JPH0425622A - 回転体と軸の締結構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、軸の回転力を回転体に伝達させる回転体と軸
の締結構造に係り、特に遠心圧縮機の羽根車と軸との同
軸精度を維持するのに好適な締結構造に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

回転体と軸の締結構造の従来技術としては種々のものが
提案され１例えば特開昭５２−５９２５１号公報（以下
、第一の従来技術と云う）、同５４−２８９５９号公報
（以下、第二の従来技術と云う）、同５４−１６２０４
８号公報（以下、第三の従来技術と云う）等に示される
技術のものがある。

第一の従来技術のものは、回転体としての円筒部と軸と
が焼ばめによって締結され、また円筒部の取外し時には
円筒部の内孔に設けられた溝に高圧油を供給し、その高
圧油の油圧力を利用することによって円筒部を軸から引
き抜くようにしている。

第二の従来技術のものは１回転体としてのハブと軸とを
組付ける場合、ハブの内孔に設けられた溝に高圧を供給
して該パブを半径方向に膨張させると共に、そのパブを
高圧油の油圧力によって軸方向に押圧することにより、
油圧ばめでハブと軸とを締結するようにしている。

第三の従来技術のものは、軸の途中位置にポリゴン形状
の突起が形成される一方、回転体の内孔にその突起と遊
嵌するすきま孔が形成され、そのすきま孔に前記突起が
係合することによって回転体と軸とを締結するようにし
ている。

さらに、第四の従来技術として、カービックカップリン
グ　デザイン、グリーンソン　ワークス（１９６４）　
（ＣＵＲＶＩＣＣ０ＵＰＬＩＮＧ　ＤＥＳＩＧＮ。

ＧＬＥＡＳＯＮ　ＷＯＲＫＳ　（１９６４））に記載さ
れているように、半径方向に歯溝を形成したカップリン
グを用いることによって回転体と軸とを締結するように
しているものもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記に示す従来技術のものは以下の点につい
て配慮されていない。

即ち、第−及び第二の従来技術は、焼ばめ及び油圧力に
よって回転体を軸に締結しているので、伝達動力が大き
くなったり、また或いは回転時の遠心力によって変形量
が大きくなったりすると、回転体と軸間の締代を大きく
せざるを得す、そのため、着脱時に際し拡張要用油圧力
も大きくしなければならないので、回転体や油を高強度
の材料にするか、或いは油圧力による取外しが容易とな
るように両者の径を大きくしなければならないと云う問
題がある。

また、第三の従来技術は、軸の突起と回転体のすきま孔
とが遊嵌していて、突起とすきま孔との間にすきまがあ
るので、回転中に遠心力によってそのすきまがさらに拡
がる。そのため、軸と回転体との間でフレッティングが
生じ、摩耗によって両者間に偏心が起こり、心振れが発
生して求心精度が極端に低下すると云う問題がある。

さらに第四の従来技術は、軸の半径方向に歯溝が形成さ
れたカップリングを用いているので、特に高速回転中の
遠心力によって回転体と軸間に大きな変形が生じ、第三
の従来技術と同様に求心精度が低下すると云う問題があ
る。

本発明の目的は、上記事情に鑑み、回転体と軸との着脱
を容易に行うことができると共に、回転体と軸との同軸
精度を高精度に維持することができる回転体と軸の締結
構造を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明においては、回転体と
軸とこれら回転体及び軸を固定するナツトとからなって
いる。そして１回転体の一方の側面部及び軸の途中位置
には該軸と回転体とが互いに係合する動力伝達部を形成
し、また回転体の他方の側面側と軸の端部に互いに嵌合
する嵌合部を形成すると共に、軸の端部に心出し用のね
じ軸を延長形成し、さらに軸の端部を回転体に挿通して
動力伝達部により軸と回転体とを互いに係合すると共に
、軸の端部と回転体の他方の側面側とを嵌合し、軸のね
じ軸に螺合したナツトにより軸と回転体とを同心上に固
定している。

