JP2562561Y2

JP2562561Y2 - 回転機械

Info

Publication number: JP2562561Y2
Application number: JP1990019991U
Authority: JP
Inventors: 昌尚安藤; 宣次田中
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1998-02-10
Anticipated expiration: 2005-02-28
Also published as: JPH03110102U

Description

【考案の詳細な説明】 A.考案の目的１）産業上の利用分野本考案は、ロータ軸およびこのロータ軸の両端に装着
された羽根から構成されたロータアッシと、動圧流体軸
受を介して前記ロータアッシを回転自在に支持するハウ
ジングとを備えた回転機械に関する。

このような回転機械は、航空機のエアサイクルマシ
ン、ヘリウム液化装置の膨脹タービン、自動車のターボ
チャージャ等で使用される。

２）従来の技術この種の回転機械の一例を第５図により説明する。第
５図は航空機のエアサイクルマシンを示しており、ロー
タアッシ01は、ロータ軸02と、このロータ軸02の左端お
よび右端にそれぞれ装着されたコンプレッサ羽根03およ
びタービン羽根04とから構成されている。このロータア
ッシ01はハウジング05により、動圧式のジャーナル軸受
06およびスラスト軸受け07を介して支持されている。前
記ハウジング05は、ロータ軸02に垂直な平面で２分割さ
れたハウジング半体05a,05bから構成されている。ま
た、前述のように動圧式の軸受けが採用されている理由
は、高速回転機械においては軸受の摩擦を小さくする必
要があるからである。第５図中、左方から流入した流体
（今の場合、気体）はコンプレッサ羽根03で圧縮されて
コンプレッサケース08の管路08aに流入する。管路08aに
流入した圧縮気体は、タービンケー09の管路09aを通っ
てタービン羽根04で膨張して低温低圧の空気となる。こ
の低温低圧の空気はジェットエンジン等から抽気された
高温の空気と混合され、航空機のキャビン等に供給され
る。

３）考案が解決しようとする課題このような高速回転機械では、ロータアッシ01が極め
て高速で回転するので、ロータアッシの重量バランスが
とれていることが必要である。

このため、ロータ軸に羽根を装着した状態でロータア
ッシをバランスマシンにかける必要がある。

ところで、ロータアッシが普通の軸受（ベアリング軸
受等）を介してハウジングに支持されている場合には、
ハウジング内にロータアッシを組み込んだ状態でバラン
スマシンにかけて、バランス調整を行うことができる。
ところが、ロータアッシが動圧軸受を介してハウジング
に支持されている場合には、ハウジング内にロータアッ
シを組み込んだ状態でバランスマシンにかけて、バラン
ス調整を行うことができない。

その理由を次に説明する。動圧軸受はロータアッシが
所定の回転速度以上で高速回転したときに初めて低摩擦
な流体軸受として作用するが、所定の回転速度以下の回
転速度では流体膜の圧力が充分発生しないので流体軸受
として作用しない。そして、バランスマシンの回転速度
はは前記所定の回転速度以下である。このため、動圧軸
受を介してハウジングに支持されたロータアッシをその
ままバランスマシンにかけると、流体膜の圧力が発生せ
ず、動圧軸受が損傷するおそれがある。

したがって、従来、動圧軸受を介してハウジングに支
持されるロータアッシのバランス調整は、ハウジングを
除いた状態で行われている。

ところが、ロータ軸の両端に羽根が装着されたロータ
アッシをバランスマシンにかけてバランス調整を行った
後、そのロータアッシとハウジングとを組み付けるため
には、第５図から分かるように、一旦ロータ軸から羽根
を取り外さなければならない。そうすると、一旦、バラ
ンス調整を行ったロータアッシのバランスが損なわれる
場合が生じる。

本考案は、前述の事情に鑑みてなされたもので、ロー
タ軸の両端に羽根が装着されたロータアッシのバランス
調整を行った後、ロータ軸から羽根を取り外すことな
く、ロータアッシとハウジングとの組み付けを行えるよ
うにすることを課題とする。

B.考案の構成１）課題を解決するための手段前記課題を解決するために、本考案の回転機械は、ロ
ータ軸、前記ロータ軸の軸方向中央部に設けられた軸方
向両側面にスラスト受け面を有するフランジ、および前
記ロータ軸の両端に装着された羽根を有するロータアッ
シと、スラスト軸受および動圧流体軸受を介して前記ロ
ータアッシを回転自在に支持するハウジングとを備えた
回転機械において、前記ハウジングが前記フランジの両側に別れるように
前記ロータ軸に垂直な面で分割されるとともに前記ロー
タ軸に沿う面で分割して構成されたことを特徴とする。

（２）作用前述の構成を備えた本考案の回転機械は、前記ハウジ
ングが前記フランジの両側に別れるように前記ロータ軸
に垂直な面で分割されているので、前記ロータ軸の軸方
向中央部に設けられた軸方向両側面にスラスト受け面を
支持するスラスト軸受けを容易に前記ハウジングに装着
することができる。

また、ハウジングが前記ロータ軸に沿う面で分割して
構成されているので、分割されたハウジングで前記ロー
タ軸を軸の側方から挟むことにより、羽根を取り外すこ
となく、ロータ軸とハウジングとを組み付けることがで
きる。したがって、ロータアッシのバランス調整を行っ
た後、ロータ軸から羽を取り外すことなく、ロータアッ
シとハウジングとの組み付けを行うことができる。

