用】本発明方法を、金属製容器に対してセラミック
製断熱材を、着脱自在に掛止め固定した状態で加熱する
際の当該固定のための方法として用いた場合、当該金属
製容器側に突起を一体的に設け、当該セラミック製断熱
材側には、当該突起を受け入れるための穴を設ける。
当該突起を当該穴に嵌合させて掛止め固定を施す。 こ
の状態で加熱に基づく昇温作用が働いた場合、金属製容
器とセラミック製断熱材との熱膨張率の相違に基づき、
両者に歪みが生じる。この歪みは突起と穴との嵌合部分
に形成した遊び的空間に基づき吸収させる。 このた
め、金属製容器に対するセラミック製断熱材の掛止め固
定作用が、昇温状態下においても安定して行われること
となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は図１及び図２に示すよう
に、素材主体Ｍに対して、当該素材主体Ｍと熱膨張率が
異なる素材である支持対象物Ｐを掛止め固定するための
手段に関するものである。 そして、そのための具体的
手段は、素材主体Ｍには突起１を一体に設け、他方の支
持対象物Ｐには当該突起１を受入いれるための穴１ａを
設ける。 そして、両者を図２に示すように嵌め合わせ
ると共にこの状態で昇温させる。 昇温に基因して生じ
る当該嵌め合わせ部分における熱膨張率の差に依る発生
歪みを、当該嵌め合わせ部分に存在する遊び的空間で吸
収させて、両者を安定した掛止め固定状態に保たせるよ
うにしたことを特徴とする熱膨張率の異なる素材を掛止
め固定する方法に関する。

【００１０】上記した突起１であるが、図１及び図２に
示す実施例においては水平状に形成してある。 これは
本発明の基本的形態を示したものである。 然し乍、昇
温前の引っ掛け状態における安定性を考慮した場合、図
３に示すように突起１はやや上方に向いた傾き状態で形
成することが望ましい。 すなわち、このような形態と
することにより引っ掛け状態の安定化が図られ、昇温前
に離脱してしまうような事態発生が回避される。 な
お、この場合、穴１ａもこれに即応した傾き状態に形成
するものとする。

【００１１】ところで、素材主体Ｍに対する支持対象物
Ｐの掛止め固定であるが、これは互いにぐらつきの生じ
ないようにするためには複数箇所において掛止め固定を
施す必要がある。 この場合、素材主体Ｍの上方に複数
個の突起、図４に示す実施例にあっては上方に左右対称
的に二つの突起２．２を設けると共に、支持対象物Ｐ側
にこれと対応するように二つの穴２ａ、２ａを形成する
ように構成してある。この場合、図５に示すように穴２
ａ、２ａは、歪みが掛かる方向に穴を広げておくような
横長に形成する。 図５では熱膨張率の大きい金属製容
器（素材Ｍ）に、熱膨張率の小さいセラミック製断熱材
（支持対象物Ｐ）を掛止め固定する場合を想定し、支持
対象物Ｐの穴を外側に広げ、素材Ｍの突起２，２はその
内側寄りに位置させて嵌合させるようにする。 これに
依り、昇温に基づき素材主体Ｍが支持対象物Ｐより多く
膨張してもその歪みを当該穴２ａ、２ａの横長性が吸収
し、素材に対する破損発生というような問題を解消す
る。 なお、穴の広げ量は熱膨張率の差や突起間の間隔
に応じた適切な量に設定する。

【００１２】すなわち、上記した図５に示すように、穴
２ａ，２ａを横長穴としなかった場合、すなわち図６に
示すように単純に穴を形成した場合は、昇温に基づく熱
膨張により突起２，２間の距離が広がった際に、その歪
みの吸収が出来ないために、同図に示すように亀裂を生
じさせてしまうこととなる。従って、本発明において
は、複数箇所、特に二カ所で簡易固定を施す場合、素材
主体Ｍの上方の左右に二つの突起２．２を設けると共
に、支持対象物Ｐ側にこれに対応するように二つの穴２
ａ、２ａを形成し、当該穴２ａ、２ａは歪みがかかる方
向に広げた横長に形成する。 素材主体Ｍの熱膨張率が
支持対象物Ｐの熱膨張率より大きな場合は、突起２，２
はその内側寄りに位置させて嵌合させるようにする。

