JPS64600B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 「産業上の利用分野」 本発明はターボ圧縮機用容量制御装置、とく
に、吸込ガスに予旋回を与えて容量制御をするた
めにベーンブレードと呼ばれる扇状の翼を放射状
に配置した通常吸込ベーンと呼ばれる装置に関す
るものである。

「従来の技術」 第３図は本発明に最も近い従来例である。

従来この種の装置では、ベーンブレード３を外
部から回転させるため、装置のケーシング１を貫
通する回転駆動軸８を有し、該貫通部には機内の
気密を保つため回転駆動軸８とケーシング１の間
にオイルシールのような軸封装置２４，２５が用
いられていた。該回転駆動軸８は軸端の継手部１
９でベーンブレード３の軸４とキーまたは角穴等
を使用したアーム６のボスの軸継手部材を介して
接続され、ベーンブレードの軸受５とは別に該回
転駆動軸８に加わる荷重を支えるため軸受２６，
２７を有し、回転駆動軸８はスラスト方向とラジ
アル方向を拘束されて回転方向にのみ自由度を有
する構造をなしている。

またこの種の装置ではベーンブレード３を支持
するベーンブレード支持枠２と、装置全体のケー
シング１とは別部材で構成され、別個の製造工程
で加工された後組立てて使用される形態をなし、
前記回転駆動軸８の軸封装置はケーシング１に取
付けられ、ベーンブレード３はベーンブレード支
持枠２に取付けられる構造を有していた。尚、吸
込ベーン式の容量制御装置として各ベーンブレー
ドを連動させて駆動する機構については、特公昭
50−10001号公報に見られるリンク機構式のもの、
あるいは特公昭49−39561号公報に見られるワイ
ヤ駆動式のもの、あるいは特公昭46−7852号公報
に見られるラツクとピニオンを用いたもの等各種
存在する。

「発明が解決しようとする問題点」 さて、軸封装置２４，２５の密封性を保ち、回
転駆動軸８を支える軸受２６，２７に過大な力を
加えないためには、回転駆動軸８の中心とベーン
ブレード軸４の中心を高い精度で一致させる必要
があり、そのためケーシング１にあけられる軸受
２７、軸封装置２４，２５の取付穴とベーンブレ
ード支持枠２にあけられるベーンブレード用軸受
５の入る穴の中心は組立た状態で穴の中心が一致
する様、各部品の加工に際しては細心の注意が必
要である。又、軸受２６の中心を出すため前蓋１
１の軸受２６に入る孔と前蓋１１のケーシング１
の軸封装置２４，２５の入る孔との嵌合部はワン
チヤツクで加工出来ないため精度が出し難いにも
かゝわらず高精度を要する。

このようなケーシング１とベーンブレード支持
枠２の回転駆動軸８が挿通して支持される穴、ベ
ーンブレード軸４が軸承される穴は、夫々回転割
出しテーブル上で割出して穿孔されるのが生産性
並びに工程の連続性から好ましい。然し乍らこの
ような加工では円周割出し精度が極めて厳しいも
のが要求されることになり、それでもケーシング
１とベーンブレード支持枠２を組立てるとケーシ
ング１とベーンブレード支持枠２の上記穴の軸心
はくい違い或は交叉が或程度生ずる。又、ケーシ
ング１とベーンブレード支持枠２を仕組んでから
上記孔を加工すると軸心はよく一致するが、ケー
シング１とベーンブレード支持枠２は円周方向一
定位置で組付ける必要があり、且つ亙換性がなく
なり、機械加工途中に組立工程が入るという難点
がある。これらにより、要求加工精度が高いため
多大のコストを要し、また現合加工後の分割組立
に際してもそのような制約から多大の手間を要す
るといつた欠点があつた。

また加工精度の悪い部品に無理に組み立てた場
合、軸受２６，２７に無理な力が加わつて、動作
が重くなつたり動作しなくなることもあり寿命が
著しく短かくなるといつた欠点もあつた。

本発明は従来の遠心圧縮機の吸込ベーン式容量
制御装置のこの欠点を除去するため、軸封装置の
駆動軸の軸受に球面軸受を採用することによつ
て、回転駆動軸の有する自由度を従来から有する
回転方向のほか、球面軸受を中心として傾動する
方向にも設定し、かつ球面軸受の前後に回転駆動
軸の移動を許す軸封装置を設け更に回転駆動軸の
偏倚を吸収する軸継手を介して、回転駆動軸とベ
ーンブレード軸を連結することによつて、前記ケ
ーシングとベーンブレード支持枠の要求加工精度
を緩和することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

