JP2009228446A - Supercharger and method for housing sensor output line of turbine shaft - Google Patents
Supercharger and method for housing sensor output line of turbine shaft Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009228446A JP2009228446A JP2008071448A JP2008071448A JP2009228446A JP 2009228446 A JP2009228446 A JP 2009228446A JP 2008071448 A JP2008071448 A JP 2008071448A JP 2008071448 A JP2008071448 A JP 2008071448A JP 2009228446 A JP2009228446 A JP 2009228446A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine shaft
- output line
- sensor output
- sensor
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
本発明は、過給機及びタービン軸のセンサ出力線収容方法に関するものである。 The present invention relates to a method for accommodating a sensor output line of a turbocharger and a turbine shaft.
下記特許文献１，２には、タービン軸に挿入されたコンプレッサインペラを締結具（ナット）で固定するターボ過給機が開示されている。このようなターボ過給機を組み立てる場合には、コンプレッサインペラとタービン軸との滑りが生じないよう、かつ、タービン軸に機械的ダメージを与えないように、タービン軸に作用する軸力が所定値となるように締結具を締め付ける必要がある。従来では、締結具（ナット）に作用するトルクをトルクレンチ等で計測することによって上記軸力を評価している。
ところで、上記従来の軸力評価手法は、精度の面で大きな問題がある。すなわち、上記トルクと軸力との関係は、コンプレッサインペラあるいは締結具（ナット）等の表面性の違いや締め付け作業を行う作業者の個体差等に起因して変動し、極端な場合には３０パーセント程の大きな誤差を生じ得る。一方、現状では、過給機のタービン軸の組み立てに要求される軸力の設定精度を満足する性能を有する軸力測定器は実用化されていない。 By the way, the conventional axial force evaluation method has a big problem in terms of accuracy. That is, the relationship between the torque and the axial force fluctuates due to a difference in surface properties such as a compressor impeller or a fastener (nut), individual differences of workers performing a tightening operation, and the like, and 30 in an extreme case. An error as large as a percentage can occur. On the other hand, at present, an axial force measuring instrument having a performance that satisfies the axial force setting accuracy required for assembling the turbocharger turbine shaft has not been put into practical use.
ここで、タービン軸に作用する軸力を高精度に測定する手法として、軸力を正確に反映する物理量をセンサによって計測し、この計測した物理量に基づいて軸力を求めることが考えられる。そして、この構成としては、タービン軸のコンプレッサインペラの挿入部の内部や表面にセンサ（例えば、歪みゲージ）を設けて、このセンサ近傍から他端端面まで貫通孔を形成し、前記貫通孔にセンサの出力線（センサ出力線）を挿通させるものが考えられる。 Here, as a technique for measuring the axial force acting on the turbine shaft with high accuracy, a physical quantity that accurately reflects the axial force is measured by a sensor, and the axial force is obtained based on the measured physical quantity. And as this structure, a sensor (for example, a strain gauge) is provided in the insertion part or surface of the compressor impeller of the turbine shaft, a through hole is formed from the vicinity of the sensor to the other end face, and the sensor is provided in the through hole. It is possible to insert the output line (sensor output line).
しかしながら、上記の構成では、過給機を稼働する際にセンサ出力線がコンプレッサインペラに絡まないようにセンサ出力線を切断しなければならない。すなわち、メンテナンス時等に軸力を再設定する際には過給機を分解して、改めてセンサ出力線が未切断状態のタービン軸に交換する必要があり、軸力の再設定が煩雑になって非効率的であるという問題がある。特に、タービン軸に対するコンプレッサインペラの滑りの有無を確認する試験では、複数の軸力値を設定して実際に過給機を稼働して滑りの有無を確認するので、一の軸力値で稼働した後に分解と組み立てが繰り返されて、多大な労力・時間を要するという問題がある。 However, in the above configuration, when operating the turbocharger, the sensor output line must be cut so that the sensor output line is not entangled with the compressor impeller. In other words, when resetting the axial force during maintenance, etc., it is necessary to disassemble the turbocharger and replace it with a turbine shaft whose sensor output line is not cut again, which makes the resetting of the axial force complicated. And inefficient. In particular, in a test to check the presence or absence of slippage of the compressor impeller relative to the turbine shaft, multiple axial force values are set and the turbocharger is actually operated to check for slippage. After that, disassembly and assembly are repeated, and there is a problem that much labor and time are required.
また、タービン軸の状態をより好適に調査したり、管理したりするために、例えば、タービン軸の温度を測定するための温度センサとして、熱電対等を設けることが考えられる。しかしながら、このようなセンサも、上記と同様に、センサ出力線が過給機を稼働する際に切断しなければならず、また、センサ出力線を安定した状態で保持することが難しいという問題があった。
従って、実際には、タービン軸に各種センサを取り付けることは困難であるという問題がある。
In order to investigate or manage the state of the turbine shaft more appropriately, for example, it is conceivable to provide a thermocouple or the like as a temperature sensor for measuring the temperature of the turbine shaft. However, such a sensor also has a problem that, as described above, the sensor output line must be disconnected when the turbocharger is operated, and it is difficult to hold the sensor output line in a stable state. there were.
Therefore, in practice, there is a problem that it is difficult to attach various sensors to the turbine shaft.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、タービン軸に設けたセンサ出力線を好適に保持することができ、過給機を安定的に稼動させることができる過給機及びタービン軸のセンサ出力線収容方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is capable of suitably holding a sensor output line provided on a turbine shaft, and capable of stably operating a supercharger and a turbine. It aims at providing the sensor output line accommodation method of an axis | shaft.
