JPS60103082A - 金属・セラミツクス結合体およびその製造法 - Google Patents
金属・セラミツクス結合体およびその製造法Info
- Publication number
- JPS60103082A JPS60103082A JP58209226A JP20922683A JPS60103082A JP S60103082 A JPS60103082 A JP S60103082A JP 58209226 A JP58209226 A JP 58209226A JP 20922683 A JP20922683 A JP 20922683A JP S60103082 A JPS60103082 A JP S60103082A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- metal
- ceramic member
- small diameter
- diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 200
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 109
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 109
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 35
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 22
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 22
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 18
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 27
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N Beryllium oxide Chemical compound O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100039851 DNA-directed RNA polymerases I and III subunit RPAC1 Human genes 0.000 description 1
- 101710112289 DNA-directed RNA polymerases I and III subunit RPAC1 Proteins 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFYJSSARVMHQJB-QIXNEVBVSA-N bakuchiol Chemical compound CC(C)=CCC[C@@](C)(C=C)\C=C\C1=CC=C(O)C=C1 LFYJSSARVMHQJB-QIXNEVBVSA-N 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N chromium molybdenum Chemical compound [Cr].[Mo] VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910002077 partially stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000001272 pressureless sintering Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
- C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
- C04B37/021—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles in a direct manner, e.g. direct copper bonding [DCB]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B4/00—Shrinkage connections, e.g. assembled with the parts at different temperature; Force fits; Non-releasable friction-grip fastenings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6562—Heating rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/36—Non-oxidic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/36—Non-oxidic
- C04B2237/368—Silicon nitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/40—Metallic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/40—Metallic
- C04B2237/403—Refractory metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/40—Metallic
- C04B2237/405—Iron metal group, e.g. Co or Ni
- C04B2237/406—Iron, e.g. steel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/56—Using constraining layers before or during sintering
- C04B2237/568—Using constraining layers before or during sintering made of non-oxide ceramics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B2200/00—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
- F16B2200/10—Details of socket shapes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B2200/00—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
- F16B2200/85—Ceramic-to-metal-connections
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T403/00—Joints and connections
- Y10T403/21—Utilizing thermal characteristic, e.g., expansion or contraction, etc.
- Y10T403/217—Members having different coefficients of expansion
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T403/00—Joints and connections
- Y10T403/48—Shrunk fit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Ceramic Capacitors (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
本発明は金属・セラミックス結合体およびその製造法に
閃する。 シ／ｌ／コニア、窒化りい素、炭化けい素そのセラミッ
クスは機械的強１−０］、耐熱性、耐糸４＋Ｌ性にすぐ
れているため、ガスタービンエンジン部品、ディーゼル
エンジン部品等の高７！！ Ｉｆｑ造イオ料あるいは耐
摩耗材料として注目されている。しかし、セラミックス
は一般に硬くて脆いため金属材料に比較して成形加工性
が劣る。また、靭性に乏しいためセラミックス材料のみ
でエンジン部品のような機械材料を形成することは姉か
しく、一般には金ｈ４製部拐とセラミックス製部材とを
結合した複合構造体としての形で用いられる。 エンジン部品として使用される金属・セラミックス結合
体の金属製部材とセラミックス製部材の機械的結合方法
としては、例えば第１図に示すように、セラミックス製
タービンホイールの回転軸ｌと金属製コンプレッサーホ
イールの回転軸２とを外周に金属製の円筒状カラー２１
を焼１βミめたことにより結合した構造（特開昭５７−
２００６０１号公報）あるいは第２図に示すように、セ
ラミックス族のタービンホイールの回転軸４を金属製コ
ンプレッサーホイールの回転軸２の端部に設けた四部３
に嵌合した構造（米国特許第３，６６６．８０２号明細
書）が知られている。 しかし、これら従来の結合構造には、次のような欠点が
ある。 （１）結合部の今風製部材の肉厚が大きいため、セラミ
ックス製部材の金属製部材への低入部において大きな応
力集中を生じる。すなわち、第１図に示すような従来の
結合構造を持つ金ｋｙ３・セラミックス結合体では金属
製カラー２１の端ｊ７１５５において該結合体の外径が
変化して剛性が不連続に変化するため、結合体に引張荷
重または曲げ荷重が加えられると、金属製カラーの端＋
’＋ｆＳ５の近傍のセラミックス製部材中に応力集中が
生じ、この部分から破壊する。 （２）第１図に示す従来の結合イト）造では、セラミッ
クス製部材の大径部背面６と金属製部材の端面５との間
の隙間ｌ□が小さいため、結合部に曲げ荷重が加えられ
ると、隙間ｔ□の部分のセラミックス製部材に応力が集
中し、この部分から破壊する。 本発明の目的は曲げ荷ｉ（（によりセラミックス株・シ
部材中に生じる応力集中が小さく、従って全体の強度が
向上するような構造の金属・セラミックス結合体とその
製造法を提供することである。 本発明の金属・セラミックス結合体は、セラミ、ツクス
製部材に凸部を設けてセラミックス製部材に大径部！小
径部とを形成し、該小径部を金属製部材に設けられた四
部または貫通孔に嵌合してなる金属・セラミックス結合
体において、該嵌合部の金属製部材のセラミックス製部
材側端面とセラミックス製部ｕ 大ｉ部背面との間にセ
