回転機械支持装置
【課題】流路形成体を交換する場合に、振動特性の変化を防止し、短時間で交換できるようにする。
【解決手段】回転機械１の回転アンバランス検査を行うために回転機械１を支持する回転機械支持装置１０。回転機械１は、タービン翼３を有する回転体４を備える。回転機械支持装置１０は、タービン翼３を内部に収容するタービンハウジング６と、静止側部材８を支持する支持体１５と、を備える。タービンハウジング６は、タービン翼３を回転駆動する流体を流す流路１４ａが形成された流路形成体１４を有する。流路形成体１４は、支持体１５の内部に取り付けられる。支持体１５の内部から流路形成体１４を取り出すための取出穴１５ａが、静止側部材８と反対側にて、支持体１５に形成されている。
【解決手段】回転機械１の回転アンバランス検査を行うために回転機械１を支持する回転機械支持装置１０。回転機械１は、タービン翼３を有する回転体４を備える。回転機械支持装置１０は、タービン翼３を内部に収容するタービンハウジング６と、静止側部材８を支持する支持体１５と、を備える。タービンハウジング６は、タービン翼３を回転駆動する流体を流す流路１４ａが形成された流路形成体１４を有する。流路形成体１４は、支持体１５の内部に取り付けられる。支持体１５の内部から流路形成体１４を取り出すための取出穴１５ａが、静止側部材８と反対側にて、支持体１５に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機械の回転アンバランス検査を行うために回転機械を支持する回転機械支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機械は、流体により回転駆動される。このような回転機械には、過給機やターボ圧縮機やガスタービンなどがあるが、過給機を例として、回転アンバランス検査について説明する。
【０００３】
ここで、過給機を簡単に説明する。過給機は、車両や船舶などに搭載されるエンジンの排ガスエネルギーを利用して、エンジンに圧縮空気を供給する装置である。過給機は、エンジンの排ガスにより回転駆動される回転体を有する。回転体は、エンジンの排ガスにより回転駆動されるタービン翼と、タービン翼と一体的に回転することで圧縮空気をエンジンに供給するコンプレッサ翼と、一端部にタービン翼が結合され他端部にコンプレッサ翼が結合される回転軸と、を有する。また、過給機は、タービン翼を内部に収容するタービンハウジングと、コンプレッサハウジングを内部に収容するコンプレッサハウジングと、回転軸を支持する軸受が内部に組み込まれる軸受ハウジングと、を備える。
【０００４】
回転アンバランス検査は、例えば、過給機を製品として出荷する前に行われる。回転アンバランス検査を行うための回転アンバランス検査装置は、過給機を支持する回転機械支持装置と、過給機の振動特性を計測する計測装置と、を備える。図１０は、下記の特許文献１に記載された回転アンバランス検査装置の構成を示す。
【０００５】
図１０において、回転機械支持装置は、タービン翼３１を内部に収容する検査用のタービンハウジング３２と、過給機１を支持する支持体３４とからなる。また、図１０において、計測装置は、支持体３４に取り付けられ支持体３４の振動（即ち、加速度）を計測する振動センサ４５と、回転体の回転角を計測する角度センサ４７と、計測した振動と回転角から回転体のアンバランスデータを算出する演算器４９とからなる。
【０００６】
一方、図１１のような回転アンバランス検査装置が想定される。図１１において、計測装置は、図１０の計測装置と同じ構成を有する。また、図１１において、過給機を支持する回転機械支持装置は、タービン翼３１を内部に収容する検査用のタービンハウジング３３と、過給機１を支持する支持体３５と、を有する。図１１では、タービンハウジング３３は、支持体３５の内部に取り付けられる流路形成体３３ａと、過給機の軸受ハウジング３７が取り付けられる支持力伝達体３３ｂと、を有する。支持体３５は、支持力伝達体３３ｂを介して軸受ハウジング３７を支持する。図１１において、符号３９は、軸受ハウジング３７を、支持力伝達体３３ｂを介して支持体３５に押し付けるクランプ装置を示し、符号４１は、流路形成体３３ａを支持体３５に結合するボルトを示し、符号４３は、ボルト４１を通すためのボルト孔を示す。
なお、図１１において、支持力伝達体３３ｂを省略してもよく、この場合、支持体３５が直接、軸受ハウジング３７を支持するように支持体３５などの構成が変更される。例えば、クランプ装置３９が、軸受ハウジング３７を、直接、支持体３５に押し付けるように支持体３５の形状と寸法が適宜変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３９９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、図１１において、過給機１の機種変更に応じて流路形成体３３ａを交換する必要があるので、過給機１の振動特性が変化する問題１と、流路形成体３３ａの交換に時間がかかる問題２とが生じる可能性がある。
流路形成体３３ａは、過給機１の機種毎に交換する必要がある。即ち、図１１の装置によりアンバランスデータを取得する過給機１の機種を変更する場合、支持体３５の内部に取り付ける流路形成体３３ａを、変更後の機種に合った流路形成体３３ａに交換する必要がある。その交換の作業手順は次の通りである（なお、次の括弧書きは、支持力伝達体３３ｂを省略する場合である）。
まず、クランプ装置３９を緩めて、軸受ハウジング３７と支持力伝達体３３ｂ（支持体３５）との結合を解き、タービンハウジング３３以外の過給機１の部分を取り外す。その次に、支持力伝達体３３ｂ（軸受ハウジング３７）を支持体３５から取り外し、その後、流路形成体３３ａを支持体３５の内部から図１１の右側へ取り出す。次いで、別の流路形成体３３ａを、図１１の右側から支持体３５の内部へ取り付け、その次に、支持力伝達体３３ｂ（軸受ハウジング３７）を支持体３５に取り付け、その後、クランプ装置３９により、軸受ハウジング３７と支持力伝達体３３ｂ（支持体３５）とを結合させる。このような作業により、上述の問題１、２が生じる。
即ち、問題１は、上述の作業により、支持力伝達体３３ｂ（軸受ハウジング３７）と支持体３５の結合力が変化したり、支持力伝達体３３ｂ（軸受ハウジング３７）の位置がずれたりすることにより、支持体３５の振動特性が変化してしまうことである。問題２は、上述の作業は、時間がかかることである。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上述の問題１、２が生じる可能性を無くすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
回転機械の回転アンバランス検査を行うために該回転機械を支持する回転機械支持装置であって、
前記回転機械は、回転駆動されるタービン翼を有する回転体を備え、
前記回転機械支持装置は、前記タービン翼を内部に収容するタービンハウジングと、前記回転体を回転可能に支持する静止側部材を支持する支持体と、を備え、
前記タービンハウジングは、前記タービン翼を回転駆動する流体を流す流路が形成された流路形成体を有し、該流路形成体は、前記支持体の内部に取り付けられ、
前記支持体の内部から前記流路形成体を取り出すための取出穴が、前記静止側部材と反対側にて、前記支持体に形成されている、ことを特徴とする回転機械支持装置が提供される。
【００１１】
上述した本発明の回転機械支持装置では、静止側部材と反対側にある取出穴から流路形成体を取り出せるので、静止側部材を前記支持体から外すことなく、流路形成体を支持体の外部へ取り出せる。
従って、流路形成体を交換する時に、静止側部材を支持体から取り外さなくて済むので、支持体に対する静止側部材の脱着による振動特性変化を防止できる。
また、流路形成体を交換する時に、支持体に対し静止側部材を脱着する作業が不要になるので、短時間で流路形成体を交換できる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によると、前記タービンハウジングは、支持力伝達体を有し、前記支持体は、前記支持力伝達体を介して前記静止側部材を支持する。
【００１３】
