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公開番号2022057208
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-04-11
出願番号2020165339
出願日2020-09-30
発明の名称流体機械
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類F04D 29/58 20060101AFI20220404BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】第1動圧スラスト軸受と支持プレートとの間、及び第2動圧スラスト軸受と支持プレートとの間それぞれのクリアランスの精度を高くしつつも、第1動圧スラスト軸受及び第2動圧スラスト軸受を効率良く冷却すること。
【解決手段】第1軸受ベース部71と第2軸受ベース部72とが、スペーサ部材73を介して互いに固定されているため、第1動圧スラスト軸受61と支持プレート80との間、及び第2動圧スラスト軸受62と支持プレート80との間それぞれのクリアランスの精度が高くなる。スラスト軸受支持部70は、スラスト外周空間75と主流通路90とを接続する接続通路76及び接続通路77を有しているため、主流通路90とスラスト外周空間75との間に圧力差が発生し、スラスト外周空間75内の空気が、各接続通路76及び各接続通路77を介して主流通路90に流出する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
回転軸と、
前記回転軸を回転させる電動モータと、
前記電動モータを収容するモータ室、前記モータ室に流体を吸入する吸入孔、作動室、及び吐出室を有するハウジングと、
前記回転軸の回転によって前記モータ室の流体を前記作動室に吸入して、前記作動室から前記吐出室に吐出する作動体と、
前記回転軸をスラスト方向で回転可能に支持する動圧スラスト軸受と、
前記動圧スラスト軸受を支持するスラスト軸受支持部と、
前記回転軸の外周面における前記作動体と前記電動モータとの間の部位から径方向外側へ環状に突出するとともに前記回転軸と一体回転する支持プレートと、を備え、
前記スラスト軸受支持部は、
前記支持プレートよりも前記電動モータ寄りに配置されるとともに前記回転軸が貫通する第1貫通孔を有する第1軸受ベース部と、
前記支持プレートよりも前記作動体寄りに配置されるとともに前記回転軸が貫通する第2貫通孔を有する第2軸受ベース部と、を有し、
前記動圧スラスト軸受は、
前記第1軸受ベース部と前記支持プレートとの間に配置され、前記回転軸をスラスト方向で回転可能に支持する第1動圧スラスト軸受と、
前記第2軸受ベース部と前記支持プレートとの間に配置され、前記回転軸をスラスト方向で回転可能に支持する第2動圧スラスト軸受と、を有している流体機械であって、
前記スラスト軸受支持部は、前記支持プレートよりも前記回転軸の径方向外側に配置され、前記第1軸受ベース部と前記第2軸受ベース部との間に介在されるスペーサ部材を有し、
前記第1軸受ベース部と前記第2軸受ベース部とは、前記スペーサ部材を介して互いに固定されており、
前記ハウジング内には、
前記第1軸受ベース部、前記スペーサ部材、及び前記第2軸受ベース部の外側を通過しながら前記モータ室から前記作動室に向けて流体が流れる主流通路が形成されており、
前記第1貫通孔は、前記モータ室に連通し、
前記第2貫通孔は、前記主流通路に連通し、
前記スペーサ部材よりも前記回転軸の径方向内側と前記第1動圧スラスト軸受及び前記第2動圧スラスト軸受よりも前記回転軸の径方向外側との間に形成される隙間は、前記第1動圧スラスト軸受と前記支持プレートとの間を介して前記第1貫通孔に連通し、且つ前記第2動圧スラスト軸受と前記支持プレートとの間を介して前記第2貫通孔に連通し、
前記スラスト軸受支持部は、前記隙間と前記主流通路とを接続する接続通路を有していることを特徴とする流体機械。
続きを表示(約 1,400 文字)【請求項2】
前記スペーサ部材は、前記支持プレートを内側に収容可能な収容孔を有する環状であり、
前記接続通路は、前記スペーサ部材の内周と外周とを連通するように前記スペーサ部材に形成された径方向通路であることを特徴とする請求項1に記載の流体機械。
【請求項3】
前記スラスト軸受支持部は、前記径方向通路を複数有し、
前記複数の径方向通路は、前記スペーサ部材の周方向に間隔をあけて放射状に延びていることを特徴とする請求項2に記載の流体機械。
【請求項4】
前記支持プレートには、前記第1貫通孔及び前記第2貫通孔の少なくとも一方と前記隙間とを繋ぐ連繋通路が形成されていることを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項5】
