JPH04314930A - 円筒部材及びその製造方法 - Google Patents
円筒部材及びその製造方法Info
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- JPH04314930A JPH04314930A JP1379791A JP1379791A JPH04314930A JP H04314930 A JPH04314930 A JP H04314930A JP 1379791 A JP1379791 A JP 1379791A JP 1379791 A JP1379791 A JP 1379791A JP H04314930 A JPH04314930 A JP H04314930A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2250/00—Geometry
- F05B2250/20—Geometry three-dimensional
- F05B2250/23—Geometry three-dimensional prismatic
- F05B2250/231—Geometry three-dimensional prismatic cylindrical
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、エンジン，モ
ーター等のように振動，騒音を発生するものの冷却，防
音用外壁材として使用される円筒部材及びその製造方法
に関し、特に配管スペースを不要にしながら冷却効率を
向上でき、かつ振動，騒音の抑制効果を向上させながら
軽量化に貢献できるようにした材質及び冷却通路構造の
改善に関する。
ーター等のように振動，騒音を発生するものの冷却，防
音用外壁材として使用される円筒部材及びその製造方法
に関し、特に配管スペースを不要にしながら冷却効率を
向上でき、かつ振動，騒音の抑制効果を向上させながら
軽量化に貢献できるようにした材質及び冷却通路構造の
改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】ジェットエンジンやガスタービン等にお
いては、熱，騒音，振動等の外部放出を抑制するために
円筒状の外壁材で囲む場合がある。このような冷却，防
音用外壁材として、従来、例えば図７及び図８に示す円
筒部材１０，１５が使用されている。これらの円筒部材
１０，１５には振動や騒音を遮断するためにジュラルミ
ン，あるいはステンレス等の金属が使用されている。ま
た、エンジンからの熱を吸収して冷却するために、図７
に示す円筒部材１０では厚肉の壁部１０ａに直線状の冷
却水通路１１を貫通形成しており、図８に示す円筒部材
１５ではこれの外周面，あるいは内周面に冷却管１６を
螺旋状に配設している。
いては、熱，騒音，振動等の外部放出を抑制するために
円筒状の外壁材で囲む場合がある。このような冷却，防
音用外壁材として、従来、例えば図７及び図８に示す円
筒部材１０，１５が使用されている。これらの円筒部材
１０，１５には振動や騒音を遮断するためにジュラルミ
ン，あるいはステンレス等の金属が使用されている。ま
た、エンジンからの熱を吸収して冷却するために、図７
に示す円筒部材１０では厚肉の壁部１０ａに直線状の冷
却水通路１１を貫通形成しており、図８に示す円筒部材
１５ではこれの外周面，あるいは内周面に冷却管１６を
螺旋状に配設している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示す従来の円筒部材１０では、冷却通路１１が短いこと
から冷却効率が低いという問題点がある。この冷却効率
を向上させるためには多数の通路を形成する必要がある
が、このようにすると強度，剛性が低下するという問題
が生じる。また、図８に示す従来の円筒部材１５では、
冷却効率は良いものの構造が複雑になり易く、しかも冷
却水管１６の体積分だけ余分なスペースが必要となると
いう問題点がある。さらに、上記従来の各円筒部材１０
，１５に採用されるジュラルミンは、一般的に剛性が低
いことから固有振動数が大きく、そのため振動，騒音の
遮断効果が低いという問題がある。またステンレスの場
合は、ジュラルミンに比べて比重が大きいことから重く
なるという問題がある。
示す従来の円筒部材１０では、冷却通路１１が短いこと
から冷却効率が低いという問題点がある。この冷却効率
を向上させるためには多数の通路を形成する必要がある
が、このようにすると強度，剛性が低下するという問題
が生じる。また、図８に示す従来の円筒部材１５では、
冷却効率は良いものの構造が複雑になり易く、しかも冷
却水管１６の体積分だけ余分なスペースが必要となると
いう問題点がある。さらに、上記従来の各円筒部材１０
，１５に採用されるジュラルミンは、一般的に剛性が低
