JPS6082267A - セラミツクス軸と金属軸との接合構造 - Google Patents
セラミツクス軸と金属軸との接合構造Info
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- JPS6082267A JPS6082267A JP18597783A JP18597783A JPS6082267A JP S6082267 A JPS6082267 A JP S6082267A JP 18597783 A JP18597783 A JP 18597783A JP 18597783 A JP18597783 A JP 18597783A JP S6082267 A JPS6082267 A JP S6082267A
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- Japan
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- shaft
- ceramic
- metal
- diameter
- grinding
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/19—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering taking account of the properties of the materials to be soldered
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (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】
（産業上の利用分野）
この発明は、セラミックス軸と金属軸との接合構造に関
し、例えば、化学装置の攪拌器における金属製モータ軸
と攪拌具を保持するセラミックス軸との接合や、ターボ
チャージャやガスタービン等における金属製インペラ軸
とセラミックス製タービンロータ軸との接合などに適用
されるセラミックス軸と金属軸との接合構造に関するも
のである。
し、例えば、化学装置の攪拌器における金属製モータ軸
と攪拌具を保持するセラミックス軸との接合や、ターボ
チャージャやガスタービン等における金属製インペラ軸
とセラミックス製タービンロータ軸との接合などに適用
されるセラミックス軸と金属軸との接合構造に関するも
のである。
（従来技術）
従来、セラミックス軸と金属軸とを接合したものとして
は、例えば第１図に示す構造のものがある。すなわち、
第１図はターボチャージャ（タービン式過給ａ）用のイ
ンペラおよびタービン組立体を示す断面図であって、金
属軸１の一端におねじ部１ａを形成すると共に他端に鍔
部１ｂを形成し、鍔部１ｂ側にスラスト軸受用カラー２
を挿し込んだのち、金属製インペラ３と金属軸１とを嵌
合し、金属軸１のおねじ部１ａにワッシャ４を介してナ
ラｉ・５を締め（＝Ｊけて金属製インペラ３と金属軸１
とを結合し、この金属軸１の接合端と、セラミックス製
タービンロータ６に一体成形したセラミックス軸７の接
合端とを突き合わせてろう材２によりろうイ・Ｊ接合し
た構成を有するものである。なお、１１はインペラ側軸
受、１２はロータ側軸受である。
は、例えば第１図に示す構造のものがある。すなわち、
第１図はターボチャージャ（タービン式過給ａ）用のイ
ンペラおよびタービン組立体を示す断面図であって、金
属軸１の一端におねじ部１ａを形成すると共に他端に鍔
部１ｂを形成し、鍔部１ｂ側にスラスト軸受用カラー２
を挿し込んだのち、金属製インペラ３と金属軸１とを嵌
合し、金属軸１のおねじ部１ａにワッシャ４を介してナ
ラｉ・５を締め（＝Ｊけて金属製インペラ３と金属軸１
とを結合し、この金属軸１の接合端と、セラミックス製
タービンロータ６に一体成形したセラミックス軸７の接
合端とを突き合わせてろう材２によりろうイ・Ｊ接合し
た構成を有するものである。なお、１１はインペラ側軸
受、１２はロータ側軸受である。
このような金属軸１とセラミックス軸７との接合におい
て、セラミックス軸７は金属軸１よりも研削加工性が良
くないため、ＥｎＺ図に示すように、金属軸１の直径を
セラミックス軸７の直径よりもその後の仕上研摩加工で
補正できる程度に若干大きくした状態でろう材２により
ろう付接合し、高い接合強度を得るためにろう材２をは
み出すようにして、その後、金属軸１側をより多く研削
することによって、セラミックス軸７と金属軸１との同
軸度を正確に出すようにし、仕上研摩後はセラミックス
軸７と金属軸１とろう材２の部分とが同径となるように
していた。
て、セラミックス軸７は金属軸１よりも研削加工性が良
くないため、ＥｎＺ図に示すように、金属軸１の直径を
セラミックス軸７の直径よりもその後の仕上研摩加工で
補正できる程度に若干大きくした状態でろう材２により
ろう付接合し、高い接合強度を得るためにろう材２をは