〔作用〕

本発明では、上述の如く、軸の端部を回転体に挿通して
動力伝達部により軸と回転体とを互いに係合すると共に
、軸の端部と回転体の他方の側面側とを嵌合し、軸のね
じ軸に嵌合したナツトにより軸と回転体とを同軸上に固
定しているので、回転体を軸から取外すには、ナツトを
軸のねじ軸から緩めて取り、次いで、回転体と軸との係
合を解除するように回転体を軸から引き抜くことによっ
て行う。その場合１回転体と軸の係合によって軸の回転
力を回転体に伝達するようにしているので、回転体及び
軸間では締代を設けることが不要になる。その結果、従
来技術のように焼ばめや油圧力で締結するものに比べる
と、回転時の遠心力が大きくなっても、締代を大きくす
ることがないので、高強度材料で形成したり、径を大き
くしたりすることもない。

また、軸の端部が回転体の他方の側面側と嵌合している
ので、回転中の遠心力によって両者間にフレッティング
等が生じたり、変形量が大きく作用したりして心狂いが
起こるおそれがある。

しかしながら、回転体の他方の側面側と軸の端部に互い
に嵌合する嵌合部を形成しているので、回転体の回転時
には遠心力が作用しても、その遠心応力が回転体の内側
面側に比べて小さく、変形量を少なくすることができる
。従って、回転中の遠心力が大きくなっても、回転体と
軸の端部との嵌合部分では変形が少なくて済むので１両
者の嵌合及びその解除を拡張用油圧治具等を用いなくと
も容易に行うことができる結果１回転体と軸との着脱を
容易に行うことができる。これに加え、軸の端部に螺合
したナツトの締付けによって回転体と軸とが同軸上に固
定されているので、回転体と軸との同軸精度を高精度の
ままに維持することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図乃至第５図にしより説明
する。第１図は本発明による回転体と軸の締結構造の第
一の実施例を適用した多段式遠心圧縮機を示す断面図、
第２図は羽根車と軸との締結構造を示す要部の拡大説明
図、第３図は第２図のｍ−ｍ線断面図である。

この実施例の多段式遠心圧縮機は、第１図に示すように
、原動機１の出力軸にギアシャフト２が連結されている
。ギアシャフト２の途中位置には回転数増速用のギア３
が装着され、該ギア３が軸のピニオン４′と噛合し、原
動機１の出力がギアシャフト２．ギア３．ピニオン４′
を介しピニオンシャフト４に伝達されることにより、該
ピニオンシャフト４を回転させるようにしている。ピニ
オンシャフト４はギアシャフト２と同様に二個の軸受５
によってギアケーシング６内に回転自在に支承されてい
る。また、ピニオンシャフト４の両端部には回転体とし
てのインペラ７．７がインペラナツト８．８によって夫
々組付けられている。

該各インペラ７は原動機１の駆動によって回転すると、
該インペラ７とギアケーシング６とによって画成される
空間部から空気を吸込むと共に、その吸い込んだ空気を
加圧するようにしている。

しかして、各々のインペラ７は動力伝達部Ａによってピ
ニオンシャフト４の動力が伝達されるようにしている。

動力伝達部Ａは第２図及び第３図に示すように、インペ
ラ７の両側のうち、内側の側面部にはギア部７１が形成
され、ピニオンシャフト４のインペラ７と対応する位置
にはそのギア部７１と噛合するギア部４１が形成されて
いる。

前記ギア部７１はインペラ７の内側に延びる突出部７ａ
の側面部において、半径方向に適宜の長さの歯幅を持ち
かつ周方向に沿って適宜の間隔を持って形成され、前記
ギア部４はピニオンシャフト４のインペラ７と対応する
側部４ａに、前記ギア部７１と噛合するように対応して
形成されている。

