JP2018071461A - 回転機械及び回転機械の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バランスウエイトを共通化された部品とすることができ、径の異なる環状の溝部に対して、共通化されたバランスウエイトを設置することが可能な回転機械及び回転機械の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】回転機械は、動翼が設置された翼車における回転軸方向に対して垂直方向の面内で周方向沿って形成された溝９と、溝９に設置されるバランスウエイト１０とを備え、バランスウエイト１０は、溝９の内周側に位置する第１側壁９ｃと部分的に接触する側面１０ｃと、溝９の外周側に位置する第２側壁９ｄと部分的に接触する側面１０ｃとを有し、バランスウエイト１０は、溝９に固定したとき、内側底面９ｂに対して垂直方向に異なる、第１側壁９ｃと接触する側面１０ｃ及び第二側壁９ｄと接触する側面１０ｃの間の距離が、対応する垂直方向の位置で、第１側壁９ｃと第２側壁９ｄとの間の距離と同一である。【選択図】図７

Description

本発明は、回転機械及び回転機械の製造方法に関するものである。

送風機、タービン、圧縮機等の回転機械は、主軸の回転軸周りに回転可能な翼車を備え、翼車の周方向には翼が複数枚設置される。翼車は、製造されるときの加工精度や組立精度などの影響によって、回転中心に対して重量バランスに偏りが生じる。そこで、翼車が回転機械の本体に取り付けられたとき、重量バランスが均等になるように、翼車にバランスウエイトが取り付けられる。これにより、重量バランスにおける偏りの影響を解消し、回転機械の運転時に、翼車の回転によって生じる振動を抑制できる。バランスウエイトは、翼車の周方向に形成された一定の幅を有する円環状の溝部に沿って１個又は複数個が設置されるものがある。

バランスウエイトは、溝部に設置されるとき、円環状の溝部の一部に形成された挿入口から挿入されて、円環状の溝部に沿ってスライドされ、翼車の重量バランスが均等になる位置で固定されるものがある。

バランスウエイトの設置に関する技術が特許文献１〜４に開示されており、特にバランスウエイトが円環状の溝部に設置される構造に関して開示されている。
特許文献１では、バランスウエイトが収容される溝の底部において、リブが設置され、リブがバランスウエイトに形成された凹部と係合する。
特許文献２では、バランスウエイトが二つの異なる幅を有し、バランスウエイトの一方の幅は、溝の開口以下の長さであることから、バランスウエイトは溝の任意の場所に挿入可能である。バランスウエイトは、溝に挿入された後、溝内で９０°回転されて溝に保持される。

特許文献３では、バランスウエイトである拡張可能な重り組立体が、上方変形可能部分と下方変形可能部分を有し、拡張ネジが挿入されることによって、上方変形可能部分と下方変形可能部分が拡張離隔して、重り組立体が溝内に固定される。
特許文献４では、バランスウエイトが同一形状の２分割された形状からなり、溝内で互いに組み合わされて固定される。これにより、挿入口を設けないで、溝の任意の場所にバランスウエイトを取り付けることができる。

特許第４５４９４８８号公報 特許第５５２３９２０号公報 特開平１−２４４１０２号公報 特公昭５８−５２０９９号公報

特許文献１〜４に示されるバランスウエイトは、環状の溝の側壁と極力接触部分を多くするように、面接触状態又は周方向に沿った線接触状態とする形状とされている。この場合、複数形状の翼車について、直径に違いがあり、溝の周方向の形状、例えば溝の曲率が異なると、翼車に設置するバランスウエイトについても、溝の曲率に適合するように曲率や寸法等の細部形状を変更しなければならない。そのため、翼車の種類に応じて複数種類のバランスウエイトを用意しておく必要がある。例えば、回転機械が軸流ファンであって、軸流ファンの製品ラインナップに複数の型式があり、それぞれ溝部の曲率が異なる場合、バランスウエイト自体も溝部の曲率に合うように型式ごとに曲率や寸法等の細部形状を変更する必要があった。

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、バランスウエイトを翼車の形状によらず共通化された部品とすることができ、曲率の異なる環状の溝部に対して、共通化されたバランスウエイトを設置することが可能な回転機械及び回転機械の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の回転機械及び回転機械の製造方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る回転機械は、動翼が設置され、回転軸周りに回転する動翼取付環状部と、前記動翼取付環状部における前記回転軸方向に対して垂直方向の面内で周方向に沿って形成された溝と、前記溝に設置される少なくとも一つのバランスウエイトとを備え、前記バランスウエイトは、前記溝の内周側に位置する第１側壁と対向し、前記第１側壁と部分的に接触する第１対向部と、前記溝の外周側に位置する第２側壁と対向し、前記第２側壁と部分的に接触する第２対向部と、前記溝の内側底面と対向し、前記第１対向部及び前記第２対向部と傾斜角度を持って形成される底面とを有し、前記バランスウエイトは、前記溝に固定したとき、前記内側底面に対して垂直方向に異なる前記第１対向部と前記第２対向部との間の距離が、対応する前記垂直方向の位置で、前記溝の前記第１側壁と前記第２側壁との間の距離と同一である。

この構成によれば、バランスウエイトの第１対向部と第２対向部が、溝の第１側壁と第２側壁それぞれに部分的に接触し、かつ、第１対向部と第２対向部との間の距離が、第１側壁と第２側壁との間の距離と同一であることから、溝の周方向の形状、例えば溝の曲率に関わらず、バランスウエイトと溝とが接触し、溝に対してバランスウエイトを所定位置で確実に固定することができる。

上記発明において、前記バランスウエイトは、円錐台形状でもよく、前記バランスウエイトを前記溝に固定したとき、前記内側底面に対して垂直方向に異なる前記第１対向部及び前記第２対向部との間の距離は、前記バランスウエイトの直径であり、前記直径が、対応する前記垂直方向の位置で、前記溝の前記第１側壁と前記第２側壁との間の距離と同一である。

この構成によれば、円錐台形状であるバランスウエイトは、第１対向部と第２対向部との間の距離が、バランスウエイトの直径であることから、バランスウエイトは、第１対向部と第２対向部が溝と対向しつつ、溝と接触する。溝の内周側に位置する第１側壁は、溝の内側に突出した形状であるため、第１側壁と対向する第１対向部が、円錐台形状の側面が曲面であることによって、第１対向部は、溝の第１側壁と部分的に接触する。また、溝の外周側に位置する第２側壁は、溝の外側に凹んだ形状であるため、第２側壁と対向する第２対向部が、溝の曲率半径よりも曲率半径が小さい円錐台形状の側面であることによって、第２対向部は、溝の第２側壁と部分的に接触する。したがって、溝の周方向の形状、例えば溝の曲率に関わらず、バランスウエイトと溝とが接触し、溝に対してバラスウエイトを所定位置で確実に固定できる。