み出すようにして、その後、金属軸１側をより多く研削
することによって、セラミックス軸７と金属軸１との同
軸度を正確に出すようにし、仕上研摩後はセラミックス
軸７と金属軸１とろう材２の部分とが同径となるように
していた。
しかしながら、このような従来のセラミックス軸７と金
属軸１との接合構造では、金属軸１の直径をセラミック
ス軸７の直径よりも若干大きくし、ろう材２が接合部分
で両軸１，７の外周部分にはみ出す位にしたのち、金属
軸１゜ろう材２およびセラミックス軸７の部分を同一径
に研ｉｌ仕上げするようにしていたため、および工学図
書株式会社発行の「ろう４＝Ｊマニユアル」２８４頁の
図に見られるように、接合部分の近傍にろう材がはみ出
すように接合するのが一般であったため、砥石を用いた
仕上加工において、砥石がろう材を含む金属の部分とセ
ラミックスの部分とを同時に研削する場合が生じ、この
とき金属部分とセラミックス部分とでは砥石との間で生
じる研削抵抗が大きく異なり、そのため振動が発生して
セラミックスの部分が亀裂を生じたり割れをきたしたり
するという問題点があった。また、接合部分ではみ出し
たろう材２がセラミックス軸７の外周部分に流れ、この
ろう材２が凝固収縮する際にセラミックス軸７の外周部
分をその軸方向に強く引張るカが作用し、接合部近傍の
セラミックス軸７に半径方向の割れが入りやすいという
問題点もあった。このような割れの発生は、とくに高速
回転するタービンロータ・インペラ組立体にとってはな
はだ好ましくないものである。
属軸１との接合構造では、金属軸１の直径をセラミック
ス軸７の直径よりも若干大きくし、ろう材２が接合部分
で両軸１，７の外周部分にはみ出す位にしたのち、金属
軸１゜ろう材２およびセラミックス軸７の部分を同一径
に研ｉｌ仕上げするようにしていたため、および工学図
書株式会社発行の「ろう４＝Ｊマニユアル」２８４頁の
図に見られるように、接合部分の近傍にろう材がはみ出
すように接合するのが一般であったため、砥石を用いた
仕上加工において、砥石がろう材を含む金属の部分とセ
ラミックスの部分とを同時に研削する場合が生じ、この
とき金属部分とセラミックス部分とでは砥石との間で生
じる研削抵抗が大きく異なり、そのため振動が発生して
セラミックスの部分が亀裂を生じたり割れをきたしたり
するという問題点があった。また、接合部分ではみ出し
たろう材２がセラミックス軸７の外周部分に流れ、この
ろう材２が凝固収縮する際にセラミックス軸７の外周部
分をその軸方向に強く引張るカが作用し、接合部近傍の
セラミックス軸７に半径方向の割れが入りやすいという
問題点もあった。このような割れの発生は、とくに高速
回転するタービンロータ・インペラ組立体にとってはな
はだ好ましくないものである。
（発明の目的）
この発明は、上述したような従来の問題点に着目してな
されたもので、十分な接合強度が得られると共にろう材
を用いた接合およびろう付接合後の砥石による研削仕上
加工を行ったときでもセラミックス軸に亀裂や割れなど
の不具合が発生せず、強度および品質のすぐれた継手を
得ることができるセラミックス軸と金属軸との接合構造
を提供することを目的としている。
されたもので、十分な接合強度が得られると共にろう材
を用いた接合およびろう付接合後の砥石による研削仕上
加工を行ったときでもセラミックス軸に亀裂や割れなど
の不具合が発生せず、強度および品質のすぐれた継手を
得ることができるセラミックス軸と金属軸との接合構造
を提供することを目的としている。
（発明の構成）
この発明は、セラミックス軸と金属軸とを突き合わせて
ろう付する接合構造において、少なくとも前記セラミッ
クス軸または金属軸、もしくはセラミックス軸と金属軸
の両方の接合端部を当該セラミックス軸の仕上軸直径よ
りも小径に形成してろう材たまり部を設け、前記ろう材
たまり部内のろう材を前記セラミックス軸の仕上軸直径
よりも内径側に留めたことを特徴とするものである。
ろう付する接合構造において、少なくとも前記セラミッ
クス軸または金属軸、もしくはセラミックス軸と金属軸
の両方の接合端部を当該セラミックス軸の仕上軸直径よ
りも小径に形成してろう材たまり部を設け、前記ろう材
たまり部内のろう材を前記セラミックス軸の仕上軸直径
よりも内径側に留めたことを特徴とするものである。
この発明におけるセラミックス軸を構成するセラミック
スとしては、ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４゜Ｓ ｉ３ Ｎ４ Ａ
Ｊ１２０３ ｒ Ａｌ２Ｏ’３ 、 Ｚ ｒｏ、。
スとしては、ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４゜Ｓ ｉ３ Ｎ４ Ａ
Ｊ１２０３ ｒ Ａｌ２Ｏ’３ 、 Ｚ ｒｏ、。
等々の種種のセラミックス材料が使用され、セラミック
スと金属とを混合したサーメット材料や、セラミックス
系複合材料なども使用され、必ずしもセラミックス単体
に限定されるものではない。