３）実施例以下、図面により本考案の回転機械の実施例を説明す
る。

第１図は第１実施例の回転機械の分解した状態の断面
図である。第１図において、ロータアッシ１は、ロータ
軸２とこのロータ軸２の両端に装着されたコンプレッサ
羽根３およびタービン羽根４か構成されている。ロータ
軸２にはその中央部に大径のフランジ2aが形成されてお
り、このフランジ2aの両側面は後述のスラスト軸受に支
持されるスラスト受け面となっている。

ハウジング５は、ロータ軸に垂直な面（第１図中、上
下方向の面）により左右に分割されるとともに、ロータ
軸に平行な面（第１図中、水平で紙面に垂直な面）によ
り上下にも分割されており、ハウジング部材5a,5b,5c,5
dから構成されている。これらの各ハウジング部材5a,5
b,5c,5dにはそれらを互いに結合するためのフランジ5a
1,5b1,5c1,5d1および5a2,5b2,…（第２図参照）が形成
されている。そして、各ハウジング部材5a,5b,5c,5dの
前記ロータ軸を支持する面には、フォイル軸受、ティル
ティングパッドまたはスパイラルグループ等の従来公知
の動圧ジャーナル軸受6a,6b,6c,6dおよび動圧スラスト
軸受7a,7b,7c,7dが配設されている。

これらのハウジング部材5a,5b、5c,5dは、ロータアッ
シ１のロータ軸２の外側から、ロータ軸２を挟む状態に
組み合わされ、それらのフランジ5a1,5b1,5c1,5d1およ
び5a2,5b2,…が互いに結合されてハウジング５が組み立
てられる。そして、ハウジング５の左右端に、前記コン
プレッサ羽根３およびタービン羽根４をカバーするコン
プレッサケース８およびタービンケース９が装着され
る。

次に、前述の構成を備えた本考案の実施例の作用につ
いて説明する。

前記ロータ軸２の両端に羽根3,4が装着されたロータ
アッシ１はバランスマシンでバランス調整される。その
後、バランス調整されたロータアッシ１とハウジング５
とを組み付ける際に、ロータアッシ１の軸の側方から４
分割されたハウジング部材5a,5b,5c,5dをロータアッシ
１に近付ける。そして、それらのハウジング部材5a,5b,
5c,5dによりロータアッシ１の側方から挟む状態にし
て、各ハウジング部材5a,5b,5c,5dのフランジ5a1,5b1,5
c1,5d1および5a2,5b2,…等を互いに当接させ、ボルト等
を用いて結合する。このように、ハウジング５がロータ
軸２に沿う平面で分割されているため、バランス調整さ
れたロータアッシ１をロータ軸２と前記各羽根3,4とを
分離することなく、ハウジング５と組み付けることがで
きる。

第3,4図は本考案の第２実施例の説明図である。な
お、第3,4図において、前記第１実施例の構成要素に対
応する構成要素には同一の符号を付して重複する詳細な
説明は省略する。

この第２実施例は、ハウジング部材5a,5bの接合面が
水平で、ハウジング部材5c,5dの接合面が垂直になって
おり、それらの接合面どうしが90度ずれている。したが
って、ハウジング5a,5bは、それらの軸方向の位置が、
ハウジング5c,5dの端面によって規制されるため、軸方
向の相対的な位置ずれを生じるおそれがなくなる。同様
に、ハウジング5c,5dは、それらの軸方向の位置が、ハ
ウジング5a,5bの端面によって規制されるため、軸方向
の相対的な位置ずれを生じるおそれがなくなる。なお、
前記ハウジング5a,5bの接合面とハウジング5c,5dの接合
面とは、前述のように90度ずれている必要はなく、それ
らの接合面どうしが面一でなければ、前記90度ずれた場
合と同様の作用を奏し、たとえば30度、または60度等任
意の角度だけずらせても同様の作用を奏する。

この第２実施例によれば、ベアリング支持内径面およ
びスラスト面の形状精度を確保するのが容易である。

以上、本考案の実施例を詳述したが、本考案は、前記
実施例に限定されるものではなく、実用新案登録請求の
範囲に記載された本考案を逸脱することなく、種々の小
設計変更を行うことが可能である。

C.考案の効果前述の本考案の回転機械は、ハウジングが前記ロータ
軸に沿う平面で分割して構成されているので、ロータ軸
の両端に羽根が装着されたロータアッシのバランス調整
を行った後、ロータ軸ら羽根を取り外すことなく、ロー
タアッシとハウジングとの組み付けを行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の回転機械の第１実施例の分解縦断面
図、第２図は同実施例の組み立てた状態の横断面図、第
３図および第４図は第２実施例の説明図、第５図は従来
の回転機械の説明図である。１……ロアタアッシ、２……ロータ軸、3,4……羽根、
５……ハウジング、6a,6b,6c,6d,7a,7b,7c,7d……動圧
気体軸受、

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ロータ軸、前記ロータ軸の軸方向中央部に
設けられた軸方向両側面にスラスト受け面を有するフラ
ンジ、および前記ロータ軸の両端に装着された羽根を有
するロータアッシと、スラスト軸受および動圧流体軸受
を介して前記ロータアッシを回転自在に支持するハウジ
ングとを備えた回転機械において、前記ハウジングが前記フランジの両側に別れるように前
記ロータ軸に垂直な面で分割されるとともに前記ロータ
軸に沿う面で分割して構成されたことを特徴とする回転
機械。