(57)【要約】      （修正有）【課題】チタン・アルミナイド製タービンロータと金属製シャフトとの間の強固で安定した結合部を提供する。【解決手段】ターボ過給機に用いられる形式のチタン・アルミナイド（ＴｉＡｌ）製ロータシャフト組立体１０は、軸方向突出部分４０を備えたＴｉＡｌ製ロータ２０を有する。軸方向突出部分４０は、焼き嵌め等の締り嵌めの相乗組合せによって金属製シャフト３０の軸方向凹部５０に固定結合され、かつ、ロウ付け材料１１０の薄層が軸方向突出部分の面１２０と凹陥面１３０との間に間挿されているロウ付け結合部６０によってさらに支持される。選択的に、結合面の一方又は両方は、結合部内でのロウ流れを助長するためにロウ付け溝９０を有する。【選択図】図１
2006037952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向突出部分（４０）を有するチタン・アルミナイド製ロータ（２０）と、前記軸方向突出部分（４０）を受け入れるように適応された軸方向凹部（５０）を有する金属製シャフト（３０）とを備え、前記軸方向突出部分（４０）及び前記軸方向凹部（５０）がロウ付け結合部（６０）と締り嵌めとによって結合された、ロータシャフト組立体（１０）。
【請求項２】
前記軸方向突出部分（４０）の表面又は前記軸方向凹部（５０）の表面、或いは両者の表面がさらにロウ付け溝（９０）を備えている、請求項１に記載のロータシャフト組立体（１０）。
【請求項３】
前記ロウ付け溝（９０）は、ローレット切り又はクロスハッチング切りによって形成される、請求項２に記載のロータシャフト組立体（１０）。
【請求項４】
前記クロスハッチング切りは、左巻き螺旋溝及び右巻き螺旋溝を備えた、請求項３に記載のロータシャフト組立体（１０）。
【請求項５】
ロウ（１１０）は、活性ロウである、請求項１に記載のロータシャフト組立体（１０）。
【請求項６】
前記シャフト（３０）は、鋼製シャフトである、請求項１に記載のロータシャフト組立体（１０）。
【請求項７】
軸方向突出部分（４０）を有するチタン・アルミナイド製ロータ（２０）と、前記軸方向突出部分（４０）を受け入れるようになっている軸方向凹部（５０）と有する金属シャフトを結合し、ロータシャフト組立体（１０）を製造する方法であって、
（ａ）前記軸方向突出部分（４０）を前記軸方向凹部（５０）に装着してそれらの間にロウ（１１０）を配置して締り嵌めを形成すること、ならびに
（ｂ）前記ロウ（１１０）をロウ付け温度まで加熱し、それにより前記ロータシャフト組立体（１０）が製造されること、
を含む方法。
【請求項８】
前記軸方向凹部（５０）は、押込み中、前記軸方向突出部分（４０）よりも高温であり、それにより前記締り嵌めが焼き嵌めとなる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
液状のロウの流れを促進するように、ロウ付け溝を前記軸方向突出部分（１２０）の表面又は前記軸方向凹部（１３０）の表面、或いは両者の表面に設けることをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記ロウ付け溝（９０）は、ローレット切り又はクロスハッチング切りによって形成される、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記クロスハッチング切りは、左巻き螺旋溝及び右巻き螺旋溝を備えた、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記ロウ（１１０）は、活性ロウである、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記シャフト（３０）は、鋼製シャフトである、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１に記載のロータシャフト組立体（１０）を備えたターボ過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機を駆動しかつ圧縮空気を内燃機関へ供給するために排気ガス駆動ターボ過給機に用いられる形式のロータシャフト組立体に関し、ならびにそのロータシャフト組立体の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、チタン・アルミナイド（ｔｉｔａｎｉｕｍ  