JP7829432B2 - ロータ及び圧縮機 - Google Patents

Description

本開示は、ロータ及び圧縮機に関する。

一般的に遠心圧縮機は、複数のインペラを有するロータと、インペラを外側から覆うことでインペラとの間で流路を形成するケーシングと、を備えている。遠心圧縮機では、ケーシング内に形成された流路を介して外部から供給された流体が、インペラの回転によって圧縮されている。

例えば、特許文献１に記載されているように、このような遠心圧縮機では、ロータは、複数のインペラが軸方向に積層されることで形成されている。この遠心圧縮機では、積層された複数のインペラが、インペラの中心に形成された大きな穴を挿通するように配置されたシャフトである大きなボルトによって固定されている。

米国特許第８９６７９６０号明細書

ところで、上述したようなインペラの中心にシャフトを挿通させるための大きな穴が開いていると、穴の周辺に薄い部分が形成される。そして、ロータを回転させた際の遠心力による荷重は、その穴の周辺の薄い部分に重点的に作用する。また、この荷重はロータの回転数が高くになるにしたがって増加する遠心力に比例して大きくなる。そのため、シャフトで固定されたインペラを有するロータを高速で回転させようとすると、遠心力による大きな荷重にインペラが耐えられずに損傷する可能性がある。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、安定して高速回転させつつ、遠心力による荷重に対するインペラの強度を向上させることが可能なロータ及び圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示にかかるロータは、軸線を中心に回転可能とされたロータであって、前記軸線を中心とする円盤状に形成されて中心が埋められた中軸構造を有するディスクを有し、前記軸線の延びる軸方向に隣接された複数のインペラと、前記軸方向に並ぶ複数の前記インペラをまとめて固定する複数のボルトを有するボルト固定部と、を備え、前記ディスクは、前記軸方向の第一側を向く面から前記軸方向に突出する第一凸部及び窪む第一凹部を複数有する第一嵌合部と、前記軸方向から見た際に前記第一嵌合部と重なる位置に形成され、前記軸方向の第二側を向く面から前記軸方向に突出する第二凸部及び窪む第二凹部を複数有する第二嵌合部と、前記第一嵌合部及び前記第二嵌合部を前記軸方向に貫通するように形成され、前記ボルトが挿通される複数のボルト孔と、を有し、前記第一凸部及び前記第一凹部は、前記軸方向から見た際に、前記軸線に対して外れた位置で、前記軸線を中心とする周方向に互い違いに配置され、前記第二凸部及び前記第二凹部は、前記軸方向から見た際に、前記軸線に対して外れた位置で、前記周方向に互い違いに配置され、前記第一凸部は、隣接する他の前記インペラの前記第二凹部に対して前記周方向の移動を互いに規制した状態で嵌り合い、前記第一凹部は、隣接する他の前記インペラの前記第二凸部に対して前記周方向の移動を互いに規制した状態で嵌り合い、前記第一嵌合部は、前記ボルト孔が形成される複数の第一孔形成面と、前記軸方向から見た際に、前記第一孔形成面に対して互い違いに並ぶように前記周方向に離れて配置され、前記第一孔形成面に対して前記軸方向にずれた位置に形成された複数の第一離間面と、前記周方向において前記第一孔形成面と前記第一離間面と間に配置され、前記第一孔形成面と前記第一離間面と繋ぐ複数の第一接続面とを有し、前記第二嵌合部は、前記軸方向から見た際に、前記第一孔形成面と重なる位置に配置され、前記ボルト孔が形成される複数の第二孔形成面と、前記軸方向から見た際に、前記第一離間面と重なる位置に配置され、前記第二孔形成面に対して前記軸方向にずれた位置に形成された複数の第二離間面と、前記軸方向から見た際に、前記第一接続面と重なる位置に配置され、前記第二孔形成面と前記第二離間面とを繋ぐ複数の第二接続面とを有し、複数の前記第一孔形成面と、隣接する他の前記インペラの複数の前記第二孔形成面とは、互いに対向している。

また、本開示に係る圧縮機は、上記ロータと、前記軸線を基準とする径方向の外側から前記ロータを覆うケーシングと、を備える。

本開示のロータ及び圧縮機によれば、安定して高速回転させつつ、遠心力による荷重に対するインペラの強度を向上させることができる。

本開示の実施形態に係る圧縮機の概略構成を示す断面図である。 本実施形態のロータを示す断面図である。 第一実施形態の第一インペラを示す断面図である。 図３の第一インペラのディスク部を軸方向の第一側から見た様子を示す図である。 第一インペラの第一嵌合部を示す斜視図である。 図３の第一インペラのディスク部を軸方向の第二側から見た様子を示す図である。 隣り合う第一インペラの第一嵌合部と第二嵌合部とが嵌り合う様子を示す要部拡大図である。 第二実施形態の第一インペラのディスク部を軸方向の第一側から見た様子を示す図である。 第二実施形態の第一インペラのディスク部を軸方向の第二側から見た様子を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本開示による圧縮機を実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこの実施形態のみに限定されるものではない。

＜第一実施形態＞
（圧縮機の構成）
圧縮機１は、作動流体としてガスを圧縮する。本実施形態の圧縮機１は、水素ガスを圧縮する一軸多段式の遠心圧縮機（多段遠心圧縮機）である。図１に示すように、圧縮機１は、ケーシング２と、ロータ３と、シール部８と、軸受部９と、を備えている。

なお、以下では、後述するロータ３の軸線Ｏが延びている方向を軸方向Ｄａとする。軸線Ｏを基準にした圧縮機１の径方向を単に径方向Ｄｒとする。また、軸線Ｏを中心とするロータ３周りの方向を周方向Ｄｃとする。

（ケーシングの構成）
ケーシング２は、ロータ３を径方向Ｄｒの外側から覆っている。本実施形態のケーシング２は、外部ケーシング２１と、複数のダイアフラム２２と、複数のヘッド２３とを有している。

外部ケーシング２１は、ロータ３の軸線Ｏと同一に配置される中心軸を中心とする円筒状をなしている。外部ケーシング２１の軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１（一方側）は、後述するバンドル１００が挿通可能な大きさで開口されている。外部ケーシング２１の軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２（他方側）には、端板２１１が形成されている。端板２１１は、軸方向Ｄａに直交するように広がる板状をなしている。端板２１１の中央部には、ロータ３が挿通可能であって、バンドル１００が挿通不能な大きさの挿通孔２１２が形成されている。これらにより、バンドル１００は、外部ケーシング２１に対して軸方向Ｄａに移動されることで、ケーシング２に対して挿抜可能とされている。

複数のダイアフラム２２は、ロータ３を径方向Ｄｒの外側から覆うように配置されている。複数のダイアフラム２２は、外部ケーシング２１の内部に配置されている。ダイアフラム２２は、軸線Ｏを中心として環状をなしている。複数のダイアフラム２２は、軸方向Ｄａに延びる筒体となるように積層されている。隣接するダイアフラム２２同士では、外周面が溶接やボルト７１によって互いに固定されている。複数のダイアフラム２２が相互に固定されることで、インペラ３０に導入する流路が内部に形成されている。また、複数のダイアフラム２２は、ヘッド２３、ロータ３、シール部８、及び軸受部９と共にバンドル１００を構成している。バンドル１００は、外部ケーシング２１内に収容されている。バンドル１００では、ロータ３、複数のダイアフラム２２、複数のヘッド２３、シール部８、及び軸受部９は一体をなすように、共に移動可能な状態とされている。

（流路の構成）
ここで、具体的に、ダイアフラム２２によってケーシング２に形成される流路について、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１である上流側から軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２である下流側に向かって順に説明する。本実施形態では、ダイアフラム２２は、ガスが流通する上流側から順に、吸込口２２１、複数のケーシング流路２２２、及び吐出口２２３を、外部ケーシング２１やとともに形成している。

吸込口２２１は、ケーシング２の外部から流入してきた圧縮される前のガスをダイアフラム２２の内部に流入させる。吸込口２２１は、最上流のインペラ３０に流入する前のガスが流れている。吸込口２２１には、インレットガイドベーンが配置されている。

