特許 6680360 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】6680360

(24)【登録日】2020年3月24日

(45)【発行日】2020年4月15日

(54)【発明の名称】回転機械

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/056 20060101AFI20200406BHJP

   F16C 35/077 20060101ALI20200406BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20200406BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/056 B

   F16C35/077

   F16C19/06

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-537227(P2018-537227)

(86)(22)【出願日】2017年8月25日

(86)【国際出願番号】JP2017030558

(87)【国際公開番号】WO2018043338

(87)【国際公開日】20180308

【審査請求日】2019年1月17日

(31)【優先権主張番号】特願2016-171001(P2016-171001)

(32)【優先日】2016年9月1日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(74)【代理人】

【識別番号】100133307

【弁理士】

【氏名又は名称】西本 博之

(72)【発明者】

【氏名】飯塚 国彰

(72)【発明者】

【氏名】吉田 隆

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 裕司

(72)【発明者】

【氏名】猪俣 達身

(72)【発明者】

【氏名】小篠 拓也

(72)【発明者】

【氏名】湯本 良介

(72)【発明者】

【氏名】森 孝志

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０６−０３２７４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−００７４５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／０５６

Ｆ１６Ｃ １９／０６

Ｆ１６Ｃ ３５／０７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インペラの回転軸を支持する軸受と、
前記軸受の外周を支持する軸受支持部と、
前記軸受と前記軸受支持部とに形成され、前記回転軸の回転軸線方向に沿って延在するキー溝と、
前記キー溝に挿入されるキー部材と、を備え、
前記軸受は、前記回転軸に取り付けられた内輪と、前記軸受支持部に支持された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在する転動体と、を備え、
前記軸受支持部は、前記キー溝内に挿入された前記キー部材の前記回転軸線方向の一方の端部に当接可能な外方規制部を備え、
前記外輪は、前記キー溝内に挿入された前記キー部材の他方の端部に当接可能な内方規制部を備え、
前記外方規制部と前記内方規制部との距離は、前記キー部材の前記回転軸線方向の長さよりも長く、
前記キー溝は、前記外輪の外周に設けられた内溝と、前記軸受支持部の内周に設けられた外溝とを備え、
前記キー部材の両方の前記端部のうち、少なくとも一方には、互いに対向配置される前記内溝及び前記外溝の周方向のずれを調整する挿入ガイド部が設けられている回転機械。

【請求項2】

前記挿入ガイド部はテーパ部である、請求項１記載の回転機械。

【請求項3】

前記挿入ガイド部は、前記内方規制部側の前記端部に設けられている、請求項１または２記載の回転機械。

【請求項4】

前記キー部材が収まる領域は前記内溝よりも前記外溝の方が大きい、請求項１〜３のいずれか一項記載の回転機械。

【請求項5】

前記軸受支持部は、前記外輪に外装された筒部と、前記筒部内で前記外輪に当接する環状の押さえ部と、前記回転軸線方向において前記押さえ部を前記外輪側に押圧する弾性部と、を備え、
前記押さえ部は、前記筒部内で前記キー部材を避ける退避部を備え、
前記筒部の内周と前記退避部とによって形成される退避領域は、前記キー部材に対して前記回転軸の周方向に隙間を有する、請求項１〜４のいずれか一項記載の回転機械。

【請求項6】

前記退避領域は、弓形状である、請求項５記載の回転機械。

【請求項7】

前記キー溝は、前記外輪の外周に設けられた内溝と、前記軸受支持部の内周に設けられた外溝とを備え、
前記外溝は、径方向の奥側の幅が広く、
前記キー部材は、前記外溝内に収まると共に、前記外溝の長手方向に直交する幅方向に張り出した脱落防止部を備える、請求項１〜６のいずれか一項記載の回転機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、インペラの回転軸を支持する軸受を備えた回転機械に関する。

