电动机的支持构造以及压缩机.pdf

电动机的支持构造(A)具有：基台(20)，其具备以固定电动机本体(11)的轴方向上的一端部(13A)并使另一端部(13B)自由的方式进行支持的悬臂支持部(21)以及具备支持电动机本体(11)的另一端部(13B)的支持面(24)的台座部(22)；以及支撑部件(30)，其约束电动机本体(11)和台座部(22)的向与支持面(24)平行且与轴方向正交的正交方向的相对移动，并使得能够进行电动机本体(11)和台座部(22)的向相对于支持面(24)垂直的垂直方向的相对移动。通过该电动机的支持构造(A)，能够在不对悬臂支持部(21)施加过度的力的情况下抑制电动机的振动。

权利要求书
1.   一种电动机的支持构造，具有：
基台，其具备悬臂支持部以及台座部，所述悬臂支持部以固定电动机本体的轴方向上的一端部并使另一端部自由的方式进行支持，所述台座部具有支持所述电动机本体的另一端部的支持面；以及
相对移动控制部件，其约束所述电动机本体和所述台座部的向与所述支持面平行且与所述轴方向正交的正交方向的相对移动，并使得能够进行所述电动机本体和所述台座部的向相对于所述支持面垂直的垂直方向的相对移动。

2.   根据权利要求1所述的电动机的支持构造，其中，所述相对移动控制部件为连接于所述电动机本体的另一端部以及所述基台且沿所述正交方向延伸的板状部件。

3.   根据权利要求2所述的电动机的支持构造，其中，所述板状部件在所述垂直方向上具有变形自如的弹簧性能。

4.   根据权利要求2或3所述的电动机的支持构造，其中，所述板状部件在所述电动机本体的另一端部与所述基台之间具有曲部。

5.   根据权利要求2～4中的任一项所述的电动机的支持构造，其中，
所述板状部件具有在所述电动机本体的另一端部与所述基台之间直线地延伸的延伸部，
将所述板状部件固定于所述电动机本体的另一端部的第一固定部以及将所述板状部件固定于所述基台的第二固定部中的至少任一方在所述延伸部的延长线上不具有支撑。

6.   一种压缩机，其具有电动机，其中，
作为支持所述电动机的支持构造，具有权利要求1～5中的任一项所述的电动机的支持构造。

说明书电动机的支持构造以及压缩机
技术领域
本发明涉及电动机的支持构造以及压缩机。
本申请基于在日本于2012年8月27日申请的日本特愿2012-186438号而要求优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
在下列专利文献1中，公开了一种干式螺杆压缩机，其具有在轴端安装了大齿轮(bull gear)，并通过该大齿轮使具备小齿轮(pinion)的转子旋转，从而使第一级压缩机以及第二级压缩机进行驱动。在该压缩机中，相对于容纳大齿轮的增速机壳体，电动机本体悬臂状地得到支持(例如参照专利文献1的图15)。
虽然在下述专利文献1中未明示，但悬臂状地得到支持的电动机的自由端侧为利用从下方进行支撑的台座来仅承受其自重的构成。即，若使压缩机运转，则壳体侧因流体的压缩作用而变得高温。因此，在于该热源附近悬臂支持电动机本体的悬臂支持部与远离热源并支撑电动机本体的台座部之间，热膨胀差变大。若在该状态下约束电动机本体的自由端侧的向垂直方向的移动，则存在对悬臂支持部施加过度的力的可能性，因而在专利文献1的情况下，在电动机的自由端侧，利用仅承受电动机的自重的支持构造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4003378号公报。
发明内容
发明要解决的问题
在电动机中，在因时效劣化等导致不平衡度增加等情况下，以电动机为来源的振动变大。在此种情况下，在上述现有技术那样的仅承受电动机自重的支持构造中，存在左右方向(水平方向)的振动变大的问题。
本发明鉴于上述问题点而完成，其目的在于提供能够在不对悬臂支持部施加过度的力的情况下抑制振动的电动机的支持构造以及压缩机。
