JPH0424522B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0424522B2 JPH0424522B2 JP57101303A JP10130382A JPH0424522B2 JP H0424522 B2 JPH0424522 B2 JP H0424522B2 JP 57101303 A JP57101303 A JP 57101303A JP 10130382 A JP10130382 A JP 10130382A JP H0424522 B2 JPH0424522 B2 JP H0424522B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- ceramic shaft
- sleeve
- slit
- extending
- 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 - Lifetime
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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)
- Supercharger (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はインペラのセラミツク軸取付け構造に
関する。
関する。
近年のガスタービンやターボチヤージヤにおい
ては、耐熱材料として優れた特性を持つのみなら
ず、その他の機械的特性においても金属材料に比
して適性のあるセラミツクスを高温部品に適用す
る研究が進められており、殊にタービンロータと
ロータ軸とをセラミツクスで一体に成形すれば、
効果的に重量軽減と慣性力の低減が図れるのみな
らずコストダウンが図れるが、このような場合セ
ラミツクスのロータ軸に例えば軽合金製の圧縮機
インペラを取付けねばならず、種々な問題点の解
決が必要とされる。
ては、耐熱材料として優れた特性を持つのみなら
ず、その他の機械的特性においても金属材料に比
して適性のあるセラミツクスを高温部品に適用す
る研究が進められており、殊にタービンロータと
ロータ軸とをセラミツクスで一体に成形すれば、
効果的に重量軽減と慣性力の低減が図れるのみな
らずコストダウンが図れるが、このような場合セ
ラミツクスのロータ軸に例えば軽合金製の圧縮機
インペラを取付けねばならず、種々な問題点の解
決が必要とされる。
第１図は従来のこの種インペラのセラミツク軸
との取付け構造の一例を示し（特開昭54−68315
号参照）、ここで１はセラミツクロータ軸（以下
でセラミツク軸という）であり、その段付き部１
Ａから先の小径軸部１Ｂには圧縮機インペラ２が
嵌め合わされており、インペラ２を段付き部１Ａ
に当接させた状態となし、軸部１Ｂの端部に螺刻
されているねじ部１Ｃにナツト３を締着してイン
ペラ２を固定している。４は軸１用の軸受部材を
示す。
との取付け構造の一例を示し（特開昭54−68315
号参照）、ここで１はセラミツクロータ軸（以下
でセラミツク軸という）であり、その段付き部１
Ａから先の小径軸部１Ｂには圧縮機インペラ２が
嵌め合わされており、インペラ２を段付き部１Ａ
に当接させた状態となし、軸部１Ｂの端部に螺刻
されているねじ部１Ｃにナツト３を締着してイン
ペラ２を固定している。４は軸１用の軸受部材を
示す。
しかしながら、このような従来の圧縮機インペ
ラのセラミツク軸との取付け構造においては、セ
ラミツク軸１の軸端に刻設したねじ部１Ｃにナツ
ト３を螺着することによりインペラ２を固定する
ようになつているので、セラミツク軸１のねじ加
工にコストがかかるのみならず、このねじ部１Ｃ
にかかるナツト３の締結力と、一般にはアルミニ
ウム合金等で形成されている圧縮機インペラ２が
熱膨張するので、ナツト３を介してねじ部１Ｃに
集中する引張り応力のためにねじ部１Ｃが破損し
易い。
ラのセラミツク軸との取付け構造においては、セ
ラミツク軸１の軸端に刻設したねじ部１Ｃにナツ
ト３を螺着することによりインペラ２を固定する
ようになつているので、セラミツク軸１のねじ加
工にコストがかかるのみならず、このねじ部１Ｃ
にかかるナツト３の締結力と、一般にはアルミニ
ウム合金等で形成されている圧縮機インペラ２が
熱膨張するので、ナツト３を介してねじ部１Ｃに
集中する引張り応力のためにねじ部１Ｃが破損し
易い。
本発明の目的は、上述した欠点を除去し、廉価
