JPS58196322A - 軸の継手 - Google Patents
軸の継手Info
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- JPS58196322A JPS58196322A JP57079220A JP7922082A JPS58196322A JP S58196322 A JPS58196322 A JP S58196322A JP 57079220 A JP57079220 A JP 57079220A JP 7922082 A JP7922082 A JP 7922082A JP S58196322 A JPS58196322 A JP S58196322A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- metal
- cap nut
- ceramic
- flange
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/02—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like
- F16D1/04—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like with clamping hub; with hub and longitudinal key
- F16D1/05—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/026—Shaft to shaft connections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/40—Application in turbochargers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
継手、主としてセラミックスの高温回転軸と金属軸との
軸の継手の構造に関す＾のである。
軸の継手の構造に関す＾のである。
ガスタービン、ターボエクスパンダ、各種プロセスコン
プレッサ、高温ファン、ブロア、コンプレッサ等にセラ
ミックスを使用する場合、セラミックスの高温回転軸を
金属軸に接続する場合、セラミックスの高温回転軸を金
属軸に接続する必要がある。セラミックスの高温回転軸
を金属軸に接続するにはいくつかの問題がある。
プレッサ、高温ファン、ブロア、コンプレッサ等にセラ
ミックスを使用する場合、セラミックスの高温回転軸を
金属軸に接続する場合、セラミックスの高温回転軸を金
属軸に接続する必要がある。セラミックスの高温回転軸
を金属軸に接続するにはいくつかの問題がある。
その一つはセラミックスと金属の線膨張係数がセラミッ
クス及び鋼の線膨張係数の一例を次に示す。
クス及び鋼の線膨張係数の一例を次に示す。
窒化けい素 ０．３３〜０．３ ５Ｘ １ ０−
５／′℃炭化けい素 ０、４２〜０．４ ９ Ｘ
１ ｏ”７℃オーステナイトステンレス鋼 １、６〜１． ７ ’Ｘ １ （］”／℃従って、セラ
ミックス軸と金属軸をそれぞれと一体゛のフランジで、
一般のフランジ継手の型式で接合しようとしても、締付
ボルトの熱膨張に対してセラミックスフランジの熱膨張
が追随しないので温度上昇により継手が緩んでしまう。
５／′℃炭化けい素 ０、４２〜０．４ ９ Ｘ
１ ｏ”７℃オーステナイトステンレス鋼 １、６〜１． ７ ’Ｘ １ （］”／℃従って、セラ
ミックス軸と金属軸をそれぞれと一体゛のフランジで、
一般のフランジ継手の型式で接合しようとしても、締付
ボルトの熱膨張に対してセラミックスフランジの熱膨張
が追随しないので温度上昇により継手が緩んでしまう。
また、セラミックスが圧縮強度は犬であるが曲げ強度の
著しく小さいことも、セラミックス軸と金属軸の接合を
難しくしている。即ち、継手紮造において、セラミック
ス材に曲げモーメンを出来る丈生じないようにする必要
があり、発生する曲げモーメントに対してセラミックス
材を更に大き．くシなければならない。このことは縦手
榊成部材を大きくすることとなり、軸継手の温度が上昇
する場合、熱応力の発生の原因ともなり多くの問題を惹
起する。
著しく小さいことも、セラミックス軸と金属軸の接合を
難しくしている。即ち、継手紮造において、セラミック
ス材に曲げモーメンを出来る丈生じないようにする必要
があり、発生する曲げモーメントに対してセラミックス
材を更に大き．くシなければならない。このことは縦手
榊成部材を大きくすることとなり、軸継手の温度が上昇
する場合、熱応力の発生の原因ともなり多くの問題を惹
