JPH0367006A - Ceramic link - Google Patents
Ceramic linkInfo
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- JPH0367006A JPH0367006A JP20216689A JP20216689A JPH0367006A JP H0367006 A JPH0367006 A JP H0367006A JP 20216689 A JP20216689 A JP 20216689A JP 20216689 A JP20216689 A JP 20216689A JP H0367006 A JPH0367006 A JP H0367006A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- link
- spherical
- less
- parts
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- Pending
Links
Landscapes
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、弁駆動機構などにおける動力伝達部材である
リンクに係り、特に耐摩耗性に優れたセラミックス部材
によって形成したセラミックリンクに関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a link that is a power transmission member in a valve drive mechanism, etc. Regarding links.
(従来の技術)
ディーゼルエンジンの弁駆動機構や燃料噴射駆動機構な
どに使用される動力伝達用棒状部利(以下、リンクと称
する)、たとえばブツシュロッドやインジェクトリンク
は、相手部材とJFJ接しつつ動力の伝達を行うもので
あり、従来、リンク全体の機械的強度の向上を目的とし
て、摺動部となる半球形の端部を含む全体を高速度鋼な
どの金属部材によって一体に形成したものが多用されて
きた。(Prior Art) Rod-like parts for power transmission (hereinafter referred to as links) used in valve drive mechanisms and fuel injection drive mechanisms of diesel engines, such as bush rods and injection links, transmit power while in contact with a mating member. Conventionally, in order to improve the mechanical strength of the entire link, the entire link, including the hemispherical end that serves as the sliding part, was integrally formed from a metal member such as high-speed steel. It has been used extensively.
ところで、近年、摺動部の耐摩耗性を高めることによっ
てリンクの部品寿命の向上を図ることが強く要望されて
いるが、金属部材では相手部材との摺接による摩耗が激
しいために、直接の摺接部となる半球状端部を構成する
部材として、窒化ケイ素焼結体などの耐摩耗性に優れた
セラミックス部材が注目され、実用化が進められている
。Incidentally, in recent years, there has been a strong desire to improve the lifespan of link parts by increasing the wear resistance of sliding parts. Ceramic members with excellent wear resistance, such as silicon nitride sintered bodies, have attracted attention as members constituting the hemispherical ends that serve as sliding contact parts, and are being put into practical use.
セラミックス部材を摺動部に用いたリンクとしては、窒
化ケイ素焼結体製などの半球状チップを作製し、これを
金属製の軸部の端部に焼嵌やろう接などによって取付け
たものが一般的である。A link that uses a ceramic member for its sliding part is one in which a hemispherical tip made of silicon nitride sintered body or the like is made and attached to the end of a metal shaft by shrink fitting or brazing. Common.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、金属部材の端部にセラミックスチップを
取付けたリンクは、たとえば取付は部の形状が複雑にな
り、また組立てに要する手間によってコスト高を招いて
しまうのみならず、取付は部の接合に対する信頼性が低
いために、セラミックス部材による耐摩耗性の向上が充
分に生かしきれていないのが現状である。(Problem to be Solved by the Invention) However, with a link in which a ceramic chip is attached to the end of a metal member, for example, the shape of the part is complicated to attach, and the labor required for assembly only increases costs. First, the reliability of the joints between the parts is low, so the improvement in wear resistance provided by ceramic members cannot be fully utilized.
そこで、軸部を含むリンク全体をセラミックス部材で形
成することが考えられるが、金属部材と違い脆性材料で
あるセラミックス部材によってリンク全体を形成する場
合、端部摺接部の耐摩耗性以外に軸部の機械的強度を確
保する必要がある。Therefore, it is conceivable to form the entire link including the shaft part with a ceramic member, but when forming the entire link with a ceramic member, which is a brittle material unlike a metal member, the shaft part has to be It is necessary to ensure the mechanical strength of the parts.
しかし、窒化ケイ素焼粘体などの一体成形物からなるセ
ラミックリンクは、一定の製造条件の下で作製したとし
ても、軸部の機械的強度や1tJ接部における耐久性に
バラツキが発生することが本発明者らの実験によって明
らかになった。したがって、これらの再現性を高めるこ
とが信頼性に優れたセラミックリンクを提供する上で最
も重要な課題である。However, even if ceramic links made of integrally molded materials such as silicon nitride sintered viscous materials are manufactured under certain manufacturing conditions, there is a real possibility that the mechanical strength of the shaft portion and the durability of the 1tJ contact portion will vary. This was revealed through experiments conducted by the inventors. Therefore, improving the reproducibility of these is the most important issue in providing highly reliable ceramic links.
