JPS5988379A - セラミツクス−金属複合体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、例えばセラミックターボチャージャのセラミ
ックローターと金属シャフトとの複合体等として使用さ
れるセラミックス−金属複合体に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、内燃機関のターボチャージャの性能を向上させる
ため、ターボチャージャのロータ部分を、高温下におい
て機械的強度と耐熱衝撃性に優れたセラミック焼結体に
より形成する試みが盛んに行われＣいる。

しかしながら、ターボチャージャのロータ部分をセラミ
ック化した場合、金属シャフトとの接合をどのように行
なうかが問題であり、従来例えばメタライズ法、焼ばめ
・嵌合法等の方法がとられているが、いずれも接合が不
十分であり、作動中分離してしまうという欠点があった
。

すなわちセラミックス体にモリブデンペースト等を塗布
してメタライズし、ろう材により金属管に接合させるメ
タライズ法は、メタライズする際に１０００℃以上の高
温で加熱する必要があり、またろう材とのブレージング
に再び熱処理を必要とする等の工程が煩雑で、また得ら
れる複合体がセラミックス体と金属管の熱膨張係数の大
ぎな差により高温での耐久性に劣り、信頼性が不十分で
あった。

また断面が台形状の接合面を有するセラミックス体と、
この接合面に適合する形状の接合面を有する金属管とを
各面を嵌合させて接合させる焼ばめ・嵌合法は、締め代
精度が１０μ程度要求されるので高価になり、また高温
での熱膨張係数の差により金属管がセラミックス体から
抜は落ちるおそれがあった。このためセラミックス体と
金属管との間に金属波形薄板等のクッション材を挿入す
る方法も考えられるが、ローター等の回転体に適用する
場合はバランスの点で信頼性が疑わしくなる欠点があっ
た。

［発明の目的コ 本発明はこのような点に対処してなされたもので、メタ
ライズ法のような高温での加熱処理を必要とせず、簡便
にセラミックス体と金属管とを接合させるとともに、セ
ラミックス体と金属管との熱膨張係数の差により金属管
が抜けるおそれのないセラミックス−金属複合体を提供
することを目的と覆る。

［発明の概要コ すなわち本発明のセラミックス−金属複合体は、外周の
円周方向に連続溝を有する断面円形のセラミックス体の
前記溝に、セラミックス体の溝部分の径に相当する内径
を有する形状記憶合金からなング状部材を挿嵌し、この
セラミックス体の外周に金属管を挿嵌してなることを特
徴とする。

［発明の実施例］ 次に本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の複合体をセラミックターボチャージャ
のロータと金属シャフトとの複合体に適用した例を示す
断面図である。図において符＠１は軸部分の外周に円周
方向に連続溝２を有する８１３Ｎ４焼結体からなるセラ
ミックローターであり、この連続溝２にはＮｉ−Ｔｉ合
金等の形状記憶合金からなるリング状部材３が挿嵌され
、ざらにこのローター軸部分には金属管４が挿嵌されて
いる。

なお金属管４の内周にはリング状部材３に嵌合する溝５
が形成されであるのが望ましい。溝はいずれも破損防止
のｌｃめアールをつけておくのが望諌しい。

リング状部材３は常温においてセラミックローター１の
溝部分の径ｒ１にほぼ相当する内径を有しており、加熱
によって金属管４の内径ｒ２にほぼ相当する長径を有す
る長円状の形状に記憶させである。

すなわちリング状部材３はローターの回転等の加熱時に
は、第２図に示す横断面図のように、セラミックス体１
および金属管４の両方に嵌合することになる。

セラミックローターの軸部分は、第３図に示すように、
テーパーをつけてもよく、金属管の接合面をセラミック
ス体の接合面に適合する形状として各面を嵌合させれば
さらに強固な複合体が得られる。

第４図はセラミックターボチャージャのローターのバラ
ンス取りを容易にする１〔めに、ローター１の排気側の
頭に断面口字状の金属部材６を形状記憶合金からなるリ
ング状部材３により嵌合させた複合体の例であり、また
第５図はバランス取りの金属部材６をローター１の軸の
根元にリング状部材３により嵌合させた複合体の例であ
る。

これらのセラミックス−金属複合体は例えば次のように
して製造される。

形状記憶合金の転位温度（記憶した形状に変化する温度
）以下の温良に加熱してリング状部材を熱膨張させてセ
ラミックローター軸に嵌め、溝の部分に固定させて冷却
する。

次に加熱して熱膨張させた金属管を、セラミックロータ
ーの軸の少なくとも溝部分まで挿入し、この状態で冷却
することにより得られる。

このようにして得られたセラミックス−金属複合体は、
回転等の作動時の熱により熱膨張する金属管に追随して
リング状部材が形状を変化させるので、金属管がセラミ
ックス体から抜は落ちるおそれかない。

［発明の効果］ 以上説明したにうに本発明のセラミックス−金属複合体
は、高温での熱処理工程が不要でまた簡便に製造でき、
また使用に際して複合体が分離す　。

るおそれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第４図、第５図は本発明のセラミック
ス−金属複合体の実施例を表わす縦断面図であり、第２
図は使用加熱時におけるセラミックス体の溝部分に沿っ
て切断した横断面図である。 １・・・・・・・・・・・・セラミックロータ２・・・
・・・・・・・・・連続溝 ３・・・・・・・・・・・・リング状部材４・・・・・
・・・・・・・金属管 ６・・・・・・・・・・・・金属部材 （７３１７）　　代理人弁理士　則近憲佑（ほか１名） 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周の円周方向に連続溝を有する断面円形のセラ
   ミックス体の前記溝に、セラミックス体の溝部分の径に
   相当する内径を有する形状記憶合金からなるリング状部
   材であつ、て、加熱によっＣ前せたリング状部材を挿嵌
   し、このセラミックス体の外周に金属管を挿嵌してなる
   ことを特徴とづるセラミックス−金属複合体。
2. （２）金属管の内周面にはリング状部材に嵌合する溝が
   形成されている特許請求の範囲第１項記載のセラミック
   ス−金属複合体。