上記発明において、前記バランスウエイトは、前記第１対向部が、平面でもよく、又は、前記回転軸に向かって突出した円弧形状若しくは屈曲部を有してもよい。

この構成によれば、溝の内周側に位置する第１側壁は、溝の内側に突出した形状であるため、第１側壁と対向する第１対向部が、平面である、又は、回転軸に向かって突出した円弧形状若しくは屈曲部を有することによって、第１対向部は、溝の第１側壁と部分的に接触する。

上記発明において、前記バランスウエイトは、前記第２側壁に対向する部分が、前記回転軸の径方向の外側に突出した屈曲部を有してもよい。

この構成によれば、溝の外周側に位置する第２側壁は、溝の外側に凹んだ形状であるため、第２側壁と対向する部分が、回転軸の径方向の外側に突出した屈曲部を有することによって、第２側壁と対向する部分は、溝の第２側壁と部分的に接触する。

上記発明において、前記バランスウエイトは、前記第２側壁に対向する部分が、前記回転軸の径方向の外側に突出した円弧形状を有し、かつ、前記第２側壁の曲率半径よりも小さい曲率半径を有してもよい。

この構成によれば、溝の外周側に位置する第２側壁は、溝の外側に凹んだ形状であるため、第２側壁と対向する部分が、外側に突出した円弧形状を有し、かつ、第２側壁の曲率半径よりも小さい曲率半径を有することによって、第２側壁と対向する部分は、溝の第２側壁と部分的に接触する。

上記発明において、前記バランスウエイトは、四角錐台形状でもよく、前記バランスウエイトを前記溝に固定したとき、前記第１対向部及び前記第２対向部との間の距離は、前記バランスウエイトの少なくとも一つの対角線の長さであり、前記対角線の長さが、前記第１側壁と前記第２側壁との間の距離と同一又は所定分長い距離であり、前記バランスウエイトは、互いに対向する側面の間の距離が、前記第１側壁と前記第２側壁との間の距離よりも短い距離である。

この構成によれば、四角錐台形状であるバランスウエイトは、対角線の長さが、第１側壁と第２側壁との間の距離と同一又は所定分長い距離であることから、対角線の端部、すなわち、面と面とが合わさる屈曲部が溝と対向するとき、バランスウエイトは、第１対向部と第２対向部で、溝と部分的に接触する。したがって、バランスウエイトを回転させることによって、互いに対向する側面の間の距離が、第１側壁と第２側壁との間の距離よりも短く、第１対向部と第２対向部は溝と接触しないことから、バランスウエイトは、溝の開口側から挿入可能である。したがって、溝の開口側よりも幅の広い挿入口を形成しないで、バランスウエイトを溝に直接設置できる。

本発明に係る回転機械の製造方法は、上述した回転機械を製造する回転機械の製造方法であって、前記溝には、前記溝の開口側よりも幅の広い挿入口を形成する工程と、前記バランスウエイトを前記挿入口に挿入する工程と、前記溝内で前記バランスウエイトを前記回転軸の周方向に沿って移動する工程と、前記溝内で予め決められた取付位置に前記バランスウエイトを設置する工程とを備える。

本発明に係る回転機械の製造方法は、上述した回転機械を製造する回転機械の製造方法であって、前記溝内で予め決められた取付位置又は前記取付位置の近傍で、前記バランスウエイトを前記溝に挿入する工程と、前記溝内で前記バランスウエイトを回転させて、前記取付位置に前記バランスウエイトを設置する工程とを備える。

本発明によれば、バランスウエイトを翼車の形状によらず共通化された部品とすることができ、曲率の異なる環状の溝部に対して、共通化されたバランスウエイトを設置することができる。

本発明の第１実施形態に係る軸流ファンを示す縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る翼車に設置される側板を示す平面図である。 図２のＡ−Ａ線で切断した縦断面図である。 図３の囲み部Ｂを拡大した縦断面図である。 図２の囲み部Ｃを拡大した平面図である。 図５のＤ−Ｄ線で切断した縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係るバランスウエイト及び翼車に形成された溝を示す横断面図である。 図７のVIII−VIII線で切断した縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係るバランスウエイトの変形例及び翼車に形成された溝を示す横断面図である。 図９のX−X線で切断した縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るバランスウエイト及び翼車に形成された溝を示す横断面図である。 図１１のXII−XII線で切断した縦断面図である。 従来のバランスウエイト及び翼車に形成された溝を示す横断面図である。 図１３のXIV−XIV線で切断した縦断面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る軸流ファン１について、図１を用いて説明する。図１では、動翼７の回転軸方向又は流路１４の流れる方向が図の水平方向である場合を示しているが、必ずしも流路方向が水平方向である必要はなく、水平方向より傾斜していてもよい。
軸流ファン１は、主軸２と、主軸２に設置固定された翼車３と、電動機４と、内筒５と、外筒６などを備える。翼車３には、複数枚の動翼７が翼車３の周方向に設置されている。主軸２と翼車３は、電動機４によって生じる動力が伝達されて、回転軸周りに回転する。内筒５と外筒６の間には、空気や気体などの流体が流通可能な流路１４が形成される。翼車３に設けられた動翼７は、内筒５と外筒６との間に形成された流路１４の延長上に位置し、翼車３が回転することによって、流体が内筒５と外筒６との間に形成された流路１４内を流通する。
ここで翼車３は、動翼７を取り付けて支持する動翼取付環状部であり、翼車とは本実施形態で用いる呼び名称であり、この形状やサイズは流体の通過流量や流通圧力などにより決定される。

なお、以下では、回転機械の一例として軸流ファン１を挙げて、軸流ファン１に本発明を適用する場合について説明するが、本発明はこの例に限定されない。本発明は、翼が設置される翼車を有する回転機械、例えば、送風機、タービン、圧縮機等の回転機械にも適用できる。

翼車３には、翼車３の回転軸方向に対して垂直な面内に側板８が設置される。側板８は、図２に示すように、主軸２が貫通した貫通孔８Ａが形成された円環形状を有する板材である。側板８は、図１に示すように、翼車３の軸方向端部に設置される。側板８は、翼車３の両端部の側面に設置されてもよいし、いずれか一方の端部の側面のみに設置されてもよい。また、側板８を用いず、翼車３に後述する環状の溝９が直接形成されてもよい。

本実施形態では、側板８の表面には、側板８の周方向に沿って、環状の溝９が形成される。溝９の内部には、図７及び図８に示すように、バランスウエイト１０が設置される。バランスウエイト１０は、溝９に沿って周方向にスライド移動が可能であり、溝９の周方向の任意の位置で固定される。溝９は、図２に示すように、一定の幅を有して、側板８の全周にわたって形成される。溝９は、いわゆるアリ溝であり、図３及び図４に示すように、断面が台形状である。溝９は、開口９ａ側の幅が内側底面９ｂ側よりも狭く、溝９の内周側に位置する第１側壁９ｃと、溝９の外周側に位置する第２側壁９ｄが、内側底面９ｂに対して傾斜していて、内側底面９ｂに対する傾斜角度は９０°より小さい。第１側壁９ｃと第２側壁９ｄは互いに向き合った位置に配置される。ここで、溝９の幅とは、翼車３の径方向の長さであり、第１側壁９ｃと第２側壁９ｄとの間の距離である。