いことから固有振動数が大きく、そのため振動，騒音の
遮断効果が低いという問題がある。またステンレスの場
合は、ジュラルミンに比べて比重が大きいことから重く
なるという問題がある。
【０００４】本発明は、上記従来の各問題点を解決する
ためになされたもので、強度，剛性を確保しながら冷却
効率を向上できるとともに、スペースの拡大を回避でき
、しかも剛性を向上して振動，騒音の遮断効果を向上で
き、さらには軽量化に貢献できる円筒部材及びその製造
方法を提供することを目的としている。
ためになされたもので、強度，剛性を確保しながら冷却
効率を向上できるとともに、スペースの拡大を回避でき
、しかも剛性を向上して振動，騒音の遮断効果を向上で
き、さらには軽量化に貢献できる円筒部材及びその製造
方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで請求項１の発明は
、１０〜３０ｗｔ％のＳｉＣウィスカ又はＳｉＣ粒子と
アルミ合金との複合材料からなり、肉厚の壁部に、軸方
向にかつ螺旋状に延びる少なくとも１つの貫通孔を有す
る円筒部材であって、該円筒部材を外筒と、該外筒内に
嵌合挿入された内筒とで構成し、該内筒の外周面，外筒
の内周面のいずれか一方又は両方に螺旋状の溝部を形成
し、該溝部により上記貫通孔を形成したことを特徴とし
ている。また、請求項２の発明は、上記円筒部材の製造
方法であって、１０〜３０ｗｔ％のＳｉＣウィスカ又は
ＳｉＣ粒子とアルミ合金との複合材料からなる内筒及び
外筒を形成し、該内筒の外周面，外筒の内周面のいずれ
か一方又は両方に螺旋状の溝部を形成し、上記外筒内に
内筒を嵌合挿入したことを特徴としている。
、１０〜３０ｗｔ％のＳｉＣウィスカ又はＳｉＣ粒子と
アルミ合金との複合材料からなり、肉厚の壁部に、軸方
向にかつ螺旋状に延びる少なくとも１つの貫通孔を有す
る円筒部材であって、該円筒部材を外筒と、該外筒内に
嵌合挿入された内筒とで構成し、該内筒の外周面，外筒
の内周面のいずれか一方又は両方に螺旋状の溝部を形成
し、該溝部により上記貫通孔を形成したことを特徴とし
ている。また、請求項２の発明は、上記円筒部材の製造
方法であって、１０〜３０ｗｔ％のＳｉＣウィスカ又は
ＳｉＣ粒子とアルミ合金との複合材料からなる内筒及び
外筒を形成し、該内筒の外周面，外筒の内周面のいずれ
か一方又は両方に螺旋状の溝部を形成し、上記外筒内に
内筒を嵌合挿入したことを特徴としている。
【０００６】ここで、上記内筒を外筒に嵌合挿入した後
、両者を接合することが好ましい。この接合を行う場合
は、ろう材による接合や溶接で行うことも可能であるが
、例えばＨＩＰや１軸ホットプレス等を採用することに
よって内筒，外筒同士を自己拡散接合するのが望ましい
。次に、上記ＳｉＣウィスカ，ＳｉＣ粒子強化Ａｌ合金
複合材料を採用した理由について説明する。本件発明者
らは、上記従来のジュラルミン，ステンレスに代わるも
のとして、軽量金属であるＡｌ合金とＳｉＣウィスカ又
はＳｉＣ粒子セラミックスとを複合一体化したＳｉＣ強
化Ａｌ合金複合材料に着目した。この複合材料は、後述
するようにマトリックスとなるＡｌ合金粉末と強化材と
なるＳｉＣウィスカ又はＳｉＣ粒子とを混合し、該混合
粉末をホットプレスや熱間等方加圧（ＨＩＰ）により成
形するとともに加圧焼成して製造されるもので、これは
比強度，比弾性率，疲労強度，耐摩耗性，及び剛性等に
おいて優れた特性を有している。また、上記ＳｉＣウィ
スカ又はＳｉＣ粒子の添加量を１０〜３０ｗｔ％とした
のは、これの添加量が１０ｗｔ％未満では補強材として
の絶対量が不足し、所定の強度が得られないからである
。また３０ｗｔ％を超えると特性はそれほど向上せず、
逆にＡｌ量が減る分だけ靱性が低下し、しかも押出，
圧延等による円筒への塑性加工性が低下し、割損が生じ
易くなり、結局軽量化が達成できなくなるからである。 さらに、マトリックスとなるＡｌ合金としては、通常、
時効による強化能の大きいＭｇを０．４ 〜６．０ ｗ
ｔ％程度含有したものを使用するのが好ましい。さらに
また、上記ＳｉＣ強化Ａｌ合金複合材料の強度， 弾性
率をさらに向上させるためには、上記複合材料中のＡｌ
４ Ｃ３ 量，及び残存酸素量をそれぞれ０．５ｗｔ％
以下，及び０．４ ｗｔ％以下に規制することが好まし
い。即ち、上記複合材料の加圧焼結時にＳｉＣウィスカ
又はＳｉＣ粒子とＡｌ合金粉末との界面結合を強固にす
るには、ＳｉＣとＡｌ合金粉末とが濡れて、ある程度反
応することが必要である。一方、この反応によりＳｉＣ
は分解し、反応生成物としてＡｌ４ Ｃ３ を生成する
。そしてこの反応が過剰となってＡｌ４ Ｃ３ 生成量
が０．５ ｗｔ％を超えると強度が著しく低下する。こ
の点から、上記Ａｌ４ Ｃ３ 生成量を０．５ ｗｔ％
以下に抑制することが好ましい。次に、上記ＳｉＣ強化
