(57)【要約】【課題】回転電機内の内圧を効率よく保持する。【解決手段】回転電機は、本体フレーム３と、端部が本体フレーム３を貫通した回転軸１と、本体フレーム３の内側と外側とを仕切り回転軸１が貫通する仕切り部材２と、本体フレーム３内の内圧を保持するシール機構１０とを有する。シール機構１０は、仕切り部材２に固定されて内周側が回転軸１の周面と接触可能な複数の部分中空円板状のシール板３５からなり、周方向に互いに第１の間隙６１をあけて回転軸１を覆うように配列されてなる第１シール板群と、第１シール板群３１と軸方向に隣接配置されて内周側が回転軸の周面と接触可能な複数の部分中空円板状のシール板３５からなり、周方向に互いに第１の間隙６１と周方向位置が異なる第２の間隙６２をあけて回転軸を覆うように配列されてなる第２シール板群３２と、複数のシール板それぞれを押圧可能に構成された押圧手段と、を有する。【選択図】図１
2011072082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子を内部に収納した本体フレームと、
前記固定子内の回転子とともに回転し、少なくとも一方の端部が前記本体フレームを貫通して外側で負荷に連結される回転軸と、
前記本体フレームの内側と外側とを仕切るように前記本体フレームに固定されて、前記回転軸が貫通するように構成された仕切り部材と、
それぞれが前記仕切り部材に固定されてそれぞれの内周側が前記回転軸の周面と接触可能な複数の部分中空円板状のシール板からなり、それぞれが周方向に互いに第１の間隙をあけて前記回転軸を半径方向外側から覆うように配列されてなる第１シール板群と、
それぞれが前記第１シール板群と軸方向に隣接配置されてそれぞれの内周側が前記回転軸の周面と接触可能な複数の部分中空円板状のシール板からなり、それぞれが周方向に互いに前記第１の間隙と周方向位置が異なる第２の間隙をあけて前記回転軸を半径方向外側から覆うように配列されてなる第２シール板群と、
前記複数のシール板それぞれを半径方向外側から前記回転軸に向かって押圧可能に構成された押圧手段と、
を有することを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記シール板はそれぞれが中空半円板状であって、前記第１シール板群は２つの前記シール板からなり、前記２つのシール板それぞれが周方向に互いに前記第１の間隙をあけて配列されて、
前記第２シール板群は２つの前記シール板からなり、前記第２の間隙の周方向位置が前記第１の間隙と周方向にほぼ９０度ずれた位置にあるように配置されていること、
を特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記シール板はそれぞれが中心角が約１２０度の中空扇形形状であって、前記第１シール板群は３つの前記シール板からなり、前記３つのシール板それぞれが周方向に互いに前記第１の間隙をあけて配列されて、
前記第２シール板群は３つの前記シール板からなり、前記第２の間隙の周方向位置が前記第１の間隙と周方向にほぼ６０度ずれた位置にあるように配置されていること、
を特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記第１シール板群は前記仕切り部材よりも軸方向内側で、前記第２シール板群は前記第１シール板群の軸方向内側に配置されて、
前記仕切り部材の軸方向内側で前記第１シール板群の軸方向外側に固定されて、前記回転軸の周面と所定の間隔を保ちながら前記回転軸を半径方向外側から覆うように構成された第１リング部材と、
前記第１リング部材の軸方向内側に周方向に互いに間隔をあけて複数固定されて、それぞれが半径方向に貫通するねじ穴が形成された外側固定部材と、
前記外側固定部材の軸方向内側に配置されて、前記外側固定部材を前記第１リング部材とともに挟むように固定された第２リング部材と、
を有し、
前記押圧手段は、前記ねじ穴に螺合された押圧用ボルトを半径方向外側から前記回転軸に向かって移動するように回転させることによって前記シール板それぞれの半径方向外側面を押圧するように構成されていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項５】
少なくとも第１シール板群および第２シール板群を有する略円板状のシール円板が、前記第１リング部材および第２リング部材の間で且つ前記外側固定部材の半径方向内側に軸方向に複数配置されてなるシール円板群と、