図２，図５及び図６に示すように、溝９には、少なくとも１箇所以上に、例えば２箇所に、バランスウエイト１０を溝９へ挿入するための挿入口１１が形成される。挿入口１１は、開口１１ａ側の幅が、底面１１ｂ側の幅と同一であるか、開口１１ａ側の幅が底面１１ｂ側よりも広い。これにより、挿入されるバランスウエイト１０の底面１０ｂ側の幅が、溝９の開口９ａ側の幅よりも広くても、挿入口１１を介して溝９内へバランスウエイト１０を配置できる。
なお、図６では、図５のＤ−Ｄ線で切断した縦断面図を示しているため、挿入口１１の断面には遠方に溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄの傾斜部分が見えており、判り易くするために細斜線で示している。

挿入口１１の周方向の長さは、挿入されるバランスウエイト１０のサイズに応じて決定されてもよい。例えば、本実施形態の場合、挿入口１１の周方向の長さは、バランスウエイト１０の直径よりも長く、少なくともバランスウエイト１０の底面１０ｂの最も狭い部分が挿入可能なサイズとする。

バランスウエイト１０は、溝９に沿ってバランスがとれる場所に１個又は複数個（例えば３個又は４個）が設置される。

バランスウエイト１０は、図７及び図８に示すように、側面がテーパー形状を有し、例えば円錐台形状である。バランスウエイト１０の横断面は、円形状である。バランスウエイト１０の側面１０ｃは、図８に示すように、底面１０ｂに対して傾斜している。バランスウエイト１０の側面１０ｃの底面１０ｂ側に対する傾斜角度は、９０°より小さく、溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄの傾斜角度とほぼ等しい。ほぼ等しいとは製作公差で許容する程度以内で傾斜角度が同一又は小さくなっている状況である。このため、溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄの傾斜部分との接触面積がより多くなるようになっている。

バランスウエイト１０の底面１０ｂ側（溝９の底面と対面する側）の直径は、溝９の内側底面９ｂ側の幅とほぼ同一か、所定分が小さくなっている。ほぼ同一とは製作公差で許容する程度以内で、溝９の内側底面９ｂ側の幅と同一又は小さくなっている。所定分が小さいとは、バランスウエイト１０の底面１０ｂ側の直径が、溝９の内側底面９ｂ側の幅に対して９５％以上１００％未満の範囲であり、溝９のサイズを決定する際に適宜設定されるものである。このため、バランスウエイト１０の底面１０ｂ側（溝９の内側底面９ｂに面する側）の直径は、溝９の内側底面９ｂ側の幅よりも小さい。

また、バランスウエイト１０の高さ（バランスウエイト１０の底面１０ｂと垂直方向）は、溝９の深さとほぼ同一か、又は溝９の深さよりも所定分が高い高さであり、バランスウエイト１０の上面１０ａが開口９ａより突出していてもよい。ほぼ同一とは製作公差で許容する程度以内で、溝９の深さと同一又は高くなっている。所定分が高い高さとは、バランスウエイト１０の高さが、溝９の深さに対して１００％を超えて２５０％以下の範囲であり、溝９のサイズを決定する際に適宜設定されるもので、溝９の第１側壁９ｃと第２側壁９ｄを有効に利用できるようになっている。

すなわち、バランスウエイト１０の溝９内での形状及びそのサイズは、溝９に対してほぼ同一か、所定分以内で小さくなるよう設定されている。バランスウエイト１０は、溝９より大きくなると溝９内で周方向へ移動できなくなり、溝９より小さくなり過ぎると溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄによる接触面積が小さくなり易く、翼車３の回転中でのバランスウエイト１０を位置固定する保持力が低下して移動する可能性がある。

バランスウエイト１０の略中心には、バランスウエイト１０の上面１０ａと底面１０ｂとの間に貫通孔１２が形成される。貫通孔１２の内面は、雌ねじが形成されており、雄ねじが外表面に形成された止めねじ１３と螺合可能である。止めねじ１３は、いわゆるイモねじであり、頭部側にドライバ又は六角レンチを挿入し係合できる受溝や六角穴が形成されている。バランスウエイト１０が溝９の内部に配置されているとき、止めねじ１３がバランスウエイト１０の上面１０ａ側から螺合されて、止めねじ１３の先端がバランスウエイト１０の底面１０ｂから突き抜けると、止めねじ１３の先端は、溝９の内側底面９ｂと接触する。そして、止めねじ１３をねじ回し続けると、バランスウエイト１０は、溝９の内側底面９ｂから離れる方向、すなわち、溝９の開口９ａ側へ移動する力が作用する。その結果、バランスウエイト１０の側面１０ｃが溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄに押し付けられて、バランスウエイト１０の側面１０ｃに対する溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄからの押圧力と、止めねじ１３に対する溝９の内側底面９ｂからの押し返し力によってバランスウエイト１０が溝９に対して固定される。

このとき、バランスウエイト１０の側面１０ｃの傾斜角度が、溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄの傾斜角度とほぼ等しく、止めねじ１３を用いてバランスウエイト１０を溝９に固定した際、バランスウエイト１０の底面１０ｂに対して垂直な高さ方向での各直径が、溝９の高さ方向に対応する各幅とほぼ同一である。これにより、微細な接触状況ではなく巨視的な概略状況においては、バランスウエイト１０の側面１０ｃと溝９の第１側壁９ｃ、又は、バランスウエイト１０の側面１０ｃと溝９の第２側壁９ｄの接触部分は、直線状であり、バランスウエイト１０と溝９は、概略には線接触状態となる。これに対し、従来のバランスウエイトは、図１３及び図１４に示すように、扇形形状が一般的であり、バランスウエイトと溝との接触部分が概略には面接触状態である。

図１３及び図１４に示すように、従来、バランスウエイト５０は、環状の溝５１の側壁５１ａ，５１ｂと面接触する形状、例えば、扇形形状を有することが一般的であった。この場合、バランスウエイト５０の内周側の側面５０ａは、溝５１の内周側の側壁５１ａと面接触し、バランスウエイト５０の外周側の側面５０ｂは、溝５１の外周側の側壁５１ｂと面接触する。なお、バランスウエイト５０には、貫通孔５２が形成され、貫通孔５２に止めねじ５３が挿入される。

止めねじ１３は、例えば、ポンチングによって貫通孔１２の上部の縁の一部が変形されることで、止めねじ１３の回動が防止されて、止めねじ１３がバランスウエイト１０に対して固定される。図７では、本実施形態でポンチングによって貫通孔１２が変形される部分を符号Ｐ_１で示しているが、ポンチングは貫通孔１２の上面の縁の複数個所に実施してもよい。ポンチングは、接着剤や溶接に比べて、重量を変化することなく簡易に位置固定できるので好ましい。

バランスウエイト１０は、例えば金属製であり、より具体的には鋼製（ＳＳ４００、モリブデン鋼等）などである。バランスウエイト１０は、翼車３が据え付けられた現地でバランスウエイト１０の質量を微調整するため、現地で切削加工が可能な材質であることや、小型のサイズで翼車３のバランスを調整できる材質であることがより好ましい。