ラミックス製部材の小径部直径以上の隙間を設け、金属
製部材の端部肉厚がセラミックス製部材側に向かってセ
ラミックス製部材小径部の直径の０．４倍以上の…イ率
半径で漸次減少せしめられた金属・セラミックス結合体
であり、本発明の金属・セラミックス結合体の製造法は
、金属製部側とセラミックス製部材とをセラミックス製
部材に設けた小径部と金属製部材に設けた四部とを嵌合
し一体的に結合する方法において、該結合部の金属製部
材のセラミックス製部材側端面とセラミックス製部材の
大径部背面との間にセラミックス製部材の小径部直径以
上の隙間を設けるように嵌合した後、金属製部材の端部
肉厚をセラミックス製部材側に向かってセラミックス製
部材の小径部直径の０．４倍以上の、曲率半径で減少せ
しめ、該肉厚減少部の長さと先端部の肉厚がそれぞれセ
ラミックス製部Ｈの小径部直径の０．５倍以上なら−び
に０．２倍以下にした金属・セラミックス結合体の製造
法である。 図面により本発明の４ｂｔ成をさらにａ］、Ｌ ＜ ｒ
＋ｓ、＝、明する。第８図ないし第６図は本発明の金属
・セラミックス結合体の一具体例のＧ’ｉ／造を示した
ものである。 第３図はセラミックス製部材１に設りられた直径１２の
小径部４が金ｋｒ４製部拐２に設けられた四部３に、金
属製部材上の四部’Ｉ：：ａ向５とセラミックス製部材
の大径部背面（１との間にｌｉｉ；、間１０が存イ１す
るように嵌合されるとともに、金ｋＪ’ｓ製部４Δ上の
四部のセラミックスａｉ！！Ｉｒ、６材側端部７の肉厚
が先端部に向かって曲率半径Ｒで漸次減少せしめられて
いる金ＪａＫ・セラミックス結合体の嵌合部の縦１１．
ｌｒ ＋ｒｔｉ図である。 金属製部材上の四部漏血５とセラミックス製部材の大径
部背面６との間のｌ”ＲＩＬｌｊ ｌ□は、セラミック
ス製部材上の小径部向＜ｌｉｉ２以上であることか好ま
しい。金属製部材上の四部のセラミックス製部材側端面
７の肉厚減少部の曲率半径Ｒ１該肉淳減少部先端の肉厚
１８ならびに該肉厚減少部の長さｌ、は該肉厚減少部先
端５付近でのセラミックス製部材への応力集中をさける
ため、それぞれセラミックス製部材上の小径部直径１２
の０．４倍以上、０．２倍以下、０．５倍以上であるこ
とが好ましい。金属製部材上の四部３とセラミックス製
部材上の小径部４の嵌合は焼ばめ、あるいは圧入のいず
れの方法で行ってもよい。 本発明の金属・セラミックス結合体は、金属製部側の端
面５とセラミックス製部材の大径部背面６との間の隙間
ｌ工がセラミックス製部材に設けられた小径部の直径７
２以上であるように結合されているので、該結合体に加
えられた曲げ荷重は、隙間ｌ□の部分のセラミックス製
部材で全体的に支えられるため応力集中が起らない。隙
間１０がセラミックス製部材に設けられた小径部の直径
１２未渦である場合には、短かい領域のセラミックス製
部材で曲げ荷重が支えられることになり、高い４心力集
中が起るので、低い曲げ荷重でセラミックス製部材上の
小径部４が破壊する。また、本発明の金属・セラミック
ス結合体は金ｋＪ＋製部材のセラミックス製部材側端部
７の肉厚が先端部に向かってセラミックス製部インの小
径部４の直径１２の０．４倍以上の曲率半径ＲでＰ１！
１次減少せしめられており、金属製部材の先端部肉厚１
８もセラミックス製部材に設けられた小径部の直径１２
の０．２倍以下、金属製部材上部の肉厚かＦｌｉｔ次減
少する部分７の長さ！、もセラミックス製部材に設けら
れた小径部の直径１２の０．５倍以」二であり、金属製
部材の端部５における該結合体の外径の変化が緩やかな
ので、この部分での応力集中は少ない。 金属製部材端部の肉厚がセラミックス製部拐佃に向かっ
て漸次減少していない場合には、金Ｊ’」： １Ｊ１１
！部材の端面５において該結合体の外径か変化し、その
剛性が不連続に変わるため、この部分のセラミックス製
部材に応力集中を生じ、低い４７（ｊｌｊでセラミック
ス製部材の破壊が生ずる。 本発明の金属・セラミックス結合体の金属製ｉ？Ｉｉ、
材とセラミックス製部材との嵌合部の金属製部材端部の
肉厚減少加工は嵌合後に行なう。 セラミックス製部材に設けた小径部の直径！２が小さく
従って金属製部材先端の肉厚１８が非電に薄い場合には
、金属製部材とセラミックス製部材とを嵌合する前に金
属製部材の先端の肉厚１８をセラミックス製部材に設け
た小径部の直径１２の０．２倍以下であるように加工す
ることか困難であり、また加工時に金属製部材端部の間
部漸減部７が内側に嵌入してしまい、その後の嵌合が不
可能になるので、嵌合後加工する必要がある。 第４図は、不発り」の金属・セラミックス結合体の製造
法の一興体例を示す説明図である。本発明の金わ４・セ
ラミックス結合体は、例えば金属製部材２の四部８には
予め入口部分にテーパー２２を設けて焼嵌めや圧入等の
方法によりセラミックス製部材の小径部４を金属製部材
の凹部８に挿入し易くしておき、出入又は焼ばめ等の方
法でセラミックス製部材１の小径部４を嵌合したのちに
金属製部材先端２０を削除し、第３図に示す肉厚漸減部
７のような形状に加工して得られる。さらに必要に応じ
て表面焼入れ、窒化処理、硬質メッキ・７ｊの手段によ
り金属製部−４，４表面の硬化処」コ１！を’？］つで
もよい。 第５図はセラミックス製部材１の小径部４が、胴部の一
端に胴部直イ’ｔ’、より大径のフランジ９をイｊする
円筒状金属製部４．ｊ ２の四部３に嵌合してなる金属
・セラミックス結合体の−＋ｉ＋７造例の縦断面１Ｎで
ある。この７ラング部９を介して本）Ｉｆ、明の金１・
＋４セラミックス結合体の金属製部Ａ′／１を他の金Ａ
・１シ１ソ目１１＜材と結合させることかできる。 第６図はセラミックスｊＩ＋！！ ＨηＩＳ拐ｌの小径
部４・か、胴部の一端にネジ部］０が設りられた円１１
°力状金民製部拐２の四部３に１茨合してなる金）ＩＪ
・セラミックス結合体の一構造例のｔｋ ＩＪｊ［面図
である。このネジ部１０によって不発ｌシ」の金Ａ・」
Ｓ・セラミックス結合体の金属製部材の胴部に他の金Ａ
・θ製部イイを組み込むことかできる。 第７図は金属製タペツｌ−１１のカムとの括゛接面に本
発明の金属・セラミックス結合体かはめ込め、可能な貫
通孔を設け、その貫通孔に設けたネジ１５と本発明の金
ｋｊ６・セラミックス結合体の金属製部材の外周に設け
たネジ１ｏとでタペットに本発明の金属・セラミックス
結合体を固定したカムとの摺接面１２およびプッシュロ
ンド当接面１３がセラミックスから成るタペットである
。 第８図はセラミックス製タービンホイール１６と一体に
形成されている回転軸１７の先端に設けた小径部４かコ
ンプレッサーホイール側の鋼製回転軸１４の先端に設け
た四部８に嵌合されている本発明の金属・セラミックス
結合体の一具体例を示すターボチャージャーローターで
ある。 つぎに本発明の限定理由を試験結果にもとづいて説明す
る。 試験片として、大径部直径７５−９ ａｍ、小径部直径
ｌ ２−５ ａｍ−、大径部より小径部へ移行する肉Ｉ
ｊ７− ｉ１１＃減部の曲率半径ｒ −Ｑ 〜３ ｒａ
＋ｒ＊ 、小径部全長３ Ｑ ｍｍの窒化けい素製セラ
ミックス製部拐と胴部直径１６−９ ｍｍの焼なましだ
クロムモリブデン鋼（ＪＩＳ−８ＣＭ４８５ ）製金属
部材を嵌合した第３図、に示す形状の金属・セラミック
ス結合体を使用した。この試験片について、第９図に示
す曲げｒＡｌ’ｉ’、’！装置を使用し、スパン１７−
４０闘、試験片［４１ｊ定端２８と金属製部材端部５と
の距ｆ’ｉ！ｌ ＩＢ −１５ｍｍとして曲げ試験を行
なった。以降の試験Ｇこついては第１０図ないし第１３
図に示す試験では」−記寸法のセラミックス製部材にお
いて犬チーｈ部より小
閃する。 シ／ｌ／コニア、窒化りい素、炭化けい素そのセラミッ
クスは機械的強１−０］、耐熱性、耐糸４＋Ｌ性にすぐ
れているため、ガスタービンエンジン部品、ディーゼル
エンジン部品等の高７！！ Ｉｆｑ造イオ料あるいは耐
摩耗材料として注目されている。しかし、セラミックス
は一般に硬くて脆いため金属材料に比較して成形加工性
が劣る。また、靭性に乏しいためセラミックス材料のみ
でエンジン部品のような機械材料を形成することは姉か
しく、一般には金ｈ４製部拐とセラミックス製部材とを
結合した複合構造体としての形で用いられる。 エンジン部品として使用される金属・セラミックス結合
体の金属製部材とセラミックス製部材の機械的結合方法
としては、例えば第１図に示すように、セラミックス製
タービンホイールの回転軸ｌと金属製コンプレッサーホ
イールの回転軸２とを外周に金属製の円筒状カラー２１
を焼１βミめたことにより結合した構造（特開昭５７−
２００６０１号公報）あるいは第２図に示すように、セ
ラミックス族のタービンホイールの回転軸４を金属製コ
ンプレッサーホイールの回転軸２の端部に設けた四部３
に嵌合した構造（米国特許第３，６６６．８０２号明細
書）が知られている。 しかし、これら従来の結合構造には、次のような欠点が
ある。 （１）結合部の今風製部材の肉厚が大きいため、セラミ
ックス製部材の金属製部材への低入部において大きな応
力集中を生じる。すなわち、第１図に示すような従来の
結合構造を持つ金ｋｙ３・セラミックス結合体では金属
製カラー２１の端ｊ７１５５において該結合体の外径が
変化して剛性が不連続に変化するため、結合体に引張荷
重または曲げ荷重が加えられると、金属製カラーの端＋
’＋ｆＳ５の近傍のセラミックス製部材中に応力集中が
生じ、この部分から破壊する。 （２）第１図に示す従来の結合イト）造では、セラミッ
クス製部材の大径部背面６と金属製部材の端面５との間
の隙間ｌ□が小さいため、結合部に曲げ荷重が加えられ
ると、隙間ｔ□の部分のセラミックス製部材に応力が集
中し、この部分から破壊する。 本発明の目的は曲げ荷ｉ（（によりセラミックス株・シ
部材中に生じる応力集中が小さく、従って全体の強度が
向上するような構造の金属・セラミックス結合体とその
製造法を提供することである。 本発明の金属・セラミックス結合体は、セラミ、ツクス
製部材に凸部を設けてセラミックス製部材に大径部！小
径部とを形成し、該小径部を金属製部材に設けられた四
部または貫通孔に嵌合してなる金属・セラミックス結合
体において、該嵌合部の金属製部材のセラミックス製部
材側端面とセラミックス製部ｕ 大ｉ部背面との間にセ
ラミックス製部材の小径部直径以上の隙間を設け、金属
製部材の端部肉厚がセラミックス製部材側に向かってセ
ラミックス製部材小径部の直径の０．４倍以上の…イ率
半径で漸次減少せしめられた金属・セラミックス結合体
であり、本発明の金属・セラミックス結合体の製造法は
、金属製部側とセラミックス製部材とをセラミックス製
部材に設けた小径部と金属製部材に設けた四部とを嵌合
し一体的に結合する方法において、該結合部の金属製部
材のセラミックス製部材側端面とセラミックス製部材の
大径部背面との間にセラミックス製部材の小径部直径以
上の隙間を設けるように嵌合した後、金属製部材の端部
