JPS6270275A - セラミツク製回転体と金属製回転軸との接合方法 - Google Patents
セラミツク製回転体と金属製回転軸との接合方法Info
- Publication number
- JPS6270275A JPS6270275A JP60210084A JP21008485A JPS6270275A JP S6270275 A JPS6270275 A JP S6270275A JP 60210084 A JP60210084 A JP 60210084A JP 21008485 A JP21008485 A JP 21008485A JP S6270275 A JPS6270275 A JP S6270275A
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- JP
- Japan
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- shaft
- sleeve
- rotating body
- rotating
- ceramic
- Prior art date
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- Pending
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、ターボチャージャにおけるセラミック製ター
ビンホイール等のセラミック製回転体と金属製回転軸と
の接合方法に関する。
ビンホイール等のセラミック製回転体と金属製回転軸と
の接合方法に関する。
（従来の技術〉
従来、特開昭５９−７８９８２号公報により、セラミッ
ク製回転体と金属製回転軸とを、該回転軸の端部の嵌合
孔に該回転体の軸部を嵌合状態でろう付けして接合する
ようにしたものは知られる。
ク製回転体と金属製回転軸とを、該回転軸の端部の嵌合
孔に該回転体の軸部を嵌合状態でろう付けして接合する
ようにしたものは知られる。
（発明が解決しようとする問題点）
金属製回転軸には、その強度アップのため焼入れ等の熱
処理を施すが、上記従来技術のようにろう付けで回転体
と回転軸とを接合すると、ろう付けの際の熱影響により
回転軸の強度が低下する問題がある。
処理を施すが、上記従来技術のようにろう付けで回転体
と回転軸とを接合すると、ろう付けの際の熱影響により
回転軸の強度が低下する問題がある。
（問題点を解決するための手段）
本発明では、上記問題点を解決すべく、セラミック製回
転体と金属製回転軸とを、該回転軸の端部に該回転体の
軸部を嵌合状態でろう付けして接合する方法において、
該回転軸を軸本体と、該回転体の細部を嵌合する金属製
スリープとに分離構成し、該スリープに該回転体の軸部
を嵌合してろう付けし、次いで該スリープと該軸本体と
を電子ビーム溶接により結合する。
転体と金属製回転軸とを、該回転軸の端部に該回転体の
軸部を嵌合状態でろう付けして接合する方法において、
該回転軸を軸本体と、該回転体の細部を嵌合する金属製
スリープとに分離構成し、該スリープに該回転体の軸部
を嵌合してろう付けし、次いで該スリープと該軸本体と
を電子ビーム溶接により結合する。
（作用）
セラミック製回転体と金属製スリープとをろう付けした
後、該スリープに軸本体を電子ビーム溶接するため、ろ
う付けの際の熱影響で軸本体の強度が低下するといった
問題は生じず、而も電子ビーム溶接は局所入熱量が高く
、溶接時の熱による軸本体への悪影響や、回転体とスリ
ープとのろう付は部分への悪影響は生じず、かくて軸本
体の強度を低下させず、セラミック製回転体と金属製回
転軸とを強固に接合できる。
後、該スリープに軸本体を電子ビーム溶接するため、ろ
う付けの際の熱影響で軸本体の強度が低下するといった
問題は生じず、而も電子ビーム溶接は局所入熱量が高く
、溶接時の熱による軸本体への悪影響や、回転体とスリ
ープとのろう付は部分への悪影響は生じず、かくて軸本
体の強度を低下させず、セラミック製回転体と金属製回
転軸とを強固に接合できる。
（実施例）
第１図及び第２図を参照して、（１）は窒化硅素等のセ
ラミックで成形したターボチャージャ用のタービンホイ
ールから成るセラミック製回転体、［２１は該回転体（
１）と図示しないコンプレッサホイールとを連結する金
属製の回転軸を示し、該回転軸（２）を軸本体（３）と
、該回転体（１）の細部（１ａ）を嵌合する金属製スリ
ープ（４）とに分離構成し、該スリープ（４）に該細部
