(57)【要約】  インペラ軸ロックはインペラの軸上での軸心方向移動を規制する。インペラは、軸周りに配設された軸スリーブから軸心方向に離間している。前記インペラ軸ロックは、前記インペラと前記軸スリーブとの間で前記軸周りに配設されたリング部材を有する。このリング部材は、インペラに係合する第１係合タブと、前記軸に係合する第２係合タブと、前記軸スリーブに係合する第３係合タブとを形成する本体を備える。前記軸スリーブは、前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して、このリング部材がインペラの回転中、前記軸上でのインペラの軸心方向移動を規制するように固定する。前記第２係合タブは、前記軸に形成された溝に係合し、前記第３係合タブは前記軸スリーブに形成された溝に係合する。
2007530859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸上でのインペラの軸心方向移動を規制するインペラロックであって、
前記インペラに係合するように構成された第１係合タブと、前記インペラを支持する前記軸に係合するように構成された第２係合タブと、前記軸周りに配設された軸スリーブに係合するように構成された第３係合タブとを形成する本体を有するリング部材を備え、当該リング部材が前記軸の周りで前記インペラと軸スリーブとの間に配設される状態にあるインペラロック。
【請求項２】
前記第２係合タブは前記リング部材の横断面の長手軸心に沿って配設されている請求項１に記載のインペラロック。
【請求項３】
前記第３係合タブは前記長手軸心に対して実質的に垂直な軸心に沿って延出している請求項２に記載のインペラロック。
【請求項４】
前記第１係合タブは前記インペラに係合する歯を備えたフックとして形成され、前記歯は前記長手軸心に対して実質的に平行な軸に沿って延出している請求項２に記載のインペラロック。
【請求項５】
前記第１係合タブ及び前記第２係合タブは前記リング部材の内側部に形成されている請求項１に記載のインペラロック。
【請求項６】
前記リング部材の外側部は略平坦である請求項５に記載のインペラロック。
【請求項７】
前記リング部材は割りリング部材を備える請求項１に記載のインペラロック。
【請求項８】
軸上でのインペラの軸心方向移動を規制するインペラロックアセンブリであって、
前記軸と、
前記軸周りに配設された前記インペラと、
前記軸周りで前記インペラから軸芯方向に離間して配設された軸スリーブと、
前記軸周りで前記インペラと軸スリーブとの間に配設されたリング部材であって、前記インペラに係合するように構成された第１係合タブと、前記軸に係合するように構成された第２係合タブと、前記軸スリーブに係合するように構成された第３係合タブとを形成する本体を備え、前記インペラの回転中において前記軸上での前記インペラの軸心方向移動が規制されるように、前記軸スリーブが前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して固定するリング部材と、
を備えたインペラロックアセンブリ。
【請求項９】
前記第２係合タブは前記リング部材の横断面の長手軸心に沿って配設されている請求項８に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１０】
前記第３係合タブは前記長手軸心に対して実質的に垂直な軸心に沿って延出している請求項９に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１係合タブは歯を備えたフックとして形成され、前記歯は前記インペラに係合する請求項８に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１２】
前記歯は前記インペラ本体によって形成される対応のフックに係合する請求項１１に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１３】
前記第１係合タブ及び前記第２係合タブは前記リング部材の内側部に形成されている請求項８に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１４】
前記リング部材の外側部は略平坦である請求項１３に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１５】
前記リング部材の前記外側部は、前記軸スリーブとインペラハブとの外側面と実質的に一致して配置されている請求項１４に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１６】
前記リング部材は割りリング部材を備える請求項８に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１７】
前記リング部材の両側部は前記インペラ及び軸スリーブに当接する請求項８に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１８】
前記第２係合タブは前記軸に形成された溝に係合し、前記第３係合タブは前記軸スリーブに形成された溝に係合する請求項８に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１９】
前記第２係合タブは前記軸の溝に係合する請求項８に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項２０】