バランスウエイト１０の固定に関し、例えば、ポンチングによって溝９の縁の上面の一部を変形することで、バランスウエイト１０の位置ずれを防止する。その結果、バランスウエイト１０が溝９に固定される。図７では、ポンチングによって溝９が変形される部分を符号Ｐ_２で示している。図７では、バランスウエイト１０の側面１０ｃと溝９の第１側壁９ｃ、又は、バランスウエイト１０の側面１０ｃと溝９の第２側壁９ｄの接触部分の両側にポンチングしているが、接触部分の片側に１か所のみポンチングしてもよい。また、ポンチングは溝９の縁の上面の接触部分付近で、さらに多くの複数個所に実施してもよい。

上述したとおり、本実施形態に係るバランスウエイト１０は上面１０ａ（溝９の内側底面９ｂと反対側に向かう面）が底面１０ｂより狭い円錐台形状であって、バランスウエイト１０の側面１０ｃの傾斜角度が、溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄの傾斜角度とほぼ等しく、止めねじ１３を用いてバランスウエイト１０を溝９に固定した際に、バランスウエイト１０の底面１０ｂに対して垂直な高さ方向での各直径が、溝９の内側底面９ｂに対して垂直な高さ方向において、底面１０ｂからの高さに対応する各幅とほぼ同一である。そして、溝９の内周側に位置する第１側壁９ｃは、溝９の内側に突出した形状であるため、第１側壁９ｃと対向する側面１０ｃが、円錐台形状の側面が曲面であることによって、側面１０ｃは、溝９の第１側壁９ｃと略線接触する。また、溝９の外周側に位置する第２側壁９ｄは、溝９の外側に凹んだ形状であるため、第２側壁９ｄと対向する側面１０ｃが、円錐台形状の側面であって、その曲率が溝９の曲率よりも大きい（曲率半径が小さい）ことによって、側面１０ｃは、溝９の第２側壁９ｄと略線接触する。

その結果、溝９の曲率に関わらず、バランスウエイト１０の側面１０ｃは、止めねじ１３の先端を溝９の内側底面９ｂへ接触させることで必ず溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄと略線接触し、かつ、バランスウエイト１０は、溝９内をスライド可能である。したがって、軸流ファン１の種類や翼車３の形状が相違して、翼車３の直径が異なり、溝９の曲率が異なる場合でも、溝９の幅が同一であれば、異なる翼車３に対して同一形状のバランスウエイト１０を使用できる。すなわち、複数形状の翼車３について、それぞれ直径に違いがあり、溝９の周方向の形状、例えば曲率が異なる場合でも、溝９の溝幅を同一にしておけば、複数形状の翼車３に対して共通化されたバランスウエイト１０を使用できる。このため、バランスウエイト１０を製作し予備を確保するにあたり、コストダウンされるとともに、管理が容易になる。

なお、本実施形態は、溝９の側壁と対向するバランスウエイト１０の側面全体が、溝９と接触するのではなく、バランスウエイト１０の側面の一部が、径方向に溝９と接触状態とする形状であればよい。バランスウエイト１０と溝９の接触部分は、巨視的には略線接触状態、又は、線接触よりもやや太い面積で接触した略面接触状態となる。

翼車３の製作精度が向上すると、バランスウエイト１０を設置しない状態での翼車３のバランス差が小さくなるため、バランスウエイト１０自体を軽量化することができる。その場合は特に、バランスウエイト１０と溝９との接触面積を従来より小さくしても、バランスウエイト１０の位置ずれを十分に防止して、バランスウエイト１０を翼車３に確実に固定できる。したがって、円錐台形状であるバランスウエイト１０は、バランスウエイト１０を設置しない状態での翼車３のバランス差が小さく、軽量化されたバランスウエイト１０を設置できる翼車３に特に適している。なお、本発明は、バランスウエイト１０自体の軽量化は必須ではなく、バランスウエイト１０の質量が、従来のバランスウエイトと同等か、より重い場合にも、ポンチングなどで止めねじ１３の固定を確実に行うことで、バランスウエイト１０を十分に固定して設置することができる。

本実施形態に係るバランスウエイト１０は、溝９との接触部分が、略線接触状態で確保されていればよい。そのため、仮に翼車３が据え付けられた現地でバランスウエイト１０の質量を微調整する必要となった場合、接触部分を広くしておく必要があった従来のバランスウエイトに比べて、削り取ることが可能な部分をより自由に多く確保できるので作業が容易になる。

バランスウエイト１０は、横断面が円形状であるため、バランスウエイト１０の上面１０ａ又は底面１０ｂに対して垂直な軸方向を中心軸として、設置方向が限定されず軸方向の中心軸に対して回転した位置でもよく、どの方向にも設置可能である。したがって、バランスウエイト１０の設置時、作業者はバランスウエイト１０の向きを気にすることなくバランスウエイト１０を設置できることから、作業性が向上する。

次に、本実施形態に係るバランスウエイト１０の翼車３への取付け方法について説明する。
まず、製作された翼車３に対してバランス試験を実施する。バランス試験は、例えば、バランスウエイト１０を取り付けない状態で、バランシングマシンに翼車３を設置して動翼７の回転軸方向を中心に回転させることによって、翼車３の偏芯や回転速度の脈動などの変化を測定する。そして、測定結果に基づいて、翼車３に取り付けるバランスウエイト１０の質量や取付位置を決定する。

次に、翼車３に対して実際にバランスウエイト１０を取り付ける。
その際、最初に、溝９に形成された挿入口１１にバランスウエイト１０を挿入する。次に、バランスウエイト１０を挿入口１１から溝９に沿って、予め決定された取付位置までバランスウエイト１０をスライドしながら溝９内を周方向へ移動させる。

そして、取付位置まで移動したバランスウエイト１０の貫通孔１２に止めねじ１３を螺合する。止めねじ１３がバランスウエイト１０の上面１０ａ側から螺合されて、止めねじ１３の先端がバランスウエイト１０の底面１０ｂから突き抜けると、止めねじ１３の先端は、溝９の内側底面９ｂと接触する。そして、止めねじ１３をねじ回し続けると、バランスウエイト１０は、溝９の内側底面９ｂから離れる方向、すなわち、溝９の開口９ａ側へ移動する力が作用する。その結果、バランスウエイト１０の側面１０ｃが溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄに押し付けられて、バランスウエイト１０の側面１０ｃに対する溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄからの押圧力と、止めねじ１３に対する溝９の内側底面９ｂからの押し返し力によってバランスウエイト１０が溝９に対して固定される。
なお、バランスウエイト１０の貫通孔１２に前もって止めねじ１３の先端部分の一部を螺合しておいてもよい。これにより、溝９の開口９ａより突出している止めねじ１３の他端部分を手で支持して、溝９でバランスウエイト１０を周方向に容易に移動させることができる。また、その後、予め決定された取付位置で止めねじ１３を更に螺合させて、バランスウエイト１０を溝９に接触させる作業を容易にすることが可能となる。