前記電動モータと前記支持プレートとの間に配置されるとともに前記回転軸をラジアル方向で回転可能に支持する動圧ラジアル軸受を備え、
前記第1貫通孔は、前記動圧ラジアル軸受と前記回転軸との間の隙間に連通し、
前記接続通路の通路断面積は、前記動圧ラジアル軸受と前記回転軸との間の隙間の断面積よりも大きく、且つ前記第1動圧スラスト軸受と前記支持プレートとの間の隙間の断面積、及び前記第2動圧スラスト軸受と前記支持プレートとの間の隙間の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項6】
前記第1貫通孔の通路断面積は、前記動圧ラジアル軸受と前記回転軸との間の隙間の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項5に記載の流体機械。
【請求項7】
前記電動モータと前記支持プレートとの間に配置されるとともに前記回転軸をラジアル方向で回転可能に支持する動圧ラジアル軸受を備え、
前記第1貫通孔は、前記動圧ラジアル軸受と前記回転軸との間の隙間に連通し、
前記第1貫通孔の通路断面積は、前記動圧ラジアル軸受と前記回転軸との間の隙間の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項8】
前記主流通路における前記接続通路との合流部分よりも下流側の通路断面積は、前記主流通路における前記接続通路との合流部分よりも上流側の通路断面積と、前記第1動圧スラスト軸受と前記支持プレートとの間の隙間の断面積と、前記第2動圧スラスト軸受と前記支持プレートとの間の隙間の断面積とを足し合わせた断面積よりも大きいことを特徴とする請求項5~請求項7のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項9】
前記電動モータと前記支持プレートとの間に配置されるとともに前記回転軸をラジアル方向で回転可能に支持する動圧ラジアル軸受を備え、
前記第1貫通孔は、前記動圧ラジアル軸受と前記回転軸との間の隙間に連通し、
前記主流通路における前記接続通路との合流部分よりも下流側の通路断面積は、前記主流通路における前記接続通路との合流部分よりも上流側の通路断面積と、前記第1動圧スラスト軸受と前記支持プレートとの間の隙間の断面積と、前記第2動圧スラスト軸受と前記支持プレートとの間の隙間の断面積とを足し合わせた断面積よりも大きいことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の流体機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、流体機械に関する。
続きを表示(約 2,900 文字)【背景技術】
【0002】
流体機械として、回転軸と、回転軸を回転させる電動モータと、備えているものがある。また、流体機械のハウジングは、電動モータを収容するモータ室、モータ室に流体を吸入する吸入孔、作動室、及び吐出室を有している。また、流体機械は、回転軸の回転によってモータ室の流体を作動室に吸入して、作動室から吐出室に吐出する作動体を備えている。さらに、流体機械は、回転軸をスラスト方向で回転可能に支持する動圧スラスト軸受と、動圧スラスト軸受を支持するスラスト軸受支持部と、回転軸の外周面から径方向外側へ環状に突出するとともに回転軸と一体回転する支持プレートと、を備えている場合がある。
【0003】
例えば特許文献1では、支持プレートが回転軸の外周面における作動体と電動モータとの間の部位から径方向外側へ突出している。そして、スラスト軸受支持部は、支持プレートよりも電動モータ寄りに配置される第1軸受ベース部と、支持プレートよりも作動体寄りに配置される第2軸受ベース部と、を有している。さらに、動圧スラスト軸受は、第1軸受ベース部と支持プレートとの間に配置される第1動圧スラスト軸受と、第2軸受ベース部と支持プレートとの間に配置される第2動圧スラスト軸受と、を有している。そして、第1動圧スラスト軸受及び第2スラスト軸受によって、支持プレートがスラスト方向で回転可能に支持されることにより、回転軸がスラスト方向で回転可能に支持されている。
【0004】