前記各シール円板に隣接するように配置されて可撓性部材からなる複数のスペーサと、
前記各シール円板、前記第１リング部材、および前記第２リング部材それぞれに軸方向に貫通するように形成された貫通穴を貫通して、前記第２リング部材の軸方向内側から前記仕切り部材に向かって締め付け可能な締付けボルトと、
を有することを特徴とする請求項４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記回転軸を回転自在に支える軸受と、
前記本体フレームに取り付けられて、前記軸受を固定する軸受ハウジングと、
を有し、
前記仕切り部材は前記軸受ハウジングに固定されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項７】
前記シール板はフッ素樹脂からなること、を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項８】
固定子を収納し内部の気圧が大気圧より高い圧力に維持される本体フレームと、この固定子内の回転子とともに回転し少なくとも一方の端部が前記本体フレームを貫通して外側で負荷に連結される回転軸と、を有する回転電機の前記本体フレーム内の内圧を保持するためのシール機構において、
前記本体フレームの内側と外側とを仕切るように前記本体フレームに固定されて、前記回転軸が貫通するように構成された仕切り部材と、
それぞれが前記仕切り部材に固定されてそれぞれの内周側が前記回転軸の周面と接触可能な複数の部分中空円板状のシール板からなり、それぞれが周方向に互いに第１の間隙をあけて前記回転軸を半径方向外側から覆うように配列されてなる第１シール板群と、
それぞれが前記第１シール板群と軸方向に隣接配置されてそれぞれの内周側が前記回転軸の周面と接触可能な複数の部分中空円板状のシール板からなり、それぞれが周方向に互いに前記第１の間隙と周方向位置が異なる第２の間隙をあけて前記回転軸を半径方向外側から覆うように配列されてなる第２シール板群と、
前記複数のシール板それぞれを半径方向外側から前記回転軸に向かって押圧可能に構成された押圧手段と、
を有することを特徴とするシール機構。
【請求項９】
固定子を収納し内部の気圧が大気圧より高い圧力に維持される本体フレームと、この固定子内の回転子とともに回転し少なくとも一方の端部が前記本体フレームを貫通して外側で負荷に連結される回転軸と、前記本体フレームの内側と外側とを仕切るように前記本体フレームに固定されて前記回転軸が貫通するように構成された仕切り部材と、前記本体フレーム内の内圧を保持するためのシール機構と、を有する回転電機のシール機構の組立方法において、
前記シール機構は、
前記仕切り部材の軸方向内側に固定されて、前記回転軸の周面と所定の間隔を保ちながら前記回転軸を半径方向外側から覆うように構成された第１リング部材と、
前記第１リング部材の軸方向内側に周方向に互いに間隔をあけて複数固定されて、それぞれが半径方向に貫通するねじ穴が形成された外側固定部材と、
前記外側固定部材の軸方向内側に配置されて、前記外側固定部材を前記第１リング部材とともに挟むように固定された第２リング部材と、
それぞれの内周側が前記回転軸の周面と接触可能な複数の部分中空円板状のシール板からなりそれぞれが周方向に互いに第１の間隙をあけて前記回転軸を半径方向外側から覆うように配列されてなる第１シール板群と、それぞれが前記第１シール群と軸方向に隣接配置されてそれぞれの内周側が前記回転軸の周面と接触可能な複数の部分中空円板状のシール板からなりそれぞれが周方向に互いに前記第１の間隙と周方向位置が異なる第２の間隙をあけて前記回転軸を半径方向外側から覆うように配列されてなる第２シール板群からなる略円板状のシール円板が、前記第１リング部材および第２リング部材の間で且つ前記外側固定部材の半径方向内側に複数配置されたシール円板群と、
前記各シール円板に隣接するように配置されて可撓性部材からなる複数のスペーサと、
前記第２リング部材の軸方向内側から前記仕切り部材に向かって締付け用ボルトで締め付け可能に構成された軸方向締付手段と、
前記ねじ穴に螺合された押圧用ボルトを半径方向外側から前記回転軸に向かって移動するように回転させることによって前記シール板それぞれの半径方向外側面を押圧可能に構成された押圧手段と、
を有し、