ケーシング流路２２２は、ダイアフラム２２内に形成されている。ケーシング流路２２２は、吸込口２２１からのガスを最上流のインペラ３０に供給したり、上流のインペラ３０から排出されたガスを下流に配置されたインペラ３０に供給したり、最下流のインペラ３０から排出されたガスを吐出口２２３に送り込んだりしている。

吐出口２２３は、ダイアフラム２２の内部を流れて圧縮された後のガスをケーシング２の外部に吐出させる。吐出口２２３は、最下流のインペラ３０から排出されたガスを外部に吐出させる。

一対のヘッド２３は、円環状の部材であって、外部ケーシング２１の内部に配置されている。ヘッド２３は、外部ケーシング２１の両端の開口を閉塞可能な大きさで形成されている。本実施形態のヘッド２３として、複数のダイアフラム２２に対して軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に配置される吸込側ヘッド２３１と、複数のダイアフラム２２に対して軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に配置される吐出側ヘッド２３２とを有している。

吸込側ヘッド２３１は、吐出側ヘッド２３２よりも吸込口２２１に近い位置に配置されている。吸込側ヘッド２３１は、最も軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に配置されたダイアフラム２２と共に吸込口２２１を形成している。吸込側ヘッド２３１は、一体化された複数のダイアフラム２２と、ボルト７１等によって固定されている。これにより、吸込側ヘッド２３１は、ダイアフラム２２と一体化されている。

吐出側ヘッド２３２は、吸込側ヘッド２３１よりも吐出口２２３に近い位置に配置されている。吐出側ヘッド２３２は、最も軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に配置されたダイアフラム２２と共に吐出口２２３を形成している。吐出側ヘッド２３２は、一体化された複数のダイアフラム２２に対して、ボルト７１等によって固定されている。これにより、吐出側ヘッド２３２は、ダイアフラム２２と一体化されている。

（ロータの構成）
ロータ３は、ケーシング２の内部に収容されている。ロータ３は、軸線Ｏを中心として回転可能とされている。図２に示すように、本実施形態のロータ３は、複数のインペラ３０と、バランスピストン５０と、カップリングハブ６０と、ボルト固定部７０とを有している。

インペラ３０は、回転することによって遠心力を利用してガスを圧縮する。複数のインペラ３０は、軸方向Ｄａで隣接している。インペラ３０は、ディスク４とブレード３４とカバー３５とを備えた、いわゆるクローズドインペラである。以下、インペラ３０の基本的な構成について、後述する第一インペラ３１を示す図３～図７に基づいて説明する。

図３に示すように、ディスク４は、軸線Ｏを中心とする円盤状に形成されて中心が埋められた中軸構造を有する。本実施形態のディスク４は、ディスク軸部４１と、ディスク外周部４２とを有している。

ディスク軸部４１は、ディスク４において、中心部分を含む中実の部分である。ディスク軸部４１は、軸線Ｏを中心とする断面円形状に形成されている。本実施形態のディスク軸部４１は、ディスク面４３と、第一嵌合部４５と、第二嵌合部４６と、第一中央凹部４７１と、第二中央凹部４７２と、ボルト孔４４と、を有している。

ディスク面４３は、ディスク軸部４１に少なくとも一つ形成されている。ディスク面４３は、軸方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏを中心とする平面である。ディスク面４３は、軸方向Ｄａを向いている。ディスク面４３は、隣り合うインペラ３０同士で互いに軸方向Ｄａで対向している。つまり、複数のインペラ３０が軸方向Ｄａに隣接した状態では、一のインペラ３０のディスク面４３と、その一のインペラ３０に隣接する他のインペラ３０のディスク面４３とが軸方向Ｄａで互いに向き合っている。

第一嵌合部４５は、軸方向Ｄａに突出又は窪むことで、隣り合う他のインペラ３０の第二嵌合部４６と互いに嵌り合って周方向Ｄｃへの移動を互いに規制している。図４及び図５に示すように、第一嵌合部４５は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１を向く面から軸方向Ｄａに突出する第一凸部４５１及び軸方向Ｄａに窪む第一凹部４５２を複数（本実施形態では、それぞれ八つ）有する。第一嵌合部４５は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１を向くディスク面４３（後述する第一ディスク面４３１）に形成されている。第一嵌合部４５は、軸方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏに対して径方向Ｄｒの外側に外れた位置で、軸線Ｏを中心とする環状の領域を形成している。

第一凸部４５１及び第一凹部４５２は、軸方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏに対して外れた位置で、軸線Ｏを中心とする周方向Ｄｃに互い違いに配置されている。図７に示すように、第一凸部４５１は、ディスク面４３から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に突出している。複数の第一凸部４５１は、周方向Ｄｃに均等に離れて配置されている。一のインペラ３０の第一凸部４５１は、その一のインペラ３０に対して隣接する他のインペラ３０の後述する第二凹部４６２に対して周方向Ｄｃの移動を互いに規制した状態で嵌り合っている。第一凹部４５２は、第一凸部４５１に対して、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に窪んでいる。複数の第一凹部４５２部は、周方向Ｄｃに均等に離れて配置されている。一のインペラ３０の第一凹部４５２は、その位置のインペラ３０に対して隣接する他のインペラ３０の後述する第二凸部４６１に対して周方向Ｄｃの移動を互いに規制した状態で嵌り合っている。

また、図４、図５、及び図７に示すように、第一嵌合部４５は、複数の第一孔形成面４５３と、複数の第一離間面４５４と、複数の第一接続面４５５と、第一中央凹部４７１とを有している。複数の第一孔形成面４５３と、複数の第一離間面４５４と、複数の第一接続面４５５とによって、第一凸部４５１及び第一凹部４５２が複数形成されている。

第一孔形成面４５３は、ボルト孔４４が形成されている。本実施形態の第一孔形成面４５３は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１を向く平面である。第一孔形成面４５３は、軸方向Ｄａから見た際に、ボルト孔４４が内部収まるような大きさで形成されている。第一孔形成面４５３は、第一凸部４５１において、軸方向Ｄａの最も第一側Ｄａ１に位置する頂面である。

第一離間面４５４は、軸方向Ｄａから見た際に、第一孔形成面４５３に対して互い違いに並ぶように、第一孔形成面４５３に対して周方向Ｄｃに離れて配置されている。第一離間面４５４は、第一孔形成面４５３に対して軸方向Ｄａにずれた位置に形成されている。本実施形態の第一離間面４５４は、第一孔形成面４５３に対して軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２にずれた位置に形成されている。第一離間面４５４は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１を向く平面である。第一離間面４５４は、軸方向Ｄａから見た際に、第一孔形成面４５３よりも小さく形成されている。第一離間面４５４は、第一凹部４５２において、軸方向Ｄａの最も第二側Ｄａ２に位置する底面である。

第一接続面４５５は、周方向Ｄｃにおいて第一孔形成面４５３と第一離間面４５４と間に配置されている。第一接続面４５５は、第一孔形成面４５３と第一離間面４５４と繋いでいる。本実施形態の第一接続面４５５は、軸方向Ｄａから見た際に、第一孔形成面４５３との接続線及び第一離間面４５４との接続線が直線状となるように、平面として形成されている。つまり、第一接続面４５５は、軸方向Ｄａ及び周方向Ｄｃを向いて、径方向Ｄｒにまっすぐ延びる傾斜面である。

第一孔形成面４５３と二つの第一接続面４５５によって、第一凸部４５１は形成されている。第一離間面４５４と二つの第一接続面４５５によって、第一凹部４５２は形成されている。第一嵌合部４５では、第一孔形成面４５３、第一接続面４５５、第一離間面４５４、第一接続面４５５、及び第一孔形成面４５３の順に周方向Ｄｃに繰り返し並ぶことで、ハースカップリングのような形状で、第一凸部４５１及び第一凹部４５２が複数形成されている。