本発明は、このような課題に対処するためになされたも
ので、両端部に球面部を有する一体成形によるセラミッ
クリンクの機械的強度および球面部の耐久性に対する再
現性を向上させることによって、安価で耐摩耗性に優れ
たセラミックス部材の特徴を充分に生かし得る信頼性に
優れたセラミックリンクを提供することを目的とする。The present invention has been made to address these problems, and it is possible to reduce the cost by improving the mechanical strength of an integrally molded ceramic link having spherical parts at both ends and the reproducibility of the durability of the spherical part. The purpose of the present invention is to provide a highly reliable ceramic link that can fully take advantage of the characteristics of ceramic members that have excellent wear resistance.
[発明の構成コ
(課題を解決するための手段)
すなわち本発明のセラミックリンクは、セラミックス部
材からなる円柱状の軸部と、この軸部の両端部に該軸部
と一体的に前記セラミックス部材によって形成された摺
接面となる球面を有する球面部とを具備し、前記軸部表
面に存在するボアの最大径が150μm以下であり、か
つ、前記球面に存在するボアの最大径が40μm以下で
あることを特徴とするものであり、さらにこれら軸部表
面および球面には、直線状のキズが実質的に存在しない
ことを特徴とするものである。[Configuration of the Invention (Means for Solving the Problems) In other words, the ceramic link of the present invention includes a cylindrical shaft portion made of a ceramic member, and the ceramic member integrally attached to the shaft portion at both ends of the shaft portion. and a spherical surface portion having a spherical surface serving as a sliding surface formed by the shaft portion, the maximum diameter of the bore existing on the surface of the shaft portion is 150 μm or less, and the maximum diameter of the bore existing on the spherical surface is 40 μm or less It is characterized in that there are substantially no linear scratches on the surface of the shaft portion and the spherical surface.
(作 用)
セラミックス部材によって一体に形成したセラミックリ
ンクの機械的強度は、微小クラックのような直線状のキ
ズの他に、表面部に存在するボアに大きく影響される。(Function) The mechanical strength of the ceramic link integrally formed from ceramic members is greatly influenced by the bores existing on the surface in addition to linear flaws such as minute cracks.
表面に存在する微小クラッタなどの直線状のキズが外力
による応力集中部となることはもとより、セラミックリ
ンクの表面に存在するボアも、外力が加わった際の応力
集中部となる。そして、ボア径が大きいほど小さい外力
でクラックなどを招きやすく、機械的強度の低下、さら
には破壊に至る。Not only linear scratches such as minute clutter existing on the surface become stress concentration areas due to external force, but also bores existing on the surface of the ceramic link become stress concentration areas when external force is applied. Furthermore, the larger the bore diameter, the more likely it is that a small external force will cause cracks, resulting in a decrease in mechanical strength and even destruction.
そして、軸部の強度はリンク全体の機織的強度にかかわ
り、軸部表面に 150μmを超える径を右するボアが
存在すると、たとえばディーゼルエンジンの各種駆動機
構におけるリンクとしての機械的強度を満足することが
できなくなる。また、摺接面となる球面は、より苛酷な
条件下での動作を強いられ、40μmを超える径のボア
が存7〔すると、相手部材との摺接に対する信頼性が低
下し、耐摩耗性に優れたセラミックス部材の特性が大幅
に低下してしまう。The strength of the shaft is related to the mechanical strength of the entire link, and if there is a bore with a diameter exceeding 150 μm on the surface of the shaft, the mechanical strength of the link in various drive mechanisms of diesel engines, for example, cannot be satisfied. become unable to do so. In addition, the spherical surface that serves as the sliding contact surface is forced to operate under harsher conditions, and the presence of bores with diameters exceeding 40 μm7 reduces the reliability of sliding contact with the mating member and reduces wear resistance. The characteristics of the ceramic member, which has excellent properties, will be significantly reduced.
(実施例)
以下、本発明のセラミックリンクの実施例を図面を参照
して説明する。(Example) Hereinafter, an example of the ceramic link of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明のセラミックリンクの一実施例を示す
断面図である。このセラミックリンク1は、円柱状の軸
部2と、その両端部に形成された凸状の半球面3を有す
る球面部4とがら構成されており、これら軸部2と球面
部4とは中実のセラミックス焼結体によって一体的に形
成されている。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the ceramic link of the present invention. This ceramic link 1 is composed of a cylindrical shaft part 2 and a spherical part 4 having convex hemispherical surfaces 3 formed at both ends of the shaft part 2. The shaft part 2 and the spherical part 4 are solid. It is integrally formed from a ceramic sintered body.
