JPH046679B2 - - Google Patents
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- JPH046679B2 JPH046679B2 JP60163928A JP16392885A JPH046679B2 JP H046679 B2 JPH046679 B2 JP H046679B2 JP 60163928 A JP60163928 A JP 60163928A JP 16392885 A JP16392885 A JP 16392885A JP H046679 B2 JPH046679 B2 JP H046679B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
- C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
- F16D1/064—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end non-disconnectable
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
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- F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は排気ターボ過給機などのセラミツクス
構造体の軸部と金属構造体のボス部との接合方法
に関するものである。
構造体の軸部と金属構造体のボス部との接合方法
に関するものである。
［従来の技術］
本出願人は、特願昭59−60892号により、セラ
ミツクス構造体の軸部に対する金属構造体の接合
方法について出願している。この技術では、セラ
ミツクス構造体の軸部の外周面に軸方向に延びる
多数の溝を設け、これに軟質の金属構造体の軸穴
を外嵌し、かつ外周側から押圧して前記溝に金属
構造体の内部を食い込ませている。しかしなが
ら、嵌合部において金属を加熱変形させて接合す
ることは、外見上はセラミツクス構造体の軸部と
金属構造体との回転結合が得られても、機械的強
度と流体のシール性を兼ねる部材では、ミクロ的
には両者の嵌合部に隙間が存在し、流体シール性
について完全なものとは言い難い。
ミツクス構造体の軸部に対する金属構造体の接合
方法について出願している。この技術では、セラ
ミツクス構造体の軸部の外周面に軸方向に延びる
多数の溝を設け、これに軟質の金属構造体の軸穴
を外嵌し、かつ外周側から押圧して前記溝に金属
構造体の内部を食い込ませている。しかしなが
ら、嵌合部において金属を加熱変形させて接合す
ることは、外見上はセラミツクス構造体の軸部と
金属構造体との回転結合が得られても、機械的強
度と流体のシール性を兼ねる部材では、ミクロ的
には両者の嵌合部に隙間が存在し、流体シール性
について完全なものとは言い難い。
［発明が解決しようとする問題点］
そこで、本発明の目的は、セラミツクス構造体
の軸部と金属構造体との接合部の機械的強度が高
く、両者の間に隙間がなくシールされていて、熱
サイクルなどの負荷に対して安定なセラミツクス
構造体の軸部と金属構造体のボス部との接合方法
を提供することにある。
の軸部と金属構造体との接合部の機械的強度が高
く、両者の間に隙間がなくシールされていて、熱
サイクルなどの負荷に対して安定なセラミツクス
構造体の軸部と金属構造体のボス部との接合方法
を提供することにある。
［問題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明の構成はセ
ラミツクス構造体の軸部の外周面にメタライズ部
と凹凸部とを軸方向に部位を異にして設け、前記
軸部に金属構造体のボス部を外嵌し、外周側から
加熱加圧して接合するものである。
ラミツクス構造体の軸部の外周面にメタライズ部
と凹凸部とを軸方向に部位を異にして設け、前記
軸部に金属構造体のボス部を外嵌し、外周側から
加熱加圧して接合するものである。
［作用］
セラミツクス構造体の軸部１に外周面に軸方向
に部位を異にしてメタライズ部２と凹凸部１０と
を設けて、これに金属構造体のボス部６を外嵌
し、外部から加熱軟化させたうえ、押圧治具５に
より外周面から軸部１の中心へ向けてボス部６を
押圧してボス部６を軸部１の凹凸部１０へ流動さ
せるとともに、メタライズ部２で軸部１とボス部
６との嵌合部に隙間のない溶着を図る。これによ
り軸部１とボス部６とが凹凸部１０により機械的
強度の高い回転結合が得られるとともに、ボス部
６と軸部１との嵌合部がメタライズ部２により密
封される。
に部位を異にしてメタライズ部２と凹凸部１０と
を設けて、これに金属構造体のボス部６を外嵌
し、外部から加熱軟化させたうえ、押圧治具５に
より外周面から軸部１の中心へ向けてボス部６を
押圧してボス部６を軸部１の凹凸部１０へ流動さ
せるとともに、メタライズ部２で軸部１とボス部
６との嵌合部に隙間のない溶着を図る。これによ
り軸部１とボス部６とが凹凸部１０により機械的
強度の高い回転結合が得られるとともに、ボス部
６と軸部１との嵌合部がメタライズ部２により密
封される。
［発明の実施例］
本発明を実施例に基づいて説明する。第１図に
示すように、例えば排気ターボ過給機のタービン
