JPS6116204A - 軸付タ−ビン翼車 - Google Patents
軸付タ−ビン翼車Info
- Publication number
- JPS6116204A JPS6116204A JP13693884A JP13693884A JPS6116204A JP S6116204 A JPS6116204 A JP S6116204A JP 13693884 A JP13693884 A JP 13693884A JP 13693884 A JP13693884 A JP 13693884A JP S6116204 A JPS6116204 A JP S6116204A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- turbine
- neck
- turbine wheel
- escape space
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (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】
A0発明の目的
(1)産業上の利用分野
本発明は、ターボチャージャやガスタービン等に使用さ
れる軸付タービン翼車、特に、セラミック製のタービン
翼車に、その背面から直径を連続的に変化させて突出す
る頚部及びその頚部の小径部より延出する連結軸を一体
に成形(−1内端を前言己背面に衝合させる金属製のタ
ービン軸を前記連結軸の外周に嵌合結着し、そのタービ
ン軸に前記頚部を収容する逃げ空間を設けてなるものに
関する。
れる軸付タービン翼車、特に、セラミック製のタービン
翼車に、その背面から直径を連続的に変化させて突出す
る頚部及びその頚部の小径部より延出する連結軸を一体
に成形(−1内端を前言己背面に衝合させる金属製のタ
ービン軸を前記連結軸の外周に嵌合結着し、そのタービ
ン軸に前記頚部を収容する逃げ空間を設けてなるものに
関する。
(2)従来の技術
かかる軸付タービン翼車は、例えば特開昭54−425
20号公報に記載されているように、既に知られている
。
20号公報に記載されているように、既に知られている
。
(3)発明が解決しようとする問題点
セラミック製のタービン翼車、頚部及び連結軸は、耐熱
性には優れているが、脆性に難点があるので、その破損
を防止するために、できるだけ集中応力を避けなければ
ならず、前記逃げ空間は、曲げ荷重を受けたとき頚部に
集中応力が発生することを避けるのに有効である。とこ
ろが、発明者等が従来の軸付タービン翼車について種々
の試験を行ったところ、高速回転時には、逃げ空間が終
る頚部と連結軸との境界に集中応力が発生すること、そ
してその原因はタービン軸の上記境界に位置する部分の
剛性が大き過ぎるためであることが明らかになった。
性には優れているが、脆性に難点があるので、その破損
を防止するために、できるだけ集中応力を避けなければ
ならず、前記逃げ空間は、曲げ荷重を受けたとき頚部に
集中応力が発生することを避けるのに有効である。とこ
ろが、発明者等が従来の軸付タービン翼車について種々
の試験を行ったところ、高速回転時には、逃げ空間が終
る頚部と連結軸との境界に集中応力が発生すること、そ
してその原因はタービン軸の上記境界に位置する部分の
剛性が大き過ぎるためであることが明らかになった。
本発明は、そのような事情に鑑みてなされたもので、高
速回転時でもセラミック製の頚部及び連結軸の境界に集
中応力が発生しないようにして曲げ強度が大きく、しか
も加工の容易な前記軸付タービン翼車を提供することを
目的とする。
速回転時でもセラミック製の頚部及び連結軸の境界に集
中応力が発生しないようにして曲げ強度が大きく、しか
も加工の容易な前記軸付タービン翼車を提供することを
目的とする。
B0発明の構成
(1)問題点を解決するための手段
本発明は、タービン軸を、連結軸に嵌合する軸体と、そ
の軸体に溶接されて前記逃げ空間を画成する環体とより
構成し、軸体の前記逃げ空間に臨む端部を、頚部及び連
結軸の境界に尖端を位置させる先細り状に形成したこと
を特徴とする。
の軸体に溶接されて前記逃げ空間を画成する環体とより
構成し、軸体の前記逃げ空間に臨む端部を、頚部及び連
結軸の境界に尖端を位置させる先細り状に形成したこと
を特徴とする。
(2)作 用
金属製タービン軸の構成要素である軸体の先細り状端部
は、剛性が尖端に向って漸減するので、曲げ荷重を受け
ると撓み、その撓み量は尖端に行くにつれて増大する。
は、剛性が尖端に向って漸減するので、曲げ荷重を受け
ると撓み、その撓み量は尖端に行くにつれて増大する。
その結果、軸体に嵌合する連結軸と逃げ空間に臨む頚部
との境界に発生する曲げ応力は先細シ状端部の撓みに従
い連結軸に分散され、応力の集中は回避される。
との境界に発生する曲げ応力は先細シ状端部の撓みに従
い連結軸に分散され、応力の集中は回避される。
しかも、タービン軸は、全体の形状が複雑であるが、先
細シ状端部を有する一体と、逃げ空間を画成する環体と
の2部材より構成されるので、各部材の形状は単純であ
り、それらを単体で加工した後、相互に結着することに
より、これを容易に製作することができる。
細シ状端部を有する一体と、逃げ空間を画成する環体と
の2部材より構成されるので、各部材の形状は単純であ
り、それらを単体で加工した後、相互に結着することに
より、これを容易に製作することができる。
(3)実施例
以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、第2図は内燃機関用のターボチャージャを示す。ター
ボチャージャ1は排気タービン2及ヒホンプ3より構成
される。排気タービン2の翼車即ちタービン翼車4を収
容するタービン室5はハウジング6の一端部に、またポ
ンプ3の翼車即ちポンプ翼車7を収容するポンプ室8は
ハウジング6の他端部にそれぞれ形成されている。また
ハウジング6の中間部には軸受9が設けられておシ、タ
ービン翼車4の背面に突設されるタービン軸10がその
軸受9に回転自在に支承される。
、第2図は内燃機関用のターボチャージャを示す。ター
ボチャージャ1は排気タービン2及ヒホンプ3より構成
される。排気タービン2の翼車即ちタービン翼車4を収
容するタービン室5はハウジング6の一端部に、またポ
ンプ3の翼車即ちポンプ翼車7を収容するポンプ室8は
ハウジング6の他端部にそれぞれ形成されている。また
ハウジング6の中間部には軸受9が設けられておシ、タ
ービン翼車4の背面に突設されるタービン軸10がその
軸受9に回転自在に支承される。
タービン軸10の先端部はポンプ室8に突入して、ナツ
ト11によりポンプ翼車7と連結される。
ト11によりポンプ翼車7と連結される。
第1図にタービン翼車4及びタービン軸1oよりなる組
立体、即ち軸付タービン翼車が示される。
立体、即ち軸付タービン翼車が示される。
タービン翼車4は、その背面から直径を連続的に変化さ
せて突出する頚部12及びその頚部12の小径部よシ延
出する連結軸13を備えておシ、その全体はセラミック
を材料として一体成形される。
せて突出する頚部12及びその頚部12の小径部よシ延
出する連結軸13を備えておシ、その全体はセラミック
を材料として一体成形される。
一方、タービン軸10は金属製で、連結軸13の外周に
嵌合される軸体14と、その軸体14の内端部外周に嵌
合してタービン翼車4の背面に当接する環体15とより
構成される。
嵌合される軸体14と、その軸体14の内端部外周に嵌
合してタービン翼車4の背面に当接する環体15とより
構成される。
環体15の内側には頚部12を収容する逃げ空間16が
形成されており、その逃げ空間16に臨む軸体14の内
端部14αは、頚部12及び連結軸13の境界に尖端を
位置させる先細シ状に形成される。
形成されており、その逃げ空間16に臨む軸体14の内
端部14αは、頚部12及び連結軸13の境界に尖端を
位置させる先細シ状に形成される。
そして、軸体14と連結軸13との嵌合部1γ、環体1
5とタービン翼車4背面との当接部18、並びに軸体1
4と環体15との嵌合部19はろう付けにより結着され
る。特に嵌合部17及び当接部18のろう付は時に使用
するろう材収容孔20が軸体14に設けられ、そのろう
材収容孔20は軸体14の連結軸13との嵌合孔21の
奥に位置すると共に入口孔22を介して軸体14の外側
面と連通される。
5とタービン翼車4背面との当接部18、並びに軸体1
4と環体15との嵌合部19はろう付けにより結着され
る。特に嵌合部17及び当接部18のろう付は時に使用
するろう材収容孔20が軸体14に設けられ、そのろう
材収容孔20は軸体14の連結軸13との嵌合孔21の
奥に位置すると共に入口孔22を介して軸体14の外側
面と連通される。
軸10付タービン翼車4の製作に際しては、第3図に示
すように、先ず連結軸13を上方に向けてタンビン翼車
4を工作台23上に載置し、連結軸13に軸体14を、
また軸体14に環体15を順次定位置まで嵌合する。次
に軸体14と環体15との嵌合部19の上部に適量のろ
う材24を配置し、入口孔22からろう材収容孔20に
適量のろう材25を装入した後、全体を加熱炉で加熱す
る。
すように、先ず連結軸13を上方に向けてタンビン翼車
4を工作台23上に載置し、連結軸13に軸体14を、
また軸体14に環体15を順次定位置まで嵌合する。次
に軸体14と環体15との嵌合部19の上部に適量のろ
う材24を配置し、入口孔22からろう材収容孔20に
適量のろう材25を装入した後、全体を加熱炉で加熱す
る。
すると、溶けたろう材24は嵌合部19に浸透し、また
溶けたろう材25は嵌合部17及び当接部18に浸透し
、それらの凝固を待ってろう付は作業は完了する。そ0
後、タービン軸10は所定形状に切削加工される。
溶けたろう材25は嵌合部17及び当接部18に浸透し
、それらの凝固を待ってろう付は作業は完了する。そ0
後、タービン軸10は所定形状に切削加工される。
尚、軸体14及び環体15は、予め、溶接等により相互
に結着しておいてもよい。
に結着しておいてもよい。
次にこの実施例の作用について説明すると、図示しない
内燃機関の排気流がタービン室5を通過するとき、その
排気エネルギを受けてタービン翼車4は高速で回転し、
連結軸13及びタービン軸10を介してポンプ翼車7を
駆動し、これにより内燃機関の吸気系で過給が行われる
。
内燃機関の排気流がタービン室5を通過するとき、その
排気エネルギを受けてタービン翼車4は高速で回転し、
連結軸13及びタービン軸10を介してポンプ翼車7を
駆動し、これにより内燃機関の吸気系で過給が行われる
。
そのような運転中に、タービン翼車4及びポンプ翼車7
間に曲げ荷重が作用することがあるが、タービン翼車4
の頚部12とタービン軸10の環体15との間には逃げ
空間16が設けられているので、上記曲げ荷重によシ各
部が変形しても頚部12と環体15とは接することはな
く、したがって頚部12に集中応力が発生することを防
止することができる。また、タービン翼車4の連結軸1
3に嵌合する軸体14の先細り状端部14αは、剛性が
尖端に向って漸減するので、上記曲げ荷重により撓み、
その撓み量は尖端に行くにつれて増大する。その結果、
軸体14に嵌合する連結軸13と逃げ空間16に臨む頚
部12との境界に発生する曲げ応力は先細り状端部14
αの撓みに従い連結軸13に分散され、応力の集中は回
避される。
間に曲げ荷重が作用することがあるが、タービン翼車4
の頚部12とタービン軸10の環体15との間には逃げ
空間16が設けられているので、上記曲げ荷重によシ各
部が変形しても頚部12と環体15とは接することはな
く、したがって頚部12に集中応力が発生することを防
止することができる。また、タービン翼車4の連結軸1
3に嵌合する軸体14の先細り状端部14αは、剛性が
尖端に向って漸減するので、上記曲げ荷重により撓み、
その撓み量は尖端に行くにつれて増大する。その結果、
軸体14に嵌合する連結軸13と逃げ空間16に臨む頚
部12との境界に発生する曲げ応力は先細り状端部14
αの撓みに従い連結軸13に分散され、応力の集中は回
避される。
しかも、タービン軸10は、全体形状が複雑であるが、
先細り状端部14aを有する軸体14と逃げ空間16を
画成する環体との2部材より構成これを容易に製作する
ことができる。
先細り状端部14aを有する軸体14と逃げ空間16を
画成する環体との2部材より構成これを容易に製作する
ことができる。
C1発明の効果
以上のように本発明によれば、タービン軸を、連結軸に
嵌合する軸体と、その軸体に結着されて逃げ空間を画成
する環体とより構成し、軸体の前記逃げ空間に臨む端部
を、頚部及び連結軸の境界に尖端を位置させる先細り状
に形成したので、タービン軸に曲げ荷重が作用したとき
には、軸体の先細シ状端部の撓みによりタービン翼車の
頚部及び連結軸の境界に集中応力が発生することを防止
でき、したがって曲げ強度が大で、且つ耐熱性に優れた
軸付タービン翼車を得ることができ、しかも形状が複雑
なタービン軸は、軸体と環体とに分けて加工し得るので
、その製作を容易に行うことができ、量産に適している
。
嵌合する軸体と、その軸体に結着されて逃げ空間を画成
する環体とより構成し、軸体の前記逃げ空間に臨む端部
を、頚部及び連結軸の境界に尖端を位置させる先細り状
に形成したので、タービン軸に曲げ荷重が作用したとき
には、軸体の先細シ状端部の撓みによりタービン翼車の
頚部及び連結軸の境界に集中応力が発生することを防止
でき、したがって曲げ強度が大で、且つ耐熱性に優れた
軸付タービン翼車を得ることができ、しかも形状が複雑
なタービン軸は、軸体と環体とに分けて加工し得るので
、その製作を容易に行うことができ、量産に適している
。
第1図は本発明の一実施例を示すターボチャージャ用軸
付タービン翼車の縦断面図、第2図は第1図の軸付ター
ビン翼車を装着したターボチャ−ジャの縦断面図、第3
図は第1図の軸付タービン翼車の製作説明図である。 4 ・タービン翼車、10・・・タービン軸、12・・
・頚部、13・・・連結軸、14・・・軸体、14a・
・先細り状端部、15・・・環体、16・・・逃げ空間
図面の浄書(内容に変更なし) 第1図 手続補正書(方式) 昭和59 年11q−1日
付タービン翼車の縦断面図、第2図は第1図の軸付ター
ビン翼車を装着したターボチャ−ジャの縦断面図、第3
図は第1図の軸付タービン翼車の製作説明図である。 4 ・タービン翼車、10・・・タービン軸、12・・
・頚部、13・・・連結軸、14・・・軸体、14a・
・先細り状端部、15・・・環体、16・・・逃げ空間
図面の浄書(内容に変更なし) 第1図 手続補正書(方式) 昭和59 年11q−1日
Claims (1)
- セラミック製のタービン翼車に、その背面から直径を連
続的に変化させて突出する頚部及びその頚部の小径部よ
り延出する連結軸を一体に成形し、内端を前記背面に衝
合させる金属製のタービン軸を前記連結軸の外周に嵌合
結着し、そのタービン軸に、前記頚部を収容する逃げ空
間を設けてなる、軸付タービン翼車において、タービン
軸を、連結軸に嵌合する軸体と、その軸体に結着されて
前記逃げ空間を画成する環体とより構成し、軸体の前記
逃げ空間に臨む端部を、頚部及び連結軸の境界に尖端を
位置させる先細り状に形成したことを特徴とする、軸付
タービン翼車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13693884A JPS6116204A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 軸付タ−ビン翼車 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13693884A JPS6116204A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 軸付タ−ビン翼車 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6116204A true JPS6116204A (ja) | 1986-01-24 |
Family
ID=15187049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13693884A Pending JPS6116204A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 軸付タ−ビン翼車 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6116204A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6278401A (ja) * | 1985-10-02 | 1987-04-10 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミツクロ−タ− |
JPS63212213A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-05 | Clarion Co Ltd | 同調用制御電圧発生回路 |
JPS63154701U (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-11 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58178803A (ja) * | 1982-04-13 | 1983-10-19 | Nissan Motor Co Ltd | タ−ビン軸 |
-
1984
- 1984-07-02 JP JP13693884A patent/JPS6116204A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58178803A (ja) * | 1982-04-13 | 1983-10-19 | Nissan Motor Co Ltd | タ−ビン軸 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6278401A (ja) * | 1985-10-02 | 1987-04-10 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミツクロ−タ− |
JPS63212213A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-05 | Clarion Co Ltd | 同調用制御電圧発生回路 |
JPS63154701U (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-11 |
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