当該組立方法は、
前記第１リング部材、第２リング部材、外側固定部材、シール円板群、およびスペーサを組み付ける組付け工程と、
前記組付け工程の後に、前記押圧用ボルトを半径方向外側から前記回転軸に向かって移動するように回転させて前記複数のシール板それぞれを押圧し、前記複数のシール板それぞれの内周側面を前記回転軸の周面に接触させる半径方向押圧工程と、
前記半径方向押圧工程の後に、前記各シール円板および前記各スペーサを軸方向に締付け用ボルトで締め付ける軸方向締付け工程と、
前記軸方向締付け工程の後に、前記押圧用ボルトを半径方向内側から外側に向かって移動するように回転させて前記シール板それぞれを半径方向内側に向けて押す力を解除する押圧解除工程と、
を有することを特徴とするシール機構組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機およびこの回転電機に係る本体フレーム内の内圧を保持するためのシール機構、並びにこのシール機構の組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
引火性ガスを含む雰囲気中（防爆エリア）に設置される回転電機は、回転電機の内部に保護気体を常時供給することによって、回転電機内の気圧を大気圧よりも高い圧力に維持して、機内に引火性ガスが入り込むのを抑制している。
【０００３】
当該回転電機の回転軸は、回転電機の機外および機内を仕切る仕切り部材等が固定された本体フレームを貫通している。回転軸の一方の端部は、本体フレームの外側で負荷に連結されている。
【０００４】
仕切り部材は、溶接等で本体フレームに取り付けられているものが多い。また、仕切り部材において回転軸が貫通する部位には、本体フレームの内側と外側とを仕切るための軸シール部材を設けることが多い。この軸貫通部は比較的大きな隙間が形成されてしまうため、空気などを本体フレーム内に掃気して、その後、運転中に発生する風量などによって内圧を保持することで、塵やガスの侵入を抑制している。
【０００５】
回転軸周りに設けられたシール部材については、例えば特許文献１に開示されているように、高圧側から低圧側への作動流体の漏れを抑制する軸シール機構などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９１７９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的に大形の回転電機では、負荷に連結して運転するときに、回転軸の軸振れが大きくなる場合がある。このため、回転軸の周面と軸シールとの間に形成される隙間を、小さい状態に常に保持することが困難になることがある。当該隙間が大きいと、回転電機内の空気の漏れ量が多くなり、回転電機内の内圧を保持することが困難になる。これにより、回転電機の運転を停止しなければならなくなることがある。また、当該隙間が大きくなると、防塵性が低下して、機内に粉塵が溜まることで爆発性の危険が増大することもある。
【０００８】
従来は回転電機の組立てを行うときに、締付けボルトなどでシール板の内周側を回転軸の周面上に接触させるときに隙間が小さくなるように調整して、この後にシール板を固定していた。このため、回転電機を組み立てた後に運転しているときには、運転中に発生する軸振れなどによって生じる隙間には対応できない場合がある。これにより、本体フレーム内の内圧を効率よく保持できなくなる場合がある。
【０００９】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回転電機内の内圧を効率よく保持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る回転電機は、固定子を内部に収納した本体フレームと、前記固定子内の回転子とともに回転し、少なくとも一方の端部が前記本体フレームを貫通して外側で負荷に連結される回転軸と、前記本体フレームの内側と外側とを仕切るように前記本体フレームに固定されて、前記回転軸が貫通するように構成された仕切り部材と、それぞれが前記仕切り部材に固定されてそれぞれの内周側が前記回転軸の周面と接触可能な複数の部分中空円板状のシール板からなり、それぞれが周方向に互いに第１の間隙をあけて前記回転軸を半径方向外側から覆うように配列されてなる第１シール板群と、それぞれが前記第１シール板群と軸方向に隣接配置されてそれぞれの内周側が前記回転軸の周面と接触可能な複数の部分中空円板状のシール板からなり、それぞれが周方向に互いに前記第１の間隙と周方向位置が異なる第２の間隙をあけて前記回転軸を半径方向外側から覆うように配列されてなる第２シール板群と、前記複数のシール板それぞれを半径方向外側から前記回転軸に向かって押圧可能に構成された押圧手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るシール機構は、固定子を収納し内部の気圧が大気圧より高い圧力に維持される本体フレームと、この固定子内の回転子とともに回転し少なくとも一方の端部が前記本体フレームを貫通して外側で負荷に連結される回転軸と、を有する回転電機の前記本体フレーム内の内圧を保持するためのシール機構において、前記本体フレームの内側と外側とを仕切るように前記本体フレームに固定されて、前記回転軸が貫通するように構成された仕切り部材と、それぞれが前記仕切り部材に固定されてそれぞれの内周側が前記回転軸の周面と接触可能な複数の部分中空円板状のシール板からなり、それぞれが周方向に互いに第１の間隙をあけて前記回転軸を半径方向外側から覆うように配列されてなる第１シール板群と、それぞれが前記第１シール板群と軸方向に隣接配置されてそれぞれの内周側が前記回転軸の周面と接触可能な複数の部分中空円板状のシール板からなり、それぞれが周方向に互いに前記第１の間隙と周方向位置が異なる第２の間隙をあけて前記回転軸を半径方向外側から覆うように配列されてなる第２シール板群と、前記複数のシール板それぞれを半径方向外側から前記回転軸に向かって押圧可能に構成された押圧手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るシール機構組立方法は、固定子を収納し内部の気圧が大気圧より高い圧力に維持される本体フレームと、この固定子内の回転子とともに回転し少なくとも一方の端部が前記本体フレームを貫通して外側で負荷に連結される回転軸と、前記本体フレームの内側と外側とを仕切るように前記本体フレームに固定されて前記回転軸が貫通するように構成された仕切り部材と、前記本体フレーム内の内圧を保持するためのシール機構と、を有する回転電機のシール機構の組立方法において、前記シール機構は、前記仕切り部材の軸方向内側に固定されて、前記回転軸の周面と所定の間隔を保ちながら前記回転軸を半径方向外側から覆うように構成された第１リング部材と、前記第１リング部材の軸方向内側に周方向に互いに間隔をあけて複数固定されて、それぞれが半径方向に貫通するねじ穴が形成された外側固定部材と、前記外側固定部材の軸方向内側に配置されて、前記外側固定部材を前記第１リング部材とともに挟むように固定された第２リング部材と、それぞれの内周側が前記回転軸の周面と接触可能な複数の部分中空円板状のシール板からなりそれぞれが周方向に互いに第１の間隙をあけて前記回転軸を半径方向外側から覆うように配列されてなる第１シール板群と、それぞれが前記第１シール群と軸方向に隣接配置されてそれぞれの内周側が前記回転軸の周面と接触可能な複数の部分中空円板状のシール板からなりそれぞれが周方向に互いに前記第１の間隙と周方向位置が異なる第２の間隙をあけて前記回転軸を半径方向外側から覆うように配列されてなる第２シール板群からなる略円板状のシール円板が、前記第１リング部材および第２リング部材の間で且つ前記外側固定部材の半径方向内側に複数配置されたシール円板群と、前記各シール円板に隣接するように配置されて可撓性部材からなる複数のスペーサと、前記第２リング部材の軸方向内側から前記仕切り部材に向かって締付け用ボルトで締め付け可能に構成された軸方向締付手段と、前記ねじ穴に螺合された押圧用ボルトを半径方向外側から前記回転軸に向かって移動するように回転させることによって前記シール板それぞれの半径方向外側面を押圧可能に構成された押圧手段と、を有し、当該組立方法は、前記第１リング部材、第２リング部材、外側固定部材、シール円板群、およびスペーサを組み付ける組付け工程と、前記組付け工程の後に、前記押圧用ボルトを半径方向外側から前記回転軸に向かって移動するように回転させて前記複数のシール板それぞれを押圧し、前記複数のシール板それぞれの内周側面を前記回転軸の周面に接触させる半径方向押圧工程と、前記半径方向押圧工程の後に、前記各シール円板および前記各スペーサを軸方向に締付け用ボルトで締め付ける軸方向締付け工程と、前記軸方向締付け工程の後に、前記押圧用ボルトを半径方向内側から外側に向かって移動するように回転させて前記シール板それぞれを半径方向内側に向けて押す力を解除する押圧解除工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、回転電機内の内圧を効率よく保持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転電機における回転軸の貫通部付近の上半部分縦断面図であって、シール板が回転軸に向かって押圧された状態を示している。
