JP2000209815A - 高速回転機器 - Google Patents

高速回転機器

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JP2000209815A
JP2000209815A JP11005782A JP578299A JP2000209815A JP 2000209815 A JP2000209815 A JP 2000209815A JP 11005782 A JP11005782 A JP 11005782A JP 578299 A JP578299 A JP 578299A JP 2000209815 A JP2000209815 A JP 2000209815A
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JP
Japan
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shaft
motor rotor
hole
lubricating oil
rotor
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Pending
Application number
JP11005782A
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English (en)
Inventor
Koji Horikawa
浩司 堀川
Hiroshi Isaka
弘 猪坂
Yoshitaka Kanazawa
能敬 金澤
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 潤滑用オイルにより、モータ回転子のロータ
積層鋼鈑やロータエンドリングの温度上昇を抑えること
のできる高速回転機器を提供する。 【解決手段】 モータ1のシャフト3下端に設けられた
遠心力ポンプ16により、オイルため10に貯められた
潤滑用オイルがくみ上げられ、中空シャフト3に設けら
れた上部の穴17と下部の穴18から、スペース9側に
流れ込み、軸受B12と軸受A11上に供給され滑らか
な潤滑が可能となる。一方、穴26を設けスペース9に
流出する全体の循環量を多くすることにより、あるい
は、シャフト3のロータエンドリング20に対向する位
置に、上下に穴22、23を設けロータエンドリング2
0を冷却することにより、あるいは、シャフト3のロー
タ積層鋼鈑21が焼きばめされている部分に穴24及び
循環用オイルの流路の溝25を設けて、循環オイルによ
りモータ回転子2の熱を奪うことで、温度上昇を低減す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速回転機器に係
わり、特に、レーザ発振器向けガス循環器用などに用い
る電動コンプレッサブロワに関する。
【0002】
【従来の技術】フロー型のレーザ気体装置では、レーザ
管にガスを流して発振させ、この時気体温度が上昇する
のでガス循環回路に熱交換器を備えて冷却している。発
振器のレーザ管から低圧の気体を吸引し、ガス圧縮機構
を有する高速回転の装置(以下ブロワという)をその中
間に設け、熱交換器にガスを送り込み、熱交換器で冷却
されたガスが再び発振器のレーザ管に供給されている。
このブロワの断面を図8に示す。従来は、ハウジング5
の内部に、インバータ14で回転制御されるモータ1と
高速回転するモータ回転子2、翼部6、中空穴15を有
するシャフト3、シャフト3の下部に設けられたポンプ
16と、外部からのガスを吸引口(IN)と、吸引した
ガスを圧縮するガス圧縮部13と、圧縮したガスを送り
出すハウシング5側面の排出口(OUT)から構成され
ている。そのシャフト3の上部と下部に軸受B12と軸
受A11を設け、上部の翼部6と下部のシャフト3の間
の回転部に、シール機構7(ラビリンスシール)が設け
られて下部のスペース9に存在する潤滑用オイルがガス
圧縮部外に入り込まないようにしている。ガス圧縮部1
3の回転体には低圧気体を引き込む円錐状の翼部6が設
けられ、レーザ発振器のレーザ管内のガスをこの翼部6
の高速回転により吸引する。そしてハウジング5の下部
にモータ1を備え、インバータ14でモータを回転制御
している。モータ1によりモーター回転子2が回転しシ
ャフト3が回転すると、シャフト3の下端に設けられた
遠心力ポンプ16により、オイルため10に貯められた
潤滑用オイルがくみ上げられ、シャフト3の中空穴15
を通って上部にあげられ、シャフト3に設けられた上部
の穴17と下部の穴18から、潤滑用オイルがスペース
9側に流れ込み、軸受B12と軸受A11上に入り潤滑
用として働く。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の高速回転機器は
以上のように構成されているが、回転体を駆動するモー
タ1ではモータ回転子2の損失とステータ(モータ1)
の損失が発生する。ステータの損失は外周のハウジング
に水冷ジャケット(図示せず)などを配置し、冷却によ
り温度上昇を抑える対策がとられているが、モータ回転
子2の損失は、シャフト先端に備えるターボ翼部6か
ら、レーザ用循環ガスに熱を逃がし、あるいは潤滑用オ
イルのガスによりシャフト3、スペース9及びステータ
(モータ1)を介して放熱することにより温度上昇を抑
えている。しかし、このレーザ発振器用に用いるターボ
ブロワなどの場合は、モータ駆動部内のスペース9は低