で得られ、しかも破損を生じる虞れのないインペ
ラのセラミツク軸取付け構造を提供することにあ
る。
で得られ、しかも破損を生じる虞れのないインペ
ラのセラミツク軸取付け構造を提供することにあ
る。
かかる目的を達成するために、本発明は、イン
ペラの取付け孔にセラミツク軸の段付きとした小
径部を貫通させて嵌め合わせ、ナツトを螺締して
固着するようにしたインペラのセラミツク軸取付
け構造において、スリーブ部とねじ部とを同一軸
心上に一体に形成した金属スリーブ部材の前記ス
リーブ部を前記インペラの取付け孔と前記セラミ
ツク軸との間に嵌め合わせるようになし、前記ス
リーブ部の前記インペラとの嵌め合い部より軸方
向に延在させた延在部から前記嵌め合い部にかけ
て前記軸方向のスリツトを設け、前記延在部の前
記スリツトを設けた端部の内周面から内側に向け
て突設した係合部を、該係合部に対応して前記セ
ラミツク軸の外周の部位に設けた係止溝に、前記
スリツトを有する延在部の弾性によつて係合さ
せ、前記金属スリーブ部を前記セラミツク軸に固
定させるようになして前記インペラを前記金属ス
リーブ部材に設けた段付き部に当接させ、前記ね
じ部に前記ナツトを螺着して、前記インペラを前
記段付き部に圧接させるようにしたことを特徴と
するものである。
ペラの取付け孔にセラミツク軸の段付きとした小
径部を貫通させて嵌め合わせ、ナツトを螺締して
固着するようにしたインペラのセラミツク軸取付
け構造において、スリーブ部とねじ部とを同一軸
心上に一体に形成した金属スリーブ部材の前記ス
リーブ部を前記インペラの取付け孔と前記セラミ
ツク軸との間に嵌め合わせるようになし、前記ス
リーブ部の前記インペラとの嵌め合い部より軸方
向に延在させた延在部から前記嵌め合い部にかけ
て前記軸方向のスリツトを設け、前記延在部の前
記スリツトを設けた端部の内周面から内側に向け
て突設した係合部を、該係合部に対応して前記セ
ラミツク軸の外周の部位に設けた係止溝に、前記
スリツトを有する延在部の弾性によつて係合さ
せ、前記金属スリーブ部を前記セラミツク軸に固
定させるようになして前記インペラを前記金属ス
リーブ部材に設けた段付き部に当接させ、前記ね
じ部に前記ナツトを螺着して、前記インペラを前
記段付き部に圧接させるようにしたことを特徴と
するものである。
以下に、図面に基づいて本発明を詳細に説明す
る。
る。
第２図は本発明の一実施例を示し、ここで１１
はねじ部１２とスリーブ部１３とからなる金属製
スリーブ部材であり、セラミツク軸１の端部に嵌
め合わせるスリーブ部１３をインペラ２から図で
右方に延在させ、延在部１３Ａの外径を取付け孔
２Ａとの嵌め合い部１３Ｂの外径よる大きくなし
て、インペラ２のデイフユーザ側ハブの端面２Ａ
の位置で延在部１３Ａと嵌め合い部１３Ｂとの境
に段付き部１３Ｃを形成する。１３Ｄは延在部１
３Ａの端部内周面に沿つて突設した係合部であ
り、更に１４は第３図に示すように延在部１３Ａ
から嵌め合い部１３Ｂの途中ないし嵌め合い部１
３Ｂ全体にかけて刻設した複数條からなる軸対称
のスリツトである。しかしてスリーブ部１３に嵌
め合わせるセラミツク軸１には、延在部１３Ａに
突設した係合部１３Ｄと対応する位置に全周にわ
たる環状の係止溝１５を刻設しておく。なお、こ
こで係合部１３Ｄはその突出部の断面形状を滑ら
かな円弧形状に形成し、これに対応する溝１５の
断面形状もまた係合部１３Ｄの形状に合わせて形
成しておく。
はねじ部１２とスリーブ部１３とからなる金属製
スリーブ部材であり、セラミツク軸１の端部に嵌
め合わせるスリーブ部１３をインペラ２から図で
右方に延在させ、延在部１３Ａの外径を取付け孔
２Ａとの嵌め合い部１３Ｂの外径よる大きくなし
て、インペラ２のデイフユーザ側ハブの端面２Ａ
の位置で延在部１３Ａと嵌め合い部１３Ｂとの境
に段付き部１３Ｃを形成する。１３Ｄは延在部１
３Ａの端部内周面に沿つて突設した係合部であ
り、更に１４は第３図に示すように延在部１３Ａ
から嵌め合い部１３Ｂの途中ないし嵌め合い部１
３Ｂ全体にかけて刻設した複数條からなる軸対称
のスリツトである。しかしてスリーブ部１３に嵌
め合わせるセラミツク軸１には、延在部１３Ａに
突設した係合部１３Ｄと対応する位置に全周にわ
たる環状の係止溝１５を刻設しておく。なお、こ
こで係合部１３Ｄはその突出部の断面形状を滑ら
かな円弧形状に形成し、これに対応する溝１５の
断面形状もまた係合部１３Ｄの形状に合わせて形
成しておく。
このように構成した取付け構造によりインペラ
２をセラミツク軸１に取付けるにあたつては、ま
ずセラミツク軸１の端部をスリーブ部材１１のス