この後、止めねじ１３は、例えば、ポンチングによって貫通孔１２の上部の縁が変形される。これにより、止めねじ１３の回動が防止されて、止めねじ１３がバランスウエイト１０に対して固定される。

なお、バランスウエイト１０を止めねじ１３によって固定した後、例えば、バランスウエイト１０と溝９の接触部分の両側、又は、接触部分の片側において、ポンチングによって、溝９の縁の上面が変形されてもよい。これにより、バランスウエイト１０の位置ずれがより防止されて、バランスウエイト１０が翼車３に固定される。また、止めねじ１３の螺合が仮に緩んだ場合でも、バランスウエイト１０の位置ずれを防止できる。なお、ポンチングはバランスウエイト１０と溝９の接触部分の両側でなくても、接触部分の片側に１か所としてもよい。また、ポンチングは溝９の縁の上面の接触部分付近で、更に多くの複数個所に実施してもよい。

以上、本実施形態によれば、溝９の周方向の形状、例えば曲率が異なる複数形状の翼車３に対して、同一形状のバランスウエイト１０を使用することができる。したがって、例えば軸流ファン１の型式が異なり、翼車３の直径が違う場合にも、溝９の幅が同一であれば、共通化されたバランスウエイト１０を翼車３に設置できる。その結果、翼車３の様々な形状に応じて、複数種類のバランスウエイト１０を用意しておく必要がなく、設計や製造の手間を簡略化することができる。さらに、バランスウエイト１０が円錐台形状であることから、機械加工が容易である。このため、バランスウエイト１０を製作し予備を確保するにあたり、コストダウンされるとともに、管理が容易になる。

＜変形例＞
次に、本実施形態に係るバランスウエイトの変形例について説明する。なお、上述した実施形態と重複する構成要素及び作用効果については詳細な説明を省略する。
上述した実施形態では、バランスウエイト１０が円錐台形状である場合について説明したが、本発明はこの例に限定されず、他の形状でもよい。

具体的には、図９及び図１０に示すように、本変形例に係るバランスウエイト１５は、溝９の周方向の形状、例えば曲率に関わらず、バランスウエイト１５の側面１５ｃの一部と溝９の内周側に位置する第１側壁９ｃが対向して接触し、バランスウエイト１５の側面１５ｄの一部と溝９の外周側に位置する第２側壁９ｄが対向して接触する形状である。また、バランスウエイト１５は、翼車３の周方向の形状、例えば曲率に関わらず、溝９内を移動可能な形状である。溝９の周方向の形状、例えば曲率に関わらず、バランスウエイト１５が第１側壁９ｃと第２側壁９ｄに接触し、バランスウエイト１５が溝９内を移動可能となる形状にするには、バランスウエイト１５と溝９との接触部分が、外周側と内周側で１箇所ずつ略線接触となる形状であればよい。

例えば、図９に示すように、バランスウエイト１５は、溝９の第１側壁９ｃに対向する側面１５ｃが曲面ではなく、平面である。また、溝９の第２側壁９ｄに対向する側面１５ｄには、径方向の外側に突出した屈曲部１５ｅを有する。ここで、屈曲部１５ｅは、バランスウエイト１５の平面状の側面１５ｄが２面合わされて形成された部分をいう。また、屈曲部１５ｅは、尖ったピン角形状でもよいし、曲面でもよい。

バランスウエイト１５の側面１５ｃ，１５ｄは、上述した実施形態と同様に、底面１５ｂに対して傾斜している。バランスウエイト１５の側面１５ｃと屈曲部１５ｅの傾斜角度は、溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄの傾斜角度とほぼ等しい。バランスウエイト１５の上面１５ａ側における側面１５ｃと屈曲部１５ｅとの距離は、溝９の開口９ａ側の幅よりも狭く、バランスウエイト１５の底面１５ｂ側における側面１５ｃと屈曲部１５ｅとの距離は、溝９の内側底面９ｂ側の幅と同一又は所定分小さくなっている。所定分が小さいとは、バランスウエイト１５の底面１５ｂ側の側面１５ｃと屈曲部１５ｅとの距離が、溝９の内側底面９ｂ側の幅に対して９５％以上１００％未満の範囲であり、溝９のサイズを決定する際に適宜設定されるものであるよりも小さい。バランスウエイト１５の高さは、溝９の深さと同一か、又は溝９の深さよりも所定分が高い高さでもよい。所定分が高い高さとは、バランスウエイト１５の高さが、溝９の深さ対して１００％を超えて２５０％以下の範囲であり、溝９のサイズを決定する際に適宜設定されるもので、溝９の第１側壁９ｃと第２側壁９ｄを有効に利用できるようになっている。

バランスウエイト１５の側面１５ｃと屈曲部１５ｅの傾斜角度が、溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄの傾斜角度とほぼ等しく、止めねじ１３を用いてバランスウエイト１５を溝９に固定した際、溝９の内側底面９ｂに対して垂直な高さ方向において、バランスウエイト１５の側面１５ｃと屈曲部１５ｅとの距離が、溝９の幅とほぼ同一である。これにより、止めねじ１３の先端を溝９の内側底面９ｂへ接触させることで、バランスウエイト１５の側面１５ｃと溝９の第１側壁９ｃ、又は、バランスウエイト１５の屈曲部１５ｅと溝９の第２側壁９ｄの接触部分は、略直線状であり、バランスウエイト１５と溝９は、径方向に略線接触している。

バランスウエイト１５の略中心には、上述した実施形態と同様に、バランスウエイト１５の上面１５ａと底面１５ｂとの間に貫通孔１２が形成される。貫通孔１２の内面は、雌ねじが形成されており、雄ねじが外表面に形成された止めねじ１３と螺合可能である。

上述したとおり、本実施形態の変形例によれば、バランスウエイト１５の側面１５ｃと屈曲部１５ｅの傾斜角度が、溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄの傾斜角度とほぼ等しく、止めねじ１３を用いてバランスウエイト１５を溝９に固定した際に、溝９の内側底面９ｂに対して垂直な高さ方向において、バランスウエイト１５の側面１５ｃと屈曲部１５ｅとの距離が、溝９の幅とほぼ同一である。溝９の内周側に位置する第１側壁９ｃは、溝９の内側に突出した形状であるため、第１側壁９ｃと対向する側面１５ｃが、平面であることによって、側面１５ｃは、溝９の第１側壁９ｃと略線接触する。また、溝９の外周側に位置する第２側壁９ｄは、溝９の外側に凹んだ形状であるため、第２側壁９ｄと対向する側面１５ｄが、外側に突出した屈曲部１５ｅを有することによって、屈曲部１５ｅが、溝９の第２側壁９ｄと略線接触する。バランスウエイト１５の側面１５ｃと屈曲部１５ｅがそれぞれ溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄに押し付けられて生じる押圧力と、止めねじ１３に対する溝９の内側底面９ｂからの押し返し力によってバランスウエイト１５が溝９に対して固定される。

