ターボ機械
【課題】製造時又はメンテナンス時における組立の手間を削減できるターボ機械を提供する。
【解決手段】本発明に係るターボ機械Ｓ１は、回転することで気体を流動させるインペラ１と、インペラ１を回転駆動させる駆動装置２と、駆動装置２の回転駆動力をインペラ１に伝達する回転軸３と、回転軸３を回転自在に支持する軸受４と、少なくとも駆動装置２及び回転軸３を収容するケーシング５と、を備えるターボ機械であって、ケーシング５には軸受４を潤滑するグリースを軸受４に供給するためのグリース流路７，８が形成されている、という構成を採用する。
【解決手段】本発明に係るターボ機械Ｓ１は、回転することで気体を流動させるインペラ１と、インペラ１を回転駆動させる駆動装置２と、駆動装置２の回転駆動力をインペラ１に伝達する回転軸３と、回転軸３を回転自在に支持する軸受４と、少なくとも駆動装置２及び回転軸３を収容するケーシング５と、を備えるターボ機械であって、ケーシング５には軸受４を潤滑するグリースを軸受４に供給するためのグリース流路７，８が形成されている、という構成を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、気体を流動させるターボブロア等のターボ機械が使用されている。このようなターボ機械には、回転することで気体を流動させるインペラ（回転翼）と、インペラを回転駆動させるモータ等（駆動装置）と、モータの回転駆動力をインペラに伝達する回転軸と、を備えている。インペラ、モータ及び回転軸は、ターボ機械の外形を成すケーシング内に収容されている。回転軸は、ケーシングに設けられる軸受（例えば転がり軸受）を介して回転自在に支持されている。
【０００３】
回転軸の円滑な回転を維持するため、軸受には潤滑油が供給されている。また、潤滑油を貯留するためのタンクを小型化でき、メンテナンスの手間を削減できる等の理由から、軸受にグリースを供給するグリース潤滑が使用されつつある（例えば特許文献１参照）。グリースとは、基油となる潤滑油に増ちょう材を分散させて半固体状にした潤滑剤である。グリース潤滑の方法としては、例えばターボ機械にグリース供給装置を設置し、一定時間毎にグリースを供給する方法が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２１６４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に軸受とグリース供給装置との間は、グリースを供給するための供給管によって連結されている。
しかしながら、グリースを軸受に供給するための供給管を設けると、ターボ機械の製造時やメンテナンス時に供給管の配設（引き回し）及び接続の作業が生じ、ターボ機械の組立の手間が増大してしまうという課題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、製造時又はメンテナンス時における組立の手間を削減できるターボ機械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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明に係るターボ機械は、回転することで気体を流動させるインペラと、インペラを回転駆動させる駆動装置と、駆動装置の回転駆動力をインペラに伝達する回転軸と、回転軸を回転自在に支持する軸受と、少なくとも駆動装置及び回転軸を収容するケーシングと、を備えるターボ機械であって、ケーシングには軸受を潤滑するグリースを軸受に供給するためのグリース流路が形成されている、という構成を採用する。
【０００８】
ターボ機械の製造時又はメンテナンス時には、インペラ、駆動装置、回転軸、軸受及びケーシング等を組み立てる組立作業が実施される。このとき、軸受にグリースを供給するための供給管等がターボ機械のケーシング内において用いられている場合には、このような供給管の配設、引き回し及び接続といった作業が発生し、ターボ機械の組立の手間が増大する虞がある。しかしながら、本発明によれば、グリースを軸受に供給するためのグリース流路が、ケーシング自体に形成されている。そのため、ターボ機械の組立作業において、ケーシングに形成されたグリース流路内に所定量のグリースを充填し、ケーシングに対して回転軸や軸受等を順次設置することで、ターボ機械の組立作業が完了する。すなわち、従来発生していた供給管の配設、引き回し及び接続といった作業が不要となる。
【０００９】
また、本発明に係るターボ機械は、ケーシングが、少なくとも駆動装置及び回転軸を収容するケーシング本体と、ケーシング本体に着脱自在に設置されるとともに軸受を支持する軸受支持部と、を具備し、ケーシング本体にはグリース流路の一部を成す第１流路が形成され、軸受支持部にはグリース流路の一部を成すとともに第１流路に連通する第２流路が形成されている、という構成を採用する。
【００１０】
また、本発明に係るターボ機械は、第１流路と第２流路とが連通する向きが、軸受支持部の着脱方向と同一である、という構成を採用する。
【００１１】
また、本発明に係るターボ機械は、軸受支持部には回転軸の回転軸線周りに環状に配される環状流路が形成されており、環状流路は、第２流路の一部を成し、第１流路に連通して配されている、という構成を採用する。
【００１２】
また、本発明に係るターボ機械は、軸受支持部に設けられるとともに軸受から排出されたグリースが貯留されるグリース貯留部を備える、という構成を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
本発明によれば、ターボ機械の組立作業において、ケーシング内での供給管の配設、引き回し及び接続といった作業が不要となる。そのため、本発明によれば、製造時又はメンテナンス時における組立の手間を削減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるターボブロアの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるターボブロアの概略構成を示す分解断面図である。
【図３】図２におけるモジュール部の拡大断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線視断面図である。
【図５】図３のＢ矢視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるグリース受け皿の概略図である。
【図７】本発明の第２の実施形態におけるターボブロアの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図１から図７を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１６】
〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態におけるターボブロアＳ１の概略構成を示す断面図である。
ターボブロアＳ１は、外部から導入された気体を圧縮して流動させるターボ機械である。ターボブロアＳ１は、例えばガスレーザー（炭酸ガスレーザー等）で使用される。ガスレーザーで使用されるターボブロアＳ１は、ガスレーザーの媒体であるレーザーガスを、レーザー発振器に向けて流動させるために用いられる。
ターボブロアＳ１は、インペラ１と、モータ２（駆動装置）と、回転軸３と、軸受４と、ケーシング５と、グリース供給装置６と、を備えている。なお、図１から図３において、回転軸３の軸線方向を鉛直方向とし、インペラ１が設けられている側を上側とする。
【００１７】
インペラ１は、回転することで気体を流動させる回転翼である。また、インペラ１は、回転することで、その回転軸線方向での一方側から気体を吸引し、吸引した気体を径方向外側に送り出すものである。
【００１８】
モータ２は、インペラ１を回転させる駆動力を発生する駆動装置である。本実施形態におけるモータ２は、誘導モータであって、かご形に組まれたコア（鉄心）からなるロータ２１と、ロータ２１を囲んで設けられる巻線からなるステータ２２とを備えている。モータ２は、ステータ２２に電力が供給されることで、ロータ２１が回転する構成となっている。なお、モータ２は、誘導モータ以外のモータであってもよい。さらに、モータ以外の駆動装置を用いてもよい。
【００１９】
回転軸３は、モータ２の回転駆動力をインペラ１に伝達するための軸部材である。回転軸３は、鉛直方向に延在して設けられ、ロータ２１に挿通されて固定されている。また、回転軸３の上側端部には、インペラ１が固定されている。回転軸３とインペラ１との固定方法としては、締結部材による締結や溶接が例示される。
