JPH10279374A - 金属部材とセラミック部材との接合体 - Google Patents
金属部材とセラミック部材との接合体Info
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- JPH10279374A JPH10279374A JP9826997A JP9826997A JPH10279374A JP H10279374 A JPH10279374 A JP H10279374A JP 9826997 A JP9826997 A JP 9826997A JP 9826997 A JP9826997 A JP 9826997A JP H10279374 A JPH10279374 A JP H10279374A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属部材とセラミック部材をロー付け接合し
てなるタペットなどの接合体の耐久性を高める。 【解決手段】 セラミック部材１１の接合面１２の外周
縁の面取１３の外周面寄り端１３ｂを、接合面の全周域
において金属部材２の接合面５の外周縁の面取６の接合
面寄り端６ａよりも平面視内側に位置させた。ロー材層
２１の外周縁がセラミック部材１１と金属部材２との両
面取間に存在する従来の接合構造のものに比べ、セラミ
ック部材１１側でのみその面取１３部位に存在するの
で、ロー材層２１の外周縁の厚さの極端な増大がない。
これによりロー材層２１の外周縁での充填性や緻密性の
低下が防止される結果、ロー材層２１の外周縁が起点と
なってそれに変形やクラックが生じにくい。
てなるタペットなどの接合体の耐久性を高める。 【解決手段】 セラミック部材１１の接合面１２の外周
縁の面取１３の外周面寄り端１３ｂを、接合面の全周域
において金属部材２の接合面５の外周縁の面取６の接合
面寄り端６ａよりも平面視内側に位置させた。ロー材層
２１の外周縁がセラミック部材１１と金属部材２との両
面取間に存在する従来の接合構造のものに比べ、セラミ
ック部材１１側でのみその面取１３部位に存在するの
で、ロー材層２１の外周縁の厚さの極端な増大がない。
これによりロー材層２１の外周縁での充填性や緻密性の
低下が防止される結果、ロー材層２１の外周縁が起点と
なってそれに変形やクラックが生じにくい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属部材とセラミ
ック部材とをロー付けしてなる接合体に関し、詳しくは
エンジン用タペット、ロッカーアーム、その他のエンジ
ン部品等、セラミック部材がカムなどの摺動面を形成す
る、金属部材とセラミック部材との接合体（以下、単に
接合体ともいう）に関する。
ック部材とをロー付けしてなる接合体に関し、詳しくは
エンジン用タペット、ロッカーアーム、その他のエンジ
ン部品等、セラミック部材がカムなどの摺動面を形成す
る、金属部材とセラミック部材との接合体（以下、単に
接合体ともいう）に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミック部材（以下、単にセラミック
ともいう）は、耐摩耗性、耐熱性、熱衝撃強度などに優
れた性能を有することから、高温雰囲気下、衝撃荷重を
受けるような部品として使用される場合に好適とされ
る。しかし、セラミックはそれのみで単独で使用される
ことは殆どなく、通常は金属（メタル）部材とロー付け
された接合体とされ、各種の部品として使用されてい
る。
ともいう）は、耐摩耗性、耐熱性、熱衝撃強度などに優
れた性能を有することから、高温雰囲気下、衝撃荷重を
受けるような部品として使用される場合に好適とされ
る。しかし、セラミックはそれのみで単独で使用される
ことは殆どなく、通常は金属（メタル）部材とロー付け
された接合体とされ、各種の部品として使用されてい
る。
【０００３】図４は、接合体１０１がエンジン用タペッ
トの場合の接合構造例を示すものである。このものは、
金属部材２０１がエンジン用タペット本体をなし、セラ
ミック部材３０１がエンジン用タペットのカム摺動面を
形成するように、両者が平坦な接合面２０２，３０２で
ロー付けされている。ところで、このような接合体１０
１をなす各部品（金属部材２０１、セラミック部材３０
１）は、ともにその接合面２０２，３０２の外周縁すな
わちその接合面２０２，３０２と外周面（側面）２０
３，３０３とのなす角（稜線）部位などに所定の大きさ
の面取（通常４５度面取）２０４，３０４，３０５がつ
けられている。このような面取２０４，３０４，３０５
は、各部品の製造上、及びその後の取り扱いにおいてそ
の角にカケ、割れなどが発生しないようにするためのも
のであるが、脆性なセラミック部材３０１はいうまでも
なく、金属部材２０１についても通常所定の大きさの面
取がつけられる。
トの場合の接合構造例を示すものである。このものは、
