異種金属の接合方法及び過給機
【課題】コンプレッサ翼車を中実構造とし、空気の圧力比の増大を可能とし、内燃機関の出力増大、効率の向上を図ると共に、コンプレッサ翼車と回転軸との連結強度を増大し、更にコンプレッサ翼車と回転軸との着脱を繰返した場合でも連結状態の劣化を防止し、連結強度の低下、ガタツキ発生を抑止し、信頼性を向上させる。
【解決手段】タービン翼車７から延出する回転軸２の先端にコンプレッサ翼車８が設けられ、前記回転軸が軸受ハウジング５に回転自在に支持され、前記タービン翼車はタービンハウジング１２に収納され、前記コンプレッサ翼車はコンプレッサハウジング１３に収納された過給機１であって、前記コンプレッサ翼車はアルミ合金製のディスク部８ａと該ディスク部に摩擦接合された鋼製、又は鋼合金製のボス部８ｂから成り、前記回転軸の先端部に螺子部２２が形成され、該螺子部が前記ボス部に螺合して前記回転軸と前記コンプレッサ翼車が連結された。
【解決手段】タービン翼車７から延出する回転軸２の先端にコンプレッサ翼車８が設けられ、前記回転軸が軸受ハウジング５に回転自在に支持され、前記タービン翼車はタービンハウジング１２に収納され、前記コンプレッサ翼車はコンプレッサハウジング１３に収納された過給機１であって、前記コンプレッサ翼車はアルミ合金製のディスク部８ａと該ディスク部に摩擦接合された鋼製、又は鋼合金製のボス部８ｂから成り、前記回転軸の先端部に螺子部２２が形成され、該螺子部が前記ボス部に螺合して前記回転軸と前記コンプレッサ翼車が連結された。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種金属の接合方法及び該異種金属の接合方法を用いた過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の出力増大、燃焼効率の向上の為、過給機が設けられ、該過給機は、排気ガスのエネルギを利用して駆動されるタービンと、該タービンと同軸に設けられ圧縮した空気を内燃機関に給気するコンプレッサとを有する。
【０００３】
内燃機関の一層の出力増大、燃焼効率の向上の為、過給機に対してより高い圧力比が要求されるが、過給機の構造上から得られる圧力比には限界があった。
【０００４】
図１２に於いて、従来の過給機について説明する。
【０００５】
過給機１は、回転軸２を共有するタービン３とコンプレッサ４によって構成されている。
【０００６】
前記回転軸２は軸受ハウジング５に軸受６を介して回転自在に支持され、前記回転軸２の一端にはタービン翼車７が設けられ、他端には例えばアルミ合金製のコンプレッサ翼車８が設けられている。
【０００７】
前記回転軸２と前記タービン翼車７とは一体物であり、又前記回転軸２の他端部が前記コンプレッサ翼車８を貫通している。前記回転軸２の他端部の突出する部分には螺子部９が形成され、該螺子部９にナット１１が螺着され、該ナット１１が締付けられることで前記コンプレッサ翼車８が前記回転軸２に固着される。
【０００８】
前記タービン翼車７は前記軸受ハウジング５に取付けられたタービンハウジング１２に収納され、前記コンプレッサ翼車８は前記軸受ハウジング５に取付けられたコンプレッサハウジング１３に収納されている。
【０００９】
前記タービン翼車７、前記タービンハウジング１２等によって前記タービン３が構成され、前記コンプレッサ翼車８、前記コンプレッサハウジング１３等によって前記コンプレッサ４が構成される。
【００１０】
前記タービンハウジング１２は排気ガス流入口１４、排気ガス流出口１５を有し、前記排気ガス流入口１４には内燃機関からの排気ガスが流入し、前記排気ガス流出口１５からは排気エネルギによって前記タービン翼車７を回転した後の排気ガスが排気される。
【００１１】
前記コンプレッサハウジング１３は、吸入口１６、吐出口１７を有し、前記コンプレッサ翼車８が前記回転軸２を介して前記タービン翼車７により回転されることで、前記吸入口１６より吸入した空気を圧縮し、前記吐出口１７より圧縮空気を内燃機関に給気する。
【００１２】
前記コンプレッサ４から給気する空気の圧力比を高くすることで、内燃機関の出力増大、燃焼効率の向上が図れる。又、圧力比を高くする為には、前記コンプレッサ翼車８をより高速で回転させる必要がある。
【００１３】
ところが、前記コンプレッサ翼車８が高速で回転すると、該コンプレッサ翼車８には大きな遠心力が作用する。特に、該コンプレッサ翼車８の前記回転軸２が貫通する孔の前記コンプレッサ翼車８の最大径部位置Ｍに該当する個所には遠心力に起因する大きな応力が発生する。
【００１４】
図１４は、前記コンプレッサ翼車８を回転させた場合に該コンプレッサ翼車８のディスク部８ａに発生する最大応力との比の分布を示したものであり、前記回転軸２が貫通する孔の前記コンプレッサ翼車８の最大径部８ｄに該当する箇所の応力が最大となっていることが分かる。
【００１５】
この為、前記コンプレッサ翼車８の回転数は、前記最大径部８ｄに発生する応力が許容値以下であることに制約され、回転数を大きくして前記最大径部８ｄの応力が許容値を超えた場合は、前記コンプレッサ翼車８が破損する虞れがあった。
【００１６】
前記最大径部８ｄに発生する応力を低減する方法として、特許文献１に示される様に、前記回転軸２を前記コンプレッサ翼車８に貫通させず、該コンプレッサ翼車８を中実構造とし、前記回転軸２の先端を前記コンプレッサ翼車８に直接螺合して連結したものがある。
【００１７】
該コンプレッサ翼車８を中実構造とした場合、該コンプレッサ翼車８に発生する応力分布は、図１３に示される。尚、図１３中、等高線で示される値は、図１４中の最大応力に対する比を示している。図１３に示される様に、前記コンプレッサ翼車８を中実構造とすることで、発生する応力が分散され、最大応力が大幅に低減される。
【００１８】
ところが、上記した様に、前記コンプレッサ翼車８はアルミ合金製であり、一方前記回転軸２は鋼製である。従って、該回転軸２と前記コンプレッサ翼車８とを螺合により連結した場合は、連結の強度は該コンプレッサ翼車８の螺子部の強度により決定され、充分な連結強度が得られるとは言えず、更に、保守等で前記コンプレッサ翼車８と前記回転軸２との着脱を行った場合は、前記コンプレッサ翼車８の螺子部が摩耗し、又ガタツキが発生する等し、連結部の強度低下の虞れがある。
【００１９】