用于解决问题的方案
为了解决上述壳体，本发明的第一方式为一种电动机的支持构造，其具有：基台，其具备悬臂支持部以及台座部，所述悬臂支持部以固定电动机本体的轴方向上的一端部并使另一端部自由的方式进行支持，所述台座部具有支持电动机本体的另一端部的支持面；以及相对移动控制部件，其约束所述电动机本体和所述台座部的向与所述支持面平行且与所述轴方向正交的正交方向的相对移动，并使得能够进行所述电动机本体和所述台座部的向相对于所述支持面垂直的垂直方向的相对移动。
在本发明中，设有相对移动控制部件，所述相对移动控制部件沿正交方向约束电动机本体的自由端侧，且沿垂直方向不拘束。正交方向与台座部的支持面平行，是与电动机本体的轴方向正交的方向，因而能够抑制由电动机的不平衡引起的轴晃振动。另外，垂直方向为相对于台座部的支持面垂直的方向，因而能够进行电动机本体的上下相对移动，因热膨胀差引起的过度的力不施加于电动机。
另外，在本发明所涉及的第二方式中，所述相对移动控制部件为连接于所述电动机本体的另一端部以及所述基台且沿所述正交方向延伸的板状部件。
通过使板状的部件沿与轴方向正交的正交方向延伸设置，能够廉价地形成以下构造，其提高正交方向上的刚性，且在垂直方向上不具有阻碍电动机本体的热膨胀的程度的刚性。另外，能够利用该刚性来约束正交方向上的相对移动，且使得能够进行垂直方向上的相对移动。
另外，在本发明所涉及的第三方式中，所述板状部件在所述垂直方向上具有变形自如的弹簧性能。
通过采用该构成，在本发明中，板状部件追随电动机本体的相对移动而自由地变形，因而能够使向垂直方向的相对移动能够进行。
另外，在本发明所涉及的第四方式中，所述板状部件在所述电动机本体的另一端部与所述基台之间具有曲部。
通过在电动机本体的另一端部与基台的中途设置变形变得容易的曲部，能够使板状部件不具有垂直方向的刚性。
另外，在本发明所涉及的第五方式中，所述板状部件具有在所述电动机本体的另一端部与所述基台之间直线地延伸的延伸部。另外，将所述板状部件固定于所述电动机本体的另一端部的第一固定部以及将所述板状部件固定于所述基台的第二固定部中的至少任一方在所述延伸部的延长线上不具有支撑。
在本发明中，延伸部在垂直方向上不受第一固定部以及第二固定部约束。因此，能够使板状部件在垂直方向上不具有阻碍电动机本体的热膨胀的程度的刚性。
另外，具有本发明所涉及的电动机的压缩机作为支持所述电动机的支持构造，具有先前所述的电动机的支持构造。
通过采用该构成，能够获得一种压缩机，其能够有效地抑制因电动机的不平衡引起的振动，能够使得因热膨胀差引起的过度的力不施加于电动机。
发明的效果
根据本发明，能够获得能够在不对悬臂支持部施加过度的力的情况下抑制振动的电动机的支持构造以及压缩机。
附图说明
图1A是示出具备本发明的实施方式中的电动机的支持构造的压缩机的正视图；
图1B是示出具备本发明的实施方式中的电动机的支持构造的压缩机的右侧视图；
图2是图1A中的主要部分放大图；
图3A是示出本发明的其他实施方式中的支撑部件的构成的主要部分放大图；
图3B是示出本发明的其他实施方式中的支撑部件的构成的主要部分放大图；
图3C是示出本发明的其他实施方式中的支撑部件的构成的主要部分放大图；
图3D是示出本发明的其他实施方式中的支撑部件的构成的主要部分放大图；
图4A是示出具备本发明的其他实施方式中的电动机的支持构造的压缩机的右侧视图；
图4B是示出具备本发明的其他实施方式中的电动机的支持构造的压缩机的右侧视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。此外，在以下的说明中，例示将本发明的电动机的支持构造适用于压缩机的情况。另外，在以下的说明中，设定XYZ正交坐标系，有时参照该XYZ正交坐标系并说明各部件的位置关系。将水平面内的既定方向设为X轴方向，将在水平面内与X轴方向正交的方向设为Y轴方向，并将与X轴方向以及Y轴方向中的各个正交的方向(即铅垂方向)设为Z轴方向。
