JPWO2015146765A1 - インペラ締結構造及びターボ圧縮機 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2014年3月26日に日本国に出願された特願2014−064179号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
(1)回転軸に形成されたメネジにテンションボルトの第二オネジをねじ込む際に、テンションボルトが回転軸に対して傾いて取り付けられるため、ロータのアンバランスが過大となる可能性がある。これは、オネジとメネジよりなるネジ部に同軸度を出すことが難しいためである。
(2)メネジの終端部(最奥部)にてテンションボルトをトルク締めしているため、回転軸に対するテンションボルトの止まり位置(軸方向の位置)が安定せず、よってロータ組立の再現性を確保できない可能性がある。
本発明の第7の態様は、上記第1〜第6のいずれかの態様のインペラ締結構造によって回転軸とインペラとが締結されたロータを備えるターボ圧縮機である。
本発明の第8の態様は、第1の軸心に沿った取付孔が一端に形成された回転軸と、第2の軸心に沿って貫通孔が形成されたインペラと、上記貫通孔に挿通され、一端が上記取付孔に螺合するスタットボルトと、上記スタットボルトの他端に螺合するナットとを備えるインペラ締結構造であって、上記スタットボルトは、上記一端側の先端に上記スタッドボルトの軸心である第3の軸心に直交する直交面を備え、上記回転軸は、上記取付孔の最奥部に上記第1の軸心に直交し上記直交面に当接する受け部を備えるインペラ締結構造である。
本発明の第9の態様は、上記第8の態様において、上記スタットボルトの上記一端は、上記スタットボルトの上記他端よりも軸径が大きい。
本発明の第10の態様は、上記8又は9の態様において、上記第2の軸心と上記第1の軸心とを揃える第1の芯出し部をさらに備える。
本発明の第11の態様は、上記第8〜第10のいずれかの態様において、上記第2の軸心と上記第3の軸心とを揃える第2の芯出し部をさらに備える。
本発明の第12の態様は、上記第8〜11のいずれかの態様において、上記第1の軸心と上記第3の軸心とを揃える第3の芯出し部をさらに備える。
本発明の第13の態様は、上記第12の態様において、上記第1の軸心と上記第3の軸心とを揃える補助的な第3の芯出し部をさらに備える。
本発明の第14の態様は、上記第8〜13のいずれかの態様に記載のインペラ締結構造によって回転軸とインペラとが締結されたロータを備えるターボ圧縮機である。
すなわち、本発明によれば、スタットボルト(テンションボルト)が回転軸に対して傾いて取り付けられることを防止することができるので、ロータのアンバランスが過大となる可能性がない。
また、本発明によれば、回転軸に対するスタットボルト(テンションボルト)の止まり位置が安定するので、ロータ組立の再現性を確保できる。
すなわち、本変形例に係るインペラ締結構造は、上述した突設部b3’に代えて、突設部b3”を備えるテンションボルトB” (スタットボルト)を採用する。突設部b3”は、外周部がボルト軸心L3”の方向において第1雄ネジ部b1側に突出する突出部b8を備え、かつ、突出部b8の先端にボルト軸心L3”に対して直交する直交面b9を備える。
なお、テンションボルトB”には、ボルト軸心L3”の方向において突設部b3”に隣接するように第2のボルト嵌め合い面b10が設けられている。この第2のボルト嵌め合い面b10は、ボルト軸心L3”と同心かつボルト軸心L3”の方向に所定幅を有する円筒状の嵌め合い面である。
第2実施形態と同様の第2の軸嵌め合い面M2は、上述した第2のボルト嵌め合い面b10と嵌合することにより、回転軸軸心L1”とボルト軸心L3”とを同心化する。このような第2の軸嵌め合い面M2と第2のボルト嵌め合い面b10とは、第3の芯出し部F3(インロー)を構成し、この第3の芯出し部F3は、テンションボルトB”の倒れを防止する。
また、第2実施形態と同様に、第1雄ネジ部b1の軸径が第2雄ネジ部b2の軸径よりも大きいので、第1雄ネジ部b1を雌ネジ部h2に締め付ける際の締め付けトルクがナットNを第2雄ネジ部b2に締め付ける際の締め付けトルクよりも大きく設定することができる。したがって、ナットNを第2雄ネジ部b2に締め付ける際にテンションボルトB”がナットNと共に連れ回ることを防止することができる。なお、テンションボルトB”の締め付けトルクは、この締め付けトルクによって発生する軸力がナットNの締め付けトルクによって発生する軸力より大きくなるように設定され、テンションボルトB”と第1従動軸4d”との当接面、即ち、直交面b9と一端面Eとが離れないようにすることが好ましい。
この取付孔H’’’においては、図6Aに示すように、取付孔H’’’の一端面Eよりも取付孔H’’’の奥側に所定距離進んだ箇所に、回転軸軸心L1’’’と同心かつ回転軸軸心L1’’’の方向に所定幅を有する円筒状の嵌め合い面(第2の軸嵌め合い面M3)が形成されている。この第2の軸嵌め合い面M3は、上述した第2のボルト嵌め合い面b11と嵌合することにより、回転軸軸心L1’’’とボルト軸心L3’’’とを同心化する。このような第2の軸嵌め合い面M3と第2のボルト嵌め合い面b11とは、第3の芯出し部F3(インロー)を構成し、この第3の芯出し部F3は、テンションボルトB’’’の倒れを防止する。
