(57)【要約】【課題】高精度の製造を必要とせずに、より厳しい同心度公差を有するロータ組立体を提供する。【解決手段】シャフト（１１）と、インペラ（１２）及び／又はロータ・コア（１３）とを含むロータ組立体（１０）である。シャフト（１１）は、該シャフト（１１）の同心度公差がボア（１５、１６）の同心度公差よりも小さくなるように、接着剤（１７）によってインペラ（１２）及び／又はロータ・コア（１３）のボア（１５、１６）内に固定される。ロータ組立体（１０）を製造する方法も記載される。【選択図】図２
2014240657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトとインペラとを含み、前記シャフトは接着剤によって前記インペラのボア内に固定され、前記ボア及び前記シャフトは、それぞれ前記インペラに対する同心度公差を有し、前記シャフトの前記同心度公差は前記ボアの前記同心度公差よりも小さいことを特徴とするロータ組立体。
【請求項２】
前記シャフトの前記同心度公差と前記ボアの前記同心度公差との比は、０．９以下であることを特徴とする、請求項１に記載のロータ組立体。
【請求項３】
前記シャフトの前記半径は第１の公差を有し、前記ボアの前記半径は第２の公差を有し、前記ボアの前記同心度は第３の公差を有し、前記ボアの前記公称半径は、前記シャフトの前記公称半径よりも、少なくとも前記第１の公差、前記第２の公差及び前記第３の公差の和だけ大きいことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のロータ組立体。
【請求項４】
前記インペラは、プラスチックで形成されることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載のロータ組立体。
【請求項５】
前記シャフトの前記同心度公差は、０．０７ｍｍ以下であることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載のロータ組立体。
【請求項６】
前記ロータ組立体は、インペラとロータ・コアとを含み、前記シャフトは、接着剤によって前記インペラ及び前記ロータ・コアの各々のボア内に固定され、前記インペラ及び前記ロータ・コアに対する前記シャフトの前記同心度公差は、それぞれ前記インペラ及び前記ロータ・コアの前記ボアの前記同心度公差よりも小さいことを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載のロータ組立体。
【請求項７】
前記インペラと前記ロータ・コアとの間に配置された軸受カートリッジを含むことを特徴とする、請求項６に記載のロータ組立体。
【請求項８】
前記ロータ・コアは、希土類磁性材料で形成されることを特徴とする、請求項６又は請求項７に記載のロータ組立体。
【請求項９】
シャフトと、前記インペラ及びロータ・コアの少なくとも１つとを含み、前記シャフトは、接着剤によって前記インペラ及びロータ・コアの少なくとも１つのボア内に固定され、前記シャフトの前記半径は第１の公差を有し、前記ボアの前記半径は第２の公差を有し、前記ボアの前記同心度は第３の公差を有し、前記ボアの前記公称半径は前記シャフトの前記公称半径よりも少なくとも前記第１の公差、前記第２の公差及び前記第３の公差の和だけ大きく、前記シャフトは該シャフトの前記同心度公差が前記ボアの前記同心度公差よりも小さくなるように前記ボア内に固定されることを特徴とするロータ組立体。
【請求項１０】
ロータ組立体を製造する方法であって、
シャフトを準備するステップと、
インペラ及びロータ・コアの少なくとも１つを準備するステップと、
前記インペラ及びロータ・コアの少なくとも１つに対する前記シャフトの同心度公差が前記インペラ及びロータ・コアの少なくとも１つのボアの同心度公差よりも小さくなるように、前記シャフトを前記ボア内に接着するステップと、
を含み、