圧であり、かつガスの移動がほとんどないため、モータ
回転子2の損失は回転駆動部内のガスに対し熱の授受は
あまりなく、モータ回転子2の温度は高くなる。そのた
め高温によりモータ回転子2のロータエンドリング20
のアルミ材料の強度が低下することを防ぐため、材料選
定あるいはロータエンドリング20の補強などが必要に
なるという問題がある。またシャフト3の内部を通過す
る潤滑用オイルが転がり軸受B12や転がり軸受A11
に必要以上に供給されると、軸受け内部での発熱につな
がるという問題がある。
【0004】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、モータ回転子2の損失を、シャフト先
端に備えるターボ翼部6から、レーザ用循環ガスに熱を
逃がす以外に、潤滑用オイルにより、直接モータ回転子
2のロータ積層鋼鈑21やロータエンドリング20の温
度上昇を抑えることのできる高速回転機器を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の高速回転機器は、ターボ翼とモータ回転子
を連結する垂直に立てたシャフトを有する回転体が上部
と下部に転がり軸受により保持され、前記シャフト内部
に転がり軸受の潤滑用オイルが循環する中空穴が設けら
れた高速回転機器において、上部転がり軸受とモータ回
転子との間に位置する前記回転体のシャフトに、シャフ
ト中空穴に循環する潤滑用オイルが通過する通過穴を備
えるものである。
【0006】さらに、本発明の高速回転機器は、モータ
回転子のエンドリング部に対する位置の前記回転体のシ
ャフトにシャフト中空穴に循環する潤滑用オイルが通過
し、モータ回転子のエンドリング部を冷却する通過穴を
備えるものである。
【0007】さらに、本発明の高速回転機器は、モータ
回転子が回転体のシャフトに焼きばめされているシャフ
ト側位置に、シャフト中空穴に循環する潤滑用オイルが
通過し、モータ回転子を冷却する溝と通過穴を備えるも
のである。
【0008】本発明の高速回転機器は上記のように構成
されており、上部転がり軸受とモータ回転子との間に位
置する回転体のシャフトに、シャフト中空穴に循環する
潤滑用オイルが通過する通過穴や、モータ回転子のエン
ドリング部に対する位置の回転体のシャフトに、シャフ
ト中空穴に循環する潤滑用オイルが通過し、モータ回転
子のエンドリング部を冷却する通過穴や、モータ回転子
が回転体のシャフトに焼きばめされているシャフト側位
置に、シャフト中空穴に循環する潤滑用オイルが通過
し、モータ回転子を冷却する溝と通過穴を設けて、モー
タ回転子の温度上昇を抑えることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の高速回転機器の一実施例
を図1を参照しながら説明する。図1は本発明の高速回
転機器の断面を示す。ハウジング5の内部に、インバー
タ14で回転制御されるモータ1と、シャフト3に焼き
ばめされた高速回転するモータ回転子2、翼部6、中空
穴15を有するシャフト3、シャフト3に設けられた穴
17、穴26、穴22、溝25及び穴24、穴23、穴
18と、シャフト3の下部に設けられた遠心力ポンプ1
6と、回転部に設けられたシール機構7(ラビリンスシ
ール)と、シャフト3の上下に設けられた軸受B12、
A11と、ハウジング5の吸引口(IN)からガスを吸
引し、圧縮してハウジング5側面の排出口(OUT)か
ら外部に送り出すガス圧縮部13と、回転部駆動部内の
スペース9、8の圧力を制御するための真空ポンプ引穴
19と、ハウジング5の回転部のシャフト3の最下部に
潤滑用オイルを貯めておくオイルため10とから構成さ
れている。
【0010】インバータ14によって回転制御され、モ
ータ1によりモーター回転子2が回転しシャフト3が回
転すると、シャフト3の下端に設けられた遠心力ポンプ
16により、オイルため10に貯められた潤滑用オイル
がくみ上げられ、シャフト3の中空穴15を通って上部
にあげられ、シャフト3に設けられた上部の穴17と下
部の穴18から、潤滑用オイルがスペース9側に流れ込
み、軸受B12と軸受A11上に供給され滑らかな潤滑
が可能となる。転がり軸受4から出た潤滑用オイルは重
力により下方に落ちてゆき、オイルため10で受けられ
る。
【0011】本装置は、さらに図2に示すように、シャ
フト3に従来からの穴17、18に加えて新しく穴26
を設けることにより、スペース9に潤滑用オイルの流出
する量が多くなり、全体の循環量が多くなることによ
り、モータ回転子2の温度上昇を低減することができ
る。この時、転がり軸受B12や転がり軸受A11内の
潤滑用オイルの供給量を過剰にすることがないため、軸
受け内部での発熱は抑えられる。また必要により遠心力
ポンプ16のサイズを大きくしさらに循環量を増やすこ
とも可能である。
【0012】あるいは、図3に示すようにモータ回転子
2のロータエンドリング20に対向するシャフト3に位
置するところに、上下に穴22、23を設けることによ
り、直接ロータエンドリング20に循環用オイルを穴2
2、23から当て、冷却することにより、モータ回転子
2の温度上昇を低減することができる。
【0013】さらに図4に示すように、シャフト3とモ
ータ回転子2のロータ積層鋼鈑21が焼きばめされてい
る部分に、シャフト3に中空穴15から外に穴24を設
けるとともに、シャフト3とロータ積層鋼鈑21の間に
循環用オイルの流路の溝25を設け、図5に示すよう
に、その流路の形状を循環流路長、面積を増したヘリカ
