(57)【要約】【課題】  高回転数で回転させても破損の少ないコンプレッサインペラとシャフトとの結合構造を提供することを目的としている。【解決手段】  コンプレッサインペラとシャフトとの結合装置において、コンプレッサインペラ裏面中心部に設けた突起外周に切った雄ねじと、シャフト一側に切った雄ねじと、前記コンプレッサインペラと前記シャフトを両端部に雌ねじを切ったスリーブで結合し、前記コンプレッサインペラと前記シャフト間に嵌合部を設けたことを特徴とするコンプレッサインペラとシャフトとの結合装置。【選択図】        図４
2005226469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサインペラとシャフトとの結合装置において、コンプレッサインペラ裏面中心部に設けた突起外周に切った雄ねじと、シャフト一側に切った雄ねじと、前記コンプレッサインペラと前記シャフトを両端部に雌ねじを切ったスリーブで結合し、前記コンプレッサインペラと前記シャフト間に嵌合部を設けたことを特徴とするコンプレッサインペラとシャフトとの結合装置。
【請求項２】
前記コンプレッサインペラと前記スリーブ間に嵌合部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサインペラとシャフトとの結合構造。
【請求項３】
前記シャフトとスリーブ間に嵌合部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサインペラとシャフトとの結合構造。
【請求項４】
前記コンプレッサインペラと前記シャフトに前記スリーブに対する嵌合部をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサインペラとシャフトとの結合装置。
【請求項５】
前記コンプレッサインペラの雄ねじ先端の端面とスリーブ雌ねじ終端部の端面との間に前記コンプレッサインペラ材質より強度のあるプレートを挟んで締結することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコンプレッサインペラとシャフトとの結合装置。
【請求項６】
前記雄ねじ及び雌ねじは、前記コンプレッサインペラの入口から見たとき、コンプレッサインペラが左回転の場合は、右ねじとし、コンプレッサインペラが右回転の場合は、左ねじとすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコンプレッサインペラとシャフトとの結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサインペラとシャフトとの結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空気を圧縮してエンジンの吸気量を増やす手段として、排気ガスのエネルギーを利用してタービンインペラ及びシャフトを回転させ、シャフトに結合された遠心型のコンプレッサインペラを駆動する、ターボ機械の圧縮装置がターボチャージャとして知られている。
【０００３】
図１１に、従来技術に関わるターボチャージャ１１１の、側面断面図を示す。図１１においてターボチャージャ１１１は、エンジンの排気ガスから回転エネルギーを取り出す排気側部１１２と、この回転エネルギーによって、空気を圧縮してエンジンに送り込む吸気側部１１３とを備えている。
【０００４】
タービンインペラ１１４は、排気流入通路１１９から流入してきた排気ガスによって、エネルギーを与えられ、回転する。
【０００５】
シャフト１２３のタービンインペラ１１４と反対側（シャフト１２３の先端部側）には、シャフト１２３を介して空気を圧縮する遠心型のコンプレッサインペラ１１６が取り付けられている。
コンプレッサインペラ１１６には、中央部に取付孔１２５が貫通している。
シャフト１２３は、この取付孔１２５に、わずかな隙間ばめ、又は締まりばめ程度で挿入されている。コンプレッサインペラ１１６は、シャフト１２３の先端部に形成されたオネジ部１４０に取付ナット１２６を締結することによって、シャフト１２３に固定されている。