その結果、溝９の曲率に関わらず、バランスウエイト１５の側面１５ｃ，１５ｄは、止めねじ１３の先端を溝９の内側底面９ｂへ接触させることで、必ず溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄと線接触し、かつ、バランスウエイト１５は、溝９内をスライド可能である。したがって、翼車３の形状が相違して、翼車３の直径が異なり、溝９の曲率が異なる場合でも、溝９の幅が同一であれば、異なる翼車３に対して同一形状のバランスウエイト１５を使用できる。すなわち、複数形状の翼車３について、それぞれ直径に違いがあり、溝９の周方向の形状、例えば曲率が異なる場合でも、溝９の溝幅を同一にしておけば、複数形状の翼車３に対して共通化されたバランスウエイト１５を使用できる。このため、バランスウエイト１５を製作し予備を確保するにあたり、コストダウンがされるとともに、管理が容易になる。

バランスウエイト１５が、本変形例のような形状を有する場合も、バランスウエイト１５と溝９との接触部分が略線接触となり、両者の接触面積を低減できる。変形例で示した形状の場合、動翼７の回転軸方向に対して直交方向の断面は、上述した実施形態の円錐台形状よりも横断面面積を大きくできるため、大きい質量が要求される場合に好適である。

なお、上述した変形例では、バランスウエイト１５は、溝９の内周側に位置する第１側壁９ｃに対向する側面１５ｃが平面である場合について説明したが、この例に限定されず、例えば、径方向の外側に突出した円弧形状又は屈曲部でもよい。この場合も、バランスウエイト１５は、溝９の第１側壁９ｃとの接触部分が線接触となる。また、バランスウエイト１５は、溝９の外周側に位置する第２側壁９ｄに対向する側面１５ｄに屈曲部１５ｅが形成される場合について説明したが、この例に限定されず、側面１５ｃは、例えば、径方向の外側に突出した円弧形状を有し、かつ、第２側壁９ｄの曲率よりも大きい曲率（小さい曲率半径）を有する形状を有してもよい。この場合も、バランスウエイト１５は、溝９の第２側壁９ｄとの接触部分が線接触となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るバランスウエイト２０について説明する。なお、上述した第１実施形態と重複する構成要素及び作用効果については詳細な説明を省略する。
上述した第１実施形態において、バランスウエイト１０，１５は、溝９に設置された状態と、設置中に溝９の内部をスライドさせるときの両方で、溝９の第１側壁９ｃに対向する側面部分と第２側壁９ｄに対向する側面部分が、同じである場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。

本実施形態に係るバランスウエイト２０は、図１１の実線で示すように、翼車３に形成された溝９の周方向の形状、例えば曲率に関わらず、バランスウエイト２０が溝９に設置されて固定された状態で、バランスウエイト２０と溝９との接触部分が、外周側と内周側で１箇所ずつ略線接触となる形状である。また、バランスウエイト２０は、溝９の周方向の形状、例えば曲率に関わらず、図１１の二点鎖線で示すように、バランスウエイト２０を溝９の内部に挿入するとき、バランスウエイト２０の上面２０ｅ又は底面２０ｆに垂直な軸方向を中心軸として、任意の角度でバランスウエイト２０を回動させた状態で、バランスウエイト２０が溝９に接触しない形状である。

バランスウエイト２０は、図１１及び図１２に示すように、溝９に設置された状態で、溝９の第１側壁９ｃに対向する側面部分が外側に突出した屈曲部２０ａであり、かつ、溝９の第２側壁９ｄに対向する側面部分が、外側に突出した屈曲部２０ｂである。また、バランスウエイト２０は、図１１に示すように、バランスウエイト２０を溝９の内部に挿入するとき、設置状態に対して任意の角度で回動させた状態で、溝９の第１側壁９ｃに対向する側面２０ｃが平面であり、溝９の第２側壁９ｄに対向する側面２０ｄが平面である。ここで、屈曲部２０ａ，２０ｂは、バランスウエイト２０の平面状の側面２面が合わされて形成された部分である。また、屈曲部２０ａ，２０ｂは、尖ったピン角形状でもよいし、曲面でもよい。

バランスウエイト２０は、例えば、図１１及び図１２に示すように、横断面が四角形状を有する四角錐台形状である。横断面の四角形は、正方形、長方形、平行四辺形又はひし形等でもよい。この場合、屈曲部２０ａ，２０ｂは、四角錐台形状のバランスウエイト２０の対角線の端部である。

バランスウエイト２０が溝９に接触して翼車３に対して設置され固定されるとき、第１実施形態での側面１０ｃや、変形例での屈曲部１５ｅと側面１５ｃと同様に、バランスウエイト２０の屈曲部２０ａ，２０ｂの傾斜角度は、溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄの傾斜角度と略等しい。また、止めねじ１３を用いてバランスウエイト２０が溝９に接触して翼車３に対して設置され固定されるときに、溝９の内側底面９ｂに対して垂直な高さ方向の各位置において、溝９の第１側壁９ｃに対向する屈曲部２０ａと溝９の第２側壁９ｄに対向する屈曲部２０ｂとの間の各位置での対角線距離は、溝９の溝幅とほぼ同一、又は所定分以内で距離が長くなっている。ほぼ同一とは製作公差で許容する程度以内で対角線長さが同一又は長くなっている状況であり、所定分以内で長いとは、バランスウエイト２０の屈曲部２０ａと屈曲部２０ｂとの間の各位置での対角線距離が、溝９の内側底面９ｂ側の幅に対して１００％を超えて１２０％以下の範囲であり、溝９のサイズを決定する際に適宜設定されるものである。

バランスウエイト２０を溝９の内部に挿入するとき、溝９の第１側壁９ｃに対向する側面２０ｃと溝９の第２側壁９ｄに対向する側面２０ｄとの間の距離は、溝９の開口９ａ側の溝幅よりも小さい。これにより、バランスウエイト２０を溝９の任意の全ての位置で開口９ａ側から溝９の内部に直接挿入することができ、溝９において挿入口（第１実施形態での１１）は不要となる。したがって、翼車３の形状が相違して、翼車３の直径が異なり、溝９の曲率が異なる場合でも、溝９の幅が同一であれば、異なる翼車３に対して同一形状のバランスウエイト２０を使用できる。さらに、溝９の任意の場所でバランスウエイト２０を溝９の内部に挿入できることから、第１実施形態と異なり、溝９において挿入口１１を形成する必要がない。

バランスウエイト２０の略中心には、第１実施形態と同様に、バランスウエイト２０の上面２０ｅと底面２０ｆとの間に貫通孔１２が形成される。貫通孔１２の内面は、雌ねじが形成されており、雄ねじが外表面に形成された止めねじ１３と螺合可能である。バランスウエイト２０が溝９の内部に配置されているとき、止めねじ１３がバランスウエイト２０の上面２０ｅ側から螺合されて、止めねじ１３の先端がバランスウエイト２０の底面２０ｆから突き抜けると、止めねじ１３の先端は、溝９の内側底面９ｂと接触する。そして、止めねじ１３をねじ回し続けると、バランスウエイト２０は、溝９の内側底面９ｂから離れる方向、すなわち、溝９の開口９ａ側へ移動する力が作用する。その結果、止めねじ１３の先端を溝９の内側底面９ｂへ接触させることで、バランスウエイト２０の屈曲部２０ａ，２０ｂがそれぞれ溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄに押し付けられて生じる押圧力と、止めねじ１３に対する溝９の内側底面９ｂからの押し返し力によってバランスウエイト２０が溝９に対して固定される。