前記第３係合タブは前記軸スリーブの溝に係合する請求項８に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項２１】
インペラの軸上での軸心方向移動を規制する方法であって、
前記インペラに係合する第１係合タブと、前記軸に係合する第２係合タブと、前記軸周りに配置される軸スリーブに係合する第３係合タブとを形成する本体を備えるリング部材を、前記インペラの近傍で前記軸周りに配置する工程と、
前記第１係合タブが前記インペラに係合し、前記第２係合タブが前記軸に係合するように、前記リング部材を前記インペラ及び前記軸に接続する工程と、
前記第３係合タブが前記軸スリーブに係合するように、前記軸スリーブを前記軸に接続する工程であって、前記インペラの回転中、前記軸上での前記インペラの軸心方向移動を規制するように、前記軸スリーブが前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して固定する工程と、
を包含する方法。
【請求項２２】
前記第１係合タブは歯を備えたフックとして形成され、前記リング部材が前記インペラ及び前記軸に接続されたとき、前記歯が前記インペラに係合する請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記歯は前記インペラ本体によって形成される対応のフックに係合する請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第２係合タブは前記軸に形成された溝に係合する請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記第３係合タブは前記軸スリーブに形成された溝に係合する請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
インペラの軸上での軸心方向移動を規制するためのインペラ−軸接続をレトロフィットする方法であって、
前記インペラを前記軸周りに設ける工程であって、前記インペラ−軸接続が前記軸周りで前記インペラから軸心方向に離間して配設された軸スリーブを更に含む工程と、
前記インペラ及び前記軸スリーブを前記軸から取り除く工程と、
前記軸及び前記軸スリーブに夫々溝を形成する工程と、
前記軸に前記インペラを再取り付けする工程と、
前記インペラに係合する第１係合タブと、前記軸に係合する第２係合タブと、前記軸スリーブに係合する第３係合タブとを形成する本体を備えるリング部材を、前記インペラの近傍で前記軸周りに配置する工程と、
前記第１係合タブが前記インペラに係合し、前記第２係合タブが前記軸の前記溝に係合するように、前記リング部材を前記インペラ及び前記軸に接続する工程と、
前記前記第３係合タブが前記軸スリーブの前記溝に係合するように、前記軸に前記軸スリーブを再取り付けする工程であって、前記インペラの回転中、前記軸上での前記インペラの軸心方向移動を規制するように、前記軸スリーブが前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して固定する工程と、
を包含する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にターボチャージャなどの回転ターボ機に関し、より詳細にはそのようなターボ機のインペラホイールを回転軸に取り付け固定し、ターボ機の作動中に軸上でのインペラホイールの軸心方向の移動を規制するための改良構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャなどの回転ターボ機において、インペラホイールは、高い回転速度で駆動される回転軸に取り付けられている。例えば、ディーゼルエンジンターボチャージャは、通常、軸を駆動するタービンと、タービンホイールに対向して前記軸上に回転可能に取り付けられたコンプレッサとを有する。コンプレッサは、通常、軸上を回転するように取り付けられたインペラホイールを有する。前記インペラホイールは、ターボチャージャの作動中、前記回転軸によって高い回転速度で駆動される。ここでターボ機とも総称される回転ターボ機の分野において、インペラホイールを回転軸に取り付け及び／又は固定するための、多数の取り付け構造が知られている。そのような取り付け構造の少数の例についてここで説明する。
【０００３】
チェン（Ｃｈｅｎ）他の米国特許６，４８１，９１７号は、タービン又はコンプレッサホイール等のインペラホイールを軸に取り付けるための構造を開示している。この特許に開示されている取り付け構造では、インペラホイールは、複数のクランプリングによって軸上に位置保持される。これらのクランプリングの１つがインペラホイールのハブに形成された凹部に係合し、第２のクランプリングがインペラホイールハブの反対側端部に同様に形成された凹部に係合する。第１のクランプリングは、ネジナットによってインペラホイールに対して位置保持され、複数の皿ばねワッシャに係合する。
【０００４】
ミツボリ（Ｍｉｔｓｕｂｏｒｉ）の米国特許５，９６１，２４６号は、インペラホイールを軸に結合させるための単純な接続ブッシュを開示している。
【０００５】
