JPS63192915A - タ−ボチヤ−ジヤの検査装置および検査方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ターボチャージャの検査装置および検査方法
に関する。

（従来の技術） 自動車用エンジンに備えられるターボチャージャとして
、タービンロータをセラミックで形成したたらのが実用
化されており、タービンロータの耐熱性を高めるととも
に、軽量化がはかられている。

このようなセラミックタービンロータを備えるタボチャ
ージャとして、従来例えば第３図に示すようなものがあ
る（［学術講演会前刷集８６２昭和６ｌ−１０Ｊ社団法
人自動率技術会昭和６１年９月１０日発行、第４３９頁
乃至第４４２頁参照）。

これを説明すると、セラミックタービン口、−タ１は金
属製タービンシャフト２と結合され、タービンシャフト
２とベアリングハウジング３の間には２つのアンギエラ
型ボールベアリング４が向かいあって介装され、ラジア
ル荷重とともにスラ大ト荷重を支持しでいる。

各ボールベアリング４の外輪１１はそれぞれスリーブ１
２に嵌合され、スプリング１３によって一定の予圧が与
えられるとともに位置決めされている。各スリーブ１２
はその外周面が油膜を介してベアリングハウジング３に
浮動状態で支持され、軸振動や外部振動を滅哀するよう
になっている。

タービンシャフト２は各ボールベアリング４のインナー
レース６がスペーサ７を介して嵌合する軸受部１８と、
コンプレッサインペラ８がカラー９を介して嵌合する支
持軸部１９とが形成され、支持軸部１９の先端に螺合す
るロックナツト１０により締付は固定される。

セラミックタービンロータ１はタービンハウジング１３
を介して導かれるエンジンの排気〃スにより回転駆動さ
れ、コンプレッサインペラ８の回転によりコンプレッサ
ハウジング１４を介してエンジンに吸気を過給するよう
になっている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このようにセラミックタービンロータ１を備
えるターボチャージャにあっては、セラミックタービン
ロータ１の強度を保障するために、セラミックタービン
ロータ１を所定の超高速回転数で回転させる検査を行う
必要がある。

しかしながら、ボールベアリング４を介してセラミック
タービンロータ１を支持するターボチャージャにありで
は、軸受部１８からボールベアリング４のインナーレー
ス６が抜けにくい構造上、ターボチャージャにセラミレ
フタービンロータ１を組み付けた後に、タービンハウジ
ング１３に所定の亮温加圧〃スを導いてセラミックター
ビンロータ１を回転させるようにしていたため、検査中
に超高速回転するタービンロータ１に破損が生じた場合
、ボールベアリング４やベアリングハウジング３等にも
破損が生じてしまい、その結果セラミックタービンロー
タ１の欠陥がそのままターボチャージャの製品歩留まり
となり、製作コストアップを招くという問題点があった
。

本発明は、上記問題点を解決することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明はセラミックタービンロータに結合されたタービ
ンシャフトをボールベアリングを介して回転自在に支持
するターボチャージャの検査装置において、タービンシ
ャフトを挿入させる円筒状の治具と、この治具を回転自
在に支持する軸受手段を備える検査用ベアリングハウジ
ングとを設ける。

さらに本発明は、セラミックタービンミータに結合され
たタービンシャフトをボールベアリングを介して回転自
在に支持するターボチャージャの検査方法において、タ
ービンシャフトを挿入させる円筒状の治具と、この治具
を回転自在に支持する軸受手段を備えるベアリングハウ
ジングとを設けた検査装置を用いて、セラミックタービ
ンロータのタービンシャフトを前記泊共に挿入した状態
で高速回転させる。

（作用） したがって、検査装置はタービンシャフトを嵌挿させる
円筒状の治具を設けたことにより、セラミックタービン
ロータを超高速回転させるのにタービンシャフトにボー
ルベアリングを装着する必要なく、セラミックタービン
ロータをターボチャージャに組み付ける前に検査するこ
とが可能となる。

