JPH0749040Y2 - 羽根車取付構造 - Google Patents
羽根車取付構造Info
- Publication number
- JPH0749040Y2 JPH0749040Y2 JP1989116413U JP11641389U JPH0749040Y2 JP H0749040 Y2 JPH0749040 Y2 JP H0749040Y2 JP 1989116413 U JP1989116413 U JP 1989116413U JP 11641389 U JP11641389 U JP 11641389U JP H0749040 Y2 JPH0749040 Y2 JP H0749040Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- main shaft
- rotor main
- stepped portion
- rotor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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- 238000005452 bending Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
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Landscapes
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はターボ分子ポンプ等の高速回転体における固有
振動数の安定化に好適な羽根車取付構造に関するもので
ある。
振動数の安定化に好適な羽根車取付構造に関するもので
ある。
軸受に磁気浮上方式の軸受、即ち磁気軸受を用いたター
ボ分子ポンプとしては、第６図に示す断面構造示すもの
がある。同図において、１はロータ主軸であり、該ロー
タ主軸１には羽根車２を位置決めするための位置決用段
付部３が設けられており、該ロータ主軸１に羽根車２が
そのボス部が位置決用段付部３の密接するように、焼嵌
め固着され、回転ロータが構成されている。該回転体ロ
ータのロータ主軸１はラジアル磁気軸受4,5及びスラス
ト磁気軸受６で時期的に浮上支持されている。なお、同
図において、７は羽根車２に固定されロータブレード、
９はポンプケーシングに固定されステータブレード、1
0,11は緊急時の機械式軸受（ベアリング）、12はスラス
トギャップセンサ、13,14はラジアルギャップセンサ、1
5はモータである。
ボ分子ポンプとしては、第６図に示す断面構造示すもの
がある。同図において、１はロータ主軸であり、該ロー
タ主軸１には羽根車２を位置決めするための位置決用段
付部３が設けられており、該ロータ主軸１に羽根車２が
そのボス部が位置決用段付部３の密接するように、焼嵌
め固着され、回転ロータが構成されている。該回転体ロ
ータのロータ主軸１はラジアル磁気軸受4,5及びスラス
ト磁気軸受６で時期的に浮上支持されている。なお、同
図において、７は羽根車２に固定されロータブレード、
９はポンプケーシングに固定されステータブレード、1
0,11は緊急時の機械式軸受（ベアリング）、12はスラス
トギャップセンサ、13,14はラジアルギャップセンサ、1
5はモータである。
上記構造のターボ分子ポンプにおいては、回転体の固有
振動数特性に応じて磁気軸受系の制御安定性を確保する
ためバンドパスフィルタを利用して特定の周波数帯域
（回転体の固有振動数に対応する周波数）で位相進みを
増進させて、固有振動値の発信を防止している。一方、
図示するようなロータ主軸１と羽根車２の固着方法で
は、回転体の温度上昇（ラジアル磁気軸受4,5やスラス
ト磁気軸受６の渦電流損、モータ15の銅損や鉄損、気体
の圧縮熱等が原因）に伴ってロータ系の固有振動が高い
値と変化するという問題があった。第４図はその例を示
す図であり、同図（Ａ）は温度20℃の時の１次曲げ固有
値を示し、同図（Ｂ）は温度90℃の時の１次曲げ固有値
を示している。図示するように、温度20℃では775Hzで
あった１次曲げ固有値が温度90℃では925Hzと高くなる
ことが分かる。
振動数特性に応じて磁気軸受系の制御安定性を確保する
ためバンドパスフィルタを利用して特定の周波数帯域
（回転体の固有振動数に対応する周波数）で位相進みを
増進させて、固有振動値の発信を防止している。一方、