第一中央凹部４７１は、軸方向Ｄａから見た際に、第一凸部４５１及び第一凹部４５２に対して径方向Ｄｒの内側の領域である。つまり、第一中央凹部４７１は、径方向Ｄｒにおいて、第一嵌合部４５に囲まれた領域である。第一中央凹部４７１は、第一凹部４５２に対して軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に窪んでいる。軸方向Ｄａにおける第一中央凹部４７１の底面は、ディスク面４３における一部の領域である。したがって、第一中央凹部４７１の底面であるディスク面４３は、第一離間面４５４に対して軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に位置している。第一中央凹部４７１は、隣接する他のディスク４に対して軸方向Ｄａに離間するように形成されている。

図６及び図７に示すように、第二嵌合部４６は、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２を向く面から軸方向Ｄａに突出する第二凸部４６１及び軸方向Ｄａに窪む第二凹部４６２を複数（本実施形態では、それぞれ八つ）有する。第二嵌合部４６は、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２を向くディスク面４３（後述する第二ディスク面４３２）に形成されている。第二嵌合部４６は、軸方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏに対して径方向Ｄｒの外側に外れた位置で、軸線Ｏを中心とする環状の領域を形成している。第二嵌合部４６は、軸方向Ｄａから見た際に、第一嵌合部４５と重なる位置に形成されている。

第二凸部４６１及び第二凹部４６２は、軸方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏに対して外れた位置で、軸線Ｏを中心とする周方向Ｄｃに互い違いに配置されている。第二凸部４６１は、ディスク面４３から軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に突出している。複数の第二凸部４６１は、周方向Ｄｃに均等に離れて配置されている。第二凸部４６１は、軸方向Ｄａから見た際に、第一凹部４５２と重なる位置に配置されている。第二凹部４６２は、第二凸部４６１に対して、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に窪んでいる。複数の第二凹部４６２は、周方向Ｄｃに均等に離れて配置されている。第二凹部４６２は、軸方向Ｄａから見た際に、第一凸部４５１と重なる位置に配置されている。

また、第二嵌合部４６は、複数の第二孔形成面４６３と、複数の第二離間面４６４と、複数の第二接続面４６５と、第二中央凹部４７２とを有している。複数の第二孔形成面４６３と、複数の第二離間面４６４と、複数の第二接続面４６５とによって、第二凸部４６１及び第二凹部４６２が複数形成されている。

第二孔形成面４６３は、ボルト孔４４が形成されている。本実施形態の第二孔形成面４６３は、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２を向く平面である。第二孔形成面４６３は、軸方向Ｄａから見た際に、ボルト孔４４が内部収まるような大きさで形成されている。第二孔形成面４６３は、軸方向Ｄａから見た際に、第一孔形成面４５３と同じ大きさで形成されている。また、第二孔形成面４６３は、軸方向Ｄａから見た際に、第一孔形成面４５３と重なる位置に配置されている。第二孔形成面４６３は、第二凹部４６２において、軸方向Ｄａの最も第一側Ｄａ１に位置する底面である。

第二離間面４６４は、軸方向Ｄａから見た際に、第二孔形成面４６３に対して互い違いに並ぶように、第二孔形成面４６３に対して周方向Ｄｃに離れて配置されている。第二離間面４６４は、第二孔形成面４６３に対して軸方向Ｄａにずれた位置に形成されている。本実施形態の第二離間面４６４は、第二孔形成面４６３に対して軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２にずれた位置に形成されている。第二離間面４６４は、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２を向く平面である。第二離間面４６４は、軸方向Ｄａから見た際に、第二孔形成面４６３よりも小さく形成されている。第二離間面４６４は、軸方向Ｄａから見た際に、第一離間面４５４と同じ大きさで形成されている。第二離間面４６４は、第二凸部４６１において、軸方向Ｄａの最も第二側Ｄａ２に位置する頂面である。第二離間面４６４は、軸方向Ｄａから見た際に、第一離間面４５４と重なる位置に配置されている。

第二接続面４６５は、周方向Ｄｃにおいて第二孔形成面４６３と第二離間面４６４と間に配置されている。第二接続面４６５は、第二孔形成面４６３と第二離間面４６４と繋いでいる。本実施形態の第二接続面４６５は、軸方向Ｄａから見た際に、第二孔形成面４６３との接続線及び第二離間面４６４との接続線が直線状となるように、平面として形成されている。つまり、第二接続面４６５は、軸方向Ｄａ及び周方向Ｄｃを向いて、径方向Ｄｒにまっすぐ延びる傾斜面である。第二接続面４６５は、軸方向Ｄａから見た際に、第一接続面４５５と重なる位置に配置されている。第二接続面４６５は、軸方向Ｄａから見た際に、第一接続面４５５と同じ大きさで形成されている。

第二孔形成面４６３と二つの第二接続面４６５によって、第二凹部４６２は形成されている。第二離間面４６４と二つの第二接続面４６５によって、第二凸部４６１は形成されている。したがって、第二嵌合部４６では、周方向Ｄｃにおける第二凸部４６１及び第二凹部４６２の並び順が、第一嵌合部４５の周方向Ｄｃにおける第一凸部４５１及び第一凹部４５２の並び順と逆になっている。第二嵌合部４６では、第二孔形成面４６３、第二接続面４６５、第二離間面４６４、第二接続面４６５、及び第二孔形成面４６３の順に周方向Ｄｃに繰り返し並ぶことで、ハースカップリングのような形状で、第二凹部４６２及び第二凸部４６１が複数形成されている。このような第二嵌合部４６は、図７に示すように、隣り合う他のインペラ３０の第一嵌合部４５と互いに嵌まり合って周方向Ｄｃへの移動を互いに規制している。

第二嵌合部４６が隣り合う他のインペラ３０の第一嵌合部４５と嵌る際には、第一凸部４５１は、隣接する他のインペラ３０の第二凹部４６２に対して周方向Ｄｃの移動を互いに規制した状態で嵌っている。そして、第一孔形成面４５３が、第二孔形成面４６３と対向する。また、第一凹部４５２は、隣接する他のインペラ３０の第二凸部４６１に対して周方向Ｄｃの移動を互いに規制した状態で嵌っている。そして、第一離間面４５４が、第二離間面４６４と対向する。さらに、第一接続面４５５と第二接続面４６５とが接触する。なお、第一接続面４５５及び第二接続面４６５は複数箇所で対向しているが、全ての第一接続面４５５及び第二接続面４６５が接触していなくてもよい。つまり、第一嵌合部４５と第二嵌合部４６とが嵌る場合には、複数の第一接続面４５５は、隣接する他のインペラ３０の複数の第二接続面４６５と少なくとも一部が接触すればよい。

図６に示すように、第二中央凹部４７２は、軸方向Ｄａから見た際に、第二凸部４６１及び第二凹部４６２に対して径方向Ｄｒの内側の領域である。つまり、第二中央凹部４７２は、径方向Ｄｒにおいて、第二嵌合部４６に囲まれた領域である。第二中央凹部４７２は、第二凹部４６２に対して軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に窪んでいる。軸方向Ｄａにおける第二中央凹部４７２の底面は、ディスク面４３における一部の領域である。したがって、第二中央凹部４７２の底面であるディスク面４３は、第二離間面４６４に対して軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に位置している。第二中央凹部４７２は、隣接する他のディスク４に対して軸方向Ｄａに離間するように形成されている。つまり、隣接するインペラ３０では、一のインペラ３０の第一中央凹部４７１と、その一のインペラ３０に隣接する他のインペラ３０の第二中央凹部４７２とは間に空間を形成した状態となっている。

図３に示すように、ボルト孔４４は、後述するボルト７１が挿通される貫通孔である。ボルト孔４４は、径方向Ｄｒにおいて軸線Ｏに対して外側に外れた位置で第一嵌合部４５及び第二嵌合部４６を軸方向Ｄａに貫通するように複数形成されている。より具体的には、ボルト孔４４は、第一孔形成面４５３及び第二孔形成面４６３を貫通するように形成されている。図４、図５、及び図６に示すように、ボルト孔４４は、第一嵌合部４５及び第二嵌合部４６に対して周方向Ｄｃに複数（本実施形態では八箇所）形成されている。本実施形態のボルト孔４４は、第一孔形成面４５３及び第二孔形成面４６３のみに形成されている。ボルト孔４４は、一つの第一孔形成面４５３や第二孔形成面４６３に対して一つのみ形成されている。複数のボルト孔４４は、均等に離れて配置されている。ボルト孔４４は、軸方向Ｄａから見た際に、ボルト７１の外形に対してわずかに大きい円形状に形成された孔である。

