JPH0433361Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えばターボチヤージヤにおけるコ
ンプレツサのインペラとシヤフトとの結合構造に
関する。

〔従来の技術および問題点〕

ターボチヤージヤは、タービンシヤフトの一端
にタービンが形成され、他端に連結部が形成さ
れ、この連結部にインペラを嵌合させて構成され
る。すなわち、連結部はインペラの軸心部の孔を
貫通して延び、連結部のインペラからの両突出部
分にはカラースラストとシールリングとナツトが
それぞれ嵌合され、ナツトを連結部のねじ部に螺
合させてインペラがタービンシヤフトに固定され
る。

インペラは、従来、連結部に対してすきまばめ
あるいは中間ばめにより取付けられており、ナツ
トを連結部に締付けた時、カラースラストとシー
ルリングの端面の連結部に対する直角度の影響に
よりこの連結部が曲がることがある。第６図はこ
の様子を示し、ナツト２４を連結部１２の先端の
ねじ部１３に締付けたことにより、シヤフト１０
の段部１４、インペラ２３、カラースラスト２
１、およびシールリング２２の各端面が相互に密
着し、これにより連結部１２は曲げモーメントＭ
を受け、またインペラ２３の基部側部分において
連結部１２が２５に当接するために力Ｆを受けて
大きく曲がる。このようにシヤフト１０の連結部
１２が大きく曲がると、インペラ２３の中心軸周
りに関する重量分布がアンバランスになり、回転
時に振動および騒音が発生するという問題を生じ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本考案に係るイン
ペラとシヤフトの結合構造は、インペラの孔のう
ちインペラ先端側部分をシヤフトの連結部に嵌着
するとともに、孔のインペラ基部側部分と連結部
との間のクリアランスを上記先端側部分から遠ざ
かるほど大きく定めたことを特徴としている。

〔実施例〕

以下図示実施例により本考案を説明する。

第１図は本考案の第１実施例を示す。タービン
シヤフト１０は本体部１１と、この本体部１１よ
り小径の連結部１２とを有し、本体部１１と連結
部１２との間には段部１４が形成される。また、
連結部１２の先端にはねじ部１３が形成される。
連結部１２は全長にわたつて一様な径を有し、こ
の連結部１２にはカラースラスト２１、シールリ
ング２２およびインペラ２３が嵌合され、ねじ部
１３にはナツト２４が螺合される。

インペラ２３はその軸心部を貫通する孔２５を
有し、この孔２５が連結部１２に嵌合される。孔
２５は、第２図に示すように、インペラ２３の先
端側部分に形成された円筒面状の連結孔２５ａ
と、この連結孔２５ａに接続して形成され、イン
ペラ２３の基部側部分に位置し、連結孔２５ａか
ら遠ざかるほど径が大きくなるテーパ孔２５ｂと
を有する。すなわち、第１図に示すように、テー
パ孔２５ｂと連結部１２との間のクリアランスＣ
は、連結孔２５ａから離間するほど大きくなる。
このテーパ孔２５ｂのテーパ勾配は0.6／1000〜
1.8／1000が好ましい。連結孔２５ａは連結部１
２とほぼ同じ径を有し、これらはしまりばめある
いは中間ばめにより相互に連結される。連結孔２
５ａのうちインペラ先端側部分にはねじ部１３が
嵌合し、したがつて連結孔２５ａの一部のみが連
結部１２に嵌着し、その長さ（第１図参照）は
例えば２±0.5mmである。

ナツト２４は、インペラ２３の端面２６に当接
してねじ部１３に螺合される。ナツト２４をねじ
部１３に螺合させた時、カラースラスト２１の一
端面は段部１４に密着し、カラースラスト２１の
他端面はシールリング２２の一端面に当接する。
またこの時、シールリング２２他端面はインペラ
２３の端面２７に密着する。したがつて、これら
の各端面のシヤフト１０に対する直角度が高精度
に定められていない場合、インペラ２３はその直
角度の誤差の分だけシヤフト１０に対して傾斜す
るが、テーパ孔２５ｂが設けられているため、連
結部１２すなわちシヤフト１０が大きく曲がるこ
とはない。

