JPH05133360A - 無給油式スクリユー圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】互いに噛合う雄ロータ１，雌ロータ２，両ロー
タを収納するケーシング３，両ロータを支持するラジア
ル軸受５，スラスト軸受６，両軸受を固定する軸受押え
１３を含む無給油式スクリュー圧縮機において、スラス
ト軸受６と軸受押え１３との間に、コイルばね１６を設
け、ばね力でスラスト軸受６を固定する。 【効果】スラスト軸受にラジアル荷重を負担させない様
にし、また、スラスト軸受の外輪の変形による内部すき
まの減少を防止し、スラスト軸受の増大が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無給油式スクリュー圧
縮機等のスクリュー形圧縮機の軸受の固定構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来技術で無給油圧縮機の軸受固定装置
に関するものは、特開昭61−103013号公報があり、アン
ギュラ軸受の外輪を固定する板にインローを設けて組立
時、軸受の外輪に偏荷重が作用するのを防止したもので
ある。

【０００３】この従来技術では、数本の締付ボルトでス
ラスト軸受の外輪を固定する板、すなわち、軸受押えを
締付けスラスト軸受を固定するが、この場合、ボルトを
締める締付トルクに比例した力がスラスト軸受外輪端面
に作用する。従って、締付トルクが大きい場合は、スラ
スト軸受外輪端面の摩擦力が大きくなり、ロータ軸に垂
直なガス荷重すなわちラジアル荷重に対してスラスト軸
受はすべることができなくなり、スラスト軸受はラジア
ル荷重を負担することになる。また、この場合、スラス
ト軸受外輪に作用する圧縮力が大きくなり、スラスト軸
受外輪の変形量が大きくなり、その内部すきまが減少し
軸受，寿命の低下を引き起こす。さらに、各ボルトの締
付トルクが一定でなくばらついた場合、軸受押えが片締
めの状態となり易く、スラスト軸受の内部すきまの減
少、軸受取付位置に対するミスアライメントの増加の可
能性が生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スラ
スト軸受にラジアル荷重を負担させない様にし、また、
スラスト軸受外輪の変形による内部すきまの減少を防
ぎ、スラスト軸受の寿命の増大を図ることにある。さら
に、軸受押えが片締の状態とならない様にし、スラスト
軸受の内部すきまの減少，軸受取付位置に対するミスア
ライメントの増加を防ぐことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は互いに噛み合う雄ロータ，雌ロータ，両ロ
ータを収納するケーシング、両ロータを支持するラジア
ル軸受，スラスト軸受，両軸受を固定する軸受押え等か
ら構成される無給油式スクリュー圧縮機において、スラ
スト軸受と軸受押えとの間に、又は、スラスト軸受の両
側に、コイルばね，サラばね等のばねを設け、ばね力で
スラスト軸受を固定する。

【０００６】

【作用】ばね力でスラスト軸受を固定した場合、ばね定
数，たわみ，配置数量を適当に選択すれば目的の軸受外
輪締付力が得られる。一方、スラスト軸受外輪端面に
は、この軸受外輪締付力に比例したすべり摩擦力が生じ
る。このすべり摩擦力よりラジアル荷重が大きくなる様
に軸受外輪締付力を定めれば、スラスト軸受はラジアル
荷重方向にすべることができ、ラジアル力はラジアル軸
受が負担し、スラスト軸受にはスラスト力のみが作用す
る。

【０００７】次に、鋼球を用いてスラスト軸受を固定し
た場合は、スラスト軸受外輪端面にころがり摩擦力が生
じる。ころがり摩擦力はすべり摩擦力よりも十分小さく
なるので、大きな軸受外輪締付力に対してもスラスト軸
受をラジアル荷重方向にすべらせることができる。

【０００８】次に、固定潤滑被膜剤を塗布したスペーサ
でスラスト軸受を固定した場合は、固体潤滑被膜剤の摩
擦係数は小さく出来る。従って、比較的大きな軸受外輪
締付力に対しても、スラスト軸受をラジアル荷重方向に
すべらせることができる。

