JP2009293403A - Air compressor - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air compressor easily manufactured and attaining high efficiency. <P>SOLUTION: A cylindrical member 44 is fitted to a fitting part 41a of a shaft 41. A bearing device is arranged to radially face the cylindrical member 44. The bearing device includes a first bearing part 52 radially facing the cylindrical member 44, and a second bearing part 53 arranged radially outward from the first bearing part 52. A plate 54 arranged on the axially lower side from the bearing device is fixed to a first housing 61 of a housing. A washer 55 is arranged between a lower side diameter reduced part 44c of the cylindrical member 44, a connection face 41c of the shaft 41 and the first bearing 52, and the plate 54. The washer 55 is interlocked with the rotating operation of the shaft 41 and rotated at a rotating speed lower than the rotating speed of the shaft 41. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、非接触型の軸受装置を備えた空気圧縮機に関し、特に、回転軸であるシャフトが移動したとしても、軸受装置の軸受部および空気圧縮機のインペラに影響を与えない軸受装置の構造に関する。   The present invention relates to an air compressor provided with a non-contact type bearing device, and more particularly, to a bearing device that does not affect the bearing portion of the bearing device and the impeller of the air compressor even if the shaft that is the rotating shaft moves. Concerning structure.

一般的に空気圧縮機は、毎分数万回転にてインペラ等の回転体を回転させるために、回転体を回転可能に支持する軸受装置に、磁気軸受や空気動圧等の非接触型の軸受装置が用いられる（例えば、特許文献１参照）。   Generally, an air compressor rotates a rotating body such as an impeller at several tens of thousands of revolutions per minute, and a bearing device that rotatably supports the rotating body is provided with a non-contact type such as a magnetic bearing or air dynamic pressure. A bearing device is used (see, for example, Patent Document 1).

従来の空気圧縮機の軸受装置の構造について図４を用いて説明する。図４は、従来の空気圧縮機を示した断面図である。図４に示すように、空気圧縮機の軸受装置１００は、永久磁石１０１および電機子１０２の軸方向の両側に離間して配置される。そして、軸受装置１００のそれぞれは、シャフト１０３を径方向に回転可能に支持する第１軸受部１０４と、シャフト１０３に固定された板状部材１０５を軸方向に回転可能に支持する第２軸受部１０６とを備える。また、軸受装置１００は、シャフト１０３および板状部材１０５をそれぞれ非接触にて支持する。また、軸受装置１００のそれぞれには、シャフト１０３の軸方向の移動を規制する移動規制部１０７が設けられる。これら移動規制部１０７は、シャフト１０３が軸方向に移動した際に、シャフト１０３の軸方向の両側に設けられた拡径部１０３ａの上面および下面にそれぞれ接触することによって、シャフト１０３の軸方向の移動を規制する。また、移動規制部１０７は、軸受装置１００を外囲するハウジング１０８に固定される。
特開２００７−１９２１１５号公報 The structure of a conventional bearing device for an air compressor will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional air compressor. As shown in FIG. 4, the air compressor bearing device 100 is disposed on both sides of the permanent magnet 101 and the armature 102 in the axial direction. Each of the bearing devices 100 includes a first bearing portion 104 that supports the shaft 103 rotatably in the radial direction, and a second bearing portion that supports the plate-like member 105 fixed to the shaft 103 rotatably in the axial direction. 106. The bearing device 100 supports the shaft 103 and the plate-like member 105 in a non-contact manner. Each of the bearing devices 100 is provided with a movement restricting portion 107 that restricts the movement of the shaft 103 in the axial direction. When the shaft 103 moves in the axial direction, these movement restricting portions 107 come into contact with the upper surface and the lower surface of the enlarged diameter portion 103a provided on both sides of the shaft 103 in the axial direction, so that the axial direction of the shaft 103 is increased. Restrict movement. Further, the movement restricting portion 107 is fixed to the housing 108 that surrounds the bearing device 100.
JP 2007-192115 A

近年の空気圧縮機の高効率化に伴い、インペラ１０９とインペラ１０９を収容するケース１１０との間隙ＧＲを小さくする要求が高まっている。
しかしながら、従来の構造では、２つのシャフト１０３の拡径部１０３ａの軸方向の距離Ｌ１（以下、単に「距離Ｌ１」という）に対する２つの移動規制部１０７の軸方向の距離Ｌ２（以下、単に「距離Ｌ２」という）を調整することが困難であった。即ち、移動規制部１０７が２つの軸受装置１００のそれぞれに対して配置される構造により、距離Ｌ２は複数の誤差の累積によりばらつきが生じていた。より詳細には、距離Ｌ２には、移動規制部１０７をハウジング１０８に固定する際の組立誤差およびハウジング１０８を加工する際の加工誤差が含まれていた。その結果、距離Ｌ１に対する距離Ｌ２の調整に関しては、一旦、空気圧縮機を組み立てた後に、距離Ｌ１と距離Ｌ２との差を計測し、シム等の寸法を調整する位置調整部材（不図示）を移動規制部１０７に固定することによって、距離Ｌ１と距離Ｌ２との差を設定値内に収めていた。その後、インペラ１０９とケース１１０との間隙ＧＲを設定値内に収めるために、別部材である調整用カラー（不図示）を取り付けることによって、移動規制部１０７に対するインペラ１０９の位置を決定していた。したがって、これらの調整により、インペラ１０９とケース１１０との間隙ＧＲを小さくしていた。しかし、インペラ１０９とケース１１０との間隙ＧＲを調整するために、２度の調整が必要となり、空気圧縮機の組立が複雑化していた。 With the recent increase in efficiency of air compressors, there is an increasing demand for reducing the gap GR between the impeller 109 and the case 110 that houses the impeller 109.
However, in the conventional structure, the axial distance L2 (hereinafter simply referred to as “distance L1”) of the two shafts 103 relative to the axial distance L1 (hereinafter simply referred to as “distance L1”) of the two shafts 103a. It was difficult to adjust the distance L2). That is, due to the structure in which the movement restricting portion 107 is arranged for each of the two bearing devices 100, the distance L2 varies due to the accumulation of a plurality of errors. More specifically, the distance L2 includes an assembly error when fixing the movement restricting portion 107 to the housing 108 and a processing error when processing the housing 108. As a result, with respect to the adjustment of the distance L2 with respect to the distance L1, once the air compressor is assembled, a position adjusting member (not shown) that measures the difference between the distance L1 and the distance L2 and adjusts the dimensions of the shim or the like. By fixing to the movement restricting unit 107, the difference between the distance L1 and the distance L2 is within the set value. Thereafter, in order to keep the gap GR between the impeller 109 and the case 110 within the set value, the position of the impeller 109 relative to the movement restricting portion 107 is determined by attaching an adjustment collar (not shown) as a separate member. . Therefore, the gap GR between the impeller 109 and the case 110 is reduced by these adjustments. However, in order to adjust the gap GR between the impeller 109 and the case 110, two adjustments are necessary, and the assembly of the air compressor is complicated.

また、シャフト１０３の拡径部１０３ａが熱膨張することによって距離Ｌ１が変動してしまう場合がある。特に空気圧縮機は、毎分数万回転という高速回転に駆動されることにより、電機子１０２に流れる電流により熱が発生するために、高温状態（例えば、約１５０℃）となる。さらに、ハウジング１０８も熱膨張によって変形するために距離Ｌ２が変動してしまう。したがって、これら熱膨張の分を考慮に入れるために、距離Ｌ２と距離Ｌ１との差を大きく設定する必要があった。即ち、シャフト１０３の軸方向の移動量の低減が困難であった。その結果、シャフト１０３の軸方向の移動によって、インペラ１０９とケース１１０とが接触しないために、間隙ＧＲをある程度大きく設定する必要があり、さらに間隙ＧＲを小さくすることは困難であった。したがって、空気圧縮機のさらなる高効率化を達成することが困難であった。   Further, the distance L1 may fluctuate due to thermal expansion of the enlarged diameter portion 103a of the shaft 103. In particular, the air compressor is driven at a high speed of several tens of thousands of revolutions per minute, and heat is generated by the current flowing through the armature 102, so that the air compressor is in a high temperature state (for example, about 150 ° C.). Furthermore, since the housing 108 is also deformed by thermal expansion, the distance L2 varies. Therefore, in order to take these thermal expansions into consideration, it is necessary to set a large difference between the distance L2 and the distance L1. That is, it is difficult to reduce the amount of movement of the shaft 103 in the axial direction. As a result, since the impeller 109 and the case 110 do not come into contact with each other due to the axial movement of the shaft 103, it is necessary to set the gap GR to be somewhat large, and it is difficult to further reduce the gap GR. Therefore, it has been difficult to achieve higher efficiency of the air compressor.