ａｌｕｍｉｎｉｄｅ）製羽根車が軸方向突出部を有しかつその突出部に係合する軸方向凹陥部を有する回転可能鋼製シャフトに結合されている、ロータシャフト組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ過給機は、エンジン出力及び効率を上げるように内燃機関（エンジン）、特にハイウエイ・トラック及び船舶機関（エンジン）に広く使われている。最近、ターボ過給機は、小型の乗用車エンジンに使用するためにますます普及するようになってきた。ターボ過給機の使用により、軽量エンジンから必要な馬力を発生させる動力装置を選択できるようになった。軽量エンジンの使用により、車両の質量を低減する望ましい効果が得られ、したがって燃費を向上しかつスポーツ性能が増す。
【０００３】
ターボ過給機は、排気ガス入口からタービンロータを横切って排気ガス出口まで排気ガスを流すタービン・ハウジングを備えている。タービンロータすなわちタービン羽根車は、軸受ハウジング部に軸支されたシャフトを駆動する。圧縮機ロータは、シャフトの他端で駆動されて、圧縮気体をエンジン入口に供給する。
【０００４】
ターボ過給機の一般的設計及び機能は、従来技術、例えば、米国特許第４，７０５，４６３号（特許文献１）、米国特許第５，３９９，０６４号（特許文献２）、米国特許第６，１６４，９３１号（特許文献３）に詳細に記載されている。
【０００５】
ターボ過給機の耐熱性を改善するためにかつタービンロータの慣性を低下することによって変化する運転条件に対するエンジン応答性を高めるために、窒化珪素からなるセラミック製タービンロータが知られている。しかし、セラミック製タービンロータは、セラミックの低靭性のために従来の金属製ロータの厚みよりも厚くなければならないと言う欠点を有している。また、必要な空隙を維持するために、セラミック製ロータ及びその金属製ケーシングの熱膨張を釣り合わせることは、セラミックのより低い熱膨張のために困難である。
【０００６】
したがって、チタン・アルミナイド（ＴｉＡｌ）は、そのい低比重（約３．８）、インコネル７１３のものに等しいかそれより良好な高温における高い比強度（強度／密度）、他の金属のものに類似した熱膨張係数のために、タービンロータすなわちタービン羽根車の製造用材料としてはセラミックよりも好ましい。これら及びその他の理由のために、ＴｉＡｌはタービンロータの製造技術において現在公知である（例えば、日本国特許公開公報第６１−２２９０１号（特許文献４）、米国特許第６，００７，３０１号（特許文献５）、米国特許第５，０６４，１１２号（特許文献６）、米国特許第６，２９１，０８６号（特許文献７）、米国特許第５，３１４，１０６号（特許文献８）参照）。より複雑なチタン合金は、主要成分としてのＴｉＡｌ金属間化合物と、低量のその他の非チタン要素からなる合金を含めて、タービンロータに使用するものとして知られている。次の記載においては、このような合金のすべてが、一般にＴｉＡｌとして言及される。
【０００７】
例えば、ターボ過給機において使用するためのタービンロータ組立体の製造においては、ＴｉＡｌ製タービンロータは、通常は構造用鋼からなる回転可能シャフトに接続される。下記の記載においは、用語「タービンロータ」及び「タービン羽根車」は同等である。
【０００８】