そして、これらギア部７１と４１との噛合によってピニ
オンシャフト４の回転力をインペラ７に伝達するように
している。

なお、ピニオンシャフト４の側部４ａ側は大きい径をな
し、該その側部４ａにはこれより小さい径の端部４２が
軸方向に沿って形成されている。

また、インペラ７の中心部にはその軸に沿ってシャフト
挿通孔７２が設けられ、該シャフト挿通孔７２にピニオ
ンシャフト４の端部４２が挿通すると共に、そのピニオ
ンシャフト４の端部４２とインペラ７の外側面側（空気
吸込み側）が嵌合している。詳しく述べると、シャフト
挿通孔７２はインペラ７の内側面部７ａ側からほぼ中間
部側まで大きい径で穿設されると共に、そこから反対側
である外側面まで小さい径で穿設された嵌合孔７３が形
成される一方、ピニオンシャフト４の端部４２はシャフ
ト挿通孔７２の前記嵌合孔７３とほぼ同径の大きさをな
し、ピニオンシャフト４の端部４２がシャフト挿通孔７
２を挿通したとき、その端部４２と嵌合孔７３とが嵌合
するようにしている。

また、ピニオンシャフト４の端部４２には前記インペラ
ナツト８と螺合できるようにするため、その端部４２の
径より小さい径を持つ心出し用のねじ軸４３が形成され
ている。該心出し用のねじ軸４３はピニオンシャフト４
の端部４２に軸方向に沿って延長して形成され、その周
囲にインペラナツト８と螺合するねじを有している。

そして、ピニオンシャフト４の心出し用のねじ軸４３側
をインペラ７にそのギア部７１側がら挿通して該インペ
ラ７のギア部７１とピニオンシャフト４のギア部４１と
を噛合させ、またピニオンシャフト４のねじ軸４３にイ
ンペラナツト８をインペラフの外側面側から螺合し、該
インペラナツト８がピニオンシャフト４にインペラ７を
締付けることにより、インペラ７とピニオンシャフト４
とを同軸上に固定するようにしている。従って、インペ
ラ７とピニオンシャフト４とはピニオンシャフト４の端
部４２（インペラ７の吸込み側）で同軸上に締結されて
いる。

なお第１図において、符号９はラビリンスで、ギアケー
シング６の内部と外部との間でガスや油等がもれるのを
防ぐようにしている。

実施例の回転体と軸の締結構造は、上記の如き構成より
なるので、インペラ７をピニオンシャフト４に締結する
には、インペラ７の挿通孔７２にギア部７１側からピニ
オンシャフト４の心出し用のねじ軸４３側を挿通すると
共に、挿通孔７２の嵌合孔７３とピニオンシャフト４と
が嵌合することにより、インペラ７のギア部７１とピニ
オンシャフト４のギア部４１とを噛合させる。次いで、
ピニオンシャフト４のねじ軸４３にインペラナツト８を
インペラ７の外側面側から螺合し、該インペラナツト８
がピニオンシャフト４にインペラ７を締付けることによ
り、インペラ７とピニオンシャフト４とを同軸上に固定
する。

また、インペラ７をピニオンシャフト４から取外すには
、インペラナツト８を緩めてピニオンシャフト４のねじ
軸４３から取り、次いで、インペラ７のギア部７１とピ
ニオンシャフト４のギア部４１との噛合を解除するよう
にインペラ７をピニオンシャフト４から引き抜くことに
よって行う。

その場合、インペラ７のギア部７１とピニオンシャフト
４のギア部４１の噛合によってピニオンシャフト４の回
転力をインペラ７に伝達するようにしているので、イン
ペラ７及びピニオンシャフト４間では締代を設けること
が不要になると共に、インペラ７をピニオンシャフト４
に対し容易に着脱することができる。その結果、従来技
術のように焼ばめや油圧力で締結するものに比べると、
回転時の遠心力が大きくなっても、締代を大きくするこ
とがないので、高強度材料で形成したり、径を大きくし
たりすることもない。

また、ピニオンシャフト４の端部４２がインペラ７の嵌
合孔７３と嵌合しているので、回転中の遠心力によって
両者間にフレッティング等が生じたり、変形量が大きく
作用したりして心狂いが起こるおそれがある。

しかしながら、嵌合孔７３がインペラ７の外側両側に形
成されているので、インペラ７の回転時には遠心力が作
用しても、その遠心応力がインペラ７の内側面側に比べ
て小さく、変形量を少なくすることができる。従って、
回転中の遠心力が大きくなっても、インペラ７の嵌合孔
７３とピニオンシャフト端部４２との嵌合部分では変形
が少ないので、両者７３，４２の嵌合及びその解除を拡
張用油圧治具等を用いなくとも容易に行うことができる
。これに加え、ピニオンシャフト４の端部４２に螺合し
たインペラナツト８の締付けによってインペラ７とピニ
オンシャフト４とが同軸上に固定されているので、イン
ペラ７とピニオンナツト４との同軸精度を高精度のまま
に維持することができる。

