(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速回転シャフトを有する機器において、その回転シャフトの振動を減衰するためのダンピング機構であって、固定側部材に一体化された固定壁と、この固定壁に対向するように前記回転シャフトに一体化された回転壁と、オイル貯留部とを備え、その固定壁と回転壁との対向間にオイルダンパ用隙間が形成され、その隙間をオイルにより満たすことでオイル膜が形成されるように、その固定壁と回転壁とはオイル貯留部に貯留されたオイルに浸され、その回転シャフトは、その固定側部材であるハウジングに取り付けられたベアリングに縦軸中心に回転可能に支持され、そのハウジングが、そのベアリングの下方に位置する前記オイル貯留部を有し、そのオイル貯留部に貯留されたオイルを、その回転シャフトを支持するベアリングに潤滑のために供給するポンプ機構を備えることを特徴とする高速回転シャフト用ダンピング機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速回転シャフトを有する機器において、その回転シャフトの振動を減衰するためのダンピング機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばコンプレッサーのインペラーの回転シャフトのように、その使用速度域が危険速度を超えるようなものは、起動時や停止時に危険速度を通過する際の振動を減衰するためのダンピング機構が必要になる。
【０００３】
従来のダンピング機構は、ハウジングの内周に隙間を介して筒状のケースを配置し、そのケースの内周に取り付けられるベアリングにより回転シャフトを支持し、そのハウジングの内周とケースの外周との対向間にオイルダンパ用隙間を形成し、その隙間にオイルを充填することでダンピング機構を構成し、回転シャフトの振動を減衰していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、オイルダンパ用隙間にオイルを充填し、その充填状態を維持するためのオイル循環機構が必要とされていた。そのため、オイル循環ポンプや配管等が必要になり、装置が大型化し、構造が複雑になって信頼性が低下し、コストが増大するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決することのできるダンピング機構を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高速回転シャフトを有する機器において、その回転シャフトの振動を減衰するためのダンピング機構であって、固定側部材に一体化された固定壁と、この固定壁に対向するように回転シャフトに一体化された回転壁と、オイル貯留部とを備え、その固定壁と回転壁との対向間にオイルダンパ用隙間が形成され、その隙間をオイルにより満たすことでオイル膜が形成されるように、その固定壁と回転壁とはオイル貯留部に貯留されたオイルに浸され、その回転シャフトは、その固定側部材であるハウジングに取り付けられたベアリングに縦軸中心に回転可能に支持され、そのハウジングが、そのベアリングの下方に位置する前記オイル貯留部を有し、そのオイル貯留部に貯留されたオイルを、その回転シャフトを支持するベアリングに潤滑のために供給するポンプ機構を備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の作用および効果】
本発明のダンピング機構によれば、固定側に一体化された固定壁と回転シャフトに一体化された回転壁との対向間にオイルダンパ用隙間を形成し、その隙間を満たすオイルによりオイル膜を形成することで、オイルダンパ機能により回転シャフトの振動を減衰することができる。その固定壁と回転壁とをオイル貯留部に貯留されたオイルに浸すことで、そのオイルダンパ用隙間をオイルにより満たしてオイル膜を形成しているので、そのオイル膜を形成して維持するためのオイル循環機構が不要となり、装置のコンパクト化、省スペース、構造の簡単化、信頼性の向上およびコストの低減を図れる。さらに、振動減衰用オイルは、回転シャフトの支持用ベアリングの潤滑オイルを兼用するので、振動減衰用に専用のオイル貯留部を設ける必要がなく、より構造の簡単化を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【０００９】
図１に示すコンプレッサー１において、スクロール２内で回転するインペラー３の回転シャフト４は、ハウジング５に取り付けられた一対のベアリング６、７により、縦軸中心に回転可能に支持されている。その一対のベアリング６、７の間において、回転シャフト４の外周に取り付けられたロータ８とハウジング５の内周に取り付けられたステータ９とを有するモータにより、その回転シャフト４は駆動される。
【００１０】
そのハウジング５は、そのベアリング６、７の下方に位置するオイル貯留部１０を有し、このオイル貯留部１０内にオイル１５が貯留されている。そのオイル貯留部１０内において、ハウジング５の底壁と一体に固定壁１１が設けられ、回転シャフト４と一体に回転壁１２が設けられている。
【００１１】
その固定壁１１は、円筒状部１１ａと、この円筒状部１１ａの外周から張り出す円板状部１１ｂとを有し、その円筒状部１１ａの外周面１１ａ′は回転シャフト４と同心の円筒面とされ、その円板状部１１ｂの上面１１ｂ′は回転シャフト４の軸心と直角な平坦面とされている。
【００１２】
