JP2017180528A - Speed increaser and centrifugal compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、増速機及びその増速機を備えた遠心圧縮機に関する。 The present invention relates to a speed increaser and a centrifugal compressor including the speed increaser.
従来から、低速側シャフトの動力を高速側シャフトに伝達する増速機が知られている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に記載の増速機は、低速側シャフトの回転に伴って回転するものとして、ベース部及びベース部から起立した環状のリング部と、リング部の内側に配置された高速側シャフトと、リング部と高速側シャフトとの間に設けられ、リング部の内周面及び高速側シャフトの外周面の双方と当接する外周面を有するローラと、を備えている。ローラと高速側シャフトとは、リング部によって締め付けられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a speed increaser that transmits power of a low speed side shaft to a high speed side shaft is known (see, for example, Patent Document 1). The speed increaser described in
また、特許文献1には、リング部、ローラ及び高速側シャフトが回転することによって、リング部とローラとの当接箇所に対応する部分、及び、ローラと高速側シャフトとの当接箇所に対応する部分に、オイル膜(弾性流体潤滑膜)が形成され、当該オイル膜を介して動力が伝達される点について記載されている。
Further, in
回転時にオイル膜を安定して形成するためには、リング部の内周面とローラの外周面との当接箇所、及び、ローラの外周面と高速側シャフトの外周面との当接箇所の双方において、ある程度の圧力が必要となる。 In order to stably form the oil film during rotation, the contact portion between the inner peripheral surface of the ring portion and the outer peripheral surface of the roller, and the contact portion between the outer peripheral surface of the roller and the outer peripheral surface of the high-speed shaft are determined. In both cases, a certain amount of pressure is required.
ここで、高速側シャフトとローラとは外周面同士が当接するため、両者の当接箇所の面積は小さくなり易い。一方、リング部とローラとは内周面と外周面とが当接するため、その当接箇所の面積は、高速側シャフトとローラとの当接箇所の面積よりも大きくなり易い。このため、リング部とローラとの当接箇所における圧力は、小さくなり易い。 Here, since the outer peripheral surfaces of the high-speed side shaft and the roller are in contact with each other, the area of the contact portion between both tends to be small. On the other hand, since the inner peripheral surface and the outer peripheral surface are in contact with the ring portion and the roller, the area of the contact portion is likely to be larger than the area of the contact portion between the high speed side shaft and the roller. For this reason, the pressure in the contact part of a ring part and a roller tends to become small.
この場合、例えばリング部とローラとの当接箇所における圧力を大きくしようとして、リング部による締め付けを強くすると、高速側シャフト及びローラ間の動力損失が大きくなったり、高速側シャフトへの負担が大きくなったりする。 In this case, for example, if the pressure at the contact portion between the ring portion and the roller is increased to increase the tightening by the ring portion, the power loss between the high speed side shaft and the roller increases or the load on the high speed side shaft increases. It becomes.
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的はリング部から高速側シャフトへの動力伝達を好適に行うことができる増速機及びその増速機を備えた遠心圧縮機を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is a speed increaser capable of suitably performing power transmission from a ring portion to a high speed side shaft and a centrifugal compressor including the speed increaser. Is to provide.
上記目的を達成する増速機は、低速側シャフトの回転に伴って回転するものとして、板状のベース部及び前記ベース部から起立した環状のリング部と、前記リング部の内側に配置された高速側シャフトと、前記リング部の内周面に設けられ、当該内周面から前記高速側シャフトの径方向内側に向けて突出した凸部と、前記リング部と前記高速側シャフトとの間に設けられ、前記凸部及び前記高速側シャフトの外周面の双方と当接する外周面を有するローラと、を備え、前記リング部は、前記ベース部側とは反対側の端部である先端部を有し、前記リング部は、前記凸部と前記ローラの外周面とが当接していることによって、前記先端部が前記高速側シャフトの径方向外側に向けて広がりつつ、前記凸部から前記ローラに向けて付与される押圧力の方向が前記高速側シャフトの径方向に近づくように弾性変形していることを特徴とする。 The speed increaser that achieves the above object is arranged to rotate with the rotation of the low speed side shaft, and is arranged inside the ring part, a plate-like base part, an annular ring part standing up from the base part, and the ring part A high speed side shaft, a convex portion provided on the inner peripheral surface of the ring portion and projecting radially inward from the inner peripheral surface of the high speed side shaft, and between the ring portion and the high speed side shaft A roller having an outer peripheral surface that is in contact with both the convex portion and the outer peripheral surface of the high-speed side shaft, and the ring portion has a tip portion that is an end portion opposite to the base portion side. The ring portion has the convex portion and the outer peripheral surface of the roller in contact with each other, so that the tip portion expands outward in the radial direction of the high-speed side shaft, and the roller extends from the convex portion. Press applied toward And a direction of is elastically deformed so as to approach the radial direction of the high speed side shaft.
かかる構成によれば、凸部とローラの外周面とが当接するため、リング部の内周面がローラの外周面と当接する構成と比較して、当接箇所の面積を小さくすることができる。これにより、凸部とローラとの当接箇所における圧力を大きくすることができる。よって、回転時において凸部とローラとの間にオイル膜を形成させることを、比較的小さい締め付けで実現できる。 According to such a configuration, since the convex portion and the outer peripheral surface of the roller are in contact with each other, the area of the contact portion can be reduced as compared with the configuration in which the inner peripheral surface of the ring portion is in contact with the outer peripheral surface of the roller. . Thereby, the pressure in the contact location of a convex part and a roller can be enlarged. Therefore, the oil film can be formed between the convex portion and the roller during rotation with relatively small tightening.
また、凸部は、ローラではなくリング部の内周面に設けられているため、高速側シャフトとローラとの当接箇所の面積が凸部によって小さくなる等といった事態は生じない。これにより、凸部に起因して高速側シャフトの負担が大きくなる等といった不都合が生じない。したがって、凸部とローラとの当接箇所、及び、ローラと高速側シャフトとの当接箇所の双方において適切な圧力を発生させることができる。よって、リング部から高速側シャフトへの動力伝達を好適に行うことができる。 Further, since the convex portion is provided not on the roller but on the inner peripheral surface of the ring portion, a situation in which the area of the contact portion between the high speed side shaft and the roller is reduced by the convex portion does not occur. As a result, there is no inconvenience that the burden on the high speed side shaft is increased due to the convex portion. Accordingly, it is possible to generate an appropriate pressure at both the contact portion between the convex portion and the roller and the contact portion between the roller and the high speed side shaft. Therefore, power transmission from the ring portion to the high speed side shaft can be suitably performed.
ここで、リング部の内周面に凸部が設けられている構成においては、凸部とローラとの当接によって、リング部は、先端部が高速側シャフトの径方向外側に向けて広がるように弾性変形する。この場合、凸部とローラとの当接箇所において、高速側シャフトの回転軸線方向の成分を含む押圧力及び当該押圧力の抗力が生じ得る。当該高速側シャフトの回転軸線方向の成分は、無駄な損失となるばかりか、ローラやリング部の位置ずれ等の原因となり得る。 Here, in the configuration in which the convex portion is provided on the inner peripheral surface of the ring portion, the ring portion has its tip portion widened toward the outside in the radial direction of the high speed side shaft by the contact between the convex portion and the roller. It is elastically deformed. In this case, a pressing force including a component in the rotation axis direction of the high-speed side shaft and a drag force of the pressing force can be generated at the contact portion between the convex portion and the roller. The component in the rotational axis direction of the high-speed side shaft not only causes unnecessary loss, but can also cause misalignment of the roller and the ring portion.
これに対して、本構成によれば、リング部が弾性変形している状態において、押圧力の方向が高速側シャフトの径方向に近づくようになっている。これにより、リング部が弾性変形している状態において、上記回転軸線方向の成分が小さくなる。よって、上記無駄な損失等を抑制することができる。 On the other hand, according to this configuration, in the state where the ring portion is elastically deformed, the direction of the pressing force approaches the radial direction of the high speed side shaft. Thereby, in the state in which the ring portion is elastically deformed, the component in the rotation axis direction becomes small. Therefore, the useless loss or the like can be suppressed.