ゲツケ（Ｇｏｅｔｚｋｅ）他の米国特許５，１６３，８１６号は、インペラホイールを駆動軸に取り付けるための取り付け構造の別の例を開示している。この特許によって開示されている取り付け構造は、インペラホイールを駆動軸に固定するために使用される２ピーススペーサを含む。前記駆動軸はジャーナルを有している。前記２ピーススペーサは、前記ジャーナルとインペラホイールとの間に設けられる。この２ピーススペーサは、フランジ部材と環状ロックリングとを有する。前記環状ロックリングは、フランジ部材に形成された凹部において、前記フランジ部材とインペラホイールとの間に配設されている。前記ロックリングは、インペラホイールに形成された凹部に係合する凸部を有する。この凸部が、インペラホイールと軸との間に設けられた筒状スリーブに係合する。前記環状ロックリングは、更に、前記駆動軸に形成されたスプライン凹部に係合する。
【０００６】
ハーリック（Ｈｅｒｒｉｃｋ）の米国特許３，８８４，５９５号は、インペラホイール／軸取り付け構造の更に別の例を開示している。この特許に開示された取り付け構造では、軸にキーを受ける鍵穴が設けられている。インペラホイールのハブ部にも、同じキーを受ける鍵穴が設けられている。前記キーによって、インペラホイールと軸との間の相対回転が防止される。
【０００７】
ブッシュホーン（Ｂｕｓｃｈｈｏｒｎ）他の米国特許２，９６０，９３９号は、遠心ポンプのロータ取り付け構造を開示している。この特許に開示された取り付け構造において、ロックリングは、ポンプ軸の環状溝に設けられている。このロックリングは、前記ポンプ軸の周りに配置された軸保護スリーブに形成された凹部へと延出している。ロックリングは、前記スリープに形成されたショルダと前記ポンプ軸に形成されたキーとに係合することによってスリーブに対するポンプ軸の移動を防止する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術においてインペラホイールを回転軸に接続するための多数の取り付け又は設置構成が知られているが、回転ターボ機の分野において、改良された取り付け又は設置法、特に、製造が単純でそのような回転ターボ機に取り付けることが容易なインペラ−軸取り付け又は設置法がいまだに求められている。インペラホイールを回転軸に取り付け及び／又は固定し、ターボ機の作動中に発生する軸上でのインペラホイールの軸心方向の移動を規制する取り付け構造の改善が特に求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、本発明によるインペラロックを備えたインペラロックアセンブリによって満たされる。このインペラロックアセンブリは、一般に、軸上でのインペラの軸心方向の移動を規制するように構成されている。前記インペラは軸の周りに配設され、この軸の周りでインペラから軸心方向に離間して軸スリーブが配設されている。前記インペラロックは、前記軸の周りの前記インペラと軸スリーブとの間に配設されたリング部材を有する。該リング部材は、インペラに係合する第１係合タブと、前記軸に係合する第２係合タブと、前記軸スリーブに係合する第３係合タブとを形成する本体を備える。前記軸スリーブは、前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して、インペラの回転中、前記軸上でのインペラの軸心方向移動を規制するように固定する。
【００１０】
前記第２係合タブは、前記リング部材の横断面の長手軸心に沿って配設することができる。前記第３係合タブは前記長手軸心に対して実質的に垂直な軸心に沿って延出するものとすることができる。前記第１係合タブは、インペラに係合する歯（ｐｒｏｎｇ）を備えたフックとして形成することができる。前記歯は、インペラ本体によって形成される対応のフックに係合するものとすることができる。
【００１１】
前記第１係合タブ及び前記第２係合タブは、前記リング部材の内側部に形成することができる。前記リング部材の外側部は略平坦にすることができる。前記リング部材の外側部は、前記軸スリーブ及びインペラハブの外表面に対して実質的に一致するものとすることができる。
【００１２】
前記リング部材は、割りリング部材として形成することができる。該リング部材の両側部はそれぞれ、インペラ及び軸スリーブに当接するものとすることができる。前記第２係合タブは、前記軸に形成された溝に係合し、前記第３係合タブは前記軸スリーブに形成された溝に係合するものとすることができる。
【００１３】
本発明は、更に、インペラの軸上での軸心方向の移動を規制する方法にも関する。この方法は、インペラに係合する第１係合タブと、前記軸に係合する第２係合タブと、軸周りに配置される軸スリーブに係合する第３係合タブとを形成する本体を備えるリング部材を前記インペラの近傍で前記軸周りに配置する工程を有する。前記方法は、一般に、更に、前記第１係合タブが前記インペラに係合し、前記第２係合タブが前記軸に係合するように、前記リング部材を前記インペラ及び軸に接続する工程を有する。更に、前記方法は、前記第３係合タブが前記軸スリーブに係合するか、又は、該軸スリーブによって受けられるように、前記軸スリーブを前記軸に接続する工程を有する。前記軸スリーブは、前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して、インペラの回転中、前記軸上でのインペラの軸心方向移動を規制するように固定する。
【００１４】
前記第１係合タブは、歯を備えたフックとして形成することができ、前記歯は前記リング部材が前記インペラ及び軸に接続されたときに、前記インペラに係合する。前記歯は、前記インペラ本体によって形成される対応のフックに係合するように構成することができる。第２係合タブは、前記軸に形成された溝に係合し、前記第３係合タブは前記軸スリーブに形成された溝に係合するように構成することができる。
【００１５】