【特許文献１】特開２００５−３０３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は斯かる実情に鑑み、コンプレッサ翼車を中実構造とし、空気の圧力比の増大を可能とし、内燃機関の出力増大、燃焼効率の向上を図ると共に、コンプレッサ翼車と回転軸との連結強度を増大し、更にコンプレッサ翼車と回転軸との着脱を繰返した場合でも連結状態の劣化を防止し、連結強度の低下、ガタツキ発生を抑止し、過給機の信頼性を向上させる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、融点の低い金属部材と、融点の高い金属部材とを摩擦接合する接合方法であって、前記融点の高い金属部材に凹部を形成し、摩擦接合時に溶融した前記融点の低い金属部材が前記凹部を充填する様にした異種金属の接合方法に係り、又摩擦接合部を不活性ガス雰囲気とした異種金属の接合方法に係るものである。
【００２２】
又本発明は、タービン翼車から延出する回転軸の先端にコンプレッサ翼車が設けられ、前記回転軸が軸受ハウジングに回転自在に支持され、前記タービン翼車はタービンハウジングに収納され、前記コンプレッサ翼車はコンプレッサハウジングに収納された過給機であって、前記コンプレッサ翼車はアルミ合金製のディスク部と該ディスク部に摩擦接合された鋼製、又は鋼合金製のボス部から成り、前記回転軸の先端部に螺子部が形成され、該螺子部が前記ボス部に螺合して前記回転軸と前記コンプレッサ翼車が連結された過給機に係るものである。
【００２３】
又本発明は、前記ボス部の前記ディスク部に対する接合面に凹部を形成し、該凹部が溶融した前記ディスク部の金属により充填される様にした過給機に係り、又前記ボス部と前記ディスク部との接合方向に対して交差する方向から凹部を形成し、該凹部が溶融した前記ディスク部の金属により充填される様にした過給機に係り、又前記凹部に連通する通孔を設け、該通孔から不活性ガスを供給する様にした過給機に係り、又前記ディスク部と前記ボス部との接合面は、前記コンプレッサ翼車の最大径位置に到達しない過給機に係り、又前記ボス部の螺子穴の最深位置は前記コンプレッサ翼車の最大径位置に到達しない過給機に係り、更に又前記回転軸の先端部に嵌合軸部と前記螺子部が形成され、前記嵌合軸部が前記ボス部に嵌合すると共に前記螺子部が前記ボス部に螺合する過給機に係るものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、融点の低い金属部材と、融点の高い金属部材とを摩擦接合する接合方法であって、前記融点の高い金属部材に凹部を形成し、摩擦接合時に溶融した前記融点の低い金属部材が前記凹部を充填する様にしたので、異種金属の接合の強度、信頼性が向上する。
【００２５】
又本発明によれば、摩擦接合部を不活性ガス雰囲気としたので、溶融金属の酸化が防止され、接合の品質、信頼性が向上する。
【００２６】
又本発明によれば、タービン翼車から延出する回転軸の先端にコンプレッサ翼車が設けられ、前記回転軸が軸受ハウジングに回転自在に支持され、前記タービン翼車はタービンハウジングに収納され、前記コンプレッサ翼車はコンプレッサハウジングに収納された過給機であって、前記コンプレッサ翼車はアルミ合金製のディスク部と該ディスク部に摩擦接合された鋼製、又は鋼合金製のボス部から成り、前記回転軸の先端部に螺子部が形成され、該螺子部が前記ボス部に螺合して前記回転軸と前記コンプレッサ翼車が連結されたので、前記コンプレッサ翼車が中実構造となり、該コンプレッサ翼車の回転時に該コンプレッサ翼車の内部に発生する応力が低減し、該コンプレッサ翼車の高速回転が可能となり、圧力比の増大が図れ、前記回転軸と前記コンプレッサ翼車との連結強度が向上し、前記回転軸と前記コンプレッサ翼車との着脱が繰返されても結合強度、信頼性が低下することがない。
【００２７】
又本発明によれば、前記ボス部の前記ディスク部に対する接合面に凹部を形成し、該凹部が溶融した前記ディスク部の金属により充填される様にしたので、該ディスク部と前記ボス部との結合強度が増大する。
【００２８】
又本発明によれば、前記ボス部と前記ディスク部との接合方向に対して交差する方向から凹部を形成し、該凹部が溶融した前記ディスク部の金属により充填される様にしたので、該ディスク部と前記ボス部との結合強度が増大する。
【００２９】
又本発明によれば、前記凹部に連通する通孔を設け、該通孔から不活性ガスを供給する様にしたので、摩擦接合時に接合部を不活性ガス雰囲気とすることができ、溶融金属の酸化が防止され、接合の品質、信頼性が向上する。
【００３０】
又本発明によれば、前記ディスク部と前記ボス部との接合面は、前記コンプレッサ翼車の最大径位置に到達しないので、遠心力で発生する最大応力が接合部分に発生せず、接合の信頼性が向上する。
【００３１】
又本発明によれば、前記ボス部の螺子穴の最深位置は前記コンプレッサ翼車の最大径位置に到達しないので、遠心力で発生する最大応力が前記螺子穴に発生せず、最大応力の大きさを抑制でき、接合の信頼性が向上する。
【００３２】
又本発明によれば、前記回転軸の先端部に嵌合軸部と前記螺子部が形成され、前記嵌合軸部が前記ボス部に嵌合すると共に前記螺子部が前記ボス部に螺合するので、前記回転軸と前記コンプレッサ翼車との芯出しが行える等の優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００３４】
図１、図２に於いて本発明が実施される過給機の一例について説明する。
【００３５】
尚、図１、図２に於いて、図１２中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００３６】
タービン翼車７と一体に形成された回転軸２は、軸受６を介して軸受ハウジング５に回転自在に支持される。前記回転軸２の前記軸受６より更に延出する部分は、前記回転軸２に対して小径の嵌合軸部２１及び該嵌合軸部２１より小径の螺子部２２によって構成されている。
【００３７】
コンプレッサ翼車８は、ディスク部８ａと該ディスク部８ａに摩擦接合（摩擦溶接）されたボス部８ｂによって構成され、前記ディスク部８ａは、例えばアルミ合金製であり、前記ボス部８ｂは、例えば鋼製、或は鋼合金である。又、前記ディスク部８ａと前記ボス部８ｂの接合面８ｃは、前記コンプレッサ翼車８の最大径位置Ｍよりタービン３側に位置し、最大径位置Ｍに到達しない様に設定されている。
【００３８】
