JPH0633963A - セラミック中空円盤積層ばねとその製造方法 - Google Patents
セラミック中空円盤積層ばねとその製造方法Info
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- JPH0633963A JPH0633963A JP4209628A JP20962892A JPH0633963A JP H0633963 A JPH0633963 A JP H0633963A JP 4209628 A JP4209628 A JP 4209628A JP 20962892 A JP20962892 A JP 20962892A JP H0633963 A JPH0633963 A JP H0633963A
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- Japan
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- ceramic
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- ceramics
- ceramic hollow
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温環境下で使用できるセラミック中空円盤
積層ばねとその製造方法を提供する。 【構成】 セラミック粉末とバインダとを混練して形成
したセラミック中空円盤４と、周方向等間隔位置に半径
方向に延びるスリット６を有し且つ該スリット６に前記
セラミック中空円盤４と同材質のセラミックリブ８を嵌
め込んだプラスチック中空円盤７とを、前記セラミック
リブ８の露出面に溶媒を塗布した上で前記セラミック中
空円盤４を挟んで隣接するプラスチック中空円盤７相互
のスリット６が周方向に互い違いにずれるよう複数層交
互に積み重ねて積層体１０を構成し、該積層体１０を適
度な加圧力で平坦に押さえながら乾燥させ、次いで、前
記プラスチック中空円盤７及びバインダ類を加熱により
気化分解し、然る後、前記セラミック中空円盤４及びセ
ラミックリブ８を焼成する。
積層ばねとその製造方法を提供する。 【構成】 セラミック粉末とバインダとを混練して形成
したセラミック中空円盤４と、周方向等間隔位置に半径
方向に延びるスリット６を有し且つ該スリット６に前記
セラミック中空円盤４と同材質のセラミックリブ８を嵌
め込んだプラスチック中空円盤７とを、前記セラミック
リブ８の露出面に溶媒を塗布した上で前記セラミック中
空円盤４を挟んで隣接するプラスチック中空円盤７相互
のスリット６が周方向に互い違いにずれるよう複数層交
互に積み重ねて積層体１０を構成し、該積層体１０を適
度な加圧力で平坦に押さえながら乾燥させ、次いで、前
記プラスチック中空円盤７及びバインダ類を加熱により
気化分解し、然る後、前記セラミック中空円盤４及びセ
ラミックリブ８を焼成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミック中空円盤積
層ばねとその製造方法に関するものである。
層ばねとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジニアリング部門におけるセ
ラミック材料の利用が注目を集めており、該セラミック
材料の有する耐熱性、耐食性、耐摩耗性に優れるという
性質からセラミック製ガスタービンやセラミック製ター
ボチャージャー等の開発が進められている。
ラミック材料の利用が注目を集めており、該セラミック
材料の有する耐熱性、耐食性、耐摩耗性に優れるという
性質からセラミック製ガスタービンやセラミック製ター
ボチャージャー等の開発が進められている。
【０００３】前記セラミック製ガスタービンやセラミッ
ク製ターボチャージャー等を実現する為には、苛酷な高
温条件にさらされるセラミック構造体同士の間、或いは
セラミック構造体と金属構造体との間に、熱膨張、熱衝
撃等を緩和する為の応力緩衝部材を使用する必要があ
る。
ク製ターボチャージャー等を実現する為には、苛酷な高
温条件にさらされるセラミック構造体同士の間、或いは
セラミック構造体と金属構造体との間に、熱膨張、熱衝
撃等を緩和する為の応力緩衝部材を使用する必要があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
