JPS6325282Y2

JPS6325282Y2 -

Info

Publication number: JPS6325282Y2
Application number: JP6998583U
Authority: JP
Priority date: 1983-05-11
Filing date: 1983-05-11
Publication date: 1988-07-11
Also published as: JPS59175602U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、セラミツク翼車のように耐熱脆性材
料より成る回転体とこれに回転動力を伝達する駆
動軸との一体化を図る回転体と駆動軸の接合部構
造に関するものである。

従来、駆動軸を介して翼車を回転せしめる送風
機は、各種産業分野において広く利用されている
が、送風対象となるガスの温度が比較的低かつた
ため、翼車と駆動軸の双方を金属材料により製作
し一般的な結合手段によつてこれらを一体化して
も問題がなかつた。ところが、近年、科学技術等
の進歩に伴い、高温ガスを送風対象とする送風機
が要求されてきているが、従来のような金属製の
翼車を使用した送風機では、翼車そのものの高温
強度に限界があり、上記要求に応えることができ
ない。

そこで、高温耐熱強度を有するセラミツクを翼
車等の材料として用いることが考えられるが、セ
ラミツクは衝撃に弱い脆性材料である上、圧縮強
度は高いが曲げ強度や引張り強度は表面粗度や内
部欠陥により信頼性に乏しいため構造物に採用す
ることはできず、したがつて、駆動軸と翼車の双
方をセラミツクで一体物として製作することはで
きない。また、駆動軸を通常の金属とし翼車をセ
ラミツクとしたのでは、セラミツクの膨張係数が
金属に比較して極端に低く、しかもねじ加工等の
機械加工が極めて難しいため、通常の恒久的なあ
るいは単なるねじ込み式の結合等の一般的な接合
手段で両者を一体化することができない。

本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、
セラミツク翼車のような耐熱脆性材料から成る回
転体の軸部に、焼結合金のような耐熱性金属から
成る中間部材を嵌合し、かつ拘束部材により軸部
の中間部材からの離脱を阻止するとともに、上記
中間部材を通常の金属製の駆動軸に接合すること
により、高温雰囲気においても回転体が熱的悪影
響を受けず、しかも駆動軸からの動力を回転体に
的確に伝達することができる回転体と駆動軸の接
合部構造を提供することを目的とする。

以下、本考案を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図〜第３図は、本考案の一実施例を示すも
ので、図中１は送風機の翼車等の回転体の軸部で
ある。この軸部１は、セラミツクのような耐熱
性、低膨張性を有する脆性材料（以下、耐熱脆性
材料という。）により形成されたもので、その一
方の軸端部には、軸中央部１ｂの軸径より大きい
径を有し、かつその両端に切欠イを設けた断面形
状を有する膨大部１ａが形成されている。また、
この膨大部１ａの端面１ｃには嵌込み穴１ｄが穿
設され、この嵌込み穴１ｄに、断熱性の高いセラ
ミツクから成りかつ端面に円形状の段部２ａを有
する受け部材２が、段部２ａを外方に向けて嵌め
込まれている。

そして、上記軸部１の膨大部１ａには中間部材
３が嵌合されている。この中間部材３は、Ｗ−
N_i系やM_p系等の焼結合金のように、前記軸部１
に近い耐熱性とほぼ同一の膨張係数を有しかつ機
械加工性の良い金属（以下耐熱性金属という。）
により形成された筒状のスリーブで、その一方の
端部３ａには上記軸部１の膨大部１ａと同形状の
嵌合孔３ｂが形成されるとともに、その他方の端
部３ｃには、この嵌合孔３ｂに連通せしめられか
つ嵌合孔３ｂの孔幅より小さい径の中空孔３ｄが
穿設されたものであり、上記嵌合孔３ｂに膨大部
１ａが、膨大部１ａの肩部１ｅを中間部材３の端
面３ｅと同一面に位置せしめて適宜しまりばめ代
の焼ばめにより嵌合されている。さらに、上記軸
部１には、一対の半割り状の円環部材４，４と円
環状の締付け部材５とから成る拘束部材６が取付
けられている。この円環部材４，４は、一対が組
合された状態で、その端面４ａ，４ａ側になるに
したがつて径が大となるように外面にテーパがつ
けられたもので、その端面４ａ，４ａを上記膨大
部１ａの肩部１ｅに当接せしめて軸部１に嵌合さ
れている。また、上記締付け部材５は、上記円環
部材４，４の外周に密着嵌合し得るテーパ孔５ａ
を有し、該円環部材４，４の外周面にそのテーパ
孔５ａの内周面を密着させて円環部材４，４に嵌
め込まれるもので、その一方の端面５ｂは中間部
材３の端面３ｅに固着されるとともに、その外径
は中間部材３の外径と同一に形成されている。こ
こで、上記拘束部材６つまり円環部材４，４と締
付け部材５は、中間部材３と同様、軸部１に近い
耐熱性とほぼ同一の膨張係数を有しかつ機械加工
性の良い耐熱性金属を用いて形成されたものであ
り、中間部材３と締付け部材５との固着は例えば
不活性ガス雰囲気下での溶接によりなされてい
る。

また、上記中間部材３の中空孔３ｄおよび外周
面にはそれぞれねじ部ｍ，ｎが形成され、かつね
じ部ｍには耐熱性金属から成る円筒状の押し金具
７が、その一方の端面７ａを中間部材３の端部３
ｃと同一面に位置せしめて螺着されている。この
押し金具７の他方の端面７ｂには、受け部材２の
円環状の段部２ａと同径の円環状の溝部７ｃが段
部２ａと中心を一致させて対向するように設けら
れており、この溝部７ｃと段部２ａとの間にバネ
８が嵌め込まれている。