スと金属とを混合したサーメット材料や、セラミックス
系複合材料なども使用され、必ずしもセラミックス単体
に限定されるものではない。
また、金属軸を構成する金属としては、Ａ見。
Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｕ等の単体や合金、あるいはセラミック
ス等を添加した複合材料なども使用され、必ずしも金属
単体に限定されるものではない。
ス等を添加した複合材料なども使用され、必ずしも金属
単体に限定されるものではない。
そして、前記セラミックス軸および金属軸のうち、少な
くともセラミックス軸または金属軸、もしくはセラミッ
クス軸と金属軸の両方の接合端部を当該セラミックス軸
の仕上軸直径よりも小径に形成してろう材たまり部を設
けるが、この実施態様としては、例えば、第３図に示す
ように、セラミックス軸２７の接合端部を当該セラミッ
クス軸２７の仕上軸直径ｄ、よりも小径ｄ２に形成して
ろう材２２を収めるろう材たまり部３０を設ける態様や
、第４図に示すように、金属軸２１の接合端部を当該金
属軸２１の仕上軸直径ｄ３ （図示例の場合はｄ３＝ｄ
＋’）よりも小径ｄ４に形成してろう材２２を収めるろ
う材たまり部３０を設ける態様や、ｆｔ５５図に示すよ
うに、金属軸２１およびセラミックス軸２７の両方の接
合端部を各々当該金属軸２１およびセラミックス軸２７
の仕上軸直径ｄ＋、ｄ３ （図示例の場合はｄ＋＝ｄ３
）よりも小径ｄ２＋ｄ４に各々形成してろう材２２を収
めるろう材たまり部３０を設ける態様などがある。
くともセラミックス軸または金属軸、もしくはセラミッ
クス軸と金属軸の両方の接合端部を当該セラミックス軸
の仕上軸直径よりも小径に形成してろう材たまり部を設
けるが、この実施態様としては、例えば、第３図に示す
ように、セラミックス軸２７の接合端部を当該セラミッ
クス軸２７の仕上軸直径ｄ、よりも小径ｄ２に形成して
ろう材２２を収めるろう材たまり部３０を設ける態様や
、第４図に示すように、金属軸２１の接合端部を当該金
属軸２１の仕上軸直径ｄ３ （図示例の場合はｄ３＝ｄ
＋’）よりも小径ｄ４に形成してろう材２２を収めるろ
う材たまり部３０を設ける態様や、ｆｔ５５図に示すよ
うに、金属軸２１およびセラミックス軸２７の両方の接
合端部を各々当該金属軸２１およびセラミックス軸２７
の仕上軸直径ｄ＋、ｄ３ （図示例の場合はｄ＋＝ｄ３
）よりも小径ｄ２＋ｄ４に各々形成してろう材２２を収
めるろう材たまり部３０を設ける態様などがある。
そして、いずれの態様においても、前記ろう材たまり部
３０内のろう材２２を前記セラミックス軸２７の仕上軸
直径ｄ１よりも内径側に留めるようにするが、金属軸２
１側では仕上軸直径ｄ３よりも外径側にろう材２２がは
み出していても良い、このとき、ろう材２９をとくにセ
ラミックス軸２７の仕上軸直径ｄ、よりも内径側に留め
るようにするには、ろう付の際の加熱条件、セラミック
スのぬれ性、ろう材の供給量などを考慮するのがよく、
例えば加熱温度はろう材融点の３０〜１００°Ｃ高めと
し、昇温速度はできるだけ遅くすることによってろう材
の均一な温度分布が得られるようにし、ろう接時におけ
るろう材の流れが均一となるようにする。さらに、ろう
材のぬれ性を高めるためにセラミックス軸２７に適宜の
ぬれ性改善処理例えば活性金属処理を施したり、反対に
ろう材浸透防止剤を用いたりしてろう付けの際のろう材
２２の流れをコントロールするようになすこともよく、
このようにしてろう材たまり部３゜内のろう材２２を前
記セラミックス軸２７の仕上軸直径ｄ、よりも内径側に
留めるようにする。
３０内のろう材２２を前記セラミックス軸２７の仕上軸
直径ｄ１よりも内径側に留めるようにするが、金属軸２
１側では仕上軸直径ｄ３よりも外径側にろう材２２がは
み出していても良い、このとき、ろう材２９をとくにセ
ラミックス軸２７の仕上軸直径ｄ、よりも内径側に留め
るようにするには、ろう付の際の加熱条件、セラミック
スのぬれ性、ろう材の供給量などを考慮するのがよく、
例えば加熱温度はろう材融点の３０〜１００°Ｃ高めと
し、昇温速度はできるだけ遅くすることによってろう材
の均一な温度分布が得られるようにし、ろう接時におけ
るろう材の流れが均一となるようにする。さらに、ろう
材のぬれ性を高めるためにセラミックス軸２７に適宜の
ぬれ性改善処理例えば活性金属処理を施したり、反対に
ろう材浸透防止剤を用いたりしてろう付けの際のろう材
２２の流れをコントロールするようになすこともよく、
このようにしてろう材たまり部３゜内のろう材２２を前
記セラミックス軸２７の仕上軸直径ｄ、よりも内径側に
留めるようにする。
このようにしてセラミックス軸２７と金属軸２１とをろ
う材２・２により接合したのち、仕上軸直径ｄ、、ｄ３
となるように砥石を用いてセラミックス軸２７および／
または金属軸２１に対する研削仕上加工を行う、このと
き、セラミックス軸２７の直径ｄ１からなる研削仕上面
はその接合端部側においてろう材２２と速比しておらず
、研削仕上面よりも内径側にろう材２２の先端があるた