【０００６】
図１２に、従来技術に関わるコンプレッサインペラ１１６の側面断面図を示す。
図１２に示すように、コンプレッサインペラ１１６の本体部１２９は、入口側ディスク部１２９Ａと、背面側ディスク部１２９Ｂとを備えている。本体部１２９の外側には、翼部１１８が複数設けられ、本体部１２９の中心には、取付孔１２５が貫通している。
【０００７】
コンプレッサインペラ１１６は、軽量化を実現するために、例えばアルミニウム合金の鋳物等で製造されている。コンプレッサインペラ１１６の回転数は、数万ｒｐｍという高い値にまで至るため、コンプレッサインペラ１１６は、高速回転がもたらす遠心力によってその径方向に非常に強い引っ張り応力を受け、破損に至ることがある。
そして、コンプレッサインペラ１１６の破損は、特に取付孔１２５の内壁を起点として起こり易いことが、知られている。即ち、コンプレッサインペラ１１６における取付孔１２５内壁の破損は、コンプレッサインペラ１１６の回転軸の軸方向において、コンプレッサインペラ１１６の外周部が最大となる最大外周部位１３０の近傍で、特によく発生することが判明している。
【０００８】
このような課題を解決するために、例えば特許文献１に開示されたような技術が知られている。
図１３に、特許文献１に関わるコンプレッサインペラ２１６の断面図を示す。特許文献１によれば、図１３に示すようにコンプレッサインペラ２１６に貫通する取付孔を設けず、下部に雌ねじを切った取付穴２４２を設けている。また、シャフト２２３の先端部２５４にはオネジが設けられている。先端部２５４を取付穴２４２にねじ込むことにより、シャフト２２３とコンプレッサインペラ２１６とが結合される。
【０００９】
【特許文献１】特表平５−５０４１７８号公報（第３〜５頁、ＦＩＧ．１，２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記特許文献１のような従来技術でも、コンプレッサインペラ２１６の回転軸の軸方向において、コンプレッサインペラ２１６の外周部が最大となる最大外周部位２３０の近傍に取付穴２４２が設けられているため、回転数を上げると、最大外周部位２３０近傍から破損が起こる可能性がある。
【００１１】
特に、コンプレッサインペラ２１６を用いたターボチャージャを備えたエンジンを、例えば建設機械などの作業機械に用いる場合、積込作業のような高負荷（即ちエンジンが高回転）の状態と、殆んど負荷のない（即ち低回転）の状態とを、短い時間間隔で繰り返すことになる。
その結果、コンプレッサインペラ２１６にかかる応力振幅が高くなり、さらに破損を起こし易くなってしまう。
【００１２】
また近年、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯx）を
低減する対策として、ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation：排気ガス再循環装置)と呼ばれる技術が、実施されるようになってきている。
これは、エンジンから排出された排気ガスの一部を、エンジンの吸気系統に戻して再循環させるものである。
【００１３】
ＥＧＲを実現するためには、排気ガス再循環分少なくなったシリンダ内の新気容積で燃焼空気を確保する必要があり、ターボチャージャを、より高圧力比化させる必要がある。従って、コンプレッサインペラ２１６をより高い回転数で回転させる必要があり、従来技術のみではまだ充分ではなく、より耐久性の高いコンプレッサインペラが望まれている。
【００１４】
本発明は、上記の問題に着目してなされたものであり、高回転数で回転させても破損の少ないコンプレッサインペラとシャフトとの結合構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するために、第１発明は、コンプレッサインペラとシャフトとの結合装置において、コンプレッサインペラ裏面中心部に設けた突起外周に切った雄ねじと、シャフト一側に切った雄ねじと、前記コンプレッサインペラと前記シャフトを両端部に雌ねじを切ったスリーブで結合し、前記コンプレッサインペラと前記シャフト間に嵌合部を設けたた構成としている。