肉厚をセラミックス製部材側に向かってセラミックス製
部材の小径部直径の０．４倍以上の、曲率半径で減少せ
しめ、該肉厚減少部の長さと先端部の肉厚がそれぞれセ
ラミックス製部Ｈの小径部直径の０．５倍以上なら−び
に０．２倍以下にした金属・セラミックス結合体の製造
法である。 図面により本発明の４ｂｔ成をさらにａ］、Ｌ ＜ ｒ
＋ｓ、＝、明する。第８図ないし第６図は本発明の金属
・セラミックス結合体の一具体例のＧ’ｉ／造を示した
ものである。 第３図はセラミックス製部材１に設りられた直径１２の
小径部４が金ｋｒ４製部拐２に設けられた四部３に、金
属製部材上の四部’Ｉ：：ａ向５とセラミックス製部材
の大径部背面（１との間にｌｉｉ；、間１０が存イ１す
るように嵌合されるとともに、金ｋＪ’ｓ製部４Δ上の
四部のセラミックスａｉ！！Ｉｒ、６材側端部７の肉厚
が先端部に向かって曲率半径Ｒで漸次減少せしめられて
いる金ＪａＫ・セラミックス結合体の嵌合部の縦１１．
ｌｒ ＋ｒｔｉ図である。 金属製部材上の四部漏血５とセラミックス製部材の大径
部背面６との間のｌ”ＲＩＬｌｊ ｌ□は、セラミック
ス製部材上の小径部向＜ｌｉｉ２以上であることか好ま
しい。金属製部材上の四部のセラミックス製部材側端面
７の肉厚減少部の曲率半径Ｒ１該肉淳減少部先端の肉厚
１８ならびに該肉厚減少部の長さｌ、は該肉厚減少部先
端５付近でのセラミックス製部材への応力集中をさける
ため、それぞれセラミックス製部材上の小径部直径１２
の０．４倍以上、０．２倍以下、０．５倍以上であるこ
とが好ましい。金属製部材上の四部３とセラミックス製
部材上の小径部４の嵌合は焼ばめ、あるいは圧入のいず
れの方法で行ってもよい。 本発明の金属・セラミックス結合体は、金属製部側の端
面５とセラミックス製部材の大径部背面６との間の隙間
ｌ工がセラミックス製部材に設けられた小径部の直径７
２以上であるように結合されているので、該結合体に加
えられた曲げ荷重は、隙間ｌ□の部分のセラミックス製
部材で全体的に支えられるため応力集中が起らない。隙
間１０がセラミックス製部材に設けられた小径部の直径
１２未渦である場合には、短かい領域のセラミックス製
部材で曲げ荷重が支えられることになり、高い４心力集
中が起るので、低い曲げ荷重でセラミックス製部材上の
小径部４が破壊する。また、本発明の金属・セラミック
ス結合体は金ｋＪ＋製部材のセラミックス製部材側端部
７の肉厚が先端部に向かってセラミックス製部インの小
径部４の直径１２の０．４倍以上の曲率半径ＲでＰ１！
１次減少せしめられており、金属製部材の先端部肉厚１
８もセラミックス製部材に設けられた小径部の直径１２
の０．２倍以下、金属製部材上部の肉厚かＦｌｉｔ次減
少する部分７の長さ！、もセラミックス製部材に設けら
れた小径部の直径１２の０．５倍以」二であり、金属製
部材の端部５における該結合体の外径の変化が緩やかな
ので、この部分での応力集中は少ない。 金属製部材端部の肉厚がセラミックス製部拐佃に向かっ
て漸次減少していない場合には、金Ｊ’」： １Ｊ１１
！部材の端面５において該結合体の外径か変化し、その
剛性が不連続に変わるため、この部分のセラミックス製
部材に応力集中を生じ、低い４７（ｊｌｊでセラミック
ス製部材の破壊が生ずる。 本発明の金属・セラミックス結合体の金属製ｉ？Ｉｉ、
材とセラミックス製部材との嵌合部の金属製部材端部の
肉厚減少加工は嵌合後に行なう。 セラミックス製部材に設けた小径部の直径！２が小さく
従って金属製部材先端の肉厚１８が非電に薄い場合には
、金属製部材とセラミックス製部材とを嵌合する前に金
属製部材の先端の肉厚１８をセラミックス製部材に設け
た小径部の直径１２の０．２倍以下であるように加工す
ることか困難であり、また加工時に金属製部材端部の間
部漸減部７が内側に嵌入してしまい、その後の嵌合が不
可能になるので、嵌合後加工する必要がある。 第４図は、不発り」の金属・セラミックス結合体の製造
法の一興体例を示す説明図である。本発明の金わ４・セ
ラミックス結合体は、例えば金属製部材２の四部８には
予め入口部分にテーパー２２を設けて焼嵌めや圧入等の
方法によりセラミックス製部材の小径部４を金属製部材
の凹部８に挿入し易くしておき、出入又は焼ばめ等の方
法でセラミックス製部材１の小径部４を嵌合したのちに
金属製部材先端２０を削除し、第３図に示す肉厚漸減部
７のような形状に加工して得られる。さらに必要に応じ
て表面焼入れ、窒化処理、硬質メッキ・７ｊの手段によ
り金属製部−４，４表面の硬化処」コ１！を’？］つで
もよい。 第５図はセラミックス製部材１の小径部４が、胴部の一
端に胴部直イ’ｔ’、より大径のフランジ９をイｊする
円筒状金属製部４．ｊ ２の四部３に嵌合してなる金属
・セラミックス結合体の−＋ｉ＋７造例の縦断面１Ｎで
ある。この７ラング部９を介して本）Ｉｆ、明の金１・
＋４セラミックス結合体の金属製部Ａ′／１を他の金Ａ
・１シ１ソ目１１＜材と結合させることかできる。 第６図はセラミックスｊＩ＋！！ ＨηＩＳ拐ｌの小径
部４・か、胴部の一端にネジ部］０が設りられた円１１
°力状金民製部拐２の四部３に１茨合してなる金）ＩＪ
・セラミックス結合体の一構造例のｔｋ ＩＪｊ［面図
である。このネジ部１０によって不発ｌシ」の金Ａ・」
Ｓ・セラミックス結合体の金属製部材の胴部に他の金Ａ
・θ製部イイを組み込むことかできる。 第７図は金属製タペツｌ−１１のカムとの括゛接面に本
発明の金属・セラミックス結合体かはめ込め、可能な貫
通孔を設け、その貫通孔に設けたネジ１５と本発明の金
ｋｊ６・セラミックス結合体の金属製部材の外周に設け
たネジ１ｏとでタペットに本発明の金属・セラミックス
結合体を固定したカムとの摺接面１２およびプッシュロ
ンド当接面１３がセラミックスから成るタペットである
。 第８図はセラミックス製タービンホイール１６と一体に
形成されている回転軸１７の先端に設けた小径部４かコ
ンプレッサーホイール側の鋼製回転軸１４の先端に設け
た四部８に嵌合されている本発明の金属・セラミックス
結合体の一具体例を示すターボチャージャーローターで
ある。 つぎに本発明の限定理由を試験結果にもとづいて説明す
る。 試験片として、大径部直径７５−９ ａｍ、小径部直径
ｌ ２−５ ａｍ−、大径部より小径部へ移行する肉Ｉ
ｊ７− ｉ１１＃減部の曲率半径ｒ −Ｑ 〜３ ｒａ
＋ｒ＊ 、小径部全長３ Ｑ ｍｍの窒化けい素製セラ
ミックス製部拐と胴部直径１６−９ ｍｍの焼なましだ
クロムモリブデン鋼（ＪＩＳ−８ＣＭ４８５ ）製金属
部材を嵌合した第３図、に示す形状の金属・セラミック
ス結合体を使用した。この試験片について、第９図に示
す曲げｒＡｌ’ｉ’、’！装置を使用し、スパン１７−
４０闘、試験片［４１ｊ定端２８と金属製部材端部５と
の距ｆ’ｉ！ｌ ＩＢ −１５ｍｍとして曲げ試験を行
なった。以降の試験Ｇこついては第１０図ないし第１３
図に示す試験では」−記寸法のセラミックス製部材にお
いて犬チーｈ部より小
【、１１部へと移行する肉厚ｆｌ
ｉｔ減部の液部半径ｒは２ ＋１１１１１に固定したセ
ラミックス製部材を使用し、第１４・図に示す試験では
上記寸法のセラミックス製部４１において該肉厚ｔ「１
減部の曲率半径ｒを０〜３ ｍｍの＋１東囲で変化させ
たセラミックス製ｓ：Ｇｉｒ ４；４を使用した。 第１０図は金属製部４４先端の肉厚１８をｉ ｍｒｔ＋
、金属製部材肉厚漸減部の長さ１４．を２，５１１１１
１１．金ｌ・ｉｓ製部材肉厚ｍ［液部の曲率半径Ｒを２
ｎｎｎとしてセラミックス製部材大径部背面と金Ａ・
ＪＳ製！：’ｆｌ； ｋＡ門部端而面の隙間ｌ工を変化
さゼた時の曲げ試験結果をｉ４ａ軸にセラミックス製部
材の破壊性Ｍ（を横軸に隙間１０をとり示したものであ
る。第１０図からもＩＪｊらかなように隙ｒ＝」ｔ□が
大きくなる程セラミック、ス製部拐の破壌に要する曲げ
荷重（破壊荷重）が大きくなり、ｌ□がセラミックス製
部側小径部４の直径１２の長さを越すと破壊荷重は一定
値に近づく。ｌ□が１２より小さい場合には、応力集中
のため、セラミックス製部材の破壊に要する荷重が急激
に低下する。したかって、セラミックス製部材大径部背
面と金属製部材四部端面との隙間！、はセラミックス製
部材小径部直径！２以上であることが好ましいものであ
る。 第１１図は金ｐＡ製部拐の肉厚漸減部の長さｌ。 を２．５門、金属製部利の肉厚漸減部の曲率半径Ｒを２
〜ｎ１セラミックス製部材大径部背面と金属製部材四部
端面との隙間ｌ□を５闘として金属製部イΔ先端の肉厚
１８を変化させた時の曲げ試験結果を縦軸にセラミック
ス製部の破壊荷重を横軸に金属製部材先端の肉厚１８を
とり示したものである。 第１１図から明らかなように、金属製部材上端の肉、厚
１８が大きくなる程、セラミックス製部材の破壊荷重が
小さくなり、肉厚７！８がセラミックス製部側小径部の
直径１２の０．２倍を越すと破壊荷重は急激に低下する
。従って金属製部材先端の肉厚！、はセラミックス製部
材小径部の直径１２の０．２倍以下とするのが好ましい
−ものである。 第】２図は金属製部拐の肉厚１８を１ｍｍ、、金属製部
拐の肉厚漸減部の曲率半径Ｒを２ ｍｍ＋、セラミック
ス製部材小径部背面と金属製部材四部端面との隙間ｔ□
を５朋として、金属製部材端部の肉厚漸減部の長さｌ、
を変化させた時の曲げ試験ＩＩ！ｉ果を縦軸にセラミッ
クス製部材の破壊荷ＪＲを、横＋ｌｌ＋ｉ＋に肉厚漸減
部の長さｌ、をとり示したものである。 第１２図から明らかなように金属製部材端部の肉厚漸減
部の長さ！、か大きくなる程、曲げにス・ｊする破壊荷
重が大きくなり、肉厚漸減部の長さｌ。 がセラミックス製部材の小径部直径１２のＯＨ５Ｇ’ｊ
を越すと破壊荷重は一定値に近づく。しかし、ｌ、が１
２の０．５倍以下では破壊荷重が急激に低下する。従っ
て金属製部材端部の肉厚漸減部の長さｌ、はセラミック
ス製部材の小径部直径１２の０．５倍以上とするのが好
ましいものである。 第１８図はセラミックス製部材大径部背面と金、属製部
材四部端面との隙間ｌ工を５關、金属製部材先端の肉厚
１８を１騙、金属製部材の肉厚漸減部の長ざｌ、を２．
５關として、金属製部材端部の肉厚漸減部の曲率半径Ｒ
を変化させた時の曲げ試験結果を縦軸に破壊荷重を横軸
に曲率半径Ｒをとり示したものである。第１８図から明
らかなように、曲率半径Ｒがセラミックス製部材小径部
直径１２の０．４倍以下では破壊荷重が急激に低下して
おり、１２の０．４倍以上では破壊荷重はほぼ一定値で
ある。従って金属製部材端部の肉厚漸減部の曲率半径Ｒ
はセラミックス製部材小径部の直径１２の０．４倍以上
とするのが好ましいものである。 第１４図はセラミックス製部材大径部背面と金属製部材
四部端面の隙間ｌ□を５Ｔｎｍ、金属製部材先端の肉厚
１８を１間、金ＰＡ製部材肉厚ｉＪｉ液部の長さｌ、を
２．５市、金属製部材肉厚漸減部の曲率半径Ｒを２ ｍ
、ｍとして、セラミックス製部材の大径部より小径部へ
移行する肉厚漸減部の曲率半径ｒを変化させた時の曲げ