【００２０】
軸受４は、回転軸３を回転自在に支持するものである。軸受４は、ケーシング５に設置されている。すなわち、回転軸３は、軸受４を介してケーシング５に回転自在に支持されている。軸受４は、転がり軸受であり、より詳細にはアンギュラ玉軸受である。なお、軸受４はアンギュラ玉軸受に限定されず、深溝玉軸受や円錐ころ軸受等の、ラジアル荷重及びスラスト荷重をいずれも支持できる軸受を用いてもよい。
本実施形態における軸受４としては、上側軸受４１（軸受）と下側軸受４２（軸受）とが用いられている。上側軸受４１は、回転軸３の上側の端部、すなわちインペラ１側の端部を支持している。下側軸受４２は、回転軸３の下側の端部、すなわちインペラ１と逆側の端部を支持している。本実施形態の上側軸受４１及び下側軸受４２には、グリースが供給されている。このグリースは、上側軸受４１及び下側軸受４２の円滑な回転を維持するためのものである。
【００２１】
ケーシング５は、ターボブロアＳ１の外形を成すとともに、インペラ１、モータ２及び回転軸３を収容するためのものである。ケーシング５は、スクロールケーシング５１と、ケーシング本体５２と、上側軸受支持部５３（軸受支持部）と、下側軸受支持部５４（軸受支持部）と、を具備している。
【００２２】
スクロールケーシング５１は、インペラ１を囲んで設けられるものである。スクロールケーシング５１には、吸入口５１ａと、ディフューザ５１ｂと、スクロール室５１ｃとが形成されている。
吸入口５１ａは、インペラ１に向けて気体が導入される箇所である。ディフューザ５１ｂは、インペラ１を囲んで環状に形成されており、インペラ１が回転することで送り出された気体が導入される流路である。ディフューザ５１ｂに導入された気体は圧縮され、その圧力は上昇する。スクロール室５１ｃは、インペラ１を囲んで環状に形成されており、ディフューザ５１ｂと連通して設けられる流路である。スクロール室５１ｃには不図示の吐出口が設けられており、インペラ１の回転によって送り出された気体はディフューザ５１ｂ及びスクロール室５１ｃを介して、この吐出口からケーシング５の外部に供給される。
【００２３】
ケーシング本体５２は、モータ２及び回転軸３を収容するものであって、モータケーシング５５と、ベースプレート５６とを具備している。
【００２４】
モータケーシング５５は、モータ２を収容するものである。モータケーシング５５には、上述したスクロールケーシング５１が締結ボルト等を用いて着脱自在に接続されている。モータケーシング５５には、コネクタ５５ａと、水冷ジャケット５５ｂと、吸引口５５ｃとが形成されている。
【００２５】
コネクタ５５ａは、モータ２に電力を供給する電源ケーブル（図示せず）との接続に用いられるものである。また、コネクタ５５ａとステータ２２とは、所定の配線によって電気的に接続されている。なお、ターボブロアＳ１がガスレーザー等で使用される場合には、ケーシング５を密閉構造とする必要があるため、コネクタ５５ａには接続部分を密閉できるハーメチックコネクタが用いられる。
水冷ジャケット５５ｂは、モータ２を冷却するためのものであって、モータ２を回転軸線周りで囲んで設けられている。
吸引口５５ｃは、モータケーシング５５を貫通して形成される開口部であって、モータ２が設置されている内部空間を吸引するための吸引装置（図示せず）が接続される箇所である。吸引装置の吸引により、上側軸受４１を介してスクロールケーシング５１からモータケーシング５５に向かう気体の流れが作り出され、上側軸受４１等に供給された潤滑油が揮発してスクロールケーシング５１内に流入することを防止することができる。
【００２６】
ベースプレート５６は、モータケーシング５５の下部に締結ボルト等を用いて固定されており、ターボブロアＳ１の台座部として用いられるものである。なお、本実施形態においては、モータケーシング５５とベースプレート５６とを別体で構成したが、これに限定されずケーシング本体５２を一体的に成形してもよい。
【００２７】
上側軸受支持部５３は、上側軸受４１を支持するものであり、ケーシング本体５２のモータケーシング５５に締結ボルト等を用いて着脱自在に設置されている。すなわち、上側軸受４１は、上側軸受支持部５３に設置されている。なお、上側軸受支持部５３は、モータケーシング５５に形成された凹部５５ｄ内に設置されている。
上側軸受支持部５３は、スクロールケーシング５１内のインペラ１が設置されている箇所と、モータケーシング５５内のモータ２が設置されている箇所との間に設けられている。上側軸受支持部５３は、円板状に成形された部材である。上側軸受支持部５３のモータケーシング５５に対する着脱の方向は、鉛直方向と同一である。上側軸受支持部５３の中央部には回転軸３が隙間をあけて貫通しており、上側軸受４１も上側軸受支持部５３の中央部に設置されている。
【００２８】
下側軸受支持部５４は、下側軸受４２を支持するものであり、ケーシング本体５２のベースプレート５６に着脱自在に設置されている。すなわち、下側軸受４２は、下側軸受支持部５４に設置されている。なお、下側軸受支持部５４は、ベースプレート５６に形成された凹部５６ａ内に設置されている。
下側軸受支持部５４は、有底の円筒状に成形された部材であり、その内部には空間５４ａ（グリース貯留部）が形成されている。下側軸受支持部５４の上側開口部からは、空間５４ａ内に回転軸３の下側端部が突入して設けられている。また、下側軸受４２は、下側軸受支持部５４の上側開口部の近傍に設置されている。なお、空間５４ａは、下側軸受４２から排出された排グリースが貯留される貯留部となっている。下側軸受支持部５４のベースプレート５６に対する着脱の方向は、鉛直方向と同一である。
【００２９】
下側軸受支持部５４の空間５４ａ内には、下側軸受４２を上側に向かって付勢する予圧バネ５４ｂが設けられている。なお、下側軸受４２は、回転軸３を介して上側軸受４１と連結されている。そのため、予圧バネ５４ｂの上側への付勢力は、下側軸受４２だけでなく上側軸受４１にも伝わり、上側軸受４１及び下側軸受４２のいずれに対しても鉛直方向での付勢力（すなわち予圧）を加えられる構成となっている。上側軸受４１及び下側軸受４２はアンギュラ玉軸受であることから、鉛直方向で適切な予圧が加えられることで、転動体（玉）が適切な位置に保持され、回転に伴う振動や騒音等が低減される。
【００３０】
ケーシング５には、上側軸受４１及び下側軸受４２に対してグリースを供給するための、上側グリース流路７（グリース流路）と下側グリース流路８（グリース流路）とが形成されている。
【００３１】
上側グリース流路７は、第１上側流路７１（第１流路）と、第２上側流路７２（第２流路）とを有している。
第１上側流路７１は、ケーシング本体５２のモータケーシング５５に形成されている。第１上側流路７１の一方の端部は、モータケーシング５５の外部に向かって開口し、他方の端部は、凹部５５ｄ内に開口している。
第２上側流路７２は、上側軸受支持部５３に形成されている。第２上側流路７２の一方の端部は、モータケーシング５５の凹部５５ｄに向かって開口し、他方の端部は、上側軸受４１に接続されている。さらに、第２上側流路７２の一方の端部は、第１上側流路７１と連通する位置に設けられている。
すなわち、第１上側流路７１及び第２上側流路７２が形成されていることで、外部から供給されるグリースを上側軸受４１に供給できる構成となっている。
【００３２】
下側グリース流路８は、第１下側流路８１（第１流路）と、第２下側流路８２（第２流路）とを有している。
第１下側流路８１は、ケーシング本体５２のベースプレート５６に形成されている。第１下側流路８１の一方の端部は、ベースプレート５６の外部に向かって開口し、他方の端部は、凹部５６ａ内に開口している。
第２下側流路８２は、下側軸受支持部５４に形成されている。第２下側流路８２の一方の端部は、ベースプレート５６の凹部５６ａに向かって開口し、他方の端部は、下側軸受４２に接続されている。さらに、第２下側流路８２の一方の端部は、第１下側流路８１と連通する位置に設けられている。
すなわち、第１下側流路８１及び第２下側流路８２が形成されていることで、外部から供給されるグリースを下側軸受４２に供給できる構成となっている。
【００３３】