図示するようなロータ主軸１と羽根車２の固着方法で
は、回転体の温度上昇（ラジアル磁気軸受4,5やスラス
ト磁気軸受６の渦電流損、モータ15の銅損や鉄損、気体
の圧縮熱等が原因）に伴ってロータ系の固有振動が高い
値と変化するという問題があった。第４図はその例を示
す図であり、同図（Ａ）は温度20℃の時の１次曲げ固有
値を示し、同図（Ｂ）は温度90℃の時の１次曲げ固有値
を示している。図示するように、温度20℃では775Hzで
あった１次曲げ固有値が温度90℃では925Hzと高くなる
ことが分かる。
この原因は、回転体の温度上昇に伴って羽根車２（アル
ミニウム材からなる）とロータ主軸１（ステンレススチ
ール材からなる）の熱膨張の差により、羽根車２が軸方
向に大きく伸び、ロータ主軸１の位置決用段付部３と羽
根車２のボス部の間の面圧が上昇することに発生してい
る。
ミニウム材からなる）とロータ主軸１（ステンレススチ
ール材からなる）の熱膨張の差により、羽根車２が軸方
向に大きく伸び、ロータ主軸１の位置決用段付部３と羽
根車２のボス部の間の面圧が上昇することに発生してい
る。
磁気軸受位相補償回路のバンドパスフィルタの帯域は一
定の幅で設定されているため、固有振動数の変化が大き
いと、この固有振動数は該バンドパスフィルタの有効帯
域を外れ、位相進せることによる固有振動数の減衰効果
が作用しなくなり、不都合があった。
定の幅で設定されているため、固有振動数の変化が大き
いと、この固有振動数は該バンドパスフィルタの有効帯
域を外れ、位相進せることによる固有振動数の減衰効果
が作用しなくなり、不都合があった。
本考案は上述の点に鑑みてなされたもので、回転体の温
度が上昇しても固有振動数が変化しないか或いは変化が
極めて小さい、固有振動数の安定化に好適な羽根車取付
構造を提供することにある。
度が上昇しても固有振動数が変化しないか或いは変化が
極めて小さい、固有振動数の安定化に好適な羽根車取付
構造を提供することにある。
上記課題を解決するため本考案は、互いに熱膨張率の異
なる材料から羽根車とロータ主軸とを具備し、該ロータ
主軸の軸方向所定位置には径の大きい位置決用段付部が
形成されており、前記羽根車を該ロータ主軸に位置決用
段付部の端面に羽根車のボス部片面を当接させ且つ焼嵌
して固着した構成の羽根車取付構造において、ロータ主
軸の位置決用段付部の外周で且つ前記羽根車が当接する
端面の近傍に軸中心に向かう細溝を設けたことを特徴と
する。
なる材料から羽根車とロータ主軸とを具備し、該ロータ
主軸の軸方向所定位置には径の大きい位置決用段付部が
形成されており、前記羽根車を該ロータ主軸に位置決用
段付部の端面に羽根車のボス部片面を当接させ且つ焼嵌
して固着した構成の羽根車取付構造において、ロータ主
軸の位置決用段付部の外周で且つ前記羽根車が当接する
端面の近傍に軸中心に向かう細溝を設けたことを特徴と
する。
本考案は上記のようにロータ主軸の位置決用段付部の外
周で且つ羽根車を当接する端面の近傍に軸中心に向かう
細溝を設けたので、回転ロータの温度上昇により、羽根
車のボス部が回転ロータ主軸の軸方向に膨張し、該ボス
部と位置決用段付部の間に加わる面圧が上昇しても、こ
の細溝の変形により、固有振動数の変動となるこの面圧
上昇を吸収するから、回転ロータの固有振動数が安定す
る。
周で且つ羽根車を当接する端面の近傍に軸中心に向かう
細溝を設けたので、回転ロータの温度上昇により、羽根
車のボス部が回転ロータ主軸の軸方向に膨張し、該ボス
部と位置決用段付部の間に加わる面圧が上昇しても、こ
の細溝の変形により、固有振動数の変動となるこの面圧
上昇を吸収するから、回転ロータの固有振動数が安定す
る。
〔実施例〕 以下、考案の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図乃至第３図は考案に係る羽根車取付構造を示す図
で、図において、第６図と同一符号を付した部分は同一
部分を示す。
で、図において、第６図と同一符号を付した部分は同一
部分を示す。
図示するように、ロータ主軸１には羽根車２を位置決め
するための位置決用段付部３が設けられており、ロータ
主軸１に羽根車２がそのボス部が位置決用段付部３に密
接するように、焼嵌めで固着され、更に押圧部材21をボ
ルト22でロータ主軸１の端部に締め付けことにより、該
押圧部材21の先端が羽根車２を位置決用段付部３方向に
押圧し、羽根車２はロータ主軸１に強固に着される。な
お、羽根車２は、例えばアルミニウム製で、ロータ主軸
