JP2001186709A - 軸受オイルミスト防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軸受カバーの上部に存するギャップからのオイ
ルミストの漏出を完全に防止することにある。 【解決手段】立軸形回転電機の回転軸１を支承する軸受
を軸受カバー内に収容された潤滑油により冷却するよう
にした軸受装置の軸受カバーの上部に存する異なる圧力
となる軸受カバー内、外部の連通部を仕切るように配置
され、且つ回転部の運動により軸受カバー内の液面から
発生するオイルミストの流出を防止する軸受オイルミス
ト防止装置において、樹脂系材料で形成された集毛体１
５を保持リング４と裏板６の間に挟み、且つ先端部を一
定の自由長で回転軸側に露出させて配置すると共に、固
定金具２３により集毛体１５の先端部を回転部全周に渡
って密に接触させて固定する構成とし、保持リング４は
集毛体１５に付着滞留した油滴を軸受カバー１７内に排
出する排油孔２４を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、立軸回転電機等の
軸受カバー及び回転油切りに用いる軸受オイルミスト防
止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水力発電設備に使用される立軸形回転電
機、例えば立軸形水車発電機においては、軸受装置内に
存するスラスト軸受、あるいはガイド軸受の摺動摩擦熱
および攪拌による熱を緩和するため、軸受カバー内を油
槽として潤滑油を収容したり、循環ポンプ等を用いて油
槽内に潤滑油を送込んだりしている。

【０００３】この油槽の中では、回転部の運動によって
次第にオイルミストが液面より上方に発生し、大気より
高い圧力環境下の油槽から脱出しようとする。この場
合、油槽内の圧力は概ね１０ｍｍＡｑから１００ｍｍＡ
ｑの範囲に上昇している。

【０００４】そこで、一般に軸受カバーには異なる圧力
差室を備えて油切り効果を持たせている。

【０００５】図７はかかる従来の軸受オイルミスト防止
装置の構成を示すものである。

【０００６】図７において、１は立軸形回転電機の回転
軸で、この回転軸１は図示しないスラスト軸受又はガイ
ド軸受により支承されている。このスラスト軸受又はガ
イド軸受は軸受カバー１７により覆われ、その内側に存
する油槽１６中の潤滑油に浸されている。

【０００７】上記軸受カバー１７の上部には、回転軸１
と同心円状に配置され、且つ複数のアルミ歯２０を軸方
向に適宜の間隔を存して植付けた環形リング１９が溶接
等により取付けられている。この環形リング１９には、
その軸方向の中間領域に対応する部分に環形室１２が形
成され、この環形室１２に連通させて設けられた中間空
気孔２１を通して油槽内の圧力より高い圧力を持った空
気を供給し、高圧領域Ａとすることでオイルミスト１８
の漏出を防いでいる。

【０００８】この場合、アルミ歯２０は一律に回転軸１
の摺動面２５との間に適正なギャップ２２が保たれるよ
うに回転軸と同芯的にセットされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成の軸受オイルミスト防止装置では、アルミ歯２０の内
径は組立時に摺動面２５と適正なギャップ２２に保たれ
ていても、実運転時において、二次的要素で回転部が変
位すると、この関係が保持されなくなる恐れがあり、ま
た中間領域に供給される高圧力空気が何らかの要因で油
槽内圧力より低下すると、逆にオイルミスト１８が引き
込みやすくなることも考えられる。

【００１０】また、高速回転する回転電機においては、
回転軸の高周速の影響で攪拌される油そのものがこの微
小ギャップ２２を抜けて大気Ｂへ流出する恐れもある。

【００１１】本発明は上記のような問題を解消するため
なされたもので、軸受カバーの上部に存するギャップか
らのオイルミストの漏出を完全に防止できる軸受オイル
ミスト防止装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により軸受オイルミスト防
止装置を構成するものである。

【００１３】請求項１に対応する発明は、立軸形回転電
機の回転軸を支承する軸受を軸受カバー内に収容された
潤滑油により冷却するようにした軸受装置の前記軸受カ
バーの上部に存する異なる圧力となる軸受カバー内、外
部の連通部を仕切るように配置され、且つ回転部の運動
により前記軸受カバー内の液面から発生するオイルミス
トの流出を防止する軸受オイルミスト防止装置におい
て、樹脂系材料で形成された集毛体を保持リングと裏板
の間に挟み、且つ先端部分を一定の自由長で回転軸側に
露出させて配置すると共に、固定金具により前記集毛体
の先端部分を回転部全周に渡って密に接触させて固定す
る構成とし、前記保持リングは前記集毛体に付着滞留し
た油滴を前記軸受カバー内に排出する排油孔を有するも
のである。