グリース供給装置６は、ケーシング５の外部に設置され、上側軸受４１及び下側軸受４２にグリースを供給するためのものである。グリース供給装置６の内部には、グリースが充填された一対のシリンジ６１が収容されている。また、グリース供給装置６の内部には、シリンジ６１を動作させる駆動装置（図示せず）が設けられており、この駆動装置の作動によってシリンジ６１が動作し、シリンジ６１内のグリースを供給できる構成となっている。
【００３４】
一対のシリンジ６１には、それぞれ第１供給管６２及び第２供給管６３が接続されている。第１供給管６２は、一方のシリンジ６１と、モータケーシング５５の第１上側流路７１とを互いに連結している。第２供給管６３は、他方のシリンジ６１と、ベースプレート５６の第１下側流路８１とを互いに連結している。すなわち、グリース供給装置６の作動によって、ターボブロアＳ１における上側軸受４１及び下側軸受４２にグリースを供給することが可能となっている。
【００３５】
次に、ターボブロアＳ１の分解構造を、より詳細に説明する。図２は、本実施形態におけるターボブロアＳ１の概略構成を示す分解断面図である。
【００３６】
上述したように、上側軸受支持部５３及び下側軸受支持部５４は、ケーシング本体５２に着脱自在に設置されている。また、図２に示すように、インペラ１、ロータ２１及び回転軸３は一体的に固定されており、回転軸３は上側軸受４１及び下側軸受４２を介して上側軸受支持部５３及び下側軸受支持部５４に回転自在に支持されている。そのため、インペラ１、ロータ２１、回転軸３、上側軸受４１、下側軸受４２、上側軸受支持部５３及び下側軸受支持部５４は、一体的に組み立てられたモジュール部９として構成されている。
例えばターボブロアＳ１のメンテナンス時においては、ケーシング本体５２からスクロールケーシング５１を離脱させ、上側軸受支持部５３をケーシング本体５２に固定している締結ボルト等を取り外すのみで、モジュール部９をケーシング本体５２から離脱させることが可能となっている。
【００３７】
また、上側軸受支持部５３及び下側軸受支持部５４の、ケーシング本体５２に対する着脱の方向は、いずれも鉛直方向と同一である。そのため、モジュール部９のケーシング本体５２に対する着脱の方向は、鉛直方向と同一である。
【００３８】
第１上側流路７１と第２上側流路７２との連通の向きは、鉛直方向と同一である。そのため、第１上側流路７１と第２上側流路７２との連通の向きは、上側軸受支持部５３のケーシング本体５２に対する着脱の方向と同一である。よって、上側軸受支持部５３をケーシング本体５２に設置するのみで、第１上側流路７１と第２上側流路７２とが互いに連通され、上側グリース流路７が形成される。なお、第１上側流路７１と第２上側流路７２とを互いに連通する位置に配置させるための位置決め部材（図示せず）等をケーシング本体５２と上側軸受支持部５３との間に設けてもよい。
【００３９】
第１下側流路８１と第２下側流路８２との連通の向きは、鉛直方向と同一である。そのため、第１下側流路８１と第２下側流路８２との連通の向きは、下側軸受支持部５４のケーシング本体５２に対する着脱の方向と同一である。下側軸受支持部５４をケーシング本体５２に設置するのみで、第１下側流路８１と第２下側流路８２とが互いに連通され、下側グリース流路８が形成される。
【００４０】
なお、第１上側流路７１及び第２上側流路７２の連通箇所を囲んで設けられ、上側軸受支持部５３とモータケーシング５５とによって挟持されるシール部材（図示せず）を配置してもよい。同様に、第１下側流路８１及び第２下側流路８２の連通箇所を囲んで設けられ、下側軸受支持部５４とベースプレート５６とによって挟持されるシール部材（図示せず）を配置してもよい。このようなシール部材を配置することで、それぞれの連通箇所におけるグリースの漏出を防止することができる。
【００４１】
続いて、本実施形態におけるモジュール部９を、より詳細に説明する。図３は、図２におけるモジュール部９の拡大断面図である。また、図４は、図３のＡ−Ａ線視断面図である。また、図５は、図３のＢ矢視図である。また、図６は、本実施形態におけるグリース受け皿５７の概略図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線視断面図である。
【００４２】
図３に示すように、上側軸受支持部５３には、第２上側流路７２の一部を成すとともに上側軸受４１の外周側に設けられる上側軸受外周流路７２ａが形成されている。図４に示すように、上側軸受外周流路７２ａは、上側軸受４１を囲んで環状に形成されている。そのため、第２上側流路７２を介して供給されるグリースは、上側軸受４１の径方向外側の全周に亘って配される。また、上側軸受４１の外輪には、径方向に向けて貫通する複数の貫通孔４１ａが形成されている。
よって、上側軸受外周流路７２ａ内のグリースが、複数の貫通孔４１ａを介して、上側軸受４１の内部（外輪と内輪との間）に供給され、転動体（玉）の円滑な転動を維持することが可能となる。
【００４３】
一方、図３に示すように、下側軸受支持部５４には、第２下側流路８２の一部を成すとともに下側軸受４２の外周側に設けられる下側軸受外周流路８２ａが形成されている。下側軸受外周流路８２ａ及び下側軸受４２の構成は、上側軸受支持部５３及び上側軸受４１の構成と同様のものであるため、その説明を省略する。
上側軸受４１及び下側軸受４２にグリースが供給されることで、回転軸３の円滑な回転を維持することが可能となる。
【００４４】
また、下側軸受支持部５４には、第２下側流路８２の一部を成すとともに回転軸３の回転軸線周りで環状に設けられる環状流路８２ｂが形成されている。図５に示すように、環状流路８２ｂは、下側軸受支持部５４の下面に設けられた溝状の流路である。環状流路８２ｂは第１下側流路８１（図１又は図２参照）の凹部５６ａにおける開口部と対向する位置に形成されている。また、環状流路８２ｂが回転軸３の回転軸線周りに形成されていることから、下側軸受支持部５４が上記回転軸線周りで回転しどのような向きになったとしても、第１下側流路８１と第２下側流路８２との連通を確保することが可能となっている。
【００４５】
図３に戻り、上側軸受支持部５３には、グリース受け皿５７（グリース貯留部）が設けられている。グリース受け皿５７は、上側軸受４１から排出される排グリースを貯溜するための部材である。図６に示すように、グリース受け皿５７は円板状の部材として成形されており、その中央部には回転軸３を貫通させるための開口部５７ａが形成されている。
開口部５７ａの周囲には、上側軸受４１から排出された排グリースが貯留される箇所である、貯留部５７ｂが形成されている。貯留部５７ｂは、開口部５７ａを囲んで環状に設けられている。
グリース受け皿５７の周縁部近傍には、板厚方向で貫通する複数の貫通孔５７ｃが形成されている。貫通孔５７ｃは、締結ボルト等により、グリース受け皿５７を上側軸受支持部５３に着脱自在に設置するために用いられる孔部である。
【００４６】
図３に戻り、下側軸受支持部５４の空間５４ａは、下側軸受４２から排出される排グリースを貯溜するための貯留部となっている。
【００４７】
続いて、本実施形態におけるターボブロアＳ１の作用を説明する。
インペラ１を回転させて気体を圧送するために、モータ２は回転軸３を高速で回転させる（例えば数万ｒｐｍ）。そのため、上側軸受４１及び下側軸受４２は高速で回転し、軸受に供給されたグリースは攪拌される。また、インペラ１における流動の損失やモータ２の動作を原因として、熱が生じる。この熱は上側軸受４１及び下側軸受４２に伝わり、軸受に供給されたグリースの温度は上昇する。
このような回転による攪拌や熱の影響により、グリースが変質・劣化し、基油である潤滑油が枯渇する虞がある。グリースの潤滑油が枯渇すれば、上側軸受４１及び下側軸受４２の焼き付きが生じる虞がある。
【００４８】
しかしながら、本実施形態におけるターボブロアＳ１には、グリース供給装置６が設けられ、且つ上側軸受４１及び下側軸受４２に対してグリースを供給するための上側グリース流路７及び下側グリース流路８が形成されている。よって、一定量のグリースを定期的に、上側軸受４１及び下側軸受４２に対して供給することができ、上側軸受４１及び下側軸受４２の円滑な回転を維持しつつ焼き付き等の不具合を防止することができる。
【００４９】
