JPS6092025A - セラミクス軸と金属軸との結合構造 - Google Patents
セラミクス軸と金属軸との結合構造Info
- Publication number
- JPS6092025A JPS6092025A JP58200467A JP20046783A JPS6092025A JP S6092025 A JPS6092025 A JP S6092025A JP 58200467 A JP58200467 A JP 58200467A JP 20046783 A JP20046783 A JP 20046783A JP S6092025 A JPS6092025 A JP S6092025A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- ceramic
- alloy
- ceramics
- metallic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
- B21D39/04—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/02—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like
- F16D1/027—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like non-disconnectable, e.g. involving gluing, welding or the like
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】
本発明は例えば排気ターボ過給機におけるセラミクスか
らなるタービンロータの軸部と普通の金属軸との結合な
どに適用される、セラミクス軸と金属軸どの結合構造に
関するものである。
らなるタービンロータの軸部と普通の金属軸との結合な
どに適用される、セラミクス軸と金属軸どの結合構造に
関するものである。
高温の排気に晒されるタービンロータにセラミクスを用
いると、耐熱性と耐久性が向上し、また軽量化によるタ
ービンの加速応答性が向上される。
いると、耐熱性と耐久性が向上し、また軽量化によるタ
ービンの加速応答性が向上される。
ブレードを有するタービンロータとロータシャフトを一
体的に成形することはその形状から歪が生じやすく、こ
れを機械加工によって取り除くことは非常に困難である
ために、タービンロータとロータシャフトとを別個にセ
ラミクスをもって成形し、これらをろう付けなどによっ
て結合することが、例えば特開昭５５−１３４７０１号
公報や実開昭５７−８９８０１号公報などで提案されて
いる。しかし、ロータシャフトにセラミクスを用いるこ
とはトルク変動に対する靭性なと強度の点で十分なもの
とはいい難い。また、ろう材はその融点が低いので結合
部の耐熱強度が劣り、製品の品質にもバラ付きが生じや
すいなどの欠点がある。
体的に成形することはその形状から歪が生じやすく、こ
れを機械加工によって取り除くことは非常に困難である
ために、タービンロータとロータシャフトとを別個にセ
ラミクスをもって成形し、これらをろう付けなどによっ
て結合することが、例えば特開昭５５−１３４７０１号
公報や実開昭５７−８９８０１号公報などで提案されて
いる。しかし、ロータシャフトにセラミクスを用いるこ
とはトルク変動に対する靭性なと強度の点で十分なもの
とはいい難い。また、ろう材はその融点が低いので結合
部の耐熱強度が劣り、製品の品質にもバラ付きが生じや
すいなどの欠点がある。
そこで、タービンロータをセラミクスで、ロータシャフ
トを鋼などの金属材料でそれぞれ形成しこれらを結合す
ることが好ましいが、金属はセラミクスに比べて熱膨張
率が大きいので、タービンロータの軸穴に対するロータ
シャフトの嵌合部に熱応力が生じ、タービンロータに割
れが生じるなどの恐れがある。
トを鋼などの金属材料でそれぞれ形成しこれらを結合す
ることが好ましいが、金属はセラミクスに比べて熱膨張
率が大きいので、タービンロータの軸穴に対するロータ
シャフトの嵌合部に熱応力が生じ、タービンロータに割
れが生じるなどの恐れがある。
本発明の目的はこのような問題に９み、セラミクスとほ
ぼ等しい低熱膨張率合金を介して普通の金属軸とセラミ
クス軸とを接合することにより、機械的強度と耐熱強度
に優れ、かつ容易に製造し得るセラミクス軸と金属軸と
の結合構造を提供することにある。
ぼ等しい低熱膨張率合金を介して普通の金属軸とセラミ
クス軸とを接合することにより、機械的強度と耐熱強度
に優れ、かつ容易に製造し得るセラミクス軸と金属軸と
の結合構造を提供することにある。
このため、本発明の構成はセラミクス軸の端部外周面に
凹凸を設け、金属軸の端部に設けられた嵌合穴に前記セ
ラミクス軸の端部を嵌合し、前記合金軸端面を加圧する
ことにより、変形した嵌合穴壁部が前記セラミクス軸の
凹部に食込むようにしたものである。
凹凸を設け、金属軸の端部に設けられた嵌合穴に前記セ
ラミクス軸の端部を嵌合し、前記合金軸端面を加圧する
ことにより、変形した嵌合穴壁部が前記セラミクス軸の
