(57)【要約】 【課題】  高いねじり振動減衰効果を得ることのできる技術を提供することを目的とする。【解決手段】  コンプレッサ１０においては、回転軸１１にねじり振動が生じたとき、回転軸１１と副ロータ１３との間で電磁作用を生じさせることで、副ロータ１３から回転軸１１に対し、ねじり振動を減衰する力を及ぼす。このとき、副ロータ１３を、遊星歯車またはトラクションドライブ１５により、回転軸１１とは反対方向に回転させ、回転軸１１との相対速度Ｖｒｅｌを回転軸１１の回転速度Ｖｒ以上とし、これによって大きな減衰力を得る。【選択図】図１
2007046695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に支持された主ロータと、
前記主ロータに対し遊星歯車またはトラクションドライブを介して支持された副ロータと、
前記主ロータと前記副ロータとの間に電磁作用による減衰力を生じさせる減衰力発生部と、
を備えることを特徴とする回転機構装置。
【請求項２】
前記副ロータは、前記遊星歯車またはトラクションドライブにより、前記主ロータに対し逆方向に回転するよう支持されていることを特徴とする請求項１に記載の回転機構装置。
【請求項３】
前記主ロータと前記副ロータの相対速度差が、前記主ロータの回転速度よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の回転機構装置。
【請求項４】
前記主ロータの端部に凹部が形成され、前記副ロータは前記凹部内に収容されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の回転機構装置。
【請求項５】
軸線周りに回転する回転部材におけるねじり方向の振動を減衰する振動減衰装置であって、
前記回転部材の回転方向と逆方向に回転するよう設けられたロータと、
前記ロータと前記回転部材との間に電磁作用による減衰力を生じさせる減衰力発生部と、
を備えることを特徴とする振動減衰装置。
【請求項６】
前記ロータは、遊星歯車またはトラクションドライブを介し、前記回転部材の回転が伝達されることを特徴とする請求項５に記載の振動減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサ等、回転部材を有した回転機構装置、および回転部材の振動を減衰することのできる振動減衰装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンプレッサ等に備えられる回転体においては、一連のサイクル動作中、圧縮工程等によって生じるトルク変動により、回転体にねじり方向の振動（以下、これをねじり振動と称する）が生じることがある。
このような回転体のねじり振動を抑えるため、回転体（以下、主ロータ）に対し、相対的に回転可能に設けられた副ロータを備え、副ロータと主ロータとの間に、電磁作用によって減衰トルクを発生させる構成の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１−３２０３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したような従来の技術においては、副ロータと主ロータとの間にトーションバー等の弾性部材を設け、これによって副ロータと弾性部材からなる系の固有振動数をチューニングし、特定の周波数のねじり振動に対し、振動抑制効果を有効に発揮するようになっている。
【０００５】
しかしながら、上記構成では、特定の周波数以外に対しては振動抑制効果を発揮できず、主ロータの運転状態が様々に変動し得る装置においては、全てのねじり振動成分に対して有効ではないという問題がある。
【０００６】
そこで、図５に示すように、主ロータ１に対し、副ロータ２を、ベアリング３等を介して回転自在に支持し、主ロータ１と副ロータ２との間で電磁作用を生じさせる構成が考えられる。このような構成によれば、主ロータ１と副ロータ２との間の回転数の差により相対速度差が生じ、これによって、主ロータ１の全回転域に対し、有効な振動抑制効果が発揮できるものとなる。
【０００７】
しかしながら、図５に示したような構成において、副ロータ２により主ロータ１に対して発揮する振動抑制効果は、主ロータ１と副ロータ２との相対速度差が高いほど大きくなる。主ロータ１と副ロータ２との相対速度差は、副ロータ２が静止しているときに最大となる。このため、これ以上の減衰効果は得ることができない。
また、副ロータ２の質量を大きくすることで、主ロータ１に対する振動抑制効果を大きくすることもできる。しかしこれでは、装置全体の重量が大きくなってしまうという問題があり、副ロータ２の質量が主ロータ１の振動に悪影響を及ぼす可能性もある。またスペースの関係上、副ロータ２の質量を大きくするにも限界がある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、より高いねじり減衰効果を得ることのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的のもと、本発明の回転機構装置は、回転自在に支持された主ロータと、主ロータに対し遊星歯車またはトラクションドライブを介して支持された副ロータと、主ロータと副ロータとの間に電磁作用による減衰力を生じさせる減衰力発生部と、を備えることを特徴とする。
このように主ロータが回転することで所要の動作を行う回転機構装置において、副ロータを、遊星歯車またはトラクションドライブにより主ロータに対し逆方向に回転するよう支持することで、主ロータと副ロータの相対速度を大きくすることができ、副ロータから主ロータに対して発揮する減衰効果を大きくすることができる。
このような構成は、主ロータと副ロータの相対速度差が、主ロータの回転速度よりも大きい構成と言い換えることもできる。
副ロータは、主ロータの端部に形成された凹部内に収容するようにしても良い。この他、副ロータを主ロータの外部に設けるような構成とすることも可能である。
【０００９】
本発明は、軸線周りに回転する回転部材におけるねじり方向の振動を減衰する振動減衰装置とすることもできる。この振動減衰装置は、回転部材の回転方向と逆方向に回転するよう設けられたロータと、ロータと回転部材との間に電磁作用による減衰力を生じさせる減衰力発生部と、を備えることを特徴とする。このような振動減衰装置は、回転部材に装着することで、回転部材に生じるねじり振動を効果的に減衰できる。このとき、振動減衰部材は、回転部材の端部に凹部を形成し、この凹部内に収容するようにしても良い。
また、ロータは、遊星歯車またはトラクションドライブを介し、回転部材の回転が伝達される構成とするのがよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、主ロータ、回転部材に対し、従来以上に大きなねじり振動減衰効果を発揮することが可能となる。その結果、コンプレッサ等の回転機構装置の低振動化、許容回転数の向上等を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態におけるコンプレッサ（回転機構装置）１０の構成を説明するための図である。
コンプレッサ１０は、ロータリ式で、回転軸（主ロータ、回転部材）１１がその軸線周りに回転することで、回転軸１１と一体に設けられた圧縮翼が図示しないスクロール室内で回転し、各種の流体を圧縮するようになっている。
【００１２】
このような回転軸１１の端部には、その軸線方向に延在する凹部１２が形成されている。凹部１２内には、副ロータ（ロータ）１３が、その軸線を回転軸１１の軸線に略一致させた状態で収容され、さらにその両端部がそれぞれベアリング１４を介し、軸線周りに回転自在に支持されている。
副ロータ１３と回転軸１１との間には、複数の遊星歯車またはトラクションドライブ１５が設けられており、歯車の嵌合または摩擦力により、副ロータ１３と回転軸１１との間で回転力が伝達されるようになっている。回転軸１１の凹部１２内における副ロータ１３の回転方向は、遊星歯車またはトラクションドライブ１５により、回転軸１１の回転方向とは反対方向となるようになっている。
【００１３】
副ロータ１３は、ベアリング１４、１４間の領域において、その外径が拡大されており、この部分に環状の永久磁石２０が複数設けられている。一方、回転軸１１の凹部１２の内周面には、コイル等の導体２１が設けられている。導体２１と永久磁石２０は、互いに所定のギャップを有して対向している。導体２１には、図示しない電源が接続されており、この電源の作動を図示しないコントローラで制御するようになっている。
【００１４】
このようなコンプレッサ１０においては、図示しないスクロール室内で圧縮翼の回転により圧縮動作を行うことで発生するトルク変動等によって、回転軸１１にねじり振動が生じたとき、コントローラにより電源から導体２１に電流を流す。すると、導体２１で生じる磁界と、永久磁石２０で生じている磁界との間で反発力が生じ、これにより、副ロータ１３から回転軸１１に対し、ねじり方向と反対方向の減衰力を及ぼすことができる。これら永久磁石２０、導体２１、電源およびコントローラにより、本発明における減衰力発生部が構成される。