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、空気圧縮機の製造が容易であり、且つ、高効率化を達成した空気圧縮機を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an air compressor that is easy to manufacture and achieves high efficiency.

本発明の請求項１に係る発明は、空気圧縮機であって、シャフトと、シャフトの一端側に取り付けられたインペラと、インペラを収容するケースと、回転駆動力を発生するモータ部と、シャフトの軸方向に固定された板状部材と、モータの軸方向の両側に複数配置され、シャフトを非接触にて回転可能に支持する軸受装置と、シャフトの軸方向への移動を規制するとともに、インペラとケースとの接触を阻止する一つの移動規制部とを備え、移動規制部は、シャフトの軸方向におけるインペラ側の近傍に設けられることを特徴とする。   The invention according to claim 1 of the present invention is an air compressor, which includes a shaft, an impeller attached to one end side of the shaft, a case that houses the impeller, a motor unit that generates rotational driving force, and a shaft. A plurality of plate-like members fixed in the axial direction, a bearing device that is arranged on both sides in the axial direction of the motor, and supports the shaft rotatably in a non-contact manner, and restricts movement of the shaft in the axial direction, One movement restricting portion that prevents contact between the impeller and the case is provided, and the movement restricting portion is provided in the vicinity of the impeller side in the axial direction of the shaft.

上記構成によると、１つの移動規制部がシャフトの軸方向におけるインペラ側の近傍に設けられることにより、移動規制部がシャフトの軸方向の両端側に設けられた従来構造においてばらつきを発生させていた距離Ｌ２の調整が不要になり、従来構造と比較して、第１規制部と第２規制部との軸方向の間隙の精度を向上させることができる。したがって、従来構造のようなインペラとケースとの間隙を調整するために空気圧縮機の組立後の調整を省くことができる。その結果、空気圧縮機を容易に製造することができる。その上、従来構造のように移動規制部が軸方向に離間して複数設けられないため、従来構造と比較して、シャフトの熱膨張の影響を大幅に低減することができる。さらに、移動規制部がシャフトの軸方向におけるインペラ側の近傍に設けられることにより、移動規制部がシャフトの軸方向におけるインペラ側とは反対側に設けられた従来構造と比較して、移動規制部とインペラとの軸方向の距離を短くすることができる。したがって、シャフトの熱膨張の影響をさらに低減することができる。その結果、インペラとケースとの間隙を小さく設定することができ、空気圧縮機の高効率化を達成することができる。   According to the above configuration, one movement restricting portion is provided in the vicinity of the impeller side in the axial direction of the shaft, thereby causing variations in the conventional structure in which the movement restricting portion is provided at both ends in the axial direction of the shaft. Adjustment of the distance L2 becomes unnecessary, and the accuracy of the axial gap between the first restricting portion and the second restricting portion can be improved as compared with the conventional structure. Therefore, adjustment after assembly of the air compressor can be omitted to adjust the gap between the impeller and the case as in the conventional structure. As a result, the air compressor can be easily manufactured. In addition, since the plurality of movement restricting portions are not provided apart from each other in the axial direction as in the conventional structure, the influence of thermal expansion of the shaft can be greatly reduced as compared with the conventional structure. Furthermore, since the movement restricting portion is provided in the vicinity of the impeller side in the shaft axial direction, the movement restricting portion is compared with the conventional structure in which the movement restricting portion is provided on the side opposite to the impeller side in the shaft axial direction. And the impeller can be shortened in the axial direction. Therefore, the influence of the thermal expansion of the shaft can be further reduced. As a result, the gap between the impeller and the case can be set small, and high efficiency of the air compressor can be achieved.

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の空気圧縮機であって、移動規制部は、径方向に伸びる第１規制部と、第１規制部の軸方向の両側に間隙を介して配置され、第１規制部と軸方向に接触可能な第２規制部とを有し、シャフトが軸方向に移動した際に、第１規制部の軸方向の面が、該面に軸方向に対向する第２規制部の軸方向の面に接触することにより、シャフトの軸方向への移動が規制されることを特徴とする。   The invention according to claim 2 of the present invention is the air compressor according to claim 1, wherein the movement restricting portion includes a first restricting portion extending in a radial direction and gaps on both sides in the axial direction of the first restricting portion. The first restricting portion and the second restricting portion that can be contacted in the axial direction are disposed, and when the shaft moves in the axial direction, the axial surface of the first restricting portion is in contact with the surface. The movement of the shaft in the axial direction is restricted by contacting the axial surface of the second restricting portion facing in the axial direction.

上記構成によると、径方向に伸びる第１規制部と、第１規制部の軸方向の両側に挟む第２規制部との構成によって、シャフトの軸方向の両側の移動を規制することができるために、簡単な構成にてシャフトの軸方向の移動規制を達成することができる。   According to the above configuration, the movement of both sides in the axial direction of the shaft can be restricted by the configuration of the first restriction portion extending in the radial direction and the second restriction portion sandwiched between both axial sides of the first restriction portion. In addition, the movement restriction in the axial direction of the shaft can be achieved with a simple configuration.

本発明の請求項３に係る発明は、請求項２に記載の空気圧縮機であって、第１規制部は、前記シャフトと別体に設けられ、第１規制部は、シャフトの回転動作に連動して、シャフトの回転速度より遅い回転速度にて回転することを特徴とする。   The invention according to claim 3 of the present invention is the air compressor according to claim 2, wherein the first restricting portion is provided separately from the shaft, and the first restricting portion is used for rotating the shaft. In conjunction with this, the motor rotates at a rotation speed slower than the rotation speed of the shaft.

上記構成によると、第１規制部がシャフトの回転動作に連動して、シャフトの回転速度より遅い回転速度にて回転することにより、第１規制部が第２規制部に接触する際に、第１規制部がシャフトの回転速度より遅い回転速度にて接触するために、第１規制部と第２規制部との接触による衝撃を低減することができる。   According to the above configuration, when the first restricting portion contacts the second restricting portion by rotating at a rotational speed slower than the rotational speed of the shaft in conjunction with the rotation operation of the shaft, Since the first restricting portion makes contact at a rotational speed slower than the rotational speed of the shaft, it is possible to reduce an impact caused by contact between the first restricting portion and the second restricting portion.

本発明によれば、空気圧縮機の製造が容易であり、且つ、高効率化を達成した空気圧縮機を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, manufacture of an air compressor is easy and can provide the air compressor which achieved high efficiency.

以下、本発明の空気圧縮機および空気圧縮機を構成する軸受装置の実施形態について、図１および図２を用いて説明する。図１は、本発明の空気圧縮機１を、中心軸を含む軸方向に沿った平面にて切った模式断面図である。図２は、図１の軸受装置５の周囲を拡大した拡大図である。以下、インペラ２が配置される側を軸方向上側、および変位測定部７が配置される側を軸方向下側と定義するが、この上側および下側は空気圧縮機１の実際の取り付け方向を規定するものではない。   Hereinafter, embodiments of an air compressor and a bearing device constituting the air compressor of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an air compressor 1 according to the present invention cut along a plane along an axial direction including a central axis. FIG. 2 is an enlarged view in which the periphery of the bearing device 5 of FIG. 1 is enlarged. Hereinafter, the side on which the impeller 2 is disposed is defined as the upper side in the axial direction, and the side on which the displacement measuring unit 7 is disposed is defined as the lower side in the axial direction, and the upper and lower sides indicate the actual mounting direction of the air compressor 1. It is not specified.

空気圧縮機１は、インペラ２、インペラ２を収容するケース３、インペラ２を回転させるモータ部４、軸受装置５、モータ部４および軸受装置５を収容するハウジング６を備える。   The air compressor 1 includes an impeller 2, a case 3 that houses the impeller 2, a motor unit 4 that rotates the impeller 2, a bearing device 5, a motor unit 4, and a housing 6 that houses the bearing device 5.

インペラ２は、略円錐状の基部２１およびこの基部２１に一体に設けられた複数の羽根部２２から構成される。そしてケース３は、軸方向に向かい開口する吸気口３１と、軸方向とは垂直な方向に向かい開口する排気口３２と、吸気口３１および排気口３２の間に形成される気体流通部３３とを備える。また、ケース３には、中心軸を中心とし、軸方向に沿って延びる円筒部３４が設けられる。そして、円筒部３４の軸方向上側の端部には、吸気口３１が設けられる。また、円筒部３４の軸方向下側の端部には、軸方向下側に向かい拡径する曲面部３５が設けられる。そして曲面部３５は、インペラ２の羽根部２２の上面に沿って微小間隙Ｇ１を介して対向する。この曲面部３５および羽根部２２の上面との微小間隙Ｇ１を小さくすることにより、空気圧縮機１の効率は向上する。   The impeller 2 includes a substantially conical base portion 21 and a plurality of blade portions 22 provided integrally with the base portion 21. The case 3 includes an intake port 31 that opens in the axial direction, an exhaust port 32 that opens in a direction perpendicular to the axial direction, and a gas circulation portion 33 formed between the intake port 31 and the exhaust port 32. Is provided. In addition, the case 3 is provided with a cylindrical portion 34 centering on the central axis and extending along the axial direction. An intake port 31 is provided at the axially upper end of the cylindrical portion 34. Further, a curved surface portion 35 whose diameter increases toward the lower side in the axial direction is provided at the end portion on the lower side in the axial direction of the cylindrical portion 34. The curved surface portion 35 opposes along the upper surface of the blade portion 22 of the impeller 2 via the minute gap G1. By reducing the minute gap G1 between the curved surface portion 35 and the upper surface of the blade portion 22, the efficiency of the air compressor 1 is improved.