上記増速機について、前記リング部の内周面は、前記凸部が設置される凸部設置面を有し、前記凸部設置面は、前記先端部が前記高速側シャフトの径方向外側に向けて広がるように弾性変形することにより、法線方向が前記高速側シャフトの径方向に近づく面であるとよい。 With respect to the speed increaser, the inner peripheral surface of the ring portion has a convex portion installation surface on which the convex portion is installed, and the convex portion installation surface has the tip portion radially outside the high speed side shaft. It is preferable that the normal direction is a surface that approaches the radial direction of the high-speed shaft by elastically deforming so as to spread toward the surface.
かかる構成によれば、リング部の先端部が高速側シャフトの径方向外側に向けて広がるように弾性変形している状態において、押圧力の方向を高速側シャフトの径方向に近づけることができる。これにより、比較的簡素な構成で上述した効果を得ることができる。 According to this configuration, the direction of the pressing force can be brought close to the radial direction of the high-speed side shaft in a state where the tip end portion of the ring portion is elastically deformed so as to spread outward in the radial direction of the high-speed side shaft. Thereby, the above-described effect can be obtained with a relatively simple configuration.
上記増速機について、前記凸部は、前記リング部の周方向に延びた環状であるとよい。
かかる構成によれば、リング部の回転位置の変化に関わらず、ローラに対して安定した押圧力を付与することができる。
About the said speed increaser, the said convex part is good in it being the cyclic | annular form extended in the circumferential direction of the said ring part.
According to such a configuration, a stable pressing force can be applied to the roller regardless of the change in the rotational position of the ring portion.
上記増速機について、前記凸部は、前記リング部の周方向と直交する方向に切断した場合の断面が半円状であるとよい。
かかる構成によれば、凸部とローラの外周面との当接箇所の面積をより小さくすることができるため、当該当接箇所における圧力をより大きくすることができる。
About the said speed increaser, the said convex part is good in the cross section at the time of cut | disconnecting in the direction orthogonal to the circumferential direction of the said ring part being semicircular.
According to this configuration, since the area of the contact portion between the convex portion and the outer peripheral surface of the roller can be reduced, the pressure at the contact portion can be further increased.
上記目的を達成する遠心圧縮機は、上述した増速機と、前記低速側シャフトを回転させる電動モータと、前記高速側シャフトに取り付けられたインペラと、を備えていることを特徴とする。 A centrifugal compressor that achieves the above object includes the above-described speed increaser, an electric motor that rotates the low-speed side shaft, and an impeller attached to the high-speed side shaft.
かかる構成によれば、電動モータの駆動回転数よりも高い回転数でインペラを回転させることができる。そして、リング部から高速側シャフトへの動力伝達を好適に行うことを通じて、遠心圧縮機を好適に運転させることができる。 According to this configuration, the impeller can be rotated at a higher rotational speed than the drive rotational speed of the electric motor. And a centrifugal compressor can be operated suitably through performing power transmission from a ring part to a high-speed side shaft suitably.
この発明によれば、リング部から高速側シャフトへの動力伝達を好適に行うことができる。 According to this invention, power transmission from the ring portion to the high speed side shaft can be suitably performed.
以下、増速機及びその増速機を備えた遠心圧縮機の一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、遠心圧縮機は、燃料電池が搭載された燃料電池車両(FCV)に搭載されており、当該燃料電池に対して空気を送るのに用いられる。また、図示の都合上、図1等においては、両シャフト11,12を側面図で示す。
Hereinafter, an embodiment of a speed increaser and a centrifugal compressor including the speed increaser will be described. In the present embodiment, the centrifugal compressor is mounted on a fuel cell vehicle (FCV) on which a fuel cell is mounted, and is used to send air to the fuel cell. For convenience of illustration, both
図1に示すように、遠心圧縮機10は、低速側シャフト11及び高速側シャフト12と、低速側シャフト11を回転させる電動モータ13と、低速側シャフト11の回転を増速させて高速側シャフト12に伝達する増速機14と、高速側シャフト12の回転によって流体(本実施形態では空気)を圧縮する圧縮部15とを備えている。両シャフト11,12は、例えば金属で構成されており、詳細には鉄又は鉄の合金で構成されている。
As shown in FIG. 1, the
また、遠心圧縮機10は、当該遠心圧縮機10の外郭を構成するものであって、両シャフト11,12、電動モータ13、増速機14及び圧縮部15が収容されたハウジング20を備えている。ハウジング20は、例えば全体として略筒状(詳細には円筒状)となっている。
The
ハウジング20は、電動モータ13が収容されたモータハウジング21と、増速機14が収容された増速機ハウジング22と、流体が吸入される吸入口23aが形成されたコンプレッサハウジング23とを備えている。吸入口23aは、ハウジング20の軸線方向の一端面20aに設けられている。吸入口23aから見てハウジング20の軸線方向に、コンプレッサハウジング23、増速機ハウジング22及びモータハウジング21の順に配列されている。また、ハウジング20は、増速機ハウジング22とコンプレッサハウジング23との間に設けられたプレート24を備えている。
The
ちなみに、本実施形態では、遠心圧縮機10は、ハウジング20の軸線方向と水平方向とが一致する状態で車両に搭載されている。そして、図1の紙面上下方向が鉛直方向に対応する。
Incidentally, in this embodiment, the