試験結果を、縦軸に破壊荷重を、横軸に肉厚漸減部の曲
率半径ｒをとり示したものである。第１４・図から明ら
かなように、セラミックス製部材の大径ｉ２１．Ｓより
小径部へ移行する部分に肉厚漸減部が無く、曲率半径ｒ
か零の場合には、破壊荷重が極端に低い。従ってセラミ
ックス製部材の大径部から小径部へ移行する部分には、
肉厚漸減部を設けるのが好ましい。 本発明の金属・セラミックス結合体を（ｆｑ成するセラ
ミックス材料は窒化けい素、炭化けい素２部分安定化ジ
ルコニア、アルミナ、ベリリア等から本発明の金属・セ
ラミックス結合体の使用目的に応じて選択すればよい。 たとえば本発明の金Ｊ’Ｊ５・セラミックス結合体でタ
ーボチャージャーローターを作る場合には、高温になる
タービンホイールと、それに続く回転ｉ１ｉ＋ｌ＋は高
温強度の大きい窒化（〕い素が望ましい。また、カムと
の括ｌｄ面をセラミックスとしたタペットを本発明の金
１・］３・セラミックス結合体で作る場合には、セラミ
ックスイΔ料として高強度、ｆｉＡ’ｆｌＪ性の部分安
定化ジルコニアか望ましい。 金属製部材上の四部のセラミックス製部拐側免１部の肉
厚潮泳部７の形状は円弧に限られるものではなく、曲線
上の全ての曲率半径がセラミックス製部材上の小径部直
径１２の０．４倍以上であれば該肉厚漸減部７の形状は
例えば放物線、楕円曲線等の円弧以外の二次曲線等であ
ってもよい。また該肉厚漸減部７の形状が曲率半径が無
限大の場合に相当する直線形状であってもよい。 実施例 １ 外Ｗ ９．０ ａｍ 、長さ１３Ｑ、Ｑ＋ｍｓのセラミ
ックス製丸棒を常圧焼結法による窒化けい素にて作成し
た。 このセラミックス製部材の一端に外径５．Ｑａｉ、長ざ
４ｏ、ｏｍｍの凸部を設けて大径部と小径部とを形成し
、該小径部の付は根の肉厚が曲率半径１．０關で大径部
に向かって漸次増加するようにした。 また全長５０゜Ｑｍｍ、外径９．□ｍｓのアルミクロム
モリブデン鋼（ＪＩＳ −ＳＡＯＭ ６４５ ）製丸棒
の一端に内径４・＊９８”’ｉ深さ４５．０１＋ｌｌｌ
’ｌの四部を設けた金属製部材を作成した。この金属製
部材を５００°Ｃにてセラミックス製部側の小径部に焼
嵌めして次の２種類の金板・セラミックス結合体の試験
体を作成した。 試験体Ａは本発明の特徴を０１１ｆえた金７へ・セラミ
ックス結合体であり、−セラミックス製部材の大径部背
面と金属製部材の四部端面との間の距品が１５．０ｍｍ
となるように焼嵌めしてあり、しかも焼嵌めした後に金
属製部材の端部を加工して、セラミックス製部材に向っ
て曲率半径５．Ｑｓｍで肉厚が綱減し、その肉厚漸減部
の長さおよび先端の肉厚が各々４．０關および０．０５
酎である。 試験体Ｂは本発明の特徴を満足しない金ｋ・セラミック
ス結合体であり、セラミックス製部側の大径部背面と金
属製部材のセラミックス製部材（１ｉｉ＋端面との間の
距離が（１，０５１１１ｍとなるように焼１６３めであ
り、金属製部側の結合部側端１１１１には肉厚ｔ；１１
減部は液部られていない。 作成した上記の試験体Ａ、Ｂの曲げ試験を第９図に示す
曲げ試験装置ｉ′（により行なった。曲げ試１ｉ−：、
！条件は、第９図におけるスパン１７が４０ 、０ ｍ
ｌ、＋ 、固定端２３と金属製部側端部５との距離ｔ８
は１５．０間および荷重速度はＱ、Ｑ５ｍｍｌｂである
。 曲げ試験の結果、試験体Ａの破壊荷重かｓ２．ｏｋｙで
あるのに対し、試験体Ｂの破壊荷重は１２に９であり、
本発明の金属・セラミックス結合体の曲げ強度は従来の
ものと比べて特にすぐれていた。 実施例 ２ 外径６１．０馴のタービンホイールとｉ径９．０Ｍのタ
ービンシャフトを常圧焼結法による窒化けい素で一体的
に形成した全長７２．ＯＴｎｍのセラミックス製部材を
作製した。このセラミックス製部材のタービンシャフト
先端に直径６．ＯＩｎｍ、ｇさ２０．Ｏｍ、ｉ＋の凸部
を加工し、その付は根に曲率半径１．Ｑｍｉで肉厚が１
ｉｙ１次減少する部分を設けて小径部と大径部を作成し
た。また全長６Ｑ、Ｑｉｍ、直径９．０關のアルミクロ
ムモリブデン’ａ （ＪＩＳ −ＳＡＯＭ ６４５ ）
ノ一端に内径５．８關、深さ１４．０１１Ａの四部を
形成した。この四部にタービンシャフト先端の小径部を
３５０°Ｃで圧入して、上記四部端面と大径部背面との
間を１０．０Ｍｍとし、次いで金属製部側の端部をセラ
ミックス製部ね側に向かって肉厚が、曲率半径５．Ｑｍ
ｉで漸次減少し、その肉厚漸減部の長さ、が４．（１＃
＋＋、先端の肉厚か０゜Ｑ５ｒｎｍとなるようにした。 このターボチャージャーローターのコンプレッサーホイ
ール側回転軸を直径５＊０”に加工し、第８図に示す形
状とした。このコンプレッサ−１ｉ１ｉ１回転＋１１１
１１１４ ニ内径５ ＊ ２ ”ｎＭ外径３０．０Ｉ１
１７Ａ％長さ２５．０Ｍ直のアルミニウム合金（ＪＩＳ
−ＡＣ４０）製円筒をはめ、フランジ２４・とコンプレ
ッサーホイール側回転軸の一端に設けたネジ１５の間で
、＋’１！Ｉ付トルク１５１Ｃ９・ｃｍでナツトにより
固定した。このターボチャージャーローターを高温回転
試験装置に組込んで、燃焼ガスにより１５０．０００
ｒｐｍで１時間の回転試験を行ったが何ら異′ｚ１５は
認められなかった。 以上述べたことから明らかなとおり、本発明の金属・セ
ラミックス結合体は結合部の金属製ｔｒｌ（Ａ′４のセ
ラミックス製部イΔ側端部の肉厚をｍｌｊ続的にｔ１□
に少させるとともに、セラミックス製部側大径部背面と
金属製部拐凹部端血との間に、セラミックス製部側小径
部直径以上の間Ｕｈｉを設けているので、本発明の金属
・セラミックス結合体に曲け４：ｉｌ ｊ江か、作用し
ても応力集中が起らず、従来の構造の金属セラミックス
結合体以上の荷重に耐えることができる。さらにまた、
作用する荷重が変らない場合にはセラミックス製部材を
小型にすることができる。 とくに、セラミックス製タービンホイールとそれに続く
セラミックス製シャフトに金属製シャフトを嵌合して、
本発明の金属・セラミックス結合体としたターボチャー
ジャーローターはタービンが軽量で高温強度のすぐれた
セラミックス製なので高効率のターボチャージャ叩−タ
ーとすることができる。 また、タペットも本発明の金属・セラミックス結合体を
はめ込んで、カムとの摺接面をセラミックスとすること
ができるので、耐摩耗性にすぐれたタペットとすること
ができる。 このように、本発明の金属・セラミックス結合体は本発
明の金属・セラミックス結合体そのもの、あるいは他の
金属製部側と組合せて使用することにより、セラミック
スの耐熱性、断熱性、軽量性。 耐酸化・性ならひに高温強度を生がしてターボヂャージ
ャー、ピストン、タペット、吸気弁ｒ ｌ”ｔ’ ＱＣ
ｈ＋ロッカーアーム、カムなど−のエンジン部品その低
高温や繰り返し荷重を受【′Ｊる４ｉ’！７造体部品と
して使用できる。
ｉｔ減部の液部半径ｒは２ ＋１１１１１に固定したセ
ラミックス製部材を使用し、第１４・図に示す試験では
上記寸法のセラミックス製部４１において該肉厚ｔ「１
減部の曲率半径ｒを０〜３ ｍｍの＋１東囲で変化させ
たセラミックス製ｓ：Ｇｉｒ ４；４を使用した。 第１０図は金属製部４４先端の肉厚１８をｉ ｍｒｔ＋
、金属製部材肉厚漸減部の長さ１４．を２，５１１１１
１１．金ｌ・ｉｓ製部材肉厚ｍ［液部の曲率半径Ｒを２
ｎｎｎとしてセラミックス製部材大径部背面と金Ａ・
ＪＳ製！：’ｆｌ； ｋＡ門部端而面の隙間ｌ工を変化
さゼた時の曲げ試験結果をｉ４ａ軸にセラミックス製部
材の破壊性Ｍ（を横軸に隙間１０をとり示したものであ
る。第１０図からもＩＪｊらかなように隙ｒ＝」ｔ□が
大きくなる程セラミック、ス製部拐の破壌に要する曲げ
荷重（破壊荷重）が大きくなり、ｌ□がセラミックス製
部側小径部４の直径１２の長さを越すと破壊荷重は一定
値に近づく。ｌ□が１２より小さい場合には、応力集中
のため、セラミックス製部材の破壊に要する荷重が急激
に低下する。したかって、セラミックス製部材大径部背
面と金属製部材四部端面との隙間！、はセラミックス製
部材小径部直径！２以上であることが好ましいものであ
る。 第１１図は金ｐＡ製部拐の肉厚漸減部の長さｌ。 を２．５門、金属製部利の肉厚漸減部の曲率半径Ｒを２
〜ｎ１セラミックス製部材大径部背面と金属製部材四部
端面との隙間ｌ□を５闘として金属製部イΔ先端の肉厚
１８を変化させた時の曲げ試験結果を縦軸にセラミック
ス製部の破壊荷重を横軸に金属製部材先端の肉厚１８を
とり示したものである。 第１１図から明らかなように、金属製部材上端の肉、厚
１８が大きくなる程、セラミックス製部材の破壊荷重が
小さくなり、肉厚７！８がセラミックス製部側小径部の
直径１２の０．２倍を越すと破壊荷重は急激に低下する
。従って金属製部材先端の肉厚！、はセラミックス製部
材小径部の直径１２の０．２倍以下とするのが好ましい
−ものである。 第】２図は金属製部拐の肉厚１８を１ｍｍ、、金属製部
拐の肉厚漸減部の曲率半径Ｒを２ ｍｍ＋、セラミック
ス製部材小径部背面と金属製部材四部端面との隙間ｔ□
を５朋として、金属製部材端部の肉厚漸減部の長さｌ、
を変化させた時の曲げ試験ＩＩ！ｉ果を縦軸にセラミッ
クス製部材の破壊荷ＪＲを、横＋ｌｌ＋ｉ＋に肉厚漸減
部の長さｌ、をとり示したものである。 第１２図から明らかなように金属製部材端部の肉厚漸減
部の長さ！、か大きくなる程、曲げにス・ｊする破壊荷
重が大きくなり、肉厚漸減部の長さｌ。 がセラミックス製部材の小径部直径１２のＯＨ５Ｇ’ｊ
を越すと破壊荷重は一定値に近づく。しかし、ｌ、が１
２の０．５倍以下では破壊荷重が急激に低下する。従っ
て金属製部材端部の肉厚漸減部の長さｌ、はセラミック
ス製部材の小径部直径１２の０．５倍以上とするのが好
ましいものである。 第１８図はセラミックス製部材大径部背面と金、属製部
材四部端面との隙間ｌ工を５關、金属製部材先端の肉厚
１８を１騙、金属製部材の肉厚漸減部の長ざｌ、を２．
５關として、金属製部材端部の肉厚漸減部の曲率半径Ｒ
を変化させた時の曲げ試験結果を縦軸に破壊荷重を横軸
に曲率半径Ｒをとり示したものである。第１８図から明
らかなように、曲率半径Ｒがセラミックス製部材小径部
直径１２の０．４倍以下では破壊荷重が急激に低下して
おり、１２の０．４倍以上では破壊荷重はほぼ一定値で
ある。従って金属製部材端部の肉厚漸減部の曲率半径Ｒ
はセラミックス製部材小径部の直径１２の０．４倍以上
とするのが好ましいものである。 第１４図はセラミックス製部材大径部背面と金属製部材
四部端面の隙間ｌ□を５Ｔｎｍ、金属製部材先端の肉厚
１８を１間、金ＰＡ製部材肉厚ｉＪｉ液部の長さｌ、を
２．５市、金属製部材肉厚漸減部の曲率半径Ｒを２ ｍ
、ｍとして、セラミックス製部材の大径部より小径部へ
移行する肉厚漸減部の曲率半径ｒを変化させた時の曲げ
試験結果を、縦軸に破壊荷重を、横軸に肉厚漸減部の曲
率半径ｒをとり示したものである。第１４・図から明ら
かなように、セラミックス製部材の大径ｉ２１．Ｓより
