JPH0774613B2 - セラミックターボチャージャロータの製造方法 - Google Patents

セラミックターボチャージャロータの製造方法

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JPH0774613B2
JPH0774613B2 JP2001559A JP155990A JPH0774613B2 JP H0774613 B2 JPH0774613 B2 JP H0774613B2 JP 2001559 A JP2001559 A JP 2001559A JP 155990 A JP155990 A JP 155990A JP H0774613 B2 JPH0774613 B2 JP H0774613B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、軸受構造が玉軸受であり、ジャーナル軸にア
ンギュラ玉軸受とスペーサを一体的に組み付ける構造の
セラミックターボチャージャロータの製造方法に関する
ものである。
(従来の技術) セラミックタービンロータと金属コンプレッサーロータ
とを金属軸により一体的に接合して構成されるセラミッ
クターボチャージャロータは、フローティングメタル又
は玉軸受により支持する構造のベアリングハウジングに
組み付け使用される。
このうち、玉軸受により支持するセラミックターボチャ
ージャロータでは、セラミックタービンロータと金属コ
ンプレッサーロータとを接続する金属軸のジャーナル部
にアンギュラ玉軸受の軸受内輪とスペーサを一体的に接
合する構造のセラミックターボチャージャロータを得る
必要があった。
このような一体構造のセラミックターボチャージャロー
ターは、翼部と軸部とからなるセラミック部材とジャー
ナル部、コンプレッサ軸部及びネジ部とからなる金属部
材とを加工し、セラミック部材の軸部を金属部材の凹部
に圧入し、仕上加工を行ってセラミックターボチャージ
ャーローターを得た後、そのジャーナル部にアンギュラ
玉軸受の軸受内輪とスペーサを圧入して、第2図に示す
ローター単体でバランス調整しセラミックターボチャー
ジャーローターを得ていた。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述した金属軸のジャーナル部への軸受
内輪とスペーサの圧入は、第4図に示すように、ロード
セル21上に受治具22によりセラミックターボチャージャ
ロータ23のセラミック製の翼部24の先端部を受けた状態
で、所定の圧入治具25により、その一部にジャーナル部
を構成する金属軸26の先端から軸受内輪27とスペーサ28
を圧入していた。そのため、金属軸26がわずかでも傾い
ていると軸受内輪27とスペーサ28の圧入状態が偏荷重に
より個々に異なってしまい、後述するC部の振れ(第2
図参照)が10μm以上の大きなものが発生し、コンプレ
ッサーホイール等組付前の第2図に示すローター単体で
のバランス調整で調整量が多くなるばかりでなく、コン
プレッサーホイール等を組付けた後のコンプレッサーホ
イールのみまたはナットのみ、あるいはその両者を削る
ことによる最終バランス調整において、圧入で曲げられ
たコンプレッサー軸が組立によりもとに戻され、それ故
第2図に示すローター単体のアンバランスが変化増大し
てしまい、コンプレッサーホイール又はナットあるいは
その両者を削るだけではローター回転時に発生する振動
値が規定値以内にならないものがあった。
本発明の目的は上述した課題を解消して、金属軸のジャ
ーナル部への軸受内輪及びスペーサーの圧入の際、後述
するC部の振れの影響を防止し、コンプレッサーホイー
ル等組み付け後の最終バランス調整でローター回転時に
発生する振動値が規定値以内に容易に調整することがで
きるセラミックターボチャージャーローターの製造方法
を提供しようとするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明のセラミックターボチャージャロータの製造方法
は、セラミックタービンロータと金属コンプレッサーロ
ータとを接続する金属軸のジャーナル部にアンギュラ玉
軸受けの軸受内輪とスペーサを一体的に接合する構造の
セラミックターボチャージャロータの製造方法におい
て、金属コンプレッサーロータを接続する金属軸のねじ
部を支持し、金属軸に引張力をかけた状態で、アンギュ
ラ玉軸受の軸受内輪とスペーサとを金属軸のジャーナル
部に圧入して接合することを特徴とするものである。
(作 用) 上述した構成において、金属軸のジャーナル部への軸受
内輪およびスペーサの圧入を、金属コンプレッサーロー
タを接続する金属軸のねじ部を支持し、すなわち従来の
ようにセラミック製の翼部を支持せず、金属軸に引張力
をかけた状態で実施しているため、圧入治具による軸受
内輪およびスペーサの圧入時における偏荷重等はまった
く発生せず、ジャーナル軸を基準としたC部の振れ(第
2図参照)を全て10μm以下となり、良好な圧入状態を
常に達成することができる。また、その後のコンプレッ
サー等組み付け後の最終バランス調整で、ローター回転
時に発生する振動値が規定値以内に収まるよう容易に調
整することができる。
(実施例) 以下、本発明のセラミックターボチャージャロータの製
造方法の一例を説明する。まず翼部と軸部とからなるセ
ラミック部材とジャーナル部、コンプレッサー軸部およ
びねじ部とからなる金属部材とを加工し、セラミック部
材の軸部を金属部材の凹部に圧入して仕上加工を施した
後セラミックターボチャージャロータを得る。この時ジ
ャーナル軸を基準としたC部の振れは7μm以下とし、
その後金属コンプレッサーロータを接続する金属軸のね
じ部を支持し、セラミックターボチャージャロータを吊
り下げ、金属軸に引張力をかけた状態で、アンギュラ玉
軸受の軸受内輪とスペーサとを金属軸のジャーナル部に
圧入して接合する。その後、第2図に示すローター単体
の状態でバランスを調整してセラミックターボチャージ
ャロータを得ている。