このため、検査装置を用いてセラミックタービンロータ
の検査を終了した後、タービンシャフトにボールベアリ
ングを装着してターボチャージャに組み付ければ良く、
従来のようにセラミックタービンロータをターボチャー
ジャに組み付けた後に検査を行わないため、セラミック
タービンロータの欠陥によりボールベアリング等の破損
を未すことを回避でさ、ターボチャージャの歩留まりを
高められる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図はセラミックタービンロータ１に結合されたター
ビンシャフト２をボールベアリングを介して回転自在に
支持するターボチャージャの検査装置２１を示している
。

図中２４はタービンシャフト２を嵌挿させる円筒状の治
具である。治具２４は７０−ティングメタル２３を介し
て浮動支持されるラジアル軸受部３６と、スラストメタ
ル２５に係合してスラスト荷重を支持するスラスト軸受
部２６が一体的に形成される。検査用ベアリングハウジ
ング２２には図示しないオイル供給源に接続する給油孔
２７と、この給油孔２７に供給されるオイルを７０−テ
ィングメタル２３に導く通孔２８，２９と、スラストメ
タル２５に導く通孔３０、および潤滑後のオイルを回収
する排出口３１とがそれぞれ形成される。

ベアリングハウジング２２の一端をｒ！５塞するリテー
ナ３２が設けられ、このリテーナ３２と治具２４の間に
はリングシール３５を介装して密封する。リテーナ３２
はボルト３３により０リング３４を介して締付は固定さ
れ、ボルト３３とリテーナ３２の螺合部もシール剤によ
り密封する。

治具２４はタービンシャフト２の支持軸部１９をある程
度大きな隙間をもって嵌挿させる穴４７が形成されると
ともに、タービンシャフト２の軸受［１８をわずかな隙
間をもって嵌挿させる穴４６が形成されて、タービンシ
ャフト２を〃タッキなく支持する。

治具２４はラジアル軸受部３６の端面４８をタービンシ
ャフト２の肩部３９に当接させ、ラジアル軸受部３６の
外径は肩部３９と一致させることによりその面圧を小さ
く抑える。

タービンシャフト２の支持軸部１９の先端に螺合して治
具２４の先端面４９に当接するロックナフト４１により
、治具２４に挿入したタービンシャフト２を保持する。

治具２４は穴４６と４７の間に形成される段部５０がタ
ービンシャフト２の軸受ＷＳ１８と支持軸１！１ｓ１９
の間に形成される段部３８に当接しないように形成して
、ロックナツト４１の締付力によりタービンシャフト２
の段部３８が損傷することを防止する。

図中４３は治具２４にセラミックタービンロータ１を装
着した後にバックプレート４０を介してベアリングハウ
ジング２２にボルト４４により取付けられる検査用ター
ビンハウジングである。このタービンハウジング４３は
所定の高温加圧ガスが送られる供給源に接続される。

検査装置２１を用いてセラミックタービンロータ１の検
査を行う場合、セラミックタービンロータ１にタービン
シャフト２を結合した状態でタービンシャフト２を検査
装置２１のベアリングハウジング２２にリングシール４
５を介して挿入し、タービンシャフト２を治具２４に嵌
挿してロックナツト４１を介して締付は固定し、さらに
タービンハウジング４３をボルト４４によりベアリング
ハウジング２２に取付ける。

このように検査装置２１にセラミックタービンロータ１
をセットした後に、タービンハウジング４３に供給源か
ら所定の高温加圧ガスを送り、セラミックタービンロー
タ１を所定の回転数で超高速回転させて検査を行う。

上記構成に基づき、検査装置２１はタービンシャフト２
を嵌挿させる円筒状の治具２４を設けたことにより、セ
ラミックタービンロータ１を超高速回転させるのにター
ビンシャフト２にボールベアリングを装着する必要なく
、セラミックタービンロータ１をターボチャージャに組
み付ける前に検査することが可能となる。