【背景技術】

【0002】

軸受の外輪を回り止めする回り止め機構を備えた軸受装置が知られている。例えば、特許文献１には、外輪を支持するハウジングを貫通して外輪の径方向の途中まで達する長孔を設け、その長孔にピンを挿入した回り止め機構が開示されている。また、特許文献２、特許文献３には、回転軸線方向にキー部材を挿入する回り止め機構を備えた軸受装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−１５２９２３号公報

【特許文献2】特開２０１０−４８３０１号公報

【特許文献3】特開２００６−１９４４１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、特許文献１に記載の軸受装置を回転機械に適用した場合、使用時の温度条件によっては回転軸の熱膨張が軸受装置に作用する力が大きくなり、その結果、外輪を介してピンに過負荷をかけ、不具合を引き起こす可能性がある。一方で、特許文献２または３に記載の軸受装置では、キー部材の端部が開放されており、使用態様によっては回り止め機能が不安定になる可能性があり、課題が残る。

【0005】

本開示は、軸受の内輪の回転に追従した外輪の回転を安定的に防止しつつ、回転軸の熱膨張による影響も排除し得る回転機械を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、インペラの回転軸を支持する軸受と、軸受の外周を支持する軸受支持部と、軸受と軸受支持部とに形成され、回転軸の回転軸線方向に沿って延在するキー溝と、キー溝に挿入されるキー部材と、を備え、軸受は、回転軸に取り付けられた内輪と、軸受支持部に支持された外輪と、内輪と外輪との間に介在する転動体と、を備え、軸受支持部は、キー溝内に挿入されたキー部材の回転軸線方向の一方の端部に当接可能な外方規制部を備え、外輪は、キー溝内に挿入されたキー部材の他方の端部に当接可能な内方規制部を備え、外方規制部と内方規制部との距離は、キー部材の回転軸線方向の長さよりも長い、回転機械である。

【発明の効果】

【0007】

本開示のいくつかの態様によれば、軸受の内輪の回転に追従した外輪の回転を安定的に防止しつつ、回転軸の熱膨張による影響も排除し得る。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本開示の一実施形態に係る電動コンプレッサの断面図である。

【図2】図２は、図１の軸受を拡大して示す断面図である。

【図3】図３は、キー部材とキー溝との関係を示し、（ａ）図は図２のＩＩＩ（ａ）−ＩＩＩ（ａ）線に沿った断面図であり、（ｂ）図は図２のＩＩＩ（ｂ）−ＩＩＩ（ｂ）線に沿った断面図である。

【図4】図４は、軸受と軸受支持部との組み付け状態を示す分解斜視図である。

【図5】図５は、軸受の外輪に外装されたスリーブを示す斜視図である。

【図6】図６は、スリーブ内に軸受押さえとコイルバネを装着した状態を示す斜視図である。

【図7】図７は、変型例に係るキー部材とキー溝との関係を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【0010】

本開示の一態様は、インペラの回転軸を支持する軸受と、軸受の外周を支持する軸受支持部と、軸受と軸受支持部とに形成され、回転軸の回転軸線方向に沿って延在するキー溝と、キー溝に挿入されるキー部材と、を備え、軸受は、回転軸に取り付けられた内輪と、軸受支持部に支持された外輪と、内輪と外輪との間に介在する転動体と、を備え、軸受支持部は、キー溝内に挿入されたキー部材の回転軸線方向の一方の端部に当接可能な外方規制部を備え、外輪は、キー溝内に挿入されたキー部材の他方の端部に当接可能な内方規制部を備え、外方規制部と内方規制部との距離は、キー部材の回転軸線方向の長さよりも長い、回転機械である。