更に、本発明は、インペラの軸上での軸心方向移動を規制するためのインペラ−軸接続をレトロフィットする方法に関する。この方法は、一般に、前記インペラを前記軸周りに設ける工程を有する。前記インペラ−軸接続は、通常、更に、前記軸周りで前記インペラから軸心方向に離間して配設された軸スリーブを有する。前記方法は、一般に、更に、前記インペラ及び軸スリーブを前記軸から取り除く工程と、前記軸及び前記軸スリーブにそれぞれ溝を形成する工程と、前記軸上の前記インペラを交換又は再取り付けする工程とを有する。その後、前記リング部材をインペラの近傍で前記軸周りに配置することができる。前記リング部材は、インペラに係合する第１係合タブと、前記軸に係合する第２係合タブと、前記軸スリーブに係合する第３係合タブとを形成する本体を備える。前記方法は、一般に、更に、前記第１係合タブが前記インペラに係合し、前記第２係合タブが前記軸の溝に係合するように、前記リング部材を前記インペラ及び軸に接続する工程を有する。次に、前記前記第３係合タブが前記軸スリーブに形成された前記溝に係合するように、前記軸上において交換又は再取り付けすることができる。それにより、前記軸スリーブは、前記第３係合部を介して前記リング部材を前記軸に対して固定し、前記インペラの回転中において、前記軸上でのインペラの軸心方向移動が規制される。
【００１６】
本発明のその他の詳細及び利点は、図面を参照して以下の詳細な説明を読むことによって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以後、説明の目的のために、「上側」、「下側」、「右側」、「左側」、「縦」、「横」、「上部」、「底部」及びこれらの派生語は、図面における方向で本発明に関連するものとする。但し、本発明は特に明記される場合を除いて、その他種々の改変構造及び工程手順も含むことが可能であると理解される。又、貼付の図面に図示され、下記の明細書に記載されている特定の装置及び処理は、本発明の例示的実施例に過ぎないものであると理解される。従って、ここに開示される実施例に関連する具体的寸法、及びその他の物理的特長は限定的なものとして解釈されてはならない。
【００１８】
本発明は、一般に、インペラホイールを回転軸に対して固定するための構成又は構造に関する。そのような構成又は構造は、インペラホイールが高速で駆動される回転軸に取り付けられる、ターボチャージャなどの回転ターボ機に使用されるものである。図１及び２を参照すると、ここには本発明のインペラロックアセンブリ１０が図示されている。このインペラロックアセンブリ１０は、一般に、コンプレッサを駆動するために使用される回転軸などの軸１２と、インペラホイール１４（以後「インペラ１４」という）と、前記軸１２上で前記インペラ１４から軸心方向に離間して配設されている軸スリーブ１６とを有する。前記インペラロックアセンブリ１０は、更に、前記軸１２上で前記インペラ１４と軸スリーブ１６との略間に配設されたインペラロック１８を有する。
【００１９】
前記インペラロック１８及び軸スリーブ１６は、一般に、インペラ１４を軸１２に固定するように構成されている。具体的には、前記インペラロック１８は、インペラ１４の軸１２上での軸心方向移動を規制するために軸１２上に設けられるものであり、前記軸スリーブ１６は、インペラロック１８を軸１２に対して固定するように構成されている。そのような軸心方向の移動は、前記インペラ１４を内蔵するコンプレッサなどの回転ターボ機の作動中にインペラ１４に対して作用するガス圧の差によって引き起こされるものである。回転ターボ機の作動中にそのようなガス圧差によって起こる力によってインペラ１４が軸１２上でその軸心方向に移動する。本発明の前記インペラロックアセンブリ１０及びインペラロック１８は、軸１２上におけるインペラ１４の軸心方向移動を規制することによってこの問題を解決するものである。
【００２０】
図１〜６を参照すると、前記インペラロック１８は、一般に、リング部材２０によって形成され、このリング部材は、好ましくは、図３に図示されているように割りリング部材として形成される。該リング部材２０は、内側部２２と外側部２４とを有する。図６に図示されているように、前記リング部材２０は、更に、それぞれ前記インペラ１４及び軸スリーブ１６に接触又は当接する両側部２６，２８を有する。図６は、更に、前記インペラロック１８及び軸スリーブ１６が前記インペラ１４を軸１２に接続／固定していることも図示している。
【００２１】
前記リング部材２０の本体は、前記軸１２、インペラ１４、及び軸スリーブ１６に係合するための複数の係合タブを形成している。具体的には、前記リング部材２０の前記本体は、前記インペラ１４に係合するように構成された第１周部係合タブ３１、前記軸１２に係合するように構成された第２周部係合タブ３２、及び前記軸スリーブ１６に係合するように構成された第３周部係合タブ３３を形成している。前記軸スリーブ１６は、前記第３係合タブ３３と協働又は係合して、前記インペラロック１８を含む前記リング部材２０を前記軸１２に対して、インペラ１４及び軸１２の回転中における軸１２上でのインペラ１４の軸心方向移動が規制されるように固定する。
【００２２】
図６に図示されているように、前記第１及び第２係合タブ３１，３２はリング部材２０の前記内側部２２に設けられ、これに対してリング部材２０の前記外側部２４は、略平坦で軸スリーブ１６の外側面２７と、従来技術において知られているように軸１２に取り付けられたインペラ１４の一部分であるところのインペラ１４のハブの外側面２９とに対して実質的に一致して形成されている。図５及び６は、更に、前記第１係合タブ３１を、歯３６を備えるフック３４として形成することも可能であることを示している。前記歯３６は、図６に図示されているように、インペラ１４に係合する。前記第１係合タブ３１を構成する前記フック３４及び歯３６は、好ましくは、前記インペラ１４の本体によって形成される対応のフック３８及び歯４０に係合してインペラ１４を軸１２に対して固定する。