らある金属製ばねでは、例えば１０００℃以上の高温環
境下で使用できるようなものがなく、前記セラミック製
ガスタービンやセラミック製自動車エンジン等を実現す
る上での障害となっていた。
らある金属製ばねでは、例えば１０００℃以上の高温環
境下で使用できるようなものがなく、前記セラミック製
ガスタービンやセラミック製自動車エンジン等を実現す
る上での障害となっていた。
【０００５】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、高温環境下で使用できるセラミック中空円盤積層ば
ねとその製造方法を提供することを目的としている。
で、高温環境下で使用できるセラミック中空円盤積層ば
ねとその製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発明は、積層された複数のセラミック中空円盤間に、
該セラミック中空円盤の周方向に等間隔で配置され且つ
積層方向にセラミック中空円盤を挟んで隣接する相互が
互い違いとなるよう周方向に所要角度ずらして配置した
複数のセラミックリブを備えてなることを特徴とするセ
ラミック中空円盤積層ばね、に係るものであり、本発明
の請求項２に記載の発明は、セラミック粉末とバインダ
とを混練して形成したセラミック中空円盤と、周方向等
間隔位置に半径方向に延びるスリットを有し且つ該スリ
ットに前記セラミック中空円盤と同材質のセラミックリ
ブを嵌め込んだ有機質中空円盤とを、前記セラミックリ
ブの露出面に溶剤を塗布した上で前記セラミック中空円
盤を挟んで隣接する有機質中空円盤相互のスリットが周
方向に互い違いにずれるよう複数層交互に積み重ねて積
層体を構成し、該積層体を適度な加圧力で平坦に押さえ
ながら乾燥させ、次いで、前記有機質中空円盤及びバイ
ンダ類を加熱により気化分解し、然る後、前記セラミッ
ク中空円盤及びセラミックリブを焼成することを特徴と
するセラミック中空円盤積層ばねの製造方法、に係るも
のである。
の発明は、積層された複数のセラミック中空円盤間に、
該セラミック中空円盤の周方向に等間隔で配置され且つ
積層方向にセラミック中空円盤を挟んで隣接する相互が
互い違いとなるよう周方向に所要角度ずらして配置した
複数のセラミックリブを備えてなることを特徴とするセ
ラミック中空円盤積層ばね、に係るものであり、本発明
の請求項２に記載の発明は、セラミック粉末とバインダ
とを混練して形成したセラミック中空円盤と、周方向等
間隔位置に半径方向に延びるスリットを有し且つ該スリ
ットに前記セラミック中空円盤と同材質のセラミックリ
ブを嵌め込んだ有機質中空円盤とを、前記セラミックリ
ブの露出面に溶剤を塗布した上で前記セラミック中空円
盤を挟んで隣接する有機質中空円盤相互のスリットが周
方向に互い違いにずれるよう複数層交互に積み重ねて積
層体を構成し、該積層体を適度な加圧力で平坦に押さえ
ながら乾燥させ、次いで、前記有機質中空円盤及びバイ
ンダ類を加熱により気化分解し、然る後、前記セラミッ
ク中空円盤及びセラミックリブを焼成することを特徴と
するセラミック中空円盤積層ばねの製造方法、に係るも
のである。
【０００７】
【作用】従って本発明の請求項１に記載のセラミック中
空円盤積層ばねによれば、セラミック中空円盤の周方向
複数箇所が隣接する各層において互い違いに弾性変位可
能であることから全体として積層方向に均等なばね定数
を有するばねとして機能する。
空円盤積層ばねによれば、セラミック中空円盤の周方向
複数箇所が隣接する各層において互い違いに弾性変位可
能であることから全体として積層方向に均等なばね定数
を有するばねとして機能する。
【０００８】このセラミック中空円盤積層ばねは、全て
の構成が耐熱性に優れたセラミック材料である為、高温
環境下で使用することが可能で、各セラミック中空円盤
の間に空隙を隔てた多層構造となっているので断熱効果
が高く、しかも各セラミック中空円盤及び各セラミック
リブが薄肉構造となっているので熱応力も低い。
の構成が耐熱性に優れたセラミック材料である為、高温
環境下で使用することが可能で、各セラミック中空円盤
の間に空隙を隔てた多層構造となっているので断熱効果
が高く、しかも各セラミック中空円盤及び各セラミック
リブが薄肉構造となっているので熱応力も低い。
【０００９】又、本発明の請求項２に記載のセラミック