図３に示すように、ディスク外周部４２は、ディスク軸部４１の外縁から延びるように、ディスク軸部４１から径方向Ｄｒの外側に向かって突出している。ディスク外周部４２は、ディスク軸部４１と一体に形成されることで、ディスク４を一つの部材として構成している。

ブレード３４は、ディスク外周部４２からカバー３５まで延びている。ブレード３４は、軸線Ｏ周りの周方向Ｄｃに間隔を隔てて複数配置されている。

カバー３５は、ディスク外周部４２及び複数のブレード３４に対し、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に配置されている。カバー３５は、円盤状で、複数のブレード３４を覆うように形成されている。ディスク外周部４２、ブレード３４、及びカバー３５によって、インペラ３０の内部にガスを流通させるインペラ流路３０１が形成されている。ブレード３４及びカバー３５は、軸方向Ｄａから見た際に、ディスク外周部４２のみと重なる位置に形成されており、ディスク軸部４１とは重なっていない。

図２に示すように、本実施形態では、インペラ３０として、複数の第一インペラ３１と、第二インペラ３２とを有している。第一インペラ３１は、複数のインペラ３０の中で、最上流のインペラ３０を含む上流側の複数（本実施形態では三つ）のインペラ３０である。第二インペラ３２は、複数のインペラ３０の中で最も軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に配置されている。したがって、第二インペラ３２は、最下流のインペラ３０のみである。つまり、第二インペラ３２は、複数の第一インペラ３１に対して軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に配置されている。第一インペラ３１及び第二インペラ３２は、ディスク軸部４１の形状がそれぞれ異なっている。

第一インペラ３１のディスク軸部４１（以下、第一ディスク軸部４１Ａと称する）は、軸線Ｏを中心とする円柱状に形成されている。第一ディスク軸部４１Ａは、軸方向Ｄａの長さが一つのダイアフラム２２と同程度の大きさで形成されている。つまり、第一ディスク軸部４１Ａは、径方向Ｄｒから見た際に、ブレード３４よりも軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に突出するように形成されている。第一ディスク軸部４１Ａは、ディスク面４３として、第一ディスク面４３１及び第二ディスク面４３２の二面を有している。

第一ディスク面４３１は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１を向く平面である。第一ディスク面４３１は、軸方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏを中心とする円形状に形成されている。第一ディスク面４３１には、第一嵌合部４５が形成されている。

第二ディスク面４３２は、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２を向く平面である。第二ディスク面４３２は、軸方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏを中心とする円形状に形成されている。第二ディスク面４３２は、第一ディスク面４３１と同じ大きさで形成されている。第二ディスク面４３２には、第二嵌合部４６が形成されている。

第二インペラ３２のディスク軸部４１（以下、第二ディスク軸部４１Ｂと称する）は、軸線Ｏを中心とする円柱状に形成されている。第二ディスク軸部４１Ｂは、第二ディスク軸部本体４８と、第二ディスク延長部４９とを有している。

第二ディスク軸部本体４８は、軸線Ｏを中心とする円柱状に形成されている。第二ディスク軸部本体４８は、軸方向Ｄａの長さが一つのダイアフラム２２と同程度の大きさで形成されている。第二ディスク軸部本体４８は、第一ディスク軸部４１Ａと同形状とされている。第二ディスク軸部本体４８は、ディスク面４３として、第一ディスク面４３１の一面のみを有している。第二ディスク軸部本体４８は、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２を向く面に、後述するナット７２が収容可能な第一ナット収容凹部４８１が形成されている。第一ナット収容凹部４８１は、第二ディスク軸部本体４８における軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２を向く面から、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に向かって窪んでいる。第一ナット収容凹部４８１は、軸方向Ｄａから見た際に、ボルト孔４４と重なる位置に複数形成されている。第一ナット収容凹部４８１は、軸方向Ｄａから見た際に、ボルト孔４４を中心として、ボルト孔４４よりも大きな円形状に形成されている。

第二ディスク延長部４９は、第二ディスク軸部本体４８から軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に向かって延びている。第二ディスク延長部４９は、軸方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏを中心とし、第二ディスク軸部本体４８よりも小さい円柱状に形成されている。つまり、第二ディスク延長部４９は、軸方向Ｄａから見た際に、第一ナット収容凹部４８１に囲まれるように、第一ナット収容凹部４８１に対して径方向Ｄｒの内側に形成されている。第二ディスク延長部４９は、第二ディスク軸部本体４８と一体に形成されて一つの部材として形成されている。第二ディスク延長部４９は、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２を向く面に、カップリングハブ６０を固定するためのネジ穴４９１が形成されている。

バランスピストン５０は、複数のインペラ３０に対して軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に配置されている。本実施形態のバランスピストン５０は、最上流のインペラ３０（複数の第一インペラ３１の中で、最も第一側Ｄａ１に配置された第一インペラ３１）に対して隣接している。図１に示すように、バランスピストン５０は、軸方向Ｄａにおける位置が、吸込側ヘッド２３１と重なる位置に配置されている。図２に示すように、バランスピストン５０は、ピストン軸部５１と、受圧部５２と、ピストン延長部５３とを有している。

ピストン軸部５１は、最も軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に配置された第一インペラ３１に接触するように配置されている。ピストン軸部５１は、軸線Ｏを中心とする円柱状に形成されている。ピストン軸部５１は、第一ピストン面５４と、第二ピストン面５５と、ピストンボルト孔５６とを有している。

第一ピストン面５４は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１を向く平面である。第一ピストン面５４は、軸方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏを中心とする環状に形成されている。第一ピストン面５４には、後述するナット７２が収容可能な第二ナット収容凹部５４１が形成されている。第二ナット収容凹部５４１は、第一ピストン面５４から軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に向かって窪んでいる。第二ナット収容凹部５４１は、軸方向Ｄａから見た際に、ボルト孔４４と重なる位置に複数形成されている。第二ナット収容凹部５４１は、軸方向Ｄａから見た際に、ボルト孔４４を中心として、ボルト孔４４よりも大きな円形状に形成されている。つまり、第二ナット収容凹部５４１は、第一ナット収容凹部４８１と同じ形状とされている。

第二ピストン面５５は、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２を向く平面である。第二ピストン面５５は、最上流の第一インペラ３１の第一ディスク面４３１と対向している。つまり、バランスピストン５０がインペラ３０と固定された状態では、第二ピストン面５５と第一インペラ３１の第一ディスク面４３１とが軸方向Ｄａで互いに向かい合っている。第二ピストン面５５は、軸方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏを中心とする円形状に形成されている。第二ピストン面５５には、第一嵌合部４５と嵌り合うピストン嵌合部５５１が形成されている。ピストン嵌合部５５１は、軸方向Ｄａから見た際に、ピストン嵌合部５５１と重なるように軸線Ｏを中心に環状に形成されている。ピストン嵌合部５５１は、第二嵌合部４６と同じ形状で形成されている。したがって、第一インペラ３１の第一嵌合部４５が、ピストン嵌合部５５１に焼き嵌め等により嵌り込むことで、最上流の第一インペラ３１とバランスピストン５０との径方向Ｄｒの位置が規制される。

ピストンボルト孔５６は、径方向Ｄｒにおいて軸線Ｏに対して外側に外れた位置でピストン軸部５１を軸方向Ｄａに貫通するように形成されている。ピストンボルト孔５６は、第一ピストン面５４から第二ピストン面５５まで貫通している。ピストンボルト孔５６は、第一ピストン面５４及び第二ピストン面５５に対して軸線Ｏを中心とする周方向Ｄｃに複数（本実施形態では八箇所）形成されている。ピストンボルト孔５６は、軸方向Ｄａから見た際に、ボルト７１の外形に対してわずかに大きい円形状に形成された孔である。本実施形態のピストンボルト孔５６は、軸方向Ｄａから見た際に、ボルト孔４４と同じ位置及び同じ形状となるように形成されている。

