JP5500558B2 - スクリュ圧縮機 - Google Patents

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Description

本発明は、スクリュ式の圧縮機に関する。
電動機直結構造のスクリュ圧縮機は、駆動ベルトを介する動力伝達方式のものよりエネルギー変換効率がよい。また、インバータを用いた回転数制御方式を採用するスクリュ圧縮機においては電動機直結構造のスクリュ圧縮機が主流となっている。ここで、コスト低減・メカロス削減の目的から、モータ軸の片側に軸受を設けない片持ち方式の電動機直結型スクリュ圧縮機とされることが多い。
片持ち方式のスクリュ圧縮機の場合、通常、運転回転数のはるか上に危険速度がくるようにロータ軸系の設計がなされる。しかし、圧力脈動成分の加振力が発生するスクリュ圧縮機では、ロータ軸の危険速度(回転数)よりもはるかに低い回転数においてロータ軸系部分の振動が大きくなることがある。また、軸回転数で決まるアンバランスによる振動の高次成分がロータ軸系のがたつきなどで大きく出るような場合には、やはり危険速度(回転数)よりも低い回転数でロータ軸系部分の振動が大きくなることがある。
ここで、スクリュ圧縮機の振動を低減する方法としては、防振ゴムを用いた動吸振器のような振動減衰装置による方法や、振動が大きくなる回転数域をスキップするようにロータ軸の回転数を制御する方法がある。
しかしながら、動吸振器のような振動減衰装置による方法では、ゴムの劣化や取付の緩みなどにより防振ゴム部分などの設置条件が変化するとロータ軸系部分の共振周波数が変化し振動減衰効果が得られなくなるという問題がある。また、インバータを用いた回転数制御方式を採用するスクリュ圧縮機の場合、特定周波数だけに減衰効果を有する動吸振器では全回転数域における振動に対応できない。
一方、振動が大きくなる回転数域をスキップするようにロータ軸の回転数を制御する方法では、振動が大きくなる回転数周辺の回転数域についても安全をみてスキップする必要があり、実機運転条件に支障をきたす場合がある。
スクリュ圧縮機の固有振動数に関係なく振動を低減できる方法(全回転数域における振動を低減できる方法)として、例えば特許文献1に記載された方法がある。特許文献1には、モータケーシングに対して棒状体を水平方向に突設し、比較的大きな遊びを持たせた孔を有する板(質量体)をこの棒状体に挿入したことを特徴とするスクリュ圧縮機が記載されている。本構造によると、モータケーシングの振動により板(質量体)が上下方向に変位し、モータケーシングに突設した棒状体と板(質量体)とが衝突して振動エネルギーが消費されモータケーシングの振動が低減する。
特開2003−343641号公報
ここで、片持ち方式の電動機直結型スクリュ圧縮機の場合、当該スクリュ圧縮機のロータ軸系部分の振動が大きくなるとロータ軸の振れ回り振動が顕著に大きくなり、電動機の回転子と固定子との間の距離が広まったり狭まったりする。このとき、回転子と固定子との間に作用する磁気吸引力が変化することから回転子だけでなく固定子側も磁気吸引力による影響を受け、固定子の設置されているモータケーシングが磁気吸引力で加振されて振動する。このように電動機の回転子側だけでなく固定子側も振動することにより、電動機の回転子とモータケーシングとが連成するような状態で振動し、この振動が成長してついには回転子と固定子とが接触してしまうことがある。その結果、固定子側が損傷して運転継続が困難となる状態が発生することがある。
前記したように、特許文献1に記載された振動低減方法では、モータケーシングに突設した棒状体、およびこれに挿入された上下方向に変位可能な板(質量体)により、「モータケーシング」の振動を低減している。そのため、モータケーシングの振動の作用により回転子側の振動が増大することはない。しかしながら、スクリュ圧縮機のロータ軸自体の振動が大きく、例えば軸受の許容荷重を超える振動となってしまっているような場合には、スクリュ圧縮機のロータ軸自体に何らかの振動対策が必要になる。なお、ロータ軸自体に振動対策を施す場合には、その振動対策が、ロータ軸の回転時の不釣り合い力(アンバランス力)として作用しないように工夫しなければならない。