中空円盤積層ばねの製造方法によれば、前記セラミック
中空円盤積層ばねが極めて容易に製作され、しかも、後
加工の不要な完成品として得られる。
中空円盤積層ばねの製造方法によれば、前記セラミック
中空円盤積層ばねが極めて容易に製作され、しかも、後
加工の不要な完成品として得られる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。
する。
【００１１】図１〜図６は本発明の一実施例を示すもの
である。
である。
【００１２】図１に示す如く、セラミック粉末１とメチ
ルセルロース等のバインダ２とを混練してシート状に押
出し成形したセラミックシート３を打抜き加工すること
によりセラミック中空円盤４を形成する。
ルセルロース等のバインダ２とを混練してシート状に押
出し成形したセラミックシート３を打抜き加工すること
によりセラミック中空円盤４を形成する。
【００１３】又、図２に示す如く、プラスチックシート
５を打抜き加工することにより周方向等間隔位置に半径
方向に延びるスリット６を有するプラスチック中空円盤
７を形成し、前記スリット６には前記セラミック中空円
盤４と同材質のセラミックリブ８を嵌め込む。
５を打抜き加工することにより周方向等間隔位置に半径
方向に延びるスリット６を有するプラスチック中空円盤
７を形成し、前記スリット６には前記セラミック中空円
盤４と同材質のセラミックリブ８を嵌め込む。
【００１４】ここで、前記プラスチック中空円盤７の中
心Ｏから前記スリット６の外側端までの寸法ｒ1と前記
中心Ｏから前記スリット６の内側端までの寸法ｒ2は、
夫々前記セラミック中空円盤４の外径Ｒ1と内径Ｒ2と等
しくなるようにしておく。
心Ｏから前記スリット６の外側端までの寸法ｒ1と前記
中心Ｏから前記スリット６の内側端までの寸法ｒ2は、
夫々前記セラミック中空円盤４の外径Ｒ1と内径Ｒ2と等
しくなるようにしておく。
【００１５】次いで、図３に示す如く、前記セラミック
リブ８の露出面８ａに水等の溶剤９を塗布した上で、図
４に示す如く、前記セラミック中空円盤４とプラスチッ
ク中空円盤７とを複数層交互に積み重ねて積層体１０を
構成し、該積層体１０を押え板１１，１１により適度な
加圧力で平坦に押さえることによって、前記セラミック
リブ８とセラミック中空円盤４とを接合して積層体１０
を一体化する。
リブ８の露出面８ａに水等の溶剤９を塗布した上で、図
４に示す如く、前記セラミック中空円盤４とプラスチッ
ク中空円盤７とを複数層交互に積み重ねて積層体１０を
構成し、該積層体１０を押え板１１，１１により適度な
加圧力で平坦に押さえることによって、前記セラミック
リブ８とセラミック中空円盤４とを接合して積層体１０
を一体化する。
【００１６】この際、前記セラミック中空円盤４を挟ん
で隣接するプラスチック中空円盤７相互のスリット６
が、図５に示す如く周方向に互い違いにθ角度ずれるよ
う配置して積層体１０を構成する。例えば、図示の例で
は１枚のプラスチック中空円盤７に８個のスリット６を
等間隔に形成しているので、隣接するプラスチック中空
円盤７相互を２２．５度ずつ角度をずらして積層する。
で隣接するプラスチック中空円盤７相互のスリット６
が、図５に示す如く周方向に互い違いにθ角度ずれるよ
う配置して積層体１０を構成する。例えば、図示の例で
は１枚のプラスチック中空円盤７に８個のスリット６を
等間隔に形成しているので、隣接するプラスチック中空
円盤７相互を２２．５度ずつ角度をずらして積層する。
【００１７】次いで、図４の状態のまま前記積層体１０
を押え板１１，１１により適度な加圧力で平坦に押さえ
ながら加熱して乾燥させた後、図示しない大気雰囲気の
加熱炉等に入れて８００℃程度に加熱することによっ
て、前記プラスチック中空円盤７と、セラミック中空円
盤４及びセラミックリブ８に含まれるバインダ２類を気
化分解して除去し、然る後、図示しない不活性雰囲気の
別の加熱炉等に入れて前記より更に高温（セラミックが
アルミナの場合は１５００℃程度・窒化珪素の場合には
１８００℃程度）で加熱し、前記セラミック中空円盤４
及びセラミックリブ８を焼成すると、図６の周方向断面
展開図に示されるように、焼成されて靱性を得たセラミ
ック中空円盤４の周方向複数箇所が隣接する各層におい
て互い違いに弾性変位可能となり、全体として積層方向
に均等なばね定数を有するセラミック中空円盤積層ばね
１２が製作される。
