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公開番号2024157662
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023072139
出願日2023-04-26
発明の名称タービンシャフトの製造装置およびタービンシャフトの製造方法
出願人株式会社豊田自動織機
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類F02B 39/00 20060101AFI20241031BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】タービンホイールを加熱部により加熱する場合に、ロータシャフトが加熱されるのを抑制することが可能なタービンシャフトの製造装置を提供する。
【解決手段】製造装置200は、タービンホイール10と、タービンホイール10を回転させるロータシャフト20とがろう材30(接合材)により接合されたタービンシャフト100の製造装置である。製造装置200は、タービンホイール10に熱を与えることによってタービンホイール10とろう材30とを加熱する加熱部110と、ロータシャフト20を冷却する冷却部120と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
タービンホイールと、前記タービンホイールを回転させるロータシャフトとが接合材により接合されたタービンシャフトの製造装置であって、
前記タービンホイールに熱を与えることによって前記タービンホイールと前記接合材とを加熱する加熱部と、
前記ロータシャフトを冷却する冷却部と、を備える、タービンシャフトの製造装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記加熱部は、少なくとも一部が前記タービンホイールの外周側に配置され、
前記冷却部は、前記ロータシャフトの軸方向において、少なくとも一部が前記加熱部よりも前記ロータシャフト側に配置されている、請求項１に記載の製造装置。
【請求項３】
前記タービンシャフトと共に前記冷却部を収容した状態で不活性ガスが封入される封入管と、
前記封入管の外部に配置される送風部と、をさらに備え、
前記加熱部は、前記冷却部とともに前記封入管に収容された前記タービンシャフトの前記タービンホイールを加熱し、
前記送風部は、前記冷却部と共に前記封入管から出された前記タービンシャフトの前記接合材に向けて送風する、請求項１または２に記載の製造装置。
【請求項４】
前記冷却部は、前記ロータシャフトの周囲を通るように設けられ、冷却水が流通する冷却水管を含む、請求項１または２に記載の製造装置。
【請求項５】
前記冷却水管は、前記ロータシャフトの軸線を中心に巻回されるように設けられる巻回部を含む、請求項４に記載の製造装置。
【請求項６】
タービンホイールと、前記タービンホイールを回転させるロータシャフトとが接合材により接合されたタービンシャフトの製造方法であって、
前記タービンホイールに熱を与えることによって前記タービンホイールと前記接合材とを加熱する加熱工程と、
前記ロータシャフトを冷却部により冷却する冷却工程と、を含む、タービンシャフトの製造方法。
【請求項７】
前記冷却工程は、前記加熱工程における加熱を行いながら、前記ロータシャフトを冷却する第１工程を含む、請求項６に記載のタービンシャフトの製造方法。
【請求項８】
前記冷却工程は、第２工程をさらに含み、
前記第２工程は、前記加熱工程の後に前記ロータシャフトを冷却する工程である、請求項７に記載のタービンシャフトの製造方法。
【請求項９】
前記第２工程は、
不活性ガスが封入された封入管に前記冷却部と共に収容された前記タービンシャフトの前記ロータシャフトを冷却する工程と、
前記冷却部と共に前記封入管から前記タービンシャフトが出された後に、前記ロータシャフトを冷却しながら前記接合材に向けて送風する工程と、を含む、請求項８に記載のタービンシャフトの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、タービンシャフトの製造装置およびタービンシャフトの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
たとえば、特許第４３０４１９０号公報（特許文献１）には、タービンホイールとロータシャフトとの間に配置されたろう材を加熱して溶融することにより、タービンホイールとロータシャフトとを接合する方法が開示されている。上記特許文献１では、赤外線ランプから放射された赤外線光をタービンホイールに集光させることにより、タービンホイールが加熱されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第４３０４１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、加熱されたタービンホイールからロータシャフトに熱が伝わるため、ロータシャフトの温度が上昇する。このため、ロータシャフトの機械的強度が低下する。低下したロータシャフトの機械的強度を回復させるために、後工程においてロータシャフトを加熱する熱処理を行う場合がある。しかしながら、上記熱処理が行われることにより、処理工程が増加する不都合がある。したがって、ロータシャフトの機械的強度が低下することを抑制するために、ロータシャフトが加熱されるのを抑制することが望まれている。
【０００５】
本技術の目的は、タービンホイールを加熱部により加熱する場合に、ロータシャフトが加熱されるのを抑制することが可能なタービンシャフトの製造装置およびタービンシャフトの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の局面に係るタービンシャフトの製造装置は、タービンホイールと、タービンホイールを回転させるロータシャフトとが接合材により接合されたタービンシャフトの製造装置であって、タービンホイールに熱を与えることによってタービンホイールと接合材とを加熱する加熱部と、ロータシャフトを冷却する冷却部と、を備える。
【０００７】
本開示の第１の局面に係るタービンシャフトの製造装置では、上記のように、タービンホイールと接合材とを加熱する加熱部、および、ロータシャフトを冷却する冷却部が備えられる。これにより、冷却部によりロータシャフトが冷却されるので、加熱部により加熱されたタービンホイールからの熱によりロータシャフトが昇温されるのを抑制することができる。
【０００８】
上記第１の局面に係るタービンシャフトの製造装置において、好ましくは、加熱部は、少なくとも一部がタービンホイールの外周側に配置される。冷却部は、ロータシャフトの軸方向において、少なくとも一部が加熱部よりもロータシャフト側に配置されている。このように構成すれば、ロータシャフトの軸方向において、上記軸方向において加熱部よりもロータシャフト側に配置されている部分が冷却部に全くない場合に比べて、ロータシャフトを冷却部により効率的に冷却することができる。
【０００９】
上記第１の局面に係るタービンシャフトの製造装置は、好ましくは、タービンシャフトと共に冷却部を収容した状態で不活性ガスが封入される封入管と、封入管の外部に配置される送風部と、をさらに備える。加熱部は、冷却部と共に封入管に収容されたタービンシャフトのタービンホイールを加熱する。送風部は、冷却部と共に封入管から出されたタービンシャフトの接合材に向けて送風する。このように構成すれば、封入管内において加熱された後のタービンシャフトの接合材の温度を、送風部による送風によって調整することができる。
【００１０】
上記第１の局面に係るタービンシャフトの製造装置において、好ましくは、冷却部は、ロータシャフトの周囲を通るように設けられ、冷却水が流通する冷却水管を含む。このように構成すれば、冷却水管を通る冷却水によって、ロータシャフトを容易に冷却することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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