また、モータケーシングに突設した棒状体、およびこれに挿入された上下方向に変位可能な板(質量体)という構成では、棒状体および板(質量体)を配置する空間をモータケーシングの外部に確保する必要があり、圧縮機のパッケージレイアウトの制約になる場合がある。また、ヒートバランスをとるための制約にもなる。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ロータ軸の回転時の不釣り合い力(アンバランス力)を生じにくくしつつ、ロータ軸自体の振動を直接的に低減できる制振構造を備えた片持ち方式の電動機直結型スクリュ圧縮機を提供することである。
上記目的を達成するために本発明は、スクリュロータと、前記スクリュロータを収容するスクリュケーシングと、前記スクリュロータに対して一体構造にされるとともにスクリュロータ側で片持ち支持されたモータ軸と、前記モータ軸を回転させるモータと、を備え、前記モータは、前記モータ軸の外周に固定された回転子と、前記回転子の外側に配置された固定子と、前記回転子および前記固定子を収容するモータケーシングと、を有し、前記モータ軸のモータ側端面は、前記回転子のモータ側端面よりもスクリュロータ側に位置させられ、前記モータ軸と同軸で前記回転子のモータ側端面にエンド部材が固定されており、前記モータ軸のモータ側端面と前記エンド部材との間の空間に、前記モータ軸と略同軸で前記回転子の内面に沿わせて緩挿配置された円筒部材と、前記円筒部材の内側に前記モータ軸と略同軸で緩挿配置された振動体と、をさらに備え、前記円筒部材の固有振動数が、前記スクリュロータと前記モータ軸とで構成されるロータ軸が共振する振動数に合わせられていることを特徴とするスクリュ圧縮機を提供する。
この構成によると、ロータ軸の曲げ振動に対して、円筒部材や軸方向前後のストロークエンド(例えば、モータ軸のモータ側端面)などと振動体とが衝突したり摩擦しあったりすることにより、振動エネルギーが消散し、ロータ軸の振動は低減する。また、円筒部材の固有振動数が、ロータ軸が共振する振動数に合わせられていることで、ロータ軸に共振が生じると、円筒部材部分で大きな振動が励起され、この振動で振動体の振動が促進され、衝突と摩擦による振動低減性能がより向上する。
また、円筒部材および振動体がモータ軸と略同軸に配置されていることで、ロータ軸の回転時の不釣り合い力(アンバランス力)は生じにくい。
本発明によれば、ロータ軸の回転時の不釣り合い力(アンバランス力)を生じにくくしつつ、ロータ軸自体の振動を直接的に低減することができる。
本発明の第1実施形態に係るスクリュ圧縮機を示す側断面模式図である。 図1のA部拡大図およびそのX−X断面図である。 本発明の第2実施形態に係るスクリュ圧縮機を示す側断面模式図である。 図3のB部拡大図およびそのY−Y断面図である。 図1および図2に示したスクリュ圧縮機の変形例を示す一部拡大側断面模式図である。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るスクリュ圧縮機1を示す側断面模式図である。図2は、図1のA部拡大図(図2(a))およびそのX−X断面図(図2(b))である。
(スクリュ圧縮機の構成)
図1に示すように、スクリュ圧縮機1は、スクリュ本体部2とモータ部30(モータ)とを具備してなる電動機直結構造のスクリュ圧縮機である。
(スクリュ本体部)
スクリュ本体部2は、スクリュロータ41と、スクリュロータ41を収容するスクリュケーシング12とを有する。スクリュロータ41は、スクリュ歯部4と、スクリュ歯部4と同軸で当該スクリュ歯部4に対して一体構造にされたスクリュ軸3とを有する。スクリュ軸3は、軸受14および軸受15で両持ち支持されている。