【００１６】
第２発明は、第１発明において、前記コンプレッサインペラと前記スリーブ間に嵌合部を設けた構成としている。
【００１７】
第３発明は、第１発明において、前記シャフトとスリーブ間に嵌合部を設けた構成としている。
【００１８】
第４発明は、第１発明において、前記コンプレッサインペラと前記シャフトに前記スリーブに対する嵌合部をそれぞれ設けた構成としている。
【００１９】
第５発明は、第１〜４のいずれかの発明において、前記コンプレッサインペラの雄ねじ先端の端面とスリーブ雌ねじ終端部の端面との間に前記コンプレッサインペラ材質より強度のあるプレートを挟んで締結する構成としている。
【００２０】
第６発明は、第１〜５のいずれかの発明において、前記雄ねじ及び雌ねじは、前記コンプレッサインペラの入口から見たとき、コンプレッサインペラが左回転の場合は、右ねじとし、コンプレッサインペラが右回転の場合は、左ねじとする構成としている。
【発明の効果】
【００２１】
これにより、コンプレッサインペラ本体部に、シャフトと結合させるための取付孔や取付穴を設ける必要がなくなる。また、コンプレッサインペラとシャフト間に嵌合部を設けているので同心度が確保できる。その結果、コンプレッサインペラにかかる応力が小さくなり、コンプレッサインペラを高回転数で回転させても、破損が少なくなる。また、雌ねじをスリーブ側としたのでねじサイズを大きく取れ強度の強い結合にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図を参照しながら、本発明に関わる実施形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は実施例１のターボチャージャ１１の断面図である。図２は、実施例１のコンプレッサインペラ１６の側面図、図３は、その断面図を示している。
【００２４】
図１においてターボチャージャ１１は、エンジンの排気ガスから回転エネルギーを取り出す排気側部１２と、この回転エネルギーによって、空気を圧縮してエンジンに送り込む吸気側部１３とを備えている。ターボチャージャ１１の排気側部１２は、排気側ハウジング１５と、複数の翼部を備えシャフト２３により支持されたタービンインペラ１４とを有している。
排気側ハウジング１５は、タービンインペラ１４に排気ガスを供給する排気流入通路１９を備えている。排気流入通路１９は、タービンインペラ１４の外周を取り巻くように環状に形成され、図示しないエンジンから排出された排気ガスが流れるエンジン排気流路に接続されている。
【００２５】
また排気側ハウジング１５は、タービンインペラ１４にエネルギーを与えた後の排気ガスを排出する、排気流出口２１を備えている。排気流出口２１は、タービンインペラ１４の回転中心と略同心状に略円筒状に形成されている。排気流出口２１と反対側の開口部は、排気側インナープレート２２によって塞がれている。
【００２６】
タービンインペラ１４には、一体にシャフト２３が形成されている。このシャフト２３は、排気側インナープレート２２を貫通し、軸受２４によって回転自在に支承されている。タービンインペラ１４は一般的にニッケル基超合金、シャフト２３は、一般的に合金鋼または炭素鋼によって形成されている。
【００２７】
コンプレッサインペラ１６は、吸気側ハウジング１７の内部に収納されている。吸気側ハウジング１７は、コンプレッサインペラ１６に空気を吸い込む吸気流入口２７を備えている。吸気流入口２７は、コンプレッサインペラ１６の回転中心と略同心状に略円筒状に形成されている。吸気流入口２７と反対側の開口部は、吸気側インナープレート５５によって塞がれている。
【００２８】
コンプレッサインペラ１６によって速度エネルギを与えられた空気は、ディフーザ５６部で速度エネルギを圧力のエネルギに変換され、コンプレッサインペラ１６の外周部を取り巻くように環状に形成された吸気排出通路２８を通って、図示しないエンジンの給気口に供給される。
