JPH0351319Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0351319Y2 JPH0351319Y2 JP1878786U JP1878786U JPH0351319Y2 JP H0351319 Y2 JPH0351319 Y2 JP H0351319Y2 JP 1878786 U JP1878786 U JP 1878786U JP 1878786 U JP1878786 U JP 1878786U JP H0351319 Y2 JPH0351319 Y2 JP H0351319Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- rotating shaft
- diameter
- ceramic
- metal shaft
- 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.)
- Expired
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 23
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910001105 martensitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は高温部（500℃以上）で用いられるセ
ラミツクフアン、セラミツクタービンのロータに
適用されるセラミツク回転軸と金属軸の結合構造
の改良に関する。
ラミツクフアン、セラミツクタービンのロータに
適用されるセラミツク回転軸と金属軸の結合構造
の改良に関する。
セラミツク回転軸と金属軸の結合法は第２図に
示す端面を接合する方法、第３図に示す嵌合によ
る方法がある。第２図、第３図において、１は金
属軸、２はセラミツク回転軸、３は接合面、４は
嵌合面である。
示す端面を接合する方法、第３図に示す嵌合によ
る方法がある。第２図、第３図において、１は金
属軸、２はセラミツク回転軸、３は接合面、４は
嵌合面である。
窒化けい素、窒化炭素などのセラミツクは熱膨
脹率が金属に比較して小さい。例えば窒化けい素
と耐熱合金の熱膨脹率の比は０・13〜０・25であ
る。このため温度変化を受けると半径方向熱膨脹
率の差により、第２図の場合は金属軸１とセラミ
ツク回転軸２の接合面３にせん断応力を生じせん
断破壊を生じやすく直径が約30mm以下に制限され
る。又、第３図の場合は嵌合面４に隙間を生じゆ
るんでしまい、たとえ嵌合面４に接合剤を用いて
も剥離を生じ結合が失われる。更にセラミツク回
転軸２と金属軸１の芯ずれを生じ高速回転が著し
く困難となる。このため嵌合面４の直径も約20mm
以下に制限される。この制限により伝達動力も制
限される。
脹率が金属に比較して小さい。例えば窒化けい素
と耐熱合金の熱膨脹率の比は０・13〜０・25であ
る。このため温度変化を受けると半径方向熱膨脹
率の差により、第２図の場合は金属軸１とセラミ
ツク回転軸２の接合面３にせん断応力を生じせん
断破壊を生じやすく直径が約30mm以下に制限され
る。又、第３図の場合は嵌合面４に隙間を生じゆ
るんでしまい、たとえ嵌合面４に接合剤を用いて
も剥離を生じ結合が失われる。更にセラミツク回
転軸２と金属軸１の芯ずれを生じ高速回転が著し
く困難となる。このため嵌合面４の直径も約20mm
以下に制限される。この制限により伝達動力も制
限される。
本考案は上述の寸法の制限を克服しうるセラミ
ツク回転軸と金属軸の接合構造体を提供しようと
するものである。
ツク回転軸と金属軸の接合構造体を提供しようと
するものである。
本考案は中心部の嵌合部直径と軸外径部直径の
比が０・３以下になるように金属軸側が凹、セラ
ミツク回転軸側が凸となる嵌合部を設け、金属軸
及びセラミツク回転軸の端面を切欠いて薄肉円筒
状に加工し、両軸の端面を当接して接合してなる
ことを特徴とするセラミツク回転軸と金属軸の結
合構造体である。
比が０・３以下になるように金属軸側が凹、セラ
ミツク回転軸側が凸となる嵌合部を設け、金属軸
及びセラミツク回転軸の端面を切欠いて薄肉円筒
状に加工し、両軸の端面を当接して接合してなる
ことを特徴とするセラミツク回転軸と金属軸の結
合構造体である。
本考案における金属軸としては、マルテンサイ
ト系ステンレス鋼、耐熱鋼などが、セラミツク回