【０００９】

【実施例】本発明の第一の実施例について図１，図２に
より説明する。互いに噛み合う雄ロータ１，雌ロータ２
は、ケーシング３，Ｓケーシング４に収納されており、
さらに、雄ロータ１，雌ロータ２は、それぞれ、吐出側
では円筒コロ軸受５ａ，５ｂ、組合アンギュラ軸受６
ａ，６ｂ、吸込側では円筒コロ軸受７ａ，７ｂで支持さ
れている。また、雄ロータ１の吸込側軸端にはピニオン
ギヤ８，吐出側軸端にはタイミングギヤ９ａが、雌ロー
タ２の吐出側軸端には、タイミングギヤ９ｂが嵌合され
ている。

【００１０】ピニオンギヤ８に伝達される軸動力は、雄
ロータ１を回転させ、さらに二対のタイミングギヤ９
ａ，９ｂを介して雌ロータを同期回転させる。これによ
り、雄ロータ１のローブ部１ａと雌ロータ２のローブ部
２ａとは微小なすきまを保ち、同期回転し、吸入口１０
から吸込まれた空気は所定の圧力まで昇圧され吐出口１
１から吐出される。

【００１１】雄ロータ１と雌ロータ２とが回転して空気
を圧縮すると、雄ロータ１，雌ロータ２それぞれにロー
タ軸方向に垂直なガス荷重すなわちラジアル力が、ロー
タ軸方向でロータを吸込側へ押すガス荷重すなわちスラ
スト力が作用する。このロータに作用するラジアル力を
受持つために設けられた軸受が円筒コロ軸受５ａ，５ｂ
であり、スラスト力を受持つために設けられた軸受が組
合アンギュラ軸受６ａ，６ｂである。吐出側軸受部で
は、円筒コロ軸受５，軸受へ潤滑油を供給するための給
油間座１２，組合アンギュラ軸受６の順で配置され、軸
受押え１３を組合アンギュラ軸受６の外輪側面部に設
け、数本のボルト１４で締めることにより、円筒コロ軸
受５，給油間座１２，組合アンギュラ軸受６を固定する
構造となっている。尚、円筒コロ軸受５，給油間座１２
は、ケーシング３に対して締りばめ、又は中間ばめで嵌
合されており、組合アンギュラ軸受６は隙間ばめで嵌合
されている。さらに、ケーシング３と軸受押え１３とが
隣接する部分にインロー部を設け、圧縮機本体組立時、
軸受押え１１が移動しない様に、また、組合アンギュラ
軸受６外輪へ偏荷重が作用しない様にしてある。

【００１２】以上は、従来技術の構成，動作と同一内容
である。本実施例では、さらに軸受押え１３と組合アン
ギュラ軸受外輪１５との間にコイルばね１６，スペーサ
１７を設ける。複数の締付ボルト１４を軸受押え端面１
３ａがケーシング端面１８に接触するまで締付けること
により、コイルばね１６を介して各軸受が固定される。
尚、コイルばね１６は同心円状に複数配置する。

【００１３】コイルばね１６のばね定数，たわみ，配置
数量を適当に選択すれば目的の軸受外輪締付力が得られ
る。一方、組合アンギュラ軸受外輪端面１８にこの軸受
外輪締付力に比例したすべり摩擦力が生じる。従って、
このすべり摩擦力よりラジアル荷重が大きくなる様に軸
受外輪締付力を定めれば、組合アンギュラ軸受はラジア
ル荷重方向にすべることができ、組合アンギュラ軸受６
にラジアル力は作用せずスラスト力のみが作用する。

【００１４】一方、ピニオンギヤ８にはすばギヤを用い
た場合、圧縮機起動時、起動トルクに比例して、ロータ
を吐出側へ押す逆スラスト力が雄ロータ１に作用する。
このスラスト力が軸受外輪締付力より大きい場合は、雄
ロータ１は、吐出端面ギャップが小さくなる様に変位し
吐出端面間接触の可能性が生じるので、逆スラスト力よ
り軸受端面締付力を大きくなる様にコイルばね等を構成
する。

【００１５】この様に構成することにより、圧縮機運転
時、組合アンギュラ軸受にはラジアル力が作用せずスラ
スト力のみが作用することになり、組合アンギュラ軸受
の寿命を大幅に増大させることができる。