モータ部４は、回転中心軸となるシャフト４１と、シャフト４１に取り付けられる永久磁石４２と、永久磁石４２とシャフト４１の回転径方向に対向して配置される電機子４３とを備える。電機子４３は、磁性体にて構成された電機子コア４３ａおよび電機子コア４３ａに取り付けられたコイル４３ｂから構成される。シャフト４１の軸方向上側の端部には、インペラ２が固定される。また、モータ部４より軸方向下側には、シャフト４１の軸方向の位置変化を検出する変位測定部７が設けられる。変位測定部７は、シャフト４１の軸方向下側の端部に取り付けられた永久磁石７１と、この永久磁石７１と軸方向に対向して配置される磁気センサ７２とを備える。永久磁石７１から磁気センサ７２に流れる磁束の変化を磁気センサ７２にて検出することにより、シャフト４１の軸方向の位置変化を測定する。   The motor unit 4 includes a shaft 41 serving as a rotation center axis, a permanent magnet 42 attached to the shaft 41, and an armature 43 arranged to face the permanent magnet 42 and the shaft 41 in the rotational radial direction. The armature 43 includes an armature core 43a made of a magnetic material and a coil 43b attached to the armature core 43a. The impeller 2 is fixed to the axially upper end of the shaft 41. A displacement measuring unit 7 that detects a change in the axial position of the shaft 41 is provided below the motor unit 4 in the axial direction. The displacement measuring unit 7 includes a permanent magnet 71 attached to an end of the shaft 41 on the lower side in the axial direction, and a magnetic sensor 72 arranged to face the permanent magnet 71 in the axial direction. A change in the magnetic flux flowing from the permanent magnet 71 to the magnetic sensor 72 is detected by the magnetic sensor 72 to measure a change in the position of the shaft 41 in the axial direction.

軸受装置５は、モータ部４の軸方向の両側に２個配置され、シャフト４１を非接触にて回転可能に支持する。そして、軸受装置５は、シャフト４１を径方向に非接触にて回転可能に支持する第１軸受部５２と、板状部材５１を軸方向に回転可能に非接触にて支持する第２軸受部５３とを備える。また、軸方向上側の軸受装置５は、インペラ２より軸方向下側に設けられ、軸方向下側の軸受装置５は、変位測定部７より軸方向上側に設けられる。また、シャフト４１の軸方向の両側の端部には、それぞれ磁性体の板状部材５１が取り付けられる。   Two bearing devices 5 are disposed on both sides of the motor unit 4 in the axial direction, and support the shaft 41 so as to be rotatable without contact. The bearing device 5 includes a first bearing portion 52 that rotatably supports the shaft 41 in the radial direction without contact, and a second bearing portion that supports the plate-like member 51 in a non-contact manner so as to be rotatable in the axial direction. 53. The axially upper bearing device 5 is provided axially below the impeller 2, and the axially lower bearing device 5 is provided axially above the displacement measuring unit 7. In addition, magnetic plate-like members 51 are attached to both ends of the shaft 41 in the axial direction.

ここで、軸受装置５が、モータ部４を軸方向の両側に設けられることにより、軸方向上側および軸方向下側の第１軸受部５２および第２軸受部５３の軸方向の間の距離を大きくすることができる。したがって、シャフト４１の軸倒れ量を低減することができる。上記構造は、特に空気圧縮機のようなシャフト４１が毎分数万回転で高速回転するものに好適である。   Here, the bearing device 5 is provided with the motor unit 4 on both sides in the axial direction, whereby the distance between the first bearing unit 52 and the second bearing unit 53 in the axial direction on the upper side in the axial direction and the lower side in the axial direction is set. Can be bigger. Therefore, the amount of shaft collapse of the shaft 41 can be reduced. The above structure is particularly suitable for a shaft 41 such as an air compressor that rotates at a high speed of several tens of thousands of revolutions per minute.

ハウジング６は、それぞれ略円筒形状の第１ハウジング６１〜第４ハウジング６４から構成される。第１ハウジング６１は、ケース３に固定され、軸方向上側の軸受装置５を収容する。そして、第１ハウジング６１には、シャフト４１の軸方向への移動を規制し、インペラ２とケース３との接触を阻止する一つの移動規制部８が設けられる。また、移動規制部８は、シャフト４１の軸方向におけるインペラ２の近傍に設けられる。第２ハウジング６２は、第１ハウジング６１に固定され、モータ部４を収容する。第３ハウジング６３は、第２ハウジング６２に固定され、軸方向下側の軸受装置５を外囲する。第４ハウジング６４は、第３ハウジング６３に固定され、軸方向下側の軸受装置５の一部を外囲し、且つ、変位測定部７を収容する。
（軸受装置５の詳細構造）
軸受装置５の第１軸受部５２は、略中空円筒形状に形成される。そして第１軸受部５２は、シャフト４１の外周面と径方向に対向する軸受面を有する可撓性の軸受フォイルと、軸受フォイルを支持する弾性体と、軸受フォイルおよび弾性体を保持する外輪とを備えたフォイル軸受である。これにより、第１軸受部５２は、シャフト４１を空気圧によって径方向に回転可能に支持する。即ち、第１軸受部５２はシャフト４１を非接触にて回転可能に支持する。 The housing 6 is composed of a first housing 61 to a fourth housing 64 each having a substantially cylindrical shape. The first housing 61 is fixed to the case 3 and accommodates the bearing device 5 on the upper side in the axial direction. The first housing 61 is provided with one movement restricting portion 8 that restricts movement of the shaft 41 in the axial direction and prevents contact between the impeller 2 and the case 3. Further, the movement restricting portion 8 is provided in the vicinity of the impeller 2 in the axial direction of the shaft 41. The second housing 62 is fixed to the first housing 61 and accommodates the motor unit 4. The third housing 63 is fixed to the second housing 62 and surrounds the bearing device 5 on the lower side in the axial direction. The fourth housing 64 is fixed to the third housing 63, surrounds a part of the bearing device 5 on the lower side in the axial direction, and accommodates the displacement measuring unit 7.
(Detailed structure of bearing device 5)
The first bearing portion 52 of the bearing device 5 is formed in a substantially hollow cylindrical shape. The first bearing portion 52 includes a flexible bearing foil having a bearing surface that is radially opposed to the outer peripheral surface of the shaft 41, an elastic body that supports the bearing foil, and an outer ring that holds the bearing foil and the elastic body. It is a foil bearing provided with. Thereby, the 1st bearing part 52 supports the shaft 41 so that rotation to radial direction is possible with an air pressure. That is, the 1st bearing part 52 supports the shaft 41 rotatably without contact.

第２軸受部５３は、略中空円筒形状であり、径方向の中央部に凹部が設けられた断面略Ｕ字状の電磁石ヨーク５３ａおよび電磁石ヨーク５３ａに収容された電磁石コイル５３ｂを備えた磁気軸受である。これにより、第２軸受部５３は、板状部材５１を磁力によって軸方向に非接触にて回転可能に支持する。より詳細には、第２軸受部５３は、変位測定部７により測定されたシャフト４１の軸方向の位置に基づいて、軸方向上側および軸方向下側の第２軸受部５３の電磁石コイル５３ｂに流される電流が制御される。これにより、第２軸受部５３に磁力が発生する。そして、第２軸受部５３は板状部材５１を制御された磁力によって回転可能に支持される。   The second bearing portion 53 has a substantially hollow cylindrical shape, and includes a magnetic yoke 53a having a substantially U-shaped cross section provided with a concave portion in a central portion in the radial direction and an electromagnetic coil 53b accommodated in the electromagnetic yoke 53a. It is. Thereby, the 2nd bearing part 53 supports the plate-shaped member 51 so that it can rotate without contact in an axial direction by magnetic force. More specifically, the second bearing portion 53 is applied to the electromagnetic coil 53b of the second bearing portion 53 on the upper side in the axial direction and the lower side in the axial direction based on the position in the axial direction of the shaft 41 measured by the displacement measuring unit 7. The current that flows is controlled. Thereby, a magnetic force is generated in the second bearing portion 53. And the 2nd bearing part 53 is rotatably supported by the magnetic force by which the plate-shaped member 51 was controlled.