【0011】

この回転機械では、キー溝に挿入されたキー部材によって外輪の回転を防止できる。特に、キー溝に挿入されたキー部材は、軸受支持部の外方規制部と外輪の内方規制部とによって回転軸線方向への移動を規制されている。従って、この回転機械では、使用態様におけるキー部材の脱落などを防ぎ、安定して外輪の回転を防止できる。更に、外方規制部と内方規制部との距離は、キー部材の回転軸線方向の長さよりも長い。従って、外方規制部及び内方規制部の少なくとも一方とキー部材との間には隙間ができ、回転軸の熱膨張によって生じる伸びを吸収できる。その結果、この回転機械では、軸受の内輪の回転に追従した外輪の回転を安定的に防止しつつ、回転軸の熱膨張による影響も排除し得る。

【0012】

いくつかの態様において、キー溝は、外輪の外周に設けられた内溝と、軸受支持部の内周に設けられた外溝とを備え、キー部材の両方の端部のうち、少なくとも一方には、互いに対向配置される内溝及び外溝の周方向（回転方向）のずれを調整する挿入ガイド部が設けられている、回転機械とすることができる。内溝および外溝のうち、一方にキー部材を予め設置しておき、その後、他方をキー部材に挿入しようとした際、挿入ガイド部によって内溝及び外溝の周方向のずれは調整される。その結果、この態様では、組み付け時の作業性が向上する。

【0013】

いくつかの態様において、挿入ガイド部はテーパ部とすることができる。テーパ部により内溝または外溝への挿入が容易になり、周方向のずれ調整が容易になる。

【0014】

いくつかの態様において、挿入ガイド部は、内方規制部側の端部に設けられている回転機械とすることができる。軸受支持部を軸受に組み付ける手順として、例えば、軸受支持部に設けた外溝内にキー部材を仮止めしておき、この状態で軸受支持部を軸受に組み付けることができる。ここで、キー部材の両方の端部のうち、内方規制部側の端部に挿入ガイド部を設けておけば、組み付け時に内溝および外溝の周方向のずれを効果的に調整できる。

【0015】

いくつかの態様において、キー部材が収まる領域は内溝よりも外溝の方が大きい回転機械とすることができる。外溝に比べて内溝を大きくしようとすると、軸受の強度を確保する観点から外輪の大型化につながり易い。これに対し、内溝に比べて外溝の方を大きくするのであれば軸受の外輪の大型化を抑え易く、コンパクト化に有利になる。

【0016】

いくつかの態様において、軸受支持部は、外輪に外装された筒部と、筒部内で外輪に当接する環状の押さえ部と、回転軸線方向において押さえ部を弾性支持する弾性部と、を備え、押さえ部は、筒部内でキー部材を避ける退避部を備え、筒部の内周と退避部とによって形成される退避領域は、キー部材に対して回転軸の周方向に隙間を有する回転機械とすることができる。キー部材に対して回転軸の周方向に隙間を有する退避領域を設けておくことで、押さえ部を筒部内に装着する際にキー部材が邪魔になり難く、装着性が向上する。

【0017】

いくつかの態様において、退避領域は、弓形状とすることができる。弓形状にすると、加工が容易になり、加工性が向上する。

【0018】

いくつかの態様において、キー溝は、外輪の外周に設けられた内溝と、軸受支持部の内周に設けられた外溝とを備え、外溝は、径方向の奥側の幅が広く、キー部材は、外溝内に収まると共に、外溝の長手方向に直交する幅方向に張り出した脱落防止部を備える回転機械とすることができる。例えば、軸受支持部に設けた外溝内にキー部材を仮止めし、この状態で軸受支持部を軸受に組み付ける場合に、キー部材の脱落が防止されるので、組み付けの作業性が向上する。なお、外溝の径方向の奥側とは回転軸に対して遠心方向側を意味する。

【0019】

図１を参照して、一実施形態に係る電動コンプレッサ（回転機械の一例）１について説明する。図１に示されるように、電動コンプレッサ１は、たとえば車両や船舶の内燃機関に適用されるものである。電動コンプレッサ１は、コンプレッサ部７を備えている。電動コンプレッサ１は、ロータ部１３およびステータ部１４の相互作用によってコンプレッサインペラ（インペラの一例）８を回転させ、空気等の流体を圧縮し、圧縮空気を発生させる。ロータ部１３およびステータ部１４によってモータ５が形成されている。