ＴｉＡｌ製のロータすなわち羽根車と鋼製シャフトとの間の適切な強力結合を達成することは、困難であることが証明された。このことにより、強力な結合を達成しかつ最終ロータ組立体の釣り合いを取るために要求される追加の費用及び工程のために、生産にＴｉＡｌ製のロータを使用するが制限されてきた。構造用鋼は冷却されたときオーステナイトからマルテンサイトに変態するので、ＴｉＡｌ製のロータすなわち羽根車を鋼製シャフトに装着するためには、直接摩擦溶接は有効でない。その変態は、結合部に高い残留応力を発生させる鋼の容積膨張を生じる。ＴｉＡｌは高い剛性を有するにもかかわらず、室温におけるその延性が低く（約１％）、ＴｉＡｌ製のロータは残留応力のために容易に破砕する。この困難性は大抵の鋼の融点とＴｉＡｌの融点との間の大きな差及び２つの合金の極めて異なる冶金学によって倍増される。別の問題は、加熱及び冷却中にチタンが鋼中の炭素と反応して結合面に炭化チタンを形成し、結合部を脆弱にすることである。
【０００９】
結合部が運転中のターボ過給機内で起こる厳しく上昇しかつ変動する温度に耐えられなければならないので、ＴｉＡｌ製のロータを鋼製シャフト又は任意の金属製シャフトに確実に結合することも困難である。さらに、結合部は変動トルクの伝達のために周辺の負荷に耐えなければならない。したがって、異なる組成の中間材料なしに、ＴｉＡｌ製のロータを鋼製シャフトに接続するために、格別に確実密接な結合部を与えることは、困難であることが証明された。
【００１０】
ＴｉＡｌ製ロータと鋼製シャフトとを結合するために、マルテンサイト変態を受けないオーステナイト材料を挿入することは、知られている。第１の点は、挿入材料とタービンロータとの間に通常は溶接が要求されることである。第２の点は、溶接が挿入材料を介してロータをシャフトに取り付けるように要求されることである。これらの余分な工程がタービンロータ組立体の製造に時間と費用とを追加する。更に、間挿材料の最終厚みを制御することは困難であり、最終ロータシャフト組立体は釣り合いを達成するためにしばしば高価な機械加工をされなければならない。
【００１１】
第１例として、Ｂｒｏｇｌｅ等に付与された米国特許第５，４３１，７５２号（特許文献９）は、γ−ＴｉＡｌ製ロータと鋼製シャフトとの間に間挿されたニッケル合金片の使用を開示している。そこでは、挿入片が摩擦溶接によってシャフトとロータとに続いて結合される。
【００１２】
第２例において、Ｉｓｏｂｅ等に付与された米国特許第５，０６４，１１２号（特許文献６）は、構造用鋼とＴｉＡｌ部材との間に挿入されかつ両者を摩擦溶接されたオーステナイト・ステンレス鋼、又はＮｉ系もしくはＣｏ系超合金の使用を開示している。
【００１３】
第３例及び第４例において、Ｎｇｕｙｅｎ−Ｄｉｎｈに付与された米国特許第６，２９１，９８６号（特許文献７）は、摩擦溶接によって鋼とＴｉＡｌ部材とを結合するように適応された特別の組成を有する中間鉄系中間層を開示し、Ａｍｂｒｏｚｉａｋ等に付与された米国特許第５，３１４，１０６号（特許文献８）は、鋼製部材とＴｉＡｌ製部材とを取り付けるために銅とバナジウムの２つの仲介中間層を教示している。
【００１４】
上記４つのすべての例示は、追加の工程、追加の費用、低下した寸法精度の欠点を有する。さらに、摩擦溶接の使用は通常の平坦結合面に外形制約を課する。これは、特定の相乗追加結合方法の使用を妨げる。
【００１５】
日本国特許公開公報第０２−１３３１８３号（特許文献１０）に開示されているように、シャフトへのロータの真空ロウ付けを採用することも知られている。しかし、直接真空ロウ付け方法は、ロウ付けが高い真空（時間の消費と高価である）の下で行われなければならないと言う欠点を受ける。さらに、この方法による信頼できる結合は、疑問である。
【００１６】
日本国特許公開公報第０２−１３３１８３号（特許文献１０）に開示された上記真空ロウ付け方法の、Ｎｏｄａ等に付与された米国特許第６，００７，３０１号（特許文献５）に開示された別の欠点は、平坦結合面ではシャフトをロータ又は羽根車との回転軸線の正確な整合が困難であり、釣り合いを回復するために追加の機械加工を要求する。この問題を最少にするために、Ｎｏｄａ特許（特許文献５）は、ロータ及びシャフトの整合を改善すべき嵌合凹凸を開示している。そこでは、凸部がシャフト又はロータのいずれかに設けられている。いずれの構成にしても、凹凸の表面はロウ付けされず、ロウ付け部分は凸部の周りに配置された平坦面に同心に配置され、ロウ付け合金が最大の負荷に曝されるので、結合部の強度はこのロウ付け部分によって完全に決まる。さらに、その合金は、脆く、製造中に小さな衝撃荷重から破砕しやすい。