Ａｌ合金複合材料の製造方法としては、一般に溶湯鍛造
法， 粉末冶金法が採用できる。上記溶湯鍛造法は、Ｓ
ｉＣウィスカ又はＳｉＣ粒子プリフォーム体にＡｌ合金
溶湯を加えて溶湯鍛造する方法、あるいはＳｉＣウィス
カ又はＳｉＣ粒子をＡｌ合金溶湯中に添加混合する方法
である。また、上記粉末冶金法には、バインダを用いて
ＳｉＣウィスカ， ＳｉＣ粒子とマトリックスとなるＡ
ｌ合金粉末とを混合し、ホットプレスやＨＩＰを用いて
高温高圧下で固化成形した後、押出，圧延，鍛造等の熱
間成形を行う方法と、バインダを用いずに両者を混合し
て直接粉末鍛造する方法とがある。ここで、上記バイン
ダを用いる場合は、バインダの種類によってこれに含ま
れるＯ２ 量を制御することにより、あるいは成形時の
雰囲気中の酸素量（Ｏ２ 分圧）を制御することにより
、複合材料の残存酸素量を調整する。またバインダを用
いない場合は、成形時の雰囲気のみを制御して残存酸素
量を調整する。また、上記ＳｉＣウィスカを採用する場
合は、該ウィスカを一方向に配向させ、かつ均一に分散
させるのが望ましい。このような構造にすることにより
配向方向における比強度，比弾性率をさらに向上できる
からである。このＳｉＣウィスカを一方向に配向させる
には、焼結後における熱間成形方法として、押出，ある
いは圧延（強加工）法を採用することにより実現できる
。なお、配向させない場合は鍛造法を用いればよい。ま
た、ＳｉＣウィスカを均一に分散させるには、有機溶媒
中でウィスカに超音波振動を与えて絡まりを解きほぐし
、この中にＡｌ合金粉末を加えて撹拌し、これにより得
られた混合粉末スラリーを吸引濾過し、このケーキを真
空乾燥して有機溶媒を除去することにより実現できる。 なお、かかる製造方法は特開昭６２−８９８０１号公報
公報， 特開昭６０−２５１９２２ 号公報に記載され
ている。
、両者を接合することが好ましい。この接合を行う場合
は、ろう材による接合や溶接で行うことも可能であるが
、例えばＨＩＰや１軸ホットプレス等を採用することに
よって内筒，外筒同士を自己拡散接合するのが望ましい
。次に、上記ＳｉＣウィスカ，ＳｉＣ粒子強化Ａｌ合金
複合材料を採用した理由について説明する。本件発明者
らは、上記従来のジュラルミン，ステンレスに代わるも
のとして、軽量金属であるＡｌ合金とＳｉＣウィスカ又
はＳｉＣ粒子セラミックスとを複合一体化したＳｉＣ強
化Ａｌ合金複合材料に着目した。この複合材料は、後述
するようにマトリックスとなるＡｌ合金粉末と強化材と
なるＳｉＣウィスカ又はＳｉＣ粒子とを混合し、該混合
粉末をホットプレスや熱間等方加圧（ＨＩＰ）により成
形するとともに加圧焼成して製造されるもので、これは
比強度，比弾性率，疲労強度，耐摩耗性，及び剛性等に
おいて優れた特性を有している。また、上記ＳｉＣウィ
スカ又はＳｉＣ粒子の添加量を１０〜３０ｗｔ％とした
のは、これの添加量が１０ｗｔ％未満では補強材として
の絶対量が不足し、所定の強度が得られないからである
。また３０ｗｔ％を超えると特性はそれほど向上せず、
逆にＡｌ量が減る分だけ靱性が低下し、しかも押出，
圧延等による円筒への塑性加工性が低下し、割損が生じ
易くなり、結局軽量化が達成できなくなるからである。 さらに、マトリックスとなるＡｌ合金としては、通常、
時効による強化能の大きいＭｇを０．４ 〜６．０ ｗ
ｔ％程度含有したものを使用するのが好ましい。さらに
また、上記ＳｉＣ強化Ａｌ合金複合材料の強度， 弾性
率をさらに向上させるためには、上記複合材料中のＡｌ
４ Ｃ３ 量，及び残存酸素量をそれぞれ０．５ｗｔ％
以下，及び０．４ ｗｔ％以下に規制することが好まし
い。即ち、上記複合材料の加圧焼結時にＳｉＣウィスカ
又はＳｉＣ粒子とＡｌ合金粉末との界面結合を強固にす
るには、ＳｉＣとＡｌ合金粉末とが濡れて、ある程度反
応することが必要である。一方、この反応によりＳｉＣ
は分解し、反応生成物としてＡｌ４ Ｃ３ を生成する
。そしてこの反応が過剰となってＡｌ４ Ｃ３ 生成量
が０．５ ｗｔ％を超えると強度が著しく低下する。こ
の点から、上記Ａｌ４ Ｃ３ 生成量を０．５ ｗｔ％
以下に抑制することが好ましい。次に、上記ＳｉＣ強化
Ａｌ合金複合材料の製造方法としては、一般に溶湯鍛造
法， 粉末冶金法が採用できる。上記溶湯鍛造法は、Ｓ
ｉＣウィスカ又はＳｉＣ粒子プリフォーム体にＡｌ合金
溶湯を加えて溶湯鍛造する方法、あるいはＳｉＣウィス
カ又はＳｉＣ粒子をＡｌ合金溶湯中に添加混合する方法
である。また、上記粉末冶金法には、バインダを用いて
ＳｉＣウィスカ， ＳｉＣ粒子とマトリックスとなるＡ
ｌ合金粉末とを混合し、ホットプレスやＨＩＰを用いて
高温高圧下で固化成形した後、押出，圧延，鍛造等の熱
間成形を行う方法と、バインダを用いずに両者を混合し
て直接粉末鍛造する方法とがある。ここで、上記バイン