凹部に食込むようにしたものである。
本発明を実隔例に基づいて説明すると、第１図に示すよ
うに、普通に用いられる炭素鋼などの金属軸４の端部に
、例えばコバール合金（Ｆ８−Ｎｉ−ＣＯ合金）などの
セラミクスとほぼ同等の熱膨張率の合金からなる合金軸
部３が摩擦圧接によって接合され、この合金軸部３に設
けた嵌合穴５にセラミクス軸２を嵌合して結合される。
うに、普通に用いられる炭素鋼などの金属軸４の端部に
、例えばコバール合金（Ｆ８−Ｎｉ−ＣＯ合金）などの
セラミクスとほぼ同等の熱膨張率の合金からなる合金軸
部３が摩擦圧接によって接合され、この合金軸部３に設
けた嵌合穴５にセラミクス軸２を嵌合して結合される。
このセラミクス軸２はタービンの場合であればタービン
ロータと一体的に短い軸部として構成される。合金軸部
３には内周面が平滑な嵌合穴５が設けられる。
ロータと一体的に短い軸部として構成される。合金軸部
３には内周面が平滑な嵌合穴５が設けられる。
一方、窒化珪素または炭化珪素などからなるセラミクス
軸２の端部にはこの周面に凹凸が、具体的には環状の溝
６が予め成形される。そして、セラミクス軸２を嵌合穴
５の内部へ嵌合したうえ、合金軸部３をこの変形を抑え
る円筒状の型に神通し、かつ合金軸部３の端面１３のセ
ラミクス軸２と接近する部分をセラミクス軸２の全周面
または一部についてダイスをもって加圧して、くぼみ７
ができるように塑性変形させる。これによって、嵌合穴
５とセラミクス軸２との嵌合部において変形された合金
軸部３の壁部が環状の溝６に食い込み、合金軸部３とセ
ラミクス＠２との結合が達せられる。
軸２の端部にはこの周面に凹凸が、具体的には環状の溝
６が予め成形される。そして、セラミクス軸２を嵌合穴
５の内部へ嵌合したうえ、合金軸部３をこの変形を抑え
る円筒状の型に神通し、かつ合金軸部３の端面１３のセ
ラミクス軸２と接近する部分をセラミクス軸２の全周面
または一部についてダイスをもって加圧して、くぼみ７
ができるように塑性変形させる。これによって、嵌合穴
５とセラミクス軸２との嵌合部において変形された合金
軸部３の壁部が環状の溝６に食い込み、合金軸部３とセ
ラミクス＠２との結合が達せられる。
炭素鋼の熱膨張率は１０〜１３ Ｘ １０’−６／℃で
あるのに対し、窒化珪素などのセラミクスの熱膨張率は
３．２Ｘ１０−６／℃と炭素鋼に比べて小さい。
あるのに対し、窒化珪素などのセラミクスの熱膨張率は
３．２Ｘ１０−６／℃と炭素鋼に比べて小さい。
本発明では、熱膨張率が４〜５Ｘ１０−６／’Ｃとほぼ
セラミクスに近いコバール合金を摩擦圧接により金属軸
４の端部８に結合し、この合金軸部３の嵌合穴５にセラ
ミクス軸２を嵌合したうえ、セラミクス軸２を囲む合金
軸部３の端面１３を強く加圧してくぼませると、嵌合穴
５の壁部に流動が生じ、セラミクス軸２の環状の溝６へ
食い込み、緊密な接合が得られる。そして、セラミクス
軸２と合金軸部３との熱膨張率がほぼ等しいので、熱変
化に対して弛むことがない。
セラミクスに近いコバール合金を摩擦圧接により金属軸
４の端部８に結合し、この合金軸部３の嵌合穴５にセラ
ミクス軸２を嵌合したうえ、セラミクス軸２を囲む合金
軸部３の端面１３を強く加圧してくぼませると、嵌合穴
５の壁部に流動が生じ、セラミクス軸２の環状の溝６へ
食い込み、緊密な接合が得られる。そして、セラミクス
軸２と合金軸部３との熱膨張率がほぼ等しいので、熱変
化に対して弛むことがない。
なお、上述の実施例でセラミクス軸２に設けられる凹凸
は環状溝６に限定されるものではな（、円周方向に寸断
された溝としても同様の効果が得られる。
は環状溝６に限定されるものではな（、円周方向に寸断
された溝としても同様の効果が得られる。
本発明は上述のように、セラミクス軸２の端部周面に凹
凸を設（Ｊる一方、金属軸４の端部に結合したセラミク
スと同等の熱膨張率を有する合金軸部３の嵌合穴５に前
記セラミクス軸２を嵌合し、金属軸４の端面の加圧によ
り塑性変形された嵌合穴５の壁部をセラミクス軸２の溝
６に食い込ませたちのであるから、加工が容易であり、
低コストで耐熱強度と機械的強度に優れた緊密な結合が
得られるという優れた効果が得られる。
凸を設（Ｊる一方、金属軸４の端部に結合したセラミク
スと同等の熱膨張率を有する合金軸部３の嵌合穴５に前
記セラミクス軸２を嵌合し、金属軸４の端面の加圧によ
り塑性変形された嵌合穴５の壁部をセラミクス軸２の溝
６に食い込ませたちのであるから、加工が容易であり、
低コストで耐熱強度と機械的強度に優れた緊密な結合が
得られるという優れた効果が得られる。
第１図は本発明に係るセラミクス軸と釡属軸との結合構
造についての側面断面図である。 ２：セラミクス軸 ３：合金軸部 ４：金属軸５：ｖ、
金穴 ６：溝 特許出願人 い１＜自動車株式会社 代理人 弁理士 山本俊夫
造についての側面断面図である。 ２：セラミクス軸 ３：合金軸部 ４：金属軸５：ｖ、
金穴 ６：溝 特許出願人 い１＜自動車株式会社 代理人 弁理士 山本俊夫
Claims (1)
- セラミクス軸の端部外局面に凹凸を設け、金属軸の端部
に設けられた嵌合穴に前記セラミクス軸の端部を嵌合し
、前記合金軸端面を加圧することにより、変形した嵌合
