(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの円盤部の片面に主軸の前端面を当接させ、両者をボルトで締結してなる高速回転体のロータにおいて、前記円盤部の前記片面の中心部から円錐台状の中実の突出部を突出させると共に前記前端面の中心部に先細の円錐台状のテーパ穴を設け、両者を前記ボルトで締結したときに該突出部が該テーパ穴に締め代を有して嵌入すると共に該締結によって前記円盤部の弾発力に逆らって該円盤部の中心部近傍が背後方向に膨出し、該円盤部の腹側が凹んで前記当接面の内周側に狭い空間部を生ずるように形成したことを特徴とする高速回転体のロータの主軸接合構造。
【請求項２】
ロータの円盤部の片面に主軸の前端面を当接させ、両者をボルトで締結してなる高速回転体のロータにおいて、前記円盤部の前記片面の中心部に先細の円錐台状のテーパ穴を貫通させずに設けると共に前記前端面の中心部に円錐台状の中実の突出部を突出して設け、両者を前記ボルトで締結したときに前記突出部が前記テーパ穴に締め代を有して嵌入すると共に該締結によって前記円盤部の弾発力に逆らって該円盤部の中心部近傍が背後方向に膨出し、該円盤部の腹側が凹んで前記当接面の内周側に狭い空間部を生ずるように形成したことを特徴とする高速回転体のロータの主軸接合構造。
【請求項３】
前記円盤部と前記主軸との組立て時において、前記突出部と前記テーパ穴とを係合させた状態では、これら円盤部と主軸との前記当接面は僅かなすき間を存して両者が離間しており、同一のピッチ円上に配置された複数の前記ボルトを締め付けることによってこれら円盤部と主軸との当接面を環状に形成すると共に該円盤部の弾発力に逆らって該円盤部の中心部近傍が背後方向に膨出し、該円盤部の腹側が凹んで前記当接面の内周側に空間部を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高速回転体のロータの主軸接合構造。
【請求項４】
前記主軸の前端部を径の大きなフランジ部に形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の高速回転体のロータの主軸接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高速回転体のロータ、特にターボ分子ポンプや複合分子ポンプにおけるロータの円盤部と主軸とを接合するのに最適な接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の分子ポンプのロータでは、主としてアルミ合金製のロータの円盤部と鋼製の主軸部とをボルト等を用いて締結し、一体に形成している。
【０００３】
第１の従来例として複合分子ポンプの縦断面図の一例を図４に示した。
【０００４】
即ち同図４において、ロータａの円盤部ｂの中心にテーパ穴ｃを貫通して設けると共に主軸Ｓの先を円錐状のテーパ部ｄに形成し、該テーパ部ｄをテーパ穴ｃに嵌入して押え金ｅを介してボルトｆを締め付けることにより、これら円盤部ｂと主軸Ｓとを接合して一体のロータに形成している。
【０００５】
又、図５に示す第２の従来例では、主軸Ｓ１の前部にフランジｇを形成し、円盤部ｂ１と主軸Ｓ１とを複数のボルトｈ１で締結すると共にノックピンｋを用いて両者の位置決めを行なうようにしている。
【０００６】
更に又、図６に示す第３の従来例では、円盤部ｂ２の中心部に設けた貫通孔ｍに主軸Ｓ２の前端の円柱状の突出部ｎを締め代を有して嵌入させ、ボルトｈ２を用いて両者を締結して一体に形成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図４に示す第１の従来例の主軸接合方法では、ロータａの高速回転時にテーパ穴ｃ部に大きな応力が発生するという問題があった。更に同接合方法によれば、高速回転時の遠心力によって該テーパ穴ｃに変形を生じ、このため、該テーパ穴ｃと前記主軸Ｓのテーパ部ｄとの嵌合部の剛性が低下するという問題があった。
【０００８】
次に、図５に示す第２の従来例の主軸接合方法においては、円盤部ｂ１と主軸Ｓ１との再組立て時に、ロータａ１のバランスの再現性が悪いという問題があった。更に同接合方法によれば、ボルトｈ１に働く廻り止め力は該ボルトｈ１の締め付け時の引張り力によるねじ部の摩擦力だけなので、該ボルトｈ１の締め付け部に緩みを生ずる危険性があった。
【０００９】
次の図６に示す第３の従来例の主軸接合方法においては、前記第１の従来例におけると同様に、高速回転時に貫通孔ｍ部に大きな応力が発生するという問題があった。
【００１０】
更に又、前記第２の従来例と同様に、ボルトｈ２が緩む危険性があった。
【００１１】
本発明はこれらの問題点を解消し、ロータの円盤部内に過大な応力の発生箇所がなく、締結ボルトに緩みを生ずる危険性がなく、又、再組立て時にもロータのバランスの再現性が優れている高速回転体のロータの主軸接合構造を提供することを特徴とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成すべく、ロータの円盤部の片面に主軸の前端面を当接させ、両者をボルトで締結してなる高速回転体のロータにおいて、前記円盤部の前記片面の中心部から円錐台状の中実の突出部を突出させると共に前記前端面の中心部に先細の円錐台状のテーパ穴を設け、両者を前記ボルトで締結したときに該突出部が該テーパ穴に締め代を有して嵌入すると共に該締結によって前記円盤部の弾発力に逆らって該円盤部の中心部近傍が背後方向に膨出し、該円盤部の腹側が凹んで前記当接面の内周側に狭い空間部を生ずるように形成したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１及び図２により説明する。