图1A是示出具备本发明的实施方式中的电动机10的支持构造A的压缩机1的正视图。另外，图1B是图1A所示的压缩机1的右侧视图。另外，图2是图1A中的主要部分放大图。
如图1A所示，压缩机1为使压缩机叶轮2旋转以压缩空气等流体的涡轮压缩机。
压缩机1是具备对流体进行压缩的第一级压缩机3(参照图1B)、以及对压缩了一个阶段的流体进一步进行压缩的第二级压缩机4(参照图1A)的2级压缩机。压缩机1具有使第一级压缩机3以及第二级压缩机4进行驱动的电动机10、以及支持电动机10的支持构造A。在第一级压缩机3以及第二级压缩机4，分别容纳压缩机叶轮2，它们利用转子5连接。
压缩机叶轮2为径向叶轮且具有叶片，该叶片包含将在轴方向上吸气的气体沿半径方向导出的未图示的三维扭曲。在压缩机叶轮2的周围，分别设有未图示的扩散流路。因此，能够将沿半径方向导出的气体在该流路中进行压缩、升压，另外，还通过设于其周围的涡旋流路供给到下级压缩机。
如图1B所示，第一级压缩机3具备吸入管6。吸入管6与电动机本体11的侧方平行地配置。通过了吸入管6的气体被输入到第一级压缩机3。若在第一级压缩机3中进行第一阶段的压缩，则该压缩气体通过未图示的中间冷却器得到冷却，并被输入到第二级压缩机4。若在第二级压缩机4中进行第二阶段的压缩，则该压缩气体通过未图示的后冷却器得到冷却，并被供给到连接于压缩机1的未图示的产业用机械等。
如图1A所示，电动机10具有容纳未图示的定子的圆柱状的电动机本体11，该未图示的定子使转子12绕沿水平方向(X轴方向)延伸的轴旋转。转子12经由轴联接7连接到大齿轮8。大齿轮8与在压缩机叶轮2的转子5设置的未图示的小齿轮啮合。因此，若大齿轮8旋转，则第一级压缩机3以及第二级压缩机4同步地被驱动。
如图1A所示，支持构造A具有基台20，基台20容纳包含大齿轮8的齿轮装置。基台20为L字状的壳体。在基台20，设有用于对旋转部、滑动部供给油的未图示的油箱、上述未图示的中间冷却器、其他未图示的各种配管、测量设备等。基台20具有对电动机本体11进行悬臂支持的悬臂支持部21、以及支撑电动机本体11下方的台座部22。
悬臂支持部21是以固定电动机本体11的轴方向(X轴方向)上的一端部13A，并使另一端部13B自由的方式进行支持的部件。悬臂支持部21与基台20成为一体，形成为与电动机本体11的一端部13A相同直径的碗状，电动机本体11的一端部13A连接于其开口缘的凸缘部23。此外，凸缘部23与电动机本体11通过沿X轴方向延伸的未图示的多个杆而连接。悬臂支持部21以水平姿势支持电动机本体11。
台座部22支撑电动机本体11的成为自由端的另一端部13B，仅承受其自重。台座部22具有支持面24。在支持面24载置有脚部14，脚部14设于电动机本体11的另一端部13B。如图1B所示，脚部14在电动机本体11的侧底部处成对地设置。因此，本实施方式的台座部22与脚部14对应地在基台20设有2处。
如图2所示，台座部22具有沿铅垂方向(Z轴方向)竖立设置的螺纹轴25、以及在螺纹轴25顶端设置的衬垫26。衬垫26在平面视图中为圆形状，其圆形的朝上面为支持面24。此外，在衬垫26的支持面24根据需要设置防振橡胶。支持面24为沿水平面(X-Y平面)延伸的面。台座部22相对于电动机本体11非连接，不约束另一端部13B在支持面24的垂直方向(Z轴方向)上的上下相对移动。
如图1A所示，电动机10的支持构造A具有支撑部件(相对移动控制部件)30。支撑部件30从后述约束力的观点来看，相对于悬臂支持部21设置于比台座部22远的位置。支撑部件30约束电动机本体11和台座部22的向与支持面24平行且与轴方向(X轴方向)正交的正交方向(Y轴方向)的相对移动。另外，支撑部件30使得可能进行电动机本体11和台座部22的向相对于支持面24垂直的垂直方向(Z轴方向)的相对移动。