前記シャフトを前記ボア内に接着するステップは、接着剤を前記シャフトに塗布するステップと、前記インペラ及びロータ・コアの少なくとも１つに対して前記シャフトを回転させながら、前記シャフトを前記ボアに挿入するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記シャフト並びに前記少なくとも１つのインペラ及びロータ・コアの各々を、治具の１つの半体に取り付け、前記治具の前記２つの半体を位置合わせし、該治具の前記半体を該治具の前記他方の半体に対して回転させながら、該治具の該２つの半体を互いに合わせるステップを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記シャフトの前記半径は第１の公差を有し、前記ボアの前記半径は第２の公差を有し、前記ボアの前記同心度は第３の公差を有し、前記方法は、前記シャフトの公称半径よりも、少なくとも前記第１の公差、前記第２の公差及び前記第３の公差の和だけ大きい公称半径のボアを備えた、前記インペラ及びロータ・コアの少なくとも１つを準備するステップを含む、請求項１０又は請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は、前記シャフトの公称半径よりも、少なくとも前記第１の公差、前記第２の公差及び前記第３の公差、並びに前記シャフトと前記ボアとの間で前記接着剤のウィッキングを促進する公称半径方向間隙の和だけ大きい公称半径のボアを備えた、前記インペラ及びロータ・コアの少なくとも１つを準備するステップを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機用のロータ組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、インペラ２がシャフト３上に圧力嵌めされたロータ組立体１の例を示す。インペラ２の製造に伴う公差によって、シャフト３が中に圧力嵌めされたボア４の心ずれが起こる。例証の目的で誇張されたボア４の心ずれは、圧縮機の性能に悪影響を与える。起こり得る心ずれを最小にするために、インペラ２及びシャフト３は、典型的には、厳しい公差を実現する精密プロセスを用いて製造される。しかしながら、精密製造は、高額であり、用いなければ必要な公差を実現することができない特定の材料及びプロセスの使用を不可能にする。
【発明の概要】
【０００３】
第１の態様において、本発明は、シャフトとインペラとを含み、シャフトは接着剤によってインペラのボア内に固定され、ボア及びシャフトはそれぞれインペラに対して同心度公差を有し、シャフトの同心度公差はボアの同心度公差よりも小さい、ロータ組立体を提供する。
【０００４】
シャフトをインペラのボアと固定するために接着剤を用いることによって、高精度の製造を必要とせずに、より厳しい同心度公差を有するロータ組立体を実現することができる。従って、ロータ組立体をより安価に製造することができる。さらに、ロータ組立体の構成部品は、他の場合にはそれらの関連公差により使用することができない材料及びプロセスを用いて製造することができる。
【０００５】
シャフトとボアの同心度公差の比は、０．９以下であることが好ましい。これは、１０％の同心度の改善に相当する。シャフトの同心度公差は、０．０７ｍｍ以下であることが有利である。
【０００６】
シャフトの半径は第１の公差を有することができ、ボアの半径は第２の公差を有することができ、ボアの同心度は、第３の公差を有することができる。理想的には、ボアの公称半径は、シャフトの公称半径よりも、少なくとも第１の公差、第２の公差及び第３の公差の和だけ大きい。従って、ボアは、シャフトがボアの同心度公差よりも厳しい同心度公差を有するように、シャフトをボア内に固定することができる程度に、十分な半径を有する。
【０００７】
ロータ組立体は、インペラ及びロータ・コアを含み、シャフトは、接着剤によって、インペラ及びロータ・コアの各々のボア内に固定されることが好ましい。その際、インペラ及びロータ・コアに対するシャフトの同心度公差は、それぞれ、インペラ及びロータ・コアのボアの同心度公差よりも小さい。これにより、各々が有意な慣性モーメントを与えるインペラ及びロータ・コアは、シャフト且つ互いに対してより厳しい同心度を有するので、ロータ組立体のバランスをとることがより容易になるという利点を有する。
【０００８】
ロータ組立体は、インペラとロータ・コアとの間に配置された軸受カートリッジを含むことが有利である。これにより完成ユニットとして動的にバランスをとることができるロータ組立体の小型の設計を提供する。軸受カートリッジは、スリーブによって取り囲まれた一対の離間軸受を含むことが理想的であり、ロータ組立体をフレーム、ハウジング等に固定することができる比較的大きな表面積の単一の締結を提供する。軸受カートリッジの対向する側に配置されたインペラ及びロータ・コアを有する場合、軸受の各々の半径方向の負荷のバランスをより均等にすることができ、それにより軸受カートリッジの寿命を延ばすことができる。
【０００９】
インペラは、プラスチックで形成することができ、それにより安価で軽量であるにもかかわらず比較的厳しい同心度を実現できるインペラが提供される。
ロータ・コアは、希土類磁性材料で形成することができる。このことは、優れた磁気特性を提供できるという利点を有する。ロータ・コアに対するシャフトの同心度が改善されるので、ロータ組立体のバランスをとることがより容易になる。これは、材料の欠けやすい性質によって、ロータ・コアからマスを容易に取り除くことができないので、ロータ・コアが希土類磁性材料で形成される際に特に有用である。
【００１０】
第２の態様において、本発明は、シャフトと、インペラ及びロータ・コアの少なくとも１つとを含み、シャフトは、接着剤によって、少なくとも１つのインペラ及びロータ・コアのボア内に固定され、シャフトの半径は第１の公差を有し、ボアの半径は第２の公差を有し、ボアの同心度は第３の公差を有し、ボアの公称半径は、シャフトの公称半径よりも、少なくとも第１の公差、第２の公差及び第３の公差の和だけ大きく、シャフトは、シャフトの同心度公差がボアの同心度公差よりも小さくなるようにボア内に固定された、ロータ組立体を提供する。
【００１１】
第３の態様において、本発明は、シャフトを準備するステップと、インペラ及びロータ・コアの少なくとも１つを準備するステップと、インペラ及びロータ・コアの少なくとも１つに対するシャフトの同心度公差がボアの同心度公差よりも小さくなるように、シャフトを、少なくとも１つのインペラ及びロータ・コアのボア内に接着するステップとを含み、シャフトをボアに接着するステップは、接着剤をシャフトに塗布するステップと、インペラ又はロータ・コアに対してシャフトを回転させながら、シャフトをボアに挿入するステップとを含む、ロータ組立体を製造する方法を提供する。
【００１２】
方法は、シャフトとインペラ又はロータ・コアとの間に良好な接着剤の適用範囲を提供し、これにより良好な接合を確実にするという利点を有する。
方法は、治具の２つの半体が位置合わせされた治具の１つの半体に、シャフト及びインペラ又はロータ・コアの各々を取り付けることを含むことができる。その場合、方法は、治具の１つの半体を治具の他方の半体に対して回転させながら、治具の２つの半体を共に動かすことをさらに含む。治具の１つの半体を治具の他方の半体に対して回転させることによって、２つの半体が共に動かされる際に、シャフトとインペラ又はロータ・コアとの間に良好な接着剤の適用範囲が提供される。
【００１３】
シャフトの半径は第１の公差を有することができ、ボアの半径は第２の公差を有することができ、ボアの同心度は第３の公差を有することができる。そして、インペラ及びロータ・コアのうちの少なくとも１つを提供するステップは、シャフトの公称半径よりも、少なくとも第１の公差、第２の公差及び第３の公差の和だけ大きい公称半径のボアを備えた、インペラ及びロータ・コアの少なくとも１つを提供するステップを含むことが好ましい。これにより、シャフトがボアの同心度公差よりも厳しい同心度公差を有するようにシャフトをボア内に固定するのに十分な半径のボアが提供される。方法は、シャフトの公称半径よりも、少なくとも第１の公差、第２の公差及び第３の公差、並びに公称半径方向間隙の和だけ大きい公称半径のボアを備えたインペラ又はロータ・コアを提供するステップを含むことがより好ましい。従って、最悪の公差条件において、シャフトとボアとの間に、接着剤のウィッキングを促進する半径方向間隙が存在する。
【００１４】
本発明をより容易に理解することができるように、ここで、添付の図面を参照ながら、一例として本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】心ずれしたインペラを有するロータ組立体の断面図である。
【図２】本発明によるロータ組立体の断面図である。
【図３】（ａ）接着剤がシャフトに適用され、（ｂ）シャフトがロータ・コアに部分的に挿入され、（ｃ）シャフトがロータ・コアに完全に挿入される、図２のロータ組立体の製造における特定のステップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図２のロータ組立体１０は、シャフト１１、インペラ１２、ロータ・コア１３及び軸受カートリッジ１４を含む。インペラ１２及びロータ・コア１３は、シャフト１１の両端でシャフト１１に固定される。軸受カートリッジ１４は、インペラ１２とロータ・コア１３との間でシャフト１１に固定される。
【００１７】
インペラ１２は、接着剤１７の手段によってシャフト１１が中に固定されるボア１５を含む。インペラ１２の製造の際の公差により、ボア１５は、インペラ１２の中心線に対して同心度公差を有する。シャフト１１も同様に、インペラ１２の中心線に対して同心度公差を有する。しかしながら、シャフト１１は、シャフト１１の同心度公差がボア１５の同心度公差よりも小さくなるように、ボア１５内に固定される。
図２に示されたインペラ１２は、遠心インペラである。しかしながら、ロータ組立体１０の意図する用途に従って、他の種類のインペラも同じく用いることもできる。
【００１８】
ロータ・コア１３は、硬質又は軟質磁性材料で形成された円筒形本体を含む。インペラ１２と同様に、ロータ・コア１３は、接着剤１７の手段によってシャフト１１が中に固定されるボア１６を含む。同じように、ロータ・コア１３の製造の際の公差により、ボア１６は、ロータ・コア１３の中心線に対して同心度公差を有する。シャフト１１も同様に、ロータ・コア１３の中心線に対して同心度公差を有する。しかしながら、シャフト１１は、シャフト１１の同心度公差がボア１６の同心度公差よりも小さくなるように、ボア１６内に固定される。
図２に示されたロータ・コア１３は、単一の円筒形本体を含むが、ロータ・コア１３は、各々が接着剤１７によってシャフト１１が中に固定されるボアを含む複数の積層されたリングで形成することもできる。
【００１９】
軸受カートリッジ１４は、一対の離間軸受１８、１９と、ばね２０と、スリーブ２１とを含む。ばね２０は、シャフト１１を取り囲み、軸受１８、１９の各々に対して前負荷を与える。スリーブ２１は、軸受１８、１９及びばね２０を取り囲み、ロータ組立体１０を圧縮機のフレーム、ハウジング等に固定することができる面を提供する。２つの離間軸受１８、１９を有する場合、軸受カートリッジ１４は、ロータ組立体１０に対して効果的な支持を提供する。インペラ１２及びロータ・コア１３を軸受カートリッジ１４の対向する側に配置することによって、軸受１８、１９の各々の半径方向の負荷はより均等にバランスされ、その結果、軸受１８、１９の寿命は延びる。
【００２０】
ロータ組立体１０を製造する方法を、図３を参照しながら以下に説明する。
軸受カートリッジ１４が、最初に、シャフト１１に固定される。軸受カートリッジ１４がシャフト１１に固定される方法は、本発明とは関係ない。単なる例として、軸受１８、１９は、シャフト１１に圧力嵌めすることができ、次に、スリーブ２２を、軸受１８、１９の上に圧力嵌め又は接着することができる。インペラ１２及びロータ・コア１３とは異なり、軸受カートリッジ１４は、厳しい公差で製造される。その結果、シャフト１１に固定される際、シャフト１１の軸受カートリッジ１４に対する同心度公差は、比較的小さい。
【００２１】
次に、ロータ・コア１３が、シャフト１１の一端に固定される。これは、治具の１つの半体にシャフト１１を取り付け、治具の他方の半体にロータ・コア１３を取り付けることによって実現される。治具の２つの半体は、シャフト１１及びロータ・コア１３が同心になるように位置合わせされる。ここで図３を参照すると、少量の接着剤１７が、シャフト１１の自由端から少し離れたところでシャフト１１に適用される（図３（ａ））。シャフト１１がロータ・コア１３のボア１６に挿入されるように、治具の２つの半体が、互いに合わせられる。シャフト１１は、ロータ・コア１３が少量の接着剤１７に接触する点まで挿入される。接着剤１７に接触すると、毛細管現象により、接着剤１７は、ロータ・コア１３とシャフト１１との間のボア１６の中に引き込まれる（図３（ｂ））。このステップにおいて、十分な接着剤１７がボア１６の中に引き込まれることを可能にするために、シャフト１１をボア１６に更に挿入するのを一時、停止することができる。次いで、ボア１６の中へのシャフト１１の挿入は、シャフト１１とロータ・コア１３との間で接着剤１７が良好な適用範囲を実現する速度で継続される。シャフト１１が挿入される速度が速すぎると、接着剤１７が、ボア１６の長さに沿った様々な点においてボア１６の周囲に吸い上げられる際に、空気が接着剤１７に閉じ込められる可能性がある。他方、シャフト１１が挿入される速度が遅すぎると、接着剤１７は硬化し始める場合があり、これによって、粘度が高まり、接着剤１７のウィッキングが減少する。不十分な適用範囲は、その後の接着剤１７の不具合をもたらす場合があるので、シャフト１１の挿入速度は、良好な接着剤の適用範囲を実現するように制御されることが理想的である。
【００２２】
治具の２つの半体が互いに合わせられ、シャフト１１がボア１６に挿入されると、治具の１つの半体が、他方の半体に対して回転される。従って、シャフト１１をロータ・コア１３に対して回転され、これにより、シャフト１１とロータ・コア１３との間で、接着剤１７をさらに均等に分散させることができる。最終的には、シャフト１１がロータ・コア１３のボア１６に完全に挿入された（図３（ｃ））後で、治具の２つ半体の相対的動きを停止し、接着剤１７が（例えば、ＵＶ光によって）硬化する。
【００２３】
次に、インペラ１２が、シャフト１１の自由端に固定される。インペラ１２がシャフト１１に固定される方法は、ロータ・コア１３の方法とほぼ同一である。しかしながら、図２に示されたロータ組立体１０の特定の設計により、シャフト１１を治具の半体に取り付ける際に、シャフトを直接保持することは不可能である。これは、シャフト１１の唯一の自由部分がインペラ１２を固定する端部であるためである。従って、シャフト１１を治具に取り付けるとき、シャフト１１ではなく、軸受カートリッジ１４が、治具によって直接保持される。インペラ１２は、その他の点では、ロータ・コア１３に関して上述されたものと同じ方法でシャフト１１に固定される。特に、少量の接着剤１７がシャフト１１に適用され、治具の１つの半体は他方の半体に対して回転され、シャフト１１がインペラ１２のボア１５に挿入されるように、治具の２つの半体が互いに合わせられる。同様に、治具の１つの半体の他方の半体に対する移動及び回転の速度は、シャフト１１とインペラ１２との間で接着剤１７が良好な適用範囲を実現するために制御される。シャフト１１がインペラ１２のボア１５に完全に挿入された後で、治具の２つの半体の相対的動きを停止し、接着剤１７を硬化させる。
【００２４】
インペラ１２をシャフト１１に固定する際は、軸受カートリッジ１４が、治具で直接保持される。代替的に、ロータ・コア１３を、治具で直接保持してもよい。しかしながら、軸受カートリッジ１４の外径は、典型的には、ロータ・コア１３の公差よりも厳しい公差を有する。これは、ロータ・コア１３が、比較的厳しい公差を実現することが困難である焼結又は接着された磁性材料で形成される場合、特に当てはまる。このため、インペラ１２をシャフト１１に固定する際に、ロータ・コア１３ではなく軸受カートリッジ１４を保持することが理想的である。しかしながら、軸受カートリッジ１４を保持する際は、治具は、ロータ・コア１３を保持するか、或いは、摩擦力をロータ・コア１３に与える。これにより、治具の２つの半体が互いに合わせられると、シャフト１１は、軸受カートリッジ１４ではなく、インペラ１２に対して回転することが確実にされる。
【００２５】
図２に示されたロータ組立体１０の特定の設計については、インペラ１２を固定する際に、シャフト１１を治具に直接保持することは不可能である。しかしながら、ロータ組立体の代替的な設計においては、シャフト１１を直接保持することが可能な場合もある。例えば、図２のロータ組立体１０のシャフト１１を、ロータ・コア１３の端部を超えて突出するように長くしてもよい。更に別の例として、軸受カートリッジ１４を、ロータ・コア１３から離間配置して、シャフト１１の一部を露出させ、治具によって保持することもできる。
【００２６】
ロータ・コア１３が最初にシャフト１１に固定され、続いてインペラ１２が固定されるが、インペラ１２及びロータ・コア１３がシャフト１１に固定される順序は、重要ではない。ロータ・コア１３の前に、インペラ１２をシャフト１１に固定してもよい。しかしながら、インペラ１２は、一般にロータ・コア１３よりも大きいので、より小さい部材を最初にシャフト１１に固定する方が、通常は組立が容易である。
【００２７】
インペラ１２及びロータ・コア１３のボア１５、１６に対するシャフト１１の移動及び回転の速度については、上述された。移動及び回転の速度は、シャフト１１とインペラ１２又はロータ・コア１３との間で接着剤１７の良好な適用範囲を実現するために選択されることが理想的である。従って、移動及び回転の速度は、幾つかの要因、特に、接着剤１７の粘度、接着剤１７の硬化速度、シャフト１１の半径、シャフト１１とボア１５、１６との間の半径方向の間隙に依存する。例示のみとして、シャフト半径１．５ｍｍ、半径方向の間隙が０．１ｍｍ及び接着剤粘度が４００−６００ｍＰａ．ｓ（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  ＲＶＴ、２０ｒｐｍでスピンドル２、２５℃）の場合、移動速度が０．６乃至０．７ｍ／ｓ及び回転速度が１０−２０ｒｐｍであれば、良好な接着剤の適用範囲を提供できることが分かっている。
【００２８】
シャフト１１とボア１５、１６との間の半径方向の間隙が増大するほど、接着剤１７によって排出される必要がある空気の量は増大する。その結果、シャフト１１がボア１５、１６に挿入される速度は、空気の閉じ込めの尤度を低減するために遅くされることが理想的である。遅いシャフト挿入速度に加えて、大きな間隙は、必然的に、より多くの接着剤１７を必要とする。これは、費用を増加させるだけではなく、接着剤１７が硬化するために必要な時間の長さも延びて、脆弱な接合をもたらす可能性がある。従って、シャフト１１とボア１５、１６との間隙は、良好なウィッキング、従って良好な接着剤の適用範囲を実現するのに必要な間隙よりも大きくないことが理想的である。下記で説明されるように、インペラ１２及びロータ・コア１３のボア１５、１６は、ボア１５、１６の中へシャフト１１を同心挿入できるような大きさにされる。従って、各ボア１５、１６の半径は、シャフト１１の半径よりも、公差の積み重なりを計算した量だけ大きい。従って、シャフト１１と各ボア１５、１６との半径方向の間隙の大きさは、公差の累積の大きさにより影響を受ける。
【００２９】
シャフト１１及びボア１５、１６の各々の半径は、公差を有する。さらに、各ボア１５、１６の同心度に伴う公差がある。シャフト１１がインペラ１２及びロータ・コア１３と同心となるようにシャフト１１を各ボア１５、１６に挿入できるように、各ボア１５、１６の公称半径は、シャフト１１の公称半径よりも、少なくとも半径及び同心度公差を計算した量だけ大きい。その結果、シャフト１１は公称半径ｓ及び公差±Δｓを有し、ボア１５、１６は半径公差±Δｂを有し、ボア１５、１６の同心度は公差±Δｃを有する場合、ボアの公称半径ｒは、次のように表される。
ｒ≧ｓ＋Δｓ＋Δｂ＋Δｃ
【００３０】
インペラ１２及びロータ・コア１３は、異なる公差で製造される場合がある。その結果、インペラ１２及びロータ・コア１３のボア１５、１６の半径は、異なる場合がある。
最悪な場合の公差条件では、シャフト１１は、ボア１５、１６の壁に接触する場合がある。接触する点においては、シャフトとボア１５、１６との間には接着剤は存在しない。従って、接着剤がシャフト１１の外周及び長さの全部の周囲に適用されることを確実にするために、最小半径方向間隙ｇを取り入れる必要がある。次いで、ボア１５、１６の公称半径を増大して、最小の半径方向の間隙を考慮する必要がある。すなわち
ｒ≧ｓ＋Δｓ＋Δｂ＋Δｃ＋ｇ
である。
【００３１】