【００１４】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の軸受オイルミスト防止装置において、集毛
体の後端部を弾性力により押付けて前記集毛体の先端部
を常に回転軸の周面に一定の接触圧で接触させる加圧機
構を設けたものである。

【００１５】請求項３に対応する発明は、請求項１又は
請求項２に対応する発明の軸受オイルミスト防止装置に
おいて、保持リングと裏板との間に挟まれて設けられる
集毛体を回転軸の軸方向に複数段配置して各々の集毛体
の先端部を回転軸の全周面に密に接触させるようにした
ものである。

【００１６】請求項４に対応する発明は、立軸形回転電
機の回転軸を支承する軸受を軸受カバー内に収容された
潤滑油により冷却するようにした軸受装置の前記軸受カ
バーの上部に存する異なる圧力となる軸受カバー内、外
部の連通部を仕切るように配置され、且つ回転部の運動
により前記軸受カバー内の液面から発生するオイルミス
トの流出を防止する軸受オイルミスト防止装置におい
て、前記軸受カバーの上部に環形リングを設け、この環
形リングの内周面に対応する回転軸の周面に樹脂系材料
で形成された集毛体を取付け、且つ先端部を一定の自由
長で前記環形リング側に露出させて先端部を前記環形リ
ングの内周面全体に渡って密に接触させて配置する構成
としたものである。

【００１７】請求項５に対応する発明は、請求項４記載
の軸受オイルミスト防止装置において、環形リング及び
この環形リングの周面に対応する回転軸の周面に取付け
られる集毛体を軸方向に適宜の間隔を存して複数段配置
して、各々の集毛体の先端部をそれぞれ対応する環形リ
ングの全内周面に密に接触させるようにしたものであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。

【００１９】図１は本発明による軸受オイルミスト防止
装置の第１の実施の形態の要部を断面して示す構成図で
あり、図７と同一部品には同一符号を付して説明する。

【００２０】図１において、１は立軸回転電機の回転軸
で、この回転軸１は図示しないスラスト軸受又はガイド
軸受により支承されている。このスラスト軸受又はガイ
ド軸受は軸受カバー１７により覆われ、この軸受カバー
１７を油槽１６として収容された潤滑油１６に浸されて
いる。

【００２１】上記軸受カバー１７の上部には、回転軸１
を中心に集毛体１５を保持リング４と裏板６との間に挟
み込んで回転軸１と同心円状に設けると共に、これらを
固定金具２３により一体的に固定する。

【００２２】この集毛体１５は、約５０〜３００ミクロ
ンの線径の樹脂系材料（ナイロン６６、ＰＦＡ材、ＰＥ
ＥＫ材等）を束ねてリング状に形成したもので、先端部
に保持リング４および裏板６の軸側端面より０．５ｍｍ
から２ｍｍ程度の露出自由長３を持たせ、回転軸１の周
面全体に渡り回転軸１とのギャップが完全に塞がれるよ
うに密に接触させて配置し、軸方向に対する接触範囲１
４が適正厚さとなるように構成されている。

【００２３】このような構成の軸受オイルミスト防止装
置において、軸受油槽１６側、すなわち高圧領域Ａの流
体圧力が大気Ｂの大気圧よりも高くなっている。また、
集毛体１５が回転部全周に接触しており、そのときの差
圧は１０〜１００ｍｍＡｑ程度になる。

【００２４】そして、大気Ｂへ漏出できないオイルミス
ト１８は集毛体１５に付着滞留するため、保持リング４
に設けた排油孔２４によって軸受油槽１６へ戻される。

【００２５】従って、このような軸受オイルミスト防止
装置とすれば、集毛体１５により回転軸１の周面との間
のギャップが完全に塞がれるので、軸受カバー１７から
外部へのオイルミストの漏出を完全に防止することがで
きる。

【００２６】図２及び図３は本発明による軸受オイルミ
スト防止装置の第２の実施の形態の要部を断面して示す
構成図、図３は図２をＸ方向から見た図であり、図１と
同一部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここ
では異なる部分について述べる。