如图2所示，支撑部件30连接于电动机本体11的另一端部13B以及基台20。详细而言，支撑部件30的上侧利用螺栓31相对于接地部(第一固定部)15固定，接地部15构成设于另一端部13B的脚部14的下端。另外，支撑部件30的下侧利用螺栓32相对于固定片(第二固定部)27固定，固定片27一体地设于基台20。如图1B所示，支撑部件30沿正交方向(Y轴方向)延伸，其上侧与接地部15在正交方向两端处固定，其下侧与固定片27遍及正交方向整体在多处固定。
支撑部件30是对厚度较薄的钢、铜等金属的一片板进行了加工的板状部件。
如在图2中以虚线所示，支撑部件30在相对于支持面24垂直的垂直方向(Z轴方向)上具有变形自如的弹簧性能。支撑部件30在电动机本体11的另一端部13B与基台20之间具有曲部33。本实施方式的曲部33的弯曲角度为直角。
曲部33是用于使支撑部件30沿垂直方向(Z轴方向)不具有刚性而设置的。在本实施方式的支撑部件30，除曲部33之外形成有3处弯曲(以符号34、35、36示出)，其结果，支撑部件30形成为大致Z字状。这些弯曲(33、34、35、36)在板状的支撑部件30的短边方向上形成，在长边方向上未形成。换言之，在板状的支撑部件30的短边存在弯曲(33、34、35、36)，支撑部件30在短边方向上屈曲。另一方面，在板状的支撑部件30的长边没有弯曲，支撑部件30在长边方向上直线状地延伸。因此，支撑部件30的正交方向(Y轴方向)上的刚性高，垂直方向(Z轴方向)上的刚性比正交方向低，为在该垂直方向上几乎不具有刚性的构造。
支撑部件30具有延伸部37，延伸部37在电动机本体11的另一端部13B与基台20之间沿垂直方向(Z轴方向)直线地延伸。如图2所示，将支撑部件30固定于电动机本体11的另一端部13B的接地部15以及将支撑部件30固定于基台20的固定片27中的至少任一方在延伸部37的延长线上不具有支撑。在本实施方式中，设于下侧的固定片27从沿着延伸部37的垂直方向的延长线上偏离，为在延伸部37的垂直方向侧不具有支撑的构成。其结果，延伸部37不会被接地部15以及固定片27上下地夹住并受到约束。
接着，说明上述构成的电动机10的支持构造A的作用。
在使图1A所述的压缩机1运转的情况下，使电动机10进行驱动。电动机10使大齿轮8旋转，以使连接有压缩机叶轮2的转子5旋转。若压缩机叶轮2旋转，则引入的气体压缩、升压。通过该气体的压缩，第一级压缩机3以及第二级压缩机4变得高温。
第一级压缩机3以及第二级压缩机4被基台20支持，其热的至少一部分传热到基台20。基台20以通过悬臂支持电动机10来使不耐热的电动机本体11远离该热源的方式构成。在此，在于该热源附近悬臂支持电动机本体11的悬臂支持部21与远离热源并支撑电动机本体的台座部22之间，热膨胀差变大。
在该状态下，假设约束电动机本体11的自由端侧的向垂直方向的移动，则有可能对悬臂支持部21施加过度的力。与此相对，在支持构造A中，通过利用台座部22支撑电动机本体11的另一端部13B的下侧并仅承受载荷，对悬臂支持部21不施加过度的力。然而，由于在与支持面24平行的方向不存在支撑，故仅凭利用台座部22进行的支持，不能够抑制左右方向(水平方向)上的振动。其结果，在不平衡度由于电动机10的时效劣化等而增加等情况下，若以电动机10为来源的震动变大，则左右方向(水平方向)上的振动变大。
如图2所示，本实施方式的支撑构造A具有支撑部件30，以约束电动机本体11和台座部22的向与支持面24平行且与轴方向正交的正交方向(Y轴方向)的相对移动。另一方面，支撑部件30几乎不约束电动机本体11和台座部22的向相对于支持面24垂直的垂直方向(Z轴方向)的相对移动。
在此，正交方向与台座部22的支持面24平行，是与电动机本体11的轴方向正交的方向，因而是由电动机10的不平衡引起的振动变大的方向。支撑部件30约束该正交方向上的相对移动，从而有效地抑制因电动机10的不平衡引起的轴晃振动.