スクリュ歯部4とスクリュ軸3とは、1本の鋼材から削り出し加工などで製作される。なお、スクリュ歯部4とスクリュ軸3とをそれぞれ別に製作したのち剛結(一体に連結)してもよい。また、スクリュロータ41と後述するモータ軸7とも1本の鋼材から削り出し加工などで製作されて一体構造となっている。相互に一体構造にされたスクリュロータ41とモータ軸7とで回転するロータ軸11を構成する。なお、スクリュロータ41とモータ軸7とをそれぞれ別に製作したのち剛結(一体に連結)してもよい。剛結(一体構造化)の方法としてはフランジ連結などがある。
(モータ部)
モータ部30(モータ)は、ロータ軸11を回転させるための駆動源であって、モータ軸7の外周に固定された回転子5と、回転子5の外側に配置された固定子6と、回転子5および固定子6を収容するモータケーシング13と、を有する。モータ軸7は、スクリュロータ41(スクリュ軸3)と同軸でスクリュロータ41(スクリュ軸3)に対して一体構造にされるとともにスクリュロータ41側で片持ち支持されている。具体的には、スクリュロータ41側の軸受14(および軸受15)でモータ軸7は片持ち支持されている。
モータ軸7のモータ側端面7aは、回転子5のモータ側端面5aよりもスクリュロータ41側に位置している。回転子5のモータ側端面5aには円板状のエンド部材10がボルト(不図示)などで固定されている。エンド部材10の中心には孔10aが開けられている。エンド部材10はモータ軸7と同軸にされる。
(制振機構部)
モータ軸7のモータ側端面7aとエンド部材10との間の空間には、円筒部材43が挿入されている。円筒部材43は、モータ軸7と略同軸で回転子5の内面に沿わせて、回転子5、エンド部材10、およびモータ軸7に対して緩挿配置されている。
円筒部材43の長さは、モータ側端面7aとエンド部材10との間の間隔よりも小さい。円筒部材43の軸方向移動可能量は、例えば、約0.5mm〜数mmとされる。また、円筒部材43の外径は、回転子5の内径よりも小さい。円筒部材43の軸直交方向変位可能量は、回転子5と固定子6との嵌め合い寸法と同程度にされ、例えば、約0.02mm〜約0.5mmとされる。
また、モータ軸7のモータ側端面7aには、モータ軸7と同軸で(モータ軸7の回転中心に)ボルト9が固定されている。回転子5の内側に配置されたボルト9は、本発明に係る棒状被摺動部材の一例である。
図2(a)に示したように、ボルト9は、エンド部材10の中心に形成された孔10aを貫通するような形態でモータ軸7のモータ側端面7aに固定される被摺動軸部16と、被摺動軸部16の端に形成された頭部17(大径部)とからなる。頭部17の外径は被摺動軸部16の軸径よりも大きい。被摺動軸部16の軸径は、モータ軸7の軸径よりも小さい。
ここで、円筒部材43の内側には、ボルト9の被摺動軸部16に緩挿された状態で複数の板状かつ環状の錘8が収容されている。本実施形態では6枚の錘8としているが6枚に限られることはない。1枚でもあってもよい。錘8は、本発明における板形状の環状体(振動体)の一例である。
6枚の錘8の合計の厚みは、モータ側端面7aとエンド部材10との間の間隔よりも小さい。すなわち、錘8は、モータ軸7の軸方向に移動可能となっている。錘8の軸方向移動可能量は、例えば、約0.5mm〜数mmとされる。また、錘8の外径(直径)は、円筒部材43の内径よりも小さい。かつ、前記したように、錘8は、ボルト9の被摺動軸部16に緩挿されているので、モータ軸7の軸直交方向にも移動(変位)可能となっている。錘8の軸直交方向変位可能量は、回転子5と固定子6との嵌め合い寸法と同程度にされ、例えば、約0.02mm〜約0.5mmとされる。
ここで、図2(a)では、錘8がモータ軸7と同軸に図示されている。しかしながら、ボルト9の被摺動軸部16に錘8を緩挿させて静止した状態においては、厳密には、錘8の軸直交方向変位可能量(0.02mm〜0.5mm程度)だけ、モータ軸7の軸心よりも鉛直下方向に錘8の軸心が下がった状態となる。すなわち、本発明で、モータ軸7と「略」同軸に錘8(振動体)が配置される、とは、この軸直交方向変位可能量だけモータ軸7の軸心よりも鉛直下方向に錘8(振動体)の軸心が下がった状態になることを表現している。
