JPH052585Y2 - - Google Patents
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- JPH052585Y2 JPH052585Y2 JP2297588U JP2297588U JPH052585Y2 JP H052585 Y2 JPH052585 Y2 JP H052585Y2 JP 2297588 U JP2297588 U JP 2297588U JP 2297588 U JP2297588 U JP 2297588U JP H052585 Y2 JPH052585 Y2 JP H052585Y2
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- ceramic
- convex portion
- metal
- roundness
- convex
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Automatic Assembly (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本考案はセラミツクスと金属との結合体に関す
るものである。 （従来の技術） 従来、セラミツクスと金属の結合体は、第１図
にその例を示すように、セラミツク製部材１に凸
部２を設けて、凸部２を金属製部材３に設けた凹
部４に圧入、焼きばめ、冷やしばめ等のかん合に
より結合するか、あるいは圧入、焼きばめ、冷や
しばめ等のかん合とろう付の組合せで結合して構
成されていた。 このとき、セラミツク製部材１に設けた凸部２
は、軸径、表面粗さ等を所定の基準で加工して管
理されていたが、真円度については管理されてい
なかつた。 （考案が解決しようとする課題） そのため、従来のセラミツクス・金属結合体に
おいては、セラミツク製部材１の凸部２の形状、
特に外周部の真円度が悪いとセラミツク製部材１
の凸部２と金属製部材３の凹部４との結合端に過
大な応力集中が生じ、折損等の不具合が生ずる場
合があつた。 凸部の真円度は、金属製部材どうしの結合で
は、金属製部材が塑性変形するので殆んど問題と
はならなかつたが、セラミツク製部材と金属製部
材の結合ではセラミツク製部材１の凸部２の真円
度が悪いと金属製部材３の凹部４が塑性変形を起
す前に、塑性変形を起さないセラミツク製部材の
凸部に局部的に応力集中を生じクラツクが発生す
る事が判明した。 本考案の目的は上述した課題を解消して、信頼
性の高いセラミツク・金属結合体を提供しようと
するものである。 （課題を解決するための手段） 本考案のセラミツクス・金属結合体は、セラミ
ツク製部材に凸部を設け、該凸部を金属製部材に
結合してなるセラミツクス・金属結合体におい
て、該セラミツク製部材の凸部外径をｄとし凸部
外周部の真円度をｃとしたとき、その比率Ｄ即ち
（ｃ／ｄ）×100（％）を0.03％以下とすることを特
徴とするものである。 なお、真円度とは、凸部の軸線に垂直な任意断
面において、その凸部の外周部輪郭形状の外接円
と内接円の半径の差を言う。 （作用） 上述した構成において、セラミツク製部材の凸
部外周部の真円度を規定することにより、セラミ
ツクス製部材の凸部と金属製部材の凹部との結合
端に生じる応力集中が緩和できるので、曲げやね
じり特性が向上し信頼性の高いセラミツクス・金
属結合体を得ることができる。 なお、（凸部周部の真円度）／（凸部外径）の
比率Ｄ＝（ｃ／ｄ）×100％が0.03％を越えると結
合端の応力集中が許容できない範囲となり、その
結果破損につながる可能性が大なため、比率Ｄを
0.03％以下と限定した。 （実施例） 第１図は本考案のセラミツクス・金属結合体の
第１の実施例を示す部分断面図である。本実施例
では、セラミツク製部材１の一端に凸部２を設
け、この凸部２を中間部材５の凹部４にかん合し
た例を示す。 かん合の方法としては、従来から公知の圧入、
焼きばめ、冷やしばめあるいはこれらの組合せを
好適に使用することができる。このとき、（かん
合前の前記凸部の外周の真円度）／（凸部軸径）
の比率Ｄは0.03％以下としている。なお、セラミ
ツクスとしては何れでも使用できるが、その中で
も、窒化珪素、炭化珪素、サイアロンが好適であ
る。また、金属製部材としては析出硬化型合金、
耐熱合金等が好適である。 以下、実際の例について説明する。 実施例 １ 第１図にその部分断面を示す形状のSi3N4より
なるセラミツク製部材１の凸部２を、SNCM439
よりなる金属製部材３の一端に摩擦圧接により接
合したFe−Ni合金よりなる中間部材５の凹部４
に圧入し、セラミツクス・金属結合体を作製し
た。結合にあたり、該凸部の真円度と軸径を種々
に区分して作製し、その後−20℃と250℃の間で
の熱サイクル試験を行つた。すなわち、該試験用
結合体を−20℃中に投入して30分間保持したの
ち、250℃に戻す操作を繰り返して行ない、繰り
返し約100回経過した後、セラミツク製部材凸部
２より中間部材５を取り去り、セラミツク製部材
凸部特に結合端部のクラツクの有無を検査した。
結果を第１表に示す。
るものである。 （従来の技術） 従来、セラミツクスと金属の結合体は、第１図
にその例を示すように、セラミツク製部材１に凸
部２を設けて、凸部２を金属製部材３に設けた凹