起する。
本発明の目的は、セラミックス軸と金属軸との軸継手に
おいて、セラミックスと金属の線膨張係数の差による温
度変化の際の緩みや締め過ぎが発生せず、セラミックス
軸に曲げ応力の発生による破損の虞れのない軸継手を提
供するにある。
おいて、セラミックスと金属の線膨張係数の差による温
度変化の際の緩みや締め過ぎが発生せず、セラミックス
軸に曲げ応力の発生による破損の虞れのない軸継手を提
供するにある。
本発明による軸継手は、セラミックス軸と金属軸をそれ
ぞれと一体のフランジに接合する・軸継手において、セ
ラミックスフランジの外側部分に円、錐面の肩部を設け
、金属７ランジの外周面におねじを螺刻し、両フランジ
の接合端面を円錐面とし、該接合端面の間に、両側面が
該接合端面に係合する円錐面をなし、線膨張係数が後記
の袋ナツトより大なる一材質のティスタンスピースを挟
み、ユニオンナット形の金属袋ナツトの袋部を前記セラ
ミックスフランジの肩部に、該肩部との．間に複数個に
分割された環状のスペーサ′を挟んで係合し、該袋ナツ
トのめねじを金属，フランジのおねじに螺合し、両フラ
ンジを圧接せしめてなることを特徴とする軸継手である
。
ぞれと一体のフランジに接合する・軸継手において、セ
ラミックスフランジの外側部分に円、錐面の肩部を設け
、金属７ランジの外周面におねじを螺刻し、両フランジ
の接合端面を円錐面とし、該接合端面の間に、両側面が
該接合端面に係合する円錐面をなし、線膨張係数が後記
の袋ナツトより大なる一材質のティスタンスピースを挟
み、ユニオンナット形の金属袋ナツトの袋部を前記セラ
ミックスフランジの肩部に、該肩部との．間に複数個に
分割された環状のスペーサ′を挟んで係合し、該袋ナツ
トのめねじを金属，フランジのおねじに螺合し、両フラ
ンジを圧接せしめてなることを特徴とする軸継手である
。
本発明による軸継手の好ましい態様として、次の（１）
〜（８）の態様をあげることができる。
〜（８）の態様をあげることができる。
（１）前記セラミックス軸、ティスタンスピース及び金
属軸相互をスプライン又はキー結合としである。
属軸相互をスプライン又はキー結合としである。
（２） 前記金属フランジのおねじに前記袋ナツトと
共に該袋ナツトの緩み止めナツトを螺合しである。
共に該袋ナツトの緩み止めナツトを螺合しである。
（３） 前記ディスタンスピース及びスペーサが、線
膨張係数が１． ６ Ｘ １ ０−５／℃以上の金属材
である。
膨張係数が１． ６ Ｘ １ ０−５／℃以上の金属材
である。
（４） 前記袋ナツトの外周面が円筒形をなし、該袋
ナツトを円筒ハウジングにて囲繞し、該袋ナツトの外周
面又は該円筒／・ウジング内壁にラビリンスが設けられ
、該円筒ノ・ウジングを貫通して、該袋ナツトと内筒ノ
・ウジングの間に冷却及びシール用ガスを送入する如く
しである。
ナツトを円筒ハウジングにて囲繞し、該袋ナツトの外周
面又は該円筒／・ウジング内壁にラビリンスが設けられ
、該円筒ノ・ウジングを貫通して、該袋ナツトと内筒ノ
・ウジングの間に冷却及びシール用ガスを送入する如く
しである。
（５） 前項の如く、冷却及びシール用空気を送入す
る如くしであると共に、前記袋ナツトの端部外周又は緩
み止めナツト外周に油切りを設けである。
る如くしであると共に、前記袋ナツトの端部外周又は緩
み止めナツト外周に油切りを設けである。
（６） 前記金属軸より金属フランジ部及びディスタ
ンスピース内を貫通して袋ナツトの袋部内に開口する冷
却ガス通路を設けである。
ンスピース内を貫通して袋ナツトの袋部内に開口する冷
却ガス通路を設けである。
（７） 前記七′ラミックス及び金属フランジの接合
端面が、それぞれ中央部の突出及び凹陥、又は凹陥及び
突出する円錐面をなしている。
端面が、それぞれ中央部の突出及び凹陥、又は凹陥及び
突出する円錐面をなしている。
（８） 前記セラミックス及び金属フランジの接合端
面が中央部の凹陥または突出する円錐面をなしている。
面が中央部の凹陥または突出する円錐面をなしている。
以下、本発明の軸継手を実施例の図面に基づいて詳述す
る。第１図はガスタービンにセラミックス材を使用し、
圧縮機に金属を使用し、両者のセラミックス軸と金属軸
を本発明の実施例の軸継手を使用したターボチギージャ
の軸継手部の縦断面図である。
る。第１図はガスタービンにセラミックス材を使用し、
圧縮機に金属を使用し、両者のセラミックス軸と金属軸
を本発明の実施例の軸継手を使用したターボチギージャ
の軸継手部の縦断面図である。
１０はガスタービンで第１図にはその一部を示しである
。セラミックス軸１２に一体にセラミックスの回転翼１
１が取付けてあり、他端にフランジ１５を形成しである