円筒部材43に関しても同様であり、本発明で、モータ軸7と「略」同軸に円筒部材43が配置される、とは、その軸直交方向変位可能量(0.02mm〜0.5mm程度)だけモータ軸7の軸心よりも鉛直下方向に円筒部材43の軸心が下がった状態になることを表現している。
このようにして、錘8は、モータ軸7のモータ側端面7a、エンド部材10などの周囲の部材と軸方向などで衝突する態様でモータ軸7と略同軸に配置されている。本実施形態では複数枚の錘8を用いているので、相互に軸方向で衝突し合うようにもなっている。
なお、被摺動軸部16の断面形状は円形であるが必ずしも円形である必要はなく、例えば、四角形などであってもよい。錘8の中心に形成された孔8aも同様であって、円形ではなく、例えば、四角形などであってもよい。錘8の中心に形成された孔8aの形状は、被摺動軸部16の断面形状と合わされる。また、頭部17の断面形状は六角形であるが必ずしも六角形である必要はなく、例えば、円形などであってもよい。
(円筒部材の固有振動数)
ここで、円筒部材43の固有振動数と、スクリュロータ41とモータ軸7とで構成されるロータ軸11の固有振動数とを一致させる。ロータ軸11の固有振動数は、例えば、ロータ軸11と一体で回転する部品、すなわち、ロータ軸11、回転子5、ボルト9、およびエンド部材10といった部品を考慮して計算により求められる。円筒部材43の固有振動数は、その長さ、厚み、外径、内径、材料などを選択することで調整される。
(作用・効果)
スクリュ圧縮機1によると、主にスクリュロータ41の回転に起因するロータ軸11の曲げ振動に対して、円筒部材43や軸方向前後のストロークエンド(モータ軸7のモータ側端面7a、およびエンド部材10の端面)と錘8(振動体)とが衝突したり摩擦しあったりすることにより、振動エネルギーが消散し(軸方向衝突による振動エネルギーの消散)、ロータ軸11の振動は低減する。すなわち、回転するロータ軸11自体の振動を、軸方向などに移動して衝突する錘8で直接的に低減できる。また、ロータ軸11の曲げ振動が大きくなる部分である、モータ軸7の片持ち支持側の反対側端部(エンド部材10付近)に錘8を配置していることで、軸方向衝突による振動エネルギーの消散効率をより高めることができている。
また、円筒部材43の固有振動数を、ロータ軸11の固有振動数と一致させることで、ロータ軸11の固有振動数付近では、円筒部材43部分で大きな振動が励起され、この振動で錘8(振動体)の振動が促進され、衝突と摩擦による振動低減性能をより向上させることができている。
また、円筒部材43および錘8(振動体)がいずれもモータ軸7と略同軸に配置されることで、ロータ軸11の回転時の不釣り合い力(アンバランス力)は生じにくい。なお、モータ軸7と同軸に配置されたボルト9に対して錘8(振動体)を緩挿させた形態とすることで、ロータ軸11の回転時の不釣り合い力(アンバランス)をより生じにくくすることができている。さらには、錘8は、板形状の環状体であって、その重心が錘8の軸中心であるので、不釣り合い力(アンバランス力)がより生じにくくなっている。
さらに、軸方向に隣接させて複数の錘8を配置しているので、錘8同士が軸方向衝突したり摩擦しあったりすることによっても振動エネルギーを消散させることができている。
また、モータ軸7のモータ側端面7aとエンド部材10との間の空間に円筒部材43および錘8を収容することで、スクリュ圧縮機全体の軸方向長さを従来機とほぼ同じにすることができている。
なお、ロータ軸11が共振する振動数(ロータ軸11に対して減衰を付加したい振動数)に、円筒部材43の固有振動数を合わせればよい。すなわち、ロータ軸11の固有振動数に、円筒部材43の固有振動数を一致させるのは好ましいが、これは一例であって、必ずしも、ロータ軸11の固有振動数に、円筒部材43の固有振動数を一致させる必要はない。ロータ軸11が共振する振動数(ロータ軸11に対して減衰を付加したい振動数)に、円筒部材43の固有振動数を合わせれば、ロータ軸11に共振が生じると(減衰を付加したい振動数の振動がロータ軸11に発生すると)、円筒部材43部分で大きな振動が励起され、この振動で錘8の振動が促進され、衝突と摩擦による振動低減性能が向上する。