を押え板１１，１１により適度な加圧力で平坦に押さえ
ながら加熱して乾燥させた後、図示しない大気雰囲気の
加熱炉等に入れて８００℃程度に加熱することによっ
て、前記プラスチック中空円盤７と、セラミック中空円
盤４及びセラミックリブ８に含まれるバインダ２類を気
化分解して除去し、然る後、図示しない不活性雰囲気の
別の加熱炉等に入れて前記より更に高温（セラミックが
アルミナの場合は１５００℃程度・窒化珪素の場合には
１８００℃程度）で加熱し、前記セラミック中空円盤４
及びセラミックリブ８を焼成すると、図６の周方向断面
展開図に示されるように、焼成されて靱性を得たセラミ
ック中空円盤４の周方向複数箇所が隣接する各層におい
て互い違いに弾性変位可能となり、全体として積層方向
に均等なばね定数を有するセラミック中空円盤積層ばね
１２が製作される。
【００１８】以上の如くして製作されたセラミック中空
円盤積層ばね１２は、全ての構成が耐熱性に優れたセラ
ミック材料である為、高温環境下で使用することが可能
であり、苛酷な高温条件にさらされるセラミック構造体
同士の間、或いはセラミック構造体と金属構造体との間
に、熱膨張、熱衝撃等を緩和する為の応力緩衝部材とし
て使用することができる。
円盤積層ばね１２は、全ての構成が耐熱性に優れたセラ
ミック材料である為、高温環境下で使用することが可能
であり、苛酷な高温条件にさらされるセラミック構造体
同士の間、或いはセラミック構造体と金属構造体との間
に、熱膨張、熱衝撃等を緩和する為の応力緩衝部材とし
て使用することができる。
【００１９】更に、前記セラミック中空円盤積層ばね１
２は、各セラミック中空円盤４の間に空隙を隔てた多層
構造となっているので、断熱効果が高く、例えば温度差
のあるセラミック構造体と金属構造体との間に用いる場
合等に有用性が高い。
２は、各セラミック中空円盤４の間に空隙を隔てた多層
構造となっているので、断熱効果が高く、例えば温度差
のあるセラミック構造体と金属構造体との間に用いる場
合等に有用性が高い。
【００２０】又、前記セラミック中空円盤積層ばね１２
は、各セラミック中空円盤４及び各セラミックリブ８が
薄肉構造となっているので熱応力が低く、耐久性が高
い。
は、各セラミック中空円盤４及び各セラミックリブ８が
薄肉構造となっているので熱応力が低く、耐久性が高
い。
【００２１】更に、前記セラミック中空円盤積層ばね１
２は、セラミック中空円盤４の積層枚数を変えることに
より任意にばね剛性を設定することができるので、ばね
剛性の設計が極めて容易である。
２は、セラミック中空円盤４の積層枚数を変えることに
より任意にばね剛性を設定することができるので、ばね
剛性の設計が極めて容易である。
【００２２】又、以上に述べた製造方法によれば、前記
の如き種々の効果を有するセラミック中空円盤積層ばね
１２を極めて容易に製作することができるので量産性が
高く、しかも、後加工の不要な完成品として得ることが
できるので製作コストが低い。
の如き種々の効果を有するセラミック中空円盤積層ばね
１２を極めて容易に製作することができるので量産性が
高く、しかも、後加工の不要な完成品として得ることが
できるので製作コストが低い。
【００２３】尚、本発明のセラミック中空円盤積層ばね
とその製造方法は、上述の実施例にのみ限定されるもの
ではなく、セラミック中空円盤の積層数及びセラミック
リブの設置数は図示の例に限定されないこと、有機質中
空円盤の材質はプラスチック以外に加熱により容易に気
化分解可能な有機質材料であれば良く、例えば紙等を用
いても良いこと、セラミックリブ（スリット）の形状は
長方形以外でも良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。
とその製造方法は、上述の実施例にのみ限定されるもの
ではなく、セラミック中空円盤の積層数及びセラミック
リブの設置数は図示の例に限定されないこと、有機質中
空円盤の材質はプラスチック以外に加熱により容易に気
化分解可能な有機質材料であれば良く、例えば紙等を用
いても良いこと、セラミックリブ（スリット）の形状は
長方形以外でも良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。
【００２４】
【発明の効果】上記した本発明のセラミック中空円盤積
層ばねとその製造方法によれば、下記の如き種々の優れ
た効果を奏し得る。