翼車と一体に形成されるセラミツクス構造体の軸
部１は、セラミツクスとほぼ同一の熱膨張率を持
つNi−CC系合金からなる金属構造体のボス部６
と嵌合される部分において、外周面に凹凸部１０
とメタライズ部２とが軸方向に部位を異にして構
成される。詳しくは、凹凸部１０は軸部１の軸方
向に細長い複数個の溝４を周方向に並列して構成
される。メタライズ部２はガラス質層、酸化金属
層および銀ロー層の３層により構成される。この
ようなメタライズ部については公知であるので説
明を省略する。
示すように、例えば排気ターボ過給機のタービン
翼車と一体に形成されるセラミツクス構造体の軸
部１は、セラミツクスとほぼ同一の熱膨張率を持
つNi−CC系合金からなる金属構造体のボス部６
と嵌合される部分において、外周面に凹凸部１０
とメタライズ部２とが軸方向に部位を異にして構
成される。詳しくは、凹凸部１０は軸部１の軸方
向に細長い複数個の溝４を周方向に並列して構成
される。メタライズ部２はガラス質層、酸化金属
層および銀ロー層の３層により構成される。この
ようなメタライズ部については公知であるので説
明を省略する。
一方、ボス部６の軸穴６ａは平滑に仕上げら
れ、かつ軸部１の外径よりも幾分大きくされる。
そして、軸穴６ａに軸部１を挿通し、かつボス部
６の外周側に配置した高周波加熱コイル３により
約600℃まで加熱して軟化させた後、第２図に示
すように、端面に円弧状のくぼみ５ａを有する押
圧治具５を三方から軸部１の中心へ向けてボス部
６に押し付ける。この時、押圧治具５の押圧力は
メタライズ部２の外周側では弱く、溝４の外周側
では強くする。
れ、かつ軸部１の外径よりも幾分大きくされる。
そして、軸穴６ａに軸部１を挿通し、かつボス部
６の外周側に配置した高周波加熱コイル３により
約600℃まで加熱して軟化させた後、第２図に示
すように、端面に円弧状のくぼみ５ａを有する押
圧治具５を三方から軸部１の中心へ向けてボス部
６に押し付ける。この時、押圧治具５の押圧力は
メタライズ部２の外周側では弱く、溝４の外周側
では強くする。
高周波加熱コイル３によりボス部６が加熱され
ると、メタライズ部２のガラス質はセラミツクス
粒子部に溶融固着し、銀ローはボス部６の金属と
拡散接合し、安定したシール構造を形成する。
ると、メタライズ部２のガラス質はセラミツクス
粒子部に溶融固着し、銀ローはボス部６の金属と
拡散接合し、安定したシール構造を形成する。
一方、高周波加熱コイル３により加熱されたボ
ス部６の内、軸部１の溝４に対応する部分は押圧
治具５により強く押圧されて変形し、軸穴６ａの
肉部が軸部１の溝４の内部へ流動して食い込み、
機械強度の高い結合が達せられる。
ス部６の内、軸部１の溝４に対応する部分は押圧
治具５により強く押圧されて変形し、軸穴６ａの
肉部が軸部１の溝４の内部へ流動して食い込み、
機械強度の高い結合が達せられる。
メタライズ部２を軸部１に設ける代りに、軸部
１にプラチナ、銀などのぬれ性のよい材料を予め
コーテイングし、凹凸部１０と同一の押圧荷重を
掛け、かつボス部６を高温状態に保持するように
しても、セラミツクスの組織内部に銀、プラチナ
などの材料が浸入してよく密着すると同時に、ボ
ス部６の金属と拡散し接着するので、ボス部６と
軸部１との嵌合部が完全にシールされる。さら
に、溝４に対してボス部６の肉部が流動してよく
食い込み、強度の高い機械的結合が達せられる。
１にプラチナ、銀などのぬれ性のよい材料を予め
コーテイングし、凹凸部１０と同一の押圧荷重を
掛け、かつボス部６を高温状態に保持するように
しても、セラミツクスの組織内部に銀、プラチナ
などの材料が浸入してよく密着すると同時に、ボ
ス部６の金属と拡散し接着するので、ボス部６と
軸部１との嵌合部が完全にシールされる。さら
に、溝４に対してボス部６の肉部が流動してよく
食い込み、強度の高い機械的結合が達せられる。
各押圧治具５は油圧などによりそれぞれ均等に
加圧するものとし、必要によりボス部６を回転さ
せることによりこのボス部６の外周面を真円形に
保つことができる。また、高周波加熱コイル３を
ボス部６の外周側に配置する代りに、ボス部６の
一端側に高周波加熱コイル３Ａを配置し、一端側
からボス部６を加熱するようにすれば、加熱と同
時に押圧治具５によりボス部６を軸部１へ押し付
けることができ、より効率的な機械的結合が得ら
れる。
加圧するものとし、必要によりボス部６を回転さ
せることによりこのボス部６の外周面を真円形に
保つことができる。また、高周波加熱コイル３を
ボス部６の外周側に配置する代りに、ボス部６の
一端側に高周波加熱コイル３Ａを配置し、一端側
からボス部６を加熱するようにすれば、加熱と同
時に押圧治具５によりボス部６を軸部１へ押し付
けることができ、より効率的な機械的結合が得ら
れる。
以上の実施例では、ボス部６の全体がNi−Co
系合金で構成されるが、ボス部６はセラミツクス
からなる軸部１のメタライズ部２と接合される部
分がNi−Co系合金であれば十分である。したが
つて、第３図に示すように、ボス部６をNi−Co
系合金からなる部分６ｂと一般的な鋼材からなる
部分６ｃとに分割し、これらを突合せ部８におい
て圧接により溶接してボス部６を構成するように
すれば、高価なNi−Co系合金の使用量を半減す
ることができる。
系合金で構成されるが、ボス部６はセラミツクス
からなる軸部１のメタライズ部２と接合される部