その回転壁１２は、円筒状部１２ａと、この円筒状部１２ａの下端外周から張り出す円板状部１２ｂとを有し、その円筒状部１２ａの内周面１２ａ′は回転シャフト４と同心の円筒面とされ、その円板状部１２ｂの下面１２ｂ′は回転シャフト４の軸心と直角な平坦面とされている。
【００１３】
その固定壁１１の円筒状部１１ａの外周面１１ａ′と回転壁１２の円筒状部１２ａの内周面１２ａ′とは相対向し、その対向間が、第１オイルダンパ用隙間δａとされている。その固定壁１１の円板状部１１ｂの上面１１ｂ′と回転壁１２の円板状部１２ｂの下面１２ｂ′とは相対向し、その対向間が、第２オイルダンパ用隙間δｂとされている。
【００１４】
その第１オイルダンパ用隙間δａと第２オイルダンパ用隙間δｂとをオイル１５により満たすことでオイル膜が形成されるように、上記オイル貯留部１０に貯留されたオイル１５に固定壁１１と回転壁１２とが浸されている。
【００１５】
そのオイル貯留部１０に貯留されたオイル１５を、上記各ベアリング６、７に潤滑のために供給するポンプ機構１６が設けられている。そのポンプ機構１６は、その回転シャフト４の下端面からオイル貯留部１０内のオイル１５に浸るように突出する突出部１７を有し、その突出部１７内に回転シャフト４の軸心に沿う第１油路１８が形成されている。その第１油路１８に連なる第２油路１９が回転シャフト４内に形成されている。その第２油路１９は、軸心に沿う部分１９ａと、この部分から径方向に沿って分岐する複数の第２部分１９ｂとを有し、各第２部分１９ｂは各ベアリング６、７の上方で回転シャフト４の外周において開口する。これにより、オイル貯留部１０内のオイル１５は、回転シャフト４の回転による遠心力により第１油路１８の内周面に押し付けられて上昇し、第２油路１９から各ベアリング６、７に供給され、オイル貯留部１０に還流する。なお、本実施形態では、その第１油路１８の内周面は下方に向かうに従い絞られるテーパ面とされることで、その回転シャフト４の遠心力によりオイル１５を確実に上昇させることが可能とされている。
【００１６】
上記機構によれば、固定側のハウジング５に一体化された固定壁１１と回転シャフト４に一体化された回転シャフト４との対向間に第１オイルダンパ用隙間δａを形成し、その隙間δａを満たすオイル１５によりオイル膜を形成することで、オイルダンパ機能により回転シャフト４のラジアル方向の振動を減衰することができる。また、固定側のハウジング５に一体化された固定壁１１と回転シャフト４に一体化された回転シャフト４との対向間に第２オイルダンパ用隙間δｂを形成し、その隙間δｂを満たすオイル１５によりオイル膜を形成することで、オイルダンパ機能により回転シャフト４のスラスト方向の振動を減衰することができる。その固定壁１１と回転壁１２とをオイル貯留部１０に貯留されたオイル１５に浸すことで、各オイルダンパ用隙間δａ、δｂをオイル１５により満たしてオイル膜を形成しているので、そのオイル膜を形成して維持するためのオイル循環機構が不要となり、装置のコンパクト化、省スペース、構造の簡単化、信頼性の向上およびコストの低減を図ることができる。
【００１７】
また、その振動減衰用オイル１５は、回転シャフト４の支持用ベアリング６、７の潤滑オイルを兼用するので、振動減衰用に専用のオイル貯留部を設ける必要がなく、より構造の簡単化が図られている。また、そのオイル１５はポンプ機構１６により回転シャフト４の回転による遠心力によってベアリング６、７に供給されるので、その潤滑用に専用のオイル循環機構が不要で、これによっても構造の簡単化が図られている。
【００１８】
【本発明の実施態様】
本発明のダンピング機構において、その回転壁と固定壁の相対向する面は、その回転シャフトと同心の円筒面と、その回転シャフトの軸心に対し直角な平坦面とされているのが好ましい。その相対向する円筒面間のオイルダンパ用隙間に満たされるオイルにより形成されるオイル膜により、回転シャフトのラジアル方向の振動を減衰でき、その相対向する平坦面間のオイルダンパ用隙間に満たされるオイルにより形成されるオイル膜により、回転シャフトのスラスト方向の振動を減衰できる。
【００１９】
さらに、その回転シャフトは、固定側部材であるハウジングに取り付けられたベアリングに縦軸中心に回転可能に支持され、そのハウジングは、そのベアリングの下方に位置するオイル貯留部を有し、そのオイル貯留部に貯留されたオイルを、その回転シャフトを支持するベアリングに潤滑のために供給するポンプ機構を備えるのが好ましい。これにより、振動減衰用オイルは、回転シャフトの支持用ベアリングの潤滑オイルを兼用するので、振動減衰用に専用のオイル貯留部を設ける必要がなく、より構造の簡単化を図ることができる。
【００２０】
さらに、そのポンプ機構は、その回転シャフトの軸心に沿う油路を有し、その油路の下端は前記オイル貯留部に貯留されたオイルに浸され、そのオイルは回転シャフトの回転による遠心力によりベアリングに供給されるのが好ましい。これにより、そのベアリングの潤滑用に専用のオイル循環機構が不要で、これによっても構造の簡単化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のダンピング機構の構成説明用断面図
【符号の説明】
４  回転シャフト
５  ハウジング（固定側部材）
１０  オイル貯留部
１１  固定壁
１２  回転壁
１５  オイル
δａ  第１オイルダンパ用隙間
δｂ  第２オイルダンパ用隙間
【図１】
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