（１＆）を嵌合してろう付けし、次いで該スリープ（４
）と該軸本体（３）とを電子ビーム溶接により結着する
ものとした。
ラミックで成形したターボチャージャ用のタービンホイ
ールから成るセラミック製回転体、［２１は該回転体（
１）と図示しないコンプレッサホイールとを連結する金
属製の回転軸を示し、該回転軸（２）を軸本体（３）と
、該回転体（１）の細部（１ａ）を嵌合する金属製スリ
ープ（４）とに分離構成し、該スリープ（４）に該細部
（１＆）を嵌合してろう付けし、次いで該スリープ（４
）と該軸本体（３）とを電子ビーム溶接により結着する
ものとした。
これを更に詳述するに、該軸本体（１ａ）は、一端の大
径結合部（３ａ）と他端のフンプレツサホイール締付ね
じ部（３ｂ）とを有すもので、その材質はＯｒ −Ｍ
ｏ鋼とし、８００〜９５０℃、１〜２時間の浸炭焼入れ
又は高周波焼入れ処理後、１６０”（，１〜２時間の焼
戻し処理を施したものを用いる。尚、浸炭焼入れに際し
ては、該結合部（３ａ）と該ねじ部（３ｂ）とに防炭処
理を施す。
径結合部（３ａ）と他端のフンプレツサホイール締付ね
じ部（３ｂ）とを有すもので、その材質はＯｒ −Ｍ
ｏ鋼とし、８００〜９５０℃、１〜２時間の浸炭焼入れ
又は高周波焼入れ処理後、１６０”（，１〜２時間の焼
戻し処理を施したものを用いる。尚、浸炭焼入れに際し
ては、該結合部（３ａ）と該ねじ部（３ｂ）とに防炭処
理を施す。
又、前記スリープ（４）は、前記軸部（１ａ）を嵌合す
る比較的小径の穴部（４＆）と、前記結合部（３ａ）を
嵌合する比較的大径の穴部（４ｂ）とから成る段付穴を
有するもので、その材質はＮｉ−０ｒ、Ｎｉ−１Ｆｅ−
Ｏｒ系の耐熱合金とし、１０００〜１２００℃、１５〜
２時間の溶体化処理を施したものを用いる。
る比較的小径の穴部（４＆）と、前記結合部（３ａ）を
嵌合する比較的大径の穴部（４ｂ）とから成る段付穴を
有するもので、その材質はＮｉ−０ｒ、Ｎｉ−１Ｆｅ−
Ｏｒ系の耐熱合金とし、１０００〜１２００℃、１５〜
２時間の溶体化処理を施したものを用いる。
そして、先ず該スリープ（４）の小径穴部（４ａ）にセ
ラミック製回転体（１）の細部（１ａ）をろう材を介し
て嵌合し、９００℃でろう付けを行い、その後５００〜
９００’Ｃ，５〜１０時間の時効処理を施す。
ラミック製回転体（１）の細部（１ａ）をろう材を介し
て嵌合し、９００℃でろう付けを行い、その後５００〜
９００’Ｃ，５〜１０時間の時効処理を施す。
次に、該スリープ（４）の大径穴部（４ａ）の内周面と
、軸本体（３）の前記結合部（３＆）の外周面とを機械
加工により仕上げ、該結合部（３＆）を該穴部（４＆）
に焼嵌めし、該穴部（４＆）の内周面と該結合部（３ａ
）の外周面とを溶接面（５）としてこれに出力０．１５
〜２ＫＷの電子ビームを軸方向から入射し、該スリープ
（４）と該軸本体（３）とを溶接結合する。
、軸本体（３）の前記結合部（３＆）の外周面とを機械
加工により仕上げ、該結合部（３＆）を該穴部（４＆）
に焼嵌めし、該穴部（４＆）の内周面と該結合部（３ａ
）の外周面とを溶接面（５）としてこれに出力０．１５
〜２ＫＷの電子ビームを軸方向から入射し、該スリープ
（４）と該軸本体（３）とを溶接結合する。
尚、この場合該溶接面（５）と前記回転体（１）の軸ｇ
（１ａ＞外周面との径方向距離！、は、セラミックから
成る核軸部（１ａ）の熱衝撃による損傷を防止する上で
１価以上とすることが好ましい。
（１ａ＞外周面との径方向距離！、は、セラミックから
成る核軸部（１ａ）の熱衝撃による損傷を防止する上で
１価以上とすることが好ましい。
電子ビーム溶接後、残留応力除去のため２００゛Ｃ１１
〜２時間の焼鈍処理を施し、次いで回転軸（２）の仕上
げ加工を施して、第１図に示すセラミック製タービンを
得る。
〜２時間の焼鈍処理を施し、次いで回転軸（２）の仕上
げ加工を施して、第１図に示すセラミック製タービンを
得る。
第３図及び第４図は第２の実施例を示し、上記第１実施
例との主な相異点は、軸本体（３）の端部にスリープ（
４）に対する嵌合部分（３ｃ）を存して７ランジ（３ｄ
）を形成し、該スリープ（４）の端面と、これに対向す
る該７ランジ（５ｄ）の側面とを溶接面（５）として該
軸本体（３）と該スリープ（４）とを電子ビーム溶接し
たことである。
例との主な相異点は、軸本体（３）の端部にスリープ（
４）に対する嵌合部分（３ｃ）を存して７ランジ（３ｄ
）を形成し、該スリープ（４）の端面と、これに対向す
る該７ランジ（５ｄ）の側面とを溶接面（５）として該
軸本体（３）と該スリープ（４）とを電子ビーム溶接し
