JPS61219767A - 金属・セラミツクス結合体 - Google Patents

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） 本発明は金属・セラミックス結合体に関する。

（従来の技術） ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミックス
は機械的強度、耐熱性、耐摩耗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な
どの高温構造材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型加工性が劣る。またじん性に乏し
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
械部品を形成することは難しく、一般には金属製部材と
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製部材との機械的結合方法
としては、例えば第１０図に示すようにタービンホイー
ルの回転軸であるセラミック製部材１に凸部を設けて該
凸部の根本の断面積が凸部の根本に向って増加するよう
に段付部を形成し、該凸部とコンプレッサーホイールの
回転軸である金属製部材２とを外周に金属製の円筒状カ
ラー１５を焼ばめたことにより結合した構造（特開昭５
７−２００６１号公報）あるいは第１１図に示すように
、タービンホイールの回転軸であるセラミック製部材の
凸部４をコンプレッサーホイール側の回転軸である金属
製部材２の端部に設けた凹部３にかん合した構造（米国
特許第３，６６６゜３０２号明細書）が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） 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。

金属製部材の結合部がセラミック製部材の段付部に近接
しているため大きな応力集中を生じる。

すなわち、第１０図に示すような従来の結合構造を持つ
金属・セラミックス結合体に曲げ荷重が作用すると、曲
げによる応力集中と焼ばめによる応力集中部が重なりあ
って該段付部に大きな応力を生じ、この部分から破壊す
る。

本発明の目的は、セラミック製部材と金属製部材が焼ば
め・冷しばめ・圧入・接着・ろう付けなどの手段で結合
されている金属・セラミックス結合体において、がん合
部あるいは接合面の端点に発生する応力集中と曲げ荷重
によりセラミック製部材中に生じる応力集中との重ねあ
わせにより過大な応力が生じることを防ぎ、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
体を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、セラミック製部材に凸部を設けて該凸部の根
本の断面積が凸部の根本に向って増加するように段付部
を形成し、該凸部を金属製部材に設けられた凹部または
貫通孔にかん合又は接合により結合した金属・セラミッ
クス結合体において、該結合部の金属製部材のセラミッ
ク製部材との結合面の端点とセラミック製部材の段付部
の断面積の増加し始める点との間に０．５１１＋ｍ以上
の隙間が存在することを特徴とする金属・セラミックス
結合体である。

ここで結合面の端点とは、セラミック製部材゛と金属製
部材とが接触している面の、セラミック製部材の段付部
の根本に近い方の端点のことである。

（作用） 図面により本発明の構成をさらに詳しく説明する。第１
図および第２図は本発明の金属・セラミックス結合体の
具体例の構造を示したものである。

第１図はセラミック製部材１に設けられた凸部４が金属
製部材２に設けられた凹部３に結合面の端点５とセラミ
ック製部材の段付部の断面積の増加し始める点６との間
に隙間Ｌ１が存在するようにかん合されている金属・セ
ラミックス結合体のかん合部の縦断面図である。

本発明の金属・セラミックス結合体は、該結合体に加え
られた曲げ荷重による応力集中と結合による応力集中部
が重なりあわず、従って両応力集中の複合による大きな
応力集中が発生しないように、金属製部材のセラミック
製部材との結合面の端点５とセラミック製部材の段付部
の肉厚の増加し始める点６との間にｏ、ｓａ＋ｍ以上の
隙間Ｌ１を設けて結合されている。隙間Ｌ１は０．５ｍ
ｍ以上であることが好ましく、１１１１１１以上である
ことが特に好ましい。

該隙間Ｌ１が０．５＋ｕ未満である場合には、該結合体
に加えられた曲げ荷重による応力集中と結合による応力
集中部が重なりあい、複合して大きな応力集中が発生す
るので、金属製部材とセラミック製部材の結合、金属・
セラミックス結合体の加工あるいは金属・セラミックス
結合体の使用に際してセラミック製部材凸部の根本部が
破損しやすいので好ましくない。