ロータ軸11が共振する振動数とは、特定の振動モードでロータ軸11の曲げ振動が大きくなる振動数のことであり、ロータ軸11の固有振動数を含む。また、ロータ軸11に対して減衰を付加したい振動数は、スクリュ圧縮機1の運転に支障がでるようなロータ軸11の曲げ振動が大きくなる振動数のことであり、ロータ軸11の固有振動数を含む。
また、前記したスクリュ圧縮機1では、モータ軸7のモータ側端面7aにボルト9の一端をねじ込みなどで固定するとともに、ボルト9の他端部(頭部17)をエンド部材10に強く当接させることで、ボルト9が両持ち支持されるが、モータ側端面7aにボルト9の端を固定するのみ、またはエンド部材10にボルト9の端(頭部17)を固定するのみ、というように、ボルト9が片持ち支持されてもよい。
(第2実施形態)
図3は、本発明の第2実施形態に係るスクリュ圧縮機102を示す側断面模式図である。図4は、図3のB部拡大図(図4(a))およびそのY−Y断面図(図4(b))である。図3および図4において、第1実施形態のスクリュ圧縮機1と同様の部材については同一の符号を付している。
第1実施形態のスクリュ圧縮機1と、本実施形態のスクリュ圧縮機102との主な相違点は、本実施形態のスクリュ圧縮機102において、振動体として、複数の球状体44を用いている点である。
(球状体)
円筒部材43とボルト9との間の空間に複数の球状体44が緩挿配置されている。球状体44は、ボルト9の片側においてロータ軸11の径方向に1個、配置されている。このようにして、複数の球状体44が、ボルト9の片側においてロータ軸11の軸方向に沿って層状に1層、配置されている。なお、ボルト9まわりには、複数の球状体44が層状に4層、配置されている。ただし、必ずしも4層である必要はない。
第1実施形態の錘8と同様に、球状体44の軸方向移動可能量は、例えば、約0.5mm〜数mmとされ、軸直交方向変位可能量は、例えば、約0.02mm〜約0.5mmとされる。このような形態で、複数の球状体44は、相互間に小さなガタが設けられて、全体として、モータ軸7と略同軸に配置されている。
また、第1実施形態と同様、円筒部材43の固有振動数は、例えば、ロータ軸11の固有振動数と一致させられる。
(作用・効果)
第1実施形態のスクリュ圧縮機1と同様、スクリュ圧縮機102によると、主にスクリュロータ41の回転に起因するロータ軸11の曲げ振動に対して、球状体44(振動体)同士が衝突したり摩擦しあったり、円筒部材43や軸方向前後のストロークエンド(モータ軸7のモータ側端面7a、およびエンド部材10の端面)などと球状体44(振動体)とが衝突したり摩擦しあったりすることにより、振動エネルギーが消散し、ロータ軸11の振動は低減する。すなわち、回転するロータ軸11自体の振動を、球状体44で直接的に低減できる。
また、円筒部材43の固有振動数を、ロータ軸11の固有振動数と一致させれば、ロータ軸11の固有振動数付近では、円筒部材43部分で大きな振動が励起され、この振動で球状体44(振動体)の振動が促進され、衝突と摩擦による振動低減性能をより向上させることができる。
また、円筒部材43および球状体44(球状体44は全体として)がいずれもモータ軸7と略同軸に配置されることで、ロータ軸11の回転時の不釣り合い力(アンバランス力)は生じにくい。
なお、本実施形態では、複数の球状体44を、ボルト9の片側においてロータ軸11の軸方向に沿って層状に1層、配置している。円筒部材43とボルト9との間の空間に、ボルト9の片側においてロータ軸11の径方向に2個(2重)以上の球状体44を隣接配置してもよいが、本実施形態のように、複数の球状体44をロータ軸11の軸方向に沿って層状に1層、配置することが好ましい。これにより、ロータ軸11の回転時の不釣り合い力(アンバランス力)がより生じにくくなる。