前記ボス部８ｂには盲螺子穴２３が穿設され、該盲螺子穴２３（螺子の下穴も含めて）の最深位置は、前記コンプレッサ翼車８の最大径位置Ｍに到達しない様に設定されている。好ましくは、前記接合面８ｃにも到達しない様に設定される。又、前記盲螺子穴２３の開口端部には該盲螺子穴２３より大径の嵌合部穴部２４が形成されている。
【００３９】
前記螺子部２２に前記コンプレッサ翼車８が螺着され、前記嵌合軸部２１に前記嵌合部穴部２４が嵌合することで、前記回転軸２と前記コンプレッサ翼車８との芯が合致する様になっている。
【００４０】
前記ディスク部８ａの前記コンプレッサ翼車８側の端面と前記回転軸２の端面との間には、該回転軸２側からスラストカラー２５、スペーサリング２６、スラストカラー２７、油切り２８が介設され、又前記スラストカラー２５と前記スラストカラー２７との間に設けられるスラスト軸受２９は前記軸受ハウジング５に固定される。
【００４１】
前記コンプレッサ翼車８を前記螺子部２２に締込み、固着することで、前記コンプレッサ翼車８と前記回転軸２、前記スラストカラー２５、前記スペーサリング２６、前記スラストカラー２７、前記油切り２８が一体化して回転する。
【００４２】
前記軸受ハウジング５には給油口３１が穿設され、更に該給油口３１に連通し、複数に分岐した導通油路３２が設けられ、該導通油路３２の一部は前記軸受６に開口し、一部は前記スラスト軸受２９を通って前記スペーサリング２６の外周面に開口する。従って、給油された潤滑油の一部は前記導通油路３２を経て前記スペーサリング２６の外周面、更に前記スラスト軸受２９と前記スラストカラー２５，２７との相対する面に供給される様になっている。
【００４３】
而して、前記スラスト軸受２９と前記スラストカラー２５，２７との間が潤滑され、前記回転軸２に作用するスラスト荷重は前記スラスト軸受２９を介して前記軸受ハウジング５に支持される様になっている。
【００４４】
次に、前記コンプレッサ翼車８を前記回転軸２に螺着する場合について説明する。
【００４５】
図３に示す様に、前記ディスク部８ａの吸入口１６側の先端部（以下、先端部）には、同一円周上に複数の凹部３４が穿設されている。本実施の形態では、該凹部３４は円周６等分した位置に穿設された断面円の穴を示している。
【００４６】
該凹部３４は、前記コンプレッサ翼車８を回転させる場合の治具３５を着脱可能とするものであり、又該治具３５を介してトルクを伝達する手段となる。
【００４７】
図４、図５は、前記治具３５を示しており、該治具３５は、鋼製、或は鉄系の合金鋼で製作されており、６角形状の頭部３６と該頭部３６より突出する６本の連結子３７とを有しており、該連結子３７は断面が円であり、円周６等分した位置にあり、前記凹部３４と嵌脱可能となっている。
【００４８】
前記コンプレッサ翼車８を前記回転軸２に締込む場合は、前記連結子３７を前記凹部３４に嵌合させ、前記治具３５を前記ディスク部８ａの先端部に装着する。前記頭部３６にスパナ等の工具を掛けて回転力を与える。前記治具３５を介して前記コンプレッサ翼車８が回転され、前記螺子部２２に螺着され、更に締込まれる。前記コンプレッサ翼車８取付け後は、前記治具３５は除去する。
【００４９】
前記連結子３７の本数は、締込む際のトルクの大きさによって決定する。高強度の前記治具３５を介して、前記コンプレッサ翼車８を締付けるので、前記治具３５が損傷することがなく、又、トルクは前記連結子３７によって分散して伝達されるので、前記コンプレッサ翼車８を損傷させることがなく、又該コンプレッサ翼車８に充分な締付け力を与えることができる。尚、前記連結子３７の本数は前記コンプレッサ翼車８の材質がアルミ等であることを考慮すると６本又は６本より多いことが望ましい。
【００５０】
又、前記治具３５と前記ディスク部８ａとの係合の態様としては、前記凹部３４を中心に穿設された６角穴とし、前記連結子３７を中心に突設し、又断面を６角としてもよい。
【００５１】
本発明は上記した様に、前記回転軸２の端部を前記コンプレッサ翼車８に貫通させないで、前記盲螺子穴２３に螺着し、又前記コンプレッサ翼車８に穿設する前記盲螺子穴２３の最深位置を該コンプレッサ翼車８の最大径位置Ｍに到達しない様にしたので、遠心力が最大となる部分は中実となり、遠心力によって発生する応力は均一に分散され、特定の部位に応力が集中することが避けられる。
【００５２】
前記コンプレッサ翼車８の回転バランスを調整する場合は、前記ディスク部８ａの先端部の一部３８を切除するか、或は先端部の周囲近傍に穴３９を穿設し、該穴３９に比重の大きい金属の部材、例えば銅線等を埋込む。
【００５３】
前記ディスク部８ａの先端部露出部分には、締付けの為の工具等が掛ることがないので、一部３８を切除する際の制約がなく、回転バランスの調整は容易である。
【００５４】
次に、図６に於いて、接合材料の一方がアルミ合金材料、他方が鋼材料である様な異種金属での摩擦接合について概略を説明する。
【００５５】
図中、４１はアルミ合金材料、４２は鋼材料を示している。
【００５６】
前記アルミ合金材料４１と前記鋼材料４２とを押しつけ、例えば前記アルミ合金材料４１を回転させると、接合面で摩擦熱が発生し、該摩擦熱で接合材料が溶融し、接合する。前記アルミ合金材料４１と前記鋼材料４２では、前記アルミ合金材料４１の方が溶融点が低いので、該アルミ合金材料４１の方が多く溶融し、接合面の周囲に盛上がる。
【００５７】
該アルミ合金材料４１と前記鋼材料４２の接合後、盛上がり部４３を除去して仕上げ加工を行う。
【００５８】
尚、前記アルミ合金材料４１と前記鋼材料４２との摩擦接合による継手効率は、５０％以上あり、本接合方法を本発明の前記コンプレッサ翼車８に実施した場合、充分な強度を有する。又、溶融したアルミ合金が酸化しない様に、前記アルミ合金材料４１と前記鋼材料４２とを真空容器内で接合する、或は接合部にアルゴン、窒素ガス等の不活性ガスを供給し、接合部を不活性ガス雰囲気として接合してもよい。
【００５９】
図７は、本発明に於ける接合面８ｃが球面である場合を示している。
【００６０】
本発明の場合は、前記ボス部８ｂが鋼材であるので、該ボス部８ｂに該ボス部８ｂと同じ曲率の球面の凹部を設け、該凹部の深さは前記ディスク部８ａ接合部の溶融代を見越して、仕上げ寸法より小さくする。
【００６１】
又、接合部の外形の仕上げは接合後、盛上がり部を除去する等して行い、更に、前記盲螺子孔２３は、前記ボス部８ｂと前記ディスク部８ａの接合完了後、加工する。
【００６２】