【００１３】図７及び図８は異なる素材のずれの中心を
指定したい場合の実施例を表したものである。 この場
合、図７及び図８に示すように、素材主体Ｍの中心に相
当する部分に中心突起３を設け、当該中心突起３をしつ
くりと嵌合させるための中心穴３ａ（横長穴ではなく丸
穴とする）を支持対象物Ｐ側に設け、更に、当該中心突
起３と同一平面上の左右位置に簡易固定用突起４，４を
設けると共に、支持対象物Ｐ側にこれに対応するように
二つの穴４ａ、４ａを形成し、当該穴４ａ、４ａは歪み
が掛かる方向に広げた横長に形成し、これに突起４，４
を嵌合させるように成したものである。本発明はこのよ
うに構成することにより、素材主体Ｍと支持対象物Ｐと
は互いの中心がずれないような固定が図られる。

【００１４】熱膨張による歪みは水平方向だけではなく
垂直方向にも発生する。 そのため、突起はできるだけ
水平の直線上（同一平面上）に配置することが望まし
い。然し乍、形状によっては直線上に配置することが難
しい場合も考えられる。 その場合は図９及び図１０に
示すように横方向（水平方向）の位置を決定する突起５
と、縦方向（垂直方向）の位置を決定する突起６，６と
の二つに役割を分担させて配置することが好ましい。
なお、横方向の位置を決定するのは下部に設けた突起５
であり、この突起５に対応する穴５ａは、垂直方向の歪
みによる破損を避けるために縦方向に溝を切った縦長穴
としてある。 そして、この突起５は垂直方向に素材を
支える働きがないため必ずしも上方を向いたものとする
必要はない。 そして、縦方向の位置を決定するための
突起６，６は昇温に伴い横方向に膨張するため、その歪
みを吸収するためにこれを受け入れる穴６ａ，６ａは歪
みが掛かる方向に広げた横長に形成し、これに突起６，
６を嵌合させるようにする。

【００１５】ところで、以上詳述した実施例は、何れも
垂直な壁面に掛止め固定する場合の実施例であるが、本
発明は必ずしも垂直な壁面を対象とすると言うような限
定性はない。 すなわち、図１１に示すように斜めに固
定する場合と、更には図１２に示すように水平に固定す
る場合とは、何れも本発明の実施対象とするものであ
る。この場合、突起７，７及び８，８は何れも上方を向
くこととなるため、突起をあえて斜めにする必要はな
い。また、突起７，７および８，８は昇温に伴い横方向
に拡開するように膨張するため、その歪みを吸収するた
めにこれを受け入れる穴７ａ，７ａ及び８ａ，８ａは歪
みが掛かる方向に広げた横長に形成し、また、突起７，
７及び８，８はその内側寄りに位置させて嵌合させるよ
うにする。

【００１６】

【発明の効果】本発明は請求項１に記載のような構成、
すなわち、素材主体Ｍに対して、当該素材主体Ｍと熱膨
張率が異なる素材である支持対象物Ｐを掛止め固定する
ための手段として、素材主体Ｍには突起１を一体に設
け、他方の支持対象物Ｐには当該突起１を掛け止めるた
めの穴１ａを設け、両者の嵌め合わせ部分に、昇温時に
生じる熱膨張率の相違からもたらされる発生歪みを吸収
するための遊び的空間を形成し、当該遊び的空間の存在
に基づき、両者を熱膨張率の差に影響されない掛止め状
態に保持するようにしたから、熱膨張率の異なる素材に
対する昇温時の掛止め固定を図ることができる。 従っ
て、例えば金属製容器に対してセラミック製断熱材を取
り付けた状態で加熱する場合、当該容器と断熱材とを単
純に固定したものであると、昇温時、両者の熱膨張率の
相違に基づくずれ発生に依り、その取付けが解消されて
しまうというような事態を招いてしまうが、本発明にあ
ってはこのような問題を発生を解消することとなる。

