JPH0529762B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミツク製タービンハウジングを
金属製センターハウジングに固定する際の取付手
段に関する。

（従来の技術） ターボチヤージヤやガスタービンエンジン等の
タービンロータは内部にガス通路を形成したター
ビンハウジングの中に収装され、このガス通路に
外部から導かれたガス流により回転する。そし
て、この回転がセンターハウジングに収装された
回転軸を通じてコンプレツサホイールに伝達され
コンプレツサの駆動力となる。タービンハウジン
グはガスの高熱を受けて高温となることから、最
近では耐熱性に優れたセラミツク製品が使われ始
めているが、その場合金属製のセンターハウジン
グとタービンハウジングとの結合は例えば第４図
のような方法で行なわれる。すなわち、セラミツ
クタービンハウジング１と一体にフランジ９を形
成し、センターハウジング２に形成したフランジ
５と突き合わせて両方のフランジ５と９をＶバン
ドカプリング７で固定する。また、フランジ９の
内側に形成した凹部１０とフランジ５側の凸部１
１とを係合させることによりセンターハウジング
２に対するタービンハウジング１の位置決めを行
つている。（実開昭59−115804号公報） （発明が解決しようとする問題点） ところが、この接続方法においてはセラミツク
のタービンハウジング１が金属のセンターハウジ
ング２と剛結合するため、振動や衝撃による発生
応力がセラミツク材であるフランジ９の根元部分
に集中してこの部分からクラツクを発生させやす
いという構造上の問題があつた。

また、この方法ではＶバンドカプリング７を使
用することからタービンハウジング１に設けるフ
ランジ９をテーパ状の断面に形成し、更にその内
側には位置決めのための凹部１０を設けている
が、タービンハウジング１のセラミツク成型に用
いるスリツプキヤスト法ではこのような不等肉厚
の成型は難しく、結果として製造コストを引き上
げることになり、これがタービンハウジングをセ
ラミツク化する際の障害になつていた。

本発明は、セラミツクタービンハウジングの取
り付けに関する上記問題点を解決すべく、タービ
ンハウジングに応力を集中させず、また特殊なセ
ラミツク成型を必要としないセラミツクタービン
ハウジングの取付手段を提供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、相対するセラミツクタービンハウジ
ング側のフランジとセンターハウジング側のフラ
ンジとをＶバンドカプリングを用いて固定するセ
ラミツクタービンハウジングの取付構造におい
て、セラミツクタービンハウジングの端部を、セ
ンターハウジングに対向する端面側に当接する第
１の板状部材と外周側に当接する第２の板状部材
とで弾性的に挟持する金属製の接続フランジを設
け、前記各板状部材のうち少なくとも一方を前記
端部に全周的に当接させるように図ると共に、前
記センターハウジング側フランジと第２の板状部
材とを挟持するようにこれらを前記Ｖバンドカプ
リングを介して外周側から緊締する。

（作用） セラミツクタービンハウジングは接続フランジ
を介して弾性的にセンターハウジング側フランジ
に固定されるので、振動や衝撃が吸収されてセラ
ミツク部材への応力集中が起きにくくなるととと
もに、セラミツクタービンハウジングにはフラン
ジ成型の必要がなくなるのでその成型が容易にな
る。

一方、セラミツクタービンハウジングの端部に
外周側から接する第２の板状部材は、センターハ
ウジング側フランジと共に外周側からＶバンドカ
プリングにより緊締された状態で第１の板状部材
との間の挟持力を増す方向にその弾性力が付勢さ
れるので、これら板状部材がセラミツクタービン
ハウジングの端部に全周的に当接している部分に
て確実に所要のシール性が発揮される。

（実施例） 第１図〜第２図に本発明の第１実施例を示す。

１はセラミツク製のタービンハウジングであ
り、センターハウジング２へ接続する端部３を等
肉厚のラツパ状に成型し、先端に環状の接続フラ
ンジ４を取り付けている。接続フランジ４は断面
が略Ｔ字形に結合した金属製の板状部材Ａ，Ｂ，
Ｃからなり、部材Ｂの外周端から両側へ略直角方
向に部材Ａ及びＣを張り出している。これらのう
ち、Ｂが上記第１の板状部材に、Ｃが上記第２の
板状部材に相当する。部材Ａはセンターハウジン
グ２のフランジ５の外周部の厚さとほぼ等しい長
さを有し、また部材Ｃは部材Ａと逆方向へ延びた
後、途中から斜めに中心方向へ折り曲げられてテ
ーパ面Ｃ１を形成し、更に部材Ｂの方向へ折り込
まれて先端部Ｃ２を形成する。先端部Ｃ２はター
ビンハウジング１の端部３よりわずかに小さな半
径を持つように形成され、テーパ面Ｃ１及び先端
部Ｃ２には折り曲げ方向と平行に数個所のスリツ
ト６を入れる。部材Ｂは部材Ａに対して直角に中
心方向へ延びる横断面Ｂ１と、その先端から部材
Ｃの方へ折り曲げられた斜面Ｂ２により構成され
る。接続フランジ４をタービンハウジング１に取
り付けるには、端部３を先端部Ｃ２と斜面Ｂ２と
の間に押し入れるとスリツト６を設けた先端部Ｃ
２及びこれに連続するテーパ面Ｃ１がわずかに弾
性変形してこれを受け入れ、所定位置に端部３が
収まるとこれらの弾性変形が元に戻つて端部３は
第１図に示すように先端部Ｃ２と斜面Ｂ２との間
に保持されて抜けなくなる。このようにして接続
フランジ４をタービンハウジング１に取り付けた
後、センターハウジング２のフランジ５に接続フ
ランジ４の部材Ａと部材Ｂの横断面Ｂ１とを当接
させ、フランジ５の背面と接続フランジ４のテー
パ面Ｃ１とをＶバンドカプリング７で固定する。