また、第２軸受部５３は、第１軸受部５２より径方向外側に配置される。そして、第１軸受部５２は、第２軸受部５３の電磁石ヨーク５３ａの径方向内側に固定される。そして、第２軸受部５３は、第１ハウジング６１の内周面に固定される。
（移動規制部８の構造）
次に移動規制部８の構造について、図２および図３を用いて説明する。図３は、図２のワッシャ５５の周辺を拡大した拡大図である。 Further, the second bearing portion 53 is disposed on the outer side in the radial direction than the first bearing portion 52. The first bearing portion 52 is fixed to the radially inner side of the electromagnet yoke 53 a of the second bearing portion 53. The second bearing portion 53 is fixed to the inner peripheral surface of the first housing 61.
(Structure of the movement restriction unit 8)
Next, the structure of the movement restricting unit 8 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is an enlarged view in which the periphery of the washer 55 in FIG. 2 is enlarged.

図２および図３に示すように、移動規制部８は、シャフト４１の後述する連結面４１ｃ、後述する円筒部材４４、第１軸受部５２、後述するプレート５４、およびワッシャ５５から構成される。そして、移動規制部８は、径方向に伸びる第１規制部８１と、第１規制部８１の軸方向の両側に間隙を介して配置され、第１規制部８１と接触可能な第２規制部８２とを有する。また、シャフト４１が軸方向に移動した際に、第１規制部８１の軸方向の面が第２規制部８２の軸方向の面に接触することにより、シャフト４１の軸方向への移動が規制される。ここで、本実施形態において、第１規制部８１は、ワッシャ５５から構成され、第２規制部８２は、シャフト４１、円筒部材４４、第１軸受部５２、およびプレート５４から構成される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the movement restricting portion 8 includes a connecting surface 41 c described later of the shaft 41, a cylindrical member 44 described later, a first bearing portion 52, a plate 54 described later, and a washer 55. The movement restricting portion 8 includes a first restricting portion 81 that extends in the radial direction, and a second restricting portion that is disposed on both sides in the axial direction of the first restricting portion 81 via a gap and can contact the first restricting portion 81. 82. Further, when the shaft 41 moves in the axial direction, the axial direction surface of the first restricting portion 81 contacts the axial direction surface of the second restricting portion 82, thereby restricting the movement of the shaft 41 in the axial direction. Is done. Here, in the present embodiment, the first restricting portion 81 is composed of the washer 55, and the second restricting portion 82 is composed of the shaft 41, the cylindrical member 44, the first bearing portion 52, and the plate 54.

図２に示すように、シャフト４１の軸受装置５と径方向に対向する部位４１ａには、円筒部材４４が嵌合される。ここで、円筒部材４４は、シャフト４１を構成する部材として捉えてもよい。この円筒部材４４の外周面４４ｄは、第１軸受部５２の軸受面５２ａと径方向において微小間隙を介して対向する。以下、シャフト４１の軸受装置５と径方向に対向する部位４１ａを「嵌合部４１ａ」という。シャフト４１の嵌合部４１ａより軸方向下側には、嵌合部４１ａの外径より大きい外径を有する大径部４１ｂが設けられる。そして、嵌合部４１ａおよび大径部４１ｂの間には、嵌合部４１ａおよび大径部４１ｂを接続する平面である連結面４１ｃが設けられる。連結面４１ｃは、軸方向に対して垂直の方向（即ち、径方向）に延びる円環形状の平面である。   As shown in FIG. 2, a cylindrical member 44 is fitted into a portion 41a of the shaft 41 facing the bearing device 5 in the radial direction. Here, the cylindrical member 44 may be regarded as a member constituting the shaft 41. The outer peripheral surface 44d of the cylindrical member 44 is opposed to the bearing surface 52a of the first bearing portion 52 through a minute gap in the radial direction. Hereinafter, a portion 41a of the shaft 41 that faces the bearing device 5 in the radial direction is referred to as a “fitting portion 41a”. A large diameter portion 41b having an outer diameter larger than the outer diameter of the fitting portion 41a is provided below the fitting portion 41a of the shaft 41 in the axial direction. And between the fitting part 41a and the large diameter part 41b, the connection surface 41c which is a plane which connects the fitting part 41a and the large diameter part 41b is provided. The connecting surface 41c is an annular plane extending in a direction perpendicular to the axial direction (that is, the radial direction).

円筒部材４４は、第１軸受部５２の軸受面５２ａと径方向に対向する基部４４ａと、基部４４ａより軸方向上側に設けられた上側縮径部４４ｂと、基部４４ａより軸方向下側に設けられた下側縮径部４４ｃとから構成される。また、上側縮径部４４ｂの上面４４ｅは、板状部材５１の下面５１ａと接触する。そして、下側縮径部４４ｃの下面４４ｆは、シャフト４１の連結面４１ｃと接触する。   The cylindrical member 44 is provided on the lower side in the axial direction with respect to the bearing surface 52a of the first bearing portion 52 in the radial direction, the upper diameter-reduced portion 44b provided on the upper side in the axial direction from the base portion 44a, and the lower side in the axial direction. And the lower reduced diameter portion 44c. Further, the upper surface 44 e of the upper reduced diameter portion 44 b is in contact with the lower surface 51 a of the plate-like member 51. The lower surface 44f of the lower diameter-reduced portion 44c is in contact with the connecting surface 41c of the shaft 41.

第１ハウジング６１には、プレート５４が、例えば、ボルト（不図示）によって固定される。プレート５４は、第１軸受部５２および第２軸受部５３より軸方向下側に近接して配置される。またプレート５４は、略円環形状に形成され、断面矩形状の基部５４ａと、基部５４ａから径方向内側に突出した内側突出部５４ｂと、基部５４ａから軸方向上側に突出した上側突出部５４ｃとから構成される。基部５４ａは、第１軸受部５２と軸方向に対向する。そして、内側突出部５４ｂの内周面５４ｄは、シャフト４１の大径部４１ｂの外周面４１ｄと径方向に微小間隙を介して対向する。   The plate 54 is fixed to the first housing 61 by, for example, bolts (not shown). The plate 54 is disposed closer to the lower side in the axial direction than the first bearing portion 52 and the second bearing portion 53. The plate 54 is formed in a substantially annular shape, and has a base 54a having a rectangular cross section, an inner protrusion 54b protruding radially inward from the base 54a, and an upper protrusion 54c protruding upward in the axial direction from the base 54a. Consists of The base portion 54a faces the first bearing portion 52 in the axial direction. The inner peripheral surface 54d of the inner protrusion 54b is opposed to the outer peripheral surface 41d of the large-diameter portion 41b of the shaft 41 in the radial direction with a minute gap.

また、図３に示すように、円筒部材４４の下側縮径部４４ｃの外周面４４ｇおよびプレート５４の基部５４ａの内周面５４ｅとの径方向の間には、円環形状、且つ、板状のワッシャ５５が配置される。即ち、第１規制部８１であるワッシャ５５は、シャフト４１と別体に設けられる。ワッシャ５５の上面５５ａは、円筒部材４４の基部４４ａの下面４４ｈと軸方向に対向し、ワッシャ５５の下面５５ｂは、シャフト４１の連結面４１ｃと軸方向に対向する。さらに、ワッシャ５５の上面５５ａは、第１軸受部５２の下面５２ｂと軸方向に対向し、ワッシャ５５の下面５５ｂは、プレート５４の内側突出部５４ｂの上面５４ｆと軸方向に対向する。ここで、ワッシャ５５は、シャフト４１の連結面４１ｃと円筒部材４４の基部４４ａの下面４４ｈとによって軸方向に間隙を介して挟まれ、且つ、ワッシャ５５は連結面４１ｃおよび円筒部材４４と接触可能となるように配置される。この構成により、ワッシャ５５は、シャフト４１の回転動作と連動する。即ち、ワッシャ５５は、シャフト４１の連結面４１ｃ、円筒部材４４の基部４４ａの下面４４ｈおよび下側縮径部４４ｃの外周面４４ｇと接触および非接触を繰り返すことにより、シャフト４１の回転によって回転する。もしくは、シャフト４１の回転によって発生する、ワッシャ５５の上面５５ａと円筒部材４４の下面４４ｈとの間の空気流およびワッシャ５５の下面５５ｂと連結面４１ｃとの間の空気流によって、ワッシャ５５は、回転する。したがって、ワッシャ５５は、シャフト４１の回転速度より遅い回転速度にて回転する。   Further, as shown in FIG. 3, there is an annular shape between the outer peripheral surface 44g of the lower diameter-reduced portion 44c of the cylindrical member 44 and the inner peripheral surface 54e of the base portion 54a of the plate 54, and a plate A washer 55 is arranged. That is, the washer 55 that is the first restricting portion 81 is provided separately from the shaft 41. The upper surface 55a of the washer 55 is opposed to the lower surface 44h of the base 44a of the cylindrical member 44 in the axial direction, and the lower surface 55b of the washer 55 is opposed to the connecting surface 41c of the shaft 41 in the axial direction. Furthermore, the upper surface 55a of the washer 55 is opposed to the lower surface 52b of the first bearing portion 52 in the axial direction, and the lower surface 55b of the washer 55 is opposed to the upper surface 54f of the inner protrusion 54b of the plate 54 in the axial direction. Here, the washer 55 is sandwiched between the connecting surface 41 c of the shaft 41 and the lower surface 44 h of the base portion 44 a of the cylindrical member 44 via a gap in the axial direction, and the washer 55 can contact the connecting surface 41 c and the cylindrical member 44. It arrange | positions so that it may become. With this configuration, the washer 55 is interlocked with the rotation operation of the shaft 41. That is, the washer 55 rotates by the rotation of the shaft 41 by repeating contact and non-contact with the connecting surface 41c of the shaft 41, the lower surface 44h of the base portion 44a of the cylindrical member 44, and the outer peripheral surface 44g of the lower diameter-reduced portion 44c. . Alternatively, the washer 55 is generated by the air flow between the upper surface 55a of the washer 55 and the lower surface 44h of the cylindrical member 44 and the air flow between the lower surface 55b of the washer 55 and the connecting surface 41c, which are generated by the rotation of the shaft 41. Rotate. Therefore, the washer 55 rotates at a rotation speed slower than the rotation speed of the shaft 41.