【図２】図１のII-II矢視横断面図である。
【図３】図１の回転電機における回転軸の貫通部付近の上半部分縦断面図であって、シール板を回転軸に向けて押す力が解除された状態を示す概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る回転電機の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施形態の回転電機における回転軸１が、本体フレーム３等を貫通する部位付近の上半部分縦断面図であって、シール板３５が回転軸１に向かって押圧された状態を示している。図２は、図１のII-II矢視横断面図である。なお、図２では、スペーサ（パッキン）３８、締付け用ボルト５１、固定用ボルト５５等の図示は省略している。図３は、図１の回転電機における回転軸１の貫通部位付近の上半部分縦断面図であって、シール板３５を回転軸１に向けて押す力が解除された状態を示す概略縦断面図である。
【００１６】
先ず、本実施形態の回転電機の構成について説明する。
【００１７】
本実施形態の回転電機は、図１の左方にある固定子（図示せず）を内部に収納した本体フレーム３と、水平に延びて固定子内の回転子（図示せず）とともに回転する回転軸１と、本体フレーム３に直接または間接的に固定された仕切り部材２と、仕切り部材２に固定されたシール機構１０とを有する。
【００１８】
回転軸１は、本体フレーム３および仕切り部材２を貫通するように配置されて、本体フレーム３の外側（図１の右方）にある回転軸端部（図示せず）は、負荷に連結されている。また、回転軸１は、少なくとも２つの軸受（図示せず）によって、回転自在に支持されている。これらの軸受は、本体フレーム３に固定された軸受ハウジング（図示せす）に固定されている。
【００１９】
仕切り部材２は、本体フレーム３の内側と外側とを仕切る部材である。この仕切り部材２は、軸受ハウジングなどを介して間接的に本体フレーム３に固定されてもよい。図１の例では、仕切り部材２は、本体フレーム３の軸方向内側に配置されている。
【００２０】
シール機構１０は、仕切り部材２の軸方向内側に取り付けられている。このシール機構１０は、本体フレーム３内部の気圧が大気圧より高い圧力に維持するために、本体フレーム３内部の気体の外部への漏えいを抑制する機能を有する。
【００２１】
以下に、シール機構１０の構成について説明する。
【００２２】
シール機構１０は、回転軸１を半径方向外側から覆う第１リング部材１１と、第１リング部材１１の軸方向内側に配置されたリング状の外側固定部材（外側リング部材）１３と、外側リング部材１３の軸方向内側に配置された第２リング部材１２と、を有する。
【００２３】
第１リング部材１１は、仕切り部材２の軸方向内側に取り付けられている。第１リング部材１１および第２リング部材１２それぞれは、回転軸１の周面と所定の半径方向距離Ｘ１を保ちながら回転軸１を覆っている。また、第１リング部材１１および第２リング部材１２それぞれは、互いに軸方向に対向して外側リング部材１３を挟み込むように配置されている。これら第１リング部材１１、第２リング部材１２、および外側リング部材１３は、固定ボルト５４およびナット５５等で軸方向に締め付けられて固定されている。また、第１リング部材１１には、周方向に互いに間隔をあけて軸方向に貫通する１２個の第１軸方向貫通穴４１が形成されている。第２リング部材１２には、各第１軸方向貫通穴４１それぞれと周方向位置がほぼ同じになるように軸方向に貫通する１２個の第２軸方向貫通穴４２が形成されている。
【００２４】
第１リング部材１１は、２つの中空半円弧状の部材に分割可能なリングで、第１リング部材１１を組み立てるときに、組付け用ボルト５３等で連結されて、回転軸１を半径方向外側から覆っている。第２リング部材１２も同様に構成されている。
【００２５】
外側リング部材１３は、回転軸１の周面と所定の半径方向距離Ｘ２を保ちながら回転軸１を覆っている。この半径方向距離Ｘ２は、第１リング部材１１等と回転軸１の周面との半径方向距離Ｘ１よりも大きくなるように形成されている。この外側リング部材１３は、１２個の第１軸方向貫通穴４１および１２個の第２軸方向貫通穴４２それぞれと干渉しない。また、この外側リング部材１３の外周側面には、周方向に互いに間隔をあけて半径方向に貫通する８個の押圧用ねじ穴４５が形成されている。
【００２６】
さらに、シール機構１０は、３個のシール円板、すなわち第１シール円板２１、第２シール円板２２、および第３シール円板２３を有している。第１〜第３シール円板２１、２２、２３それぞれは、内周の少なくとも一部が回転軸１の周面に接触可能な略穴あき円板状で、第１リング部材１１および第２リング部材１２の間に軸方向に互いに間隔をあけて配列されている。
【００２７】
軸方向外側から内側に向かって、第１リング部材１１、第１シール円板２１、第２シール円板２２、第３シール円板２３、第２リング部材１２の順に互いに間隔をあけて配置されている。これらの間隔それぞれには、軸方向に隙間がなくなるように可撓性部材からなるスペーサ（パッキン）３８が配置されている。
【００２８】
第１シール円板２１、第２シール円板２２、第３シール円板２３、およびパッキン３８それぞれには、１２個の締付けボルト用貫通穴４３が形成されている。第１〜第３シール円板２１、２２、２３およびパッキン３８それぞれに形成された１２個の締付けボルト用貫通穴４３は、周方向位置が互いにほぼ同じになるように形成されている。
【００２９】
締付け用ボルト５１は、第２軸方向貫通穴４２から挿入されて、周方向位置が同じ各締付けボルト用貫通穴４３および第１軸方向貫通穴４１を通って、仕切り部材２に形成された締付け用ねじ穴４６に螺合される。これにより、第２リング部材１２、第３シール円板２３、第２シール円板２２、第１シール円板２１、第１リング部材１１、およびこれらの間に配置された各パッキン３８が軸方向に締め付けられた状態で、仕切り部材２に固定される。
【００３０】
第１〜第３シール円板２１、２２、２３それぞれは、同様に構成されている。以下に、第１シール円板２１の構成について、詳しく説明する。
【００３１】
第１シール円板２１は、第１シール板群３１および第２シール板群３２それぞれが互いに軸方向に隣接配置されて構成される。
【００３２】
第１シール板群３１は、３枚のシール板３５により構成されている。３枚のシール板３５それぞれは、中心角が約１２０度の中空扇形の平板であって、内周側が回転軸１の周面と接触可能で、例えばフッ素樹脂により形成されている。これら３枚のシール板３５それぞれが、周方向に互いに第１の間隙６１をあけて回転軸１を半径方向外側から覆うように配列されている。すなわち、これらの３枚のシール板３５で、回転軸１の周方向のほぼ全域を覆う１組の略穴あき円板形状をなしている。これら３枚のシール板３５それぞれには、４個の締付けボルト用貫通穴４３が周方向に間隔をあけて形成されている。３枚のシール板３５、すなわち１組の第１シール板群３１には、上記の１２個の締付けボルト用貫通穴４３が形成される。
【００３３】
それぞれのシール板３５の内周側は、回転軸１の周面に周方向に沿って接触可能に形成されている。内周側の曲率半径は、回転軸１の半径と同じ、または回転軸１の半径よりも大きくなるように形成されている。
【００３４】
第２シール板群３２は、第１シール板群３１と同様に、３枚のシール板３５により構成されている。これらのシール板３５それぞれには、第１シール板群３１の各シール板３５と同様に、締付けボルト用貫通穴４３が４個ずつ形成されている。
【００３５】
第１シール板群３１および第２シール板群３２それぞれに各締付けボルト用貫通穴４３は、互いに周方向位置が同じになるように形成されている。第１シール板群３１および第２シール板群３２、すなわちこれらから構成される第１シール円板２１には、上記の１２個の締付けボルト用貫通穴４３が形成される。
【００３６】
第２シール板群３２の各シール板３５それぞれは、第１シール板群３１と軸方向に互いに接するように配置されている。また、これらのシール板３５それぞれは、周方向に互いに第２の間隙６２をあけて回転軸１を半径方向外側から覆うように配列されている。第２の間隙６２の周方向位置は、第１の間隙６１と周方向にほぼ６０度ずれた位置にあるように配置されている。すなわち、第１シール円板３１を軸方向から見たときに、周方向にほぼ６０度毎に第１の間隙６１および第２の間隙６２が交互に配置されている。