小径部へ移行する部分に肉厚漸減部が無く、曲率半径ｒ
か零の場合には、破壊荷重が極端に低い。従ってセラミ
ックス製部材の大径部から小径部へ移行する部分には、
肉厚漸減部を設けるのが好ましい。 本発明の金属・セラミックス結合体を（ｆｑ成するセラ
ミックス材料は窒化けい素、炭化けい素２部分安定化ジ
ルコニア、アルミナ、ベリリア等から本発明の金属・セ
ラミックス結合体の使用目的に応じて選択すればよい。 たとえば本発明の金Ｊ’Ｊ５・セラミックス結合体でタ
ーボチャージャーローターを作る場合には、高温になる
タービンホイールと、それに続く回転ｉ１ｉ＋ｌ＋は高
温強度の大きい窒化（〕い素が望ましい。また、カムと
の括ｌｄ面をセラミックスとしたタペットを本発明の金
１・］３・セラミックス結合体で作る場合には、セラミ
ックスイΔ料として高強度、ｆｉＡ’ｆｌＪ性の部分安
定化ジルコニアか望ましい。 金属製部材上の四部のセラミックス製部拐側免１部の肉
厚潮泳部７の形状は円弧に限られるものではなく、曲線
上の全ての曲率半径がセラミックス製部材上の小径部直
径１２の０．４倍以上であれば該肉厚漸減部７の形状は
例えば放物線、楕円曲線等の円弧以外の二次曲線等であ
ってもよい。また該肉厚漸減部７の形状が曲率半径が無
限大の場合に相当する直線形状であってもよい。 実施例 １ 外Ｗ ９．０ ａｍ 、長さ１３Ｑ、Ｑ＋ｍｓのセラミ
ックス製丸棒を常圧焼結法による窒化けい素にて作成し
た。 このセラミックス製部材の一端に外径５．Ｑａｉ、長ざ
４ｏ、ｏｍｍの凸部を設けて大径部と小径部とを形成し
、該小径部の付は根の肉厚が曲率半径１．０關で大径部
に向かって漸次増加するようにした。 また全長５０゜Ｑｍｍ、外径９．□ｍｓのアルミクロム
モリブデン鋼（ＪＩＳ −ＳＡＯＭ ６４５ ）製丸棒
の一端に内径４・＊９８”’ｉ深さ４５．０１＋ｌｌｌ
’ｌの四部を設けた金属製部材を作成した。この金属製
部材を５００°Ｃにてセラミックス製部側の小径部に焼
嵌めして次の２種類の金板・セラミックス結合体の試験
体を作成した。 試験体Ａは本発明の特徴を０１１ｆえた金７へ・セラミ
ックス結合体であり、−セラミックス製部材の大径部背
面と金属製部材の四部端面との間の距品が１５．０ｍｍ
となるように焼嵌めしてあり、しかも焼嵌めした後に金
属製部材の端部を加工して、セラミックス製部材に向っ
て曲率半径５．Ｑｓｍで肉厚が綱減し、その肉厚漸減部
の長さおよび先端の肉厚が各々４．０關および０．０５
酎である。 試験体Ｂは本発明の特徴を満足しない金ｋ・セラミック
ス結合体であり、セラミックス製部側の大径部背面と金
属製部材のセラミックス製部材（１ｉｉ＋端面との間の
距離が（１，０５１１１ｍとなるように焼１６３めであ
り、金属製部側の結合部側端１１１１には肉厚ｔ；１１
減部は液部られていない。 作成した上記の試験体Ａ、Ｂの曲げ試験を第９図に示す
曲げ試験装置ｉ′（により行なった。曲げ試１ｉ−：、
！条件は、第９図におけるスパン１７が４０ 、０ ｍ
ｌ、＋ 、固定端２３と金属製部側端部５との距離ｔ８
は１５．０間および荷重速度はＱ、Ｑ５ｍｍｌｂである
。 曲げ試験の結果、試験体Ａの破壊荷重かｓ２．ｏｋｙで
あるのに対し、試験体Ｂの破壊荷重は１２に９であり、
本発明の金属・セラミックス結合体の曲げ強度は従来の
ものと比べて特にすぐれていた。 実施例 ２ 外径６１．０馴のタービンホイールとｉ径９．０Ｍのタ
ービンシャフトを常圧焼結法による窒化けい素で一体的
に形成した全長７２．ＯＴｎｍのセラミックス製部材を
作製した。このセラミックス製部材のタービンシャフト
先端に直径６．ＯＩｎｍ、ｇさ２０．Ｏｍ、ｉ＋の凸部
を加工し、その付は根に曲率半径１．Ｑｍｉで肉厚が１
ｉｙ１次減少する部分を設けて小径部と大径部を作成し
た。また全長６Ｑ、Ｑｉｍ、直径９．０關のアルミクロ
ムモリブデン’ａ （ＪＩＳ −ＳＡＯＭ ６４５ ）
ノ一端に内径５．８關、深さ１４．０１１Ａの四部を
形成した。この四部にタービンシャフト先端の小径部を
３５０°Ｃで圧入して、上記四部端面と大径部背面との
間を１０．０Ｍｍとし、次いで金属製部側の端部をセラ
ミックス製部ね側に向かって肉厚が、曲率半径５．Ｑｍ
ｉで漸次減少し、その肉厚漸減部の長さ、が４．（１＃
＋＋、先端の肉厚か０゜Ｑ５ｒｎｍとなるようにした。 このターボチャージャーローターのコンプレッサーホイ
ール側回転軸を直径５＊０”に加工し、第８図に示す形
状とした。このコンプレッサ−１ｉ１ｉ１回転＋１１１
１１１４ ニ内径５ ＊ ２ ”ｎＭ外径３０．０Ｉ１
１７Ａ％長さ２５．０Ｍ直のアルミニウム合金（ＪＩＳ
−ＡＣ４０）製円筒をはめ、フランジ２４・とコンプレ
ッサーホイール側回転軸の一端に設けたネジ１５の間で
、＋’１！Ｉ付トルク１５１Ｃ９・ｃｍでナツトにより
固定した。このターボチャージャーローターを高温回転
試験装置に組込んで、燃焼ガスにより１５０．０００
ｒｐｍで１時間の回転試験を行ったが何ら異′ｚ１５は
認められなかった。 以上述べたことから明らかなとおり、本発明の金属・セ
ラミックス結合体は結合部の金属製ｔｒｌ（Ａ′４のセ
ラミックス製部イΔ側端部の肉厚をｍｌｊ続的にｔ１□
に少させるとともに、セラミックス製部側大径部背面と
金属製部拐凹部端血との間に、セラミックス製部側小径
部直径以上の間Ｕｈｉを設けているので、本発明の金属
・セラミックス結合体に曲け４：ｉｌ ｊ江か、作用し
ても応力集中が起らず、従来の構造の金属セラミックス
結合体以上の荷重に耐えることができる。さらにまた、
作用する荷重が変らない場合にはセラミックス製部材を
小型にすることができる。 とくに、セラミックス製タービンホイールとそれに続く
セラミックス製シャフトに金属製シャフトを嵌合して、
本発明の金属・セラミックス結合体としたターボチャー
ジャーローターはタービンが軽量で高温強度のすぐれた
セラミックス製なので高効率のターボチャージャ叩−タ
ーとすることができる。 また、タペットも本発明の金属・セラミックス結合体を
はめ込んで、カムとの摺接面をセラミックスとすること
ができるので、耐摩耗性にすぐれたタペットとすること
ができる。 このように、本発明の金属・セラミックス結合体は本発
明の金属・セラミックス結合体そのもの、あるいは他の
金属製部側と組合せて使用することにより、セラミック
スの耐熱性、断熱性、軽量性。 耐酸化・性ならひに高温強度を生がしてターボヂャージ
ャー、ピストン、タペット、吸気弁ｒ ｌ”ｔ’ ＱＣ
ｈ＋ロッカーアーム、カムなど−のエンジン部品その低
高温や繰り返し荷重を受【′Ｊる４ｉ’！７造体部品と
して使用できる。
第１図および第２図は、従来の金ｋｙｓ・セラミックス
結合体の具体例のＸｌぞ１す１面図を示すｕｎｉ明図、
第３図、第５図、第６図は本発明の金属・セラミックス
結合体の一具体例を示す説明図、第４図は本発明の金１
リドセラミックスねＩｊ会合体製造法の一具体例を示す
説明図、 第７図は本発明の金属・セラミックス結合体を他の金属
製部側と組み合せて使用する具体的応用列であるタペッ
トの（・１“、１７造の縦断面を示す説明図、第８図は
本発明の金属・セラミックス結合体の具体的応用例のタ
ーボチャージャーローターの嵌合部の縦断面を示す説明
図、 第９図は本発明の金属・セラミックス結合体の曲げ試験
の方法を示す説明図、 第１０図はセラミックス製部材大径部背面と金属製部材
先端而との距ルＩＬと曲げ強度特性との関係を示す特性
図、 第１１図は金属製部材先端の肉厚と曲げ強度特性との関
係を示す特性図、 第１２図は金属製部材肉厚漸減部の長さと曲げ強度特性
との関係を示す特性図、 第１３図は金属製部材肉厚漸減部の曲率半径と曲げ強度
特性の関係を示す特性図、 第１４図はセラミックス製部材肉厚漸減部の曲率半径と
曲げ強度特性との関係を示す特性図である。 ■・・・セラミックス製部拐、２・・・金属製部イオ、
３・・・金属製カラーの凹部、４・・・セラミックス製
部拐」二の小径部、５・・・凹部の端面、６・・・大径
部の背向、７・・・金属製部側の肉厚漸減部、８・・・
セラミックス製部材の肉厚漸減部、９・・・フランジ、
ＩＯ・・・金属製部材の胴部に設けたネジ、１１・・・
金属製タペット本体、１２・・・カムとの摺接面、１３
・・・ブツシュロッド当接面、１４・・・コンブレラ、
サーホイール側回転軸、１５・・・ネジ、１６・・・タ
ービンホイール、１７・・・タービンホイール側回転１
ｈｉｌ ％１８・・・固定台、１９・・・押し治具、２
０・・・加工削除部、２１・・・金属製カラー、２２・
・・人口チーバ一部、２３・・・固定端、２４・・・フ
ランジ、ｔｏ・・・四部端面と大径部背面との距閃１し
、１２・・・セラミックス製部材小径部直径、１８・・
・金ａｉｓ ′Ｍ部材先端の肉厚、ｌ、・・・金属製部
材肉厚ｊ１−１減部の長さ、１５・・・セラミックス製
部材大径部直径、１６・・・金属製部層胴部外径、１７
・・・曲げ試験のスパン、１８・・・金１す３製部材端
部と固定端との距畠、Ｒ・・・金属製部材先端で１（１
減部の曲率半径、ｒ・・・セラミックス製部イ；ツ肉厚
順液部の曲率半径。 特許出願人 目本碍子株式会社 第３図 Ｒ 第４図 ！ 第５図 第６図 第７図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 塗屓１５田肉厚漸鼻任ｒの曲率半径８ 第１４図 ０ １ ２ ３ ｒｍｑン τラミックス９＆Ｏｒ腐肉厚漸誠ま戸の曲率半径と手続
補正書 昭和５９年６り］、８日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２０９２２６ 号 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 ５゜ ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明Ｊの欄１
、明細書第６頁第１５行〜第１６行間に下記を加入する
。 「 第２図に示す従審例にも同様の欠点がある。」２、
同第８頁第３行中［０６２倍以下にした」を「０゜２倍
以下となるように加工した」と訂正する。 ３、同第１３頁第１８行中［本発明の限定理由ｊを「本
発明の数値限定理由」と訂正する。 ））７．！ｚ’、’、− 代理人弁理士 杉 村 暁 秀 （匂、、’ 社外１名
１′
結合体の具体例のＸｌぞ１す１面図を示すｕｎｉ明図、
第３図、第５図、第６図は本発明の金属・セラミックス
結合体の一具体例を示す説明図、第４図は本発明の金１
リドセラミックスねＩｊ会合体製造法の一具体例を示す
説明図、 第７図は本発明の金属・セラミックス結合体を他の金属
製部側と組み合せて使用する具体的応用列であるタペッ
トの（・１“、１７造の縦断面を示す説明図、第８図は
本発明の金属・セラミックス結合体の具体的応用例のタ
ーボチャージャーローターの嵌合部の縦断面を示す説明
図、 第９図は本発明の金属・セラミックス結合体の曲げ試験
の方法を示す説明図、 第１０図はセラミックス製部材大径部背面と金属製部材