たことである。
又、該軸本体（３）として、マルテンサイト系耐熱１ｉ
ｉ（ＳＵＨ３）製で、９８０〜１０８０“Ｃ９１〜２時
間の焼入れ処理後、６５０〜８００’Ｃ，１〜２時間の
焼戻し処理を施したものを用いた。尚、スリープ（４）
の材質及び熱処理は上記第１実施例のものと同一とし、
該スリープ（４）と回転体（１）の細部（１ａ）とのろ
う付けも上記第１実施例と同様に行った。
ｉ（ＳＵＨ３）製で、９８０〜１０８０“Ｃ９１〜２時
間の焼入れ処理後、６５０〜８００’Ｃ，１〜２時間の
焼戻し処理を施したものを用いた。尚、スリープ（４）
の材質及び熱処理は上記第１実施例のものと同一とし、
該スリープ（４）と回転体（１）の細部（１ａ）とのろ
う付けも上記第１実施例と同様に行った。
電子ビーム溶接に際しては、前記溶接面ｔ５Ｊに径方向
外方から電子ビームを入射するもので、この場合軸部（
１＆）に熱衝撃が及ぶことを防止するため、該溶接面（
５）と該細部（１ａ）の端面との軸方向距離１２を１世
以上にすることが好ましい。
外方から電子ビームを入射するもので、この場合軸部（
１＆）に熱衝撃が及ぶことを防止するため、該溶接面（
５）と該細部（１ａ）の端面との軸方向距離１２を１世
以上にすることが好ましい。
溶接後は、スリープ（４）の時硬及び軸本体ｆ３Ｊの焼
戻しのため５００〜７００”Ｃ，８時間の熱処理を施し
、次いで回転軸（２）の仕上げ加工を行った後、機械加
工による残留応力除去のため５００〜７００°（，８時
間の熱処理を施し、最後に５００℃、２０時間のイオン
窒化処理を施す。
戻しのため５００〜７００”Ｃ，８時間の熱処理を施し
、次いで回転軸（２）の仕上げ加工を行った後、機械加
工による残留応力除去のため５００〜７００°（，８時
間の熱処理を施し、最後に５００℃、２０時間のイオン
窒化処理を施す。
上記両実施例で製造したセラミック製タービンは高い軸
強度を示すもので、上記従来方法では回転軸の材質が例
えば５０Ｍ４２０の場合、熱処理を施してもろう付は時
の熱影普で軸の硬度がＨＲｃ１０以下に低下してしまう
のに対し、上記実施例によるときの軸硬度はＨＲｃ３０
〜４０になる。
強度を示すもので、上記従来方法では回転軸の材質が例
えば５０Ｍ４２０の場合、熱処理を施してもろう付は時
の熱影普で軸の硬度がＨＲｃ１０以下に低下してしまう
のに対し、上記実施例によるときの軸硬度はＨＲｃ３０
〜４０になる。
（発明の効果〕
以上の如く本発明によるときは、セラミック製回転体と
金属製スリープとをろう付けした後に金属製回転軸を構
成する該スリープと軸本体とを局所入熱量の高い電子ビ
ーム溶接で結合するもので、回転体と回転軸とを軸の強
度を低下させることなく強固に結合でき、軸本体として
浸炭焼入れや高周波焼入れした表面硬度の高いものを用
い、軸設付部のコーナ部分等の応力集中し易い部分の機
械的強度を向上できる効果を有する。
金属製スリープとをろう付けした後に金属製回転軸を構
成する該スリープと軸本体とを局所入熱量の高い電子ビ
ーム溶接で結合するもので、回転体と回転軸とを軸の強
度を低下させることなく強固に結合でき、軸本体として
浸炭焼入れや高周波焼入れした表面硬度の高いものを用
い、軸設付部のコーナ部分等の応力集中し易い部分の機
械的強度を向上できる効果を有する。
第１図は本発明方法により得られるセラミック製タービ
ンの一例の裁断側面図、第２図はその要部の拡大裁断側
面図、第３図はセラミック製タービンの変形例の裁断側
面図、第４図はその要部の拡大裁断側面図である。 （１）・・・セラミック製回転体 （１ａ）・・・軸部
（２）・・・金属製回転軸 （３ン・・・金属製スリ
ープ （４）・・・軸本体（５）・・・溶接面
ンの一例の裁断側面図、第２図はその要部の拡大裁断側
面図、第３図はセラミック製タービンの変形例の裁断側
面図、第４図はその要部の拡大裁断側面図である。 （１）・・・セラミック製回転体 （１ａ）・・・軸部
（２）・・・金属製回転軸 （３ン・・・金属製スリ
ープ （４）・・・軸本体（５）・・・溶接面
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、セラミック製回転体と金属製回転軸とを、該回転軸
の端部に該回転体の軸部を嵌合状態でろう付けして接合
する方法において、該回転軸を軸本体と、該回転体の軸
部を嵌合する金属製スリープとに分離構成し、該スリー
プに該回転体の軸部を嵌合してろう付けし、次いで該ス
リープと該軸本体とを電子ビーム溶接により結合するこ
とを特徴とするセラミック製回転体と金属製回転軸との