。２０は圧縮機でこれも第１図にはその一部を示しであ
る。金属軸２２に一体に回転翼２１が取付けてあり、他
端にフランジ２５を形成しである。セラミックスフラン
ジ１３と金属フランジ２３はディスタンスピース６１を
挟んで圧接せしめである。即ち、フランジ１３の端面を
中央部が突出する円錐面１５とし、フランジ２６の端面
を中央部が凹陥する円錐面２５とし、ディスタンスピー
ス３１の両側面をこれに係合する円錐面としである。フ
ランジ１６と２３の円錐面の突出と凹陥を逆にしてもよ
い。また、第２図のよりうにフランジ１６と２３の双方
を中央部が凹陥する円錐面としてもよいし、特に図示し
ていないがフランジ１３と２３の双方を中央部が突出す
る円錐面としてもよい。軸１２より軸２２へは、後述の
袋ナツト締付による摩擦力により充分トルクを伝達する
ことができるが、必要に応じて、軸１２、ディスタンス
ピース６１、軸２２相互をスプライン又はキー結合とす
る。この為には、例えば、軸１２、ディスタンスピース
３１、軸２２の各テーパ面にスプライン溝を設けるか軸
心にスプライン軸を嵌装する孔を穿設し、これにスプラ
イン軸を嵌装してもよい。
。セラミックス軸１２に一体にセラミックスの回転翼１
１が取付けてあり、他端にフランジ１５を形成しである
。２０は圧縮機でこれも第１図にはその一部を示しであ
る。金属軸２２に一体に回転翼２１が取付けてあり、他
端にフランジ２５を形成しである。セラミックスフラン
ジ１３と金属フランジ２３はディスタンスピース６１を
挟んで圧接せしめである。即ち、フランジ１３の端面を
中央部が突出する円錐面１５とし、フランジ２６の端面
を中央部が凹陥する円錐面２５とし、ディスタンスピー
ス３１の両側面をこれに係合する円錐面としである。フ
ランジ１６と２３の円錐面の突出と凹陥を逆にしてもよ
い。また、第２図のよりうにフランジ１６と２３の双方
を中央部が凹陥する円錐面としてもよいし、特に図示し
ていないがフランジ１３と２３の双方を中央部が突出す
る円錐面としてもよい。軸１２より軸２２へは、後述の
袋ナツト締付による摩擦力により充分トルクを伝達する
ことができるが、必要に応じて、軸１２、ディスタンス
ピース６１、軸２２相互をスプライン又はキー結合とす
る。この為には、例えば、軸１２、ディスタンスピース
３１、軸２２の各テーパ面にスプライン溝を設けるか軸
心にスプライン軸を嵌装する孔を穿設し、これにスプラ
イン軸を嵌装してもよい。
セラミックスフランジ１５の端面は前述の如く円錐面１
３としであるが、その反対側の外側部分に円錐面の肩部
１４が形成されている。また、金属フランジ２３の外周
面にはおねじ２４が螺刻されている。フランジ１３と２
３は、ユニオーンナット形の金属袋ナツト３３の袋部３
４をセラミックスフランジ１３の肩部１４に、肩部１４
との間に複数個に分割された環状のスペーサ３２を挟ん
で係合し、袋ナツト３３のめねじ３５をフランジ２６の
おねじ２４に螺合することにより圧接される。即ち、金
属フランジ２３のおねじに袋ナツト５６のめねじ３５を
先に螺入しておいて、フランジ２３の端１面３５にティ
スタンスピース５１、更にセラミックスフランジ１３を
接着させる。袋ナツト３３を図面の左よシ挿入するとき
は、先に後述の緩み止めナツト３６を螺入しておく。セ
ラミックスフランジ１３を接着させる為には、袋ナツト
３３の袋部３４の開口を７ランジ１３の外径より大きく
しておかなければならない。然る後、袋ナツト３３の開
口部とセラミックス軸１２との間より、スペーサ、３２
を挿入する。スペーサ３２は複数個、一般に６〜１０個
、に分割されているので、前記の間隙よシ肩部１４と袋
部３４の間に挿入することができる。然る後、袋ナツト
３３を締めつけて、両フランジ１３．２３をディスタン
スピース５１を挟んだ状態で圧接する。。
３としであるが、その反対側の外側部分に円錐面の肩部
１４が形成されている。また、金属フランジ２３の外周
面にはおねじ２４が螺刻されている。フランジ１３と２
３は、ユニオーンナット形の金属袋ナツト３３の袋部３
４をセラミックスフランジ１３の肩部１４に、肩部１４
との間に複数個に分割された環状のスペーサ３２を挟ん
で係合し、袋ナツト３３のめねじ３５をフランジ２６の
おねじ２４に螺合することにより圧接される。即ち、金
属フランジ２３のおねじに袋ナツト５６のめねじ３５を
先に螺入しておいて、フランジ２３の端１面３５にティ
スタンスピース５１、更にセラミックスフランジ１３を
接着させる。袋ナツト３３を図面の左よシ挿入するとき
は、先に後述の緩み止めナツト３６を螺入しておく。セ
ラミックスフランジ１３を接着させる為には、袋ナツト
３３の袋部３４の開口を７ランジ１３の外径より大きく
しておかなければならない。然る後、袋ナツト３３の開