先端而との距ルＩＬと曲げ強度特性との関係を示す特性
図、 第１１図は金属製部材先端の肉厚と曲げ強度特性との関
係を示す特性図、 第１２図は金属製部材肉厚漸減部の長さと曲げ強度特性
との関係を示す特性図、 第１３図は金属製部材肉厚漸減部の曲率半径と曲げ強度
特性の関係を示す特性図、 第１４図はセラミックス製部材肉厚漸減部の曲率半径と
曲げ強度特性との関係を示す特性図である。 ■・・・セラミックス製部拐、２・・・金属製部イオ、
３・・・金属製カラーの凹部、４・・・セラミックス製
部拐」二の小径部、５・・・凹部の端面、６・・・大径
部の背向、７・・・金属製部側の肉厚漸減部、８・・・
セラミックス製部材の肉厚漸減部、９・・・フランジ、
ＩＯ・・・金属製部材の胴部に設けたネジ、１１・・・
金属製タペット本体、１２・・・カムとの摺接面、１３
・・・ブツシュロッド当接面、１４・・・コンブレラ、
サーホイール側回転軸、１５・・・ネジ、１６・・・タ
ービンホイール、１７・・・タービンホイール側回転１
ｈｉｌ ％１８・・・固定台、１９・・・押し治具、２
０・・・加工削除部、２１・・・金属製カラー、２２・
・・人口チーバ一部、２３・・・固定端、２４・・・フ
ランジ、ｔｏ・・・四部端面と大径部背面との距閃１し
、１２・・・セラミックス製部材小径部直径、１８・・
・金ａｉｓ ′Ｍ部材先端の肉厚、ｌ、・・・金属製部
材肉厚ｊ１−１減部の長さ、１５・・・セラミックス製
部材大径部直径、１６・・・金属製部層胴部外径、１７
・・・曲げ試験のスパン、１８・・・金１す３製部材端
部と固定端との距畠、Ｒ・・・金属製部材先端で１（１
減部の曲率半径、ｒ・・・セラミックス製部イ；ツ肉厚
順液部の曲率半径。 特許出願人 目本碍子株式会社 第３図 Ｒ 第４図 ！ 第５図 第６図 第７図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 塗屓１５田肉厚漸鼻任ｒの曲率半径８ 第１４図 ０ １ ２ ３ ｒｍｑン τラミックス９＆Ｏｒ腐肉厚漸誠ま戸の曲率半径と手続
補正書 昭和５９年６り］、８日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２０９２２６ 号 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 ５゜ ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明Ｊの欄１
、明細書第６頁第１５行〜第１６行間に下記を加入する
。 「 第２図に示す従審例にも同様の欠点がある。」２、
同第８頁第３行中［０６２倍以下にした」を「０゜２倍
以下となるように加工した」と訂正する。 ３、同第１３頁第１８行中［本発明の限定理由ｊを「本
発明の数値限定理由」と訂正する。 ））７．！ｚ’、’、− 代理人弁理士 杉 村 暁 秀 （匂、、’ 社外１名
１′
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ セラミックス製部材に凸部を設けてセラミックス製
部材に大径部と小径部とを形成し、該小径部を金属製部
材に設けられた四部または貫通孔に嵌合してなる金属・
セラミックス結合体において、該嵌合部の金属製部材の
セラミックス製部材側端面とセラミックス製部材の大径
部背面との間にセラミックス製部材の小径部直径以上の
隙間を設け、金属製部材の端部肉厚がセラミックス製部
材側に向かってセラミックス製部材の小径部直径の０．
４倍以上の曲率半径で漸次減少せしめられたことを特徴
とする金属・セラミックス結合体。 λ 金属製部材のセラミックス製部材側の先端部肉厚が
、セラミックス製部材に設けた小径部の直径の０．２倍
以下である特許請求の範囲第１項記載の金属・セラミッ
クス結合体。 ＆ 金属製部材のセラミックス製部材側端部に設けた肉
厚漸次減少部の長さが、セラミックス製部材に設けた小
径部の直径の０．５倍以上である特許請求の範囲＠１項
または第２項のいずれかに記載の金属・セラミックス結
合体。 盃 セラミックス製部材の大径部が小径部に向かづて、
その断面積を漸次減少せしめられた特許請求の範囲第１
項ないし第３項のいずれかに記載の金属・セラミックス
結合体。 ５ セラミックス製部材がターボチャージャーローター
のタービンホイール側の回転軸の一部、金属製部材がタ
ーボチャージャーローターのコンプレッサーホイール側
の回転＋１ζ１１の一部である特許請求の範囲第１項な
いし第４項のいずれかに記載の金属・セラミックス結合
体。 ６、 セラミックス製部材が望化けい素である９、νｉ
Ｆ請求の範囲第５項記載の金属・セラミックス結合体。 ７、 セラミックス製部材がタペットのカムとのｈツ接
部の一部、金属製部材がタペットの本体または本体との
結合に用いられている部材の一部である特許請求の範囲
第１項ないし第４項のいずれかに記載の金属・セラミッ
クス結合体。 ８、 金属製部材とセラミックス製部材とを、セラミッ
クス製部材に設＆−１だ凸部と金属製部材に設けた四部
とを嵌合し一体的に嵌合する方法において、該結合部の
金属製部材のセラミックス製部材側端面とセラミックス
製部材の大径部背面との間に、セラミックス製部材の小
径部直径以上の隙間を設けるように嵌合した後、金属製
部材の端部肉厚をセラミックス製部開側に向かってセラ
ミックス族ＩＩＳ ４Ａの小径部直径の０．４倍以上の
曲率半径で漸次減少せしめ該肉厚減少部の長さと先端部
肉厚がそれぞれセラミックス製部材の小径部直径の０．
５倍以上ならびに０．２倍以下となるように加工するこ
とを特徴とする金属・セラミックス結合体の製造法。 ９ 金属・セラミックス結合体がターホチャージャーロ
ーターであり、金挑製部拐がコンプレッサーホイール（
曹の回転軸でセラミックス製部材がタービンホイール側
回転軸である特許請求の範囲第８項記載の金（ワ３・セ
ラミックス結合体の製造法。 １０、セラミックス製部材がタペットのカムとの括接部
の一部、金ＰＩ４製部イ珂がタペットの本体または本体
との結合に用いられている部材の一部である特許請求の
範囲第８項記載の金Ａ・珈・セラミックス結合体の製造
法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58209226A JPS60103082A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 金属・セラミツクス結合体およびその製造法 |
| US06/667,205 US4614453A (en) | 1983-11-09 | 1984-11-01 | Metal-ceramic composite body and a method of manufacturing the same |
| DE8484307722T DE3474660D1 (en) | 1983-11-09 | 1984-11-08 | A metal-ceramic composite body and a method of manufacturing the same |
| AT84307722T ATE38027T1 (de) | 1983-11-09 | 1984-11-08 | Metall-keramik-verbundkoerper und verfahren zu seiner herstellung. |
| CA000467304A CA1230710A (en) | 1983-11-09 | 1984-11-08 | Metal-ceramic composite body and a method of manufacturing the same |
| EP84307722A EP0142334B1 (en) | 1983-11-09 | 1984-11-08 | A metal-ceramic composite body and a method of manufacturing the same |
| JP9932088A JPS6452685A (en) | 1983-11-09 | 1988-04-23 | Production of metal-ceramics combined form |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58209226A JPS60103082A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 金属・セラミツクス結合体およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60103082A true JPS60103082A (ja) | 1985-06-07 |
Family
ID=16569436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58209226A Pending JPS60103082A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 金属・セラミツクス結合体およびその製造法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4614453A (ja) |
| EP (1) | EP0142334B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60103082A (ja) |
| AT (1) | ATE38027T1 (ja) |
| CA (1) | CA1230710A (ja) |
| DE (1) | DE3474660D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6267201A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-26 | Kyocera Corp | セラミツクタ−ボロ−タ |
| JPS63280901A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-11-17 | カミンス エンジン カンパニー インコーポレイテッド | ピボツト棒及びその製造方法 |
Families Citing this family (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6050204A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-19 | Ngk Insulators Ltd | 金属・セラミツクス結合体およびその製造法 |
