JPS60204902A - セラミツクスからなる回転体の軸部に対する金属軸部の接合方法 - Google Patents
セラミツクスからなる回転体の軸部に対する金属軸部の接合方法Info
- Publication number
- JPS60204902A JPS60204902A JP6089284A JP6089284A JPS60204902A JP S60204902 A JPS60204902 A JP S60204902A JP 6089284 A JP6089284 A JP 6089284A JP 6089284 A JP6089284 A JP 6089284A JP S60204902 A JPS60204902 A JP S60204902A
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- JP
- Japan
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- shaft
- metal sleeve
- ceramic
- metal
- sleeve
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関用排気ターボ過給機の翼車などに適用
されるセラミックスからなる回転体の軸部に対する金属
軸部の接合方法に関するものである。
されるセラミックスからなる回転体の軸部に対する金属
軸部の接合方法に関するものである。
高温の排気に晒される翼車にセラミックス材料を用いれ
ばターボ過給機の軽量化と性能向上に役立つ。しかし、
セラミックス材料は固くて脆いために回転軸部の負荷ト
ルクに対する靭性が不足し破損する恐れがある。このた
め、例えば実開昭５８−４８７０１号公報に示すように
、セラミックス製買車に対して金属軸を挿通支持し、か
つこの金属軸と調車のボス部の双方に金属環を焼き嵌め
するものなどが提案されている。しかし、金属環を焼き
嵌めすることは非常に手数が掛るので、量産化が難しく
コストがかみ、また金属環が高温ガスに晒される翼車か
らの熱によって弛む恐れもある。
ばターボ過給機の軽量化と性能向上に役立つ。しかし、
セラミックス材料は固くて脆いために回転軸部の負荷ト
ルクに対する靭性が不足し破損する恐れがある。このた
め、例えば実開昭５８−４８７０１号公報に示すように
、セラミックス製買車に対して金属軸を挿通支持し、か
つこの金属軸と調車のボス部の双方に金属環を焼き嵌め
するものなどが提案されている。しかし、金属環を焼き
嵌めすることは非常に手数が掛るので、量産化が難しく
コストがかみ、また金属環が高温ガスに晒される翼車か
らの熱によって弛む恐れもある。
また、セラミックスと金属との間に微小な隙間を設け、
この隙間に銀ろうなどを封入するメタライズ方法や金属
嵌合穴にセラミックス材料を圧入するなどの方法も知ら
れている。しかし、メタライズ法では十分な接合強度が
得られず、特にＳＶａでの強度低下が著しい。また、セ
ラミックス材料圧入方法では金属とセラミックスのＦＰ
！！膨張率が責なるために圧入部が弛むことがある。
この隙間に銀ろうなどを封入するメタライズ方法や金属
嵌合穴にセラミックス材料を圧入するなどの方法も知ら
れている。しかし、メタライズ法では十分な接合強度が
得られず、特にＳＶａでの強度低下が著しい。また、セ
ラミックス材料圧入方法では金属とセラミックスのＦＰ
！！膨張率が責なるために圧入部が弛むことがある。
そこで、本発明の目的は菌中な機械設備で聞産が可能で
しかも安価に製品を提供し得るセラミックス回転体の軸
部に対する金属軸部の接合方法を提供することにある。
しかも安価に製品を提供し得るセラミックス回転体の軸
部に対する金属軸部の接合方法を提供することにある。
このため、本発明の構成はセラミックスからなる回転体
の軸部にセラミックスとほぼ同等の熱膨張率を有する金
属スリーブを外挿し、該金属スリーブを加熱軟化させ、
前記金属スリーブに上型を押付けて軸方向の荷重を加え
るとともに、前記金属スリーブの外周面に複数個の締付
は部材を押付けて回転させながら径内方向の荷重を加え
て金属スリーブを前記軸部に密着させるものである。
の軸部にセラミックスとほぼ同等の熱膨張率を有する金
属スリーブを外挿し、該金属スリーブを加熱軟化させ、
前記金属スリーブに上型を押付けて軸方向の荷重を加え
るとともに、前記金属スリーブの外周面に複数個の締付
は部材を押付けて回転させながら径内方向の荷重を加え
て金属スリーブを前記軸部に密着させるものである。
本発明は窒化珪素または炭化珪素などのセラミックスか
