特開 2024-16482 シャフトの支持機構、回転機械及び軸受の取り外し方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024016482

(43)【公開日】2024-02-07

(54)【発明の名称】シャフトの支持機構、回転機械及び軸受の取り外し方法

(51)【国際特許分類】

   F16C 35/06 20060101AFI20240131BHJP

   F01D 25/16 20060101ALI20240131BHJP

   F04D 29/056 20060101ALI20240131BHJP

【ＦＩ】

F16C35/06 A

F01D25/16 B

F04D29/056 A

F04D29/056 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022118638

(22)【出願日】2022-07-26

(71)【出願人】

【識別番号】000143972

【氏名又は名称】株式会社ササクラ

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤原 義浩

(72)【発明者】

【氏名】石田 和彦

(72)【発明者】

【氏名】友田 伸孝

(72)【発明者】

【氏名】向田 民人

(72)【発明者】

【氏名】池田 潤一郎

(72)【発明者】

【氏名】平野 悟

【テーマコード（参考）】

3H130

3J117

【Ｆターム（参考）】

3H130AA02

3H130AA12

3H130AB12

3H130AB22

3H130AB42

3H130AB65

3H130AB69

3H130AC01

3H130BA91D

3H130BA91E

3H130BA95D

3H130BA95E

3H130DA02Z

3H130DB01Z

3H130DJ08X

3H130EA04D

3H130EA04E

3H130EA06D

3H130EA06E

3H130EA07D

3H130EA07E

3H130ED02D

3H130ED02E

3J117AA04

3J117CA04

3J117DA01

3J117DA02

(57)【要約】

【課題】回転機械においてロータのシャフトを回転可能に支持する軸受を取り外す際にシャフトを支持する支持機構及び回転機械を提供することを目的とする。
【解決手段】回転機械１から軸受８，９を取り外す際にシャフト５０を支持する支持機構は、第一側蓋２１の内側及び第二側蓋２２の内側の第一の位置においてシャフト５０の周囲に隙間をあけて配置されるリング状の第一支持材３及び第二支持材４と、第一支持材３をシャフト５０の軸方向に沿って移動させかつ第一支持材３を移動した位置で静止させる第一移動手段１０と、第二支持材４を前記軸方向に沿って移動させかつ第二支持材４を移動した位置で静止させる第二移動手段１１とを備え、第一支持材３及び第二支持材４は、第一の位置よりも側蓋２１，２２から離れた第二の位置において内周面がシャフト５の一部分５００の外周面と接触してシャフト５０を支持する支持部３１，４１を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状のケーシングと、前記ケーシングに収容されたロータと、前記ロータのシャフトを回転可能に支持する一対の軸受とを備えた回転機械において前記軸受を取り外す際に前記シャフトを支持する支持機構であって、
前記ケーシングの一方の端部の内側の第一の位置において前記シャフトの周囲に隙間をあけて配置されるリング状の第一支持材と、
前記ケーシングの他方の端部の内側の第一の位置において前記シャフトの周囲に隙間をあけて配置されるリング状の第二支持材と、
前記第一支持材を前記シャフトの軸方向に沿って移動させるとともに前記第一支持材を移動した位置で静止させる第一移動手段と、
前記第二支持材を前記シャフトの軸方向に沿って移動させるとともに前記第二支持材を移動した位置で静止させる第二移動手段と、
を備え、
前記第一支持材及び前記第二支持材は、前記第一の位置よりも前記ケーシングの端部から離れた第二の位置において内周面が前記シャフトの一部分の外周面と接触して前記シャフトを支持する支持部を含む、支持機構。

【請求項2】

前記支持部の内周面は、内側に向かうに連れて次第に拡径しており、前記第二の位置において前記支持部が接触する前記シャフトの一部分は、前記シャフトの端部に向かうに連れて外周面が次第に縮径している、請求項１に記載の支持機構。

【請求項3】

前記第一支持材及び前記第二支持材には、それぞれネジ孔が少なくとも一つ形成されており、
前記ケーシングの両端部には、それぞれ前記ネジ孔と連通するボルト挿入孔が少なくとも一つ形成されており、
前記第一移動手段及び前記第二移動手段は、それぞれ、
頭部が前記ボルト挿入孔に収容されかつ前記頭部の反対側のネジ部が前記ボルト挿入孔を通過して前記ネジ孔にねじ込まれた少なくとも一つのボルトと、
前記ボルト挿入孔から前記ボルトの頭部が抜け出るのを規制する少なくとも一つの規制材と、
で構成される、請求項１に記載の支持機構。

【請求項4】

前記ボルトの頭部には、多角形の穴が形成されており、
前記規制材は、前記ボルトの頭部を覆うように前記ケーシングの端部に取り付けられる板材であり、前記板材には、前記ボルトの頭部の穴を露出させる開口が形成されている、請求項３に記載の支持機構。

【請求項5】

前記第一移動手段及び前記第二移動手段は、それぞれ、
前記第一支持材及び前記第二支持材の外周面に形成された雄ネジと、
前記ケーシングの端部に形成された、前記雄ネジと螺合する雌ネジが有するネジ孔と、
で構成される、請求項１に記載の支持機構。

【請求項6】

筒状のケーシングと、
前記ケーシングに収容されたロータと、
前記ロータのシャフトを回転可能に支持する一対の軸受と、
前記一対の軸受のうちの一方の軸受を収容した第一ハウジングであって、前記ケーシングの一方の端部に取り付けられる第一ハウジングと、
前記一対の軸受のうちの他方の軸受を収容した第二ハウジングであって、前記ケーシングの他方の端部に取り付けられる第二ハウジングと、
前記一対の軸受を取り外す際に前記シャフトを支持する請求項１から５のいずれか一項に記載の支持機構と
を備える、回転機械。

【請求項7】

筒状のケーシングと、前記ケーシングに収容されたロータと、前記ロータのシャフトを回転可能に支持する一対の軸受と、前記一対の軸受のうちの一方の軸受を収容しかつ前記ケーシングの一方の端部に取り付けられる第一ハウジングと、前記一対の軸受のうちの他方の軸受を収容しかつ前記ケーシングの他方の端部に取り付けられる第二ハウジングと、を備えた回転機械において前記軸受を取り外す方法であって、
前記ケーシングの一方の端部の内側の第一の位置において前記シャフトの周囲に隙間をあけて配置されるリング状の第一支持材を前記シャフトの軸方向に沿って前記一方の端部から離れる方向の第二の位置に移動させて、前記第一支持材において前記第二の位置で内周面が前記シャフトの一部分の外周面に接触する支持部により前記シャフトの一部分を支持する工程と、
前記ケーシングの他方の端部の内側の第一の位置において前記シャフトの周囲に隙間をあけて配置されるリング状の第二支持材を前記シャフトの軸方向に沿って前記他方の端部から離れる方向の第二の位置に移動させて、前記第二支持材において前記第二の位置で内周面が前記シャフトの他の一部分の外周面に接触する支持部により前記シャフトの他の一部分を支持する工程と、
前記第一支持材の支持部及び前記第二支持材の支持部により前記シャフトを支持して前記シャフトが水平に保たれた状態で、前記第一ハウジング及び前記第二ハウジングを前記ケーシングから取り外す工程と、
を有する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転機械においてロータのシャフトを回転可能に支持する軸受を取り外す際にシャフトを支持する支持機構、該支持機構を備えた回転機械、及び、該回転機械からの軸受の取り外し方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、圧縮機、蒸気タービン、発電機、送風機、電動機、駆動機、アクチュエータ、工作機械などの様々な回転機械においては、ロータのシャフトを一対の軸受によって回転可能に支持している。ロータは円筒状のケーシングに収容されており、ケーシングの両端部となる一対の側蓋にそれぞれ軸受が取り付けられている。

【0003】

軸受は使用時間がある時間を越えると破損するおそれがあり、また潤滑グリースが次第に劣化して潤滑能力が低下する。そのため、定期的にメンテナンスをして軸受を交換する必要がある。

【0004】

メンテナンス時には、ケーシングから一方の側蓋を取り外し、該側蓋とともにシャフトをケーシングから引き出して、その後、シャフトから軸受を取り外すのが一般的である（特許文献１の背景技術を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】再公表特許２０１２－１６４７２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上述した方法では、ケーシングからシャフトを引き抜く作業に多大な労力と時間を要する。また、シャフトから軸受を取り外す際には、シャフトの向きが水平のままであると、シャフトやインペラなどの自重でシャフトがぐらつくことにより軸受近傍に配置されたシール機構の破損を招くおそれがある。そのため、シャフトをその向きが垂直となるように向きを変えて静置する必要があり、軸受の取り外し作業にも多大な労力と時間を要する。

【0007】

本発明は、上記課題を解決することに着目してなされたものであり、回転機械においてロータのシャフトを回転可能に支持する軸受を取り外す際にシャフトを支持する支持機構、該支持機構を備えた回転機械、及び、該回転機械からの軸受の取り外し方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上記課題を解決するため、以下の項１に記載の支持機構を主題とする。

【0009】

項１．筒状のケーシングと、前記ケーシングに収容されたロータと、前記ロータのシャフトを回転可能に支持する一対の軸受とを備えた回転機械において前記軸受を取り外す際に前記シャフトを支持する支持機構であって、
前記ケーシングの一方の端部の内側の第一の位置において前記シャフトの周囲に隙間をあけて配置されるリング状の第一支持材と、
前記ケーシングの他方の端部の内側の第一の位置において前記シャフトの周囲に隙間をあけて配置されるリング状の第二支持材と、
前記第一支持材を前記シャフトの軸方向に沿って移動させるとともに前記第一支持材を移動した位置で静止させる第一移動手段と、
前記第二支持材を前記シャフトの軸方向に沿って移動させるとともに前記第二支持材を移動した位置で静止させる第二移動手段と、
を備え、
前記第一支持材及び前記第二支持材は、前記第一の位置よりも前記ケーシングの端部から離れた第二の位置において内周面が前記シャフトの一部分の外周面と接触して前記シャフトを支持する支持部を含む、支持機構。

【0010】

また本発明の支持機構は、上記項１に記載の支持機構の好ましい態様として、以下の項２に記載の支持機構を包含する。

【0011】

項２．前記支持部の内周面は、内側に向かうに連れて次第に拡径しており、前記第二の位置において前記支持部が接触する前記シャフトの一部分は、前記シャフトの端部に向かうに連れて外周面が次第に縮径している、項１に記載の支持機構。

【0012】

また本発明の支持機構は、上記項１及び項２に記載の支持機構の好ましい態様として、以下の項３に記載の支持機構を包含する。

【0013】

項３．前記第一支持材及び前記第二支持材には、それぞれネジ孔が少なくとも一つ形成されており、
前記ケーシングの両端部には、それぞれ前記ネジ孔と連通するボルト挿入孔が少なくとも一つ形成されており、
前記第一移動手段及び前記第二移動手段は、それぞれ、
頭部が前記ボルト挿入孔に収容されかつ前記頭部の反対側のネジ部が前記ボルト挿入孔を通過して前記ネジ孔にねじ込まれた少なくとも一つのボルトと、
前記ボルト挿入孔から前記ボルトの頭部が抜け出るのを規制する少なくとも一つの規制材と、
で構成される、項１又は項２に記載の支持機構。

【0014】

また本発明の支持機構は、上記項３に記載の支持機構の好ましい態様として、以下の項４に記載の支持機構を包含する。

【0015】

項４．前記ボルトの頭部には、多角形の穴が形成されており、
前記ボルトの頭部には、多角形の穴が形成されており、
前記規制材は、前記ボルトの頭部を覆うように前記ケーシングの端部に取り付けられる板材であり、前記板材には、前記ボルトの頭部の穴を露出させる開口が形成されている、項３に記載の支持機構。

【0016】

また本発明の支持機構は、上記項１及び項２に記載の支持機構の好ましい態様として、以下の項５に記載の支持機構を包含する。

【0017】

項５．前記第一移動手段及び前記第二移動手段は、それぞれ、
前記第一支持材及び前記第二支持材の外周面に形成された雄ネジと、
前記ケーシングの端部に形成された、前記雄ネジと螺合する雌ネジを有するネジ孔と、
で構成される、項１又は項２に記載の支持機構。

【0018】

また、本発明は、上記課題を解決するため、以下の項６に記載の回転機械を主題とする。

【0019】

項６．筒状のケーシングと、
前記ケーシングに収容されたロータと、
前記ロータのシャフトを回転可能に支持する一対の軸受と、
前記一対の軸受のうちの一方の軸受を収容した第一ハウジングであって、前記ケーシングの一方の端部に取り付けられる第一ハウジングと、
前記一対の軸受のうちの他方の軸受を収容した第二ハウジングであって、前記ケーシングの他方の端部に取り付けられる第二ハウジングと、
前記一対の軸受を取り外す際に前記シャフトを支持する請求項１から５のいずれか一項に記載の支持機構と
を備える、回転機械。

【0020】

また、本発明は、上記課題を解決するため、以下の項７に記載の支持機構を主題とする。

【0021】

項７．筒状のケーシングと、前記ケーシングに収容されたロータと、前記ロータのシャフトを回転可能に支持する一対の軸受と、前記一対の軸受のうちの一方の軸受を収容しかつ前記ケーシングの一方の端部に取り付けられる第一ハウジングと、前記一対の軸受のうちの他方の軸受を収容しかつ前記ケーシングの他方の端部に取り付けられる第二ハウジングと、を備えた回転機械において前記軸受を取り外す方法であって、
前記ケーシングの一方の端部の内側の第一の位置において前記シャフトの周囲に隙間をあけて配置されるリング状の第一支持材を前記シャフトの軸方向に沿って前記一方の端部から離れる方向の第二の位置に移動させて、前記第一支持材において前記第二の位置で内周面が前記シャフトの一部分の外周面に接触する支持部により前記シャフトの一部分を支持する工程と、
前記ケーシングの他方の端部の内側の第一の位置において前記シャフトの周囲に隙間をあけて配置されるリング状の第二支持材を前記シャフトの軸方向に沿って前記他方の端部から離れる方向の第二の位置に移動させて、前記第二支持材において前記第二の位置で内周面が前記シャフトの他の一部分の外周面に接触する支持部により前記シャフトの他の一部分を支持する工程と、
前記第一支持材の支持部及び前記第二支持材の支持部により前記シャフトを支持して前記シャフトが水平に保たれた状態で、前記第一ハウジング及び前記第二ハウジングを前記ケーシングから取り外す工程と、
を有する方法。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、回転機械においてロータのシャフトを回転可能に支持する軸受を取り外す際にシャフトを支持することができる。よって、メンテナンス作業を行う際に、シャフトが水平に保った状態で保持されるので、シャフトをケーシングから引き出さなくても軸受を取り外すことができ、軸受の交換作業などを容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】回転機械の断面図である。

【図2】図１の一部を拡大して示す断面図である。

【図3】図２の一部を拡大して示す断面図である。

【図4】図１の他の一部を拡大して示す断面図である。

【図5】図４の一部を拡大して示す断面図である。

【図6】規制材の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。本発明の支持機構は、圧縮機、蒸気タービン、発電機、送風機、電動機、駆動機、アクチュエータ、工作機械などの様々な回転機械に適用することができる。以下の実施形態は、回転機械として蒸発濃縮装置の真空蒸気圧縮機（ヒートポンプ装置）に本発明の支持機構を組み込んだ例を挙げて説明する。

【0025】

図１は、本実施形態の支持機構を備えた回転機械１の内部構造を示す。回転機械１は、筒状のケーシング２と、ケーシング２に収容されるロータ５と、ケーシング２の軸方向における一方の端部（第一側蓋２１）に取り付けられる第一ハウジング６と、第一ハウジング６に収容された第一の軸受８と、ケーシング２の軸方向における他方の端部（第二側蓋２２）に取り付けられる第二ハウジング７と、第二ハウジング７に収容された第二の軸受９と、第一側蓋２１の内側においてロータ５のシャフト５０の周囲に配置されるリング状の第一支持材３と、第二側蓋２２の内側においてロータ５のシャフト５０の周囲に配置されるリング状の第二支持材４と、第一支持材３をシャフト５０の軸方向に沿って移動させる第一移動手段１０と、第二支持材４をシャフト５０の軸方向に沿って移動させる第二移動手段１１と、を少なくとも備える。シャフト５０は、軸方向における一方の端部（以下、シャフト５０の一端部という。）が第一の軸受８により回転可能に支持され、軸方向における他方の端部（以下、シャフト５０の他端部という。）が第二の軸受９により回転可能に支持される。

【0026】

以下、回転機械１を主に構成する各構成部材について説明する。

【0027】

まず、図１に示すように、ケーシング２は例えば円筒状を呈している。ケーシング２は、本体２０と、本体２０の軸方向における一方の開口を覆う第一側蓋２１と、本体２０の軸方向における他方の開口を覆う第二側蓋２２と、を含む。本実施形態のケーシング２は、第二側蓋２２に蒸気導入部２３が設けられているとともに、適当な位置にケーシング２内に供給された蒸気を圧縮後の高圧蒸気をケーシング２外に排出する蒸気導出部が設けられている。

【0028】

本体２０は、ロータ５のシャフト５０の中央部及び該中央部の外周面に一体に設けられた複数のインペラ５１を収容する内部空間を有する。第一側蓋２１及び第二側蓋２２は、それぞれケーシング２の端部をなし、前記内部空間を閉じている。本実施形態では、第一側蓋２１及び第二側蓋２２は、本体２０に取り外し可能に取り付けられている。第一側蓋２１及び第二側蓋２２は、例えばボルトを用いて本体２０に着脱可能に固定できる。

【0029】

第一側蓋２１の略中央部は凹状にへこんでいる。この凹部に位置する第一側蓋２１の中央部２１０においてシャフト５０の中央部が貫通しており、シャフト５０の一端部が第一側蓋２１の外側に突き出ている。なお、「外側」とは、第一側蓋２１において本体２０の内部空間と反対側を意味する。第一側蓋２１の凹部は、カバー１３により覆われている。

【0030】

第一側蓋２１の中央部２１０には、外側面において、シャフト５０と第一側蓋２１との間に形成される隙間を密閉する第一軸封機構１６が取り付けられている。第一軸封機構１６は、この種の装置に用いられる従来から公知の構造のものを用いることができ、例えば、ドライシール、ダブルドライシール、ダブルメカニカルシールなどを例示することができる。

【0031】

図２及び図３に示すように、第一側蓋２１の中央部２１０には、本実施形態では、内側面において、凹状にへこんだ凹部２１２が形成されている。また、第一側蓋２１の中央部２１０には、本実施形態では、凹部２１２を通る位置にボルト挿入孔２１１が少なくとも一つ、好ましくは複数形成されている。複数のボルト挿入孔２１１は、好ましくは所望の仮想円の円周上に所定間隔をあけて位置するように第一側蓋２１の中央部２１０に形成される。

【0032】

図１に示すように、第二側蓋２２は、中央部２２０においてシャフト５０の中央部が貫通しており、シャフト５０の他端部が第二側蓋２２の外側に突き出ている。なお、「外側」とは、第二側蓋２２において本体２０の内部空間と反対側を意味する。

【0033】

第二側蓋２２の中央部２２０には、外側面において、シャフト５０と第二側蓋２２との間に形成される隙間を密閉する第二軸封機構１７が取り付けられている。第二軸封機構１７は、この種の装置に用いられる従来から公知の構造のものを用いることができ、例えば、ドライシール、ダブルドライシール、ダブルメカニカルシールなどを例示することができる。

【0034】

図４及び図５に示すように、第二側蓋２２の中央部２２０には、本実施形態では、内側面において、凹状にへこんだ凹部２２２が形成されている。また、第二側蓋２２の中央部２２０には、本実施形態では、凹部２２２を通る位置にボルト挿入孔２２１が少なくとも一つ、好ましくは複数形成されている。複数のボルト挿入孔２２１は、好ましくは所望の仮想円の円周上に所定間隔をあけて位置するように第二側蓋２２の中央部２２０に形成される。

【0035】

なお、第一側蓋２１の中央部２１０及び第二側蓋２２の中央部２２０は、特に限定されないが、それぞれ第一側蓋２１の他の部分、第二側蓋２２の他の部分に対して取り外し可能であってもよい。

【0036】

次に、図１に示すように、ロータ５は、モータを駆動源としてケーシング２内で回転する。ロータ５は、回転軸であるシャフト５０を含む。シャフト５０は、円形の棒状を呈しており、大径の中央部と小径の両端部とを含む。

【0037】

シャフト５０の中央部は、複数のインペラ５１が軸方向に沿って間隔をあけて突設されている。シャフト５０の中央部は、軸方向の長さの全長にわたって同じ外径に形成されていてもよいが、本実施形態では、図２及び図３に示すように、軸方向の両端側の一部分において、端に向かうに連れて先細る（外周面が縮径する）テーパ状に形成されている。シャフト５０の中央部において、上述のテーパ状とされた部分をテーパ状部分５００と称する。

【0038】

図１に示すように、シャフト５０の一端部は、第一ハウジング６に収容された第一の軸受８に回転可能に支持される。シャフト５０の一端は、第一ハウジング６を貫通して第一ハウジング６の外側に突き出ており、シャフト５０の一端にはバランスディスク１２が取り外し可能に取り付けられている。なお、「外側」とは、第一ハウジング６において第一側蓋２１側と反対側を意味する。

【0039】

シャフト５０の他端部は、第二ハウジング７に収容された第二の軸受９に回転可能に支持される。シャフト５０の他端は、第二ハウジング７を貫通して第二ハウジング７の外側に突き出ており、シャフト５０の他端部の第二ハウジング７から突き出る部分は、カップリングやプーリなどを介してモータに連結される。本実施形態では、シャフト５０の他端部の前記突出部分は、プーリ１４を介してモータに連結されている。なお、「外側」とは、第二ハウジング７において第二側蓋２２側と反対側を意味する。