ダを用いる場合は、バインダの種類によってこれに含ま
れるＯ２ 量を制御することにより、あるいは成形時の
雰囲気中の酸素量（Ｏ２ 分圧）を制御することにより
、複合材料の残存酸素量を調整する。またバインダを用
いない場合は、成形時の雰囲気のみを制御して残存酸素
量を調整する。また、上記ＳｉＣウィスカを採用する場
合は、該ウィスカを一方向に配向させ、かつ均一に分散
させるのが望ましい。このような構造にすることにより
配向方向における比強度，比弾性率をさらに向上できる
からである。このＳｉＣウィスカを一方向に配向させる
には、焼結後における熱間成形方法として、押出，ある
いは圧延（強加工）法を採用することにより実現できる
。なお、配向させない場合は鍛造法を用いればよい。ま
た、ＳｉＣウィスカを均一に分散させるには、有機溶媒
中でウィスカに超音波振動を与えて絡まりを解きほぐし
、この中にＡｌ合金粉末を加えて撹拌し、これにより得
られた混合粉末スラリーを吸引濾過し、このケーキを真
空乾燥して有機溶媒を除去することにより実現できる。 なお、かかる製造方法は特開昭６２−８９８０１号公報
公報， 特開昭６０−２５１９２２ 号公報に記載され
ている。
【０００７】
【作用】請求項１に係る円筒部材によれば、内筒の外周
面，外筒の内周面のいずれか一方又は両方に螺旋状の溝
部を形成し、上記内筒と外筒とをはめあわせることによ
り軸方向に螺旋状に延びる貫通孔を形成したので、これ
をエンジン等の冷却，防音用外壁材として使用すること
により、冷却通路を長くできる分だけ冷却効率を向上で
き、しかも従来の冷却管を円筒部材の外，内周面に配索
する場合に比べて構造を簡略化できるとともに、配設ス
ペースの拡大を回避できる。また、上記円筒部材に採用
したＳｉＣウィスカ又はＳｉＣ粒子とアルミ合金との複
合材料は、比強度，比弾性率，疲労強度，耐摩耗性，及
び剛性等において優れた特性を有しており、従って従来
のジュラルミンに比べて剛性，強度を大幅に向上できる
とともに、固有振動数も小さくでき、振動，騒音の遮断
効果を向上できる。また従来のステンレスに比べて比重
が小さいことから、軽量化に貢献できる。さらに、請求
項２の発明に係る円筒部材の製造方法によれば、内筒の
外周面，外筒の内周面のいずれか一方又は両方に螺旋状
の溝部を形成し、上記内筒を外筒に嵌合したので、これ
により螺旋状の貫通孔を有する円筒部材を製造すること
ができる。
面，外筒の内周面のいずれか一方又は両方に螺旋状の溝
部を形成し、上記内筒と外筒とをはめあわせることによ
り軸方向に螺旋状に延びる貫通孔を形成したので、これ
をエンジン等の冷却，防音用外壁材として使用すること
により、冷却通路を長くできる分だけ冷却効率を向上で
き、しかも従来の冷却管を円筒部材の外，内周面に配索
する場合に比べて構造を簡略化できるとともに、配設ス
ペースの拡大を回避できる。また、上記円筒部材に採用
したＳｉＣウィスカ又はＳｉＣ粒子とアルミ合金との複
合材料は、比強度，比弾性率，疲労強度，耐摩耗性，及
び剛性等において優れた特性を有しており、従って従来
のジュラルミンに比べて剛性，強度を大幅に向上できる
とともに、固有振動数も小さくでき、振動，騒音の遮断
効果を向上できる。また従来のステンレスに比べて比重
が小さいことから、軽量化に貢献できる。さらに、請求
項２の発明に係る円筒部材の製造方法によれば、内筒の
外周面，外筒の内周面のいずれか一方又は両方に螺旋状
の溝部を形成し、上記内筒を外筒に嵌合したので、これ
により螺旋状の貫通孔を有する円筒部材を製造すること
ができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明する
。図１ないし図６は本発明の一実施例による円筒部材，
及びその製造方法を説明するための図である。
。図１ないし図６は本発明の一実施例による円筒部材，
及びその製造方法を説明するための図である。
【０００９】図において、１はジェットエンジン，ガス
タービン等の外壁材として使用される円筒部材である。 この円筒部材１はＳｉＣ強化Ａｌ合金複合材料からなり
、これは１０〜３０ｗｔ％のＳｉＣウィスカ又はＳｉＣ
粒子セラミックスにＡｌ合金粉末を混合して形成された
ものである。上記円筒部材１は内筒３と外筒４とからな
り、該外筒４内に内筒３を同心円をなすよう挿入し、内
筒３の外周面と外筒４の内周面とをＨＩＰ，あるいはホ
ットプレスにより両者を所定のしめ代でもって嵌合させ
ることによって製造されたものである。また、上記内筒
３の外周面には軸方向に、かつ螺旋状に延びる６本の溝
部２ａが所定の間隔をあけて形成されており、該各溝部
２ａの両端は上記内筒３の両端面に開口している。これ
により上記溝部２ａと外筒４の内周面とで冷却通路とし
ての貫通孔２が６本形成されている。
タービン等の外壁材として使用される円筒部材である。 この円筒部材１はＳｉＣ強化Ａｌ合金複合材料からなり