この構成により、支持力伝達体と反対側にある取出穴から流路形成体を取り出せるので、支持力伝達体を前記支持体から外すことなく、流路形成体を支持体の外部へ取り出せる。
従って、流路形成体を交換する時に、支持力伝達体を支持体から取り外さなくて済むので、支持体に対する支持力伝達体の脱着による振動特性変化を防止できる。
また、流路形成体を交換する時に、支持体に対し支持力伝達体を脱着する作業が不要になるので、短時間で流路形成体を交換できる。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によると、前記取出穴を塞ぐ取出穴閉塞体を備え、該取出穴閉塞体は前記支持体に着脱可能である。
【００１５】
このように、前記取出穴を塞ぐ取出穴閉塞体を、前記支持体に対し着脱可能としたので、取出穴閉塞体を外した上で、該取出穴を通して、支持体の前記内部から流路形成体を取り出すことができる。
【００１６】
前記取出穴閉塞体に、前記タービン翼からの流体が通過する排出穴を形成してもよい。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によると、前記静止側部材の被押付部を前記支持力伝達体との間に挟む押付部材を備え、該押付部材は、前記支持力伝達体に向けて前記被押付部に押付力を作用させる。
【００１８】
このように、静止側部材の被押付部を支持力伝達体との間に挟む押付部材が、被押付部に押付力を作用させることで、支持力伝達体を介して支持体が静止側部材を支持する。これにより、剛性・固有振動数が低い流路形成体を介さずに回転機械を支持することが可能になる。その結果、流路形成体が振動特性に与える影響を低減できる。
即ち、タービンハウジングを、タービン翼を駆動させる流体を流す流路を形成する部分（タービン翼を駆動させる機能を持つ部分）である流路形成体と、前記流路が形成されず静止側部材（例えば軸受ハウジング）を支持する機能を持つ部分である支持力伝達体とに分けた（例えば、分割した）ので、剛性・固有振動数が低い流路形成体を介さずに回転機械を支持することが可能になる。
よって、回転機械の回転アンバランス検査において、タービンハウジングの流路が回転機械の振動特性に与える影響を低減できる。
【００１９】
好ましくは、前記押付力が、前記支持力伝達体を介して前記支持体に作用する。
【００２０】
このように、前記押付部材は、前記押付力を、前記支持力伝達体を介して前記支持体に作用させるので、前記押付力により静止側部材を支持体に強固に固定できる。即ち、流路により剛性・固有振動数が低下した流路形成体を介さずに静止側部材を支持体に強固に固定できる。よって、回転機械の回転アンバランス検査において、タービンハウジングの固有振動数が回転機械の振動特性に与える影響を無くしまたは大幅に低減できる。
【００２１】
好ましくは、前記支持力伝達体と前記支持体とを一体構造にする。
【００２２】
このように、前記支持力伝達体と前記支持体とを一体構造（例えば、一体成型）にしたので、押付力の伝達経路が安定する。即ち、押付力が、被押付部と支持力伝達体を通って、押付部材から支持体へ安定して伝達する。これにより、回転アンバランス検査の精度が向上する。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態によると、前記支持力伝達体は、
前記軸方向に対する半径方向の位置が前記被押付部と同じとなり前記押付力を受ける内側部と、
該内側部から前記半径方向の外方に、前記半径方向に関して前記流路形成体の外側まで延び、該外側にて前記支持体に結合される延長部と、を有する。
【００２４】
このように、前記支持力伝達体は、半径方向の位置が前記被押付部と同じとなり前記押付力を受ける内側部と、該内側部から前記半径方向の外方に、前記半径方向に関して前記流路形成体の外側まで延び、該外側にて前記支持体に結合される延長部と、を有するので、前記流路形成体を前記支持体に取り付ける場合に、前記流路形成体を回避する経路で、回転機械の荷重を支持体に伝達できる。
【発明の効果】
【００２５】
上述した本発明によると、静止側部材または支持力伝達体を支持体から外すことなく、流路形成体を静止側部材または支持力伝達体と反対側から取り出すことができ、その結果、支持体に対する静止側部材または支持力伝達体の脱着による振動特性変化を防止できるとともに、短時間で流路形成体を交換できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明が適用可能な過給機の構成図である。
【図２】本発明の実施形態による回転機械支持装置の構成図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】本発明の実施形態による回転機械支持装置の詳細斜視図である。
【図５】図２において、取付穴閉塞体を取り外した状態を示す。
【図６】図５のＡ−Ａ線矢視図である。
【図７】本発明の実施形態による回転機械支持装置の支持力伝達体を示す図である。
【図８】支持力伝達体と支持体とを一体構造にした回転機械支持装置を示す。
【図９】別の押付部材を用いた場合における回転機械支持装置の構成図である。
【図１０】特許文献１の回転アンバランス検査装置を示す。
【図１１】本発明の課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２８】
図１（Ａ）は、本発明の回転機械支持装置が適用可能な過給機１の構成図である。
過給機１の回転体４は、図１（Ａ）に示すように、エンジンの排ガスにより回転駆動されるタービン翼３と、タービン翼３と一体的に回転することで圧縮空気をエンジンに供給するコンプレッサ翼５と、一端部にタービン翼３が結合され他端部にコンプレッサ翼５が結合される回転軸７と、を有する。また、過給機１は、上述の回転体４を回転可能に支持する静止側部材８を有する。図１（Ａ）の例では、静止側部材８は、回転体４（回転軸７）を支持する軸受８ａ，８ｂが内部に組み込まれる軸受ハウジングである。また、過給機１は、タービン翼３を内部に収容するタービンハウジング９と、コンプレッサ翼５を内部に収容するコンプレッサハウジング（本願の図面では取り外されている）と、を備える。タービンハウジング９には、タービン翼３を回転駆動する流体（エンジンからの排ガス）を流す流路（スクロール）９ａが形成されている。
符号２は、軸受ハウジング８とタービンハウジング９とを結合するカップリング部材を示す。図１（Ｂ）は、回転軸７の軸方向から見たカップリング部材２を示す。図１（Ｂ）において、カップリング部材２は、互いに分割されている１対の半円弧状部材２ａと、１対の半円弧状部材２ａを結合するボルト２ｂおよびナット２ｃとからなる。なお、カップリング部材２を用いずに、軸受ハウジング８とタービンハウジング９とをボルトなどにより結合してもよい。
【００２９】
図２は、本発明の実施形態による回転機械支持装置１０の構成図である。図２は、過給機１が回転機械支持装置１０に取り付けられた状態を示す。図３は、図２のＡ−Ａ線矢視図である（図２は、図３のＢ−Ｂ線矢視図でもある）。図４は、回転機械支持装置１０の詳細斜視図である。
【００３０】
回転機械支持装置１０は、回転機械（この例では過給機１）の回転アンバランス検査を行うために回転機械１を支持する。図２の例では、回転機械支持装置１０が支持する回転機械は、図１（Ａ）に示す過給機１である。回転機械支持装置１０は、検査用のタービンハウジング６、支持体１５、および押付部材１１を備える。
【００３１】
検査用のタービンハウジング６は、タービン翼３を内部に収容するが、タービンハウジング９の代わりに設けられる。即ち、完成品の過給機１からタービンハウジング９（と図示しない前記コンプレッサハウジング）を取り外し、このタービンハウジング９の代わりとなるタービンハウジング６を設ける。タービンハウジング６と完成品用タービンハウジング９とは、形状および寸法の少なくともいずれかが異なる。タービンハウジング６は、流路形成体１４と支持力伝達体１３とからなっている。流路形成体１４には、回転アンバランス検査のためにタービン翼３を回転駆動する流体を流す流路１４ａが形成されている。支持力伝達体１３には、流路は形成されていない。支持力伝達体１３は、図２において、回転体４の軸方向から見た場合、少なくとも部分的に流路形成体１４と重なり、軸方向に関し、流路形成体１４と静止側部材８との間に設けられる。図２の例では、流路形成体１４と支持力伝達体１３とは、互いに分割されている別個の部材同士であるが、好ましくは、支持力伝達体１３と支持体１５とを一体構造にする。例えば、支持力伝達体１３と支持体１５とを一体成型する。なお、流路１４ａは、タービン翼３よりも上流側にあるスクロール２１と、タービン翼３よりも下流にある排気口２３とを有する。