「問題点を解決するための手段」 本発明はケーシング類を貫通して夫々軸受によ
つて支持された回転駆動軸とベーンブレード軸を
連結した遠心式圧縮機の吸込ベーン式容量制御装
置において、該回転駆動軸を球面軸受により支持
するとともに、該球面軸受の取付部から見て、機
内側と機外側の両側に該回転駆動軸の軸心の偏位
を許す軸封装置を設け、該回転駆動軸を回転駆動
軸の偏倚を吸収する軸継手を介してベーンブレー
ド軸に連結したことを特徴とする遠心式圧縮機の
吸込ベーン容量制御装置である。

「作用」 回転駆動軸を球面軸受を介して取付けられてい
る穴とベーンブレード軸を軸受を介して取付けて
いる孔の中心の不一致があつても、回転駆動軸は
球面軸受を中心に傾動するので回転駆動軸とベー
ンブレード軸の連結部は一致し、回転駆動軸がベ
ーンブレード軸に対して傾いても、その偏倚は軸
継手により吸収され回転駆動軸とベーンブレード
軸の夫々の軸受に組立上からくる無理な力が加わ
らず円滑に回転するのでベーンブレードも軽く回
転し、軸受の摩耗が少ない。

「実施例」 以下、本発明の実施例を図面に従つて説明す
る。第１図は遠心式圧縮機の吸込口に設けた吸込
ベーン式容量制御装置の正面図である。該圧縮機
の吸込口部分に設けたケーシング１は円筒形をし
ており、その内側に円環状のベーンブレード支持
枠２が嵌入固定されている。３はベーンブレード
支持枠２の内側に放射状に配されたベーンブレー
ドである。

第２図は第１図のＡ−Ａ拡大断面図である。ベ
ーンブレード３はその一体になつているベーンブ
レード軸４がベーンブレード支持枠２に設けた半
径方向の孔に圧入されたベーンブレード用軸受５
に滑入しており、ベーンブレード軸４にはそのボ
ス部が軸継手部材を兼ねているアーム６が固定さ
れており、ベーンブレード軸４はベーンブレード
軸４の肩７がベーンブレード支持枠２及び該支持
枠２と同一面にあるベーンブレード用軸受５の端
面に接し、且つアーム６の軸継手部が該軸受５の
つばに接することにより、ベーンブレード軸４は
軸方向不動に支持されている。アーム６のアーム
端には各ベーンブレード３の連動用のリンク装置
が配されている（説明は省略）。

ベーンブレード軸４と同軸上にある回転駆動軸
８は、回転駆動軸８の段部に嵌入して該段部の円
周溝に嵌入している軸用止輪９により固定された
球面軸受内輪１０がケーシング１の半径方向の孔
に嵌入し、前蓋１１を重ねて、ボルト１２により
前蓋１１と共締めされた球面軸受ブラケツト１３
に嵌入した球面軸受外輪１４に滑入しており、前
蓋１１により該球面軸受外輪１４は脱出を止めら
れている。尚、球面軸受ブラケツト１３はケーシ
ング１と一体でもよい。

球面軸受内外輪１０，１４の軸方向の機外側に
は軸封装置１５としてオイルシールが前蓋１１に
圧入固定されそのリツプが回転駆動軸８に摺擦し
ている。球面軸受内外輪１０，１４の機内側は球
面軸受ブラケツト１３に設けた内周側ｏリング溝
に嵌入するｏリングが回転駆動軸８に接して軸封
装置１６となつている。内外輪１０，１４よりな
る球面軸受はかくして球面軸受ブラケツト１３と
これに重ねた前蓋１１内に収容された上その機内
外夫々が軸封装置１５，１６により密封され、球
面軸受のある内部空間へは球面軸受ブラケツト１
３に設けた油供給通路２０をとおり、潤滑と密封
性の油が封入される。これらの軸封装置１５，１
６は弾性を有することにより回転駆動軸８の偏倚
を許し得るが回転駆動軸８が偏倚可能な軸封装置
であれば他の形式の軸封装置でもよい。

回転駆動軸８の機外側の軸端には駆動アーム１
７が嵌入し、駆動アーム１７の半径方向のめねじ
にねじ込まれたねじ部材１８により固定されてい
る。このように構成、支持される回転駆動軸８の
機内側軸端に形成された角軸となつた継手部１９
はアーム６のボスの軸継手部材の中心の角穴へ回
転駆動軸８の偏倚を吸収出来る程度の隙間をおい
て滑合している。

駆動アーム１７を回動すると回転駆動軸８は球
面軸受内輪１０が球面軸受外輪１４と滑動して支
持されて軸中心に回動し、その継手部１９からア
ーム６を介してベーンブレード軸４をベーンブレ
ード用軸受５中で回動し、ベーンブレード３は回
動する。アーム６はリンク装置を介して他の同様
に構成されたアーム６を回動し、ベーンブレード
３は一斉に回動する。