、これは１０〜３０ｗｔ％のＳｉＣウィスカ又はＳｉＣ
粒子セラミックスにＡｌ合金粉末を混合して形成された
ものである。上記円筒部材１は内筒３と外筒４とからな
り、該外筒４内に内筒３を同心円をなすよう挿入し、内
筒３の外周面と外筒４の内周面とをＨＩＰ，あるいはホ
ットプレスにより両者を所定のしめ代でもって嵌合させ
ることによって製造されたものである。また、上記内筒
３の外周面には軸方向に、かつ螺旋状に延びる６本の溝
部２ａが所定の間隔をあけて形成されており、該各溝部
２ａの両端は上記内筒３の両端面に開口している。これ
により上記溝部２ａと外筒４の内周面とで冷却通路とし
ての貫通孔２が６本形成されている。
【００１０】次に、本実施例の円筒部材１の製造方法に
ついて説明する。■ ＳｉＣウィスカ又はＳｉＣ粒子
１０〜３０ｗｔ％とＡｌ合金粉末とを乾式混合し、均一
に分散した複合混合粉を得る。次に、この混合粉を軟鋼
製ＨＩＰカプセルに充填し、真空脱気するとともに密封
した後、所定の温度，圧力，時間でもってＨＩＰ処理を
行い、同一軸長さの内筒３，外筒４をそれぞれ作成する
（図２（ａ）参照）。
ついて説明する。■ ＳｉＣウィスカ又はＳｉＣ粒子
１０〜３０ｗｔ％とＡｌ合金粉末とを乾式混合し、均一
に分散した複合混合粉を得る。次に、この混合粉を軟鋼
製ＨＩＰカプセルに充填し、真空脱気するとともに密封
した後、所定の温度，圧力，時間でもってＨＩＰ処理を
行い、同一軸長さの内筒３，外筒４をそれぞれ作成する
（図２（ａ）参照）。
【００１１】■ 次に、上記内筒３の外周面に機械加
工，あるいはエッチングにより６本の溝部２ａを形成す
る。この各溝部２ａは上記内筒３の軸方向に螺旋状に連
続して延びるよう、所定の間隔をあけて形成する（図２
（ｂ）参照）。ここで、この溝部２ａの数は１本以上で
、その螺旋回数は１回以上であることが冷却効果の向上
の点から好ましい。また、上記溝部２ａの本数，螺旋回
数，及び溝の大きさは冷却溶媒の種類，あるいは流量，
流速等により適宜設定すればよい。
工，あるいはエッチングにより６本の溝部２ａを形成す
る。この各溝部２ａは上記内筒３の軸方向に螺旋状に連
続して延びるよう、所定の間隔をあけて形成する（図２
（ｂ）参照）。ここで、この溝部２ａの数は１本以上で
、その螺旋回数は１回以上であることが冷却効果の向上
の点から好ましい。また、上記溝部２ａの本数，螺旋回
数，及び溝の大きさは冷却溶媒の種類，あるいは流量，
流速等により適宜設定すればよい。
【００１２】■ 次に、上記各溝部２ａ内にワックス
，樹脂粉末等のシーリング材５を充填して該溝部２ａを
埋める（図２（ｃ）参照）。このシーリング材５を充填
するのは、後述するＨＩＰ処理する際に溝部２ａが潰れ
たり，変形したりするのを防止するためである。
，樹脂粉末等のシーリング材５を充填して該溝部２ａを
埋める（図２（ｃ）参照）。このシーリング材５を充填
するのは、後述するＨＩＰ処理する際に溝部２ａが潰れ
たり，変形したりするのを防止するためである。
【００１３】■ 上記内筒３を外筒４内に挿入し、両
者をはめあわす（図３及び図４参照）。ここで、上記内
筒３の外径と外筒４の内径との公差、つまり隙間ｓは０
．０５〜２ｍｍが好ましく、さらには０．１ 〜１ｍｍ
の範囲内が最も好ましい。これは上記隙間ｓがあまりに
小さいと外筒４内に内筒３を同軸上に挿入することが難
しくなり、両者の中心軸がずれた状態で挿入すると途中
で止まって修正ができなくなるおそれがあるからである
。また、逆に上記隙間ｓが大き過ぎると、内筒３と外筒
とを嵌合させる際に素材自体が変形し、亀裂を生じる場
合がある。
者をはめあわす（図３及び図４参照）。ここで、上記内
筒３の外径と外筒４の内径との公差、つまり隙間ｓは０
．０５〜２ｍｍが好ましく、さらには０．１ 〜１ｍｍ
の範囲内が最も好ましい。これは上記隙間ｓがあまりに
小さいと外筒４内に内筒３を同軸上に挿入することが難
しくなり、両者の中心軸がずれた状態で挿入すると途中
で止まって修正ができなくなるおそれがあるからである
。また、逆に上記隙間ｓが大き過ぎると、内筒３と外筒
とを嵌合させる際に素材自体が変形し、亀裂を生じる場
合がある。
【００１４】■ 次に、上記内筒３，外筒４の両端面
をガスケット６で覆い、該ガスケット６のノズル６ａを
介して上記隙間ｓを真空引きし、該隙間ｓを封入する（
図５参照）。この真空封入は、次工程のＨＩＰ処理によ
って内筒３が膨張し、外筒４が収縮して両者を密着させ
るわけであるが、この場合上記隙間ｓに空気が残ってい
ると気泡となって密着を不完全にするからである。従っ
て、密着を完全なものにするためには上記隙間ｓの真空
度を１０−３Ｔｏｒｒ以下にするのが望ましい。なお、
上記内筒３と外筒４との隙間ｓは溶接により封入しても
よい。