本発明における金属製部材上の凹部３とセラミック製部
材上の凸部４の結合はかん合あるいは接合のいずれかの
方法で行うことができる。

このうち、がん合は焼ばめ、冷しばめ、圧入のいずれか
の方法で行うことができる。焼ばめ、冷しぼめはセラミ
ックス部材凸部の外径を金属製部材四部の内径より大き
く加工し、被がん合部材の一方を加熱ないし冷却して、
両部材間にはめこみ可能な寸法差を生ぜしめ、その寸法
差を利用して両部材をかん合するものであるからがん合
部の寸法が大きい部材の結合方法として好ましいもので
ある。

一方、仕入はセラミック製部材の凸部を金属製部材に設
けた凹部に荷重をかけて強制的に押し込んでかん合する
方法である。上記セラミック製部材の外径と金属製部材
凹部の内径の寸法差は金属製部材の変形により吸収され
るので、圧入前のセラミック製部材外径と金属製部材凹
部内径との仕上げ寸法公差は焼きばめ、冷しばめの場合
より大きくて良い。このため、圧入はがん合部の寸法が
小さい部材の結合方法として好ましいものである。

圧入部の形状と寸法は、圧入時に作用する荷重によって
セラミック製部材や金属製部材が破損しないように設定
する。また、セラミック製部材凸部外径と、金属製部材
凹部の内径との寸法差は、がん合部が本発明の金属・セ
ラミックス結合体の使用条件に応じた締付は力を有する
とともに、圧入時にセラミック製部材と金属製部材のい
ずれもが破壊しない大きさとする。このためには、上記
寸法差はセラミック製部材凸部の外径を金属製部材凹部
の内径よりも０．１％ないし１０％大きくするのが好ま
しく、１％ないし５％大きくするのがより好ましい。こ
の寸法差が０．１％以下では、圧入部の締付は力が不足
し、使用中に圧入によるがん合部が扱けたり緩んだりす
る心配があるので好ましくない。寸法差が１０％以上に
なると、圧入に際しセラミック製部材や金属製部材が破
損するので好ましくない。なお、金属製部材のかん合部
の硬さが小さい時には上記寸法差を大きく、硬さが大き
い時には上記寸法差を小さくすれば安定した結合強度が
得られる。この圧入は室温で行っても良いし、金属製部
材のみを加熱するかあるいは金属製部材とセラミック製
部材の両方を加熱して行っても良い。しかし、両者を加
熱して圧入する方法が最も好ましい。何となれば、両者
を加熱すると金属製部材の変形抵抗が減少し、圧入に要
する荷重が低下するので、セラミック製部材や金属製部
材の破損が起こらなくなるうえ、圧入温度からの冷却に
際して両者の熱膨張差にもとづく締付は力の増加が生ず
るからである。セラミック製部材と金属製部材上ホ 度は、金属製部材の熱処理温度あるいは金属製部材の表
面硬化層の軟化温度のうちいずれか低い方の温度以下で
、しかも圧入部の使用温度以上の温度が好ましい。

ここで、金属製部材の熱処理温度は金属製部材の硬さ調
整のための熱処理温度を意味し、例えば金属製部材が析
出硬化型合金からなる場合には析出硬化処理温度、焼き
入れ硬化鋼からなる場合には焼き戻し温度に相当する。

また、表面硬化層の軟化温度は、表面硬化が窒化処理に
よる場合には窒化層の軟化温度、表面焼き入れによる場
合には焼き戻し温度に相当する。

また、本発明の金属・セラミックス結合体のセラミック
製部材と金属製部材とは耐熱性接着材による接着あるい
はろう付けにより接合しても良い。

接合をろう付けで行う場合には、セラミック製部材の被
接合部表面にあらかじめ金属層を設けておく。該金属層
は金属粉末を主成分とするペースト状組成物をセラミッ
ク製部材表面に塗布、乾燥したのち、焼き付ける方法あ
るいはセラミック製部材表面に金属を物理蒸着あるいは
化学蒸着などで蒸着させる方法で設けることができる。