【００２３】
前記リング部材２０の前記本体は、好ましくは、図５に図示されているように、前記第２係合タブ３２が、前記リング部材２０の横断面の長手軸心Ｌに沿って位置するように構成される。前記第３係合タブ３３は、前記横断面の前記長手軸心Ｌに対して実質的に垂直に向けられた軸心Ｓ１に沿って延出している。更に、前に示したように、前記第１係合タブ３１は、インペラ１４に係合するように構成された歯３６を備えるフック３４として形成することができる。この第１係合タブ３１の前記歯３６は、前記横断面の前記長手軸心Ｌに対して実質的に平行に向けられた軸心Ｓ２に沿って延出している。
【００２４】
前記第１及び第２係合タブ３１，３２は、一般に、インペラ１４を軸１２に係合させ、前記リング部材２０を軸１２に固定するために軸スリーブ１６が軸１２に取り付けられたときに軸１２に対するインペラ１４の軸心方向移動を規制するように構成されている。前記インペラ１４の軸１２に対する接続を固定するために、前記第２係合タブ３２は軸１２に形成された周部溝４２に係合し、前記第１係合タブ３１は上述したように前記インペラ１４の本体部に係合する。これにより、第１係合タブ３１がインペラ１４の本体部に係合され、前記第２係合タブ３２が軸１２の溝４２に係合されることによって、インペラ１４は軸１２に取り付けられ、一旦、軸スリーブ１６が軸１２に取り付けられると、軸１２に対するその軸心方向移動が規制される。前述したように、前記軸スリーブ１６は、一般に、前記第３係合タブ３３と協働又はこのタブを受けるように構成され、第３係合タブ３３を介して前記リング部材２０を軸１２に固定する。
【００２５】
前記第３係合タブ３３は、前記第１及び第２係合タブ３１，３２と類似した形状に形成され、特に、前記軸スリーブ１６に係合するように構成されている。具体的には、前記軸スリーブ１６に形成された周部溝４３に係合するように、又はこの溝に受入られるように構成されている。前記軸スリーブ１６は、前記インペラロック１８の前記リング部材２０を、第２係合タブ３２を介して前記軸１２との係合状態に維持するために必要な径方向の力又は圧力を提供するものであり、これによって、前記インペラロック１８は、インペラ１４の作動中に軸１２上におけるインペラ１４の軸心方向移動を規制するように作用又は機能することが可能となる。
【００２６】
次に、引き続き図１〜６を参照して、本発明のインペラロックアセンブリ１０の組み付け工程について説明する。このインペラロックアセンブリ１０は、先ず、インペラ１４を軸１２上に位置決めすることによって組み付けられる。前記インペラ１４は、従来公知のように軸１２に対してシュリンク・フィットされるものとして構成することができる。シュリンク・フィットは、従来知られている方法であって、インペラ１４のハブと軸１２との間に締まりばめを形成することに関連する。具体的には、インペラ１４のハブの軸開口部を軸１２の直径よりも意図的に小さくする。次に、インペラ１４を軸１２に対して取り付け可能とするべく、インペラ１４を加熱してこの開口を拡大させる。インペラ１４とそのハブが冷却されると、インペラ１４のハブが軸１２上で「収縮」し、これによってそれと締まりばめを形成する。
【００２７】
次に、好ましくは割りリング状リング部材２０として構成される前記インペラロック１８をインペラ１４の近傍で軸１２周りに配置する。前記リング部材２０は、好ましくは、このリング部材２０を軸１２の端部を超えて通過させる必要なく軸１２周りに配置可能とするべく、割りリング本体を備えたものとして構成される。次に、リング部材２０をインペラ１４及び軸１２に係合させる。リング部材２０がインペラ１４及び軸１２に係合されると、次に、軸スリーブ１６を軸１２の周りに配置し、リング部材２０をインペラ１４及び軸１２に固定するのに使用される。具体的には、前記第１係合タブ３１がインペラ１４に係合し、前記第２係合タブ３２が前記軸１２の溝４２に係合し、前記第３係合タブ３２が、軸スリーブ１６の溝又は凹部４３に係合するように、リング部材２０を軸１２、インペラ１４、及び軸スリーブ１６に接続する。前記軸スリーブ１６は、前記インペラ１４との関連において記載したように、従来方法で、軸１２に対してシュリンク・フィットされて、リング部材２０、インペラ１４、及び軸１２の間の接続部全体を固定するように構成することができる。前述したように、前記インペラロック１８は一旦取り付けられると、インペラ１４及び回転軸１２を内蔵するターボ機の作動中において、軸１２上におけるインペラ１４の軸心方向移動を規制するように構成されている。
【００２８】
前記インペラロック１８は、前記第１係合タブ３１の前記フック３４が、インペラ１４の本体部によって形成される対応の前記フック３８に係合するように、軸１２、インペラ１４及び軸スリーブ１６に対して接続されるものとして構成することができる。具体的には、前記第１係合タブ３１の前記歯３６をインペラ１４の本体部によって形成される前記フック３８の前記歯４０と協働又はそれに係合するように、前記インペラ１４の本体部によって形成される前記フック３８内に挿入可能に構成することができる。前記シュリンク・フィット式軸スリーブ１６によって、前記フック３４のフック３８に対する係合が固定され、これが図６に図示されている。