球状体44(振動体)として量産品である市販のボール(鋼球など)を用いれば、コストを抑えることができる。
(変形例)
本実施形態では、回転子5とボルト9との間に、円筒部材43を1つ、球状体44を1層(ボルト9の片側当たり)、配置しているが、ボルト9の径方向に、層状配置の球状体44と円筒部材43とを交互に積層させて、層状配置の球状体44と円筒部材43とからなる積層構造としてもよい。
図5は、図1および図2に示したスクリュ圧縮機1の変形例を示す一部拡大側断面模式図であり、いずれの図もスクリュ圧縮機1の一部を示す図2(a)に相当する図である。
図5(a)に示した変形例では、エンド部材10とモータ側端面7aとの間の空間に円筒部材43および錘8を配置するだけでなく粘性体24を封入している。粘性体24の封入により、錘8の摺動面に粘性減衰を発生させることもでき、その結果、この粘性減衰によってもロータ軸11の振動を低減できる。ここで、錘8の摺動面とは、錘8と被摺動軸部16とが接する面、錘8と円筒部材43とが接する面などのことをいう。なお、粘性体24としては、粘度の高いグリス、シリコンオイルなどが挙げられる。10000cSt〜100000cSt程度の粘度の粘性体24が好ましい。なお、第2実施形態のスクリュ圧縮機102においても同様、エンド部材10とモータ側端面7aとの間の空間に円筒部材43および球状体44を配置するだけでなく粘性体24を封入してもよい。
また、図5(b)に示したように、孔のない円板状の錘27を、エンド部材10(孔なし)とモータ側端面7aとの間の空間に、円筒部材43の内面に沿わせて複数緩挿配置してもよい。すなわち、図2(a)に示したボルト9を省略してもよい。本形態によっても、円筒部材43や軸方向前後のストロークエンド(モータ軸7のモータ側端面7a、およびエンド部材10の端面)と錘27(振動体)とが衝突したり摩擦しあったりすることにより、振動エネルギーが消散し、ロータ軸11の振動は低減する。また、モータ軸7と略同軸に円板状の錘27を配置することで、ロータ軸11の回転時の不釣り合い力(アンバランス力)を生じにくくすることができる。また、円筒部材43の固有振動数が、ロータ軸11に対して減衰を付加したい振動数(例えばロータ軸11の固有振動数)に合わせられることで、減衰を付加したい振動数の振動が発生すると、円筒部材43部分で大きな振動が励起され、この振動で錘27の振動が促進され、衝突と摩擦による振動低減性能がより向上する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。
1:スクリュ圧縮機
2:スクリュ本体部
3:スクリュ軸
5:回転子
6:固定子
7:モータ軸
8:錘(振動体)
9:ボルト(棒状被摺動部材)
10:エンド部材
11:ロータ軸
12:スクリュケーシング
13:モータケーシング
30:モータ部(モータ)
41:スクリュロータ
43:円筒部材

Claims (4)

  1. スクリュロータと、
    前記スクリュロータを収容するスクリュケーシングと、
    前記スクリュロータに対して一体構造にされるとともにスクリュロータ側で片持ち支持されたモータ軸と、
    前記モータ軸を回転させるモータと、
    を備え、
    前記モータは、
    前記モータ軸の外周に固定された回転子と、
    前記回転子の外側に配置された固定子と、
    前記回転子および前記固定子を収容するモータケーシングと、
    を有し、
    前記モータ軸のモータ側端面は、前記回転子のモータ側端面よりもスクリュロータ側に位置させられ、
    前記モータ軸と同軸で前記回転子のモータ側端面にエンド部材が固定されており、
    前記モータ軸のモータ側端面と前記エンド部材との間の空間に、前記モータ軸と略同軸で前記回転子の内面に沿わせて緩挿配置された円筒部材と、
    前記円筒部材の内側に前記モータ軸と略同軸で緩挿配置された振動体と、
    をさらに備え、