このセラミックリンク1は、たとえばディーゼルエンジ
ンの弁駆動機構におけるブツシュロッドや燃料噴射機構
におけるインジェクトリンクなどとして用いられるもの
である。たとえば弁駆動機構のブツシュロッドとして使
用する場合は、カムの動作に連動し相手側摺接面となる
凹状球面を有するタペットと、同様に凹状球面を有する
ロッカーアームとの間に、上記セラミックスリンク1が
配設されるものであり、両端の球面部4とタペットおよ
びロッカーアームの凹状球面とがそれぞれJP?接しつ
つ、カムのm運動をロッカーアームの他方側に配置され
た弁に伝達するための中間部材としてセラミックスリン
ク1が動作する。This ceramic link 1 is used, for example, as a bushing rod in a valve drive mechanism of a diesel engine or an inject link in a fuel injection mechanism. For example, when used as a bushing rod in a valve drive mechanism, the ceramic link 1 is placed between a tappet having a concave spherical surface that is linked to the movement of the cam and serving as the mating sliding surface, and a rocker arm also having a concave spherical surface. JP? While in contact, the ceramic link 1 acts as an intermediate member for transmitting the m-movement of the cam to the valve arranged on the other side of the rocker arm.
このセラミックリンク1の素材となるセラミックス焼結
体としては、耐摩耗性に優れると共に機械的強度の大き
い窒化ケイ素焼結体、サイアロン焼結体、炭化ケイ素焼
結体、酸化ジルコニウム焼粘体などが好ましく、特に破
壊靭性値(K lc)が5MPa ll!M以上の窒化
ケイ素焼結体が好適している。The ceramic sintered body that is the material of the ceramic link 1 is preferably a silicon nitride sintered body, a sialon sintered body, a silicon carbide sintered body, a zirconium oxide sintered viscous body, etc., which have excellent wear resistance and high mechanical strength. In particular, the fracture toughness value (K lc) is 5 MPa ll! A silicon nitride sintered body of M or more is suitable.
上記球面部4は、第2図に示すように、半球面3の曲率
半径rlが軸部2の断面半径rlより若干大きく設定さ
れており、軸部2と球面部4との間に段差5が生じるよ
うに構成されている。これによって、球面部4が相手部
材と摺接する際に、軸部2による障害が防止でき、JF
I接動作の自由度が向上する。As shown in FIG. 2, in the spherical part 4, the radius of curvature rl of the hemispherical surface 3 is set slightly larger than the cross-sectional radius rl of the shaft part 2, and there is a step 5 between the shaft part 2 and the spherical part 4. is configured so that it occurs. As a result, when the spherical part 4 comes into sliding contact with the mating member, interference caused by the shaft part 2 can be prevented, and the JF
The degree of freedom in I-contact operation is improved.
また、球面部4の摺接面となる半球面3の先端には、半
球面3の曲率半径の115〜1/lo程度の直径を有す
る平坦面3aが形成されている。この平坦面3aは摺接
時のにげとして作用し、これによって実際に相手部材と
摺接する面が拡大され、片当りなどによる部分的な摩耗
が防止される。また、実際に摺接する面を拡大すること
によって、摺接面となる半球面3は軸部2中心から実質
的に70度(図中θ)程度まで形成する。Further, a flat surface 3a having a diameter of about 115 to 1/lo of the radius of curvature of the hemispherical surface 3 is formed at the tip of the hemispherical surface 3 which becomes the sliding surface of the spherical surface portion 4. This flat surface 3a acts as a ridge during sliding contact, thereby enlarging the surface that actually makes sliding contact with the mating member, thereby preventing partial wear due to uneven contact or the like. Furthermore, by enlarging the surface that actually makes sliding contact, the hemispherical surface 3 that becomes the sliding surface is formed to substantially extend to about 70 degrees (θ in the figure) from the center of the shaft portion 2.
この半球面3の球面輪郭度は、20μm以下とすること
が好ましい。摺接面に部分的に大きな凹凸が存在すると
、相手部材との摺接時の摩耗が著しくなって耐久性が低
下するためであり、球面輪郭度を20μm以下というよ
うに半球面3の形状精度を高精度に規定することによっ
て、相手部材との高精度な摺接が可能となり、セラミッ
クリンク1および相手部材の摩耗量をより低く押えるこ
とが可能となる。The spherical profile of this hemispherical surface 3 is preferably 20 μm or less. This is because if there are large irregularities partially on the sliding contact surface, wear during sliding contact with the mating member becomes significant and durability decreases. By defining with high precision, it becomes possible to make highly accurate sliding contact with the mating member, and it becomes possible to suppress the amount of wear of the ceramic link 1 and the mating member to a lower level.