金属層を設けたセラミック製部材と金属製部材との接合
は市販のろう合金を使用し、通常の方法で行えば良い。

また、上記方法のほかに、活性金属を含むろう合金を使
用して、セラミック製部材表面に金属層を設けることな
く、セラミック製部材と金属製部材とを直接接合するこ
とができる。この活性金属としては、セラミックスが窒
化物の場合には、タンタル、アルミニウム、セリウム、
チタン、ジルコニウム等の金属、セラミックスが炭化物
の場合にはクロム、タンタル、チタン、ジルコニウム、
モリブデン等の金属が利用できる。

また、本発明の金属・セラミックス結合体を構成する金
属材料は析出硬化型合金あるいは浸炭、窒化、表面焼き
入れ、放電硬化、メッキ等の方法で表面硬化が可能な市
販の金属材料を使用することができる。

本発明の金属・セラミックス結合体を利用して、ターボ
チャージャローターとする場合には、金属製部材である
金属軸表面を硬化させて該金属軸のベアリング当接面の
耐摩耗性を向上させφ。金属軸の材料として、析出硬化
合金を使用する場合には、セラミック製部材であるセラ
ミック軸と金属軸とを結合した後析出硬化処理を行う。

この場合の析出硬化型合金としては、マルエージング鋼
、析出硬化型ステンレス鋼、析出硬化型超合金のいづれ
か一種以上が好ましいものである。

また、金属製部材の硬化を窒化で行う場合には、ステン
レス鋼、ニッケル・クロム・モリブデン鋼、クロム・モ
リブデン鋼、アルミニウム・クロム・モリブデン鋼、合
金工具鋼などクロムを含有する合金のいづれか一種以上
が好ましい。さらにまた、金属軸の硬化を表面焼き入れ
で行う場合には、ニッケル・クロム・モリブデン鋼、ク
ロム・モリブデン鋼、ニッケル・クロム鋼、クロム鋼の
いづれか一種以上が好ましい。

かかる金属軸の表面硬化は、セラミック軸と金属軸の結
合前あるいは結合後のいづれで行っても良いが、金属製
部材の仕上げ加工前に実施するのが好ましい。

金属製部材のセラミック製部材側端面は第１図に示すよ
うに軸方向と垂直であってもよく、また第２図に示すよ
うに逆テーパー面１６となっていても良い。逆テーパー
面１６の断面は第２図のような直線でも良く、また曲線
でも良い。

第３図はセラミック製部材１の凸部４が胴部の一端に胴
部直径より大径のフランジ８を有する円筒状金属製部材
の凹部３にかん合してなる金属・セラミックス結′合体
の構造例の縦断面図である。

このフランジ８を介して本発明の金属・セラミックス結
合体の金属製部材を他の金属製部材と結合させることが
できる。

第４図はセラミック部材の凸部４が、胴部の一端にネジ
部７が設けられた円筒状金１ｍ１Ｂ１部材２の貫通孔３
にかん合してなる金属・セラミックス結合体の一構造例
の縦断面図である。このネジ部７によって本発明の金属
・セラミックス結合体の金属製部材の胴部に他の金属製
部材を組み込むことができる。

第５図は金属製タペット１１のカムとの摺接面に本発明
の金属・セラミックス結合体がはめ込み可能な貫通孔を
設け、その貫通孔に設けたネジ９と本発明の金属・セラ
ミックス結合体の金属製部材の胴部外周に設けたネジ７
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およびブツシュロッド当接
面１０がセラミックスからなるタペットである。本発明
のタペットは本発明の金属・セラミックス結合体をはめ
こんで、カムとの摺接面を耐摩耗性にすぐれたセラミッ
クスとすることができるので耐久性にすぐれたタペット
とすることができる。

第６図はセラミック製タービンホイール１３に凸部を一
体的に形成し、該凸部４がコンプレッサーホイール側の
鋼鉄製回転軸１４の先端に設けた凹部３にかん合されて
いる本発明の金属・セラミックス結合体の具体的応用例
であるターボチャージャーローターである。セラミック
製タービンホイールとそれに続くセラミック製シャフト
に金属製シャフトをがん合して、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
ビンが軽口で高温強度の優れたセラミック類なので高効
率のターボチャージャーローターとすることかできる。