また、ターボブロアＳ１の製造時又はメンテナンス時には、インペラ１、モータ２、回転軸３、上側軸受４１、下側軸受４２及びケーシング５等を組み立てる組立作業が実施される。このとき、上側軸受４１及び下側軸受４２にグリースを供給するための供給管等がケーシング５内に設けられる場合には、このような供給管の配設、引き回し及び接続といった作業が発生し、ターボブロアＳ１の組立の手間が増大する虞がある。しかしながら、本実施形態によれば、グリースを上側軸受４１及び下側軸受４２に供給するための上側グリース流路７及び下側グリース流路８が、ケーシング５に形成されている。そのため、ターボブロアＳ１の組立作業において、ケーシング５に形成された上側グリース流路７及び下側グリース流路８内に所定量のグリースを充填し、ケーシング５に対して回転軸３、上側軸受４１及び下側軸受４２等を順次設置することで、ターボブロアＳ１の組立作業が完了する。すなわち、従来発生していた供給管の配設、引き回し及び接続といった作業が不要となる。結果として、ターボブロアＳ１の製造時又はメンテナンス時における組立の手間を削減できる。
【００５０】
また、上側軸受支持部５３及び下側軸受支持部５４は、いずれもモジュール部９の構成要素であるため、モジュール部９をケーシング本体５２に設置することで、上側グリース流路７及び下側グリース流路８がいずれも形成される。
【００５１】
また、第１上側流路７１と第２上側流路７２との連通の向きは、上側軸受支持部５３のケーシング本体５２に対する着脱の方向と同一である。よって、上側軸受支持部５３をケーシング本体５２に設置するのみで、第１上側流路７１と第２上側流路７２とが互いに連通され、上側グリース流路７が形成される。さらに、第１上側流路７１及び第２上側流路７２の連通箇所を囲んで設けられるシール部材を配置する場合には、上側軸受支持部５３をケーシング本体５２におけるモータケーシング５５に設置することで、シール部材が上側軸受支持部５３とモータケーシング５５とにより挟持される。よって、シール部材によって、第１上側流路７１及び第２上側流路７２の連通箇所を適切に密閉でき、連通箇所からのグリースの漏出を防止できる。
【００５２】
また、第１下側流路８１と第２下側流路８２との連通の向きは、下側軸受支持部５４のケーシング本体５２に対する着脱の方向と同一である。よって、下側軸受支持部５４をケーシング本体５２に設置するのみで、第１下側流路８１と第２下側流路８２とが互いに連通され、下側グリース流路８が形成される。さらに、第１下側流路８１及び第２下側流路８２の連通箇所を囲んで設けられるシール部材を配置する場合には、下側軸受支持部５４をケーシング本体５２におけるベースプレート５６に設置することで、シール部材が下側軸受支持部５４とベースプレート５６とにより挟持される。よって、シール部材によって、第１下側流路８１及び第２下側流路８２の連通箇所を適切に密閉でき、連通箇所からのグリースの漏出を防止できる。
【００５３】
また、下側軸受支持部５４には環状流路８２ｂが形成されている。
スクロールケーシング５１をケーシング本体５２から離脱させた状態では、上側軸受支持部５３の設置位置や姿勢は、外部から確認できる。また、上側軸受支持部５３とケーシング本体５２（モータケーシング５５）との間の位置合わせのための位置決め部材が用いられる場合もある。そのため、第１上側流路７１と第２上側流路７２とを互いに連通させることは容易である。一方、下側軸受支持部５４は、ケーシング本体５２内に配置されるため、外部からその姿勢を確認することが難しい。
本実施形態では、環状流路８２ｂが形成されることで、下側軸受支持部５４が上記回転軸線周りで回転しどのような向きになったとしても、第１下側流路８１と第２下側流路８２との連通を確保できる。よって、第１下側流路８１と第２下側流路８２とを互いに連通させるための手間を削減することができる。
【００５４】
また、上側軸受支持部５３にはグリース受け皿５７が設けられ、下側軸受支持部５４には空間５４ａが形成されている。
グリース受け皿５７及び空間５４ａは、いずれも排グリースが貯留される貯留部として用いられる。そのため、排グリースによってケーシング５の内部が汚濁されることを防止できる。また、グリース受け皿５７は上側軸受支持部５３に設けられ、空間５４ａは下側軸受支持部５４の内部に形成されていることから、ターボブロアＳ１のメンテナンス時にモジュール部９をケーシング本体５２から離脱させて、グリース受け皿５７及び空間５４ａに貯留された排グリースを除去・清掃することができる。
【００５５】
したがって、本実施形態によれば、ターボブロアＳ１の組立作業において、ケーシング５内での、グリースを供給するための供給管の配設、引き回し及び接続といった作業が不要となる。そのため、本実施形態によれば、ターボブロアＳ１の製造時又はメンテナンス時における組立の手間を削減できるという効果がある。
【００５６】
〔第２実施形態〕
図７は、本実施形態におけるターボブロアＳ２の概略構成を示す断面図である。なお、図７において、図１に示す第１の実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５７】
ターボブロアＳ２におけるケーシング５には、上側軸受４１に対してグリースを供給するための上側グリース流路７が形成されている。一方、下側軸受４２に対してグリースを供給するためのグリース流路は形成されていない。下側軸受４２に対しては、ターボブロアＳ２の製造時にグリースを供給するのみであって、ターボブロアＳ２の使用中はグリースの供給を行わない構成となっている。
なお、本実施形態におけるグリース供給装置６Ａに設けられるシリンジ６１は、１つのみである。
【００５８】
モータ２の動作を原因として生じる熱は、上側軸受４１及び下側軸受４２のいずれに対しても伝わる。一方、インペラ１における気体の流動の損失によって生じる熱は、インペラ１の近傍に設けられる上側軸受４１には伝わるが、回転軸３のインペラ１と逆側の端部に設けられる下側軸受４２には積極的に伝わることがない。よって、上側軸受４１に比べ、の温度は低くなる。
このように温度が異なることで、上側軸受４１よりも、下側軸受４２に供給されるグリースの消費は抑えられ、ターボブロアＳ２の運転状況（例えば回転軸３の回転数）によっては、最初にグリースを供給するのみで、使用中の下側軸受４２に対するグリース供給が不要となる場合がある。
【００５９】
本実施形態によれば、上述した知見に基づき使用中における下側軸受４２に対するグリース供給を不要とすることで、下側軸受４２にグリースを供給するためのグリース流路やグリース供給装置を省略でき、ターボブロアＳ２のコストを削減できるという効果がある。
【００６０】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１…インペラ、２…モータ（駆動装置）、３…回転軸、４…軸受、４１…上側軸受（軸受）、４２…下側軸受（軸受）、５…ケーシング、５２…ケーシング本体、５３…上側軸受支持部（軸受支持部）、５４…下側軸受支持部（軸受支持部）、５４ａ…空間（グリース貯留部）、５７…グリース受け皿（グリース貯留部）、７…上側グリース流路（グリース流路）、７１…第１上側流路（第１流路）、７２…第２上側流路（第２流路）、８…下側グリース流路（グリース流路）、８１…第１下側流路（第１流路）、８２…第２下側流路（第２流路）、８２ｂ…環状流路、Ｓ１，Ｓ２…ターボブロア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、気体を流動させるターボブロア等のターボ機械が使用されている。このようなターボ機械には、回転することで気体を流動させるインペラ（回転翼）と、インペラを回転駆動させるモータ等（駆動装置）と、モータの回転駆動力をインペラに伝達する回転軸と、を備えている。インペラ、モータ及び回転軸は、ターボ機械の外形を成すケーシング内に収容されている。回転軸は、ケーシングに設けられる軸受（例えば転がり軸受）を介して回転自在に支持されている。
【０００３】
回転軸の円滑な回転を維持するため、軸受には潤滑油が供給されている。また、潤滑油を貯留するためのタンクを小型化でき、メンテナンスの手間を削減できる等の理由から、軸受にグリースを供給するグリース潤滑が使用されつつある（例えば特許文献１参照）。グリースとは、基油となる潤滑油に増ちょう材を分散させて半固体状にした潤滑剤である。グリース潤滑の方法としては、例えばターボ機械にグリース供給装置を設置し、一定時間毎にグリースを供給する方法が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２１６４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に軸受とグリース供給装置との間は、グリースを供給するための供給管によって連結されている。