そして、上記半球面3に存作するボアは、その最大径が
40μm以下に規定されており、また軸部2の表面2a
に7J:在するボアは、その最大径が150μm以下に
規定されている。また、直線状のキズはそれぞれから実
質的に全て排除されている。The maximum diameter of the bore existing in the hemispherical surface 3 is specified to be 40 μm or less, and the surface 2a of the shaft portion 2
7J: The maximum diameter of the existing bore is specified to be 150 μm or less. In addition, substantially all linear scratches are eliminated from each.
ここで、直線状のキズと上記ボアとの判別は、キズの長
径が短径の5倍以上のものを直線状のキズと定義し、微
小クラックなども含むものとする。Here, to distinguish between a linear flaw and the above-mentioned bore, a flaw in which the major axis of the flaw is 5 times or more as long as the short axis is defined as a linear flaw, and includes minute cracks and the like.
これらキズ(上記ボアを含む)の有無および大きさを判
定する方法としては蛍光探傷試験が有効であり、この実
施例のセラミックリンク1においても蛍光探傷試験を実
施することによって、半球面3および軸部表面2aに存
在するボアが上記規定の範囲内であるかどうかを判定し
ている。A fluorescent flaw detection test is effective as a method for determining the presence and size of these flaws (including the above-mentioned bores), and by performing a fluorescent flaw detection test on the ceramic link 1 of this example, It is determined whether the bore existing on the surface 2a is within the specified range.
微小クラックを含む上記直線状のキズは、セラミックス
リンク1に力が加わった際に応力集中部となり、破壊を
招くようなりラックに発展しやすいため実質的に排除す
る。また、それ以外のボア(長径が短径の5倍未満のも
の)であっても同様に応力集中部となり、その径(上記
長径)が大きいほど小さい力でクラックの形成を招きや
すく、強度低下要因となる。The above-mentioned linear flaws including minute cracks become stress concentration areas when force is applied to the ceramic link 1, and are likely to cause breakage and develop into racks, so they are substantially eliminated. In addition, other bores (those whose major axis is less than 5 times the minor axis) also become stress concentration areas, and the larger the diameter (the major axis above), the more likely it is that a small force will cause cracks to form, resulting in a decrease in strength. It becomes a factor.
そして、軸部2の強度はセラミツクリンク1全体の機械
的強度にかかわり、長径が150μmを超えるようなボ
アが存在すると、たとえば弁駆動機構のブツシュロッド
や燃料噴射駆動機構のインジェクトリンクなどに要求さ
れる機械的強度が得られなくなる。また、摺接面となる
半球面3はセラミックリンク1の動作に伴って直接的な
力が加わり、より苛酷な条件下にさらされるため、さら
に機械的強度に対する信頼性を向上させる必要がある。The strength of the shaft portion 2 is related to the mechanical strength of the ceramic link 1 as a whole, and if there is a bore with a major diameter exceeding 150 μm, the strength of the shaft portion 2 is related to the mechanical strength of the ceramic link 1 as a whole. mechanical strength cannot be obtained. In addition, since the hemispherical surface 3 serving as the sliding contact surface is subjected to direct force as the ceramic link 1 moves and is exposed to harsher conditions, it is necessary to further improve the reliability of mechanical strength.
そして、長径が40μ慴を超えるようなボアが存在する
と、摺接に対する耐久性が不十分となる。If a bore with a major diameter exceeding 40 μm exists, the durability against sliding contact will be insufficient.
これらボアの加わる力に対する影、響は、その径が最も
影響力が強いが、存在する個数によっても機械的強度が
左右されるため、軸部表面2aにおいてはボアの数を1
0個/ld以下とすることが好ましく、特に4個/ x
i以下(長径10μm以上のもの)とすることが望まし
い。また、半球面3においてはポアの数を3個/−以下
とすることが好ましく、特に1個/ rid以下(長径
lOμn以上のもの)とすることが望ましい。The diameter of these bores has the strongest influence on the force applied, but the mechanical strength is also affected by the number of bores, so the number of bores on the shaft surface 2a is reduced to 1.
It is preferable to set it to 0 pieces/ld or less, especially 4 pieces/x
It is desirable that the diameter be less than i (long diameter of 10 μm or more). Further, in the hemispherical surface 3, the number of pores is preferably 3/- or less, and particularly preferably 1/rid or less (long diameter 10 μn or more).