金属部材２０１がエンジン用タペット本体をなし、セラ
ミック部材３０１がエンジン用タペットのカム摺動面を
形成するように、両者が平坦な接合面２０２，３０２で
ロー付けされている。ところで、このような接合体１０
１をなす各部品（金属部材２０１、セラミック部材３０
１）は、ともにその接合面２０２，３０２の外周縁すな
わちその接合面２０２，３０２と外周面（側面）２０
３，３０３とのなす角（稜線）部位などに所定の大きさ
の面取（通常４５度面取）２０４，３０４，３０５がつ
けられている。このような面取２０４，３０４，３０５
は、各部品の製造上、及びその後の取り扱いにおいてそ
の角にカケ、割れなどが発生しないようにするためのも
のであるが、脆性なセラミック部材３０１はいうまでも
なく、金属部材２０１についても通常所定の大きさの面
取がつけられる。
【０００４】こうした面取２０４，３０４，３０５は、
大きめにするほどカケなどの発生防止に有効であるが、
通常は、Ｃ０．１〜０．４（ｍｍ）程度に設定され、金
属部材２０１はその加工工程で付され、セラミック部材
３０１は、焼成時に面取３０４，３０５がつくように焼
成前の圧粉成形体の段階で所定の大きさの面取がつけら
れる。このように従来の接合体は、面取が付与された、
セラミック部材と金属部材を活性ローなどによりロー付
けされることで製造されるが、その後は、その面取が存
在する状態のままエンジン用タペットなどとして使用さ
れる。
大きめにするほどカケなどの発生防止に有効であるが、
通常は、Ｃ０．１〜０．４（ｍｍ）程度に設定され、金
属部材２０１はその加工工程で付され、セラミック部材
３０１は、焼成時に面取３０４，３０５がつくように焼
成前の圧粉成形体の段階で所定の大きさの面取がつけら
れる。このように従来の接合体は、面取が付与された、
セラミック部材と金属部材を活性ローなどによりロー付
けされることで製造されるが、その後は、その面取が存
在する状態のままエンジン用タペットなどとして使用さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図４の構造
の接合体１０１も含め、接合面２０２，３０２の外周縁
に面取２０４，３０４が存在する金属部材２０１とセラ
ミック部材３０１をロー付けした場合には、各面取２０
４，３０４の部位ではそれより内寄りの平坦な接合面の
部位に比べ、ロー材（層）４０１が充填され難く、緻密
になりにくい。これは、ロー付け時にはロー材層が一定
厚さ（接合体にもよるが、一般的には１５〜３０μｍ）
となるように、例えばセラミック部材３０１の表面に錘
が乗せられ両部材間の溶融ローに均等に圧力がかかるよ
うにされるが、面取２０４，３０４の部位では接合面相
互の間隔が外周面にいくほど広くなるために圧力がかか
りにくいためである。
の接合体１０１も含め、接合面２０２，３０２の外周縁
に面取２０４，３０４が存在する金属部材２０１とセラ
ミック部材３０１をロー付けした場合には、各面取２０
４，３０４の部位ではそれより内寄りの平坦な接合面の
部位に比べ、ロー材（層）４０１が充填され難く、緻密
になりにくい。これは、ロー付け時にはロー材層が一定
厚さ（接合体にもよるが、一般的には１５〜３０μｍ）
となるように、例えばセラミック部材３０１の表面に錘
が乗せられ両部材間の溶融ローに均等に圧力がかかるよ
うにされるが、面取２０４，３０４の部位では接合面相
互の間隔が外周面にいくほど広くなるために圧力がかか
りにくいためである。
【０００６】このように、両面取の部位に挟まれたロー
材層は接合面寄り部位（内寄り部位）に比べて厚くな
り、ロー付け時にかけられる圧力もかかりにくいため、
ロー材層中にボイド（気孔・気泡）を含み易く充填密度
が相対的に低くなってしまう。したがって、接合体がこ
のような接合構造をもつ例えばタペットの場合には、そ
の使用過程でセラミック部材の外周縁がカムによって激
しく叩かれることから、その際の衝撃などに起因して面
取部位のロー材層に変形やクラックが発生することがあ
るといった問題があった。
材層は接合面寄り部位（内寄り部位）に比べて厚くな
り、ロー付け時にかけられる圧力もかかりにくいため、
ロー材層中にボイド（気孔・気泡）を含み易く充填密度
が相対的に低くなってしまう。したがって、接合体がこ
のような接合構造をもつ例えばタペットの場合には、そ
の使用過程でセラミック部材の外周縁がカムによって激
しく叩かれることから、その際の衝撃などに起因して面
取部位のロー材層に変形やクラックが発生することがあ
るといった問題があった。
【０００７】そしてロー材層にこのような変形やクラッ
クが進展すると、セラミック部材の耐衝撃性が低下し、
セラミック部材にカケやワレなどの破損を招いたり剥離
を起こし、接合体として破損に至ってしまう。こうした
問題はエンジン用タペット（以下、単にタペットともい
う）に限らず、ロッカーアームのようにこれと同様な過