さらに、上記のようにして回転体の軸部１と一
体的に結合された上記中間部材３は駆動軸９に接
合されている。この駆動軸９は、図示しない駆動
装置の出力軸に連結されたもので、通常の鉄系の
金属により形成されるとともに、その端部９ａに
は、内周面にねじ部ｐを備えた軸穴９ｂが形成さ
れ、この軸穴９ｂのねじ部ｐに上記ねじ部ｎが螺
合されて中間部材３と駆動軸９が接合されてい
る。そして、上記軸部１の中心と駆動軸９の中心
は互いに一致せしめられており、駆動軸９の回転
により回転体が的確に回転するように構成されて
いる。また、上記駆動軸９の内部には、複数の管
路９ｃが、駆動軸９の周方向に所定ピツチでかつ
長手方向に沿つて設けられている。これら管路９
ｃは駆動軸９の端部９ａ側において連通管路９ｄ
により相互に連通せしめられており、この管路９
ｃ，９ｄは冷却媒体を通じて駆動軸９を冷却する
ことができるようになつている。

なお、前記受け部材２は前述のように断熱性の
高いセラミツクから成るため、受け部材２からの
バネ８への伝熱は適宜に緩和されるようになつて
いる。

次に、本考案の接合部構造の作用について説明
する。

まず、装置の始動時にあつては、駆動軸９、中
間部材３および回転体の軸部１等はともに低温状
態にある。この時、回転体の軸部１は拘束部材６
により中間部材３に一体的に結合され、また中間
部材３は駆動軸９に螺着されているため、起動ト
ルクは駆動軸９から中間部材３を経て軸部１に確
実に伝達されて回転体が回転する。したがつて、
回転体と駆動軸９との接合部にガタが生じて、回
転体がアンバランスとなり、振動が発生するとい
つた事故が回避できる。

一方、装置の定常作動状態においては、回転体
と軸部１および駆動軸９等は、ともに送風すべき
高温作動ガスからの伝熱により温度上昇する。そ
の際、耐熱脆性材料の軸部１と耐熱性金属の中間
部材３および拘束部材６は、ともに高温雰囲気に
耐える上、その膨張係数も前者2.0〜7.0×10^-6／
℃程度、後者が3.9〜6.0×10^-6／℃程度と双方と
も大差がないため結合部に不都合な緩みが生じる
ことはない。また駆動軸９は、前述のように通常
の鉄系金属から成るから膨張係数は比較的高い
が、中間部材３とは螺嵌されている上、管路９ｃ
に冷却媒体を通して駆動軸９自体を冷却するよう
になつているためガタは生じない。さらに、軸部
１と中間部材３との間に、膨張係数の差により仮
に緩みが発生したとしても、バネ８の反力により
軸部１は第１図における左方に押圧されて締付け
部材５のテーパ孔５ａにより、円環部材４，４が
締め付けられるため、該円環部材４，４が軸部１
に強固に固定されるようになり軸部１の芯がずれ
たりすることはない。

なお、前記において、耐熱脆性材料の軸部１に
拘束部材６と中間部材３を取付けるにあたつて
は、まず、軸部１の機械加工を行つた後、その膨
大部１ａを通して拘束部材６の締付け部材５を嵌
め込み、これを軸中央部１ｂに位置させておく。
次に、中間部材３を所定のしまりばめ代で焼きば
めして軸部１の膨大部１ａに取付ける。。そして、
半割り状の円環部材４，４を、その端面４ａ，４
ａが膨大部１ａの肩部１ｅに当接するようにして
軸部１に取付け、この円環部材４，４の外周面に
上記締付け部材５を嵌め込むとともに、第１図に
示すように、プレス部材１０を用いて締付け部材
５を軸部１の膨大部１ａ側に押圧し、これにより
円環部材４，４を膨大部１ａの肩部１ｅに強固に
当接せしめ、かつ軸中央部１ｂに円環部材４，４
を強固に固定せしめた状態で、締付け部材５と中
間部材３とを例えば不活性ガス雰囲気下で溶接結
合する。また、この時、締付け部材５と円環部材
４とを溶接固定してもよい。中間部材３の外面等
の機械加工は溶接後に行う。

以上のように、本考案によれば、耐熱脆性材料
から成る回転体の軸部と、これに回転動力を伝達
する金属製の駆動軸とを耐熱性金属から成る中間
部材を介して一体化したものであるから、高温に
なつても駆動軸の動力を回転体に的確に伝達する
ことができ、高温ガスの送風機等に対して幅広く
適用できる回転体と駆動軸の接合部構造を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例を示すもので、第１図は
断面図、第２図は第１図の−矢視断面図、第
３図は同−矢視断面図である。１……回転体の軸部、１ａ……膨大部、３……
中間部材、６……拘束部材、８……バネ、９……
駆動軸。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

セラミツクのような耐熱脆性材料からなる回転
体の軸部の一端に膨大部が形成され、この膨大部
に上記耐熱脆性材料とほぼ同一の膨張係数を有す
る焼結合金等の耐熱性金属から成る中空の中間部
材が嵌合されるとともに、上記軸部には焼結合金
等の耐熱性金属により形成されかつ上記中間部材
に固着せしめられて膨大部の中間部材からの離脱
を阻止する拘束部材が取付けられる一方、上記中
間部材は金属製の駆動軸に接合されて成ることを
特徴とする回転体と駆動軸の接合部構造。