JPH035367A - 可撓セラミツク部材及びその製造方法 - Google Patents

可撓セラミツク部材及びその製造方法

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JPH035367A
JPH035367A JP2120168A JP12016890A JPH035367A JP H035367 A JPH035367 A JP H035367A JP 2120168 A JP2120168 A JP 2120168A JP 12016890 A JP12016890 A JP 12016890A JP H035367 A JPH035367 A JP H035367A
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rod
mpa
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ラルフ・サール
Hans Leistner
ハンス・ライストネル
Raimund Brueckner
ライムント・ブリユツクネル
Ibrahim Mentesh
イブラヒム・メンテシユ
Edward Levadnuk
エドワード・レヴアドヌク
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高温又は腐食性の雰囲気又は媒質に耐える可
撓セラミック部材及びその製造方法に関する。
〔従来の技術〕
セラミック部材は従来弾性又は可撓性を持たない剛性部
材としてのみ使用されてきた。通常は酸化物セラミック
材料特に一部又は完全に安定化された酸化ジルコニウム
から成るこのようなセラミック部材は、例えば１０００
℃以上の高温環境又は腐食性環境に使用可能である。こ
のようなセラミック部材はこのような置溝又は雰９ ８気に耐えて、金属部材より著しく摩耗が少ない。
しかしばね、ペロー又は可撓軸のような可撓部材を使用
することが必要な錫合、必要な可撓性や弾性を与えるよ
うにこのような金属部材を形成する必要があった。しか
しこのような金属部材の金属材料がこのような環境又は
雰囲気に容易に耐えず、このような条件下では著しく摩
耗するので、このような金属部材は高温環境又は腐食性
の雰囲気又は媒質中で使用するのには適していなかった
。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、高温環境又は腐食性の雰囲気又は媒質
に耐える材料から成る可撓部材及びその製造方法を提供
することである。
〔課題を解決するための手段〕
この課題を解決するため本発明によれ心ヨ、可撓部材が
所望の形状の構成材を含み、セラミ゛ｙり材料特に酸化
物セラミック材料特に一部又４よ完全に安定化された酸
化ジルコニウムから形成され、１５０，０００ないし２
００ｅＯＯＯＭＰａなるべく１７０．０００ないし１８
０＊０００　ＭＰａの弾性率と４００　ＭＰａなるべ（
１，０００ないし１　、４００　ＭＰａの曲げ強さとを
持っている。セラミック材料から焼成されるこの構成材
は、所望の程度の可撓性を与え、この可撓性は構成材に
少なくとも１つの厚さ減少部分を設けることによって得
られる。その結果はね、ペロー又は可撓軸のような部材
を種々の使用のために必要な程度の可撓性で形成するこ
とが可能で、可撓部材は高温環境又は腐食性の雰囲気又
は媒質に耐えることができる。こうして本発明による可
撓部材を例えば１０００”Ｃ以上の高温や腐食性雰囲気
に品質低下又は形状損失なしにさらすことができる。驚
りべきことに、本発明によりばね、ペロー又は可撓軸の
形で与えられるセラミック材料製部材は、このような部
材として使用するのに必要な所望の程度の可撓性や弾性
を持っていることがわかった。
セラミック材料は所望の形状の構成材例えばＷｉ駄又は
桿状又は円板状の成形部品を形成するのに使用され、こ
のような成形部品は完全に焼成される。構成材は少なく
とも１つの厚さ減少部分を持ち、それにより構成材に所
望の程度の曲げ性又は可撓性を与えるため、この構成材
に少なくとも１つの弱点を形成する。この厚さ減少部分
は構成材の成形中に形成するか、又は例えば切削、鋸引
き又はフライス闇りにより、成形された部品に形成する
ことができる。
構成材は形成すべき部Ｕの形状に応じて所望の口々の形
状をとり、このような所望の形状及び要求される程度又