第３図は上記第１実施例における連結部１２の
撓み状態を誇張して示すものである。ナツト２４
の締結により、連結部１２の先端部分すなわち連
結孔２５ａの部分は曲げモーメントM₁を受け、
またカラースラスト２１およびシールリング２２
の端面の直角度の誤差により、連結部１２の基部
側部分は曲げモーメントM₂を受けると思われる。

すなわち、第６図に示す従来例と異なり、第１実
施例によれば連結部１２に作用する曲げモーメン
トは２つに分断され、これにより連結部１２に撓
む部分が短くなつている。またテーパ形状のた
め、孔２５の基部側部分が連結部１２に当接せ
ず、したがつて、従来のように連結部１２が孔２
５から力Ｆ（第１図）を受けることはない。しか
して連結部１２の撓み量は小さく抑えられ、従来
の約半分になる。したがつて、インペラ２３の軸
心周りの重量分布のアンバランスが最小限に抑え
られ、回転時においてシヤフト１０が大きく振動
することはない。

第４図はテーパ孔２５ｂのテーパ勾配とシヤフ
ト１０の振れ（μ）の関係を示したものである。
ここでシヤフト１０の振れは本体部１１の最も連
結部１２に近い部分において計測した。上述した
ようにテーパ勾配が0.6／1000〜1.8／1000の間に
おいてシヤフト１０の振れは10μ前後であり、従
来（約20μ）よりも小さい。

第５図は第２実施例を示す。この実施例におい
ては、インペラ２３の孔２５は全長にわたつて略
同一径の円筒面を有し、テーパ孔を有していな
い。一方連結部１２は、ねじ部１３に隣接する部
分に円柱状の大径部１２ａ、本体部１１に隣接す
る部分に円柱状の小径部１２ｂ、これら大径部１
２ａと小径部１２ｂの間にテーパ部１２ｃをそれ
ぞれ有する。テーパ部１２ｃは大径部１２ａから
小径部１２ｂに向つて径が直線的に小さくなつて
おり、孔２５ａの外方まで延びる。すなわち、孔
２５とテーパ部１２ｃの間のクリアランスＣは、
大径部１２ａから遠ざかるほど大きくなる。な
お、大径部１２ａと孔２５は中間ばめあるいはし
まりばめにより相互に連結される。この第２実施
例によつても上記第１実施例と同じ効果が得られ
る。

なお本考案はターボチヤージヤに限定されるも
のではなく、例えばガスタービンに適用すること
もできる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、カラースラスト
等の部材の端面のシヤフトに対する直角度が高精
度に定められていなくても、シヤフトの変形は小
さく、したがつてインペラの軸心周りの重量分布
のアンバランスが最小限に抑えられ、回転時にお
けるシヤフトの振動をより小さくすることができ
る。またシヤフトとインペラの嵌合部が短いの
で、これらのシヤフトとインペラの孔の形状公差
が出しやすく、したがつてシヤフトの変形は小さ
く抑えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示す断面図、第
２図は第１図のインペラを示す断面図、第３図は
連結部の変形状態を示す断面図、第４図はテーパ
勾配とシヤフトの振れとの関係を示すグラフ、第
５図は第２実施例の要部を示す断面図、第６図は
従来のインペラとシヤフトの結合構造を示す断面
図である。 １０……シヤフト、１２……連結部、１２ａ…
…大径部、１２ｂ……テーパ部、２３……インペ
ラ、２５……孔、２５ａ……連結孔、２５ｂ……
テーパ孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. インペラの軸心部に孔を穿設するとともに、シ
   ヤフトの端部に形成された連結部を上記孔に挿入
   し、上記連結部のインペラからの両突出部分にそ
   れぞれ固定手段を設けて該インペラを連結部に対
   して固定する、インペラとシヤフトの結合構造に
   おいて、上記孔のインペラ先端側部分を上記連結
   部に嵌着するとともに、上記孔のインペラ基部側
   部分と上記連結部との間のクリアランスを上記先
   端側部分から遠ざかるほど大きく定めたことを特
   徴とするインペラとシヤフトの結合構造。