第７図はセラミック類の弁体１９の弁棒側に凸部を一体
的に形成し、該凸部４が金属製弁棒の凹部３にかん合さ
れている本発明の金属・セラミックス結合体の具体例を
示す排気弁である。軽量で耐熱性のセラミック製部材を
弁体とすることにより軽量性、耐熱性に優れた排気弁と
することができる。

次に本発明の限定理由を試験結果に基づいて説明する。

試験片として大径部直径１０ｍｍ、小径部直径７　ｍｍ
。

大径部より小径部へ移行する段付部の曲率半径４．０Ｉ
ｌｌＩｌｌ、小径部全長３０ｍｍの窒化ケイ素製セラミ
ック部材と胴部外径９ＩＩｌｌの焼きなましだクロムモ
リブデン鋼（Ｊ　Ｉ　Ｓ　−ＳＣＭ　４３５）製金属部
材をがん合した第１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８図に示す曲
げ試験装置を用い、スパンＬ　２−４０ｍｍとして、金
属製部材のかん合部の端点５とセラミック製部材の段付
部の断面積の増加し始める点６との間の距１１１１ｆＬ
＋を０〜４ｍｍに変化させて片持ちぼりによる曲げ試験
を行った。

第９図は、この曲げ試験の結果を、横軸に金属製部材の
かん合部の端点５とセラミック製部材の段付部の断面積
の増加し始める点６との間の距離Ｌ＋を、縦軸にセラミ
ック製部材の破壊荷重をとり示したものである。第９図
からも明らかなように、距離Ｌ１が１１１１１以下で破
壊荷重が低下し始め、０．５ｎ＋ｍ以下になると破壊荷
重は急激に低下し、ＬｌがＯＩｌｌｍではＬｌが十分大
きい時の約１７２以下となる。従って、金属製部材のか
ん合部の端点５とセラミック製部材の段付部の断面積の
増加し始める点６との間の距離Ｌ１は０．５１Ｉ１１以
上であることが好ましく、ｌｌｌ１ｍ以上であることが
特に好ましいものである。

本発明の金属・セラミックス結合体を構成するセラミッ
ク材料は窒化ケイ素、炭化ケイ素、サイアロン、ジルコ
ニア、アルミナ、ムライト、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
良い。例えば、本発明の金属・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
・タービンホイールは高温強度の大きい窒化ケイ素ある
いは炭化ケイ素が望ましい。

また、カムとの摺接面をセラミックスとしたタペットを
本発明の金属・セラミックス結合体で作る場合には、セ
ラミック材料として高強度、高じん性のジルコニアまた
は窒化ケイ素が望ましい。

また、本発明の金属・セラミックス結合体を構成するセ
ラミック製部材と金属製部材はそれぞれ一種以上の材料
で構成することができる。例えば、本発明の金属・セラ
ミックス結合体でガスタービンローターを作る場合には
、高温になるセラミック製タービンホイール部を高温強
度が大きく、耐クリープ性・耐酸化性に優れた炭化ケイ
素で作成し、タービンホイール部よりは温度の低いセラ
ミック製軸をじん性に優れた窒化ケイ素で作成して、両
者を耐熱性接着剤などにより結合してセラミック製部材
とすることで、耐熱性および高強度・高じん性のガスタ
ービンローターとすることができる。

また、該ガスタービンローターの金属製部材である金属
製回転軸の、耐熱性が要求されるセラミック類０−ター
に近い側の軸の部分を耐熱性合金で作成し、温度が低い
軸の部分は価格の安い金属で作成した後、両者を結合し
て金属製回転軸としたガスタービンローターは、全体の
信頼性を保ったままで製造に要する価格を下げることが
できる。

