JPH0455201Y2 - - Google Patents
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- JPH0455201Y2 JPH0455201Y2 JP17112686U JP17112686U JPH0455201Y2 JP H0455201 Y2 JPH0455201 Y2 JP H0455201Y2 JP 17112686 U JP17112686 U JP 17112686U JP 17112686 U JP17112686 U JP 17112686U JP H0455201 Y2 JPH0455201 Y2 JP H0455201Y2
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- JP
- Japan
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- turbine
- shaft
- shrink
- fit
- fitting
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- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
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Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は、セラミツク製タービンと金属製ター
ビンシヤフトとを接合してなるターボチヤージヤ
ーに関し、特に接合強度の向上対策に関する。
ビンシヤフトとを接合してなるターボチヤージヤ
ーに関し、特に接合強度の向上対策に関する。
（従来の技術）
近年、ターボチヤージヤーのタービンは、エン
ジンから排出された高温の排気ガスにさらされ、
かつ巨大な遠心力に耐える必要があることから、
軽量化および耐熱性の向上を図るべくセラミツク
製のものが使用されている。そして、このタービ
ンを、それとコンプレツサとを連結するタービン
シヤフトに接合する場合、その接合手段として
は、例えば特開昭60−50204号公報に示されるよ
うにセラミツク製タービンの凸部と金属製シヤフ
トの凹部とを嵌合するやり方や、簡便な焼ばめが
一般によく採用されている。そして、この場合、
接合部はバートスしても潤滑油が外部に漏れるの
を防止するためにできるだけタービン側に近い箇
所に設けるのが望ましい。
ジンから排出された高温の排気ガスにさらされ、
かつ巨大な遠心力に耐える必要があることから、
軽量化および耐熱性の向上を図るべくセラミツク
製のものが使用されている。そして、このタービ
ンを、それとコンプレツサとを連結するタービン
シヤフトに接合する場合、その接合手段として
は、例えば特開昭60−50204号公報に示されるよ
うにセラミツク製タービンの凸部と金属製シヤフ
トの凹部とを嵌合するやり方や、簡便な焼ばめが
一般によく採用されている。そして、この場合、
接合部はバートスしても潤滑油が外部に漏れるの
を防止するためにできるだけタービン側に近い箇
所に設けるのが望ましい。
（考案が解決しようとする課題）
ところで、上記焼ばめによる接合手段はその性
質上高温状態では接合することができないことか
ら、接合箇所におけるタービンの熱影響を可及的
に避けるべく、タービンの軸をタービンシヤフト
内に同軸上に嵌合せしめ、この嵌合部の奥部側で
焼ばめすることが一般によく行われる。しかし、
このように焼ばめをタービンから離れた位置で行
つても、該焼ばめ箇所はタービンに近くてその熱
影響を受け易い。また、焼ばめ端部に焼ばめ応力
が集中し易くなつて上記タービンとタービンシヤ
フトとの接合強度が低下するという問題があつ
た。
質上高温状態では接合することができないことか
ら、接合箇所におけるタービンの熱影響を可及的
に避けるべく、タービンの軸をタービンシヤフト
内に同軸上に嵌合せしめ、この嵌合部の奥部側で
焼ばめすることが一般によく行われる。しかし、
このように焼ばめをタービンから離れた位置で行
つても、該焼ばめ箇所はタービンに近くてその熱
影響を受け易い。また、焼ばめ端部に焼ばめ応力
が集中し易くなつて上記タービンとタービンシヤ