このとき、バランスウエイト２０の屈曲部２０ａ，２０ｂの傾斜角度が、溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄの傾斜角度と略等しく、止めねじ１３を用いてバランスウエイト２０を溝９に固定した際に、溝９の内側底面９ｂに対する垂直な高さ方向の各位置において、溝９の第１側壁９ｃに対向する屈曲部２０ａと溝９の第２側壁９ｄに対向する屈曲部２０ｂとの間の各対角線距離が、溝９の幅とほぼ同一であることから、バランスウエイト２０の屈曲部２０ａと溝９の第１側壁９ｃ、又は、バランスウエイト２０の屈曲部２０ｂと溝９の第２側壁９ｄの接触部分は、略直線状であり、バランスウエイト２０と溝９は、略線接触している。

止めねじ１３は、例えば、ポンチングによって貫通孔１２の上部の縁が変形される。これにより、止めねじ１３の回動が防止されて、止めねじ１３がバランスウエイト２０に対して固定される。

第２実施形態では、バランスウエイト２０を固定するため、例えば、ポンチングによって溝９の縁の上面が変形される。これにより、バランスウエイト２０の位置ずれが防止されて、バランスウエイト２０が翼車３に固定される。ポンチングによる溝９の変形がなされない場合、仮に止めねじ１３が緩んだとき、バランスウエイト２０が回転してしまい溝９から脱落するおそれが生じる。一方、ポンチングによる変形が行われることによって、バランスウエイト２０の位置ずれや回転が防止されて、バランスウエイト２０が翼車３に確実に固定される。

上述したとおり、本実施形態に係るバランスウエイト２０は四角錐台形状であって、バランスウエイト２０が溝９に接触して翼車３に対して設置され固定されるとき、バランスウエイト２０の屈曲部２０ａ，２０ｂの傾斜角度が、溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄの傾斜角度と略等しく、止めねじ１３を用いてバランスウエイト２０を溝９に固定した際、溝９の内側底面９ｂに対して垂直な高さ方向の各位置において、溝９の第１側壁９ｃに対向する屈曲部２０ａと溝９の第２側壁９ｄに対向する屈曲部２０ｂとの間の各距離が、溝９の幅とほぼ同一である。その結果、溝９の曲率に関わらず、バランスウエイト２０の屈曲部２０ａ，２０ｂは、止めねじ１３の先端を溝９の内側底面９ｂへ接触させることで、必ず溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄと線接触する。

バランスウエイト２０を溝９の内部に挿入するとき、溝９の第１側壁９ｃに対向する側面２０ｃと溝９の第２側壁９ｄに対向する側面２０ｄとの間の距離は、溝９の開口９ａ側の溝幅よりも小さい。これにより、バランスウエイト２０を溝９の開口９ａ側の任意の全ての位置から溝９の内部に直接挿入することができる。したがって、翼車３の形状が相違して、翼車３の直径が異なり、溝９の曲率が異なる場合でも、溝９の幅が同一であれば、異なる翼車３に対して同一形状のバランスウエイト２０を使用できる。すなわち、複数種類の翼車３について、それぞれ直径に違いがあり、溝９の周方向の形状、例えば曲率が異なる場合でも、溝９の溝幅を同一にしておけば、複数種類の翼車３に対して共通化されたバランスウエイト２０を使用できる。このため、バランスウエイト２０を製作し予備を確保するにあたり、コストダウンされるとともに、管理が容易になる。

次に、本実施形態に係るバランスウエイト２０の翼車３への取付け方法について説明する。
まず、第１実施形態と同様に、製作された翼車３に対してバランス試験を実施する。そして、翼車３の偏芯や回転速度の脈動などの変化を測定した結果に基づいて、翼車３に取り付けるバランスウエイト２０の質量や取付位置を決定する。

次に、翼車３に対して実際にバランスウエイト２０を取り付ける。
その際、最初に、予め決定された取付位置又はその近傍において、設置状態に対してバランスウエイト２０の上面２０ｅ又は底面２０ｆに対して垂直な軸方向を中心軸として、軸方向の中心軸に対しバランスウエイト２０を任意の角度で回動させた状態で、溝９にバランスウエイト２０を挿入する。このとき、バランスウエイト２０は、側面２０ｃが溝９の第１側壁９ｃに対向し、側面２０ｄが溝９の第２側壁９ｄに対向する向きで、溝９に挿入される（図１１の二点鎖線部分参照）。

次に、バランスウエイト２０を回転させて、予め決定された取付位置でバランスウエイト２０を溝９に接触させる（図１１の実線部分参照）。このとき、バランスウエイト２０は、屈曲部２０ａが溝９の第１側壁９ｃに対向し、屈曲部２０ｂが溝９の第２側壁９ｄに対向する向きで、第１側壁９ｃと第２側壁９ｄに接触する。バランスウエイト２０を回転させる角度は、バランスウエイト２０が四角錐形状である場合、略４５°である。

そして、溝９に接触したバランスウエイト２０の貫通孔１２に止めねじ１３を螺合する。止めねじ１３がバランスウエイト２０の上面２０ｅ側から螺合されて、止めねじ１３の先端がバランスウエイト２０の底面２０ｆから突き抜けると、止めねじ１３の先端は、溝９の内側底面９ｂと接触する。そして、止めねじ１３をねじ回し続けると、バランスウエイト２０は、溝９の内側底面９ｂから離れる方向、すなわち、溝９の開口９ａ側へ移動する力が作用する。その結果、止めねじ１３の先端を溝９の内側底面９ｂへ接触させることで、バランスウエイト２０の屈曲部２０ａ，２０ｂが溝９の第１側壁９ｃ及び第２側壁９ｄに押し付けられて生じる押圧力と、止めねじ１３に対する溝９の内側底面９ｂからの押し返し力によってバランスウエイト２０が溝９に対して固定される。

なお、バランスウエイト２０の貫通孔１２に前もって止めねじ１３の先端部分の一部を螺合しておいてもよい。これにより、溝９の開口９ａより突出している止めねじ１３の他端部分を手で支持して、溝９でバランスウエイト２０を周方向に容易に移動させることができる。また、その後、予め決定された取付位置で止めねじ１３を更に螺合させて、バランスウエイト２０を溝９に接触させる作業を容易にすることが可能となる。

この後、止めねじ１３は、例えば、ポンチングによって貫通孔１２の上部の縁が変形される。これにより、止めねじ１３の回動が防止されて、止めねじ１３がバランスウエイト２０に対して固定される。