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、過給機に係る第一の解決手段として、ケーシングと、タービン軸の一端にタービンインペラが固着されると共にタービン軸の他端側に形成されて先端にネジ部が形成された挿入部を挿通されたコンプレッサインペラが前記タービン軸の一端と他端との間に形成された受け面に前記ネジ部に螺着した締結ナットで押圧固定された回動部と、該回動部を前記ケーシングに対して回動自在に支持する軸受け部とを備える過給機であって、前記回動部は、前記タービン軸に設けられたセンサと、前記タービン軸の内部において前記センサ近傍から軸端まで形成された貫通孔と、該貫通孔に挿通されて前記軸端から引き出された前記センサのセンサ出力線を収容する収容部と、を備える、という手段を採用する。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
That is, according to the present invention, as a first solving means related to the supercharger, a turbine impeller is fixed to one end of a casing and a turbine shaft, and is formed on the other end side of the turbine shaft, and a screw portion is formed at the tip. A rotating portion in which the compressor impeller inserted through the inserted portion is pressed and fixed by a fastening nut screwed to the screw portion on a receiving surface formed between one end and the other end of the turbine shaft; A turbocharger including a bearing portion that rotatably supports the casing with respect to the casing, wherein the rotating portion includes a sensor provided on the turbine shaft, and the vicinity of the sensor within the turbine shaft. A through hole formed from the shaft end to the shaft end, and a housing portion that houses the sensor output line of the sensor inserted through the through hole and pulled out from the shaft end.
また、過給機に係る第二の解決手段として、上記過給機に係る第一の解決手段において、前記収容部が、前記センサ出力線をコイル状に収容する、という手段を採用する。 Further, as a second solving means relating to the supercharger, a means is adopted in which, in the first solving means relating to the supercharger, the accommodating portion accommodates the sensor output line in a coil shape.
また、過給機に係る第三の解決手段として、上記過給機に係る第二の解決手段において、前記収容部が、前記センサ出力線の形状を保持するボビン部を備える、という手段を採用する。 Further, as a third solving means relating to the supercharger, in the second solving means relating to the supercharger, a means is adopted in which the housing portion includes a bobbin portion that holds the shape of the sensor output line. To do.
また、過給機に係る第四の解決手段として、上記過給機に係る第一から第三の解決手段のうちいずれかの解決手段において、前記センサが、歪みゲージである、という手段を採用する。 Further, as a fourth solving means relating to the supercharger, a means is adopted in which, in any of the first to third solving means relating to the supercharger, the sensor is a strain gauge. To do.
また、過給機に係る第五の解決手段として、上記過給機に係る第一から第四の解決手段のうちいずれかの解決手段において、前記収容部が、前記コンプレッサインペラのネジ止め固定によって生ずる前記タービン軸の軸力値を変化させないで前記センサ出力線を収容自在である、という手段を採用する。 Further, as a fifth solving means related to the supercharger, in any one of the first to fourth solving means related to the supercharger, the housing portion is fixed by screwing the compressor impeller. The sensor output line can be accommodated without changing the generated axial force value of the turbine shaft.
また、タービン軸のセンサ出力線収容方法に係る第一の解決手段として、タービン軸に設けられたセンサに接続されたセンサ出力線の収容方法であって、予めタービン軸内部にセンサ出力線の貫通孔と、コンプレッサインペラを挿入するタービン軸の挿入部近傍に収容部とを設け、前記貫通孔から引き出されたセンサ出力線を収容する、という手段を採用する。 In addition, as a first means for solving the sensor output line accommodation method of the turbine shaft, there is a method of accommodating a sensor output line connected to a sensor provided in the turbine shaft, and the sensor output line is penetrated into the turbine shaft in advance. A means is provided in which a hole and an accommodating part are provided in the vicinity of the insertion part of the turbine shaft into which the compressor impeller is inserted, and the sensor output line drawn from the through hole is accommodated.
また、タービン軸のセンサ出力線収容方法に係る第二の解決手段として、上記タービン軸のセンサ出力線の収容方法に係る第一の解決手段において、前記センサ出力線をコイル状に巻いた後に収容部へ収容する、という手段を採用する。 Further, as a second solving means relating to the turbine shaft sensor output line accommodating method, in the first solving means relating to the turbine shaft sensor output line accommodating method, the sensor output line is accommodated after being wound in a coil shape. Adopting the means of accommodating in the part.