リーブ部１３に嵌め込み、その延在部１３Ａに設
けた係合部１３Ｄをセラミツク軸１の係止溝１５
に嵌め入れる。
２をセラミツク軸１に取付けるにあたつては、ま
ずセラミツク軸１の端部をスリーブ部材１１のス
リーブ部１３に嵌め込み、その延在部１３Ａに設
けた係合部１３Ｄをセラミツク軸１の係止溝１５
に嵌め入れる。
この際、スリーブ部１３にはスリツト１４が設
けられているのでスリツト１４により分岐された
各スリーブ部１３の片があたかもばね材の役目を
なし、係合部１３Ｄがいつたん溝１５に嵌め入れ
られた後は、このばね力によつてその係止状態を
保つ。次いでインペラ２を高温となしてスリーブ
部１３の嵌め合い部１３Ｂにインペラ２を焼き嵌
めし、段付き部１３Ｃにインペラ２の背面を当接
させてナツト３をねじ部１２に螺着し、ねじ作用
によりインペラ２を段付き部１３Ｃに押圧させ
る。
けられているのでスリツト１４により分岐された
各スリーブ部１３の片があたかもばね材の役目を
なし、係合部１３Ｄがいつたん溝１５に嵌め入れ
られた後は、このばね力によつてその係止状態を
保つ。次いでインペラ２を高温となしてスリーブ
部１３の嵌め合い部１３Ｂにインペラ２を焼き嵌
めし、段付き部１３Ｃにインペラ２の背面を当接
させてナツト３をねじ部１２に螺着し、ねじ作用
によりインペラ２を段付き部１３Ｃに押圧させ
る。
第４図は本発明の他の実施例を示し、ここで、
１３Ｅはスリーブ部１３の延在部１３Ａ端部に設
けた係合部であり、１５Ｅはセラミツク軸１にお
いて、係合部１３Ｅと対応する位置に周設した係
止溝である。本例は係合部１３Ｅおよび係止溝１
５Ｅの断面形状を第２図で示した例よりも更に幅
広い緩やかな曲線の円弧型としたものであり、こ
の係止溝１５Ｅに発生する面圧を低減させること
によりセラミツク軸１のこの部位に生ずる応力の
集中を緩和させることができる。
１３Ｅはスリーブ部１３の延在部１３Ａ端部に設
けた係合部であり、１５Ｅはセラミツク軸１にお
いて、係合部１３Ｅと対応する位置に周設した係
止溝である。本例は係合部１３Ｅおよび係止溝１
５Ｅの断面形状を第２図で示した例よりも更に幅
広い緩やかな曲線の円弧型としたものであり、こ
の係止溝１５Ｅに発生する面圧を低減させること
によりセラミツク軸１のこの部位に生ずる応力の
集中を緩和させることができる。
なお、以上の説明では係合部および係止溝をス
リーブ部の延在部端部の内周面およびセラミツク
軸の外周面の全周にわたり設ける場合について述
べたが、全周に限らず、図には示さないが、例え
ばそれぞれの周において１ないし複数の箇所で係
合部および係止溝を中断するようにして、残りの
各周囲部分にのみそれぞれ係合部および係止溝を
設けて係合させるようにすることもできる。この
ようにすれば金属スリーブ部材がセラミツク軸の
回りに回動する傾向を拘束することができる。
リーブ部の延在部端部の内周面およびセラミツク
軸の外周面の全周にわたり設ける場合について述
べたが、全周に限らず、図には示さないが、例え
ばそれぞれの周において１ないし複数の箇所で係
合部および係止溝を中断するようにして、残りの
各周囲部分にのみそれぞれ係合部および係止溝を
設けて係合させるようにすることもできる。この
ようにすれば金属スリーブ部材がセラミツク軸の
回りに回動する傾向を拘束することができる。
以上説明したきたように、本発明によれば、イ
ンペラの取付け孔にセラミツク軸の段付きとした
小径部を貫通させて嵌め合わせ、ナツトを螺締し
て固着するようにしたインペラのセラミツク軸取
付け構造において、スリーブ部とねじ部とを同一
軸心上に一体に形成した金属スリーブ部材の前記
スリーブ部を前記インペラの取付け孔と前記セラ
ミツク軸との間に嵌め合わせるようになし、前記
スリーブ部の前記インペラとの嵌め合い部より軸
方向に延在させた延在部から前記嵌め合い部にか
けて前記軸方向のスリツトを設け、前記延在部の
前記スリツトを設けた端部の内周面から内側に向
けて突設した係合部を、該係合部に対応して前記
セラミツク軸の外周の部位に設けた係止溝に、前
記スリツトを有する延在部の弾性によつて係合さ
せ、前記金属スリーブを前記セラミツク軸に固定
させるようになして前記インペラを前記金属スリ
ーブ部材に設けた段付き部に当接させ、前記ねじ
部に前記ナツトを螺着して、前記インペラを前記
段付き部に圧接させるようにしたので、従来のよ
うなセラミツク軸に設けていた段付き部やねじ部
がなくなり、ナツトの締結力や切欠き効果による
応力集中のためにセラミツク軸が破損する虞れが