酷な条件下で使用され、かつセラミック部材の外周寄り
部位に衝撃荷重を受けがちのもので発生する危険性が大
きい。
クが進展すると、セラミック部材の耐衝撃性が低下し、
セラミック部材にカケやワレなどの破損を招いたり剥離
を起こし、接合体として破損に至ってしまう。こうした
問題はエンジン用タペット（以下、単にタペットともい
う）に限らず、ロッカーアームのようにこれと同様な過
酷な条件下で使用され、かつセラミック部材の外周寄り
部位に衝撃荷重を受けがちのもので発生する危険性が大
きい。
【０００８】このように、従来の接合構造の接合体で過
酷な条件下で使用されるものは、接合面の外周縁のロー
材の厚さや充填密度の低さなどに起因し、ロー材層の外
周縁が起点となってそれに変形やクラックを生じたり、
これらに起因してセラミックが割れたり剥離したりする
ことがあるといった問題があった。本発明は、タペット
などの接合体におけるこうした問題点を解消し、耐久性
ないし信頼性の高い接合体を得ることにある。
酷な条件下で使用されるものは、接合面の外周縁のロー
材の厚さや充填密度の低さなどに起因し、ロー材層の外
周縁が起点となってそれに変形やクラックを生じたり、
これらに起因してセラミックが割れたり剥離したりする
ことがあるといった問題があった。本発明は、タペット
などの接合体におけるこうした問題点を解消し、耐久性
ないし信頼性の高い接合体を得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、金属部材とセラミック部材とを平坦な接
合面でロー付けしてなる接合体であってその両部材の接
合面の外周縁に面取を有してなるものにおいて、セラミ
ック部材の前記面取の外周面寄り端が、接合面の全周域
において金属部材の前記面取の接合面寄り端より平面視
内側に位置していることを特徴とする。
めに本発明は、金属部材とセラミック部材とを平坦な接
合面でロー付けしてなる接合体であってその両部材の接
合面の外周縁に面取を有してなるものにおいて、セラミ
ック部材の前記面取の外周面寄り端が、接合面の全周域
において金属部材の前記面取の接合面寄り端より平面視
内側に位置していることを特徴とする。
【００１０】上記のように本発明では、セラミック部材
の接合面の外周縁における面取の外周面寄り端が、金属
部材の接合面の外周縁における面取の接合面寄り端より
も、平面視内側（接合面の中央寄り部位）にあることか
ら、ロー材層の外周縁は、セラミック部材の接合面の外
周縁の面取に対応する部位においてのみ、その面取の外
拡がり（角度）に応じて厚肉となるに止まり、従来の構
造のように両部材の面取に対応する部位がその両面取角
度に応じて厚肉となっていたものと比べると、ロー材層
は外周縁においてその分急激な厚肉となるのが防止さ
れ、したがって充填性や緻密性の低下も防止される。
の接合面の外周縁における面取の外周面寄り端が、金属
部材の接合面の外周縁における面取の接合面寄り端より
も、平面視内側（接合面の中央寄り部位）にあることか
ら、ロー材層の外周縁は、セラミック部材の接合面の外
周縁の面取に対応する部位においてのみ、その面取の外
拡がり（角度）に応じて厚肉となるに止まり、従来の構
造のように両部材の面取に対応する部位がその両面取角
度に応じて厚肉となっていたものと比べると、ロー材層
は外周縁においてその分急激な厚肉となるのが防止さ
れ、したがって充填性や緻密性の低下も防止される。
【００１１】かくては、接合体がこのような接合構造を
なす例えばタペットの場合には、その使用過程でセラミ
ック部材の外周縁がカムによって激しく叩かれても、ロ
ー材層の外周縁の肉厚が従来の構造より薄い分その充填
性が高いことから、ロー材層の外周縁に変形やクラック
が発生しにくく、したがって、従来のようにロー材層の
外周縁が起点となってそれに変形やクラックを生じさせ
ることやセラミック部材の破損や剥離が防止される。
なす例えばタペットの場合には、その使用過程でセラミ
ック部材の外周縁がカムによって激しく叩かれても、ロ
ー材層の外周縁の肉厚が従来の構造より薄い分その充填
性が高いことから、ロー材層の外周縁に変形やクラック
が発生しにくく、したがって、従来のようにロー材層の
外周縁が起点となってそれに変形やクラックを生じさせ
ることやセラミック部材の破損や剥離が防止される。
【００１２】なお、セラミック部材及び金属部材の接合
面の外周縁の面取は一般には４５度面取とされるが、セ
ラミック部材側の面取の角度は、ロー材層の外周縁にお
ける充填性を高める上ではその面取と金属部材の平坦な
接合面とのなす角がなるべく小さくなるように設定する
か、面取の接合面側の幅自体を小さくするのが好まし
い。また各部材の接合面に連なる外周面の径（外径）
は、各部材の接合面の外周縁につけられる面取の大きさ
を考慮し、ロー付け後において、セラミック部材の面取
の外周面寄り端が、接合面の全周域において金属部材の