【００１４】
図１は本発明の高速回転体のロータの主軸接合構造によるロータ１の円盤部２と主軸３の接合部の縦断面図を示し、４はこれら円盤部２と主軸３とを締結しているボルトで、同一のピッチ円上に多数のボルト４が配置されている。
【００１５】
前記円盤部２はアルミ合金製で、該円盤部２は鋼製の主軸３の前端面と環状の当接面２ｂにおいて当接している。
【００１６】
前記円盤部２の中心部からは円錐台状の中実の突出部２ｃが突出しており、前記主軸３の前端面の中心部に設けた円錐台状のテーパ穴３ａに該突出部２ｃの大部分が締め代を有して嵌入した構造となっている。又、該嵌入部の外周には前記当接面２ｂとの間に狭いすき間の空間部２ａを有している。
【００１７】
尚、３ｂは主軸３の前端部に設けたフランジ部で、前記円盤部２との当接面２ｂを充分に得られるような大径に形成されている。
【００１８】
図２は円盤部２と主軸３の組立て時の状態を示し、円盤側の突出部２ｃを主軸側のテーパ穴３ａに係合させて、前記ボルト４は未だ捩じ込んでいない状態にある。この時、円盤部２と主軸３の前端面との間は僅かなすき間２ｅを存して両者が離間している。
【００１９】
この状態においてボルト４を捩じ込むようにすれば、前記突出部２ｃとテーパ穴３ａとの嵌合部の弾発力、及び前記円盤部２の弾発力に逆らってこれら円盤部２と主軸３とが締結され、前記環状の当接面２ｂが形成されると共に該円盤部２の中心部近傍が背後方向へ膨出し、該円盤部２の腹側が凹んで前記空間部２ａが形成される。
【００２０】
尚、円盤部２の前記膨出は、該円盤部２の弾性域内での変形となるようにした。
【００２１】
次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
【００２２】
本実施の形態の円盤部２は中心部に貫通孔がないので、この種の貫通孔部に発生しがちな過大な応力の発生がない。
【００２３】
又、円盤部２と主軸３とを締結しているボルト４は、前記円盤部２の弾発力によって常に該ボルト４の軸方向に引張り力を受けているので、これらのボルト４に緩みを生ずる心配がない。
【００２４】
更に又、前記突出部２ｃとテーパ穴３ａとの係合により円盤部２と主軸３との芯出しが容易に行なわれるので、ロータ１の再組立て時におけるロータバランスの再現性が良い。
【００２５】
本発明の第２の実施の形態を図３により説明する。
【００２６】
図３は本発明の高速回転体のロータの主軸接合方法の第２の実施の形態における円盤部５と主軸６の接合部の縦断面図を示す。
【００２７】
円盤部５はアルミ合金製で、ボルト４の締付けにより該円盤部５と鋼製の主軸６の前端面とが環状の当接面５ｂにおいて当接している。
【００２８】
前記円盤部５の中心部には先細の円錐台状のテーパ穴５ｃを貫通させずに設けてあり、前記主軸６の前端面の中心部に突出させて設けた中実の円錐台状の突出部６ａの大部分が該テーパ穴５ｃに締め代を有して嵌入した構造としている。
【００２９】
尚、当該円盤部５も前記ボルト４の締付けによって中心部近傍が背後方向へ膨出すると共に該円盤部５の腹側に空間部５ａが形成される。
【００３０】
次に本実施の形態の作用及び効果について説明する。
【００３１】
本実施の形態においても前記第１の実施の形態におけるのと同様に、前記円盤部５の弾発力によって締結ボルト４の軸方向に常に引張り力が掛かっているので、これらのボルト４が緩むことがない。
【００３２】
又、前記突出部６ａとテーパ穴５ｃとの係合により円盤部５と主軸６との芯出しが容易に行なわれるので、再組立て時におけるロータバランスの再現性が良い。
【００３３】
更に又、前記円盤部５のテーパ穴５ｃは貫通していないので、ロータの高速回転時にも貫通孔を有する従来の円盤部に較べて低い応力で済んでいる。
【００３４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、ロータの円盤部に過大な応力の発生箇所がなく、締結ボルトに緩みを生ずることがなく、又、再組立て時にもロータのバランスの再現性に優れているような高速回転体のロータの主軸接合構造を提供できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における円盤部と主軸の接合部の縦断面図である。
【図２】同上円盤部と主軸の組立て途中の状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における円盤部と主軸の接合部の縦断面図である。
【図４】円盤部と主軸の接合方法を用いた複合分子ポンプの第１の従来例の縦断面図である。
【図５】円盤部と主軸との接合方法の第２の従来例の縦断面図である。
【図６】円盤部と主軸との接合方法の第３の従来例の縦断面図である。
【符号の説明】
１          ロータ
２、５      円盤部
２ａ、５ａ  空間部
２ｂ、５ｂ  当接面
２ｃ、６ａ  突出部
２ｅ        すき間
３、６      主軸
３ａ、５ａ  テーパ穴
３ｂ        フランジ部
４          ボルト
【図１】
0004404986.tif 000002
【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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