【００３２】
支持体１５は回転機械（この例では過給機１）を支持するための土台である。支持体１５の内部には、流路形成体１４が取り付けられる。また、支持体１５には、前記軸方向に関し、静止側部材８の側に支持力伝達体１３が結合され、静止側部材８と反対側に取出穴１５ａが形成される。この取出穴１５ａは、前記軸方向から見た場合、例えば円形であってよい。該取出穴１５ａを通して、流路形成体１４を、支持体１５の内部から外部へ前記軸方向に取り出せる。また、取出穴１５ａを塞ぐ取出穴閉塞体１８が設けられる。この取出穴閉塞体１８は支持体１５に対し着脱可能である。図５は、取出穴閉塞体１８を支持体１５から取り外した状態を示す。図６は、図５のＡ−Ａ線矢視図である。図５、図６の例では、取出穴閉塞体１８には、タービン翼３からの流体が通過する排出穴１８ａが形成されている。
なお、ボルト１７などの結合手段により、取出穴閉塞体１８が流路形成体１４に結合される。また、ボルト２５などの結合手段により、取出穴閉塞体１８が支持体１５に結合される。なお、図２において、符号１９は、ボルト１７が挿入されるボルト孔を示し、符号２７は、ボルト２５が挿入されるボルト孔を示す。
また、過給機１の回転アンバランス検査時に、支持体１５の外部から流路１４ａへ流体（圧縮ガス）を通す通路（図示せず）が支持体１５に形成されてよい。この圧縮ガスは、図２において、スクロール２１からタービン翼３を通過することで、タービン翼３を回転駆動し、その後、排気口２３を通って過給機１の外部へ出て行く。図２の例では、タービン翼３を通過した前記圧縮ガスは、排気口２３から排出穴１８ａへ流入することで、支持体１５の外部へ出て行く。代わりに、タービン翼３を通過した前記圧縮ガスは、排気口２３から、支持体１５の側面（図２の紙面と垂直な方向を向く面）に形成された排出穴（図示せず）を通過することで、支持体１５の外部へ出て行ってもよいし、支持体１５の上面または下面（図２の上方または下方を向く面）に形成された排出穴（図示せず）を通過することで、支持体１５の外部へ出て行ってもよい。
【００３３】
押付部材１１は、静止側部材８の被押付部１ａを支持力伝達体１３との間に挟み、支持力伝達体１３に向けて被押付部１ａに押付力を作用させる。前記押付力は、押付部材１１から、被押付部１ａと支持力伝達体１３を介して支持体１５に作用する。
押付部材１１は、流路１４ａよりもコンプレッサ翼５側の位置にて過給機１の被押付部１ａに押付力を作用させる。図２〜図４の例では、被押付部１ａは軸受ハウジング８の一部であり、軸受ハウジング８の外周面から回転軸７の半径方向に突出した突出部である。この突出部１ａは、図３のように回転軸７の軸方向から見た場合、環状となっている。
また、押付部材１１を被押付部１ａに押し付ける押圧力発生装置を設ける。図２〜図４の例では、油圧を用いた押圧力発生装置１２を設けている。即ち、図２〜図４の例では、押付部材１１は、油圧クランプのクランプロッドである。この場合、押付部材１１は、油圧により旋回しながら回転軸７の軸方向に移動させられる公知のスイング式クランプロッドであってもよい。この油圧が供給される油圧室は油圧クランプ本体（押圧力発生装置）１２の内部に形成され、油圧クランプ本体１２は支持体１５に固定される。図２の例では、このようなクランプロッド１１と油圧クランプ本体１２からなる油圧クランプを、回転軸７の周方向に間隔をおいて４つ設けている。
【００３４】
支持力伝達体１３は、流路１４ａよりもコンプレッサ翼５側の位置にて被押付部１ａを押付部材１１との間に挟むとともに、支持力伝達体１３には、前記押付力により被押付部１ａが押し付けられる。図４において、符号１６は、支持力伝達体１３を支持体１５に固定するためのボルトが挿入されるボルト孔を示す（他の図では、ボルト孔１６は省略している）。このように、各図の例では、支持力伝達体１３は、支持体１５から独立した部材であるが、好ましくは、上述のように、支持力伝達体１３と支持体１５とを一体構造にする。なお、支持力伝達体１３は、剛性の高い材料（例えば、鉄鋼材）で形成される。
支持力伝達体１３は、図２に示すように、内側部１３ａと延長部１３ｂを有する。内側部１３ａは、前記軸方向に対する半径方向（即ち、回転軸７の半径方向）の位置が被押付部１ａと同じとなり前記押付力を受ける。延長部１３ｂは、該内側部１３ａから前記半径方向の外方に、前記半径方向に関して流路形成体１４の外側まで延び、該外側にて支持体１５にボルト１６により結合され支持体１５に前記押付力を作用させる。これにより、前記押圧力を流路形成体１４に作用させずに、または、ほとんど作用させずに、前記押圧力を支持体１５に作用させることができる。なお、支持力伝達体１３は、図３の破線で囲まれた範囲Ｒにおいて、前記押付力を支持体１５に伝達、作用させている。
図７は、図３において支持力伝達体１３以外の部材を省略した図であり、支持力伝達体１３を示している。図７に示すように、支持力伝達体１３には、軸受ハウジング８が挿入される開口１３ｃが形成されている。即ち、支持力伝達体１３は、その開口１３ｃに軸受ハウジング８を挿入することで、軸受ハウジング８に取り付けられる。なお、開口１３ｃは、回転軸７の軸方向から見て円形となっている。一方、軸受ハウジング８の外周面も、開口１３ｃの形状と整合するように前記軸方向から見て円形になっている。この構成で、軸受ハウジング８の外周面を支持力伝達体１３の開口１３ｃに挿入かつ嵌合させる。
【００３５】
上述の回転機械支持装置１０において、流路形成体１４を交換する作業を説明する。まず、図２の状態から、ボルト１７、２５を外して、取出穴閉塞体１８を図５のように支持体１５から取り外し、次に、流路形成体１４を、取出穴１５ａを通して、支持体１５の内部から外部へ前記軸方向（図５の左側）に取り出す。その後、逆の手順で、交換用の流路形成体１４を取り付ける。具体的には、まず、取出穴１５ａを通して、交換用の流路形成体１４を支持体１５の内部に取り付け、次に、取出穴閉塞体１８を支持体１５に取り付けて、取出穴閉塞体１８と流路形成体１４とをボルト１７により結合するとともに、取出穴閉塞体１８と支持体１５とをボルト２５により結合する。これにより、流路形成体１４と取出穴閉塞体１８が支持体１５に結合される。
【００３６】
上述の回転機械支持装置１０に過給機１（回転体４と静止側部材８）を着脱する作業についても説明する。この作業は、流路形成体１４を交換する作業と独立して行える。静止側部材８の取付作業は次の通りである。まず、完成品の過給機１からタービンハウジング９とコンプレッサハウジングを取り外した状態にする。次いで、開口１３ｃに回転体４（この例ではタービン翼３）を通すとともに静止側部材８（この例では軸受ハウジング８）の一部を支持力伝達体１３の開口１３ｃに挿入した状態にする。この状態で、押付部材１１により、静止側部材８の被押付部１ａを支持力伝達体１３を介して支持体１５に押し付ける。これにより、過給機１を支持体１５に取り付け固定する。なお、静止側部材８の形状と寸法は、回転機械（この例では過給機１）の異なる機種間で同じであってよい。
【００３７】
上述の回転機械支持装置１０を用いたアンバランス計測について説明する。アンバランス計測のために、図２のように、振動センサ４５、角度センサ４７、および演算器４９が設けられる。振動センサ４５は、支持体１５に取り付けられて、支持体１５の振動（即ち、加速度）を計測する。角度センサ４７（例えば、磁気センサ）は、回転体４のコンプレッサ側端部に対向するように配置され、回転体４の回転角を計測する。演算器４９は、計測した振動と回転角から回転体４のアンバランスデータを算出する。なお、このような振動センサ４５による振動計測と、角度センサ４７による回転角計測とは、回転体４を回転させた状態で行うが、回転体４の回転は、上述したように、支持体１５の外部から流路形成体１４の流路１４ａに流体を供給することで行う。これにより、当該流体によりタービン翼３が回転駆動されて回転体４が回転する。