また、上記構造により、シャフト４１が軸方向下側に移動した際に、円筒部材４４の基部４４ａの下面４４ｈがワッシャ５５の上面５５ａに接触し、且つ、ワッシャ５５の下面５５ｂがプレート５４の内側突出部５４ｂの上面５４ｆに接触するために、シャフト４１の軸方向下側への移動は規制される。そして、シャフト４１が軸方向上側に移動した際に、シャフト４１の連結面４１ｃがワッシャ５５の下面５５ｂに接触し、且つ、ワッシャ５５の上面５５ａが第１軸受部５２の下面５２ｂと接触するために、シャフト４１の軸方向上側への移動は規制される。   Further, with the above structure, when the shaft 41 moves downward in the axial direction, the lower surface 44 h of the base portion 44 a of the cylindrical member 44 contacts the upper surface 55 a of the washer 55, and the lower surface 55 b of the washer 55 is inside the plate 54. In order to contact the upper surface 54f of the protrusion 54b, the movement of the shaft 41 downward in the axial direction is restricted. When the shaft 41 moves upward in the axial direction, the connecting surface 41c of the shaft 41 contacts the lower surface 55b of the washer 55, and the upper surface 55a of the washer 55 contacts the lower surface 52b of the first bearing portion 52. In addition, the movement of the shaft 41 in the upper axial direction is restricted.

ここで、空気圧縮機１が高速駆動（例えば、毎分数万回転）中において、外部衝撃等により、シャフト４１が軸方向もしくは径方向に移動したとしても、シャフト４１の回転速度にて第１軸受部５２およびプレート５４に接触することを防ぐことができる。即ち、シャフト４１の回転速度より遅いワッシャ５５の回転速度にて、ワッシャ５５が第１軸受部５２およびプレート５４に接触する。したがって、第１軸受部５２およびプレート５４に与える衝撃を低減することができる。その結果、シャフト４１の回転速度にて第１軸受部５２およびプレート５４と接触した場合と比較して、ワッシャ５５、第１軸受部５２およびプレート５４の損傷を抑えることができる。これにより、信頼性の高い軸受装置および空気圧縮機を提供することができる。   Here, even when the shaft 41 moves in the axial direction or the radial direction due to an external impact or the like while the air compressor 1 is driven at high speed (for example, several tens of thousands of revolutions per minute), the first speed is set at the rotational speed of the shaft 41. Contact with the bearing portion 52 and the plate 54 can be prevented. That is, the washer 55 contacts the first bearing portion 52 and the plate 54 at a rotation speed of the washer 55 that is slower than the rotation speed of the shaft 41. Therefore, the impact given to the 1st bearing part 52 and the plate 54 can be reduced. As a result, damage to the washer 55, the first bearing portion 52, and the plate 54 can be suppressed as compared with the case where the shaft 41 contacts the first bearing portion 52 and the plate 54 at the rotational speed. Thereby, a highly reliable bearing device and an air compressor can be provided.

また、図２に示すように、ワッシャ５５の厚さｔ１と円筒部材４４の基部４４ａの下面４４ｈ（図２では不図示。図３参照）からプレート５４の内側突出部５４ｂの上面５４ｆ（図２では不図示。図３参照）までの軸方向の距離Ｄ１との差（Ｄ１−ｔ１）の大きさは、板状部材５１の下面５１ａと電磁石ヨーク５３ａの上端面５３ｃとの軸方向の距離Ｄ２より小さくなるように設定される。この構成により、軸方向上側の板状部材５１と軸方向上側の電磁石ヨーク５３ａとが接触することを阻止することができる。即ち、シャフト４１が軸方向下側に移動したとしても、軸方向上側の軸受装置５の板状部材５１と電磁石ヨーク５３ａとが接触する前に、必ずワッシャ５５と円筒部材４４およびプレート５４とが接触し、シャフト４１の軸方向下側の移動を規制する。したがって、第２軸受部５３の破損等に対する信頼性を向上させることができる。   2, the upper surface 54f (FIG. 2) of the inner protrusion 54b of the plate 54 from the thickness t1 of the washer 55 and the lower surface 44h (not shown in FIG. 2, see FIG. 3) of the base 44a of the cylindrical member 44. The difference (D1-t1) from the axial distance D1 (not shown in FIG. 3) is the distance D2 in the axial direction between the lower surface 51a of the plate-like member 51 and the upper end surface 53c of the electromagnet yoke 53a. It is set to be smaller. With this configuration, it is possible to prevent the axially upper plate-like member 51 from coming into contact with the axially upper electromagnet yoke 53a. In other words, even if the shaft 41 moves downward in the axial direction, the washer 55, the cylindrical member 44, and the plate 54 must always be brought into contact with the plate-like member 51 of the axially upper bearing device 5 and the electromagnet yoke 53a. It contacts and regulates the movement of the shaft 41 on the lower side in the axial direction. Therefore, the reliability with respect to the damage of the 2nd bearing part 53 etc. can be improved.

また、ワッシャ５５の厚さｔ１とシャフト４１の連結面４１ｃおよび第１軸受部５２の下面５２ｂ（図２では不図示。図３参照）の軸方向の距離Ｄ３との差（Ｄ３−ｔ１）の大きさは、板状部材５１の下面と電磁石ヨーク５３ａの上端面５３ｃとの軸方向の距離Ｄ２より小さくなるように設定される。この構成により、軸方向下側の板状部材５１と軸方向下側の電磁石ヨーク５３ａとが接触することを阻止することができる。即ち、シャフト４１が軸方向上側に移動したとしても、軸方向下側の軸受装置５の板状部材５１と電磁石ヨーク５３ａとが接触する前に、必ずワッシャ５５と連結面４１ｃおよび第１軸受部５２とが接触し、シャフト４１の軸方向上側の移動を規制する。したがって、第２軸受部５３の破損等に対する信頼性を向上させることができる。   Further, the difference (D3−t1) between the thickness t1 of the washer 55 and the axial distance D3 of the connecting surface 41c of the shaft 41 and the lower surface 52b of the first bearing portion 52 (not shown in FIG. 2; see FIG. 3). The size is set to be smaller than the axial distance D2 between the lower surface of the plate-like member 51 and the upper end surface 53c of the electromagnet yoke 53a. With this configuration, it is possible to prevent the axially lower plate-like member 51 from coming into contact with the axially lower electromagnet yoke 53a. That is, even if the shaft 41 moves upward in the axial direction, the washer 55, the coupling surface 41c, and the first bearing portion are always sure before the plate-like member 51 of the axially lower bearing device 5 and the electromagnet yoke 53a come into contact with each other. 52 contacts and restricts the movement of the shaft 41 on the upper side in the axial direction. Therefore, the reliability with respect to the damage of the 2nd bearing part 53 etc. can be improved.