そして、バランスウエイト２０を止めねじ１３によって固定した後、例えば、バランスウエイト２０と溝９の接触部分の両側において、ポンチングによって、溝９の縁の上面が変形される。これにより、バランスウエイト２０の位置ずれが防止されて、バランスウエイト２０が翼車３に固定される。また、止めねじ１３の螺合が仮に緩んだ場合でも、バランスウエイト２０の回転を防止できる。なお、ポンチングはバランスウエイト２０と溝９の接触部分の両側でなくても、接触部分の片側に１か所としてもよい。また、ポンチングは溝９の縁の上面の接触部分付近で、更に多くの複数個所に実施してもよい。

以上、本実施形態によれば、溝９の周方向の形状が異なる複数形状の翼車３に対して、同一形状のバランスウエイト２０を使用することができる。したがって、例えば軸流ファン１の型式が異なり、翼車３の直径が違う場合にも、溝９の幅が同一であれば、共通化されたバランスウエイト２０を翼車３に設置できる。その結果、翼車３の様々な形状に応じて、複数種類のバランスウエイト２０を用意しておく必要がなく、設計や製造の手間を簡略化することができる。さらに、溝９の任意の場所でバランスウエイト２０を溝９の内部に挿入できることから、第１実施形態と異なり、溝９において挿入口１１を形成する必要がない。このため、バランスウエイト２０を製作し予備を確保するにあたり、コストダウンされるとともに、管理が容易になる。

なお、上述した第１及び第２実施形態では、翼車３に設置される側板８に溝９が形成されて、側板８に形成された溝９にバランスウエイト１０，１５，２０が設置される場合について説明したが、本発明はこの例に限定されず、翼車３本体に溝が形成されて、翼車３本体に形成された溝にバランスウエイト１０，１５，２０が設置されてもよい。
また、上述した第１及び第２実施形態では、溝９は１本が全周に渡り連続に形成される場合について説明したが、本発明はこの例に限定されず、溝９は途中で一部が途切れていてもよい。また溝９は１本ではなく複数本が設置されていてもよい。

また、上述した第１及び第２実施形態では、バランスウエイト１０，１５，２０の略中心に一つの貫通孔１２が形成されて、１本の止めねじ１３が貫通孔１２に挿入される場合について説明したが、本発明はこの例に限定されず、バランスウエイト１０，１５，２０に複数の貫通孔が形成されて、それぞれの貫通孔に１本ずつ止めねじが挿入されてもよい。この場合、翼車３に対するバランスウエイト１０，１５，２０の固定を更に確実化させることができ、更に止めねじの設置本数によって質量の微調整を行うこともできる。

１ ：軸流ファン
２ ：主軸
３ ：翼車
４ ：電動機
５ ：内筒
６ ：外筒
７ ：動翼
８ ：側板
８Ａ ：貫通孔
９ ：溝
９ａ ：開口
９ｂ ：内側底面
９ｃ ：第１側壁
９ｄ ：第２側壁
１０ ：バランスウエイト
１０ａ ：上面
１０ｂ ：底面
１０ｃ ：側面
１１ ：挿入口
１１ａ ：開口
１１ｂ ：底面
１２ ：貫通孔
１３ ：止めねじ
１４ ：流路
１５ ：バランスウエイト
１５ａ ：上面
１５ｂ ：底面
１５ｃ ：側面
１５ｄ ：側面
１５ｅ ：屈曲部
２０ ：バランスウエイト
２０ａ ：屈曲部
２０ｂ ：屈曲部
２０ｃ ：側面
２０ｄ ：側面
２０ｅ ：上面
２０ｆ ：底面
５０ ：バランスウエイト
５０ａ ：側面
５０ｂ ：側面
５１ ：溝
５１ａ ：側壁
５１ｂ ：側壁
５２ ：貫通孔
５３ ：止めねじ

Claims (8)

1. 動翼が設置され、回転軸周りに回転する動翼取付環状部と、
   前記動翼取付環状部における前記回転軸方向に対して垂直方向の面内で周方向に沿って形成された溝と、
   前記溝に設置される少なくとも一つのバランスウエイトと、
   を備え、
   前記バランスウエイトは、前記溝の内周側に位置する第１側壁と対向し、前記第１側壁と部分的に接触する第１対向部と、
   前記溝の外周側に位置する第２側壁と対向し、前記第２側壁と部分的に接触する第２対向部と、
   前記溝の内側底面と対向し、前記第１対向部及び前記第２対向部と傾斜角度を持って形成される底面と、
   を有し、
   前記バランスウエイトは、前記溝に固定したとき、前記内側底面に対して垂直方向に異なる前記第１対向部と前記第２対向部との間の距離が、対応する前記垂直方向の位置で、前記溝の前記第１側壁と前記第２側壁との間の距離と同一である回転機械。
2. 前記バランスウエイトは、円錐台形状であり、
   前記バランスウエイトを前記溝に固定したとき、前記内側底面に対して垂直方向に異なる前記第１対向部及び前記第２対向部との間の距離は、前記バランスウエイトの直径であり、
   前記直径が、対応する前記垂直方向の位置で、前記溝の前記第１側壁と前記第２側壁との間の距離と同一である請求項１に記載の回転機械。
3. 前記バランスウエイトは、前記第１対向部が、平面である、又は、前記回転軸に向かって突出した円弧形状若しくは屈曲部を有する請求項１に記載の回転機械。
4. 前記バランスウエイトは、前記第２側壁に対向する部分が、前記回転軸の径方向の外側に突出した屈曲部を有する請求項１に記載の回転機械。
5. 前記バランスウエイトは、前記第２側壁に対向する部分が、前記回転軸の径方向の外側に突出した円弧形状を有し、かつ、前記第２側壁の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する請求項１に記載の回転機械。
6. 前記バランスウエイトは、四角錐台形状であり、
   前記バランスウエイトを前記溝に固定したとき、前記第１対向部及び前記第２対向部との間の距離は、前記バランスウエイトの少なくとも一つの対角線の長さであり、
   前記対角線の長さが、前記第１側壁と前記第２側壁との間の距離と同一又は所定分長い距離であり、
   前記バランスウエイトは、互いに対向する側面の間の距離が、前記第１側壁と前記第２側壁との間の距離よりも短い距離である請求項１に記載の回転機械。
7. 請求項１から５のいずれか１項に記載の回転機械を製造する回転機械の製造方法であって、
   前記溝には、前記溝の開口側よりも幅の広い挿入口を形成する工程と、
   前記バランスウエイトを前記挿入口に挿入する工程と、
   前記溝内で前記バランスウエイトを前記回転軸の周方向に沿って移動する工程と、
   前記溝内で予め決められた取付位置に前記バランスウエイトを設置する工程と、
   を備える回転機械の製造方法。
8. 請求項６に記載の回転機械を製造する回転機械の製造方法であって、
   前記溝内で予め決められた取付位置又は前記取付位置の近傍で、前記バランスウエイトを前記溝に挿入する工程と、
   前記溝内で前記バランスウエイトを回転させて、前記取付位置に前記バランスウエイトを設置する工程と、
   を備える回転機械の製造方法。
   

Images