翼部１８には、翼の軸方向幅が長い全翼１８Ａと、全翼１８Ａに対して軸方向途中から翼入口が始まる中間翼１８Ｂとがあり、両者は交互に配置されている。
【００２９】
図２、図３に示すように、本発明に関わるコンプレッサインペラ１６は、その本体部２９が中実となっており、取付孔や取付穴を設けていない。
そして、背面側ディスク部２９Ｂの最背面部には、本体部２９と芯を合わせて、円筒部４３が一体に設けられている。また、円筒部４３の下端部には、円筒部４３よりも直径が小さな雄ねじを備えたインペラ雄ねじ部４４が、やはり一体に設けられている。インペラ雄ねじ部４４には後述するシャフト２３との同心度を確保するための嵌め合い穴４４Ｈが設けられている。
【００３０】
コンプレッサインペラ１６のインペラ入口部３５の外周部にはナット状加工部１６Ｎが設けられている。ナット状加工部１６Ｎは、締め付けトルクを掛けるための、掴み代加工がされており、例えばナット状の加工でも、平行な２面を成形した加工がされていても良く、スパナなどでこの部位を把持することができるようになっている。
【００３１】
図４に図１のＰ部詳細図を示す。図４において、タービンインペラ１４に固着されたシャフト２３の先端部には、シャフト２３と同心で円筒形に加工されたシャフト円筒部６０を備えている。
また、シャフト円筒部６０のさらに先端側には、シャフト雄ねじ部４６が設けられている。シャフト雄ねじ部４６のネジサイズをインペラ雄ねじ部４４と同じにしてあるので、シャフト雄ねじ部４６とインペラ雄ねじ部４４の外径は同じである。シャフト２３の先端には、シャフト２３と同心で円筒形に精密加工された嵌め合い円筒部２３Ｈを備えている。嵌め合い円筒部２３Ｈはインペラ雄ねじ部４４の嵌め合い穴４４Ｈと、わずかな隙間ばめ、又は締まりばめ程度で挿入される寸法となっている。
【００３２】
図１、図４に示す、スリーブ４９は円筒部４９Ｅにスラストベアリング４８を受けるフランジ部４９Ｆ、スリーブ４９の回転軸の軸方向中ほどの外周部には、全周にわたってシール溝５０が設けられている。スリーブ４９の内周部５７のシャフト２３側には、内周部５８のシャフト雄ねじ部４６と合う、シャフト側雌ねじ部５３が設けられ、コンプレッサインペラ１６側には、インペラ雄ねじ部４４と合う、インペラ側雌ねじ部５２が設けられている。シャフト雄ねじ部４６のネジサイズをインペラ雄ねじ部４４と同じにしてあるので、スリーブ４９のシャフト側雌ねじ部５３とインペラ側雌ねじ部５２のネジサイズは同じである。従って、スリーブ４９内周に設けた雌ねじは１回の加工で形成できるので加工が容易であり、シャフト側雌ねじ部５３とインペラ側雌ねじ部５２の同心度の精度が良いものができる。
【００３３】
図１、図４に示すように、シャフト雄ねじ部４６とインペラ雄ねじ部４４とは、前記雌ねじ部５２，５３を設けたスリーブ４９を介して接続されている。
図４に示すように、シャフト２３の嵌め合い円筒部２３Ｈはコンプレッサインペラ１６の嵌め合い穴４４Ｈに、わずかな隙間ばめ、又は締まりばめ程度で挿入されている。また、スリーブ４９のコンプレッサインペラ１６側端部の内周部５７には、コンプレッサインペラ１６背面部に設けられた円筒部４３に対して、インローとなるような加工が施されているインペラ雄ねじ部４４Ａの先端には、インペラ雄ねじ部４４Ａと同心で円筒形に精密加工されたインペラ嵌め合い円筒部４４ＪＨを備えている。スリーブ４９のコンプレッサインペラ１６側の端部内径にはインペラ嵌め合い穴５７が設けられている。インペラ１６の円筒部４３の端部にはインペラ嵌め合い円筒部４３Ｈが設けられている。インペラ嵌め合い円筒部４３Ｈはスリーブ４９のインペラ嵌め合い穴５７と、わずかな隙間ばめで挿入される寸法となっている。従って、コンプレッサインペラ１６とシャフト２３との同心度を確保することができる。
【００３４】
スリーブ４９の円筒部４９Ｅの、コンプレッサインペラ１６側の外周部６１には、例えば平行な二面を成形した加工やナット状の加工（図示せず）が施されており、スパナなどでこの部位を把持することができるようになっている。
【００３５】