【００３８】
上述した本発明による回転機械支持装置１０では、以下の効果（１）〜（５）が得られる。
【００３９】
（１）回転機械１の静止側部材８と反対側（即ち、支持力伝達体１３と反対側）にある取出穴１５ａから流路形成体１４を取り出せるので、支持力伝達体１３を支持体１５から外すことなく、流路形成体１４を支持体１５の外部へ取り出せる。従って、流路形成体１４を交換する時に、支持力伝達体１３を支持体１５から取り外さなくて済むので、支持体１５に対する支持力伝達体１３の脱着による振動特性変化を防止できる。また、流路形成体１４を交換する時に、支持体１５に対し支持力伝達体１３を脱着する作業が不要になるので、短時間で流路形成体１４を交換できる。
【００４０】
（２）静止側部材８の被押付部１ａを支持力伝達体１３との間に挟む押付部材１１が、被押付部１ａに押付力を作用させることで、支持力伝達体１３を介して支持体１５が回転機械１を支持する。これにより、剛性・固有振動数が低い流路形成体１４を介さずに回転機械１を支持することが可能になる。その結果、流路形成体１４が振動特性に与える影響を低減できる。
即ち、タービンハウジング６を、タービン翼３を駆動させる流体を流す流路１４ａを形成する部分（タービン翼３を駆動させる機能を持つ部分）である流路形成体１４と、流路が形成されず回転機械１（静止側部材８）を支持する機能を持つ部分である支持力伝達体１３とに分けた（例えば、分割した）ので、剛性・固有振動数が低い流路形成体１４を介さずに回転機械１を支持することが可能になる。
よって、回転機械１の回転アンバランス検査において、タービンハウジング６の流路１４ａが回転機械１の振動特性に与える影響を低減できる。
【００４１】
（３）さらに、押付部材１１は、前記押付力を、支持力伝達体１３を介して支持体１５に作用させるので、前記押付力により回転機械１（静止側部材８）を支持体１５に強固に固定できる。即ち、流路１４ａにより剛性・固有振動数が低下した流路形成体１４を介さずに静止側部材８を支持体１５に強固に固定できる。よって、回転機械１の回転アンバランス検査において、タービンハウジング６の固有振動数が回転機械１の振動特性に与える影響を無くしまたは大幅に低減できる。
【００４２】
（４）支持力伝達体１３は、前記半径方向の位置が被押付部１ａと同じとなり前記押付力を受ける内側部１３ａと、該内側部１３ａから前記半径方向の外方に、前記半径方向に関して流路形成体１４の外側まで延び、該外側にて支持体１５に結合される延長部１３ｂと、を有するので、流路形成体１４を支持体１５に取り付ける場合に、流路形成体１４を回避する経路で、過給機１の荷重を支持体１５に伝達できる。また、延長部１３ｂは、流路形成体１４の外側にて支持体１５に前記押付力を作用させるので、流路形成体１４を回避する経路で前記押付力を被押付部１ａから支持体１５に伝達できる。
【００４３】
（５）さらに、支持力伝達体１３と支持体１５とを一体構造（例えば、一体成型）にすれば、押付力の伝達経路が安定する。即ち、押付力が、被押付部１ａと支持力伝達体１３を通って、押付部材１１から支持体１５へ安定して伝達する。これにより、回転アンバランス検査の精度が向上する。図８は、支持力伝達体１３と支持体１５とを一体構造にした場合を示す。
【００４４】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下で述べる各変更内容を、単独であるいは組み合わせて採用してもよい。
【００４５】
上述の実施形態では、押付部材１１は、油圧クランプのクランプロッドであったが、押付部材１１は、被押付部１ａに押付力を作用させ、この押付力を支持力伝達体１３を介して支持体１５に作用させる他の適切な押圧部材であってもよい。この場合、押付部材１１を被押付部１ａに押し付ける押圧力発生装置を設け、これにより、押圧部材１１は、被押付部１ａに押付力を作用させ、この押付力を支持力伝達体１３を介して支持体１５に作用させてよい。
なお、本発明では、押付部材１１として、被押付部１ａに押付力を作用させるが、この押付力を支持力伝達体１３を介して支持体１５に作用させないものであってもよい。例えば、押付部材１１は、図９のように被押付部１ａを支持力伝達体１３に押圧して結合させるボルトであってもよい。図９において、ボルト１１の頭１１ａが被押付部１ａを支持力伝達体１３に押圧して結合させている。ボルト１１の先端部（ネジ部）は、支持力伝達体１３に設けられているネジ孔に螺合されている。また、ボルト１１を回転軸７の周方向に複数設けてよい。図９において、ボルト１１以外の構成は、図２〜図７または図８の構成と同様であってよい。図９の場合でも、上述のようにタービンハウジング６（流路形成体１４）の振動特性が過給機１の振動特性に与える影響を低減できる。
【００４６】
また、本発明の回転機械支持装置は、過給機以外にターボ圧縮機やガスタービンなどの他の回転機械にも適用可能である。即ち、タービン翼に流体を供給することで回転駆動される回転機械であれば、本発明の回転機械支持装置を適用することができる。
【００４７】
上述の実施形態では、検査用のタービンハウジング６と完成品用タービンハウジング９とは、形状および寸法の少なくともいずれかが異なっていたが、本発明によると、タービンハウジング６と完成品用タービンハウジング９とは、形状および寸法が同じであってもよい。即ち、完成品用タービンハウジング９が、上述のタービンハウジング６として支持体１５の内部に取り付けられてもよい。
【００４８】
上述の実施形態では、支持体１５は、支持力伝達体１３を介して静止側部材８を支持したが、支持力伝達体１３を省略してもよい。この場合、支持体１５は、静止側部材８を、直接、支持する。例えば、押付部材１１が、静止側部材８を、直接、支持体１５に押し付けられるように支持体１５の形状と寸法が適宜変更されてよい。
【００４９】
回転機械支持装置１０に使用される静止側部材８は、完成品の回転機械（過給機１）の静止側部材であってもよいし、完成品の回転機械の静止側部材と異なっていてもよい。このように、静止側部材８が、完成品の回転機械の静止側部材と異なる場合には、回転機械支持装置１０に使用される静止側部材８は、回転機械支持装置１０に適合する形状と寸法を有してよい。
【符号の説明】
【００５０】
１ 過給機、１ａ 被押付部（突出部）、３ タービン翼、
４ 回転体、５ コンプレッサ翼、
６ 検査用のタービンハウジング、７ 回転軸、
８ 静止側部材（軸受ハウジング）、８ａ，８ｂ 軸受、
９ タービンハウジング，９ａ 流路、１０ 回転機械支持装置、
１１ 押付部材、１２ 油圧クランプ本体（押圧力発生装置）、
１３ 支持力伝達体、１３ａ 内側部、１３ｂ 延長部、１３ｃ 開口、
１４ 流路形成体、１４ａ 流路、１５ 支持体、１５ａ 取出穴、
１６ ボルト孔、１７ ボルト、１８ 取出穴閉塞体、１８ａ 排出穴
１９ ボルト孔、２１ スクロール、２３ 排気口、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機械の回転アンバランス検査を行うために回転機械を支持する回転機械支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機械は、流体により回転駆動される。このような回転機械には、過給機やターボ圧縮機やガスタービンなどがあるが、過給機を例として、回転アンバランス検査について説明する。
【０００３】
ここで、過給機を簡単に説明する。過給機は、車両や船舶などに搭載されるエンジンの排ガスエネルギーを利用して、エンジンに圧縮空気を供給する装置である。過給機は、エンジンの排ガスにより回転駆動される回転体を有する。回転体は、エンジンの排ガスにより回転駆動されるタービン翼と、タービン翼と一体的に回転することで圧縮空気をエンジンに供給するコンプレッサ翼と、一端部にタービン翼が結合され他端部にコンプレッサ翼が結合される回転軸と、を有する。また、過給機は、タービン翼を内部に収容するタービンハウジングと、コンプレッサハウジングを内部に収容するコンプレッサハウジングと、回転軸を支持する軸受が内部に組み込まれる軸受ハウジングと、を備える。
【０００４】
回転アンバランス検査は、例えば、過給機を製品として出荷する前に行われる。回転アンバランス検査を行うための回転アンバランス検査装置は、過給機を支持する回転機械支持装置と、過給機の振動特性を計測する計測装置と、を備える。図１０は、下記の特許文献１に記載された回転アンバランス検査装置の構成を示す。