【0020】

電動コンプレッサ１は、ハウジング２内で回転可能に支持された回転軸１２と、回転軸１２の先端部（一端部）１２ａに固定されたコンプレッサインペラ８とを備える。ハウジング２は、モータ５（ロータ部１３およびステータ部１４）を収納するモータハウジング３と、モータハウジング３の他端側（図示右側）の開口を閉鎖するインバータハウジング４とを備える。モータハウジング３の一端側（図示左側）には、コンプレッサインペラ８を収納するコンプレッサハウジング６が設けられている。コンプレッサハウジング６は、吸入口９と、スクロール部１０と、吐出口１１とを含んでいる。なお、モータハウジング３やインバータハウジング４は軽量化に有利であるためアルミニウムが好適であるが、たとえばステンレスや炭素鋼を採用することもできる。

【0021】

ロータ部１３は、回転軸１２の回転軸線Ｘ方向の中央部に固定されており、回転軸１２に取り付けられた１または複数の永久磁石（図示せず）を含む。ステータ部１４は、ロータ部１３を包囲するようにしてモータハウジング３の内面に固定されており、導線が巻回されてなるコイル部（図示せず）を含む。導線を通じてステータ部１４のコイル部に交流電流が流されると、ロータ部１３およびステータ部１４の相互作用によって、回転軸１２とコンプレッサインペラ８とが一体になって回転する。コンプレッサインペラ８が回転すると、コンプレッサインペラ８は、吸入口９を通じて外部の空気を吸入し、スクロール部１０を通じて空気を圧縮し、吐出口１１から吐出する。吐出口１１から吐出された圧縮空気は、前述の内燃機関に供給される。

【0022】

電動コンプレッサ１は、ハウジング２に対して回転軸１２を回転可能に支持する２個の軸受２０Ａ，２０Ｂを備える。軸受２０Ａ，２０Ｂは、モータ５を挟むように配置され、回転軸１２を両持ちで支持している。一方の軸受２０Ａは、モータハウジング３のコンプレッサインペラ８側の端部に設けられている。他方の軸受２０Ｂは、インバータハウジング４側の支持壁部２３に取り付けられている。支持壁部２３は、インバータハウジング４から内部側に向けて突出している。

【0023】

インバータハウジング４にはステータ部１４に駆動電流を供給するための機構が備わっている。インバータハウジング４は、モータハウジング３の他端側の開口を閉鎖する円板状の端壁部２１と、端壁部２１の外周部とモータハウジング３とを接続する周壁部２２とを含む。周壁部２２内には、ステータ部１４に接続される導線が収容されている。端壁部２１は、たとえばアルミニウム製である。

【0024】

図２に示されるように、上記した支持壁部（軸受支持部の一例）２３は、端壁部２１の中央から回転軸線Ｘ方向の内部側、つまりモータ５側（図１で示す端壁部２１の左側）に突出した台座部４１と、台座部４１から更に内側に突出した筒状のスリーブ受け４２と、スリーブ受け４２に外装されたスリーブ（筒部の一例）４３とを備えている。ここで、スリーブ４３はスリーブ受け４２に対し、例えば圧入やネジ締結などによって一体化されている。スリーブ４３には、軸受２０Ｂの外輪５１が嵌め合い、接触している。また、支持壁部２３は、スリーブ４３内で軸受２０Ｂの外輪５１に当接する環状の押さえ板（押さえ部の一例）４４と、スリーブ受け４２内で台座部４１と押さえ板４４との間に配置され、押さえ板４４を外輪５１に押圧するコイルバネ（弾性部の一例）４５とを備えている。なお、本実施形態では、スリーブ４３とスリーブ受け４２とを別部材として形成しているが、一体であってもよい。

【0025】

軸受２０Ｂは、例えば、圧入や隙間を有した嵌め合いによって回転軸１２に取り付けられた内輪５２と、上述の外輪５１と、内輪５２と外輪５１との間に介在する転動体５３とを備えた玉軸受けである。軸受２０Ｂはスリーブ４３を介して支持壁部２３に支持されている。内輪５２は回転軸１２の回転に追従して回転する。ここで、外輪５１に対しては、内輪５２の回転に追従した回転を阻止する必要がある。また、回転軸１２はＳＣＭ材等の金属製であり、温度条件に応じて熱膨張し、回転軸線Ｘ方向に伸びる。すると、回転軸１２の伸びに追従して軸受２０Ｂも移動する（ずれる）ことになるため、このずれを吸収し得る遊びも必要である。以下、外輪５１の回転を規制すると共に、回転軸１２の熱膨張による伸び分のずれを吸収し得る構造について詳しく説明する。

【0026】

図２および図５に示されるように、外輪５１とスリーブ４３とは、キー溝６０に挿入されるキー部材７０によって相対的な回転が規制されている。キー溝６０は、回転軸１２の回転軸線Ｘに沿って延在し、キー部材７０は、キー溝６０に挿入される略矩形のブロック体である。キー溝６０内に挿入されたキー部材７０は、回転方向の移動を規制されつつ、回転軸線Ｘ方向への移動は僅かに許容されている。

【0027】

図３および図４に示されるように、キー溝６０は、外輪５１の外周に設けられた内溝６１と、スリーブ４３の内周に設けられた外溝６２とを備えている。ここで、外輪５１の回転軸線Ｘ方向に沿った両端部のうち、一方の端部はスリーブ４３内に収まる側の端部であり、他方の端部を回転軸線Ｘ方向に沿った反対側の端部である。つまり、外輪５１の一方の端部は、コンプレッサインペラ８に対して反対側となる端部（図１における右側の端部）であり、他方の端部はコンプレッサインペラ８側の端部（図１における左側の端部）である。この場合、内溝６１は、外輪５１の一方の端部の一部を切り欠くように形成されている。内溝６１の幅、つまり回転軸線Ｘに直交する方向の寸法は、キー部材７０の幅に対応している。つまり、内溝６１の幅は、キー部材７０が収まり、且つ、キー部材７０の回転方向の移動を規制可能な幅である。また、内溝６１の長さ、つまり、回転軸線Ｘに沿った方向の寸法は、キー部材７０の長手方向（回転軸線Ｘ方向）の一部分が収まる程度の長さであればよい。

【0028】

外溝６２は、スリーブ４３の内周に設けられ、回転軸線Ｘに沿って延在している。また、外溝６２は、スリーブ４３の内周のうち、軸受２０Ｂが挿入される側の端部から反対側の端部までを直線状に連絡するように、スリーブ４３の内周を縦断する。外溝６２の幅は、キー部材７０の幅に対応し、キー部材７０が収まり、且つ、キー部材７０の回転方向の移動を規制可能な幅である。外溝６２の長さは、実質的にスリーブ４３の回転軸線Ｘに沿った長さに一致する。また、例えば、外溝６２の深さは、内溝６１の深さよりも深くなっている。

【0029】

内溝６１と外溝６２とが相互に重なり、組み合わさって一本のキー溝６０が形成される。キー溝６０に挿入されるキー部材７０は、回転軸１２寄りの内側干渉部７１と反対側の外側干渉部７２とを備えている（図３（ａ）参照）。外側干渉部７２は、回転軸線Ｘに沿った方向（長手方向）の全体が外溝６２に収まっている。一方で、内側干渉部７１は、長手方向の一部分しか内溝６１に収まっていない。つまり、キー部材７０がキー溝６０に収まる領域は内溝６１よりも外溝６２の方が大きくなっている。また、本実施形態では、外溝６２の深さは、内溝６１の深さよりも深くなっている。つまり、内溝６１の長手方向の長さを伸ばし、キー部材７０の内側干渉部７１の全体が内溝６１に収まるような形態にしたとしても、キー溝６０に収まるキー部材７０の領域は内溝６１よりも外溝６２の方が大きくなる。

【0030】

別の実施形態として、たとえば、本実施形態とは逆、つまりキー溝６０に収まるキー部材７０の領域が、外溝６２よりも内溝６１の方が大きくなる形態も可能である。しかしながら、外溝６２に比べて内溝６１を大きくしようとすると、軸受２０Ｂの強度を確保する観点から外輪５１の大型化につながり易い。これに対し、本実施形態のごとく、内溝６１に比べて外溝６２の方を大きくする場合においては、軸受２０Ｂの外輪５１の大型化を抑え易く、軸受２０Ｂ全体のコンパクト化に有利になる。

【0031】

図２、図４および図６に示されるように、外輪５１に外装されるスリーブ４３内には、外輪５１に当接する押さえ板４４と、押さえ板４４を外輪５１に向けて押圧するコイルバネ４５が配置されている。押さえ板４４は環状であり、回転軸１２の端部が挿通する中心孔４４ｄが形成されている。押さえ板４４にはコイルバネ４５を受けるバネ受け面４４ａが形成されており、バネ受け面４４ａに対する反対側の面、つまり、外輪５１に対向する面には、外縁にそって突き出たリブ４４ｂが設けられている。リブ４４ｂの先端は外輪５１に当接する。

【0032】

押さえ板４４は、スリーブ４３内でキー部材７０を避ける退避部４４ｃを備えている。退避部４４ｃは、キー部材７０に当接し、内溝６１と協働してキー部材７０の脱落を防止する。退避部４４ｃは、例えば円形の押さえ板４４に対し、円弧と弦とで形成される領域を切除したような形状である。その結果、押さえ板４４の退避部４４ｃとスリーブ４３の内周との間には弓形状の退避領域Ａｒが形成される。つまり、「弓形状」とは、回転軸線Ｘに沿った方向から見た場合に、凸曲線（円弧）部分と、凸曲線部分の両端部を結ぶ直線部分とを備えた外形線で囲まれた部分を意味する。退避領域Ａｒの横断面は、少なくともキー部材７０の断面積よりも大きく、特に、キー部材７０に対して回転軸１２の周方向に隙間を形成する。退避領域Ａｒを設けておくことで、押さえ板４４をスリーブ４３内に装着する際にキー部材７０が邪魔になり難くなり、装着性が向上する。また、押さえ板４４の退避領域ＡＲ以外の部分、つまり、押さえ板４４の外周のうち、退避部４４ｃ以外の部分は、キー部材７０よりも径方向外側まで延伸している。具体的には、回転軸線Ｘからキー部材７０に当接する退避部４４ｃまでの距離に対し、回転軸線Ｘから退避部４４ｃ以外の部分までの距離は長くなっている。その結果、押さえ板４４が回転しようとすると、押さえ板４４はキー部材７０の干渉を受けて回転を規制される。つまり、退避領域Ａｒを設けることで、押さえ板４４は、キー部材７０に対する相対的な回転を規制され得る。なお、退避領域Ａｒは、キー部材７０の装着時の干渉防止と押さえ板４４の相対的な回転防止とのいずれか一方の機能を有する形状であればよく、弓形状に限定されない。しかしながら、弓形状とすることで、複雑な形状にする場合に比べて加工性が向上する。その結果、押さえ板４４を装着する際にキー部材７０との干渉を防止する機能と、キー部材７０に対する押さえ板４４の相対的な回転を防止する機能との双方の機能を有する退避領域Ａｒを容易に形成することができる。

【0033】

上述の通り、支持壁部２３は、スリーブ４３が外装されるスリーブ受け４２を備えている。スリーブ受け４２の先端面は、矩形ブロック状であるキー部材７０の長手方向（回転軸線Ｘに沿った方向）の一方の端部７０ａに対面することで当接可能である。つまり、この先端面は、キー部材７０の回転軸線Ｘに沿った方向への移動を規制する外方規制部４２ａ（図３（ｂ）参照）である。また、外輪５１は、内溝６１において回転軸線Ｘ方向の奥側を閉じる壁面を備え、この壁面は、キー部材７０の他方の端部７０ｂに対面することで当接可能である。つまり、この壁面は、キー部材７０の回転軸線Ｘに沿った方向を規制する内方規制部６１ａである。なお、当接可能とは、キー溝６０の長手方向（回転軸線Ｘに沿った方向）にキー部材７０が移動した場合に、接触して移動を規制できることを意味する。

【0034】

外方規制部４２ａと内方規制部６１ａとの距離Ｄは、キー部材７０の長手方向の長さＬよりも長い。したがって、外方規制部４２ａおよび内方規制部６１ａの少なくとも一方とキー部材７０との間には隙間ができる。この隙間により、回転軸１２の熱膨張による伸び分を吸収できる。例えば、回転軸１２の熱膨張による伸び分ΔＨは、次の式（１）で表される。

【0035】

ΔＨ＝Ｈ×α×Ｔ ・・・（１）
Ｈ：軸受間距離（図１参照）
α：回転軸の線膨張係数
Ｔ：運転前後の所定代表部（回転軸や軸受など）の温度上昇分

【0036】

本実施形態では、外方規制部４２ａと内方規制部６１ａとの距離Ｄとキー部材７０の長手方向の長さＬとの差Ｄ−Ｌが、上式で算出される熱膨張による伸び分ΔＨよりも大きくなるように設計されている。つまり、（距離Ｄ−長さＬ）＞ΔＨ＝Ｈ×α×Ｔを満たすように、適宜長さＬおよび距離Ｄを設定すればよい。

【0037】

図３及び図４に示されるように、キー部材７０は、略矩形のブロック状であり、長手方向がキー溝６０の長手方向に沿うようにキー溝６０内に挿入される。キー部材７０の長手方向の両方の端部のうち、一方は外方規制部４２ａ側の端部７０ａであり、他方は内方規制部６１ａ側の端部７０ｂである。本実施形態では、外方規制部４２ａ側の端部７０ａおよび内方規制部６１ａ側の端部７０ｂの両方にテーパ部７０ｃ，７０ｄが形成されている。テーパ部７０ｃ，７０ｄは、互いに対向配置される内溝６１及び外溝６２の周方向のずれを調整する挿入ガイド部の一例である。なお、挿入ガイド部は、内溝６１及び外溝６２の周方向のずれを調整できれば足りるので、例えば、テーパ部７０ｃ，７０ｄに代えて傾斜面を有する勾配部を形成してもよい。

【0038】

挿入ガイド部であるテーパ部７０ｃ，７０ｄを設ける意義について説明する。軸受２０Ｂを支持壁部２３に組み付ける際、例えば、キー部材７０をスリーブ４３の外溝６２内に仮止め等して予め設置しておくことができる。次に、支持壁部２３のスリーブ４３を軸受２０Ｂに装着するためには、外溝６２と内溝６１とを位置合わせし、周方向のずれを調整して一本のキー溝６０を形成する必要がある。ここで、スリーブ４３に仮止めしているキー部材７０を外輪５１の内溝６１内に挿入しようとすると、キー部材７０のテーパ部７０ｄが外輪５１に接触して外輪５１を回転させ、外溝６２に対する内溝６１の周方向のずれを調整する。その結果、組み付け時の作業性が向上する。

【0039】

また、本実施形態に係るキー部材７０は、外方規制部４２ａ側の端部７０ａにもテーパ部７０ｃが設けられている。従って、キー部材７０を外輪５１の内溝６１内に予め設置しておき、上記に対して逆の手順となる組み付け作業を実施する場合にも組み付け時の作業性の向上という利益を享受し得る。なお、本実施形態では、キー部材７０の両方の端部７０ａ，７０ｂにテーパ部７０ｃ，７０ｄを設けていたが、実際の組み付け作業工程に応じ、どちらか一方にテーパ部７０ｃ，７０ｄ等の挿入ガイド部を設けていてもよい。

【0040】

次に、図７を参照し、上記のキー部材７０とキー溝６０との変型例について説明する。なお、本変型例において、上述のキー部材７０やキー溝６０と共通する要素や構造については同一の符号を付して説明を省略し、相違点を中心に説明する。

【0041】

キー溝６０Ａは、外輪５１の外周に設けられた内溝６１と、スリーブ４３の内周に設けられた外溝６２Ａとを備えている。外溝６２Ａは、径方向の奥側の幅が広い。ここで、径方向の奥側とは、径方向の外側を意味する。より具体的に説明すると、径方向の奥側とは、回転軸１２から離れる側、つまり、回転軸１２に対して遠心方向側を意味する。キー部材７０Ａは内溝６１に収まる内側干渉部７１と外溝６２に収まる外側干渉部７２Ａとを備えている。外側干渉部７２Ａには、外溝６２の長手方向に直交する幅方向に張り出した脱落防止部７２ａが設けられている。例えば、外溝６２Ａ内にキー部材７０Ａを仮止めし、この状態で支持壁部２３を軸受２０Ｂに組み付ける場合、脱落防止部７２ａがスリーブ４３に引っ掛かってキー部材７０の脱落が防止されるので、組み付けの作業性が向上する。

【0042】

以上、本実施形態では、キー溝６０，６０Ａに挿入されたキー部材７０，７０Ａによって外輪５１の回転を防止できる。特に、キー溝６０，６０Ａに挿入されたキー部材７０，７０Ａは、支持壁部２３の外方規制部４２ａと外輪５１の内方規制部６１ａとによって回転軸線Ｘ方向への移動を規制されている。従って、これらの実施形態では、使用態様における脱落などを防ぎ、安定して外輪５１の回転を防止できる。更に、外方規制部４２ａと内方規制部６１ａとの距離は、キー部材７０の回転軸線Ｘ方向の長さよりも長い。従って、外方規制部４２ａ及び内方規制部６１ａの少なくとも一方とキー部材７０との間には隙間ができ、回転軸１２の熱膨張によって生じる伸びを吸収できる。その結果、本実施形態では、軸受２０Ｂの内輪５２の回転に追従した外輪５１の回転を安定的に防止しつつ、回転軸１２の熱膨張による影響も排除し得る。

【0043】

本開示は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、各実施例の変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。

【0044】

また、本開示は、軸受が回転軸を支持する軸受を備えた、あらゆる回転機械に適用可能である。たとえば、タービンを備えモータによって回転を補助するタイプの電動過給機に本開示を適用することもできるし、電動過給機以外の一般の過給機に適用することもできる。また、コンプレッサを備える回転機械に限られず、タービンによって発電を行う発電機に本開示を適用することもできる。また、インバータハウジングは、モータハウジングに対して軸方向に接続された態様に限定されず、径方向外側に接続された形態であっても良い。たとえば、インバータハウジングはモータハウジングの上部に設けられてもよい。

【符号の説明】

【0045】

１ 電動コンプレッサ（回転機械）
８ コンプレッサインペラ（インペラ）
１２ 回転軸
２０Ｂ 軸受
２３ 支持壁部（軸受支持部）
４２ａ 外方規制部
４３ スリーブ（筒部）
４４ 押さえ板（押さえ部）
４４ｃ 退避部
５１ 外輪
５２ 内輪
５３ 転動体
６０ キー溝
６１ａ 内方規制部
６１ 内溝
６２ 外溝
７０ キー部材
７０ｃ，７０ｄ テーパ部（挿入ガイド部）
７２ａ 脱落防止部
Ａｒ 退避領域
Ｌ キー部材の長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】