本発明によれば、タービン軸内部の貫通孔に挿通されて軸端から引き出されたセンサ出力線の収容部を備えるので、センサ出力線が収容自在となる。これにより、過給機の稼働時には、センサ出力線を切断せずに収容部に収容することで、センサ出力線を好適に保持することができ、また、過給機を安定的に稼働することが可能となる。計測時にはセンサ出力線を収容部から取り出すことで、測定対象（例えば、軸力を正確に反映する物理量等）を何度でも計測することが可能となる。従って、高精度に軸力を測定することができ、かつ、容易に軸力の再設定をすることができる。また、タービン軸やタービン軸に設けたセンサを繰り返し利用することができるので、経済的である。 According to the present invention, the sensor output line is accommodated because the sensor output line is accommodated in the through hole in the turbine shaft and drawn from the shaft end. Thereby, at the time of operation of the supercharger, the sensor output line can be suitably held by accommodating the sensor output line in the accommodating portion without cutting, and the supercharger can be operated stably. Is possible. By taking out the sensor output line from the housing at the time of measurement, it becomes possible to measure the measurement target (for example, a physical quantity that accurately reflects the axial force) any number of times. Therefore, the axial force can be measured with high accuracy, and the axial force can be easily reset. Further, the turbine shaft and the sensor provided on the turbine shaft can be used repeatedly, which is economical.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る過給機Ａの構成を示す断面図、図２は、本過給機Ａにおける回動部１の一部断面図、図３は、回動部１の要部拡大図であって、図３（ａ）は、図２におけるIIIａ矢視図であり、図３（ｂ）は、図２における要部IIIｂの拡大図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）におけるIIIｃ矢視図である。ここで、図において、回動部１の中心軸（軸心）をＰとする。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a supercharger A according to the present embodiment, FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a
図１に示すように、本過給機Ａは、回動部１を軸受け部１０を介してケーシング２０に回転自在に装着したものである。
As shown in FIG. 1, the supercharger A is one in which a
回動部１は、図１及び図２に示すように、タービン軸２、タービンインペラ３、コンプレッサインペラ４、締結ナット５、一対の歪みゲージ６Ａ，６Ｂ、スラストブッシュ７，油切り８及び収容部９から構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
タービン軸２は、軸心が回動部１の中心軸Ｐ上に配置されて、軸受け部１０に回動可能に支持される大径の被支持部２ａ及びコンプレッサインペラ４とスラストブッシュ７と油切り８とに挿入する小径の挿入部２ｂを備えている。また、被支持部２ａと挿入部２ｂとの境界には、中心軸Ｐに直交する受け面２ｃが形成されている。
The
挿入部２ｂの外周面には、他端にネジ部２ｄが（図２参照）、また中心軸Ｐの方向において、コンプレッサインペラ４の最大径に対応した位置に二つの面取り部２ｅが形成されている（図３（ａ），（ｂ）参照）。これら二つの面取り部２ｅは、軸心（中心軸Ｐ）を挟んで対称となるように、また、それぞれの平面が平行となるように形成されたものである。
On the outer peripheral surface of the
また、図２及び図３に示すように、挿入部２ｂの内部には、二つの面取り部２ｅと軸端２ｆとを貫通する貫通孔２ｇが形成されている。この貫通孔２ｇは、放電加工によって穿孔したものであり、軸端２ｆの中心から中心軸Ｐに沿って挿入部２ｂの略中央の分岐点Ｑまで穿孔した細孔２ｇ１と各面取り部２ｅから分岐点Ｑまで穿孔した二つの細孔２ｇ２からなる。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a
図３（ｂ）に示すように、細孔２ｇ２は、軸端２ｆ側に向かうに従って中心軸Ｐに向かうように、中心軸Ｐに対して傾斜させた状態で形成されており、二つの細孔２ｇ２と細孔２ｇ１との間のそれぞれの角度が鈍角になっている。
なお、この貫通孔２ｇは、挿入部２ｄの外径の約９ｍｍであるのに対して、その孔径が約１ｍｍとなっており、挿入部２ｂの剛性を十分に確保しつつ、後述の２つのリード線６ａ，７ａを確実に挿通することができるものとなっている。
As shown in FIG. 3B, the pore 2g2 is formed in an inclined state with respect to the central axis P so as to be directed to the central axis P toward the
The
図２に戻って、タービンインペラ３は、放射状に形成された複数の長翼及び短翼が交互に設けられたものであり、タービン軸２の一端に固着されている。具体的には、タービン軸２における被支持部２ａ側の端面に溶接により固着されている。
Returning to FIG. 2, the
