JPH0216079Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ガスタービン、排気過給機など原動
機によつて高速回転駆動されるターボコンプレツ
サ、とくにコンプレツサインペラと駆動軸との結
合構造を改良したターボコンプレツサに関するも
のである。

〔従来の技術〕

ターボコンプレツサが高速回転すると、インペ
ラは遠心力によつて外方に伸び軸穴内径が拡大し
てインペラと軸との嵌合部にスキマができ、軸と
同芯に保つことが困難になる。インペラの芯の狂
いはアンバランスの原因となつて振動を惹起し、
甚だしい場合は運転不能となるため、インペラと
軸との結合構造には特別な工夫が施されており、
機械の用途、性格に応じて次に述べる種々の結合
構造が採用されてきた。

(i) しまり嵌め法：高速回転時、インペラ軸穴内
径が拡大する分だけ予め軸にしまり嵌めにして
おく方法である。

(ii) ラジアルピンによる方法：第５図および第６
図に示すように３本以上のラジアルピンａを用
いてインペラボス部ｂを軸ｃの半径方向に変位
し得るように支持し、インペラｄと軸ｃを同芯
に保持する方法である。

(iii) スプラインシヤフトによる方法：インペラボ
ス部と軸にスプラインを刻んで相互に嵌合させ
る方法である。

(iv) カービツクカツプリング：ジエツトエンジン
などに使用され第７図および第８図に示すよう
各羽根車ｅ外周の翼植込部ｆ側部に歯ｇを刻
み、この歯ｇを介して相互に嵌合させた羽根車
ｅをテンシヨンボルトｈを用いて一体に締め付
ける方法である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、前述の結合構造によると、(i)しまり嵌
め法はインペラの分解・組立が困難であり、とく
にしまり嵌め許容量が弾性範囲内に限定されるた
め、高圧力比のインペラに適用できない、(ii)ラジ
アルピンによる方法は分解・組立が殆んど不可能
であり、再組立時は新たにリーマでもみ直し、サ
イズアツプしたピンを使用する必要があり、また
図示のごとくインペラボス部ｂの寸法をかなり大
きく設定する必要がある、(iii)スプラインによる方
法は低速高トルクではセンタリングを良好に保持
できるが、高速になると芯の狂いを生ずる、(iv)カ
ービンカツプリングは翼植込部直径ｉが比較的大
きいものに使用され、歯切り加工に専用機械を準
備する必要があるため加工費が高価になる、など
の問題点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は前述の問題点を解決するためになした
もので、駆動軸にスキマ嵌めされたコンプレツサ
インペラと、該コンプレツサインペラの背面側端
部及び前面端部に一体的に形成され前記駆動軸を
周方向に取り囲み且つ駆動軸と同軸に延びる背面
ボス部及び前面ボス部と、前記コンプレツサイン
ペラの背面側に駆動軸と同軸に配設され一端背面
ボス部寄り内周面が背面ボス部に外嵌可能且つ他
端内周面が駆動軸に外嵌可能な背面スリーブと、
前記コンプレツサインペラの前面側に駆動軸と同
軸に配設され前面ボス部に内接可能且つ駆動軸に
外嵌可能で反前面ボス部側端部に前面ボス部端面
と当接可能なフランジを有する前面スリーブと、
該前面スリーブのフランジ側端部から見て環状で
前面スリーブの内外周面間肉部を反フランジ側端
部へ向つて延びるように設けられたスプリツトと
からなり、前記背面スリーブを、背面ボス部に滑
合状態で嵌合且つ、駆動軸にシマリ嵌めし、前記
前面スリーブを、前記ボス部及び駆動軸にシマリ
嵌めしたである。

〔作用〕

インペラの前後部に、駆動軸にしまり嵌めした
筒状のスリーブをそれぞれ配置し、一方のスリー
ブを用いて一方のインペラボス部の高速回転時の
外方への伸びによる芯ズレを抑制し、他方のスリ
ーブを用いて反対側インペラ端部と軸との間にす
き間を生じないようにしたので、インペラと軸と
の芯の狂いを防止でき、安定した高速運転を行な
うことができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図および第２図は本考案を排気過給機の
ターボコンプレツサに適用した一実施例を示すも
ので、図中、１はコンプレツサインペラ（以下イ
ンペラと称す）、２はコンプレツサスクロール、
３はタービンホイール、４はタービンスクロー
ル、５は軸、６，７は潤滑油の入口および出口、
８，９はインペラバランス修正部、１０は駆動ト
ルクをインペラ１に伝達するためのスプライン嵌
合部、１２はインペラ背面スリーブ（以下背面ス
リーブと称す）、１３はインペラ前面スリーブ
（以下前面スリーブと称す）、１４は軸端ナツトで
あり、インペラの前後部を除く中間部分と軸との
嵌合部、１５はスキマ嵌めになつている。

背面スリーブ１２は内側に段付部を有する円筒
形に構成され、インペラに近い側の内周面１７は
インペラボス部外周に滑合状態で嵌合し、インペ
ラに遠い側の内周面１６は軸５外周にシマリ嵌め
で嵌合し、外周に分解組立工具を捩じ込むための
ねじ１８が刻んである。

