KR102333261B1 - 회전 구동 장치, 회전 구동 장치의 조립 방법, 축류 송풍기, 축류 송풍기의 조립 방법 및 레이저 발진 장치 - Google Patents

회전 구동 장치, 회전 구동 장치의 조립 방법, 축류 송풍기, 축류 송풍기의 조립 방법 및 레이저 발진 장치 Download PDF

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Abstract

회전 구동 장치는 케이싱(6)과, 스테이터(2)의 외주부에 마련되는 스테이터 보지부(51)와, 원통 부재인 익근 기부(52)와, 원통 부재의 축선방향의 단부로부터 회전축(8)을 향하여 신장되며, 스테이터 보지부(51)의 축선방향의 단부에 대향하는 플랜지(53)와, 플랜지(53)를 거쳐서 스테이터 보지부(51)의 축선방향의 단부에 체결되는 체결 부재를 구비한다. 플랜지(53)에는, 플랜지(53)를 축선방향으로 관통하며, 체결 부재가 삽입되는 관통 구멍이 형성되어 있다. 관통 구멍의 직경은 체결 부재의 머리부의 직경보다 작으며, 또한 체결 부재의 나사부의 직경보다 크다. 케이싱(6)에는 직경방향으로 회전축(8), 로터(1), 스테이터(2), 스테이터 보지부(51), 원통 부재의 순서로 배열되며, 회전축(8), 로터(1), 스테이터(2), 스테이터 보지부(51), 원통 부재가 동심원 상에 마련된다.

Description

회전 구동 장치, 회전 구동 장치의 조립 방법, 축류 송풍기, 축류 송풍기의 조립 방법 및 레이저 발진 장치
본 발명은 모터를 구비한 회전 구동 장치, 회전 구동 장치의 조립 방법, 축류 송풍기, 축류 송풍기의 조립 방법 및 레이저 발진 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 로터의 중심축과 스테이터의 중심축의 축심을 정밀도 양호하게 맞출 수 있는 회전 전기의 조립 방법 및 구조가 개시되어 있다. 특허문헌 1에 개시되는 회전 전기 조립 방법은 로터를 갖는 케이스 커버를 스테이터가 격납되는 케이스에 조립하는 방법이다. 케이스 커버는 커버체와, 플랜지체를 거쳐서 커버체에 일체적으로 조립된 샤프트와, 플랜지체에 마련되는 로터 코어와, 로터 코어에 매립된 영구 자석을 구비한다. 커버체의 내주측에는 칼라부가 마련된다. 칼라부는 케이스 커버가 스테이터를 갖는 케이스와 조립되었을 때에, 로터의 영구 자석과 자성체인 스테이터 코어 사이의 흡인력에 대응하여 커버체에 생기는 자석 반력을 측정하기 위해서 이용된다. 칼라부는 커버체의 중심 위치에 대해서 동심원 상에 마련된다. 특허문헌 1에 개시되는 회전 전기 조립 방법에서는, 칼라부를 이용하여 케이스 커버를 360도 회전시켜, 칼라부의 전체 둘레에 걸쳐서 케이스에 대한 케이스 커버의 편심도를 측정하고, 회전 1주기에 있어서의 편심도가 균등하게 되도록 케이스에 대한 케이스 커버의 위치를 조정하고, 체결한다.
특허문헌 2에 개시되는 레이저 발진 장치는, 레이저 매질 가스가 봉입된 발진기 하우징을 구비한다. 발진기 하우징의 내부에는, 레이저 매질 가스의 방전 여기에 이용하는 한쌍의 방전 전극을 갖는 방전부와, 레이저 매질 가스를 순환시키는 축류 송풍기와, 레이저 매질 가스를 냉각하는 열교환기가 마련된다.
일본 특허 제 5742560 호 공보 국제 공개 제 2015/093076 호
최근, 레이저 발진 장치에는 고출력화와 소형화가 요구되고 있어, 레이저 발진 장치의 레이저 매질 가스의 냉각 능력을 높이는 것이 필요하다. 레이저 매질 가스의 냉각 능력을 높이기 위해서는, 레이저 매질 가스를 순환시키는 축류 송풍기를 고속 회전화하는 것이 효과적이다. 그렇지만 종래 기술에서는, 회전 속도가 높아질수록 축류 송풍기가 구비하는 회전체의 굽힘 고유 진동수가 저하하기 때문에, 고속 회전화가 곤란했다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 고속 회전이 가능한 회전 구동 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 회전 구동 장치는 회전축과, 회전축의 외주부에 마련되는 로터와, 로터의 외주부에 마련되는 스테이터와, 스테이터를 수납하는 케이싱과, 회전축의 양단에 마련되며 회전축을 지지하는 한쌍의 베어링과, 케이싱의 양단에 마련되며 베어링을 보지하는 한쌍의 베어링 보지부와, 스테이터의 외주부에 마련되는 스테이터 보지부와, 스테이터 보지부의 외주부에 마련되는 원통 부재와, 원통 부재의 축선방향의 단부로부터 회전축을 향하여 신장되며, 스테이터 보지부의 축선방향의 단부에 대향하는 플랜지와, 플랜지를 거쳐서 스테이터 보지부의 축선방향의 단부에 체결되는 체결 부재를 구비하고, 플랜지에는, 플랜지를 축선방향으로 관통하며, 체결 부재가 삽입되는 관통 구멍이 형성되며, 관통 구멍의 직경은 체결 부재의 머리부의 직경보다 작고, 또한 체결 부재의 나사부의 직경보다 크며, 케이싱에는, 직경방향으로 회전축, 로터, 스테이터, 스테이터 보지부, 원통 부재의 순서로 배열되며, 회전축, 로터, 스테이터, 스테이터 보지부, 원통 부재가 동심원 상에 마련되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 회전 구동 장치는 고속 회전할 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1은 실시형태 1에 따른 축류 송풍기의 사시도이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 축류 송풍기의 제 1 단면도이다.
도 3은 실시형태 1에 따른 축류 송풍기의 제 2 단면도이다.
도 4는 실시형태 1에 따른 축류 송풍기의 제 3 단면도이다.
도 5는 실시형태 1에 따른 축류 송풍기를 축선방향에서 본 도면이다.
도 6은 실시형태 2에 따른 축류 송풍기의 단면도이다.
도 7은 실시형태 3에 따른 레이저 발진 장치의 사시도이다.
도 8은 실시형태 3에 따른 레이저 발진 장치의 단면도이다.
이하에, 본 발명의 실시형태에 따른 회전 구동 장치, 회전 구동 장치의 조립 방법, 축류 송풍기, 축류 송풍기의 조립 방법 및 레이저 발진 장치를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시형태 1
도 1은 실시형태 1에 따른 축류 송풍기의 사시도이다. 도 2는 실시형태 1에 따른 축류 송풍기의 제 1 단면도이다. 도 3은 실시형태 1에 따른 축류 송풍기의 제 2 단면도이다. 도 4는 실시형태 1에 따른 축류 송풍기의 제 3 단면도이다. 도 5는 실시형태 1에 따른 축류 송풍기를 축선방향에서 본 도면이다. 중심축은 부호(AX)로 나타낸다. 중심축(AX)은 케이싱(6), 회전축(8), 로터(1) 및 스테이터(2)의 각각의 직경방향의 중심이다. 중심축(AX)의 둘레방향은 화살표(D1)로 나타낸다. 중심축(AX)의 연신방향인 축선방향은 화살표(D2)로 나타낸다. 케이싱(6)의 직경방향은 화살표(D3)로 나타낸다. 직경방향(D3)은 축선방향(D2)과 직교하는 방향과 동일하다. 도 2 내지 도 4에는 둘레방향(D1)이 상이한 각도로 축류 송풍기(100)를 본 상태를 도시하며, 도 2 내지 도 5는 편심 조정 공정을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는, 도 1 내지 도 5를 참조하면서 실시형태 1에 따른 축류 송풍기(100)의 구성을 설명한다.
축류 송풍기(100)는 원통형의 케이싱(6)과, 축선방향(D2)으로 신장되는 회전축(8)과, 회전축(8)을 회전 구동하는 모터(3)와, 제 1 정익(5)과, 제 1 동익(11)과, 제 2 동익(12)과, 제 1 스러스트 자기 베어링(17)과, 제 2 스러스트 자기 베어링(18)과, 제 1 래디얼 자기 베어링부(29)와, 제 2 래디얼 자기 베어링부(30)를 구비한다.
케이싱(6)은 알루미늄 합금, 오스테나이트계 스테인리스 합금, 구리 합금, 주철, 강, 또는 철 합금을 원통형상으로 형성한 부재이다. 케이싱(6)에는, 복수의 관통 구멍(6a)과, 복수의 관통 구멍(6b)과, 대좌(base; 6c)와, 복수의 나사 구멍(6d)이 형성된다.
관통 구멍(6a)은 케이싱(6)의 외주면으로부터 내주면을 관통하는 공동(cavity)이다. 복수의 관통 구멍(6a)은 둘레방향(D1)으로 서로 이격되어 배열된다. 복수의 관통 구멍(6a)의 각각에는 나사(60)가 삽입된다. 관통 구멍(6a)에 삽입된 나사(60)의 선단은 케이싱(6)의 내주면보다 직경방향(D3)의 내측으로 돌출되며, 익근(54)에 비틀어넣어진다. 익근(54)은 제 1 정익(5)의 구성 요소이다. 제 1 정익(5)의 상세는 후술한다.
관통 구멍(6b)은 케이싱(6)의 외주면으로부터 내주면을 관통하는 공동이다. 복수의 관통 구멍(6b)은 둘레방향(D1)으로 서로 이격되어 배열된다. 복수의 관통 구멍(6b)의 각각에는, 냉각수 순환용의 입수 배관(inlet pipe; 71)과, 냉각수 순환용의 출수 배관(outlet pipe; 72)과, 스테이터 코일의 전력선(73)이 삽입된다. 입수 배관(71) 및 출수 배관(72)의 각각의 직경방향(D3)의 선단은 도 4에 도시하는 바와 같이, 스테이터 보지부(51)에 도달한다.
대좌(6c)는 케이싱(6)의 외측에 마련된다. 대좌(6c)는 케이싱(6)의 재료와 동일한 재료를 이용하여 다이캐스트로 케이싱(6)과 일체로 형성한 것이어도 좋으며, 케이싱(6)의 재료와 동일한 재료를 이용하여 다이캐스트로 제조한 후에 케이싱(6)에 용접하여 마련한 것이어도 좋다. 대좌(6c)는 후술하는 레이저 발진 장치의 하우징에 축류 송풍기(100)를 고정하기 위한 장착 부재이다. 대좌(6c)의 형상은 레이저 발진 장치의 하우징에 축류 송풍기(100)를 고정할 수 있으면, 판형상으로 한정되지 않는다.