另外，垂直方向为相对于台座部22的支持面24垂直的方向，因而是进行由既存的热膨胀引起的电动机本体11和台座部22的上下相对移动的方向。支撑部件30使得能够进行该垂直方向上的相对移动，从而维持既存的相对移动，使得因热膨胀差引起的过度的力不施加于电动机10。
如此，根据本实施方式的支持构造A，能够兼顾电动机10的振动的抑制和电动机10的不勉强的固定。
本实施方式的支撑部件30连接于电动机本体11的另一端部13B以及基台20。如图1B所示，通过使板状部件沿与轴方向正交的正交方向延伸设置，能够廉价地确保以下构造，其提高正交方向上的刚性，且在垂直方向上不具有阻碍电动机本体的热膨胀的程度的刚性。如此，通过板状的支撑部件30的刚性来控制电动机本体11和台座部22的相对移动，从而能够在不招致成本增加的情况下有效地抑制电动机10的振动。
另外，如图2所示，支撑部件30在电动机本体11的另一端部13B与基台20之间具有曲部33。通过在电动机本体11的另一端部13B与基台20的中途设置变形变得容易的曲部33，能够使支撑部件30在垂直方向上不具有阻碍电动机本体的热膨胀的程度的刚性。另外，另一方面，通过曲部33，支撑部件30的正交方向上的刚性变高，因而能够更有效地抑制因电动机10的不平衡引起的轴晃振动。
另外，支撑部件30具有在电动机本体11的另一端部13B与基台20之间沿垂直方向延伸的延伸部37，将支撑部件20固定于基台20的固定片27在沿着延伸部37的垂直方向的延长线上不具有支撑。因此，例如能够在延伸部37在垂直方向上不被接地部15以及固定片27夹着并约束的情况下，使支撑部件30在垂直方向上不具有阻碍电动机本体的热膨胀的程度的刚性。因此，在电动机本体11和台座部22的上下相对移动中，如在图2中以虚线所示，能够通过板状的支撑部件30柔软地弯曲来使得不具备约束力。
即，上述本实施方式中的电动机的支持构造A具有：基台20，其具备悬臂支持部21以及台座部22，悬臂支持部21以固定电动机本体11的轴方向上的一端部13A并使另一端部13B自由的方式进行支持，台座部22具备支持电动机本体11的另一端部13B的支持面24；以及支撑部件30，其约束电动机本体11和台座部22的向与支持面24平行且与轴方向正交的正交方向的相对移动，并使得能够进行电动机本体11和台座部22的向相对于支持面24垂直的垂直方向的相对移动。其结果，能够在不对悬臂支持部21施加过度的力的情况下抑制振动。
以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式。上述实施方式中示出的各构成部件的诸形状、组合等为一例，能够在不脱离本发明的主旨的范围内基于设计要求等而进行种种变更。
例如，本发明在如图3A～图3D、图4A以及图4B所示的变形例中也能够实现与上述实施方式同样的作用效果。在以下的说明中，对于与上述实施方式相同或同等的构成部分，附以相同符号并简化或省略其说明。
图3A所示的其他实施方式的支撑部件30的曲部33的弯曲角度为钝角，延伸部37倾斜。另外，接地部15在沿着延伸部37的倾斜方向的延长线上不具有支撑。
图3B所示的其他实施方式的支撑部件30具有弯曲的曲部33。
图3C所示的其他实施方式的支撑部件30在延伸部37的中途具有曲部33。另外，接地部15以及固定片27在沿着延伸部37的垂直方向的延长线上具有支撑。
图3D所示的其他实施方式的支撑部件30在电动机本体11的另一端部13B与基台20之间不具有弯曲，为沿水平方向的平板状。
另外，在抑制电动机10的振动的意图上，支撑部件30离连接有电动机本体11的一端部13A的凸缘部23越远则越有效。因此还可以采用以下的构成。
在图4A所示的其他实施方式中的电动机的支持构造A中，支撑部件30的上侧连接于电动机本体11的另一端部13B的端面。
另外，在图4B所示的其他实施方式中的电动机的支持构造A中，支撑部件30的上侧连接于电动机本体11的另一端部13B的端面。另外，支撑部件30的下侧连接于与基台20分体地设置的作为附接台的固定片27。根据该构成，在压缩机1的构造在设计上不能够变形的情况下，通过追加该构成，振动对策也容易变得有效。
另外，例如，在上述实施方式中，例示了将电动机的支持构造适用于涡轮压缩机的情况。然而，本发明不限定于该构成，例如还能够适用于螺杆压缩机，而且还能够适用于利用电动机驱动的泵装置等。
产业上的利用可能性
根据本发明，能够获得能够在不对悬臂支持部施加过度的力的情况下抑制振动的电动机的支持构造以及压缩机。
符号说明
A 电动机的支持构造、
1 压缩机、
10 电动机、
11 电动机本体、
13A 一端部、
13B 另一端部、
15 接地部(第一固定部)、
20 基台、
21 悬臂支持部、
22 台座部、
24 支持面、
27 固定片(第二固定部)、
30 支撑部件(相对移动控制部件、板状部件)、
33 曲部、
37 延伸部