モータハウジング21は、全体として底部21aを有する筒状(詳細には円筒状)である。モータハウジング21の底部21aの外面が、ハウジング20の軸線方向の両端面20a,20bのうち、吸入口23aがある一端面20aとは反対側の他端面20bを構成している。同様に、増速機ハウジング22は、全体として底部22aを有する筒状(詳細には円筒状)である。
The
モータハウジング21と増速機ハウジング22とは、モータハウジング21の開口端が増速機ハウジング22の底部22aに突き合わさった状態で連結されている。モータハウジング21の内面と、増速機ハウジング22の底部22aにおけるモータハウジング21側の面とによって、電動モータ13が収容されたモータ収容室S1が形成されている。当該モータ収容室S1には、低速側シャフト11の回転軸線方向とハウジング20の軸線方向とが一致する状態で、低速側シャフト11が収容されている。
The
低速側シャフト11は、回転可能な状態でハウジング20に支持されている。詳細には、モータハウジング21の底部21aには、増速機ハウジング22に向けて起立した筒状の第1ボス31が設けられている。第1ボス31は、低速側シャフト11の一端部11aよりも一回り大きく形成されている。低速側シャフト11の一端部11aは、第1ボス31内に入り込んでおり、第1ボス31の内面と低速側シャフト11の一端部11aとの間には、低速側シャフト11を回転可能な状態で支持する第1軸受32が設けられている。
The low
同様に、増速機ハウジング22の底部22aには、低速側シャフト11の一端部11aとは反対側の他端部11bよりも一回り大きく形成された貫通孔22bと、当該貫通孔22bの周縁部からモータハウジング21(詳細には第1ボス31)に向けて起立した円筒状の第2ボス33とが設けられている。低速側シャフト11の他端部11bは、第2ボス33内に入り込んでおり、第2ボス33の内面と低速側シャフト11の他端部11bとの間には、低速側シャフト11を回転可能な状態で支持する第2軸受34が設けられている。増速機ハウジング22の貫通孔22bの内面及び第2ボス33の内面の境界付近には、当該両内面から径方向内側に張り出した張出部35が設けられており、第2軸受34は、第2ボス33と張出部35とによって区画された領域に配置されている。
Similarly, the
ちなみに、図1に示すように、低速側シャフト11の他端部11bは、増速機ハウジング22の貫通孔22bに挿通されており、低速側シャフト11の一部は、増速機ハウジング22内に配置されている。また、増速機ハウジング22の貫通孔22bの内面と低速側シャフト11の他端部11bとの間には、増速機ハウジング22内に存在するオイルがモータ収容室S1に流れるのを規制するシール部材36が設けられている。シール部材36は、増速機ハウジング22の貫通孔22bの内面と低速側シャフト11の他端部11bとの間の領域において、張出部35に対して第2軸受34とは反対側に配置されている。
Incidentally, as shown in FIG. 1, the
図1に示すように、低速側シャフト11は、ハウジング20に対する低速側シャフト11の位置決めを行う位置決め部37を備えている。位置決め部37は、第2軸受34に対して電動モータ13側に設けられており、低速側シャフト11に固定されている。位置決め部37は、低速側シャフト11の外周面から径方向外側に延びた平板リング状である。位置決め部37は、第2軸受34に対して低速側シャフト11の回転軸線方向から当接している。これにより、低速側シャフト11に対して一端部11aから他端部11bに向かう力が付与された場合には、第2軸受34と位置決め部37との当接によって、低速側シャフト11の位置ずれが規制される。位置決め部37が「第1位置決め部」に相当する。
As shown in FIG. 1, the low
電動モータ13は、低速側シャフト11に固定されたロータ41と、ロータ41の外側に配置されるものであってモータハウジング21の内面に固定されたステータ42とを備えている。ロータ41の回転軸線とステータ42の中心軸線とは、低速側シャフト11の回転軸線と同一軸線上に配置されている。ロータ41とステータ42とは低速側シャフト11の径方向に対向している。
The
ステータ42は、円筒形状のステータコア43と、ステータコア43に捲回されたコイル44とを備えている。コイル44に電流が流れることによって、ロータ41と低速側シャフト11とが一体的に回転する。
The
プレート24は、例えば増速機ハウジング22と同一径の円板状である。プレート24と、軸線方向の一方が開口した有底筒状の増速機ハウジング22とは、当該増速機ハウジング22の開口端とプレート24の第1板面24aとが突き合わさった状態で組み付けられている。これにより、プレート24の第1板面24aと増速機ハウジング22の内面とによって、増速機14が収容された増速機室S2が形成されている。
The
図1に示すように、プレート24には、増速機14の一部を構成する高速側シャフト12が挿通可能なプレート貫通孔24bが形成されている。高速側シャフト12の一部は、プレート貫通孔24bを介してコンプレッサハウジング23内に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
なお、プレート貫通孔24bの内面と高速側シャフト12との間には、増速機ハウジング22内のオイルがコンプレッサハウジング23内に流出するのを規制するシール部材50が設けられている。
A
コンプレッサハウジング23は、軸線方向に貫通したコンプ貫通孔51を有する略筒状である。コンプレッサハウジング23の軸線方向の一端面23bがハウジング20の軸線方向の一端面20aを構成しており、コンプ貫通孔51における上記一端面23b側にある開口が吸入口23aとして機能する。
The
コンプレッサハウジング23とプレート24とは、コンプレッサハウジング23の軸線方向の一端面23bとは反対側の他端面23cと、プレート24における第1板面24aとは反対側の第2板面24cとが突き合わさった状態で、組み付けられている。この場合、コンプ貫通孔51の内面とプレート24の第2板面24cとによって、圧縮部15としてのインペラ52が収容されたインペラ室S3が形成されている。つまり、コンプ貫通孔51は、吸入口23aとして機能するとともに、インペラ室S3を区画するものとして機能する。吸入口23aとインペラ室S3とは連通している。
The
ここで、コンプ貫通孔51は、吸入口23aから軸線方向の途中位置までは一定の径であり、上記途中位置からプレート24の第2板面24cに向かうに従って徐々に拡径した略円錐台形状となっている。このため、コンプ貫通孔51の内面によって区画されるインペラ室S3は、略円錐台形状となっている。
Here, the compressor through-
インペラ52は、基端面52aから先端面52bに向かうに従って徐々に縮径した筒状である。インペラ52は、インペラ52の回転軸線方向に延び、且つ、高速側シャフト12が挿通可能な挿通孔52cを有している。インペラ52は、高速側シャフト12におけるコンプ貫通孔51内に突出している部分が挿通孔52cに挿通された状態で、高速側シャフト12と一体回転するように高速側シャフト12に取り付けられている。これにより、高速側シャフト12が回転することによってインペラ52が回転して、吸入口23aから吸入された流体が圧縮される。
The
また、遠心圧縮機10は、インペラ52によって圧縮された流体が流入するディフューザ流路53と、ディフューザ流路53を通った流体が流入する吐出室54とを備えている。ディフューザ流路53は、コンプレッサハウジング23におけるコンプ貫通孔51の第2板面24c側の開口端と連続し且つ当該第2板面24cと対向する面と、プレート24の第2板面24cとによって区画された流路である。ディフューザ流路53は、インペラ室S3よりも高速側シャフト12の径方向R外側に配置されており、インペラ52(及びインペラ室S3)を囲むように環状(詳細には円環状)に形成されている。吐出室54は、ディフューザ流路53よりも高速側シャフト12の径方向R外側に配置された環状である。インペラ室S3と吐出室54とはディフューザ流路53を介して連通している。インペラ52によって圧縮された流体は、ディフューザ流路53を通ることによって、更に圧縮されて吐出室54に流れ、当該吐出室54から吐出される。
The
次に、増速機14について説明する。
本実施形態の増速機14は、所謂トラクションドライブ式(摩擦ローラ式)である。図1に示すように、増速機14は、低速側シャフト11の他端部11bに連結されたリング部材60を備えている。リング部材60は、弾性変形が可能な可撓性材料で構成されており、例えば金属等で構成されている。
Next, the
The
リング部材60は、低速側シャフト11の他端部11bに連結された板状(詳細には円板状)のベース部61と、当該ベース部61(詳細にはベース部61の縁部)からプレート24に向けて起立したリング部62とを備えている。ベース部61及びリング部62は、低速側シャフト11の回転に伴って回転する。
The
リング部62は、高速側シャフト12の回転軸線方向Zから見て環状(詳細には円環状)に形成されており、内周面63及び外周面64を有している。リング部62は、ベース部61側の端部である基端部65と、基端部65とは反対側の先端部66とを有している。基端部65は固定端であり、先端部66は弾性変形が可能な自由端である。リング部62の内径は、低速側シャフト11の他端部11bの径よりも長く設定されている。リング部62の先端部66は、ベース部61側とは反対側の端部とも言える。
The