次に、上記構成のセラミックリンク1の製造方法につい
て説明する。Next, a method for manufacturing the ceramic link 1 having the above structure will be explained.
この実施例の両端部に球面部4が軸部2と一体に形成さ
れたセラミックリンク1は、ブレス成形などによってた
とえば円柱状の成形体を作製し、焼結した後に最終形状
まで機槻加工を施すというような製造方法を採用するこ
とも可能であるが、射出成形法を適用して完成品近似形
状の成形体を作製し、これを焼結して焼結面を最終表面
とすることにより、機械加工を省くことがことが可能と
なるため安価に製造することができ、その射出成形法を
採用することが望ましい。In this embodiment, the ceramic link 1 in which the spherical parts 4 are integrally formed with the shaft part 2 at both ends is made into a cylindrical molded body by press molding or the like, and after sintering, it is machine-processed to the final shape. Although it is possible to adopt a manufacturing method such as applying injection molding, it is possible to create a molded body with a shape that approximates the finished product by applying the injection molding method, and then sintering this to make the sintered surface the final surface. Since it is possible to omit machining, manufacturing is possible at low cost, and it is desirable to employ the injection molding method.
このセラミックリンク1の成形体の製造に射出成形を適
用する場合の諸条件は、公知のセラミックス射出成形法
に準するものであり、たとえば第3図に示すような射出
成形用金型を用いて完成品近似形状の成形体を作製する
。The conditions for applying injection molding to the production of the molded body of the ceramic link 1 are based on the known ceramic injection molding method, for example, using an injection mold as shown in Fig. 3. A molded body having a shape approximating the finished product is produced.
同図に示す射出成形用金型10は、軸部2となるキャビ
ティllaが設けられた馳部用金型11の両側に、上記
軸部2となるキャビティllHの両開放端部と球面部4
となるキャビティ12a113aとが1つのキャビティ
を形成するよう球面部用金型12.13が配置されて構
成されている。The injection mold 10 shown in the same figure has both open ends of the cavity llH, which will become the shaft part 2, and a spherical part 4, on both sides of a mold 11 for a ridge part, in which a cavity lla, which will become the shaft part 2, is provided.
The spherical part mold 12.13 is arranged and configured such that the cavities 12a and 113a form one cavity.
なお、軸部2となるキャビティllaと球面部4となる
キャビティ12a、13a間には、僅かな段差が設けら
れており、これによって軸部2の外径が球面部4より小
径となる。Note that a slight step is provided between the cavity lla, which is the shaft portion 2, and the cavities 12a, 13a, which are the spherical surface portions 4, so that the outer diameter of the shaft portion 2 is smaller than that of the spherical surface portion 4.
軸部用金型11は2つ割りとされており、−刃側にゲー
ト14が設けられている。また、球面部用金型12.1
3のキャビティ12 a s 13 aの中央部にはそ
れぞれ貫通孔12b、13bが設けられており、これら
にはエアベントビン15.16が挿入され、エアベント
ビン15.16と貫通孔12b、13bとの間に僅かな
隙間(たとえば0.01■〜0.02IIIl程度)が
形成されている。またエアベントビン15.16のキャ
ビティ側先端15 a s 16 aは、半球面3先端
の平坦面3aを形成するようそれぞれ平面とされている
。さらに、軸部用金型11と球面部用金型12.13と
の間にもエアベント満(図示せず)が設けられている。The shaft mold 11 is divided into two parts, and a gate 14 is provided on the -blade side. In addition, the mold for the spherical part 12.1
Through holes 12b and 13b are provided in the center of the cavities 12a and 13a, respectively, and an air vent bin 15.16 is inserted into these, and the air vent bin 15.16 and the through holes 12b and 13b are connected to each other. A slight gap (for example, about 0.01-0.02III) is formed between them. Further, the cavity side tips 15a, 16a of the air vent bins 15, 16 are each made into a flat surface so as to form a flat surface 3a at the tip of the hemispherical surface 3. Furthermore, an air vent (not shown) is also provided between the shaft part mold 11 and the spherical part mold 12,13.