また、スリーブ４９のシール溝５０には、ＦＣ材等で形成されたシールリング５１が、嵌め込まれている。シールリング５１は、径を縮めるように力をかけると、外周部が吸気側インナープレート５５の内周部に密着して嵌まり込むように、形成されている。
【００３６】
図５に、シャフト２３にコンプレッサインペラ１６を組み込むための手順を、
フローチャートで示す。
まず、中央部に円形孔の設けられた円板状のスラストカラー４７を、軸受２４に支承されたシャフト２３に挿入する（ステップＳ１１）。
次に、スラストベアリング４８を軸受ハウジング４５に挿入する（ステップＳ１２）。スラストベアリング４８には、潤滑用のオイルが通る、オイル通路５６が設けられ、潤滑用のオイルは回転するスリーブ４９及びスラストカラー４７と非回転側のスラストベアリング４８との接触面の潤滑を行う。
【００３７】
そして、スリーブ４９を、シャフト２３にねじ込む（ステップＳ１３）。その際には、スリーブ４９の前記ナット状に加工された外周部６１をスパナ等で把持し、スリーブ４９をシャフト雄ねじ部４６にねじ込むようにする。
【００３８】
次に、吸気側インナープレート５５を軸受ハウジング４５に固定する（ステップＳ１４）。これにより、スラストベアリング４８が、非回転側の部材である軸受ハウジング４５と吸気側インナープレート５５との間に挟み込まれて、固定される。
これにより、スリーブ４９及びスラストカラー４７が、シャフト２３と一体に回転するようになる。
【００３９】
その結果、ステップＳ１３で非回転側の部材に固定されたスラストベアリング４８が、シャフト２３と一体に回転する回転部材であるスラストカラー４７とスリーブ４９との間に挟み込まれる。従って、回転時にシャフト２３のスラスト方向にかかる力が、スラストベアリング４８によって受け止められ、回転軸の軸方向位置が規制される。
【００４０】
また、ステップＳ１４で、吸気側インナープレート５５を軸受けハウジング４５に固定した際に、シールリング５１の外周部が、吸気側インナープレート５５の内周部に密着する。これにより、軸受２４及びスラストベアリング４８を潤滑するためのオイルが、コンプレッサインペラ１６の裏面の空間（裏面室と言う）側に流れ出るのを防止している。
【００４１】
次に、コンプレッサインペラ１６を、スリーブ４９にねじ込む（ステップＳ１５）。この際には、図１に示すように、コンプレッサインペラ１６のインペラ入口部３５のナット状加工部１６Ｎと、タービンインペラ１４のナット状加工部１４Ｎとをスパナ等で把持し、互いにねじ込むようにする。同時に、シャフト２３の嵌め合い円筒部２３Ｈはコンプレッサインペラ１６の嵌め合い穴４４Ｈに、わずかな隙間ばめ、又は締まりばめ程度で挿入される。
これにより、コンプレッサインペラ１６とシャフト２３との間が結合される。
【００４２】
以上説明したように、本発明によれば、コンプレッサインペラ１６の下部にインペラ雄ねじ部４４を設けている。そして、インペラ雄ねじ部４４と、シャフト２３の先端部に設けたシャフト雄ねじ部４６とを、両側に雌ねじ部５２，５３を設けたスリーブ４９によって接続している。
これにより、従来技術のような取付孔１２５や取付穴２４２がなくても、コンプレッサインペラ１６とシャフト２３とを結合することができるので、コンプレッサインペラ１６を中実とすることができる。従って、コンプレッサインペラ１６にかかる応力が小さくなり、高回転数で回転しても破損することが少なくなる。
【００４３】
この理由を図６により説明する。図６は、従来技術でのコンプレッサインペラ１１６の取付孔１２５の内径φと、コンプレッサインペラ１１６の回転軸の軸方向において、コンプレッサインペラ１１６の外周部が最大となる最大外周部位１３０で、コンプレッサインペラ１１６にかかる応力Ｔの大きさとの関係を、グラフで示している。図６に示すように、取付孔１２５の内径が０であれば応力Ｔは小さく、内径が過小の場合に応力Ｔは非常に大きくなる。そして、ある内径Ｄ以上においては、取付孔１２５の内径が大きいほど、応力Ｔは大きくなる。
従って、従来技術と異なり、本発明のように、取付孔２５がなくて中実の場合には、応力は小さくなることがわかる。
【実施例２】