しかしながら、グリースを軸受に供給するための供給管を設けると、ターボ機械の製造時やメンテナンス時に供給管の配設（引き回し）及び接続の作業が生じ、ターボ機械の組立の手間が増大してしまうという課題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、製造時又はメンテナンス時における組立の手間を削減できるターボ機械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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明に係るターボ機械は、回転することで気体を流動させるインペラと、インペラを回転駆動させる駆動装置と、駆動装置の回転駆動力をインペラに伝達する回転軸と、回転軸を回転自在に支持する軸受と、少なくとも駆動装置及び回転軸を収容するケーシングと、を備えるターボ機械であって、ケーシングには軸受を潤滑するグリースを軸受に供給するためのグリース流路が形成されている、という構成を採用する。
【０００８】
ターボ機械の製造時又はメンテナンス時には、インペラ、駆動装置、回転軸、軸受及びケーシング等を組み立てる組立作業が実施される。このとき、軸受にグリースを供給するための供給管等がターボ機械のケーシング内において用いられている場合には、このような供給管の配設、引き回し及び接続といった作業が発生し、ターボ機械の組立の手間が増大する虞がある。しかしながら、本発明によれば、グリースを軸受に供給するためのグリース流路が、ケーシング自体に形成されている。そのため、ターボ機械の組立作業において、ケーシングに形成されたグリース流路内に所定量のグリースを充填し、ケーシングに対して回転軸や軸受等を順次設置することで、ターボ機械の組立作業が完了する。すなわち、従来発生していた供給管の配設、引き回し及び接続といった作業が不要となる。
【０００９】
また、本発明に係るターボ機械は、ケーシングが、少なくとも駆動装置及び回転軸を収容するケーシング本体と、ケーシング本体に着脱自在に設置されるとともに軸受を支持する軸受支持部と、を具備し、ケーシング本体にはグリース流路の一部を成す第１流路が形成され、軸受支持部にはグリース流路の一部を成すとともに第１流路に連通する第２流路が形成されている、という構成を採用する。
【００１０】
また、本発明に係るターボ機械は、第１流路と第２流路とが連通する向きが、軸受支持部の着脱方向と同一である、という構成を採用する。
【００１１】
また、本発明に係るターボ機械は、軸受支持部には回転軸の回転軸線周りに環状に配される環状流路が形成されており、環状流路は、第２流路の一部を成し、第１流路に連通して配されている、という構成を採用する。
【００１２】
また、本発明に係るターボ機械は、軸受支持部に設けられるとともに軸受から排出されたグリースが貯留されるグリース貯留部を備える、という構成を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
本発明によれば、ターボ機械の組立作業において、ケーシング内での供給管の配設、引き回し及び接続といった作業が不要となる。そのため、本発明によれば、製造時又はメンテナンス時における組立の手間を削減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるターボブロアの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるターボブロアの概略構成を示す分解断面図である。
【図３】図２におけるモジュール部の拡大断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線視断面図である。
【図５】図３のＢ矢視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるグリース受け皿の概略図である。
【図７】本発明の第２の実施形態におけるターボブロアの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図１から図７を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１６】
〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態におけるターボブロアＳ１の概略構成を示す断面図である。
ターボブロアＳ１は、外部から導入された気体を圧縮して流動させるターボ機械である。ターボブロアＳ１は、例えばガスレーザー（炭酸ガスレーザー等）で使用される。ガスレーザーで使用されるターボブロアＳ１は、ガスレーザーの媒体であるレーザーガスを、レーザー発振器に向けて流動させるために用いられる。
ターボブロアＳ１は、インペラ１と、モータ２（駆動装置）と、回転軸３と、軸受４と、ケーシング５と、グリース供給装置６と、を備えている。なお、図１から図３において、回転軸３の軸線方向を鉛直方向とし、インペラ１が設けられている側を上側とする。
【００１７】
インペラ１は、回転することで気体を流動させる回転翼である。また、インペラ１は、回転することで、その回転軸線方向での一方側から気体を吸引し、吸引した気体を径方向外側に送り出すものである。
【００１８】
モータ２は、インペラ１を回転させる駆動力を発生する駆動装置である。本実施形態におけるモータ２は、誘導モータであって、かご形に組まれたコア（鉄心）からなるロータ２１と、ロータ２１を囲んで設けられる巻線からなるステータ２２とを備えている。モータ２は、ステータ２２に電力が供給されることで、ロータ２１が回転する構成となっている。なお、モータ２は、誘導モータ以外のモータであってもよい。さらに、モータ以外の駆動装置を用いてもよい。
【００１９】
回転軸３は、モータ２の回転駆動力をインペラ１に伝達するための軸部材である。回転軸３は、鉛直方向に延在して設けられ、ロータ２１に挿通されて固定されている。また、回転軸３の上側端部には、インペラ１が固定されている。回転軸３とインペラ１との固定方法としては、締結部材による締結や溶接が例示される。
【００２０】
軸受４は、回転軸３を回転自在に支持するものである。軸受４は、ケーシング５に設置されている。すなわち、回転軸３は、軸受４を介してケーシング５に回転自在に支持されている。軸受４は、転がり軸受であり、より詳細にはアンギュラ玉軸受である。なお、軸受４はアンギュラ玉軸受に限定されず、深溝玉軸受や円錐ころ軸受等の、ラジアル荷重及びスラスト荷重をいずれも支持できる軸受を用いてもよい。
本実施形態における軸受４としては、上側軸受４１（軸受）と下側軸受４２（軸受）とが用いられている。上側軸受４１は、回転軸３の上側の端部、すなわちインペラ１側の端部を支持している。下側軸受４２は、回転軸３の下側の端部、すなわちインペラ１と逆側の端部を支持している。本実施形態の上側軸受４１及び下側軸受４２には、グリースが供給されている。このグリースは、上側軸受４１及び下側軸受４２の円滑な回転を維持するためのものである。
【００２１】
ケーシング５は、ターボブロアＳ１の外形を成すとともに、インペラ１、モータ２及び回転軸３を収容するためのものである。ケーシング５は、スクロールケーシング５１と、ケーシング本体５２と、上側軸受支持部５３（軸受支持部）と、下側軸受支持部５４（軸受支持部）と、を具備している。
【００２２】
スクロールケーシング５１は、インペラ１を囲んで設けられるものである。スクロールケーシング５１には、吸入口５１ａと、ディフューザ５１ｂと、スクロール室５１ｃとが形成されている。
吸入口５１ａは、インペラ１に向けて気体が導入される箇所である。ディフューザ５１ｂは、インペラ１を囲んで環状に形成されており、インペラ１が回転することで送り出された気体が導入される流路である。ディフューザ５１ｂに導入された気体は圧縮され、その圧力は上昇する。スクロール室５１ｃは、インペラ１を囲んで環状に形成されており、ディフューザ５１ｂと連通して設けられる流路である。スクロール室５１ｃには不図示の吐出口が設けられており、インペラ１の回転によって送り出された気体はディフューザ５１ｂ及びスクロール室５１ｃを介して、この吐出口からケーシング５の外部に供給される。
【００２３】
ケーシング本体５２は、モータ２及び回転軸３を収容するものであって、モータケーシング５５と、ベースプレート５６とを具備している。
【００２４】
モータケーシング５５は、モータ２を収容するものである。モータケーシング５５には、上述したスクロールケーシング５１が締結ボルト等を用いて着脱自在に接続されている。モータケーシング５５には、コネクタ５５ａと、水冷ジャケット５５ｂと、吸引口５５ｃとが形成されている。