なく、更にスリツトにより分岐させたフリーブ部
がねじ力によりその係合部を係止溝に係合させた
構成としたので、インペラの熱膨張により発生す
る応力もこのスリーブ部を介してセラミツク軸に
伝達されるので、スリーブ部の有するばね効果に
よつて緩和され、インペラを破損から守る。
ンペラの取付け孔にセラミツク軸の段付きとした
小径部を貫通させて嵌め合わせ、ナツトを螺締し
て固着するようにしたインペラのセラミツク軸取
付け構造において、スリーブ部とねじ部とを同一
軸心上に一体に形成した金属スリーブ部材の前記
スリーブ部を前記インペラの取付け孔と前記セラ
ミツク軸との間に嵌め合わせるようになし、前記
スリーブ部の前記インペラとの嵌め合い部より軸
方向に延在させた延在部から前記嵌め合い部にか
けて前記軸方向のスリツトを設け、前記延在部の
前記スリツトを設けた端部の内周面から内側に向
けて突設した係合部を、該係合部に対応して前記
セラミツク軸の外周の部位に設けた係止溝に、前
記スリツトを有する延在部の弾性によつて係合さ
せ、前記金属スリーブを前記セラミツク軸に固定
させるようになして前記インペラを前記金属スリ
ーブ部材に設けた段付き部に当接させ、前記ねじ
部に前記ナツトを螺着して、前記インペラを前記
段付き部に圧接させるようにしたので、従来のよ
うなセラミツク軸に設けていた段付き部やねじ部
がなくなり、ナツトの締結力や切欠き効果による
応力集中のためにセラミツク軸が破損する虞れが
なく、更にスリツトにより分岐させたフリーブ部
がねじ力によりその係合部を係止溝に係合させた
構成としたので、インペラの熱膨張により発生す
る応力もこのスリーブ部を介してセラミツク軸に
伝達されるので、スリーブ部の有するばね効果に
よつて緩和され、インペラを破損から守る。
更にまた係合部と係止溝とは互いに滑らかな形
状をなし、かつばね力により圧接された状態を保
つので、この係止溝の部位に過大な応力集中が発
生しない。
状をなし、かつばね力により圧接された状態を保
つので、この係止溝の部位に過大な応力集中が発
生しない。
第１図は従来のインペラのセラミツク軸取付け
構造の一例を示す断面図、第２図は本発明インペ
ラのセラミツク軸取付け構造の一例を示す断面
図、第３図はその取付け構造を分解して示す斜視
図、第４図は本発明の他の実施例における係合部
と係止溝の断面図である。 １……セラミツク軸、１Ａ……段付き部、１Ｂ
……小径軸部、１Ｃ……ねじ部、２……インペ
ラ、２Ａ……取付け孔、３……ナツト、４……軸
受部材、１１……スリーブ部材、１２……ねじ
部、１３……スリーブ部、１３Ａ……延在部、１
３Ｂ……嵌め合い部、１３Ｃ……段付き部、１３
Ｄ，１３Ｅ……係合部、１４……スリツト、１
５，１５Ｅ……溝。
構造の一例を示す断面図、第２図は本発明インペ
ラのセラミツク軸取付け構造の一例を示す断面
図、第３図はその取付け構造を分解して示す斜視
図、第４図は本発明の他の実施例における係合部
と係止溝の断面図である。 １……セラミツク軸、１Ａ……段付き部、１Ｂ
……小径軸部、１Ｃ……ねじ部、２……インペ
ラ、２Ａ……取付け孔、３……ナツト、４……軸
受部材、１１……スリーブ部材、１２……ねじ
部、１３……スリーブ部、１３Ａ……延在部、１
３Ｂ……嵌め合い部、１３Ｃ……段付き部、１３
Ｄ，１３Ｅ……係合部、１４……スリツト、１
５，１５Ｅ……溝。
Claims (1)
- １ インペラの取付け孔にセラミツク軸の段付き
とした小径部を貫通させて嵌め合わせ、ナツトを
螺締して固着するようにしたインペラのセラミツ
ク軸取付け構造において、スリーブ部とねじ部と
を同一軸心上に一体に形成した金属スリーブ部材
の前記スリーブ部を前記インペラの取付け孔と前
記セラミツク軸との間に嵌め合わせるようにな
し、前記スリーブ部の前記インペラとの嵌め合い
部より軸方向に延在させた延在部から前記嵌め合
い部にかけて前記軸方向のスリツトを設け、前記
延在部の前記スリツトを設けた端部の内周面から
内側に向けて突設した係合部を、該係合部に対応
して前記セラミツク軸の外周の部位に設けた係止
溝に、前記スリツトを有する延在部の弾性によつ
て係合させ、前記金属スリーブを前記セラミツク
軸に固定させるようになして前記インペラを前記
金属スリーブ部材に設けた段付き部に当接させ、
前記ねじ部に前記ナツトを螺着して、前記インペ
ラを前記段付き部に圧接させるようにしたことを