また、一般的に、第1インペラ5aの第1従動軸4d’’’側の中空円柱部Tの肉厚が小さい場合、第1インペラ5aが高速で回転した際に、遠心力により中空円柱部Tが第1インペラ5aの半径方向に拡径する方向に変形する可能性がある。中空円柱部Tが第1インペラ5aの半径方向に拡径する方向に変形すると、結果として第1ロータR1’’’のアンバランスが増す可能性がある。本第3実施形態によれば、テンションボルトB’’’の直交面b14と第1従動軸4d’’’の一端面E’’’(受け面)とが当接することによって、テンションボルトB’’’のボルト軸心L3’’’の方向における位置を規制しているため、突設部b3’’’はボルト軸心L3’’’の方向における位置の規制に関与しない。その結果、突設部b3’’’を小径に形成することができ、図6Bに示すように、突設部b3’’’の周囲における中空円柱部Tの肉厚を大きくすることができ、結果として、遠心力による中空円柱部Tの変形を抑えることができる。従って、第1インペラ5aの中空円柱部Tの遠心力による変形を抑えたい場合には、本第3実施形態は適しているといえる。
また、このインペラ締結構造によれば、直交面b14が一端面E’’’に当接することで、直交面b14と一端面E’’’との間に静止摩擦力が発生する。したがって、ナットNを第2雄ネジ部b2に締め付ける際にテンションボルトB’’’がナットNと共に連れ回ることを防止することができる。そのため、第1ロータR1’’’の組立の再現性を確保できる。
また、テンションボルトB’’’において、隣接する第1雄ネジ部b1、第3のボルト嵌め合い面b12、円筒部b13の間には、図6Aに示すような若干の隙間S3,S4が形成されていても良い。
ここで、本第3実施形態においては、第1従動軸4d’’’の取付孔H’’’の開口周縁の形状は、図6Bに示すように、テンションボルトB’’’が第1従動軸4d’’’に螺合した際にテンションボルトB’’’の突設部b3’’’に干渉しない限りは特に制限はないが、図6A、図6Bに示すようなテーパ状が好ましい。
また、本発明によれば、回転軸に対するスタットボルト(テンションボルト)の止まり位置が安定するので、ロータ組立の再現性を確保できる。
Claims (13)
- 第1の軸心に沿った取付孔が一端に形成された回転軸と、第2の軸心に沿って貫通孔が形成されたインペラと、前記貫通孔に挿通され、一端が前記取付孔に螺合するスタットボルトと、前記スタットボルトの他端に螺合するナットとを備えるインペラ締結構造であって、
前記スタットボルトは、前記スタットボルトの軸心である第3の軸心方向の途中部位に半径方向に突出する突設部を備え、
前記回転軸は、前記取付孔の開口周縁に前記突設部に当接する受け部を備える
インペラ締結構造。 - 前記突設部は、前記第3の軸心に対して傾斜する傾斜面を備え、
前記受け部は、前記傾斜面に当接する受け面を備える請求項1記載のインペラ締結構造。 - 前記第2の軸心と前記第1の軸心とを揃える第1の芯出し部をさらに備え、
前記突設部は、前記第3の軸心に直交する直交面を備え、前記受け部は、前記直交面に当接する受け面を備える請求項1記載のインペラ締結構造。 - 前記スタットボルトの前記一端は、前記スタットボルトの前記他端よりも軸径が大きい請求項1〜3のいずれか一項に記載のインペラ締結構造。
- 前記第2の軸心と前記第3の軸心とを揃える第2の芯出し部をさらに備える請求項1〜4のいずれか一項に記載のインペラ締結構造。
- 前記第1の軸心と前記第3の軸心とを揃える第3の芯出し部をさらに備える請求項3〜5のいずれか一項に記載のインペラ締結構造。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載のインペラ締結構造によって回転軸とインペラとが締結されたロータを備えるターボ圧縮機。
- 第1の軸心に沿った取付孔が一端に形成された回転軸と、第2の軸心に沿って貫通孔が形成されたインペラと、前記貫通孔に挿通され、一端が前記取付孔に螺合するスタットボルトと、前記スタットボルトの他端に螺合するナットとを備えるインペラ締結構造であって、
前記スタットボルトは、前記一端側の先端に前記スタットボルトの軸心である第3の軸心に直交する直交面を備え、
前記回転軸は、前記取付孔の最奥部に前記第1の軸心に直交し前記直交面に当接する受け部を備えるインペラ締結構造。 - 前記第2の軸心と前記第1の軸心とを揃える第1の芯出し部をさらに備える請求項8記載のインペラ締結構造。
- 前記第2の軸心と前記第3の軸心とを揃える第2の芯出し部をさらに備える請求項8又は9に記載のインペラ締結構造。
- 前記第1の軸心と前記第3の軸心とを揃える第3の芯出し部をさらに備える請求項8〜10のいずれか一項に記載のインペラ締結構造。
- 前記第1の軸心と前記第3の軸心とを揃える補助的な第3の芯出し部をさらに備える請求項11に記載のインペラ締結構造。
- 請求項8〜12のいずれか一項に記載のインペラ締結構造によって回転軸とインペラとが締結されたロータを備えるターボ圧縮機。
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