【０００５】
図１０において、回転機械支持装置は、タービン翼３１を内部に収容する検査用のタービンハウジング３２と、過給機１を支持する支持体３４とからなる。また、図１０において、計測装置は、支持体３４に取り付けられ支持体３４の振動（即ち、加速度）を計測する振動センサ４５と、回転体の回転角を計測する角度センサ４７と、計測した振動と回転角から回転体のアンバランスデータを算出する演算器４９とからなる。
【０００６】
一方、図１１のような回転アンバランス検査装置が想定される。図１１において、計測装置は、図１０の計測装置と同じ構成を有する。また、図１１において、過給機を支持する回転機械支持装置は、タービン翼３１を内部に収容する検査用のタービンハウジング３３と、過給機１を支持する支持体３５と、を有する。図１１では、タービンハウジング３３は、支持体３５の内部に取り付けられる流路形成体３３ａと、過給機の軸受ハウジング３７が取り付けられる支持力伝達体３３ｂと、を有する。支持体３５は、支持力伝達体３３ｂを介して軸受ハウジング３７を支持する。図１１において、符号３９は、軸受ハウジング３７を、支持力伝達体３３ｂを介して支持体３５に押し付けるクランプ装置を示し、符号４１は、流路形成体３３ａを支持体３５に結合するボルトを示し、符号４３は、ボルト４１を通すためのボルト孔を示す。
なお、図１１において、支持力伝達体３３ｂを省略してもよく、この場合、支持体３５が直接、軸受ハウジング３７を支持するように支持体３５などの構成が変更される。例えば、クランプ装置３９が、軸受ハウジング３７を、直接、支持体３５に押し付けるように支持体３５の形状と寸法が適宜変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３９９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、図１１において、過給機１の機種変更に応じて流路形成体３３ａを交換する必要があるので、過給機１の振動特性が変化する問題１と、流路形成体３３ａの交換に時間がかかる問題２とが生じる可能性がある。
流路形成体３３ａは、過給機１の機種毎に交換する必要がある。即ち、図１１の装置によりアンバランスデータを取得する過給機１の機種を変更する場合、支持体３５の内部に取り付ける流路形成体３３ａを、変更後の機種に合った流路形成体３３ａに交換する必要がある。その交換の作業手順は次の通りである（なお、次の括弧書きは、支持力伝達体３３ｂを省略する場合である）。
まず、クランプ装置３９を緩めて、軸受ハウジング３７と支持力伝達体３３ｂ（支持体３５）との結合を解き、タービンハウジング３３以外の過給機１の部分を取り外す。その次に、支持力伝達体３３ｂ（軸受ハウジング３７）を支持体３５から取り外し、その後、流路形成体３３ａを支持体３５の内部から図１１の右側へ取り出す。次いで、別の流路形成体３３ａを、図１１の右側から支持体３５の内部へ取り付け、その次に、支持力伝達体３３ｂ（軸受ハウジング３７）を支持体３５に取り付け、その後、クランプ装置３９により、軸受ハウジング３７と支持力伝達体３３ｂ（支持体３５）とを結合させる。このような作業により、上述の問題１、２が生じる。
即ち、問題１は、上述の作業により、支持力伝達体３３ｂ（軸受ハウジング３７）と支持体３５の結合力が変化したり、支持力伝達体３３ｂ（軸受ハウジング３７）の位置がずれたりすることにより、支持体３５の振動特性が変化してしまうことである。問題２は、上述の作業は、時間がかかることである。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上述の問題１、２が生じる可能性を無くすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
回転機械の回転アンバランス検査を行うために該回転機械を支持する回転機械支持装置であって、
前記回転機械は、回転駆動されるタービン翼を有する回転体を備え、
前記回転機械支持装置は、前記タービン翼を内部に収容するタービンハウジングと、前記回転体を回転可能に支持する静止側部材を支持する支持体と、を備え、
前記タービンハウジングは、前記タービン翼を回転駆動する流体を流す流路が形成された流路形成体を有し、該流路形成体は、前記支持体の内部に取り付けられ、
前記支持体の内部から前記流路形成体を取り出すための取出穴が、前記静止側部材と反対側にて、前記支持体に形成されている、ことを特徴とする回転機械支持装置が提供される。
【００１１】
上述した本発明の回転機械支持装置では、静止側部材と反対側にある取出穴から流路形成体を取り出せるので、静止側部材を前記支持体から外すことなく、流路形成体を支持体の外部へ取り出せる。
従って、流路形成体を交換する時に、静止側部材を支持体から取り外さなくて済むので、支持体に対する静止側部材の脱着による振動特性変化を防止できる。
また、流路形成体を交換する時に、支持体に対し静止側部材を脱着する作業が不要になるので、短時間で流路形成体を交換できる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によると、前記タービンハウジングは、支持力伝達体を有し、前記支持体は、前記支持力伝達体を介して前記静止側部材を支持する。
【００１３】
この構成により、支持力伝達体と反対側にある取出穴から流路形成体を取り出せるので、支持力伝達体を前記支持体から外すことなく、流路形成体を支持体の外部へ取り出せる。
従って、流路形成体を交換する時に、支持力伝達体を支持体から取り外さなくて済むので、支持体に対する支持力伝達体の脱着による振動特性変化を防止できる。
また、流路形成体を交換する時に、支持体に対し支持力伝達体を脱着する作業が不要になるので、短時間で流路形成体を交換できる。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によると、前記取出穴を塞ぐ取出穴閉塞体を備え、該取出穴閉塞体は前記支持体に着脱可能である。
【００１５】
このように、前記取出穴を塞ぐ取出穴閉塞体を、前記支持体に対し着脱可能としたので、取出穴閉塞体を外した上で、該取出穴を通して、支持体の前記内部から流路形成体を取り出すことができる。
【００１６】
前記取出穴閉塞体に、前記タービン翼からの流体が通過する排出穴を形成してもよい。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によると、前記静止側部材の被押付部を前記支持力伝達体との間に挟む押付部材を備え、該押付部材は、前記支持力伝達体に向けて前記被押付部に押付力を作用させる。
【００１８】
このように、静止側部材の被押付部を支持力伝達体との間に挟む押付部材が、被押付部に押付力を作用させることで、支持力伝達体を介して支持体が静止側部材を支持する。これにより、剛性・固有振動数が低い流路形成体を介さずに回転機械を支持することが可能になる。その結果、流路形成体が振動特性に与える影響を低減できる。
即ち、タービンハウジングを、タービン翼を駆動させる流体を流す流路を形成する部分（タービン翼を駆動させる機能を持つ部分）である流路形成体と、前記流路が形成されず静止側部材（例えば軸受ハウジング）を支持する機能を持つ部分である支持力伝達体とに分けた（例えば、分割した）ので、剛性・固有振動数が低い流路形成体を介さずに回転機械を支持することが可能になる。
よって、回転機械の回転アンバランス検査において、タービンハウジングの流路が回転機械の振動特性に与える影響を低減できる。
【００１９】
好ましくは、前記押付力が、前記支持力伝達体を介して前記支持体に作用する。
【００２０】
このように、前記押付部材は、前記押付力を、前記支持力伝達体を介して前記支持体に作用させるので、前記押付力により静止側部材を支持体に強固に固定できる。即ち、流路により剛性・固有振動数が低下した流路形成体を介さずに静止側部材を支持体に強固に固定できる。よって、回転機械の回転アンバランス検査において、タービンハウジングの固有振動数が回転機械の振動特性に与える影響を無くしまたは大幅に低減できる。
【００２１】
好ましくは、前記支持力伝達体と前記支持体とを一体構造にする。