受圧部５２は、ピストン軸部５１に対して径方向Ｄｒの外側に環状に突出している。受圧部５２は、ピストン軸部５１の外縁の一部から径方向Ｄｒの外側に向かって突出している。受圧部５２の軸方向Ｄａの長さは、ピストン軸部５１の軸方向Ｄａの長さよりも短い。受圧部５２は、ピストン軸部５１と一体に形成されて一つの部材として形成されている。受圧部５２は、第一受圧面５２１と、第二受圧面５２２とを有している。

第一受圧面５２１は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１を向く平面である。第一受圧面５２１は、軸方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏを中心とする環状に形成されている。

第二受圧面５２２は、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２を向く平面である。第二受圧面５２２は、軸方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏを中心とする環状に形成されている。第二受圧面５２２は、径方向Ｄｒの位置が第一受圧面５２１と重なるように形成されている。

ピストン延長部５３は、ピストン軸部５１から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に向かって延びている。ピストン延長部５３は、軸方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏを中心とし、ピストン軸部５１よりも小さい円柱状に形成されている。つまり、ピストン延長部５３は、軸方向Ｄａから見た際に、第二ナット収容凹部５４１に囲まれるように、第二ナット収容凹部５４１に対して径方向Ｄｒの内側に形成されている。ピストン延長部５３は、ピストン軸部５１と一体に形成されて一つの部材として形成されている。ピストン延長部５３の軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１の先端に径方向Ｄｒの外側に突出するスラストカラー５３１が形成されている。

カップリングハブ６０は、蒸気タービンやモータ等の他の回転機械のロータ３に接続可能とされている。カップリングハブ６０は、軸線Ｏを中心とする円柱状に形成されている。カップリングハブ６０の軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２の端部には、径方向Ｄｒの外側に向かって突出するフランジが形成されている。カップリングハブ６０は、第二インペラ３２に着脱可能に固定されている。具体的には、カップリングハブ６０には、軸線Ｏを中心としてカップリングハブ６０を貫通するボルト挿通孔６１が形成されている。カップリングハブ６０は、ボルト挿通孔６１に挿通された固定ボルト６２を第二ディスク延長部４９のネジ穴４９１に固定することで、第二ディスク延長部４９に対して固定されている。

ボルト固定部７０は、軸方向Ｄａに並ぶ複数のインペラ３０とバランスピストン５０とをまとめて固定する。ボルト固定部７０は、ボルト７１と、一対のナット７２とを有する。ボルト７１は、スタッドボルトのように、頭部が無くネジ部のみで構成されている。ボルト７１は、ボルト孔４４及びピストンボルト孔５６に挿通された状態で端部が、第一ナット収容凹部４８１及び第二ナット収容凹部５４１に達するような軸方向Ｄａの長さを有している。ナット７２は、第一ナット収容凹部４８１や第二ナット収容凹部５４１に収容可能な大きさで形成されている。一対のナット７２は、ボルト７１の両端にそれぞれ着脱可能とされている。

図１に示すように、シール部８は、ロータ３とケーシング２との間をシールしている。本実施形態のシール部８は、第一シール部８１と、第二シール部８２と、第三シール部８３とを有している。

第一シール部８１は、吸込側ヘッド２３１の内周面とピストン延長部５３の外周面との間をシールしている。第一シール部８１は、ドライガスシールである。第一シール部８１は、吸込側ヘッド２３１及びピストン延長部５３に対して着脱可能とされている。

第二シール部８２は、吐出側ヘッド２３２の内周面と第二ディスク延長部４９の外周面との間をシールしている。第二シール部８２は、ドライガスシールである。第二シール部８２は、吐出側ヘッド２３２及びピストン延長部５３に対して着脱可能とされている。

第三シール部８３は、吸込側ヘッド２３１の内周面と受圧部５２の外周面との間をシールしている。第三シール部８３は、ラビリンスシールである。第三シール部８３は、第一シール部８１に対して軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２に離れた位置に配置されている。第三シール部８３は、吸込側ヘッド２３１に固定されている。

軸受部９は、ケーシング２に対して軸線Ｏを中心として回転可能にロータ３を支持している。本実施形態の軸受部９は、第一軸受部９１と、第二軸受部９２と、第三軸受部９３とを有している。

第一軸受部９１は、ピストン延長部５３を回転可能に支持するジャーナル軸受である。第一軸受部９１は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１のロータ３の端部に作用する径方向Ｄｒへの荷重を受けている。

第二軸受部９２は、第二ディスク延長部４９を回転可能に支持するジャーナル軸受である。第二軸受部９２は、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２のロータ３の端部に作用する径方向Ｄｒへの荷重を受けている。第二軸受部９２は、円筒状の軸受ホルダー９５の内部に取り付けられている。この軸受ホルダー９５が、ボルト７１等の着脱可能な固定手段を用いて吐出側ヘッド２３２に固定されている。また、軸受ホルダー９５が吐出側ヘッド２３２から取り外されることで、第二シール部８２が吐出側ヘッド２３２に対して外側に移動可能とされている。

第三軸受部９３は、ピストン延長部５３のスラストカラー５３１を回転可能に支持するスラスト軸受である。第三軸受部９３は、ロータ３に作用する軸方向Ｄａへの荷重を受けている。第三軸受部９３は、第一軸受部９１と共に、箱状の軸受カバー９６の内部に取り付けられている。この軸受カバー９６が、ボルト７１等の着脱可能な固定手段を用いて吸込側ヘッド２３１に固定されている。

（作用効果）
上記構成のロータ３を備えた圧縮機１では、ロータ３の回転に伴う遠心力による荷重は径方向Ｄｒの内側に向かうにしたがって大きくなるうえに、インペラ３０には圧縮しているガスによる軸方向Ｄａへのスラスト力も生じる。本実施形態のロータ３では、一のインペラ３０の第一嵌合部４５と、隣接する他のインペラ３０の第二嵌合部４６とが重なる位置に形成されている。その結果、一のインペラ３０の第一凸部４５１が、隣接する他のインペラ３０の第二凹部４６２と嵌り合うとともに、一のインペラ３０の第一凹部４５２が、隣接する他のインペラ３０の第二凸部４６１と嵌り合う。つまり、第一凸部４５１及び第一凹部４５２と、第二凸部４６１及び第二凹部４６２によって、隣り合うインペラ３０の周方向Ｄｃの移動が互いに規制される。この状態で、第一嵌合部４５及び第二嵌合部４６を軸方向Ｄａに貫通するボルト孔４４に挿通されたボルト７１によって、複数のインペラ３０がまとめて固定されている。そのため、ボルト孔４４の周辺に生じる径方向Ｄｒの外側及び軸方向Ｄａに向かう荷重を第一嵌合部４５及び第二嵌合部４６のボルト孔４４の周辺の面で安定して受けることができる。したがって、インペラ３０同士でトルクが安定して伝達され、シャフトの無い状態でロータ３を高速回転させても、インペラ３０同士がずれてしまうことを防ぐことができる。これらにより、ロータ３を安定して高速回転させつつ、遠心力による荷重に対するインペラ３０の強度を向上させることができる。

また、インペラ３０がディスク軸部４１を有する中実の構造となっている。つまり、インペラ３０は、シャフトの外周面に焼き嵌め等で固定される構造ではない。そのため、シャフトを挿通させるための大きな穴がインペラ３０の中心には形成されていない。そして、中実のインペラ３０である複数の第一インペラ３１と第二インペラ３２を軸方向Ｄａに積層した状態で、さらにバランスピストン５０を軸方向Ｄａに積層させている。この積層された複数の第一インペラ３１と第二インペラ３２とバランスピストン５０とに対して、ボルト孔４４及びピストンボルト孔５６に挿通された状態のボルト７１の両端をナット７２で締め付けて固定することでロータ３が形成されている。このようなロータ３を回転させた際には、インペラ３０に大きな穴があいていないため、遠心力によって生じる荷重に対するインペラ３０の強度を大きく向上させることができる。

