JP2022090357A - 変速機及び遠心圧縮機 - Google Patents
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Abstract
Description
かかる構成によれば、隙間をより広くすることができるため、離間面が可動軸受の移動を阻害する事態をより抑制できる。
図1に示すように、遠心圧縮機10は、低速シャフト11と、低速シャフト11を回転させる電動モータ13と、高速シャフト12及び変速機ハウジング22を有する変速機14と、高速シャフト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。
図1に示すように、本実施形態では、ストッパ部50bとプレート貫通孔26cの内面とは径方向Rに離間しており、両者の間には隙間が形成されている。例えば、ストッパ部50bと高速シャフト12とは例えば一体形成されている。ただし、これに限られず、ストッパ部50bと高速シャフト12とは別体に設けられていてもよい。
本実施形態の変速機14は、高速シャフト12を有し、低速シャフト11の回転を増速させて高速シャフト12に伝達する増速機である。変速機14は、例えば所謂トラクションドライブ式(摩擦ローラ式)である。
図3及び図4に示すように、プレート部26は、第1板面26aから凹んだプレート凹部121~123と、第1板面26aから起立したプレート起立部131~133とを有している。プレート軸受収容室S11~S13は、プレート凹部121~123とプレート起立部131~133とによって区画されている。
図4に示すように、第1プレート凹部121は、第1プレート軸受101の外形と同様に形成されている。詳細には、第1プレート軸受101が円板状に形成されていることに対応させて、第1プレート凹部121は、回転軸線方向Zから見て円形状である。第1プレート凹部121の径は、第1プレート軸受101の外径よりも若干大きい。第1プレート凹部121は、プレート貫通孔26cに向けて開口している。このため、第1プレート凹部121とプレート貫通孔26cとは連通している。
第1底面141は、全体として円形状である。第1プレート凹部121の径とは、第1底面141の径ともいえる。
図5に示すように、本実施形態では、第1プレート軸受101の外輪101bは、第1外側底部141aと当接することによって支持されている。一方、第1プレート軸受101の内輪101aは、第1外側底部141aに当接しない。詳細には、第1プレート軸受101の内輪101aと第1内側底部141bとが対向しており、両者の間には隙間が形成されている。すなわち、本実施形態の第1外側底部141aは、外輪101bが当接し且つ内輪101aが当接しないように形成された当接部である。
第3底面151は、例えば回転方向Mを長手方向とするオーバル形状である。第3凹部側壁面152は、第3底面151と同様に、回転軸線方向Zから見て回転方向Mを長手方向とするオーバル形状に形成されている。第3凹部側壁面152は、完全に閉じた環状となっておらず、プレート貫通孔26cに向けて開口している。
詳細には、図6及び図9に示すように、第3収容側面154は、第3ローラ73が第1位置にある場合に第3プレート軸受103を支持する第1支持面161と、第3ローラ73が第2位置にある場合に第3プレート軸受103を支持する第2支持面162と、を備えている。
各ローラ71~73が回転していない場合、第3プレート軸受103と第1支持面161とが当接している。これにより、第3ローラ73は第1位置に位置決めされる。換言すれば、第1支持面161は、第3ローラ73を第1位置に位置決めするものともいえ、第1位置は初期位置ともいえる。
(1)変速機14は、変速機ハウジング22と、環状のリング部62と、高速シャフト12と、3つのローラ71~73と、ラジアル軸受としてのローラ軸受101~106と、を備えている。リング部62は、変速機ハウジング22内に設けられ、低速シャフト11の回転に伴って回転するものである。高速シャフト12は、リング部62の内側に配置されている。各ローラ71~73は、リング部62と高速シャフト12との間に設けられている。各ローラ71~73は、リング部62の内周面63と高速シャフト12の外周面12aとの双方に当接している。
かかる構成においては、インペラ52にて発生した熱がプレート部26に伝達され、プレート部26が熱膨張するおそれがある。すると、第3収容側面154が若干ずれてしまい、第3プレート軸受収容室S13に収容される第3プレート軸受103の移動に支障が生じる不都合が懸念される。
○ 両支持面161,162の曲率は任意であり、例えば第3プレート軸受103の外周面103dの曲率と同一でもよい。
○ ベース部61と低速シャフト11とが一体形成されていてもよいし、ベース部61とリング部62とが一体形成されていてもよい。
○ 変速機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。
○ 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。