分がNi−Co系合金であれば十分である。したが
つて、第３図に示すように、ボス部６をNi−Co
系合金からなる部分６ｂと一般的な鋼材からなる
部分６ｃとに分割し、これらを突合せ部８におい
て圧接により溶接してボス部６を構成するように
すれば、高価なNi−Co系合金の使用量を半減す
ることができる。
［発明の効果］
一般に、セラミツクスと金属との接合は非常に
難しく、アルミナおよび炭化珪素については金属
との接合が可能であるものの結合強度が弱く、窒
化硅素、ジルコニアなどと金属との接合は極めて
不安定である。特に、セラミツクス部材の接合部
に凹凸部を設け、外嵌される軟質金属を凹凸部に
流動させて結合を図るものでは、凹凸部に完全に
隙間なく金属が流動され難いので、この嵌合部の
シール性が完全なものとは言えない。
難しく、アルミナおよび炭化珪素については金属
との接合が可能であるものの結合強度が弱く、窒
化硅素、ジルコニアなどと金属との接合は極めて
不安定である。特に、セラミツクス部材の接合部
に凹凸部を設け、外嵌される軟質金属を凹凸部に
流動させて結合を図るものでは、凹凸部に完全に
隙間なく金属が流動され難いので、この嵌合部の
シール性が完全なものとは言えない。
本発明は上述のように、セラミツクス構造体の
軸部にメタライズ部と凹凸部とを軸方向に部位を
異にして形成したものであり、このメタライズ部
は比較的簡単に形成することができ、また凹凸部
は軸部の成形と同時に構成することができる。セ
ラミツクス構造体の軸部に金属構造体のボス部を
嵌合し、加熱しながら押圧治具によりボス部を変
形させて軸部の凹凸部へ食い込むように密着させ
るものであるから、軸部とボス部とが機械的結合
が得られるともに、メタライズ部で嵌合部が密封
され、熱サイクルなどの負荷に対して安定した機
械的結合強度とシール性が得られる。
軸部にメタライズ部と凹凸部とを軸方向に部位を
異にして形成したものであり、このメタライズ部
は比較的簡単に形成することができ、また凹凸部
は軸部の成形と同時に構成することができる。セ
ラミツクス構造体の軸部に金属構造体のボス部を
嵌合し、加熱しながら押圧治具によりボス部を変
形させて軸部の凹凸部へ食い込むように密着させ
るものであるから、軸部とボス部とが機械的結合
が得られるともに、メタライズ部で嵌合部が密封
され、熱サイクルなどの負荷に対して安定した機
械的結合強度とシール性が得られる。
そして、簡単な機械設備でセラミツクス構造体
と金属構造体と軸部の結合が得られ、量産化によ
るコストの低減が容易である。嵌合部はメタライ
ズ部により密封されるので、例えばこのような軸
部を排気ターボ過給機のタービン翼車の軸部とと
ブロア翼車のボス部との結合に採用すれば、ター
ビンへ流れる高温ガスがブロアの方へ洩れるなど
の不具合を完全に防止することができる。
と金属構造体と軸部の結合が得られ、量産化によ
るコストの低減が容易である。嵌合部はメタライ
ズ部により密封されるので、例えばこのような軸
部を排気ターボ過給機のタービン翼車の軸部とと
ブロア翼車のボス部との結合に採用すれば、ター
ビンへ流れる高温ガスがブロアの方へ洩れるなど
の不具合を完全に防止することができる。
第１図は本発明に係るセラミツクス構造体の軸
部と金属構造体のボス部との接合方法を説明する
側面断面図、第２図は同正面図、第３図は本発明
の一部変更実施例に係るセラミツクス構造体の軸
部と金属構造体のボス部との接合方法を説明する
側面断面図である。 １：セラミツクス構造体の軸部、２：メタライ
ズ部、５：押圧治具、６：金属構造体のボス部、
１０：凹凸部。
部と金属構造体のボス部との接合方法を説明する
側面断面図、第２図は同正面図、第３図は本発明
の一部変更実施例に係るセラミツクス構造体の軸
部と金属構造体のボス部との接合方法を説明する
側面断面図である。 １：セラミツクス構造体の軸部、２：メタライ
ズ部、５：押圧治具、６：金属構造体のボス部、
１０：凹凸部。
Claims (1)
- １ セラミツクス構造体の軸部の外周面にメタラ
イズ部と凹凸部とを軸方向に部位を異にして設
け、前記軸部に金属構造体のボス部を外嵌し、外
周側から加熱加圧して接合することを特徴とする
セラミツクス構造体の軸部と金属構造体のボス部
との接合方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60163928A JPS6227380A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | セラミツクス構造体の軸部と金属構造体のボス部との接合方法 |
| KR1019860005825A KR900005514B1 (ko) | 1985-07-26 | 1986-07-18 | 세라믹 구조체의 축부와 금속 구조체의 보스부와의 접합 방법 |
| US06/887,920 US4758112A (en) | 1985-07-26 | 1986-07-22 | Rotary shaft assembly |
| CN86105715A CN1008364B (zh) | 1985-07-26 | 1986-07-24 | 陶瓷构造体轴部与金属构造体毂部之结合方法 |