また、軸方向Ｄａに並ぶ第一インペラ３１同士や、第一インペラ３１と第二インペラ３２とは、第一凸部４５１及び第一凹部４５２と第二凸部４６１及び第二凹部４６２とが互いに嵌り込むことで周方向Ｄｃの位置が規制されている。このような第一凸部４５１及び第一凹部４５２との第二凸部４６１及び第二凹部４６２がそれぞれ複数あることで、第一凸部４５１及び第一凹部４５２と第二凸部４６１及び第二凹部４６２とが嵌ると、軸方向Ｄａに並ぶ第一インペラ３１同士や、第一インペラ３１と第二インペラ３２との径方向Ｄｒの位置も規制されることとなる。したがって、ボルト７１で完全に位置を固定する前に、第一インペラ３１同士の径方向Ｄｒの位置や第二インペラ３２と第一インペラ３１との径方向Ｄｒの位置を合わせることができる。その結果、複数のインペラ３０を軸方向Ｄａに積層させる際に、芯出しを容易に行うことができる。これにより、ロータ３を組み立てる際の作業性を向上させることができる。

また、ボルト孔４４が形成された第一孔形成面４５３及び第二孔形成面４６３は、互いに対向している。そのため、ボルト孔４４の周辺に大きな負荷がかかり、第一孔形成面４５３及び第二孔形成面４６３が仮に接触した場合であっても、第一孔形成面４５３及び第二孔形成面４６３によってボルト孔４４周辺の面圧を確保することができる。その結果、ボルト孔４４の周辺に生じる径方向Ｄｒの外側及び軸方向Ｄａに向かう荷重を第一孔形成面４５３及び第二孔形成面４６３によって安定して受けることができる。

また、第一接続面４５５が、隣接する他のインペラ３０の第二接続面４６５と接触している。つまり、第一凸部４５１及び第一凹部４５２と第二凸部４６１及び第二凹部４６２とは、第一接続面４５５と第二接続面４６５によって、周方向Ｄｃに移動不能な状態となる。したがって、ボルト７１で完全に位置を固定する前に、第一インペラ３１同士の径方向Ｄｒの位置や第二インペラ３２と第一インペラ３１との径方向Ｄｒの位置をより正確に合わせることができる。その結果、複数のインペラ３０を軸方向Ｄａに積層させる際に、芯出しを高い精度で容易に行うことができる。これにより、ロータ３を組み立てる際の作業性を大きく向上させることができる。

また、複数の第一接続面４５５及び複数の第二接続面４６５は、他の面との接続線が直線状となるように、平面として形成されている。その結果、第一孔形成面４５３と第一離間面４５４とは平面である第一接続面４５５で接続される。同様に、第二孔形成面４６３と第二離間面４６４とは平面である第二接続面４６５で接続される。つまり、第一凸部４５１及び第一凹部４５２や第二凸部４６１及び第二凹部４６２は、ハースカップリングのような形状で形成されることとなる。したがって、第一接続面４５５及び第二接続面４６５は、径方向Ｄｒから見た際に、軸線Ｏに向かって直線状をなすような平面として形成される。これにより、第一接続面４５５及び第二接続面４６５の加工が容易になり、インペラ３０の製造時の作業性を向上させることができる。

また、ディスク４には、第一凸部４５１及び第一凹部４５２に対して径方向Ｄｒの内側で窪む第一中央凹部４７１と、第二凸部４６１及び第二凹部４６２に対して径方向Ｄｒの内側で窪む第二中央凹部４７２とが形成されている。そのため、第一凸部４５１及び第一凹部４５２や第二凸部４６１及び第二凹部４６２に対して径方向Ｄｒの内側には、空間が形成される。そのため、第一凸部４５１及び第一凹部４５２や第二凸部４６１及び第二凹部４６２を材料から削り出して作成する際に、ディスク４の内側の領域が工具と干渉してしまうことが抑えられる。これにより、第一凸部４５１及び第一凹部４５２や第二凸部４６１及び第二凹部４６２の加工がより容易になり、インペラ３０の製造時の作業性を向上させることができる。

＜第二実施形態＞
次に、本開示に係る圧縮機の第二実施形態について説明する。なお、以下に説明する第二実施形態においては、上記第一実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第二実施形態では、第一嵌合部及び第二嵌合部の形状が第一実施形態と異なっている。

具体的には、図８及び図９に示すように、第二実施形態では、第一接続面４５５Ａ及び第二接続面４６５Ａの形状が異なっている。図８に示すように、第二実施形態の第一接続面４５５Ａは、軸方向Ｄａから見た際に、第一孔形成面４５３との接続線及び第一離間面４５４との接続線が曲線状となるように、湾曲面として形成されている。つまり、第一接続面４５５Ａは、軸方向Ｄａ及び周方向Ｄｃを向く湾曲面である。第一接続面４５５Ａは、軸方向Ｄａから見た際に、径方向Ｄｒの中央付近で最も周方向Ｄｃに突出するように湾曲した凸曲面である。

また、第一嵌合部４５Ａは、第一孔形成面４５３、湾曲した第一接続面４５５Ａ、第一離間面４５４、湾曲した第一接続面４５５Ａ、及び第一孔形成面４５３の順に周方向Ｄｃに繰り返し並ぶことで、カービックカップリングのような形状で、第一凸部４５１及び第一凹部４５２が複数形成されている。

同様に、図９に示すように、第二接続面４６５Ａは、軸方向Ｄａから見た際に、第二孔形成面４６３との接続線及び第二離間面４６４との接続線が曲線状となるように、湾曲面として形成されている。つまり、第二接続面４６５Ａは、軸方向Ｄａ及び周方向Ｄｃを向く湾曲面である。第二接続面４６５Ａは、軸方向Ｄａから見た際に、径方向Ｄｒの中央付近で最も周方向Ｄｃに窪むように湾曲した凹曲面である。

また、第二嵌合部４６Ａは、第二孔形成面４６３、湾曲した第二接続面４６５Ａ、第二離間面４６４、湾曲した第二接続面４６５Ａ、及び第二孔形成面４６３の順に周方向Ｄｃに繰り返し並ぶことで、カービックカップリングのような形状で、第二凸部４６１及び第二凹部４６２が複数形成されている。

（作用効果）
上記構成によって、複数の第一接続面４５５Ａ及び複数の第二接続面４６５Ａは、他の面との接続線が曲線状となるように、湾曲面として形成されている。その結果、第一孔形成面４５３と第一離間面４５４とは湾曲面である第一接続面４５５Ａで接続される。同様に、第二孔形成面４６３と第二離間面４６４とは湾曲面である第二接続面４６５Ａで接続される。つまり、第一凸部４５１及び第一凹部４５２や第二凸部４６１及び第二凹部４６２は、カービックカップリングのような形状で形成されることとなる。したがって、複数のインペラ３０を軸方向Ｄａに積層させる際に、芯出しを高い精度で容易に行うことができる。これにより、ロータ３を組み立てる際の作業性を大きく向上させることができる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

なお、ロータ３を備える回転機械は、圧縮機１に限定されるものではない。ロータ３を備える回転機械は、例えば、蒸気タービンであってもよい。

また、ロータ３が有するインペラ３０の数は、実施形態のように四つであることに限定されるものではなく、二つ以上であればよい。したがって、例えば、ロータ３が有するインペラ３０の数は、五つ以上であってもよい。

また、第一嵌合部４５が有する第一凸部４５１及び第一凹部４５２の数、及び第二嵌合部４６が有する第二凸部４６１及び第二凹部４６２の数は、実施形態のように、それぞれ八つであること限定されるものではない。第一凸部４５１及び第一凹部４５２の数と第二凸部４６１及び第二凹部４６２の数は、それぞれ七つ以下であってもよく、九つ以上であってもよい。また、第一凸部４５１及び第一凹部４５２と第二凸部４６１及び第二凹部４６２とは、周方向Ｄｃに均等に配置されていることに限定されるものではない。

