JPS6245041Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、羽根車の取付装置に関するもので、
詳しくは、羽根車を軸の端部に取付ける構造を有
する送風機、圧縮機、ポンプ、タービン等の回転
式流体機械における羽根車の取付装置に関するも
のである。

従来の羽根車取付装置の一例として、第１図
に、空気分離装置の寒冷発生源として使用されて
きた膨張タービンのタービン羽根車の軸への取付
状態を示す。すなわち、軸ａと羽根車ｂはキーｄ
を介して動力伝達を行ない、ボルトｃで軸方向に
固定される。このように、キーｄが存在するため
に、面倒なキー合わせ作業を省くことができず、
とくに、片側キーでは、キー溝が回転バランスの
不釣合を生じせしめ、不釣合の修正量が大きくな
る。またキー方式では、軸ａと羽根車ｂの穴とは
締り嵌めであるため、焼嵌め作業も必要であり、
軸ａと羽根車ｂが同一材料の場合には、とくに、
分解は非常に困難な作業となる。また焼嵌めだけ
で軸ａと羽根車ｂの動力伝達を行なう方式では、
締め代の量も大きくなり、分解および組立作業が
一そう難しく場合によつては、軸ａの曲がりを誘
発して振動発生の原因となる。

本考案は、上記従来の装置の欠点を解消するこ
とを目的としてなされたもので、すなわち、羽根
車の軸への取付けおよび分解が容易で、特殊な工
作機械を必要とせず、かつ、小さな軸径にも適用
でき、しかも、組立の再現性がきわめて良好で、
繰返えしの分解ならびに組立後の運転でも、振動
問題の生じない羽根車の取付け装置を提供するこ
とを目的とするものである。

このため、本考案の構成は、一端にテーパ軸部
を有するとともに中心にボルト穴を有する羽根車
と、この羽根車の前記テーパ軸部の外周面と同一
テーパのテーパ穴を有するとともに該テーパ穴よ
り小さい径の締付ボルトに螺合するねじ穴を有す
る軸と、前記羽根車の他端から該ボルト穴を通し
て前記軸の該ねじ穴に螺合して前記羽根車と軸が
回転中にその遠心力で隙間が生じない締代で該羽
根車を軸にテーパ結合した締付ボルトとからな
り、かつ、前記羽根車と軸の動力伝達面である軸
心に直角な該軸の端面と羽根車の接合面の作用半
径が該羽根車と締付ボルトの軸心に直角な接合面
の作用半径よりも大きくなつているとともに、該
羽根車の中心の前記ボルト穴の途中には、分解用
の押しボルトが螺合する雌ねじ部を有し、しか
も、前記締付ボルトの途中には、前記雌ねじ部よ
り該羽根車の前記他端寄りで該羽根車の中心の前
記ボルト穴に嵌合してセンタ保持の振れ止めをす
る凸部を有することを特徴としている。

以下、本考案の一実施例について、第２図およ
び第３図を参照しながら説明する。

第２図において、１は軸、２は羽根車、３は締
付ボルトであり、第３図において、４は分解用の
押しボルトである。すなわち、軸１は羽根車２を
取付ける軸であり、締付ボルト３は軸１と羽根車
２とを結合させるボルトである。

そして、羽根車２には、一端にテーパ軸部５を
有するとともに、中心に貫通しているボルト穴６
を有し、このボルト穴６の一部には雌ねじ部７が
設けられている。また軸１には、羽根車２のテー
パ軸部５の外周面と密着する同一テーパのテーパ
穴８を軸端部に有するとともに、テーパ穴８より
小さい径の締付ボルト３に螺合するねじ穴９を有
している。

また１０は羽根車側の面、１１は軸側の端面で
あり、いずれも軸心に対して直角な平面であり、
羽根車２を軸１に挿入した時、力を加えない状態
で、該面１０と１１の間に必要な押込み代となる
ように加工されており、後述するように、締付ボ
ルト３を軸１のねじ穴９にねじ込んで必要なトル
クで締めあげた場合には、該面１０と１１が圧接
されて軸１と羽根車２の動力伝達面となり、また
羽根車２の軸部５の外周面と軸１のテーパ穴８の
内周面とが密着して軸１と羽根車２が回転中にそ
の遠心力で隙間が生じないテーパ結合となる。

前記締付ボルト３の先端のねじ部は、ねじ穴９
と同じサイズかまたは該ボルト３のねじ部の外径
より大きな雌ねじ７の内径を通過し、ねじ穴９に
ねじ込まれるようになつており、また締付ボルト
３には、羽根車２のボルト穴６の中心に該ボルト
３の軸心が保持されるように、振れ止めの凸部１
２が設けられ、回転中の不釣合の発生が防止され
るようになつている。