| EP0156484B1 (en) * | 1984-03-29 | 1989-07-19 | Ngk Insulators, Ltd. | Metal ceramics composite article and a method of producing the same |
| JPS6140879A (ja) * | 1984-08-03 | 1986-02-27 | 日本碍子株式会社 | 金属・セラミツクス結合体およびその製造法 |
| US4719074A (en) * | 1984-03-29 | 1988-01-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Metal-ceramic composite article and a method of producing the same |
| JPS60226464A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-11 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックと金属との接合構造 |
| JPS613901U (ja) * | 1984-06-13 | 1986-01-11 | トヨタ自動車株式会社 | タ−ボチヤ−ジヤのタ−ビンホイ−ル構造 |
| US4747722A (en) * | 1984-12-19 | 1988-05-31 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Metal-ceramic fitting assembly |
| JPS61215270A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-25 | 日本特殊陶業株式会社 | タ−ビンロ−ター |
| JPS61219767A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-30 | 日本碍子株式会社 | 金属・セラミツクス結合体 |
| JPS624528A (ja) * | 1985-06-12 | 1987-01-10 | Ngk Insulators Ltd | セラミツクス・金属結合体 |
| JPS61286501A (ja) * | 1985-06-12 | 1986-12-17 | Ngk Insulators Ltd | タ−ビンロ−タ−およびその製造法 |
| DE3627652A1 (de) * | 1985-08-16 | 1987-03-05 | Toyoda Automatic Loom Works | Gleitschuh fuer einen taumelscheibenkompressor |
| US4722630A (en) * | 1985-09-20 | 1988-02-02 | The Garrett Corporation | Ceramic-metal braze joint |
| JPS6322225A (ja) * | 1986-03-20 | 1988-01-29 | Ngk Insulators Ltd | 金属・セラミツクス結合体およびその製造法 |
| JPS62289385A (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-16 | Ngk Insulators Ltd | セラミツクス・金属結合体 |
| DE3622963A1 (de) * | 1986-07-09 | 1988-01-21 | Flux Geraete Gmbh | Pumpe, vorzugsweise behaelterpumpe |
| JPS63139075A (ja) * | 1986-12-02 | 1988-06-10 | 日本碍子株式会社 | セラミックス・金属結合体およびその製造方法 |
| US4777844A (en) * | 1986-12-23 | 1988-10-18 | Ford Motor Company | Hybrid ceramic/metal compression link for use in higher temperature applications |
| JPH043129Y2 (ja) * | 1987-05-11 | 1992-01-31 | ||
| US4942999A (en) * | 1987-08-31 | 1990-07-24 | Ngk Insulators, Inc. | Metal-ceramic joined composite bodies and joining process therefor |
| US4889475A (en) * | 1987-12-24 | 1989-12-26 | Tecumseh Products Company | Twin rotary compressor with suction accumulator |
| US5028162A (en) * | 1988-02-29 | 1991-07-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Metal-ceramic joined composite bodies |
| US4966108A (en) * | 1989-04-28 | 1990-10-30 | Cummins Engine Company, Inc. | Sintered ceramic ball and socket joint assembly |
| US5083884A (en) * | 1990-05-01 | 1992-01-28 | Norton Company | Metal ceramic composite body |
| JP2747939B2 (ja) * | 1990-08-22 | 1998-05-06 | 日本特殊陶業株式会社 | 過給機 |
| US5108025A (en) * | 1991-05-20 | 1992-04-28 | Gte Laboratories Incorporated | Ceramic-metal composite article and joining method |
| US5279211A (en) * | 1992-04-24 | 1994-01-18 | Cummins Engine Company, Inc. | Mechanically retained wear-resistant ceramic pad |
| US5409165A (en) * | 1993-03-19 | 1995-04-25 | Cummins Engine Company, Inc. | Wear resistant fuel injector plunger assembly |
| JPH08254102A (ja) * | 1995-03-17 | 1996-10-01 | Ngk Insulators Ltd | タービンロータ |
| US5624199A (en) * | 1995-09-29 | 1997-04-29 | Cheng; Chin-Chang | Setting device for a joint |
| US5713333A (en) * | 1996-10-21 | 1998-02-03 | Cummins Engine Company, Inc. | Wear-resistant fuel distributor rotor |
| US5890413A (en) * | 1997-01-08 | 1999-04-06 | Generac Portable Products, Llc | Piston for water pump and related method |
| US7033156B2 (en) * | 2002-04-11 | 2006-04-25 | Luka Gakovic | Ceramic center pin for compaction tooling and method for making same |
| US8312612B2 (en) * | 2002-04-11 | 2012-11-20 | Blue Sky Vision Partners, Llc | Refurbished punch tip and method for manufacture and refurbishing |
| EP2096317B1 (en) * | 2008-02-27 | 2012-08-15 | Agilent Technologies, Inc. | Method for manufacturing the rotor assembly of a rotating vacuum pump |
| DE102010011486A1 (de) * | 2010-03-16 | 2011-09-22 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Rotor für eine Ladeeinrichtung |
| GB201014059D0 (en) * | 2010-08-24 | 2010-10-06 | Element Six Production Pty Ltd | Wear part |
| US9068476B2 (en) | 2011-12-22 | 2015-06-30 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Hybrid metal/composite link rod for turbofan gas turbine engine |
| GB201122236D0 (en) | 2011-12-23 | 2012-02-01 | Napier Turbochargers Ltd | Connector |
| US10465534B2 (en) | 2015-06-05 | 2019-11-05 | Rolls-Royce North American Technologies, Inc. | Machinable CMC insert |
| US10472976B2 (en) * | 2015-06-05 | 2019-11-12 | Rolls-Royce Corporation | Machinable CMC insert |
| US10458653B2 (en) * | 2015-06-05 | 2019-10-29 | Rolls-Royce Corporation | Machinable CMC insert |
| US10401028B2 (en) | 2015-06-05 | 2019-09-03 | Rolls-Royce American Technologies, Inc. | Machinable CMC insert |