【００２５】
コネクタ５５ａは、モータ２に電力を供給する電源ケーブル（図示せず）との接続に用いられるものである。また、コネクタ５５ａとステータ２２とは、所定の配線によって電気的に接続されている。なお、ターボブロアＳ１がガスレーザー等で使用される場合には、ケーシング５を密閉構造とする必要があるため、コネクタ５５ａには接続部分を密閉できるハーメチックコネクタが用いられる。
水冷ジャケット５５ｂは、モータ２を冷却するためのものであって、モータ２を回転軸線周りで囲んで設けられている。
吸引口５５ｃは、モータケーシング５５を貫通して形成される開口部であって、モータ２が設置されている内部空間を吸引するための吸引装置（図示せず）が接続される箇所である。吸引装置の吸引により、上側軸受４１を介してスクロールケーシング５１からモータケーシング５５に向かう気体の流れが作り出され、上側軸受４１等に供給された潤滑油が揮発してスクロールケーシング５１内に流入することを防止することができる。
【００２６】
ベースプレート５６は、モータケーシング５５の下部に締結ボルト等を用いて固定されており、ターボブロアＳ１の台座部として用いられるものである。なお、本実施形態においては、モータケーシング５５とベースプレート５６とを別体で構成したが、これに限定されずケーシング本体５２を一体的に成形してもよい。
【００２７】
上側軸受支持部５３は、上側軸受４１を支持するものであり、ケーシング本体５２のモータケーシング５５に締結ボルト等を用いて着脱自在に設置されている。すなわち、上側軸受４１は、上側軸受支持部５３に設置されている。なお、上側軸受支持部５３は、モータケーシング５５に形成された凹部５５ｄ内に設置されている。
上側軸受支持部５３は、スクロールケーシング５１内のインペラ１が設置されている箇所と、モータケーシング５５内のモータ２が設置されている箇所との間に設けられている。上側軸受支持部５３は、円板状に成形された部材である。上側軸受支持部５３のモータケーシング５５に対する着脱の方向は、鉛直方向と同一である。上側軸受支持部５３の中央部には回転軸３が隙間をあけて貫通しており、上側軸受４１も上側軸受支持部５３の中央部に設置されている。
【００２８】
下側軸受支持部５４は、下側軸受４２を支持するものであり、ケーシング本体５２のベースプレート５６に着脱自在に設置されている。すなわち、下側軸受４２は、下側軸受支持部５４に設置されている。なお、下側軸受支持部５４は、ベースプレート５６に形成された凹部５６ａ内に設置されている。
下側軸受支持部５４は、有底の円筒状に成形された部材であり、その内部には空間５４ａ（グリース貯留部）が形成されている。下側軸受支持部５４の上側開口部からは、空間５４ａ内に回転軸３の下側端部が突入して設けられている。また、下側軸受４２は、下側軸受支持部５４の上側開口部の近傍に設置されている。なお、空間５４ａは、下側軸受４２から排出された排グリースが貯留される貯留部となっている。下側軸受支持部５４のベースプレート５６に対する着脱の方向は、鉛直方向と同一である。
【００２９】
下側軸受支持部５４の空間５４ａ内には、下側軸受４２を上側に向かって付勢する予圧バネ５４ｂが設けられている。なお、下側軸受４２は、回転軸３を介して上側軸受４１と連結されている。そのため、予圧バネ５４ｂの上側への付勢力は、下側軸受４２だけでなく上側軸受４１にも伝わり、上側軸受４１及び下側軸受４２のいずれに対しても鉛直方向での付勢力（すなわち予圧）を加えられる構成となっている。上側軸受４１及び下側軸受４２はアンギュラ玉軸受であることから、鉛直方向で適切な予圧が加えられることで、転動体（玉）が適切な位置に保持され、回転に伴う振動や騒音等が低減される。
【００３０】
ケーシング５には、上側軸受４１及び下側軸受４２に対してグリースを供給するための、上側グリース流路７（グリース流路）と下側グリース流路８（グリース流路）とが形成されている。
【００３１】
上側グリース流路７は、第１上側流路７１（第１流路）と、第２上側流路７２（第２流路）とを有している。
第１上側流路７１は、ケーシング本体５２のモータケーシング５５に形成されている。第１上側流路７１の一方の端部は、モータケーシング５５の外部に向かって開口し、他方の端部は、凹部５５ｄ内に開口している。
第２上側流路７２は、上側軸受支持部５３に形成されている。第２上側流路７２の一方の端部は、モータケーシング５５の凹部５５ｄに向かって開口し、他方の端部は、上側軸受４１に接続されている。さらに、第２上側流路７２の一方の端部は、第１上側流路７１と連通する位置に設けられている。
すなわち、第１上側流路７１及び第２上側流路７２が形成されていることで、外部から供給されるグリースを上側軸受４１に供給できる構成となっている。
【００３２】
下側グリース流路８は、第１下側流路８１（第１流路）と、第２下側流路８２（第２流路）とを有している。
第１下側流路８１は、ケーシング本体５２のベースプレート５６に形成されている。第１下側流路８１の一方の端部は、ベースプレート５６の外部に向かって開口し、他方の端部は、凹部５６ａ内に開口している。
第２下側流路８２は、下側軸受支持部５４に形成されている。第２下側流路８２の一方の端部は、ベースプレート５６の凹部５６ａに向かって開口し、他方の端部は、下側軸受４２に接続されている。さらに、第２下側流路８２の一方の端部は、第１下側流路８１と連通する位置に設けられている。
すなわち、第１下側流路８１及び第２下側流路８２が形成されていることで、外部から供給されるグリースを下側軸受４２に供給できる構成となっている。
【００３３】
グリース供給装置６は、ケーシング５の外部に設置され、上側軸受４１及び下側軸受４２にグリースを供給するためのものである。グリース供給装置６の内部には、グリースが充填された一対のシリンジ６１が収容されている。また、グリース供給装置６の内部には、シリンジ６１を動作させる駆動装置（図示せず）が設けられており、この駆動装置の作動によってシリンジ６１が動作し、シリンジ６１内のグリースを供給できる構成となっている。
【００３４】
一対のシリンジ６１には、それぞれ第１供給管６２及び第２供給管６３が接続されている。第１供給管６２は、一方のシリンジ６１と、モータケーシング５５の第１上側流路７１とを互いに連結している。第２供給管６３は、他方のシリンジ６１と、ベースプレート５６の第１下側流路８１とを互いに連結している。すなわち、グリース供給装置６の作動によって、ターボブロアＳ１における上側軸受４１及び下側軸受４２にグリースを供給することが可能となっている。
【００３５】
次に、ターボブロアＳ１の分解構造を、より詳細に説明する。図２は、本実施形態におけるターボブロアＳ１の概略構成を示す分解断面図である。
【００３６】
上述したように、上側軸受支持部５３及び下側軸受支持部５４は、ケーシング本体５２に着脱自在に設置されている。また、図２に示すように、インペラ１、ロータ２１及び回転軸３は一体的に固定されており、回転軸３は上側軸受４１及び下側軸受４２を介して上側軸受支持部５３及び下側軸受支持部５４に回転自在に支持されている。そのため、インペラ１、ロータ２１、回転軸３、上側軸受４１、下側軸受４２、上側軸受支持部５３及び下側軸受支持部５４は、一体的に組み立てられたモジュール部９として構成されている。
例えばターボブロアＳ１のメンテナンス時においては、ケーシング本体５２からスクロールケーシング５１を離脱させ、上側軸受支持部５３をケーシング本体５２に固定している締結ボルト等を取り外すのみで、モジュール部９をケーシング本体５２から離脱させることが可能となっている。
【００３７】
また、上側軸受支持部５３及び下側軸受支持部５４の、ケーシング本体５２に対する着脱の方向は、いずれも鉛直方向と同一である。そのため、モジュール部９のケーシング本体５２に対する着脱の方向は、鉛直方向と同一である。
【００３８】
第１上側流路７１と第２上側流路７２との連通の向きは、鉛直方向と同一である。そのため、第１上側流路７１と第２上側流路７２との連通の向きは、上側軸受支持部５３のケーシング本体５２に対する着脱の方向と同一である。よって、上側軸受支持部５３をケーシング本体５２に設置するのみで、第１上側流路７１と第２上側流路７２とが互いに連通され、上側グリース流路７が形成される。なお、第１上側流路７１と第２上側流路７２とを互いに連通する位置に配置させるための位置決め部材（図示せず）等をケーシング本体５２と上側軸受支持部５３との間に設けてもよい。
【００３９】
