JPH0141841Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0141841Y2 JPH0141841Y2 JP2695484U JP2695484U JPH0141841Y2 JP H0141841 Y2 JPH0141841 Y2 JP H0141841Y2 JP 2695484 U JP2695484 U JP 2695484U JP 2695484 U JP2695484 U JP 2695484U JP H0141841 Y2 JPH0141841 Y2 JP H0141841Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- turbine shaft
- stopper ring
- compressor wheel
- wheel
- 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.)
- Expired
Links
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
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- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
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- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
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Description
【考案の詳細な説明】
この考案は、流体によつて回転駆動されるター
ビンのタービンホイールとコンプレツサホイール
との組立体に関する。
ビンのタービンホイールとコンプレツサホイール
との組立体に関する。
例えば、自動車エンジンのターボチヤージヤに
おけるタービンホイール組立体は、第１図に示す
ように、タービンホイール１と一体成形されたタ
ービン軸２の先端小径部２ａにコンプレツサホイ
ール３を挿着し、これを緩み止め用の皿ばね状の
スプリングワツシヤ４を介して先端ねじ部２ｂに
ナツト５を結合することによりタービン軸２に固
定している。タービンホイール１とタービン軸２
とはニツケルまたはコバルト系の超耐熱合金によ
り精密鋳造され、コンプレツサホイール３はアル
ミ系合金で精密鋳造される。このような材料で成
形されたタービン軸２の先端ねじ部２ｂは、ナツ
ト５による締め付けに対しても十分な強度を持
つ。
おけるタービンホイール組立体は、第１図に示す
ように、タービンホイール１と一体成形されたタ
ービン軸２の先端小径部２ａにコンプレツサホイ
ール３を挿着し、これを緩み止め用の皿ばね状の
スプリングワツシヤ４を介して先端ねじ部２ｂに
ナツト５を結合することによりタービン軸２に固
定している。タービンホイール１とタービン軸２
とはニツケルまたはコバルト系の超耐熱合金によ
り精密鋳造され、コンプレツサホイール３はアル
ミ系合金で精密鋳造される。このような材料で成
形されたタービン軸２の先端ねじ部２ｂは、ナツ
ト５による締め付けに対しても十分な強度を持
つ。
一方、近年工業材料としてのセラミツクの躍進
は目覚しく、このようなターボチヤージヤにおい
ても、耐熱性向上および軽量化の目的でセラミツ
ク製タービンホイールが出現している。しかしな
がら、セラミツクは局部的な接触応力に弱いた
め、タービン軸２の先端部２ｂにねじを切つて、
これにナツト５を結合してコンプレツサホイール
３を組み立てることができない。そこで従来にお
いては、この組み立てを接着材を使用して行なつ
ていた。
は目覚しく、このようなターボチヤージヤにおい
ても、耐熱性向上および軽量化の目的でセラミツ
ク製タービンホイールが出現している。しかしな
がら、セラミツクは局部的な接触応力に弱いた
め、タービン軸２の先端部２ｂにねじを切つて、
これにナツト５を結合してコンプレツサホイール
３を組み立てることができない。そこで従来にお
いては、この組み立てを接着材を使用して行なつ
ていた。
この考案の目的は、セラミツク製タービンホイ
ールのタービン軸にコンプレツサホイールを確実
に固定することのできる新規なタービンホイール
組立体を提供することにある。
ールのタービン軸にコンプレツサホイールを確実
に固定することのできる新規なタービンホイール
組立体を提供することにある。
この考案によるタービンホイール組立体は、例
えばセラミツク製のタービンホイール１１とこれ
に一体成形されたタービン軸１２の先端小径部１
２ａにコンプレツサホイール１３を挿着し、これ
を皿ばね状のスプリングワツシヤ１４を介してス
トツパリング１５をタービン軸１２に焼嵌めて固
定する。
えばセラミツク製のタービンホイール１１とこれ
に一体成形されたタービン軸１２の先端小径部１
２ａにコンプレツサホイール１３を挿着し、これ
を皿ばね状のスプリングワツシヤ１４を介してス