【００４４】
次に、実施例２について説明する。実施例２は実施例１とはＰ部の構造が異なる。実施例１と同一のものには同一の符号を付し説明を省略する。
実施例２の詳細図である図７に示すように、シャフト雄ねじ部４６のネジサイズよりもインペラ雄ねじ部４４Ａは大きくしてある。インペラ雄ねじ部４４Ａの先端には、インペラ雄ねじ部４４Ａと同心で円筒形に精密加工されたインペラ嵌め合い円筒部４４ＪＨを備えている。スリーブ４９Ａのシャフト側雌ねじ部５３とインペラ側雌ねじ部５２Ａとの間にシャフト嵌め合い穴４９ＪＨが設けられている。インペラ嵌め合い円筒部４４ＪＨはスリーブ４９Ａのインペラ嵌め合い穴４９ＪＨと、わずかな隙間ばめで挿入される寸法となっている。
【００４５】
図７に示す、スリーブ４９Ａは、スリーブ４９Ａの内周部５８Ａの内周部５７のシャフト２３側には、シャフト雄ねじ部４６と合う、シャフト側雌ねじ部５３が設けられ、コンプレッサインペラ１６Ａ側には、インペラ雄ねじ部４４Ａと合う、インペラ側雌ねじ部５２Ａが設けられている。シャフト雄ねじ部４６のネジサイズよりインペラ雄ねじ部４４Ａを大きくしてある。
【００４６】
図７に示すように、シャフト雄ねじ部４６とインペラ雄ねじ部４４Ａとは、インペラ側雌ねじ部５２Ａ及びシャフト側雌ねじ部５３を設けたスリーブ４９Ａを介して接続されている。
シャフト２３の嵌め合い円筒部２３Ｈはコンプレッサインペラ１６の嵌め合い穴４４Ｈに、わずかな隙間ばめ、又は締まりばめ程度で挿入され、さらに、インペラ嵌め合い円筒部４４ＪＨはスリーブ４９のインペラ嵌め合い穴４９ＪＨと、わずかな隙間ばめで挿入されている。従って、コンプレッサインペラ１６とシャフト２３との同心度を十分に確保することができる。インペラ嵌め合い円筒部４４ＪＨは、インペラ雄ねじ部４４Ａの先端部外周に設けても良いし、インペラ雄ねじ部４４Ａの付け根の終端部外周に設けても良い。
【００４７】
また、コンプレッサインペラ１６Ａ及びインペラ雄ねじ部４４Ａは、例えばアルミニウム合金の鋳物等で形成されている。一方、シャフト２３及びシャフト雄ねじ部４６は、鉄又はその合金等の、硬い材質によって形成されている。従って、コンプレッサインペラ１６Ａに一体に形成されたインペラ雄ねじ部４４Ａの直径を、シャフト２３先端部に設けたシャフト雄ねじ部４６の直径よりも大きくしていることにより、より低強度のアルミニウム合金の鋳物側の太さを太くすることになるので、いずれか一方が特に破損しやすいということが少ない。
【実施例３】
【００４８】
次に、実施例３について説明する。実施例３も実施例１とはＰ部の構造が異なる。実施例１と同一のものには同一の符号を付し説明を省略する。
実施例３の詳細図である図８（ａ）に示すように、シャフト２３Ｂの先端部には、シャフト２３Ｂと同心で円筒形に加工されたシャフト円筒部６０を備えている。
また、シャフト円筒部６０のさらに先端側には、シャフト雄ねじ部４６Ｂが設けられている。シャフト雄ねじ部４６Ｂのネジサイズよりもインペラ雄ねじ部４４Ｂは大きくしてあり、シャフト雄ねじ部４６Ｂよりインペラ雄ねじ部４４Ｂの外径は大きくなっている。シャフト雄ねじ部４６Ｂのさらに先端側には、シャフト２３Ｂと同心で円筒形に精密加工されたシャフト嵌め合い円筒部２３ＪＨを備えている。
【００４９】
スリーブ４９Ｂのシャフト側雌ねじ部５３Ｂとインペラ側雌ねじ部５２Ｂとの間にシャフト嵌め合い穴４９ＳＨが設けられている。シャフト嵌め合い円筒部２３ＪＨは、スリーブ４９Ｂのシャフト嵌め合い穴４９ＳＨと、わずかな隙間ばめで挿入される寸法となっている。シャフト２３Ｂの先端には、シャフト２３Ｂと同心で円筒形に精密加工された嵌め合い円筒部２３ＢＨを備えている。円筒部２３ＢＨはインペラ雄ねじ部４４Ｂの嵌め合い穴４４ＢＨと、わずかな隙間ばめで、又は締まりばめ程度で挿入される寸法となっている。シャフト嵌め合い円筒部２３ＪＨは、シャフト雄ねじ部４６Ｂの先端外周に設けても良いし、図８（ｂ）に示すように、シャフト嵌め合い円筒部２３ＪＨは、シャフト雄ねじ部４６Ｂの終端側に設けても良い。
【００５０】
