特許 6192415 バランスウェイト取付構造及び回転機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6192415

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】バランスウェイト取付構造及び回転機械

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/22 20060101AFI20170828BHJP

   F16F 15/32 20060101ALI20170828BHJP

   F01D 25/04 20060101ALI20170828BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20170828BHJP

   F01D 5/10 20060101ALI20170828BHJP

【ＦＩ】

   F16F15/22 A

   F16F15/32 D

   F01D25/04

   F01D25/00 F

   F01D5/10

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-162638(P2013-162638)

(22)【出願日】2013年8月5日

(65)【公開番号】特開2015-31368(P2015-31368A)

(43)【公開日】2015年2月16日

【審査請求日】2016年7月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】特許業務法人開知国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】山本 紘一

(72)【発明者】

【氏名】槻館 裕紀

(72)【発明者】

【氏名】黒木 英俊

【審査官】 村山 禎恒

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５９−０１３７４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−０９９２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０８２６２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｆ １５／００−１５／３６

Ｆ０１Ｄ ５／１０

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０１Ｄ ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転体の外周面における周方向に設けられ、底面の幅が開口の幅より広い環状溝部と、
複数個のバランスウエイトが相互に連結して構成され、前記環状溝部に嵌合した円環状のバランスウエイト集合体とを備え、
前記環状溝部は、底面と、底面から回転体半径方向外側に向かって互いに接近して開口を形成する傾斜状の側面とを有し、
前記バランスウエイト集合体は、形状の異なる複数の第１のバランスウェイト及び第２のバランスウェイトを交互に連結して構成され、
前記第１のバランスウェイトは、前記環状溝部の底面に対向する第１の内周面と、前記第１の内周面の回転体半径方向外側の第１の外周面と、前記第１の内周面から前記第１の外周面に向かって互いに接近するテーパ状で前記環状溝部の側面にそれぞれ係合する第１の回転体軸方向側面と、前記第１の内周面から前記第１の外周面に向かって互いに接近するテーパ状の第１の回転体周方向側面とを有し、
前記第２のバランスウェイトは、前記環状溝部の底面に対向する第２の内周面と、前記第２の内周面の回転体半径方向外側の第２の外周面と、前記第２の内周面から前記第２の外周面に向かって互いに接近するテーパ状で前記環状溝部の側面にそれぞれ係合する第２の回転体軸方向側面と、前記第２の内周面から前記第２の外周面に向かって互いに離間する逆テーパ状で前記第１のバランスウェイトの第１の回転体周方向側面に連結する第２の回転体周方向側面とを有する
ことを特徴とするバランスウエイト取付構造。

【請求項2】

請求項１に記載のバランスウエイト取付構造において、
前記第１のバランスウェイトの第１の外周面及び前記第２のバランスウェイトの第２の外周面は、前記回転体の外周面と同一面上に位置する
ことを特徴とするバランスウエイト取付構造。

【請求項3】

請求項１に記載のバランスウエイト取付構造において、
前記第１のバランスウェイトの第１の回転体周方向側面に係合溝部を設け、
前記第２のバランスウェイトの第２の回転体周方向側面に前記第１のバランスウェイトの係合溝部に係合する係合突部を設けた
ことを特徴とするバランスウエイト取付構造。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバランスウェイト取付構造において、
前記複数のバランスウェイトのうち、少なくとも１つのバランスウエイトの比重が他のバランスウェイトの比重より大きい又は小さい
ことを特徴とするバランスウェイト取付構造。