面取の接合面寄り端より平面視内側に位置するように、
所定の大きさ（径）に設定すればよい。なお、本発明に
おいてセラミック部材の接合面は、金属部材の接合面に
対し、略同芯状に位置するのが好ましい。
面の外周縁の面取は一般には４５度面取とされるが、セ
ラミック部材側の面取の角度は、ロー材層の外周縁にお
ける充填性を高める上ではその面取と金属部材の平坦な
接合面とのなす角がなるべく小さくなるように設定する
か、面取の接合面側の幅自体を小さくするのが好まし
い。また各部材の接合面に連なる外周面の径（外径）
は、各部材の接合面の外周縁につけられる面取の大きさ
を考慮し、ロー付け後において、セラミック部材の面取
の外周面寄り端が、接合面の全周域において金属部材の
面取の接合面寄り端より平面視内側に位置するように、
所定の大きさ（径）に設定すればよい。なお、本発明に
おいてセラミック部材の接合面は、金属部材の接合面に
対し、略同芯状に位置するのが好ましい。
【００１３】因みに、この種の接合体の接合面は、通常
は平面視円形であるが円形以外であっても本発明は適用
できる。接合体の用途、種類などに応じて適宜の形状と
すればよい。なお、上記手段において金属部材及びセラ
ミック部材は、接合体に応じて適宜の材質とされる。金
属部材は、炭素鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、ＳＵ
Ｓ３０４等が例示されるし、セラミックは、サイアロ
ン、窒化けい素（Ｓｉ3Ｎ4 ）、炭化けい素（Ｓｉ
Ｃ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等が例示される。また、
ロー材としては、チタン系の活性ロー（Ｔｉ−Ｉｎ−Ｃ
ｕ−Ａｇ系活性ロー材）が例示されるが、このような活
性ローによらない場合には、セラミック部材の接合面を
予め金属化しておけばよい。
は平面視円形であるが円形以外であっても本発明は適用
できる。接合体の用途、種類などに応じて適宜の形状と
すればよい。なお、上記手段において金属部材及びセラ
ミック部材は、接合体に応じて適宜の材質とされる。金
属部材は、炭素鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、ＳＵ
Ｓ３０４等が例示されるし、セラミックは、サイアロ
ン、窒化けい素（Ｓｉ3Ｎ4 ）、炭化けい素（Ｓｉ
Ｃ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等が例示される。また、
ロー材としては、チタン系の活性ロー（Ｔｉ−Ｉｎ−Ｃ
ｕ−Ａｇ系活性ロー材）が例示されるが、このような活
性ローによらない場合には、セラミック部材の接合面を
予め金属化しておけばよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明に係る接合体を具体化した
実施の形態について、図１を参照して詳細に説明する。
ただし、本例における接合体１は、エンジン用キノコ形
タペット（以下、単にタペットともいう）であり、キノ
コ形タペットボディをなす金属部材２は、円筒部３とこ
れと同芯で大径をなす円形傘部４とからなり、円形傘部
４の端面が平坦な接合面５をなし、この接合面５にカム
当り面（摺動面）をなすセラミック部材（円形薄板）１
１がその一主面（平坦面）を接合面１２として例えば活
性ロー材２１にてロー付けされている。
実施の形態について、図１を参照して詳細に説明する。
ただし、本例における接合体１は、エンジン用キノコ形
タペット（以下、単にタペットともいう）であり、キノ
コ形タペットボディをなす金属部材２は、円筒部３とこ
れと同芯で大径をなす円形傘部４とからなり、円形傘部
４の端面が平坦な接合面５をなし、この接合面５にカム
当り面（摺動面）をなすセラミック部材（円形薄板）１
１がその一主面（平坦面）を接合面１２として例えば活
性ロー材２１にてロー付けされている。
【００１５】ただし、金属部材２とセラミック部材１１
の各平坦な接合面５，１２の外周縁には所定の大きさ
（例えばＣ０．３ｍｍ）の４５度面取６，１３が付され
ている。そして、セラミック部材１１の面取１３におけ
る外周面寄り端１３ｂが、接合面１２の全周域において
金属部材２の面取６における接合面寄り端６ａよりも平
面視、内側（接合面の中央寄り）に位置しており、しか
も本例では金属部材２の接合面５に対し、セラミック部
材１１の接合面１２が同芯状に配置されている。
の各平坦な接合面５，１２の外周縁には所定の大きさ
（例えばＣ０．３ｍｍ）の４５度面取６，１３が付され
ている。そして、セラミック部材１１の面取１３におけ
る外周面寄り端１３ｂが、接合面１２の全周域において
金属部材２の面取６における接合面寄り端６ａよりも平
面視、内側（接合面の中央寄り）に位置しており、しか
も本例では金属部材２の接合面５に対し、セラミック部