をガスケット６で覆い、該ガスケット６のノズル６ａを
介して上記隙間ｓを真空引きし、該隙間ｓを封入する（
図５参照）。この真空封入は、次工程のＨＩＰ処理によ
って内筒３が膨張し、外筒４が収縮して両者を密着させ
るわけであるが、この場合上記隙間ｓに空気が残ってい
ると気泡となって密着を不完全にするからである。従っ
て、密着を完全なものにするためには上記隙間ｓの真空
度を１０−３Ｔｏｒｒ以下にするのが望ましい。なお、
上記内筒３と外筒４との隙間ｓは溶接により封入しても
よい。
【００１５】■ そして、上記内筒３と外筒４とをＨ
ＩＰ処理（熱間静水圧プレス）により嵌合させる（図６
参照）。ここで、上記ＨＩＰ処理の条件は、上記■工程
における内筒，外筒の作成条件以下であることが好まし
い。具体的には、温度は５００ ℃以下、好ましくは３
００ 〜４５０ ℃が良い。また圧力は１０００ａｔｍ
以下、好ましくは５００ 〜７００ａｔｍが良い。こ
れらの条件を超えると、筒体全体が変形し易く、良好な
円筒度が得られないからである。
ＩＰ処理（熱間静水圧プレス）により嵌合させる（図６
参照）。ここで、上記ＨＩＰ処理の条件は、上記■工程
における内筒，外筒の作成条件以下であることが好まし
い。具体的には、温度は５００ ℃以下、好ましくは３
００ 〜４５０ ℃が良い。また圧力は１０００ａｔｍ
以下、好ましくは５００ 〜７００ａｔｍが良い。こ
れらの条件を超えると、筒体全体が変形し易く、良好な
円筒度が得られないからである。
【００１６】■ 最後に、上記ガスケット６を機械加
工等により除去するとともに、溝部２ａ内のシーリング
材５を加熱，溶剤等によって除去する。これにより螺旋
状の貫通孔２を有する円筒部材１が製造される（図１参
照）。
工等により除去するとともに、溝部２ａ内のシーリング
材５を加熱，溶剤等によって除去する。これにより螺旋
状の貫通孔２を有する円筒部材１が製造される（図１参
照）。
【００１７】このように本実施例によれば、円筒部材１
の壁部１ａに軸方向に螺旋状に延びる貫通孔２を形成し
たので、これをジェットエンジン等の冷却，防音用外壁
材として使用することにより、冷却効率を向上できると
ともに、配設スペースの拡大を回避できる。また、上記
円筒部材１は内筒３の外周面に螺旋状の溝部２ａを形成
し、上記内筒３を外筒４に挿入するとともに、両者をＨ
ＩＰ処理により嵌合させることにより製造でき、圧縮，
引張り，ねじれ等に対する必要強度を確保しながら、螺
旋状の貫通孔２を容易に形成できる。さらに、本実施例
では、上記円筒部材１にＳｉＣウィスカ又はＳｉＣ粒子
とアルミ合金との複合材料を採用したので、比強度，比
弾性率，疲労強度，耐摩耗性，及び剛性等において優れ
た特性を得ることができ、従来のジュラルミン，ステン
レスに比べて剛性，強度を大幅に向上して振動，騒音の
遮断効果を向上できるとともに、軽量化でき、冷却，防
音用外壁材として全ての特性を満足できる。なお、上記
実施例では、内筒３の外周面に溝部２ａを形成して貫通
孔２を構成したが、本発明では外筒の内周面に溝部を形
成してもよく、あるいは両方に溝部を形成してもよい。 この両方に溝部を形成する場合は、両者の溝部を互いに
対向させてもよく、また対向させなくてもよい。また、
上記実施例では、ジェットエンジンやガスタービン等の
冷却，防音用外壁材に使用した場合を例にとって説明し
たが、本発明の円筒部材の用途はこれに限られるもので
はなく、要は内部に発熱，騒音等の発生源を有する場合
の冷却，防音用外壁部材に適用できる。
の壁部１ａに軸方向に螺旋状に延びる貫通孔２を形成し
たので、これをジェットエンジン等の冷却，防音用外壁
材として使用することにより、冷却効率を向上できると
ともに、配設スペースの拡大を回避できる。また、上記
円筒部材１は内筒３の外周面に螺旋状の溝部２ａを形成
し、上記内筒３を外筒４に挿入するとともに、両者をＨ
ＩＰ処理により嵌合させることにより製造でき、圧縮，
引張り，ねじれ等に対する必要強度を確保しながら、螺
旋状の貫通孔２を容易に形成できる。さらに、本実施例
では、上記円筒部材１にＳｉＣウィスカ又はＳｉＣ粒子
とアルミ合金との複合材料を採用したので、比強度，比
弾性率，疲労強度，耐摩耗性，及び剛性等において優れ
た特性を得ることができ、従来のジュラルミン，ステン
レスに比べて剛性，強度を大幅に向上して振動，騒音の
遮断効果を向上できるとともに、軽量化でき、冷却，防
音用外壁材として全ての特性を満足できる。なお、上記
実施例では、内筒３の外周面に溝部２ａを形成して貫通
孔２を構成したが、本発明では外筒の内周面に溝部を形
成してもよく、あるいは両方に溝部を形成してもよい。 この両方に溝部を形成する場合は、両者の溝部を互いに
対向させてもよく、また対向させなくてもよい。また、
上記実施例では、ジェットエンジンやガスタービン等の
冷却，防音用外壁材に使用した場合を例にとって説明し