第１下側流路８１と第２下側流路８２との連通の向きは、鉛直方向と同一である。そのため、第１下側流路８１と第２下側流路８２との連通の向きは、下側軸受支持部５４のケーシング本体５２に対する着脱の方向と同一である。下側軸受支持部５４をケーシング本体５２に設置するのみで、第１下側流路８１と第２下側流路８２とが互いに連通され、下側グリース流路８が形成される。
【００４０】
なお、第１上側流路７１及び第２上側流路７２の連通箇所を囲んで設けられ、上側軸受支持部５３とモータケーシング５５とによって挟持されるシール部材（図示せず）を配置してもよい。同様に、第１下側流路８１及び第２下側流路８２の連通箇所を囲んで設けられ、下側軸受支持部５４とベースプレート５６とによって挟持されるシール部材（図示せず）を配置してもよい。このようなシール部材を配置することで、それぞれの連通箇所におけるグリースの漏出を防止することができる。
【００４１】
続いて、本実施形態におけるモジュール部９を、より詳細に説明する。図３は、図２におけるモジュール部９の拡大断面図である。また、図４は、図３のＡ−Ａ線視断面図である。また、図５は、図３のＢ矢視図である。また、図６は、本実施形態におけるグリース受け皿５７の概略図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線視断面図である。
【００４２】
図３に示すように、上側軸受支持部５３には、第２上側流路７２の一部を成すとともに上側軸受４１の外周側に設けられる上側軸受外周流路７２ａが形成されている。図４に示すように、上側軸受外周流路７２ａは、上側軸受４１を囲んで環状に形成されている。そのため、第２上側流路７２を介して供給されるグリースは、上側軸受４１の径方向外側の全周に亘って配される。また、上側軸受４１の外輪には、径方向に向けて貫通する複数の貫通孔４１ａが形成されている。
よって、上側軸受外周流路７２ａ内のグリースが、複数の貫通孔４１ａを介して、上側軸受４１の内部（外輪と内輪との間）に供給され、転動体（玉）の円滑な転動を維持することが可能となる。
【００４３】
一方、図３に示すように、下側軸受支持部５４には、第２下側流路８２の一部を成すとともに下側軸受４２の外周側に設けられる下側軸受外周流路８２ａが形成されている。下側軸受外周流路８２ａ及び下側軸受４２の構成は、上側軸受支持部５３及び上側軸受４１の構成と同様のものであるため、その説明を省略する。
上側軸受４１及び下側軸受４２にグリースが供給されることで、回転軸３の円滑な回転を維持することが可能となる。
【００４４】
また、下側軸受支持部５４には、第２下側流路８２の一部を成すとともに回転軸３の回転軸線周りで環状に設けられる環状流路８２ｂが形成されている。図５に示すように、環状流路８２ｂは、下側軸受支持部５４の下面に設けられた溝状の流路である。環状流路８２ｂは第１下側流路８１（図１又は図２参照）の凹部５６ａにおける開口部と対向する位置に形成されている。また、環状流路８２ｂが回転軸３の回転軸線周りに形成されていることから、下側軸受支持部５４が上記回転軸線周りで回転しどのような向きになったとしても、第１下側流路８１と第２下側流路８２との連通を確保することが可能となっている。
【００４５】
図３に戻り、上側軸受支持部５３には、グリース受け皿５７（グリース貯留部）が設けられている。グリース受け皿５７は、上側軸受４１から排出される排グリースを貯溜するための部材である。図６に示すように、グリース受け皿５７は円板状の部材として成形されており、その中央部には回転軸３を貫通させるための開口部５７ａが形成されている。
開口部５７ａの周囲には、上側軸受４１から排出された排グリースが貯留される箇所である、貯留部５７ｂが形成されている。貯留部５７ｂは、開口部５７ａを囲んで環状に設けられている。
グリース受け皿５７の周縁部近傍には、板厚方向で貫通する複数の貫通孔５７ｃが形成されている。貫通孔５７ｃは、締結ボルト等により、グリース受け皿５７を上側軸受支持部５３に着脱自在に設置するために用いられる孔部である。
【００４６】
図３に戻り、下側軸受支持部５４の空間５４ａは、下側軸受４２から排出される排グリースを貯溜するための貯留部となっている。
【００４７】
続いて、本実施形態におけるターボブロアＳ１の作用を説明する。
インペラ１を回転させて気体を圧送するために、モータ２は回転軸３を高速で回転させる（例えば数万ｒｐｍ）。そのため、上側軸受４１及び下側軸受４２は高速で回転し、軸受に供給されたグリースは攪拌される。また、インペラ１における流動の損失やモータ２の動作を原因として、熱が生じる。この熱は上側軸受４１及び下側軸受４２に伝わり、軸受に供給されたグリースの温度は上昇する。
このような回転による攪拌や熱の影響により、グリースが変質・劣化し、基油である潤滑油が枯渇する虞がある。グリースの潤滑油が枯渇すれば、上側軸受４１及び下側軸受４２の焼き付きが生じる虞がある。
【００４８】
しかしながら、本実施形態におけるターボブロアＳ１には、グリース供給装置６が設けられ、且つ上側軸受４１及び下側軸受４２に対してグリースを供給するための上側グリース流路７及び下側グリース流路８が形成されている。よって、一定量のグリースを定期的に、上側軸受４１及び下側軸受４２に対して供給することができ、上側軸受４１及び下側軸受４２の円滑な回転を維持しつつ焼き付き等の不具合を防止することができる。
【００４９】
また、ターボブロアＳ１の製造時又はメンテナンス時には、インペラ１、モータ２、回転軸３、上側軸受４１、下側軸受４２及びケーシング５等を組み立てる組立作業が実施される。このとき、上側軸受４１及び下側軸受４２にグリースを供給するための供給管等がケーシング５内に設けられる場合には、このような供給管の配設、引き回し及び接続といった作業が発生し、ターボブロアＳ１の組立の手間が増大する虞がある。しかしながら、本実施形態によれば、グリースを上側軸受４１及び下側軸受４２に供給するための上側グリース流路７及び下側グリース流路８が、ケーシング５に形成されている。そのため、ターボブロアＳ１の組立作業において、ケーシング５に形成された上側グリース流路７及び下側グリース流路８内に所定量のグリースを充填し、ケーシング５に対して回転軸３、上側軸受４１及び下側軸受４２等を順次設置することで、ターボブロアＳ１の組立作業が完了する。すなわち、従来発生していた供給管の配設、引き回し及び接続といった作業が不要となる。結果として、ターボブロアＳ１の製造時又はメンテナンス時における組立の手間を削減できる。
【００５０】
また、上側軸受支持部５３及び下側軸受支持部５４は、いずれもモジュール部９の構成要素であるため、モジュール部９をケーシング本体５２に設置することで、上側グリース流路７及び下側グリース流路８がいずれも形成される。
【００５１】
また、第１上側流路７１と第２上側流路７２との連通の向きは、上側軸受支持部５３のケーシング本体５２に対する着脱の方向と同一である。よって、上側軸受支持部５３をケーシング本体５２に設置するのみで、第１上側流路７１と第２上側流路７２とが互いに連通され、上側グリース流路７が形成される。さらに、第１上側流路７１及び第２上側流路７２の連通箇所を囲んで設けられるシール部材を配置する場合には、上側軸受支持部５３をケーシング本体５２におけるモータケーシング５５に設置することで、シール部材が上側軸受支持部５３とモータケーシング５５とにより挟持される。よって、シール部材によって、第１上側流路７１及び第２上側流路７２の連通箇所を適切に密閉でき、連通箇所からのグリースの漏出を防止できる。
【００５２】
また、第１下側流路８１と第２下側流路８２との連通の向きは、下側軸受支持部５４のケーシング本体５２に対する着脱の方向と同一である。よって、下側軸受支持部５４をケーシング本体５２に設置するのみで、第１下側流路８１と第２下側流路８２とが互いに連通され、下側グリース流路８が形成される。さらに、第１下側流路８１及び第２下側流路８２の連通箇所を囲んで設けられるシール部材を配置する場合には、下側軸受支持部５４をケーシング本体５２におけるベースプレート５６に設置することで、シール部材が下側軸受支持部５４とベースプレート５６とにより挟持される。よって、シール部材によって、第１下側流路８１及び第２下側流路８２の連通箇所を適切に密閉でき、連通箇所からのグリースの漏出を防止できる。
【００５３】
また、下側軸受支持部５４には環状流路８２ｂが形成されている。