そして、これら隙間がエアベントの役目を果し、キャビ
ティlla、12a、13a内に射出された成形材料は
、キャビティlla、12a、13a内の空気や自ら発
生するガスに流動を妨げられることなく、急速に(冷め
ないうちに)均一に充1nされ、成形体の表面を平滑に
すると共に、内部に気泡などの欠陥が発生することが防
止される。These gaps serve as air vents, and the molding material injected into the cavities lla, 12a, 13a can rapidly flow without being hindered by the air in the cavities lla, 12a, 13a or by the gas generated by itself. (before it cools down), the surface of the molded body is smoothed, and defects such as air bubbles are prevented from forming inside.
次いで、得られた成形体のゲート部を削除した後に、脱
脂、焼結を施すことによってセラミックリンク1を作製
する。Next, after removing the gate portion of the obtained molded body, the ceramic link 1 is produced by degreasing and sintering.
このようにして得たセラミックリンク1は、焼粘面のま
までも上述したような各種規定を満足しやすく、直接使
用することも可能であるが、バレル加工のような表面加
工を施し、表面をより平滑にして使用することが好まし
い。The ceramic link 1 obtained in this way easily satisfies the various regulations mentioned above even if it has a sintered surface, and can be used directly, but it can also be used directly by applying a surface treatment such as barrel processing. It is preferable to use it in a smoother state.
次に、上記射出成形用金型10を用いたセラミックリン
ク1の具体的な製造例および得られたセラミックリンク
1を用いて行った特性の評価結果について説明する。Next, a specific manufacturing example of the ceramic link 1 using the injection mold 10 described above and the results of evaluating the characteristics using the obtained ceramic link 1 will be described.
まず、平均粒径0.8μmの窒化ケイ素粉末100重量
部に、次に示す組成の添加成分を25重量部加えた。First, 25 parts by weight of additional components having the composition shown below were added to 100 parts by weight of silicon nitride powder having an average particle size of 0.8 μm.
パラフィンワックス 50〜65重毒%可塑
剤および滑剤(D、0.P) 20〜35重足%
エチレン−酢酸ビニル共重合体 lO〜20LIf量%
このようにして調整した組成物を100℃の温度で混練
し、均一な混合物を得た後、この混合物を粉砕してセラ
ミックス成形材料を作製した。Paraffin wax 50-65% heavy toxicity Plasticizers and lubricants (D, 0.P) 20-35% heavy
Ethylene-vinyl acetate copolymer lO~20LIf amount%
The composition thus prepared was kneaded at a temperature of 100° C. to obtain a homogeneous mixture, and then this mixture was pulverized to produce a ceramic molding material.
次いで、この成形材料を第3図にその構成を示した成形
金型内に射出充埴し、成形体を作製した。Next, this molding material was injected and filled into a molding die, the construction of which is shown in FIG. 3, to produce a molded body.
なお、成形条件は射出成形機のシリンダ温度100℃、
射出圧力(金型内圧力でap+定) 40MPa 、成
形サイクル60秒とした。The molding conditions are injection molding machine cylinder temperature 100℃,
The injection pressure (ap+ constant with mold internal pressure) was 40 MPa, and the molding cycle was 60 seconds.
そして、得られた成形体のゲート部を除大した後、常温
から500℃まで徐々に昇温しで脱脂を行い、この後1
750℃まで昇温し、その温度で約4時間保持して焼結
させ、セラミックリンク1を得た。After the gate part of the obtained molded body was desized, the temperature was gradually raised from room temperature to 500°C to degrease it, and then 1
The temperature was raised to 750° C. and held at that temperature for about 4 hours to sinter, thereby obtaining ceramic link 1.
得られたセラミックリンク1は、球面部4の回生半径が
3.95 no+で、半球面3の球面輪郭度が15μm
以内、面粗さがRmax 3μ膓であり、球面部4に
は同等欠陥が生ぜず、非常に良好なものであった。なお
、半球面3の平坦部3aは直径1aIls球面部4と軸
部2との段差は0.02mm (軸部2の方が小径)
であった。In the obtained ceramic link 1, the regeneration radius of the spherical part 4 is 3.95 no+, and the spherical contour of the hemispherical surface 3 is 15 μm.
Within this range, the surface roughness was Rmax 3μ, and the spherical portion 4 had no similar defects and was very good. The flat part 3a of the hemispherical surface 3 has a diameter of 1aIls, and the step difference between the spherical part 4 and the shaft part 2 is 0.02 mm (shaft part 2 has a smaller diameter).
Met.
また、同様にして作製した多数のセラミックリンク1に
対して個々に蛍光探傷試験を施し、セラミックリンク1
表面に存在する全キズ(ボアを含む)を確認した。そし
て、直線状のキズが存在するものを除外し、各種径のボ
アを有するセラミックリンク1に対して3点曲げ強度試
験を行った。In addition, a large number of ceramic links 1 produced in the same manner were individually subjected to fluorescent flaw detection tests, and ceramic links 1
All scratches (including bores) on the surface were confirmed. Then, a three-point bending strength test was conducted on ceramic links 1 having bores of various diameters, excluding those with linear scratches.