コンプレッサインペラ４は、タービンインペラ３と同様に複数の長翼と短翼が交互に設けられたものであり、挿入孔４ａに挿入部２ｂに挿入されてスラストブッシュ７と油切り８を介して締結ナット５により押圧固定されている。
Like the
締結ナット５は、ネジ部２ｄに螺着しており、コンプレッサインペラ４とスラストブッシュ７と油切り８とを受け面２ｃに押圧してそれぞれをタービン軸２（挿入部２ｂ）に固定している。この締結ナット５は、挿入部２ｂに軸力値Ｆ２が発生するように締め付けられている。この軸力値Ｆ２は、コンプレッサインペラ４がタービン軸２に対してスリップをすることがなく、かつ、タービン軸２が破損するおそれのない軸力値に設定されている。
The
歪みゲージ（センサ）６Ａ，６Ｂは、面取り部２ｅに設けられて、それぞれのリード線（センサ出力線）６ａ，６ｂが貫通孔２ｇを挿通して軸端２ｆまで引き出されている。
図３（ａ），（ｂ）に示すように、歪みゲージ６Ａ，６Ｂは、中心軸Ｐの軸方向においてコンプレッサインペラ４の最大径に対応した位置に中心軸Ｐを挟んで対称となるように、また、図３（ｃ）に示すように、中心軸Ｐ方向の歪みを検出することができるように貼付されている。
The strain gauges (sensors) 6A and 6B are provided in the chamfered
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
リード線６ａ，６ｂは、それぞれの一端を各面取り部２ｅ側の開口から細孔２ｇ２に沿って分岐点Ｑまで斜めに挿入し、さらに、軸端２ｆまで挿入したものである。この際、上述したように、二つの細孔２ｇ２と細孔２ｇ１との間のそれぞれの角度が鈍角になっているので、リード線６ａ，６ｂを貫通孔２ｇの途中で角部などに邪魔されることなく、円滑に進入させることができる。なお、貫通孔２ｇから引き出されたリード線６ａ，７ａの一端は、不図示の歪み軸力変換器に接続されている。
Each of the
スラストブッシュ７は、後述のスラストベアリング１５に回動部１の軸方向の荷重を伝えるものであり、回動部１を構成すると共に軸受け部１０を構成する。このスラストブッシュ７は、フランジが形成された略円筒形状の部材であり、フランジ側の一方の端面が受け面２ｃに、他方の端面が油切り８に当接しており、コンプレッサインペラ４と同様に締結ナット５によってタービン軸２に押圧固定されている。
The
油切り８は、後述のベアリングケーシング２１に供給されるオイルＯをシールプレート２３と共にシールする部材である。この油切り８は、外周面に凹部が周状に形成された略円筒形状のものであり、一方の端面がスラストブッシュ７と、他方の端面がコンプレッサインペラ４に当接しており、締結ナット５によってタービン軸２に押圧固定されている。
The oil drainer 8 is a member that seals the oil O supplied to a bearing
収容部９は、該貫通孔２ｇに挿通されて軸端２ｆから引き出された歪みゲージ６Ａ，６Ｂのリード線６ａ，６ｂを収容するものである。
The
図５は、収容部９の拡大図であって、図５（ａ）は収容部９の構成を示す断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）おけるIVｂ矢視図であり、図６は、収容部９の組み立て構成図である。
図に示すように、収容部９は、取付部９Ａ、ボビン部９Ｂ、蓋部９Ｃを備えている。
FIG. 5 is an enlarged view of the
As shown in the figure, the
取付部９Ａは、略円筒形状に形成された部材であって、一端側に大きい外径の大外径部９ａ１が、他端側に小さい外径の小外径部９ａ２が形成されると共に大外径部９ａ１と小外径部９ａ２の間がテーパ状に形成された部材である。
取付部９Ａの外周面において、大外径部９ａ１には、スパナを係合させるための面取り部９ａ３が中心軸を挟んで対称となるように二つ設けられ、小外径部９ａ２には、雄ネジ部９ａ４が設けられている。
The
On the outer peripheral surface of the mounting
また、取付部９Ａには貫通孔９ａ５が形成されている。この貫通孔９ａ５には、大外径部９ａ１側にタービン軸２のネジ部２ｄに螺着している雌ネジ部９ａ６が設けられると共に、この雌ネジ部９ａ６の小外径部９ａ２側の端部近傍に軸端２ｆに当接してタービン軸２を係止している係止面９ａ７が設けられている。
また、取付部９Ａの小外径部９ａ２側の端面には、貫通孔９ａ５を囲むようにざぐり部９ａ８が形成されている。
A through hole 9a5 is formed in the
A counterbore portion 9a8 is formed on the end surface of the
ボビン部９Ｂは、一端にフランジ９ｂ１が形成された略円筒形状の部材であり、フランジ９ｂ１が取付部９Ａのざぐり部９ａ８に嵌合するように貫通孔９ａ５に挿入されている。この状態において、ボビン部９Ｂの端面がタービン軸２の軸端２ｆと一定の隙間Ｓ１を介して対向しており、ボビン部９Ｂの周面が貫通孔９ａ５を形成する取付部９Ａの内周面と隙間Ｓ２を介して対向している。
The
蓋部９Ｃは、一方の端面が開口する略円筒形状の部材であり、内周面には開口側から雌ネジ部９ｃ１が形成されている。この雌ネジ部９ｃ１と雄ネジ部９ａ４を螺着させて蓋部９Ｃを締め込むとボビン部９Ｂがざぐり部９ａ８に押圧されてボビン部９Ｂが固定されるようになっている。すなわち、フランジ９ｂ１がざぐり部９ａ８と蓋部９Ｃの奥面との間に挟まれて、ボビン部９Ｂが取付部９Ａに対して固定されるようになっている。
The
また、蓋部９Ｃの外周面には、スパナを係合させるための面取り部９ｃ２が中心軸を挟んで対称となるように二つ設けられている。なお、取付部９Ａの面取り部９ａ３、蓋部９Ｃの面取り部９ｃ２に代えて、スパナ等の工具によって保持可能な他の形状、例えば取付部９Ａの外形が六角ナット状となるように外面を形成してもよい。
Further, two chamfered portions 9c2 for engaging the spanner are provided on the outer peripheral surface of the