図８（ａ）に示す、スリーブ４９Ｂは、スリーブ４９Ｂの内周部５８Ｂのシャフト２３Ｂ側には、シャフト雄ねじ部４６Ｂと合う、シャフト側雌ねじ部５３Ｂが設けられ、コンプレッサインペラ１６Ｂ側には、インペラ雄ねじ部４４Ｂと合う、インペラ側雌ねじ部５２Ｂが設けられている。シャフト雄ねじ部４６Ｂのネジサイズよりインペラ雄ねじ部４４Ｂを大きくしてあるので、シャフト側雌ねじ部５３Ｂよりインペラ側雌ねじ部５２Ｂのネジサイズは大きい。
【００５１】
図８（ａ）に示すように、シャフト雄ねじ部４６Ｂとインペラ雄ねじ部４４Ｂとは、インペラ側雌ねじ部５２Ｂ及びシャフト側雌ねじ部５３Ｂを設けたスリーブ４９Ｂを介して接続されている。
シャフト２３の嵌め合い円筒部２３ＢＨはコンプレッサインペラ１６Ｂの嵌め合い穴４４ＢＨに、わずかな隙間ばめ、又は締まりばめ程度で挿入され、さらに、シャフト嵌め合い円筒部２３ＪＨは、スリーブ４９Ｂのシャフト嵌め合い穴４９ＳＨと、わずかな隙間ばめで挿入されている。従って、コンプレッサインペラ１６とシャフト２３との同心度を十分に確保することができる。
【実施例４】
【００５２】
次に、実施例４について説明する。実施例４は実施例３に実施例２のスリーブとインペラの嵌め合い部を追加したものである。実施例３，４と同一のものには同一の符号を付し説明を省略する。
実施例４の詳細図である図９に示すように、シャフト２３Ｂには、シャフト円筒部６０、シャフト雄ねじ部４６Ｂ、シャフト嵌め合い円筒部２３ＪＨを備えている。スリーブ４９Ｃにはシャフト嵌め合い穴４９ＳＨが設けられている。シャフト嵌め合い円筒部２３ＪＨは、スリーブ４９Ｂのシャフト嵌め合い穴４９ＳＨと、わずかな隙間ばめ度で挿入される寸法となっている。シャフト２３Ｂの先端には、嵌め合い円筒部２３ＢＨを備えている。嵌め合い円筒部２３ＢＨはインペラ雄ねじ部４４Ａの嵌め合い穴４４Ｈと、わずかな隙間ばめ、又は締まりばめ程度で挿入される寸法となっている。
【００５３】
インペラ雄ねじ部４４Ａの先端には、インペラ雄ねじ部４４Ａと同心で円筒形に精密加工されたインペラ嵌め合い円筒部４４ＪＨを備えている。スリーブ４９Ｃのシャフト側雌ねじ部５３Ｃとインペラ側雌ねじ部５２Ｃとの間にシャフト嵌め合い穴４９ＪＨＣが設けられている。インペラ嵌め合い円筒部４４ＪＨはスリーブ４９Ｃのインペラ嵌め合い穴４９ＪＨＣと、わずかな隙間ばめで挿入される寸法となっている。
【００５４】
図９に示す、スリーブ４９Ｃは、スリーブ４９Ｃの内周部５８Ｃのシャフト２３Ｂ側には、シャフト雄ねじ部４６Ｂと合う、シャフト側雌ねじ部５３Ｃが設けられ、コンプレッサインペラ１６Ａ側には、インペラ雄ねじ部４４Ａと合う、インペラ側雌ねじ部５２Ｃが設けられている。
【００５５】
図９に示すように、シャフト雄ねじ部４６Ｂとインペラ雄ねじ部４４Ａとは、インペラ側雌ねじ部５２Ｃ及びシャフト側雌ねじ部５３Ｃを設けたスリーブ４９Ｃを介して接続されている。
【００５６】
シャフト２３の嵌め合い円筒部２３ＢＨはコンプレッサインペラ１６の嵌め合い穴４４Ｈに、わずかな隙間ばめ、又は締まりばめ程度で挿入され、さらに、シャフト嵌め合い円筒部２３ＪＨは、スリーブ４９Ｃのシャフト嵌め合い穴４９ＳＨと、わずかな隙間ばめで挿入され、インペラ嵌め合い円筒部４４ＪＨはスリーブ４９Ｃのインペラ嵌め合い穴４９ＪＨＣと、わずかな隙間ばめで挿入されている。従って、コンプレッサインペラ１６Ａとシャフト２３Ｂとの同心度を十分に確保することができる。
【実施例５】
【００５７】
次に、実施例５について説明する。実施例５は実施例３に対して図１０に示すプレート７０を追加した点が異なる。
実施例５の詳細図である図１０に示すように、シャフト２３Ｄには、シャフト円筒部６０、シャフト雄ねじ部４６Ｄ、シャフト嵌め合い円筒部２３ＪＨＤを備えている。スリーブ４９Ｄには、シャフト嵌め合い穴４９ＳＨＤが設けられている。シャフト２３Ｄの先端には、嵌め合い円筒部２３ＤＨを備え、インペラ雄ねじ部４４Ｄの嵌め合い穴４４ＤＨと、わずかな隙間ばめ、又は締まりばめ程度で挿入される寸法となっている。
【００５８】
図１０に示す、スリーブ４９Ｄは、シャフト側雌ねじ部５３Ｄ、インペラ側雌ねじ部５２Ｄが設けられている。
