JPS62121900A - セラミツクタ−ボホイ−ルの製造方法 - Google Patents
セラミツクタ−ボホイ−ルの製造方法Info
- Publication number
- JPS62121900A JPS62121900A JP26078785A JP26078785A JPS62121900A JP S62121900 A JPS62121900 A JP S62121900A JP 26078785 A JP26078785 A JP 26078785A JP 26078785 A JP26078785 A JP 26078785A JP S62121900 A JPS62121900 A JP S62121900A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- molded body
- wheel
- manufacturing
- rotary shaft
- Prior art date
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- Pending
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (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］
本発明は、セラミックターボホイールの製造方法の改良
に関する。
に関する。
［従来の技術］
従来のセラミックターボホイールの’Ａ ５’Ｍ方法の
１つとして、射出成形法が採用されている。この場合翼
車のハブ部と羽根部は一体物として成形するため金型の
羽根部を形成するスライドコアの構造が複雑であり、金
型製作に多くのコストと時間を要する。又形状や肉厚差
によって脱脂時に内部亀裂や表面亀裂が発生するといっ
た問題がある。
１つとして、射出成形法が採用されている。この場合翼
車のハブ部と羽根部は一体物として成形するため金型の
羽根部を形成するスライドコアの構造が複雑であり、金
型製作に多くのコストと時間を要する。又形状や肉厚差
によって脱脂時に内部亀裂や表面亀裂が発生するといっ
た問題がある。
又従来の他のセラミックターボホイールの製造方法とし
ては、第５図に示すように、円筒状のセンタ穴１１を有
し円錐台状のハブ部１２と該ハブ部１２の回りに設けら
れた複数の羽根１３とを持つ翼車成形体１０と、棒状の
回転軸成形体１４と、をそれぞれ別にセラミック焼結体
により形成した後、該センタ穴１１に該回転軸成形体１
４を嵌挿し両者を接合することを特徴とする方法が知ら
れている（特開昭５８−９３９９３号公報）。この場合
においても射出成形等により成形された各成形体は比較
的肉厚のため脱脂に多くの時間を要したり、脱脂時に内
部亀裂や表面破裂が発生するという問題は依然として残
る。
ては、第５図に示すように、円筒状のセンタ穴１１を有
し円錐台状のハブ部１２と該ハブ部１２の回りに設けら
れた複数の羽根１３とを持つ翼車成形体１０と、棒状の
回転軸成形体１４と、をそれぞれ別にセラミック焼結体
により形成した後、該センタ穴１１に該回転軸成形体１
４を嵌挿し両者を接合することを特徴とする方法が知ら
れている（特開昭５８−９３９９３号公報）。この場合
においても射出成形等により成形された各成形体は比較
的肉厚のため脱脂に多くの時間を要したり、脱脂時に内
部亀裂や表面破裂が発生するという問題は依然として残
る。
なおディーゼルエンジンの燃焼副室部材の製造方法とし
て、セラミックス原料粉末、焼結助剤等を混練してシー
トを形成し、発熱電線を介在させて複数のシートを積層
し、形状修正の工程を経て焼成結合して成る方法が知ら
れている（特開昭５９−１０７２９）。しかしこの方法
は、ディーゼルエンジンの燃焼副室部材の製造方法であ
り、セラミックターボホイールの製造方法でないし、ま
た該燃焼副室部材は発熱ｉ！線を有するが該セラミック
ターボホイールは該発熱電線を有しないので、その製造
工程が相違しかつ該セラミックで製造される物の構成も
全く異なる。従ってこの両製造方法は木質的に異質のも
のである。
て、セラミックス原料粉末、焼結助剤等を混練してシー
トを形成し、発熱電線を介在させて複数のシートを積層
し、形状修正の工程を経て焼成結合して成る方法が知ら
れている（特開昭５９−１０７２９）。しかしこの方法
は、ディーゼルエンジンの燃焼副室部材の製造方法であ
り、セラミックターボホイールの製造方法でないし、ま
た該燃焼副室部材は発熱ｉ！線を有するが該セラミック