又、該ディスク部８ａと前記ボス部８ｂとの前記接合面８ｃの形状は、種々考えられ、例えば、図８に示される様に円錐台形状としてもよい。
【００６３】
上記した様に、接合金属の一方の溶融点が、他方の金属の溶融点より低い場合は、他方の金属は形状を維持して、溶融点の低い金属の方が多く溶融する。
【００６４】
図９は摩擦接合の変形を示している。図９に示す摩擦接合の変形は、接合面８ｃに溝４４等の凹部を形成したものである。
【００６５】
一方の金属の溶融点が低い場合の特性を利用して、前記接合面８ｃに前記溝４４等の凹部を形成することで、該凹部を溶融金属が充填し、接合強度を増大する様にしたものである。
【００６６】
前記溝４４は、同心多重円状に複数刻設され、球面に対して垂直方向に刻設されている。尚、該溝４４は半径方向に刻設された連通溝（図示せず）によって前記ボス部８ｂの表面に連通させることが好ましい。
【００６７】
摩擦接合時に、前記ディスク部８ａの接合部が溶融し、前記溝４４を前記ディスク部８ａの金属が充填する。前記溝４４を前記ディスク部８ａの金属が充填することで、該ディスク部８ａと前記ボス部８ｂ間の接合面積が増大し、接合強度が増加する。
【００６８】
更に、前記溝４４を前記接合面８ｃの表面に対して、直角に刻設することで、前記ディスク部８ａと前記ボス部８ｂとの間に離反方向の力が作用した場合、周辺の前記溝４４を充填する部分に剪断応力が発生し、結合強度が増大する。
【００６９】
尚、前記溝４４は、同心円に刻設したが、半径方向に放射状に刻設してもよい。
【００７０】
図１０に示す変形例では、前記溝４４の形状を変更したものである。
【００７１】
該溝４４を円錐曲面に前記回転軸２の軸心と同心に環状に形成し、又前記溝４４の断面形状をアリ溝形状とする。又、先端の円形の端面には断面がアリ溝の円形の凹部４５を形成する。前記溝４４、前記凹部４５の断面をアリ溝形状とすることで、前記ディスク部８ａと前記ボス部８ｂ間の結合強度が増大する。
【００７２】
図１１は、更に他の変形例を示している。該他の変形例では、摩擦面以外の部分、即ち前記ディスク部８ａと前記ボス部８ｂとの接合方向に対して直角方向、又は略直角方向等に交差する方向から溝４４を形成したものである。
【００７３】
前記ディスク部８ａには円筒形の凹部４６が形成され、前記ボス部８ｂは前記凹部４６に嵌合する凸部４７を有している。該凸部４７の円筒面に前記溝４４を形成する。該溝４４は、前記ディスク部８ａと前記ボス部８ｂの接合方向に対して垂直であり、摩擦接合に寄与しない。接合時に溶融した前記ディスク部８ａの金属が、前記溝４４を充填し、前記凸部４７を前記凹部４６に鋳込んだ状態となり、大きな結合力を発揮する。尚、連続した前記溝４４に代えて所要深さの穴を所定の間隔で穿設してもよい。
【００７４】
又、前記溝４４に連通する通孔４８，４９を前記ボス部８ｂに軸心方向から穿設し、前記一方の通孔４８から不活性ガスを供給し、前記他方の通孔４９から排気する様にし、接合部を不活性ガス雰囲気とする。接合部が不活性ガス雰囲気となることで、アルミ溶融金属の酸化が防止され、良好な接合が得られる。又、前記通孔４８，４９へ溶融金属が充填する際の空気、不活性ガスの逃道となり、前記溝４４にガスが残留することを防止する。尚、不活性ガスを供給する前記通孔４８のみとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態に係る過給機の断面図である。
【図２】該過給機に於ける回転軸とコンプレッサ翼車との連結部の拡大断面図である。
【図３】該コンプレッサ翼車の先端部の側面図である。
【図４】該コンプレッサ翼車の先端部に嵌合可能な治具の側面図である。
【図５】該治具の正面図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、溶融点の異なる異種金属の摩擦接合を示す説明図である。
【図７】回転軸とコンプレッサ翼車との他の連結部の部分断面図である。
【図８】回転軸とコンプレッサ翼車との更に他の連結部の部分断面図である。
【図９】回転軸とコンプレッサ翼車との更に他の連結部の部分断面図である。
【図１０】回転軸とコンプレッサ翼車との更に他の連結部の部分断面図である。
【図１１】回転軸とコンプレッサ翼車との更に他の連結部の部分断面図である。
【図１２】従来の過給機の断面図である。
【図１３】中実構造のコンプレッサ翼車を回転させた場合に発生する応力分布を示す説明図である。
【図１４】回転軸が貫通するコンプレッサ翼車を回転させた場合に発生する応力分布を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 過給機
２ 回転軸
３ タービン
４ コンプレッサ
７ タービン翼車
８ コンプレッサ翼車
８ａ ディスク部
８ｂ ボス部
８ｃ 接合面
１３ コンプレッサハウジング
２１ 嵌合軸部
２２ 螺子部
２３ 盲螺子穴
２４ 嵌合部穴部
３１ 給油口
３２ 導通油路
３４ 凹部
３５ 治具
３７ 連結子
４４ 溝
４５ 凹部
４７ 凸部
４８ 通孔
４９ 通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種金属の接合方法及び該異種金属の接合方法を用いた過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の出力増大、燃焼効率の向上の為、過給機が設けられ、該過給機は、排気ガスのエネルギを利用して駆動されるタービンと、該タービンと同軸に設けられ圧縮した空気を内燃機関に給気するコンプレッサとを有する。
【０００３】
内燃機関の一層の出力増大、燃焼効率の向上の為、過給機に対してより高い圧力比が要求されるが、過給機の構造上から得られる圧力比には限界があった。
【０００４】
図１２に於いて、従来の過給機について説明する。
【０００５】
過給機１は、回転軸２を共有するタービン３とコンプレッサ４によって構成されている。
【０００６】
前記回転軸２は軸受ハウジング５に軸受６を介して回転自在に支持され、前記回転軸２の一端にはタービン翼車７が設けられ、他端には例えばアルミ合金製のコンプレッサ翼車８が設けられている。
【０００７】
前記回転軸２と前記タービン翼車７とは一体物であり、又前記回転軸２の他端部が前記コンプレッサ翼車８を貫通している。前記回転軸２の他端部の突出する部分には螺子部９が形成され、該螺子部９にナット１１が螺着され、該ナット１１が締付けられることで前記コンプレッサ翼車８が前記回転軸２に固着される。