【請求項5】

外周面の周方向に、底面の幅が開口の幅より大きい環状溝部を設けた回転体と、
複数個のバランスウエイトを相互に連結して構成され、前記環状溝部に嵌合した円環状のバランスウエイト集合体とを備え、
前記環状溝部は、底面と、底面から回転体半径方向外側に向かって互いに接近して開口を形成する傾斜状の側面とを有し、
前記バランスウエイト集合体は、形状の異なる複数の第１のバランスウェイト及び第２のバランスウェイトを交互に連結して構成され、
前記第１のバランスウェイトは、前記環状溝部の底面に対向する第１の内周面と、前記第１の内周面の回転体半径方向外側の第１の外周面と、前記第１の内周面から前記第１の外周面に向かって互いに接近するテーパ状で前記環状溝部の側面にそれぞれ係合する第１の回転体軸方向側面と、前記第１の内周面から前記第１の外周面に向かって互いに接近するテーパ状の第１の回転体周方向側面とを有し、
前記第２のバランスウェイトは、前記環状溝部の底面に対向する第２の内周面と、前記第２の内周面の回転体半径方向外側の第２の外周面と、前記第２の内周面から前記第２の外周面に向かって互いに接近するテーパ状で前記環状溝部の側面にそれぞれ係合する第２の回転体軸方向側面と、前記第２の内周面から前記第２の外周面に向かって互いに離間する逆テーパ状で前記第１のバランスウェイトの第１の回転体周方向側面に連結する第２の回転体周方向側面とを有する
ことを特徴とする回転機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バランスウェイト取付構造及び回転機械に係り、更に詳しくは、回転機械の回転体に取り付けるバランスウェイトの取付構造及び回転機械に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンや蒸気タービン、発電機、圧縮機等の回転機械においては、湾曲したロータや欠落したブレード等による回転上の影響の補償や振動の低減のために、ロータやホイール等の回転構成部品を有する回転体のバランスを調整する必要がある。このバランス調整は、ロータの一部分（修正面）の削り加工やバランスウェイトの回転構成部品への取付により行われている。バランスウェイトの回転構成部品への取付は、工場及び現場で回転体構成部品に沿った様々な位置へ調節しながら行われている。

【0003】

回転体構成部品（シャフト）には、バランスウェイト取付のために、外周面の周方向に溝を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。この溝は、底面と、底面から離れてシャフトの半径方向で互いに向かって収束して開口を形成するテーパ状の側部とを有している。バランスウェイトは、本体と、テーパ状の側部とを有し、溝の開口を介して溝内に挿入され、そこで回転してテーパ状の側部を溝のテーパ状の側部に係合することで、溝に沿った何れの場所にも挿入可能としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−２６１４４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記した特許文献１に記載の技術は、回転体構成部品の外周面の周方向に延在する溝に１個又は複数個のバランスウェイトを取り付ける構造になっている。このような取付構造のバランスウェイトが潤滑油等の油環境下にある場合、回転体の高速回転中に油滴が落下してバランスウェイトの回転体周方向側面に衝突することがある。この場合、バランスウェイトは、回転体と共に周方向に高速回転しているので、衝突の衝撃により溝内で周方向にずれてしまう虞がある。このため、回転体のバランスが崩れてしまうという問題が生じる。

【0006】

また、上記のようなテーパ状の側部を有する溝にバランスウェイトを取り付ける構造として、溝の開口幅より幅の広いアクセス開口部を溝に設け、このアクセス開口部からバランスウェイトを溝内に挿入して取り付けるものがある。このような構造の場合、バランスウェイトの回転体周方向側面と油滴との衝突が繰り返されると、バランスウェイトは、溝内を周方向に移動してアクセス開口部に到達し、この開口部から脱落する虞もある。