【００２９】
前記インペラロック１８は、既存の軸上での既存のインペラの軸心方向移動を規制するために既存のインペラ−軸接続にレトロフィットするように構成することも可能である。ここで、軸１２、インペラ１４、及び軸スリーブ１６がコンプレッサなどのターボ機内にある既存のコンポーネントであると仮定すると、先ず、前記インペラ１４及び軸スリーブ１６を軸１２から取り外し、前記軸１２の周部溝４２を形成し、軸スリーブ１６の周部溝４３を形成することによって、前記インペラロック１８をそのようなコンポーネントに使用されるように構成することができる。次に、インペラ１４を軸１２に再度取り付ける。その後、インペラロック１８を上述したようにして、再び取り付けられたインペラ１４及び軸１２に適用する。具体的には、前記第１係合タブ３１がインペラ１４に係合し、第２係合タブ３２が軸１２の溝４２に係合するように、リング部材２０を軸１２周りに位置決めする。次に、軸スリーブ１６を、軸１２に対して、前記第３係合タブ３３が、軸スリーブ１６の溝４３に受け入れられるように再び取り付ける。インペラ１４及び軸スリーブ１６は、既に記載した従来のシュリンク・フィット法によって軸１２に再度取り付けることができる。
【００３０】
本発明の前記インペラロックアセンブリ１０及びインペラロック１８は、そのような回転ターボ機の作動中において軸に対するインペラの軸心方向移動を規制することが求められる、回転ターボ機のすべてのインペラ−軸接続構造に適用することができる。前記インペラロックアセンブリ１０及びインペラロック１８は、インペラがその前後に軸上での軸心方向移動を規制する手段が何も無い状態で回転軸上に設けられているスリーブレスインペラ構成において特に適用可能である。本発明のインペラロック１８は、インペラが軸上で移動してインペラが内蔵された回転ターボ機のその他のコンポーネントを潜在的に破損させることを防止するための安全機構として、そのようなスリーブレスインペラ構成に組み込むことができる。通常、そのようなスリーブレスインペラ構成は、軸にシュリンク・フィットされたインペラを備えるが、本発明のインペラロックアセンブリ１０及びインペラロック１８を適用することによってそれを省略することが可能である。
【００３１】
以上、インペラロックアセンブリ及びインペラロックの好適実施例を参照して説明したが、当業者は本発明の範囲及び必須要件から逸脱することなく、本発明に対して様々な改造及び改変を行うことが可能である。従って、以上の詳細説明は限定的なものではなく例示的なものと意図されている。本発明は特許請求の範囲に定義されており、これらのクレームの均等物の意味及び範囲内に属する本発明に対するすべての変更もそれらの範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるインペラロックアセンブリの斜視図
【図２】図１のインペラロックアセンブリの斜視部分分解図であって、該アセンブリのインペラホイール、軸、軸スリーブ、及びインペラロックを示す図
【図３】図１及び２に図示したインペラロックアセンブリのインペラロックの斜視図
【図４】図１及び２に図示したインペラロックアセンブリのインペラロックの正面図
【図５】図４の５−５線に沿った横断面図
【図６】本発明のインペラロックによって固定されたインペラホイール、軸、及び軸スリーブ間の接続構造を図示する詳細断面図
【図１】
2007530859.tif 000003
【図２】
2007530859.tif 000004
【図３】
2007530859.tif 000005
【図４】
2007530859.tif 000006
【図５】
2007530859.tif 000007
【図６】
2007530859.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月20日(2006.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸上でのインペラの軸心方向移動を規制するインペラロックであって、
前記インペラに係合するように構成された第１係合タブと、前記インペラを支持する前記軸に係合するように構成された第２係合タブと、前記軸周りに配設された軸スリーブに係合するように構成された第３係合タブとを形成する本体を有する割りリング部材を備え、当該割りリング部材が前記軸の周りで前記インペラと軸スリーブとの間に配設される状態にあるインペラロック。
【請求項２】
前記第２係合タブは前記リング部材の横断面の長手軸心に沿って配設されている請求項１に記載のインペラロック。
【請求項３】
前記第３係合タブは前記長手軸心に対して実質的に垂直な軸心に沿って延出している請求項２に記載のインペラロック。
【請求項４】
軸上でのインペラの軸心方向移動を規制するインペラロックであって、
前記インペラに係合するように構成された第１係合タブと、前記インペラを支持する前記軸に係合するように構成された第２係合タブと、前記軸周りに配設された軸スリーブに係合するように構成された第３係合タブとを形成する本体を有するリング部材を備え、当該リング部材が前記軸の周りで前記インペラと軸スリーブとの間に配設される状態にあり、前記第１係合タブは前記インペラに係合するように構成された歯を備えたフックとして形成されるインペラロック。
【請求項５】
前記第１係合タブ及び前記第２係合タブは前記リング部材の内側部に形成されている請求項１に記載のインペラロック。
【請求項６】
軸上でのインペラの軸心方向移動を規制するインペラロックであって、