【０００８】
前記タービン翼車７は前記軸受ハウジング５に取付けられたタービンハウジング１２に収納され、前記コンプレッサ翼車８は前記軸受ハウジング５に取付けられたコンプレッサハウジング１３に収納されている。
【０００９】
前記タービン翼車７、前記タービンハウジング１２等によって前記タービン３が構成され、前記コンプレッサ翼車８、前記コンプレッサハウジング１３等によって前記コンプレッサ４が構成される。
【００１０】
前記タービンハウジング１２は排気ガス流入口１４、排気ガス流出口１５を有し、前記排気ガス流入口１４には内燃機関からの排気ガスが流入し、前記排気ガス流出口１５からは排気エネルギによって前記タービン翼車７を回転した後の排気ガスが排気される。
【００１１】
前記コンプレッサハウジング１３は、吸入口１６、吐出口１７を有し、前記コンプレッサ翼車８が前記回転軸２を介して前記タービン翼車７により回転されることで、前記吸入口１６より吸入した空気を圧縮し、前記吐出口１７より圧縮空気を内燃機関に給気する。
【００１２】
前記コンプレッサ４から給気する空気の圧力比を高くすることで、内燃機関の出力増大、燃焼効率の向上が図れる。又、圧力比を高くする為には、前記コンプレッサ翼車８をより高速で回転させる必要がある。
【００１３】
ところが、前記コンプレッサ翼車８が高速で回転すると、該コンプレッサ翼車８には大きな遠心力が作用する。特に、該コンプレッサ翼車８の前記回転軸２が貫通する孔の前記コンプレッサ翼車８の最大径部位置Ｍに該当する個所には遠心力に起因する大きな応力が発生する。
【００１４】
図１４は、前記コンプレッサ翼車８を回転させた場合に該コンプレッサ翼車８のディスク部８ａに発生する最大応力との比の分布を示したものであり、前記回転軸２が貫通する孔の前記コンプレッサ翼車８の最大径部８ｄに該当する箇所の応力が最大となっていることが分かる。
【００１５】
この為、前記コンプレッサ翼車８の回転数は、前記最大径部８ｄに発生する応力が許容値以下であることに制約され、回転数を大きくして前記最大径部８ｄの応力が許容値を超えた場合は、前記コンプレッサ翼車８が破損する虞れがあった。
【００１６】
前記最大径部８ｄに発生する応力を低減する方法として、特許文献１に示される様に、前記回転軸２を前記コンプレッサ翼車８に貫通させず、該コンプレッサ翼車８を中実構造とし、前記回転軸２の先端を前記コンプレッサ翼車８に直接螺合して連結したものがある。
【００１７】
該コンプレッサ翼車８を中実構造とした場合、該コンプレッサ翼車８に発生する応力分布は、図１３に示される。尚、図１３中、等高線で示される値は、図１４中の最大応力に対する比を示している。図１３に示される様に、前記コンプレッサ翼車８を中実構造とすることで、発生する応力が分散され、最大応力が大幅に低減される。
【００１８】
ところが、上記した様に、前記コンプレッサ翼車８はアルミ合金製であり、一方前記回転軸２は鋼製である。従って、該回転軸２と前記コンプレッサ翼車８とを螺合により連結した場合は、連結の強度は該コンプレッサ翼車８の螺子部の強度により決定され、充分な連結強度が得られるとは言えず、更に、保守等で前記コンプレッサ翼車８と前記回転軸２との着脱を行った場合は、前記コンプレッサ翼車８の螺子部が摩耗し、又ガタツキが発生する等し、連結部の強度低下の虞れがある。
【００１９】
【特許文献１】特開２００５−３０３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は斯かる実情に鑑み、コンプレッサ翼車を中実構造とし、空気の圧力比の増大を可能とし、内燃機関の出力増大、燃焼効率の向上を図ると共に、コンプレッサ翼車と回転軸との連結強度を増大し、更にコンプレッサ翼車と回転軸との着脱を繰返した場合でも連結状態の劣化を防止し、連結強度の低下、ガタツキ発生を抑止し、過給機の信頼性を向上させる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、融点の低い金属部材と、融点の高い金属部材とを摩擦接合する接合方法であって、前記融点の高い金属部材に凹部を形成し、摩擦接合時に溶融した前記融点の低い金属部材が前記凹部を充填する様にした異種金属の接合方法に係り、又摩擦接合部を不活性ガス雰囲気とした異種金属の接合方法に係るものである。
【００２２】
又本発明は、タービン翼車から延出する回転軸の先端にコンプレッサ翼車が設けられ、前記回転軸が軸受ハウジングに回転自在に支持され、前記タービン翼車はタービンハウジングに収納され、前記コンプレッサ翼車はコンプレッサハウジングに収納された過給機であって、前記コンプレッサ翼車はアルミ合金製のディスク部と該ディスク部に摩擦接合された鋼製、又は鋼合金製のボス部から成り、前記回転軸の先端部に螺子部が形成され、該螺子部が前記ボス部に螺合して前記回転軸と前記コンプレッサ翼車が連結された過給機に係るものである。
【００２３】
又本発明は、前記ボス部の前記ディスク部に対する接合面に凹部を形成し、該凹部が溶融した前記ディスク部の金属により充填される様にした過給機に係り、又前記ボス部と前記ディスク部との接合方向に対して交差する方向から凹部を形成し、該凹部が溶融した前記ディスク部の金属により充填される様にした過給機に係り、又前記凹部に連通する通孔を設け、該通孔から不活性ガスを供給する様にした過給機に係り、又前記ディスク部と前記ボス部との接合面は、前記コンプレッサ翼車の最大径位置に到達しない過給機に係り、又前記ボス部の螺子穴の最深位置は前記コンプレッサ翼車の最大径位置に到達しない過給機に係り、更に又前記回転軸の先端部に嵌合軸部と前記螺子部が形成され、前記嵌合軸部が前記ボス部に嵌合すると共に前記螺子部が前記ボス部に螺合する過給機に係るものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、融点の低い金属部材と、融点の高い金属部材とを摩擦接合する接合方法であって、前記融点の高い金属部材に凹部を形成し、摩擦接合時に溶融した前記融点の低い金属部材が前記凹部を充填する様にしたので、異種金属の接合の強度、信頼性が向上する。
【００２５】
又本発明によれば、摩擦接合部を不活性ガス雰囲気としたので、溶融金属の酸化が防止され、接合の品質、信頼性が向上する。
【００２６】