特徴とするインペラのセラミツク軸取付け構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10130382A JPS58220901A (ja) | 1982-06-15 | 1982-06-15 | インペラのセラミツク軸取付け構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10130382A JPS58220901A (ja) | 1982-06-15 | 1982-06-15 | インペラのセラミツク軸取付け構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58220901A JPS58220901A (ja) | 1983-12-22 |
| JPH0424522B2 true JPH0424522B2 (ja) | 1992-04-27 |
Family
ID=14297039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10130382A Granted JPS58220901A (ja) | 1982-06-15 | 1982-06-15 | インペラのセラミツク軸取付け構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58220901A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61104102A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-05-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ガス軸受支持タ−ボ機械のロ−タ |
| DE3816796A1 (de) * | 1988-05-17 | 1989-11-30 | Kempten Elektroschmelz Gmbh | Laufzeug mit mechanischer kupplung |
| US6431781B1 (en) * | 2000-06-15 | 2002-08-13 | Honeywell International, Inc. | Ceramic to metal joint assembly |
| KR100414102B1 (ko) * | 2001-08-17 | 2004-01-07 | 엘지전자 주식회사 | 터보 압축기의 임펠러 결합구조 |
| GB2498748B (en) * | 2012-01-24 | 2017-07-26 | Napier Turbochargers Ltd | Connection system |
| JP5967966B2 (ja) * | 2012-02-13 | 2016-08-10 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | インペラ及びこれを備えた回転機械 |
| CN106255829B (zh) * | 2014-03-26 | 2019-05-31 | 株式会社 Ihi | 叶轮连结构造和涡轮压缩机 |
| CN104314857A (zh) * | 2014-07-17 | 2015-01-28 | 苏州卓诚钛设备有限公司 | 一种风机轴 |
| WO2019225143A1 (ja) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 株式会社Ihi | 回転体、および、過給機 |
| US11028698B1 (en) * | 2018-06-22 | 2021-06-08 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Ceramic radial turbine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56159600A (en) * | 1980-05-09 | 1981-12-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Impeller fitting structure |
-
1982
- 1982-06-15 JP JP10130382A patent/JPS58220901A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58220901A (ja) | 1983-12-22 |
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