第1図(a),(b)は本発明のセラミックターボチャ
ージャロータの製造方法における圧入を実施する状態を
示す図で、第1図(a)は装置全体の正面図、第1図
(b)はその部分的な側面図をそれぞれ示している。第
1図(a),(b)において、1はロードセル、2はロ
ードセル1上に載置した支持具で受治具2−1、支持部
2−2および保持部2−3とより構成されている。3は
加圧部3aと治具部3bとよりなる圧入治具、4はセラミッ
クターボチャージャロータで、セラミックス製の翼部5
および軸部6と、ジャーナル部7、コンプレッサー軸部
8およびねじ部9からなる金属軸10とから構成されてい
る。
第1図に示す装置における圧入操作は以下のようにな
る。まず、圧入治具3の治具部3b中に軸受内輪11とスペ
ーサ12を装着し、軸受内輪11とスペーサ12を装着した治
具部3bを金属軸10のコンプレッサ軸部8に挿入する。次
に、ねじ部9をロードセル1上に載置した支持具2の保
持部2−3に設けた雌ねじに噛合させて支持し、ロード
セル1上でターボチャージャロータを吊り下げ、金属軸
10に引張力をかけた状態で、圧入治具3の加圧部3aのス
リットに支持具2の保持部2−3を嵌挿させながら加圧
部3aにより治具部3bを押し下げることにより、金属軸10
のジャーナル部7に軸受内輪11とスペーサ12を圧入して
接合している。
実際に上述した本発明の製造方法と従来の製造方法によ
り、直径8mm、長さ51mmのジャーナル部7に長さ7mmの軸
受内輪11と長さ38mmのスペーサー12をスペーサーの締代
1〜14μmで圧入荷重300,500,900,1100kgで圧入してセ
ラミックターボチャージャロータを製造した。使用した
スペーサーは同一製造ロットのものをランダムに選択し
た。
その後、第2図に示す形状の軸受内輪11とスペーサ12を
組み付けた構造のセラミックターボチャージャロータに
おいて、基準面を支持して回転させたときのC部の振れ
量を圧入荷重を種々変えてダイヤルゲージにて測定した
結果をそれぞれ第3図(a),(b)に示す。第3図
(a),(b)に示す結果から、本発明の製造方法によ
り得たセラミックターボチャージャヤータの方が従来例
に比べていずれの圧入荷重の時でも振れ量が少なく、そ
の後のコンプレッサーホイール等組付後の最終バランス
調整も全て問題なく行うことができることがわかる。ま
た、コンプレッサーホイール等組立後の最終バランス調
整時において、ローター回転時に発生する振動値が規定
値内に入ったものの割合は、第3図(a)に示す従来方
法で78%、第3図(b)に示す本発明例で100%であっ
た。なお、圧入荷重の上限値は、金属部材が塑性変形し
ない範囲とする必要があるのは当然である。
なお、本発明の製造方法により製造したターボチャージ
ャーローターに取り付けナットの締め付けトルクを1.0k
g・m(コンプレッサー軸に加わる引張力は約900kg相
当)及び1.4kg・m(コンプレッサー軸に加わる引張力
は約1100kg相当)としてコンプレッサーロータ等を取り
付け組立品を作製し、最終バランス調整をした後、排気
温度900℃で13万rpm,200Hrの回転試験を実施したが、何
ら問題はなかった。
本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではな
く、幾多の変形、変更が可能である。例えば、上述した
実施例では、軸受内輪とスペーサとを同時に金属軸のジ
ャーナル部へ圧入したが、軸受内輪とスペーサとを分割
して圧入することもできることはいうまでもない。
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明の製造方法によ
れば、セラミックターボチャージャローターの金属軸に
引張力をかけた状態でアンギュラ玉軸受の軸受内輪とス
ペーサとを金属軸のジャーナル部へ圧入して接合するこ
とにより、軸受内輪およびスペーサの圧入により発生す
るC部の振れを極力防止できコンプレッサーホイール等
組付け後の最終バランス調整時に規定の振動値に容易に
調整・修正できるセラミックターボチャージャーロータ
ーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a),(b)はそれぞれ本発明のセラミックタ
ーボチャージャロータの製造方法における圧入を実施す
る状態を示す正面図および側面図、 第2図は本発明および従来例のセラミックターボチャー
ジャロータにおける振れ量を測定した部位を示す図、 第3図(a),(b)は第2図におけるC部の振れ量を
示すグラフ、 第4図は従来のセラミックターボチャージャロータの製
造方法における圧入を実施する状態を示す図である。 1……ロードセル、2……支持具 2−1……受治具、2−2……支持部 2−3……保持部、3……圧入治具 3a……加圧部、3b……治具部 4……セラミックターボチャージャロータ 5……翼部、6……軸部 7……ジャーナル部、8……コンプレッサー軸部 9……ねじ部、10……金属軸 11……軸受内輪、12……スペーサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラミックタービンロータと金属コンプレ
    ッサロータとを接続する金属軸のジャーナル部にアンギ
    ュラ玉軸受けの軸受内輪とスペーサを一体的に接合する
    構造のセラミックターボチャージャロータの製造方法に
    おいて、金属コンプレッサーロータを接続する金属軸の
    ねじ部を支持し、金属軸に引張力をかけた状態で、アン
    ギュラ玉軸受の軸受内輪とスペーサとを金属軸のジャー
    ナル部に圧入して接合することを特徴とするセラミック
    ターボチャージャロータの製造方法。
JP2001559A 1990-01-10 1990-01-10 セラミックターボチャージャロータの製造方法 Expired - Fee Related JPH0774613B2 (ja)

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