JPH075201Y2 - タ−ビン軸構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はターボ過給機等のタービン軸構造に関する。

［従来の技術］ 第６図に示すように、タービン軸構造としては、タービ
ンローラ１とブロワロータ２をテンションボルト３で接
続し、そのテンションボルト３を包囲して前記ブロワロ
ータ２、タービンロータ１の背面2a,1aにそれぞれ形成
したボス部12,20に嵌合する金属製の外軸（中空軸）を
設けたものがある。

［考案が解決しょうとする問題点］ 前述のタービン軸構造は外軸を設けることによってター
ビン軸の重量を減らし、慣性質量を削減することに有効
である。

しかし、タービンロータは常に高温流体に曝され断熱膨
張仕事をするものであるから高温流体の温度上昇によっ
て、ボスと外軸との嵌め合いが変化し、ガタが発生して
しまうという問題がある。

［問題点を解決する手段］ 本考案は前述の問題点を解決することを目的とし、金属
製のタービンロータとブロワロータとにセラミック製の
中空軸を掛け渡し、これらロータを、その中空軸内を貫
通するテンションボルトとナットで一体的に連結したタ
ービン軸構造において、上記タービンロータ及びブロワ
ロータの背面に上記中空軸の軸端内面をそれぞれ印籠的
に嵌合すべく筒状に印籠部を設け、タービンロータの印
籠部に中空軸の軸端内面をくさび的に嵌合させるための
傾斜面を設けたものである。

［作用］ 上記構成により、タービンロータとブロワモータとの連
結時及びタービンロータの使用時において、タービンロ
ータの印籠部と中空軸の軸端内面との間に高い結合力が
発生する。

［実施例］ 以下に本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図ないし第３図は本考案の一実施例を示すもので、
金属製のタービンロータ１およびブロワロータ２とは金
属製のテンションボルト３で連結される。テンションボ
ルト３は一端側をタービンロータ１の軸芯のネジ孔４に
螺着させ、他端側をブロワロータ２の軸芯を貫通させ、
その先端をバネ座金５を介在させてナット６により螺止
するように構成している。テンションボルト３は同心円
状のセラミック製の中空軸７で包囲されており、その中
空軸７は一方の端面をタービンロータ１の背面に当接さ
せ、他方の端面をブロワロータ２の背面に当接させて設
けられる。タービンロータ１の背面には中空軸７の外径
より僅かに小さな外径を有し、中空軸７の内径より大き
な内径を有するブロワロータ２の方向への突出部８が設
けられる。この突出部８の先端面は中空軸７の先端面に
当接されて設けらる。さらにタービンロータ１の背面に
は突出部８の内面に対して半径方向内方の位置に全体と
して１つの円筒を構成するように円周方向に間隔を隔て
て印籠部９が多数設けられている。各印籠部９は、それ
ぞれ先細りとなるように、即ち傾斜面を形成するように
成形されている。これら印籠部９はタービンロータ１が
高温流体によって回転始動された際は、軸振れしない程
度の隙間を外周面と中空軸７の内周面との間に有し、タ
ービンロータ１が回転が上り熱膨脹したときに、印籠部
９の外周面が中空軸７の内周面に圧接嵌合するようにし
ている。ブロワロータ２の背面には中空軸７の内周面に
嵌合するボス部12が設けられている。13は軸受である。
14はスラストカラーであり、中空軸７を支持するもので
ある。したがってタービンロータ１の始動時において、
タービンロータ１の回転はブロワロータ２に伝達されて
いるが、さらに回転を上げるとタービンロータ１を駆動
する高温流体の熱影響を受けてタービンロータ１が膨脹
する。この膨張によって印籠部９が中空軸７の内周面に
圧接されてタービンロータ１と中空軸７とは固く結合す
る。さらにタービンロータ１が昇熱して膨脹すると各印
籠部９は中空軸７の内周面によって径外方への膨張が抑
止されて嵌合を保持する。

すなわち、印籠部９は、先細りに成形された先端部を中
空軸７の内周面に嵌合させているので、それ以上の膨張
が抑止される。

したがって、タービンロータ１が熱膨脹したときに、印
籠部９と中空軸７とが嵌合して回転の伝達ができ、か
つ、中空軸７が耐摩耗製のセラミック製であるので、軸
受12との摩擦によって中空軸７が摩耗することなく、軸
振れも生じない。

第４図および第５図は他の実施例を示すもので、タービ
ンロータ１の背面の印籠部15の先端に傾斜面16を形成
し、中空軸７の先端内周にも印籠部15の傾斜面16と同じ
傾斜角度の傾斜端面17を形成し、これら傾斜面16および
傾斜端面17を摺接させるようにしたものである。本実施
例によれば、タービンロータ１が膨脹したときに印籠部
15も径外方に膨脹して中空軸７内周面にきつく嵌合する
ようになっている。ここで中空軸７への軸方向の押圧力
はテンションボルト３が螺止されている先端に設けられ
ているバネ座金５によって吸収するようにしてある。

なお前記において、印籠部15をタービンロータ１の背面
に突出させて設けているが、この印籠部をタービンロー
タ１の背面に凹部を設けて結果的に形成し、この凹部内
に中空軸７の傾斜端面17が接する傾斜面を形成してもそ
の作用、効果は変らない。

［考案の効果］ 以上要するに本考案は、次の効果を奏する。

組立製作時及び使用時の双方においてタービンロータを
強固に結合することができ、タービンロータの偏芯、中
空軸の軸振れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の実施例を示し、第１図は
一部破断側面図、第２図は第１図のII−II断面図、第３
図は第１図のIII−III断面図、第４図および第５図は他
の実施例を示し、第４図は一部破断側面図、第５図は要
部拡大図、第６図は従来例を示す側断面図である。 図中、１はタービンロータ、２はブロワロータ、３はテ
ンションボルト、７は中空軸、９は印籠部である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】金属製のタービンロータとブロワロータと
   にセラミック製の中空軸を掛け渡し、これらロータを、
   その中空軸内を貫通するテンションボルトとナットとで
   一体的に連結したタービン軸構造において、上記タービ
   ンロータ及びブロワロータの背面に上記中空軸の軸端内
   面をそれぞれ印籠的に嵌合すべく筒状に印籠部を設け、
   タービンロータの印籠部に中空軸の軸端内面をくさび的
   に嵌合させるための傾斜面を設けたことを特徴とするタ
   ービン軸構造。