JPS595803A - インペラのセラミツク軸取付け構造 - 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】 本発明はインペラのセラミック軸取付は構造に関する。

近年のガスタービンやターボチャージャにおいては、耐
熱材料として優れた特性を持ち、その他の機械的特性に
おいても金属材料に比し優れた適性のあるセラミックス
の高温部品に対する適用が研究されているが、タービン
口〜りやロータ軸をセラミックスとした場合のロータ軸
に圧縮機インペラを取付ける構造についても、また、種
々検討を要する問題が残されている。

第１図は従来のこの種圧縮機インペラのセラミックロー
タ軸との取付は構造の一例を示しく特願昭ｓａ−ｂｇ３
／ｓ号参照）、ここで／はセラミックロータ軸（以下で
セラミック軸という）であり、セラミック軸／はその径
が二段に絞られていて、一段目の中径軸部／Ａにはスラ
スト軸受用のカラ一部材コが嵌め合わされている。また
、二段目に絞られた小径軸部７Ｂには圧縮機インペラ３
が嵌合されており、このインペラ３のハブ３Ａを軸部／
Ｂの段付き部ＩＣに当接させた状態で、軸部／Ｂの端部
に刻設されたねじ部／Ｄにナラ）＆を螺締することによ
り、インペラ３を固定している。Ｓはカラ一部材ユの外
周に沿って設けた環状情感に嵌装されたスラスト軸受メ
タル、７はシールリング、ｇはシールリング７が摺動す
る面を有するリテーナである。

しかしながら、このような従来の圧縮機インペラのセラ
ミック軸との取付は構造においては、セラミック軸／の
インペラ３を嵌め合わす小径軸部／Ｂの先端にインペラ
３を固定するためのねじ部／Ｄを刻設する構造となって
いるので、機械加工が極めて難しいセラミックスにねじ
加工の必要がありコストが嵩む。１．更にこの部は径も
細く、ナットグによる締結時にねじ部／Ｄに生じる引張
り応力のために破断が生じ易い上、振動による疲労破水
発明の目的は、上述の欠点を除去し、セラミック軸に破
損が生じるのを防止し、しかもコストのかからないイン
ペラのセラミック軸取付は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５本発明では、インペラハ
ブのインデューサ側端部の内周面を、軸部に向けて突出
させると共に、この端部に連ら力るハブ内周面の径を軸
孔の径より大きくなして中空部を形成して、得られる端
部の保合突起に主と【２て軸方向のばね性を付与するよ
うにして、更に軸部側にはこの保合突起と対応する位置
に係合溝を刻設し、インペラを軸部に嵌め合わせたとき
にハブの保合突起がそのばね力により軸部の保合溝と係
合するように構成する。

以下に、図面に基づき本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の一実施例を示し、ここで３／はインペ
ラ３のハブ３Ａ先端部で軸部／Ｂに向けて突設した係合
突起であり、本例では、この保合突起３／の断面形状を
第３図に示すようにその先端が円弧状をなす爪型に形成
するっ３コはこの係合突起３／に連設しハブ３Ａの軸孔
３Ｂの内周面を中ぐりした中空部であυ、この中空部３
．２を形成することによって保合突起３１にばね性を付
与し、インペラ３を軸部／Ｂに装着する以前の状態では
係合突起３／の断面形状が第１図に破線で示す位置に保
たれるようにするっ３３は軸部／Ｂの外周面の回りに刻
設した係合溝であり、この係合溝３３の形状と位置は、
第３図に示したように、保合突起３１の形状と位置に関
連して設け、このようにインペラ３を軸部／Ｂに嵌着し
た状態にあっては、突起３／の先端部のなす円弧面、７
／Ａがそのインデューサ側で保合溝３３のなす円弧のイ
ンデューサ寄り円弧面３３Ａに圧接するように構成する
。

すなわち、第グ図に破線で示した状態にあった係合突起
３／が、嵌着時に係合溝３３に係合された状態では実線
で示される状態に変形し、変形によって得られるばね力
によってハブ３Ａの背面をセラミック軸／の段付き部Ｉ
Ｃに向けて押圧させることにより、インペラ３が圧縮機
出入口の圧力差によってインデューサ側に押出されよう
とするのを抑止すると共に、保合突起３／のばね力によ
って生じる摩擦力によりインペラ３がセラミック軸／の
回りに摺回しようとするのを抑止する。なお、インペラ
３に中空部３コを形成するには鋳造時でもよく、一般の
場合のようにインペラ３にアルミニウム系材料が用いら
れる場合であれば、容易に切削加工によることもできる
。

以上説明してきたよう齋こ、本発明によれば、インペラ
ハブのインデューサ側端部の軸に沿う内周面を突出させ
ると共に、この端部に続く内周面の径を軸より大きくし
て中空部を形成し、以て得られる端部の保合突起に主と
して軸方向のばね性を付与し、一方軸の保合突起と対応
する位置には保合溝を刻設して、インペラを軸に嵌め合
わせたときにハブの保合突起がそのばね力により軸の係
合溝に係合してイン゛ペラを軸に設けた段付き部に押圧
すると共に、この係合突起と係合溝との間に得られる摩
擦力によってインペラが軸の回りに摺回するのを禁止す
るようにしたので、セラミック軸の端部にインペラを固
着するためのねじ部を設ける必要がなくなり、コストの
嵩むねじ加工費が記載できるのみならず、セラミック軸
が締結時に生じる引張り応力のためにねじ部で破損する
のを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の圧縮機インペラのセラミック軸取付は構
造の一例を示す断面図、第一図は本発明インペラのセラ
ミック軸取付は構造の一例を示す断面図、第３図はその
取付は構造の一部を拡大して、インペラとセラミック軸
との保合状態の詳細を示す説明図、第４図はそのインペ
ラの先端部に設けた係合突起におけるげね動作を示す説
明図である。 ／・・・ロータ軸、　　　　　／Ａ・・・中径軸部、／
Ｂ・・・小径軸部、　　　　／Ｃ・・・段付き部、／Ｄ
・・・ねじ部、　　　　　コ・・・カラ一部材、３・・
・インペラ、　　　　　３Ａ・・・ノーズ、弘・・・ナ
ツト、　　　　　　３・・・軸受メタル、６・・・環状
溝、　　　　　　７・・シールリング１、？／Ａ・・・
円弧面、　　　　３２・・・中空部、３３・・・係合溝
、　　　　　　ＪＪＡ・円弧面。 特許出願人　日産自動車株式会社 第１図 ／Ｉ！５ 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インペラのハブを貫通する取付は孔に、段付き部を
   有するセラミック軸を嵌合し、前記インペラを前記段付
   き部に圧接するようにしたインペラのセラミック軸取付
   は構造において、前記取付は孔の端部に形成したばね性
   を有する係合突起を前記セラミック軸に向けて突出させ
   ると共に、前記取付は孔の径を前記セラミック軸の径よ
   り犬きくなして中空部を形成し、前記セラミック軸の前
   記係合突起と対応する位置には保合溝を形成して、前記
   インペラを前記セラミック軸に嵌め合わせた状態では前
   記係合突起が前記係合溝に係合されて前記係合突起によ
   り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ック軸取付は構造。 ２、特許請求の範囲第１項記載のインペラのセラミック
   軸取付は構造において、前記係合突起および前記係合溝
   の双方の軸心方向の断面形状を滑らかな曲線形状とした
   ことを特徴とするインペラのセラミック軸取付は構造。