たが、本発明の円筒部材の用途はこれに限られるもので
はなく、要は内部に発熱，騒音等の発生源を有する場合
の冷却，防音用外壁部材に適用できる。
【００１８】次に本実施例の円筒部材１の各特性の測定
を行った試験について説明する。この試験では０〜３５
ｗｔ％のＳｉＣウィスカ， ＳｉＣ粒子と７０７５Ａｌ
合金粉末とを使用し、これにより円筒部材を作成した。 そして各円筒部材の引張強度， 比強度， 弾性率，
比重， 比剛性を測定した。表１，及び表２はそれぞれ
ＳｉＣウィスカ，ＳｉＣ粒子の含有量を変化させた場合
の試験結果を示す。 なお、比較するためにＳＵＳ３０４からなる円筒部材の
弾性率， 比重， 比剛性を測定した。各表からも明ら
かなように、ＳｉＣウィスカ，ＳｉＣ粒子が８ｗｔ％以
下の場合は、引張強度，比強度の値が若干低く、補強材
としての絶対量が少ないことがわかる。一方、各ＳｉＣ
が３５ｗｔ％を超えると、大幅に引張強度，比強度，
比剛性の値が低下しており、逆に特性が悪化している。 これに対してＳｉＣが１０〜３０ｗｔ％の範囲内の場合
は、引張強度５８〜７８．５ｋｇｆ／ｍｍ２ ，弾性率
８９００〜１４０００ ｋｇｆ／ｍｍ２ ，比剛性３１
３９〜４８５４×１０６ ｍｍと全て満足できる特性が
得られている。また、比重では、ＳＵＳ３０４が８．０
３ｇ／ｃｍ２ であるのに対して、本実施例ではいずれ
も２．８２７〜２．９０９ｇ／ ｃｍ２ と小さくなっ
ており、それだけ軽量化できることがわかる。
を行った試験について説明する。この試験では０〜３５
ｗｔ％のＳｉＣウィスカ， ＳｉＣ粒子と７０７５Ａｌ
合金粉末とを使用し、これにより円筒部材を作成した。 そして各円筒部材の引張強度， 比強度， 弾性率，
比重， 比剛性を測定した。表１，及び表２はそれぞれ
ＳｉＣウィスカ，ＳｉＣ粒子の含有量を変化させた場合
の試験結果を示す。 なお、比較するためにＳＵＳ３０４からなる円筒部材の
弾性率， 比重， 比剛性を測定した。各表からも明ら
かなように、ＳｉＣウィスカ，ＳｉＣ粒子が８ｗｔ％以
下の場合は、引張強度，比強度の値が若干低く、補強材
としての絶対量が少ないことがわかる。一方、各ＳｉＣ
が３５ｗｔ％を超えると、大幅に引張強度，比強度，
比剛性の値が低下しており、逆に特性が悪化している。 これに対してＳｉＣが１０〜３０ｗｔ％の範囲内の場合
は、引張強度５８〜７８．５ｋｇｆ／ｍｍ２ ，弾性率
８９００〜１４０００ ｋｇｆ／ｍｍ２ ，比剛性３１
３９〜４８５４×１０６ ｍｍと全て満足できる特性が
得られている。また、比重では、ＳＵＳ３０４が８．０
３ｇ／ｃｍ２ であるのに対して、本実施例ではいずれ
も２．８２７〜２．９０９ｇ／ ｃｍ２ と小さくなっ
ており、それだけ軽量化できることがわかる。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明に係る円筒
部材によれば、ＳｉＣウィスカ又はＳｉＣ粒子を配合し
たアルミ合金複合材料を採用するとともに、内筒の外周
面，外筒の内周面のいずれか一方又は両方に螺旋状の溝
部を形成し、上記内筒と外筒とをはめあわせることによ
って、軸方向に螺旋状に延びる貫通孔を形成したので、
これを振動，騒音発生部品の外壁材として使用すること
により強度を確保しながら振動，騒音抑制効果を大幅に
向上できるとともに、軽量化に貢献できる効果があり、
また上記円筒部材を発熱部品の外壁材として使用するこ
とにより、所定の強度を確保しながら冷却効率を向上で
きるとともに、簡単な構造で配設スペースの拡大を回避
できる効果ある。また、請求項２の発明に係る製造方法
によれば、内筒の外周面，外筒の内周面のいずれか一方
又は両方に螺旋状の溝部を形成し、上記内筒を外筒に嵌
合したので、円筒部材の壁部に螺旋状の貫通孔を容易に
形成できる効果がある。
部材によれば、ＳｉＣウィスカ又はＳｉＣ粒子を配合し
たアルミ合金複合材料を採用するとともに、内筒の外周
面，外筒の内周面のいずれか一方又は両方に螺旋状の溝
部を形成し、上記内筒と外筒とをはめあわせることによ
って、軸方向に螺旋状に延びる貫通孔を形成したので、
これを振動，騒音発生部品の外壁材として使用すること
により強度を確保しながら振動，騒音抑制効果を大幅に
向上できるとともに、軽量化に貢献できる効果があり、
また上記円筒部材を発熱部品の外壁材として使用するこ
とにより、所定の強度を確保しながら冷却効率を向上で
きるとともに、簡単な構造で配設スペースの拡大を回避
できる効果ある。また、請求項２の発明に係る製造方法
によれば、内筒の外周面，外筒の内周面のいずれか一方
又は両方に螺旋状の溝部を形成し、上記内筒を外筒に嵌
合したので、円筒部材の壁部に螺旋状の貫通孔を容易に
形成できる効果がある。
【００２２】
【図１】本実施例の円筒部材を示す斜視図である。
