JPS6134437A - 接合回転体の試験方法 - Google Patents
接合回転体の試験方法Info
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- JPS6134437A JPS6134437A JP15606284A JP15606284A JPS6134437A JP S6134437 A JPS6134437 A JP S6134437A JP 15606284 A JP15606284 A JP 15606284A JP 15606284 A JP15606284 A JP 15606284A JP S6134437 A JPS6134437 A JP S6134437A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
- G01N19/04—Measuring adhesive force between materials, e.g. of sealing tape, of coating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明はセラミックス回転体と金属回転体とからなる接
合回転体の試験方法に関する。
合回転体の試験方法に関する。
“〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に羽根車を有する回転体としては、軸と羽根部を一
体で構成したもの金属回転体同士を溶接あるいはネジ止
等の機械的結合の方法により接合したものが用いられて
いるが、最近ではセラミックス回転体と金属回転体とを
接合した接合回転体の実用化が考えられている。
体で構成したもの金属回転体同士を溶接あるいはネジ止
等の機械的結合の方法により接合したものが用いられて
いるが、最近ではセラミックス回転体と金属回転体とを
接合した接合回転体の実用化が考えられている。
そして、この接合回転体において、セラミ。
クス回転体と金属回転体ととは、両者の熱膨張率差を利
用した焼ばめ法、あるいはメタライズ法、活性金属法、
直接法、拡散接合法、さらには接着剤を用いる方法など
によって接合する。
用した焼ばめ法、あるいはメタライズ法、活性金属法、
直接法、拡散接合法、さらには接着剤を用いる方法など
によって接合する。
しかして、接合回転体を検査１品質保証する場合には、
接合回転体を回転させて各回転体の接合部の強度がどれ
程の回転条件に耐え得る大きさであるかを調べる回転試
験を行なっている。
接合回転体を回転させて各回転体の接合部の強度がどれ
程の回転条件に耐え得る大きさであるかを調べる回転試
験を行なっている。
セラミックス回転体と金属回転体からなる接合回転体に
おいても、回転試験によシ接合部の強度を調べることが
重要である。しかるに１セラミツクスは脆いものである
ために、セラミックス回転体が強度的に弱い箇所が存在
する形状で応力集中を生じるような場合、回転試験の途
中で、セラミックス回転体が応力集中箇所から破壊する
ことがある。この様な場合セラミックス部が先に破壊す
るのでセラミックス回転体の金属回転体に対する真の接
合強度の大きさを調ぺることかできないという問題があ
る。
おいても、回転試験によシ接合部の強度を調べることが
重要である。しかるに１セラミツクスは脆いものである
ために、セラミックス回転体が強度的に弱い箇所が存在
する形状で応力集中を生じるような場合、回転試験の途
中で、セラミックス回転体が応力集中箇所から破壊する
ことがある。この様な場合セラミックス部が先に破壊す
るのでセラミックス回転体の金属回転体に対する真の接
合強度の大きさを調ぺることかできないという問題があ
る。
本発明は前記事情に基づいてなされたもので、セラミッ
クス回転体と金属回転体との接合部の強度を回転試験に
よ、シ正当に評価することかできる接合回転体の試験方
法を提供することを目的とする。
クス回転体と金属回転体との接合部の強度を回転試験に
よ、シ正当に評価することかできる接合回転体の試験方
法を提供することを目的とする。
本発明の接合回転体の試験方法は２、セラミックス回転
体と金属回転体とを接合してなる接合回転体を回転させ
て接合部の強度を調べるに際して、セラミックス回転体
を、慣性モーメントがセラミックス回転体と同等以上の
大きさで且つ応力集中が起らない形状をなす接口転体と
置き換えることを特徴とするものである。
１本発明の接合回転体の試験方法は、例えば第２図
で示す自動車用ターボエンジンに用いるターボチャージ