め、砥石がろう材２２の部分すなわち金属の部分どセラ
ミックスの部分とを同時に研削するという事態を回避す
ることができ、セラミックス軸２７側を研摩する際にろ
う材２りを研摩することはなく、金属部分とセラミック
ス部分に対する砥石の研削抵抗の相違による振動の発生
を回避し、セラミックス軸２７に亀裂や割れなどの不具
合が生じるのを防ぐことができるようになり、金属部分
およびセラミックス部分に各々対応した研削条件で仕上
研摩を行えば良い、なお、ろう材２２が金属軸２１の研
削仕上面より外径側にまで流れたとしても、仕上研削時
には金属同士が濃化した研削面となるため、砥石に振動
を発生することはなく、良好に研削仕上が可能となる。
う材２・２により接合したのち、仕上軸直径ｄ、、ｄ３
となるように砥石を用いてセラミックス軸２７および／
または金属軸２１に対する研削仕上加工を行う、このと
き、セラミックス軸２７の直径ｄ１からなる研削仕上面
はその接合端部側においてろう材２２と速比しておらず
、研削仕上面よりも内径側にろう材２２の先端があるた
め、砥石がろう材２２の部分すなわち金属の部分どセラ
ミックスの部分とを同時に研削するという事態を回避す
ることができ、セラミックス軸２７側を研摩する際にろ
う材２りを研摩することはなく、金属部分とセラミック
ス部分に対する砥石の研削抵抗の相違による振動の発生
を回避し、セラミックス軸２７に亀裂や割れなどの不具
合が生じるのを防ぐことができるようになり、金属部分
およびセラミックス部分に各々対応した研削条件で仕上
研摩を行えば良い、なお、ろう材２２が金属軸２１の研
削仕上面より外径側にまで流れたとしても、仕上研削時
には金属同士が濃化した研削面となるため、砥石に振動
を発生することはなく、良好に研削仕上が可能となる。
上記第３図ないし第５図に示す場合には、ろう付後にセ
ラミックス軸２７および金属軸２１の両方に対して仕上
研摩を行う様子を示しているが、この発明では必ずしも
両方に対して仕上研削を行うものに限定されない、そし
て、セラミックス軸２７に対する仕上研摩を行う必要が
ない場合には、突き合わせ接合部分から流れ出たろう材
２２がとくにセラミックス軸２７偏においてろう材たま
り部３０内に留まり、セラミックス軸２７の外周面に流
れ出ないようにすることで、この発明の効果が°得られ
、金属軸２１側を仕上研摩して両軸２１．２７の同軸度
を出すようにすることも可能であり、この発明はこのよ
うな場合をも含むものである。
ラミックス軸２７および金属軸２１の両方に対して仕上
研摩を行う様子を示しているが、この発明では必ずしも
両方に対して仕上研削を行うものに限定されない、そし
て、セラミックス軸２７に対する仕上研摩を行う必要が
ない場合には、突き合わせ接合部分から流れ出たろう材
２２がとくにセラミックス軸２７偏においてろう材たま
り部３０内に留まり、セラミックス軸２７の外周面に流
れ出ないようにすることで、この発明の効果が°得られ
、金属軸２１側を仕上研摩して両軸２１．２７の同軸度
を出すようにすることも可能であり、この発明はこのよ
うな場合をも含むものである。
（実施例１）
第６図はこの発明の実施例１を示す図であって、ターボ
チャージャ用のインペラおよびタービン組立体を示す断
面図である０図において、２１は金属軸、２２は金属軸
２１の鍔部２１ｂ側に挿し込んだスラスト軸受用カラー
、２３は金属軸２１に嵌合した金属製インペラ、２４は
ワッシャ、２５は金属軸２１のおねじ部２１ａにねじ込
んだナツト、２６はセラミックス製タービンロータ、２
７はタービンロータ２６に一体成形したセラミックス軸
、２２はセラミックス軸２７と金属軸２１とをろうイ１
接合するろう材、３１はインペラ側軸受、３２はａ−夕
側軸受であって、第１図に示したインペラおよびタービ
ン組立体とほとんど同じ４”ｈ造である。
チャージャ用のインペラおよびタービン組立体を示す断
面図である０図において、２１は金属軸、２２は金属軸
２１の鍔部２１ｂ側に挿し込んだスラスト軸受用カラー
、２３は金属軸２１に嵌合した金属製インペラ、２４は
ワッシャ、２５は金属軸２１のおねじ部２１ａにねじ込
んだナツト、２６はセラミックス製タービンロータ、２
７はタービンロータ２６に一体成形したセラミックス軸
、２２はセラミックス軸２７と金属軸２１とをろうイ１
接合するろう材、３１はインペラ側軸受、３２はａ−夕
側軸受であって、第１図に示したインペラおよびタービ
ン組立体とほとんど同じ４”ｈ造である。
そして、この場合におけるセラミックス軸２７と金Ｊｉ
ｆｆ軸２１との接合は、第７図にも示すように、セラミ
ックス軸２７および金属軸２１の両方の接合端部を各々
当該セラミックス軸２７および金属軸２１の仕上軸直径
ｄ５よりも小径の直径ｄ６に形成してろう材たまり部３
０を設け、セラミックス軸２７と金属軸２１とをろう材
２２を介して接合した後の状態においてろう材たまり部
３０内のろう材２２を前記セラミックス軸２７の仕上軸
直径ｄ ｓよりも内径側に留めるようにし、その後、砥