【００１７】
Ｙｏｓｈｉｋａｗａ等に付与された米国特許第５，１７４，７３３号（特許文献１１）は、焼き嵌めによってセラミック製羽根車内の軸方向凸部を鋼製シャフトの軸方向凹部に結合することを開示している。この方法は、鋼に比べてセラミックの低い熱膨張を利用する。しかし、この方法は、ロータシャフト組立体の回転平衡における変化が加熱及び冷却の繰返しサイクル（これは、サーマルラチェットとして当該技術において知られている過程における熱勾配を発生する。）のさいにロータ及びシャフトの顕微鏡的な相対運動により一般に起こると言う欠点を受ける。さらに、米国特許第５，１７４，７３３号（特許文献１１）に開示されているように、シャフト軸受組立体において動作する力が焼き嵌め結合を弱め、軸受組立体設計に精巧な拘束を要求する。
【００１８】
Ｙｏｓｈｉｋａｗａ等に付与された米国特許第５，１２９，７８４号（特許文献１２）は、焼き嵌めによってセラミック製ロータと金属製シャフトとの結合を教示している。そこでは、結合部が、シャフトに取り付けられたセラミック製ロータの軸方向突出部分の外径に対するシャフト軸方向凹部の最小厚みに関する設計公式の使用によって、強度及び安定性を改善した。ロウ付けは焼き嵌めの代案として教示されているが、高価な事前のメッキ及びそれに続くセラミック製羽根車の軸方向突出部分の過剰メッキの除去を要求するので落胆させられる（コラム１、４４−５４行）。
【００１９】
従来技術の方法の制約及び欠点に鑑みて、ロータシャフト組立体の経済的製造のために、ＴｉＡｌ製ロータを構造用鋼又は他の材料からなるシャフトに結合する方法の要請がある。ロータとシャフトとの間の結合は、高い変動トルク及び温度に耐え、繰返し熱サイクルからなる長い寿命に亘って回転釣り合いを維持するために十分に強力でなければならず、また、最少工程及び費用を要求する方法によって好ましく形成される。本発明は、これらの利点を与え、さらに下記の記載及び図面を読むことによって当業者にとって明らかになるであろう。
【特許文献１】米国特許第４，７０５，４６３号
【特許文献２】米国特許第５，３９９，０６４号
【特許文献３】米国特許第６，１６４，９３１号
【特許文献４】日本国特許公開公報第６１−２２９０１号
【特許文献５】米国特許第６，００７，３０１号
【特許文献６】米国特許第５，０６４，１１２号
【特許文献７】米国特許第６，２９１，０８６号
【特許文献８】米国特許第５，３１４，１０６号
【特許文献９】米国特許第５，４３１，７５２号
【特許文献１０】日本国特許公開公報第０２−１３３１８３号
【特許文献１１】米国特許第５，１７４，７３３号
【特許文献１２】米国特許第５，１２９，７８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の基本的目的は、従来技術の上述した欠点を解決し、そして、ＴｉＡｌ製タービンロータと金属製シャフトとの間の強力かつ安定した結合部を備えたロータシャフト組立体を提供し、それによって、動作しているターボ過給機に見られる高い変動温度に耐えることができ、結合領域で受ける遠心力に耐えることができ、比較的高いシャフト・トルクを伝達するのに適したロータ及びシャフトの緊密で確実なユニオンすなわち連結装置が、製造される。
【００２１】
本発明の別の目的は、単にロウ付けされた結合部の強度の制限を回避し、締り嵌めのみによって見られるサーマルラチェット（ｔｈｅｒｍａｌ  ｒａｔｃｈｅｔｉｎｇ）及び不釣合いをも回避するロータシャフト組立体を提供することにある。この目的は、締り嵌めを支持するためにロウ付けの相互依存的組合せによって達成される。この相互依存的組合せによって、ロウ付け装着によって支持された金属製シャフトへのＴｉＡｌ製羽根車の締り嵌め装着が、サーマルラチェット及び不釣合い平衡に抵抗する予期しない強力結合部をつくる。
【００２２】