このような構成の収容部９は、貫通孔２ｇに挿通されて軸端２ｆから引き出された歪みゲージ６Ａ，６Ｂのリード線６ａ，６ｂを収容する。すなわち、収容部９は、取付部９Ａの雌ネジ部９ａ６が締結ナット５よりも軸端２ｆ側のネジ部２ｄに螺着することにより、タービン軸２の軸端２ｆ近傍に固定されており、タービン軸２の軸端２ｆから引き出されたリード線６ａ，６ｂを隙間Ｓ２に収容している。そして、リード線６ａ，６ｂは、ボビン部９Ｂに巻きつけられて、コイル状に収容されると共にボビン部９Ｂがこの形状を保持している。なお、取付部９Ａ及び／又は蓋部９Ｃは、外周面を削って調芯ができるように削りしろを設けてもよい。すなわち、取付部９Ａ及び／又は蓋部９Ｃを、要求される剛性を満たす大きさよりも若干大きめに構成すれば、回動部１を組み立てた後に行われる回動部１の回転バランスを修正する際に、取付部９Ａの外面及び／又は蓋部９Ｃを切削することにより、回転バランスを修正することができる。また、このような回転バランスの修正は、締結ナット５の一部を切削しても行うことができる。
The
軸受け部１０は、本実施形態においては、フルフロート式の浮動ブッシュ軸受構造となっており、スラストブッシュ７、ベアリングケーシング２１、一対のフローティングメタル１２Ａ，１２Ｂ、スラストベアリング１５、一対のリテーニングリング１３、軸受スペーサ１４及びオイルＯから構成されている。なお、ベアリングケーシング２１は、軸受け部１０を構成すると共にケーシング２０を構成するものである。
In the present embodiment, the bearing
ベアリングケーシング２１は、タービン軸２が挿通する軸挿通孔２１ａと車両から供給されるオイルＯの流路２１ｂとが形成されたものである。この流路２１ｂは、オイルＯがフローティングメタル１２Ａ，１２Ｂとスラストブッシュ７とに供給された後に、主にタービンケーシング２２側が冷却されるように構成されて、最後に外部に排出されるように形成されている。
The bearing
フローティングメタル１２Ａ，１２Ｂは、周面に複数の貫通孔を備える円筒部材であり、上記タービン軸２（被支持部２ａ）の所定間隔を隔てた２点と後述のベアリングケーシング２１との間に設けられている。
The floating
リテーニングリング１３は、断面がＣ字形状に形成されたものであり、軸挿通孔２１ａを形成する周壁に設けられた周溝に係止されて、フローティングメタル１２Ａの軸方向への移動を制限している。
軸受スペーサ１４は、リング状の部材であり、軸挿通孔２１ａの周壁に係止してスラストブッシュ７と共にフローティングメタル１２Ｂの軸方向への移動を制限している。
The retaining ring 13 has a C-shaped cross section and is locked to a circumferential groove provided in a peripheral wall forming the
The bearing spacer 14 is a ring-shaped member, and is locked to the peripheral wall of the
スラストベアリング１５は、中空円盤形状の部材であり、スラストブッシュ７を介してタービン軸２を挿通する。そして、スラストブッシュ７のフランジ部をベアリングケーシング２１及びフローティングメタル１２Ｂと挟み込むようにして、ベアリングケーシング２１に固定されている。このような構成により、スラストベアリング１５は、タービン軸２のスラスト方向の荷重をスラストブッシュ７から受けるようになっている。
The
このような軸受け部１０は、過給機Ａの稼動時にオイルＯが絶えず供給されて、フローティングメタル１２Ａ，１２Ｂの内周面上及び外周面上に油膜が形成・保持される。そして、フローティングメタル１２Ａ，１２Ｂの内方で油膜を介してタービン軸２が回転し、タービン軸２の回転に伴って油膜を介してフローティングメタル１２Ａ，１２Ｂが回転運動する。フローティングメタル１２Ａ，１２Ｂの回転数は、例えばタービン軸２の回転数の数十％程度である。このような構成により、タービン軸２が高い回転数で回転しても回動自在に支持することができるようになっている。
In such a
ケーシング２０は、ベアリングケーシング２１の一端にタービンケーシング２２を、またベアリングケーシング２１の他端にシールプレート２３を、このシールプレート２３にコンプレッサケーシング２４を接合して構成されている。
The
タービンケーシング２２は、タービンインペラ３を収容する収容部２２ａと収容部２２ａに巻きつくように形成されたスクロール部２２ｂを備え、ベアリングケーシング２１と接合することによって車両から供給される排気ガスの流路を形成している。
The
シールプレート２３は、略円盤状の部材であり、略中央に形成された貫通口に油切り８を介してタービン軸２を挿通する。この貫通口には、リング状のシールリング２３ａが設けられており、このシールリング２３ａと上述した油切り８の外周面に設けられた凹部にシールリング２３ａが係合することによって、ベアリングケーシング２１に供給されたオイルＯがコンプレッサケーシングに漏出することを防止している。
The
コンプレッサケーシング２４は、コンプレッサインペラ４を収容する収容部２４ａと収容部２４ａに巻きつくように形成されたスクロール部２４ｂを備え、ベアリングケーシング２１と接合することによって車両に供給する空気の流路を形成している。
The
次に、上記のような構成を備える過給機Ａの作用及びリード線の収容方法について説明する。なお、収容部９と締結ナット５は挿入部２ｂから取り外され、リード線６ａ，６ｂは軸端２ｆから引き出されているものとし、タービンケーシング２２及びコンプレッサケーシング２４は、シールプレート２３を取り付けた状態のベアリングケーシング２１から取り外されているものとする。
Next, the effect | action of the supercharger A provided with the above structures and the accommodation method of a lead wire are demonstrated. The
過給機Ａの組み立て時において、タービン軸２の挿入部２ｂにスラストブッシュ７，油切り８，コンプレッサインペラ４を挿入した状態で、ネジ部２ｄに締結ナット５を螺着させて、タービン軸２を固定し、締結ナット５をスパナによって締め込む。さらに、取付部９Ａをネジ部２ｄに螺着させる。その後、リード線６ａ，６ｂを歪み軸力変換機（不図示）に接続する。
At the time of assembling the turbocharger A, with the
締結ナット５の端面がコンプレッサインペラ４に当接し、さらにスパナを締め込むとコンプレッサインペラ４と油切り８とスラストブッシュ７とが締結ナット５と受け面２ｃとに押圧されると共に挿入部２ｂが軸方向に引っ張られて、挿入部２ｂに軸方向の歪みεと軸力Ｆ（引張応力）が発生する。
When the end surface of the