材１１の接合面１２が同芯状に配置されている。
【００１６】すなわち、セラミック部材１１の外周面１
４の径Ｄ１は、金属部材２の円形傘部４の外周面７の直
径Ｄ２より小さく、しかも円形傘部４の面取６における
接合面寄り端（外拡がりの起点）６ａのなす直径Ｄ３よ
り小さく設定されており、ロー材２１はその外周縁が、
金属部材２に対してはその接合面５のなす平坦面に接合
され、セラミック部材１１の面取１３の部位においての
み外拡がり状にその厚さを厚くして接合されている。こ
うして本例では、各部材２，１１の接合面５，１２に存
在するロー材２１の外周縁は、セラミック部材１１の面
取１３の分、その接合面１２の全外周域において厚くな
っているに止まる。
４の径Ｄ１は、金属部材２の円形傘部４の外周面７の直
径Ｄ２より小さく、しかも円形傘部４の面取６における
接合面寄り端（外拡がりの起点）６ａのなす直径Ｄ３よ
り小さく設定されており、ロー材２１はその外周縁が、
金属部材２に対してはその接合面５のなす平坦面に接合
され、セラミック部材１１の面取１３の部位においての
み外拡がり状にその厚さを厚くして接合されている。こ
うして本例では、各部材２，１１の接合面５，１２に存
在するロー材２１の外周縁は、セラミック部材１１の面
取１３の分、その接合面１２の全外周域において厚くな
っているに止まる。
【００１７】このように本例のタペット１では、ロー材
層２１の外周縁の厚さが、従来のように両部材２，１１
の接合面５，１２の外周縁に面取がある場合のようにそ
の面取の外拡がりに応じて極端に厚肉となってしまうと
いったことが防止される。この結果、ロー材層２１の外
周縁における充填性や緻密性の低下やボイドの発生が防
止されるので、ロー材層２１の外周縁が起点となって、
それに変形やワレを起こしたり、セラミック部材１１が
破損に至ることが有効に防止される。
層２１の外周縁の厚さが、従来のように両部材２，１１
の接合面５，１２の外周縁に面取がある場合のようにそ
の面取の外拡がりに応じて極端に厚肉となってしまうと
いったことが防止される。この結果、ロー材層２１の外
周縁における充填性や緻密性の低下やボイドの発生が防
止されるので、ロー材層２１の外周縁が起点となって、
それに変形やワレを起こしたり、セラミック部材１１が
破損に至ることが有効に防止される。
【００１８】なおこのような接合体１は、所定形状に加
工された金属部材２の接合面５に、ロー材を介在させ、
所定形状に焼成後、研磨されたセラミック部材１１を金
属部材２の接合面５に同芯状にしてセットし、その上に
所定重量の錘を乗せ、その下でロー材を加熱溶融して冷
却することで製造される。
工された金属部材２の接合面５に、ロー材を介在させ、
所定形状に焼成後、研磨されたセラミック部材１１を金
属部材２の接合面５に同芯状にしてセットし、その上に
所定重量の錘を乗せ、その下でロー材を加熱溶融して冷
却することで製造される。
【００１９】前記形態例ではセラミック部材１１の接合
面１２が、金属部材２の接合面５に対し略同芯状に位置
しているものを例示したが、本発明においては、セラミ
ック部材１１の面取１３における外周面寄り端１３ｂ
が、接合面の全周域において金属部材２の面取６におけ
る接合面寄り端６ａより平面視内側に位置している限り
は多少偏在していてもよい。
面１２が、金属部材２の接合面５に対し略同芯状に位置
しているものを例示したが、本発明においては、セラミ
ック部材１１の面取１３における外周面寄り端１３ｂ
が、接合面の全周域において金属部材２の面取６におけ
る接合面寄り端６ａより平面視内側に位置している限り
は多少偏在していてもよい。
【００２０】さて次に上記（図１）実施形態のタペット
（試料No. １〜５）と、比較例（図４）のタペット（試
料No. ６〜１０）をそれぞれ５個製造し、所定の耐久試
験を行い、ロー材層２１の変形やセラミック部材１１の
破壊状況等を確認した。耐久試験（モータリング試験）
の内容は次のようであり、結果は表１に示した通りであ
る。ただし、試験内容は次のようである。タペットク
リアランス；標準の２倍（０．６ｍｍ）、回転数；エ
ンジンの最高回転数×１５０％、耐久回数；目標値２
×１０7 サイクル。
（試料No. １〜５）と、比較例（図４）のタペット（試
料No. ６〜１０）をそれぞれ５個製造し、所定の耐久試
験を行い、ロー材層２１の変形やセラミック部材１１の
破壊状況等を確認した。耐久試験（モータリング試験）
の内容は次のようであり、結果は表１に示した通りであ
る。ただし、試験内容は次のようである。タペットク
リアランス；標準の２倍（０．６ｍｍ）、回転数；エ
ンジンの最高回転数×１５０％、耐久回数；目標値２
×１０7 サイクル。
【００２１】また、本例（試料No. １〜５）のものは、
セラミック部材１１の外径Ｄ１がφ３２．０ｍｍのもの
であり、金属部材２は円形傘部４の外径Ｄ２がφ３２．
８ｍｍ〜φ３４．０ｍｍで、共に面取６，１３は４５度