フトとの接合強度が低下するという問題があつ
た。
本考案はかかる点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、上記タービンとタ
ービンシヤフトとを焼ばめにより接合する際に適
切な接合手段を講ずることにより、エンジンの排
気ガスの高温にさらされたタービンの熱影響が上
記接合部に及ぶのを可及的に抑制するとともに、
焼きばめ端部に焼ばめ応力が集中することがな
く、これによりタービンとタービンシヤフトとの
接合強度を向上せんとすることにある。
り、その目的とするところは、上記タービンとタ
ービンシヤフトとを焼ばめにより接合する際に適
切な接合手段を講ずることにより、エンジンの排
気ガスの高温にさらされたタービンの熱影響が上
記接合部に及ぶのを可及的に抑制するとともに、
焼きばめ端部に焼ばめ応力が集中することがな
く、これによりタービンとタービンシヤフトとの
接合強度を向上せんとすることにある。
（課題を解決するための手段）
上記の目的を達成するため、本考案の解決手段
は、軸部を有するセラミツク製タービンと、嵌合
凹部を有し該嵌合凹部に上記タービンの軸部を嵌
合させることによりタービンに接合された金属製
タービンシヤフトとを備えたターボチヤージヤー
を対象とし、この場合、上記タービンの軸部先端
側をタービンシヤフトの嵌合凹部奥部側に焼ばめ
により同軸上に嵌合し、かつタービンに近接する
軸部基端側を嵌合凹部開口側にろう付けにより接
合する構成にする。
は、軸部を有するセラミツク製タービンと、嵌合
凹部を有し該嵌合凹部に上記タービンの軸部を嵌
合させることによりタービンに接合された金属製
タービンシヤフトとを備えたターボチヤージヤー
を対象とし、この場合、上記タービンの軸部先端
側をタービンシヤフトの嵌合凹部奥部側に焼ばめ
により同軸上に嵌合し、かつタービンに近接する
軸部基端側を嵌合凹部開口側にろう付けにより接
合する構成にする。
（作用）
上記の構成により、本考案では、タービンは軸
部先端側がタービンシヤフトの嵌合凹部奥部側に
焼ばめにより同軸上に嵌合され、かつタービンに
近接する軸部基端側が嵌合凹部開口側にろう付け
により接合されている。このことから、上記ター
ビンがエンジンの排気ガスの高温にさらされて
も、その熱は上記ろう付け部からタービンシヤフ
トに伝わつて外部つまりセンタハウジング内を潤
滑する潤滑油に放出されて上昇焼ばめ部に及ぶの
が可及的に抑制され、かつ接合端部はろう付け部
を介してタービンの軸部とタービンシヤフトとが
接合しているため焼ばめ端部に焼ばめ応力が集中
することがなく、よつてタービンとタービンシヤ
フトとの接合強度が向上されることとなる。
部先端側がタービンシヤフトの嵌合凹部奥部側に
焼ばめにより同軸上に嵌合され、かつタービンに
近接する軸部基端側が嵌合凹部開口側にろう付け
により接合されている。このことから、上記ター
ビンがエンジンの排気ガスの高温にさらされて
も、その熱は上記ろう付け部からタービンシヤフ
トに伝わつて外部つまりセンタハウジング内を潤
滑する潤滑油に放出されて上昇焼ばめ部に及ぶの
が可及的に抑制され、かつ接合端部はろう付け部
を介してタービンの軸部とタービンシヤフトとが
接合しているため焼ばめ端部に焼ばめ応力が集中
することがなく、よつてタービンとタービンシヤ
フトとの接合強度が向上されることとなる。
（実施例）
以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は本考案の実施例に係るターボチヤージ
ヤーを示す。同図において、１は潤滑油が充填さ
れたセンタハウジング、２は、軸部２ａを有し、
該軸部２ａを上記センタハウジング１内に臨ませ
た窒化珪素系セラミツク製タービン、３は、一対
のフローテイングベアリング４，４により上記セ
ンタハウジング１内に水平に支持されたマルエイ
ジング鋼からなる金属製タービンシヤフトであつ
て、該タービンシヤフト３の一端側（図で左端
側）には嵌合凹部３ａが形成され、該嵌合凹部３
ａに上記タービン２の軸部２ａを同軸上に嵌合さ
せることにより、上記タービンシヤフト３がター
ビン２に接合されるようになされている。また、
このタービンシヤフト３の他端側は図示しないコ
ンプレツサに嵌合されている。そして、ターボチ
ヤージヤーは、エンジンから排出されてタービン
入口からタービンケーシング５内に導かれた排気