（実施例） 友１に 外径９．０ｖｎ、長さ６０．０ｍｍのヒラミック製九棒
を常圧焼結法による窒化ケイ素にて作成した。このセラ
ミック製部材の一端に外径ｓ、ｏｍｍ長さ４０．Ｏｍｍ
の凸部を設けて、該凸部の根本の断面積が凸部の根本に
向って曲率半径１．０ｍａ＋で増加するように段付部を
形成した。また、全長５０．Ｏ■、外径９．０１１１の
アルミクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ−８ＡＣＭ６４５）
製丸棒の一端に内径４．９８ｆｆｉｌｌ　、深さがそれ
ぞれ３８．０ｍｍ及び３８．８ｍｍの凹部を設けた金属
製部材を作成した。この金ａ製部材を５００℃にてセラ
ミック製部材の凸部に焼きばめして次の２１１類の金属
・セラミックス結合体の試験体を作成した。

試験体Ａは本発明の特徴を備えた金属・セラミックス結
合体であり、該結合部の金属製部材のセラミック製部材
とのかん白面の端点とセラミック製部材の段付部の断面
積の増加し始める点との間に１、Ｏｍｍの隙間を設けで
ある。

試験休日は本発明の特徴を満足しない金属・セラミック
ス結合体であり、該結合部の金属製部材のセラミック製
部材との結合面の端点とセラミック製部材の段付部の断
面積の増加し始める点との間の隙間は０．２ｍｍである
。

作成した上記の試験体Ａ、Ｂの曲げ試験を第７図に示す
曲げ試験装置で行った。曲げ試験条件は、第７図におけ
るスパンＬ２が４０．０ｆｆｌＩｌｌ、荷重速度は０．
０５ａ＋ｍ　／ｍｉｎである。

曲げ試験の結果、試験体Ａの破壊荷重が２１．Ｏｋｇで
あるのに対し、試験体Ｂの破壊荷重は１２．４ｋｇであ
り、本発明の金属・セラミックス結合体の曲げ強度は、
本発明の特徴を満たさないものと比べて特に優れていた
。

実施例２ 外径６１．０１１のタービンホイールと直径８．５１Ｒ
ＩＩｌの軸部を有し、全長７２，０１１１であるセラミ
ック製部材を常圧焼結法による窒化ケイ素で一体的に作
成した。

このセラミック製部材の軸部に付は根の半径４、Ｏｓａ
＋、直径６．Ｏｅｍ、長さ１５ＩＩＩｌｌの凸部を加工
Ｌ／た。

また、溶体化処理済の直径９．Ｏ１ｌ！ｌ、全長６０．
０１１１の析出硬化型ステンレス鋼（Ｊ　Ｉ　Ｓ　−Ｓ
ＵＳ　６３０）の一端に内径５．８１１１．深さがそれ
ぞれ１４．０＋＋ｎ。

１４．７ｍｌ１１の凹部を加工し凹部を作成した。

これら金Ｂ’ｌＪ部材の凹部に上記セラミック製部材の
軸部先端の凸部を３５０℃で圧入して、上記金属製部材
のセラミック製部材との結合面の端点とセラミック製部
材の段付部の断面積の増加し始める点との間の隙間が１
．０ＩＩＩＩＩ及び０．３ｍｍとなるようにした金属・
セラミックス結合体を作成した。

金属・セラミックス結合体を３５０℃と４２０℃で１０
時間加熱し、硬化させた。しかるのちこれら金ぶ・セラ
ミックス結合体を第６図に示１形状のターボチャージャ
ーローターとするため、金属製部材の外周を加工した。

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．Ｏｍｍに加工し、第６図に示す
形状とした。このコンプレッサー側回転軸１４に内径５
．２ｍｍ、外径３０．０１１１１１１、長さ２５．０ｍ
＋ｎのアルミニウム合金ＬＩ　ｌ５−ＡＣ４Ｃ）製内筒
をはめ、フランジ２１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７の間で、締付はトルク５０ｋｇ
−ａａ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
より回転試験を行ったところ、金属製部材のセラミック
製部材との結合面の端点とセラミック製部材の段付部の
断面積の増加し始める点との間の隙間Ｌ１が１．０ｍｍ
のものは、１５００００ｒｐｍで１時間の試験の後も何
等の異常も認められなかったが、該隙間Ｌ＋が０．３ｍ
ｍのものは回転数上昇中１１００００ｒｐに達した時に
破断した。