【００２７】第２の実施の形態では、図２及び図３に示
すように軸受カバー１７上部の回転軸側の端部に集毛体
１５を保持リング４と裏板６との間に挟み込んで配置す
ると共に、その上に裏当てリング１３を設けてこれらを
一体的に固定する。また、軸受カバー１７の上部端面に
支えリング１１を取付け、この支えリング１１に周方向
に適宜の間隔を存して複数個のホルダー７をそれぞれ取
付け、これら各ホルダー７に集毛体１５の背後に有する
集毛体固定部５に回転半径方向から一定圧力を加える押
圧ブロック１０を保持させる。

【００２８】この場合、押圧ブロック１０に取付けられ
たピン１０ａにスプリング８が介挿され、このスプリン
グ８をピン１０ａに沿って移動可能なスプリング受け９
により伸縮させ、このスプリング受け９を適切な位置で
ホルダー７に径方向に形成された複数段の係合溝７ａの
適宜部位の溝に挿入することで、集毛体１５の先端と回
転軸１の接触面２への接触圧を加減調整する加圧機構が
構成される。

【００２９】なお、集毛体１５の材料は耐摩耗性と耐熱
性に優れた樹脂系材料（ナイロン６６、ＰＦＡ材、ＰＥ
ＥＫ材等）を使用することは第１の実施の形態と同様で
ある。

【００３０】このような構成の軸受オイルミスト防止装
置において、回転部の運動下においては、ホルダー７に
保持された押圧ブロック１０がピン１０ａに沿ってガイ
ドされるスプリング８の弾性力により集毛体１５の集毛
体固定部５を一定の圧力で押圧しているので、回転軸１
の変位に対しても集毛体１５の先端部が追随しながら、
常に密に接触した状態に保持される。すなわち、回転軸
１の周面との間のギャップが完全に塞がれた状態に保持
することができる。

【００３１】従って、このような軸受オイルミスト防止
装置とすれば、集毛体１５により回転軸１の周面との間
のギャップが完全に塞がれるので、軸受カバー１７から
外部へのオイルミストの漏出を安定した状態で完全に防
止することができる。

【００３２】図４は本発明による軸受オイルミスト防止
装置の第３の実施の形態の要部を断面して示す構成図
で、図２と同一部品には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分に付いて述べる。

【００３３】第３の実施の形態では、図４に示すように
軸受カバー１７の上部先端に集毛体１５とこの集毛体１
５を挟んで配置された排油孔２４を有する保持リング４
及び裏板６を第１段の構成とし、この第１段の構成の裏
板６に接触させて第１段の構成の保持リング４より径方
向の長さの短い保持リング４ａと裏板６ａとの間に集毛
体１５ａを挟み込み、また裏板６ａの上端面に裏当てリ
ング１３を設け、これらを一体的に固定して第２段の構
成として配置する。

【００３４】なお、集毛体１５ａの材料は耐摩耗性と耐
熱性に優れた樹脂系材料（ナイロン６６、ＰＦＡ材、Ｐ
ＥＥＫ材等）を使用することは第１の実施の形態と同様
である。

【００３５】このような構成の軸受オイルミスト防止装
置において、第１段の構成の裏板６と第２段の構成の保
持リング４ａ及び集毛体１５ａとの間に中圧領域Ｃが形
成され、この中圧領域Ｃにより高圧領域Ａと大気Ｂの差
圧が分散されるので、オイルミスト防止効果を高めるこ
とができる。また、仮にオイルミスト１８が中圧領域Ｃ
に漏出しても、さらに第２段の構成の集毛体１５ａにお
いて完全に漏出を防止することができる。

【００３６】従って、このような構成の軸受オイルミス
ト防止装置とすれば、油槽内圧力と大気圧との差圧を分
散させ、さらにオイルミスト防止効果と集毛体に付着し
た油滴の排出効果を高めることができる。

【００３７】なお、上記では集毛体１５を回転軸１の周
面に接触させて軸方向に２段構成にして設けたが、必要
に応じて集毛体１５を軸方向に３段以上の構成にして設
けるようにしても良い。

【００３８】図５は本発明による軸受オイルミスト防止
装置の第４の実施の形態の要部を断面して示す構成図
で、図７と同一部品には同一符号を付して説明する。

【００３９】図５において、１は立軸回転電機の回転軸
で、この回転軸１は図示しないスラスト軸受又はガイド
軸受により支承されている。このスラスト軸受又はガイ
ド軸受は軸受カバー１７により覆われ、その内側に存す
る油槽１６中の潤滑油に浸されている。

【００４０】また、回転軸１の軸受カバー１７の上部に
対応する部分が径方向に突出するリング状の凸部１ａが
設けられ、この凸部１ａには環状溝１ｂが形成され、さ
らに油槽１６側の縁円部には突起部１ｃが設けられてい
る。