ターボホイールは該発熱電線を有しないので、その製造
工程が相違しかつ該セラミックで製造される物の構成も
全く異なる。従ってこの両製造方法は木質的に異質のも
のである。
［発明が解決しようとする問題点１
本発明は、上記欠点を克服するものであり、亀裂の発生
が抑制され、かつ長時間の脱脂を必要としないセラミッ
クターボホイールの製造方法を提供することを目的とす
る。
が抑制され、かつ長時間の脱脂を必要としないセラミッ
クターボホイールの製造方法を提供することを目的とす
る。
［問題点を解決するための手段］
本発明のセラミックターボホイールの製造方法の第１工
程は、セラミックシート成形体および回転軸成形体を別
々に形成する工程である。
程は、セラミックシート成形体および回転軸成形体を別
々に形成する工程である。
該セラミックシート成形体および該回転軸成形該脱脂体
又は該仮焼体等を焼成させた焼成体である。この場合の
脱脂、仮焼又は焼成の各条件は、通常用いられる公知の
条件を用いることができる、。
又は該仮焼体等を焼成させた焼成体である。この場合の
脱脂、仮焼又は焼成の各条件は、通常用いられる公知の
条件を用いることができる、。
上記セラミックシート成形体は、セラミック粉末と有機
バインダからなる混線物をシート状にし、打ち抜きによ
って所定形状とし、次いで所定条件で加熱して製作する
ことができる。又この場合このセラミックシート成形体
は位置決め穴である、断面が非真円形のセンタ穴を有す
る。該セラミックシート成形体の厚さは、羽根およびハ
ブ部の形状によづて必ずしも一定である必要はないが、
該ｊγさが大きいと該シート間の段差により寸法精度は
維持されないので、０．１〜２ｍｌ１ｌ程度が望ましい
。
バインダからなる混線物をシート状にし、打ち抜きによ
って所定形状とし、次いで所定条件で加熱して製作する
ことができる。又この場合このセラミックシート成形体
は位置決め穴である、断面が非真円形のセンタ穴を有す
る。該セラミックシート成形体の厚さは、羽根およびハ
ブ部の形状によづて必ずしも一定である必要はないが、
該ｊγさが大きいと該シート間の段差により寸法精度は
維持されないので、０．１〜２ｍｌ１ｌ程度が望ましい
。
上記回転軸成形体は、まず射出成形法、スリップキャス
ティング法、ラバープレス法等によって成形し、次いで
バインダー等を削除すること等のために所定条件下で加
熱して作製するものであり、上記セラミックシート成形
体をＷＪ層できる位置決め形状を有するものである。
ティング法、ラバープレス法等によって成形し、次いで
バインダー等を削除すること等のために所定条件下で加
熱して作製するものであり、上記セラミックシート成形
体をＷＪ層できる位置決め形状を有するものである。
上記セラミック材料としては、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）
、炭化珪素（Ｓ ｉ Ｃ） 、サイアロン（ＳＩＡＬＯ
Ｎ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、アルミナ（△１２０：
＋）、ムライト等の高温構造用材料が好ましい。
、炭化珪素（Ｓ ｉ Ｃ） 、サイアロン（ＳＩＡＬＯ
Ｎ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、アルミナ（△１２０：
＋）、ムライト等の高温構造用材料が好ましい。
上記第３工程の焼成時の一体化は通常行なわれる公知の
焼成条件により行なうことができ、又母材と同素材のセ
ラミック粉末や接着剤を介して行なうこともできる。
焼成条件により行なうことができ、又母材と同素材のセ
ラミック粉末や接着剤を介して行なうこともできる。
［発明の効果］
本発明のセラミックターボホイールの製造方法は、所定
形状の翼車を、このセンタ穴を横切る方向に輪切りにし
た形状をもつ多数のセラミックシート成形体を得る工程
を有し、かつ該セラミックシート成形体および回転軸成
形体は各々脱脂体、仮焼体又は焼結体であることを特徴
としている。
形状の翼車を、このセンタ穴を横切る方向に輪切りにし
た形状をもつ多数のセラミックシート成形体を得る工程
を有し、かつ該セラミックシート成形体および回転軸成
形体は各々脱脂体、仮焼体又は焼結体であることを特徴
としている。
従って本製造方法においては、射出成形により一体物を
作ったり、又は翼車成形体と回転軸成形体を別製品とし
て作製し両者を接合するという製造方法において問題と
なるセラミックターボホイールの亀裂の発生を抑１ｉ１