歪みゲージ６Ａ，６Ｂは、この際に生じる核面取り部２ｅの歪みεを検出して、リード線６ａ，６ｂに接続された歪み軸力変換器に各検出値εａとεｂを伝送する。
The strain gauges 6A and 6B detect the strain ε of the
リード線６ａ，６ｂに接続された歪み軸力変換器（不図示）には、この特性曲線が示す歪みεと軸力Ｆとの関係を示すデータが予め記憶されており、二つの歪みゲージ６Ａ，６Ｂから歪みεの各検出値が入力されると入力された二つの検出値の平均値を算出して、この値に対応する軸力Ｆの測定値が歪み軸力変換器に備えられたモニターに示されるようになっている。なお、この際、タービン軸２に作用する曲げ方向の歪み成分は相殺され、軸方向成分である軸力のみが正確に測定される。
In a strain axial force transducer (not shown) connected to the
図６は、挿入部２ｂに発生する軸力Ｆと歪みεの関係を示す特性曲線を示したものである。
この図６に示す特性曲線図は、予めタービン軸２と同等部品を用意し、挿入部２ｂについて引張試験を行って、軸力Ｆ（引張荷重）と歪みεとの関係を求めたものである。
FIG. 6 shows a characteristic curve showing the relationship between the axial force F generated in the
The characteristic curve diagram shown in FIG. 6 is obtained by preparing components equivalent to the
歪み軸力変換器は、リード線６ａ，６ｂから伝送された各検出値εａとεｂの平均値を算出すると共に、図６に示す特性曲線図に基づいて、算出された平均値を軸力Ｆに換算して、この変換した軸力Ｆの軸力値Ｆ１をモニターに表示する。そして、歪みεが検出値ε２になるまで、すなわち、規定された軸力値Ｆ２まで締結ナット５を締め付ける。
このように歪みゲージ６Ａ，６Ｂを利用すれば、検出された歪み量εに基づき高精度に軸力Ｆを測定することが可能である。
The strain axial force transducer calculates the average value of the detected values ε a and ε b transmitted from the
By using the
規定された軸力値Ｆ２に達した後に、歪み軸力変換機と接続されていたリード線６ａ，６ｂの先端部を外して、収容部９から取り外していたボビン部９Ｂに巻き付ける。そして、リード線６ａ，６ｂの先端部までボビン部に巻きつけた後に、ボビン部９Ｂを取付部９Ａの貫通孔９ａ５に挿入する。
After reaching the prescribed axial force value F2, the tip ends of the
そして、面取り部９ａ３にスパナを係合させて取付部９Ａを固定すると共に、蓋部９Ｃの面取り部９ｃ２にスパナを係合させて蓋部９Ｃを締め込む。この際、蓋部９Ｃを締めこんでも、収容部９と締結ナットは互いに独立しており、軸力Ｆが変化することはない。蓋部９Ｃを取り外す場合も同様である。
Then, the attaching
このようにして、ボビン部９Ｂがざぐり部９ａ８に押圧されてボビン部９Ｂが固定される。すなわち、リード線６ａ，６ｂは、隙間Ｓ１及びＳ２に配置されるようにして収容部９に収容される。
In this way, the
そして、コンプレッサケーシング２４がシールプレート２３に取り付けられて、過給機Ａが組み立てられる。この過給機Ａの稼働の際には、リード線６ａ，６ｂは収容部９に収容されているので、リード線６ａ，６ｂがコンプレッサインペラ４に絡むことなく稼働する。
Then, the
軸力Ｆの再計測時には、面取り部９ａ３にスパナを係合させて取付部９Ａを固定し、蓋部９Ｃの面取り部９ｃ２にスパナを係合させて蓋部９Ｃを緩めて、ボビン部９Ｂに巻かれたリード線を取り出した後に歪み軸力変換機に接続し、上述した方法により軸力を測定すればよい。
At the time of re-measurement of the axial force F, the spanner is engaged with the chamfered portion 9a3 to fix the
以上説明した通り、本発明によれば、タービン軸２の貫通孔２ｇに挿通されて軸端２ｆから引き出されたリード線６ａ，６ｂの収容部９を備えるので、リード線６ａ，６ｂが収容自在となる。これにより、過給機Ａの稼働時には、リード線６ａ，６ｂを切断せずに収容部９に収容することで過給機Ａを安定的に稼働することが可能となると共に、歪み量εの計測時にはリード線６ａ，６ｂを収容部９から取り出すことで、軸力Ｆを正確に反映する歪み量εを何度でも計測することが可能となる。従って、本過給機Ａによれば、高精度に軸力Ｆを測定することができ、かつ、容易に軸力Ｆの再設定をすることができる。
As described above, according to the present invention, since the
また、収容部９が、リード線６ａ，６ｂをコイル状に収容するので、長いリード線６ａ，６ｂであっても省スペースで収容することができると共に、収容部９をコンパクトに構成することができる。さらに、回動部１の偏心を防止することができる。
また、収容部９がボビン部９Ｂを備えるので、リード線６ａ，６ｂの形状を保持して、回動部１の偏心を確実に防止することができる。
Moreover, since the
Moreover, since the
また、収容部が、コンプレッサインペラ４のネジ止め固定によって生ずるタービン軸２の軸力値を変化させないでリード線６ａ，６ｂを収容自在であるので、リード線６ａ，６ｂを収容する際に設定した軸力Ｆの値が変化しない。これにより、規定された軸力値から軸力値が変化してしまうことを防止することができる。
Further, since the accommodating portion can accommodate the
また、上記の構成によれば、タービン軸２に設けられた挿入部２ｂの表面に歪みゲージ６Ａ，６Ｂを予め設けた状態でコンプレッサインペラ４を挿入して押圧固定し、歪みゲージ６Ａ，６Ｂによって検出された歪み量εに基づいて軸力Ｆを測定するので、この歪み量εに基づいて軸力Ｆが間接的に測定される。そして、挿入部の歪み量εは、軸力を正確に反映する物理量なので、軸力Ｆを高精度に測定することが可能となる。
Moreover, according to said structure, the compressor impeller 4 is inserted and pressed and fixed in the state which provided the