【００４１】上記回転軸１の凸部１ａに形成された環状
溝１ｂに集毛体１５を挿入して固定し、また軸受カバー
１７の上部の端面に取付けられた環形リング１９の内周
面を集毛体１５に接触させると共に、その上面に裏当て
リング１３を配置する。

【００４２】この集毛体１５は、第１の実施の形態と同
様に約５０〜３００ミクロンの線径の樹脂系材料（ナイ
ロン６６、ＰＦＡ材、ＰＥＥＫ材等）を束ねてリング状
に形成したもので、回転軸１の凸部１ａの平面より０．
５ｍｍから２ｍｍ程度の露出自由長３を持たせ、環形リ
ング１９の内径側接触面２に密に接触させ、且つ軸方向
に対する接触範囲１４が適正厚さとなるように構成され
ている。

【００４３】このような軸受オイルミスト防止装置とす
れば、集毛体１５によりオイルミスト１８の漏出を防止
することができ、さらに回転軸１に設けられた凸部１ａ
により回転軸自身の回転により浮上しようとする油の動
きを制限する効果が得られ、さらに自身の回転油切り作
用で集毛体１５に付着した油滴を排出できる。

【００４４】図６は本発明による軸受オイルミスト防止
装置の第５の実施の形態の要部を断面して示す構成図
で、図５と同一部品には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる点について述べる。

【００４５】第５の実施の形態では、図６に示すように
回転軸１に設けられたリング状の凸部１ａに形成された
溝１ｂに挿入して固定される集毛体１５と、軸受カバー
１７の上部に環形リング１９の内径側の周面を集毛体１
５に接触させて取付けられる環形リング１９及びこの環
形リング１９の軸方向端面に配置される裏当てリング１
３を第１段の構成とし、また第１段の構成の回転軸１に
設けられた凸部１ａと軸方向に適宜の間隔を存して設け
られたリング状の凸部１ｄに形成されている環状溝１ｅ
に集毛体１５ａを挿入すると共に固定し、また第１段の
構成の裏当てリング１３の軸方向端面に取付けられた環
形リング１９の内周面を集毛体１５ａに接触させると共
に、その上面に裏当てリング１３を設け、これらを一体
的に固定して第２段の構成として配置する。

【００４６】なお、集毛体１５の材料は耐摩耗性と耐熱
性に優れた樹脂系材料（ナイロン６６、ＰＦＡ材、ＰＥ
ＥＫ材等）を使用することは第１の実施の形態と同様で
ある。

【００４７】このような構成の軸受オイルミスト防止装
置とすれば、回転軸１の凸部１ａと凸部１ｄとの間に環
形室１２が形成され、第１段の構成の集毛体１５と第２
段の構成の集毛体１５ａとの間に環形室１２による中圧
領域Ｃが形成され、この中圧領域Ｃにより高圧領域Ａと
大気Ｂの差圧が分散されるので、オイルミスト防止効果
を高めることができる。

【００４８】従って、このような軸受オイルミスト防止
装置とすれば、第４の実施の形態と同様の作用効果が得
られることに加えて、オイルミストの漏出を完全に防止
することができ、極めて高周速となる回転電機に有効で
ある。

【００４９】なお、上記では集毛体１５を回転軸１の軸
方向に２段構成にして各々の環形リング１９の内周面に
接触させて設けたが、必要に応じて集毛体１５を軸方向
に３段以上の構成にして各々の環形リング１９の内周面
に接触させて設けるようにしても良い。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、軸受カバ
ーの上部に存するギャップからのオイルミストの漏出を
完全に防止できる軸受オイルミスト防止装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による軸受オイルミスト防止装置の第１
の実施の形態の要部を断面して示す構成図。

【図２】本発明による軸受オイルミスト防止装置の第２
の実施の形態の要部を断面して示す構成図。

【図３】図２をＸ矢印方向から見た図。

【図４】本発明による軸受オイルミスト防止装置の第３
の実施の形態の要部を断面して示す構成図。

【図５】本発明による軸受オイルミスト防止装置の第４
の実施の形態の要部を断面して示す構成図。

【図６】本発明による軸受オイルミスト防止装置の第５
の実施の形態の要部を断面して示す構成図。

【図７】従来の軸受オイルミスト防止装置の要部を断面
して示す構成図。

【符号の説明】

１…回転軸 ２…接触面 ３…露出自由長 ４…保持リング ５…集毛体固定部 ６…裏板 ７…ホルダー ７ａ…係合溝 ８…スプリング ９…スプリング受け １０…押圧ブロック １０ａ…ピン １１…支えリング １２…環形室 １３…裏当てリング １４…接触範囲 １５…集毛体 １６…軸受油槽 １７…軸受カバー １８…オイルミスト １９…環形リング ２０…アルミ歯 ２１…中間空気孔 ２２…設定ギャップ ２３…固定金具 ２４…排油孔 ２５…しゅう動面 Ａ…高圧領域 Ｂ…大気 Ｃ…中圧領域