らなる翼車に軸部を設け、この軸部にセラミックスとほ
ぼ同等の熱ＷＢ張率を有する金属スリーブを外挿し、高
周波加熱コイルによって加熱軟化させる。プレス上型に
よって金属スリーブに軸方向荷重を加えるとともに、金
属スリーブの外周面に複数個の締付は部材を回転しなが
ら押付けて金属スリーブを絞り変形させ、金属スリーブ
を翼車の軸部に圧接する。金属スリーブは加熱軟化され
ているために、セラミックス軸部の溝にセラミックスの
接合表面の組織破壊を起すことなく、円滑に食い込んで
密接される。このようにして、セラミックス軸部に接合
された金属軸部としての金属スリーブの端面に金属軸を
蝋付けまたは摩擦圧着によって接合する。
らなる翼車に軸部を設け、この軸部にセラミックスとほ
ぼ同等の熱ＷＢ張率を有する金属スリーブを外挿し、高
周波加熱コイルによって加熱軟化させる。プレス上型に
よって金属スリーブに軸方向荷重を加えるとともに、金
属スリーブの外周面に複数個の締付は部材を回転しなが
ら押付けて金属スリーブを絞り変形させ、金属スリーブ
を翼車の軸部に圧接する。金属スリーブは加熱軟化され
ているために、セラミックス軸部の溝にセラミックスの
接合表面の組織破壊を起すことなく、円滑に食い込んで
密接される。このようにして、セラミックス軸部に接合
された金属軸部としての金属スリーブの端面に金属軸を
蝋付けまたは摩擦圧着によって接合する。
本発明を実施例に基づいて説明する。第１．２図に示す
ように、窒化珪素または炭化珪素などの翼車７に軸部１
が一体に形成され、基台１３の−Ｆに載置される。この
軸部１にセラミックスとほぼ同等の熱膨張率を有する金
属、例えばコバールと称するニッケル・クロム鋼などか
らなる金属スリーブ２を２０〜１００μ程度の隙間３を
もって外挿し、図示してない高周波加熱コイルを金属ス
リーブ２の外側に配冒して金属スリーブ２を約６００’
Ｃまで加熱して軟化させる。
ように、窒化珪素または炭化珪素などの翼車７に軸部１
が一体に形成され、基台１３の−Ｆに載置される。この
軸部１にセラミックスとほぼ同等の熱膨張率を有する金
属、例えばコバールと称するニッケル・クロム鋼などか
らなる金属スリーブ２を２０〜１００μ程度の隙間３を
もって外挿し、図示してない高周波加熱コイルを金属ス
リーブ２の外側に配冒して金属スリーブ２を約６００’
Ｃまで加熱して軟化させる。
次いで、金属スリーブ２の上端部にプレス上型９を押付
けて翼車７の端面５に圧縮荷重を加えるとともに、金属
スリーブ２の外周面に周方向に間隔を存して配した複数
個の締付は部材６を回転させながら押付けて金属スリー
ブ２を絞り込んで軸部１に密接させる。締付は部材６は
この先端面を円弧状に切削して爪片６ａを形成し、爪片
６ａを金属スリーブ２の径内方へ押付けながら回転して
金属スリーブ２を絞り込むようにする。
けて翼車７の端面５に圧縮荷重を加えるとともに、金属
スリーブ２の外周面に周方向に間隔を存して配した複数
個の締付は部材６を回転させながら押付けて金属スリー
ブ２を絞り込んで軸部１に密接させる。締付は部材６は
この先端面を円弧状に切削して爪片６ａを形成し、爪片
６ａを金属スリーブ２の径内方へ押付けながら回転して
金属スリーブ２を絞り込むようにする。
なお、軸部１と金属スリーブ２との％！密な嵌合が得ら
れるように、第３図に示すように、軸部１には予め軸方
向に延びる複数個の浅い溝１０を周方向に間隔を存して
設けておく。軸部１の溝１０については金属スリーブ２
の滑り力によってセラミックス組織が破壊されないよう
な形状とすることが重要であり、具体的には溝１０の深
さを０゜３〜Ｑ、５ｕ、溝の側壁の傾斜角度を１５〜３
０°とすることが好ましい。金属スリーブ２の加熱軟化
によりプレス成型時金属の流動が生じ、余震表面の破壊
が防止され、十分な接合強度が得られる。
れるように、第３図に示すように、軸部１には予め軸方
向に延びる複数個の浅い溝１０を周方向に間隔を存して
設けておく。軸部１の溝１０については金属スリーブ２
の滑り力によってセラミックス組織が破壊されないよう
な形状とすることが重要であり、具体的には溝１０の深
さを０゜３〜Ｑ、５ｕ、溝の側壁の傾斜角度を１５〜３
０°とすることが好ましい。金属スリーブ２の加熱軟化
によりプレス成型時金属の流動が生じ、余震表面の破壊
が防止され、十分な接合強度が得られる。
本発明によれば、上述のように加熱軟化された金属スリ
ーブ２が絞られて軸部１の溝１０にまで密接されるから
、翼車７の軸部１に対して金属スリーブ２からなる軸部
が一体的に接合される。この方法によれば、翼車７の軸
部１には圧縮荷重が作用するだけであるから割れる恐れ
もなく緊ａ５な嵌合が得られ、温度変化に対してもセラ