なお雌ねじ部７は羽根車２を軸１から取外す際
に、締付ボルト３を抜いたのち、第３図に示すよ
うな押しボルト４を挿入螺合させて、簡単に分解
するのに使用される。

その他、R₁は前記面１０と１１が圧接した場
合の作用半径、R₂は前記締付ボルト３と羽根車
２の接合面１３の作用半径で、R₁＞R₂となつて
いる。

つぎに、作用について説明する。まず、軸１の
テーパ穴８に羽根車２のテーパ軸部５を挿入して
軸１に羽根車２をテーパ結合させ、羽根車２を押
し込み、羽根車２の面１０を軸１の端面１１に完
全に当てる。そして、締付ボルト３を羽根車２の
他端からボルト穴６に通してねじ孔９に螺合さ
せ、必要なトルクで締付ボルト３を締めあげる。
この際、締付ボルト３に発生する引張力は面１０
と１３に作用し、締付ボルト３を回すことによる
すべりは、二つの面の作用半径の差（R₁−R₂）に
より、面１３のみで生じる。しかも、テーパ穴８
とテーパ軸部５の締め代の存在は面１０でのすべ
りを阻止する方向に作用する。したがつて、面１
０を境に軸１と羽根車２に合マークを打刻し、軸
１と羽根車２のテーパ結合時に、そのマークを合
わせさえすれば、締付ボルト３を締めあげても、
合マークはずれることがなく、分解と組立を繰返
えしても、バランスの再現性が保たれる。また締
付ボルト３は羽根車２の取付けごとに、羽根車２
に対して位置はずれるが、凸部１２があるので、
該ボルト３の重心の軸心からのずれは制限され、
問題になるような回転中の不釣合が生じない。

このようにして、一度、組立られて釣合せが完
了した羽根車２と軸系は、繰返えしの分解ならび
に組立が容易になされるうえ、組立後の再現性が
常に保持されるので、振動問題のない安定な運転
が保証される。

なお羽根車２と軸１の動力の伝達は、テーパ軸
部５とテーパ穴８のテーパが緩く（たとえば1/2
０）とられるため、締付ボルト３の引張力が殆ん
ど面１０と１１に作用するので、該面１０と１１
の摩擦力によつて行なわれる。

上述のように、本考案は、軸にテーパ穴を、羽
根車にテーパ軸部を有し、両者を回転中の遠心力
で隙間が生じない締め代を持つような嵌め合いで
結合し、羽根車の中心のボルト穴を通して軸に設
けたねじ穴に締付ボルトをねじ込み、これに加え
るトルクで、羽根車と軸の動力伝達面である該軸
の端面と羽根車の接合面が、すべらない構造にし
てあるから、キー合せ作業や焼嵌めまたは冷し嵌
め作業等がなく、したがつて、羽根車の軸への取
付けおよび分解が容易で、とくに、該羽根車の中
心の前記ボルト穴の途中には、分解用の押しボル
トが螺合する雌ねじ部を有するから、分解の際は
その押しボルトを該雌ねじ部に螺合して行なえば
よく、特殊な工作機械を必要とせず、直径数ミリ
メートルの小さな軸径にも適用でき、しかも、組
立の再現性がきわめて良好で、また前記締付ボル
トの途中には、該締付ボルトの前記軸への締付け
を妨げない位置の前記雌ねじ部より該羽根車の他
端寄りで該羽根車の中心の前記ボルト穴に嵌合し
てセンタ保持の振れ止めをする凸部を有するの
で、該締付ボルトが長くなつても、回転中の振れ
が防止され、繰返えしの分解ならびに組立後の運
転でも、振動問題の生じない安定した回転性能が
保証されるなど、本考案の奏する効果は、きわめ
て大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の羽根車の取付装置の一例を示し
た断面図、第２図は本考案の一実施例を示した断
面図、第３図は分解時に使用する押しボルトの一
例を示した側面図である。 １……軸、２……羽根車、３……締付ボルト、
４……押しボルト、５……テーパ軸部、６……ボ
ルト穴、７……雌ねじ部、８……テーパ穴、９…
…ねじ穴、１０……羽根車側の面、１１……軸側
の端面、１２……凸部、１３……羽根車と締付ボ
ルトの接合面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一端にテーパ軸部を有するとともに中心にボル
   ト穴を有する羽根車と、この羽根車の前記テーパ
   軸部の外周面と密着する同一テーパのテーパ穴を
   有するとともに該テーパ穴より小さい径の締付ボ
   ルトに螺合するねじ穴を有する軸と、前記羽根車
   の他端から該ボルト穴を通して前記軸の該ねじ穴
   に螺合して前記羽根車と軸が回転中にその遠心力
   で隙間が生じない締代で該羽根車を軸にテーパ結
   合した締付ボルトとからなり、かつ、前記羽根車
   と軸の動力伝達面である軸心に直角な該軸の端面
   と羽根車の接合面の作用半径が該羽根車と締付ボ
   ルトの軸心に直角な接合面の作用半径よりも大き
   くなつているとともに、該羽根車の中心の前記ボ
   ルト穴の途中には、分解用の押しボルトが螺合す
   る雌ねじ部を有し、しかも、前記締付ボルトの途
   中には、前記雌ねじ部より該羽根車の前記他端寄
   りで該羽根車の中心の前記ボルト穴に嵌合してセ
   ンタ保持の振れ止めをする凸部を有することを特
   徴とする、羽根車の取付装置。