ャロータにおけるセラミックスロータの金属軸との接合
部の強度を調べる回転試験に適用できる。
体と金属回転体とを接合してなる接合回転体を回転させ
て接合部の強度を調べるに際して、セラミックス回転体
を、慣性モーメントがセラミックス回転体と同等以上の
大きさで且つ応力集中が起らない形状をなす接口転体と
置き換えることを特徴とするものである。
１本発明の接合回転体の試験方法は、例えば第２図
で示す自動車用ターボエンジンに用いるターボチャージ
ャロータにおけるセラミックスロータの金属軸との接合
部の強度を調べる回転試験に適用できる。
第２図において１は複数の羽根１ａを有するセラミック
ロータで、これは高温強度および耐食性に優れたファイ
ンセラミックス例えば窒化・けい素、サイアロン、炭化
けい素などで形成されている。２は金属軸で、これはニ
ッケルーフシム−モリブデン鋼、クロム−モリブデン鋼
。
ロータで、これは高温強度および耐食性に優れたファイ
ンセラミックス例えば窒化・けい素、サイアロン、炭化
けい素などで形成されている。２は金属軸で、これはニ
ッケルーフシム−モリブデン鋼、クロム−モリブデン鋼
。
ニッケルークロム鋼などの焼入れ性に優れた鋼あるいは
ステンレス鋼（８Ｕ８３０４．３１６）などの合金鋼、
ニッケル基超合金などの高強度耐熱構造材で形成される
。セラミックスロータ１と金属軸２とは、セラミックロ
ータ１の軸部先端と金属軸２の端部に形成した孔部２ａ
とを例えばメタライズ法によって接合している。この接
合には活性金属法、直接接合法、焼ばめ法、接着剤法な
ど他の方法あるいはこれらの方法の組合せも採用できる
。
ステンレス鋼（８Ｕ８３０４．３１６）などの合金鋼、
ニッケル基超合金などの高強度耐熱構造材で形成される
。セラミックスロータ１と金属軸２とは、セラミックロ
ータ１の軸部先端と金属軸２の端部に形成した孔部２ａ
とを例えばメタライズ法によって接合している。この接
合には活性金属法、直接接合法、焼ばめ法、接着剤法な
ど他の方法あるいはこれらの方法の組合せも採用できる
。
本発明によシターボチャージャロータにおけるセラミッ
クス回転体１の金属軸２との接合強度を検査する回転試
験方法を第１図について説明する。本発明の試験方法で
は、セラミックロータ１を、このセラミックロータ１と
同等以上の大きさの慣性モーメントを有し且つ応力集中
を生ずる強度的に弱い箇所がない単純形状をなすセラミ
ックからなる接口転体３と置き換えて回転試験を行なう
。すなわち、セラミックロータ１は第２図で示すように
複数の羽根１ａを有する形状であるから、各羽根１ａの
根元部のハブの部分が応力集中箇所となシ、高速回転で
羽根１ａが根元部から破壊する慮れがある。接口転体３
は独楽形状のものとし、セラミックロータ１の羽根形成
部に該当する部分を、セラミックロータ１と同等以上の
慣性モーメントを有し且つ全体が応力集中を起さない逆
円錐形状に形成している。接口転体１はセラミックロー
タ１と同様に窒化けい素、サイアロン、炭化けい素など
のファインセラミックスにより形成する。
クス回転体１の金属軸２との接合強度を検査する回転試
験方法を第１図について説明する。本発明の試験方法で
は、セラミックロータ１を、このセラミックロータ１と
同等以上の大きさの慣性モーメントを有し且つ応力集中
を生ずる強度的に弱い箇所がない単純形状をなすセラミ
ックからなる接口転体３と置き換えて回転試験を行なう
。すなわち、セラミックロータ１は第２図で示すように
複数の羽根１ａを有する形状であるから、各羽根１ａの
根元部のハブの部分が応力集中箇所となシ、高速回転で
羽根１ａが根元部から破壊する慮れがある。接口転体３
は独楽形状のものとし、セラミックロータ１の羽根形成
部に該当する部分を、セラミックロータ１と同等以上の
慣性モーメントを有し且つ全体が応力集中を起さない逆
円錐形状に形成している。接口転体１はセラミックロー
タ１と同様に窒化けい素、サイアロン、炭化けい素など
のファインセラミックスにより形成する。
そして、接口転体３を回転試験用のサポート治具４に接
合する。サポート治具４は棒状をなすもので、ターがチ
ャージャロータ１の金属軸２と同様に二、ケル−クロム
−モリブデン鋼。
合する。サポート治具４は棒状をなすもので、ターがチ
ャージャロータ１の金属軸２と同様に二、ケル−クロム
−モリブデン鋼。
クロム−モリブデン鋼、二、ケル−クロム鋼。
ステンレス銅などの合金鋼ある込はニッケル基超合金な
どで形成する。数回転体３の軸部先端をサポー治具４の
下端に形成した孔部４ａにセラミックロータ１と金属軸
２との接合部と同一の接合法例えばメタライズ法によっ
て接合する。この接合はセラミ、クローク１と金属軸２
との接合法に合せて活性金属法、直接接合法。
どで形成する。数回転体３の軸部先端をサポー治具４の
下端に形成した孔部４ａにセラミックロータ１と金属軸
２との接合部と同一の接合法例えばメタライズ法によっ
て接合する。この接合はセラミ、クローク１と金属軸２
との接合法に合せて活性金属法、直接接合法。
接着剤を用いる方法あるいは焼ばめ法などの他の方法に
よっても接合できる。すなわち、サポート治具４は金属
軸２に相当するものである。
よっても接合できる。すなわち、サポート治具４は金属
軸２に相当するものである。
数回転体３を接合したサポート治具４を試験装置に装着
する。試験装置は、試験室５の上側に空気駆動型のター
ビン・６を設け、とのタービン６により回転される回転
軸７を試験室５の内部に垂直に設けたものである。サポ
ート治具４は上端に形、成した孔部４ｂを回転軸７の下
端に嵌合してねじ８・で固定する。これによシサ？−ト
治具４および数回転体３は吊下げた状態となる。
する。試験装置は、試験室５の上側に空気駆動型のター
ビン・６を設け、とのタービン６により回転される回転
軸７を試験室５の内部に垂直に設けたものである。サポ
ート治具４は上端に形、成した孔部４ｂを回転軸７の下
端に嵌合してねじ８・で固定する。これによシサ？−ト
治具４および数回転体３は吊下げた状態となる。
タービン６を駆動し回転軸１を介してす／ −ト治具４
および数回転体３を回転させる。数回転体３線応力集中
が生じる箇所がない形状であるために、回転の途中で応
力集中により破損することがない。そして、タービン６
によシナ４−ト治具４および数回転体３を所定回転速度
で所定時間回転させ、この回転条件において数回転体３
とすＪ−）治具４との接合部が健全であるか否かを調べ
る。数回転体３はセラミックスロ六ノ、１と同等以上の
慣性モーメントを有してセラミックス１ニア−ＪＰ・１
の代りをなすものである。
および数回転体３を回転させる。数回転体３線応力集中
が生じる箇所がない形状であるために、回転の途中で応
力集中により破損することがない。そして、タービン６
によシナ４−ト治具４および数回転体３を所定回転速度
で所定時間回転させ、この回転条件において数回転体３
とすＪ−）治具４との接合部が健全であるか否かを調べ
る。数回転体３はセラミックスロ六ノ、１と同等以上の
慣性モーメントを有してセラミックス１ニア−ＪＰ・１
の代りをなすものである。
このため、数回転体３をす？−ト治具４に接合して回転
することは、接合部にとってセラミックス０″り１を金
属軸２と接合して回転することと同じことになる。従り
て、数回転体３とすＸＩ？−）治具４との接合部の接合
強度を−ぺることＫよシ、セラミックスロータ１と金属
軸２との接合部の接合強度がどれ程の回転条件に耐えら
れる大きさであるかを知ることができる。
することは、接合部にとってセラミックス０″り１を金
属軸２と接合して回転することと同じことになる。従り
て、数回転体３とすＸＩ？−）治具４との接合部の接合
強度を−ぺることＫよシ、セラミックスロータ１と金属
軸２との接合部の接合強度がどれ程の回転条件に耐えら
れる大きさであるかを知ることができる。
またこの回転試験では、ギャップセンサＪを用いてサポ
ート治具４と数回転体３の接合部の回転に伴う軸振れの
大きさをギャップセンサ９を用いて測定することによシ
、セラミックロータ１と金属軸２からなるターボチャー
ジャロータの軸振れを調べることもできる。さらに、数
回転体３とす？−ト治具４との接合部を高周波誘導加熱
コイルにより加熱して、種々の温度条件下における接合
強度を調べることもできる。
ート治具４と数回転体３の接合部の回転に伴う軸振れの
大きさをギャップセンサ９を用いて測定することによシ
、セラミックロータ１と金属軸２からなるターボチャー
ジャロータの軸振れを調べることもできる。さらに、数
回転体３とす？−ト治具４との接合部を高周波誘導加熱
コイルにより加熱して、種々の温度条件下における接合
強度を調べることもできる。
なお、回転試験は試験室５を真空状態にして行なう。
しかして本発明では、数回転体３が回転の途中で応力集
中によシ破壊することなく一定の慣性モーメントを有す
る状態で回転するので、数回転体３とサポート治具４と
の真の接合強度を調べることができる。従って、セラミ
ックスロータ１を数回転体３に置き換えて回転試験を行
なうことＫよシ、ターボチャージャロータにおけるセラ
ミックロータ１と金属軸２の接合部の真の接合強度を調
べることができる。また、セラミックスロータ′１と金
属軸２との接合部における６株の接合法による接合の回
転に対する強弱が、セラミ、ジスロータ１０羽根Ｉ＆の
影響を受けることなく調べることができる。
中によシ破壊することなく一定の慣性モーメントを有す
る状態で回転するので、数回転体３とサポート治具４と
の真の接合強度を調べることができる。従って、セラミ
ックスロータ１を数回転体３に置き換えて回転試験を行
なうことＫよシ、ターボチャージャロータにおけるセラ
ミックロータ１と金属軸２の接合部の真の接合強度を調
べることができる。また、セラミックスロータ′１と金
属軸２との接合部における６株の接合法による接合の回
転に対する強弱が、セラミ、ジスロータ１０羽根Ｉ＆の
影響を受けることなく調べることができる。
なお、本発明はターボチャージャロータに限らず、セラ
ミックス回転体と金属回転体を接合してなる接合回転体
における接合部の接合強度を調べる場合に広く適用でき
る。
ミックス回転体と金属回転体を接合してなる接合回転体
における接合部の接合強度を調べる場合に広く適用でき
る。
第２図で示すターボチャージャロータにおけるセラミッ
クロータ１と金属軸２との接合部の接合強度を調べるた
めに、セラミックロータ１を第１図で示す数回転体３．
に置き換えて回転試験を行な９た。セラミックロータ１
および数回転体３の材質は窒化けい素、金属軸２および
サポート治具４の材質は元ツケルークロムーモリブデン
鋼である。そして、数回転体３を銅を介する直接接合法
および活性金属法の２通りの接合法によ）す／−）治具
４に接合し、各々接合法による接合体に対して回転試験
を行なった。
クロータ１と金属軸２との接合部の接合強度を調べるた
めに、セラミックロータ１を第１図で示す数回転体３．
に置き換えて回転試験を行な９た。セラミックロータ１
および数回転体３の材質は窒化けい素、金属軸２および
サポート治具４の材質は元ツケルークロムーモリブデン
鋼である。そして、数回転体３を銅を介する直接接合法
および活性金属法の２通りの接合法によ）す／−）治具
４に接合し、各々接合法による接合体に対して回転試験
を行なった。
この結果前者の接合体の接合部は１０００５０ＲＰＭＸ
５０秒の回転に耐え、後者の接合体の接合部は１０１５
１０１５００ＲＰ秒の回転に耐えた。この回転試験では
接口転体３の破壊が発生せず、前記の試験結果によシセ
ラミックスロータ１と金属軸２との接合部の強度を調べ
ることができた。これに対し、第２図（羽根付）のセラ
ミックスロータでは８６５００ｒｐｍの回転でセラミッ
クス羽根部を起点とした破壊がおこシ接合部の強度をは
かることができなかった。
５０秒の回転に耐え、後者の接合体の接合部は１０１５
１０１５００ＲＰ秒の回転に耐えた。この回転試験では
接口転体３の破壊が発生せず、前記の試験結果によシセ
ラミックスロータ１と金属軸２との接合部の強度を調べ
ることができた。これに対し、第２図（羽根付）のセラ
ミックスロータでは８６５００ｒｐｍの回転でセラミッ
クス羽根部を起点とした破壊がおこシ接合部の強度をは
かることができなかった。
以上説明したように本発明の接合回転体の試験方法によ
れば、セラミックス回転体と金属回転体との接合部の接
合強度を回転試験によシ調べるに際して、セラミックス
が有する脆性に伴う障害を克服して正確な接合強度を知
ることができる。
れば、セラミックス回転体と金属回転体との接合部の接
合強度を回転試験によシ調べるに際して、セラミックス
が有する脆性に伴う障害を克服して正確な接合強度を知
ることができる。
第１図は本発明の試験方法を示す説明図、第２図はター
ボチャージャロータを一部切欠して示す正面図で−ある
。 １・・・セラミックスロータ、２・・・金属軸、３・・
・接口転体、４・・・サポート治具、６・・・エアター
ビン、２・・・回転軸。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図
ボチャージャロータを一部切欠して示す正面図で−ある
。 １・・・セラミックスロータ、２・・・金属軸、３・・
・接口転体、４・・・サポート治具、６・・・エアター
ビン、２・・・回転軸。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図
Claims (8)
- （１）セラミックス回転体と金属回転体とを接合してな
る接合回転体を回転させて接合部の接合強度を調べるに
際して、前記セラミックス回転体を、慣性モーメントが
