JPS60129415A - 回転装置の回転体 - 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】 〔発明の芸術分野〕 この発明は、高速回転可能な回転胴を備えた回転装置の
回転体に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、この種の回転装置は高速回転可能な回転胴を備
えておシ、この回転胴は金属材料、強化シラ、スチツク
または強化プラスチックと金属材料とを組み合せたもの
で構成される。

従来の回転装置の回転体は、第１図に示すように構成さ
れ、図示しない電動機によって駆動される回転軸１に端
板２，３が溶接まｆｃは焼ばめ４．／ルト締め等により
固定される。固定された端板２および３の外周に回転胴
４を密着固定させて回転体が構成される。

しかして、電動機によシ回転軸１を駆動させると、回転
体は次第に回転速度が上昇し、回転胴４と端板２，３に
回転遠心力が作用するようになる。

回転速度が上昇すると、大きな遠心力が作用し、静止時
に密着固定された端板２，３と回転胴４との間に１〜２
ｓ１１程度の隙間が生じる。これは、回転胴４の伸び（
膨張量）が、弾性率や遠心力の関係から、端板２．３の
伸びより大きいためである。

ところで、端板２，３および回転胴４が金属材料で形成
され、周速があまり大きくないときは、回転胴４を例え
ば焼ばめによシ端板２，３に嵌着させ、その間に隙間が
生じさせないようにすることができる。

しかしながら、端板２，３および回転胴４を共に強化プ
ラスチック材料で構成した場合には、高温化が不可能で
あるため、焼ばめ固定はできなくなる。この場合、回転
装置の回転胴４を所定の周速度以上で回転させると、回
転胴４と端板２，３との間に隙間が生じ、形成された隙
間が原因で回ｉ胴４０回転・リンスがくずれ、振動が増
大して正常な運転が困難になったシ、上記隙間から作動
流体が漏洩して風損が増大し、回転性能が低下する等の
悪影譬があった。

〔発明の目的〕

この発明は、上述した点を考慮し、回転数を上昇させて
も回転胴と端板との間に生ずる隙間の発生を押え、回転
性能を正常に保つようにした回転ｉ置の回転体を提供す
ることを目的とする。

、〔発明の概賛〕 上述した目的を達成するために、この発明に係る回転装
置の回転体は炭素繊維強化プラスチックで形成され□、
回転軸に端板を固定させ、上記端板に回転胴を嵌着させ
たものにおいて、上記回転胴と端板との接触面を、回転
胴の軸方向外側に向って拡開するチーＡ状に形成し、上
記回転胴の内周テーパに面に端板の外周テーノ臂面を圧
入して気密に固定させたものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の好ましい実施例について添付図面を参
照して説明する。

第２図はこの発明に係る回転装置の回転体１０を示す断
面図であシ、この回転装置は混合ガスを軽ガス成分と重
ガス成分とに分離させる装置などに適用される。回転装
置の回転体１０は図示しない電動機にて駆動される回転
軸１１を備え、この回転軸１１の軸端部には固定ディス
ク１２が溶接等によシ固着され、この固定ディスク１２
に一方の端板１３・がゼルト締め等により固定される。

端板１３ＩＩｉ炭素繊維強化プラスチック材料で形成さ
れてディスク状を、。

なし、その外周部は、他方の端板１４に向って半径方向
の長さが漸次縮小する方向にテーパＲしている。

他方の端板１４Ｆ１回転軸１１の中程に接着剤等によシ
ー。

固着され、一方の端板１３に対し所定の間隔に保たれる
。他方の端板１４は外周部の半径方向長さが一方の端板
１３に向って縮小するようにテーパしている。

前記両端板１３　、１４には回転胴１５のチーＡ部が圧
入され、これによシ回転胴１５は両端板１３　、１４に
一体的かつ気密に嵌着され、固定される。回転胴１５の
両端部には軸方向外側に向って拡開するように傾斜する
内周チーｉｅ面１６が形成される。

また、回転軸１１は図示しないｉ受鹸よシ高速回転自在
に妄持さ糺、電動機（図示ｉず）の出力軸に直結される
。回転胴１５は端板１３　、１４と同様炭素繊維強化プ
ラスチツク材料で構成ｉれる。

次にＪ−転装置の回転体１０の組立作業についてａＢＡ
する。　□ 回転体１０を組み立てる場合には、一方の端板１３を固
定デイスメ１２に締付は固定す右前に３回転胴１５内に
回転軸１１を挿通させる。この回転軸１１の挿通あ前後
に、回転−１′１の端部に固定ディスク１２を溶接等に
よシ固−させ、固着されたディスク１２に一方の端板１
３門締付ゼルト１７で締付け、固定させる。その後□、
−芳の□端板１３の外周チー・ぞ部に回転胴１５の内周
テーパ部１６を圧入し、この部分を強固Ｋかつ気密に密
着させる。

一方の端板１３に一転胴１５を密着同定させた後、回転
軸１１の他側から他方の端板１４を挿入し、端板１４の
外周テーパ部が回転胴１５の内周テーノぞ部１６に密着
する所定の位置まで持ち来たす。しかる後、水圧等の流
体圧を利用して他方の端板１４を回転胴１５内に押し込
み強固に密着させ、この密着固定状態にて、端板１４を
回転軸１１に接着剤等により固定させる。

その後、回転軸１１の他側に図示しない電動機のロータ
（図示せず）を挿入し、固定させる。

このようにして、各端板１３　、１４の外周チーツク部
を回転胴１５の内周テーパ部１６に圧入し、密着固定さ
せることにより、回転遠心力により生ずる回転胴１５の
伸び量以上の伸びを各端板１３　、１４に与えることが
でき、各端板１３　、１４をくさび作用により所定の圧
縮力を付与させた状態で回転胴１５内に圧入固定させる
ことができる。したがって、回転胴１５が高速回転して
も、回転胴１５は回転軸１１の端板１３゜１４に強固に
かつ間隙が生じないように保持させることができる。