石を用いてセラミックス軸２７を仕上軸直径ｄ５に仕上
げると共に、金属軸２１および場合によってはろう材２
２を同じく仕上軸直径ｄ５に仕上げ・る。
ｆｆ軸２１との接合は、第７図にも示すように、セラミ
ックス軸２７および金属軸２１の両方の接合端部を各々
当該セラミックス軸２７および金属軸２１の仕上軸直径
ｄ５よりも小径の直径ｄ６に形成してろう材たまり部３
０を設け、セラミックス軸２７と金属軸２１とをろう材
２２を介して接合した後の状態においてろう材たまり部
３０内のろう材２２を前記セラミックス軸２７の仕上軸
直径ｄ ｓよりも内径側に留めるようにし、その後、砥
石を用いてセラミックス軸２７を仕上軸直径ｄ５に仕上
げると共に、金属軸２１および場合によってはろう材２
２を同じく仕上軸直径ｄ５に仕上げ・る。
この研削仕上げにおいて、ろう材２２はセラミックス軸
２７の研削仕上面よりも内径側に留まっているため、セ
ラミックス軸２７を研削仕上するときにろう材２２を同
時に研削することはなく、セラミックス軸２７側に流れ
たろう材２２は未加工のままとなる。他方、金属軸２１
側に流れたろう材２２は金属軸２１の研削仕上面より内
径側に留まっそいる必要はなく、たとえ研削仕上面より
も外径側にまで流れたとしても金属に対する砥石の研削
条件は類似していてセラミ−２クスとの間はど大きな隔
たりはないため、金属軸２１の研削と同時にろう材２２
の研削をも著しく良好に行うことができる。また、ろう
材２２は金属軸２１およびセラミックス軸２７の表面に
治って流れるため、ろう材２２の表面はくぼんだ状態と
なって凝固している。
２７の研削仕上面よりも内径側に留まっているため、セ
ラミックス軸２７を研削仕上するときにろう材２２を同
時に研削することはなく、セラミックス軸２７側に流れ
たろう材２２は未加工のままとなる。他方、金属軸２１
側に流れたろう材２２は金属軸２１の研削仕上面より内
径側に留まっそいる必要はなく、たとえ研削仕上面より
も外径側にまで流れたとしても金属に対する砥石の研削
条件は類似していてセラミ−２クスとの間はど大きな隔
たりはないため、金属軸２１の研削と同時にろう材２２
の研削をも著しく良好に行うことができる。また、ろう
材２２は金属軸２１およびセラミックス軸２７の表面に
治って流れるため、ろう材２２の表面はくぼんだ状態と
なって凝固している。
なお、この実施例１の場合には、セラミックス軸２７の
全体を研削仕」二げしているが、軸受３１．３２の部分
のみを研削仕上げし、軸受３１と３２との間および軸受
３２とタービンロータ２６との間の部分は未研摩の状態
としておいても良い。
全体を研削仕」二げしているが、軸受３１．３２の部分
のみを研削仕上げし、軸受３１と３２との間および軸受
３２とタービンロータ２６との間の部分は未研摩の状態
としておいても良い。
（実施例２）
第８図はこの発明の実施例２を示す図であって、この場
合もターボチャージャ川のインペラおよびタービン組立
体を示す断面図であり、第６図と対応する部分に同一符
号をイ・ｊしである。第８図に示す場合には、接合強度
の向」二をはかるために、接合位置を軸受３１，３２と
の嵌合に拘束されない個所、すなわちロータ側軸受３２
とタービンロータ２６との間に設け、突き合わせ接合部
の面積を拡大するようにした場合を示している。そして
、この場合にも、第７図に示したと同様に、第９図に示
すように、セラミックス軸２７および金属軸２１のフラ
ンジ部２１ｂの両方の接合端部を各々当該セラミックス
軸２７および金属軸フランジ部２１ｂの仕上軸直径ｄ７
よりも小径の直径ｄ８に形成してろう材たまり部３０を
設け、セラミックス軸２７と金属軸フランジ部２１ａと
をろう材２夕を介して接合した後の状態においてろう材
たまり部５０内のろう材２２を前記セラミックス軸２７
の仕上軸直径ｄ７よりも内径側に留めるようにし、その
後砥石を用いて仕上軸直径ｄ７に仕上げるようにしてい
る。
合もターボチャージャ川のインペラおよびタービン組立
体を示す断面図であり、第６図と対応する部分に同一符
号をイ・ｊしである。第８図に示す場合には、接合強度
の向」二をはかるために、接合位置を軸受３１，３２と
の嵌合に拘束されない個所、すなわちロータ側軸受３２
とタービンロータ２６との間に設け、突き合わせ接合部
の面積を拡大するようにした場合を示している。そして
、この場合にも、第７図に示したと同様に、第９図に示
すように、セラミックス軸２７および金属軸２１のフラ
ンジ部２１ｂの両方の接合端部を各々当該セラミックス
軸２７および金属軸フランジ部２１ｂの仕上軸直径ｄ７
よりも小径の直径ｄ８に形成してろう材たまり部３０を
設け、セラミックス軸２７と金属軸フランジ部２１ａと
をろう材２夕を介して接合した後の状態においてろう材
たまり部５０内のろう材２２を前記セラミックス軸２７
の仕上軸直径ｄ７よりも内径側に留めるようにし、その
後砥石を用いて仕上軸直径ｄ７に仕上げるようにしてい
る。
このようにしたときでも、セラミックス軸２７を研削仕
上するときに、ろう材２２は研削仕上面より内径側に留