このように、作動体と電動モータとの間で動圧スラスト軸受によって回転軸をスラスト方向に回転可能に支持する構成によれば、例えば、電動モータに対して作動体とは反対側の位置で動圧スラスト軸受によって回転軸をスラスト方向に回転可能に支持する構成に比べると、回転軸の振れを好適に抑えることができる。したがって、流体機械の信頼性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2017-89384号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、このような流体機械において、第1動圧スラスト軸受及び第2動圧スラスト軸受によって、回転軸をスラスト方向で安定的に回転可能に支持するためには、第1動圧スラスト軸受と支持プレートとの間、及び第2動圧スラスト軸受と支持プレートとの間それぞれのクリアランスの精度を高くすることが求められている。また、このような流体機械においては、回転軸が回転すると、第1動圧スラスト軸受及び第2動圧スラスト軸受の温度が上昇するため、第1動圧スラスト軸受及び第2動圧スラスト軸受を効率良く冷却することが求められている。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、第1動圧スラスト軸受と支持プレートとの間、及び第2動圧スラスト軸受と支持プレートとの間それぞれのクリアランスの精度を高くしつつも、第1動圧スラスト軸受及び第2動圧スラスト軸受を効率良く冷却することができる流体機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決する流体機械は、回転軸と、前記回転軸を回転させる電動モータと、前記電動モータを収容するモータ室、前記モータ室に流体を吸入する吸入孔、作動室、及び吐出室を有するハウジングと、前記回転軸の回転によって前記モータ室の流体を前記作動室に吸入して、前記作動室から前記吐出室に吐出する作動体と、前記回転軸をスラスト方向で回転可能に支持する動圧スラスト軸受と、前記動圧スラスト軸受を支持するスラスト軸受支持部と、前記回転軸の外周面における前記作動体と前記電動モータとの間の部位から径方向外側へ環状に突出するとともに前記回転軸と一体回転する支持プレートと、を備え、前記スラスト軸受支持部は、前記支持プレートよりも前記電動モータ寄りに配置されるとともに前記回転軸が貫通する第1貫通孔を有する第1軸受ベース部と、前記支持プレートよりも前記作動体寄りに配置されるとともに前記回転軸が貫通する第2貫通孔を有する第2軸受ベース部と、を有し、前記動圧スラスト軸受は、前記第1軸受ベース部と前記支持プレートとの間に配置され、前記回転軸をスラスト方向で回転可能に支持する第1動圧スラスト軸受と、前記第2軸受ベース部と前記支持プレートとの間に配置され、前記回転軸をスラスト方向で回転可能に支持する第2動圧スラスト軸受と、を有している流体機械であって、前記スラスト軸受支持部は、前記支持プレートよりも前記回転軸の径方向外側に配置され、前記第1軸受ベース部と前記第2軸受ベース部との間に介在されるスペーサ部材を有し、前記第1軸受ベース部と前記第2軸受ベース部とは、前記スペーサ部材を介して互いに固定されており、前記ハウジング内には、前記第1軸受ベース部、前記スペーサ部材、及び前記第2軸受ベース部の外側を通過しながら前記モータ室から前記作動室に向けて流体が流れる主流通路が形成されており、前記第1貫通孔は、前記モータ室に連通し、前記第2貫通孔は、前記主流通路に連通し、前記スペーサ部材よりも前記回転軸の径方向内側と前記第1動圧スラスト軸受及び前記第2動圧スラスト軸受よりも前記回転軸の径方向外側との間に形成される隙間は、前記第1動圧スラスト軸受と前記支持プレートとの間を介して前記第1貫通孔に連通し、且つ前記第2動圧スラスト軸受と前記支持プレートとの間を介して前記第2貫通孔に連通し、前記スラスト軸受支持部は、前記隙間と前記主流通路とを接続する接続通路を有している。
【0009】
これによれば、第1軸受ベース部と第2軸受ベース部とが、スペーサ部材を介して互いに固定されているため、第1動圧スラスト軸受と支持プレートとの間、及び第2動圧スラスト軸受と支持プレートとの間それぞれのクリアランスの精度を高くすることができる。
【0010】
また、モータ室から第1貫通孔に流れ込んだ流体は、回転軸と一体的に回転する支持プレートによって発生する遠心作用によって巻き上げられながら、第1動圧スラスト軸受と支持プレートとの間を通過し、第1動圧スラスト軸受を冷却する。そして、第1動圧スラスト軸受と支持プレートとの間を通過した流体は、スペーサ部材よりも回転軸の径方向内側と第1動圧スラスト軸受及び第2動圧スラスト軸受よりも回転軸の径方向外側との間に形成される隙間に流れ込む。一方で、主流通路から第2貫通孔に流れ込んだ流体は、回転軸と一体的に回転する支持プレートによって発生する遠心作用によって巻き上げられながら、第2動圧スラスト軸受と支持プレートとの間を通過し、第2動圧スラスト軸受を冷却する。そして、第2動圧スラスト軸受と支持プレートとの間を通過した流体は、スペーサ部材よりも回転軸の径方向内側と第1動圧スラスト軸受及び第2動圧スラスト軸受よりも回転軸の径方向外側との間に形成される隙間に流れ込む。
(【0011】以降は省略されています)

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