トツパリング１５をタービン軸１２に焼嵌めて固
定する。
ストツパリング１５の焼嵌めは、タービン軸小
径部１２ａの直径よりも少し小さい内径のストツ
パリング１５を加熱してその内径寸法を拡げた
後、タービン軸小径部１２ａに圧入することによ
り行なわれる。しかしながら、このようにストツ
パリング１５を焼嵌めても、ミクロ的に見ると、
ストツパリング１５の回転時にその遠心力により
ストツパリング１５が外方に引かれてタービン軸
小径部１２ａとの焼嵌め部における締め代が少な
くなり、タービン軸小径部１２ａに対する固定が
十分でなくなる恐れがある。
径部１２ａの直径よりも少し小さい内径のストツ
パリング１５を加熱してその内径寸法を拡げた
後、タービン軸小径部１２ａに圧入することによ
り行なわれる。しかしながら、このようにストツ
パリング１５を焼嵌めても、ミクロ的に見ると、
ストツパリング１５の回転時にその遠心力により
ストツパリング１５が外方に引かれてタービン軸
小径部１２ａとの焼嵌め部における締め代が少な
くなり、タービン軸小径部１２ａに対する固定が
十分でなくなる恐れがある。
この焼嵌め部における締め代Urは、ストツパ
リング１５の形状および材質により概略rN2k／
Ｅの割合で変化する。ここでｒは密度、Ｎは回転
数、ｋは内径と外径との比、Ｅはヤング率であ
る。したがつて、締め代Urの変化を最小限に抑
えるためには、回転数Ｎは同じなので、ｒ／Ｅの
小さい材料を選ぶとともに、ｋの小さい形状を選
べばよいことになる。ｒ／Ｅの小さい材料は、
SiCまたはAl2O3等のセラミツクが相当し、ｋの
小さい形状は、すなわち肉薄円筒である。
リング１５の形状および材質により概略rN2k／
Ｅの割合で変化する。ここでｒは密度、Ｎは回転
数、ｋは内径と外径との比、Ｅはヤング率であ
る。したがつて、締め代Urの変化を最小限に抑
えるためには、回転数Ｎは同じなので、ｒ／Ｅの
小さい材料を選ぶとともに、ｋの小さい形状を選
べばよいことになる。ｒ／Ｅの小さい材料は、
SiCまたはAl2O3等のセラミツクが相当し、ｋの
小さい形状は、すなわち肉薄円筒である。
しかしながら、ストツパリング１５を単にセラ
ミツク製の肉薄円筒で構成するだけでは、ストツ
パリング１５としての機能を十分に発揮させるこ
とはできない。このストツパリング１５は、ター
ビン軸小径部１２ａに緩み嵌めされたコンプレツ
サホイール１３の軸方向の面圧を支える必要があ
るからである。そこで、この考案の一実施例にお
いては、第３図に示すように、軸方向の断面形状
をＵ字形にして、その外径D1の中央肉薄部１５
ａの長さL1を外径D2の面端部の肉厚部１５ｂ，
１５ｃの長さL2よりも長くして、すなわちター
ビン軸との接触面積を大きくして、一方の肉厚部
１５ｂでコンプレツサホイール１３からの軸方向
の面圧を支えるとともに、中央肉薄部１５ａで直
径D0のタービン軸小径部１２ａとの間の半径方
向の面圧を確保するようになつている。
ミツク製の肉薄円筒で構成するだけでは、ストツ
パリング１５としての機能を十分に発揮させるこ
とはできない。このストツパリング１５は、ター
ビン軸小径部１２ａに緩み嵌めされたコンプレツ
サホイール１３の軸方向の面圧を支える必要があ
るからである。そこで、この考案の一実施例にお
いては、第３図に示すように、軸方向の断面形状
をＵ字形にして、その外径D1の中央肉薄部１５
ａの長さL1を外径D2の面端部の肉厚部１５ｂ，
１５ｃの長さL2よりも長くして、すなわちター
ビン軸との接触面積を大きくして、一方の肉厚部
１５ｂでコンプレツサホイール１３からの軸方向
の面圧を支えるとともに、中央肉薄部１５ａで直
径D0のタービン軸小径部１２ａとの間の半径方
向の面圧を確保するようになつている。
このようなストツパリング１５の半径方向の面
圧分布は、第４図に示すように、実線で示す停止
時に対し、鎖線で示す回転時には、両端肉厚部１
５ｂ，１５ｃに対応する長さL2の領域では大き
く低下する反面、これよりも大面積の中央肉薄部
１５ａに対応する長さL1の領域ではあまり低下
しない。このため、タービンホイール１１の高速
回転時においても、タービン軸１２に対するコン
プレツサホイール１３の固定が確実なものとな
る。
圧分布は、第４図に示すように、実線で示す停止
時に対し、鎖線で示す回転時には、両端肉厚部１
５ｂ，１５ｃに対応する長さL2の領域では大き
く低下する反面、これよりも大面積の中央肉薄部
１５ａに対応する長さL1の領域ではあまり低下
しない。このため、タービンホイール１１の高速
回転時においても、タービン軸１２に対するコン
プレツサホイール１３の固定が確実なものとな
る。
第３図において、他方の肉厚部１５ｃは、コン
プレツサホイール１３の軸方向の面圧を支える意
味では必ずしも必要ないが、あつた方が回転体と
してのバランスが良い。また両端肉厚部１５ｂ，
１５ｃ基部の軸方向に浚つた環状の溝１５ｄ，１
５ｅは、この両端肉厚部１５ｂ，１５ｃにおける
回転時の面圧低下を抑えるためのもので、これが
ないと、第４図に破線で示すように両端肉厚部で
の面圧低下が著しくなるのであつた方が良い。
プレツサホイール１３の軸方向の面圧を支える意
味では必ずしも必要ないが、あつた方が回転体と