第２図に示したものにおいては、一方の端板１３を固定
ディスク１２に締付ゼルト１７により締着した例につい
て説明したが、回転軸１１が両端板１３Ａ。

１４Ａを貫通する第３図に示す回転体１０Ａにおいては
、両端板１３Ａ、１４Ａは回転軸１１に溶接にて固定す
るようにすればよい。この場合には、回転体１０の組立
手順は、第２図に示した例に限定されず、いくつかの組
立方法が考えられる。

第４図はこの発明に係る回転装置の回転体の変′形例を
示すものである。

この変形例に示された回転体１０Ｂは端板１８の構造が
第３図に示したものと基本的に相違する。端板１８は炭
素繊維強化プラスチツク材料でディスク状に構成される
一方、各端板１８　、１８は軸方向（幅方向）に複数層
、図示例でｔｌｉｄ層をなすように一体成形され、積層
構造に構成される。積層構造をなす端板１８の各層内に
組み込まれる炭素繊維の密度は、同一層内は均一である
が外側の層から内側の層に順次粗になるように配列され
る。端板１８の各層１８ａ　、　１８ｂ　、　１８ｅ　
、　１８ｄ内には同一径の炭素繊維の線をメツシュ状に
組んだものが組み込まれる。具体的には周方向に同心円
状あるいは渦巻状に配設させる炭素繊維に、放射方向に
延びる炭素繊維を組み込んでメツシュ状のメツシュプレ
ートを組み立てる。組み立てられたメツシュプレートは
複数枚が並列配置され、この並列配設状態でメツシュプ
レートのメツシュ間に樹脂材料を流し込むことによシ、
複数層１８ａ　、　１８ｂ　、　１８ｃ　、　１８ｄか
らなるディスク状端板１８が一体成形される。端板１８
の全体形状は、第２図あるいは第３図に示すものと同じ
であるので説明を省略する。

しかして、各端板１８を炭素繊維密度が異なる複数層の
積層構造とし、各層１８ａ　、　１８ｂ　、　１８ｅ　
ｍ１８ｄ間の炭素繊維の配列密度、特に放射状に配列さ
れた炭素繊維の配列間隔を異にし、外側から回転胴１５
内に向って配列密度を漸次小さくする。炭素繊維の密度
が小さくカるほど、端板回転による遠心力作用による変
形量が大きくな夛、端板の回転が上昇する程、端板１８
　、１８の内側の方が、端板外側に較べ大きく変形する
。

このように、回転体１０Ｂの回転上昇に伴い、回転胴１
５と各端板１８　、１８とのテーパ状の密着面は、くさ
びがしまる方向に力が作用するので、衝撃等に対し、よ
シ安定した気密の接合状態を得ることができる。

なお、第４図においては、端板を四層で構成した例につ
いて説明したが、必ずしも四層の積層構造に限定されず
、２層あるいは３層でもよく、さらに、５層以上でもよ
い。

〔発明の効果〕

以上に述べたようにこの発明に係る回転装置の回転体に
おいては、回転胴と端板との接触面を、回転胴の軸方向
外側に向って拡開するチーＩｌｌ状に形成し、上記回転
胴の内周チーＪ面に端板の外周テーパ面を圧入して気密
に固定したから、圧入量を適宜設定することにより、回
転体の回転が上昇しても回転胴と端板とが緩むことなく
気密に保持され、間隙が生ずるのを有効的にかつ未然に
防止することができる。

したがって、回転体が回転および停止を繰り返しても、
回転体のバランスが崩れることもなく、安定した回転性
能を確保でき、さらに、間隙の発生を有効的に防止でき
るから、作動流体の漏洩も未然に防止でき、作動流体の
漏洩による回転バランスの崩れを確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転装置の回転体を示す断面図、第２図
はこの発明に係る回転装置の回転体の一実施例を示す断
面図、第３図はこの発明の第１変形例を示す断面図、第
４図はこの発明の第２変形例を示す部分断面図である。 １０　、　ＩＯＡ　、　ＩＯＢ・・・回転体、１１・・
・回転軸、１２・・・固定ディスク、１３．１３　Ａ　
、　１４　、１８・・・端板、１５・・・回転胴、１６
・・・内周テーパ部。 代理人弁理士　則　近　憲　佑　（ほか１名）第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１６回転軸−一板を同案させ、上記端板に回転胴を嵌
   、！され炭素竺維！化プラスチックによシ形成された回
   転装置の回転体において、上記回転胴と端板との接Ｍｉ
   回を、回転胴の軸方向外側に向って拡開するチー／ｅ状
   に形成し、上記回転胴の内周−一パ面一端板の外周チー
   ツク面を圧、入し、て気密に固定したことを特徴とする
   回転装置の回←体。 ２、端板は、同性遠心〃が作用したとき回転胴の伸び以
   上の伸びが生ずるように、上記回瞥胴にくさび作用金利
   用して手入固定された特許請求の範囲第１項に記載の回
   転、装置の回転体。 ３、端板は複数の層、よシ一体に構成され、各層内に組
   み込まれる炭素繊維の密度を順次変化させた特許請求の
   範囲第１項に記載の回転装置の回転体。 ４、端板は複数の層より一体に構成され、各層内には、
   メツシュ状に組み立てられた炭素繊維が配設され、組み
   立てられた炭素繊維のうち、少なくとも放射方向に配設
   された炭素繊維はその間隔が各層間で順次異なるように
   形成されｆｃ特許請求の範囲第１項に記載の回転装置の
   回転体。