前記セラミックス回転体と同等以上の大きさで且つ応力
集中が起らない形状をなすセラミックスで形成したこと
を特徴とする接合回転体の試験方法。 - （２）セラミックス回転体は回転試験用治具に接合した
ものである特許請求の範囲第１項に記載の接合回転体の
試験方法。 - （３）セラミックス回転体と金属回転体は銅を介する直
接法により接合されている特許請求の範囲第１項に記載
の接合回転体の試験方法。 - （４）セラミックス回転体と金属回転体は活性金属法に
より接合されている特許請求の範囲第１項に記載の接合
体の試験方法。 - （５）セラミックス回転体と金属回転体はメタライズ法
により接合されている特許請求の範囲第１項に記載の接
合回転体の試験方法。 - （６）セラミックス回転体と金属回転体は焼ばめされて
なる特許請求の範囲第１項に記載の接合回転体の試験方
法。 - （７）セラミックス回転体と金属回転体は接着剤により
接合されている特許請求の範囲第１項に記載の接合回転
体の試験方法。 - （８）接合回転体はセラミックロータと金属軸とを接合
してなるターボチャージャロータである特許請求の範囲
第１項ないし第７項いずれかに記載の接合回転体の試験
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15606284A JPS6134437A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 接合回転体の試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15606284A JPS6134437A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 接合回転体の試験方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6134437A true JPS6134437A (ja) | 1986-02-18 |
Family
ID=15619470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15606284A Pending JPS6134437A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 接合回転体の試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6134437A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63104773A (ja) * | 1986-10-22 | 1988-05-10 | Kyocera Corp | 金属溶湯用回転体 |
| CN102967550A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-03-13 | 浙江联宜电机股份有限公司 | 瓦式磁钢粘接力测试装置 |
| CN105043898A (zh) * | 2015-07-13 | 2015-11-11 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | 一种树脂金刚石软磨片安全性能测试装置和方法 |
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1984
- 1984-07-26 JP JP15606284A patent/JPS6134437A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63104773A (ja) * | 1986-10-22 | 1988-05-10 | Kyocera Corp | 金属溶湯用回転体 |
| CN102967550A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-03-13 | 浙江联宜电机股份有限公司 | 瓦式磁钢粘接力测试装置 |
| CN105043898A (zh) * | 2015-07-13 | 2015-11-11 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | 一种树脂金刚石软磨片安全性能测试装置和方法 |
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