することができ、かつ長時間の脱脂を必要としない。
作ったり、又は翼車成形体と回転軸成形体を別製品とし
て作製し両者を接合するという製造方法において問題と
なるセラミックターボホイールの亀裂の発生を抑１ｉ１
することができ、かつ長時間の脱脂を必要としない。
本製造方法によれば、断面が非真円形のセンタ穴を有す
るハブ部を持つセラミックシート成形体および該センタ
穴と型対称な断面が非真円形の係合部をもつ回転軸成形
体を用いるので、位回決めが容易となり、そのために位
置精度が向上し高品質なセラミックターボホイールを容
易に製造できる。
るハブ部を持つセラミックシート成形体および該センタ
穴と型対称な断面が非真円形の係合部をもつ回転軸成形
体を用いるので、位回決めが容易となり、そのために位
置精度が向上し高品質なセラミックターボホイールを容
易に製造できる。
本製造方法により製造されるセラミックターボホイール
においては、羽根部のエツジ部が段差となっているため
、空力特性を悪化させることなく、耐チッピング性（異
物の耐衝突性）が向上する。
においては、羽根部のエツジ部が段差となっているため
、空力特性を悪化させることなく、耐チッピング性（異
物の耐衝突性）が向上する。
更に本製造方法によれば、耐チッピング性を向上するた
めに、例えば表面コーティング等を施す際上記段差を利
用することにより被覆層との界面強度を向上させること
ができる。
めに、例えば表面コーティング等を施す際上記段差を利
用することにより被覆層との界面強度を向上させること
ができる。
［実施例］
以下、実施例により本発明を説明する。
≠
窒化珪素と酸化物助剤（スビ與ル）とからなるセラミッ
ク粉末９５部に対し、有機バインダ５部を添加し混練す
る。これをロールにて０．２１１１１のシート状に成形
した。次に第３図に示づように断面が非真円形のセンタ
穴１を有し円錐台状のハブ部２と該ハブ部２の回りに設
けられた複数個の羽根３を翼車４を、該センタ穴１を横
切る方向に輪切りにした形状をもつ多数の加熱前セラミ
ックシート成形体を、打ら汰きにより作成した。
ク粉末９５部に対し、有機バインダ５部を添加し混練す
る。これをロールにて０．２１１１１のシート状に成形
した。次に第３図に示づように断面が非真円形のセンタ
穴１を有し円錐台状のハブ部２と該ハブ部２の回りに設
けられた複数個の羽根３を翼車４を、該センタ穴１を横
切る方向に輪切りにした形状をもつ多数の加熱前セラミ
ックシート成形体を、打ら汰きにより作成した。
−力筒３図に示すように該センタ穴１と型対称な断面が
非真円形の係合部をもつ加熱前回転軸成形体を、ラバー
プレスした丸棒から機械加工によって作成した。
非真円形の係合部をもつ加熱前回転軸成形体を、ラバー
プレスした丸棒から機械加工によって作成した。
次に該加熱前セラミックシート成形体および該加熱前回
転軸成形体を、４００℃で１時間脱脂し、この脱脂後１
２００℃で４時間仮焼して、第１図に示すセラミックシ
ート成形体２および第２図に示す回転軸成形体４を作成
した。なお該セラミックシート成形体２の中央には位置
決め用の非真円形の穴１を有する。また該回転軸成形体
４には位置決め用の非真円形の係合部３を、また積層時
の該シート成形体２の落下を防止する等のための長径平
板部５を有する。
転軸成形体を、４００℃で１時間脱脂し、この脱脂後１
２００℃で４時間仮焼して、第１図に示すセラミックシ
ート成形体２および第２図に示す回転軸成形体４を作成
した。なお該セラミックシート成形体２の中央には位置
決め用の非真円形の穴１を有する。また該回転軸成形体
４には位置決め用の非真円形の係合部３を、また積層時
の該シート成形体２の落下を防止する等のための長径平
板部５を有する。
これらを第３図に示すように順次８！ｉ層し、その後窒
素雰囲気中１７５０℃で４時間焼成して一体化して、第
４図に示すようなセラミックターボホイール６を製造し
た。このセラミックターボホイール６は、ハブ部６１と
羽根部６２と回転軸部６３とから成り、該ハブ部６１と
該回転軸部６３とは一体的に接合されている。
素雰囲気中１７５０℃で４時間焼成して一体化して、第
４図に示すようなセラミックターボホイール６を製造し
た。このセラミックターボホイール６は、ハブ部６１と
羽根部６２と回転軸部６３とから成り、該ハブ部６１と
該回転軸部６３とは一体的に接合されている。
上記焼成体の外周端をダイヤモンド砥石により加工し所
定形状とした後アッシー化した。これを用いて９００℃
のホットスピンテストを行なった結果、１０本中全ｒ１
