(57)【要約】【課題】圧縮羽根が取り付けられている軸を、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構で回転自在に支持する形式のターボ圧縮機において、コストパフォーマンスに優れた構成を提供する。【解決手段】圧縮羽根４ａが取り付けられている軸４を、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構５，５で回転自在に支持する形式のターボ圧縮機において、当該転がり軸受機構を、深溝玉軸受５ａ、円すいころ軸受５ｃ、円筒ころ軸受５ｂのいずれかで構成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮羽根が取り付けられている軸を、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構で回転自在に支持する形式のターボ圧縮機において、
当該転がり軸受機構が、深溝玉軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受のいずれかから構成されることを特徴とするターボ圧縮機。
【請求項２】
増速機構を介して、羽根車軸を増速する機構を有することを特徴とする請求項１に記載のターボ圧縮機。
【請求項３】
少なくとも、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構の一方が、円すいころ軸受又は深溝玉軸受を有することを特徴とする請求項２に記載のターボ圧縮機。
【請求項４】
軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構の少なくとも一方が、２個以上の転がり軸受を組み合わせた軸受機構であることを特徴とする請求項３に記載のターボ圧縮機。
【請求項５】
軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構が、２個以上の転がり軸受を組み合わせた軸受機構であることを特徴とする請求項４に記載のターボ圧縮機。
【請求項６】
軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構が、それぞれ、深溝玉軸受を１個以上有することを特徴とする請求項５に記載のターボ圧縮機。
【請求項７】
圧縮羽根が取り付けられている軸を、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構で回転自在に支持する形式のターボ圧縮機において、
当該転がり軸受機構を構成する軸受の転動体がセラミック製であることを特徴とするターボ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調用の冷暖房用に用いるターボ圧縮機に係り、特にその羽根車を支持する軸受の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビル空調や地域熱供給等の比較的大容量の空調システム機器として、ターボ式冷凍機がある。このターボ式冷凍機の圧縮機の構造および原理は、一般的に、駆動モータ等の回転動力源を直接あるいは増速機を介して圧縮羽根を所定の回転数まで回転させて冷媒を圧縮し、冷媒が圧縮されて高温・高圧となり、凝縮器（熱交換器）で冷却水と熱交換させ、暖房用として使用される。また、冷媒は凝縮器を経た後、膨張器で膨張し、低温・低圧となり、今度は蒸発器（熱交換器）で冷水と熱交換させ、この冷水を冷房用として使用する。そして、蒸発器を経た冷媒は再び、圧縮羽根で圧縮するといったサイクルを繰り返す。
【０００３】
前記圧縮羽根は、圧縮効率を上げるため、常用で１００００ｒｐｍを超える回転数で使用されるものである。そのような圧縮羽根の軸は、通常、油潤滑の滑り軸受で支持されており、高速回転時には滑り軸受に油膜のせん断が発生するため、回転抵抗が増大することによる動力損失がどうしても過大となってしまう。
【特許文献１】特開平５−２２３０９０号公報
【特許文献２】特開２００２−３０３２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この動力損失の改善のため、特許文献２ではアンギュラ玉軸受の使用を開示しているが、アンギュラ玉軸受は高価であるので、コストパフォーマンスの点で問題がある。
また、近年、多段圧縮機構等の採用により、圧縮羽根に作用するスラスト力が強くなる傾向であるため、より強いスラスト力に耐えられる軸受機構が求められている。
本発明は、従来技術の有するこのような課題を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、圧縮羽根が取り付けられている軸を、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構で回転自在に支持する形式のターボ圧縮機において、コストパフォーマンスに優れた構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために本発明がなした技術的手段は、圧縮羽根が取り付けられている軸を、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構で回転自在に支持する形式のターボ圧縮機において、当該転がり軸受機構が、深溝玉軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受のいずれかから構成されることを特徴とするターボ圧縮機としたことである。本発明によれば、高価なアンギュラ玉軸受を使用せずともコストパフォーマンスに優れた構成とすることができる。