ル状の溝などにして、循環オイルによりモータ回転子2
の熱を奪うことで、モータ回転子2の温度上昇を低減す
ることができる。このように穴17、18に加えて、穴
26、穴22、23、穴24と溝25を設けることで、
シャフト3の滑らかな潤滑が行はれ、モータ回転子2の
温度上昇も低減でき、円錐状の翼部6を設けた回転体が
高速で回転し、安定してガス吸引圧縮ができる。なお、
図1の実施例では穴26、穴22、23、穴24と溝2
5をすべて設けた装置を説明したが、これらの穴および
溝は、適宜必要なもののみを設ければよい。また、図6
に示すように穴23、図7に示すように穴24などを通
過した潤滑用オイルが軸受A11を通過し過剰に供給さ
れるのを防ぐため、シャフト3にリング29を必要に応
じ装着する。
【0014】
【発明の効果】本発明の高速回転機器は上記のように構
成されており、上部の転がり軸受とモータ回転子との間
に位置する回転体のシャフトに、潤滑用オイルが通過す
る通過穴や、モータ回転子のエンドリング部に対する位
置の回転体のシャフトに、潤滑用オイルが通過し、モー
タ回転子のエンドリング部を冷却する通過穴や、モータ
回転子が回転体のシャフトに焼きばめされているシャフ
ト側位置に、潤滑用オイルが通過し、モータ回転子を冷
却する溝と通過穴を設けて、モータ回転子の温度上昇を
抑えることができるので、翼部6を設けたターボ回転体
が高速で回転し、レーザ発振器向けガス循環器用などに
用いる電動コンプレッサとして安定してガス吸引圧縮が
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の高速回転機器の一実施例を示す図で
ある。
【図2】 本発明の高速回転機器の潤滑用オイルの通過
穴を示す図である。
【図3】 本発明の高速回転機器のロータエンドリング
冷却用オイルの通過穴を示す図である。
【図4】 本発明の高速回転機器のロータ積層鋼鈑冷却
用オイルの通過穴を示す図である。
【図5】 本発明の高速回転機器のロータ積層鋼鈑冷却
用オイルのヘリカル溝を示す図である。
【図6】 本発明の高速回転機器のシャフトにリングを
装着した潤滑用オイルの通過穴を示す図である。
【図7】 本発明の高速回転機器のシャフトにリングを
装着した他の潤滑用オイルの通過穴を示す図である
【図8】 従来の高速回転機器の潤滑用オイルの通過穴
を示す図である。
【符号の説明】
1…モータ 2…モータ回転
子 3…シャフト 5…ハウジング 6…翼部 7…シール機構 8…スペース 9…スペース 10…オイルため 11…軸受A 12…軸受B 13…ガス圧縮
部 14…インバータ 15…中空穴 16…ポンプ 17…穴 18…穴 19…真空ポン
プ引穴 20…ロータエンドリング 21…ロータ積
層鋼鈑 22…穴 23…穴 24…穴 25…溝 26…穴 27…ヘリカル
溝 28…穴 29…リング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金澤 能敬 京都市中京区西ノ京桑原町1番地 株式会 社島津製作所内 Fターム(参考) 3H035 AA01 AA07 5H607 AA02 BB01 BB06 BB14 CC01 CC05 FF07 GG08 GG25 JJ10 5H609 BB02 BB15 BB23 PP02 PP07 PP08 PP09 QQ05 QQ10 QQ16 QQ18 RR01 RR06 RR27 RR37 RR42 RR50 RR69 RR71

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ターボ翼とモータ回転子を連結する垂直に
    立てたシャフトを有する回転体が、上部と下部に設けた
    転がり軸受により保持され、前記シャフト内部に転がり
    軸受の潤滑用オイルが循環する中空穴が設けられた高速
    回転機器において、前記回転体のシャフトの上部転がり
    軸受とモータ回転子との間の位置に、シャフト中空穴に
    循環する潤滑用オイルが通過する通過穴を備えることを
    特徴とする高速回転機器。
  2. 【請求項2】ターボ翼とモータ回転子を連結する垂直に
    立てたシャフトを有する回転体が上部と下部に設けた転
    がり軸受により保持され、前記シャフト内部に転がり軸
    受の潤滑用オイルが循環する中空穴が設けられた高速回
    転機器において、前記回転体のシャフトのモータ回転子
    のエンドリング部に対する位置に、シャフト中空穴に循
    環する潤滑用オイルが通過し、モータ回転子のエンドリ
    ング部を冷却する通過穴を備えることを特徴とする高速
    回転機器。
  3. 【請求項3】ターボ翼とモータ回転子を連結する垂直に
    立てたシャフトを有する回転体が上部と下部に設けた転
    がり軸受により保持され、前記シャフト内部に転がり軸
    受の潤滑用オイルが循環する中空穴が設けられた高速回
    転機器において、モータ回転子が回転体のシャフトに焼
    きばめされているシャフト側位置に、シャフト中空穴に
    循環する潤滑用オイルが通過し、モータ回転子を冷却す
    る溝と通過穴を備えることを特徴とする高速回転機器。
JP11005782A 1999-01-12 1999-01-12 高速回転機器 Pending JP2000209815A (ja)

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