面取でＣ０．３（ｍｍ）である。したがって、各試料と
もＤ３はＤ２＋０．６ｍｍとされる。また、比較例（試
料No. ６〜１０）は、各部材の外径Ｄ１，Ｄ２がともに
φ３３．０ｍｍで、面取の大きさがともにＣ０．３であ
る。なお、いずれの試料も治具を用い、各部材の接合面
５，１２が同芯で正対するようにし、次記するようにし
てロー付けした。
セラミック部材１１の外径Ｄ１がφ３２．０ｍｍのもの
であり、金属部材２は円形傘部４の外径Ｄ２がφ３２．
８ｍｍ〜φ３４．０ｍｍで、共に面取６，１３は４５度
面取でＣ０．３（ｍｍ）である。したがって、各試料と
もＤ３はＤ２＋０．６ｍｍとされる。また、比較例（試
料No. ６〜１０）は、各部材の外径Ｄ１，Ｄ２がともに
φ３３．０ｍｍで、面取の大きさがともにＣ０．３であ
る。なお、いずれの試料も治具を用い、各部材の接合面
５，１２が同芯で正対するようにし、次記するようにし
てロー付けした。
【００２２】なお、接合体を成す金属部材２は、ＪＩＳ
ＳＮＣＭ６３０（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼）であり、その
接合面（端面）５はＲａ（中心線平均あらさ）０．４μ
ｍに研削仕上げされている。一方、セラミック部材１１
は、Ｓｉ3 Ｎ4 ９０重量％粉末にＹ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3
系焼結助材と成形バインダを加えて混合し、金型プレス
にて円板形に成形した後、Ｎ2 ガス雰囲気中で焼成し、
その後、両円形面（接合面）をＲａ（中心線平均あら
さ）０．３μｍに研削（研磨）して厚さが１．５ｍｍの
円板に形成したものである。なお、セラミック部材の面
取Ｃ０．３は両面の外周縁につけられている。
ＳＮＣＭ６３０（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼）であり、その
接合面（端面）５はＲａ（中心線平均あらさ）０．４μ
ｍに研削仕上げされている。一方、セラミック部材１１
は、Ｓｉ3 Ｎ4 ９０重量％粉末にＹ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3
系焼結助材と成形バインダを加えて混合し、金型プレス
にて円板形に成形した後、Ｎ2 ガス雰囲気中で焼成し、
その後、両円形面（接合面）をＲａ（中心線平均あら
さ）０．３μｍに研削（研磨）して厚さが１．５ｍｍの
円板に形成したものである。なお、セラミック部材の面
取Ｃ０．３は両面の外周縁につけられている。
【００２３】そして本試験でのロー付け条件は次のよう
である。セラミック部材１１の接合面１２と金属部材２
の接合面５との間に、直径φ３１ｍｍ、厚さ０．０５ｍ
ｍの箔状に形成された、Ｔｉ−Ｉｎ−Ｃｕ−Ａｇ系活性
ロー材（Ｔｉ；１．５％，Ｉｎ；１２．５％、Ｃｕ；２
７％、Ａｇ；６０％）を０．２２ｇ／ｃｍ2 の面圧で挟
み、真空で８２０℃の下、１時間３０分保持後、Ｎ2 ガ
ス置換冷却炉で８０℃まで１時間３０分かけて冷却して
ロー付けした。因みに、この接合後のロー材層２１の平
坦な接合面における厚さは、１５〜４０μｍの範囲にあ
る。
である。セラミック部材１１の接合面１２と金属部材２
の接合面５との間に、直径φ３１ｍｍ、厚さ０．０５ｍ
ｍの箔状に形成された、Ｔｉ−Ｉｎ−Ｃｕ−Ａｇ系活性
ロー材（Ｔｉ；１．５％，Ｉｎ；１２．５％、Ｃｕ；２
７％、Ａｇ；６０％）を０．２２ｇ／ｃｍ2 の面圧で挟
み、真空で８２０℃の下、１時間３０分保持後、Ｎ2 ガ
ス置換冷却炉で８０℃まで１時間３０分かけて冷却して
ロー付けした。因みに、この接合後のロー材層２１の平
坦な接合面における厚さは、１５〜４０μｍの範囲にあ
る。
【００２４】
【表１】
【００２５】この試験において実施例品（試料No. １〜
５）は、２×１０7 まで、ロー材層、接合状態、セラミ
ック部材などに全く異常は見当たらず、比較例品（試料
No.６〜１０）のものより明らかにその耐久性が向上し
ていることがわかる。すなわち、ロー材層の外周縁にセ
ラミック部材の面取が存在するだけの本発明品のもの
は、ロー材層の外周縁がセラミック部材と金属部材の両
面取間に存在して接合面の平坦な部位よりも極端に厚い
従来の接合構造のものに比べ、確実に耐久性を高めてい
ることを実証している。
５）は、２×１０7 まで、ロー材層、接合状態、セラミ
ック部材などに全く異常は見当たらず、比較例品（試料
No.６〜１０）のものより明らかにその耐久性が向上し
ていることがわかる。すなわち、ロー材層の外周縁にセ
ラミック部材の面取が存在するだけの本発明品のもの
は、ロー材層の外周縁がセラミック部材と金属部材の両
面取間に存在して接合面の平坦な部位よりも極端に厚い
従来の接合構造のものに比べ、確実に耐久性を高めてい
ることを実証している。
【００２６】次に上記と同じ試料を各５個づつつくり、