実施例３ 外径４０ＩＩＩ１１１高さ３０ｍ１ｌの弁体と直径１３
ｍ１ｌｌ、長さ２５１の軸部からなるセラミック製部材
を常圧焼結法による窒化ケイ素で一体的に形成した。こ
のセラミック製部材の軸部に直径９ｍｍ、長さが２０ｍ
ｍの凸部を加工し、その付は根の曲率半径を１．０＋ｎ
ｍで加工した。

また、全長２００ｎ＋ｍ　、外径１３．０１８１１１の
アルミクロムモリブデン鋼（Ｊ　Ｉｓ　−ＳＡＣＭ　６
４５）の一端に、内径ａ、　８ｍｍ、深さがそれぞれ１
４ｎ＋ｍ及び１９ｍｍの凹部を形成した金属製の弁棒を
作成した。

この金属製弁棒の凹部に上記セラミック製部材の凸部を
３５０℃で圧入して、第７図に示す形状の金属製部材の
セラミック製部材との結合面の端点とセラミック製部材
の段付部の断面積の増加し始める点との隙間Ｌ１が０．
１１１１Ｉ１１及び５．０ｍ＋ａとなるようにした。

しかるのち、これら金属・セラミックス結合体を第７図
に示す形状の排気弁とするため、金属製部材である金属
製弁棒の外周を加工した。

上記の加工中に、該隙間Ｌ１が０．１ｍｍの金属・セラ
ミックス結合体はセラミック製部材凸部の付は根で破損
した。

これに対し、該隙間Ｌ１が５．０ＩＩＩＩ８の金属・セ
ラミックス結合体は何等の異常なく第７図の形状の排気
弁に加工することができた。

（発明の効果） 以上述べたところから明らかなように、本発明の金属・
セラミックス結合体は結合部の金属製部材のセラミック
製部材との結合面の端点とセラミック製部材の段付部の
断面積の増加し始める点との間に０．５ｍｍ以上の隙間
を設けであるので、本発明の金属・セラミックス結合体
に曲げ荷重が作用しても、曲げによる応力集中とかん合
による応力集中とが重ならず、従って生じる応力が小さ
いため、従来の金属・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、セラミック製部材を小型にすることがで
きる。

特に、セラミック製タービンホイールとそれに続くセラ
ミック製ジャブ１〜に金属製シャフトを結合して、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優れたセラミ
ック製なので高効率のターボチャージャーローターとす
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
はめこんで、カムとの摺接面を耐摩耗性にすぐれたセラ
ミックスとすることができるので耐久性にすぐれたタペ
ットとすることができる。