【図２】本実施例の円筒部材の製造工程を説明するため
の分解斜視図である。
の分解斜視図である。
【図３】本実施例の内筒と外筒とをはめあわせた状態を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図４】本実施例の内筒と外筒との隙間を説明するため
の正面図である。
の正面図である。
【図５】本実施例の隙間を真空封入した状態を示す斜視
図である。
図である。
【図６】本実施例のＨＩＰ処理による拡散接合を示す斜
視図である。
視図である。
【図７】従来の円筒部材を示す斜視図である。
【図８】従来の他の円筒部材を示す斜視図である。
１ 円筒部材
１ａ 壁部
２ 貫通孔
２ａ 溝部
３ 内筒
４ 外筒
ｓ 隙間
Claims (2)
- 【請求項１】 １０〜３０ｗｔ％のＳｉＣウィスカ又
はＳｉＣ粒子とアルミ合金との複合材料からなり、肉厚
の壁部に、軸方向にかつ螺旋状に延びる少なくとも１つ
の貫通孔を有する円筒部材であって、該円筒部材を外筒
と、該外筒内に嵌合挿入された内筒とで構成し、該内筒
の外周面，外筒の内周面のいずれか一方又は両方に螺旋
状の溝部を形成し、該溝部により上記貫通孔を形成した
ことを特徴とする円筒部材。 - 【請求項２】 肉厚の壁部に、軸方向にかつ螺旋状に
延びる少なくとも１つの貫通孔を有する円筒部材の製造
方法であって、１０〜３０ｗｔ％のＳｉＣウィスカ又は
ＳｉＣ粒子とアルミ合金との複合材料からなる内筒及び
外筒を形成し、該内筒の外周面，外筒の内周面のいずれ
か一方又は両方に螺旋状の溝部を形成し、上記外筒内に
内筒を嵌合挿入したことを特徴とする円筒部材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1379791A JPH04314930A (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 円筒部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1379791A JPH04314930A (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 円筒部材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04314930A true JPH04314930A (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=11843247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1379791A Withdrawn JPH04314930A (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 円筒部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04314930A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009529113A (ja) * | 2006-03-06 | 2009-08-13 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | タービン構成要素又は圧縮機構成要素の製造方法並びにタービン構成要素又は圧縮機構成要素 |
| US9676015B2 (en) | 2012-07-09 | 2017-06-13 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Composite rolling mill roll and rolling method |
-
1991
- 1991-01-11 JP JP1379791A patent/JPH04314930A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009529113A (ja) * | 2006-03-06 | 2009-08-13 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | タービン構成要素又は圧縮機構成要素の製造方法並びにタービン構成要素又は圧縮機構成要素 |
| US9676015B2 (en) | 2012-07-09 | 2017-06-13 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Composite rolling mill roll and rolling method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |