特許 6872459 オイルフリースクリュ圧縮機及びその動的不釣り合いの修正方法

(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】6872459

(24)【登録日】2021年4月21日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】オイルフリースクリュ圧縮機及びその動的不釣り合いの修正方法

(51)【国際特許分類】

   F04C 29/00 20060101AFI20210510BHJP

   F04C 18/16 20060101ALI20210510BHJP

【ＦＩ】

   F04C29/00 D

   F04C18/16 J

   F04C29/00 B

【請求項の数】12

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-158157(P2017-158157)

(22)【出願日】2017年8月18日

(65)【公開番号】特開2019-35388(P2019-35388A)

(43)【公開日】2019年3月7日

【審査請求日】2019年9月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】稲崎 未生

(72)【発明者】

【氏名】福島 洋輔

(72)【発明者】

【氏名】吉村 省二

【審査官】 松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０７６５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１９００５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−０７８７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４５０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５１９２９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ ２９／００

Ｆ０４Ｃ １８／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに噛み合う一対のスクリュロータを備える圧縮機本体と、
前記一対のスクリュロータのうちの一方が設けられたスクリュロータ軸に対して同軸かつ固定的に設けられたモータロータ軸と、前記モータロータ軸に固定されたモータロータとを備えるモータと、
前記スクリュロータに対して前記モータとは反対側で、前記スクリュロータ軸を回転自在に支持する第１軸受部と、
前記スクリュロータに対して前記モータと同じ側で、スクリュロータ軸を回転自在に支持する第２軸受部と、
前記モータロータに対して前記圧縮機本体とは反対側で、前記モータロータ軸を回転自在に支持する第３軸受部と、
偏心荷重を付加する釣り合い調整部品と、を備え、
前記釣り合い調整部品は、オイルフリースクリュ圧縮機が据え付けられた状態で動的不釣り合いの修正を実行するべく当該釣り合い調整部品にアクセスできるよう、前記モータロータ軸の前記第３軸受部に対して前記モータロータとは反対側の端部及び前記スクリュロータ軸の前記第１軸受部に対して前記スクリュロータとは反対側の端部の少なくとも一方に対して設けられている、オイルフリースクリュ圧縮機。

【請求項2】

前記釣り合い調整部品は、前記モータロータ軸の前記第３軸受部に対して前記モータロータとは反対側の前記端部に設けられている、請求項１に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。

【請求項3】

前記釣り合い調整部品は、
前記モータロータ軸の前記第３軸受部に対して前記モータロータとは反対側の前記端部に固定された本体と、
前記本体に対して着脱可能な錘と
を備える、請求項２に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。

【請求項4】

前記本体の周面に複数の取付孔が設けられ、
１個又は複数個の前記錘が前記取付孔に着脱可能に取り付けられる、請求項３に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。

【請求項5】

前記本体の端面に複数の取付孔が設けられ、
１個又は複数個の前記錘が前記取付孔に着脱可能に取り付けられる、請求項３に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。

【請求項6】

前記本体は、前記モータロータ軸の前記第３軸受部に対して前記モータロータとは反対側の前記端部に対して、前記スクリュロータ軸と前記モータロータ軸との共通の軸線方向の位置を調整可能に取り付けられている、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。

【請求項7】

前記本体は、前記モータロータ軸の前記第３軸受部に対して前記モータロータとは反対側の前記端部に対して、前記スクリュロータ軸と前記モータロータ軸との共通の軸線回りの角度位置を調整可能に取り付けられている、請求項３から請求項６のいずれか１項に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。

【請求項8】

前記釣り合い調整部品は、前記スクリュロータ軸の前記第１軸受部に対して前記スクリュロータとは反対側の端部に設けられている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。

【請求項9】

前記スクリュロータ軸と前記モータロータ軸とは別体であり、締結構造により互いに締結されている、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。

【請求項10】

前記スクリュロータ軸と前記モータロータ軸とが一体構造である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。

【請求項11】

前記釣り合い調整部品は、前記モータロータ軸の前記第３軸受部に対して前記モータロータとは反対側の前記端部に設けられ、
前記モータは、
前記第３軸受部を支持し、かつ前記モータの外部と内部とを連通される両端開口の筒状部を備えるホルダと、
前記筒状部の前記モータの外部側の開口を閉じるように、前記ホルダに対して着脱可能に固定され前記カバー
とを備え、
前記釣り合い調整部品は、前記ホルダの内部に、前記カバーを前記ホルダから外すと前記モータの外部からアクセス可できるように配置されている、請求項１に記載のスクリュー圧縮機。

【請求項12】

請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のオイルフリースクリュ圧縮機における動的不釣り合いの修正方法であって、
前記オイルフリースクリュ圧縮機が据え付けられた状態で前記釣り合い調整部品にアクセスしてフィールドバランスで動的不釣り合いの修正を実行する、オイルフリースクリュ圧縮機の動的不釣り合いの修正方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、オイルフリースクリュ圧縮機及びその動的不釣り合いの修正方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されたオイルフリースクリュ圧縮機では、一対のスクリュロータのうちの一方を備えた軸（スクリュロータ軸）と、スクリュロータを回転駆動させるためのモータの出力軸、つまりモータロータ軸とが１本の軸で構成されている。この軸の３箇所に軸受が設けられている。つまり、スクリュロータ軸の両端の軸受と、モータロータ軸の端部（スクリュロータとは反対側の端部）の軸受とによって、この軸が回転可能に支持されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−７６５１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されたもののようなオイルフリースクリュ圧縮機では、スクリュロータとモータロータとのうちの少なくとも一方の動的不釣り合いに起因して、回転中の軸に遠心力による撓みが生じ得る。一般に、オイルフリースクリュ圧縮機の軸の軸径は、給油式スクリュ圧縮機の軸の軸径と比較して細いので、動的不釣り合いに起因する撓み量が大きくなる傾向がある。撓み量が大きくなって、例えばスクリュロータの両端の非接触の軸封部（ビスコスシール）に軸が接触すると、異常振動のような不具合の原因となり得る。

【0005】

スクリュロータとモータロータについて、釣り合い試験機等を使用してそれぞれ単独で動的不釣り合いを修正した後に、ケーシング内に一体に組み立てることで、回転中の軸の振動をある程度低減できる。しかし、このような個別の修正を行っても、ケーシング等の製作誤差、組立誤差によってオイルフリースクリュ圧縮機全体として動的不釣り合いが生じる。そのため、フィールドバランスでの動的不釣り合いの修正、つまりケーシング内に一体に組み立てた状態での動的不釣り合いの修正が要求される。しかし、特許文献１に開示されたものを含め、従来のオイルフリースクリュ圧縮機では、組み立てた後に、スクリュロータとモータロータの動的不釣り合いを修正するのは、ケーシングに覆われている構造上、困難である。

【0006】

本発明は、スクリュロータ軸に対してモータロータ軸が同軸かつ固定的に設けられているオイルフリースクリュ圧縮機において、スクリュロータとモータロータとのうちの少なくとも一方の動的不釣り合いを、フィールドバランスで修正可能とすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様は、互いに噛み合う一対のスクリュロータを備える圧縮機本体と、前記一対のスクリュロータのうちの一方が設けられたスクリュロータ軸に対して同軸かつ固定的に設けられたモータロータ軸と、前記モータロータ軸に固定されたモータロータとを備えるモータと、前記スクリュロータに対して前記モータとは反対側で、前記スクリュロータ軸を回転自在に支持する第１軸受部と、前記スクリュロータに対して前記モータと同じ側で、スクリュロータ軸を回転自在に支持する第２軸受部と、前記モータロータに対して前記圧縮機本体とは反対側で、前記モータロータ軸を回転自在に支持する第３軸受部と、偏心荷重を付加する釣り合い調整部品と、を備え、前記釣り合い調整部品は、オイルフリースクリュ圧縮機が据え付けられた状態で動的不釣り合いの修正を実行するべく当該釣り合い調整部品にアクセスできるよう、前記モータロータ軸の前記第３軸受部に対して前記モータロータとは反対側の端部及び前記スクリュロータ軸の前記第１軸受部に対して前記スクリュロータとは反対側の端部の少なくとも一方に対して設けられている、オイルフリースクリュ圧縮機を提供する。

【0008】

モータロータ軸の端部と、スクリュロータ軸の端部とのうちの少なくとも一方（以下、「軸端部」と称する）に、釣り合い調整部品によって、偏心荷重が付加される。そのため、オイルフリースクリュ圧縮機の作動時（同軸かつ固定的に設けられたモータロータ軸及びスクリュロータ軸の回転時）には、軸端部に作用する遠心力（すなわち、軸に対する曲げ荷重）によって、スクリュロータ軸とモータロータ軸とに撓み（曲げ）が生じる。釣り合い調整部品で偏心荷重が付加されていることによる遠心力に起因する軸端部の変位を、スクリュロータとモータロータとのうちの少なくとも一方の動的不釣り合いに起因する作動時（回転）の軸端部の変位（すなわち釣り合い調整部品による偏心荷重が付加されていないときの軸端部の変位）が打ち消されるように重畳させることで、スクリュロータ軸とモータロータ軸の撓みの許容度が低い部分（例えば、スクリュロータ軸の軸封部、モータロータ軸又はスクリュロータ軸とケーシングの隙間が狭い部分）での軸の撓みを低減できる。つまり、スクリュロータとモータロータとのうちの少なくとも一方の動的不釣り合いを、フィールドバランスで修正できる。

【0009】

前記釣り合い調整部品は、前記モータロータ軸の前記第３軸受部に対して前記モータロータとは反対側の前記端部に固定された本体と、前記本体に対して着脱可能な錘とを備えてもよい。

【0010】

前記本体の周面に複数の取付孔が設けられ、１個又は複数個の前記錘が前記取付孔に着脱可能に取り付けられてもよい。

【0011】

また、前記本体の端面に複数の取付孔が設けられ、１個又は複数個の前記錘が前記取付孔に着脱可能に取り付けられてもよい。

【0012】

前記本体は、前記モータロータ軸の前記第３軸受部に対して前記モータロータとは反対側の前記端部に対して、前記スクリュロータ軸と前記モータロータ軸との共通の軸線方向の位置を調整可能に取り付けられてもよい。

【0013】

前記本体は、前記モータロータ軸の前記第３軸受部に対して前記モータロータとは反対側の前記端部に対して、前記スクリュロータ軸と前記モータロータ軸との共通の軸線回りの角度位置を調整可能に取り付けられてもよい。

【0014】

前記スクリュロータ軸と前記モータロータ軸とは別体であり、締結構造により互いに締結されてもよい。

【0015】

前記スクリュロータ軸と前記モータロータ軸とが一体構造であってもよい。

【0016】

前記釣り合い調整部品は、前記モータロータ軸の前記第３軸受部に対して前記モータロータとは反対側の前記端部に設けられ、前記モータは、前記第３軸受部を支持し、かつ前記モータの外部と内部とを連通される両端開口の筒状部を備えるホルダと、前記筒状部の前記モータの外部側の開口を閉じるように、前記ホルダに対して着脱可能に固定され前記カバーとを備え、前記釣り合い調整部品は、前記ホルダの内部に、前記カバーを前記ホルダから外すと前記モータの外部からアクセス可できるように配置されていてもよい。

【0017】

本発明の第２の態様は、以上のオイルフリースクリュ圧縮機における動的不釣り合いの修正方法であって、前記オイルフリースクリュ圧縮機が据え付けられた状態で前記釣り合い調整部品にアクセスしてフィールドバランスで動的不釣り合いの修正を実行する、オイルフリースクリュ圧縮機の動的不釣り合いの修正方法を提供する。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、スクリュロータ軸に対してモータロータ軸が同軸かつ固定的に設けられているオイルフリースクリュ圧縮機において、スクリュロータとモータロータとのうちの少なくとも一方の動的不釣り合いを、フィールドバランスで修正できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機を示す断面図。

【図2】図１の部分IIの拡大図。

【図3】釣り合い調整部品の側面図。

【図4】釣り合い調整部品の一部断面端面図。

【図5】動的不釣り合いの修正を説明するための概念図。

【図6】第１の代案の釣り合い調整部品を示す図２と同様の断面図。

【図7】第１の代案の釣り合い調整部品の端面図。

【図8】第２の代案の釣り合い調整部品の端面図。

【図9】第３の代案の釣り合い調整部品の側面図。

【図10】第３の代案の釣り合い調整部品の側面図。

【図11】第４の代案の釣り合い調整部品の図２と同様の断面図。

【図12】第５の代案の釣り合い調整部品の図２と同様の断面図。

【図13】第５の代案の釣り合い調整部品の端面図。

【図14】本発明の第２実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機の断面図。

【図15】図１４の部分XVの拡大図。

【図16】本発明の第３実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機の断面図。

【図17】図１６の部分XVIIの拡大図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（第１実施形態）
図１及び図２に示す本発明の第１実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機１は、圧縮機本体２とモータ３とを備える。圧縮機本体２が備える雄ロータ１１のスクリュロータ軸１３と、モータ３が備えるモータロータ軸２３とは、別体ではあるが、同軸に、つまり共通の水平方向に延びる軸線αを有するように、直列に配置されている。また、後述するように、モータロータ軸２３はスクリュロータ軸１３に対して別個のカップリングを介することなく、直接的に固定されている。すなわち、モータロータ軸２３とスクリュロータ軸１３とが、互いの軸線の取付角度に自由度を有することなく、固定的に設けられている。同様に後述するように、互いに固定されて一体化されたスクリュロータ軸１３とモータロータ軸２３とは、３個の軸受部１４，１５，２５によって回転可能に支持されている。

【0021】

圧縮機本体２は、ケーシング４Ａ，４Ｂを備え、ケーシング４Ａの端部はカバー５で閉鎖されている。ケーシング４Ｂには、モータ３が備える両端開口のケーシング６が連結されている。ケーシング６の一端（図において左端）は、圧縮機本体２のケーシング４Ｂによって閉鎖されている。ケーシング６にはジャケット７が挿入されている。ジャケット７の一端（図において右端）の開口には、ホルダ８が備える両端開口の筒状部８ａが挿入されている。ホルダ８のフランジ部８ｂはジャケット７に固定されている。ホルダ８の筒状部８ａには、カバー９が備える筒状部９ａが挿入されている。カバー９のベース部９ｂは、ホルダ８のフランジ部８ｂに固定されている。ホルダ８の筒状部８ａの図において右端の開口は、カバー９のベース部９ｂによって閉鎖されている。

【0022】

圧縮機本体２のケーシング４Ｂに形成されたロータ室１０には、スクリュロータ対、すなわち雄ロータ１１と雌ロータ１２とが収容されている。

【0023】

雄ロータ１１が固定されたスクリュロータ軸１３は、雄ロータ１１からモータ３とは反対側に突出する第１部分１３ａと、雄ロータ１１からモータ３に向けて突出する第２部分１３ｂとを備える。スクリュロータ軸１３の第１部分１３ａは、第１軸受部１４によって回転可能に支持されている。本実施形態では、第１軸受部１４は、カバー５に保持された玉軸受１４ａと、ケーシング４Ａに保持されたころ軸受１４ｂとを備える。スクリュロータ軸１３の第２部分１３ｂは、第２軸受部１５によって回転可能に支持されている。本実施形態では、第２軸受部１５は、ケーシング４Ｂに保持された玉軸受１５ａと、ころ軸受１５ｂとを備える。第１軸受部１４とロータ室１０との間には、軸封部１６が配設され、第２軸受部１５とロータ室１０との間にも軸封部１７が配設されている。本実施形態では、これらの軸封部１６，１７は、いずれもビスコシールである。軸封部１６，１７は、公知のシールないしシール構造であってもよい。スクリュロータ軸１３の第１部分１３ａの、第１軸受部１４に対して雄ロータ１１とは反対側の端部１３ｃは、カバー５内に位置している。かかるスクリュロータ軸１３の端部１３ｃには、タイミングギア１８が固定されている。

【0024】

雌ロータ１２のスクリュロータ軸（図示せず）は、モータロータ軸２３に連結されていない点を除き、雄ロータ１１のスクリュロータ軸１３と同様の構造により、回転可能に支持され、かつ軸封されている。また、雌ロータ１２のスクリュロータ軸には、雄ロータ１１のタイミングギア１８と噛み合うタイミングギア（図示せず）が固定されている。

【0025】

モータ３が作動し、モータロータ軸２３に連結されたスクリュロータ軸１３が回転駆動されると、雄ロータ１１と雌ロータ１２とが互いに噛み合った状態で回転する。その結果、圧縮機本体２の吸込口１９から吸い込まれた気体がロータ室１０内で圧縮され、圧縮された気体は吐出口２０から吐出される。

【0026】

モータ３のケーシング６内には、ジャケット７に固定されたステータ２１と、ステータ２１に対して隙間をあけて配置され、かつモータロータ軸２３に固定されたモータロータ２４とが収容されている。モータロータ軸２３は、モータロータ２４から圧縮機本体２に向けて突出する第１部分２３ａと、モータロータ２４から圧縮機本体２とは反対側に突出する第２部分２３ｂとを備える。モータロータ軸２３の第２部分２３ｂは、ホルダ８に保持された第３軸受部２５（本実施形態では深溝玉軸受である）によって、回転可能に支持されている。

【0027】

モータロータ軸２３には、第１部分２３ａの端面から軸線α方向に延びる連結孔２３ｃが設けられている。連結孔２３ｃにはスクリュロータ軸１３の第２部分１３ｂの先端が挿入されている。モータロータ軸２３の第１部分２３ａとスクリュロータ軸１３の第２部分１３ｂとは、連結孔２３ｃにおいてキー２６によって一体に連結されている。モータロータ軸２３には、第２部分２３ｂの端面から軸線α方向に延びて連結孔２３ｃに連通する挿通孔２３ｄが設けられている。挿通孔２３ｄには、締結ロッド２７が挿通されている。締結ロッド２７の両端には、雄ねじ部２７ａ，２７ｂが設けられている。締結ロッド２７の一方の雄ねじ部２７ａは、連結孔２３ｃ内に位置しており、スクリュロータ軸１３の第２部分１３ｂに設けられた雌ねじ部１３ｄに螺合している。締結ボルト２７の他方の雄ねじ部２７ｂは、モータロータ軸２３の第２部分２３ｂの端面から突出している。雄ねじ部２７ｂの第２部分２３ｂから突出する部分には、ナット２８が螺合されている。ナット２８と、モータロータ軸２３の第２部分２３ｂの端面との間には、後述する釣り合い調整部品３１の本体３２と、ワッシャ２９とが介在している。ナット２８の締め付けにより、スクリュロータ軸１３とモータロータ軸２３とが互いに締結されている。つまり、キー２６によってモータロータ軸２３とスクリュロータ軸１３とが一体に連結された状態で、モータロータ軸２３とスクリュロータ軸１３とが締結ロッド２７とナット２８とによって互いに締結されている。キー２６、締結ロッド２７、及びナット２８は、本発明における締結構造の一例である。

【0028】

モータロータ軸２３の第２部分２３ｂの第３軸受部２５に対してモータロータ２４とは反対側の部分、すなわちモータロータ軸２３の端部２３ｅには、釣り合い調整部品３１が設けられている。図３及び図４を併せて参照すると、釣り合い調整部品３１は、比較的扁平な円盤状の本体３２と、この本体３２に対して着脱可能に取り付けられた錘３３とを備える。

【0029】

釣り合い調整部品３１の本体３２には、圧縮機本体２側（図において左側）の端面３２ａから軸線α方向に延びる、連結孔３２ｂが形成されている。この連結孔３２ｂには、モータロータ軸２３の端部２３ｅの先端に設けられた小径部２３ｆが収容されている。また、本体３２には、圧縮機本体２とは反対側（図において右側）の端面３２ｃから軸線α方向に延びて連結孔３２ｂに連通する挿通孔３２ｄが設けられている。前述の締結ロッド２７は、この挿通孔３２ｄに挿通されることで、本体３２を貫通してモータロータ軸２３の挿通孔２３ｄに挿通されている。本体３２は、ナット２８とモータロータ軸２３の端部２３ｅとの間にワッシャ２９を介して挟み込まれることで、モータロータ軸２３の端部２３ｅに対して固定されている。モータロータ軸２３の端部２３ｅの端面と、本体３２の連結孔３２ｂの孔底には、それぞれピン孔２３ｇ，３２ｅが形成されている。これらのピン孔２３ｇ，３２ｅに挿通されたピン３４によって、モータロータ軸２３の端部２３ｅに対して本体３２の軸線α回りの回転角度位置が保持されている。

【0030】

釣り合い調整部品３１の本体３２の周面３２ｆには、複数個（本実施形態では８個）の収容孔３２ｇが設けられている。個々の収容孔３２ｇには、雌ねじ部３２ｈが設けられている。個々の収容孔３２ｇには、錘３３を着脱可能に取り付けることができる。具体的には、錘３３の外周には雄ねじ部３３ａが設けられており、この雄ねじ部３３ａを収容孔３２ｇに雌ねじ部３２ｈに螺合することで、収容孔３２ｇ内に錘３３を保持できる。

【0031】

図４に最も明瞭に示すように、軸線αが延びる方向から見て、複数の収容孔３２ｇは、軸線αを中心として放射状に、角度間隔（本実施形態では等角度間隔）をあけて設けられている。そのため、いずれか１個の収容孔３２ｇに錘３３を取り付けるか、あるいは複数の収容孔３２ｇに軸線αに対して回転対称とならない配置で錘３３を取り付ければ、モータロータ軸２３の端部２３ｅに対して、偏心荷重が付加された状態となる。この状態で、オイルフリースクリュ圧縮機１が作動し、モータロータ軸２３とスクリュロータ軸１３が回転すると、釣り合い調整部品３１による偏心荷重に応じた遠心力がモータロータ軸２３の端部２３ｅに作用する（すなわち、モータロータ軸２３の端部２３ｅに偏心荷重に応じた曲げ荷重を作用させることができる）。その結果、釣り合い調整部品３１が取り付けられたモータロータ軸２３に撓み（曲げ）を生じさせ、モータロータ軸２３の端部２３ｅを振れ回りの状態とするだけでなく、モータロータ軸２３の端部２３ｅ以外の部分とスクリュロータ軸１３にも撓みを生じさせることができる（図５の撓み曲線Ａ１参照）。この釣り合い調整部品３１の偏心荷重に起因する撓みを、雄ロータ１１やモータロータ２４の動的不釣り合いに起因するモータロータ軸２３とスクリュロータ軸１３の撓み（図５の撓み曲線Ａ２参照）に対して打ち消し合うように重畳させることで、オイルフリースクリュ圧縮機１の作動時の軸封部１６，１７でのスクリュロータ軸１３の撓みを低減できる（図５の撓み曲線Ａ３参照）。

【0032】

図５では、雄ロータ１１やモータロータ２４の動的不釣り合い起因する軸封部１６，１７における撓み量がδ１１，δ２１である。これらの撓み量δ１１，δ２１が、釣り合い調整部品３１の偏心荷重に起因する軸封部１６，１７における撓み量δ１２，δ２２で相殺され、撓み量δ１３，δ２３に低減されている。

【0033】

釣り合い調整部品３１には、カバー９を取り外すだけでアクセスでき、ケーシング４Ａ，４Ｂから雄ロータ１１を取り出す必要も、ケーシング６からモータロータ２４を取り出す必要もない。つまり、釣り合い調整部品３１による動的不釣り合いの修正は、オイルフリースクリュ圧縮機１が据え付けられた状態で実行できる。

【0034】

以上のように、釣り合い調整部品３１の本体３２に対して錘３３を取り付けて偏心荷重を付加することで、雄ロータ１１やモータロータ２４の動的不釣り合いを、フィールドバランスで修正できる。

【0035】

釣り合い調整部品３１により、モータロータ軸２３の端部２３ｅに作用させる偏心荷重の向きと大きさは、以下の手法で調整できる。まず、複数の収容孔３２ｇのいずれに錘３３を取り付けるかで調整できる。また、収容孔３２ｇ内のどの位置に錘３３を取り付けるかでも調整できる。つまり、収容孔３２ｇ内において、軸線αからの距離が遠い位置に錘３３を取り付ける程、その錘３３によって生じる遠心力は大きくなる。

【0036】

図２を参照すると、釣り合い調整部品３１に最も近い軸受である第３軸受部２５のセンターから釣り合い調整部品３１の重心位置までの軸線α方向の距離Ｌが大きい程、釣り合い調整部品３１の荷重によるモータロータ軸２３の端部２３ｅに生じる曲げモーメントが大きくなる。従って、距離Ｌが大きい程、釣り合い調整部品３１によって生じる遠心力を小さくしても、つまり本体３２に取り付ける錘３３の個数を少なく設定しても、軸封部１６，１７におけるスクリュロータ軸１３の変位を適切に低減できる。一方、距離Ｌが大きい程、モータロータ軸２３の軸長が長くなり、モータ３が大型化する。モータロータ軸２３の軸長を構造上許容できる範囲に設定する観点からは、距離Ｌをモータロータ軸２３の距離Ｌと対応する部分の軸径Ｄの３倍以下（Ｌ／Ｄ≦３）に設定することが好ましい。

【0037】

軸封部１６，１７におけるモータロータ軸２３の撓み量を図５で概念的に示したように適切に低減する上で、どの収容孔３２ｇのどの位置に錘３３を取り付けるかを決定するには、試行錯誤以外にも以下の方法がある。つまり、以下の３種類の状態１〜３での振動値から、軸封部１６，１７における錘３３を付けない場合の撓みの方向、撓み量と、錘３３による遠心力の関係とを計算し、軸封部１６，１７における撓み量が最小とするために、本体３２のどの収容孔３２ｇのどの位置に錘３３を取り付けるかを決定できる。
状態１：錘３３をつけていない状態
状態２：適当な収容孔３２ｇに錘３３に取り付けた状態
状態３：状態２と異なる位置の収容孔３２ｇに錘３３を取り付けた状態。

【0038】

図６から図１３は、釣り合い調整部品３１の種々の代案を示す。

【0039】

図６及び図７に示す代案では、釣り合い調整部品３１の本体３２には、端面３２ｃから軸線αに沿った方向に延びる複数の収容孔３２ｇが形成されている。図７に示すように、軸線αが延びる方向から見て、複数の収容孔３２ｇは、軸線αを中心とする仮想円Ｃ１上に角度間隔（本代案では等角度間隔）をあけて設けられている。いずれか１個の収容孔３２ｇに錘３３を取り付けるか、あるいは複数の収容孔３２ｇに軸線αに対して回転対称とならない配置で錘３３を取り付ければ、モータロータ軸２３の端部２３ｅに対して、偏心荷重が付加された状態となる。図８に示す代案のように、本体３２に軸線αを中心とする２個の仮想円Ｃ１，Ｃ２上、それぞれ角度間隔をあけて設け複数の収容孔３２ｇを設けてもよい。また、本体３２には、３個以上の仮想円上に、それぞれ収容孔３２ｇを設けてもよい。さらに、図３及び図４に示すような本体３２の周面３２ｆに設けた収容孔３２ｇを軸線α方向に複数列設けてもよい。さらにまた、本体３２の周面３２ｆと端面３２ｃの両方に収容孔３２ｇを設けてもよい。

【0040】

図９及び図１０に示す代案の釣り合い調整部品３１は、本体３２を備えるが、本体３２に取り付けられる錘は備えていない。本体３２は、軸線αが延びる方向から見て、軸線αに対して回転対称ではない形状を有する。具体的には、この代案における本体３２は、円板部３２ｉと、この円板部３２ｉから軸線αから離れる方向に突出する突部３２ｊとを備える。形状、寸法、及び突出する向きのうち少なくとも一つが異なる突部３２ｊを有する複数種類の本体３２を、交換してモータロータ軸２３の端部２３ｅに取り付けることで、偏心荷重の向きと大きさを調整できる。

【0041】

図１１に示す代案の釣り合い調整部品３１では、本体３２は、一対のナット３５Ａ，３５Ｂによってモータロータ軸２３の端部２３ｅに取り付けられている。モータロータ軸２３には、雄ねじ部２３ｈが設けられている。本体３２には、端面３２ａ，３２ｃ間を貫通する挿通孔３２ｋが設けられている。挿通孔３２ｋの孔径は、雄ねじ部２３ｈの外径と同一又はわずかに大きく設定されている。本体３２は雄ねじ部２３ｈに螺合したナット３５Ａ，３５Ｂ間に挟み込まれることで、モータロータ軸２３の端部２３ｅに対して固定されている。ナット３５Ａ，３５Ｂを緩めて本体３２から離すと、本体３２の雄ねじ部２３ｆ上で軸線αの方向に移動させることがきる。また、本体３２を移動させた後に、ナット３５Ａ，３５Ｂを再度締め付け、これらの間に本体３２を挟み込むことで、移動後の位置で本体３２を固定できる。つまり、本代案では、モータロータ軸２３の端部２３ｅに対して、釣り合い調整部品３１の軸線α方向の位置を調節できる。本体３２は、挿通孔３２ｋに代えて、雄ねじ部２３ｈと螺合する雌ねじ部が設けられてもよい。

【0042】

図１２及び図１３に示す代案の釣り合い調整部品３１では、モータロータ軸２３の端部２３ｅの小径部２３ｆの外周面にセレーション部２３ｉが設けられている。また、小径部２３ｆが収容されている、釣り合い調整部品３１の本体３２の連結孔３２ｂの孔周壁には、セレーション部２３ｉと嵌合するセレーション部３２ｍが設けられている。ナット２８とワッシャ２９を締結ロッド２７から外すと、釣り合い調整部品３１の本体３２をモータロータ軸２３の端部２３ｅから取り外することができる。いったん取り外した本体３２を軸線α回りの回転角度位置を異ならせて、モータロータ軸２３の端部２３ｅに装着した後、ナット２８とワッシャ２９を締結ロッド２７の雄ねじ部２７ｂに螺合するとことで、本体３２をモータロータ軸２３の端部２３ｅに再度固定できる。モータロータ軸２３の端部２３ｅの小径部２３ｆと本体３２とはセレーション部２３ｉ，３２ｍにより嵌合されているので、本体３２は軸線α回りの回転角度位置を異ならせてモータロータ軸２３の端部２３ｅに固定できる。つまり、本代案では、モータロータ軸２３の端部２３ｅに対して、釣り合い調整部品３１の軸線α回りの角度位置を調節できる。

【0043】

以下の第２から第４実施形態については、特に言及しない点は第１実施形態と同様である。また、これらの実施形態に関する図面では、第１実施形態と同一ないし同様の要素には、同一の符号を付している。

【0044】

（第２実施形態）
図１４及び図１５に示す本発明の第２実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機１では、モータロータ軸２３の端部２３ｅに第１実施形態と同じ構成の釣り合い調整部品３１が設けられている。また、本実施形態では、スクリュロータ軸１３の端部１３ｃにも、釣り合い調整部品４１が設けられている。

【0045】

釣り合い調整部品４１の本体４２の周面４２ａには複数の収容孔４２ｂが設けられており、個々の収容孔４２ｂには錘４３を着脱可能に取り付けることができる。収容孔４２ｂ及び錘３４の具体的な構造は、第１実施形態における収容孔３２ｇ及び錘４３（図３及び図４参照）とそれぞれ同様である。

【0046】

スクリュロータ軸１３の端部１３ｃには、雄ねじ部１３ｅが設けられている。本体４２には、端面４２ｃ，４２ｄ間を貫通する挿通孔４２ｅが設けられている。挿通孔４２ｅの孔径は、雄ねじ部１３ｅの外径と同一又はわずかに大きく設定されている。本体４２は雄ねじ部１３ｅに螺合したナット４５Ａ，４５Ｂ間に挟み込まれることで、スクリュロータ軸１３の端部１３ｃに対して固定されており、図１１の代案と同様に、釣り合い調整部品４１の軸線α方向の位置を調節できる。本体４２は、挿通孔４２ｅに代えて、雄ねじ部１３ｅと螺合する雌ねじ部が設けられてもよい。

【0047】

スクリュロータ軸１３側の釣り合い調整部品４１の具体的な構成としては、第１実施形態におけるモータロータ軸２３側の釣り合い調整部品３１と同様の構成に限らず、図６から図１３を参照して説明した種々の代案の構成を採用し得る。

【0048】

（第３実施形態）
図１６及び図１７に示す本発明の第３実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機１では、スクリュロータ軸１３の端部１３ｃには第２実施形態と同じ構成の釣り合い調整部品４１が設けられているが、モータロータ軸２３の端部２３ｅには釣り合い調整部品は設けられていない。

【0049】

本発明は実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。雌ロータのスクリュロータ軸に対してモータロータ軸が同軸かつ固定的に設けられてよい。スクリュロータ軸とモータロータ軸は一体構造であってもよい。軸の所定の箇所に対する偏心荷重を作用させることができるものであれば、釣り合い調整部品の具体的な構造は特に限定されない。釣り合い調整部品により、モータロータ軸又はスクリュロータ軸とケーシングの隙間が狭い部分におけるその軸の変位を低減してもよい。

【0050】

上記した実施形態では、第１軸受部１４は、カバー５に保持された玉軸受１４ａと、ケーシング４Ａに保持されたころ軸受１４ｂとを備えるものであるが、ラジアル荷重を支持可能な軸受を少なくとも備えていればよい。また、上記した実施形態では、第２軸受部１５は、ケーシング４Ｂに保持された玉軸受１５ａと、ころ軸受５ｂとを備えるものであるが、ラジアル荷重を支持可能な軸受を少なくとも備えていればよい。

【符号の説明】

【0051】

１ オイルフリースクリュ圧縮機
２ 圧縮機本体
３ モータ
４Ａ，４Ｂ ケーシング
５ カバー
６ モータのケーシング
７ ジャケット
８ ホルダ
８ａ 筒状部
８ｂ フランジ部
９ カバー
９ａ 筒状部
９ｂ ベース部
１０ ロータ室
１１ 雄ロータ
１２ 雌ロータ
１３ スクリュロータ軸
１３ａ 第１部分
１３ｂ 第２部分
１３ｃ 端部
１３ｄ 雌ねじ部
１３ｅ 雄ねじ部
１４ 第１軸受部
１４ａ 玉軸受
１４ｂ ころ軸受
１５ 第２軸受部
１５ａ 玉軸受
１５ｂ ころ軸受
１６，１７ 軸封部
１８ タイミングギア
１９ 吸込口
２０ 吐出口
２１ ステータ
２３ モータロータ軸
２３ａ 第１部分
２３ｂ 第２部分
２３ｃ 連結孔
２３ｄ 挿通孔
２３ｅ 端部
２３ｆ 小径部
２３ｇ ピン孔
２３ｈ 雄ねじ部
２３ｉ セレーション部
２４ モータロータ
２５ 第３軸受部
２６ キー
２７ 締結ロッド
２７ａ，２７ｂ 雄ねじ部
２８ ナット
２９ ワッシャ
３１ 釣り合い調整部品
３２ 本体
３２ａ 左側の端面
３２ｂ 連結孔
３２ｃ 右側の端面
３２ｄ 挿通孔
３２ｅ ピン孔
３２ｆ 周面
３２ｇ 収容孔
３２ｈ 雌ねじ部
３２ｉ 円板部
３２ｊ 突部
３２ｋ 挿通孔
３２ｍ セレーション部
３３ 錘
３３ａ 雄ねじ部
３４ ピン
３５Ａ，３５Ｂ ナット
４１ 釣り合い調整部品
４２ 本体
４２ａ 周面
４２ｂ 収容孔
４２ｃ，４２ｄ 端面
４２ｅ 挿通孔
４５Ａ，４５Ｂ ナット
α 軸線
Ｌ 距離
Ｄ 軸径
Ｃ１，Ｃ２ 仮想円
Ａ１，Ａ２，Ａ３ 撓み曲線
δ１１，δ２１，δ１２，δ２２，δ１３，δ２３ 撓み量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】