穴壁部が前記セラミクス軸の凹部に食込んでいることを
特徴とするセラミクス軸と金属軸との結合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58200467A JPS6092025A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | セラミクス軸と金属軸との結合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58200467A JPS6092025A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | セラミクス軸と金属軸との結合構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6092025A true JPS6092025A (ja) | 1985-05-23 |
| JPH0431772B2 JPH0431772B2 (ja) | 1992-05-27 |
Family
ID=16424797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58200467A Granted JPS6092025A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | セラミクス軸と金属軸との結合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6092025A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0737235U (ja) * | 1993-10-15 | 1995-07-11 | 井上工業株式会社 | ゲートボール用ヘッド |
| JP2020101207A (ja) * | 2018-12-20 | 2020-07-02 | 愛三工業株式会社 | 弁体及びそれを備えた流量制御弁並びにその弁体の製造方法 |
| JP2020171933A (ja) * | 2019-04-09 | 2020-10-22 | 日東精工株式会社 | 異種金属部材の接合方法および接合構造 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5221254A (en) * | 1975-08-12 | 1977-02-17 | Fuji Electric Co Ltd | Apparatus for bending pipe |
| JPS5530536A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-04 | Hitachi Ltd | Rotary shaft of plural metal shaft substances and preparation |
| JPS5645264A (en) * | 1979-09-19 | 1981-04-24 | Toshiba Corp | Soft soldering method of slender object |
-
1983
- 1983-10-26 JP JP58200467A patent/JPS6092025A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5221254A (en) * | 1975-08-12 | 1977-02-17 | Fuji Electric Co Ltd | Apparatus for bending pipe |
| JPS5530536A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-04 | Hitachi Ltd | Rotary shaft of plural metal shaft substances and preparation |
| JPS5645264A (en) * | 1979-09-19 | 1981-04-24 | Toshiba Corp | Soft soldering method of slender object |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0737235U (ja) * | 1993-10-15 | 1995-07-11 | 井上工業株式会社 | ゲートボール用ヘッド |
| JP2020101207A (ja) * | 2018-12-20 | 2020-07-02 | 愛三工業株式会社 | 弁体及びそれを備えた流量制御弁並びにその弁体の製造方法 |
| JP2020171933A (ja) * | 2019-04-09 | 2020-10-22 | 日東精工株式会社 | 異種金属部材の接合方法および接合構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0431772B2 (ja) | 1992-05-27 |
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