別の目的は、締り嵌めの面を横切る溶融ロウの流れを許すために、ロータシャフト、又は両者の結合面にロウ溝を設けることによって、ＴｉＡｌ製ロータと金属製シャフトとの間にロウ付け結合部の有効表面積を増加させ、それによって、予期しない強力な相互依存的結合が形成されることにある。減少された接触面積が接触点において荷重強度を増加させかつ拡散結合を向上させることが信じられる。
【００２３】
本発明の別の目的は、ＴｉＡｌ製タービンロータと金属製シャフトとの間に強力かつ安定した結合部を有するロータシャフト組立体を製造する、安価で少ない工程を含む方法であって、、ロータシャフト組立体を釣り合わすために製造後の機械加工を最少にすることが必要なロータシャフト組立体を再生産できる方法を提供することにある。
【００２４】
本発明の別の目的において、シャフトはその一端内に配置された軸方向リセスすなわち凹部にロータの軸方向突出部分を受けるようになっており、１又はそれを超える実質的に包囲された軸方向空気ポケットが結合位置においてシャフトとロータとの間に設けられる。１又はそれを超える軸方向ポケットは、ターボ過給機の運転中にロータからシャフトへでの熱伝達を都合良く最少にする。
【００２５】
本発明の別の目的は、本発明の改良されたロータシャフトを備えたターボ過給機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
したがって、第１の特徴においては、本発明はターボ過給機に用いられる形式のチタン・アルミナイド（ＴｉＡｌ）製ロータシャフト組立体を提供する。ロータシャフト組立体は、焼き嵌めのような締り嵌めの相互依存的組合せによって金属製シャフトの軸方向リセスすなわち凹部に固定結合され、さらにロウ付け材料が軸方向突出部分と軸方向凹部との面間に挿入されるロウ付け結合によって支持される軸方向突出部分を備えたＴｉＡｌ製ロータを有する。
【００２７】
第２の特徴においては、本発明は、ロータシャフト組立体を製造するために、軸方向突出部分を備えたチタン・アルミナイド製ロータと、その軸方向突出部分を受けるようになっている軸方向凹部を備えたシャフトとを結合する方法を提供する。その方法は軸方向突出部分を軸方向凹部に装着して両部分に配置されたロウによって締り嵌めを形成すること、ロウをロウ付け温度まで加熱することを含む。
本発明の特別な特徴は、従属請求項から及び実施例を参照した下記の記載から把握される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明のより完全な理解及び本発明の多くの利点は、添付図面と共に考慮された下記の詳細な記載を参照することによって容易に理解されるであろう。
本発明に基づくロータシャフト組立体が、図１に一実施例として示されている。ロータシャフト組立体は、例えば、精密鋳造技術によってつくられたＴｉＡｌ製タービンロータすなわちタービン羽根車と、そこに結合されていて、好ましくは４１４０のような構造用鋼からなる金属製回転シャフトとを含む。
【００２９】
特別な化合物ＴｉＡｌ（「ＴｉＡｌ」は化学式の意味において本実施例では特に用いられる。ＴｉＡｌ中間化合物を含むチタン合金を表示するようにここ以外での用語の使用とは異なる。）及びＴｉ3Ａｌの単層は脆くて弱いが、アルミニウムが材料の約３１−３５重量％を含みかつＴｉが残りの量のほぼすべてを含むとき、二相の中間金属ＴｉＡｌが形成される。二相ＴｉＡｌは、特に温度が上昇された場合において良好な延性及び強度を示す。
【００３０】
他の金属は、本発明のロータのＴｉＡｌに有利に包含される。微量のＣｒ、Ｍｎ、Ｖは、約０．２−４％の範囲内で、延性を改善する。約４％を超える量においは、耐酸化性及び高温強度が弱められる。Ｎｉ、Ｔａ、Ｗは、通常はＴｉＡｌの耐酸化性を改善する。Ｓｉは、約０．０１−１％間の量において、クリープ及び耐酸化性を改善する。本発明に使用するための適切なＴｉＡｌ材料は、米国特許第５，０６４，１１２号、米国特許第５，２９６，０５５号、米国公報２００１／００２２９４６Ａ１、米国特許第６，１４５，４１４号に開示されたものを含むがそれに限定されない。
【００３１】