は方崗又は態様の可撓性又は弾性に応じて、部材に最終
形状を与えるため厚さ減少部分を設けることができる。
使用されるセラミック材質は部材の意図する適用に応じ
て変えることができる。
〔実施例〕
図面に示す部材用の出発構成材は、セラミック材料なる
べく酸化物セラミック材料特に一部又は完全に安定化さ
れた酸化ジルコニウムから皿々の形状で完全に焼成され
る成形部品である。
セラミック材料は１５０，０００ないし２００．０００
　ＭＰａなるべく　１７０１０００ないし１８０．００
０　ＭＰａの弾性率を持っている。完全に焼成されるセ
ラミック材料の曲げ強さは４００　ＭＰａ以上なるべく
１，０００ないし１　＊　４００　ＭＰａである。
このように完全に焼成されるセラミック材料の成形部品
に所望の可撓性又は弾性を与えるために、成形構成材は
後述するように少なくとも１つの厚さ減少部分を設けら
れる。このような厚さ減少部分は、切削、鋸引き又はプ
ライス削りのような程々の機械加工により形成するか、
又はその成形中に＄３成材に設けることができる。
厚さ減少部分の位置、大きさ及び数は、部材に与えるべ
き所望の程度の可撓性又は弾性に応じて選ばれる。
好ましいセラミック材料は一部又は完全に安定化された
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）である。
酸化ジルコニウムを安定化することによって、１０００
℃以上の温度でそのもろさ又は収縮を減少することが可
能である。酸化ジルコニウムの安定化のためにマグネシ
ウム、カルシウム又はイツトリウム又はその混合物を使
用することが可能で、この添加物の量は一般に約１ない
し３Ｍ量％以下である。
第１ＴＥｉ及び第２図には、筒状構成材３の藍の厚さを
完全に貫通して延びる切込み２の形の単一連続らせん厚
さ減少部分を設けることにより筒状構成材３から形成さ
れる可撓らせん又はフィルはね１が示されている。単一
らせん切込み２は、可撓コイルばねとして使用可能な連
続らせんセラミック部８１を形成する。上述したセラミ
ック材料からこのような部材を形成することにより、こ
のような部材を高温環境又は腐食性の雰囲気又はＫＭに
おいて使用することができる。もちろん筒状構成材３に
複数のらせん留込みを形成して、複数のらせん可撓セラ
ミックばねを作ることも可能である。らせん切込み２は
セラミック部材の成形中に形成するか、又はＭｇ：Ｊな
機械加工例えばｇＪ削又はプライス削りにより、成形又
は焼成後にも形成することができる。
第３図ないし第５区は筒状構成材３からの可撓ペソ一部
材４の形成を示している。筒状構成材３の内面及び外面
には、交互に環状溝５，６が形成されている。環状溝５
．６は筒状構成材３の厚さの一部のみにわたって延びて
いる。環状溝５，６はペロー４の軸ｌ！Ｌの方向に交互
に存在している。これらの環状溝５，６は、筒状構成材
３の残りの部分が矢印りの方向に所望の程度の可撓性及
び弾性を持ち矢印Ｓの方向に所望の程度の粉砕性及び弾
性を持ち更に軸線に対して直角な方向Ｂに所望の程度の
可撓性を持つべ冒−４を形成するように、大きさ及び位
置を定められている。
第１１３！ｆｆ及び第２図の筒状コイルはね１と第３図
ないし第５図のべｏ−４は、ねじり力の伝達に適してい
る。更に筒状構成材３の全長にわたって切込み２又は環
状溝５．６を設ける必要はない。例えば構成材を収容体
又は支持体のような他の素子囚又は素子上に締付けるた
めに、このような厚さ減少部分のない適当な大きさの端
部又は区域を筒状構成材３に設けることも可能である。
第６図ないし第８図の実施例では、出発構成材は中実の
棒状成形部品である。このような棒の長さに沿って溝１
．８の形の複数の厚さ減少部分が設けられて、可撓軸９
を構成している。
図では溝７．８が直径の所即ち棒の軸線りまで延びてい
る。こうして劣情は１８ｏ＠の範囲にわたって延びてい
る。ｍ線方向に隣接する溝は、軸線りの周りに互いに９
０°ずれている。もちろん溝をもつと深く又は浅くする
か、又は互いに９０°以上又は以下の角たけずらすこと
も可能である。この実施例でも、可撓軸の端部を溝のな
いようにすることができる。このような端部は、可撓軸
９を締付けたり他のやり方で取付けるのに使用すること
ができる。
Ｎ３図ないし第８図の実施例では、環状溝５，６及び溝
７，８は、それぞれの最大寸法で軸線りに対して直角に
延びている。他方第１図及び第２図の実施例では、らせ