| EP86110257A EP0211347B1 (en) | 1985-07-26 | 1986-07-25 | Rotary shaft assembly and method for joining a shaft portion of ceramics construction with a boss portion of metal construction |
| DE8686110257T DE3664801D1 (en) | 1985-07-26 | 1986-07-25 | Rotary shaft assembly and method for joining a shaft portion of ceramics construction with a boss portion of metal construction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60163928A JPS6227380A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | セラミツクス構造体の軸部と金属構造体のボス部との接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6227380A JPS6227380A (ja) | 1987-02-05 |
| JPH046679B2 true JPH046679B2 (ja) | 1992-02-06 |
Family
ID=15783486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60163928A Granted JPS6227380A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | セラミツクス構造体の軸部と金属構造体のボス部との接合方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4758112A (ja) |
| EP (1) | EP0211347B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6227380A (ja) |
| KR (1) | KR900005514B1 (ja) |
| CN (1) | CN1008364B (ja) |
| DE (1) | DE3664801D1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3545135A1 (de) * | 1984-12-19 | 1986-06-26 | Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo | Fittingeinheit |
| DE59103360D1 (de) * | 1990-07-27 | 1994-12-01 | Mettler Friedli Karl | Verbindung eines auf fertigmass gefertigten zylinderkörpers. |
| US6196442B1 (en) * | 1998-05-18 | 2001-03-06 | Visteon Global Technologies, Inc. | Method for brazing aluminum tube assemblies |
| DE19853798C1 (de) * | 1998-11-21 | 2000-09-21 | Bayerische Motoren Werke Ag | Einrichtung zum Verbinden eines Wellenteiles mit einer Hülse |
| KR100355119B1 (ko) * | 1999-07-12 | 2002-10-11 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 절연조작로드 및 그의 제조방법 |
| JP4700823B2 (ja) * | 2001-03-01 | 2011-06-15 | 大平工業株式会社 | 歯間ブラシの製造方法 |
| EP2317407A1 (fr) * | 2009-10-29 | 2011-05-04 | Nivarox-FAR S.A. | Système de fixation d'une pièce sans chassage ni collage |
| EP2574807B1 (de) * | 2011-09-30 | 2014-11-12 | Maxon Motor AG | Verbindung zwischen einer Welle und einem Nabenbauteil sowie Verfahren zum Herstellen der Verbindung |
| IT201700080867A1 (it) * | 2017-07-18 | 2019-01-18 | Dana Brevini S P A | Gruppo tamburo-corona dentata per argani con trasmissione ad ingranaggi. |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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