【0007】

本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、回転体の周方向に延在する溝に取り付けたバランスウェイトの油滴との衝突による周方向のずれを回避できるバランスウェイト取付構造及び回転機械を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、回転体の外周面における周方向に設けられ、底面の幅が開口の幅より広い環状溝部と、複数個のバランスウエイトが相互に連結して構成され、前記環状溝部に嵌合した円環状のバランスウエイト集合体とを備え、前記環状溝部は、底面と、底面から回転体半径方向外側に向かって互いに接近して開口を形成する傾斜状の側面とを有し、前記バランスウエイト集合体は、形状の異なる複数の第１のバランスウェイト及び第２のバランスウェイトを交互に連結して構成され、前記第１のバランスウェイトは、前記環状溝部の底面に対向する第１の内周面と、前記第１の内周面の回転体半径方向外側の第１の外周面と、前記第１の内周面から前記第１の外周面に向かって互いに接近するテーパ状で前記環状溝部の側面にそれぞれ係合する第１の回転体軸方向側面と、前記第１の内周面から前記第１の外周面に向かって互いに接近するテーパ状の第１の回転体周方向側面とを有し、前記第２のバランスウェイトは、前記環状溝部の底面に対向する第２の内周面と、前記第２の内周面の回転体半径方向外側の第２の外周面と、前記第２の内周面から前記第２の外周面に向かって互いに接近するテーパ状で前記環状溝部の側面にそれぞれ係合する第２の回転体軸方向側面と、前記第２の内周面から前記第２の外周面に向かって互いに離間する逆テーパ状で前記第１のバランスウェイトの第１の回転体周方向側面に連結する第２の回転体周方向側面とを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、複数のバランスウェイトを連結して構成された円環状のバランスウェイト集合体を回転体の周方向に設けた環状溝部に嵌合させたので、個々のバランスウェイトの回転体周方向側面は油滴と衝突することがなく、油滴との衝突によるバランスウェイトの周方向のずれを回避することができる。その結果、バランスウェイト集合体と油滴との衝突による回転体のバランスの崩れを防止することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明のバランスウェイト取付構造の第１の実施の形態を適用した回転機械の主要部を示す概略断面図である。

【図2】図１に示す本発明のバランスウェイト取付構造の第１の実施の形態を構成する環状溝部を示す斜視図である。

【図3】本発明のバランスウェイト取付構造の第１の実施の形態を構成する環状溝部とバランスウェイトとの嵌合状態を示す断面図である。

【図4】本発明のバランスウェイト取付構造の第１の実施の形態を構成するバランスウェイト集合体を環状溝部に取り付けた状態を示す斜視図である。

【図5】本発明のバランスウェイト取付構造の第１の実施の形態を構成するバランスウェイト集合体を一部のバランスウェイトを取り外した状態で示す斜視図である。

【図6】本発明のバランスウェイト取付構造及び回転機械の第２の実施の形態を構成するバランスウェイトを示す平面図及び側面図である。

【図7】本発明のバランスウェイト取付構造及び回転機械の第２の実施の形態を構成するバランスウェイトの連結状態を示す平面図及び側面図である。

【図8】本発明のバランスウェイト取付構造の第１及び第２の実施の形態を構成するバランスウェイト集合体の変形例の一例を示す側面図である。

【図9】本発明のバランスウェイト取付構造の第１及び第２の実施の形態を構成するバランスウェイト集合体の変形例の他の例を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明のバランスウェイト取付構造及び回転機械の実施の形態を図面を用いて説明する。
［第１の実施の形態］
図１乃至図５は本発明のバランスウェイト取付構造及び回転機械の第１の実施の形態を示す図であり、図１は本発明のバランスウェイト取付構造の第１の実施の形態を適用した回転機械の主要部を示す概略断面図、図２は図１に示す本発明のバランスウェイト取付構造の第１の実施の形態を構成する環状溝部を示す斜視図、図３は本発明のバランスウェイト取付構造の第１の実施の形態を構成する環状溝部とバランスウェイトとの嵌合状態を示す断面図、図４は本発明のバランスウェイト取付構造の第１の実施の形態を構成するバランスウェイト集合体を環状溝部に取り付けた状態を示す斜視図、図５は本発明のバランスウェイト取付構造の第１の実施の形態を構成するバランスウェイト集合体を一部のバランスウェイトを取り外した状態で示す斜視図である。