本発明のロータシャフト組立体のロータ又はシャフトが均質な金属組成を有するローラ又はシャフトに限定されるように解釈すべきものは何もない。バイメタル金属射出成形は知られている（例えば、米国特許出願公報第ＵＳ２００３／００１２６７７Ａ１）。それによって、結合材と混合された異なる金属粉末の混合物が、異なる金属の不均一な分布を有する物品を製造するように鋳型の異なる部分に置かれている。このような方法は、本発明の方法及び組立体に十分に適用できる。
【００３２】
シャフトの金属は、ターボ過給機内での長期運転を与えることに対応する引張強度及び耐腐食性を有することを除いて、特に限定されない。耐腐食性を与えるために、鉄と少なくとも１つの他の成分を含むステンレス鋼合金が好ましい。合金をつくる金属は、クロム、ニッケル、珪素、モリブデンのうちの少なくとも１つを含むことができる。適切な鋼は、１７−４ＰＨステンレス鋼のような析出硬化ステンレス鋼を含む。１７−４ＰＨステンレス鋼は、鉄、１７％のクロム、４％のニッケル、４％の銅、０．３％のニオブ及びタンタルの合金であり、析出硬化を受けていた。３１６Ｌのような低炭素鋼が好ましい。４１４０は、シャフト材料として好ましく、比較的高い焼入硬化能の油焼入鋼である。そのクロム含量は良好な焼入硬化深度を与え、モリブデンは硬度の均等性及び高強度ならびに高い温度における応力に耐える能力を与える。
【００３３】
図１Ａにおいて、ロータシャフト組立体１０はロータ２０を含む。ロータ２０は、複数のベーン２１を備え、ロータシャフト組立体の共通の回転軸線１１の周りに配置される。ロータ２０は、回転軸線１１に沿って配置された軸方向突出部分４０を有する。好ましくは、この軸方向突出部分は、その少なくとも一部に対して実質的に一定の断面を持ったほぼ円筒形である。しかし、軸方向突出部分は、シャフト３０との適切な締り嵌めが得られるならば、円形以外の断面を有していてもよい。シャフトは、一端においてロータの突出端と相補の軸方向リセスすなわち凹部５０との係合を適用される。
【００３４】
適切な締り嵌めは、当該技術においては公知の方法によって得られてもよい。好適実施例においては、焼き嵌めはロータをシャフトに装着するために用いられる。例えば、シャフトの軸方向凹部の内径は、シャフトが十分な温度まで加熱されたとき、シャフト及びロータが装着可能になるように、ロータの軸方向突出部分の外径に関連して選択される。冷却されたとき、シャフトはロータに圧縮応力を与える。ロータ及びシャフトの寸法は、締り嵌めがシャフト材料の降伏強度又はそれに近い引張応力を与えるように、選択される。適切な寸法を決定するさいの別の考慮は、組立中にロウ材料が結合面に挿入されることである。例示的寸法が下記（実施例）に与えられる。
【００３５】
結合面がロウ付け温度においてロウ合金によって湿らされることを保証するために、軸方向突出部分もしくは軸方向凹部又は両者は、好ましくは、結合面において溶融ロウの流れを許すように選択された寸法を有する表面ロウ溝を設けられる。例えば、シャフトの軸方向凹部は、左右巻き螺旋方向の浅い螺旋溝を含むように機械加工され、それによって、重なった溝が相互接続ロウ溝のクロスハッチング切り効果を与える。第２実施例として、軸方向凹部はローレットを切られ、それにより、回転軸に平行に向けられた浅い溝が設けられる。
【００３６】
ロウ材料は、特に限定されない。しかし、Ｃｕｓｉｌ  ＡＢＡのような最少量の拡散によって両表面を能動的に結合するロウ（Ｃｕｓｉｌ  ＡＢＡ等）が好ましい。ロウ付け方法は、真空ロウ付け法及び誘導加熱ロウ付け法を含む。真空ロウ付けが好ましい。通常は、ロウ付けは、真空の下で１５分間、８１６℃（１５００°Ｆ）で行われる。好ましくは、ロウ付けの長さは、拡散を最少にするように制御される。
【００３７】
本発明の方法によれば、ロータシャフト組立体は、ロータの軸方向突出部分をシャフトの軸方向凹部に装着し、それらの間に配置されたロウによって締り嵌めを形成することによって準備される。焼き嵌め法が用いられる場合には、ロウ付け工程は押込み工程と同時に又はその後に起きてもよい。押嵌めよりはむしろ焼き嵌めが、羽根車材料に損傷を与える危険性を最少にするために好ましい。例えば、組立は、シャフトを３７１℃（７００°Ｆ）の温度でまた羽根車を周囲温度で行われる。