口部とセラミックス軸１２との間より、スペーサ、３２
を挿入する。スペーサ３２は複数個、一般に６〜１０個
、に分割されているので、前記の間隙よシ肩部１４と袋
部３４の間に挿入することができる。然る後、袋ナツト
３３を締めつけて、両フランジ１３．２３をディスタン
スピース５１を挟んだ状態で圧接する。。
袋ナツト５５の緩み止めの為、袋ナツト３３の外側を緩
み止めナツト３６で締め付ける。このようにして、軸１
２と２２を接続する軸継手３０が完成される。
み止めナツト３６で締め付ける。このようにして、軸１
２と２２を接続する軸継手３０が完成される。
ディスタンスピース３１には、袋ナツト３３よシ線膨張
係数の大なる材料が使用される。これにより高温時の軸
継手のゆるみをなくするか、又は極めて小さくすること
ができる。袋ナツト６３は金属フランジ２６と螺合せし
めるので、金属フランジ２３と同−材料又は線膨張係数
が殆んど同じ材質の袋ナツト６３が使用される。
係数の大なる材料が使用される。これにより高温時の軸
継手のゆるみをなくするか、又は極めて小さくすること
ができる。袋ナツト６３は金属フランジ２６と螺合せし
めるので、金属フランジ２３と同−材料又は線膨張係数
が殆んど同じ材質の袋ナツト６３が使用される。
この軸継手の温度が上昇した場合の各部材の熱膨張の関
係を第４図に基づいて説明する。
係を第４図に基づいて説明する。
この継手の温度が上昇した場合に袋ナツト３３の軸方向
の長た１３ の伸びと、これに相当するフランジ１３
とディスタンスピース６１の軸方向の長さ１１と１２の
伸びの合計が等しければ継手の緩みや締り過ぎは起らな
い。
の長た１３ の伸びと、これに相当するフランジ１３
とディスタンスピース６１の軸方向の長さ１１と１２の
伸びの合計が等しければ継手の緩みや締り過ぎは起らな
い。
セラミックスの線膨張係数は、前述の如く、例えば、代
表的な窒化けい素では０．３６〜０．３５Ｘ １０−５
／１：、 炭化けい素では０，４２〜α４９×１０−５
ｌ℃である。金属軸及び袋ナツトの線膨張係数は、セラ
ミックスの線膨張係数との差が出来る丈小さいことが望
ましい。このような材料として、フェライト系ステンレ
スｍ５Ｕｓ４３０、マルテンサイト系ステンレス声Ｓ
Ｕ ５４１０（いずれも線膨張係数概ね１．２ Ｘ １
０−５ｌ℃）などがあげられる。ディスタンスピース３
１及び子ペーサ３２としては゛、線膨張係数が１、６
Ｘ １０”−５７℃以上のオーステナイト糸ステンレス
鋼、ニッケルクロル鉄合金などが望ましい３３第４図の
軸継手の各部材の温度及び線膨張係畝を第１表の如く仮
定する。この仮定温度分布は第１図の如き冷却システム
を用いることにより十分実現される温度分布である。
表的な窒化けい素では０．３６〜０．３５Ｘ １０−５
／１：、 炭化けい素では０，４２〜α４９×１０−５
ｌ℃である。金属軸及び袋ナツトの線膨張係数は、セラ
ミックスの線膨張係数との差が出来る丈小さいことが望
ましい。このような材料として、フェライト系ステンレ
スｍ５Ｕｓ４３０、マルテンサイト系ステンレス声Ｓ
Ｕ ５４１０（いずれも線膨張係数概ね１．２ Ｘ １
０−５ｌ℃）などがあげられる。ディスタンスピース３
１及び子ペーサ３２としては゛、線膨張係数が１、６
Ｘ １０”−５７℃以上のオーステナイト糸ステンレス
鋼、ニッケルクロル鉄合金などが望ましい３３第４図の
軸継手の各部材の温度及び線膨張係畝を第１表の如く仮
定する。この仮定温度分布は第１図の如き冷却システム
を用いることにより十分実現される温度分布である。
第 １ 表
各部材の半径方向の膨張による軸方向の変位の影響を無
視すれば、継手の温度上昇により緩みや締り過ぎが起ら
ない為には、前４の如＜１３の伸びが１１と１２の伸び
の合計に等しいことが必要であるので、次式が成立する
必要がある。
視すれば、継手の温度上昇により緩みや締り過ぎが起ら
ない為には、前４の如＜１３の伸びが１１と１２の伸び
の合計に等しいことが必要であるので、次式が成立する
必要がある。
１３Ｘ ３５０ Ｘ １．２ Ｘ １Ｏ−５＝ ｌ、Ｘ
８００Ｘ０．４Ｘ１０１＋ ｌ□Ｘ ５００ Ｘ２．Ｏ
Ｘ １０−５また１３ ＝ １ｌ−１−１２であるので
、３５０ （’ｌ、＋１２）Ｘ １．２ ＝ ８００１
．Ｘｏ、４＋５００１２Ｘ ２．０従って、ｌ、 ＝
５．８１２ となる。
８００Ｘ０．４Ｘ１０１＋ ｌ□Ｘ ５００ Ｘ２．Ｏ
Ｘ １０−５また１３ ＝ １ｌ−１−１２であるので
、３５０ （’ｌ、＋１２）Ｘ １．２ ＝ ８００１
．Ｘｏ、４＋５００１２Ｘ ２．０従って、ｌ、 ＝
５．８１２ となる。
即ち、１１／１２ の比が５．８になるようなディス
タンスピースを挿入すればよいことになる。