試験方法は、選択したボアが荷重点下に位置するようセ
ラミックリンク1を配置して破壊試験を行い、破壊に至
った荷重により機械的強度を評価した。その結果を選択
したボア径と 3点曲げ強度との関係として第4図に示
す。なお、測定結果は選択したボアに起因して破壊した
ものと他の箇所から破壊したものとに分けて表示する。The test method was to perform a destructive test by arranging the ceramic link 1 so that the selected bore was located below the load point, and to evaluate the mechanical strength based on the load that led to failure. The results are shown in Figure 4 as the relationship between the selected bore diameter and three-point bending strength. Note that the measurement results are displayed separately for those that were destroyed due to the selected bore and those that were destroyed from other locations.
また、蛍光探傷試験によって明確化されるボアは、実ボ
ア径より拡大されるため、その部分を改めて顕微鏡で拡
大して実ボア径を測定した。なお、蛍光探傷試験によっ
て出現する印は実ボア径にほぼ比例していた。In addition, since the bore defined by the fluorescent flaw detection test is larger than the actual bore diameter, the actual bore diameter was measured by enlarging that part again using a microscope. Note that the marks that appeared in the fluorescent flaw detection test were approximately proportional to the actual bore diameter.
第4図の結果からも明らかなように、ボア径か大きくな
るほど3点曲げ強度が低下することが分る。そして、ボ
ア径が150μm以下であれば、曲げ強度60kg/−
が達成され、リンクに望まれる機械的強度が得られる。As is clear from the results shown in FIG. 4, it can be seen that the three-point bending strength decreases as the bore diameter increases. If the bore diameter is 150μm or less, the bending strength is 60kg/-
is achieved and the desired mechanical strength of the link is obtained.
また、ボア径が40μm以下であれば、曲げ強度80k
g/mjが達成され、摺接面に望まれる機械的強度が得
られ、摺接部材として充分な耐久性が得られる。In addition, if the bore diameter is 40μm or less, the bending strength is 80k.
g/mj is achieved, the desired mechanical strength of the sliding contact surface is obtained, and sufficient durability as a sliding contact member is obtained.
また、褥られたセラミックリンク1の中から前述した本
発明の規定(ボア径、ボア数、球面輪郭度)内のセラミ
ックリンクと、軸部表面2aに150μ鵡を超えるボア
が存在する以外は規定内のもの(比較例1)、半球11
j3に40μmを超えるボアが存在する以外は規定内の
もの(比較例2)および半球面3の輪郭度が20μ…を
超える以外は規定内のもの(比較例3)とをそれぞれデ
ィーゼルエンジンの燃料噴射駆動機構におけるインジェ
クトリンクとして塔載し、約180万kmの実走行相当
の試験を行った。In addition, among the ceramic links 1 that have been folded, the ceramic links that meet the specifications of the present invention (bore diameter, number of bores, spherical contour) and those that meet the specifications except for the presence of bores exceeding 150 μm on the shaft surface 2a are selected. Inside (Comparative Example 1), Hemisphere 11
Diesel engine fuels are those that are within the specifications except for the presence of a bore exceeding 40 μm in j3 (Comparative Example 2) and those that are within the regulations except that the profile of the hemispherical surface 3 exceeds 20 μm (Comparative Example 3). It was mounted on a tower as an injector link in an injection drive mechanism, and was tested for the equivalent of approximately 1.8 million km of actual driving.
その結果、実施例のセラミックリンク1を使用したディ
ーゼルエンジンにおいては、セラミックリンク1および
相手部材共に大きな摩耗は見られず、また試験後に実施
した3点曲げ強度試験においてもほとんど強度低下は認
められなかった。As a result, in the diesel engine using the ceramic link 1 of the example, no major wear was observed in either the ceramic link 1 or the mating member, and almost no decrease in strength was observed in the three-point bending strength test conducted after the test. Ta.