１はステンレススチール製というように、羽根車２とロ
ータ主軸１はそれぞれ熱膨張率の異なる材料からなる。
するための位置決用段付部３が設けられており、ロータ
主軸１に羽根車２がそのボス部が位置決用段付部３に密
接するように、焼嵌めで固着され、更に押圧部材21をボ
ルト22でロータ主軸１の端部に締め付けことにより、該
押圧部材21の先端が羽根車２を位置決用段付部３方向に
押圧し、羽根車２はロータ主軸１に強固に着される。な
お、羽根車２は、例えばアルミニウム製で、ロータ主軸
１はステンレススチール製というように、羽根車２とロ
ータ主軸１はそれぞれ熱膨張率の異なる材料からなる。
ロータ主軸１の位置決用段付部３の周囲には羽根車２の
取付位置近傍には第３図に示すように、細溝20が設けら
れておいる。回転ロータが温度上昇し、ロータ主軸１と
羽根車２の熱膨張率の差により羽根車２のボスブが位置
決用段付部３を押圧し、更に、第２図に示すように羽根
車２の高速回転による遠心力の作用により、位置決用段
付部３に近い部分において、羽根車２とロータ主軸１と
の間に焼嵌め解放部24が形成され、その反対側に焼嵌め
維持部23が形成される。これにより羽根車２のボス部の
伸びが位置決用段付部３方向に集中するが、前述のよう
に位置決用段付部３の周囲には羽根車２の取付位置近傍
に細溝20が設けられているので、該細溝20が変形して羽
根車２のボス部と位置決用段付部３の間の面圧上昇を吸
収するから、この面圧上昇による固有振動数の上昇がな
くなる。
取付位置近傍には第３図に示すように、細溝20が設けら
れておいる。回転ロータが温度上昇し、ロータ主軸１と
羽根車２の熱膨張率の差により羽根車２のボスブが位置
決用段付部３を押圧し、更に、第２図に示すように羽根
車２の高速回転による遠心力の作用により、位置決用段
付部３に近い部分において、羽根車２とロータ主軸１と
の間に焼嵌め解放部24が形成され、その反対側に焼嵌め
維持部23が形成される。これにより羽根車２のボス部の
伸びが位置決用段付部３方向に集中するが、前述のよう
に位置決用段付部３の周囲には羽根車２の取付位置近傍
に細溝20が設けられているので、該細溝20が変形して羽
根車２のボス部と位置決用段付部３の間の面圧上昇を吸
収するから、この面圧上昇による固有振動数の上昇がな
くなる。
第５図は位置決段付部３に細溝20を設けた場合の１次曲
げ固有値の測定結果を示す図、同図（Ａ）は温度20℃に
おける測定結果を、同図（Ｂ）は温度90℃における測定
結果をそれぞれ示す。図示するによに、温度20℃で825H
zであった１次曲げ固有値が、温度90℃でも825Hzと全く
変化しないことが実験的にも確認できる。
げ固有値の測定結果を示す図、同図（Ａ）は温度20℃に
おける測定結果を、同図（Ｂ）は温度90℃における測定
結果をそれぞれ示す。図示するによに、温度20℃で825H
zであった１次曲げ固有値が、温度90℃でも825Hzと全く
変化しないことが実験的にも確認できる。
なお、第５図における測定は、位置決用段付部３の外径
φ１＝60mm、細溝20の底部外径φ２＝42mm、ロータ主軸
１の羽根車２の取り付け部外径φ３＝35mm、細溝20の幅
寸法S1＝2mm、細溝20と羽根車２の圧接面の幅寸法S2＝4
mmとした場合（第３図参照）の測定結果である。
φ１＝60mm、細溝20の底部外径φ２＝42mm、ロータ主軸
１の羽根車２の取り付け部外径φ３＝35mm、細溝20の幅
寸法S1＝2mm、細溝20と羽根車２の圧接面の幅寸法S2＝4
mmとした場合（第３図参照）の測定結果である。
以上説明したように本考案によれば、ロータ主軸の位置
決用段付部の外周で且つ羽根車を当接する端面の近傍に
軸中心に向かう細溝を設けたので、回転ロータの温度上
昇により、羽根車のボス部が回転ロータ主軸の軸方向に
膨張し、該ボス部と位置決用段付部の間に加わる面圧が
上昇しても、この細溝の変形により、固有振動数の変動
となるこの面圧上昇を吸収するから、回転ロータの固有
振動数が安定するという優れた効果が得られる。
決用段付部の外周で且つ羽根車を当接する端面の近傍に
軸中心に向かう細溝を設けたので、回転ロータの温度上
昇により、羽根車のボス部が回転ロータ主軸の軸方向に
膨張し、該ボス部と位置決用段付部の間に加わる面圧が
上昇しても、この細溝の変形により、固有振動数の変動
となるこの面圧上昇を吸収するから、回転ロータの固有
振動数が安定するという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本考案に係る羽根車取付構造を示す部分断面