なお、説明の便宜上、以降の説明において、リング部62における基端部65と同一の壁厚(厚さ)を有する部分を本体部67とし、本体部67と先端部66との間の部分であって本体部67及び先端部66の双方と連続する部分を連続部68とする。
For convenience of explanation, in the following explanation, a portion having the same wall thickness (thickness) as the
本実施形態では、リング部材60は、ベース部61の回転軸線(リング部材60の回転軸線)と低速側シャフト11の回転軸線とが一致するように低速側シャフト11に連結されている。この場合、リング部62の回転軸線も低速側シャフト11の回転軸線と一致している。なお、リング部62の内径及び外径とは、低速側シャフト11の回転軸線を中心とする径である。
In the present embodiment, the
ちなみに、リング部材60と低速側シャフト11とが連結されている点に着目すれば、低速側シャフト11を位置決めしている位置決め部37は、リング部材60の位置決め部としても機能していると言える。すなわち、位置決め部37は、高速側シャフト12の回転軸線方向Zにおけるハウジング20に対するリング部材60(リング部62)の位置決めを行うものと言える。
Incidentally, if attention is paid to the fact that the
高速側シャフト12の一部は、リング部62の内側に配置されている。そして、図2(a)及び図2(b)に示すように、増速機14は、高速側シャフト12とリング部62との間に設けられ、後述するリング部62の凸部69及び高速側シャフト12の外周面12aの双方と当接する複数のローラ71〜73を備えている。各ローラ71〜73は円柱状である。各ローラ71〜73の回転軸線方向は、高速側シャフト12の回転軸線方向Zと一致している。このため、高速側シャフト12の回転軸線方向Zは、各ローラ71〜73の回転軸線方向と言い換えることもできる。
A part of the high
複数のローラ71〜73は、高速側シャフト12の周方向に所定の間隔(例えば120度)ずつ隔てて並んで配置されている。なお、各ローラ71〜73は例えば金属で構成されており、詳細には高速側シャフト12と同一金属、例えば鉄又は鉄の合金で構成されている。
The plurality of
図1及び図2に示すように、増速機14は、プレート24と協働して各ローラ71〜73を回転可能に支持する支持部材80を備えている。支持部材80はリング部62内に配置されている。支持部材80は、リング部62よりも一回り小さく形成された円板状の支持ベース部81と、当該支持ベース部81から起立した柱状の3つの支持部82〜84とを備えている。支持ベース部81は、リング部材60のベース部61と板面同士が対向する位置に配置されている。支持ベース部81は、プレート24に対して回転軸線方向Zに対向配置されている。3つの支持部82〜84は、支持ベース部81におけるプレート24の第1板面24aと対向する対向板面81aからプレート24に向けて起立しており、リング部62の内周面63と、隣り合う2つのローラの外周面とによって区画された3つの空間を埋めるように形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2(a)に示すように、第1支持部82は、リング部62の内周面63、第1ローラ71の外周面71a及び第2ローラ72の外周面72aに対して一定の隙間を形成した状態で、リング部62の内周面63と第1ローラ71の外周面71aと第2ローラ72の外周面72aとによって区画された空間を埋めている。
As shown in FIG. 2A, the
第2支持部83は、リング部62の内周面63、第2ローラ72の外周面72a及び第3ローラ73の外周面73aに対して一定の隙間を形成した状態で、リング部62の内周面63と第2ローラ72の外周面72aと第3ローラ73の外周面73aとによって区画された空間を埋めている。
The
第3支持部84は、リング部62の内周面63、第1ローラ71の外周面71a及び第3ローラ73の外周面73aに対して一定の隙間を形成した状態で、リング部62の内周面63と第1ローラ71の外周面71aと第3ローラ73の外周面73aとによって区画された空間を埋めている。
The
図1及び図2(a)に示すように、各支持部82〜84には、固定具としてのボルト91が螺合可能なネジ孔92が形成されている。ネジ孔92に対応させて、プレート24の第1板面24aには、ネジ孔92と連通するネジ穴93が形成されている。各支持部82〜84は、ネジ孔92とネジ穴93とが連通し、且つ、当該各支持部82〜84の先端面が第1板面24aに突き合わさった位置に配置されており、その状態でネジ孔92とネジ穴93とに跨るようにボルト91が螺合されることによってプレート24に固定される。
As shown in FIGS. 1 and 2A, each
第1ローラ71、第2ローラ72及び第3ローラ73は、プレート24と支持ベース部81との間に配置されており、プレート24に固定された第1ローラ軸受94と、支持ベース部81に固定された第2ローラ軸受95とによってそれぞれ回転可能に支持されている。
The
詳細には、図1に示すように、第1ローラ71における回転軸線方向Zの両端面には、該両端面から突出した突起101,102が形成されている。突起101,102は、上記両端面の中央に設けられた円柱状である。
Specifically, as shown in FIG. 1,
プレート24の第1板面24aには、当該第1板面24aから凹んだプレート凹部103が形成されている。プレート凹部103におけるプレート24の径方向の長さは、第1突起101の径よりも長く且つ第1ローラ71の径よりも短くなっている。そして、プレート凹部103の周縁部には、第1板面24aから起立した円筒部104が形成されている。円筒部104の内径は、プレート凹部103の径と同一である。第1突起101は、円筒部104とプレート凹部103とによって形成された空間内に配置されている。第1ローラ軸受94は、第1突起101と、円筒部104及びプレート凹部103の内壁との間に配置されており、第1突起101を回転可能に支持した状態でプレート24に取り付けられている。
A
また、支持ベース部81の対向板面81aには、当該対向板面81aから凹んだ支持凹部105が設けられている。支持凹部105における回転軸線方向Zと交わる方向の長さは、第2突起102の径よりも長く且つ第1ローラ71の径よりも短くなっている。第2突起102は、支持凹部105内に収容されている。そして、第2ローラ軸受95は、第2突起102と支持凹部105の側壁との間に配置されており、第2突起102を回転可能に支持した状態で支持部材80に取り付けられている。
In addition, a support
なお、第2ローラ72及び第3ローラ73についても、第1ローラ71と同様な構成によって、回転可能に支持されている。
ここで、図2(a)に示すように、各ローラ71〜73の径(各ローラ71〜73における回転軸線方向Zと交わる方向の長さ)は高速側シャフト12の径よりも長く設定されている。各ローラ71〜73の径は、リング部62内に各ローラ71〜73が配置可能となるように、リング部62の内周面63の半径より短く設定されている。
The
Here, as shown in FIG. 2A, the diameter of each of the
ちなみに、図2(a)に示すように、第1ローラ71の径と、第2ローラ72及び第3ローラ73の径とは異なっており、詳細には第1ローラ71の径が、第2ローラ72及び第3ローラ73の径よりも長く設定されている。このため、各ローラ71〜73によって押し付けられて支持された高速側シャフト12と、リング部62(換言すれば低速側シャフト11)とは偏心している。詳細には、高速側シャフト12の回転軸線とリング部62の回転軸線とは、ずれている。
Incidentally, as shown in FIG. 2A, the diameter of the
図1に示すように、高速側シャフト12の外周面12aには、当該外周面12aから高速側シャフト12の径方向R外側に突出した一対のフランジ部96が設けられている。一対のフランジ部96は、回転軸線方向Zに離間して対向配置されている。複数のローラ71〜73は、一対のフランジ部96によって回転軸線方向Zから挟まれている。これにより、回転軸線方向Zにおける高速側シャフト12と複数のローラ71〜73との位置ずれが抑制されている。例えばインペラ52の回転によって回転軸線方向Zのスラスト力が発生した場合、第1ローラ71における回転軸線方向Zのインペラ52側の端面と、一対のフランジ部96のうちインペラ52側に配置されているフランジ部96とが当接し、それ以上の移動が規制される。一対のフランジ部96が「第2位置決め部」に相当する。
As shown in FIG. 1, the outer
一対のフランジ部96の回転軸線方向Zの離間距離は、各ローラ71〜73の回転軸線方向Zの長さよりも若干広く設定されている。このため、フランジ部96とローラ71〜73の回転軸線方向Zの端面との間には、オイルが入り込み可能な隙間が形成されている。
The separation distance in the rotation axis direction Z of the pair of
支持ベース部81の中央部には、フランジ部96よりも一回り大きい貫通孔81bが形成されており、当該貫通孔81b内に、ベース部61側にあるフランジ部96が配置されている。また、インペラ52側に配置されているフランジ部96は、プレート貫通孔24b内に配置されている。