【0012】

図１において、回転機械１は、回転体としてのタービンロータ２と、タービンロータ２を内包するケーシング３と、タービンロータ２を回転自在に支持する軸受４、５とを備えている。タービンロータ２は、複数段の動翼６を有している。ケーシング３には、複数段（図１では１段のみ図示）の静翼７が固定保持されている。回転機械１は、作動流体が矢印方向に流通することにより、タービンロータ２が回転する。

【0013】

タービンロータ２の軸受４、５の間の部分２ａには、タービンロータ２のバランス調整のために、円環状のバランスウェイト集合体２０が複数（この例では２つ）取り付けられている。軸受４、５には、潤滑油が供給されている。このため、タービンロータ２の軸受４、５間の部分２ａ及びバランスウェイト集合体２０は、潤滑油の油雰囲気下にある。

【0014】

次に、本発明のバランスウェイト取付構造の第１の実施の形態を図２乃至図５を用いて説明する。
図２中、バランスウェイト集合体２０のうち、１つのバランスウェイト２１のみを示している。図３中、Ｘ方向はロータ軸方向を、Ｙ方向はロータ周方向を、Ｚ方向はロータ半径方向を示している。なお、図２乃至図５において、図１に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

【0015】

図２において、タービンロータ２の軸受４、５（図２では図示せず）の間の部分２ａの外周面におけるロータ周方向には、バランスウェイト集合体２０をタービンロータ２に取り付けるための環状溝部１０がロータ軸方向に離間して複数（図２では２つ）設けられている。環状溝部１０は、底面１１の幅が開口１３の幅より広くなるように形成されている。例えば、図２及び図３に示すように、底面１１と、底面１１からロータ半径方向外側に向かって互いに接近して開口１３を形成する傾斜状の側面１２とを有している。各環状溝部１０には、それぞれ環状溝部１０の底面１１の幅より幅の広いアクセス開口部１４が設けられている。このアクセス開口部１４を介して後述する各バランスウエイト２１、３１（図４及び図５参照）を環状溝部１０に挿入する。

【0016】

図４において、上述した環状溝部１０には、円環状のバランスウェイト集合体２０が嵌合されている。バランスウェイト集合体２０は、複数のバランスウェイトが相互に連結して１つの円環を形成するように構成されている。例えば、図４及び図５に示すように、形状の異なる第１のバランスウェイト２１及び第２のバランスウェイト３１が交互に連結して構成されている。すなわち、第１のバランスウェイト２１及び第２のバランスウェイト３１は、その連結部分が滑らかに段差の無いように接続されて円環を形成する構造となっている。

【0017】

第１のバランスウェイト２１は、図３及び図５に示すように、環状溝部１０の横断面形状と概ね相補関係にある横断面台形状に形成されている。また、環状溝部１０の底面１１に対向する内周面２２と、内周面２２のロータ半径方向外側の外周面２３と、内周面２２から外周面２３に向かって互いに接近するテーパ状のロータ軸方向側面２４と、内周面２２から外周面２３に向かって互いに接近するテーパ状のロータ周方向側面２５とを有している。

【0018】

内周面２２は、その幅が環状溝部１０の底面１１の幅より狭く、環状溝部１０の開口１３の幅より広くなるように形成されている。また、外周面２３は、その幅が環状溝部１０の開口１３の幅と略同一となるように形成され、図３及び図４に示すように、タービンロータ２の外周面と略同一面に位置している。

【0019】

第２のバランスウェイト３１は、図３及び図５に示すように、環状溝部１０の横断面形状と概ね相補関係にある横断面台形状に形成されている。また、環状溝部１０の底面１１に対向する内周面３２と、内周面３２のロータ半径方向外側の外周面３３と、内周面３２から外周面３３に向かって互いに接近するテーパ状のロータ軸方向側面３４と、内周面３２から外周面３３に向かって互いに離間する逆テーパ状で、第２のバランスウェイト３１のロータ周方向側面２５と段差無く係合されるロータ周方向側面３５とを有している。

【0020】

内周面３２は、その幅が環状溝部１０の底面１１の幅より狭く、環状溝部１０の開口１３の幅より広くなるように形成されている。また、外周面３３は、その幅が環状溝部１０の開口１３の幅と略同一となるように形成され、図３及び図４に示すように、タービンロータ２の外周面と略同一面に位置している。

【0021】

第１のバランスウェイト２１及び第２のバランスウェイト３１には、図３に示すように、それぞれ外周面２３、３３から内周面２２、３２に貫通するねじ孔２６、３６が設けられている。第１のバランスウェイト２１及び第２のバランスウェイト３１は、それぞれねじ孔２６、３６に螺合したねじ３７により環状溝部１０に圧着固定されている。また、アクセス開口部１４に配置された第１のバランスウェイト２１又は第２のバランスウェイト３１は、図４に示すように、タービンロータ２の側面２ｂからロータ軸方向に延びるピン１５により固定されている。このピン１５は、バランスを考慮して、複数（図４では、例えば４つ）設けられている。

【0022】

上述した第１のバランスウェイト２１及び第２のバランスウェイト３１は、図５に示すように、そのロータ軸方向側面２４、３４及びその外周面２３、３３が段差無く同一面を形成するように連結される形状になっている。また、第１の及び第２のバランスウェイト２１、３１のロータ軸方向側面２４、３４は、図３に示すように、それぞれ環状溝部１０の傾斜状の側面１２に係合する。このため、タービンロータ２の回転で発生する遠心力による第１及び第２のバランスウェイト２１、３１のロータ半径方向外側への移動が規制されている。

【0023】

次に、上述した構成のバランスウェイト集合体のタービンロータの環状溝部への取付手順を図３乃至図５を用いて説明する。

【0024】

図４に示すタービンロータ２の環状溝部１０に設けたアクセス開口部１４を介して第１のバランスウェイト２１及び第２のバランスウェイト３１を交互に環状溝部１０に挿入し、周方向に移動させる。このことを繰り返して、第１及び第２のバランスウェイト２１、３１を環状溝部１０の全周に亘って配置する。

【0025】

この状態において、図３に示すように、第１及び第２のバランスウェイト２１、３１のねじ孔２６、３６にそれぞれねじ３７を螺合させて各バランスウェイト２１、３１を環状溝部１０に圧着固定する。このとき、図５に示すように、第１及び第２のバランスウェイト２１、３１のロータ周方向側面２５、３５は滑らかに段差の無いように互いに連結し、円環状のバランスウェイト集合体２０が形成される。

【0026】

第１及び第２のバランスウェイト２１、３１の軸方向側面２４、３４、すなわちバランスウェイト集合体２０の軸方向両側面は、図３に示すように、環状溝部１０の傾斜状の両側面１２にそれぞれ係合している。また、第１及び第２のバランスウェイト２１、３１の外周面２３、３３、すなわちバランスウェイト集合体２０の外周面は、図４に示すように、タービンロータ２の外周面と略同一面上に位置している。

【0027】

次に、本発明のバランスウェイト取付構造の第１の実施の形態におけるバランス調整の方法の一例を図１及び図４を用いて説明する。
このバランス調整方法の一例は、バランスウェイト集合体２０を構成する第１のバランスウェイト２１及び第２のバランスウェイト３１の重量を低減するものである。すなわち、第１のバランスウェイト２１及び第２のバランスウェイト３１のうち、１個又は複数個の内周面２２、３２の一部を削り加工するものである。

【0028】

先ず、タービンロータ２のアンバランス位置を特定する。具体的には、図１に示すバランスウェイト集合体２０を取り付けた状態のタービンロータ２を平衡機械（図示せず）に設置する。その後、タービンロータ２を回転させ、位相・振幅からタービンロータ２のアンバランス位置を特定する。