８０．ＯＯＯｒＤｍでも破損しなかった。
定形状とした後アッシー化した。これを用いて９００℃
のホットスピンテストを行なった結果、１０本中全ｒ１
８０．ＯＯＯｒＤｍでも破損しなかった。
【図面の簡単な説明】
第１図は本実施例に用いられるセラミックシート成形体
の平面図である。第２図は本実施例に用いられる回転軸
成形体の斜視図である。第３図は第２図に示す回転軸成
形体の係合部に多数の、第１図に示すセラミツクシー１
〜成形体を翼車形状に嵌挿積層した状態を示す断面図で
ある。 第４図は本実施例により製造されたセラミックターボホ
イールの断面図である。第５図は従来の、翼車成形体の
センタ穴に回転軸成形体を嵌挿せんとする状態を示す断
面図である。 １・・・センタ穴 ２・・・セラミックシート成形体 ３・・・回転軸成形体の係合部 ４・・・回転軸成形体 ５・・・回転軸成形体の長径平板部 ６・・・セラミックターボホイール ６１・・・セラミックターボホイールのハブ部６２・・
・セラミックターボホイールの羽根部６３・・・セラミ
ックターボホイールの回転軸部１０・・・従来の翼車成
形体 １１・・・センタ穴 １２・・・■車成形体のハブ部 １３・・・羽根 １４・・・従来の回転軸成形体 特許出願人 トヨタ自動車株式会社代理人
弁理士 大川 宏 同 弁理士 丸山明夫 手続補正ｌ（方式） ５゜昭和６１年８月
ｌｑ日 １４訂庁長官 宇 賀 道 部 殿１、事件
の表示 ６゜昭和６０
年特許願第２６０７８７号 ２、発明の名称 セラミックターボホイールの製造方法 ７゜３、補
正をする者 事件との関係 特許出願人 愛知県豊田市トヨタ町１番地 （３２０）ｔ−ヨタ自動車株式会社 代表者 松 本 清 ４、代理人 〒４５０愛知県名古屋市中村区名駅３ 丁目３番の４ 児玉ビル（電話＜０５２＞５８３−９７２０）補正命令
の日付 昭和６１年２月５日 （発送日 昭和６１年２月２５日） 補正の対象 特許請求の範囲の欄 （項目を正確に記載したもの） 補正の内容 明細書の第１頁の第３行目（「セラミックターボホイー
ルの製造方法」）と４行目（「（１）断面が非真円形の
センタ穴を有し円錐台状」）の間に［２、特許請求の範
囲」を１行挿入します。
の平面図である。第２図は本実施例に用いられる回転軸
成形体の斜視図である。第３図は第２図に示す回転軸成
形体の係合部に多数の、第１図に示すセラミツクシー１
〜成形体を翼車形状に嵌挿積層した状態を示す断面図で
ある。 第４図は本実施例により製造されたセラミックターボホ
イールの断面図である。第５図は従来の、翼車成形体の
センタ穴に回転軸成形体を嵌挿せんとする状態を示す断
面図である。 １・・・センタ穴 ２・・・セラミックシート成形体 ３・・・回転軸成形体の係合部 ４・・・回転軸成形体 ５・・・回転軸成形体の長径平板部 ６・・・セラミックターボホイール ６１・・・セラミックターボホイールのハブ部６２・・
・セラミックターボホイールの羽根部６３・・・セラミ
ックターボホイールの回転軸部１０・・・従来の翼車成
形体 １１・・・センタ穴 １２・・・■車成形体のハブ部 １３・・・羽根 １４・・・従来の回転軸成形体 特許出願人 トヨタ自動車株式会社代理人
弁理士 大川 宏 同 弁理士 丸山明夫 手続補正ｌ（方式） ５゜昭和６１年８月
ｌｑ日 １４訂庁長官 宇 賀 道 部 殿１、事件
の表示 ６゜昭和６０
年特許願第２６０７８７号 ２、発明の名称 セラミックターボホイールの製造方法 ７゜３、補
正をする者 事件との関係 特許出願人 愛知県豊田市トヨタ町１番地 （３２０）ｔ−ヨタ自動車株式会社 代表者 松 本 清 ４、代理人 〒４５０愛知県名古屋市中村区名駅３ 丁目３番の４ 児玉ビル（電話＜０５２＞５８３−９７２０）補正命令
の日付 昭和６１年２月５日 （発送日 昭和６１年２月２５日） 補正の対象 特許請求の範囲の欄 （項目を正確に記載したもの） 補正の内容 明細書の第１頁の第３行目（「セラミックターボホイー
ルの製造方法」）と４行目（「（１）断面が非真円形の
センタ穴を有し円錐台状」）の間に［２、特許請求の範
囲」を１行挿入します。
Claims (2)
- （１）断面が非真円形のセンタ穴を有し円錐台状のハブ
部と該ハブ部の回りに設けられた複数個の羽根とを有す
る翼車を、該センタ穴を横切る方向に輪切りにした形状
をもつ多数のセラミックシート加熱成形体、および該セ
ンタ穴と型対称な断面が非真円形の係合部をもつ回転軸
加熱成形体を別々に形成し、 該セラミックシート成形体および該回転軸成形体は、各
々脱脂体、仮焼体又は焼成体である第１工程と、 該回転軸成形体の該係合部に多数の該セラミックシート