A through
以下、図1〜図4を用いて、本件の要部であるリング部62について説明する。なお、図3においては、図示の都合上、第1ローラ71とリング部62との当接態様についてのみ示すが、各ローラ71〜73とリング部62との当接態様は、基本的に同一である。また、以降の説明においては、特に断りがない限り、両シャフト11,12及び各ローラ71〜73が回転していない静止時を前提とする。
Hereinafter, the
図1〜図3に示すように、リング部62の内周面63には、当該内周面63から高速側シャフト12の径方向R内側に向けて突出した凸部69が設けられている。
図2(a)に示すように、凸部69は、リング部62の周方向に延びた環状(詳細には円環状)である。図3に示すように、凸部69は、リング部62の周方向と直交する方向に切断した場合の断面が半円状となっている。凸部69と各ローラ71〜73の外周面71a〜73aとが当接している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the inner
As shown in FIG. 2A, the
図3に示すように、リング部62は、凸部69と各ローラ71〜73の外周面71a〜73aとが当接していることによって、先端部66が高速側シャフト12の径方向R外側に向けて広がるように弾性変形している。これにより、凸部69と各ローラ71〜73の外周面71a〜73aとの当接箇所であるリング側当接箇所Pa1〜Pa3には、先端部66が復帰しようとすることに伴い生じる押圧力(付勢力)F1が付与される。
As shown in FIG. 3, the
なお、凸部69と各ローラ71〜73の外周面71a〜73aとが当接している状況においては、リング部62の内周面63と各ローラ71〜73の外周面71a〜73aとは離間している。
In the situation where the
リング部62の内周面63は、先端部66に対応する先端内周面63aと、本体部67に対応する本体内周面63bと、凸部69が設置される凸部設置面63cとを有している。
The inner
本体内周面63bは、高速側シャフト12の回転軸線方向Zに沿った面である。すなわち、本体内周面63bと回転軸線方向Zとの傾斜角度は「0」又はそれに近い。
凸部設置面63cは、先端内周面63aと本体内周面63bとの双方に連続している面である。凸部設置面63cは、各ローラ71〜73の外周面71a〜73aにおける高速側シャフト12の回転軸線方向Zの中央部及びその周辺と高速側シャフト12の径方向Rに対向している。凸部設置面63cは、先端部66が高速側シャフト12の径方向R外側に向けて広がるようにリング部62が弾性変形することにより、回転軸線方向Zに近づく。
The inner
The convex
詳細には、図4に示すように、凸部設置面63cは、リング部62が弾性変形していない状態において基端側(ベース部61側)から先端側(先端部66側)に向かうに従って徐々に縮径するように回転軸線方向Zに対して傾斜している。換言すれば、弾性変形していない状態の凸部設置面63cは、回転軸線方向Zに対して所定の傾斜角度(テーパ角度)を有している。
Specifically, as shown in FIG. 4, the convex
一方、図3に示すように、凸部設置面63cは、凸部69と各ローラ71〜73の外周面71a〜73aとの当接によってリング部62が弾性変形している場合には、回転軸線方向Zに沿っている。詳細には、凸部設置面63cは、リング部62が弾性変形している状態において、リング部62が弾性変形していない状態よりも、高速側シャフト12の回転軸線方向Zに近づいている。換言すれば、弾性変形している状態の凸部設置面63cの回転軸線方向Zに対するテーパ角度は「0」又はそれに近い角度となっている。このため、凸部設置面63cの回転軸線方向Zに対するテーパ角度が「0」の状態では、凸部設置面63cの内径は、回転軸線方向Zに関わらず一定となる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the convex
すなわち、凸部設置面63cは、先端部66が高速側シャフト12の径方向R外側に向けて広がるようにリング部62が弾性変形することによって、回転軸線方向Zに対する傾斜角度が小さくなる(好ましくは「0」となる)ように構成されている。換言すれば、凸部設置面63cは、リング部62の弾性変形によって、当該凸部設置面63cの法線方向Nが高速側シャフト12の径方向Rに近づく(好ましくは一致する)面であると言える。
That is, the convex
本実施形態では、リング部62が弾性変形している状態において、凸部設置面63cと本体内周面63bとの部分においては、同一内径となっている。
凸部69の周面のうち、凸部69の半円中心Mから凸部設置面63cの法線方向Nに引いた直線と交わる部分を特定箇所Pxとする。凸部設置面63cの法線方向Nが高速側シャフト12の径方向Rと一致している状況においては、特定箇所Pxにて、凸部69と各ローラ71〜73の外周面71a〜73aとが当接している。つまり、各リング側当接箇所Pa1〜Pa3と特定箇所Pxとが一致する。
In the present embodiment, in the state in which the
Of the peripheral surface of the
そして、先端部66が高速側シャフト12の径方向R外側に向けて広がるようにリング部62が弾性変形していることによって、凸部69から各ローラ71〜73に向けて付与される押圧力F1の方向が高速側シャフト12の径方向Rに近づいており、好ましくは一致している。なお、各リング側当接箇所Pa1〜Pa3と特定箇所Pxとが一致する状態では、押圧力F1の方向が高速側シャフト12の径方向Rと一致する。
And the pressing force given toward each roller 71-73 from the
図4に示すように、先端内周面63aは、リング部62が弾性変形していない状態においては、本体内周面63bよりも高速側シャフト12の径方向R内側に突出した位置に設けられ、且つ、回転軸線方向Zに沿っている。一方、リング部62が弾性変形している状態においては、図3に示すように、先端内周面63aは先端側に向けて徐々に拡径するように傾斜している。
As shown in FIG. 4, the tip inner
上記のように先端内周面63a、本体内周面63b及び凸部設置面63cが構成されている関係上、リング部62の壁厚は、回転軸線方向Zに応じて異なっている。詳細には、リング部62の先端部66の壁厚は、本体部67の壁厚よりも厚くなっている。
Since the tip inner
また、リング部62における先端部66と本体部67との双方に連続する連続部68は凸部設置面63cを有している。詳細には、リング部62の内周面63のうち連続部68に対応する部分が凸部設置面63cとなっている。連続部68の壁厚は、リング部62の基端側から先端側に向かうに従って徐々に厚くなっている。このため、凸部69は、本体部67よりも壁厚が厚い箇所に設けられていると言える。
Further, the
本実施形態では、凸部69は、各ローラ71〜73の外周面71a〜73aにおける高速側シャフト12の回転軸線方向Zの中央部と当接している。但し、これに限られず、回転軸線方向Zにおける各ローラ71〜73の外周面71a〜73aに対する凸部69の当接位置については任意である。
In the present embodiment, the
また、図1に示すように、各ローラ71〜73の一部は、リング部62よりもプレート24側にはみ出している。つまり、各ローラ71〜73の外周面71a〜73aの一部は、リング部62の内周面63と高速側シャフト12の径方向Rに対向しておらずリング部62から露出している。但し、上記構成に限られず、リング部は、各ローラ71〜73の外周面71a〜73aの全体と対向する構成でもよい。
As shown in FIG. 1, some of the
図2(a)に示すように、各ローラ71〜73とリング部材60と高速側シャフト12とは、リング部62が弾性変形している状態で、ユニット化されており、高速側シャフト12は、3つのローラ71〜73によって回転可能に支持されている。この場合、リング部62が弾性変形状態から復帰しようとするため、各ローラ71〜73及び高速側シャフト12は、リング部62によって締め付けられている。このため、ローラ71〜73の外周面71a〜73aと凸部69との当接箇所であるリング側当接箇所Pa1〜Pa3には締め付けに起因する押圧力F1が付与される。同様に、図2(b)に示すように、ローラ71〜73の外周面71a〜73aと高速側シャフト12の外周面12aとの当接箇所であるシャフト側当接箇所Pb1〜Pb3にも押圧力F2が付与されている。
As shown in FIG. 2A, the
ここで、図2(a)に示すように、各リング側当接箇所Pa1〜Pa3は、各シャフト側当接箇所Pb1〜Pb3よりも、高速側シャフト12の周方向に延びている。
一方、図1に示すように、各シャフト側当接箇所Pb1〜Pb3は、回転軸線方向Zに延びている。これに対して、凸部69が形成されていることによって、各リング側当接箇所Pa1〜Pa3の回転軸線方向Zの長さは、各シャフト側当接箇所Pb1〜Pb3の回転軸線方向Zの長さよりも短くなっている。
Here, as shown to Fig.2 (a), each ring side contact location Pa1-Pa3 is extended in the circumferential direction of the high