【0029】

次に、図４に示す第１及び第２のバランスウェイト２１、３１のうち、アンバランスに対して釣り合いの改善される位置にあるバランスウェイト２１、３１をアクセス開口部１４を介して環状溝部１０から取り外す。このバランスウェイト２１、３１の内周面２２、３２の一部を削り加工して重量を低減させる。

【0030】

この重量低減したバランスウェイト２１、３１をアクセス開口部１４を介して環状溝部１０に挿入してアンバランスに対して釣り合いの改善される位置に配置させる。このようにして、タービンロータ２のバランス調整が行われる。

【0031】

次に、本発明のバランスウェイト取付構造の第１の実施の形態におけるバランス調整の方法の他の例を説明する。

【0032】

バランス調整方法の他の例は、バランスウェイト集合体２０を構成する第１及び第２のバランスウェイト２１、３１のうち、１個又は複数個のバランスウェイト２１、３１の材質のみ変更するものである。すなわち、他の第１及び第２のバランスウェイト２１、３１より比重の大きい又は小さいバランスウェイト２１、３１に交換することにより行う。このバランス調整方法は、バランスを比較的大きく変更するときに用いられる。

【0033】

先ず、上記したバランス調整の方法の一例と同様に、タービンロータ２のアンバランス位置を特定し、アンバランスに対して釣り合いの改善される位置のバランスウェイト２１、３１を環状溝部１０から取り外す。

【0034】

次に、取り外したバランスウェイト２１、３１を、このバランスウェイト２１、３１と同一形状であるが材質の異なるバランスウェイト２１、３１に交換する。すなわち、バランス調整に用いるバランスウェイト２１、３１は、その比重が他の第１及び第２のバランスウェイト２１、３１の比重より大きい又は小さいものである。次いで、材質を変更したバランスウェイト２１、３１をアクセス開口部１４を介して環状溝部１０に挿入してアンバランスに対して釣り合いの改善される位置に配置する。

【0035】

その後、再度タービンロータ２のアンバランス位置を特定し、軽微なバランス調整を行う。具体的には、上記したバランス調整の方法の一例と同様に、釣り合いが改善される位置のバランスウェイト２１、３１の内周面２２、３２の一部を削り加工することにより行う。

【0036】

本発明のバランスウェイト取付構造及び回転機械の第１の実施の形態の作用を図１、図３乃至図５を用いて説明する。
図１に示すタービンロータ２にバランスウェイト集合体２０を取り付けた状態において回転機械１の運転を行うと、図４に示す第１及び第２のバランスウェイト２１、３１にはロータ半径方向外向きに遠心力が生じる。このため、図３に示すように、第１及び第２のバランスウェイト２１、３１のロータ軸方向側面２４、３４は、環状溝部１０の傾斜状の側面１２に押し付けられている。また、第１のバランスウェイト２１のロータ周方向側面２５は、図５に示すように、内周面２２から外周面２３に向かって互いに接近するテーパ形状である一方、第２のバランスウェイト３１のロータ周方向側面３５は、内周面３２から外周面３３に向かって離間する逆テーパ形状であるので、第２のバランスウェイト３１のロータ周方向両側面３５は、第１のバランスウェイト２１のロータ周方向側面２５によりロータ半径方向外側に押された状態となっている。このため、第２のバランスウェイト３１のロータ軸方向側面３４は、環状溝部１０の傾斜状の側面１２に更に強固に押し付けられている。バランスウェイト集合体２０は、上述した遠心力による押付け及び図３に示すねじ３７を用いた圧着により環状溝部１０内に固定されている。

【0037】

ところで、図１に示す油環境下にあるバランスウェイト集合体２０には、回転機械１の高速回転中に油滴が落下する場合がある。この場合、複数の第１及び第２のバランスウェイト２１、３１は、図５に示すように、滑らかに段差無く連結して円環状のバランスウェイト集合体２０を構成しているので、油滴が各バランスウェイト２１、３１のロータ周方向側面２５、３５に衝突することはない。このため、各バランスウェイト２１、３１は、油滴の衝突による周方向への衝撃をほとんど受けず、環状溝部１０内で周方向にずれることを回避できる。この結果、バランスウェイト集合体２０と油滴との衝突によりタービンロータ２のバランスが崩れることはない。