このとき、副ロータ１３から回転軸１１に作用する減衰力Ｆは、
Ｆ＝Ｃ×Ｖｒｅｌ
で表され、Ｃは減衰係数であり、Ｖｒｅｌは回転軸１１の回転速度Ｖｒと副ロータ１３の回転速度Ｖｆの相対速度（Ｖｒ−Ｖｆ）である。
【００１５】
ここで、副ロータ１３は、遊星歯車またはトラクションドライブ１５により、回転軸１１とは反対方向に回転する構成となっているので、相対速度Ｖｒｅｌは回転軸１１の回転速度Ｖｒ以上とすることができる。
したがって、副ロータ１３によって回転軸１１に作用する減衰力Ｆを、従来以上に大きくすることができる。その結果、コンプレッサ１０の作動時における回転軸１１のねじり振動に対し、高い減衰効果を得ることができ、コンプレッサ１０の低振動化、許容回転数の向上等を図ることができる。また、副ロータ１３の質量を大きくすることなく大きな減衰力Ｆを発揮できるので、コンプレッサ１０全体の重量増加を防ぐとともに、副ロータ１３の重量増加による回転軸１１における振動発生に対する悪影響をも回避できる。また、副ロータ１３は、回転軸１１に一体化されているので、コンプレッサ１０を分解した後等においても、アライメント調整等が不要であり、コンパクトでメンテナンス性に優れた構成となる。
【００１６】
ところで、上記実施の形態において、副ロータ１３を回転軸１１の端部に内蔵するような構成としたが、これに限るものではなく、図２に示すように、回転軸１１の端部に、副ロータ１３を有したユニット３０を取り付けるようにしても良い。
また、図３に示すように、副ロータ１３を支持するベアリング１４の径ｒ１と、副ロータ１３の外径ｒ２との差をなるべく大きくする（ｒ１＜＜ｒ２）ことで、副ロータ１３によって回転軸１１に作用する減衰力Ｆを増大させることができる。これは、副ロータ１３の永久磁石２０の部分における周速が増大するとともに、導体２１との間に生じる電磁力による減衰トルクが増大するからである。
【００１７】
また、図４に示すように、副ロータ１３’を、回転軸１１の外周側に設ける構成とすることも可能である。この場合、副ロータ１３’は筒状とし、内部に回転軸１１を挿通させたような状態とする。そして、回転軸１１の外周面に、ベアリング１４’、１４’によって副ロータ１３’を回転自在に支持するとともに、副ロータ１３’の内周面に導体２１（または永久磁石２０）を、回転軸１１の外周面に永久磁石２０（または導体２１）を設ける。
このような構成においても、上記と同様の効果を得ることができる。しかも、副ロータ１３’を回転軸１１の外周側に設けることで、永久磁石２０と導体２１との間に生じる電磁力による回転軸１１への減衰力Ｆを、図３の構成と同様に増大させることができるのである。また、回転軸１１には、副ロータ１３’を取り付けるための凹部１２等を形成する必要もなく、特に既存の回転軸１１に後付けで副ロータ１３’を装着する場合に特に有効である。
【００１８】
ところで、上記実施の形態では、副ロータ１３側に永久磁石２０を設け、回転軸１１側に導体２１を設けるようにしたが、副ロータ１３側に導体２１を設け、回転軸１１側に永久磁石２０を設けるようにしても良い。
また、本発明は、コンプレッサに限らず、タービンやモータ、エンジン等、トルク変動の生じる回転体を有する各種の機器に適用することで、上記と同様、高い振動減衰効果を得ることができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態におけるコンプレッサの構成を示す図であり、（ａ）は回転軸の端部の断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。
【図２】本実施の形態におけるコンプレッサの他の例を示す図である。
【図３】本実施の形態におけるコンプレッサにおいて、副ロータの外径を大きくした例を示す図である。
【図４】本実施の形態におけるコンプレッサのさらに他の例を示す図であって、副ロータを回転軸の外周側に設けた例である。
【図５】従来のコンプレッサの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０…コンプレッサ（回転機構装置）、１１…回転軸（主ロータ、回転部材）、１２…凹部、１３…副ロータ（ロータ）、１４…ベアリング、１５…遊星歯車またはトラクションドライブ、２０…永久磁石、２１…導体
【図１】
2007046695.tif 000003
【図２】
2007046695.tif 000004
【図３】
2007046695.tif 000005
【図４】
2007046695.tif 000006
【図５】
2007046695.tif 000007