これに対して、比較例1のセラミックリンク1を使用し
たディーゼルエンジンにおいては、セラミックスリンク
1および相手部材共に大きな摩耗は見られなかったが、
試験後に実施した3点曲げ強度試験では著しい強度低下
を示した。また、比較例2のセラミックリンク1を使用
したディーゼルエンジンにおいては、セラミックスリン
ク1の球面部表面が部分的に大きく摩耗し、相手部材の
一部にも摩耗を生じた。また、比較例3のセラミックリ
ンク1を使用したディーゼルエンジンにおいては、相手
部材の一部が大きく摩耗し補修が必要であった。On the other hand, in the diesel engine using the ceramic link 1 of Comparative Example 1, no major wear was observed in either the ceramic link 1 or the mating member.
A three-point bending strength test conducted after the test showed a significant decrease in strength. Furthermore, in the diesel engine using the ceramic link 1 of Comparative Example 2, the spherical surface of the ceramic link 1 was partially abraded significantly, and a portion of the mating member was also abraded. Furthermore, in the diesel engine using the ceramic link 1 of Comparative Example 3, a portion of the mating member was significantly worn and required repair.
[発明の効果コ
以上説明したように本発明によれば、セラミックス部材
を用いたリンクの信頼性およびその再現性が大幅に向上
し、セラミックス部材の耐摩耗性に優れるという特性を
充分に生かすことが可能となる。よって、摩耗量が少な
く長寿命化が達成でき、かつ信頼性に優れた安価なセラ
ミックリンクを提供することがnI能となる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the reliability and reproducibility of links using ceramic members are greatly improved, and the excellent wear resistance properties of ceramic members can be fully utilized. becomes possible. Therefore, it is possible to provide a highly reliable and inexpensive ceramic link that has a long service life with little wear.
第1図は本発明の一実施例のセラミックリンクを示す断
面図、第2図はその要部拡大図、第3図は本発明の一実
施例で使用したセラミックリンクの成形体作製用の射出
成形用金型の構成を示す図、第4図はセラミックリンク
表面に存在するボア径と 3点曲げ強度との関係を示す
図である。
1・・・・・・セラミックリンク、2・・・・・・軸部
、2 a −・・軸部表面、3・・・・・・半球面、4
・・・・・・球面部。Fig. 1 is a sectional view showing a ceramic link according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an enlarged view of its main parts, and Fig. 3 is an injection molded body of the ceramic link used in an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the molding die, and is a diagram showing the relationship between the bore diameter existing on the surface of the ceramic link and the three-point bending strength. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Ceramic link, 2... Shaft, 2 a-- Shaft surface, 3... Hemispherical surface, 4
・・・・・・Spherical part.
Claims (3)
軸部の両端部に該軸部と一体的に前記セラミックス部材
によって形成された摺接面となる球面を有する球面部と
を具備し、 前記軸部表面に存在するボアの最大径が150μm以下
であり、かつ、前記球面に存在するボアの最大径が40
μm以下であることを特徴とするセラミックリンク。(1) A cylindrical shaft portion made of a ceramic member, and a spherical surface portion having a spherical surface serving as a sliding surface integrally formed with the shaft portion and formed of the ceramic member at both ends of the shaft portion, The maximum diameter of the bore existing on the surface of the shaft portion is 150 μm or less, and the maximum diameter of the bore existing on the spherical surface is 40 μm or less.
A ceramic link characterized by a diameter of less than μm.
軸部表面および球面共に、直線状のキズが実質的に存在
しないことを特徴とするセラミックリンク。(2) The ceramic link according to claim 1, wherein both the shaft surface and the spherical surface are substantially free of linear flaws.
球面の輪郭度が20μm以下であることを特徴とするセ
ラミックリンク。(3) The ceramic link according to claim 1, wherein the contour of the spherical surface is 20 μm or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20216689A JPH0367006A (en) | 1989-08-03 | 1989-08-03 | Ceramic link |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20216689A JPH0367006A (en) | 1989-08-03 | 1989-08-03 | Ceramic link |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0367006A true JPH0367006A (en) | 1991-03-22 |
Family
ID=16453056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20216689A Pending JPH0367006A (en) | 1989-08-03 | 1989-08-03 | Ceramic link |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0367006A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009125431A1 (en) * | 2008-03-18 | 2009-10-15 | Gosakan Aravamudan | Ceramic hinge and connected ceramic plates |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6065776A (en) * | 1983-09-20 | 1985-04-15 | 株式会社東芝 | Ceramic-metal composite mechanical part |
-
1989
- 1989-08-03 JP JP20216689A patent/JPH0367006A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6065776A (en) * | 1983-09-20 | 1985-04-15 | 株式会社東芝 | Ceramic-metal composite mechanical part |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009125431A1 (en) * | 2008-03-18 | 2009-10-15 | Gosakan Aravamudan | Ceramic hinge and connected ceramic plates |
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