【００１６】従来技術では図３に示す様に数本の締付ボ
ルト１４で軸受押えを締め付け各軸受を固定するが、軸
受押え端面１８がケーシング端面に接触しない構造で、
軸受外輪締付力はボルト１４の締付トルクに比例する。
従って、締付トルクが大きくなると、軸受外輪を経てケ
ーシング３へ伝わる荷重が大きくなり、ケーシング３の
内部の変形量も大きくなる。また、ボルト締付トルクが
大きくなると、組合アンギュラ軸受外輪１８の変形量が
大きくなり、その内部すきまが減少する。さらに、各ボ
ルト１４の締付トルクがばらついた場合、組合アンギュ
ラ軸受外輪１８に偏荷重が作用し、その内部すきまの減
少、軸受位置に対するミスアライメントの増加の可能性
が生じる。

【００１７】本実施例では、複数のコイルばねを介して
組合アンギュラ軸受を固定することにより、軸受外輪側
面の面圧が一様となり、組合アンギュラ軸受外輪に偏荷
重が作用するのを防ぐことができ、組合アンギュラ軸受
内部すきまの減少、軸受取付位置に対するミスアライメ
ントの増加を防ぐことができる。さらに、ボルト締付ト
ルクによらず軸受外輪締付力が一定となり、しかも、こ
の締付力の値を小さくできるので、ケーシング内部の変
形量を小さくでき、軸受外輪変形による軸受すきまの減
少を防ぐことができる。

【００１８】次に、本発明の第二の実施例を図４により
説明する。この実施例は、第一実施例でコイルばねの代
りにサラばね１９を用いたもので、作用，効果は、第一
の実施例と同一である。サラばねを用いた場合、数量は
最低一個で済み、構造が簡素化され、組立性が向上す
る。

【００１９】次に第三の実施例を図５により説明する。
この実施例は第一，第二の実施例において、コイルば
ね，サラばね等のばねの代りに鋼球を用いるものであ
る。圧縮機吸込側より、円筒コロ軸受５，給油間座１
２，鋼球を保持するスペーサ２１ａ，鋼球２０，組合ア
ンギュラ軸受６，スペーサ２１ｂ，鋼球２０，軸受押え
１３の順で配置し、止めビス２２で全体を固定する構造
とする。尚、鋼球２０は同心円状に複数配置する。

【００２０】この様に構成した場合、組合アンギュラ軸
受６の両側にあるスペーサ２１に軸受締付力に比例した
ころがり摩擦力が生じる。この場合、ころがり摩擦力は
すべり摩擦力よりも十分小さくなるので、大きな軸受締
付力に対しても、ラジアル力より摩擦力を小さくでき、
組合アンギュラ軸受６をスペーサ２１と一体でラジアル
荷重方向にすべらせることができる。尚、鋼球に生じる
圧縮応力、すなわち、ヘルツ応力値が許容値以内となる
様に構成する。これにより、圧縮機運転時、組合アンギ
ュラ軸受には、ラジアル力が作用せずスラスト力のみが
作用することになり、組合アンギュラ軸受の寿命を大幅
に増大させることができる。

【００２１】次に、第四の実施例を図６により説明す
る。この実施例は第三の実施例の鋼球、スペーサの代り
にスラスト玉軸受を用いるもので圧縮機吸込側より、円
筒コロ軸受５，給油間座１２，スラスト玉軸受２３，組
合アンギュラ軸受６，スラスト玉軸受２３，軸受押え１
３の順で配置し止めビス２２で全体を固定する構造とす
る。また、スラスト玉軸受２３軸嵌合部が、各ロータ
１，２に対して隙間を持つ様なスラスト玉軸受を選ぶ。
尚、軸受締付力はスラスト玉軸受の静定格荷重以下とす
る。作用，効果は第三の実施例の場合と同様である。こ
の場合、圧縮機本体組立の際、部組状態（市販）のスラ
スト玉軸受を用いれば、第三の実施例に比べ組立性は向
上する。