第４図及び第５図は本発明による他の実施例を示してい
る。

この実施例において前記第一の実施例と異なるのは、動
力伝達部Ａがポリゴン形状に形成された点にある。

即ち、この場合の動力伝達部Ａは第４図及び第５図に示
すように、インペラ７の側面部には三角形状の動力伝達
孔部７４が形成され、ピニオンシャフト４のインペラ７
と対応する位置にはその動力伝達孔部７４と係合する鍔
部４４が形成されている。前記動力伝達孔部７４はイン
ペラ７の内側面部において、その中心軸を中心としかつ
軸方向に沿って適宜の長さ（幅）を持って三角形状に穿
設され、前記鍔部４４はピニオンシャフト４のインペラ
７と対応する側部４ａに、前記動力伝達孔部７４と遊嵌
するように三角形状に形成され、これら動力伝達部７４
と鍔部４４との噛合によってピニオンシャフト４の回転
力をインペラ７に伝達するようにしている。第４図及び
第５図において、第２図、第３図と同一符号のものは夫
々同じものを表しているので、それ以上の説明を省略す
る。

この実施例によれば、動力伝達部Ａがインペラ７に形成
された動力伝達孔部７４とピニオンシャフト４に形成さ
れた鍔部４４とで構成したので、従来技術のようにイン
ペラ７及びピニオンシャフト４間に締代を設けることが
不要になると共に、インペラ７をピニオンシャフト４に
対し容易に着脱することができ、第一の実施例と同様の
効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、軸の端部を回転体
に挿通して動力伝達部により軸と回転体とを互いに係合
すると共に、軸の端部と回転体の他方の側面側とを嵌合
し、軸のねじ軸に螺合したナツトにより軸と回転体とを
同軸上に固定して構成したので、回転体及び軸間では締
代を設けることが不要になり、従来技術のように高強度
材料で形成したり、径を大きくしたりすることもなく。

また回転体の回転時には遠心力が作用しても、回転体と
軸の端部との嵌合部分では変形が少なく済むので、両者
の嵌合及びその解除を拡張用油圧治具等を用いなくとも
容易に行うことができる結果、回転体と軸との着脱を容
易に行うことができるのに加え、回転体と軸との同軸精
度を高精度のままに維持することができると云う効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回転体と軸の締結構造の第一の実
施例を適用した多段式遠心圧縮機を示す断面図、第２図
は羽根車と軸との締結構造を示す要部の拡大説明図、第
３図は第２図の■−■線断面図、第４図は本発明による
回転体と軸の締結構造の他の例を示す要部の拡大説明図
、第５図は第４図のＶ−Ｖ線断面図である。 ４・・・ピニオンシャフト、４１・・・ピニオンシャフ
トのギア部、４２・・・ピニオンシャフトの端部、４３
・・・心出し用のねじ軸、４４・・・鍔部、７・・・イ
ンペラ、７１・・・インペラのギア部、７２・・・挿通
孔、７３・・・嵌合孔、７４・・・動力伝達孔部、８・
・・インペラナツツ−ｍ−インベラ ＆−４７ベラ九ト ガ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、回転体と軸とこれら回転体及び軸を固定するナット
   とからなり、回転体の一方の側面部及び軸の途中位置に
   該軸と回転体とが互いに係合する動力伝達部を形成し、
   回転体の他方の側面側と軸の端部に互いに嵌合する嵌合
   部を形成すると共に、軸の端部に心出し用のねじ軸を延
   長形成し、軸の端部を回転体に挿通して動力伝達部によ
   り軸と回転体とを互いに係合すると共に、軸の端部と回
   転体の他方の側面側とを嵌合し、軸のねじ軸に螺合した
   ナットにより軸と回転体とを同軸上に固定したことを特
   徴とする回転体と軸の締結構造。