タンスピースを挿入すればよいことになる。
更に付言するならば、ディスタンスピースの線膨張係数
が大ならば１２ は短かくてよく、線膨張係数が小と
なるに従って（勿論袋ナツトより大。）、１２ を長
くしなければならない。
が大ならば１２ は短かくてよく、線膨張係数が小と
なるに従って（勿論袋ナツトより大。）、１２ を長
くしなければならない。
また、各部材の半径方向の膨張による軸方向の変位への
影響は、計算による説明を省略するが第４図におけるフ
ランジ１３及び２３の端面の円錐面の傾斜θｌと０２を
概ね等しくすれば無視することができる１、 逆に、袋ナツト６６の温度上昇が著しく、袋ナツト３３
とセラミックス７ランジ１６との温度上昇による伸ひの
差が大で、ディスタンスピース３１の軸方向の長さを大
にすることは色んな問題で制約されるようなときは、第
２図のように、両フランジ１３．２３の端面を中央部が
凹陥する円錐面とし、ディスタンスピース６１の両側面
を中央部が突出する円錐面とするときは、ディスタンス
ピース６１の半径方向の膨張がセラミックス側、金属側
の両面で、セラミックス軸と金属軸を離す方向に作用す
るので有利である。
影響は、計算による説明を省略するが第４図におけるフ
ランジ１３及び２３の端面の円錐面の傾斜θｌと０２を
概ね等しくすれば無視することができる１、 逆に、袋ナツト６６の温度上昇が著しく、袋ナツト３３
とセラミックス７ランジ１６との温度上昇による伸ひの
差が大で、ディスタンスピース３１の軸方向の長さを大
にすることは色んな問題で制約されるようなときは、第
２図のように、両フランジ１３．２３の端面を中央部が
凹陥する円錐面とし、ディスタンスピース６１の両側面
を中央部が突出する円錐面とするときは、ディスタンス
ピース６１の半径方向の膨張がセラミックス側、金属側
の両面で、セラミックス軸と金属軸を離す方向に作用す
るので有利である。
次に、この軸継手６０における冷却及び油切り手段につ
いて第１図及び第５図に基づいて説明する。軸継手３０
に接続され一体となったセラミックス軸１２と金属軸２
２は金属軸２２の個所で、ベアリング４１により架！に
４０に支承される。ベアリング４１には潤滑油供給口４
２より潤滑油が供給され、潤滑油排出口４３より排出さ
れる。
いて第１図及び第５図に基づいて説明する。軸継手３０
に接続され一体となったセラミックス軸１２と金属軸２
２は金属軸２２の個所で、ベアリング４１により架！に
４０に支承される。ベアリング４１には潤滑油供給口４
２より潤滑油が供給され、潤滑油排出口４３より排出さ
れる。
袋ナツト６６の外周面を円筒形としておくと共に、この
回転する袋ナツト３３を僅かな間隙分保って囲繞する円
筒ハウジング４４が架構４０を延長させて設けられであ
る。円筒・・ウジング４４の内壁にはラビリンス４５が
設けられである。ラビリンス４５は袋ナツト６３側に設
けてもよい。また、円筒ハウジング４４には、円筒ハウ
ジング４４を貫通して円筒ハウジング４４と袋ナツト３
３の間の中間部に開口する冷却及びシール用ガス（以下
単にシールガスと云う。
回転する袋ナツト３３を僅かな間隙分保って囲繞する円
筒ハウジング４４が架構４０を延長させて設けられであ
る。円筒・・ウジング４４の内壁にはラビリンス４５が
設けられである。ラビリンス４５は袋ナツト６３側に設
けてもよい。また、円筒ハウジング４４には、円筒ハウ
ジング４４を貫通して円筒ハウジング４４と袋ナツト３
３の間の中間部に開口する冷却及びシール用ガス（以下
単にシールガスと云う。
ターボチャージャの場合普通は圧縮空気が用いられてい
る）送入孔４６が設けられである。更に袋ナツト３３の
緩み止めナツト３６側の端部又は緩み止めナツト３６（
実施例では袋ナツト６３の端部である。、）に円周方向
の環状の油切り溝３７１設けである。油切り溝３７に対
向する円筒ハウジング４４の内壁に円周方向の環状溝４
７が設けられ、環状溝４７の下側には円筒ハウジング４
４を貫通して外部に連通ずる油及びシールガスの排出孔
４８が設けである。
る）送入孔４６が設けられである。更に袋ナツト３３の
緩み止めナツト３６側の端部又は緩み止めナツト３６（
実施例では袋ナツト６３の端部である。、）に円周方向
の環状の油切り溝３７１設けである。油切り溝３７に対
向する円筒ハウジング４４の内壁に円周方向の環状溝４
７が設けられ、環状溝４７の下側には円筒ハウジング４
４を貫通して外部に連通ずる油及びシールガスの排出孔
４８が設けである。
シールガス送入孔４６よシ−ルガス送入孔ると、ガスは
ラビリンス４５に衝突し渦流を生じて袋ナツト５３を冷
却し、自身の圧力を低下しながら、袋ナツト６６の前後
方向にわかれて進む。この間、袋ナツト３３を冷却する