又本発明によれば、タービン翼車から延出する回転軸の先端にコンプレッサ翼車が設けられ、前記回転軸が軸受ハウジングに回転自在に支持され、前記タービン翼車はタービンハウジングに収納され、前記コンプレッサ翼車はコンプレッサハウジングに収納された過給機であって、前記コンプレッサ翼車はアルミ合金製のディスク部と該ディスク部に摩擦接合された鋼製、又は鋼合金製のボス部から成り、前記回転軸の先端部に螺子部が形成され、該螺子部が前記ボス部に螺合して前記回転軸と前記コンプレッサ翼車が連結されたので、前記コンプレッサ翼車が中実構造となり、該コンプレッサ翼車の回転時に該コンプレッサ翼車の内部に発生する応力が低減し、該コンプレッサ翼車の高速回転が可能となり、圧力比の増大が図れ、前記回転軸と前記コンプレッサ翼車との連結強度が向上し、前記回転軸と前記コンプレッサ翼車との着脱が繰返されても結合強度、信頼性が低下することがない。
【００２７】
又本発明によれば、前記ボス部の前記ディスク部に対する接合面に凹部を形成し、該凹部が溶融した前記ディスク部の金属により充填される様にしたので、該ディスク部と前記ボス部との結合強度が増大する。
【００２８】
又本発明によれば、前記ボス部と前記ディスク部との接合方向に対して交差する方向から凹部を形成し、該凹部が溶融した前記ディスク部の金属により充填される様にしたので、該ディスク部と前記ボス部との結合強度が増大する。
【００２９】
又本発明によれば、前記凹部に連通する通孔を設け、該通孔から不活性ガスを供給する様にしたので、摩擦接合時に接合部を不活性ガス雰囲気とすることができ、溶融金属の酸化が防止され、接合の品質、信頼性が向上する。
【００３０】
又本発明によれば、前記ディスク部と前記ボス部との接合面は、前記コンプレッサ翼車の最大径位置に到達しないので、遠心力で発生する最大応力が接合部分に発生せず、接合の信頼性が向上する。
【００３１】
又本発明によれば、前記ボス部の螺子穴の最深位置は前記コンプレッサ翼車の最大径位置に到達しないので、遠心力で発生する最大応力が前記螺子穴に発生せず、最大応力の大きさを抑制でき、接合の信頼性が向上する。
【００３２】
又本発明によれば、前記回転軸の先端部に嵌合軸部と前記螺子部が形成され、前記嵌合軸部が前記ボス部に嵌合すると共に前記螺子部が前記ボス部に螺合するので、前記回転軸と前記コンプレッサ翼車との芯出しが行える等の優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００３４】
図１、図２に於いて本発明が実施される過給機の一例について説明する。
【００３５】
尚、図１、図２に於いて、図１２中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００３６】
タービン翼車７と一体に形成された回転軸２は、軸受６を介して軸受ハウジング５に回転自在に支持される。前記回転軸２の前記軸受６より更に延出する部分は、前記回転軸２に対して小径の嵌合軸部２１及び該嵌合軸部２１より小径の螺子部２２によって構成されている。
【００３７】
コンプレッサ翼車８は、ディスク部８ａと該ディスク部８ａに摩擦接合（摩擦溶接）されたボス部８ｂによって構成され、前記ディスク部８ａは、例えばアルミ合金製であり、前記ボス部８ｂは、例えば鋼製、或は鋼合金である。又、前記ディスク部８ａと前記ボス部８ｂの接合面８ｃは、前記コンプレッサ翼車８の最大径位置Ｍよりタービン３側に位置し、最大径位置Ｍに到達しない様に設定されている。
【００３８】
前記ボス部８ｂには盲螺子穴２３が穿設され、該盲螺子穴２３（螺子の下穴も含めて）の最深位置は、前記コンプレッサ翼車８の最大径位置Ｍに到達しない様に設定されている。好ましくは、前記接合面８ｃにも到達しない様に設定される。又、前記盲螺子穴２３の開口端部には該盲螺子穴２３より大径の嵌合部穴部２４が形成されている。
【００３９】
前記螺子部２２に前記コンプレッサ翼車８が螺着され、前記嵌合軸部２１に前記嵌合部穴部２４が嵌合することで、前記回転軸２と前記コンプレッサ翼車８との芯が合致する様になっている。
【００４０】
前記ディスク部８ａの前記コンプレッサ翼車８側の端面と前記回転軸２の端面との間には、該回転軸２側からスラストカラー２５、スペーサリング２６、スラストカラー２７、油切り２８が介設され、又前記スラストカラー２５と前記スラストカラー２７との間に設けられるスラスト軸受２９は前記軸受ハウジング５に固定される。
【００４１】
前記コンプレッサ翼車８を前記螺子部２２に締込み、固着することで、前記コンプレッサ翼車８と前記回転軸２、前記スラストカラー２５、前記スペーサリング２６、前記スラストカラー２７、前記油切り２８が一体化して回転する。
【００４２】
前記軸受ハウジング５には給油口３１が穿設され、更に該給油口３１に連通し、複数に分岐した導通油路３２が設けられ、該導通油路３２の一部は前記軸受６に開口し、一部は前記スラスト軸受２９を通って前記スペーサリング２６の外周面に開口する。従って、給油された潤滑油の一部は前記導通油路３２を経て前記スペーサリング２６の外周面、更に前記スラスト軸受２９と前記スラストカラー２５，２７との相対する面に供給される様になっている。
【００４３】
而して、前記スラスト軸受２９と前記スラストカラー２５，２７との間が潤滑され、前記回転軸２に作用するスラスト荷重は前記スラスト軸受２９を介して前記軸受ハウジング５に支持される様になっている。
【００４４】
次に、前記コンプレッサ翼車８を前記回転軸２に螺着する場合について説明する。
【００４５】
図３に示す様に、前記ディスク部８ａの吸入口１６側の先端部（以下、先端部）には、同一円周上に複数の凹部３４が穿設されている。本実施の形態では、該凹部３４は円周６等分した位置に穿設された断面円の穴を示している。
【００４６】
該凹部３４は、前記コンプレッサ翼車８を回転させる場合の治具３５を着脱可能とするものであり、又該治具３５を介してトルクを伝達する手段となる。
【００４７】
図４、図５は、前記治具３５を示しており、該治具３５は、鋼製、或は鉄系の合金鋼で製作されており、６角形状の頭部３６と該頭部３６より突出する６本の連結子３７とを有しており、該連結子３７は断面が円であり、円周６等分した位置にあり、前記凹部３４と嵌脱可能となっている。
【００４８】
前記コンプレッサ翼車８を前記回転軸２に締込む場合は、前記連結子３７を前記凹部３４に嵌合させ、前記治具３５を前記ディスク部８ａの先端部に装着する。前記頭部３６にスパナ等の工具を掛けて回転力を与える。前記治具３５を介して前記コンプレッサ翼車８が回転され、前記螺子部２２に螺着され、更に締込まれる。前記コンプレッサ翼車８取付け後は、前記治具３５は除去する。