【0040】

次に、図１に示すように、第一ハウジング６は、第一軸封機構１６の外側において第一側蓋２１の中央部２１０に取り外し可能に取り付けられている。第一ハウジング６は、例えばボルト１５を用いて第一側蓋２１の中央部２１０に着脱可能に固定できる。第一ハウジング６の中央部に第一の軸受８が収容されている。第一ハウジング６の形状・構造は、第一ハウジング６を第一側蓋２１に取り付けることができかつ第一の軸受８を収容できれば、特に限定されない。

【0041】

次に、図１に示すように、第二ハウジング７は、第二軸封機構１７の外側において第二側蓋２２の中央部２２０に取り外し可能に取り付けられている。第二ハウジング７は、例えばボルト１５を用いて第二側蓋２２の中央部２２０に着脱可能に固定できる。第二ハウジング７の中央部に第二の軸受９が収容されている。第二ハウジング７の形状・構造は、第二ハウジング７を第二側蓋２２に取り付けることができかつ第二の軸受９を収容できれば、特に限定されない。

【0042】

次に、図１に示すように、第一の軸受８及び第二の軸受９は、シャフト５０の端部をそれぞれ回転可能に支持することができれば、特に限定されるものではない。第一の軸受８及び第二の軸受９は、例えば玉軸受、コロ軸受、平軸受、アンギュラー軸受など、従来から公知のものを用いることができる。

【0043】

次に、図１から図５に示すように、第一支持材３及び第二支持材４は、それぞれ第一側蓋２１の中央部２１０、第二側蓋２２の中央部２２０よりもサイズの小さい円盤状を呈している。第一支持材３及び第二支持材４は、常時は、図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示すように、それぞれ第一側蓋２１、第二側蓋２２の内側において第一側蓋２１、第二側蓋２２と近い位置、好ましくは隣接する位置に配置される。この位置を「第一の位置」と称する。

【0044】

本実施形態では、第一支持材３及び第二支持材４は、それぞれ外径が第一側蓋２１の凹部２１２の内径、第二側蓋２２の凹部２２２の内径よりも僅かに小さく、それぞれ厚みが第一側蓋２１の凹部２１２の深さ、第二側蓋２２の凹部２２２の深さよりも大きい。そのため、第一支持材３の一部分及び第二支持材４の一部分が、それぞれ第一側蓋２１の凹部２１２、第二側蓋２２の凹部２２２に嵌まり込んでいる。このように、本実施形態では、第一支持材３及び第二支持材４は、常時は、それぞれ第一の位置において、第一側蓋２１の凹部、第二側蓋２２の凹部と嵌合しており、シャフト５０の中央部の周囲に隙間をあけた状態で静止している。

【0045】

第一支持材３の中央の開口部３０の直径及び第二支持材４の中央の開口部４０の直径は、シャフト５０の中央部においてテーパ状部５００よりもシャフト５０の端に近い側の部分５０１の外径よりも僅かに大きい。そのため、第一支持材３及び第二支持材４は、第一の位置にあるとき、それぞれシャフト５０の回転時にシャフト５０と接触せず、シャフト５０の回転を邪魔しない。また、第一支持材３及び第二支持材４は、それぞれ第一の位置からシャフト５０の軸方向に沿って内側に移動する際にシャフト５０との間に摩擦なくスムーズに移動できる。

【0046】

第一支持材３の開口部３０及び第二支持材４の開口部４０は、軸方向の長さの全長にわたって同じ直径に形成されていてもよいが、本実施形態では、図３及び図５に示すように、それぞれ内側（それぞれ第一側蓋２１、第二側蓋２２と反対側）の一部分において、内側に向かうに連れて拡がる（第一支持材３の内周面及び第二支持材４の内周面が拡径する）テーパ状に形成されている。第一支持材３及び第二支持材４において、開口部３０，４０が上述のテーパ状とされた部分をそれぞれ支持部３１，４１と称する。

【0047】

支持部３１，４１の内周面の軸方向に対する傾斜角度は、シャフト５０のテーパ状部分５００の外周面の軸方向に対する傾斜角度と一致又はほぼ一致している。そのため、第一支持材３及び第二支持材４がそれぞれ第一の位置からシャフト５０の軸方向に沿って内側に移動した際には、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すように、第一支持材３の支持部３１及び第二支持材４の支持部４１にそれぞれシャフト５０のテーパ状部分５００が嵌まり込んで、両支持部３１，４１の内周面とテーパ状部分５００の外周面とが密に接触する。この第一支持材３及び第二支持材４がそれぞれシャフト５０のテーパ状部分５００と当接する位置を、「第二の位置」と称する。第二の位置は、第一の位置よりも第一側蓋２１及び第二側蓋２２から離れた位置である。

【0048】

図２から図５に示すように、第一支持材３及び第二支持材４には、それぞれ少なくとも一つのネジ孔３２，４２が形成されている。ネジ孔３２，４２は、それぞれ第一支持材３、第二支持材４において、第一側蓋２１のボルト挿入孔２１１、第二側蓋２２のボルト挿入孔２２１と連通する位置に形成されており、本実施形態では、複数のネジ孔３２，４２が、所望の仮想円の円周上に所定間隔をあけて位置するように、それぞれ第一支持材３、第二支持材４に形成されている。

【0049】

次に、図１から図５に示すように、第一移動手段１０は、第一支持材３についてシャフト５０の軸方向に沿って上述した第一の位置及び第二の位置の間で移動させるとともに、第一支持材３を移動した位置で静止させる。また、第二移動手段１１は、第二支持材４についてシャフト５０の軸方向に沿って上述した第一の位置及び第二の位置の間で移動させるとともに、第二支持材４を移動した位置で静止させる。なお、「静止」とは、第一支持材３及び第二支持材４がシャフト５０の軸方向に沿って移動しないとともに、前記軸方向と直交する方向にも移動せずにシャフト５０の周囲で定置することを意味する。

【0050】

第一移動手段１０及び第二移動手段１１は、本実施形態では、それぞれが、ボルト１００，１１０と、規制材１０１，１１１とで構成されている。

【0051】

ボルト１００，１１０は、それぞれ頭部が第一側蓋２１のボルト挿入孔２１１、第二側蓋２２のボルト挿入孔２２１に収容され、かつ、頭部と反対側のネジ部がボルト挿入孔２１１，２２１を通過して第一支持材３のネジ孔３２、第二支持材４のネジ孔４２にねじ込まれている。なお、ボルト挿入孔２１１，２２１は、それぞれボルト１００，１１０の頭部がボルト挿入孔２１１，２２１を通り抜けないような形状に設計されている。

【0052】

図６に示すように、ボルト１００，１１０の頭部には、それぞれ例えば六角形などの多角形の穴１０３，１１３が形成されている。六角棒レンチなどを用いることによりボルト挿入孔２１１，２２１内でボルト１００，１１０を回転可能である。

【0053】

図２から図６に示すように、規制材１０１，１１１は、それぞれボルト挿入孔２１１，２２１からボルト１００，１１０の頭部が抜け出るのを規制する。規制材１０１，１１１は、ボルト１００，１１０の頭部を覆うようにそれぞれ第一側蓋２１の外側面、第二側蓋２２の外側面に取り付けられる板材である。規制材１０１，１１１は、例えばボルト１０２，１１２を用いて第一側蓋２１、第二側蓋２２に着脱可能に固定できるが、接着剤などを用いて固定してもよい。

【0054】

規制材１０１，１１１には、それぞれボルト１００，１１０の頭部よりも小さい大きさでありかつボルト１００，１１０の頭部の孔１０３，１１３を露出させる開口１０４，１１４が形成されている。

【0055】

次に、上記構成の回転機械１において、メンテナンスにより一対の軸受８，９を取り外す手順について説明する。

【0056】

まず、第一の軸受８側について、カバー１３をケーシング２の第一側蓋２１から取り外し、第一ハウジング６に形成された開口部６０（図２に示す）を通して六角棒レンチなどをボルト１００の頭部の穴１０３に係合させる。そして、六角棒レンチなどを用いてボルト１００を緩める方向に回す。これにより、ボルト１００は第一支持材３のネジ孔３２から抜け出る方向に移動しようとするが、ボルト１００の頭部が規制材１０１により第一側蓋２１のボルト挿入孔２１１から抜け出るのが規制されているため、図３（Ａ）に示すように、第一支持材３が第一側蓋２１から離れる内側の方向に移動する。このとき、第一支持材３は、第一移動手段１０のボルト１００を介してケーシング２の第一側蓋２１に保持されながらシャフト５０の軸方向に沿って移動する。

【0057】

そして、ボルト１００を緩める方向に回し続けて、図３（Ｂ）に示すように、第一支持材３の支持部３１がシャフト５０のテーパ状部分５００と当接する第二の位置まで第一支持材３を内側に移動させる。これにより、第一支持材３によってシャフト５０を支持する。

【0058】

次に、第二の軸受９側について、第一の軸受８側と同様に、第二ハウジング７に形成された開口部７０（図４に示す）を通して六角棒レンチなどをボルト１１０の頭部の穴１１３に係合させる。そして、六角棒レンチなどを用いてボルト１１０を緩める方向に回す。これにより、ボルト１１０は第二支持材４のネジ孔４２から抜け出る方向に移動しようとするが、ボルト１１０の頭部が規制材１１１により第二側蓋２２のボルト挿入孔２２１から抜け出るのが規制されているため、図５（Ａ）に示すように、第二支持材４が第二側蓋２２から離れる内側の方向に移動する。このとき、第二支持材４は、第二移動手段１１のボルト１１０を介してケーシング２の第二側蓋２２に保持されながらシャフト５０の軸方向に沿って移動する。

【0059】

そして、ボルト１１０を緩める方向に回し続けて、図５（Ｂ）に示すように、第二支持材４の支持部４１がシャフト５０のテーパ状部分５００と当接する第二の位置まで第二支持材４を内側に移動させる。これにより、第二支持材４によってシャフト５０を支持する。

【0060】

このように、シャフト５０を一対の支持材３，４で支持することにより、一対の軸受８，９の代わりにシャフト５０を水平な状態に保持できる。

【0061】

そして、ボルト１５を緩めて第一軸受８を収容した第一ハウジング６を第一側蓋２１から取り外すとともに第二軸受９を収容した第二ハウジング７を第二側蓋２２から取り外す。これにより、一対の軸受８，９を回転機械１から取り外すことができる。

【0062】

本実施形態の支持機構を備える回転機械１によれば、一対の軸受８，９を取り外す際に、シャフト５０をケーシング２から引き出す必要がないうえ、シャフト５０が水平に保持された状態であるため、軸受の交換作業などのメンテナンス作業を容易に行うことができる。

【0063】

また本実施形態の支持機構を備える回転機械１によれば、第一支持材３の支持部３１及び第二支持材４の支持部４１は、内周面が傾斜しており、支持部３１，４１が接触するシャフト５のテーパ状部分５０も、外周面が支持部４１の傾斜に合わせて傾斜しているので、一対の支持材３，４によりシャフト５０をバランスよく支持することができる。

【0064】

以上、本実施形態の支持機構及び回転機械１について説明したが、上記実施形態は、あくまでも例示であって制限的なものではない。そのため、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変形が可能である。

【0065】

例えば上記実施形態では、第一支持材３の支持部３１の内周面及び第二支持材４の支持部４１の内周面は、テーパ状の傾斜面であり、シャフト５０において支持部３１，４１の内周面が接触する部分（上記実施形態ではテーパ状部分５０）の外周面もテーパ状の傾斜面である。しかし、支持部３１，４１の内周面やシャフト５において支持部３１，４１の内周面が接触する部分の外周面は、支持部３１，４１でシャフト５０を支持できれば、その形状は特に限定されず、例えば段差面であってもよい。

【0066】

また上記実施形態では、第一移動手段１０及び第二移動手段１１は、それぞれが、ボルト１００，１１０と、規制材１０１，１１１とで構成されている。しかし、第一移動手段１０及び第二移動手段１１は、第一支持材３、第二支持材４についてシャフト５０の軸方向に沿って移動させるとともに、移動した位置で静止させる機能を発揮するものであればその構成は特に限定されない。例えば、第一移動手段１０及び第二移動手段１１は、それぞれ、第一支持材３及び第二支持材４の外周面に形成された雄ネジと、ケーシング２の第一側蓋２１及び第二側蓋２２に形成された、前記雄ネジと螺合する雌ネジを有するネジ穴とで構成されていてもよい。この変形例の第一移動手段１０及び第二移動手段１１は、第一支持材３及び第二支持材４を前記ネジ穴にそれぞれねじ込むことで第一支持材３及び第二支持材４を第一の位置から第二の位置まで移動可能である。

【0067】

また上記実施形態では、回転機械１が真空蒸気圧縮機であるが、回転機械１は例えば圧縮機、蒸気タービン、発電機、送風機、電動機、駆動機、アクチュエータ、工作機械などの様々な回転機械であってもよく、回転機械の種類に応じて適宜構想を変更可能である。

【符号の説明】

【0068】

１ 回転機械
２ ケーシング
２１ 第一側蓋
２２ 第二側蓋
３ 第一支持材
４ 第二支持材
５ ロータ
５０ シャフト
６ 第一ハウジング
７ 第二ハウジング
８ 第一の軸受
９ 第二の軸受
１０ 第一移動手段
１００ ボルト
１０１ 規制材
１１ 第二移動手段
１１０ ボルト
１１１ 規制材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】