나사 구멍(6d)은 케이싱(6)의 양단에 형성된 구멍이다. 복수의 나사 구멍(6d)은 둘레방향(D1)으로 서로 이격되어 배열된다. 나사 구멍(6d)에는 나사(61)가 삽입된다. 나사(61)는 케이싱(6)에 제 1 베어링 보지부(19)와 제 2 베어링 보지부(20)를 고정하기 위한 체결 부재이다. 제 1 베어링 보지부(19)와 제 2 베어링 보지부(20)의 구조의 상세는 후술한다.
회전축(8)은 알루미늄 합금, 오스테나이트계 스테인리스 합금, 구리 합금, 주철, 강, 또는 철합금을 원기둥 형상으로 형성한 부재이다. 회전축(8)은 중심축(AX)을 따라서 신장되는 출력축이다.
회전축(8)을 회전 구동하는 모터(3)는, 도시하지 않은 드라이버에 의해 특정의 출력 및 회전수로 구동하는 회전 전기이다. 모터(3)는 유도 모터 및 영구 자석 모터 중 어느 것이어도 좋다. 모터(3)는 케이싱(6)의 내측에 마련되는 스테이터(2)와, 스테이터(2)의 내측에 마련되는 동시에 회전축(8)의 외주부에 마련되는 로터(1)를 구비한다.
스테이터(2)는 직경방향(D3)으로 로터(1)의 외주면과 대향하여 마련된다. 스테이터(2)는 중심축(AX)을 중심으로 동심원 상에 마련된다. 스테이터(2)는 통형상의 자성체인 스테이터 코어와, 스테이터 권선을 구비한다. 로터(1)는 스테이터(2)의 내측의 영역 중, 회전축(8)의 축선방향(D2)의 중앙에 마련된다. 로터(1)는 중심축(AX)을 중심으로 동심원 상에 마련된다. 로터(1)는 통형상의 자성체이다. 회전축(8)이 제 1 래디얼 자기 베어링(13) 및 제 2 래디얼 자기 베어링(16)에 지지되는 것에 의해, 로터(1)가 케이싱(6)에 지지된다. 로터(1)가 회전하는 것에 의해 회전축(8)이 회전한다. 본 실시형태에서는 로터(1)가 회전축(8)의 외주부에 끼워져 있지만, 회전축(8)을 로터(1)에 매립하는 구성으로 하여도 좋다.
제 1 정익(5)은 원통 부재인 익근 기부(52)와, 플랜지(53)와, 복수의 익근(54)을 구비한다. 익근 기부(52), 플랜지(53) 및 복수의 익근(54)의 재료에는 알루미늄 합금, 오스테나이트계 스테인리스 합금, 구리 합금, 주철, 강, 또는 철 합금을 예시할 수 있다.
익근 기부(52)는 축선방향(D2)으로 신장되는 원통형상의 부재이다. 익근 기부(52)는 중심축(AX)을 중심으로 동심원 상에 마련된다. 익근 기부(52)는 스테이터 보지부(51)의 외주부로부터 이격되어 스테이터 보지부(51)의 외측에 마련된다. 스테이터 보지부(51)는 축선방향(D2)으로 신장되는 원통형상의 부재이다. 스테이터 보지부(51)는 중심축(AX)을 중심으로 동심원 상에 마련된다. 스테이터 보지부(51)는 스테이터(2)의 외주부를 덮도록 마련된다. 스테이터 보지부(51)에는, 모터(3)를 냉각하기 위한 냉각 수로인 홈(51d)과, 밀폐 부재인 O링(51b)과, O링(51b)이 삽입되는 환상 홈(51c)이 마련된다. 스테이터 보지부(51)의 환상 홈(51c)에 O링(51b)이 삽입되고, 냉각수가 누출되지 않도록 밀폐하는 환상의 커버(55)가 O링(51b)을 가압하면서, 스테이터 보지부(51)의 외주부에 끼워진다. 스테이터 보지부(51)에 끼워진 커버(55)는 스테이터 보지부(51)에 나사 고정된다. 커버(55)에는 직경방향(D3)으로 관통하는 관통 구멍이 형성된다. 상기 관통 구멍에는 도 4에 도시하는 바와 같이, 입수 배관(71) 및 출수 배관(72)의 선단이 접속된다. 이에 의해, 입수 배관(71) 및 출수 배관(72)이 스테이터 보지부(51)의 홈(51d)과 연통된다.
익근 기부(52)의 외주부에는 복수의 익근(54)이 마련된다. 복수의 익근(54)은 익근 기부(52)의 재료와 동일한 재료를 이용하여 다이캐스트로 익근 기부(52)와 일체로 형성한 것이어도 좋으며, 익근 기부(52)의 재료와 동일한 재료를 이용하여 다이캐스트로 제조한 후에 익근 기부(52)에 용접하여 마련한 것이어도 좋다. 복수의 익근(54)은 둘레방향(D1)으로 서로 이격되어 배열된다. 복수의 익근(54)의 각각의 직경방향(D3)의 외측의 단부는 케이싱(6)의 내측에 접하고 있다.
플랜지(53)는 익근 기부(52)의 축선방향(D2)의 단부에 마련된다. 플랜지(53)는 익근 기부(52)의 재료와 동일한 재료를 이용하여 다이캐스트로 익근 기부(52)와 일체로 형성한 것이어도 좋으며, 익근 기부(52)의 재료와 동일한 재료를 이용하여 다이캐스트로 제조한 후에 익근 기부(52)에 용접하여 마련한 것이어도 좋다. 플랜지(53)는 원통 부재인 익근 기부(52)의 축선방향(D2)의 단부로부터 회전축(8)을 향하여 신장되는 환상의 부재이다. 플랜지(53)는 스테이터 보지부(51)의 축선방향(D2)의 단부에 대향한다. 플랜지(53)의 내경은 스테이터 보지부(51)의 외경보다 작으며, 또한 스테이터 권선의 외경보다 크다. 플랜지(53)의 내주부는 스테이터 권선과 비접촉이다. 도 4에서는 플랜지(53)의 내경은 스테이터 보지부(51)의 내경과 대략 동일하다.
도 4에 도시하는 바와 같이 플랜지(53)에는 관통 구멍(53a)이 형성된다. 관통 구멍(53a)은 모터(3)의 편심 조정용의 체결 부재(56)가 삽입되는 구멍이다. 관통 구멍(53a)은 플랜지(53)를 축선방향(D2)으로 관통한다. 관통 구멍(53a)의 직경은 체결 부재(56)의 머리부의 직경보다 작으며, 또한 체결 부재(56)의 나사부의 직경보다 크다. 또한, 체결 부재(56)의 나사부는 스테이터 보지부(51)에 형성된 구멍(51a)에 비틀어넣을 수 있는 수나사 구조이다. 체결 부재(56)에는 볼트를 예시할 수 있다. 관통 구멍(53a)에 체결 부재(56)의 나사부가 삽입된 상태에서, 관통 구멍(53a)의 벽면과 체결 부재(56)의 나사부의 외주부 사이에는, 간극(53b)이 형성된다. 간극(53b)을 마련하는 것에 의해, 후술하는 편심 조정 공정에 있어서, 스테이터(2)의 직경방향(D3)의 위치를 어긋나게 할 수 있다.
도 1에 도시하는 나사(60)가 제 1 정익(5)의 익근(54)에 비틀어넣어지는 것에 의해, 제 1 정익(5)이 케이싱(6)에 고정된다. 이에 의해, 제 1 정익(5)의 내측에 마련되는 스테이터(2)가 케이싱(6)에 간접적으로 고정된다. 즉, 스테이터(2)의 외주부에 스테이터 보지부(51)가 끼워맞추어지고, 익근 기부(52)의 내측에 스테이터 보지부(51)가 플랜지(53)에 고정되기 때문에, 스테이터(2)가 케이싱(6)에 고정된다.
또한, 케이싱(6)에 고정된 제 1 정익(5)은 도 4에 도시하는 바와 같이, 모터(3)의 편심 조정부(7)를 겸하고 있다. 편심 조정부(7)는 스테이터 보지부(51)에 형성된 구멍(51a)과, 체결 부재(56)와, 관통 구멍(53a)에 의해 구성된다. 구멍(51a)의 내벽에는 암나사가 형성되어 있다. 후술하는 모터(3)의 편심 조정 공정에서는, 스테이터 보지부(51) 및 플랜지(53)의 축선방향 단부끼리를 접촉시키고, 케이싱(6)을 거쳐서, 로터(1)의 중심축(AX)을 기준으로 하여, 스테이터(2)의 중심축(AX)의 직경방향(D3)의 위치를 조정한다. 그 후, 스테이터 보지부(51)의 단부면에 마련된 구멍(51a)에 체결 부재(56)를 고정한다. 모터(3)의 편심 조정 공정의 상세는 후술한다.
제 1 동익(11)은 제 1 정익(5)과 제 1 베어링 보지부(19) 사이에 마련된다. 제 1 동익(11)은 배판부(back plate part)(11a)와, 원통부(11b)와, 복수의 익근(11c)을 구비한다. 제 1 동익(11), 원통부(11b) 및 익근(11c)의 재료에는 알루미늄 합금, 오스테나이트계 스테인리스 합금, 구리 합금, 주철, 강, 또는 철 합금을 예시할 수 있다.
배판부(11a)는 제 1 동익 보지부(9)에 고정되는 원반형상의 부재이다. 배판부(11a)에는 축선방향(D2)으로 관통하는 복수의 관통 구멍(11a1)이 형성된다. 복수의 관통 구멍(11a1)은 둘레방향(D1)으로 서로 이격되어 배열된다. 관통 구멍(11a1)에는 동익 장착 나사(14)가 삽입된다. 배판부(11a)에는, 직경방향(D3)의 중심에 동익 보지 구멍(11a2)이 형성된다.
제 1 동익 보지부(9)는 로터(1)와 제 1 베어링 보지부(19) 사이에 마련되는 환상의 부재이다. 제 1 동익 보지부(9)의 재료에는 알루미늄 합금, 오스테나이트계 스테인리스 합금, 구리 합금, 주철, 강, 또는 철 합금을 예시할 수 있다. 제 1 동익 보지부(9)는 회전축(8)의 외주부에 마련되며, 회전축(8)에 고정된다.