前面スリーブ１３は、インペラに遠い側に鍔状
のフランジを設けた円筒形に形成され、インペラ
に遠い側の端面から円筒形に形成したスプリツト
２０が円筒の軸心方向に延びている。前面スリー
ブ１３の外周面２２および内周面２３は、高速回
転中のインペラボス部２４の半径方向伸びに充分
追随して軸５との間にスキマを生じない程度のし
まり嵌めでインペラボス部２４内側および軸５外
周に嵌合しており、前記スプリツト２０はこのし
まり嵌めを容易に行い得るように円筒部分を弾性
変形させる役割を果たす。なお、２５は分解組立
用工具を捩じ込むためのねじである。

分解組立用工具は、第３図に示すように外周に
ねじ２６を刻んだ押上ボルト２７と、この押上ボ
ルトのねじ２６に係合して回転し、押上ボルト軸
心方向に移動動作する筒状部材２８などからな
り、押上ボルト２７と筒状部材２８の各端部には
軸端ねじ２９および各スリーブのねじ１８，２５
に係合するねじがそれぞれ設けてある。例えば背
面スリーブ１２を軸５から抜き出す際は、筒状部
材２８を回転しないように拘束しておき、押上ボ
ルト２７を回転する（矢印ｊ）。この動作によつ
て押上ボルト２７と筒状部材が外方に移動し（矢
印ｋ）、背面スリーブ１２を軸芯方向に引き出す
（矢印ｌ）。

次に、本ターボコンプレツサの作動について説
明する。インペラ１が高速回転すると、遠心力の
作用によつてインペラ１は第４図に仮想線で誇張
して示すように変形し、その結果、インペラ１前
後端にスキマｍ，ｎを発生させようとする。しか
し前面スリーブ１３はｍの変位に追随してスプリ
ツト２０のスキマが拡大してインペラ１とのしま
り嵌め状態を保持しており、また背面スリーブ１
２は弾性変形し乍らｎの変位を外側から拘束して
いるのでインペラ１を軸５に同芯に保持する。

インペラがオスの場合、すなわちインペラ背面
側においては、インペラに作用する遠心力によつ
て、回転中、その嵌め代はますます増大する。従
つて組立時のしまり嵌めの嵌め代はゼロに近くて
よく、分解組立が容易となる。

なお、本考案は前述の実施例にのみ限定される
ものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の変更を加え得ることは勿論である。

〔考案の効果〕

以上に述べたごとく、本考案は次の優れた効果
を発揮する。

(i) インペラの前後部にスリーブを設けてインペ
ラと軸との間にスキマが発生しないようにした
ので、芯の狂いを生ずるおそれがなく、安定し
た高速回転が可能となり、機械の信頼性が向上
する。

(ii) インペラと軸との嵌合部はスキマ嵌めになつ
ているので、スリーブを分解・組立てるための
簡単な工具を使用するだけでコンプレツサの分
解・組立を容易に行い得る。

(iii) 第(i)項の結果、ターボコンプレツサの小型化
を促進することができ、さらに作動範囲内の広
域効率向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の一実施例を示
し、第１図はコンプレツサの部分を示す切断側面
図、第２図は第１図に示すターボコンプレツサを
組み込んだ排気過給機の概念図、第３図は分解組
立用工具の説明図、第４図はインペラの変形を誇
張して示した作動説明図、第５図から第８図は従
来のインペラと軸の結合構造を示し、第５図はラ
ジアルピンを用いた構造の切断側面図、第６図は
第５図における方向からの矢視図、第７図はカ
ービツクカツプリングの切断側面図、第８図は第
７図における歯の拡大斜視図である。 図中、１，１ａはコンプレツサインペラ、５は
軸、１２は背面スリーブ、１３は前面スリーブ、
２０はスプリツト、２４はインペラボス部を示
す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 駆動軸にスキマ嵌めされたコンプレツサインペ
   ラと、該コンプレツサインペラの背面側端部及び
   前面端部に一体的に形成され前記駆動軸を周方向
   に取り囲み且つ駆動軸と同軸に延びる背面ボス部
   及び前面ボス部と、前記コンプレツサインペラの
   背面側に駆動軸と同軸に配設され一端背面ボス部
   寄り内周面が背面ボス部に外嵌可能且つ他端内周
   面が駆動軸に外嵌可能な背面スリーブと、前記コ
   ンプレツサインペラの前面側に駆動軸と同軸に配
   設され前面ボス部に内接可能且つ駆動軸に外嵌可
   能で反前面ボス部側端部に前面ボス部端面と当接
   可能なフランジを有する前面スリーブと、該前面
   スリーブのフランジ側端部から見て環状で前面ス
   リーブの内外周面間肉部を反フランジ側端部へ向
   つて延びるように設けられたスプリツトとからな
   り、前記背面スリーブを、背面ボス部に滑合状態
   で嵌合且つ、駆動軸にシマリ嵌めし、前記前面ス
   リーブを、前記ボス部及び駆動軸にシマリ嵌めし
   たことを特徴とするターボコンプレツサ。