【0038】

また、図４に示すように、第１及び第２のバランスウェイト２１、３１の外周面２３、３３はタービンロータ２の外周面と略同一面上に位置し、第１及び第２のバランスウェイト２１、３１のロータ軸方向側面２４、３４は、タービンロータ２の外周面からロータ半径方向外側に突出していない。このため、落下した油滴は、第１及び第２のバランスウェイト２１、３１の外周面２３、３３に衝突することはあるが、ロータ軸方向側面２４、３４に衝突することはない。このため、各バランスウェイト２１、３１は、ロータ軸方向側面２４、３４が油滴と衝突しない分、衝突の危険性のある部分が少なくなり、油滴との衝突の危険性を低減することができる。その結果、バランスウェイト集合体２０と油滴との衝突によるタービンロータ２のバランスの崩れを更に防止することができる。

【0039】

上述したように、本発明のバランスウェイト取付構造及び回転機械の第１の実施の形態によれば、複数のバランスウェイト２１、３１を相互に連結して構成された円環状のバランスウェイト集合体２０を回転体２の周方向に設けた環状溝部１０に嵌合させたので、各バランスウェイト２１、３１の回転体周方向側面２５、３５は油滴と衝突することがなく、油滴との衝突によるバランスウェイト２１、３１の周方向のずれを回避することができる。その結果、バランスウェイト集合体２０と油滴との衝突による回転体（タービンロータ２）のバランスの崩れを防止することができる。

【0040】

また、本実施の形態によれば、第１のバランスウェイト２１のロータ周方向側面２５を内周面２２から外周面２３に向かって互いに接近するテーパ形状にする一方、第２のバランスウェイト３１のロータ周方向側面３５を内周面３２から外周面３３に向かって離間する逆テーパ形状にしたので、タービンロータ２の回転中に、第２のバランスウェイト３１は、遠心力に加えて、第１のバランスウェイト２１のロータ周方向側面２５によってロータ半径方向外側に力を受ける。このため、第２のバランスウェイト３１は、環状溝部１０の側面１２に更に強固に押し付けられるので、周方向に力を受けたとしても、環状溝部１０内の周方向のずれを更に回避することができる。

【0041】

［第２の実施の形態］
次に、本発明のバランスウェイト取付構造及び回転機械の第２の実施の形態を図６及び図７を用いて説明する。
図６及び図７は本発明のバランスウェイト取付構造及び回転機械の第２の実施の形態を示す図であり、図６は本発明のバランスウェイト取付構造及び回転機械の第２の実施の形態を構成するバランスウェイトを示す平面図及び側面図、図７は本発明のバランスウェイト取付構造及び回転機械の第２の実施の形態を構成するバランスウェイトの連結状態を示す平面図及び側面図である。図６及び図７中、Ｘ方向はロータ軸方向を、Ｙ方向はロータ周方向を、Ｚ方向はロータ半径方向を示している。なお、図６及び図７において、図１乃至図５に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

【0042】

図６に示す本発明のバランスウェイト取付構造及び回転機械の第２の実施の形態は、第１の実施の形態を構成する第１のバランスウェイト２１のロータ周方向側面２５に溝部を、第２のバランスウェイト３１のロータ周方向側面３５に突部を設けた点が異なる。

【0043】

具体的には、図６において、第１のバランスウェイト４１のロータ周方向側面２５における幅方向中央部には、係合溝部４８が設けられている。第２のバランスウェイト５１のロータ周方向側面３５には、第１のバランスウェイト４１の係合溝部４８に係合する係合突部５８が設けられている。バランスウェイト集合体４０は、図７に示すように、第１のバランスウェイト４１の周方向側面２５の係合溝部４８に第２のバランスウェイト５１の周方向側面３５の係合突部５８が係合して１つの円環を形成するように構成されている。