제 1 동익 보지부(9)는 제 1 환상부(9a)와, 제 1 환상부(9a)의 제 1 베어링 보지부(19)측에 마련되는 제 2 환상부(9b)를 구비한다. 제 1 환상부(9a)의 외경은 스테이터 권선의 내경보다 작다. 제 1 환상부(9a)에는, 직경방향(D3)의 중심부에 관통 구멍이 형성된다. 상기 관통 구멍은 회전축(8)이 관통하는 구멍이다. 또한 제 1 환상부(9a)에는, 제 1 동익(11)을 고정하기 위한 동익 장착 나사(14)를 삽입하는 관통 구멍(9a1)이 형성된다. 관통 구멍(9a1)은 제 1 동익 보지부(9)의 직경방향(D3)의 외부 부근에 마련되며, 둘레방향(D1)으로 이격되어 복수 마련된다. 제 2 환상부(9b)의 직경은 제 1 환상부(9a)의 직경보다 작다. 제 2 환상부(9b)의 외주면에는 배판부(11a)의 동익 보지 구멍(11a2)의 내주면이 접한다. 제 2 환상부(9b)의 외주면에 동익 보지 구멍(11a2)의 내주면이 접한 상태에서, 배판부(11a)의 관통 구멍(11a1)과, 제 1 환상부(9a)의 관통 구멍(9a1)에 동익 장착 나사(14)가 비틀어넣어진다. 이에 의해, 배판부(11a)가 제 1 동익 보지부(9)에 고정된다.
원통부(11b)는 배판부(11a)의 직경방향(D3)의 외측에 마련되며, 배판부(11a)로부터 제 1 정익(5)을 향하여 신장되는 원통형상의 부재이다. 복수의 익근(11c)은 원통부(11b)의 직경방향(D3)의 외측에 마련되며, 원통부(11b)로부터 케이싱(6)의 내주면을 향하여 신장된다. 복수의 익근(11c)은 둘레방향(D1)으로 서로 이격되어 배열된다.
제 2 동익(12)은 제 1 정익(5)과 제 2 베어링 보지부(20) 사이에 마련된다. 제 2 동익(12)은 배판부(12a)와, 원통부(12b)와, 복수의 익근(12c)을 구비한다. 제 2 동익(12), 원통부(12b) 및 익근(12c)의 재료에는 알루미늄 합금, 오스테나이트계 스테인리스 합금, 구리 합금, 주철, 강, 또는 철 합금을 예시할 수 있다.
배판부(12a)는 제 2 동익 보지부(10)에 고정되는 원반형상의 부재이다. 배판부(12a)에는, 축선방향(D2)으로 관통하는 복수의 관통 구멍(12a1)이 형성된다. 복수의 관통 구멍(12a1)은 둘레방향(D1)으로 서로 이격되어 배열된다. 관통 구멍(12a1)에는 동익 장착 나사(15)가 삽입된다. 배판부(12a)에는 직경방향(D3)의 중심에 동익 보지 구멍(12a2)이 형성된다.
제 2 동익 보지부(10)는 로터(1)와 제 2 베어링 보지부(20) 사이에 마련되는 환상의 부재이다. 제 2 동익 보지부(10)의 재료에는 알루미늄 합금, 오스테나이트계 스테인리스 합금, 구리 합금, 주철, 강, 또는 철 합금을 예시할 수 있다. 제 2 동익 보지부(10)는 회전축(8)의 외주부에 마련되며, 회전축(8)에 고정된다.
제 2 동익 보지부(10)는 제 1 환상부(10a)와, 제 2 베어링 보지부(20)측에 마련되는 제 2 환상부(10b)를 구비한다. 제 1 환상부(10a)의 외경은 스테이터 권선의 내경보다 작다. 제 1 환상부(10a)에는 직경방향(D3)의 중심부에 관통 구멍이 형성된다. 상기 관통 구멍은 회전축(8)이 관통하는 구멍이다. 또한, 제 1 환상부(10a)에는, 제 2 동익(12)을 고정하기 위한 동익 장착 나사(15)를 삽입하는 나사 관통 구멍(10a1)이 형성된다. 나사 관통 구멍(10a1)은 제 2 동익 보지부(10)의 직경방향(D3)의 외부 부근에 마련되며, 둘레방향(D1)으로 이격되어 복수 마련된다. 제 2 환상부(10b)의 직경은 제 1 환상부(10a)의 직경보다 작다. 제 2 환상부(10b)의 외주면에는 배판부(12a)의 동익 보지 구멍(12a2)의 내주면이 접한다. 제 2 환상부(10b)의 외주면에 동익 보지 구멍(12a2)의 내주면이 접한 상태에서, 배판부(12a)의 관통 구멍(12a1)과, 제 1 환상부(10a)의 나사 관통 구멍(10a1)에 동익 장착 나사(15)가 비틀어넣어진다. 이에 의해, 배판부(12a)가 제 2 동익 보지부(10)에 고정된다.
원통부(12b)는 배판부(12a)의 직경방향(D3)의 외측에 마련되며, 배판부(12a)로부터 제 1 정익(5)을 향하여 신장되는 원통형상의 부재이다. 복수의 익근(12c)은 원통부(12b)의 직경방향(D3)의 외측에 마련되며, 원통부(12b)로부터 케이싱(6)의 내주면을 향하여 신장된다. 복수의 익근(12c)은 둘레방향(D1)으로 서로 이격되어 배열된다.
제 1 스러스트 자기 베어링(17)은 제 1 래디얼 자기 베어링부(29)에 마련되며, 회전축(8)의 스러스트 방향의 하중을 받는 자기 베어링이다. 제 1 스러스트 자기 베어링(17)은 회전부(17a) 및 고정부(17b)를 구비한다. 회전부(17a)는 제 1 래디얼 자기 베어링(13)의 제 1 동익(11)측과는 반대측에 마련된다. 회전부(17a)는 회전축(8)에 마련되며 회전축(8)과 함께 회전한다. 회전부(17a)가 마련되는 위치는 제 1 베어링 보지부(19)로부터 돌출되는 회전축(8)의 선단 부근의 부분이다. 고정부(17b)는 제 1 래디얼 자기 베어링(13)의 축선방향(D2)의 단부에 고정되는 동시에, 축선방향(D2)으로 회전부(17a)와 대향하여 마련된다. 회전부(17a)의 재료에는 금속이 이용되며, 고정부(17b)에는 전자석이 이용된다.
제 2 스러스트 자기 베어링(18)은 제 2 래디얼 자기 베어링부(30)에 마련되며, 회전축(8)의 스러스트 방향의 하중을 받는 자기 베어링이다. 제 2 스러스트 자기 베어링(18)은 회전부(18a) 및 고정부(18b)를 구비한다. 회전부(18a)는 제 2 래디얼 자기 베어링(16)의 제 2 동익(12)측과는 반대측에 마련된다. 회전부(18a)는 회전축(8)에 마련되며, 회전축(8)과 함께 회전한다. 회전부(18a)가 마련되는 위치는 제 2 베어링 보지부(20)로부터 돌출되는 회전축(8)의 선단 부근의 부분이다. 고정부(18b)는 제 2 래디얼 자기 베어링(16)의 축선방향(D2)의 단부에 고정되는 동시에, 축선방향(D2)으로 회전부(18a)와 대향하여 마련된다. 회전부(18a)의 재료에는 금속이 이용되며, 고정부(18b)에는 전자석이 이용된다.
또한, 제 1 스러스트 자기 베어링(17) 및 제 2 스러스트 자기 베어링(18)은 회전축(8)의 양단의 각각에 마련하여도 좋으며, 회전축(8)의 양단 중 어느 한쪽에만 마련하여도 좋다.
제 1 래디얼 자기 베어링부(29)는 케이싱(6)의 축선방향(D2)의 일단에 마련되는 제 1 베어링 보지부(19)와, 제 1 베어링 보지부(19)의 내측에 마련되는 제 1 래디얼 자기 베어링(13)을 구비한다.
제 1 베어링 보지부(19)는 원통부(19a) 및 복수의 지지 비임부(19b)를 구비한다. 원통부(19a)의 외경은 제 1 정익(5)의 익근 기부(52)의 외경보다 작으며, 또한 제 1 동익(11)의 원통부(11b)의 외경보다 작으며, 레이저 매질 가스의 유로를 방해하지 않는 크기이다.
도 4에 도시하는 바와 같이 원통부(19a)에는, 관통 구멍(19c)이 형성된다. 관통 구멍(19c)은 원통부(19a)를 축선방향(D2)으로 관통하는 구멍이다. 관통 구멍(19c)의 직경은 도시하지 않은 체결 공구의 직경보다 크다. 상기 체결 공구는 체결 부재(56)를 스테이터 보지부(51)의 구멍(51a)에 체결하는 공구이다. 즉, 상기 체결 공구는, 체결 부재(56)에 의해, 플랜지(53)를 스테이터 보지부(51)에 고정할 때에 이용하는 공구이다.
도 2에 도시하는 바와 같이 지지 비임부(19b)는 원통부(19a)의 외주부로부터 직경방향(D3)을 향하여 신장된다. 지지 비임부(19b)는 레이저 매질 가스의 유로 중에 마련되기 때문에, 레이저 매질 가스의 흐름의 방해가 되지 않도록 비임형상으로 형성되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 복수의 지지 비임부(19b)는 둘레방향(D1)으로 이격되어 마련되며, 기계각으로 90° 간격으로 마련된다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 지지 비임부(19b)의 선단 부근의 부분에는, 축선방향(D2)으로 관통하는 나사 구멍(19b1)과, 핀 구멍(19b2)이 형성된다. 나사 구멍(19b1)은 지지 비임부(19b)를 케이싱(6)에 고정하기 위한 나사(61)가 삽입되는 관통 구멍이다. 핀 구멍(19b2)은 케이싱(6)에 마련된 핀(47)과 끼워맞추는 위치결정용의 구멍이다. 핀 구멍(19b2)은 회전체의 자중이 가해지는 직경방향(D3)으로 복수 마련된다. 구체적으로는, 원통부(19a)의 상하방향으로 신장되는 2개의 지지 비임부(19b)의 각각에 마련된다. 핀(47)은 케이싱(6)의 단부면으로부터 축선방향(D2)으로 신장되는 형상이다. 핀(47)은 회전체의 자중이 가해지는 직경방향(D3)으로 복수 마련된다. 구체적으로는, 케이싱(6)의 단부면의 상부와 하부의 2개소에 핀(47)이 마련된다. 제 2 베어링 보지부(20)에도 나사 구멍(19b1) 및 핀 구멍(19b2)과 마찬가지의 구성으로 마련되어 있다.
케이싱(6)에 마련된 핀(47)이 핀 구멍(19b2)에 끼워맞추어지고, 케이싱(6)의 단부면에 지지 비임부(19b)가 접한 상태에서, 케이싱(6)의 나사 구멍(6d)과 지지 비임부(19b)의 나사 구멍(19b1)에 나사(61)가 삽입된다. 이에 의해, 지지 비임부(19b)가 케이싱(6)에 고정된다. 케이싱(6)으로의 베어링 보지부의 고정시에 핀(47)을 이용하는 것에 의해, 케이싱(6)에 대해서, 회전체의 자중이 가해지는 직경방향(D3)으로, 베어링 보지부가 정밀도 양호하게 위치결정 고정된다.