【００３７】
周方向に隣接するシール板３５同士の周方向間隔、すなわち第１の間隙６１および第２の間隙６２それぞれは小さいほうが好ましい。なお、第１の間隙６１および第２の間隙６２は、周方向距離がほぼ同じであることが好ましい。
【００３８】
また、第１〜第３シール円板２１、２２、２３それぞれの各第１の間隙６１は、周方向位置がほぼ同じなるように配置されている。すなわち、第１シール円板２１の各第１の間隙６１、第２シール円板２２の各第１の間隙６１、および第３シール円板２３の各第１の間隙６１は、軸方向から見たときに重なるように配置されている。同様に、第１〜第３シール円板２１、２２、２３それぞれに各第２の間隙６２の周方向位置がほぼ同じになるように配置されている。このように第１〜第３シール円板２１、２２、２３の各シール板３５を配置することで、各シール板３５群に形成された１２個の締付けボルト用貫通穴４３それぞれの周方向位置がほぼ同じになる。
【００３９】
各パッキン３８それぞれは、回転軸１を覆うリング状で、軸方向に貫通する締付けボルト用貫通穴４３が１２個形成されている。これらの締付けボルト用貫通穴４３は、第１シール板群３１等に形成された１２個の締付けボルト用貫通穴４３と周方向位置が同じになるように、形成されている。
【００４０】
第１シール円板２１は、上記の説明のとおり、合計６枚のシール板３５により構成されている。第２シール円板２２および第３シール円板２３それぞれは、第１シール円板２１と同様に、それぞれ６枚のシール板３５で構成されている。よって、本実施形態のシール円板は、合計１８枚のシール板３５により構成されている。
【００４１】
外側リング部材１３よりも半径方向内側で、第１〜第３シール円板２１、２２、２３それぞれの外周側面の半径方向外側には、例えば鋼鉄製の略長方形の８個の押圧用板１４が周方向に互いに間隔をあけて配置されている。外側リング部材１３に形成された８個の押圧用ねじ穴４５それぞれは、これら８個の押圧用板１４と対向する位置に形成されている。各押圧用板１４は、回転軸１の軸方向に長い長方形で、各押圧用板１４は、第１〜第３シール円板２１、２２、２３それぞれの外周側面の一部と接触可能に形成されている。
【００４２】
これらの押圧用ねじ穴４５それぞれには、押圧用ボルト５２が螺合されて、これらの各押圧用ボルト５２によって、半径方向外側から内側に向かって各押圧用板１４それぞれを押し付ける。これら８個の押圧用板１４それぞれは、第１〜第３シール円板２１、２２、２３それぞれを押圧する。これにより、第１〜第３シール円板２１、２２、２３それぞれの各シール板３５の内周側を回転軸１の周面に接触させることができる。また、これらの押圧用板１４は、図２に示すように、１枚のシール板３５を少なくとも２枚の押圧用板１４で押圧するように構成されている。
【００４３】
各シール板３５の周方向長さは、各シール板３５が半径方向に押圧されたときに周方向に隣接するシール板３５同士が押し合わないように予め決めておけばよい。
【００４４】
続いて、シール機構１０の組立方法について説明する。
【００４５】
先ず、仕切り部材２に第１リング部材１１、第２リング部材１２、第１〜第３シール円板２１、２２、２３、複数のパッキン３８、外側リング部材１３、および複数の押圧用板１４等を組み付ける。このとき、締付け用ボルト５１が挿入される第２軸方向貫通穴４２、複数の締付けボルト用貫通穴４３、および第１軸方向貫通穴４１それぞれの周方向位置が揃うように配置する。
【００４６】
次に、押圧用ボルト５２が半径方向外側から回転軸１に向かって移動するように、押圧用ボルト５２を回転させる。この押圧ボルト５２によって押圧用板１４を介して第１〜第３シール円板２１、２２、２３それぞれを押圧して、第１〜第３シール円板２１、２２、２３それぞれの各シール板３５の内周側を回転軸１の周面に接触させる。
【００４７】
次に、各シール板３５それぞれが回転軸１の周面に接触した状態を保ちながら、締付け用ボルト５１によって、第１リング部材１１、第２リング部材１２、第１〜第３シール円板２１、２２、２３、および複数のパッキン３８等を軸方向に締め付ける。
【００４８】
次に、押圧用ボルト５２を緩めて、すなわち押圧ボルト５２が半径方向外側に向かって移動するように回転させて、シール板３５を回転軸１に向けて押す力（押圧）を解除する。このとき、図３に示すように、各押圧用ボルト５２を外して、押圧用ボルト５２と外側リング部材１３との間に座金４を配置して、再び押圧用ボルト５２を螺合する。これにより再び押圧用ボルト５２を半径方向外側から回転軸１に向かって移動するように回転させても、押圧用板１４と押圧用ボルト５２との間に所定の隙間Ｚ１が形成されて、各シール板３５それぞれに作用する半径方向押圧が解除された状態が保持される。しかも押圧用ボルト５２の紛失を防ぐことができる。以上の工程によって、シール機構１０の組立が完了する。
【００４９】
以上の説明からわかるように、本実施形態によれば、回転軸１の周面にシール板３５が接触した状態を保持しているため、回転軸１が貫通する部位から空気が漏えいすることを抑制できる。これにより、本体フレーム３内の内圧が大気圧よりも高い状態を効率よく保持することが可能になる。
【００５０】
回転電機を運転するとき、すなわち、回転軸１が回転すると、半径方向に軸振れが発生することがある。これに対して、各シール板３５それぞれは、作用していた押圧状態が解除されて且つ可撓性を備えたパッキン３８を介して軸方向に締め付けられているため、運転時に発生する軸振れに応じて接触状態を保持しながら各シール板３５が半径方向に動くことが可能になる。これにより、軸振れによって、シール板３５が破損することを抑制し、且つ本体フレーム３内の空気の漏えいを抑制することが可能になる。
【００５１】
したがって、このシール機構１０によって、回転電機内の内圧を効率よく保持することが可能になる。
【００５２】
上記実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【００５３】
上記実施形態では、第１シール板群３１および第２シール板群３２それぞれは、３枚のシール板３５で構成されているがこれに限らない。例えば、２枚の中空半円板状のシール板によって、第１シール板群３１および第２シール板群３２それぞれを構成してもよい。この場合、第１の間隙６１および第２の間隙６２は、周方向に９０度ずれた位置に配置するとよい。また、４枚のシール板で第１シール板群３１および第２シール板群３２それぞれを構成してもよい。この場合のシール板には、中心角が約９０度の中空扇形形の平板を用いるとよい。
【００５４】
また、外側リング部材１３は、回転軸１の周面と所定の間隔Ｘ２を保ちながら回転軸１を半径方向外側から覆うリング状であるがこれに限らない。例えば、外側リング部材１３は、周方向に複数に分割されてもよい。
【００５５】
また、押圧用板１４によって、第１〜第３シール円板２１、２２、２３を押圧しているがこれに限らない。例えば、第１〜第３シール円板２１、２２、２３それぞれに押圧用ボルト５２を配置してもよい。この場合、押圧用板１４は省略できる。
【００５６】
また、第１〜第３シール円板２１、２２、２３それぞれが第１シール板群３１および第２シール板群３２からなるとしたが、それぞれ３群以上でもよい。また、第１〜第３シール円板２１、２２、２３の３段構成としているが、２段または４段以上でもよい。
【００５７】
また、シール機構１０は、仕切り部材２に固定されているがこれに限らない。例えば、本体フレーム３の内側に直接取り付けてもよい。また、軸受ハウジングに取り付けてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１…回転軸、２…仕切り部材、３…本体フレーム、４…座金、１０…シール機構、１１…第１リング部材、１２…第２リング部材、１３…外側リング部材、１４…押圧用板、２１…第１シール円板、２２…第２シール円板、２３…第３シール円板、３１…第１シール板群、３２…第２シール板群、３５…シール板、３８…スペーサ（パッキン）、４１…第１軸方向貫通穴、４２…第２軸方向貫通穴、４３…締付けボルト用貫通穴、４５…押圧用ねじ穴、４６…締付け用ねじ穴、５１…締付け用ボルト、５２…押圧用ボルト、５３…組付け用ボルト、５４…固定ボルト、５５…ナット、６１…第１の間隙、６２…第２の間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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