したがって、セラミックタービンロータ１の検査を終了
した後、ロックナツト４１を外してセラミックタービン
ロータ１を検査装置２１から取出して、タービンシャフ
ト２にボールベアリングを装着してターボチャージャに
組み付ければ良く、従来のようにセラミックタービンロ
ータ１をターボチャージャに組み付けた後に検査を行わ
ないため、セラミックタービンロータ１の欠陥によりボ
ールベアリング等の破損を来すことを回避でき、ターボ
チャージャの製作の歩留まりを高められる。

検査装置２１を用いた検査中にセラミックタービンロー
タ１が破損しても、検査装置２１に損傷を受けることは
少なく、ひどい場合でも７０−ティングメタル２３を交
換する程度で検査装置２１を改修することができる。

なお、上記実施例では７０−ティングメタル２３を使用
したが、これに代えてボールベアリングを介して治具２
４を回転自在に支持しても良い。

次に第２図に示す他の実施例について説明する。

検査装ｆｉ５１は検査用ペアリングツ）ウジング５２に
７０−ティングメタル５３を介して直円筒状の治具５４
を回転自在に支持するとともに、治具５４とは別体のス
ラストメタル５５を介してスラストカラー５６を支持す
る。

検査装置５１を用いてセラミックタービンロータ１の検
査を行う場合、セラミックタービンロータ１にタービン
シャフト２を結合した状態でタービンシャフト２に治具
５４を嵌装し、治具５４を７０−ティングメタル５３に
嵌挿する。そしてタービンシャフト２の支持軸部１９に
ターボチャージャのスラストカラー５６とコンプレッサ
インペラ８を嵌装し、これらをロックナツト５７を介し
て締付は固定する。そして検査用タービン／’％ウジン
グ４′３をボルト４４によりペアリングツ）ウジング５
２に取付けるとともに、検査用コンブレラサンシャフト
にボールベアリングを装着することなハウジング５８を
ボルト５９によりベアリングハウジング５２に取付ける
。

このように検査装置５１にセラミックタービンロータ１
をセットした後に、タービンハウジング４３に供給源か
ら所定の高温加圧〃スを送り、セラミックタービンロー
タ１を所定の回転数で超高速回転させて検査を行う。

上記構成に基づき、検査装置５１はタービンシャフト２
を嵌挿させる円筒状の治具５４を設けたことにより、セ
ラミックタービンロータ１をボールベアリングを介して
ターボチャージャに組み付けられる前に検査することが
可能となる。

この場合、コンプレッサインペラ８も同時に検査するこ
とができる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、セラミックタービンロータをボ
ールベアリングを介して回転自在に支持するターボチャ
ージャにおいて、セラミックタービンロータの検査装置
にタービンシャフトを嵌挿させる円筒状の治具を回転自
在に設けて、ターとくセラミックタービンロータを超高
速回転させるようにしたため、効率良くセラミックター
ビンロータの単体試験が行え、ターボチャージャの歩留
まりを向上させ、製作コストダウンがはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す検査装置の断面図、第
２図は他の実施例を示す断面図である。 第３図は従来例を示すターボチャージャの断面図である
。 １・・・セラミックタービンロータ、２・・・タービン
シャ７）、２１・・・検査装置、２２・・・ベアリング
ハウジング、２３・・・７０−ティングメタル、２４・
・・治具、２５・・・スラストメタル、４１・・・ロッ
クナツト、４３・・・タービンハウジング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミックタービンロータに結合されたタービンシ
   ャフトをボールベアリングを介して回転自在に支持する
   ターボチャージャの検査装置において、タービンシャフ
   トを挿入させる円筒状の治具と、この治具を回転自在に
   支持する軸受手段を備える検査用ベアリングハウジング
   とを設けたことを特徴とするターボチャージャの検査装
   置。 ２、セラミックタービンロータに結合されたタービンシ
   ャフトをボールベアリングを介して回転自在に支持する
   ターボチャージャの検査方法において、タービンシャフ
   トを挿入させる円筒状の治具と、この治具を回転自在に
   支持する軸受手段を備えるベアリングハウジングとを設
   けた検査装置を用いて、セラミックタービンロータのタ
   ービンシャフトを前記治具に挿入した状態で高速回転さ
   せることを特徴とするターボチャージャの検査方法。