層ばねとその製造方法によれば、下記の如き種々の優れ
た効果を奏し得る。
【００２５】（Ｉ）本発明の請求項１に記載のセラミッ
ク中空円盤積層ばねは、全ての構成が耐熱性に優れたセ
ラミック材料である為、高温環境下で使用することが可
能であり、苛酷な高温条件にさらされるセラミック構造
体同士の間、或いはセラミック構造体と金属構造体との
間に、熱膨張、熱衝撃等を緩和する為の応力緩衝部材と
して使用することができる。
ク中空円盤積層ばねは、全ての構成が耐熱性に優れたセ
ラミック材料である為、高温環境下で使用することが可
能であり、苛酷な高温条件にさらされるセラミック構造
体同士の間、或いはセラミック構造体と金属構造体との
間に、熱膨張、熱衝撃等を緩和する為の応力緩衝部材と
して使用することができる。
【００２６】（ＩＩ）本発明の請求項１に記載のセラミ
ック中空円盤積層ばねは、各セラミック中空円盤の間に
空隙を隔てた多層構造となっているので、断熱効果が高
く、例えば温度差のあるセラミック構造体と金属構造体
との間に用いる場合等に有用性が高い。
ック中空円盤積層ばねは、各セラミック中空円盤の間に
空隙を隔てた多層構造となっているので、断熱効果が高
く、例えば温度差のあるセラミック構造体と金属構造体
との間に用いる場合等に有用性が高い。
【００２７】（ＩＩＩ）本発明の請求項１に記載のセラ
ミック中空円盤積層ばねは、各セラミック中空円盤及び
各セラミックリブが薄肉構造となっているので熱応力が
低く、耐久性が高い。
ミック中空円盤積層ばねは、各セラミック中空円盤及び
各セラミックリブが薄肉構造となっているので熱応力が
低く、耐久性が高い。
【００２８】（ＩＶ）本発明の請求項１に記載のセラミ
ック中空円盤積層ばねは、セラミック中空円盤の積層枚
数を変えることにより任意にばね剛性を設定することが
できるので、ばね剛性の設計が極めて容易である。
ック中空円盤積層ばねは、セラミック中空円盤の積層枚
数を変えることにより任意にばね剛性を設定することが
できるので、ばね剛性の設計が極めて容易である。
【００２９】（Ｖ）本発明の請求項２に記載の製造方法
によれば、前記（Ｉ）〜（ＩＶ）の如き種々の効果を有
するセラミック中空円盤積層ばねを極めて容易に製作す
ることができるので量産性が高く、しかも、後加工の不
要な完成品として得ることができるので製作コストが低
い。
によれば、前記（Ｉ）〜（ＩＶ）の如き種々の効果を有
するセラミック中空円盤積層ばねを極めて容易に製作す
ることができるので量産性が高く、しかも、後加工の不
要な完成品として得ることができるので製作コストが低
い。
【図１】本発明の一実施例におけるセラミック中空円盤
の平面図である。
の平面図である。
【図２】本発明の一実施例におけるプラスチック中空円
盤の平面図である。
盤の平面図である。
【図３】図２のプラスチック中空円盤のスリットに嵌め
込んだセラミックリブの拡大斜視図である。
込んだセラミックリブの拡大斜視図である。
【図４】本発明の一実施例における積層体の一部を切り
欠いて示す側面図である。
欠いて示す側面図である。
【図５】隣接するプラスチック中空円盤相互の積層状態
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図６】本発明の一実施例におけるセラミック中空円盤
積層ばねの周方向断面の展開図である。
積層ばねの周方向断面の展開図である。
１ セラミック粉末 ２ バインダ ４ セラミック中空円盤 ６ スリット ７ プラスチック中空円盤 ８ セラミックリブ ９ 溶剤 １０ 積層体 １２ セラミック中空円盤積層ばね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮原 薫 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 積層された複数のセラミック中空円盤間
に、該セラミック中空円盤の周方向に等間隔で配置され
且つ積層方向にセラミック中空円盤を挟んで隣接する相
互が互い違いとなるよう周方向に所要角度ずらして配置
した複数のセラミックリブを備えてなることを特徴とす
るセラミック中空円盤積層ばね。 - 【請求項２】 セラミック粉末とバインダとを混練して
形成したセラミック中空円盤と、周方向等間隔位置に半
径方向に延びるスリットを有し且つ該スリットに前記セ
ラミック中空円盤と同材質のセラミックリブを嵌め込ん