【００２２】次に第五の実施例を図７により説明する。
この実施例は、第一の実施例でのコイルばねの代りに片
側に固体潤滑被膜剤を塗布したスペーサを用いるもので
ある。圧縮機本体吸込側より、円筒コロ軸受５，給油間
座１２，スペーサ２４ａ，組合アンギュラ軸受６，スペ
ーサ２４ｂ，軸受押え１３の順で配置し、止めビス２２
で全体を固定する構造とする。スペーサ２４ａ，２５ｂ
の組合アンギュラ軸受６に接する面に固体潤滑被膜剤２
５を塗布する。尚、固体潤滑被膜剤は、例えば、フロン
メタルを用いる。固体潤滑被膜剤の摩擦係数は小さく出
来るので、組合アンギュラ軸受外輪端面の摩擦力は小さ
くなる。従って、比較的大きな軸受外輪締付力に対して
も、摩擦力よりラジアル力を大きくできる。従って、圧
縮機運転時、組合アンギュラ軸受には、ラジアル力が作
用せずスラスト力のみが作用することになり、組合アン
ギュラ軸受の寿命を大幅に増大させることができる。

【００２３】次に第六の実施例を図８により説明する。
この実施例は、第五の実施例を改良したもので、片側に
固体潤滑被膜剤を塗布したスペーサを組合アンギュラ軸
受に対して軸受押え側にのみ配置したものである。圧縮
機本体吸込側より、円筒コロ軸受５，給油間座１２，組
合アンギュラ軸受６，固体潤滑被膜剤２５を片側に塗布
したスペーサ２４，軸受押えの順で配置し、スペーサ締
付ボルト２６で全体を固定する構造とする。さらに、ス
ペーサ締付ボルト２６がゆるまない機構を設ける。この
ゆるみ止めの例として、本実施例では止めねじ２７を用
いたが、スペーサ締付ボルトのねじ部にねじ固定用の接
着剤を塗布して固定することも可能である。本構造の場
合、組合アンギュラ軸受外輪締付力、さらに、組合アン
ギュラ軸受外輪端面摩擦力は、スペーサ締付ボルトの締
付トルクに比例する。よって、摩擦力がラジアル荷重よ
りも小さくなる様にスペーサ締付ボルトの締付トルクを
管理する。この締付トルクが小さい程、組合アンギュラ
軸受はラジアル荷重に対してすべり易くなるが、スペー
サ締付ボルトがゆるむ可能性が生じる。スペーサ締付ボ
ルトがゆるんだ場合、組合アンギュラ軸受全体がケーシ
ングに対して動き、ロータの接触の可能性が生じる。本
実施例では、締付ボルトゆるみ止め機構を設けてあるの
で、この不具合が生じることなく、ラジアル荷重に対し
て組合アンギュラ軸受をすべらせることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、スラスト軸受にラジア
ル荷重を負担させない様にし、また、スラスト軸受外輪
の変形による内部すきまの減少を防止し、スラスト軸受
の寿命の増大が図れる。さらに、軸受押えが片締めの状
態とならない様にし、スラスト軸受の内部すきまの減
少、軸受取付位置に対するミスアライメントの増加を防
ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す無給油式スクリュ
ー圧縮機の横断面図。

【図２】図１の吐出側軸部の断面図。

【図３】従来の無給油式スクリュー圧縮機の吐出側軸部
の断面図。

【図４】第二の実施例を示す無給油式スクリュー圧縮機
の吐出側軸部の断面図。

【図５】第三の実施例を示す無給油式スクリュー圧縮機
の吐出側軸部の断面図。

【図６】第四の実施例を示す無給油式スクリュー圧縮機
の吐出側軸部の断面図。

【図７】第五の実施例を示す無給油式スクリュー圧縮機
の吐出側軸部の断面図。

【図８】第五の実施例を示す無給油式スクリュー圧縮機
の吐出側軸部の断面図。

【符号の説明】

１…雄ロータ、２…雌ロータ、３…ケーシング、５…円
筒コロ軸受、６…組合アンギュラ軸受、１３…軸受押
え、１６…コイルばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに噛み合う雄ロータ，雌ロータと、前
   記雄ロータ，前記雌ロータを収納するケーシングと、前
   記雄ロータと、前記雌ロースを支持するラジアル軸受，
   スライト軸受と、前記ラジアル軸受および前記スラスト
   軸受を固定する軸受押えとから構成される無給油式スク
   リュー圧縮機において、前記スラスト軸受と前記軸受押
   えとの間に、又は、前記スラスト軸受の両側にばねを設
   け前記スラスト軸受を固定したことを特徴とする無給油
   式スクリュー圧縮機。