転軸としては窒化珪素、炭化珪素、アルミナ、ジ
ルコニアなどが使用される。金属軸、セラミツク
回転軸の端面（薄肉円筒状端面）の接合には、固
相接合、ろう付、真空拡散接合などの手段が用い
られる。
ト系ステンレス鋼、耐熱鋼などが、セラミツク回
転軸としては窒化珪素、炭化珪素、アルミナ、ジ
ルコニアなどが使用される。金属軸、セラミツク
回転軸の端面（薄肉円筒状端面）の接合には、固
相接合、ろう付、真空拡散接合などの手段が用い
られる。
本考案において、中心部における嵌合部直径と
軸外径部直径の比を０・３以下としたのは、その
比が０・３より超えると回転時にアンバランスが
生じ振動問題が起るからである。嵌合部は芯出し
（センター保持）のためであるのでその比の下限
値は、特に限定されないが、軸外径部直径の如何
に拘らず嵌合部直径が５mm以下になるようにする
のが好ましい。
軸外径部直径の比を０・３以下としたのは、その
比が０・３より超えると回転時にアンバランスが
生じ振動問題が起るからである。嵌合部は芯出し
（センター保持）のためであるのでその比の下限
値は、特に限定されないが、軸外径部直径の如何
に拘らず嵌合部直径が５mm以下になるようにする
のが好ましい。
本考案の接合構造体は、中心部に設けた嵌合部
の直径を軸外径直径に比し小さくすることにより
セラミツクと金属の熱膨脹による変位量差を小さ
くすることができ、これにより芯ずれをも小さく
することができる。
の直径を軸外径直径に比し小さくすることにより
セラミツクと金属の熱膨脹による変位量差を小さ
くすることができ、これにより芯ずれをも小さく
することができる。
また、軸の外周部に薄肉円筒を形成することに
よりセラミツクと金属の接合部の半径方向変位差
を小さな拘束力で吸収でき、このため発生するせ
ん断応力及び曲げ応力を小さくすることができ
る。
よりセラミツクと金属の接合部の半径方向変位差
を小さな拘束力で吸収でき、このため発生するせ
ん断応力及び曲げ応力を小さくすることができ
る。
更にまた外径の大きなところに薄肉円筒部を設
けたためにトルクに対する有効面積が大きくなり
大きな動力を伝達できるようになる。
けたためにトルクに対する有効面積が大きくなり
大きな動力を伝達できるようになる。
以下、本考案の一実施態様を第１図によつて詳
述する。第１図において、第２図、第３図と同一
符号は第２図、第３図と同一部分を示す。５は金
属軸１の薄肉円筒部、６はセラミツク回転軸２の
薄肉円筒部、７は金属軸１の凹状嵌合部、８はセ
ラミツク回転軸の凸状嵌合部である。
述する。第１図において、第２図、第３図と同一
符号は第２図、第３図と同一部分を示す。５は金
属軸１の薄肉円筒部、６はセラミツク回転軸２の
薄肉円筒部、７は金属軸１の凹状嵌合部、８はセ
ラミツク回転軸の凸状嵌合部である。
金属軸１として長さ20mm、外径50mmのSUH616
を用い、その薄肉円筒部５の肉厚を４mm、長さを
20mmとし、金属軸１の中心部に深さ10mm、径15mm
（＋０・03mm）の凹状嵌合部７を設けた。
を用い、その薄肉円筒部５の肉厚を４mm、長さを
20mmとし、金属軸１の中心部に深さ10mm、径15mm
（＋０・03mm）の凹状嵌合部７を設けた。
またセラミツク回転軸２としては外径50mmの
Si3N4を用い、その薄肉円筒部６の肉厚を４mm、
長さを20mmとし、セラミツク回転軸２の中心部に
直径15mm（−０・03mm）の凸状嵌合部８を設け
た。
Si3N4を用い、その薄肉円筒部６の肉厚を４mm、
長さを20mmとし、セラミツク回転軸２の中心部に
直径15mm（−０・03mm）の凸状嵌合部８を設け
た。
この両者の薄肉円筒部５，６をろう付けによつ
て接合した。
て接合した。
これにより接合部の温度400℃下で、40KWの
動力を伝達し、かつ4800r・ｐ・ｍの高速回転が
達成できた。
動力を伝達し、かつ4800r・ｐ・ｍの高速回転が
達成できた。
１ 芯ずれが小さくできることによりアンバラン
スが押えられ高速回転が可能である。
スが押えられ高速回転が可能である。
２ 動力伝達及び振動による曲げに対する抗力が
大きくでき強度信頼性があがる。
大きくでき強度信頼性があがる。
これにより高温（900℃）で動作する高速高負
荷のロータを製作することができる。
荷のロータを製作することができる。
第１図は本考案の一実施態様を説明するための
図、第２図、第３図は従来の態様を説明するため
の図である。 図において、１……金属軸、２……セラミツク