제 1 래디얼 자기 베어링(13)은 회전부(13a) 및 고정부(13b)를 구비한다. 회전부(13a)는 회전축(8)에 마련되며 회전축(8)과 함께 회전하는 통형상 부재이다. 회전부(13a)가 마련되는 위치는 제 1 베어링 보지부(19)의 원통부(19a)의 내측의 영역 중, 제 1 동익(11) 부근의 영역이다. 고정부(13b)는 회전부(13a)와 원통부(19a) 사이에 마련된다. 고정부(13b)는 원통부(19a)의 내측에 고정되는 동시에, 직경방향(D3)으로 회전부(13a)와 대향하여 마련된다. 회전부(13a)의 재료에는 금속이 이용되며, 고정부(13b)에는 전자석이 이용된다.
제 2 래디얼 자기 베어링부(30)는 케이싱(6)의 축선방향(D2)의 타단에 마련되는 제 2 베어링 보지부(20)와, 제 2 베어링 보지부(20)의 내측에 마련되는 제 2 래디얼 자기 베어링(16)을 구비한다.
제 2 베어링 보지부(20)는 원통부(20a) 및 복수의 지지 비임부(20b)를 구비한다. 원통부(20a)의 외경은 제 1 정익(5)의 익근 기부(52)의 외경보다 작고, 또한 제 2 동익(12)의 원통부(12b)의 외경보다 작으며, 레이저 매질 가스의 유로를 방해하지 않는 크기이다.
지지 비임부(20b)는 원통부(20a)의 외주부로부터 직경방향(D3)을 향하여 신장된다. 지지 비임부(20b)는, 레이저 매질 가스의 유로 중에 마련되기 때문에, 레이저 매질 가스의 흐름의 방해가 되지 않도록 비임형상으로 형성되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 복수의 지지 비임부(20b)는 둘레방향(D1)으로 이격되어 마련되며, 기계각으로 90° 간격으로 마련된다.
제 2 래디얼 자기 베어링(16)은 회전부(16a) 및 고정부(16b)를 구비한다. 회전부(16a)는 회전축(8)에 마련되며 회전축(8)과 함께 회전하는 통형상 부재이다. 회전부(16a)가 마련되는 위치는, 제 2 베어링 보지부(20)의 원통부(20a)의 내측의 영역 중, 제 2 동익(12) 부근의 영역이다. 고정부(16b)는 회전부(16a)와 원통부(20a) 사이에 마련된다. 고정부(16b)는 원통부(20a)의 내측에 고정되는 동시에, 직경방향(D3)으로 회전부(16a)와 대향하여 마련된다. 회전부(16a)의 재료에는 금속이 이용되며, 고정부(16b)에는 전자석이 이용된다.
이와 같이 구성된 축류 송풍기(100)에서는, 로터(1), 스테이터(2), 스테이터 보지부(51), 익근 기부(52) 및 익근(54)이 중심축(AX)으로부터 케이싱(6)의 내주면을 향하며, 로터(1), 스테이터(2), 스테이터 보지부(51), 익근 기부(52) 및 익근(54)의 순서로 배열된다.
다음에, 제 1 동익 보지부(9)로의 제 1 동익(11)의 고정 방법을 설명한다. 배판부(11a)의 동익 보지 구멍(11a2)을 제 1 동익 보지부(9)의 제 2 환상부(9b)에 끼워맞춘다. 다음에, 제 1 동익(11)의 배판부(11a)를 제 1 동익 보지부(9)의 제 1 환상부(9a)에 접촉시킨 상태에서, 동익 장착 나사(14)가 제 1 동익 보지부(9)에 비틀어넣어진다. 이에 의해 제 1 동익 보지부(9)에 제 1 동익(11)이 고정된다. 제 2 동익 보지부(10)로의 제 2 동익(12)의 고정 방법도 마찬가지이다.
이와 같이 구성된 축류 송풍기(100)에서는, 회전축(8), 로터(1), 제 1 동익 보지부(9), 제 2 동익 보지부(10), 제 1 동익(11), 제 2 동익(12), 회전부(13a) 및 회전부(16a)가 회전체가 된다. 제 1 동익(11)은 레이저 매질 가스의 흡입측의 동익으로서 기능하며, 제 2 동익(12)은 레이저 매질 가스의 토출측의 동익으로서 기능한다. 축류 송풍기(100)의 모터(3)에 의해, 회전 구동력을 얻어, 회전체가 회전한다. 회전체에 마련된 동익이 회전하는 것에 의해, 레이저 매질 가스가 송풍된다. 이 때, 축류 송풍기(100)의 흡입측과 토출측에서, 레이저 매질 가스에 차압이 생기기 때문에, 회전체에는 회전축(8)의 중심축(AX)을 따라서 가압하는 힘이 작용한다. 가압하는 힘에 의한 회전체의 위치 어긋남을 억제하기 위해, 제 1 스러스트 자기 베어링(17)이 이용된다. 즉, 제 1 스러스트 자기 베어링(17)이 회전축(8)의 축선방향(D2)의 지지를 실행한다. 또한, 제 1 스러스트 자기 베어링(17)의 위치결정 정밀도를 높이기 위해, 제 1 래디얼 자기 베어링(13)에 도시하지 않은 스러스트 자기 베어링 위치 검출 센서를 마련하는 것이 바람직하다. 또한, 실시형태 1에 따른 축류 송풍기(100)에는, 제 1 스러스트 자기 베어링(17) 및 제 2 스러스트 자기 베어링(18)이 이용되고 있지만, 이들 2개의 스러스트 자기 베어링 대신에, 회전축(8)의 양단 중, 한쪽측에 마련되는 1개의 스러스트 자기 베어링을 이용하여도 좋다. 이와 같은 스러스트 자기 베어링을 이용하는 경우, 상기 스러스트 자기 베어링을 구성하는 회전부의 양측에, 상기 스러스트 자기 베어링을 구성하는 고정부가 마련된다. 즉, 상기 스러스트 자기 베어링을 구성하는 2개의 고정부와 1개의 회전부는 축선방향(D2)으로 고정부, 회전부, 고정부의 순서로 배열된다.
또한, 축류 송풍기(100)에 이용되는 자기 베어링은 능동형, 수동형, 전자석과 영구 자석을 병용한 하이브리드형 중 어느 쪽이어도 좋다. 도시하지 않은 스러스트 자기 베어링 위치 검출 센서는 정전 용량형(인덕턴스형), 와전류형 중 어느 쪽이어도 좋다.
<축류 송풍기(100)의 조립 순서(작용)>
축류 송풍기(100)의 조립 순서를 설명한다. 우선, 제 1 래디얼 자기 베어링(13)이 제 1 베어링 보지부(19)에 고정된다. 마찬가지로, 제 2 래디얼 자기 베어링(16)이 제 2 베어링 보지부(20)에 고정된다. 스테이터 보지부(51)가 장착된 스테이터(2)와, 제 1 정익(5)이 고정된 케이싱(6)이 준비되면, 다음에, 케이싱(6)에 대해서, 스테이터(2)의 중심축(AX)의 임시 위치결정 공정이 실행된다. 임시 위치결정으로서는, 스테이터 보지부(51)의 단부를 익근 기부(52)의 플랜지(53)에 접촉시켜, 스테이터 보지부(51)의 구멍(51a)에 체결 부재(56)가 느슨하게 고정된다. 느슨하게 고정된다는 것은 케이싱(6)에 대해, 스테이터(2)를 조정을 위해서 이동할 수 있을 정도로 보지하는 것이다. 제 1 정익(5)에는 편심 조정용의 조정대인 간극(53b)을 구비한 관통 구멍(53a)이 마련되므로, 스테이터(2)의 직경방향(D3)으로 스테이터(2)의 중심축(AX)이 이동 가능하다. 임시 위치결정이 종료되면, 도 3 및 도 5에 도시하는 센터링 조정 지그(centering adjustment jig)(45)를 이용하여, 케이싱(6)을 거쳐서, 로터(1)의 중심축(AX)에 대해서, 스테이터(2)의 중심축(AX)의 직경방향(D3)의 위치를 조정하는 편심 조정 공정이 실행된다.
편심 조정 공정에서는 센터링 조정 지그(45)를 이용한다. 도 3 및 도 4에는, 편심 조정 공정에 이용하는 센터링 조정 지그(45)의 구성 요소를 나타낸다. 도 5에는 편심 조정 공정시의 축류 송풍기(100)의 정면을 나타낸다. 일 예로서, 센터링 조정 지그(45)는 지그 샤프트(39)와, 지그 샤프트(39)의 외주부에 둘레방향(D1)을 따라서 복수 배열되는 스테이터 축심 조정구(40)와, 스테이터 축심 조정구 보지부(41)를 구비한다. 또한, 센터링 조정 지그(45)는 복수의 스테이터 축심 조정 부재(42)와, 원통형상의 지그 커버(43)와, 회전 고정 부재(44)와, 수지 밴드(42a)와, 체결 부재(56)를 구비한다.
지그 샤프트(39)는 회전축(8)을 본뜬 형상의 더미 샤프트이며, 지그 샤프트(39)에는 경사부(39a) 및 스테이터 축심 조정 수나사(39b)가 마련된다. 경사부(39a)는 지그 샤프트(39)의 축선방향(D2)의 중간부에 마련된다. 경사부(39a)의 외주면은 축선방향(D2)의 한쪽으로부터 다른쪽을 향하여 그 외경이 작아지는 테이퍼 형상이다. 스테이터 축심 조정 수나사(39b)는 지그 샤프트(39)의 외주부에 형성된 나사이다.
스테이터 축심 조정구(40)는 지그 샤프트(39)의 외주부에 접하며, 둘레방향(D1)으로 복수 배열되는 구체이다. 스테이터 축심 조정구 보지부(41)는 원통형상이다. 스테이터 축심 조정구 보지부(41)에는, 스테이터 축심 조정구(40)를 보지하는 스테이터 축심 조정구 보지 홈부(41a)와, 스테이터 축심 조정 암나사(41b)가 마련된다. 스테이터 축심 조정구 보지 홈부(41a)는 스테이터 축심 조정구 보지부(41)의 축선방향(D2)의 중간부에 마련된다. 스테이터 축심 조정구 보지 홈부(41a)는, 스테이터 축심 조정구 보지부(41)의 둘레방향(D1)으로 이격되어 형성되는 구멍이다. 스테이터 축심 조정구 보지 홈부(41a)는 스테이터 축심 조정구 보지부(41)의 직경방향(D3)으로 관통하는 구멍이며, 직경방향(D3)으로부터 스테이터 축심 조정구 보지부(41)를 평면에서 보아 둥근 형상이다. 스테이터 축심 조정구 보지 홈부(41a)는 스테이터(2)의 내주부와 대향하는 위치에 마련된다. 스테이터 축심 조정 암나사(41b)는 스테이터 축심 조정 수나사(39b)가 끼워지는 암나사이다.