On the other hand, as shown in FIG. 1, the shaft side contact portions Pb <b> 1 to Pb <b> 3 extend in the rotation axis direction Z. On the other hand, by forming the
なお、各リング側当接箇所Pa1〜Pa3の面積は、リング部の内周面が高速側シャフト12の回転軸線方向Zに亘って同一径となるように形成されている場合と比較して、各シャフト側当接箇所Pb1〜Pb3の面積に近づいていれば、各シャフト側当接箇所Pb1〜Pb3の面積よりも大きくてもよいし小さくてもよい。また、各リング側当接箇所Pa1〜Pa3の面積と各シャフト側当接箇所Pb1〜Pb3の面積とは同一であってもよい。
In addition, the area of each ring side contact location Pa1-Pa3 is compared with the case where the inner peripheral surface of the ring portion is formed to have the same diameter over the rotation axis direction Z of the high
かかる構成によれば、両当接箇所Pa1〜Pa3,Pb1〜Pb3にオイルが十分に供給されている状況において、低速側シャフト11が回転することによってリング部62が回転すると、リング側当接箇所Pa1〜Pa3に対応する部分にてオイル膜(弾性流体潤滑膜(EHL))が形成される。リング側当接箇所Pa1〜Pa3に対応する部分とは、凸部69と各ローラ71〜73の外周面71a〜73aとの間である。この場合、凸部69と各ローラ71〜73の外周面71a〜73aとは、オイル膜を介して対向することとなる。そして、リング部62の回転力がオイル膜を介してローラ71〜73に伝達され、ローラ71〜73が同一回転方向に回転する。
According to such a configuration, when the
同様に、ローラ71〜73が回転すると、シャフト側当接箇所Pb1〜Pb3に対応する部分、詳細には高速側シャフト12の外周面12aと各ローラ71〜73の外周面71a〜73aとの間にもオイル膜が形成される。換言すれば、高速側シャフト12の外周面12aとローラ71〜73の外周面71a〜73aとはオイル膜を介して対向する。そして、ローラ71〜73の回転力がオイル膜を介して、高速側シャフト12に伝達され、その結果高速側シャフト12が回転することとなる。この場合、ベース部61及びリング部62は、低速側シャフト11と同一速度で回転し、各ローラ71〜73は低速側シャフト11よりも高速で回転する。更に、各ローラ71〜73よりも径が短い高速側シャフト12は、各ローラ71〜73よりも高速で回転する。
Similarly, when the
以上のことから、増速機14によって、低速側シャフト11から高速側シャフト12に動力が伝達されるとともに、高速側シャフト12が低速側シャフト11よりも高速で回転する。
From the above, power is transmitted from the low
本実施形態では、遠心圧縮機10は、当該増速機ハウジング22内にオイルが循環するように構成されている。詳細には、図1に示すように、増速機ハウジング22の上部には、オイルが流入する流入口111が形成されており、増速機ハウジング22の下部には、オイルが排出される排出口112が形成されている。流入口111から流入したオイルは、増速機14、詳細にはリング部62内に流れ込み、各当接箇所Pa1〜Pa3,Pb1〜Pb3に供給される。その後、オイルは、排出口112から排出される。
In the present embodiment, the
次に図5及び図6を用いて本実施形態の作用について説明する。図5及び図6は、本件に対する比較対象としてのリング部200を示す図である。図5は、弾性変形していない状態の比較対象のリング部200を示し、図6(a)は、弾性変形している状態のリング部200を示し、図6(b)は図6(a)の部分拡大図である。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6 are diagrams showing a
図5に示すように、比較対象のリング部200の内周面201は、弾性変形していない状態において、回転軸線方向Zに対して平行な面である。この場合、リング部200は、当該リング部200の内周面201に設けられている凸部202と各ローラ71〜73の外周面71a〜73aとの当接によって、先端部203が高速側シャフト12の径方向R外側に向けて広がるように弾性変形する。すると、図6(a)に示すように、リング部200の内周面201のうち、先端から凸部202よりも若干基端側の部分までが回転軸線方向Zに対して傾斜する。
As shown in FIG. 5, the inner
かかる状態においては、図6(b)に示すように、第1リング側当接箇所Pa1は特定箇所Pxから大きくずれる。また、押圧力F1の方向は、高速側シャフト12の径方向Rに対して大きく傾斜する。この場合、凸部202から各ローラ71〜73には、押圧力F1が付与されるが、押圧力F1における高速側シャフト12の径方向Rの成分が小さくなる一方、高速側シャフト12の回転軸線方向Zの成分は大きくなる。また、各ローラ71〜73からリング部200には、押圧力F1の反作用として抗力が付与される。この場合、押圧力F1の反作用における高速側シャフト12の径方向Rの成分が小さくなる一方、高速側シャフト12の回転軸線方向Zの成分は大きくなる。
In such a state, as shown in FIG. 6B, the first ring-side contact location Pa1 is greatly deviated from the specific location Px. Further, the direction of the pressing force F1 is greatly inclined with respect to the radial direction R of the high
この点、本実施形態では、図3に示すように、押圧力F1の方向と高速側シャフト12の径方向Rとが近づく又は一致しているため、リング部62及び各ローラ71〜73には、回転軸線方向Zの力が付与されにくい。
In this respect, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the direction of the pressing force F1 and the radial direction R of the high
以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。なお、以下においては、説明の便宜上、各ローラ71〜73のうち第1ローラ71とリング部62との関係について述べる。但し、他のローラ72,73についても同様の効果を奏する。
According to the embodiment described above in detail, the following effects are obtained. In the following, for convenience of explanation, the relationship between the
(1)増速機14は、低速側シャフト11の回転に伴って回転するものとして、板状のベース部61及びベース部61から起立した環状のリング部62と、リング部62の内側に配置された高速側シャフト12と、リング部62と高速側シャフト12との間に設けられた第1ローラ71とを備えている。
(1) The
増速機14は、リング部62の内周面63に設けられ、当該内周面63から高速側シャフト12の径方向R内側に向けて突出した凸部69を備えている。そして、第1ローラ71は、静止時において、凸部69及び高速側シャフト12の外周面12aの双方に当接している外周面71aを有している。
The
かかる構成によれば、凸部69と第1ローラ71の外周面71aとが当接するため、リング部の内周面が高速側シャフト12の回転軸線方向Zに亘って同一径となるように形成されている場合と比較して、第1リング側当接箇所Pa1の面積を小さくすることができる。これにより、凸部69と第1ローラ71との当接箇所である第1リング側当接箇所Pa1における圧力を大きくすることができる。よって、回転時において第1リング側当接箇所Pa1に対応する部分にオイル膜を形成させることを、比較的小さい締め付けで実現できる。
According to this configuration, the
また、本実施形態によれば、両当接箇所Pa1,Pb1において適切な圧力を発生させることができる。
詳述すると、高速側シャフト12と第1ローラ71とは、外周面12a,71a同士が当接する関係上、第1シャフト側当接箇所Pb1の面積は小さくなり易い。詳細には、第1シャフト側当接箇所Pb1付近においては、第1ローラ71の外周面71aと高速側シャフト12の外周面12aとは、凸となる向きが逆となっている。
Further, according to the present embodiment, it is possible to generate an appropriate pressure at both the contact points Pa1 and Pb1.