部４に圧入、焼きばめ、冷やしばめ等のかん合に
より結合するか、あるいは圧入、焼きばめ、冷や
しばめ等のかん合とろう付の組合せで結合して構
成されていた。 このとき、セラミツク製部材１に設けた凸部２
は、軸径、表面粗さ等を所定の基準で加工して管
理されていたが、真円度については管理されてい
なかつた。 （考案が解決しようとする課題） そのため、従来のセラミツクス・金属結合体に
おいては、セラミツク製部材１の凸部２の形状、
特に外周部の真円度が悪いとセラミツク製部材１
の凸部２と金属製部材３の凹部４との結合端に過
大な応力集中が生じ、折損等の不具合が生ずる場
合があつた。 凸部の真円度は、金属製部材どうしの結合で
は、金属製部材が塑性変形するので殆んど問題と
はならなかつたが、セラミツク製部材と金属製部
材の結合ではセラミツク製部材１の凸部２の真円
度が悪いと金属製部材３の凹部４が塑性変形を起
す前に、塑性変形を起さないセラミツク製部材の
凸部に局部的に応力集中を生じクラツクが発生す
る事が判明した。 本考案の目的は上述した課題を解消して、信頼
性の高いセラミツク・金属結合体を提供しようと
するものである。 （課題を解決するための手段） 本考案のセラミツクス・金属結合体は、セラミ
ツク製部材に凸部を設け、該凸部を金属製部材に
結合してなるセラミツクス・金属結合体におい
て、該セラミツク製部材の凸部外径をｄとし凸部
外周部の真円度をｃとしたとき、その比率Ｄ即ち
（ｃ／ｄ）×100（％）を0.03％以下とすることを特
徴とするものである。 なお、真円度とは、凸部の軸線に垂直な任意断
面において、その凸部の外周部輪郭形状の外接円
と内接円の半径の差を言う。 （作用） 上述した構成において、セラミツク製部材の凸
部外周部の真円度を規定することにより、セラミ
ツクス製部材の凸部と金属製部材の凹部との結合
端に生じる応力集中が緩和できるので、曲げやね
じり特性が向上し信頼性の高いセラミツクス・金
属結合体を得ることができる。 なお、（凸部周部の真円度）／（凸部外径）の
比率Ｄ＝（ｃ／ｄ）×100％が0.03％を越えると結
合端の応力集中が許容できない範囲となり、その
結果破損につながる可能性が大なため、比率Ｄを
0.03％以下と限定した。 （実施例） 第１図は本考案のセラミツクス・金属結合体の
第１の実施例を示す部分断面図である。本実施例
では、セラミツク製部材１の一端に凸部２を設
け、この凸部２を中間部材５の凹部４にかん合し
た例を示す。 かん合の方法としては、従来から公知の圧入、
焼きばめ、冷やしばめあるいはこれらの組合せを
好適に使用することができる。このとき、（かん
合前の前記凸部の外周の真円度）／（凸部軸径）
の比率Ｄは0.03％以下としている。なお、セラミ
ツクスとしては何れでも使用できるが、その中で
も、窒化珪素、炭化珪素、サイアロンが好適であ
る。また、金属製部材としては析出硬化型合金、
耐熱合金等が好適である。 以下、実際の例について説明する。 実施例 １ 第１図にその部分断面を示す形状のSi3N4より
なるセラミツク製部材１の凸部２を、SNCM439
よりなる金属製部材３の一端に摩擦圧接により接
合したFe−Ni合金よりなる中間部材５の凹部４
に圧入し、セラミツクス・金属結合体を作製し
た。結合にあたり、該凸部の真円度と軸径を種々
に区分して作製し、その後−20℃と250℃の間で
の熱サイクル試験を行つた。すなわち、該試験用
結合体を−20℃中に投入して30分間保持したの
ち、250℃に戻す操作を繰り返して行ない、繰り
返し約100回経過した後、セラミツク製部材凸部
２より中間部材５を取り去り、セラミツク製部材
凸部特に結合端部のクラツクの有無を検査した。
結果を第１表に示す。
【表】
セラミツク製部材凸部外径
実施例 ２ 第２図に第２の実施例の部分断面を示す形状の
Si3N4よりなるセラミツクロータ１１の凸部１２
と、SNCM439よりなる金属軸１３の一端に電子
ビーム溶接により接合した析出硬化型合金よりな
る中間部材１５の凹部１４とを圧入により結合し
たセラミツクターボチヤージヤーロータを作製し
た。本実施例では、凸部の軸径12mm、真円度
2.5μm即ちＤ＝0.021％に加工したセラミツクロー
タ１１を内径11.91mm、外径17.2mmに加工した中
間部材１５の凹部に圧入により結合し、析出硬化
のため熱処理を施した。 前記セラミツクターボチヤージヤーロータをエ
ンジンに組み込んで、排気温度900℃で周速
400m／secの回転速度で15分間回転させ、その後
エンジンを５分間停止するサイクルで300サイク
ルのGO−STOP試験を行なつたが、なんら異常
は認められなかつた。さらに、試験終了後金属製
部材を取り去り、セラミツクロータ凸部のかん合
端表面の検査を行なつたが、クラツク発生の異常
は全く認められなかつた。 本考案は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく、幾多の変形、変更が可能である。例え
ば、上述した実施例ではセラミツクスとしてSi3
N4を用いたが、これに限定されるものではなく、
炭化珪素、サイアロン等にも使用できる。また、
金属製部材としても上述した実施例に限定される
ことなく他の金属も使用できることはいうまでも
ない。また、金属製部材の凹部における真円度も
同様に管理するとさらに好ましいことは言うまで