【００２２】
このように、前記支持力伝達体と前記支持体とを一体構造（例えば、一体成型）にしたので、押付力の伝達経路が安定する。即ち、押付力が、被押付部と支持力伝達体を通って、押付部材から支持体へ安定して伝達する。これにより、回転アンバランス検査の精度が向上する。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態によると、前記支持力伝達体は、
前記軸方向に対する半径方向の位置が前記被押付部と同じとなり前記押付力を受ける内側部と、
該内側部から前記半径方向の外方に、前記半径方向に関して前記流路形成体の外側まで延び、該外側にて前記支持体に結合される延長部と、を有する。
【００２４】
このように、前記支持力伝達体は、半径方向の位置が前記被押付部と同じとなり前記押付力を受ける内側部と、該内側部から前記半径方向の外方に、前記半径方向に関して前記流路形成体の外側まで延び、該外側にて前記支持体に結合される延長部と、を有するので、前記流路形成体を前記支持体に取り付ける場合に、前記流路形成体を回避する経路で、回転機械の荷重を支持体に伝達できる。
【発明の効果】
【００２５】
上述した本発明によると、静止側部材または支持力伝達体を支持体から外すことなく、流路形成体を静止側部材または支持力伝達体と反対側から取り出すことができ、その結果、支持体に対する静止側部材または支持力伝達体の脱着による振動特性変化を防止できるとともに、短時間で流路形成体を交換できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明が適用可能な過給機の構成図である。
【図２】本発明の実施形態による回転機械支持装置の構成図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】本発明の実施形態による回転機械支持装置の詳細斜視図である。
【図５】図２において、取付穴閉塞体を取り外した状態を示す。
【図６】図５のＡ−Ａ線矢視図である。
【図７】本発明の実施形態による回転機械支持装置の支持力伝達体を示す図である。
【図８】支持力伝達体と支持体とを一体構造にした回転機械支持装置を示す。
【図９】別の押付部材を用いた場合における回転機械支持装置の構成図である。
【図１０】特許文献１の回転アンバランス検査装置を示す。
【図１１】本発明の課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２８】
図１（Ａ）は、本発明の回転機械支持装置が適用可能な過給機１の構成図である。
過給機１の回転体４は、図１（Ａ）に示すように、エンジンの排ガスにより回転駆動されるタービン翼３と、タービン翼３と一体的に回転することで圧縮空気をエンジンに供給するコンプレッサ翼５と、一端部にタービン翼３が結合され他端部にコンプレッサ翼５が結合される回転軸７と、を有する。また、過給機１は、上述の回転体４を回転可能に支持する静止側部材８を有する。図１（Ａ）の例では、静止側部材８は、回転体４（回転軸７）を支持する軸受８ａ，８ｂが内部に組み込まれる軸受ハウジングである。また、過給機１は、タービン翼３を内部に収容するタービンハウジング９と、コンプレッサ翼５を内部に収容するコンプレッサハウジング（本願の図面では取り外されている）と、を備える。タービンハウジング９には、タービン翼３を回転駆動する流体（エンジンからの排ガス）を流す流路（スクロール）９ａが形成されている。
符号２は、軸受ハウジング８とタービンハウジング９とを結合するカップリング部材を示す。図１（Ｂ）は、回転軸７の軸方向から見たカップリング部材２を示す。図１（Ｂ）において、カップリング部材２は、互いに分割されている１対の半円弧状部材２ａと、１対の半円弧状部材２ａを結合するボルト２ｂおよびナット２ｃとからなる。なお、カップリング部材２を用いずに、軸受ハウジング８とタービンハウジング９とをボルトなどにより結合してもよい。
【００２９】
図２は、本発明の実施形態による回転機械支持装置１０の構成図である。図２は、過給機１が回転機械支持装置１０に取り付けられた状態を示す。図３は、図２のＡ−Ａ線矢視図である（図２は、図３のＢ−Ｂ線矢視図でもある）。図４は、回転機械支持装置１０の詳細斜視図である。
【００３０】
回転機械支持装置１０は、回転機械（この例では過給機１）の回転アンバランス検査を行うために回転機械１を支持する。図２の例では、回転機械支持装置１０が支持する回転機械は、図１（Ａ）に示す過給機１である。回転機械支持装置１０は、検査用のタービンハウジング６、支持体１５、および押付部材１１を備える。
【００３１】
検査用のタービンハウジング６は、タービン翼３を内部に収容するが、タービンハウジング９の代わりに設けられる。即ち、完成品の過給機１からタービンハウジング９（と図示しない前記コンプレッサハウジング）を取り外し、このタービンハウジング９の代わりとなるタービンハウジング６を設ける。タービンハウジング６と完成品用タービンハウジング９とは、形状および寸法の少なくともいずれかが異なる。タービンハウジング６は、流路形成体１４と支持力伝達体１３とからなっている。流路形成体１４には、回転アンバランス検査のためにタービン翼３を回転駆動する流体を流す流路１４ａが形成されている。支持力伝達体１３には、流路は形成されていない。支持力伝達体１３は、図２において、回転体４の軸方向から見た場合、少なくとも部分的に流路形成体１４と重なり、軸方向に関し、流路形成体１４と静止側部材８との間に設けられる。図２の例では、流路形成体１４と支持力伝達体１３とは、互いに分割されている別個の部材同士であるが、好ましくは、支持力伝達体１３と支持体１５とを一体構造にする。例えば、支持力伝達体１３と支持体１５とを一体成型する。なお、流路１４ａは、タービン翼３よりも上流側にあるスクロール２１と、タービン翼３よりも下流にある排気口２３とを有する。
【００３２】
支持体１５は回転機械（この例では過給機１）を支持するための土台である。支持体１５の内部には、流路形成体１４が取り付けられる。また、支持体１５には、前記軸方向に関し、静止側部材８の側に支持力伝達体１３が結合され、静止側部材８と反対側に取出穴１５ａが形成される。この取出穴１５ａは、前記軸方向から見た場合、例えば円形であってよい。該取出穴１５ａを通して、流路形成体１４を、支持体１５の内部から外部へ前記軸方向に取り出せる。また、取出穴１５ａを塞ぐ取出穴閉塞体１８が設けられる。この取出穴閉塞体１８は支持体１５に対し着脱可能である。図５は、取出穴閉塞体１８を支持体１５から取り外した状態を示す。図６は、図５のＡ−Ａ線矢視図である。図５、図６の例では、取出穴閉塞体１８には、タービン翼３からの流体が通過する排出穴１８ａが形成されている。
なお、ボルト１７などの結合手段により、取出穴閉塞体１８が流路形成体１４に結合される。また、ボルト２５などの結合手段により、取出穴閉塞体１８が支持体１５に結合される。なお、図２において、符号１９は、ボルト１７が挿入されるボルト孔を示し、符号２７は、ボルト２５が挿入されるボルト孔を示す。
また、過給機１の回転アンバランス検査時に、支持体１５の外部から流路１４ａへ流体（圧縮ガス）を通す通路（図示せず）が支持体１５に形成されてよい。この圧縮ガスは、図２において、スクロール２１からタービン翼３を通過することで、タービン翼３を回転駆動し、その後、排気口２３を通って過給機１の外部へ出て行く。図２の例では、タービン翼３を通過した前記圧縮ガスは、排気口２３から排出穴１８ａへ流入することで、支持体１５の外部へ出て行く。代わりに、タービン翼３を通過した前記圧縮ガスは、排気口２３から、支持体１５の側面（図２の紙面と垂直な方向を向く面）に形成された排出穴（図示せず）を通過することで、支持体１５の外部へ出て行ってもよいし、支持体１５の上面または下面（図２の上方または下方を向く面）に形成された排出穴（図示せず）を通過することで、支持体１５の外部へ出て行ってもよい。
【００３３】
押付部材１１は、静止側部材８の被押付部１ａを支持力伝達体１３との間に挟み、支持力伝達体１３に向けて被押付部１ａに押付力を作用させる。前記押付力は、押付部材１１から、被押付部１ａと支持力伝達体１３を介して支持体１５に作用する。