    前記円筒部材の固有振動数が、前記スクリュロータと前記モータ軸とで構成されるロータ軸が共振する振動数に合わせられていることを特徴とする、スクリュ圧縮機。
  2. 請求項1に記載のスクリュ圧縮機において、
    前記円筒部材の固有振動数と、前記ロータ軸の固有振動数とが一致させられていることを特徴とする、スクリュ圧縮機。
  3. 請求項1または2に記載のスクリュ圧縮機において、
    前記回転子の内側に配置されるとともに前記モータ軸と同軸に設けられた当該モータ軸の軸径よりも小さい軸径の棒状被摺動部材をさらに備え、
    前記振動体は、前記棒状被摺動部材に緩挿された板形状の環状体であることを特徴とする、スクリュ圧縮機。
  4. 請求項1または2に記載のスクリュ圧縮機において、
    前記回転子の内側に配置されるとともに前記モータ軸と同軸に設けられた当該モータ軸の軸径よりも小さい軸径の棒状被摺動部材をさらに備え、
    前記振動体は、前記円筒部材と前記棒状被摺動部材との間に緩挿された複数の球状体であることを特徴とする、スクリュ圧縮機。

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104235031A (zh) * 2013-06-19 2014-12-24 重庆美的通用制冷设备有限公司 悬臂多级压缩机
JP6324233B2 (ja) * 2014-06-25 2018-05-16 Big Daishowa株式会社 回転体の防振構造
CN104454524A (zh) * 2014-11-18 2015-03-25 杭州久益机械有限公司 一种阴阳螺杆转子同步变频一体压缩机机头

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU526712A2 (ru) * 1975-03-04 1976-08-30 Предприятие П/Я В-8673 Винтова машина
JPS55148995A (en) * 1979-05-11 1980-11-19 Hitachi Ltd Screw compressor
JPS60116920A (ja) * 1983-11-30 1985-06-24 Hitachi Ltd 回転流体機械におけるスラスト軸受の保持装置
JPS6134366A (ja) * 1984-07-26 1986-02-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧縮機の振動低滅装置
JPH0533787A (ja) * 1991-07-31 1993-02-09 Kobe Steel Ltd スクリユ圧縮機
JP2993807B2 (ja) * 1992-10-23 1999-12-27 トリニティ工業株式会社 給気付塗装ブースの排気処理装置
JP2002191154A (ja) 2000-12-19 2002-07-05 Nippon Otis Elevator Co モータ
JP4190803B2 (ja) * 2002-05-23 2008-12-03 株式会社神戸製鋼所 制振装置
CN2625602Y (zh) * 2003-04-30 2004-07-14 良峰塑胶机械股份有限公司 多级式真空泵
CN101334027A (zh) * 2007-06-29 2008-12-31 上海汉钟精机股份有限公司 变频螺杆式制冷压缩机三支承结构
JP5045456B2 (ja) * 2007-08-01 2012-10-10 日本精工株式会社 スピンドル装置
JP5265987B2 (ja) 2008-08-11 2013-08-14 オークマ株式会社 工作機械の制振装置
JP5197487B2 (ja) 2009-05-22 2013-05-15 株式会社神戸製鋼所 スクリュ圧縮機
CN102168675B (zh) * 2010-02-26 2014-06-18 株式会社神户制钢所 螺旋压缩机

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