また、ボルト孔４４は、第一孔形成面４５３及び第二孔形成面４６３のみに形成されていることに限定されるものではない。ボルト孔４４は、第一嵌合部４５及び第二嵌合部４６に対して形成されていればよい。したがって、ボルト孔４４は、第一離間面４５４や第一接続面４５５や第二離間面４６４や第二接続面４６５にさらに形成されていてもよい。また、一つの第一孔形成面４５３や第二孔形成面４６３に対して一つのボルト孔４４のみが形成されていることに限定されるものではない。一つの第一孔形成面４５３や第二孔形成面４６３に対して複数のボルト孔４４が形成されていてもよい。

＜付記＞
実施形態に記載のロータ３及び圧縮機１は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係るロータ３は、軸線Ｏを中心に回転可能とされたロータ３であって、前記軸線Ｏを中心とする円盤状に形成されて中心が埋められた中軸構造を有するディスク４を有し、前記軸線Ｏの延びる軸方向Ｄａに隣接された複数のインペラ３０と、前記軸方向Ｄａに並ぶ複数の前記インペラ３０をまとめて固定する複数のボルト７１を有するボルト固定部７０と、を備え、前記ディスク４は、前記軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１を向く面から前記軸方向Ｄａに突出する第一凸部４５１及び窪む第一凹部４５２を複数有する第一嵌合部４５、４５Ａと、前記軸方向Ｄａから見た際に前記第一嵌合部４５、４５Ａと重なる位置に形成され、前記軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２を向く面から前記軸方向Ｄａに突出する第二凸部４６１及び窪む第二凹部４６２を複数有する第二嵌合部４６、４６Ａと、前記第一嵌合部４５、４５Ａ及び前記第二嵌合部４６、４６Ａを前記軸方向Ｄａに貫通するように形成され、前記ボルト７１が挿通される複数のボルト孔４４と、を有し、前記第一凸部４５１及び前記第一凹部４５２は、前記軸方向Ｄａから見た際に、前記軸線Ｏに対して外れた位置で、前記軸線Ｏを中心とする周方向Ｄｃに互い違いに配置され、前記第二凸部４６１及び前記第二凹部４６２は、前記軸方向Ｄａから見た際に、前記軸線Ｏに対して外れた位置で、前記周方向Ｄｃに互い違いに配置され、前記第一凸部４５１は、隣接する他の前記インペラ３０の前記第二凹部４６２に対して前記周方向Ｄｃの移動を互いに規制した状態で嵌り合い、前記第一凹部４５２は、隣接する他の前記インペラ３０の前記第二凸部４６１に対して前記周方向Ｄｃの移動を互いに規制した状態で嵌り合う。

これにより、第一凸部４５１及び第一凹部４５２と、第二凸部４６１及び第二凹部４６２によって、隣り合うインペラ３０の周方向Ｄｃの移動が互いに規制される。この状態で、第一嵌合部４５、４５Ａ及び第二嵌合部４６、４６Ａを軸方向Ｄａに貫通するボルト孔４４に挿通されたボルト７１によって、複数のインペラ３０がまとめて固定されている。そのため、ボルト孔４４の周辺に生じる径方向Ｄｒの外側及び軸方向Ｄａに向かう荷重を第一嵌合部４５、４５Ａ及び第二嵌合部４６、４６Ａのボルト孔４４の周辺の面で安定して受けることができる。したがって、インペラ３０同士でトルクが安定して伝達され、シャフトの無い状態でロータ３を高速回転させても、インペラ３０同士がずれてしまうことを防ぐことができる。これらにより、ロータ３を安定して高速回転させつつ、遠心力による荷重に対するインペラ３０の強度を向上させることができる。

（２）第２の態様に係るロータ３は、（１）のロータ３であって、前記第一嵌合部４５、４５Ａは、前記ボルト孔４４が形成される複数の第一孔形成面４５３と、前記軸方向Ｄａから見た際に、前記第一孔形成面４５３に対して互い違いに並ぶように前記周方向Ｄｃに離れて配置され、前記第一孔形成面４５３に対して前記軸方向Ｄａにずれた位置に形成された複数の第一離間面４５４と、前記周方向Ｄｃにおいて前記第一孔形成面４５３と前記第一離間面４５４と間に配置され、前記第一孔形成面４５３と前記第一離間面４５４と繋ぐ複数の第一接続面４５５、４５５Ａとを有し、前記第二嵌合部４６、４６Ａは、前記軸方向Ｄａから見た際に、前記第一孔形成面４５３と重なる位置に配置され、前記ボルト孔４４が形成される複数の第二孔形成面４６３と、前記軸方向Ｄａから見た際に、前記第一離間面４５４と重なる位置に配置され、前記第二孔形成面４６３に対して前記軸方向Ｄａにずれた位置に形成された複数の第二離間面４６４と、前記軸方向Ｄａから見た際に、前記第一接続面４５５と重なる位置に配置され、前記第二孔形成面４６３と前記第二離間面４６４とを繋ぐ複数の第二接続面４６５、４６５Ａとを有し、複数の前記第一孔形成面４５３と、隣接する他の前記インペラ３０の複数の前記第二孔形成面４６３とは、互いに対向している。

これにより、ボルト孔４４の周辺での面圧を第一孔形成面４５３及び第二孔形成面４６３によって確保することができる。その結果、ボルト孔４４の周辺に生じる径方向Ｄｒの外側及び軸方向Ｄａに向かう荷重を第一孔形成面４５３及び第二孔形成面４６３によって安定して受けることができる。

（３）第３の態様に係るロータ３は、（２）のロータ３であって、複数の前記第一接続面４５５、４５５Ａは、隣接する他の前記インペラ３０の複数の前記第二接続面４６５、４６５Ａと少なくとも一部が接触する。

これにより、第一凸部４５１及び第一凹部４５２と第二凸部４６１及び第二凹部４６２とは、第一接続面４５５、４５５Ａと第二接続面４６５、４６５Ａによって、周方向Ｄｃに移動不能な状態となる。したがって、ボルト７１で完全に位置を固定する前に、第一インペラ３１同士の径方向Ｄｒの位置や第二インペラ３２と第一インペラ３１との径方向Ｄｒの位置をより正確に合わせることができる。その結果、複数のインペラ３０を軸方向Ｄａに積層させる際に、芯出しを高い精度で容易に行うことができる。これにより、ロータ３を組み立てる際の作業性を大きく向上させることができる。

（４）第４の態様に係るロータ３は、（２）又は（３）のロータ３であって、複数の前記第一接続面４５５は、前記軸方向Ｄａから見た際に、前記第一孔形成面４５３との接続線及び前記第一離間面４５４との接続線が直線状となるように、平面として形成され、複数の前記第二接続面４６５は、前記軸方向Ｄａから見た際に、前記第二孔形成面４６３との接続線及び前記第二離間面４６４との接続線が直線状となるように、平面として形成されている。

これにより、第一凸部４５１及び第一凹部４５２や第二凸部４６１及び第二凹部４６２は、ハースカップリングのような形状で形成されることとなる。したがって、第一接続面４５５及び第二接続面４６５は、径方向Ｄｒから見た際に、軸線Ｏに向かって直線状をなすような平面として形成される。これにより、第一接続面４５５及び第二接続面４６５の加工が容易になり、インペラ３０の製造時の作業性を向上させることができる。

（５）第５の態様に係るロータ３は、（２）又は（３）のロータ３であって、複数の前記第一接続面４５５Ａは、前記軸方向Ｄａから見た際に、前記第一孔形成面４５３との接続線及び前記第一離間面４５４との接続線が曲線状となるように、湾曲面として形成され、複数の前記第二接続面４６５Ａは、前記軸方向Ｄａから見た際に、前記第二孔形成面４６３との接続線及び前記第二離間面４６４との接続線が曲線状となるように、湾曲面として形成されている。

