JPH046675B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セラミツク部材と金属部材との結合
方法に関し、特にそれら両部材間に結合用の金属
体を介在させ且つセラミツク部材の方に予じめ結
合用金属体の塑性変形形状に締代を見込んだ相似
した形状に適嵌する形状を付与しておき予じめ塑
性変形形状を把握する際と同じ所定の加熱、加
圧、冶工具の使用等の条件下で結合させるセラミ
ツク部材と金属部材との結合方法に関する。

〔従来の技術〕

セラミツク部材が多用されるようになつた今日
でも、セラミツク部材と金属部材との結合は長い
こと重要な技術的課題であつた。従来よりそれら
の結合のために接着剤焼ばめ、メタライズロー付
け、ねじ止め、クランプバンドによる締付、スナ
ツプリングによる係止等が研究されて提案されて
来た。常温ないしは小荷重の作用する箇所におい
ては満足のいく結果を得ているものもあるが使用
条件によつては依然として次に述べるような問題
点を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

即ち上記のような従来より使用されている結合
方法は、熱機関等の高温状態で繰返し荷重の作用
する箇所においては短時間で結合が弛んでしまい
まだ信頼性が不充分であり、又焼ばめやクランプ
バンドによる締付等緊締による結合の場合セラミ
ツク部材側に均一な応力がかかるような構造にし
ないと使用中該部材の破損を招くことがあり、よ
り信頼性の高い強力な両部材の改良された結合方
法が待望されていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のセラミツク部材と金属部材との結合方
法は、相互に結合されるセラミツク部材と金属部
材との間に、該金属部材の一部分を成す若しくは
別体の結合用金属体を介在させて、予じめ前記結
合用金属体の結合作業時の加熱、加圧、冶工具の
使用等の条件下におけるセラミツク部材を外した
際の突出状の塑性変形形状を把握しこの予じめ把
握された形状に締代を見込んだ相似した形状と適
嵌する形状をセラミツク部材の結合箇所に予じめ
付与しておき、前記の所定の加熱、加圧、冶工具
の使用等の条件下でセラミツク部材と金属部材と
を結合させるようにしたことを特徴としており、
本発明は、高温状態で繰返し荷重が作用するよう
な厳しい使用条件下においても脆性の大きいセラ
ミツク部材を破損させること無しに強力な結合力
を発揮する改良されたセラミツク部材と金属部材
との結合方法を提供することを目的とする。

〔作用〕

相互に結合されるセラミツク部材と金属部材と
の間に介在される結合用金属体は、結合作業時の
加熱、加圧、冶工具の使用等の条件下においてセ
ラミツク部材を外した際の突出状の塑性変形形状
が把握されており、セラミツク部材の結合箇所に
予じめ付与された前記塑性変形形状に締代を見込
んだ相似した形状と適嵌する形状に前記の同じ条
件下における結合作業において均一な応力分布に
よつて圧入され、セラミツク部材の脆性に充分対
応ができ、且つ見込んだ締代によつて強力な結合
を行う。この結合金属体は金属部材の一部分とす
ることもでき、又別体とした場合はセラミツク部
材との結合後金属部材に溶接又はボルト等によつ
て適宜強力な結合を行うことができる。加熱は、
電気抵抗加熱、高周波加熱、ガスバーナ加熱等に
よつて塑性変形しやすい温度（通常は軟化点より
100℃前后低い温度）迄行われプレス機による圧
入時の圧力の急上昇を防ぐ。又冶工具は圧入時の
両部材の位置づれ等が起るのを防止すると共に適
当な圧力で加圧し正確な結合を行う上で重要な役
割を担う。

〔実施例〕

以下、本発明のセラミツク部材と金属部材との
結合方法を図面によつて説明する。

第１図ａ，ｂ，ｃは本発明に係る結合方法の一
実施例の主要工程の説明図、第２図ａ，ｂは加圧
工具によつて異る結合金属体の塑性変形形状を示
す説明図である。

本実施例のセラミツク部材と金属部材との結合
方法は、セラミツク部材としてのセラミツク軸１
１０に金属部材としてのブロワー等のインペラー
１２０を別体のスリーブ形状の結合用金属体１３
０を介して結合する場合について説明する。