まっているため、このろう材２２を同時−に研削するこ
とがなく、セラミックス軸２７側に流れているろう材２
２は未加工のままとなり、研削時に砥石に異常な振動が
生じてセラミックス軸２７に亀裂や割れ等の不具合をひ
きおこすおそれが全くなくなる。また、この実施例の場
合には金属軸２１の部分が長くなるため、タービン・イ
ンペラ組立体の軸部は靭性にすぐれた金属から構成され
ることとなるので、高速回転時の振動等に対しては性能
が向」−シ、軸径を小さくすることも可能となる利点が
ある。
上するときに、ろう材２２は研削仕上面より内径側に留
まっているため、このろう材２２を同時−に研削するこ
とがなく、セラミックス軸２７側に流れているろう材２
２は未加工のままとなり、研削時に砥石に異常な振動が
生じてセラミックス軸２７に亀裂や割れ等の不具合をひ
きおこすおそれが全くなくなる。また、この実施例の場
合には金属軸２１の部分が長くなるため、タービン・イ
ンペラ組立体の軸部は靭性にすぐれた金属から構成され
ることとなるので、高速回転時の振動等に対しては性能
が向」−シ、軸径を小さくすることも可能となる利点が
ある。
なお、接合部分は金属軸２１およびセラミックス軸２７
に対するろう材２９のぬれ性に応じて流れることにより
四部に形成されるので、この四部を遠心力によって軸受
ｆｌｊｌ滑油をはじ〈ＩＲとして利用することも可能と
なり、セラミックス軸に別個に溝を設ける加工を省略す
ることができる。
に対するろう材２９のぬれ性に応じて流れることにより
四部に形成されるので、この四部を遠心力によって軸受
ｆｌｊｌ滑油をはじ〈ＩＲとして利用することも可能と
なり、セラミックス軸に別個に溝を設ける加工を省略す
ることができる。
（発明の効果）
以上説明してきたように、この発明によれば、セラミッ
クス６１１と金属軸とを突き合わせてろう付する接合構
造において、少なくとも前記セラミックス軸または金属
軸の接合端部を当該セラミックス軸の仕上軸直径よりも
小径に形成してろう材たまり部を設け、前記ろう材たま
り部内のろう材を前記セラミックス軸の仕上軸直径より
も内径側に留めるようにしたから、セラミックス軸と金
属軸との接合を十分に高い強度でなすことが可能であり
、ろう材たまり部内のろう材はとくにセラミックス軸側
において当該セラミ・ンクス軸の仕上軸直径よりも内径
側に留めであるため、従来のようにろう材がセラミック
ス軸の外周面で凝固して、この凝固の際に生ずる収縮に
よってセラミックス軸に亀裂や割れ等の不具合を発生さ
せることもなくなり、ろう材を用いてセラミックス軸と
金属軸とを接合して接合後に当該接合部分を必要に応じ
て研削仕上加工するときでも、ろう材を含む金属部分と
セラミックス部分とが連続していないため、それぞれ金
属部分および／またはセラミックス部分に対する最適の
研削条件を選んで別々に研削仕上することが可能となり
、したがって従来のように金属部分とセラミックス部分
とを同時に研削する場合が生ずることによって砥石に異
常な振動が発生することもなく、したがってセラミック
ス軸に亀裂や割れなどの不具合が発生することもないと
いう著しく優れた効果を有し。
クス６１１と金属軸とを突き合わせてろう付する接合構
造において、少なくとも前記セラミックス軸または金属
軸の接合端部を当該セラミックス軸の仕上軸直径よりも
小径に形成してろう材たまり部を設け、前記ろう材たま
り部内のろう材を前記セラミックス軸の仕上軸直径より
も内径側に留めるようにしたから、セラミックス軸と金
属軸との接合を十分に高い強度でなすことが可能であり
、ろう材たまり部内のろう材はとくにセラミックス軸側
において当該セラミ・ンクス軸の仕上軸直径よりも内径
側に留めであるため、従来のようにろう材がセラミック
ス軸の外周面で凝固して、この凝固の際に生ずる収縮に
よってセラミックス軸に亀裂や割れ等の不具合を発生さ
せることもなくなり、ろう材を用いてセラミックス軸と
金属軸とを接合して接合後に当該接合部分を必要に応じ
て研削仕上加工するときでも、ろう材を含む金属部分と
セラミックス部分とが連続していないため、それぞれ金
属部分および／またはセラミックス部分に対する最適の
研削条件を選んで別々に研削仕上することが可能となり
、したがって従来のように金属部分とセラミックス部分
とを同時に研削する場合が生ずることによって砥石に異
常な振動が発生することもなく、したがってセラミック
ス軸に亀裂や割れなどの不具合が発生することもないと
いう著しく優れた効果を有し。
セラミックス軸と金属軸との接合をきわめて良好に行う
ことが可能である。
ことが可能である。
第１図は従来のセラミックス軸と金属軸との接合構造を
有するターボチャージャ用タービンロータ・インペラ組
立体の縦断面図、第２図は第１図の接合部分の拡大説明
図、第３図ないし第５図はこの発明の実施態様を示す各
々セラミックス軸と金属軸との接合部分の拡大説明図、
第６図はこの発明の実施例１によるセラミックス軸と金
属軸との接合構造を採用したターボチャージャ用タービ