스테이터 축심 조정 부재(42)는 지그 커버(43)의 스테이터 축심 조정 부재 홈부(43a)에 마련되는 판형상의 부재이다. 지그 커버(43)는 스테이터 축심 조정구 보지부(41)의 외주면을 덮는 원통형상이다. 스테이터 축심 조정 부재 홈부(43a)는 스테이터 축심 조정 부재(42)를 보지하기 위해 지그 커버(43)에 형성된 구멍이다. 복수의 스테이터 축심 조정 부재 홈부(43a)는 지그 커버(43)의 둘레방향(D1)으로 서로 이격되어 배열된다. 스테이터 축심 조정 부재 홈부(43a)를 구성하는 벽면의 형상은 스테이터 축심 조정 부재(42)와 동일 형상이다. 구체적으로는, 직경방향(D3)으로부터 스테이터 축심 조정 부재(42)를 평면에서 보았을 때, 스테이터 축심 조정 부재(42)의 윤곽은 사각이며, 직경방향(D3)으로부터 스테이터 축심 조정 부재 홈부(43a)를 평면에서 보았을 때, 스테이터 축심 조정 부재 홈부(43a)를 구성하는 벽면의 윤곽은 사각이다. 스테이터 축심 조정 부재 홈부(43a)는 지그 커버(43)의 축선방향(D2)의 중간부에 마련된다. 스테이터 축심 조정 부재 홈부(43a)는 스테이터(2)의 내주부와 대향하는 위치에 마련된다. 스테이터 축심 조정 부재(42)는 수지 밴드(42a)에 의해, 지그 커버(43)의 스테이터 축심 조정 부재 홈부(43a)에 보지된다. 수지 밴드(42a)는 수지를 환상으로 형성한 부재이다.
회전 고정 부재(44)는 스테이터 축심 조정구 보지부(41)가 회전하는 것을 방지하기 위한 부재이다. 회전 고정 부재(44)는 스토퍼 부재(44a)와, 스토퍼 부재(44a)를 지지하는 지지 비임부(44b)를 갖는다. 스토퍼 부재(44a)는 지지 비임부(44b)의 직경방향(D3)의 외단 부근에 마련된다. 스토퍼 부재(44a)는 지지 비임부(44b)와 지지 비임부(19b) 사이에 마련된다. 스토퍼 부재(44a)의 축선방향(D2)의 단부는 지지 비임부(19b)에 접한다. 지지 비임부(44b)는 스테이터 축심 조정구 보지부(41)의 축선방향(D2)의 단부에 고정된다. 도 3에 도시하는 바와 같이 지지 비임부(44b)의 직경방향(D3)의 외단은 케이싱(6)의 내주면으로부터 멀어진 위치에 마련된다.
다음에, 센터링 조정 지그(45)의 조립 순서를 설명한다. 지그 샤프트(39)의 외주부가 스테이터 축심 조정구 보지부(41)의 내주부에 끼워맞추어진다. 끼워맞춤부의 단부에 마련된 지그 샤프트(39)의 스테이터 축심 조정 수나사(39b)의 일부가 스테이터 축심 조정구 보지부(41)의 스테이터 축심 조정 암나사(41b)에 조여져, 스테이터 축심 조정구 보지부(41)가 지그 샤프트(39)에 고정된다. 지그 샤프트(39)의 경사부(39a)의 외주부에, 스테이터 축심 조정구 보지부(41)의 스테이터 축심 조정구 보지 홈부(41a)가 마련된다.
스테이터 축심 조정구 보지부(41)의 외주부가 지그 커버(43)의 내주부에 끼워맞추어진다. 스테이터 축심 조정구 보지부(41)의 스테이터 축심 조정구 보지 홈부(41a)의 외측에, 지그 커버(43)의 스테이터 축심 조정 부재 홈부(43a)가 마련되도록, 지그 커버(43)의 둘레방향(D1)의 위치가 조정된다. 스테이터 축심 조정구 보지부(41)에 형성된 복수의 스테이터 축심 조정구 보지 홈부(41a)의 각각에 스테이터 축심 조정구(40)가 마련된 후, 지그 커버(43)에 형성된 복수의 스테이터 축심 조정 부재 홈부(43a)의 각각에, 스테이터 축심 조정 부재(42)가 마련된다. 또한, 스테이터 축심 조정 부재(42)의 직경방향 외단부에 수지 밴드(42a)를 마련하는 것에 의해, 복수의 스테이터 축심 조정구(40) 및 스테이터 축심 조정 부재(42)가 지그 샤프트(39)에 느슨하게 보지된다. 느슨하게 보지되는 것이란, 스테이터 축심 조정구(40)가 지그 샤프트(39)의 축선방향(D2)으로 이동할 수 있을 정도, 또한 스테이터 축심 조정 부재(42)가 직경방향(D3)으로 이동할 수 있을 정도로 보지하는 것이다. 스테이터 축심 조정구(40)가 지그 샤프트(39)의 축선방향(D2)으로 이동이란, 스테이터 축심 조정 수나사(39b)가 스테이터 축심 조정 암나사(41b)로 조여지는 것에 따라서, 스테이터 축심 조정구(40)가 이동하는 것이다. 스테이터 축심 조정 부재(42)가 직경방향(D3)으로 이동이란, 스테이터 축심 조정 암나사(41b)로의 스테이터 축심 조정 수나사(39b)의 조임시에 경사부(39a)를 오르는 스테이터 축심 조정구(40)에 의해, 스테이터 축심 조정 부재(42)가 직경방향(D3)으로 밀어 올려지는 것이다. 경사부(39a)를 오른다는 것은, 테이퍼 형상의 경사부(39a)의 외주면에 접하는 스테이터 축심 조정구(40)가 중심축(AX)으로부터 멀어지도록 직경방향(D3)으로 이동하는 것이다. 스테이터 축심 조정구 보지부(41)와 회전 고정 부재(44)가 체결 부재(56)로 고정되며, 일체화된다.
다음에, 편심 조정 공정의 순서를 설명한다. 임시 위치결정 공정 후의 스테이터(2)의 내측에, 스테이터 축심 조정 부재(42)의 직경방향 외단부가 대면하도록 스테이터 축심 조정 부재(42)가 마련된다. 제 1 베어링 보지부(19)의 지지 비임부(19b)가 센터링 조정 지그(45)의 회전 고정 부재(44)의 스토퍼 부재(44a)에 끼워져서 보지되도록 마련된 후, 제 1 베어링 보지부(19)가 케이싱(6)에 고정된다. 다음에, 제 2 베어링 보지부(20)가 케이싱(6)에 고정된다. 센터링 조정 지그(45)는 제 1 래디얼 자기 베어링(13) 및 제 2 래디얼 자기 베어링(16)에 의해, 케이싱(6)에 보지된다. 센터링 조정 지그(45)의 지그 샤프트(39)만을 회전시켜, 스테이터 축심 조정 수나사(39b)가 스테이터 축심 조정 암나사(41b)에 조여지는 것에 따라서, 스테이터 축심 조정구(40)가 지그 샤프트(39)의 경사부(39a)를 올라간다. 경사부(39a)를 오르는 스테이터 축심 조정구(40)에 의해, 지그 샤프트(39)의 직경방향(D3)으로 스테이터 축심 조정 부재(42)가 이동된다. 즉, 마치 복수의 스테이터 축심 조정 부재(42)의 각각이 지그 샤프트(39)로부터 멀어지도록, 복수의 스테이터 축심 조정 부재(42)가 이동된다. 스테이터 축심 조정 부재(42)의 직경방향 외단부가 스테이터(2)의 내측에 접촉하고, 임시 위치결정된 스테이터(2)의 중심축(AX)이 스테이터(2)의 직경방향(D3)으로 이동된다.
복수의 스테이터 축심 조정 부재(42)의 직경방향 외단부가 스테이터(2)의 내측에 균등하게 접촉할 때까지 지그 샤프트(39)의 스테이터 축심 조정 수나사(39b)를 스테이터 축심 조정구 보지부(41)의 스테이터 축심 조정 암나사(41b)에 조인다. 복수의 스테이터 축심 조정 부재(42)의 직경방향 외단부가 스테이터(2)의 내측에 균등하게 접촉하는 것이 확인되면, 그 때의 스테이터(2)와 케이싱(6) 사이의 위치 관계가 고정된다. 구체적으로는, 그 위치 관계가 어긋나지 않도록 하여, 제 1 베어링 보지부(19)의 관통 구멍(19c)에 체결 공구를 꽂고, 상기 체결 공구를 이용하여 체결 부재(56)를 회전시키는 것에 의해, 체결 부재(56)가 스테이터 보지부(51)의 구멍(51a)에 비틀어넣어진다. 이에 의해 플랜지(53)가 스테이터 보지부(51)에 접촉하며, 플랜지(53)가 스테이터 보지부(51)에 고정된다.
그 후, 제 1 베어링 보지부(19)가 케이싱(6)으로부터 분리된다. 다음에, 스테이터 축심 조정구 보지부(41)의 스테이터 축심 조정 암나사(41b)에 조여진 스테이터 축심 조정 수나사(39b)를 느슨하게, 스테이터(2)의 내측과 스테이터 축심 조정 부재(42)의 직경방향 외단부 사이에 간극을 마련하고, 센터링 조정 지그(45)를 분리한다. 또한, 제 1 베어링 보지부(19) 및 제 2 베어링 보지부(20)로의 지그 샤프트(39)의 부착시에는, 간극 끼움(clearance fit)에 의해, 동축도와 회전 동작을 확보할 필요가 있다. 따라서, 제 1 베어링 보지부(19) 및 제 2 베어링 보지부(20)에는 볼베어링 또는 테이퍼 미끄럼 베어링을 조립하여도 좋다.
상기의 순서로, 스테이터(2)의 중심축(AX)의 위치를 회전축(8)의 중심축(AX)의 위치에 정밀도 양호하게 맞출 수 있다. 편심 조정 공정이 실행된 후, 케이싱(6)에 대해서, 회전체의 조립을 실행한다. 또한, 상기 회전체는 동익 및 스러스트 자기 베어링의 하나의 구성 요소인 회전부 이외가 조립 고정된 회전체이다. 구체적으로는, 상기 회전체는 도 1에 도시하는 모터(3), 제 1 정익(5), 회전축(8), 제 1 동익(11), 제 2 동익(12), 회전부(17a) 및 회전부(18a) 중, 제 1 동익(11), 제 2 동익(12), 회전부(17a) 및 회전부(18a)를 제외한 부분이다. 이와 같은 상기 회전체가 준비되고, 스테이터(2)의 내측에 상기 회전체가 마련된다. 다음에, 상기 회전체의 양단에 제 1 동익(11) 및 제 2 동익(12)이 고정된다. 제 1 베어링 보지부(19)가 케이싱(6)에 고정되며, 제 1 베어링 보지부(19)에 제 1 래디얼 자기 베어링(13)이 고정되며, 제 1 래디얼 자기 베어링(13)에 고정부(17b)가 고정된다. 제 2 베어링 보지부(20)가 케이싱(6)에 고정되며, 제 2 베어링 보지부(20)에 제 2 래디얼 자기 베어링(16)이 고정되며, 제 2 래디얼 자기 베어링(16)에 고정부(18b)가 고정된다. 마지막으로, 제 1 스러스트 자기 베어링(17)의 하나의 구성 요소인 회전부(17a)와, 제 2 스러스트 자기 베어링(18)의 하나의 구성 요소인 회전부(18a)가 회전축(8)에 고정된다.
케이싱(6)의 중심축(AX)에 대한 로터(1)의 중심축(AX)의 직경방향(D3)의 위치는 구성 부품의 가공 정밀도와, 케이싱(6)과 베어링 보지부의 배치 위치의 정밀도와, 래디얼 자기 베어링과 지그 샤프트(39)의 배치 위치의 정밀도와, 로터(1)의 외형 치수의 정밀도에 의해 변한다. 편심 조정부(7)를 마련하는 것에 의해, 편심 조정 공정에서 케이싱(6) 주변의 구성 부품의 가공 정밀도와, 상기 구성 부품의 조립 정밀도의 영향을 받는 일이 없이, 스테이터(2)의 중심축(AX)의 직경방향(D3)의 위치를 회전축(8)에 끼워맞추어진 로터(1)의 중심축(AX)의 직경방향(D3)의 위치에, 정밀도 양호하게 맞출 수 있다. 이와 같이 하여, 케이싱(6)을 거쳐서, 로터(1)의 중심축(AX)에 대해서, 스테이터(2)의 중심축(AX)의 위치를 정밀도 양호하게 맞출 수 있다.
편심 조정부(7)가 마련되지 않고, 스테이터(2)의 중심축(AX)에 대한 로터(1)의 중심축(AX)의 편심이 생기면, 스테이터(2)의 내측과 로터(1)의 외주부 사이의 간극이 둘레방향(D1)으로 균등하게 되지 않는, 즉 스테이터(2)와 로터(1) 사이에 생기는 흡인력이 둘레방향(D1)으로 균등하게 되지 않는다. 스테이터(2)의 중심축(AX)에 대한 로터(1)의 중심축(AX)의 편심량이 커질수록, 회전 전기로 생기는 흡인력이 커진다. 편심 조정부(7)를 마련하는 것에 의해, 상기 편심량을 작게 할 수 있어서, 회전 전기로 생기는 흡인력의 억제가 가능해진다.
종래의 편심 조정부에서는 케이싱의 일단의 1개소에, 케이싱과, 베어링 하우징의 플랜지가 마련되며, 스테이터의 중심축에 대해서 회전축의 중심축의 위치가 조정된다. 본 실시형태와 같이 로터(1)의 좌우 양쪽에 동익이 마련되는 경우, 로터(1)의 좌우 양쪽에 동익이 마련되어 있지 않을 때와 비교하여, 모터(3)의 구성 부품인 스테이터(2) 및 로터(1)가 마련되는 위치로부터, 편심 조정부(7)가 마련되는 위치까지의 거리가 넓어진다. 그 때문에, 동익의 자중 및 언밸런스의 영향에 의해, 동익이 장비된 회전축(8)에 변형이 생겨, 회전축(8)의 편심도를 정밀도 양호하게 측정하지 못하고, 스테이터(2)의 중심축(AX)에 대한 로터(1)의 중심축(AX)의 편심량의 증가를 억제할 수 없다는 문제가 있었다. 또한, 회전체와 베어링이 접촉하지 않도록 회전축(8)의 수평도를 확보하고, 스테이터(2)의 내측과 로터(1)의 외주부 사이의 간극을 균일하게 하기 위해서는, 케이싱(6)의 양단에 종래의 편심 조정부를 마련할 필요가 있다. 이와 같이 편심 조정부가 2개소에 마련되면, 케이싱(6)에 대해서, 2개의 베어링 보지부의 위치를 미조정하는 조립 장치가 필요하게 되어, 축류 송풍기의 제조 비용이 증가한다. 또한, 조정 개소가 증가하는 것에 의해, 회전축(8)의 편심도의 측정과 베어링 보지부의 위치의 조정을 몇 번이나 반복하여 실행하지 않으면 안되어, 편심 조정 공정이 증가하고, 축류 송풍기의 제조 비용이 더욱 증가한다.
본 실시형태에 따른 축류 송풍기(100)에서는, 스테이터(2)의 외주부에 편심 조정부(7)가 마련되는 것에 의해, 로터(1)의 좌우 양쪽에 동익이 마련되는 경우라도, 스테이터(2) 및 로터(1)가 마련되는 위치로부터 편심 조정부(7)가 마련되는 위치까지의 거리가 넓어지지 않아, 로터(1)의 중심축(AX)에 대해서, 스테이터(2)의 내측의 중심축(AX)의 위치를 정밀도 양호하게 맞추는 것이 가능해진다. 또한, 편심 조정부(7)는 1개소 마련하면 좋고, 편심 조정 공정에 대규모의 조립 장치는 필요 없으며, 회전체의 편심도의 측정 등의 수고도 들지 않아, 축류 송풍기(100)의 제조 비용의 증가가 억제된다.
<축류 송풍기(100)의 동작>
이상과 같이 구성된 축류 송풍기(100)의 동작에 대해서 설명한다. 또한, 이하에서는 "제 1 래디얼 자기 베어링(13) 및 제 2 래디얼 자기 베어링(16)"을 간단히 "래디얼 자기 베어링"이라 칭하는 경우가 있다. 축류 송풍기(100)의 회전체는, 제 1 베어링과 제 2 베어링에 의해 베어링 보지부 및 케이싱(6)에 비접촉으로 회전 가능하게 지지된다. 축류 송풍기(100)는 회전축(8)의 중심축(AX)이 수평이 되도록 설치된다. 따라서, 레이저 매질 가스를 순환하기 위한 제 1 동익(11) 및 제 2 동익(12)이 마련된 회전체는, 그 양단에 마련된 래디얼 자기 베어링에 의해, 자중이 가해지는 방향으로 비접촉으로 지지되어 있다. 비접촉이란, 회전체가 케이싱(6)과 접촉하고 있지 않은 상태이다. 래디얼 자기 베어링의 부근에 마련된 래디얼 자기 베어링 위치 검출 센서부가 회전축(8)에 마련된 센서 타겟의 위치를 검출하고, 미리 설정된 위치에 샤프트를 조정하도록, 래디얼 자기 베어링의 고정부가 작용한다. 축류 송풍기(100)의 모터(3)에 의해 회전 구동력을 얻어, 회전체가 회전한다. 회전체에 마련된 동익이 회전하는 것에 의해, 레이저 매질 가스는 회전축(8)의 축선방향(D2)으로부터 축류 송풍기(100)의 내부에 흡입된다. 흡입된 레이저 매질 가스는 제 1 동익(11)의 복수의 익근(11c) 사이에 유입되고, 레이저 매질 가스에는 회전하는 익근(11c)에 의해 속도 에너지가 부여되고, 레이저 매질 가스는 제 1 동익(11)으로부터 고속도로 유출된다.
다음에, 레이저 매질 가스는 제 1 정익(5)의 복수의 익근(54) 사이에 유입된다. 제 1 동익(11)의 통과시에 선회하여 교란된 레이저 매질 가스는 제 1 정익(5)에 의해 회전축(8)의 축선방향 흐름으로 전향되고, 가스의 흐름이 조정되어, 제 1 정익(5)으로부터 유출된다. 그리고, 흐름이 조정된 레이저 매질 가스는 제 2 동익(12)의 복수의 익근(12c) 사이에 유입되고, 레이저 매질 가스에는 회전하는 익근(12c)에 의해 속도 에너지가 부여되고, 레이저 매질 가스는 제 2 동익(12)으로부터 고속도로 유출된다. 따라서, 축류 송풍기(100)로부터 토출된 레이저 매질 가스는 고속으로 송출된다. 축류 송풍기(100)의 흡입측과 토출측에서, 레이저 매질 가스에 차압이 생기기 때문에, 회전체에는 회전축(8)의 축선방향(D2)으로 제 1 베어링을 향하여 가압하는 힘이 작용한다. 제 1 스러스트 자기 베어링(17)의 부근에 마련된 도시하지 않은 스러스트 자기 베어링 위치 검출 센서가 회전축(8)에 마련된 도시하지 않은 타겟의 회전 위치를 검출하여, 미리 설정된 위치에 회전축(8)을 조정하도록 스러스트 자기 베어링의 고정부가 작용한다.
<효과>
축류 송풍기(100)의 베어링이 자기 베어링으로 구성되는 것에 의해, 회전체를 기계적인 접촉없이 지지하는 것이 가능해진다. 접촉하여 마모가 발생하는 일이 없기 때문에, 축류 송풍기(100)의 수명이 길어진다. 또한, 모터(3)를 고속으로 회전시킬 수 있어서, 축류 송풍기(100)의 가스 순환 기능, 즉 가스 냉각 능력을 향상시키는 것이 가능해진다.