実施例（試料No. １〜５）と比較例（試料No. ６〜１
０）について耐衝撃性を試験した。ただしその試験内容
は次のようである。図３に示したように、接合体（試
料）のセラミック部材１１の表面１４に、直径φ１０ｍ
ｍ、長さ１５ｍｍの円柱形状の金属（ＳＫＤ１１）製ピ
ンＰを、その軸線とセラミック部材１１の表面１４の一
直径との間隔ｋが１０ｍｍで平行とし、かつ同図におけ
る左右中央に置き、そのピンＰを介してセラミック部材
１１に衝撃荷重を加え、セラミック部材１１が割れる荷
重を測定した。ただし、荷重は、５０００ｋｇｆから１
０００ｋｇｆづつ増加した。結果は表２に示した通りで
ある。
実施例（試料No. １〜５）と比較例（試料No. ６〜１
０）について耐衝撃性を試験した。ただしその試験内容
は次のようである。図３に示したように、接合体（試
料）のセラミック部材１１の表面１４に、直径φ１０ｍ
ｍ、長さ１５ｍｍの円柱形状の金属（ＳＫＤ１１）製ピ
ンＰを、その軸線とセラミック部材１１の表面１４の一
直径との間隔ｋが１０ｍｍで平行とし、かつ同図におけ
る左右中央に置き、そのピンＰを介してセラミック部材
１１に衝撃荷重を加え、セラミック部材１１が割れる荷
重を測定した。ただし、荷重は、５０００ｋｇｆから１
０００ｋｇｆづつ増加した。結果は表２に示した通りで
ある。
【００２７】
【表２】
【００２８】この試験結果から、実施例品（試料No. １
〜５）は、比較例品（試料No. ６〜１０）より明らかに
その耐衝撃性が向上していることがわかる。この結果か
らも、ロー材層の外周縁にセラミック部材の面取が存在
するだけの本発明品のものは、ロー材層の外周縁がセラ
ミック部材と金属部材の両面取間に存在する従来の接合
構造のものに比べ、衝撃荷重に対する耐久性を確実に高
めていることがわかる。
〜５）は、比較例品（試料No. ６〜１０）より明らかに
その耐衝撃性が向上していることがわかる。この結果か
らも、ロー材層の外周縁にセラミック部材の面取が存在
するだけの本発明品のものは、ロー材層の外周縁がセラ
ミック部材と金属部材の両面取間に存在する従来の接合
構造のものに比べ、衝撃荷重に対する耐久性を確実に高
めていることがわかる。
【００２９】上記において、接合体はエンジン用タペッ
トに具体化した場合で説明したが、本発明に係る接合体
はこれに限定されるものではなく、この他、ロッカーア
ーム、バルブブリッジ、その他のエンジン部品等、セラ
ミック部材がカムなどの摺動面を形成する、金属部材と
セラミック部材との接合体に適用できる。
トに具体化した場合で説明したが、本発明に係る接合体
はこれに限定されるものではなく、この他、ロッカーア
ーム、バルブブリッジ、その他のエンジン部品等、セラ
ミック部材がカムなどの摺動面を形成する、金属部材と
セラミック部材との接合体に適用できる。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
かかる接合体は、ロー材層の外周縁がセラミック部材と
金属部材との両面取間に存在する従来の接合構造のもの
に比べ、金属部材側ではその面取の部位に存在せずに平
坦面に存在し、セラミック部材側でのみその面取部位に
存在するので、ロー材層（接合面）の外周縁の厚さの極
端な増大が防止され、したがって、ロー材層の外周縁に
おける充填性や緻密性の低下が防止される。この結果、
接合体がそのセラミック部材を介して衝撃荷重を受ける
ような時でも、ロー材層の外周縁が起点となってそれに
変形やクラックを生じさせたり、セラミック部材に破損
や剥離が発生するのが防止されるので、耐久性ないし信
頼性の高い接合体となすことができる。
かかる接合体は、ロー材層の外周縁がセラミック部材と
金属部材との両面取間に存在する従来の接合構造のもの
に比べ、金属部材側ではその面取の部位に存在せずに平
坦面に存在し、セラミック部材側でのみその面取部位に
存在するので、ロー材層（接合面）の外周縁の厚さの極
端な増大が防止され、したがって、ロー材層の外周縁に
おける充填性や緻密性の低下が防止される。この結果、
接合体がそのセラミック部材を介して衝撃荷重を受ける
ような時でも、ロー材層の外周縁が起点となってそれに
変形やクラックを生じさせたり、セラミック部材に破損
や剥離が発生するのが防止されるので、耐久性ないし信
頼性の高い接合体となすことができる。
【図１】本発明に係る接合体をタペットに具体化した実
施形態例を示す一部破断正面図及びその要部拡大図。
施形態例を示す一部破断正面図及びその要部拡大図。
【図２】図１の要部拡大破断面図。
【図３】衝撃試験においてセラミック部材に衝撃を与え
る位置を説明する平面図。
る位置を説明する平面図。
【図４】従来の接合体のうちタペットの一部破断正面図
及びその部分拡大図。
及びその部分拡大図。