押付部材１１は、流路１４ａよりもコンプレッサ翼５側の位置にて過給機１の被押付部１ａに押付力を作用させる。図２〜図４の例では、被押付部１ａは軸受ハウジング８の一部であり、軸受ハウジング８の外周面から回転軸７の半径方向に突出した突出部である。この突出部１ａは、図３のように回転軸７の軸方向から見た場合、環状となっている。
また、押付部材１１を被押付部１ａに押し付ける押圧力発生装置を設ける。図２〜図４の例では、油圧を用いた押圧力発生装置１２を設けている。即ち、図２〜図４の例では、押付部材１１は、油圧クランプのクランプロッドである。この場合、押付部材１１は、油圧により旋回しながら回転軸７の軸方向に移動させられる公知のスイング式クランプロッドであってもよい。この油圧が供給される油圧室は油圧クランプ本体（押圧力発生装置）１２の内部に形成され、油圧クランプ本体１２は支持体１５に固定される。図２の例では、このようなクランプロッド１１と油圧クランプ本体１２からなる油圧クランプを、回転軸７の周方向に間隔をおいて４つ設けている。
【００３４】
支持力伝達体１３は、流路１４ａよりもコンプレッサ翼５側の位置にて被押付部１ａを押付部材１１との間に挟むとともに、支持力伝達体１３には、前記押付力により被押付部１ａが押し付けられる。図４において、符号１６は、支持力伝達体１３を支持体１５に固定するためのボルトが挿入されるボルト孔を示す（他の図では、ボルト孔１６は省略している）。このように、各図の例では、支持力伝達体１３は、支持体１５から独立した部材であるが、好ましくは、上述のように、支持力伝達体１３と支持体１５とを一体構造にする。なお、支持力伝達体１３は、剛性の高い材料（例えば、鉄鋼材）で形成される。
支持力伝達体１３は、図２に示すように、内側部１３ａと延長部１３ｂを有する。内側部１３ａは、前記軸方向に対する半径方向（即ち、回転軸７の半径方向）の位置が被押付部１ａと同じとなり前記押付力を受ける。延長部１３ｂは、該内側部１３ａから前記半径方向の外方に、前記半径方向に関して流路形成体１４の外側まで延び、該外側にて支持体１５にボルト１６により結合され支持体１５に前記押付力を作用させる。これにより、前記押圧力を流路形成体１４に作用させずに、または、ほとんど作用させずに、前記押圧力を支持体１５に作用させることができる。なお、支持力伝達体１３は、図３の破線で囲まれた範囲Ｒにおいて、前記押付力を支持体１５に伝達、作用させている。
図７は、図３において支持力伝達体１３以外の部材を省略した図であり、支持力伝達体１３を示している。図７に示すように、支持力伝達体１３には、軸受ハウジング８が挿入される開口１３ｃが形成されている。即ち、支持力伝達体１３は、その開口１３ｃに軸受ハウジング８を挿入することで、軸受ハウジング８に取り付けられる。なお、開口１３ｃは、回転軸７の軸方向から見て円形となっている。一方、軸受ハウジング８の外周面も、開口１３ｃの形状と整合するように前記軸方向から見て円形になっている。この構成で、軸受ハウジング８の外周面を支持力伝達体１３の開口１３ｃに挿入かつ嵌合させる。
【００３５】
上述の回転機械支持装置１０において、流路形成体１４を交換する作業を説明する。まず、図２の状態から、ボルト１７、２５を外して、取出穴閉塞体１８を図５のように支持体１５から取り外し、次に、流路形成体１４を、取出穴１５ａを通して、支持体１５の内部から外部へ前記軸方向（図５の左側）に取り出す。その後、逆の手順で、交換用の流路形成体１４を取り付ける。具体的には、まず、取出穴１５ａを通して、交換用の流路形成体１４を支持体１５の内部に取り付け、次に、取出穴閉塞体１８を支持体１５に取り付けて、取出穴閉塞体１８と流路形成体１４とをボルト１７により結合するとともに、取出穴閉塞体１８と支持体１５とをボルト２５により結合する。これにより、流路形成体１４と取出穴閉塞体１８が支持体１５に結合される。
【００３６】
上述の回転機械支持装置１０に過給機１（回転体４と静止側部材８）を着脱する作業についても説明する。この作業は、流路形成体１４を交換する作業と独立して行える。静止側部材８の取付作業は次の通りである。まず、完成品の過給機１からタービンハウジング９とコンプレッサハウジングを取り外した状態にする。次いで、開口１３ｃに回転体４（この例ではタービン翼３）を通すとともに静止側部材８（この例では軸受ハウジング８）の一部を支持力伝達体１３の開口１３ｃに挿入した状態にする。この状態で、押付部材１１により、静止側部材８の被押付部１ａを支持力伝達体１３を介して支持体１５に押し付ける。これにより、過給機１を支持体１５に取り付け固定する。なお、静止側部材８の形状と寸法は、回転機械（この例では過給機１）の異なる機種間で同じであってよい。
【００３７】
上述の回転機械支持装置１０を用いたアンバランス計測について説明する。アンバランス計測のために、図２のように、振動センサ４５、角度センサ４７、および演算器４９が設けられる。振動センサ４５は、支持体１５に取り付けられて、支持体１５の振動（即ち、加速度）を計測する。角度センサ４７（例えば、磁気センサ）は、回転体４のコンプレッサ側端部に対向するように配置され、回転体４の回転角を計測する。演算器４９は、計測した振動と回転角から回転体４のアンバランスデータを算出する。なお、このような振動センサ４５による振動計測と、角度センサ４７による回転角計測とは、回転体４を回転させた状態で行うが、回転体４の回転は、上述したように、支持体１５の外部から流路形成体１４の流路１４ａに流体を供給することで行う。これにより、当該流体によりタービン翼３が回転駆動されて回転体４が回転する。
【００３８】
上述した本発明による回転機械支持装置１０では、以下の効果（１）〜（５）が得られる。
【００３９】
（１）回転機械１の静止側部材８と反対側（即ち、支持力伝達体１３と反対側）にある取出穴１５ａから流路形成体１４を取り出せるので、支持力伝達体１３を支持体１５から外すことなく、流路形成体１４を支持体１５の外部へ取り出せる。従って、流路形成体１４を交換する時に、支持力伝達体１３を支持体１５から取り外さなくて済むので、支持体１５に対する支持力伝達体１３の脱着による振動特性変化を防止できる。また、流路形成体１４を交換する時に、支持体１５に対し支持力伝達体１３を脱着する作業が不要になるので、短時間で流路形成体１４を交換できる。
【００４０】
（２）静止側部材８の被押付部１ａを支持力伝達体１３との間に挟む押付部材１１が、被押付部１ａに押付力を作用させることで、支持力伝達体１３を介して支持体１５が回転機械１を支持する。これにより、剛性・固有振動数が低い流路形成体１４を介さずに回転機械１を支持することが可能になる。その結果、流路形成体１４が振動特性に与える影響を低減できる。
即ち、タービンハウジング６を、タービン翼３を駆動させる流体を流す流路１４ａを形成する部分（タービン翼３を駆動させる機能を持つ部分）である流路形成体１４と、流路が形成されず回転機械１（静止側部材８）を支持する機能を持つ部分である支持力伝達体１３とに分けた（例えば、分割した）ので、剛性・固有振動数が低い流路形成体１４を介さずに回転機械１を支持することが可能になる。
よって、回転機械１の回転アンバランス検査において、タービンハウジング６の流路１４ａが回転機械１の振動特性に与える影響を低減できる。
【００４１】
（３）さらに、押付部材１１は、前記押付力を、支持力伝達体１３を介して支持体１５に作用させるので、前記押付力により回転機械１（静止側部材８）を支持体１５に強固に固定できる。即ち、流路１４ａにより剛性・固有振動数が低下した流路形成体１４を介さずに静止側部材８を支持体１５に強固に固定できる。よって、回転機械１の回転アンバランス検査において、タービンハウジング６の固有振動数が回転機械１の振動特性に与える影響を無くしまたは大幅に低減できる。
【００４２】
（４）支持力伝達体１３は、前記半径方向の位置が被押付部１ａと同じとなり前記押付力を受ける内側部１３ａと、該内側部１３ａから前記半径方向の外方に、前記半径方向に関して流路形成体１４の外側まで延び、該外側にて支持体１５に結合される延長部１３ｂと、を有するので、流路形成体１４を支持体１５に取り付ける場合に、流路形成体１４を回避する経路で、過給機１の荷重を支持体１５に伝達できる。また、延長部１３ｂは、流路形成体１４の外側にて支持体１５に前記押付力を作用させるので、流路形成体１４を回避する経路で前記押付力を被押付部１ａから支持体１５に伝達できる。