<편심 조정부(7)에 의한 고강성화(효과 1)>
다음에 편심 조정부(7)에 의한 효과를 설명한다. 축류 송풍기(100)를 고속 회전시키기 위해서는, 회전체의 굽힘 고유 진동수의 저하를 방지하는 것이 불가결하다. 회전체의 굽힘 고유 진동수의 저하를 방지하기 위해서는, 회전체의 중량을 경감하는 것, 또한 회전체의 회전축(8)의 축 길이를 짧게 하는 것이 필요하다. 래디얼 자기 베어링은 회전축(8)을 지지하는 자기 흡인력을 발생한다. 자기 흡인력은 미리 설정된 위치에서 회전축(8)을 지지하기 때문에, 회전체의 자중과, 모터(3)에서 생기는 흡인력에 저항하여, 회전축(8)을 지지하는 흡인력이다. 모터(3)에서 생기는 흡인력은 스테이터(2)와 로터(1) 사이에서 생기는 자기 흡인력이다. 로터(1)의 중심축(AX)에 대한 스테이터(2)의 중심축(AX)의 편심량이 커질수록, 모터(3)에서 생기는 흡인력이 커진다. 따라서, 자기 베어링이 소정의 지지력, 즉 자기 흡인력을 확보하기 위해서는, 큰 지지력을 갖는 자기 베어링이 필요하게 되어, 래디얼 자기 베어링이 대형화된다. 래디얼 자기 베어링이 대형화되면, 래디얼 자기 베어링의 회전부의 외형 치수, 예를 들면 축 길이가 증가하여, 래디얼 자기 베어링의 회전부의 중량이 증가하고, 회전체의 굽힘 고유 진동수가 저하한다. 편심 조정부(7)를 마련하는 것에 의해, 로터(1)의 중심축(AX)의 위치에 대한 스테이터(2)의 중심축(AX)의 위치를 정밀도 양호하게 맞출 수 있어서, 상기의 편심량의 증가에 의한 자기 흡인력의 발생을 억제할 수 있다. 회전체 지지 베어링인 자기 베어링의 지지력이 억제되어, 자기 베어링이 소형화, 경량화된다. 자기 베어링의 소형화에 의해, 회전체의 축 방향의 길이가 짧아져, 회전체의 강성이 향상되고, 더욱 회전체가 경량화된다. 이에 의해, 회전체의 굽힘 고유 진동수의 저하가 억제되어, 회전체의 고속 회전이 가능해지기 때문에, 가스 순환 능력이 향상된다. 또한, 편심 조정 공정에 대규모인 조립 장치는 필요 없으며, 회전체의 편심도의 측정 등의 수고도 들지 않기 때문에, 축류 송풍기(100)의 제조 비용의 증가가 억제된다.
<동익을 로터(1)의 좌우 양쪽에 마련한 것에 의한 고강성화(효과 2)>
다음에, 제 1 동익(11) 및 제 2 동익(12)을 로터(1)의 좌우 양쪽에 마련한 것에 의한 효과를 설명한다. 축류 송풍기(100)에서는, 제 1 래디얼 자기 베어링(13)의 회전부(13a)가 회전축(8)의 단부에 마련되며, 회전축(8)의 축선방향(D2)을 따라서, 제 1 래디얼 자기 베어링(13), 제 1 동익(11), 로터(1), 제 2 동익(12), 제 2 래디얼 자기 베어링(16)이 이 순서로 마련되어 있다. 즉, 회전축(8)의 중앙에 로터(1)가 마련되고, 로터(1)의 좌우 양쪽에 동익, 동익의 좌우 양쪽에 래디얼 자기 베어링의 회전부가 마련된다. 축류 송풍기(100)에 의해, 레이저 매질 가스의 유량을 효율적으로 순환시키려면, 미리 제 1 정익(5)의 익근(54)이 소정의 형상으로 설정되고, 동익의 익근이 소정의 형상으로 설정되고, 제 1 정익(5)의 익근(54)과 동익의 익근이 소정의 위치에 마련된다. 특히, 제 1 정익(5)의 익근(54)과 동익의 익근의 간격은 좁히는 것이 바람직하다. 정익은, 양 동익 사이에 압력 손실을 일으키는 일이 없이 레이저 매질 가스의 흐름을 인도하는 속도 분포를 형성한다. 압력 손실은 에너지 로스와 동일하다. 따라서, 제 1 정익(5)의 익근(54)과 동익의 익근의 간격이 넓어질수록 레이저 매질 가스의 흐름의 속도 분포가 변화하여 압력 손실이 증대하기 때문에 레이저 매질 가스의 유량이 저하한다. 여기에서, 회전축(8)의 중앙에 로터(1)가 마련되고, 로터(1)로부터 회전축(8)의 단부를 향하여, 로터(1)와 동익과 스러스트 베어링과 래디얼 자기 베어링의 회전부가 이 순서로 배열되어 있는 경우를 가정한다. 이 경우, 로터(1)와, 동익과, 스러스트 베어링과, 래디얼 자기 베어링의 회전부가 로터(1), 동익, 래디얼 자기 베어링 및 스러스트 베어링의 순서로 배열되어 있을 때와 비교하여, 동익의 원통부의 축 길이가 길어진다. 동익의 원통부의 축 길이가 길어지는 이유는, 동익과 래디얼 자기 베어링의 회전부 사이에, 스러스트 베어링이 개재된 상태에서, 래디얼 자기 베어링의 고정부가 동익의 원통부에 고정되기 때문이다. 단, 동익의 원통부의 축 길이가 길어질수록 고속 회전시의 원심력에 의해, 동익의 익근이 직경방향(D3)으로 넓어지기 쉬워진다. 따라서, 케이싱(6)과 동익의 익근이 접촉되기 쉬워진다. 동익의 배판부와 동익의 원통부의 접합부의 두께를 증가시키는, 즉 상기 접합부를 보강하는 것에 의해, 동익의 익근의 원심력에 의한 퍼짐이 억제되어, 케이싱(6)과 동익의 익근의 접촉이 방지된다. 그렇지만, 동익의 배판부와 동익의 원통부의 접합부의 두께가 증가할수록 동익의 중량이 증가한다. 회전축(8)에 마련된 동익의 중량이 증가하는 것에 의해, 회전체의 중량이 증가하면, 회전체의 굽힘 고유 진동수가 저하하기 때문에, 회전체의 고속 회전화를 방해할 수 있다. 이에 반하여, 실시형태 1에 따른 축류 송풍기(100)에서는 로터(1), 동익, 래디얼 자기 베어링 및 스러스트 베어링이 회전축(8)의 축선방향(D2)의 중심으로부터 회전축(8)의 단부를 향하며, 로터(1), 동익, 래디얼 자기 베어링 및 스러스트 베어링의 순서로 배열되어 있다. 즉, 동익과 래디얼 자기 베어링 사이에 스러스트 베어링이 개재되어 있지 않다. 따라서, 래디얼 자기 베어링이 마련되는 위치가 동익에 가까워져, 동익의 원통부의 축 길이가 짧아지고, 동익이 경량화된다. 그 때문에, 회전체가 경량화되고, 회전체의 굽힘 고유 진동수의 저하가 억제되어, 회전체의 고속 회전이 가능해진다.
여기에서, 축류 송풍기(100)의 동작에 대한 구체적인 해석 결과의 일 예를 나타낸다. 이 예에서는 모터(3)의 출력은 약 7㎾이며, 플랜지(53)에는 직경 5.8㎜의 관통 구멍(53a)이 균등하게 4개소에 마련되며, 스테이터 보지부(51)의 축선방향의 단부에는 구멍(51a)이 균등하게 4개소에 마련되는 것으로 한다. 또한, 체결 부재(56)에는 외경 5.0㎜의 미터 나사가 이용되며, 관통 구멍(53a)과 미터 나사의 조정대는 0.4㎜가 되며, 스테이터 보지부(51)에 플랜지(53)가 고정되는 것으로 한다. 유한요소법을 이용하여 고유 진동 해석을 실행한 결과, 회전체의 회전수가 333㎐, 즉 20000rpm인 경우에, 회전체의 1차 굽힘 고유 진동수는 1200㎐ 정도가 된다. 1차 굽힘 고유 진동수가 회전수의 대략 3배로, 충분히 주파수의 여유가 있으므로, 회전체의 회전 동작이 가능하다는 것을 알 수 있다.
실시형태 2
도 6은 실시형태 2에 따른 축류 송풍기의 단면도이다. 실시형태 2에 따른 축류 송풍기(100A)에서는 실시형태 1에 있어서의 토출측의 제 2 베어링 보지부(20)가 제 2 정익(46)과 치환되어 있다. 제 2 정익(46)은 케이싱(6)의 내측에 마련되며, 제 2 정익(46)에 제 2 베어링이 고정되어 있다. 케이싱(6)은 모터(3), 제 1 정익(5), 제 2 정익(46), 제 1 동익(11) 및 제 2 동익(12)을 수납하는 커버 부재가 된다. 실시형태 2에 따른 축류 송풍기(100A)에서도 실시형태 1과 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 실시형태 2에 따른 축류 송풍기(100A)에 의하면, 제 2 정익(46)에 의해, 제 2 동익(12)으로부터 토출된 레이저 매질 가스의 흐름이 조정되어 축선방향 흐름으로 전향되기 때문에, 효율이 양호한 축류 송풍기(100A)가 된다. 축류 송풍기(100A)의 가스 순환 능력을 더욱 높이는 것이 가능해진다.
실시형태 3
도 7은 실시형태 3에 따른 레이저 발진 장치의 사시도이다. 도 8은 실시형태 3에 따른 레이저 발진 장치의 단면도이다. 레이저 발진 장치(200)는 레이저 매질 가스(300)를 봉입하는 진공 용기인 하우징(201)과, 레이저 매질 가스(300)의 방전 여기에 이용하는 방전부(202)와, 부분 반사경(203)과, 전반사경(204)과, 레이저 매질 가스(300)를 냉각하는 열교환기(205)와, 레이저 매질 가스(300)를 순환시키는 축류 송풍기(100)를 구비한다. 방전부(202)는 한쌍의 방전 전극(202a, 202b)을 구비한다. 전반사경(204)과 부분 반사경(203)은, 하우징(201)의 광축선 방향의 양측에 마련되어 있으며, 광공진기를 구성하고 있다. 레이저(400)는 부분 반사경(203)으로부터 출사된다. 전반사경(204)과 부분 반사경(203) 대신에 윈도우를 장착한 경우, 레이저 발진 장치(200)는 레이저 증폭기로서 기능한다. 여기에서는, 레이저 매질 가스(300)가 방전부(202)에 들어가기 전에 열교환기(205)를 통과하고, 4대의 축류 송풍기(100)에 의해 하우징(201)의 내측을 순환하고 있다.
레이저 발진 장치(200)의 동작에 대해서 설명한다. 축류 송풍기(100)에 구비된 모터(3)에 의해 회전 구동력을 얻어, 매분 수만 회전의 고속으로 동익을 장착한 회전축(8)이 회전한다. 축류 송풍기(100)에서는 레이저 매질 가스(300)가 모터(3)의 주위를 흘러, 축선방향(D2)으로 직선적으로 흐른다. 축선방향(D2)은 도 7에 도시하는 가스 흐름 방향과 동일하다. 모터(3)가 고속 회전하여, 풍량을 증대시키는 것에 의해, 레이저 매질 가스(300)의 순환 냉각 능력을 높이는 것이 가능해져, 레이저 발진 장치(200)의 소형화 및 고출력화를 도모할 수 있다. 또한, 레이저 발진 장치(200)에는, 실시형태 2에 따른 축류 송풍기(100A)를 이용하여도 좋으며, 축류 송풍기(100)를 이용한 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이상의 실시형태에 나타낸 구성은 본 발명의 내용의 일 예를 나타내는 것이며, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략, 변경하는 것도 가능하다.