【０００６】
また、増速機構を介して、羽根車軸を増速する機構を有するターボ圧縮機においても本発明の構成は有効である。増速機構としては、増速歯車等があげられる。
【０００７】
さらに、少なくとも、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構の一方が、円すいころ軸受又は深溝玉軸受を有することで、スラスト力に対する耐久性が向上する。
【０００８】
その上、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構の少なくとも一方が、２個以上の転がり軸受を組み合わせた軸受機構であれば、より強いスラスト力に対する耐久性が向上する。
【０００９】
また、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構が、２個以上の転がり軸受を組み合わせた軸受機構であれば、スラスト力に対する耐久性を向上するために好ましい。
【００１０】
また、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構が、それぞれ、深溝玉軸受を１個有することにより、スラスト力に対する耐久性をあまり損なうことがなく、より高速回転で使用できる。
【００１１】
さらに、圧縮羽根が取り付けられている軸を、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構で回転自在に支持する形式のターボ圧縮機において、当該転がり軸受機構を構成する軸受の転動体がセラミック製である構成とすれば、高速回転での使用にあたって、転動体の公転による遠心力を低減することができ、耐久性の向上に効果がある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、圧縮羽根が取り付けられている軸を、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構で回転自在に支持する形式のターボ圧縮機において、スラスト力に対する耐久性の向上を図りつつコストパフォーマンスに優れたターボ圧縮機の提供ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎずなんらこれに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
以下、本発明ターボ圧縮機の一例として、増速機構付きターボ圧縮機を挙げて説明する。図１は本発明ターボ圧縮機の実施例１の要部を示す概略図、図２は図１の軸受機構部分を拡大して示す概略図、図３乃至図５は実施例１の他の軸受機構の概略図、図６乃至図１１は本発明の実施例２における軸受機構の概略図、図１２は本発明の実施例３における軸受機構の概略図を示す。
【実施例１】
【００１４】
図１に示すように、図示しない軸受によって回転自在に支持されている回転動力源（駆動モータ）１の出力軸２の先端には、ギヤ（はすば歯車）３ａが取り付けられている。一方、先端に圧縮羽根４ａを取り付けた圧縮機構の回転軸（羽根車軸）４は、軸方向に離間した位置に配置される２つの転がり軸受機構５，５により回転自在に支持されている。この回転軸４のうち、２つの転がり軸受機構５，５の間には、ピニオン（はすば歯車）３ｂが取り付けられ、該ピニオン３ｂは、前記ギヤ３ａに噛合している。図示例において、ピニオン３ｂの径はギヤ３ａの径に対して小さく形成されて増速機構（増速歯車）３が構成されている。したがって、モータ１の出力軸２の回転力は、前記増速機構３により増速された後に回転軸４に伝達される。
【００１５】
転がり軸受機構５，５は、図２に示すように、深溝玉軸受５ａ，５ａで構成されている。また、本実施例の転がり軸受機構５，５は、深溝玉軸受に限らず、円筒ころ軸受５ｂや円すいころ軸受５ｃを適用することも可能で本発明の範囲内である。
図３は、一方に深溝玉軸受５ａ、他方に円筒ころ軸受５ｂを配置した実施の一例で、図４は一方に深溝玉軸受５ａ、他方に円すいころ軸受５ｃを配置した実施の一例を示す。
また、図５は、一方に円筒ころ軸受５ｂ、他方に深溝玉軸受５ａを配置した実施の一例である。このように、いずれかの転がり軸受機構５，５に、深溝玉軸受５ａ、円筒ころ軸受５ｂ、円すいころ軸受５ｃのいずれかが配置されているものであればよく、どちらの転がり軸受機構にどのような軸受を配置するかは本発明の範囲内で設計変更可能である。
本実施例によれば、高価なアンギュラ玉軸受を使用せずともコストパフォーマンスに優れた構成とすることができる。
【００１６】
また、当該転がり軸受機構５，５を構成する各軸受の転動体５ａ-1（５ｂ-1，５ｃ-1）をセラミック製とすれば、高速回転での使用にあたって、転動体の公転による遠心力を低減することができ、耐久性の向上に効果がある。
【００１７】
なお本実施例では、上述したとおり、増速機構３を介して回転軸４を増速する機構を備えたターボ圧縮機をもって説明したが、本発明ターボ圧縮機はこれに限定されず本発明の範囲内で他の構成が選択可能である。
【実施例２】
【００１８】
図６乃至図１１は、本発明ターボ圧縮機の実施例２における軸受機構を示す概略図である。なお、ターボ圧縮機を構成している軸受機構以外の他の構成及び作用効果にあっては、実施例１と同様であるためその説明は省略する。
【００１９】
本実施例における軸受機構は、一方の転がり軸受機構５が２個以上の転がり軸受を組み合わせた軸受機構で、他方の転がり軸受機構５が１個の転がり軸受からなる実施の一例である。なお、本実施例では、少なくとも一方の転がり軸受機構５が２個以上の転がり軸受の組合せでもって構成されていれば本発明の範囲内である。
本実施例の構成によれば、より強いスラスト力に対する耐久性が向上する。
以下、具体的に図面に基づいて一例を挙げる。
【００２０】
図６は、一方の転がり軸受機構５として２個の深溝玉軸受５ａ，５ａを配置し、他方の転がり軸受機構５として１個の深溝玉軸受５ａを配置した実施の一例である。
図７は、一方の転がり軸受機構５として３個の深溝玉軸受５ａ，５ａ，５ａを配置し、他方の転がり軸受機構５として１個の深溝玉軸受５ａを配置した実施の一例である。
【００２１】
図８は、一方の転がり軸受機構５として２個の円すいころ軸受５ｃ，５ｃを配置し、他方の転がり軸受機構５として１個の円すいころ軸受５ｃを配置した実施の一例である。
図９は、一方の転がり軸受機構５として３個の円すいころ軸受５ｃ，５ｃ，５ｃを配置し、他方の転がり軸受機構５として１個の円すいころ軸受５ｃを配置した実施の一例である。
【００２２】
図１０は、一方の転がり軸受機構５として２個の円すいころ軸受５ｃ，５ｃを配置し、他方の転がり軸受機構５として１個の円筒ころ軸受５ｂを配置した実施の一例である。
【００２３】
図１１は、一方の転がり軸受機構５として３個の円筒ころ軸受５ｂ，５ｂ，５ｂを配置し、他方の転がり軸受機構５として１個の深溝玉軸受５ａを配置した実施の一例である。
【実施例３】
【００２４】
図１２は、本発明ターボ圧縮機の実施例３における軸受機構を示す概略図である。
本実施例における軸受機構は、２つの転がり軸受機構５，５が、夫々２個以上の転がり軸受を組み合わせた軸受機構とした実施の一例である。なお、軸受機構以外の他の構成及び作用効果にあっては、実施例１と同様であるためその説明は省略する。
本実施例では、一方の転がり軸受機構５として、２個の深溝玉軸受５ａ，５ａの組合せにより構成されるものを配置し、他方の転がり軸受機構５としては、１個の深溝玉軸受５ａと１個の円すいころ軸受５ｃの組合せにより構成されるものを配置している。
本実施例によれば、スラスト力に対する耐久性を向上するために好ましい。
また、２つの転がり軸受機構が、それぞれ、深溝玉軸受を１個有することにより、スラスト力に対する耐久性をあまり損なうことがなく、より高速回転で使用できる。
２つの転がり軸受機構５，５の軸受配置数は、夫々２個以上組み合わせてなるものであれば特に限定されず、一方を２個、他方を３個などと組合せ配置数を異にする構成であってもよく任意に設計変更可能である。
また、軸受の種類の組み合わせも本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００２５】
上記実施例１乃至実施例３において、転がり軸受機構５を構成する軸受の一例として円すいころ軸受５ｃを採用しているが、本発明において円すいころ軸受５ｃを採用することにより、次のような作用効果を奏することが考えられる。
例えば、深溝玉軸受５ａと同程度の寸法の円すいころ軸受５ｃを使用すれば、円すいころ軸受５ｃのスラスト負荷容量が深溝玉軸受５ａのスラスト負荷容量より大きいため、深溝玉軸受５ａが複数列必要な場合でも、それよりも少ない列数で済み、機器の小型化ができるという効果が期待できる。
一般に同程度の寸法の場合、深溝玉軸受５ａより円すいころ軸受５ｃの方が、回転に係わるトルクは大きいが、列数削減により同程度のトルクを得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明ターボ圧縮機の要部概略図。
【図２】図１における軸受機構部分を拡大して示す概略図。
【図３】実施例１における軸受機構の概略図。
【図４】実施例１における軸受機構の概略図。
【図５】実施例１における軸受機構の概略図。
【図６】実施例２における軸受機構の概略図。
【図７】実施例２における軸受機構の概略図。
【図８】実施例２における軸受機構の概略図。
【図９】実施例２における軸受機構の概略図。
【図１０】実施例２における軸受機構の概略図。
【図１１】実施例２における軸受機構の概略図。
【図１２】実施例３における軸受機構の概略図。
【符号の説明】
【００２７】
３  増速機構
４  回転軸
４ａ  圧縮羽根
５  転がり軸受機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006207471.tif 000010
【図９】
2006207471.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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