More specifically, since the high
一方、第1ローラ71の外周面71aとリング部62の内周面63とが当接する構成においては、両者の当接箇所である第1リング側当接箇所Pa1付近においては、第1ローラ71の外周面71aとリング部62の内周面63とは、同一方向に凸となる。このため、第1リング側当接箇所Pa1の面積は、第1シャフト側当接箇所Pb1の面積よりも広くなり易い。すなわち、第1リング側当接箇所Pa1における圧力は、第1シャフト側当接箇所Pb1における圧力よりも小さくなり易い。第1リング側当接箇所Pa1における圧力が小さいと、回転時に固化されたオイル膜が十分に形成されず、リング部62から第1ローラ71への動力伝達が好適に行われない場合が生じ得る。
On the other hand, in the configuration in which the outer
これに対して、例えばリング部62による締め付けを強くすることも考えられる。しかしながら、この場合、第1シャフト側当接箇所Pb1における圧力も大きくなるため、第1シャフト側当接箇所Pb1における動力損失が大きくなったり、高速側シャフト12に過度な負担が付与されたりする。
On the other hand, for example, the tightening by the
この点、本実施形態では、凸部69によって第1リング側当接箇所Pa1の面積を小さくできる一方、第1シャフト側当接箇所Pb1の面積は凸部69の影響を受けない。これにより、高速側シャフト12に過度な負担を付与することなく、第1リング側当接箇所Pa1における圧力を大きくすることができる。よって、回転時において両当接箇所Pa1,Pb1に対応する部分にオイル膜を好適に形成することができ、リング部62から高速側シャフト12への動力伝達を好適に行うことができる。
In this regard, in the present embodiment, the area of the first ring side contact portion Pa1 can be reduced by the
(2)リング部62は、ベース部61側とは反対側の先端部66を有している。リング部62は、凸部69と第1ローラ71の外周面71aとが当接していることによって、先端部66が高速側シャフト12の径方向R外側に向けて広がりつつ、凸部69から第1ローラ71に向けて付与される押圧力F1の方向が高速側シャフト12の径方向Rに近づく(好ましくは一致する)ように弾性変形している。換言すれば、リング部62は、先端部66が高速側シャフト12の径方向R外側に向けて広がるように弾性変形している状態の方が、弾性変形していない状態と比較して、押圧力F1の方向が高速側シャフト12の径方向Rに近づくように構成されている。
(2) The
リング部62の内周面63に凸部69が形成されている構成においては、凸部69と第1ローラ71の外周面71aとの当接によって、リング部62は、先端部66が高速側シャフト12の径方向R外側に向けて広がるように弾性変形する。この場合、図5及び図6で説明した通り、押圧力F1の方向が高速側シャフト12の径方向Rに対して大きく傾斜する場合、回転軸線方向Zの成分が大きくなってしまう。
In the configuration in which the
この点、本実施形態によれば、リング部62が弾性変形している状態を考慮して、押圧力F1の方向が高速側シャフト12の径方向Rに近づいている。これにより、リング部62が弾性変形している状態において、押圧力F1における回転軸線方向Zの成分が小さくなる。よって、その分だけ高速側シャフト12の径方向Rの成分を大きくすることができ、それを通じて、リング部62から第1ローラ71への動力伝達をより好適に行うことができる。
In this regard, according to the present embodiment, the direction of the pressing force F1 approaches the radial direction R of the high
また、第1ローラ71に付与される押圧力F1、及び、リング部62に付与される上記押圧力F1の抗力における回転軸線方向Zの成分を小さくすることができるため、(1)の効果を確保しつつ、第1ローラ71及びリング部62の回転軸線方向Zへの位置ずれを抑制できる。
In addition, since the component in the rotational axis direction Z in the drag force F1 applied to the
(3)特に、遠心圧縮機10は、回転軸線方向Zにおけるハウジング20に対するリング部62の位置決めを行う位置決め部37と、回転軸線方向Zにおける高速側シャフト12に対する各ローラ71〜73の位置決めを行う一対のフランジ部96とを備えている。かかる構成においては、押圧力F1、及び、当該押圧力F1の抗力に回転軸線方向Zの成分が含まれていると、これら一対のフランジ部96及び位置決め部37に回転軸線方向Zの力が付与され、その結果摩耗などの劣化が懸念される。これに対して、本実施形態によれば、一対のフランジ部96及び位置決め部37に回転軸線方向Zの力が付与されることを抑制できるため、上記劣化を抑制できる。
(3) Particularly, the
(4)リング部62の内周面63は、凸部69が設置される凸部設置面63cを有している。凸部設置面63cは、リング部62の先端部66が高速側シャフト12の径方向R外側に向けて広がるように弾性変形することにより当該凸部設置面63cの法線方向Nが高速側シャフト12の径方向Rに近づく(好ましくは一致する)面である。換言すれば、凸部設置面63cは、リング部62が弾性変形していない状態よりも、先端部66が高速側シャフト12の径方向R外側に向けて広がるように弾性変形している状態の方が、高速側シャフト12の回転軸線方向Zに近づくように構成された面である。かかる構成によれば、先端部66が高速側シャフト12の径方向R外側に向けて広がるように弾性変形している状態において、押圧力F1の方向を高速側シャフト12の径方向Rに近づけることができる。これにより、比較的簡素な構成で(2)等の効果を得ることができる。
(4) The inner
(5)凸部69は、リング部62の周方向に延びた環状である。これにより、リング部62の回転位置に関わらず、第1ローラ71に対して安定した押圧力F1を付与することができ、それを通じて第1リング側当接箇所Pa1において安定した圧力を維持することができる。
(5) The
(6)凸部69は、リング部62の周方向と直交する方向に切断した場合の断面が半円状となっている。かかる構成によれば、第1リング側当接箇所Pa1の面積をより小さくすることができるため、第1リング側当接箇所Pa1における圧力をより大きくすることができる。
(6) The
(7)リング部62は、本体部67と、当該本体部67よりも壁厚が厚い連続部68と、を備えている。凸部69は、リング部62の内周面63のうち連続部68に対応する凸部設置面63cに設置されている。これにより、必要な押圧力F1,F2を確保しつつ、リング部62の軽量化を図ることができる。
(7) The
(8)凸部69は、第1ローラ71の外周面71aにおける高速側シャフト12の回転軸線方向Zの中央部に当接している。これにより、第1シャフト側当接箇所Pb1における圧力が、回転軸線方向Zの一端部側よりも他端部側の方が大きくなる等といった圧力の偏りが生じる事態を抑制できる。
(8) The
また、第1ローラ71を回転可能に支持する両ローラ軸受94,95に付与される負担を均等に近づけることができ、両ローラ軸受94,95のいずれか一方が早期に劣化するという事態を抑制できる。
In addition, the load applied to both
(9)遠心圧縮機10は、低速側シャフト11を回転させる電動モータ13と、高速側シャフト12に取り付けられたインペラ52と、増速機14とを備えている。これにより、電動モータ13の駆動回転数よりも高い回転数でインペラ52を回転させることができる。そして、リング部62から高速側シャフト12への動力伝達を好適に行うことを通じて、遠心圧縮機10を好適に運転させることができる。
(9) The
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 凸部は、リング部62の周方向と直交する方向に切断した場合の断面形状が半円状のものに限られない。例えば、図7に示すように、凸部120は、リング部62の周方向と直交する方向に切断した場合の断面が台形状であってもよい。この場合、凸部120の先端面121は、リング部62が弾性変形している状態において当該先端面121と各ローラ71〜73の外周面71a〜73aとが当接するように構成されているとよい。詳細には、図8に示すように、凸部120の先端面121は、弾性変形していない状態において、リング部62の基端側から先端側に向かうに従って徐々に縮径するように凸部設置面63cと同一傾斜角度で傾斜しているテーパ面となっているとよい。但し、当接箇所の面積を小さくできる点に着目すれば、リング部62の周方向と直交する方向に切断した場合の断面形状は、台形状よりも半円状である方が好ましい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
The convex part is not limited to a semicircular cross-sectional shape when cut in a direction orthogonal to the circumferential direction of the
○ 実施形態では、凸部69は、リング部62に周方向に延びた環状であったが、これに限られない。例えば、凸部は半球状であってもよい。この場合、凸部は周方向に複数並んで設けられているとよい。かかる構成によれば、凸同士の当接を実現することができるため、リング側当接箇所Pa1〜Pa3の面積の更なる低減を図ることができる。
In the embodiment, the
○ 凸部設置面63cは、リング部62の内周面63の一部であったが、全体が凸部設置面63cとしてもよい。要は、凸部設置面63cは、リング部62の内周面63の少なくとも一部を構成していればよい。
The convex
○ 回転軸線方向Zにおけるリング部62の位置決めを行う具体的な構成、及び、回転軸線方向Zにおける各ローラ71〜73の位置決めを行う具体的な構成は任意である。
○ リング部62の壁厚は一定でもよい。例えば、凸部設置面63cが基端側から先端側に向かうに従って縮径していることに対応させて、リング部62の外周面64の連続部68に対応する部分を同様に縮径させてもよい。
A specific configuration for positioning the
○ The wall thickness of the
○ 凸部69の設置位置については、凸部69と各ローラ71〜73の外周面71a〜73aとの当接によって、先端部66が高速側シャフト12の径方向R外側に向けて広がるように弾性変形することができればよく、その具体的な位置については任意である。
○ With respect to the installation position of the
○ ベース部61と低速側シャフト11とが一体形成されており、リング部62がベース部61に取り付けられている構成であってもよい。また、ベース部61、リング部62、低速側シャフト11がそれぞれ別体であって、互いに連結されている構成でもよい。
The
○ オイルを供給するための具体的な構成は任意である。例えば増速機ハウジング22内にオイルを循環させるオイルポンプが設けられていてもよい。
○ ローラ71〜73の数は3つに限られず、任意である。
○ The specific configuration for supplying oil is arbitrary. For example, an oil pump that circulates oil in the
The number of
○ 各ローラ71〜73のうち少なくとも1つのローラが、低速側シャフト11のトルクに応じて可動する構成でもよい。
○ 各ローラ71〜73の径は同一に設定されてもよい。この場合、高速側シャフト12とリング部材60(低速側シャフト11)とは同一軸線上に配置されてもよい。
A configuration in which at least one of the