してのバランスが良い。また両端肉厚部１５ｂ，
１５ｃ基部の軸方向に浚つた環状の溝１５ｄ，１
５ｅは、この両端肉厚部１５ｂ，１５ｃにおける
回転時の面圧低下を抑えるためのもので、これが
ないと、第４図に破線で示すように両端肉厚部で
の面圧低下が著しくなるのであつた方が良い。
以上のように、この考案によるタービンホイー
ル組立体は、セラミツク製のタービンホイールの
タービン軸にセラミツク製のストツパリングを焼
嵌めてコンプレツサホイールを固定するので、コ
ンプレツサホイールのタービン軸に対する固定が
確実なものとなる。またストツパリングの形状
を、その軸方向においてコンプレツサホイール側
の肉厚部とこの肉厚部よりもタービン軸との接触
面積において大きい肉薄部とで構成したので、ス
トツパリングの回転時の遠心力によるタービン軸
との面圧低下が抑えられるとともに、コンプレツ
サホイールに対する軸方向の面圧が確保されて、
タービン軸に対するコンプレツサホイールの固定
が一層確実なものとなる。
ル組立体は、セラミツク製のタービンホイールの
タービン軸にセラミツク製のストツパリングを焼
嵌めてコンプレツサホイールを固定するので、コ
ンプレツサホイールのタービン軸に対する固定が
確実なものとなる。またストツパリングの形状
を、その軸方向においてコンプレツサホイール側
の肉厚部とこの肉厚部よりもタービン軸との接触
面積において大きい肉薄部とで構成したので、ス
トツパリングの回転時の遠心力によるタービン軸
との面圧低下が抑えられるとともに、コンプレツ
サホイールに対する軸方向の面圧が確保されて、
タービン軸に対するコンプレツサホイールの固定
が一層確実なものとなる。
第１図は、従来のタービンホイール組立体の一
例を示す部分断面概略正面図、第２図は、この考
案の一実施例を示す第１図と同様な図、第３図
は、この考案の一実施例における部分拡大断面
図、第４図は、この考案の一実施例における停止
時と回転時とにおける面圧分布を示すグラフであ
る。 １１……タービンホイール、１２……タービン
軸、１２ａ……小径部、１３……コンプレツサホ
イール、１４……スプリングワツシヤ、１５……
ストツパリング、１５ａ……肉薄部、１５ｂ，１
５ｃ……肉厚部。
例を示す部分断面概略正面図、第２図は、この考
案の一実施例を示す第１図と同様な図、第３図
は、この考案の一実施例における部分拡大断面
図、第４図は、この考案の一実施例における停止
時と回転時とにおける面圧分布を示すグラフであ
る。 １１……タービンホイール、１２……タービン
軸、１２ａ……小径部、１３……コンプレツサホ
イール、１４……スプリングワツシヤ、１５……
ストツパリング、１５ａ……肉薄部、１５ｂ，１
５ｃ……肉厚部。
Claims (1)
- セラミツク製のタービンホイールと一体成形さ
れたタービン軸にコンプレツサホイールを挿着し
てこれをタービン軸にストツパリングを焼嵌めて
固定するタービンホイール組立体であつて、前記
ストツパリングが、その軸方向において前記コン
プレツサホイール側の肉厚部とこれよりも前記タ
ービン軸との接触面積において大きい肉薄部とを
有するセラミツク製のストツパリングであるター
ビンホイール組立体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2695484U JPS60139001U (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | タ−ビンホイ−ル組立体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2695484U JPS60139001U (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | タ−ビンホイ−ル組立体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60139001U JPS60139001U (ja) | 1985-09-13 |
| JPH0141841Y2 true JPH0141841Y2 (ja) | 1989-12-08 |
Family
ID=30523452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2695484U Granted JPS60139001U (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | タ−ビンホイ−ル組立体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60139001U (ja) |
-
1984
- 1984-02-27 JP JP2695484U patent/JPS60139001U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60139001U (ja) | 1985-09-13 |
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