また、排気弁も本発明の金属・セラミックス結合体を組
み込んで、軽量性・耐熱性に優れた排気弁とすることが
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
金属製部材と組合せて使用することにより、セラミック
スの耐熱性、耐酸化性、断熱性、軽量性、高温強度を生
かしてターボチャージャーローター、ピストン、タペッ
ト、吸排気弁、ロッカーアーム、カムなどのエンジン部
品およびその他の高温や繰り返し荷重を受ける構造体部
品として使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４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５図は本発
明の金属・セラミックス結合体の具体的応用例であるタ
ペットの構造の縦断面を示す説明図、 第６図は本発明の金属・セラミックス結合体の具体的応
用例であるターボチャージャーローターのかん合部の１
断面を示す説明図、 第７図は本発明の金属・セラミックス結合体の具体的応
用例である排気弁のかん合部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曲げ試験
の方法を示す説明図、 第９図はセラミック製部材段付部の断面積の増加し始め
る点とかん合部の端点との距離と曲げ強度特性との関係
を示す特性図、 第１０図及び第１１図は従来の金属・セラミックス結合
体の具体例の構造の縦断面図を示す説明図である。 １・・・セラミックス製部材 ２・・・金属製部材　　　　３・・・金属製部材上の凹
部４・・・セラミック製部材、トの凸部 ５・・・金属製部材のセラミック製部材とのかん合部の
端点 ６・・・段付部の断面積の増加し始める点７・・・金属
製部材の胴部に設けたネジ８・・・フランジ　　　　　
　９・・・ネジ１０・・・ブツシュロッド当接面 １１・・・金属製タペット本体 １２・・・カムとの摺接面　　１３・・・タービンホイ
ール１４・・・コンプレッサーホイール側回転軸１５・
・・金属製カラー　　　１６・・・入りロ逆テーパ一部
１７・・・固定台　　　　　　１８・・・押し冶具１９
・・・セラミック製弁体 ２０・・・金属製弁体　　　　２１・・・フランジＬ１
・・・金属製部材のかん合部の端点とセラミック製部材
の段付部の断面積の増加し始める点の間の隙間 Ｌ２・・・曲げ試験のスパン 第１図 第２図 第５図 第６図 第９図 接合舒の編点２頭封舒Ｏ腰６１１の顕画１．ｆ、ａｑｓ
第１Ｏ図 第１１図 手　　続　　補　　正　　書 昭和６０年５月２７日 特許庁長官　　志　　賀　　　　　学　殿１、事件の表
示 昭和６０年特許願第　６０３５２号 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代　理　人 ５、補正の対象　　明細書の「発明の詳細な説明」［図
面の簡単な説明 「ろう付けまたはこれらの組合せなど」に訂正し、 同頁第２゛０行の「接合に」を「接合又はこれらの組合
せに」に訂正する。 ２、同第７頁第２０行の「いずれかの」を「いずれかあ
るいはこれらの組合せの」に訂正する。 ８、同第１６頁第６行の「胴部外径９　ｓｍ　Ｊを「胴
部外径９酩、内径Ｑ，８謡Ｊに訂正する。 ４同第２０頁第５〜６行および第７行の「第７図」を「
第８図」にそれぞれ訂正する。 ６、同第２１頁第１１行の「８５０゜Ｃと」を削除する
。 ６同第２２頁第１１行のｌ’−１　０　０　００ｒｐｍ
　Ｊを「１０００００ｒｐｍＪに訂正する。 ７、同第２４頁第６行の「かん合」を「結合」に訂正し
、 同頁第７行の「以上の」の前に「の破壊荷重」を、加入
する。 ＆同第２５頁第１５行の「一具体例」を「具体例」に訂
正する。 ９、同第２６頁第８行の「かん合部」を「結合面」に訂
正する。 １０、同第２７頁第９行の「かん合部」を「結合面」に
訂正する。 １１、図面中、第９図を別紙訂正図のとおりに訂正する
Ｏ 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミック製部材に凸部を設けて該凸部の根本の断
   面積が凸部の根本に向って増加するように段付部を形成
   し、該凸部を金属製部材に設けられた凹部または貫通孔
   にかん合又は接合により結合した金属・セラミックス結
   合体において、該結合部の金属製部材のセラミックス製
   部材との結合面の端点とセラミック製部材の段付部の断
   面積の増加し始める点との間に０．５ｍｍ以上の隙間が
   存在することを特徴とする金属・セラミックス結合体。 ２、セラミック製部材が窒化ケイ素、炭化ケイ素、サイ
   アロン、ジルコニア、ムライト、アルミナ、ベリリアの
   一種以上からなる特許請求の範囲第１項に記載の金属・
   セラミックス結合体。 ３、セラミック製部材がターボチャージャーローターの
   タービンホィ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ィール側の
   回転軸の一部である特許請求の範囲第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。 ４、金属製部材の一部あるいは全部が析出硬化処理、窒
   化処理、または高周波焼き入れのうちいずれかあるいは
   これらの組合せにより硬化されている特許請求の範囲第
   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、金属製部材がステンレス鋼、ニッケル・クロム・モ
   リブデン鋼、クロム・モリブデン鋼、アルミニウム・ク
   ロム・モリブデン鋼、マルエージング鋼、又は析出硬化
   型超合金の一種以上からなる特許請求の範囲第４項記載
   の金属・セラミックス結合体。 ６、セラミック製部材がタペットのカムとの摺接部の一
   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２項のいずれかに記載の金属・セラミックス結
   合体。 ７、セラミック製部材が排気弁の弁体の一部あるいは全
   部、金属製部材が排気弁の弁棒である特許請求の範囲第
   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。