ガスのガス流で上記タービン２をタービンシヤフ
ト３回りに回転させることにより、上記コンプレ
ツサを駆動せしめて吸気をエンジンに過給し、こ
の過給により吸気充填量を高めてエンジンの出力
を高めるようになされている。
ヤーを示す。同図において、１は潤滑油が充填さ
れたセンタハウジング、２は、軸部２ａを有し、
該軸部２ａを上記センタハウジング１内に臨ませ
た窒化珪素系セラミツク製タービン、３は、一対
のフローテイングベアリング４，４により上記セ
ンタハウジング１内に水平に支持されたマルエイ
ジング鋼からなる金属製タービンシヤフトであつ
て、該タービンシヤフト３の一端側（図で左端
側）には嵌合凹部３ａが形成され、該嵌合凹部３
ａに上記タービン２の軸部２ａを同軸上に嵌合さ
せることにより、上記タービンシヤフト３がター
ビン２に接合されるようになされている。また、
このタービンシヤフト３の他端側は図示しないコ
ンプレツサに嵌合されている。そして、ターボチ
ヤージヤーは、エンジンから排出されてタービン
入口からタービンケーシング５内に導かれた排気
ガスのガス流で上記タービン２をタービンシヤフ
ト３回りに回転させることにより、上記コンプレ
ツサを駆動せしめて吸気をエンジンに過給し、こ
の過給により吸気充填量を高めてエンジンの出力
を高めるようになされている。
さらに、本考案の特徴である上記タービン２に
対するタービンシヤフト３の接合状態は、タービ
ン２の軸部２ａ先端側がタービンシヤフト３の嵌
合凹部３ａ奥部側に焼ばめにより同軸上に嵌合さ
れ、かつタービン２に近接する軸部２ａ基端側が
嵌合凹部３ａ開口側にろう付けにより接合されて
いる。そして、第２図に符号Ａを付して表わす焼
ばめ部は、例えば焼ばめ温度350〜400℃の焼ばめ
条件の下で焼ばめされ、焼ばめ代が約18μｍにか
つ焼ばめ応力が常温で約50Kg／mm2になされてい
る。また、第２図に符号Ｂを付して表わすろう付
け部は、ろう付け幅が上記焼ばめ部Ａの焼ばめ幅
の約半分に設定され、例えばAg50.4重量％、
Cu15.6重量％、Cd17.6重量％、残部がZnよりな
る４元銀ろうをろう材として用い、局部高周波加
熱により形成される。この４元銀ろうは固相が
625℃、液相が635℃であるのに対し、運転中にお
けるろう付け部Ｂの温度が約400℃であることか
ら、十分に耐熱性が確保される。
対するタービンシヤフト３の接合状態は、タービ
ン２の軸部２ａ先端側がタービンシヤフト３の嵌
合凹部３ａ奥部側に焼ばめにより同軸上に嵌合さ
れ、かつタービン２に近接する軸部２ａ基端側が
嵌合凹部３ａ開口側にろう付けにより接合されて
いる。そして、第２図に符号Ａを付して表わす焼
ばめ部は、例えば焼ばめ温度350〜400℃の焼ばめ
条件の下で焼ばめされ、焼ばめ代が約18μｍにか
つ焼ばめ応力が常温で約50Kg／mm2になされてい
る。また、第２図に符号Ｂを付して表わすろう付
け部は、ろう付け幅が上記焼ばめ部Ａの焼ばめ幅
の約半分に設定され、例えばAg50.4重量％、
Cu15.6重量％、Cd17.6重量％、残部がZnよりな
る４元銀ろうをろう材として用い、局部高周波加
熱により形成される。この４元銀ろうは固相が
625℃、液相が635℃であるのに対し、運転中にお
けるろう付け部Ｂの温度が約400℃であることか
ら、十分に耐熱性が確保される。
このようにして接合されたタービン２の軸部２
ａとタービンシヤフト３との接合部における温度
分布の測定結果を焼ばめのみによる従来例と共に
第２図に示す。このデータから明らかなように、
本実施例および従来例共にタービン２側に最も近
いb1位置では、エンジンから排出された排気ガス
の熱影響により400℃以上に上昇したが、その隣
のb2位置では本実施例が約270℃であるのに対し
従来例は約320℃、さらにその隣のa1位置では本
実施例が約210℃であるのに対し従来例は約250
℃、最も遠いa2位置では本実施例が約150℃であ
るのに対し従来例は約200℃となつて、本実施例
の方が従来例よりも温度下降度合が著しいことが
判る。このことは、本実施例では、熱伝導性の良
いろう付け部Ｂがタービン２の軸部２ａとタービ
ンシヤフト３との接合部におけるタービン２側に
設けられていることから、エンジンの排気ガスの
高温にさらされることにより加熱されたタービン
２の熱が、上記ろう付け部Ｂからタービンシヤフ