【００４３】
（５）さらに、支持力伝達体１３と支持体１５とを一体構造（例えば、一体成型）にすれば、押付力の伝達経路が安定する。即ち、押付力が、被押付部１ａと支持力伝達体１３を通って、押付部材１１から支持体１５へ安定して伝達する。これにより、回転アンバランス検査の精度が向上する。図８は、支持力伝達体１３と支持体１５とを一体構造にした場合を示す。
【００４４】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下で述べる各変更内容を、単独であるいは組み合わせて採用してもよい。
【００４５】
上述の実施形態では、押付部材１１は、油圧クランプのクランプロッドであったが、押付部材１１は、被押付部１ａに押付力を作用させ、この押付力を支持力伝達体１３を介して支持体１５に作用させる他の適切な押圧部材であってもよい。この場合、押付部材１１を被押付部１ａに押し付ける押圧力発生装置を設け、これにより、押圧部材１１は、被押付部１ａに押付力を作用させ、この押付力を支持力伝達体１３を介して支持体１５に作用させてよい。
なお、本発明では、押付部材１１として、被押付部１ａに押付力を作用させるが、この押付力を支持力伝達体１３を介して支持体１５に作用させないものであってもよい。例えば、押付部材１１は、図９のように被押付部１ａを支持力伝達体１３に押圧して結合させるボルトであってもよい。図９において、ボルト１１の頭１１ａが被押付部１ａを支持力伝達体１３に押圧して結合させている。ボルト１１の先端部（ネジ部）は、支持力伝達体１３に設けられているネジ孔に螺合されている。また、ボルト１１を回転軸７の周方向に複数設けてよい。図９において、ボルト１１以外の構成は、図２〜図７または図８の構成と同様であってよい。図９の場合でも、上述のようにタービンハウジング６（流路形成体１４）の振動特性が過給機１の振動特性に与える影響を低減できる。
【００４６】
また、本発明の回転機械支持装置は、過給機以外にターボ圧縮機やガスタービンなどの他の回転機械にも適用可能である。即ち、タービン翼に流体を供給することで回転駆動される回転機械であれば、本発明の回転機械支持装置を適用することができる。
【００４７】
上述の実施形態では、検査用のタービンハウジング６と完成品用タービンハウジング９とは、形状および寸法の少なくともいずれかが異なっていたが、本発明によると、タービンハウジング６と完成品用タービンハウジング９とは、形状および寸法が同じであってもよい。即ち、完成品用タービンハウジング９が、上述のタービンハウジング６として支持体１５の内部に取り付けられてもよい。
【００４８】
上述の実施形態では、支持体１５は、支持力伝達体１３を介して静止側部材８を支持したが、支持力伝達体１３を省略してもよい。この場合、支持体１５は、静止側部材８を、直接、支持する。例えば、押付部材１１が、静止側部材８を、直接、支持体１５に押し付けられるように支持体１５の形状と寸法が適宜変更されてよい。
【００４９】
回転機械支持装置１０に使用される静止側部材８は、完成品の回転機械（過給機１）の静止側部材であってもよいし、完成品の回転機械の静止側部材と異なっていてもよい。このように、静止側部材８が、完成品の回転機械の静止側部材と異なる場合には、回転機械支持装置１０に使用される静止側部材８は、回転機械支持装置１０に適合する形状と寸法を有してよい。
【符号の説明】
【００５０】
１ 過給機、１ａ 被押付部（突出部）、３ タービン翼、
４ 回転体、５ コンプレッサ翼、
６ 検査用のタービンハウジング、７ 回転軸、
８ 静止側部材（軸受ハウジング）、８ａ，８ｂ 軸受、
９ タービンハウジング，９ａ 流路、１０ 回転機械支持装置、
１１ 押付部材、１２ 油圧クランプ本体（押圧力発生装置）、
１３ 支持力伝達体、１３ａ 内側部、１３ｂ 延長部、１３ｃ 開口、
１４ 流路形成体、１４ａ 流路、１５ 支持体、１５ａ 取出穴、
１６ ボルト孔、１７ ボルト、１８ 取出穴閉塞体、１８ａ 排出穴
１９ ボルト孔、２１ スクロール、２３ 排気口、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械の回転アンバランス検査を行うために該回転機械を支持する回転機械支持装置であって、
前記回転機械は、回転駆動されるタービン翼を有する回転体を備え、
前記回転機械支持装置は、前記タービン翼を内部に収容するタービンハウジングと、前記回転体を回転可能に支持する静止側部材を支持する支持体と、を備え、
前記タービンハウジングは、前記タービン翼を回転駆動する流体を流す流路が形成された流路形成体を有し、該流路形成体は、前記支持体の内部に取り付けられ、
前記支持体の内部から前記流路形成体を取り出すための取出穴が、前記静止側部材と反対側にて、前記支持体に形成されている、ことを特徴とする回転機械支持装置。
【請求項２】
前記タービンハウジングは、支持力伝達体を有し、前記支持体は、前記支持力伝達体を介して前記静止側部材を支持する、ことを特徴とする請求項１に記載の回転機械支持装置。
【請求項３】
前記取出穴を塞ぐ取出穴閉塞体を備え、該取出穴閉塞体は前記支持体に着脱可能である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転機械支持装置。
【請求項４】
前記取出穴閉塞体には、前記タービン翼からの流体が通過する排出穴が形成されている、ことを特徴とする請求項３に記載の回転機械支持装置。
【請求項５】
前記静止側部材の被押付部を前記支持力伝達体との間に挟む押付部材を備え、該押付部材は、前記支持力伝達体に向けて前記被押付部に押付力を作用させる、ことを特徴とする請求項２に記載の回転機械支持装置。
【請求項６】
前記押付力が、前記支持力伝達体を介して前記支持体に作用する、ことを特徴とする請求項２または５に記載の回転機械支持装置。
【請求項７】
前記支持力伝達体と前記支持体とを一体構造にした、ことを特徴とする請求項２、５または６に記載の回転機械支持装置。
【請求項１】
回転機械の回転アンバランス検査を行うために該回転機械を支持する回転機械支持装置であって、
前記回転機械は、回転駆動されるタービン翼を有する回転体を備え、
前記回転機械支持装置は、前記タービン翼を内部に収容するタービンハウジングと、前記回転体を回転可能に支持する静止側部材を支持する支持体と、を備え、
前記タービンハウジングは、前記タービン翼を回転駆動する流体を流す流路が形成された流路形成体を有し、該流路形成体は、前記支持体の内部に取り付けられ、
前記支持体の内部から前記流路形成体を取り出すための取出穴が、前記静止側部材と反対側にて、前記支持体に形成されている、ことを特徴とする回転機械支持装置。
【請求項２】
前記タービンハウジングは、支持力伝達体を有し、前記支持体は、前記支持力伝達体を介して前記静止側部材を支持する、ことを特徴とする請求項１に記載の回転機械支持装置。
【請求項３】
前記取出穴を塞ぐ取出穴閉塞体を備え、該取出穴閉塞体は前記支持体に着脱可能である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転機械支持装置。
【請求項４】
前記取出穴閉塞体には、前記タービン翼からの流体が通過する排出穴が形成されている、ことを特徴とする請求項３に記載の回転機械支持装置。
【請求項５】
前記静止側部材の被押付部を前記支持力伝達体との間に挟む押付部材を備え、該押付部材は、前記支持力伝達体に向けて前記被押付部に押付力を作用させる、ことを特徴とする請求項２に記載の回転機械支持装置。
【請求項６】
前記押付力が、前記支持力伝達体を介して前記支持体に作用する、ことを特徴とする請求項２または５に記載の回転機械支持装置。
【請求項７】
前記支持力伝達体と前記支持体とを一体構造にした、ことを特徴とする請求項２、５または６に記載の回転機械支持装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−７５８４（Ｐ２０１１−７５８４Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５０４７０（Ｐ２００９−１５０４７０）
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]