ロータ組立体１０を組み立てる際、治具の２つの半体は、同心状に位置合わせされる。しかし、治具の位置合わせには幾何学的公差が伴う。その結果、治具の２つの半体が互いに合わされた際に、インペラ１２及びロータ・コア１３の中心線に対するシャフト１１の同心度公差が生じる。しかし、シャフト１１の同心度公差は、インペラ１２及びロータ・コア１３のボア１５、１６の各々の同心度公差よりも小さい。
【００３２】
上述のロータ組立体１０について、シャフト１１は、３．００２５±０．００２５ｍｍの外径を有する。インペラ１２のボア１５は、３．２５±０．１０ｍｍの直径及び０．００９ｍｍの同心度公差を有する。ロータ・コア１３のボア１６は、３．２２±０．０７５ｍｍの直径及び０．００８ｍｍの同心度公差を有する。シャフト１１は、ボア１５の同心度公差よりも小さい０．０７ｍｍの同心度公差を有するように、インペラ１２のボア１５内に固定される。さらに、シャフト１１は、同じくボア１６の同心度公差よりも小さい０．０７ｍｍの同心度公差を有するように、ロータ・コア１３のボア１６内に固定される。
【００３３】
シャフト１１とインペラ１２のボア１５との同心度公差の比は、０．７８であり、２２％の同心度改善を示す。シャフト１１とロータ・コア１３のボア１６との同心度公差の比は、０．８７５であり、１２．５％の同心度改善を示す。その結果、上述の製造方法を用いると、少なくとも１０％の同心度改善を実現することが可能であり、これは、０．９以下のシャフトとボアとの同心度公差との比と同じである。さらに、０．０７ｍｍ以下のシャフトの同心度公差を実現することが可能である。
【００３４】
シャフトが中に接着される大きめのボアを提供することにより、本発明のロータ組立体１０は、精密製造を必要とせずに同心度の改善を実現する。その結果、ロータ組立体１０は、より安価に製造することができる。さらに、ロータ組立体１０は、他の場合では付随する公差により使用できない材料及びプロセスを用いて製造することができる。特に、インペラ１２は、プラスチックで形成することができ、これは、典型的には同等の金属よりも安価で且つ軽い。
【００３５】
ロータ・コア１３は、希土類磁性材料で形成することができる。希土類磁石は、優れた磁気特性を示す。しかしながら、磁石は、一般に脆性であり、シャフトに容易に圧力嵌めすることができない。本発明は、比較的厳しい同心度を確実にする方法で希土類磁石をシャフト１１に固定することができる、ロータ組立体１０を製造する方法を提供する。このことは、脆性の性質のために材料を磁石から容易に取り除くことができないため、希土類磁石を用いる際に重要である、ロータ組立体１０のバランスをとることを容易にする。
【００３６】
図２のロータ組立体１０は、特に小型の設計である。これは、軸受カートリッジ１４を、シャフト１１に両端で固定されたインペラ１２とロータ・コア１３との間に固定することにより実現される。小型の設計であることに加えて、ロータ組立体１０は、圧縮機内に装備される前に、完成ユニットとして動的にバランスをとることができる。これは、ロータを圧縮機内で組み立てる必要がある他のロータ組立体とは対照的である。さらに、シャフト１１とインペラ１２及びロータ・コア１３との間でより厳しい同心度が実現されるロータ組立体１０を提供することによって、ロータ組立体１０のバランスをとることが、より容易になる。
【符号の説明】
【００３７】
１、１０：ロータ組立体
２、１２：インペラ
３、１１：シャフト
４、１５、１６：ボア
１３：ロータ・コア
１４：軸受カートリッジ
１７：接着剤
１８、１９：軸受
２０：ばね
２１：スリーブ
【図１】
2014240657.tif 000003
【図２】
2014240657.tif 000004
【図３】
2014240657.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月26日(2014.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトとインペラとを含み、前記シャフトは接着剤によって前記インペラのボア内に固定され、前記ボア及び前記シャフトは、それぞれ前記インペラに対する同心度公差を有し、前記シャフトの前記同心度公差は前記ボアの前記同心度公差よりも小さいことを特徴とするロータ組立体。