ト３に伝わつて外部つまりセンタハウジング１内
の潤滑油に放出されることによる。これにより焼
ばめ部Ａに伝わるのが可及的に抑制されて焼ばめ
部Ａが大きく膨張することがなく、よつて焼ばめ
部Ａの接合強度の向上を図ることができる。ま
た、接合端部はろう付け部Ｂを介してタービン２
の軸部２ａとタービンシヤフト３とが接合してい
るため焼きばめ端部への応力集中を防ぐことがで
きる。
ａとタービンシヤフト３との接合部における温度
分布の測定結果を焼ばめのみによる従来例と共に
第２図に示す。このデータから明らかなように、
本実施例および従来例共にタービン２側に最も近
いb1位置では、エンジンから排出された排気ガス
の熱影響により400℃以上に上昇したが、その隣
のb2位置では本実施例が約270℃であるのに対し
従来例は約320℃、さらにその隣のa1位置では本
実施例が約210℃であるのに対し従来例は約250
℃、最も遠いa2位置では本実施例が約150℃であ
るのに対し従来例は約200℃となつて、本実施例
の方が従来例よりも温度下降度合が著しいことが
判る。このことは、本実施例では、熱伝導性の良
いろう付け部Ｂがタービン２の軸部２ａとタービ
ンシヤフト３との接合部におけるタービン２側に
設けられていることから、エンジンの排気ガスの
高温にさらされることにより加熱されたタービン
２の熱が、上記ろう付け部Ｂからタービンシヤフ
ト３に伝わつて外部つまりセンタハウジング１内
の潤滑油に放出されることによる。これにより焼
ばめ部Ａに伝わるのが可及的に抑制されて焼ばめ
部Ａが大きく膨張することがなく、よつて焼ばめ
部Ａの接合強度の向上を図ることができる。ま
た、接合端部はろう付け部Ｂを介してタービン２
の軸部２ａとタービンシヤフト３とが接合してい
るため焼きばめ端部への応力集中を防ぐことがで
きる。
因みに上記a1位置での焼ばめ応力を比較する
と、従来例では約12Kg／mm2であるのに対し本実
施例では約20Kg／mm2であつた。このように本実
施例では、接合部特に焼ばめ部Ａに対するタービ
ン２側の熱影響が従来例に比べて低く、その分だ
け焼ばめ応力が高くなつている。したがつて、本
実施例によれば、タービン２の軸部２ａとタービ
ンシヤフト３との接合強度を長期間に亘つて確保
し得て耐久性の向上を図ることができる。
と、従来例では約12Kg／mm2であるのに対し本実
施例では約20Kg／mm2であつた。このように本実
施例では、接合部特に焼ばめ部Ａに対するタービ
ン２側の熱影響が従来例に比べて低く、その分だ
け焼ばめ応力が高くなつている。したがつて、本
実施例によれば、タービン２の軸部２ａとタービ
ンシヤフト３との接合強度を長期間に亘つて確保
し得て耐久性の向上を図ることができる。
なお、上記実施例では、タービン２の軸部２ａ
とタービンシヤフト３との接合部におけるろう付
け部Ｂのろう材として４元銀ろうを用いたが、こ
れに限らず、例えばAg40.3重量％、Cu15.8重量
％、Cd26.5重量％、In1.2重量％、残部がZnより
なるインジウム入５元銀ろうを用いてもよく、こ
のインジウム入５元銀ろうは固相が595℃、液相
が605℃であることから、運転中にろう付け部Ｂ
の温度が上昇しても上記４元銀ろうの場合と同様
に十分に耐熱性が確保される。
とタービンシヤフト３との接合部におけるろう付
け部Ｂのろう材として４元銀ろうを用いたが、こ
れに限らず、例えばAg40.3重量％、Cu15.8重量
％、Cd26.5重量％、In1.2重量％、残部がZnより
なるインジウム入５元銀ろうを用いてもよく、こ
のインジウム入５元銀ろうは固相が595℃、液相
が605℃であることから、運転中にろう付け部Ｂ
の温度が上昇しても上記４元銀ろうの場合と同様
に十分に耐熱性が確保される。
また、上記実施例では、上記接合部におけるろ
う付け部Ｂのろう付け幅を焼ばめ部Ａの焼ばめ幅
の約半分に設定したが、これに限らず、焼ばめ部
Ａに対するタービン２の熱伝導を低下させること
ができる幅であればよいことはいうまでもない。
う付け部Ｂのろう付け幅を焼ばめ部Ａの焼ばめ幅
の約半分に設定したが、これに限らず、焼ばめ部
Ａに対するタービン２の熱伝導を低下させること
ができる幅であればよいことはいうまでもない。
（考案の効果）
以上説明したように、本考案によれば、セラミ
ツク製タービンと金属製タービンシヤフトとを接
合する際、上記タービンの軸部先端側をタービン
シヤフトの嵌合凹部奥部側に焼ばめにより同軸上
に嵌合し、かつタービンに近接する軸部基端側を
嵌合凹部開口側にろう付けにより接合したので、
タービンが高温にさらされても、その熱は上記ろ
う付け部から外部つまりセンタハウジング内を潤
滑する潤滑油に放出されて上記焼ばめ部に及ぶの
が可及的に抑制され、これにより焼ばめ端部の接
合強度が低下したり焼ばめ応力が集中することが
なく、よつてタービンとタービンシヤフトとの接
合強度の向上を図ることができる。
ツク製タービンと金属製タービンシヤフトとを接
合する際、上記タービンの軸部先端側をタービン
シヤフトの嵌合凹部奥部側に焼ばめにより同軸上
に嵌合し、かつタービンに近接する軸部基端側を
嵌合凹部開口側にろう付けにより接合したので、
タービンが高温にさらされても、その熱は上記ろ
う付け部から外部つまりセンタハウジング内を潤
滑する潤滑油に放出されて上記焼ばめ部に及ぶの
が可及的に抑制され、これにより焼ばめ端部の接
合強度が低下したり焼ばめ応力が集中することが
なく、よつてタービンとタービンシヤフトとの接
合強度の向上を図ることができる。
第１図は本考案の実施例に係るターボチヤージ
ヤーを示す縦断正面図、第２図はタービンとター
ビンシヤフトとの接合部における温度分布を説明
するためのデータである。 ２……セラミツク製タービン、２ａ……軸部、
３……金属製タービンシヤフト、３ａ……嵌合凹
部、Ａ……焼ばめ部、Ｂ……ろう付け部。
ヤーを示す縦断正面図、第２図はタービンとター
ビンシヤフトとの接合部における温度分布を説明
するためのデータである。 ２……セラミツク製タービン、２ａ……軸部、
３……金属製タービンシヤフト、３ａ……嵌合凹
部、Ａ……焼ばめ部、Ｂ……ろう付け部。
Claims (1)
- 軸部を有するセラミツク製タービンと、嵌合凹
部を有し該嵌合凹部に上記タービンの軸部を嵌合
させることによりタービンに接合された金属製タ
ービンシヤフトとを備えたターボチヤージヤーで
あつて、上記タービンは、軸部先端側がタービン
シヤフトの嵌合凹部奥部側に焼ばめにより同軸上
に嵌合され、かつタービンに近接する軸部基端側
が嵌合凹部開口側にろう付けにより接合されてい
ることを特徴とするターボチヤージヤー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17112686U JPH0455201Y2 (ja) | 1986-11-07 | 1986-11-07 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17112686U JPH0455201Y2 (ja) | 1986-11-07 | 1986-11-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6375501U JPS6375501U (ja) | 1988-05-19 |
| JPH0455201Y2 true JPH0455201Y2 (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=31106471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17112686U Expired JPH0455201Y2 (ja) | 1986-11-07 | 1986-11-07 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0455201Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011226403A (ja) * | 2010-04-21 | 2011-11-10 | Ihi Corp | ラジアルタービンのインペラ |
-
1986
- 1986-11-07 JP JP17112686U patent/JPH0455201Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6375501U (ja) | 1988-05-19 |
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