また、ワッシャ５５の厚さｔ１と円筒部材４４の基部４４ａの下面４４ｈからプレート５４の内側突出部５４ｂの上面５４ｆまでの軸方向の距離Ｄ１との差（Ｄ１−ｔ１）の大きさは、インペラ２の羽根部２２とケース３との間の間隙の最小値（即ち、ケース３の円筒部３４の曲面部３５とインペラ２の羽根部２２とから構成される微小間隙Ｇ１の最小距離ＧＷ１）よりも小さく設定される。この構成により、インペラ２とケース３とが接触することを阻止することができる。したがって、空気圧縮機１の外部に配置された部材および装置（不図示）に損傷を与えることを防ぐことができる。即ち、インペラ２およびケース３が破損した場合、ケース３の排気口３２もしくは吸気口３１を通じて、空気圧縮機１に接続された部材および装置に、インペラ２およびケース３の破片が侵入してしまう可能性がある。しかしながら、第１規制部が第２規制部に接触することにより、万が一、第１規制部および第２規制部が破損したとしても、第１規制部および第２規制部の破片は、空気圧縮機１の内部に留まる。したがって、空気圧縮機１の外部の部材および装置に損傷を与えることを防ぐことができる。   The difference between the thickness t1 of the washer 55 and the axial distance D1 from the lower surface 44h of the base portion 44a of the cylindrical member 44 to the upper surface 54f of the inner protrusion 54b of the plate 54 is determined by the impeller. From the minimum value of the gap between the two blade portions 22 and the case 3 (that is, the minimum distance GW1 of the minute gap G1 formed by the curved surface portion 35 of the cylindrical portion 34 of the case 3 and the blade portion 22 of the impeller 2). Is also set small. With this configuration, contact between the impeller 2 and the case 3 can be prevented. Therefore, it is possible to prevent damage to members and devices (not shown) arranged outside the air compressor 1. That is, if the impeller 2 and the case 3 are damaged, the impeller 2 and the case 3 may enter the members and devices connected to the air compressor 1 through the exhaust port 32 or the intake port 31 of the case 3. There is sex. However, even if the first restricting portion and the second restricting portion are damaged due to the first restricting portion coming into contact with the second restricting portion, the fragments of the first restricting portion and the second restricting portion are separated from the air compressor. Stay inside 1. Therefore, it is possible to prevent damage to members and devices outside the air compressor 1.

図３に示すように、ワッシャ５５の内周面５５ｃは、円筒部材４４の下側縮径部４４ｃの外周面４４ｇと径方向において対向する。そして、ワッシャ５５の外周面５５ｄは、プレート５４の基部５４ａの内周面５４ｅと径方向において対向する。ここで、図２に示すように、ワッシャ５５の径方向の幅ｗ１と円筒部材４４の下側縮径部４４ｃの外周面４４ｇ（図２では不図示。図３参照）からプレート５４の基部５４ａの内周面５４ｅ（図２では不図示。図３参照）までの径方向の距離Ｄ４との差（Ｄ４−ｗ１）は、円筒部材４４の基部４４ａの外周面４４ｇと第１軸受部５２の軸受面５２ａとの径方向の距離Ｄ５より小さくなるように設定される。この構成により、円筒部材４４の基部４４ａの外周面４４ｄと第１軸受部５２の軸受面５２ａとの接触を阻止することができる。即ち、シャフト４１が径方向の一方に移動したとしても、円筒部材４４の基部４４ａの外周面４４ｄと第１軸受部５２の軸受面５２ａとが接触する前に、必ずワッシャ５５がプレート５４および円筒部材４４の下側縮径部４４ｃに接触し、シャフト４１の径方向の移動を規制する。したがって、第１軸受部５２の破損等に対する信頼性を向上させることができる。   As shown in FIG. 3, the inner peripheral surface 55 c of the washer 55 faces the outer peripheral surface 44 g of the lower diameter-reduced portion 44 c of the cylindrical member 44 in the radial direction. The outer peripheral surface 55d of the washer 55 is opposed to the inner peripheral surface 54e of the base portion 54a of the plate 54 in the radial direction. Here, as shown in FIG. 2, the width 54 of the washer 55 in the radial direction and the outer peripheral surface 44g (not shown in FIG. 2; see FIG. 3) of the lower diameter-reducing portion 44c of the cylindrical member 44 are used. The difference (D4-w1) from the radial distance D4 to the inner peripheral surface 54e (not shown in FIG. 2; see FIG. 3) of the outer peripheral surface 44g of the base portion 44a of the cylindrical member 44 and the first bearing portion 52 It is set to be smaller than the radial distance D5 from the bearing surface 52a. With this configuration, contact between the outer peripheral surface 44 d of the base portion 44 a of the cylindrical member 44 and the bearing surface 52 a of the first bearing portion 52 can be prevented. That is, even if the shaft 41 moves in one of the radial directions, the washer 55 is sure to be in contact with the plate 54 and the cylinder before the outer peripheral surface 44d of the base portion 44a of the cylindrical member 44 comes into contact with the bearing surface 52a of the first bearing portion 52. It contacts the lower diameter-reduced portion 44c of the member 44 and restricts the movement of the shaft 41 in the radial direction. Therefore, the reliability with respect to the failure | damage etc. of the 1st bearing part 52 can be improved.

また、本実施形態では、下側の軸受装置５には、移動規制部８が設けられていない。即ち、下側の軸受装置５は、シャフト４１に嵌合された円筒部材４４と第１軸受部５２の軸受面とが径方向に微小間隙を介して対向するのみであり、ワッシャ５５およびプレート５４は設けられていない。即ち、移動規制部８は、１つであり、シャフトの軸方向におけるインペラ側の近傍に設けられる。したがって、従来の構造（図４参照）に示すように、２つの軸受装置１００のともに移動規制部１０７を設けた場合と比較して、シャフト４１の軸方向の移動量を小さくすることができる。即ち、移動規制部８が軸受装置５の片側のみであるから、従来構造にてばらつきの原因となった距離Ｌ２が存在しない。したがって、従来構造では必要であった位置調整部材による調整が不要となり、第１規制部および第２規制部との間隙を高精度に設定することができる。その上、第１規制部８１および第２規制部８２との間隙を高精度に設定することができるため、従来構造では必要であった調整用カラーによる調整が不要となり、インペラ２とケース３との微小間隙Ｇ１を設定することができる。その結果、空気圧縮機１の製造の際に、従来構造では必要であった位置調整部材による移動規制部８の調整および調整用カラーによるインペラ２とケース３との微小間隙Ｇ１の調整が不要となるために、空気圧縮機１を容易に製造することができる。   In the present embodiment, the lower bearing device 5 is not provided with the movement restricting portion 8. That is, in the lower bearing device 5, the cylindrical member 44 fitted to the shaft 41 and the bearing surface of the first bearing portion 52 are only opposed to each other through a minute gap in the radial direction. Is not provided. That is, there is one movement restricting portion 8 and is provided in the vicinity of the impeller side in the axial direction of the shaft. Therefore, as shown in the conventional structure (see FIG. 4), the amount of movement of the shaft 41 in the axial direction can be reduced as compared with the case where the movement restricting portion 107 is provided in both of the two bearing devices 100. That is, since the movement restricting portion 8 is only on one side of the bearing device 5, there is no distance L2 that causes variations in the conventional structure. Therefore, the adjustment by the position adjusting member, which was necessary in the conventional structure, becomes unnecessary, and the gap between the first restricting portion and the second restricting portion can be set with high accuracy. In addition, since the gap between the first restricting portion 81 and the second restricting portion 82 can be set with high accuracy, adjustment using an adjustment collar, which is necessary in the conventional structure, becomes unnecessary, and the impeller 2 and the case 3 The minute gap G1 can be set. As a result, when the air compressor 1 is manufactured, the adjustment of the movement restricting portion 8 by the position adjusting member and the adjustment of the minute gap G1 between the impeller 2 and the case 3 by the adjusting collar, which are necessary in the conventional structure, are unnecessary. Therefore, the air compressor 1 can be easily manufactured.

また、特に、シャフトの軸方向におけるインペラ２に近傍に移動規制部８が設けられるため、インペラ２とケース３との微小間隙Ｇ１の幅ＧＷ１（図２参照）の大きさを小さくすることができる。即ち、従来構造の移動規制部１０７が軸方向の下側の軸受装置１００に設けられる場合と比較して、インペラ２と移動規制部８との軸方向の距離を小さくすることができる。したがって、インペラ２と移動規制部８との間のシャフト４１の距離が従来構造と比較して短くなるために、シャフト４１の熱膨張による影響を抑えることができる。これにより、従来構造のような移動規制部８が軸方向下側の軸受装置５側に設けられる場合と比較して、微小間隙Ｇ１の幅ＧＷ１の大きさを小さく設定することができる。したがって、空気圧縮機１の高効率化を図ることができる。   In particular, since the movement restricting portion 8 is provided in the vicinity of the impeller 2 in the axial direction of the shaft, the size of the width GW1 (see FIG. 2) of the minute gap G1 between the impeller 2 and the case 3 can be reduced. . That is, the axial distance between the impeller 2 and the movement restricting portion 8 can be reduced as compared with the case where the movement restricting portion 107 having a conventional structure is provided in the axially lower bearing device 100. Therefore, since the distance of the shaft 41 between the impeller 2 and the movement restricting portion 8 is shorter than that of the conventional structure, the influence due to the thermal expansion of the shaft 41 can be suppressed. Thereby, the magnitude | size of the width | variety GW1 of the micro clearance gap G1 can be set small compared with the case where the movement control part 8 like the conventional structure is provided in the bearing apparatus 5 side of the axial direction lower side. Therefore, high efficiency of the air compressor 1 can be achieved.