【００３８】
図１Ｂにおいて、結合面の拡大断面図が示される。軸方向凹部は、その末端における応力の蓄積を緩和するために、一端において逃げ溝７０を選択的に備えている。軸方向凹部への選択的な傾斜開口１００が組立を容易にするために設けられる。
結合部６０が図１Ｃに詳細に示されている。そこでは、ロウ１１０が軸方向突出部分１２０の結合面と軸方向凹部１３０の結合面との間に配置される。ロウ溝９０が螺旋溝の形体で示されている。
【００３９】
選択的に、１又はそれを超える数の空隙８０が軸方向凹部の末端に配置されて設けられる。空隙は高温排気ガスに曝されたロータからシャフト及びその軸受への熱伝達を有効に最少にする。
【実施例】
【００４０】
これらの実施例において、ロータシャフト組立体は、４１４０鋼製シャフト及びＴｉＡｌ製ロータからＣｕｓｉｌ  ＡＢＡロウ及び適度の押込み力を用いて製造される。結合部におけるシャフトの内径（Ｄ）及びロータの軸方向突出部分の長さ（Ｘ）は次のように選択された。
【００４１】
内径Ｄ  ｃｍ  （ｉｎ）  長さＸ  ｃｍ  （ｉｎ）
実施例１    １．１５６  （０．４５５）  １．１０５  （０．４３５）
実施例２    １．３３３  （０．５２５）  １．１０５  （０．４３５）
実施例３    １．６６１  （０．６５４）  １．４５０  （０．５７１）
５９３℃（（１１００°Ｆ）ロウ付け温度の７５％）の試験温度のおいて、結合部の強度は、ロウ付けのない焼き嵌め単独で得られた強度よりも３倍以上高い。
【００４２】
様々な修正及び変更が、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに当業者によってなされてもよい。したがって、本発明の図示実施例は、例示の目的のみで述べられ、それら実施例は添付特許請求の範囲に特定される本発明を限定するものとして解されるべきではないことを理解されたい。
【００４３】
本発明を記載するためにこの明細書に用いられた用語は、一般に定義された意味の点においてばかりではなく、特別の定義によって一般に定義された意味の範囲を越えた構造、材料、又は作用を含むことを理解されたい。添付特許請求の範囲の用語又は要素の定義は、したがって、文字どおりに述べられた要素の組合せばかりではなく、実質的に同じ効果を得るために実質的に同じ仕方で実質的に同じ機能を行うすべての均等な材料、又は作用を含むべきである。
【００４４】
特許請求の範囲に記載された要素の均等物に加えて、当業者に今後知られる様々な代替物が、特定された要素の範囲内で限定されるべきである。
したがって、特許請求の範囲は、特別に図示され、上述したもの、概念的に均等なもの、明らかに代用されたもの、本発明の本質的な概念を組み入れるものを含むと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】（Ａ）は本発明に基づく実施例のロータシャフト組立体の概略断面図を示し、（Ｂ）は結合面の拡大断面図を示し、（Ｃ）は結合面のさらに拡大断面図を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  ロータシャフト組立体              １１  回転軸線
２０  ロータ                            ２１  ベーン
３０  シャフト                          ４０  軸方向突出部分
５０  軸方向凹部                        ６０  結合部
７０  逃げ溝                            ８０  空隙
９０  ロウ付け溝                        １００  傾斜開口
１１０  ロウ                            １２０  軸方向突出部分の結合面
１３０  軸方向凹部の結合面
【図１】
2006037952.tif 000003