スクロールケーシング５１をケーシング本体５２から離脱させた状態では、上側軸受支持部５３の設置位置や姿勢は、外部から確認できる。また、上側軸受支持部５３とケーシング本体５２（モータケーシング５５）との間の位置合わせのための位置決め部材が用いられる場合もある。そのため、第１上側流路７１と第２上側流路７２とを互いに連通させることは容易である。一方、下側軸受支持部５４は、ケーシング本体５２内に配置されるため、外部からその姿勢を確認することが難しい。
本実施形態では、環状流路８２ｂが形成されることで、下側軸受支持部５４が上記回転軸線周りで回転しどのような向きになったとしても、第１下側流路８１と第２下側流路８２との連通を確保できる。よって、第１下側流路８１と第２下側流路８２とを互いに連通させるための手間を削減することができる。
【００５４】
また、上側軸受支持部５３にはグリース受け皿５７が設けられ、下側軸受支持部５４には空間５４ａが形成されている。
グリース受け皿５７及び空間５４ａは、いずれも排グリースが貯留される貯留部として用いられる。そのため、排グリースによってケーシング５の内部が汚濁されることを防止できる。また、グリース受け皿５７は上側軸受支持部５３に設けられ、空間５４ａは下側軸受支持部５４の内部に形成されていることから、ターボブロアＳ１のメンテナンス時にモジュール部９をケーシング本体５２から離脱させて、グリース受け皿５７及び空間５４ａに貯留された排グリースを除去・清掃することができる。
【００５５】
したがって、本実施形態によれば、ターボブロアＳ１の組立作業において、ケーシング５内での、グリースを供給するための供給管の配設、引き回し及び接続といった作業が不要となる。そのため、本実施形態によれば、ターボブロアＳ１の製造時又はメンテナンス時における組立の手間を削減できるという効果がある。
【００５６】
〔第２実施形態〕
図７は、本実施形態におけるターボブロアＳ２の概略構成を示す断面図である。なお、図７において、図１に示す第１の実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５７】
ターボブロアＳ２におけるケーシング５には、上側軸受４１に対してグリースを供給するための上側グリース流路７が形成されている。一方、下側軸受４２に対してグリースを供給するためのグリース流路は形成されていない。下側軸受４２に対しては、ターボブロアＳ２の製造時にグリースを供給するのみであって、ターボブロアＳ２の使用中はグリースの供給を行わない構成となっている。
なお、本実施形態におけるグリース供給装置６Ａに設けられるシリンジ６１は、１つのみである。
【００５８】
モータ２の動作を原因として生じる熱は、上側軸受４１及び下側軸受４２のいずれに対しても伝わる。一方、インペラ１における気体の流動の損失によって生じる熱は、インペラ１の近傍に設けられる上側軸受４１には伝わるが、回転軸３のインペラ１と逆側の端部に設けられる下側軸受４２には積極的に伝わることがない。よって、上側軸受４１に比べ、の温度は低くなる。
このように温度が異なることで、上側軸受４１よりも、下側軸受４２に供給されるグリースの消費は抑えられ、ターボブロアＳ２の運転状況（例えば回転軸３の回転数）によっては、最初にグリースを供給するのみで、使用中の下側軸受４２に対するグリース供給が不要となる場合がある。
【００５９】
本実施形態によれば、上述した知見に基づき使用中における下側軸受４２に対するグリース供給を不要とすることで、下側軸受４２にグリースを供給するためのグリース流路やグリース供給装置を省略でき、ターボブロアＳ２のコストを削減できるという効果がある。
【００６０】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１…インペラ、２…モータ（駆動装置）、３…回転軸、４…軸受、４１…上側軸受（軸受）、４２…下側軸受（軸受）、５…ケーシング、５２…ケーシング本体、５３…上側軸受支持部（軸受支持部）、５４…下側軸受支持部（軸受支持部）、５４ａ…空間（グリース貯留部）、５７…グリース受け皿（グリース貯留部）、７…上側グリース流路（グリース流路）、７１…第１上側流路（第１流路）、７２…第２上側流路（第２流路）、８…下側グリース流路（グリース流路）、８１…第１下側流路（第１流路）、８２…第２下側流路（第２流路）、８２ｂ…環状流路、Ｓ１，Ｓ２…ターボブロア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転することで気体を流動させるインペラと、前記インペラを回転駆動させる駆動装置と、前記駆動装置の回転駆動力を前記インペラに伝達する回転軸と、前記回転軸を回転自在に支持する軸受と、少なくとも前記駆動装置及び前記回転軸を収容するケーシングと、を備えるターボ機械であって、
前記ケーシングには、前記軸受を潤滑するグリースを前記軸受に供給するためのグリース流路が形成されていることを特徴とするターボ機械。
【請求項２】
請求項１に記載のターボ機械において、
前記ケーシングは、少なくとも前記駆動装置及び前記回転軸を収容するケーシング本体と、前記ケーシング本体に着脱自在に設置されるとともに前記軸受を支持する軸受支持部と、を具備し、
前記ケーシング本体には、前記グリース流路の一部を成す第１流路が形成され、
前記軸受支持部には、前記グリース流路の一部を成すとともに前記第１流路に連通する第２流路が形成されていることを特徴とするターボ機械。
【請求項３】
請求項２に記載のターボ機械において、
前記第１流路と前記第２流路とが連通する向きは、前記軸受支持部の着脱方向と同一であることを特徴とするターボ機械。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のターボ機械において、
前記軸受支持部には、前記回転軸の回転軸線周りに環状に配される環状流路が形成されており、
前記環状流路は、前記第２流路の一部を成し、前記第１流路に連通して配されていることを特徴とするターボ機械。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一項に記載のターボ機械において、
前記軸受支持部に設けられるとともに、前記軸受から排出された前記グリースが貯留されるグリース貯留部を備えることを特徴とするターボ機械。
【請求項１】
回転することで気体を流動させるインペラと、前記インペラを回転駆動させる駆動装置と、前記駆動装置の回転駆動力を前記インペラに伝達する回転軸と、前記回転軸を回転自在に支持する軸受と、少なくとも前記駆動装置及び前記回転軸を収容するケーシングと、を備えるターボ機械であって、
前記ケーシングには、前記軸受を潤滑するグリースを前記軸受に供給するためのグリース流路が形成されていることを特徴とするターボ機械。
【請求項２】
請求項１に記載のターボ機械において、
前記ケーシングは、少なくとも前記駆動装置及び前記回転軸を収容するケーシング本体と、前記ケーシング本体に着脱自在に設置されるとともに前記軸受を支持する軸受支持部と、を具備し、
前記ケーシング本体には、前記グリース流路の一部を成す第１流路が形成され、
前記軸受支持部には、前記グリース流路の一部を成すとともに前記第１流路に連通する第２流路が形成されていることを特徴とするターボ機械。
【請求項３】
請求項２に記載のターボ機械において、
前記第１流路と前記第２流路とが連通する向きは、前記軸受支持部の着脱方向と同一であることを特徴とするターボ機械。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のターボ機械において、
前記軸受支持部には、前記回転軸の回転軸線周りに環状に配される環状流路が形成されており、
前記環状流路は、前記第２流路の一部を成し、前記第１流路に連通して配されていることを特徴とするターボ機械。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一項に記載のターボ機械において、
前記軸受支持部に設けられるとともに、前記軸受から排出された前記グリースが貯留されるグリース貯留部を備えることを特徴とするターボ機械。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２１４７（Ｐ２０１２−２１４７Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３８３５８（Ｐ２０１０−１３８３５８）
【出願日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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