ス回転軸、３……接合面、４……嵌合面、５……
金属軸の薄肉円筒、６……セラミツクス回転軸の
薄肉円筒、７は金属軸の凹状嵌合部、８……セラ
ミツクス回転軸の凸状嵌合部。
図、第２図、第３図は従来の態様を説明するため
の図である。 図において、１……金属軸、２……セラミツク
ス回転軸、３……接合面、４……嵌合面、５……
金属軸の薄肉円筒、６……セラミツクス回転軸の
薄肉円筒、７は金属軸の凹状嵌合部、８……セラ
ミツクス回転軸の凸状嵌合部。
Claims (1)
- 中心部の嵌合部直径と軸外径部直径の比が０・
３以下になるように金属軸側が凹、セラミツク回
転軸側が凸となる嵌合部を設け、金属軸及びセラ
ミツク回転軸の端面を切欠いて薄肉円筒状に加工
し、両軸の端面を当接して接合してなることを特
徴とするセラミツク回転軸と金属軸の結合構造
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1878786U JPH0351319Y2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1878786U JPH0351319Y2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62132140U JPS62132140U (ja) | 1987-08-20 |
| JPH0351319Y2 true JPH0351319Y2 (ja) | 1991-11-01 |
Family
ID=30812779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1878786U Expired JPH0351319Y2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0351319Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4671659B2 (ja) * | 2004-10-25 | 2011-04-20 | 京セラ株式会社 | セラミック部材と金属部材との接合構造 |
-
1986
- 1986-02-14 JP JP1878786U patent/JPH0351319Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62132140U (ja) | 1987-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0339993B2 (ja) | ||
| JPS62191478A (ja) | セラミツクス・金属結合体 | |
| JPH043129Y2 (ja) | ||
| JP2531708Y2 (ja) | セラミックス・金属結合体 | |
| JPH0351319Y2 (ja) | ||
| EP0323207B1 (en) | Joined metal-ceramic assembly method of preparing the same | |
| JPH0260635B2 (ja) | ||
| JPH0352962Y2 (ja) | ||
| JPH037368Y2 (ja) | ||
| JPH0351321Y2 (ja) | ||
| JPS6347601Y2 (ja) | ||
| JPS6278402A (ja) | セラミツクタ−ボロ−タ | |
| JPH0410198Y2 (ja) | ||
| JPH0744722Y2 (ja) | セラミックタービンロータと金属軸との結合軸構造 | |
| JPH0431772B2 (ja) | ||
| JPH0218243Y2 (ja) | ||
| JPH0350241Y2 (ja) | ||
| JPH0322489Y2 (ja) | ||
| JPH0612222Y2 (ja) | ガスタービン用シール装置 | |
| JP3119981B2 (ja) | セラミックス部材と金属部材の結合体及びその結合方法 | |
| JPH01215769A (ja) | セラミックス・金属結合体の製造方法 | |
| JP2526885B2 (ja) | セラミツク製環状体と金属製環状体との複合輪体 | |
| JPS6325282Y2 (ja) | ||
| JPH0311215Y2 (ja) | ||
| JPH046677B2 (ja) |