前記インペラに係合するように構成された第１係合タブと、前記インペラを支持する前記軸に係合するように構成された第２係合タブと、前記軸周りに配設された軸スリーブに係合するように構成された第３係合タブとを形成する本体を有するリング部材を備え、当該リング部材が前記軸の周りで前記インペラと軸スリーブとの間に配設される状態にあり、前記第１係合タブ及び前記第２係合タブが前記リング部材の内側部に形成され、前記リング部材の外側部は実質的に環状であるインペラロック。
【請求項７】
軸上でのインペラの軸心方向移動を規制するインペラロックアセンブリであって、
前記軸と、
前記軸周りに配設された前記インペラと、
前記軸周りで前記インペラから軸芯方向に離間して配設された軸スリーブと、
前記軸周りで前記インペラと軸スリーブとの間に配設された割りリング部材であって、前記インペラに係合するように構成された第１係合タブと、前記軸に係合するように構成された第２係合タブと、前記軸スリーブに係合するように構成された第３係合タブとを形成する本体を備え、前記インペラの回転中において前記軸上での前記インペラの軸心方向移動が規制されるように、前記軸スリーブが前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して固定する割りリング部材と、
を備えたインペラロックアセンブリ。
【請求項８】
前記第２係合タブは前記リング部材の横断面の長手軸心に沿って配設されている請求項７に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項９】
前記第３係合タブは前記長手軸心に対して実質的に垂直な軸心に沿って延出している請求項８に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１０】
軸上でのインペラの軸心方向移動を規制するインペラロックアセンブリであって、
前記軸と、
前記軸周りに配設された前記インペラと、
前記軸周りで前記インペラから軸芯方向に離間して配設された軸スリーブと、
前記軸周りで前記インペラと軸スリーブとの間に配設されたリング部材であって、前記インペラに係合するように構成された第１係合タブと、前記軸に係合するように構成された第２係合タブと、前記軸スリーブに係合するように構成された第３係合タブとを形成する本体を備え、前記インペラの回転中において前記軸上での前記インペラの軸心方向移動が規制されるように、前記軸スリーブが前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して固定し、前記第１係合タブが前記インペラに係合する歯を供えたフックとして形成されるリング部材と、
を備えたインペラロックアセンブリ。
【請求項１１】
前記歯は前記インペラ本体によって形成される対応のフックに係合する請求項１０に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１２】
前記第１係合タブ及び前記第２係合タブは前記リング部材の内側部に形成されている請求項７に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１３】
軸上でのインペラの軸心方向移動を規制するインペラロックアセンブリであって、
前記軸と、
前記軸周りに配設された前記インペラと、
前記軸周りで前記インペラから軸芯方向に離間して配設された軸スリーブと、
前記軸周りで前記インペラと軸スリーブとの間に配設されたリング部材であって、前記インペラに係合するように構成された第１係合タブと、前記軸に係合するように構成された第２係合タブと、前記軸スリーブに係合するように構成された第３係合タブとを形成する本体を備え、前記インペラの回転中において前記軸上での前記インペラの軸心方向移動が規制されるように、前記軸スリーブが前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して固定し、前記第１係合タブ及び前記第２係合タブが前記リング部材の内側部に形成され、前記リング部材の外側部は実質的に環状であるリング部材と、
を備えたインペラロックアセンブリ。
【請求項１４】
前記リング部材の前記外側部は、前記軸スリーブとインペラハブとの外側面と実質的に一致して配置されている請求項１３に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１５】
前記リング部材の両側部は前記インペラ及び軸スリーブに当接する請求項７に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１６】
軸上でのインペラの軸心方向移動を規制するインペラロックアセンブリであって、
前記軸と、
前記軸周りに配設された前記インペラと、
前記軸周りで前記インペラから軸芯方向に離間して配設された軸スリーブと、
前記軸周りで前記インペラと軸スリーブとの間に配設されたリング部材であって、前記インペラに係合するように構成された第１係合タブと、前記軸に係合するように構成された第２係合タブと、前記軸スリーブに係合するように構成された第３係合タブとを形成する本体を備え、前記インペラの回転中において前記軸上での前記インペラの軸心方向移動が規制されるように、前記軸スリーブが前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して固定し、前記第２係合タブは前記軸に形成された溝に係合し、前記第３係合タブは前記軸スリーブに形成された溝に係合するリング部材と、