１ 接合体 ２ 金属部材 ５ 金属部材の接合面 ６ 金属部材の接合面の外周縁の面取 ６ａ 金属部材の面取の接合面寄り端 ６ｂ 金属部材の面取の外周面寄り端 ７ 金属部材の外周面 １１ セラミック部材 １２ セラミック部材の接合面 １３ セラミック部材の接合面の面取 １３ａ セラミック部材の面取の接合面寄り端 １３ｂ セラミック部材の面取の外周面寄り端 １４ セラミック部材の外周面 ２１ ロー材層
Claims (2)
- 【請求項１】 金属部材とセラミック部材とを平坦な接
合面でロー付けしてなる接合体であってその両部材の接
合面の外周縁に面取を有してなるものにおいて、セラミ
ック部材の前記面取の外周面寄り端が、接合面の全周域
において金属部材の前記面取の接合面寄り端より平面視
内側に位置していることを特徴とする、金属部材とセラ
ミック部材との接合体。 - 【請求項２】 セラミック部材の前記接合面が、金属部
材の前記接合面に対し、略同芯状に位置している請求項
１記載の金属部材とセラミック部材との接合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09826997A JP3506876B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | エンジン用タペット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09826997A JP3506876B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | エンジン用タペット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10279374A true JPH10279374A (ja) | 1998-10-20 |
| JP3506876B2 JP3506876B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=14215232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09826997A Expired - Fee Related JP3506876B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | エンジン用タペット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3506876B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007296628A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Hilti Ag | 打撃ドリルツール用の硬質材料刃 |
| CN105392758A (zh) * | 2014-03-27 | 2016-03-09 | 日本碍子株式会社 | 陶瓷板与金属制圆筒部件的接合结构 |
| JP2016126849A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型放電ランプ |
| CN112719500A (zh) * | 2021-01-06 | 2021-04-30 | 成立航空股份有限公司 | 一种锥面结构真空钎焊方法 |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP09826997A patent/JP3506876B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007296628A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Hilti Ag | 打撃ドリルツール用の硬質材料刃 |
| EP1849544A3 (de) * | 2006-04-27 | 2016-10-05 | HILTI Aktiengesellschaft | Hartstoffeinsatz |
| CN105392758A (zh) * | 2014-03-27 | 2016-03-09 | 日本碍子株式会社 | 陶瓷板与金属制圆筒部件的接合结构 |
| JP2016126849A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型放電ランプ |
| CN112719500A (zh) * | 2021-01-06 | 2021-04-30 | 成立航空股份有限公司 | 一种锥面结构真空钎焊方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3506876B2 (ja) | 2004-03-15 |
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