(イ)変速機ハウジングと、前記変速機ハウジング内に設けられ、低速シャフトの回転に伴って回転する環状のリング部と、前記リング部の内側に配置された高速シャフトと、前記リング部と前記高速シャフトとの間に設けられ、前記リング部の内周面及び前記高速シャフトの外周面の双方と当接している3つ以上のローラと、前記3つ以上のローラを回転可能な状態で前記変速機ハウジングに支持するのに用いられる複数のローラ軸受と、を備え、前記3つ以上のローラは、前記リング部の回転に応じて、第1位置と、前記第1位置から前記リング部の回転方向に離れた第2位置との間を移動する1つ以上の可動ローラと、前記リング部の回転方向に移動しないように固定された2つ以上の固定ローラと、を含み、前記複数のローラ軸受は、前記可動ローラを回転可能に支持する可動軸受を含み、前記変速機ハウジングは、前記可動軸受を収容する可動軸受収容室を区画する面として、底面と、当該底面から起立し且つ前記第1支持面及び前記第2支持面を有する収容側面と、を有し、前記可動軸受収容室は、前記高速シャフトに対して当該高速シャフトの径方向外側に配置されており、前記収容側面は、前記可動ローラが前記第1位置にある場合に前記可動軸受と当接することにより前記可動軸受を支持する第1支持面と、前記第1支持面よりも前記回転方向に離れた位置に設けられ、前記可動ローラが前記第2位置にある場合に前記可動軸受と当接することにより前記可動軸受を支持する第2支持面と、を備え、前記収容側面は、前記可動軸受に対して前記高速シャフトの径方向外側の離間した位置に設けられた離間面を含み、前記可動軸受の位置に関わらず、前記離間面と前記可動軸受との間には隙間が形成されている変速機。
(ハ)ローラ軸受は、固定ローラを回転可能に支持する固定軸受を含み、変速機ハウジングは、固定軸受を収容する固定軸受収容室を区画する面として、固定収容底面及び当該固定収容底面から起立した固定収容側面と、を有し、固定軸受は、固定収容側面との間に軸受隙間が形成された状態で固定軸受収容室内に収容されており、離間面と可動軸受との間に形成される隙間は軸受隙間よりも大きく形成されているとよい。
Claims (9)
- 変速機ハウジングと、
前記変速機ハウジング内に設けられ、低速シャフトの回転に伴って回転する環状のリング部と、
前記リング部の内側に配置された高速シャフトと、
前記リング部と前記高速シャフトとの間に設けられ、前記リング部の内周面及び前記高速シャフトの外周面の双方と当接している3つ以上のローラと、
前記ローラを回転可能な状態で前記変速機ハウジングに支持するのに用いられるラジアル軸受と、
を備え、
前記ローラは、
前記リング部の回転に応じて、前記リング部の回転方向に移動する可動ローラと、
前記リング部の回転方向に移動しないように固定された固定ローラと、
を含み、
前記ラジアル軸受は、前記可動ローラを回転可能に支持する可動軸受を含み、
前記変速機ハウジングは、
前記可動軸受と当接することにより前記可動ローラを第1位置に規制する第1支持面と、
前記第1支持面よりも前記回転方向に離れた位置に設けられ、前記可動軸受と当接することにより前記可動ローラを第2位置に規制する第2支持面と、
を備え、
前記可動ローラの移動は、前記第1位置から前記第2位置までの移動区間で行われ、
前記移動区間は、前記高速シャフトの径方向における前記可動ローラの支持が、前記変速機ハウジングに対して前記可動軸受を介してなされることなく、前記リング部と前記高速シャフトとの挟持によりなされる特定区間を含むことを特徴とする変速機。 - 前記変速機ハウジングは、前記可動軸受を収容する可動軸受収容室を区画する面として、底面と、当該底面から前記高速シャフトの軸方向に起立し且つ前記第1支持面及び前記第2支持面を有する収容側面と、を備え、
前記収容側面は、前記可動軸受の外周面に対して離間した位置に設けられた離間面を含み、
前記特定区間では、前記離間面と前記可動軸受の外周面との間に隙間が形成されている請求項1に記載の変速機。 - 前記第1支持面及び前記第2支持面は、前記可動軸受の外周面の曲率よりも小さい曲率の湾曲面であり、
前記第1支持面と前記第2支持面とは互いに対向しており、
前記離間面は、前記両支持面の対向方向に延びて前記第1支持面の端部と前記第2支持面の端部とを繋いでいる請求項2に記載の変速機。 - 前記離間面は、前記両支持面よりも前記高速シャフトの径方向外側に凹んでいる請求項2に記載の変速機。
- 前記変速機ハウジングは、プレート部を備え、
前記プレート部は、前記可動軸受を収容する可動軸受収容室を区画する面として、底面と、当該底面から前記高速シャフトの軸方向に起立し且つ前記第1支持面及び前記第2支持面を有する収容側面と、を有し、
前記プレート部には、前記高速シャフトが挿通されるプレート貫通孔が形成されており、
前記収容側面には、前記高速シャフトの径方向内側に向けて開口した内側開口部が形成されており、
前記可動軸受収容室と前記プレート貫通孔とは、前記内側開口部を介して連通しており、
前記可動軸受の一部は、前記プレート貫通孔内に入り込んでいる請求項1~4のうちいずれか一項に記載の変速機。 - 前記変速機ハウジングは、前記可動軸受を収容する可動軸受収容室を区画する面として、底面と、当該底面から前記高速シャフトの軸方向に起立し且つ前記第1支持面及び前記第2支持面を有する収容側面と、を有し、
前記可動軸受は、外輪と、前記可動ローラの回転に伴って前記外輪に対して相対回転する内輪と、を有する転がり軸受であり、
前記底面は、前記外輪が当接し且つ前記内輪が当接しないように形成された当接部を含む請求項1~5のうちいずれか一項に記載の変速機。 - 前記底面は、
前記収容側面に沿って延びた外側底部と、
前記外側底部の内側に配置され、前記外側底部よりも凹んだ内側底部と、
を有する段差状であり、
前記当接部は前記外側底部である請求項6に記載の変速機。 - 請求項1~7のうちいずれか一項に記載の変速機と、
前記低速シャフトを回転させる電動モータと、
前記高速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。 - 前記変速機ハウジングは、プレート部を備え、
前記プレート部は、前記可動軸受を収容する可動軸受収容室を区画する面として、底面と、当該底面から前記高速シャフトの軸方向に起立し且つ前記第1支持面及び前記第2支持面を有する収容側面と、を有し、
前記遠心圧縮機は、前記プレート部と協働して、前記インペラが収容されるインペラ室を区画するコンプレッサハウジングを備え、
前記プレート部は、前記変速機ハウジングの内部空間である変速機室と、前記インペラ室とを仕切る壁部である請求項8に記載の遠心圧縮機。
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