ん切込み２はその全長にわたって軸線に対して傾斜して
いる。所望ならば、厚さ減少部分がその全長又はその長
さの一部にわたって軸線に対して平行に延びるように、
菖々の厚さ減少部分を設けることも可能である。これに
より、トルクを軸線の周りに伝達する場合、ある程度の
弾性が生ずる。
ｇ９図に丞す実施例では、扁平な円板状の成形構成材１
２が連続するらせんスリット１１を設けられて、扁平な
らせんばね部材を形成している。
本発明をその好ましい特徴について説明しかつ図示した
が、本発明の範囲から逸脱することなく、詳述しかつ図
示した特徴に糧々の変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は筒状セラミック成形構成材から形成されるらせ
んばねを第２図のＩ−を線の方向から見た平面図、第２
図は第１図のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、第３図は筒状
セラミック成形構成材から形成されるペローを第５図の
ＩＩＩ−ＩＨ線に沿って切断した断面図、第４図は第５
図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図はＩＩ３図及び
第４図のｖ−ｖ線に沿う断面図、第６図は欅状セラミッ
ク成形構成材から形成される可撓軸を第８図のｖｉ　−
ｖｉ　１ａに沿って切断した断面図、第７図は第８図の
Ｖｆ　Ｉ　−ＶＩ　Ｉ腺に沿う断面図、第８図は第６図
のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の方向に見た立面図、第９図は
円板状セラミック成形構成材から形成される扁平らせん
ばねの平面図である。 ２＊　Ｌ　８　＊　７＊　８ｓ　１１・・・１成か、３
．９１１２・・・厚さ減少部分。 ＦＩＧ、　１ ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ、　？ ＦＩＧ、　９

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　１５０，０００ないし２００，０００ＭＰａの弾性
    率と４００ＭＰａ以上の曲げ強さを持つセラミツク材料
    から成る構成材を所望の形状に成形し、この構成材に所
    望程度の可撓性を与えることを特徴とする、高温又は腐
    食性の雰囲気又は媒質に耐える可撓セラミツク部材の製
    造方法。 ２　セラミツク材料が酸化物セラミツク材料であること
    を特徴とする、請求項１に記載の方法。 ３　酸化物セラミツク材料が一部又は完全に安定化され
    た酸化ジルコニウムを含んでいることを特徴とする、請
    求項２に記載の方法。 ４　弾性率が１７０，０００ないし１８０，０００ＭＰ
    ａであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ５　曲げ強さが１，０００ないし１，４００ＭＰａであ
    ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ６　成形が構成材のセラミツク材料の焼成を含んでいる
    ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ７　可撓性を与えることが構成材に少なくとも１つの厚
    さ減少部分を設けることを含んでいることを特徴とする
    、請求項１に記載の方法。 ８　構成材の成形中にこの構成材に厚さ減少部分を設け
    ることを特徴とする、請求項７に記載の方法。 ９　厚さ減少部分を設けることが、構成材の成形後この
    構成材に少なくとも１つの切込みを形成することを含ん
    でいることを特徴とする、請求項７に記載の方法。 １０　筒の形状に構成材を成形することを特徴とする、
    請求項７に記載の方法。 １１　厚さ減少部分が、筒の壁を完全に貫通して延びて
    らせんばね部材を区画する単一らせんスリツトを含んで
    いることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。 １２　厚さ減少部分が、筒に形成されてその壁の厚さの
    一部のみにわたつて延びる複数の環状溝を含んでいるこ
    とを特徴とする、請求項１０に記載の方法。 １３　環状溝が筒の壁の内面及び外面に形成されている
    ことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。 １４　環状溝が内面及び外面に交互に形成されて可撓ペ
    ロー部材を区画していることを特徴とする、請求項１３
    に記載の方法。 １５　構成材を棒の形状に成形することを特徴とする、
    請求項７に記載の方法。 １６　厚さ減少部分が、外面から棒に形成されて可撓軸
    部材を区画する複数の溝を含んでいることを特徴とする
    、請求項１５に記載の方法。 １７　複数の溝が棒の軸線の周りに互いにずれているこ
    とを特徴とする、請求項１６に記載の方法。 １８　溝が軸線に対して直角な方向に棒中に延びている
    ことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。 １９　扁平な円板の形状に構成材を成形することを特徴
    とする、請求項７に記載の方法。 ２０　厚さ減少部分が、円板を貫通して扁平ならせん部
    材を区画する単一らせんスリツトを含んでいることを特
    徴とする、請求項１９に記載の方法。 ２１　構成材を細長い素子の形状に成形し、その少なく
    とも１つの端部を厚さ減少部分のないようにすることを
    特徴とする、請求項７に記載の方法。 ２２　１５０，０００ないし２００，０００ＭＰａの弾
    性率と４００ＭＰａ以上の曲げ強さとを持つセラミツク
    材料から成る所望の形状の一体の構成材と、この構成材
    に形成されて構成材に可撓性を与える少なくとも１つの
    厚さ減少部分とを含んでいることを特徴とする、高温又
    は腐食性の雰囲気又は媒質に耐える可撓セラミツク部材
    。 ２３　セラミツク材料が酸化物セラミツク材料であるこ
    とを特徴とする、請求項２２に記載の部材。 ２４　酸化物セラミツク材料が一部又は完全に安定化さ
    れた酸化ジルコニウムを含んでいることを特徴とする、
    請求項２３に記載の部材。 ２５　弾性率が１７０，０００ないし１８０，０００Ｍ
    Ｐａであることを特徴とする、請求項２２に記載の部材
    。 ２６　曲げ強さが１，０００ないし１，４００ＭＰａで
    あることを特徴とする、請求項２２に記載の部材。 ２７　構成材のセラミツク材料が完全に焼成されている
    ことを特徴とする、請求項２２に記載の部材。 ２８　構成材が筒の形状であることを特徴とする、請求
    項２２に記載の部材。 ２９　厚さ減少部分が、筒の壁を完全に貫通して延びて
    らせんばね部材の形状にする単一らせんスリツトを含ん
    でいることを特徴とする、請求項２８に記載の部材。 ３０　厚さ減少部分が、筒に形成されてその壁の厚さの
    一部のみにわたつて延びる複数の環状溝を含んでいるこ
    とを特徴とする、請求項２８に記載の部材。 ３１　環状溝が筒の壁の内面及び外面に形成されている
    ことを特徴とする、請求項３０に記載の部材。 ３２　環状溝が内面及び外面に交互に形成されて部材を
    可撓ペローの形状にすることを特徴とする、請求項３１
    に記載の部材。 ３３　構成材が棒の形状であることを特徴とする、請求
    項２２に記載の部材。 ３４　厚さ減少部分が、外面から棒に形成されて部材を
    可撓軸の形状にすることを特徴とする、請求項３３に記
    載の部材。 ３５　複数の溝が棒の軸線の周りに互いにずれているこ
    とを特徴とする、請求項３４に記載の部材。 ３６　溝が軸線に対して直角な方向に棒中に延びている
    ことを特徴とする、請求項３４に記載の部材。 ３７　構成材が扁平な円板の形状であることを特徴とす
    る、請求項２２に記載の部材。 ３８　厚さ減少部分が、円板を貫通して部材を扁平なら
    せんばねの形状にする単一らせんスリツトを含んでいる
    ことを特徴とする、請求項３７に記載の部材。 ３９　構成材が細長い素子の形状で、その少なくとも１
    つの端部に厚さ減少部分がないことを特徴とする、請求
    項２２に記載の部材。
JP2120168A 1989-05-15 1990-05-11 可撓セラミツク部材及びその製造方法 Pending JPH035367A (ja)

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