成形体を該翼車形状に嵌挿積層する第２工程と、 嵌挿積層された該セラミックシート成形体と該回転軸成
形体とを焼成して一体的に接合する第３工程と、からな
ることを特徴とするセラミックターボホイールの製造方
法。 - （２）セラミックシート成形体は、シート状セラミック
成形体を所定形状に打抜き、次いで加熱することによっ
て形成される特許請求の範囲第１項記載のセラミックタ
ーボホイールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26078785A JPS62121900A (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | セラミツクタ−ボホイ−ルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26078785A JPS62121900A (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | セラミツクタ−ボホイ−ルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62121900A true JPS62121900A (ja) | 1987-06-03 |
Family
ID=17352728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26078785A Pending JPS62121900A (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | セラミツクタ−ボホイ−ルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62121900A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007208592A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Sanyo Electric Co Ltd | スピーカユニット |
| CN104985405A (zh) * | 2015-08-02 | 2015-10-21 | 衢州市易凡设计有限公司 | 一种淬火同时进行烧结的螺杆轴的加工方法 |
| CN106015089A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-10-12 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种适合螺纹连接的离心压气机叶轮结构 |
| CN108700083A (zh) * | 2016-03-03 | 2018-10-23 | 株式会社Ihi | 旋转机械 |
-
1985
- 1985-11-20 JP JP26078785A patent/JPS62121900A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007208592A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Sanyo Electric Co Ltd | スピーカユニット |
| CN104985405A (zh) * | 2015-08-02 | 2015-10-21 | 衢州市易凡设计有限公司 | 一种淬火同时进行烧结的螺杆轴的加工方法 |
| CN108700083A (zh) * | 2016-03-03 | 2018-10-23 | 株式会社Ihi | 旋转机械 |
| CN108700083B (zh) * | 2016-03-03 | 2020-06-02 | 株式会社Ihi | 旋转机械 |
| US10975878B2 (en) | 2016-03-03 | 2021-04-13 | Ihi Corporation | Rotary machine |
| CN106015089A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-10-12 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种适合螺纹连接的离心压气机叶轮结构 |
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