JPH094645A - 軸組付回転体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転の遠心力や温度分布の変化があっても、
回転部の軸心線の狂いが生じないようにする。 【構成】 回転本体５の嵌合面５ａ，５ｂを回転軸３の
嵌合面３ａ，３ｂにそれぞれ嵌着させ、回転本体５の後
端嵌合部５ｇに隣接する後端当接部５ｆの軸垂直端面５
ｃを回転軸３の軸垂直端面３ｃに圧着させるように締着
ナット７により押圧してなる軸組付回転体において、回
転本体５の後端嵌合部５ｇと後端当接部５ｆとの間に溝
５ｅを形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンプレッサー等の
回転流体機械、その他の回転機械、特に、高速回転の回
転機械の回転本体を回転軸に組み付けた軸組付回転体で
あって、運転中に回転のバランス（釣合い）に狂いが生
じないようにする手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転機械の回転本体や回転軸等の回転部
材は、回転中心線又は軸心線に対して正確に釣合うよう
に形成され、回転本体を回転軸に組み付けた軸組付回転
体は、緩まないように堅く組み付けて、運転中（回転
中）に回転振れや振動などが生じないようにバランスし
た状態を常に保持しなければならない。従来の回転機械
における回転本体を回転軸に組み付ける手段としては、
嵌合の締め代をきつくするとか、焼嵌めをするとか、嵌
合面をテーパにして締着ナットにより強く締め付けると
かの手段により組み付ける構造となっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の軸組付回転体は
上記のようにして組み付けられているが、回転の遠心力
や熱の発生による温度分布の変化により、回転本体に変
形が生じたり、回転軸に対して相対変位が生じたりし
て、締め代がなくなり、回転部の回転中心線又は軸心線
が狂ってバランスが崩れ、振動が発生するというような
課題があった。

【０００４】この発明は上記課題を解消するためになさ
れたもので、回転の遠心力や熱による温度分布の変化な
どがあっても、回転部の軸心線の狂いが生じない軸組付
回転体を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る軸組付回
転体は、回転本体の両端部の内周嵌合面を回転軸の両端
部の外周嵌合面にそれぞれ嵌着させ、前記回転本体の後
端部内周嵌合面が形成されている後端嵌合部に隣接する
後端当接部の軸垂直端面を前記回転軸の軸垂直端面に圧
着させるように締着ナットで押圧してなる軸組付回転体
において、前記回転本体の後端嵌合部と後端当接部との
間に溝を形成したものである。

【０００６】

【作用】この発明における軸組付回転体においては、回
転本体の後端嵌合部と後端当接部との間に溝を形成した
ので、この溝で隔てられて、回転本体の後端嵌合部と後
端当接部との間で内部応力及び歪みが直接伝達しない。
したがって、回転の遠心力や温度分布の変化が生じて
も、後端嵌合部と後端当接部とが相互に影響を及ぼすこ
となく、後端嵌合部の後端部内周嵌合面は回転軸の後端
部外周嵌合面に嵌着した状態を保持し、後端当接部の軸
垂直端面は回転軸の軸垂直端面に圧着した状態を保持す
る。これにより、回転本体と回転軸との組付けが緩むこ
となく、回転部の軸心線に狂いが生じることが防止され
る。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、３は回転軸、５はコンプレッサの
羽根車のような回転本体、７は回転軸３に回転本体５を
押圧して組み付ける締着ナットである。回転軸３の図の
左方には図示しない電動機やエンジン等の回転駆動機が
連結されている。回転本体５がタービンなどである場合
は、発電機等の被動機が連結されている。図示の回転本
体５はコンプレッサの羽根車を示し、気体を圧縮するな
ど流体にエネルギーを与える羽根部５ｈが形成されてい
る。

【０００８】図１に示すように、回転軸３の図の左側の
部分には、軸心線ＣＬに正確に垂直で平滑な面に仕上げ
られた軸垂直端面３ｃが形成され、軸心線ＣＬを中心線
とする滑らかな円柱面に仕上げられた後端部外周嵌合面
３ｂが形成されている。回転軸３の図の右側の部分に
は、軸心線ＣＬを中心線とする滑らかな円柱面に仕上げ
られた先端部外周嵌合面３ａが形成され、先端部には締
着ナット７を螺着する雄ねじ部３ｄが形成されている。
組み付けの便のため、先端部外周嵌合面３ａの径は後端
部外周嵌合面３ｂの径より若干小さく形成されている。

【０００９】図１に示すように、回転本体５の図の右側
の部分には、回転軸３の先端部外周嵌合面３ａに嵌合す
る形状で軸心線ＣＬを中心線とする滑らかな円筒内面に
仕上げられた先端部内周嵌合面５ａが形成され、先端部
には回転軸３の雄ねじ部３ｄに螺着した締着ナット７が
当接する軸垂直面が形成されている。回転本体５の図の
左側の部分には、回転軸３の後端部外周嵌合面３ｂに嵌
合する形状で軸心線ＣＬを中心線とする滑らかな円筒内
面に仕上げられた後端部内周嵌合面５ｂが形成され、後
端当接部５ｆには回転軸３の軸垂直端面３ｃに当接すべ
く軸心線ＣＬに正確に垂直で平滑な面に仕上げられた軸
垂直端面５ｃが形成されている。先端部外周嵌合面３ａ
と先端部内周嵌合面５ａとの嵌合ならびに後端部外周嵌
合面３ｂと後端部内周嵌合面５ｂとの嵌合は、締まり嵌
めとなるように形成する。なお、これらの嵌合面は挿入
方向に僅かに径が大きくなるようにテーパとしてもよ
い。また、先端部内周嵌合面５ａと後端部内周嵌合面５
ｂとの間は、作業を容易にし嵌着を確実にするため、回
転軸３の外周面と回転本体５の内周面との間に隙間があ
くように、ぬすみ（凹み）がとられている。

【００１０】この発明による軸組付回転体では、図１に
示すように、回転本体５の後端部内周嵌合面５ｂが形成
されている後端嵌合部５ｇと、軸垂直端面５ｃが形成さ
れている後端当接部５ｆとの間に切り込みを入れて溝５
ｅが形成されている。後端嵌合部５ｇ及び後端当接部５
ｆは軸心線ＣＬを中心とする同心の円環状であるので、
溝５ｅも軸心線ＣＬを中心とする同心の円環状となる。
溝５ｅの幅は狭くてよく、深さは、後端嵌合部５ｇ及び
後端当接部５ｆが回転本体５を支持する力を負担するに
支障がなく、後述のように、後端嵌合部５ｇと後端当接
部５ｆとの間の内部応力及び歪みをある程度遮断するこ
とができるような深さとする。なお、溝５ｅの溝底には
丸みをつけるのがよい。また、回転本体５の後端嵌合部
５ｇの端面と回転軸３の軸垂直端面３ｃとの間には隙間
があくように形成する。

【００１１】図１に示すこの軸組付回転体を組み立てる
には、回転本体５と回転軸３との嵌合が締まり嵌めであ
るので、回転本体５を加熱して温度を上げるか、回転軸
３を冷却して温度を下げるかした後、回転軸３の軸垂直
端面３ｃに回転本体５の軸垂直端面５ｃを当接させるま
で速やかに挿入し、雄ねじ部３ｄに締着ナット７をねじ
込んで回転本体５を押しつける。以上の挿入作業は熱が
移動しない間に迅速に行う。締着ナット７に戻り止めを
施す。

【００１２】次に、図１に示す実施例の動作，作用につ
いて説明する。例えば、図の左方にある図示しない回転
駆動機により回転軸３を介して回転本体５を回転駆動
し、羽根部５ｈによりガス等を圧縮する。高速回転すれ
ば回転の遠心力として回転本体５に径方向外方へ力がか
かり、径が大きくなろうとする。また、ガスを圧縮すれ
ば温度が上昇し、高温ガスに触れる回転本体５は温度が
上昇する。その熱は回転軸３へも伝達するが、回転軸３
の図の左方は外部に暴露しているので、回転軸３の温度
は回転本体５の温度に比べて低い。これは焼き嵌め中の
状態と同じで、回転本体５と回転軸３との嵌合が緩くな
り、回転中心のバランスが崩れて振動等の発生原因とな
る。なお、回転本体５の図の左部分の方が、径が大きい
ので遠心力も大きく、回転軸３の低温部に近いので回転
軸３と回転本体５との温度差も大きいので、上記嵌合の
緩み程度も大きい。

【００１３】これに対して、図１に示す実施例では、回
転本体５の後端嵌合部５ｇと後端当接部５ｆとの間に溝
５ｅを切り込んで形成したので、回転本体５の外径部の
遠心力，熱，内部応力及び内部歪みというような、回転
軸３の後端部外周嵌合面３ｂと回転本体５の後端部内周
嵌合面５ｂとの嵌合を緩める要因が、後端嵌合部５ｇに
伝達し難くなる。これにより、後端部外周嵌合面３ｂと
後端部内周嵌合面５ｂとの嵌合が緩むことなく、軸心が
保持され、振動等の発生が防止される。なお、以上のよ
うに回転本体５の温度が高くなる場合は、回転本体５が
回転軸３より軸方向の膨張が大きいので、回転本体５の
軸垂直端面５ｃと回転軸３の軸垂直端面３ｃとの当接力
は強くなり、後端当接部５ｆが外径方向へ膨張すれば、
回転本体５の軸垂直端面５ｃは回転軸３の軸垂直端面３
ｃに対して外径方向へスリップして当接することにな
り、軸心直角度が保持される。

【００１４】なお、図１はコンプレッサの羽根車につい
てこの発明の実施例を示したが、同様な構造の軸組付回
転体についても同様に適用することができる。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、回転
本体の後端嵌合部と後端当接部との間に溝を形成したの
で、回転の遠心力や温度分布の変化による回転本体と回
転軸との嵌合の緩みを防止し、軸心の狂い，振動の発生
等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による軸組付回転体の断面
図である。

【符号の説明】

３：回転軸、 ＣＬ：軸心線、３ａ：先端部外周嵌合
面、 ３ｂ：後端部外周嵌合面、３ｃ：軸垂直端面、
３ｄ：雄ねじ部、５：回転本体、 ５ｈ：羽根部、５
ａ：先端部内周嵌合面、 ５ｂ：後端部内周嵌合面、５
ｃ：軸垂直端面、 ５ｅ：溝、５ｆ：後端当接部、 ５
ｇ：後端嵌合部、７：締着ナット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成末 繁利 長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株式 会社長崎造船所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転本体の両端部の内周嵌合面を回転軸
   の両端部の外周嵌合面にそれぞれ嵌着させ、前記回転本
   体の後端部内周嵌合面が形成されている後端嵌合部に隣
   接する後端当接部の軸垂直端面を前記回転軸の軸垂直端
   面に圧着させるように締着ナットで押圧してなる軸組付
   回転体において、前記回転本体の後端嵌合部と後端当接
   部との間に溝を形成したことを特徴とする軸組付回転
   体。