接合方法。 ２、該スリープと該軸本体との溶接面は該回転体の軸部
の外周面又は端面から径方向又は軸方向に１ｍｍ以上離
すことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミ
ック製回転体と金属製回転軸との接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60210084A JPS6270275A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | セラミツク製回転体と金属製回転軸との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60210084A JPS6270275A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | セラミツク製回転体と金属製回転軸との接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6270275A true JPS6270275A (ja) | 1987-03-31 |
Family
ID=16583551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60210084A Pending JPS6270275A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | セラミツク製回転体と金属製回転軸との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6270275A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02124780A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-14 | Toyota Motor Corp | セラミックス回転体と金属軸の結合構造 |
| JPH0369570A (ja) * | 1989-08-07 | 1991-03-25 | Toyota Motor Corp | セラミック部材と金属部材との接合方法 |
| JP2003097213A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Kyocera Corp | セラミック製タービンローター |
| JP2013181561A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Showa Corp | 緩衝装置およびロッドの製造方法 |
| WO2015137073A1 (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-17 | Ntn株式会社 | インホイールモータ駆動装置 |
-
1985
- 1985-09-25 JP JP60210084A patent/JPS6270275A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02124780A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-14 | Toyota Motor Corp | セラミックス回転体と金属軸の結合構造 |
| JPH0369570A (ja) * | 1989-08-07 | 1991-03-25 | Toyota Motor Corp | セラミック部材と金属部材との接合方法 |
| JP2003097213A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Kyocera Corp | セラミック製タービンローター |
| JP2013181561A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Showa Corp | 緩衝装置およびロッドの製造方法 |
| WO2015137073A1 (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-17 | Ntn株式会社 | インホイールモータ駆動装置 |
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