ロータ・インペラ組立体の縦断面図、第７図は第６図の
接合部分の拡大説明図、第８図はこの発明の実施例２に
よるセラミックス軸と金属軸との接合構造を採用したタ
ーボチャージャ用タービンロータ・インペラ組立体の縦
断面図、第９図は第８図の接合部分の拡大説明図である
。 ２１・・・金属軸、 ２７・・・セラミックス軸、 ２２・・・ろう材、 ３０・・・ろう材たまり部。 代理人弁理士 小 ＩＭ 間 第１図 第２図 ２９ １１６１１ 第７Ｆ！Ｊ
有するターボチャージャ用タービンロータ・インペラ組
立体の縦断面図、第２図は第１図の接合部分の拡大説明
図、第３図ないし第５図はこの発明の実施態様を示す各
々セラミックス軸と金属軸との接合部分の拡大説明図、
第６図はこの発明の実施例１によるセラミックス軸と金
属軸との接合構造を採用したターボチャージャ用タービ
ロータ・インペラ組立体の縦断面図、第７図は第６図の
接合部分の拡大説明図、第８図はこの発明の実施例２に
よるセラミックス軸と金属軸との接合構造を採用したタ
ーボチャージャ用タービンロータ・インペラ組立体の縦
断面図、第９図は第８図の接合部分の拡大説明図である
。 ２１・・・金属軸、 ２７・・・セラミックス軸、 ２２・・・ろう材、 ３０・・・ろう材たまり部。 代理人弁理士 小 ＩＭ 間 第１図 第２図 ２９ １１６１１ 第７Ｆ！Ｊ
Claims (1)
- （１）セラミックス軸と金属軸とを突き合わせてろう付
する接合構造において、少なくとも前記セラミックス軸
または金属軸の接合端部を当該セラミックス軸の仕上軸
直径よりも小径に形成してろう材たまり部を設け、前記
ろう材たまり部内のろう材を前記セラミックス軸の仕上
軸直径よりも内径側に留めたことを特徴とするセラミッ
クス軸と金属軸との接合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18597783A JPS6082267A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | セラミツクス軸と金属軸との接合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18597783A JPS6082267A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | セラミツクス軸と金属軸との接合構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082267A true JPS6082267A (ja) | 1985-05-10 |
Family
ID=16180186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18597783A Pending JPS6082267A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | セラミツクス軸と金属軸との接合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6082267A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6278168A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-10 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミツク―金属複合体の構造 |
| JPS63139077A (ja) * | 1986-12-02 | 1988-06-10 | 工業技術院長 | 熱膨張係数の異なる異種材料の接合法 |
| US4798320A (en) * | 1985-09-20 | 1989-01-17 | Allied-Signal Inc. | Ceramic-metal brazed joint for turbochargers |
| EP0311428A1 (en) * | 1987-10-07 | 1989-04-12 | Norton Company | Thermally stable joints between materials with different thermal expansion coefficients |
| US4959258A (en) * | 1987-12-28 | 1990-09-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Joined metal-ceramic assembly method of preparing the same |
| US4988034A (en) * | 1987-12-25 | 1991-01-29 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Mechanical part having ceramic and metal sections soldered together and method of producing same |
| US5076484A (en) * | 1990-03-29 | 1991-12-31 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Joining structure of a turbine rotor |
| US5161908A (en) * | 1987-04-06 | 1992-11-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Joined structure comprising members of different coefficients of thermal expansion and joining method thereof |
| US5163770A (en) * | 1985-12-11 | 1992-11-17 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of bonding members having different coefficients of thermal expansion |
| US5351874A (en) * | 1990-07-06 | 1994-10-04 | Hoechst Ceramtec Ag | Method of joining a ceramic component to a metal component |
| EP0856881A2 (en) * | 1997-01-29 | 1998-08-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Joint structure of metal member and ceramic member and method of producing the same |
| JP2006117493A (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Kyocera Corp | セラミック部材と金属部材との接合構造 |
-
1983
- 1983-10-06 JP JP18597783A patent/JPS6082267A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4798320A (en) * | 1985-09-20 | 1989-01-17 | Allied-Signal Inc. | Ceramic-metal brazed joint for turbochargers |
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| JPH0456794B2 (ja) * | 1985-09-30 | 1992-09-09 | Ngk Spark Plug Co | |
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| EP0856881A2 (en) * | 1997-01-29 | 1998-08-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Joint structure of metal member and ceramic member and method of producing the same |
| EP0856881A3 (en) * | 1997-01-29 | 1999-10-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Joint structure of metal member and ceramic member and method of producing the same |
| US6057513A (en) * | 1997-01-29 | 2000-05-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Joint structure of metal member and ceramic member and method of producing the same |
| JP2006117493A (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Kyocera Corp | セラミック部材と金属部材との接合構造 |
| 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 |
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