以上のように構成されたセラミツクタービンハ
ウジング１と取付構造がもたらす作用について次
に説明する。

接続フランジ４を介してセンターハウジング２
に取り付けられたタービンハウジング１は端部３
が先端部Ｃ２と斜面Ｂ２との間に保持され、セラ
ミツク部分はセンターハウジング２にもＶバンド
カプリング７にも直接接しない構造となる。つま
り、Ｖバンドカプリング７の締め付け力はタービ
ンハウジング１には直接作用せず、外部から何ら
かの衝撃が加えられたり、あるいはタービンハウ
ジング１自体が振動した場合には、先端部Ｃ２、
テーパ面Ｃ１及び斜面Ｂ２が弾性変形してこれを
吸収する。したがつて、タービンハウジング１の
端部３に応力が集中することはなく、セラミツク
部分に亀裂や破損が生じる恐れはない。また、タ
ービンハウジング１は端部３が等肉厚の単純な形
状でありフランジの形成を必要としないため、セ
ラミツクの成型は容易である。

また、Ｖバンドカプリング７にて緊締した状態
では接続フランジ４の板状部材Ｃがくさび効果に
より相対する板状部材Ｂとの間隔を狭める方向、
すなわちセラミツクタービンハウジング端部３を
強く挟持する方向に付勢されるので、これに伴
い、端部３に全周的に当接している板状部材Ｂの
接触部分の面圧が向上して確実なシール性が発揮
される。

第３図は本発明の第２実施例である。これは円
筒状に形成したタービンハウジング１の端部３の
外周に溝８を設け、接続フランジ４の部材Ｃの先
端部Ｃ２をこの溝８に係合させることにより、タ
ービンハウジング１と接続フランジ４を結合した
ものである。接続フランジ４は部材Ｃをテーパ部
Ｃ１と先端部Ｃ２のみとし、また部材Ａの代わり
に部材Ｂを横断面Ｂ１の内周端からセンターハウ
ジング２側へ直角方向に折り曲げて突出部Ｂ３を
形成する。そして、この横断面Ｂ１と突出部Ｂ３
にセンターハウジング２側のフランジ５を当接さ
せてＶバンドカプリング７で固定する。

接続フランジ４の形状をこのように変えた場
合、タービンハウジング１は溝８に係合した先端
部Ｃ２とこれに連続するテーパ面Ｃ１とが前記第
１実施例同様に端部３を弾性的に保持して端部３
への応力集中を防止するうえに、接続フランジ４
の断面がより小さなもので済み、また端部３が円
筒状であることからタービンハウジング１の成型
が一層容易となる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、セラミツクタービンハ
ウジングの端部を弾性的に保持する金属製の接続
フランジを介してセラミツクタービンハウジング
とセンターハウジングとをＶバンドカプリングで
結合するようにしたため、衝撃や振動が接続フラ
ンジの弾性変形により吸収されて、セラミツクタ
ービンハウジングには応力集中が起こりにくい構
造となつている。そのため、セラミツクタービン
ハウジングとセンターハウジングとの剛的結合に
よりセラミツク材に応力が集中して亀裂や破損を
生じるといつた従来の取付構造の問題点が解決さ
れ、セラミツクタービンハウジングの耐久性が向
上する。

また本発明の取付構造によればセラミツクター
ビンハウジングの接続端をフランジ状に成型する
必要がなく、等肉厚のラツパ状もしくは円筒状に
成型すれば良いので、セラミツクの成型が著しく
容易となり、セラミツクタービンハウジングの製
造コストを削減できる。また、本発明によればＶ
バンドカプリングでの締め付けに伴い接続フラン
ジの弾性力を付勢してセラミツクタービンハウジ
ング端部に対するシール部分の接触面圧を増大す
るようにしたので優れたシール性が発揮されると
いう効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すセラミツク
タービンハウジングとセンターハウジングの接続
部の断面図、第２図は同じく斜視図であり、第３
図は本発明の第２実施例を示すセラミツクタービ
ンハウジングとセンターハウジングの接続部の断
面図である。また第４図はセラミツクタービンハ
ウジングとセンターハウジングの接続方法の従来
例を示す断面図である。 １……セラミツクタービンハウジング、２……
センターハウジング、３……端部、４……接続フ
ランジ、５……フランジ、７……Ｖバンドカプリ
ング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 相対するセラミツクタービンハウジング側の
   フランジとセンターハウジング側のフランジとを
   Ｖバンドカプリングを用いて固定するセラミツク
   タービンハウジングの取付構造において、セラミ
   ツクタービンハウジングの端部を、センターハウ
   ジングに対向する端面側に当接する第１の板状部
   材と外周側に当接する第２の板状部材とで弾性的
   に挟持する金属製の接続フランジを設け、前記各
   板状部材のうち少なくとも一方を前記端部に全周
   的に当接させると共に、前記センターハウジング
   側フランジと第２の板状部材とを挟持するように
   これらを前記Ｖバンドカプリングを介して外周側
   から緊締したことを特徴とするセラミツクタービ
   ンハウジングの取付構造。