先ず第１図ａに示すように、結合用金属体１３
０の結合作業時の塑性変形形状を予じめ把握して
おく。結合用金属体１３０としてセラミツクの熱
膨張係数３〜４×10^-6Kにほぼ同じ値を示す熱変
形のしにくいFe−Ni−Co系或いはNi−Cr−Ti
−Fe系合金鋼を使用する。この実際に使用する
ものと同等のテスト用の結合用金属体１３０をイ
ンペラー等の結合金属部材１２０の結合用孔２内
に挿入しセラミツク軸１１０を取外した状態でプ
レス機械の圧力工具ヘツド１４１と対設されてい
る台座１４２上に据付けて該工具ヘツド１４１に
矢視Ａで示すような圧力を加え、自由にセラミツ
ク軸１１０側に塑性変形を行わせ、その変形形状
１３１と変形量とを把握しておく。次いで第１図
ｂに示すように、セラミツク軸１１０の径大部１
１１の上下境界部の結合箇所に前記変形形状に荷
重に見合つた適当な締代を見込んだ相似形状に適
嵌する結合形状１１２を付与しておく。結合作業
は予じめ結合形状１１２を付与されたセラミツク
軸１１０の径大部１１１に結合用金属体１３０を
正確な位置に嵌装し、台座１４２上に据付けて工
具ヘツド１４１によつて第１図ａと同じ条件下で
加熱後、同じ圧力で加圧し反力（矢視Ｂ）を利用
して第１図Ｃに示すように一度に上下の結合箇所
における結合を行つてしまう。加熱は、電気抵抗
加熱、高周波加熱、ガスバーナ加熱等によつて軟
化点より100℃前後低い塑性変形のしやすい温度
迄上昇させるように行う。加圧力は、結合部材１
１０，１２０及び結合用金属体１３０の材質に応
じて、又締代に応じて適宜決定される。結合箇所
は500℃前後の高温下で繰返し荷重を受けるため、
一般に結合用金属体１３０には上記のような難変
形鋼が使用される。

以上の実施例の他に第２図ａに示すように別体
の円柱状の結合用金属体２３０を加熱後プレス機
械の大径の工具ヘツド２４１で押圧しセラミツク
円盤２１０の内円周部の凹部に、結合金属部材２
２０又は台座上で押圧し扁平な円盤形状に塑性変
形させ結合させる方法もある。偏平な円盤形状に
変形した結合用金属体２３１と結合金属部材２２
０との結合は溶接又はボルト結合等によつて、適
宜選択される。第２図ｂに示すものは、小径の工
具ヘツド２４２で金属部材２２０′の一部分を成
す円柱状結合用金属体２３０′の中心部を加熱後
押圧し上端辺縁部を拡張塑性変形させセラミツク
円盤２１０′を金属部材２２０′の上面との間で挾
圧固定する方法である。これら第２図ａ，ｂに示
す方法も、予じめ結合用金属体２３０，２３０′
の変形を把握しておいて、それから算定される結
合形状をセラミツク部材２１０、２１０′の結合
箇所に付与しておくことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明のセラミツク部材と金
属部材との結合方法によると、相互に結合される
セラミツク部材１１０，２１０，２１０′と金属
部材１２０，２２０，２２０′との間に介在され
る結合用金属体１３０，１３０′は、結合作業時
の加熱、加圧、冶工具の使用等の条件下において
セラミツク部材を外した際の突出状の塑性変形形
状が把握されているため、この塑性変形形状に締
代を見込んだ相似した形状と適嵌する結合形状を
セラミツク部材の結合箇所に付与し、この結合形
状に、結合作業時前記と同じ加熱、加圧、冶工具
の使用等の条件下において均一な応力分布によつ
て圧入されることになり、セラミツク部材の脆性
に充分対応できると共に、見込まれた適当な締代
によつて強力な結合を行うことができる。従つ
て、高温状態で繰返し荷重が作用するような厳し
い使用条件下においても脆性の大きいセラミツク
部材を破損させること無しに強力な結合力を発揮
し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明に係る結合方法の主要工程の
うち、結合金属の塑性変形形状及び変形量の事前
把握の説明図、第１図ｂは同塑性変形に締代を見
込んだ相似形状と適嵌する結合形状を付与された
セラミツク部材の説明図、第１図ｃは同結合作業
において両部材が結合された状態を示す説明図、
第２図ａ，ｂは本発明に係る加圧工具によつて異
なる結合金属体の塑性変形形状を示す説明図であ
る。 （符号の説明）、１１０……セラミツク部材、
１２０……金属部材、１３０……結合用金属体、
１４１，１４２……プレス機械用冶工具、１１２
……結合形状、１３１……塑性変形形状。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 相互に結合されるセラミツク部材と金属部材
   との間に、該金属部材の一部分を成す若しくは別
   体の結合用金属体を介在させて、予じめ前記結合
   用金属体の結合作業時の加熱、加圧、冶工具の使
   用等の条件下におけるセラミツク部材を外した際
   の突出状の塑性変形形状を把握しこの予じめ把握
   された形状に締代を見込んだ相似した形状と適嵌
   する結合形状をセラミツク部材の結合箇所に予じ
   め付与しておき、前記の所定の加熱、加圧、冶工
   具の使用等の条件下でセラミツク部材と金属部材
   とを結合させるようにしたことを特徴とするセラ
   ミツク部材と金属部材との結合方法。