この際各部品の機械加工上の公差により累積し
て生じた回転駆動軸８とベーンブレード軸４の軸
心のくい違い、軸心の交叉等があると回転駆動軸
８は球面軸受内輪１０が球面軸受外輪１４内で回
動して傾動するので回転駆動軸の継手部１９とア
ーム６の軸継手部とは必ず一致する。ただし、該
部分で回転駆動軸８とベーンブレード軸４の軸心
は交叉することになる。然し継手部１９の長さは
短かく継手部１９とアーム６の軸継手部との嵌合
は滑合程度であるから、回転駆動軸８の偏倚は吸
収され無理なくベーンブレード軸４に駆動力は伝
へられる。

球面軸受中心２１と各軸封装置１５，１６まで
の軸方向の距離よりも、球面軸受中心２１と継手
部１９までの方の距離がはるかに大きいから、加
工精度に基づく継手部１９とベーンブレード軸４
の機外側の偏位量は絶対値が大きくないので軸封
装置１５，１６のｏリング、オイルシールにおい
ての変形量は少ない。

従つて、球面軸受中心２１を中心として回転駆
動軸８が自在に傾動するのに対する軸封装置１
５，１６の抵抗も微々たるものであり、ベーンブ
レード用軸受５にこじれによる過大な荷重を与え
ることなく、回転トルクを円滑にベーンブレード
３に伝達することができる。

実施例は軸継手部１９として軸を軸直角に切つ
た時の断面形状が四角形をなすように面取りした
ものと、アーム６側には四角形をなす穴をあけた
角軸と角穴を組合わせた形式の継手を用いている
がこの代りに一般的によく知られたスプライン継
手を用いてもさしつかえない。とくに、インボリ
ユートスプラインを用いた場合には、継手のかみ
合いで自動調心性があるので、良好な継手結合が
得られ、一層円滑な作動が可能となる。

実施例は回転駆動軸とベーンブレード軸とを連
結部材のアーム６を介して連結しているが、ベー
ンブレード軸と、回転駆動軸を端を亙に挿入する
軸と穴の関係の軸継手にして直接連結してもよ
い。

実施例は各ベーンブレード３を連動するために
例えば特公昭50−10001号に見られるようなリン
ク装置を用いているが、先に従来例でのべたよう
にベーンブレード３の連動装置としてはワイヤ駆
動式、ラツクピニオン式等何れの連動装置が用い
られる場合も本発明が実施できることはいうまで
もない処である。

〔発明の効果〕 本発明によれば、遠心式圧縮機の吸込ベーン式
容量制御装置の回転駆動軸を球面軸受により支持
するとともに、該球面軸受の取付部から見て機内
側と機外側の両側に回転駆動軸の軸心の偏位を許
す軸封装置を設け、回転駆動軸を回転駆動軸の偏
倚を吸収する軸継手を介してベーンブレード軸に
連結したことにより、該容量制御装置のケーシン
グに設けた駆動軸取付用の穴の中心と回転駆動軸
と結合するベーンブレード軸中心との間に交叉偏
心等の狂いがあつても、回転駆動軸とベーンブレ
ード軸を無理なく結合することができ、円滑な作
動を保つことができる。

従つてケーシングにあけられる回転駆動軸の取
付穴中心の加工位置と、ベーンブレード支持枠に
あけられるベーンブレードの軸穴中心の加工位置
は、通常の加工公差の精度があれば十分で、従来
のごとく高い精度が要求された場合に比較して安
価となりまた分解組立に際しても作業が容易にな
り、さらに、軸受部に無理な荷重がかゝらないた
め作動が円滑となり、また軸受及び軸頚の寿命が
長くなるといつた技術的効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の正面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ拡大断面図、第３図は従来例の縦断
面図である。 １……ケーシング、２……ベーンブレード支持
枠、３……ベーンブレード、４……ベーンブレー
ド軸、５……軸受、６……アーム、７……肩、８
……回転駆動軸、９……軸用止輪、１０……球面
軸受内輪、１１……前蓋、１２……ボルト、１３
……球面軸受ブラケツト、１４……球面軸受外
輪、１５，１６……軸封装置、１７……駆動アー
ム、１８……ねじ部材、１９……継手部、２０…
…油供給通路、２１……球面軸受中心、２４，２
５……軸封装置、２６，２７……軸受。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケーシング類を貫通して夫々軸受によつて支
   持された回転駆動軸とベーンブレード軸を連結し
   た遠心式圧縮機の吸込ベーン式容量制御装置にお
   いて、該回転駆動軸を球面軸受により支持すると
   ともに、該球面軸受の取付部から見て、機内側と
   機外側の両側に該回転駆動軸の軸心の偏位を許す
   軸封装置を設け、該回転駆動軸を回転駆動軸の偏
   倚を吸収する軸継手を介してベーンブレード軸に
   連結したことを特徴とする遠心式圧縮機の吸込ベ
   ーン容量制御装置。