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１２月１９日（２０００．１２．
１９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】この集毛体１５は、約５０〜３００ミクロ
ンの線径の樹脂径材料（ナイロン、ＰＦＡ材、ＰＥＥＫ
材等）を束ねてリング状に形成したもので、先端部に保
持リング４および裏板６の軸側端面より０．５ｍｍから
２ｍｍ程度の露出自由長３を持たせ、回転軸１の周面全
体に渡り回転軸１とのギャップが完全に塞がれるように
密に接触させて配置し、軸方向に対する接触範囲１４が
適正厚さとなるように構成されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】なお、上記では集毛体１５を回転軸１の軸
方向に２段構成にして各々の環形リング１９の内周面に
接触させて設けたが、必要に応じて集毛体１５を軸方向
に３段以上の構成にして各々環形リング１９の内周面に
接触させて設けるようにしても良い。また、本発明の構
造は横軸機の軸受にも有効な装置を提供できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三上 誠 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 Ｆターム(参考） 3J016 AA01 AA03 AA06 BB02 BB12 CA01 CA08 3J043 AA16 BA06 CA13 CB13 DA01 5H605 AA02 BB01 BB14 CC04 CC05 EB28 EB31

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立軸形回転電機の回転軸を支承する軸受
   を軸受カバー内に収容された潤滑油により冷却するよう
   にした軸受装置の前記軸受カバーの上部に存する異なる
   圧力となる軸受カバー内、外部の連通部を仕切るように
   配置され、且つ回転部の運動により前記軸受カバー内の
   液面から発生するオイルミストの流出を防止する軸受オ
   イルミスト防止装置において、 樹脂系材料で形成された集毛体を保持リングと裏板の間
   に挟み、且つ先端部分を一定の自由長で回転軸側に露出
   させて配置すると共に、固定金具により前記集毛体の先
   端部を回転部全周に渡って密に接触させて固定する構成
   とし、 前記保持リングは前記集毛体に付着滞留した油滴を前記
   軸受カバー内に排出する排油孔を有することを特徴とす
   る軸受オイルミスト防止装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の軸受オイルミスト防止装
   置において、集毛体の後端部を弾性力により押付けて前
   記集毛体の先端部を常に回転軸の周面に一定の接触圧で
   接触させる加圧機構を設けたことを特徴とする軸受オイ
   ルミスト防止装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の軸受オイル
   ミスト防止装置において、保持リングと裏板との間に挟
   まれて設けられる集毛体を回転軸の軸方向に複数段配置
   して各々の集毛体の先端部を回転軸の全周面に密に接触
   させるようにしたことを特徴とする軸受オイルミスト防
   止装置。
4. 【請求項４】 立軸形回転電機の回転軸を支承する軸受
   を軸受カバー内に収容された潤滑油により冷却するよう
   にした軸受装置の前記軸受カバーの上部に存する異なる
   圧力となる軸受カバー内、外部の連通部を仕切るように
   配置され、且つ回転部の運動により前記軸受カバー内の
   液面から発生するオイルミストの流出を防止する軸受オ
   イルミスト防止装置において、 前記軸受カバーの上部に環形リングを設け、この環形リ
   ングの内周面に対応する回転軸の周面に樹脂系材料で形
   成された集毛体を取付け、且つ先端部を一定の自由長で
   前記環形リング側に露出させて先端部を前記環形リング
   の内周面全体に渡って密に接触させて配置する構成とし
   たことを特徴とする軸受オイルミスト防止装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の軸受オイルミスト防止装
   置において、環形リング及びこの環形リングの周面に対
   応する回転軸の周面に取付けられる集毛体を軸方向に適
   宜の間隔を存して複数段配置して、各々の集毛体の先端
   部をそれぞれ対応する環形リングの全内周面に密に接触
   させるようにしたことを特徴とする軸受オイルミスト防
   止装置。