【００１７】本発明は請求項２に記載のような構成、す
なわち、素材主体Ｍ側に複数個の突起を設けると共に、
支持対象物Ｐ側にはこれと対応するように複数個の穴を
形成することにより、素材主体Ｍと支持対象物Ｐとの固
定が極めて確固たるものとされ、互いにずれ動いてしま
うような事態発生を防止する。 そして、具体的には請
求項３乃至請求項６に記載のような構成を採用すること
によって、その固定の完璧化が図られる。

【００１８】本発明は請求項４に記載のような構成、す
なわち、穴２ａ、２ａは歪みが掛かる方向に穴を広げて
おくことに依り、昇温に基づき素材主体Ｍと支持対象物
Ｐの膨張率が異なった場合でも、その歪みを当該穴２
ａ、２ａの横長性が吸収し、このような歪みを吸収出来
なかった場合に生じる亀裂等の発生というような問題を
解消することとなる。また、請求項７に記載のように、
引っ掛け状態の安定化を図るために突起１はやや上方に
向いた傾き状態で形成することにより、固定の安定化が
図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を表したものであり、分
離状態にある素材主体Ｍと支持対象物Ｐの位置関係を表
した説明用一部切欠側面図である。

【図２】上記素材主体Ｍに対して支持対象物Ｐの掛止め
固定を図った状態を表した一部切欠側面図である。

【図３】本発明の第２の実施例を表したものであり、素
材主体Ｍに対して支持対象物Ｐの掛止め固定を図った状
態を表した一部切欠側面図である。

【図４】本発明の第３の実施例を表したものであり、分
離状態にある素材主体Ｍと支持対象物の位置関係を表し
た説明用斜視図である。

【図５】図４に示す実施例の掛止め固定状態を表した要
部の断面図である。

【図６】熱膨張に基づく歪み発生による亀裂発生を表し
た説明用想定図である。

【図７】本発明の第４の実施例を表したものであり、分
離状態にある素材主体Ｍと支持対象物Ｐの位置関係を表
した説明用斜視図である。

【図８】図７に示す実施例の掛止め固定状態を表した要
部の断面図である。

【図９】本発明の第５の実施例を表したものであり、分
離状態にある素材主体Ｍと支持対象物Ｐの位置関係を表
した説明用斜視図である。

【図１０】図９に示す実施例の掛止め固定状態を表した
要部の断面図である。

【図１１】本発明の第６の実施例における掛止め固定過
程を表した説明用一部切欠側面図である。

【図１２】本発明の第７の実施例における掛止め固定過
程を表した説明用一部切欠側面図である。

【符号の説明】

Ｍ 素材主体 Ｐ 支持対象物 １ 突起 1a 穴 ２ 突起 2a 穴 ３ 突起 3a 穴 ４ 突起 4a 穴 ５ 突起 5a 穴 ６ 突起 6a 穴 ７ 突起 7a 穴 ８ 突起 8a 穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金久保 光央 宮城県仙台市宮城野区苦竹４丁目２番地１ 号 独立行政法人産業技術総合研究所 東 北センター内 (72)発明者 増田 善雄 宮城県仙台市宮城野区苦竹４丁目２番地１ 号 独立行政法人産業技術総合研究所 東 北センター内 (72)発明者 杉本 宣裕 東京都文京区本駒込３丁目27番地９号 耐 圧硝子工業株式会社内 (72)発明者 齋藤 亨 埼玉県与野市本町西５丁目３番地28号 耐 圧硝子工業株式会社耐圧技術研究所内 Ｆターム(参考） 3J001 FA02 GA01 GA09 GB01 HA02 JD32 KA25