これにより、第一凸部４５１及び第一凹部４５２や第二凸部４６１及び第二凹部４６２は、カービックカップリングのような形状で形成されることとなる。したがって、複数のインペラ３０を軸方向Ｄａに積層させる際に、芯出しを高い精度で容易に行うことができる。これにより、ロータ３を組み立てる際の作業性を大きく向上させることができる。

（６）第６の態様に係るロータ３は、（１）から（５）の何れか一つのロータ３であって、前記ディスク４は、前記軸方向Ｄａから見た際に、前記第一凸部４５１及び前記第一凹部４５２に対して前記軸線Ｏを基準とする径方向Ｄｒの内側の領域が、前記第一凹部４５２に対して前記軸方向Ｄａに窪む第一中央凹部４７１と、前記軸方向Ｄａから見た際に、前記第二凸部４６１及び前記第二凹部４６２に対して前記径方向Ｄｒの内側の領域が、前記第二凹部４６２に対して前記軸方向Ｄａに窪む第二中央凹部４７２とを有する。

これにより、第一凸部４５１及び第一凹部４５２や第二凸部４６１及び第二凹部４６２に対して径方向Ｄｒの内側には、空間が形成される。そのため、第一凸部４５１及び第一凹部４５２や第二凸部４６１及び第二凹部４６２を材料から削り出して作成する際に、ディスク４の内側の領域が工具と干渉してしまうことが抑えられる。これにより、第一凸部４５１及び第一凹部４５２や第二凸部４６１及び第二凹部４６２の加工がより容易になり、インペラ３０の製造時の作業性を向上させることができる。

（７）第７の態様に係る圧縮機１は、（１）から（６）の何れか一つのロータ３と、前記軸線Ｏを基準とする径方向Ｄｒの外側から前記ロータ３を覆うケーシング２と、を備える。

１…圧縮機
２…ケーシング
２１…外部ケーシング
２１１…端板
２１２…挿通孔
２２…ダイアフラム
２２１…吸込口
２２２…ケーシング流路
２２３…吐出口
２３…ヘッド
２３１…吸込側ヘッド
２３２…吐出側ヘッド
３…ロータ
３０…インペラ
３１…第一インペラ
３２…第二インペラ
４…ディスク
４１…ディスク軸部
４２…ディスク外周部
４３…ディスク面
４５、４５Ａ…第一嵌合部
４５１…第一凸部
４５２…第一凹部
４５３…第一孔形成面
４５４…第一離間面
４５５、４５５Ａ…第一接続面
４７１…第一中央凹部
４６、４６Ａ…第二嵌合部
４６１…第二凸部
４６２…第二凹部
４６３…第二孔形成面
４６４…第二離間面
４６５、４６５Ａ…第二接続面
４７２…第二中央凹部
４４…ボルト孔
３４…ブレード
３５…カバー
３０１…インペラ流路
４１Ａ…第一ディスク軸部
４１Ｂ…第二ディスク軸部
４３１…第一ディスク面
４３２…第二ディスク面
４８…第二ディスク軸部本体
４８１…第一ナット収容凹部
４９…第二ディスク延長部
４９１…ネジ穴
５０…バランスピストン
５１…ピストン軸部
５４…第一ピストン面
５４１…第二ナット収容凹部
５５…第二ピストン面
５５１…ピストン嵌合部
５６…ピストンボルト孔
５２…受圧部
５２１…第一受圧面
５２２…第二受圧面
５３…ピストン延長部
５３１…スラストカラー
６０…カップリングハブ
６１…ボルト挿通孔
６２…固定ボルト
７０…ボルト固定部
７１…ボルト
７２…ナット
８…シール部
８１…第一シール部
８２…第二シール部
８３…第三シール部
９…軸受部
９１…第一軸受部
９２…第二軸受部
９５…軸受ホルダー
９３…第三軸受部
９６…軸受カバー
１００…バンドル
Ｏ…軸線
Ｄａ…軸方向
Ｄａ１…第一側
Ｄａ２…第二側
Ｄｒ…径方向
Ｄｃ…周方向

Claims (6)

1. 軸線を中心に回転可能とされたロータであって、
   前記軸線を中心とする円盤状に形成されて中心が埋められた中軸構造を有するディスクを有し、前記軸線の延びる軸方向に隣接された複数のインペラと、
   前記軸方向に並ぶ複数の前記インペラをまとめて固定する複数のボルトを有するボルト固定部と、を備え、
   前記ディスクは、
   前記軸方向の第一側を向く面から前記軸方向に突出する第一凸部及び窪む第一凹部を複数有する第一嵌合部と、
   前記軸方向から見た際に前記第一嵌合部と重なる位置に形成され、前記軸方向の第二側を向く面から前記軸方向に突出する第二凸部及び窪む第二凹部を複数有する第二嵌合部と、
   前記第一嵌合部及び前記第二嵌合部を前記軸方向に貫通するように形成され、前記ボルトが挿通される複数のボルト孔と、を有し、
   前記第一凸部及び前記第一凹部は、前記軸方向から見た際に、前記軸線に対して外れた位置で、前記軸線を中心とする周方向に互い違いに配置され、
   前記第二凸部及び前記第二凹部は、前記軸方向から見た際に、前記軸線に対して外れた位置で、前記周方向に互い違いに配置され、
   前記第一凸部は、隣接する他の前記インペラの前記第二凹部に対して前記周方向の移動を互いに規制した状態で嵌り合い、
   前記第一凹部は、隣接する他の前記インペラの前記第二凸部に対して前記周方向の移動を互いに規制した状態で嵌り合い、
   前記第一嵌合部は、
   前記ボルト孔が形成される複数の第一孔形成面と、
   前記軸方向から見た際に、前記第一孔形成面に対して互い違いに並ぶように前記周方向に離れて配置され、前記第一孔形成面に対して前記軸方向にずれた位置に形成された複数の第一離間面と、
   前記周方向において前記第一孔形成面と前記第一離間面と間に配置され、前記第一孔形成面と前記第一離間面と繋ぐ複数の第一接続面とを有し、
   前記第二嵌合部は、
   前記軸方向から見た際に、前記第一孔形成面と重なる位置に配置され、前記ボルト孔が形成される複数の第二孔形成面と、
   前記軸方向から見た際に、前記第一離間面と重なる位置に配置され、前記第二孔形成面に対して前記軸方向にずれた位置に形成された複数の第二離間面と、
   前記軸方向から見た際に、前記第一接続面と重なる位置に配置され、前記第二孔形成面と前記第二離間面とを繋ぐ複数の第二接続面とを有し、
   複数の前記第一孔形成面と、隣接する他の前記インペラの複数の前記第二孔形成面とは、互いに対向しているロータ。
2. 複数の前記第一接続面は、隣接する他の前記インペラの複数の前記第二接続面と少なくとも一部が接触する請求項１に記載のロータ。
3. 複数の前記第一接続面は、前記軸方向から見た際に、前記第一孔形成面との接続線及び前記第一離間面との接続線が直線状となるように、平面として形成され、
   複数の前記第二接続面は、前記軸方向から見た際に、前記第二孔形成面との接続線及び前記第二離間面との接続線が直線状となるように、平面として形成されている請求項１又は２に記載のロータ。
4. 複数の前記第一接続面は、前記軸方向から見た際に、前記第一孔形成面との接続線及び前記第一離間面との接続線が曲線状となるように、湾曲面として形成され、
   複数の前記第二接続面は、前記軸方向から見た際に、前記第二孔形成面との接続線及び前記第二離間面との接続線が曲線状となるように、湾曲面として形成されている請求項１又は２に記載のロータ。
5. 前記ディスクは、前記軸方向から見た際に、前記第一凸部及び前記第一凹部に対して前記軸線を基準とする径方向の内側の領域が、前記第一凹部に対して前記軸方向に窪む第一中央凹部と、前記軸方向から見た際に、前記第二凸部及び前記第二凹部に対して前記径方向の内側の領域が、前記第二凹部に対して前記軸方向に窪む第二中央凹部とを有する請求項１又は２に記載のロータ。
6. 請求項１又は２に記載のロータと、
   前記軸線を基準とする径方向の外側から前記ロータを覆うケーシングと、を備える圧縮機。