【0044】

上述したように、本発明のバランスウェイト取付構造及び回転機械の第２の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

【0045】

また、本実施の形態によれば、第１のバランスウェイト４１のロータ周方向側面２５に設けた係合溝部４８に第２のバランスウェイト５１のロータ周方向側面３５に設けた係合突部５８を係合させることにより、バランスウェイト集合体４０を構成するので、バランスウェイト集合体４０の連結状態を強固に保持することができる。

【0046】

［その他］
なお、上述した実施の形態においては、バランスウェイト集合体２０を形状の異なる２種類の第１のバランスウェイト２１及び第２のバランスウェイト３１で構成した例を示したが、円環状のバランスウェイト集合体を同一形状の複数のバランスウェイトで構成することもできる。

【0047】

例えば、図８に示すように、バランスウェイト集合体６０を構成する各バランスウェイト６１のロータ周方向側面６５は、内周面６２から外周面６３に向かって離間する逆テーパ状で、ロータ周方向に対して直交するように形成されている。また、図９に示すように、バランスウェイト集合体７０を構成する各バランスウェイト７１のロータ周方向側面７５は、ロータ半径方向に対して同一方向に傾斜するように形成されている。なお、ロータ軸方向側面６４、７４は、上述した実施の形態と同様に、内周面６２、７２から外周面６３、７３に向かって互いに接近するテーパ状に形成され、環状溝部１０の側面１２（図８及び図９では図示せず）に係合している。

【0048】

このように、同一形状の複数のバランスウェイト６１、７１でバランスウェイト集合体６０、７０を構成した場合も、上述した実施の形態と同様に、各バランスウェイト６１、７１のロータ周方向側面６５、７５は油滴と衝突することがない。このため、油滴との衝突によるバランスウェイト６１、７１の周方向のずれを回避することができる。加えて、同一形状のバランスウェイト６１、７１でバランスウェイト集合体６０、７０を構成するので、製造の簡素化を図ることができる。
図８は本発明のバランスウェイト取付構造の第１及び第２の実施の形態を構成するバランスウェイト集合体の変形例の一例を示す側面図、図９は本発明のバランスウェイト取付構造の第１及び第２の実施の形態を構成するバランスウェイト集合体の変形例の他の例を示す側面図である。なお、図８及び図９において、図１乃至図７に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

【0049】

また、上述した実施の形態においては、傾斜状の側面１２を有する環状溝部１０にバランスウェイト集合体２０を嵌合させた例を示したが、底面の幅が開口の幅より広い環状溝部にバランスウェイト集合体２０を取り付ける構造とすることができる。この環状溝部は、例えば、逆Ｔ字状の溝である。この場合、バランスウェイト集合体を構成する複数のバランスウェイトの横断面形状をこの環状溝部と相補形状に形成する。この場合も、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0050】

なお、上述した実施の形態においては、回転体としてのタービンロータ２を備えた回転機械を例に示したが、圧縮機、発電機等の回転機械に広く適用することができる。

【0051】

また、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

【符号の説明】

【0052】

１ 回転機械
２ タービンロータ（回転体）
１０ 環状溝部
１１ 底面
１２ 側面
１３ 開口
２０、４０、６０、７０ バランスウェイト集合体
２１、４１ 第１のバランスウェイト
２２ 内周面（第１の内周面）
２３ 外周面（第１の外周面）
２４ ロータ軸方向側面（第１の回転体軸方向側面）
２５、４５ ロータ周方向側面（第１の回転体周方向側面）
３１、５１ 第２のバランスウェイト
３２ 内周面（第２の内周面）
３３ 外周面（第２の外周面）
３４ ロータ軸方向側面（第２の回転体軸方向側面）
３５、５５ ロータ周方向側面（第２の回転体周方向側面）
４８ 係合溝部
５８ 係合突部
６１、７１ バランスウェイト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】