本実施形態の空気圧縮機によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態の空気圧縮機によれば、シャフト４１の軸方向の移動によるインペラ２およびケース３の接触を阻止する一つの移動規制部８がシャフト４１の軸方向におけるインペラ２の近傍に設けられる構成としている。したがって、従来構造のように移動規制部１０７がシャフト１０３の軸方向の両端側に設けられた場合と比較して、特別な調整作業を行うことなく、インペラ２とケース３との微小間隙Ｇ１を設定することができる。即ち、従来構造において、ばらつきが発生していた移動規制部１０７の間の距離Ｌ２が存在しないために、空気圧縮機の組立後に、シム等の位置調整部材および調整用カラーを用いてインペラ２や板状部材５１の軸方向の位置を２度調整する作業を削除することができる。その結果、従来構造と比較して、空気圧縮機１を容易に製造することができる。その上、本発明は、移動規制部８が一つであるため、従来構造の移動規制部１０７をシャフト１０３の軸方向において離間して２つ設けた場合に考慮した２つの移動規制部１０７の軸方向の間のシャフト１０３の熱膨張による影響を抑えることができる。特に、シャフトの軸方向におけるインペラ２の近傍に１つの移動規制部８を設けることにより、移動規制部８とインペラ２との軸方向の距離を短くすることができるために、さらにシャフト４１の熱膨張の影響を抑えることができる。その結果、インペラ２とケース３との微小間隙Ｇ１を小さく設定することが可能となり、空気圧縮機の高効率化を図ることができる。 According to the air compressor of this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) According to the air compressor of this embodiment, one movement restricting portion 8 that prevents the impeller 2 and the case 3 from contacting each other due to the axial movement of the shaft 41 is located in the vicinity of the impeller 2 in the axial direction of the shaft 41. It is set as the structure provided. Therefore, compared with the case where the movement restricting portions 107 are provided on both ends in the axial direction of the shaft 103 as in the conventional structure, the minute gap G1 between the impeller 2 and the case 3 is reduced without performing any special adjustment work. Can be set. That is, in the conventional structure, since there is no distance L2 between the movement restricting portions 107 in which variation has occurred, the impeller 2 and the adjustment collar such as a shim and the adjustment collar are used after the air compressor is assembled. The operation of adjusting the axial position of the plate-like member 51 twice can be deleted. As a result, the air compressor 1 can be easily manufactured as compared with the conventional structure. In addition, since the present invention has only one movement restricting portion 8, the two movement restricting portions 107 are considered when two movement restricting portions 107 having a conventional structure are provided apart in the axial direction of the shaft 103. The influence due to thermal expansion of the shaft 103 between the axial directions can be suppressed. In particular, by providing one movement restricting portion 8 in the vicinity of the impeller 2 in the axial direction of the shaft, the axial distance between the movement restricting portion 8 and the impeller 2 can be shortened. The influence of expansion can be suppressed. As a result, the minute gap G1 between the impeller 2 and the case 3 can be set small, and the efficiency of the air compressor can be increased.

（２）本実施形態の空気圧縮機によれば、シャフト４１が軸方向に移動した際に、第１規制部８１の軸方向の面が、第２規制部８２の軸方向の面に接触することにより、シャフト４１の軸方向への移動が規制される構成としている。即ち、シャフト４１が軸方向の下側に移動した際、ワッシャ５５の上面５５ａが円筒部材４４の基部４４ａの下面４４ｈと接触し、ワッシャ５５の下面５５ｂがプレート５４の内側突出部５４ｂの上面５４ｆと接触して、シャフト４１の移動が規制される。そして、シャフト４１が軸方向の上側に移動した際、ワッシャ５５の下面５５ｂがシャフト４１の連結面４１ｃと接触し、ワッシャ５５の上面５５ａが第１軸受部５２の下面５２ｂと接触して、シャフト４１の移動が規制される。したがって、第１規制部８１の軸方向の両側に第２規制部８２が配置される、簡単な構成にて、シャフト４１の軸方向の両側への移動規制を達成することができる。   (2) According to the air compressor of the present embodiment, when the shaft 41 moves in the axial direction, the axial surface of the first restricting portion 81 contacts the axial surface of the second restricting portion 82. Thus, the movement of the shaft 41 in the axial direction is restricted. That is, when the shaft 41 moves downward in the axial direction, the upper surface 55a of the washer 55 comes into contact with the lower surface 44h of the base portion 44a of the cylindrical member 44, and the lower surface 55b of the washer 55 is in contact with the upper surface 54f of the inner protruding portion 54b of the plate 54. And the movement of the shaft 41 is restricted. When the shaft 41 moves upward in the axial direction, the lower surface 55b of the washer 55 comes into contact with the connecting surface 41c of the shaft 41, and the upper surface 55a of the washer 55 comes into contact with the lower surface 52b of the first bearing portion 52. The movement of 41 is restricted. Therefore, the movement restriction of the shaft 41 to both sides in the axial direction can be achieved with a simple configuration in which the second restriction portions 82 are disposed on both sides of the first restriction portion 81 in the axial direction.

（３）本実施形態の空気圧縮機によれば、第１規制部８１であるワッシャ５５がシャフト４１の回転動作と連動して回転し、ワッシャ５５は、シャフト４１の回転速度より遅い回転速度にて回転する構成としている。したがって、ワッシャ５５が第１軸受部５２およびプレート５４に接触する際に、シャフト４１が第１軸受部５２およびプレート５４と接触する場合と比較して、接触による衝撃を低減することができる。その結果、第１軸受部５２およびプレート５４が破損することを抑えることができるために、信頼性の高い空気圧縮機を提供することができる。   (3) According to the air compressor of this embodiment, the washer 55 that is the first restricting portion 81 rotates in conjunction with the rotation operation of the shaft 41, and the washer 55 has a rotation speed slower than the rotation speed of the shaft 41. To rotate. Therefore, when the washer 55 is in contact with the first bearing portion 52 and the plate 54, the impact due to the contact can be reduced as compared with the case where the shaft 41 is in contact with the first bearing portion 52 and the plate 54. As a result, it is possible to prevent the first bearing portion 52 and the plate 54 from being damaged, and thus it is possible to provide a highly reliable air compressor.

（４）本実施形態の空気圧縮機によれば、円筒部材４４の下側縮径部４４ｃの外周面４４ｇは、ワッシャ５５の内周面５５ｃと接触可能であり、プレート５４の基部５４ａの内周面５４ｅは、ワッシャ５５の外周面５５ｄと接触可能である構成としている。そして、シャフト４１が径方向に移動した際に、ワッシャ５５と下側縮径部４４ｃの外周面４４ｇおよびプレート５４の基部５４ａの内周面５４ｅとが接触することにより、シャフト４１と第１軸受部５２との接触が阻止される構成としている。したがって、シャフト４１が径方向に移動しても、第１軸受部５２とシャフト４１との接触を防止することができる。したがって、第１軸受部５２およびシャフト４１の損傷を抑えることができる。   (4) According to the air compressor of this embodiment, the outer peripheral surface 44 g of the lower diameter-reduced portion 44 c of the cylindrical member 44 can be in contact with the inner peripheral surface 55 c of the washer 55. The peripheral surface 54e is configured to be able to contact the outer peripheral surface 55d of the washer 55. When the shaft 41 moves in the radial direction, the washer 55 and the outer peripheral surface 44g of the lower reduced diameter portion 44c and the inner peripheral surface 54e of the base portion 54a of the plate 54 come into contact with each other, so that the shaft 41 and the first bearing The contact with the portion 52 is prevented. Therefore, even if the shaft 41 moves in the radial direction, contact between the first bearing portion 52 and the shaft 41 can be prevented. Therefore, damage to the first bearing portion 52 and the shaft 41 can be suppressed.

（５）本実施形態の空気圧縮機によれば、円筒部材４４が、シャフト４１の連結面４１ｃおよび板状部材５１と接触する構成としている。したがって、板状部材５１およびインペラ２の軸方向の高精度な位置決めを容易に行うことができる。即ち、主にシャフト４１および円筒部材４４の加工誤差のみにより、板状部材５１およびインペラ２の軸方向の位置が決定されるために、従来構造のような組立誤差による影響を大幅に低減することができる。   (5) According to the air compressor of the present embodiment, the cylindrical member 44 is configured to contact the connecting surface 41 c of the shaft 41 and the plate-like member 51. Therefore, highly accurate positioning of the plate-like member 51 and the impeller 2 in the axial direction can be easily performed. That is, since the axial positions of the plate-like member 51 and the impeller 2 are determined mainly only by the processing errors of the shaft 41 and the cylindrical member 44, the influence of the assembly error as in the conventional structure is greatly reduced. Can do.

（６）本実施形態の空気圧縮機は、車両に搭載されることが望ましい。車両に搭載される空気圧縮機では、車両の減速や加速によって、衝撃を受けることが多い。しかしながら、本実施形態の空気圧縮機１は、上記の衝撃に対しても、移動規制部８によりシャフト４１（円筒部材４４）および板状部材５１と第１軸受部５２および第２軸受部５３との接触を阻止することができる。したがって、車両に搭載しても、信頼性の高い空気圧縮機を提供することができる。   (6) It is desirable that the air compressor of this embodiment is mounted on a vehicle. An air compressor mounted on a vehicle often receives an impact due to deceleration or acceleration of the vehicle. However, the air compressor 1 of the present embodiment is also provided with the shaft 41 (cylindrical member 44), the plate-like member 51, the first bearing portion 52, and the second bearing portion 53 by the movement restricting portion 8 against the above-described impact. Can be prevented. Therefore, even when mounted on a vehicle, a highly reliable air compressor can be provided.

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、シャフト４１および円筒部材４４は別部材であったが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、シャフト４１および円筒部材４４が単一部材として設けられてもよい。また、本実施形態では、シャフト４１およびワッシャ５５が別部材であったが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、シャフト４１およびワッシャ５５は一体に設けられてもよいし、単一部材として設けられてもよい。 In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the present embodiment, the shaft 41 and the cylindrical member 44 are separate members, but the present invention is not limited to this. For example, the shaft 41 and the cylindrical member 44 may be provided as a single member. In the present embodiment, the shaft 41 and the washer 55 are separate members, but the present invention is not limited to this. For example, the shaft 41 and the washer 55 may be provided integrally or as a single member.

・本実施形態では、プレート５４の基部５４ａの内周面５４ｅがワッシャ５５の外周面５５ｄと接触することにより、シャフト４１の径方向の移動を規制する役割を果たしたが、本発明はこれに限定することはない。例えば、プレート５４の基部５４ａの内周面５４ｅに円環形状の外径ガイド部材（不図示）を嵌合してもよい。これにより、外径ガイド部材の幅の修正を別途行うことによるのみにて、円筒部材４４の下側縮径部４４ｃの外周面４４ｇと外径ガイド部材の内周面（不図示）の距離を調整することができる。したがって、容易な調整方法にて、シャフト４１の径方向の移動量を高精度に設定することができる。   In the present embodiment, the inner peripheral surface 54e of the base portion 54a of the plate 54 is in contact with the outer peripheral surface 55d of the washer 55, so that the radial movement of the shaft 41 is controlled. There is no limit. For example, an annular outer diameter guide member (not shown) may be fitted to the inner peripheral surface 54e of the base portion 54a of the plate 54. Thus, the distance between the outer peripheral surface 44g of the lower diameter-reduced portion 44c of the cylindrical member 44 and the inner peripheral surface (not shown) of the outer diameter guide member can be reduced only by separately correcting the width of the outer diameter guide member. Can be adjusted. Therefore, the amount of movement of the shaft 41 in the radial direction can be set with high accuracy by an easy adjustment method.

・本実施形態では、第１軸受部５２をフォイル軸受、第２軸受部５３を磁気軸受としたが、本発明はこれに限定されることはない。第１軸受部５２および第２軸受部５３はともに非接触型の軸受であればよい。したがって、例えば、第１軸受部５２を磁気軸受とし、第２軸受部５３をフォイル軸受としてもよい。そして、例えば、第１軸受部５２および第２軸受部５３ともに、フォイル軸受としてもよい。また、第１軸受部５２および第２軸受部５３は、フォイル軸受および磁気軸受以外の非接触型の軸受であってもよい。   In the present embodiment, the first bearing portion 52 is a foil bearing, and the second bearing portion 53 is a magnetic bearing, but the present invention is not limited to this. Both the first bearing portion 52 and the second bearing portion 53 may be non-contact type bearings. Therefore, for example, the first bearing portion 52 may be a magnetic bearing and the second bearing portion 53 may be a foil bearing. For example, both the first bearing portion 52 and the second bearing portion 53 may be foil bearings. The first bearing portion 52 and the second bearing portion 53 may be non-contact type bearings other than the foil bearing and the magnetic bearing.

本発明の空気圧縮機を、中心軸を含んだ軸方向に沿った平面にて切った、模式断面図である。It is the schematic cross section which cut the air compressor of this invention in the plane along the axial direction containing a central axis. 図１における軸方向上側の軸受装置を拡大した拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of an axially upper bearing device in FIG. 1. 図２におけるワッシャの周囲を拡大した拡大図である。It is the enlarged view to which the circumference | surroundings of the washer in FIG. 2 were expanded. 従来の空気圧縮機の構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the conventional air compressor.

符号の説明Explanation of symbols

１…空気圧縮機、２…インペラ、３…ケース、３１…吸気口、３２…排気口、４…モータ部、４１…シャフト、４１ｃ…連結面（第２規制部）４４…円筒部材（第２規制部）、５…軸受装置、５１…板状部材、５２…第１軸受部（第２規制部）、５３…第２軸受部、５４…プレート（第２規制部）、５５…ワッシャ（第１規制部）、８…移動規制部、８１…第１規制部、８２…第２規制部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Air compressor, 2 ... Impeller, 3 ... Case, 31 ... Intake port, 32 ... Exhaust port, 4 ... Motor part, 41 ... Shaft, 41c ... Connecting surface (2nd control part) 44 ... Cylindrical member (2nd (Restriction part), 5 ... bearing device, 51 ... plate-like member, 52 ... first bearing part (second restriction part), 53 ... second bearing part, 54 ... plate (second restriction part), 55 ... washer (first) 1 restriction part), 8 ... movement restriction part, 81 ... first restriction part, 82 ... second restriction part

Claims (3)

空気圧縮機であって、
シャフトと、前記シャフトの一端側に取り付けられたインペラと、前記インペラを収容するケースと、回転駆動力を発生するモータ部と、前記シャフトの軸方向に固定された板状部材と、前記モータの軸方向の両側に複数配置され、前記シャフトを非接触にて回転可能に支持する軸受装置と、前記シャフトの軸方向への移動を規制するとともに、前記インペラと前記ケースとの接触を阻止する一つの移動規制部とを備え、
前記移動規制部は、前記シャフトの軸方向における前記インペラ側の近傍に設けられること
を特徴とする空気圧縮機。 An air compressor,
A shaft, an impeller attached to one end of the shaft, a case that houses the impeller, a motor unit that generates a rotational driving force, a plate-like member fixed in the axial direction of the shaft, and the motor A plurality of bearing devices arranged on both sides in the axial direction and supporting the shaft so as to be rotatable in a non-contact manner, and restricting movement of the shaft in the axial direction and preventing contact between the impeller and the case. With one movement restriction part,
The air restrictor is provided in the vicinity of the impeller side in the axial direction of the shaft. 請求項１に記載の空気圧縮機であって、
前記移動規制部は、径方向に伸びる第１規制部と、前記第１規制部の軸方向の両側に間隙を介して配置され、前記第１規制部と軸方向に接触可能な第２規制部とを有し、
前記シャフトが軸方向に移動した際に、前記第１規制部の軸方向の面が、該面に軸方向に対向する前記第２規制部の軸方向の面に接触することにより、前記シャフトの軸方向への移動が規制されること
を特徴とする空気圧縮機。 The air compressor according to claim 1,
The movement restricting portion includes a first restricting portion extending in a radial direction, and a second restricting portion disposed on both sides in the axial direction of the first restricting portion via a gap and capable of contacting the first restricting portion in the axial direction. And
When the shaft moves in the axial direction, an axial surface of the first restricting portion comes into contact with an axial surface of the second restricting portion opposed to the surface in the axial direction. An air compressor characterized in that movement in an axial direction is restricted. 請求項２に記載の空気圧縮機であって、
前記第１規制部は、前記シャフトと別体に設けられ、
前記第１規制部は、前記シャフトの回転動作に連動して、前記シャフトの回転速度より遅い回転速度にて回転すること
を特徴とする空気圧縮機。 The air compressor according to claim 2,
The first restricting portion is provided separately from the shaft,
The air compressor according to claim 1, wherein the first restricting portion rotates at a rotational speed slower than a rotational speed of the shaft in conjunction with a rotational operation of the shaft.

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