1: 로터 2: 스테이터
3: 모터 5: 제 1 정익
6: 케이싱
6a, 6b, 9a1, 11a1, 12a1, 19c, 53a: 관통 구멍
6c: 대좌 6d, 19b1: 나사 구멍
7: 편심 조정부 8: 회전축
9: 제 1 동익 보지부 9a, 10a: 제 1 환상부
9b, 10b: 제 2 환상부 10: 제 2 동익 보지부
10a1: 나사 관통 구멍 11: 제 1 동익
11a, 12a: 배판부 11a2, 12a2: 동익 보지 구멍
11b, 12b, 19a, 20a: 원통부 11c, 12c, 54: 익근
12: 제 2 동익 13: 제 1 래디얼 자기 베어링
13a, 16a, 17a, 18a: 회전부 13b, 16b, 17b, 18b: 고정부
14, 15: 동익 장착 나사 16: 제 2 래디얼 자기 베어링
17: 제 1 스러스트 자기 베어링 18: 제 2 스러스트 자기 베어링
19: 제 1 베어링 보지부 19b, 20b, 44b: 지지 비임부
19b2: 핀 구멍 20: 제 2 베어링 보지부
29: 제 1 래디얼 자기 베어링부 30: 제 2 래디얼 자기 베어링부
39: 지그 샤프트 39a: 경사부
39b: 스테이터 축심 조정 수나사 40: 스테이터 축심 조정구
41: 스테이터 축심 조정구 보지부 41a: 스테이터 축심 조정구 보지 홈부
41b: 스테이터 축심 조정 암나사 42: 스테이터 축심 조정 부재
42a: 수지 밴드 43: 지그 커버
43a: 스테이터 축심 조정 부재 홈부 44: 회전 고정 부재
44a: 스토퍼 부재 45: 센터링 조정 지그
46: 제 2 정익 47: 핀
51: 스테이터 보지부 51a: 구멍
51b: O링 51c: 환상 홈
51d: 홈 52: 익근 기부
53: 플랜지 53b: 간극
55: 커버 56: 체결 부재
60, 61: 나사 71: 입수 배관
72: 출수 배관 73: 전력선
100, 100A: 축류 송풍기 200: 레이저 발진 장치
201: 하우징 202: 방전부
202a, 202b: 방전 전극 203: 부분 반사경
204: 전반사경 205: 열교환기
300: 레이저 매질 가스 400: 레이저
AX: 중심축 D1: 둘레방향
D2: 축선방향 D3: 직경방향

Claims (13)

  1. 회전축과,
    상기 회전축의 외주부에 마련되는 로터와,
    상기 로터의 외주부에 마련되는 스테이터와,
    상기 스테이터를 수납하는 케이싱과,
    상기 회전축의 양단에 마련되며 상기 회전축을 지지하는 한쌍의 베어링과,
    상기 케이싱의 양단에 마련되며 상기 베어링을 보지하는 한쌍의 베어링 보지부와,
    상기 스테이터의 외주부에 마련되는 스테이터 보지부와,
    상기 스테이터 보지부의 외주부에 마련되는 원통 부재와,
    상기 원통 부재의 축선방향의 단부로부터 상기 회전축을 향하여 신장되며, 상기 스테이터 보지부의 축선방향의 단부에 대향하는 플랜지와,
    상기 플랜지를 거쳐서 상기 스테이터 보지부의 축선방향의 단부에 체결되는 체결 부재를 구비하고,
    상기 플랜지에는, 상기 플랜지를 축선방향으로 관통하며, 상기 체결 부재가 삽입되는 관통 구멍이 형성되며,
    상기 관통 구멍의 직경은 상기 체결 부재의 머리부의 직경보다 작고, 또한 상기 체결 부재의 나사부의 직경보다 크고,
    상기 케이싱에는, 직경방향으로 상기 회전축, 상기 로터, 상기 스테이터, 상기 스테이터 보지부, 상기 원통 부재의 순서로 배열되며,
    상기 회전축, 상기 로터, 상기 스테이터, 상기 스테이터 보지부, 상기 원통 부재가 동심원 상에 마련되고,
    상기 체결 부재의 나사부의 외주부와 상기 관통 구멍의 벽면 사이에 간극이 형성되는 것을 특징으로 하는
    회전 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링은 상기 베어링 보지부에 대해서 상기 회전축을 비접촉으로 지지하는 자기 베어링인 것을 특징으로 하는
    회전 구동 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 회전 구동 장치의 조립 방법에 있어서,
    상기 스테이터 보지부의 축선방향의 단부에 상기 플랜지의 축선방향의 단부를 접촉시킨 상태에서, 상기 로터의 중심축에 대한 상기 스테이터의 중심축의 직경방향의 위치를 조절하는 위치 조정 공정과,
    상기 위치 조정 공정 후에 상기 스테이터 보지부의 단부에 상기 체결 부재를 비틀어넣는 것에 의해 상기 스테이터 보지부에 상기 플랜지를 고정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    회전 구동 장치의 조립 방법.
  4. 가스를 순환하는 제 1 동익 및 제 2 동익이 마련되는 회전축과,
    상기 회전축의 외주부에 마련되는 로터와,
    상기 로터의 외주부에 마련되는 스테이터와,
    상기 스테이터, 상기 제 1 동익, 상기 제 2 동익 및 제 1 정익을 수납하는 케이싱과,
    상기 회전축의 양단에 마련되며 상기 회전축을 지지하는 한쌍의 베어링과,
    상기 케이싱의 양단에 마련되며 상기 베어링을 보지하는 한쌍의 베어링 보지부와,
    상기 스테이터의 외주부에 마련되는 스테이터 보지부와,
    상기 스테이터 보지부의 외주부에 마련되며, 상기 제 1 정익이 외주부에 마련되는 원통 부재와,
    상기 원통 부재의 축선방향의 단부로부터 상기 회전축을 향하여 신장되며, 상기 스테이터 보지부의 축선방향의 단부에 대향하는 플랜지와,
    상기 플랜지를 거쳐서 상기 스테이터 보지부의 축선방향의 단부에 체결되는 체결 부재를 구비하고,
    상기 제 1 정익은 상기 케이싱의 내측에 고정되며,
    상기 플랜지에는, 상기 플랜지를 축선방향으로 관통하며, 상기 체결 부재가 삽입되는 관통 구멍이 형성되며,
    상기 관통 구멍의 직경은 상기 체결 부재의 머리부의 직경보다 작고, 또한 상기 체결 부재의 나사부의 직경보다 크며,
    상기 케이싱에는, 직경방향으로 상기 회전축, 상기 로터, 상기 스테이터, 상기 스테이터 보지부, 상기 원통 부재, 상기 제 1 정익의 순서로 배열되며,
    상기 회전축, 상기 로터, 상기 스테이터, 상기 스테이터 보지부, 상기 원통 부재, 상기 제 1 정익이 동심원 상에 마련되는 것을 특징으로 하는
    축류 송풍기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 베어링은 상기 베어링 보지부에 대해서 상기 회전축을 비접촉으로 지지하는 자기 베어링인 것을 특징으로 하는
    축류 송풍기.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 회전축에는, 래디얼 베어링 및 스러스트 베어링이 마련되며,
    상기 로터, 상기 제 1 동익, 상기 래디얼 베어링 및 상기 스러스트 베어링은 상기 회전축의 축선방향의 중심으로부터 상기 회전축의 단부를 향하여, 상기 로터, 상기 제 1 동익, 상기 래디얼 베어링 및 상기 스러스트 베어링의 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는
    축류 송풍기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 케이싱에는, 상기 스테이터, 상기 제 1 동익, 상기 제 2 동익 및 상기 제 1 정익에 부가하여 제 2 정익이 수납되고,
    상기 제 2 정익은 상기 케이싱의 내측에 고정되며,
    상기 래디얼 베어링은 상기 제 2 정익에 보지되는 것을 특징으로 하는
    축류 송풍기.
  8. 레이저 매질 가스가 봉입된 하우징과,
    상기 레이저 매질 가스를 방전에 의해 여기하는 방전부와,
    상기 방전부에 의해 여기된 상기 레이저 매질 가스를 순환시키는 제 4 항 또는 제 5 항에 기재된 축류 송풍기와,
    상기 레이저 매질 가스를 냉각하는 열교환기를 구비하는 것을 특징으로 하는
    레이저 발진 장치.
  9. 레이저 매질 가스가 봉입된 하우징과,
    상기 레이저 매질 가스를 방전에 의해 여기하는 방전부와,
    상기 방전부에 의해 여기된 상기 레이저 매질 가스를 순환시키는 제 6 항에 기재된 축류 송풍기와,
    상기 레이저 매질 가스를 냉각하는 열교환기를 구비하는 것을 특징으로 하는
    레이저 발진 장치.
  10. 레이저 매질 가스가 봉입된 하우징과,
    상기 레이저 매질 가스를 방전에 의해 여기하는 방전부와,
    상기 방전부에 의해 여기된 상기 레이저 매질 가스를 순환시키는 제 7 항에 기재된 축류 송풍기와,
    상기 레이저 매질 가스를 냉각하는 열교환기를 구비하는 것을 특징으로 하는
    레이저 발진 장치.
  11. 제 4 항 또는 제 5 항에 기재된 축류 송풍기의 조립 방법에 있어서,
    상기 스테이터 보지부의 축선방향의 단부에 상기 플랜지의 축선방향의 단부를 접촉시킨 상태에서, 상기 로터의 중심축에 대한 상기 스테이터의 중심축의 직경방향의 위치를 조정하는 공정과,
    상기 공정 후에 상기 스테이터 보지부의 단부에 상기 체결 부재를 비틀어넣는 것에 의해 상기 스테이터 보지부에 상기 플랜지를 고정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    축류 송풍기의 조립 방법.
  12. 제 6 항에 기재된 축류 송풍기의 조립 방법에 있어서,
    상기 스테이터 보지부의 축선방향의 단부에 상기 플랜지의 축선방향의 단부를 접촉시킨 상태에서, 상기 로터의 중심축에 대한 상기 스테이터의 중심축의 직경방향의 위치를 조정하는 공정과,
    상기 공정 후에 상기 스테이터 보지부의 단부에 상기 체결 부재를 비틀어넣는 것에 의해 상기 스테이터 보지부에 상기 플랜지를 고정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    축류 송풍기의 조립 방법.
  13. 제 7 항에 기재된 축류 송풍기의 조립 방법에 있어서,
    상기 스테이터 보지부의 축선방향의 단부에 상기 플랜지의 축선방향의 단부를 접촉시킨 상태에서, 상기 로터의 중심축에 대한 상기 스테이터의 중심축의 직경방향의 위치를 조정하는 공정과,
    상기 공정 후에 상기 스테이터 보지부의 단부에 상기 체결 부재를 비틀어넣는 것에 의해 상기 스테이터 보지부에 상기 플랜지를 고정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    축류 송풍기의 조립 방법.
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