ミックスとほぼ同等の熱膨張率をもつニッケル・クロム
鋼を用いているので、ｗｌ車７の回転１−ルクに対して
十分な強度を（９ることかできる。モして、この金属ス
リーブ２の端面に摩擦溶接などにより金属軸を接合すれ
ばタービン翼車とブロアの翼車とを結合し、排気ターボ
過給機を構成することができる。
ーブ２が絞られて軸部１の溝１０にまで密接されるから
、翼車７の軸部１に対して金属スリーブ２からなる軸部
が一体的に接合される。この方法によれば、翼車７の軸
部１には圧縮荷重が作用するだけであるから割れる恐れ
もなく緊ａ５な嵌合が得られ、温度変化に対してもセラ
ミックスとほぼ同等の熱膨張率をもつニッケル・クロム
鋼を用いているので、ｗｌ車７の回転１−ルクに対して
十分な強度を（９ることかできる。モして、この金属ス
リーブ２の端面に摩擦溶接などにより金属軸を接合すれ
ばタービン翼車とブロアの翼車とを結合し、排気ターボ
過給機を構成することができる。
本発明はセラミックスからなる翼車７の軸１ｇ１にセラ
ミックスと１よぼ同等の熱膨張率を有するニッケル・ク
ロム鋼からなる金属スリーブ２を絞り加工１こよって密
接に結合するものであるから、一般的なｉ緘股備で能率
よく、Ｉｉ串７と金属軸部との結合が得られ、量産化に
よるコストの低減かｆ争易である。
ミックスと１よぼ同等の熱膨張率を有するニッケル・ク
ロム鋼からなる金属スリーブ２を絞り加工１こよって密
接に結合するものであるから、一般的なｉ緘股備で能率
よく、Ｉｉ串７と金属軸部との結合が得られ、量産化に
よるコストの低減かｆ争易である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るセラミックスからなる回転体の軸
部に対する金属軸部の接合方法を示す側面断面図、第２
図は同平面図、第３図はセラミックス回転体の軸部につ
いての平面図である。 １：軸部 ２：金属スリーブ ６締付は部材 ７：二翼
車 ９：上型 特許出願人 いすず自動車株式会社 代理人 弁理士゛山本俊夫 第２図
部に対する金属軸部の接合方法を示す側面断面図、第２
図は同平面図、第３図はセラミックス回転体の軸部につ
いての平面図である。 １：軸部 ２：金属スリーブ ６締付は部材 ７：二翼
車 ９：上型 特許出願人 いすず自動車株式会社 代理人 弁理士゛山本俊夫 第２図
Claims (1)
- セラミックスからなる回転体の軸部にセラミックスとほ
ぼ同等の熱膨張率を有する金属スリーブを外挿し、該金
属スリーブを加熱軟化させ、前記金属スリーブに上型を
押付けて軸方向の荷重を加えるとともに、前記金属スリ
ーブの外周面に複数個の締付は部材を押付けて回転させ
ながら径内方向の荷重を加えて金属スリーブを前記軸部
に密着させることを特徴とするセラミックス回転体の軸
部に対する金属軸部の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089284A JPS60204902A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | セラミツクスからなる回転体の軸部に対する金属軸部の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089284A JPS60204902A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | セラミツクスからなる回転体の軸部に対する金属軸部の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60204902A true JPS60204902A (ja) | 1985-10-16 |
Family
ID=13155461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6089284A Pending JPS60204902A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | セラミツクスからなる回転体の軸部に対する金属軸部の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60204902A (ja) |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP6089284A patent/JPS60204902A/ja active Pending
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