と共に、袋ナツト３３と円筒ハウジング４４０間に油ま
たは燃焼ガスの進入を阻止する。一方、ベアリング４１
より漏洩する油は油切シ溝３７で停止せしめられ、これ
より先に進出することはない。油切り溝５７に浸入した
油は遠心力により環状溝４７に吹付けられ、環状溝４７
中の油は下側に集まり、シールガスと共に排出孔４８よ
り排出される。
ラビリンス４５に衝突し渦流を生じて袋ナツト５３を冷
却し、自身の圧力を低下しながら、袋ナツト６６の前後
方向にわかれて進む。この間、袋ナツト３３を冷却する
と共に、袋ナツト３３と円筒ハウジング４４０間に油ま
たは燃焼ガスの進入を阻止する。一方、ベアリング４１
より漏洩する油は油切シ溝３７で停止せしめられ、これ
より先に進出することはない。油切り溝５７に浸入した
油は遠心力により環状溝４７に吹付けられ、環状溝４７
中の油は下側に集まり、シールガスと共に排出孔４８よ
り排出される。
シールガス送入孔４６の開口部より袋ナツト３３の袋部
３４側に進んだシールガスはガスタービン１０の回転翼
１１と円筒ハウジング４４の間隙より排出され、ガスタ
ービンよりの燃焼ガスの進入を阻止する。
３４側に進んだシールガスはガスタービン１０の回転翼
１１と円筒ハウジング４４の間隙より排出され、ガスタ
ービンよりの燃焼ガスの進入を阻止する。
ベアリング４１よシ圧縮機２０側に漏洩する潤滑油は袋
ナツト６３側と概ね同様な油切り溝、環状溝及び排出孔
により、ハウジングと圧縮機２０の回転翼２１の間より
送出され“るシールガスと共に排出される。
ナツト６３側と概ね同様な油切り溝、環状溝及び排出孔
により、ハウジングと圧縮機２０の回転翼２１の間より
送出され“るシールガスと共に排出される。
上述の冷却手段を使用するときは、セラミックス軸側が
相当な高温度に加熱されても、軸継手部の金属は充分冷
却されて、軸継手機能、ベアリング機能等に支障をきた
すことはないが、必要に応じて、金属軸より金属７ラン
ジ部及びディスタンスピース内を貫通して袋ナツトの袋
部内に開口する冷却ガス通路を設け、該通路に空気等冷
却ガスを通すことによシ更に冷却することができる。こ
の冷却ガス通路はいずれの図面にも記載してないが、第
１図の軸受部附近を若干改変することによシ簡単に設け
ることができ、且つ空気の導入は軸の回転力または空気
の圧力を利用して簡単な手段で行なうことができる。
相当な高温度に加熱されても、軸継手部の金属は充分冷
却されて、軸継手機能、ベアリング機能等に支障をきた
すことはないが、必要に応じて、金属軸より金属７ラン
ジ部及びディスタンスピース内を貫通して袋ナツトの袋
部内に開口する冷却ガス通路を設け、該通路に空気等冷
却ガスを通すことによシ更に冷却することができる。こ
の冷却ガス通路はいずれの図面にも記載してないが、第
１図の軸受部附近を若干改変することによシ簡単に設け
ることができ、且つ空気の導入は軸の回転力または空気
の圧力を利用して簡単な手段で行なうことができる。
本発明による軸継手は以上の如く構成されるので、高温
作動時にも十分な締付状態を確保することができ、緩み
や締め過ぎが発生せず、セラミックス軸に曲げ応力が発
生し破損するような危険はない。また、軸芯が狂うこと
なく、セラミックス軸と金属軸との軸継手であるに拘ら
ず、その径は小さく、軸受部径も小さくすることができ
る。
作動時にも十分な締付状態を確保することができ、緩み
や締め過ぎが発生せず、セラミックス軸に曲げ応力が発
生し破損するような危険はない。また、軸芯が狂うこと
なく、セラミックス軸と金属軸との軸継手であるに拘ら
ず、その径は小さく、軸受部径も小さくすることができ
る。
第１図は本発明の軸継手を使用したターボチャージャの
実施例の軸継手部の縦断面図、第２図は本発明の軸継手
の他の実施例の縦断面図、第５図は第１図の軸継手の部
分拡大縦断面図、第４図は本発明の軸継手の基本の実施
例の縦断面図である。 １０・・・ガスタービン、１２・・・セラミックス軸、
１３−・・セラミックスフランジ、１４−・・肩部、１
５・・・端面、２ｏ・・・圧縮機、２２・・・金属軸、
２６・・・金属７ランジ、２４・・ｉおねじ、２５・・
・端面、３０−・・軸継手、３１・・・ディスタンスピ
ース内 ト、３４・・・袋部、６５・拳・めねじ、６６００．緩
み止めナツト、３７・・・油切り溝、４０・・・円筒ハ
ウジング、４１・・・ベアリング、４５ｅ・・ラビリン
ス、４６・・・ンールガス送入孔、４７・・・環状溝、
４８・・・排出孔。 出願人 旭硝子株式会社 ！ｒ７１図 ３７ ４Ｑ 茅 ２ 図 第 ５ 図 １！！ｙ ４ 圃 １ 手続補正書（方式） ％式％ 補止をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目１査２号名称