| EP3700067A1 (de) * | 2019-02-25 | 2020-08-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Komplexes ringelement mit additiv aufgebrachtem verbindungselement |
| US12496795B2 (en) * | 2019-03-28 | 2025-12-16 | Innex Innovative Industries | Composite tooling assembly |
| US12187004B2 (en) * | 2019-03-28 | 2025-01-07 | Innex Innovative Industries | Composite tooling assembly |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5845337B2 (ja) * | 1977-07-09 | 1983-10-08 | 株式会社生産日本社 | 暗渠排水管の製造方法および製造装置 |
| JPS5978982A (ja) * | 1982-10-26 | 1984-05-08 | 日産自動車株式会社 | セラミツクスと金属との接合構造 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2207534A (en) * | 1938-12-14 | 1940-07-09 | Standard Screw | Valve tappet and insert |
| FR1086821A (fr) * | 1952-06-28 | 1955-02-16 | Hemscheidt Maschf Hermann | Raccord entre l'emmanchement et le corps creux des forets creux à aspiration de poussières |
| US3470983A (en) * | 1968-07-03 | 1969-10-07 | Stephen F Briggs | Lightweight valve lifter |
| GB1422426A (en) * | 1973-06-22 | 1976-01-28 | Penny Turbines Ltd Noel | Compressor rotor |
| US4076436A (en) * | 1975-01-06 | 1978-02-28 | Bowen Tools, Inc. | Stress relieved tool elements |
| DE2728823C2 (de) * | 1977-06-27 | 1982-09-09 | Aktiengesellschaft Kühnle, Kopp & Kausch, 6710 Frankenthal | Gasturbine |
| DE2734747A1 (de) * | 1977-08-02 | 1979-02-15 | Daimler Benz Ag | Verbindung eines keramischen turbinenrades mit einer metallischen welle |
| DE2845716C2 (de) * | 1978-10-20 | 1985-08-01 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | Thermisch hoch beanspruchbare Verbindung |
| DE2851507C2 (de) * | 1978-11-29 | 1982-05-19 | Aktiengesellschaft Kühnle, Kopp & Kausch, 6710 Frankenthal | Isolations-Federkörper und dessen Verwendung |
| US4484833A (en) * | 1981-09-30 | 1984-11-27 | Consolidated Metal Products, Inc. | Sucker rod |
| DE3308550A1 (de) * | 1983-03-10 | 1984-09-13 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg | Flachstoessel fuer ventilantriebe |
-
1983
- 1983-11-09 JP JP58209226A patent/JPS60103082A/ja active Pending
-
1984
- 1984-11-01 US US06/667,205 patent/US4614453A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-11-08 DE DE8484307722T patent/DE3474660D1/de not_active Expired
- 1984-11-08 CA CA000467304A patent/CA1230710A/en not_active Expired
- 1984-11-08 AT AT84307722T patent/ATE38027T1/de not_active IP Right Cessation
- 1984-11-08 EP EP84307722A patent/EP0142334B1/en not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5845337B2 (ja) * | 1977-07-09 | 1983-10-08 | 株式会社生産日本社 | 暗渠排水管の製造方法および製造装置 |
| JPS5978982A (ja) * | 1982-10-26 | 1984-05-08 | 日産自動車株式会社 | セラミツクスと金属との接合構造 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6267201A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-26 | Kyocera Corp | セラミツクタ−ボロ−タ |
| JPS63280901A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-11-17 | カミンス エンジン カンパニー インコーポレイテッド | ピボツト棒及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0142334A2 (en) | 1985-05-22 |
| EP0142334A3 (en) | 1986-03-26 |
| CA1230710A (en) | 1987-12-29 |
| ATE38027T1 (de) | 1988-11-15 |
| DE3474660D1 (en) | 1988-11-24 |
| EP0142334B1 (en) | 1988-10-19 |
| US4614453A (en) | 1986-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4614453A (en) | Metal-ceramic composite body and a method of manufacturing the same | |
| EP0139406B1 (en) | Metal-ceramics composite article and a method of producing the same | |
| EP0224345B1 (en) | Valve seat insert and cylinder head with the valve seat insert | |
| US5161908A (en) | Joined structure comprising members of different coefficients of thermal expansion and joining method thereof | |
| US4723862A (en) | Ceramic-metal joint structure | |
| US5028162A (en) | Metal-ceramic joined composite bodies | |
| US4856970A (en) | Metal-ceramic combination | |
| US5794943A (en) | Piston rings particularly suited for use with ceramic matrix composite pistons and cylinders | |
| US4798493A (en) | Ceramic-metal composite body | |
| EP0238321B1 (en) | Metal-ceramic composite bodies and a method for manufacturing the same | |
| US4886695A (en) | Ceramic-metal composite bodies | |
| EP0232603B1 (en) | A method of bonding members having different coefficients of thermal expansion | |
| CA1240595A (en) | Metal-ceramics composite article and a process for manufacturing the same | |
| EP0365253A1 (en) | Ceramic-metal joined composite bodies | |
| US4908256A (en) | Ceramic-metal composite bodies | |
| EP0157479B1 (en) | A metal ceramics composite article and a process for manufacturing the same | |
| JPH0449512B2 (ja) | ||
| JP2636421B2 (ja) | ピストンリングの製造方法 | |
| JPS60204901A (ja) | 金属・セラミツクス結合体およびその製造法 | |
| JPH1162517A (ja) | 内燃機関用摺動部品 | |
| JPS6148486A (ja) | 金属・セラミックス結合体およびその製造法 | |
| JPS62251023A (ja) | 金属・セラミツクス結合体 |