【００４９】
前記連結子３７の本数は、締込む際のトルクの大きさによって決定する。高強度の前記治具３５を介して、前記コンプレッサ翼車８を締付けるので、前記治具３５が損傷することがなく、又、トルクは前記連結子３７によって分散して伝達されるので、前記コンプレッサ翼車８を損傷させることがなく、又該コンプレッサ翼車８に充分な締付け力を与えることができる。尚、前記連結子３７の本数は前記コンプレッサ翼車８の材質がアルミ等であることを考慮すると６本又は６本より多いことが望ましい。
【００５０】
又、前記治具３５と前記ディスク部８ａとの係合の態様としては、前記凹部３４を中心に穿設された６角穴とし、前記連結子３７を中心に突設し、又断面を６角としてもよい。
【００５１】
本発明は上記した様に、前記回転軸２の端部を前記コンプレッサ翼車８に貫通させないで、前記盲螺子穴２３に螺着し、又前記コンプレッサ翼車８に穿設する前記盲螺子穴２３の最深位置を該コンプレッサ翼車８の最大径位置Ｍに到達しない様にしたので、遠心力が最大となる部分は中実となり、遠心力によって発生する応力は均一に分散され、特定の部位に応力が集中することが避けられる。
【００５２】
前記コンプレッサ翼車８の回転バランスを調整する場合は、前記ディスク部８ａの先端部の一部３８を切除するか、或は先端部の周囲近傍に穴３９を穿設し、該穴３９に比重の大きい金属の部材、例えば銅線等を埋込む。
【００５３】
前記ディスク部８ａの先端部露出部分には、締付けの為の工具等が掛ることがないので、一部３８を切除する際の制約がなく、回転バランスの調整は容易である。
【００５４】
次に、図６に於いて、接合材料の一方がアルミ合金材料、他方が鋼材料である様な異種金属での摩擦接合について概略を説明する。
【００５５】
図中、４１はアルミ合金材料、４２は鋼材料を示している。
【００５６】
前記アルミ合金材料４１と前記鋼材料４２とを押しつけ、例えば前記アルミ合金材料４１を回転させると、接合面で摩擦熱が発生し、該摩擦熱で接合材料が溶融し、接合する。前記アルミ合金材料４１と前記鋼材料４２では、前記アルミ合金材料４１の方が溶融点が低いので、該アルミ合金材料４１の方が多く溶融し、接合面の周囲に盛上がる。
【００５７】
該アルミ合金材料４１と前記鋼材料４２の接合後、盛上がり部４３を除去して仕上げ加工を行う。
【００５８】
尚、前記アルミ合金材料４１と前記鋼材料４２との摩擦接合による継手効率は、５０％以上あり、本接合方法を本発明の前記コンプレッサ翼車８に実施した場合、充分な強度を有する。又、溶融したアルミ合金が酸化しない様に、前記アルミ合金材料４１と前記鋼材料４２とを真空容器内で接合する、或は接合部にアルゴン、窒素ガス等の不活性ガスを供給し、接合部を不活性ガス雰囲気として接合してもよい。
【００５９】
図７は、本発明に於ける接合面８ｃが球面である場合を示している。
【００６０】
本発明の場合は、前記ボス部８ｂが鋼材であるので、該ボス部８ｂに該ボス部８ｂと同じ曲率の球面の凹部を設け、該凹部の深さは前記ディスク部８ａ接合部の溶融代を見越して、仕上げ寸法より小さくする。
【００６１】
又、接合部の外形の仕上げは接合後、盛上がり部を除去する等して行い、更に、前記盲螺子孔２３は、前記ボス部８ｂと前記ディスク部８ａの接合完了後、加工する。
【００６２】
又、該ディスク部８ａと前記ボス部８ｂとの前記接合面８ｃの形状は、種々考えられ、例えば、図８に示される様に円錐台形状としてもよい。
【００６３】
上記した様に、接合金属の一方の溶融点が、他方の金属の溶融点より低い場合は、他方の金属は形状を維持して、溶融点の低い金属の方が多く溶融する。
【００６４】
図９は摩擦接合の変形を示している。図９に示す摩擦接合の変形は、接合面８ｃに溝４４等の凹部を形成したものである。
【００６５】
一方の金属の溶融点が低い場合の特性を利用して、前記接合面８ｃに前記溝４４等の凹部を形成することで、該凹部を溶融金属が充填し、接合強度を増大する様にしたものである。
【００６６】
前記溝４４は、同心多重円状に複数刻設され、球面に対して垂直方向に刻設されている。尚、該溝４４は半径方向に刻設された連通溝（図示せず）によって前記ボス部８ｂの表面に連通させることが好ましい。
【００６７】
摩擦接合時に、前記ディスク部８ａの接合部が溶融し、前記溝４４を前記ディスク部８ａの金属が充填する。前記溝４４を前記ディスク部８ａの金属が充填することで、該ディスク部８ａと前記ボス部８ｂ間の接合面積が増大し、接合強度が増加する。
【００６８】
更に、前記溝４４を前記接合面８ｃの表面に対して、直角に刻設することで、前記ディスク部８ａと前記ボス部８ｂとの間に離反方向の力が作用した場合、周辺の前記溝４４を充填する部分に剪断応力が発生し、結合強度が増大する。
【００６９】
尚、前記溝４４は、同心円に刻設したが、半径方向に放射状に刻設してもよい。
【００７０】
図１０に示す変形例では、前記溝４４の形状を変更したものである。
【００７１】
該溝４４を円錐曲面に前記回転軸２の軸心と同心に環状に形成し、又前記溝４４の断面形状をアリ溝形状とする。又、先端の円形の端面には断面がアリ溝の円形の凹部４５を形成する。前記溝４４、前記凹部４５の断面をアリ溝形状とすることで、前記ディスク部８ａと前記ボス部８ｂ間の結合強度が増大する。
【００７２】
図１１は、更に他の変形例を示している。該他の変形例では、摩擦面以外の部分、即ち前記ディスク部８ａと前記ボス部８ｂとの接合方向に対して直角方向、又は略直角方向等に交差する方向から溝４４を形成したものである。
【００７３】
前記ディスク部８ａには円筒形の凹部４６が形成され、前記ボス部８ｂは前記凹部４６に嵌合する凸部４７を有している。該凸部４７の円筒面に前記溝４４を形成する。該溝４４は、前記ディスク部８ａと前記ボス部８ｂの接合方向に対して垂直であり、摩擦接合に寄与しない。接合時に溶融した前記ディスク部８ａの金属が、前記溝４４を充填し、前記凸部４７を前記凹部４６に鋳込んだ状態となり、大きな結合力を発揮する。尚、連続した前記溝４４に代えて所要深さの穴を所定の間隔で穿設してもよい。
【００７４】