だ有機質中空円盤とを、前記セラミックリブの露出面に
溶剤を塗布した上で前記セラミック中空円盤を挟んで隣
接する有機質中空円盤相互のスリットが周方向に互い違
いにずれるよう複数層交互に積み重ねて積層体を構成
し、該積層体を適度な加圧力で平坦に押さえながら乾燥
させ、次いで、前記有機質中空円盤及びバインダ類を加
熱により気化分解し、然る後、前記セラミック中空円盤
及びセラミックリブを焼成することを特徴とするセラミ
ック中空円盤積層ばねの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20962892A JP3298159B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | セラミック中空円盤積層ばねの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20962892A JP3298159B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | セラミック中空円盤積層ばねの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0633963A true JPH0633963A (ja) | 1994-02-08 |
| JP3298159B2 JP3298159B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=16575949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20962892A Expired - Fee Related JP3298159B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | セラミック中空円盤積層ばねの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3298159B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1493938A1 (en) * | 2003-07-02 | 2005-01-05 | Westland Helicopters Limited | Annular thrust spring with alternating projections on opposite sides |
| JP2009107920A (ja) * | 2007-10-26 | 2009-05-21 | Coi Ceramics Inc | 可撓性のセラミックマトリックス複合構造材料及びその形成方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62242144A (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-22 | Nhk Spring Co Ltd | セラミツクス板ばね装置 |
| JPS6325841U (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-20 | ||
| JPS6439438U (ja) * | 1987-09-01 | 1989-03-09 |
-
1992
- 1992-07-14 JP JP20962892A patent/JP3298159B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS62242144A (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-22 | Nhk Spring Co Ltd | セラミツクス板ばね装置 |
| JPS6325841U (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-20 | ||
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| JP3298159B2 (ja) | 2002-07-02 |
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