従って、誤差を考慮して、規定された軸力値Ｆ２よりも低い軸力値で締結ナット５を締め込む必要がなくなり、コンプレッサインペラ４のスリップを完全に防止することができる。また、軸力Ｆの誤差を考慮して、タービン軸２に強度が高い材料を使用したり、タービン軸２の寸法を大きく構成したりする必要がなくなり、タービン軸２を最適に使用することが可能となる。さらに、過給機Ａの性能の個体差を縮小することが可能となる。
Therefore, it is not necessary to tighten the
また、タービン軸２の中心軸Ｐ（軸心）を挟んで対称な位置に設けた歪みゲージ６Ａ，７Ａが検出する歪み量εに基づいて軸力Ｆを測定するので、コンプレッサインペラ４を締結ナット５で固定する際にタービン軸２に曲げ変形が生じても二つの歪み量εの平均値から軸力Ｆを測定する。これにより、曲げ方向の歪み成分が相殺され、中心軸Ｐ方向の歪み成分のみから正確な軸力Ｆを測定することができる。
Further, since the axial force F is measured based on the strain amount ε detected by the
また、タービン軸２の挿入部２ｂには面取り部２ｅが設けられ、面取り部２ｅに貼付された歪みゲージ６Ａ，６Ｂが備えられるので、挿入部２ｂに歪みゲージ６Ａ，６Ｂを設けた状態でコンプレッサインペラ４を円滑に挿入することができる。
また、歪みゲージ６Ａ，６Ｂがコンプレッサインペラ４の内面によって覆われて確実に保持される。つまり、回動部１を回転させた際に、歪みゲージ６Ａ，６Ｂが脱落することを防止することができる。
Further, since the
Further, the
また、二つの面取り部２ｅが、タービン軸２の中心軸Ｐ（軸心）を挟んで対称な位置に設けられるので、中心軸Ｐの外周面において互いの距離が最も離間したものとなる。これにより、一方の面取り部２ｅが他方の面取り部２ｅに影響することを最小限にすることができる。すなわち、ねじり応力の分布を線対称的なものとして、ねじり応力が一部に集中することを防止すると共に、二つの面取り部２ｅを設けない場合に比べて断面二次極モーメントの低下を最小限にすることができる。
さらに、面取り部２ｅを設けた部分の中心軸Ｐ周りの回転バランスの悪化を最小限に抑えることができる。
Further, since the two chamfered
Furthermore, it is possible to minimize the deterioration of the rotational balance around the central axis P of the portion provided with the chamfered
また、面取り部２ｅ、貫通孔２ｇ（細孔２ｇ１，２ｇ２）、歪みゲージ６Ａ，６Ｂは、中心軸Ｐを中心として、対称的に設けられるので、回動部１の回転バランスを取り易いものとすることができる。
Further, since the chamfered
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下の変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、歪みゲージ６Ａ，６Ｂを挿入部２ｂの表面に設ける構成としたが、軸力を反映する物理量を計測することができる歪みゲージ６Ａ，６Ｂ以外の各種センサ（例えば、熱電対）をタービン軸２の内部又は表面に設ける構成にしてもよい。例えば、タービン軸２に設けた熱電対等のセンサの出力線（センサ出力線）を、軸端２ｆから引き出した状態とし、当該センサ出力線を、上記リード線６ａ，６ｂと同様にして、収容部９に収容する構成としても良い。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, the
（２）また、上記実施形態では、リード線６ａ，６ｂを収容部９にコイル状に収容したが、これはリード線６ａ，６ｂが長い場合にコンパクトに収容するためであり、必ずしもコイル状に巻いて収容する必要はない。
(2) In the above-described embodiment, the
（３）また、上記実施形態では、ボビン部９Ｂを設けたが、これはリード線６ａ，６ｂが回動部１の回動で変形して回動部１が偏心することを確実に防止するために設けたものであり、必ずしも設ける必要はない。例えば、ボビン部９Ｂを取り除いた状態であっても、リード線６ａ，６ｂがコイル形状を保持するような材質であれば、ボビン部９Ｂを設けなくてもよい。
(3) In the above embodiment, the
（３）また、上記実施形態では、リード線６ａ，６ｂをボビン部９Ｂに単に巻きつける構成としたが、テープ等でボビン部９Ｂに固定してもよい。
また、リード線６ａ，６ｂをボビン部９Ｂに巻きつけきることができない長さであれば、図７に示すように、ボビン部９Ｂに貫通する貫通孔内に余剰したリード線６ａ，６ｂを収容してもよい。
(3) In the above embodiment, the
If the
（４）また、上記実施形態では、二つの歪みゲージを設けたが、一つの歪みゲージから歪み量εを検出して、軸力Ｆを求めることができる。さらに、歪みゲージを二つ以上設けて、各歪みゲージが検出した歪み量εから平均値を算出してこれにより軸力Ｆを求めてもよい。 (4) In the above embodiment, two strain gauges are provided. However, the axial force F can be obtained by detecting the strain amount ε from one strain gauge. Further, two or more strain gauges may be provided, and an average value may be calculated from the strain amount ε detected by each strain gauge, thereby obtaining the axial force F.
１…回動部
２…タービン軸
２ｂ…挿入部
２ｃ…受け面
２ｆ…軸端
２ｇ…貫通孔
３…タービンインペラ
４…コンプレッサインペラ
６Ａ，６Ｂ…歪みゲージ（センサ）
６ａ，６ｂ…リード線（センサ出力線）
９…収容部
９Ｂ…ボビン部
１０…軸受け部
２０…ケーシング
Ａ…過給機
Ｆ…軸力
DESCRIPTION OF
6a, 6b ... Lead wire (sensor output wire)
9 ...