を備えたインペラロックアセンブリ。
【請求項１７】
軸上でのインペラの軸心方向移動を規制するインペラロックアセンブリであって、
前記軸と、
前記軸周りに配設された前記インペラと、
前記軸周りで前記インペラから軸芯方向に離間して配設された軸スリーブと、
前記軸周りで前記インペラと軸スリーブとの間に配設されたリング部材であって、前記インペラに係合するように構成された第１係合タブと、前記軸に係合するように構成された第２係合タブと、前記軸スリーブに係合するように構成された第３係合タブとを形成する本体を備え、前記インペラの回転中において前記軸上での前記インペラの軸心方向移動が規制されるように、前記軸スリーブが前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して固定し、前記第２係合タブが前記軸の溝に係合するインペラロックアセンブリ。
【請求項１８】
前記第３係合タブは前記軸スリーブの溝に係合する請求項７に記載のインペラロックアセンブリ。
【請求項１９】
インペラの軸上での軸心方向移動を規制する方法であって、
前記インペラに係合する第１係合タブと、前記軸に係合する第２係合タブと、前記軸周りに配置される軸スリーブに係合する第３係合タブとを形成する本体を備える割りリング部材を、前記インペラの近傍で前記軸周りに配置する工程と、
前記第１係合タブが前記インペラに係合し、前記第２係合タブが前記軸に係合するように、前記リング部材を前記インペラ及び前記軸に接続する工程と、
前記第３係合タブが前記軸スリーブに係合するように、前記軸スリーブを前記軸に接続する工程であって、前記インペラの回転中、前記軸上での前記インペラの軸心方向移動を規制するように、前記軸スリーブが前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して固定する工程と、
を包含する方法。
【請求項２０】
インペラの軸上での軸心方向移動を規制する方法であって、
前記インペラに係合する第１係合タブと、前記軸に係合する第２係合タブと、前記軸周りに配置される軸スリーブに係合する第３係合タブとを形成する本体を備えるリング部材を、前記インペラの近傍で前記軸周りに配置する工程と、
前記第１係合タブが前記インペラに係合し、前記第２係合タブが前記軸に係合するように、前記リング部材を前記インペラ及び前記軸に接続する工程と、
前記第３係合タブが前記軸スリーブに係合するように、前記軸スリーブを前記軸に接続する工程であって、前記インペラの回転中、前記軸上での前記インペラの軸心方向移動を規制するように、前記軸スリーブが前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して固定し、前記第１係合タブは歯を備えたフックとして形成され、前記リング部材が前記インペラ及び前記軸に接続されたとき、前記歯が前記インペラに係合する工程と、
を包含する方法。
【請求項２１】
前記歯は前記インペラ本体によって形成される対応のフックに係合する請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
インペラの軸上での軸心方向移動を規制する方法であって、
前記インペラに係合する第１係合タブと、前記軸に係合する第２係合タブと、前記軸周りに配置される軸スリーブに係合する第３係合タブとを形成する本体を備えるリング部材を、前記インペラの近傍で前記軸周りに配置する工程と、
前記第１係合タブが前記インペラに係合し、前記第２係合タブが前記軸に係合するように、前記リング部材を前記インペラ及び前記軸に接続する工程と、
前記第３係合タブが前記軸スリーブに係合するように、前記軸スリーブを前記軸に接続する工程であって、前記インペラの回転中、前記軸上での前記インペラの軸心方向移動を規制するように、前記軸スリーブが前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して固定し、前記第２係合タブが前記軸に形成された溝に係合する工程と、
を包含する方法。
【請求項２３】
前記第３係合タブは前記軸スリーブに形成された溝に係合する請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
インペラの軸上での軸心方向移動を規制するためのインペラ−軸接続をレトロフィットする方法であって、
前記インペラを前記軸周りに設ける工程であって、前記インペラ−軸接続が前記軸周りで前記インペラから軸心方向に離間して配設された軸スリーブを更に含む工程と、
前記インペラ及び前記軸スリーブを前記軸から取り除く工程と、
前記軸及び前記軸スリーブに夫々溝を形成する工程と、
前記軸に前記インペラを再取り付けする工程と、
前記インペラに係合する第１係合タブと、前記軸に係合する第２係合タブと、前記軸スリーブに係合する第３係合タブとを形成する本体を備えるリング部材を、前記インペラの近傍で前記軸周りに配置する工程と、
前記第１係合タブが前記インペラに係合し、前記第２係合タブが前記軸の前記溝に係合するように、前記リング部材を前記インペラ及び前記軸に接続する工程と、
前記前記第３係合タブが前記軸スリーブの前記溝に係合するように、前記軸に前記軸スリーブを再取り付けする工程であって、前記インペラの回転中、前記軸上での前記インペラの軸心方向移動を規制するように、前記軸スリーブが前記第３係合タブを介して前記リング部材を前記軸に対して固定する工程と、
を包含する方法。
【国際調査報告】
2007530859.tif 000009
2007530859.tif 000010