（００４）旭硝子株式会社 代理人 昭和５７年８月３１日（発送日） 輛正の対象 明＃Ｉ誉の発明の詳細な説明の慎 補正の内容 第１２頁を別枳の通り補止すな。 ／℃）などがあけられる。ディスタンスピース３１及び
スペーｆｓ２としては、線膨張係数が１、６ Ｘ １０
−’／を以上のオーステナイト系ステンレス鋼、ニッケ
ルクロル鉄合金などが望ましい。 第４図の軸継手の各部材の温度及びａｍ張係数を第１表
の如く仮定する。この仮定温度分布Ｕ第１図Ｏ如き冷却
システムを用いることによシ十分実現される温度分布で
ある。 第１表
実施例の軸継手部の縦断面図、第２図は本発明の軸継手
の他の実施例の縦断面図、第５図は第１図の軸継手の部
分拡大縦断面図、第４図は本発明の軸継手の基本の実施
例の縦断面図である。 １０・・・ガスタービン、１２・・・セラミックス軸、
１３−・・セラミックスフランジ、１４−・・肩部、１
５・・・端面、２ｏ・・・圧縮機、２２・・・金属軸、
２６・・・金属７ランジ、２４・・ｉおねじ、２５・・
・端面、３０−・・軸継手、３１・・・ディスタンスピ
ース内 ト、３４・・・袋部、６５・拳・めねじ、６６００．緩
み止めナツト、３７・・・油切り溝、４０・・・円筒ハ
ウジング、４１・・・ベアリング、４５ｅ・・ラビリン
ス、４６・・・ンールガス送入孔、４７・・・環状溝、
４８・・・排出孔。 出願人 旭硝子株式会社 ！ｒ７１図 ３７ ４Ｑ 茅 ２ 図 第 ５ 図 １！！ｙ ４ 圃 １ 手続補正書（方式） ％式％ 補止をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目１査２号名称
（００４）旭硝子株式会社 代理人 昭和５７年８月３１日（発送日） 輛正の対象 明＃Ｉ誉の発明の詳細な説明の慎 補正の内容 第１２頁を別枳の通り補止すな。 ／℃）などがあけられる。ディスタンスピース３１及び
スペーｆｓ２としては、線膨張係数が１、６ Ｘ １０
−’／を以上のオーステナイト系ステンレス鋼、ニッケ
ルクロル鉄合金などが望ましい。 第４図の軸継手の各部材の温度及びａｍ張係数を第１表
の如く仮定する。この仮定温度分布Ｕ第１図Ｏ如き冷却
システムを用いることによシ十分実現される温度分布で
ある。 第１表
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋１１ セラミックス軸と金属軸をそれぞれと一体の
フランジにて接合する軸継手において、セラミックスフ
ランジの外側部分に円錐面の肩部を設け、金属フランジ
の外周面におねじを螺刻し、両フランジの接合端面を円
錐面とし、該接合端面の間に、両側面が該接合端面に係
合する円錐面をなし、線膨張係数が後記の袋ナツトより
大なる材質のディスタンスピースを挟み、金属袋ナツト
の袋部を前記セラミックスフランジの肩部に、該肩部と
の間に複数個に分割された環状のスペーサを挟んで係合
し、該袋ナツトのめねじを金属フランジのおねじに螺合
し、両フランジを圧接せしめてなることを特徴とする軸
の継手。 （２） 前記セラミックス軸、ディスタンスピース及
び金属軸相互をスプライン又はキー粘合としである特許
請求の範囲第１項の軸の継手。 （３） 前記金属７ランジのおねじに前記袋ナンドと
共に、該袋ナツトの緩み止めナツトを螺合しである特許
請求の範囲第１項の軸の継手。 （４） 前記ディスタンスピース及びスペーサ力、線
膨張係数が１．６ Ｘ １０−５７℃以上の金属材であ
る特許請求の範囲第１項の軸の継手。 （５） 前記袋ナツトの外周面が円筒形をなし、該袋
ナツトを円筒ハウジングにて囲繞し、該袋ナツトの外周
面又は該円筒ハウジング内壁にラビリンスが設けられ、
該円筒ノ・ウジングを貫通して、該袋ナツトと円筒ノ・
ウジングの間に冷却及びシール用ガスを送入する如くし
である特許請求の範囲第１項又は第６項の軸の継手。 （６） 前記袋ナツト端部外周又は緩み止めナツト外
周に油切りを設けである特許請求の範囲第５項の軸の継
手。 （７） 前記金属軸より金属フランジ部及びティスタ
ンスピース内を貫通して袋ナンドの袋部内に開口する冷
却ガス通路を設けである特ＷＦ Ｒ−Ｍ求の範囲第１項
又は第５項の軸の継手。 （８） 前記セラミックス及び金属フランジの接合端
面が、それぞれ中央部の突出及び凹陥、又は凹陥及び突
出する円錐面をなしている特許請求の範囲第１項の軸の
継手。 （９） 前記セラミックス及び金属フランジの接合端
面が中央部の凹陥または突出する円錐面をなしている特