図、第２図はその羽根車取付構造の作用を説明するため
の図、第３図はロータ主軸の形状を示す図、第４図
（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ従来の羽根車取付構造におけ
る１次曲げ固有値の測定結果を示す図、第５図（Ａ），
（Ｂ）はそれぞれ本考案の羽根車取付構造における１次
曲げ固有値の測定結果を示す図、第６図は磁気軸受を用
いたターボ分子ポンプの構造を示す図である。 図中、１……ロータ主軸、２……羽根車、３……位置決
用段付部、20……細溝、21……押圧部材、22……ボル
ト、23……焼嵌め維持部、24……焼嵌め解放部。
図、第２図はその羽根車取付構造の作用を説明するため
の図、第３図はロータ主軸の形状を示す図、第４図
（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ従来の羽根車取付構造におけ
る１次曲げ固有値の測定結果を示す図、第５図（Ａ），
（Ｂ）はそれぞれ本考案の羽根車取付構造における１次
曲げ固有値の測定結果を示す図、第６図は磁気軸受を用
いたターボ分子ポンプの構造を示す図である。 図中、１……ロータ主軸、２……羽根車、３……位置決
用段付部、20……細溝、21……押圧部材、22……ボル
ト、23……焼嵌め維持部、24……焼嵌め解放部。
Claims (1)
- 【請求項１】互いに熱膨張率の異なる材料からなる羽根
車とロータ主軸とを具備し、該ロータ主軸の軸方向所定
位置には径の大きい位置決用段付部が形成されており、
前記羽根車を該ロータ主軸に位置決用段付部の端面に羽
根車のボス部片面を当接させ且つ焼嵌して固着した構成
の羽根車取付構造において、 前記ロータ主軸の位置決用段付部の外周で且つ前記羽根
車が当接する端面の近傍に軸中心に向かう細溝を設けた
ことを特徴とする羽根車取付構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989116413U JPH0749040Y2 (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | 羽根車取付構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989116413U JPH0749040Y2 (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | 羽根車取付構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0356896U JPH0356896U (ja) | 1991-05-31 |
| JPH0749040Y2 true JPH0749040Y2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=31664691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989116413U Expired - Lifetime JPH0749040Y2 (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | 羽根車取付構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749040Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6047091B2 (ja) * | 2011-06-16 | 2016-12-21 | エドワーズ株式会社 | ロータ及び真空ポンプ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0613889B2 (ja) * | 1986-10-15 | 1994-02-23 | 三菱重工業株式会社 | １０，０００ｒｐｍ以上の高速回転体の円板状体と軸とのボルト締結構造 |
-
1989
- 1989-10-03 JP JP1989116413U patent/JPH0749040Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0356896U (ja) | 1991-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |