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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