Claims (7)
前記回動部は、前記タービン軸に設けられたセンサと、
前記タービン軸の内部において前記センサ近傍から軸端まで形成された貫通孔と、
該貫通孔に挿通されて前記軸端から引き出された前記センサのセンサ出力線を収容する収容部と、を備えることを特徴とする過給機。 The turbine impeller is fixed to one end of the turbine shaft and the casing, and the compressor impeller formed on the other end side of the turbine shaft and inserted through the insertion portion formed with the threaded portion at the front end includes the one end and the other end of the turbine shaft. A rotating part pressed and fixed by a fastening nut screwed to the threaded part on a receiving surface formed between and a bearing part that rotatably supports the rotating part with respect to the casing. A turbocharger,
The rotating unit includes a sensor provided on the turbine shaft;
A through hole formed from the vicinity of the sensor to the shaft end in the turbine shaft;
A supercharger comprising: a housing portion that houses a sensor output line of the sensor that is inserted through the through hole and pulled out from the shaft end.
予めタービン軸内部にセンサ出力線の貫通孔と、コンプレッサインペラを挿入するタービン軸の挿入部近傍に収容部とを設け、前記貫通孔から引き出されたセンサ出力線を収容することを特徴とするセンサ出力線収容方法。 A method for accommodating a sensor output line connected to a sensor provided on a turbine shaft,
A sensor output line is provided in the turbine shaft in advance, and a receiving portion is provided in the vicinity of the insertion portion of the turbine shaft into which the compressor impeller is inserted, and the sensor output line drawn from the through hole is received. Output line accommodation method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008071448A JP2009228446A (en) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Supercharger and method for housing sensor output line of turbine shaft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008071448A JP2009228446A (en) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Supercharger and method for housing sensor output line of turbine shaft |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009228446A true JP2009228446A (en) | 2009-10-08 |
Family
ID=41244134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008071448A Pending JP2009228446A (en) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Supercharger and method for housing sensor output line of turbine shaft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009228446A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014167905A1 (en) * | 2013-04-12 | 2014-10-16 | 株式会社Ihi | Impeller fastening inspection method, impeller fastening method, impeller fastening inspection device, and impeller fastening device |
| US10975878B2 (en) | 2016-03-03 | 2021-04-13 | Ihi Corporation | Rotary machine |
-
2008
- 2008-03-19 JP JP2008071448A patent/JP2009228446A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014167905A1 (en) * | 2013-04-12 | 2014-10-16 | 株式会社Ihi | Impeller fastening inspection method, impeller fastening method, impeller fastening inspection device, and impeller fastening device |
| CN104884747A (en) * | 2013-04-12 | 2015-09-02 | 株式会社Ihi | Impeller fastening inspection method, impeller fastening method, impeller fastening inspection device, and impeller fastening device |
| JPWO2014167905A1 (en) * | 2013-04-12 | 2017-02-16 | 株式会社Ihi | Impeller fastening inspection method, impeller fastening method, impeller fastening inspection device, and impeller fastening device |
| US9891123B2 (en) | 2013-04-12 | 2018-02-13 | Ihi Corporation | Wheel fastening inspection method, wheel fastening method, wheel fastening inspection device and wheel fastening device |
| DE112014001921B4 (en) | 2013-04-12 | 2022-02-10 | Ihi Corporation | Method of testing wheel attachment, method of attaching wheels, apparatus for inspecting attachment of wheels and apparatus for attaching wheels |
| US10975878B2 (en) | 2016-03-03 | 2021-04-13 | Ihi Corporation | Rotary machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pennacchi et al. | A model-based identification method of transverse cracks in rotating shafts suitable for industrial machines | |
| US5612497A (en) | Adaptor for monitoring a pressure sensor to a gas turbine housing | |
| US9016398B2 (en) | Disc-shaped torque transducer | |
| US8250935B2 (en) | Torque measurement device and arrangement composed of a torque measurement device and a drive shaft | |
| US10168236B2 (en) | Torque-measurement device for a turbomachine shaft | |
| US11708175B2 (en) | Propeller health monitoring | |
| JP2010501858A (en) | Load display method and apparatus | |
| JP2008286625A (en) | Tester jig for rubber bush characteristic | |
| JP3841438B2 (en) | Method and apparatus for displaying load | |
| JP2009228446A (en) | Supercharger and method for housing sensor output line of turbine shaft | |
| CN101907540A (en) | Testing method for axial prestress and unequal rigidity of gyroscopic instrument bearing | |
| US8181539B2 (en) | Pressure isolated strain gauge torque sensor | |
| JP2009209731A (en) | Method for measuring axial force of turbine shaft and supercharger | |
| JP2008281388A (en) | Bearing with bearing load measuring device, and method of measuring bearing load | |
| JP2009197978A (en) | Fixture for assembling bearing and bearing assembling method | |
| JP2009036312A (en) | Bearing device | |
| TW201726532A (en) | Load detector | |
| CN114383714B (en) | Testing device and testing method for measuring torsional vibration | |
| JP5378142B2 (en) | Optical fiber sensor | |
| WO2022241855A1 (en) | Ultrasonic probe for on-line measurement of axial force of high-temperature bolt | |
| JP2009115674A (en) | Combustion pressure sensor | |
| JP2018004290A (en) | Thrust load measurement device | |
| JP2007239763A (en) | Flange fastening state inspection method and flange used therefor | |
| JP2009002447A (en) | Rolling bearing with sensor | |
| WO2019232675A1 (en) | Screw bolt assembly for measuring preload and bearing preload measurement apparatus |