【００５９】
コンプレッサインペラ１６Ｄとシャフト２３Ｄとを締め付けた場合に、コンプレッサインペラ１６Ｄの円筒部４３Ｄの端面４３ＤＴとスリーブ４９Ｄの端面４９ＤＴとは隙間があくような寸法としてあり、インペラ雄ねじ部４４Ｄの端面４４ＤＴとスリーブ４９Ｄの段付部４９ＤＤとの間にワッシャ状のプレート７０を挟んで締め付けている。プレート７０はコンプレッサインペラ１６Ｄよりも硬い材料にしてあり、コンプレッサインペラ１６Ｄの取り付けに当たって、締め付けトルクを掛けるとき押し当てるコンプレッサインペラ１６Ｄ側の端面を広くあてることができるので面圧を低減できる。
【００６０】
また、本発明では、シャフトにシャフト雄ねじ部を設け、これに雌ねじ部を有するスリーブをねじ込んでいる。これにより、シャフトに雌ねじを設けるような形態に比べると、インペラ側雌ねじ部５２Ｄのねじ径を大きくでき、締結強度を向上できる
【００６１】
また、スリーブの外周部にシール溝５０を設けており、コンパクトな構成でオイルをシールすることができる。
【００６２】
また、前記のコンプレッサインペラの雄ねじ、シャフトの雄ねじ、及びスリーブの雌ねじを、コンプレッサインペラの入口である吸気流入口２７から見たとき、コンプレッサインペラが左回転の場合は、右ねじとし、コンプレッサインペラが右回転の場合は、左ねじとすることにより、コンプレッサインペラが急加速されて回転する場合の慣性力による回転トルクが、ねじが締まる方向に働くのでねじの緩みを防止することができる。
【００６３】
尚、本発明については、ターボチャージャに関する応用例についてのみ説明したが、例えばマイクロガスタービンや機械駆動式過給機など、他のターボ機械にも応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施例１のターボチャージャの断面図。
【図２】実施例１のコンプレッサインペラの側面図。
【図３】図２の断面図。
【図４】図１のＰ部詳細図。
【図５】コンプレッサインペラを組み込むための手順を示すフローチャート。
【図６】取付孔の内径と応力の大きさとの関係を示すグラフ。
【図７】実施例２の詳細図。
【図８】実施例３の詳細図。
【図９】実施例４の詳細図。
【図１０】実施例５の詳細図。
【図１１】一般的なターボチャージャの側面断面図。
【図１２】コンプレッサインペラの側面断面図。
【図１３】特許文献１に関わるコンプレッサインペラの断面図。
【符号の説明】
【００６５】
１１：ターボチャージャ、１２：排気側部、１３：吸気側部、１４：タービンインペラ、１５：排気側ハウジング、１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｄ：コンプレッサインペラ、２３，２３Ｂ，２３Ｄ：シャフト、２３Ｈ，２３ＢＨ，２３ＤＨ：嵌め合い円筒部、２３ＪＨ，２３ＪＨＤ：シャフト嵌め合い円筒部、２７：吸気流入口、４３Ｈ：インペラ嵌め合い円筒部、４４，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｄ：インペラ雄ねじ部、４４Ｈ，４４ＢＨ，４４ＤＨ：嵌め合い穴、４４ＪＨ，４４ＪＨＣ：インペラ嵌め合い円筒部、４６，４６Ｂ，４６Ｄ：シャフト雄ねじ部、４９，４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃ，４９Ｄ：スリーブ、４９ＪＨ，４９ＪＨＣ：インペラ嵌め合い穴、４９ＳＨ，４９ＳＨＤ：シャフト嵌め合い穴、５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ：雌ねじ部、５３，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ：雌ねじ部、５６：ディフーザ、５７：インペラ嵌め合い穴、７０：プレート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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