もない。 （考案の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなよう
に、本考案のセラミツクス・金属結合体によれ
ば、セラミツク製部材の凸部外周部の真円度ｃと
凸部外径ｄの比率（ｃ／ｄ）×100（％）を0.03％
以下にすることにより、結合によりセラミツク製
部材凸部の結合端に生じる応力集中が緩和でき、
破損しにくく信頼性の高いセラミツクスと金属と
の結合体を得ることができる。
実施例 ２ 第２図に第２の実施例の部分断面を示す形状の
Si3N4よりなるセラミツクロータ１１の凸部１２
と、SNCM439よりなる金属軸１３の一端に電子
ビーム溶接により接合した析出硬化型合金よりな
る中間部材１５の凹部１４とを圧入により結合し
たセラミツクターボチヤージヤーロータを作製し
た。本実施例では、凸部の軸径12mm、真円度
2.5μm即ちＤ＝0.021％に加工したセラミツクロー
タ１１を内径11.91mm、外径17.2mmに加工した中
間部材１５の凹部に圧入により結合し、析出硬化
のため熱処理を施した。 前記セラミツクターボチヤージヤーロータをエ
ンジンに組み込んで、排気温度900℃で周速
400m／secの回転速度で15分間回転させ、その後
エンジンを５分間停止するサイクルで300サイク
ルのGO−STOP試験を行なつたが、なんら異常
は認められなかつた。さらに、試験終了後金属製
部材を取り去り、セラミツクロータ凸部のかん合
端表面の検査を行なつたが、クラツク発生の異常
は全く認められなかつた。 本考案は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく、幾多の変形、変更が可能である。例え
ば、上述した実施例ではセラミツクスとしてSi3
N4を用いたが、これに限定されるものではなく、
炭化珪素、サイアロン等にも使用できる。また、
金属製部材としても上述した実施例に限定される
ことなく他の金属も使用できることはいうまでも
ない。また、金属製部材の凹部における真円度も
同様に管理するとさらに好ましいことは言うまで
もない。 （考案の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなよう
に、本考案のセラミツクス・金属結合体によれ
ば、セラミツク製部材の凸部外周部の真円度ｃと
凸部外径ｄの比率（ｃ／ｄ）×100（％）を0.03％
以下にすることにより、結合によりセラミツク製
部材凸部の結合端に生じる応力集中が緩和でき、
破損しにくく信頼性の高いセラミツクスと金属と
の結合体を得ることができる。
第１図および第２図はそれぞれ本考案のセラミ
ツクス・金属結合体の実施例を示す部分断面図で
ある。 １……セラミツク製部材、２，１２……凸部、
３……金属製部材、４，１４……凹部、５……中
間部材、１１……セラミツクロータ、１３……金
属軸。
ツクス・金属結合体の実施例を示す部分断面図で
ある。 １……セラミツク製部材、２，１２……凸部、
３……金属製部材、４，１４……凹部、５……中
間部材、１１……セラミツクロータ、１３……金
属軸。
Claims (1)
- セラミツク製部材に凸部を設け、該凸部を金属
製部材に結合したセラミツクス・金属結合体にお
いて、該セラミツク製部材の凸部外周部の真円度
ｃと該凸部外径ｄの比率（ｃ／ｄ）×100（％）を
0.03％以下とすることを特徴とするセラミツク
ス・金属結合体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2297588U JPH052585Y2 (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | |
| US08/155,158 US5365661A (en) | 1988-02-25 | 1993-11-19 | Ceramic-metal composite joint body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2297588U JPH052585Y2 (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01129239U JPH01129239U (ja) | 1989-09-04 |
| JPH052585Y2 true JPH052585Y2 (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=31241575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2297588U Expired - Lifetime JPH052585Y2 (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH052585Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-02-25 JP JP2297588U patent/JPH052585Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01129239U (ja) | 1989-09-04 |
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