The diameter of each roller 71-73 may be set the same. In this case, the high
○ 圧縮部15の具体的な構成は、インペラ52を有する構成に限られず任意であり、例えばベーン式やスクロール式などであってもよい。
○ 増速機14の搭載対象は、遠心圧縮機10に限られず、任意である。例えば、ポンプなど流体の圧縮を行わない流体機械に搭載されてもよい。
The specific configuration of the
The target for mounting the
○ 増速機14及び遠心圧縮機10の搭載対象は、車両に限られず任意である。
○ 遠心圧縮機10の適用対象及び圧縮対象の流体は任意である。例えば、遠心圧縮機10は空調装置に用いられていてもよく、圧縮対象の流体は冷媒であってもよい。
The mounting target of the
○ The application target of the
○ 上記実施形態及び別例を適宜組み合わせてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる好適な一例について以下に記載する。
(イ)前記凸部設置面は、前記リング部が弾性変形していない状態において前記ベース部側から前記先端部側に向かうに従って徐々に縮径するように前記高速側シャフトの回転軸線方向に対して傾斜しており、前記先端部が前記高速側シャフトの径方向外側に向けて広がるように弾性変形することにより、前記高速側シャフトの回転軸線方向に対する傾斜角度が小さくなる又は当該傾斜角度が0となる面である請求項2に記載の増速機。
O You may combine the said embodiment and another example suitably.
Next, a preferable example that can be grasped from the embodiment and another example will be described below.
(A) The convex portion installation surface is in a rotational axis direction of the high speed side shaft so that the diameter gradually decreases from the base portion side toward the tip portion side in a state where the ring portion is not elastically deformed. And the tip portion is elastically deformed so as to spread outward in the radial direction of the high speed side shaft, whereby the inclination angle of the high speed side shaft with respect to the rotational axis direction is reduced or the inclination angle is zero. The speed increasing device according to
(ロ)前記低速側シャフト、前記高速側シャフト、前記電動モータ、前記増速機及び前記インペラを収容するハウジングと、前記高速側シャフトの回転軸線方向における前記ハウジングに対する前記リング部の位置決めを行う第1位置決め部と、前記高速側シャフトの回転軸線方向における前記高速側シャフトに対する前記ローラの位置決めを行う第2位置決め部と、を備えている請求項5に記載の遠心圧縮機。 (B) a housing for housing the low speed side shaft, the high speed side shaft, the electric motor, the speed increaser, and the impeller; and positioning of the ring portion with respect to the housing in a rotation axis direction of the high speed side shaft. The centrifugal compressor according to claim 5, further comprising: a first positioning portion; and a second positioning portion that positions the roller with respect to the high speed side shaft in a rotation axis direction of the high speed side shaft.
10…遠心圧縮機、11…低速側シャフト、12…高速側シャフト、12a…高速側シャフトの外周面、13…電動モータ、14…増速機、15…圧縮部、37…位置決め部、52…インペラ、60…リング部材、61…ベース部、62…リング部、63…リング部の内周面、63c…凸部設置面、66…リング部の先端部、69,120…凸部、71〜73…ローラ、71a〜73a…ローラの外周面、96…フランジ部、Pa1〜Pa3…リング側当接箇所、Pb1〜Pb3…シャフト側当接箇所、F1…押圧力。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記リング部の内側に配置された高速側シャフトと、
前記リング部の内周面に設けられ、当該内周面から前記高速側シャフトの径方向内側に向けて突出した凸部と、
前記リング部と前記高速側シャフトとの間に設けられ、前記凸部及び前記高速側シャフトの外周面の双方と当接する外周面を有するローラと、
を備え、
前記リング部は、前記ベース部側とは反対側の端部である先端部を有し、
前記リング部は、前記凸部と前記ローラの外周面とが当接していることによって、前記先端部が前記高速側シャフトの径方向外側に向けて広がりつつ、前記凸部から前記ローラに向けて付与される押圧力の方向が前記高速側シャフトの径方向に近づくように弾性変形していることを特徴とする増速機。 As what rotates with the rotation of the low speed side shaft, a plate-like base portion and an annular ring portion standing up from the base portion,
A high speed side shaft disposed inside the ring portion;
A convex portion provided on the inner peripheral surface of the ring portion and projecting from the inner peripheral surface toward the radially inner side of the high-speed side shaft;
A roller provided between the ring portion and the high speed side shaft, and having an outer peripheral surface that abuts both the convex portion and the outer peripheral surface of the high speed side shaft;
With
The ring part has a tip part which is an end part opposite to the base part side,
In the ring portion, since the convex portion and the outer peripheral surface of the roller are in contact with each other, the tip portion extends toward the outer side in the radial direction of the high-speed side shaft, and from the convex portion toward the roller. A speed increaser characterized in that it is elastically deformed so that the direction of the applied pressing force approaches the radial direction of the high speed side shaft.
前記凸部設置面は、前記先端部が前記高速側シャフトの径方向外側に向けて広がるように弾性変形することにより、法線方向が前記高速側シャフトの径方向に近づく面である請求項1に記載の増速機。 The inner peripheral surface of the ring portion has a convex portion installation surface on which the convex portion is installed,
2. The convex portion installation surface is a surface in which a normal direction approaches a radial direction of the high speed side shaft by elastically deforming the tip portion so as to spread outward in a radial direction of the high speed side shaft. Gearbox as described in
前記低速側シャフトを回転させる電動モータと、
前記高速側シャフトに取り付けられたインペラと、
を備えていることを特徴とする遠心圧縮機。 A speed increaser according to any one of claims 1 to 4,
An electric motor for rotating the low-speed side shaft;
An impeller attached to the high speed side shaft;
A centrifugal compressor characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016064209A JP2017180528A (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Speed increaser and centrifugal compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016064209A JP2017180528A (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Speed increaser and centrifugal compressor |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP (1) | JP2017180528A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020186668A (en) * | 2019-05-13 | 2020-11-19 | 株式会社荻原製作所 | Centrifugal pump |
-
2016
- 2016-03-28 JP JP2016064209A patent/JP2017180528A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020186668A (en) * | 2019-05-13 | 2020-11-19 | 株式会社荻原製作所 | Centrifugal pump |
JP7317349B2 (en) | 2019-05-13 | 2023-07-31 | 株式会社荻原製作所 | centrifugal pump |
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