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素材主体(Ｍ)に対して、当該素材主体
   (Ｍ)と熱膨張率が異なる素材である支持対象物(Ｐ)を掛
   止め固定するための手段として、素材主体(Ｍ)には突起
   (１)を一体に設け、他方の支持対象物(Ｐ)には当該突起
   (１)を掛け止めるための穴(１ａ)を設け、両者の嵌め合
   わせ部分に、昇温時に生じる熱膨張率の相違からもたら
   される発生歪みを吸収するための遊び的空間を形成し、
   当該遊び的空間の存在に基づき、両者を熱膨張率の差に
   影響されない掛止め状態に保持するようにした熱膨張率
   の異なる素材を掛止め固定する方法。
2. 【請求項２】 素材主体(Ｍ)側に複数個の突起を設ける
   と共に、支持対象物(Ｐ)側にはこれと対応するように複
   数個の穴を形成するようにした請求項１に記載の熱膨張
   率の異なる素材を掛止め固定する方法。
3. 【請求項３】 素材主体(Ｍ)の上方左右位置に二つの突
   起(２．２)を設けると共に、支持対象物(Ｐ)側にはこれ
   に対応するように二つの穴(２ａ，２ａ)を設けるように
   した請求項１または請求項２に記載の熱膨張率の異なる
   素材を掛止め固定する方法。
4. 【請求項４】 穴(２ａ、２ａ)は歪みが掛かる方向に穴
   を広げておくことに依り、昇温に基づき素材主体(Ｍ)と
   支持対象物(Ｐ)の膨張率が異なった場合でもその歪みを
   当該穴(２ａ、２ａ)の横長性が吸収するようにした請求
   項３に記載の熱膨張率の異なる素材を掛止め固定する方
   法。
5. 【請求項５】 素材主体(Ｍ)と支持対象物(Ｐ)とを互い
   の中心がずれないような固定を図るために、素材主体
   (Ｍ)の固定の中心に相当する部分に中心突起(３)を設
   け、当該中心突起(３)をしつくりと嵌合させるための中
   心穴(３ａ)を支持対象物(Ｐ)側に設け、更に、当該中心
   突起(３)と同一平面上の左右位置に掛止め固定用突起
   (４，４)を設けると共に、支持対象物(Ｐ)側にこれと対
   応するように二つの穴(４ａ、４ａ)を形成し、当該穴
   (４ａ、４ａ)は歪みが掛かる方向に広げた横長に形成
   し、突起(４，４)はその内側寄りに位置させて嵌合させ
   るように成したものとした請求項１または請求項２に記
   載の熱膨張率の異なる素材を掛止め固定する方法。
6. 【請求項６】 横方向の位置を決定する突起(５)と、縦
   方向の位置を決定する突起(６，６)との二つに役割を分
   担させて配置し、横方向の位置を決定する突起(５)は下
   部に設け、この突起(５)に対応する穴(５ａ)は、垂直方
   向の歪みによる破損を避けるために縦方向に溝を切った
   縦長穴とし、更に、縦方向の位置を決定するための突起
   (６，６)は昇温に伴い横方向に膨張するため、その歪み
   を吸収するためにこれを受け入れる穴(６ａ，６ａ)は歪
   みが掛かる方向に広げた横長に形成し、突起(６，６)は
   その内側寄りに位置させて嵌合させるようにした請求項
   １または請求項２に記載の熱膨張率の異なる素材を掛止
   め固定する方法。
7. 【請求項７】 掛止め状態の安定化を図るために突起は
   やや上方に向いた傾き状態で形成するようにした請求項
   １乃至請求項６の何れかに記載の熱膨張率の異なる素材
   を掛止め固定する方法。
8. 【請求項８】 素材主体Ｍを斜状面とし、これに支持対
   象物(Ｐ)を斜状に掛止め固定するようにし、また、素材
   主体(Ｍ)側に設けた突起を受け入れる穴は歪みが掛かる
   方向に広げた横長に形成し、当該突起はその内側寄りに
   位置させて嵌合させるようにした請求項１または請求項
   ２に記載の熱膨張率の異なる素材を掛止め固定する方
   法。
9. 【請求項９】 素材主体(Ｍ)を水平面とし、これに支持
   対象物(Ｐ)を水平状態で簡易固定するようにし、また、
   素材主体(Ｍ)側に設けた突起を受け入れる穴は歪みが掛
   かる方向に広げた横長に形成し、当該突起はその内側寄
   りに位置させて嵌合させるようにした請求項１または請
   求項２に記載の熱膨張率の異なる素材を掛止め固定する
   方法。