許請求の範囲第１項の軸の継手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57079220A JPS58196322A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 軸の継手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57079220A JPS58196322A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 軸の継手 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58196322A true JPS58196322A (ja) | 1983-11-15 |
| JPH0459491B2 JPH0459491B2 (ja) | 1992-09-22 |
Family
ID=13683830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57079220A Granted JPS58196322A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 軸の継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58196322A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2637336A1 (fr) * | 1988-10-04 | 1990-04-06 | Ingersoll Rand Co | Accouplement d'arbres alignes |
| JP2014095420A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Cfc Design Inc | 軸部材の接続構造 |
| JP2014101969A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Jtekt Corp | 自在継手のヨーク結合構造 |
| JP2015175472A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 本田技研工業株式会社 | 多板式摩擦クラッチ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7160231B1 (ja) | 2021-01-18 | 2022-10-25 | 東洋紡株式会社 | 加飾成形体およびその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5779221A (en) * | 1980-10-31 | 1982-05-18 | Yamaha Motor Co Ltd | Lubricating system for turbo-charger |
-
1982
- 1982-05-13 JP JP57079220A patent/JPS58196322A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5779221A (en) * | 1980-10-31 | 1982-05-18 | Yamaha Motor Co Ltd | Lubricating system for turbo-charger |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2637336A1 (fr) * | 1988-10-04 | 1990-04-06 | Ingersoll Rand Co | Accouplement d'arbres alignes |
| JP2014095420A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Cfc Design Inc | 軸部材の接続構造 |
| JP2014101969A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Jtekt Corp | 自在継手のヨーク結合構造 |
| JP2015175472A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 本田技研工業株式会社 | 多板式摩擦クラッチ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0459491B2 (ja) | 1992-09-22 |
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