又、前記溝４４に連通する通孔４８，４９を前記ボス部８ｂに軸心方向から穿設し、前記一方の通孔４８から不活性ガスを供給し、前記他方の通孔４９から排気する様にし、接合部を不活性ガス雰囲気とする。接合部が不活性ガス雰囲気となることで、アルミ溶融金属の酸化が防止され、良好な接合が得られる。又、前記通孔４８，４９へ溶融金属が充填する際の空気、不活性ガスの逃道となり、前記溝４４にガスが残留することを防止する。尚、不活性ガスを供給する前記通孔４８のみとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態に係る過給機の断面図である。
【図２】該過給機に於ける回転軸とコンプレッサ翼車との連結部の拡大断面図である。
【図３】該コンプレッサ翼車の先端部の側面図である。
【図４】該コンプレッサ翼車の先端部に嵌合可能な治具の側面図である。
【図５】該治具の正面図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、溶融点の異なる異種金属の摩擦接合を示す説明図である。
【図７】回転軸とコンプレッサ翼車との他の連結部の部分断面図である。
【図８】回転軸とコンプレッサ翼車との更に他の連結部の部分断面図である。
【図９】回転軸とコンプレッサ翼車との更に他の連結部の部分断面図である。
【図１０】回転軸とコンプレッサ翼車との更に他の連結部の部分断面図である。
【図１１】回転軸とコンプレッサ翼車との更に他の連結部の部分断面図である。
【図１２】従来の過給機の断面図である。
【図１３】中実構造のコンプレッサ翼車を回転させた場合に発生する応力分布を示す説明図である。
【図１４】回転軸が貫通するコンプレッサ翼車を回転させた場合に発生する応力分布を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 過給機
２ 回転軸
３ タービン
４ コンプレッサ
７ タービン翼車
８ コンプレッサ翼車
８ａ ディスク部
８ｂ ボス部
８ｃ 接合面
１３ コンプレッサハウジング
２１ 嵌合軸部
２２ 螺子部
２３ 盲螺子穴
２４ 嵌合部穴部
３１ 給油口
３２ 導通油路
３４ 凹部
３５ 治具
３７ 連結子
４４ 溝
４５ 凹部
４７ 凸部
４８ 通孔
４９ 通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点の低い金属部材と、融点の高い金属部材とを摩擦接合する接合方法であって、前記融点の高い金属部材に凹部を形成し、摩擦接合時に溶融した前記融点の低い金属部材が前記凹部を充填する様にしたことを特徴とする異種金属の接合方法。
【請求項２】
摩擦接合部を不活性ガス雰囲気とした請求項１の異種金属の接合方法。
【請求項３】
タービン翼車から延出する回転軸の先端にコンプレッサ翼車が設けられ、前記回転軸が軸受ハウジングに回転自在に支持され、前記タービン翼車はタービンハウジングに収納され、前記コンプレッサ翼車はコンプレッサハウジングに収納された過給機であって、前記コンプレッサ翼車はアルミ合金製のディスク部と該ディスク部に摩擦接合された鋼製、又は鋼合金製のボス部から成り、前記回転軸の先端部に螺子部が形成され、該螺子部が前記ボス部に螺合して前記回転軸と前記コンプレッサ翼車が連結されたことを特徴とする過給機。
【請求項４】
前記ボス部の前記ディスク部に対する接合面に凹部を形成し、該凹部が溶融した前記ディスク部の金属により充填される様にした請求項３の過給機。
【請求項５】
前記ボス部と前記ディスク部との接合方向に対して交差する方向から凹部を形成し、該凹部が溶融した前記ディスク部の金属により充填される様にした請求項３の過給機。
【請求項６】
前記凹部に連通する通孔を設け、該通孔から不活性ガスを供給する様にした請求項４又は請求項５の過給機。
【請求項７】
前記ディスク部と前記ボス部との接合面は、前記コンプレッサ翼車の最大径位置に到達しない請求項３の過給機。
【請求項８】
前記ボス部の螺子穴の最深位置は前記コンプレッサ翼車の最大径位置に到達しない請求項３の過給機。
【請求項９】
前記回転軸の先端部に嵌合軸部と前記螺子部が形成され、前記嵌合軸部が前記ボス部に嵌合すると共に前記螺子部が前記ボス部に螺合する請求項３の過給機。
【請求項１】
融点の低い金属部材と、融点の高い金属部材とを摩擦接合する接合方法であって、前記融点の高い金属部材に凹部を形成し、摩擦接合時に溶融した前記融点の低い金属部材が前記凹部を充填する様にしたことを特徴とする異種金属の接合方法。
【請求項２】
摩擦接合部を不活性ガス雰囲気とした請求項１の異種金属の接合方法。
【請求項３】
タービン翼車から延出する回転軸の先端にコンプレッサ翼車が設けられ、前記回転軸が軸受ハウジングに回転自在に支持され、前記タービン翼車はタービンハウジングに収納され、前記コンプレッサ翼車はコンプレッサハウジングに収納された過給機であって、前記コンプレッサ翼車はアルミ合金製のディスク部と該ディスク部に摩擦接合された鋼製、又は鋼合金製のボス部から成り、前記回転軸の先端部に螺子部が形成され、該螺子部が前記ボス部に螺合して前記回転軸と前記コンプレッサ翼車が連結されたことを特徴とする過給機。
【請求項４】
前記ボス部の前記ディスク部に対する接合面に凹部を形成し、該凹部が溶融した前記ディスク部の金属により充填される様にした請求項３の過給機。
【請求項５】
前記ボス部と前記ディスク部との接合方向に対して交差する方向から凹部を形成し、該凹部が溶融した前記ディスク部の金属により充填される様にした請求項３の過給機。
【請求項６】
前記凹部に連通する通孔を設け、該通孔から不活性ガスを供給する様にした請求項４又は請求項５の過給機。
【請求項７】
前記ディスク部と前記ボス部との接合面は、前記コンプレッサ翼車の最大径位置に到達しない請求項３の過給機。
【請求項８】
前記ボス部の螺子穴の最深位置は前記コンプレッサ翼車の最大径位置に到達しない請求項３の過給機。
【請求項９】
前記回転軸の先端部に嵌合軸部と前記螺子部が形成され、前記嵌合軸部が前記ボス部に嵌合すると共に前記螺子部が前記ボス部に螺合する請求項３の過給機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−２０８１３８（Ｐ２００９−２０８１３８Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５５８３３（Ｐ２００８−５５８３３）
【出願日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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