JP2021014855A - Thrust bearing device and rotating electrical machine - Google Patents

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Abstract

To provide a thrust bearing device and a rotating electrical machine that can restrain a decrease in performance.SOLUTION: A thrust bearing device according to an embodiment comprises a thrust collar attached to a rotating shaft, a guide bearing for supporting the thrust collar via a first oil film in an inside diameter direction, a rotating plate provided on a lower side of the thrust collar, a stationary plate for supporting the rotating plate via a second oil film in an axial direction, and a member or a mechanism comprised in the rotating plate or the thrust collar for reducing a change in thickness of the second oil film caused by thermal deformation of the thrust collar.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、スラスト軸受装置および回転電機に関する。 Embodiments of the present invention relate to thrust bearing devices and rotary electric machines.

例えば立軸型の水車発電機等に代表される回転電機においては、回転子を含む軸方向荷重を支えるためにスラスト軸受装置が採用されている。図８に、従来のスラスト軸受装置の構成の一例を示す。 For example, in a rotary electric machine represented by a vertical shaft type water turbine generator or the like, a thrust bearing device is adopted to support an axial load including a rotor. FIG. 8 shows an example of the configuration of the conventional thrust bearing device.

図８は、従来のスラスト軸受装置の一部の概略構成を示す断面図である。このスラスト軸受装置においては、回転軸１にスラストカラー２が取り付けられ、スラストカラー２の下面には回転板４が取り付けられる。また、回転板４の下部には例えば複数の扇形の静止板５が回転軸１の周りに放射状に設置される。各静止板５の下部にはスプリング６が取り付けられ、各静止板５がスプリング６を介して台板５ａにより支持される構造となっている。スラストカラー２の外径側には周方向に一定の間隔で複数のガイド軸受３が配置される。これらの部材の周りには図示しない油槽があり、油槽内の空間Ｇに潤滑油が封入される。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a part of a conventional thrust bearing device. In this thrust bearing device, the thrust collar 2 is attached to the rotating shaft 1, and the rotating plate 4 is attached to the lower surface of the thrust collar 2. Further, for example, a plurality of fan-shaped stationary plates 5 are radially installed around the rotating shaft 1 at the lower part of the rotating plate 4. A spring 6 is attached to the lower part of each rest plate 5, and each rest plate 5 is supported by the base plate 5a via the spring 6. A plurality of guide bearings 3 are arranged on the outer diameter side of the thrust collar 2 at regular intervals in the circumferential direction. There is an oil tank (not shown) around these members, and lubricating oil is sealed in the space G in the oil tank.

このような構成において、スラストカラー２は、回転軸１の回転に追従して回転する。このとき、回転板４と各静止板５との間に油膜７が形成される。また、図８には図示されていないが、スラストカラー２と各ガイド軸受３との間にも油膜７ａが形成される。 In such a configuration, the thrust collar 2 rotates following the rotation of the rotation shaft 1. At this time, an oil film 7 is formed between the rotating plate 4 and each stationary plate 5. Further, although not shown in FIG. 8, an oil film 7a is also formed between the thrust collar 2 and each guide bearing 3.

各静止板５は、下部に取り付けているスプリング６によって回転方向に対し進み側が狭くなるように傾斜し、回転板４との間に隙間が形成される。当該隙間に油膜７が入ると、油膜７に一定の圧力分布が発生し、当該油膜７によって回転板４が支持されるようになっている。 Each stationary plate 5 is tilted by a spring 6 attached to the lower portion so that the advancing side becomes narrower in the rotation direction, and a gap is formed between the stationary plate 5 and the rotating plate 4. When the oil film 7 enters the gap, a constant pressure distribution is generated in the oil film 7, and the rotating plate 4 is supported by the oil film 7.

特開昭５８−２２５２２０号公報JP-A-58-225220

従来のスラスト軸受装置の構成では、スラストカラー２とこのスラストカラー２を取り囲む各ガイド軸受３との間に形成される油膜（油膜７ａや油膜７など）からの熱により、スラストカラー２が変形すると、その変形に追従して回転板４の摺動面（油膜７がある方の面）が傾く場合がある。例えば図９のように回転板４の摺動面が傾くと、油膜７の厚さが回転板４の径方向に不均一となり、スラスト軸受装置の性能が低下する。 In the configuration of the conventional thrust bearing device, when the thrust collar 2 is deformed by heat from an oil film (oil film 7a, oil film 7, etc.) formed between the thrust collar 2 and each guide bearing 3 surrounding the thrust collar 2. The sliding surface of the rotating plate 4 (the surface on which the oil film 7 is located) may be tilted in accordance with the deformation. For example, when the sliding surface of the rotating plate 4 is tilted as shown in FIG. 9, the thickness of the oil film 7 becomes non-uniform in the radial direction of the rotating plate 4, and the performance of the thrust bearing device deteriorates.

発明が解決しようとする課題は、性能の低下を抑えることが可能なスラスト軸受装置および回転電機を提供することにある。 An object to be solved by the present invention is to provide a thrust bearing device and a rotary electric machine capable of suppressing deterioration in performance.

実施形態のスラスト軸受装置は、回転軸に取り付けられるスラストカラーと、前記スラストカラーを第１の油膜を介して内径方向に支持するガイド軸受と、前記スラストカラーの下側に設けられる回転板と、前記回転板を第２の油膜を介して軸方向に支持する静止板と、前記回転板もしくは前記スラストカラーに備えられ、前記スラストカラーの熱変形による前記第２の油膜の厚みの変化を緩和する部材または機構とを具備する。 The thrust bearing device of the embodiment includes a thrust collar attached to a rotating shaft, a guide bearing that supports the thrust collar in the inner diameter direction via a first oil film, and a rotating plate provided below the thrust collar. A stationary plate that supports the rotating plate in the axial direction via a second oil film, and the rotating plate or the thrust collar are provided to alleviate changes in the thickness of the second oil film due to thermal deformation of the thrust collar. It includes a member or a mechanism.

本発明によれば、性能の低下を抑えることが可能なスラスト軸受装置および回転電機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a thrust bearing device and a rotary electric machine capable of suppressing deterioration in performance.

第１の実施形態に係るスラスト軸受装置の要部構成を示す縦断面図。The vertical sectional view which shows the main part structure of the thrust bearing apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施形態に係るスラスト軸受装置の要部構成を示す縦断面図。The vertical sectional view which shows the main part structure of the thrust bearing apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施形態に係るスラスト軸受装置の要部構成を示す縦断面図。The vertical sectional view which shows the main part structure of the thrust bearing apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第４の実施形態に係るスラスト軸受装置の要部構成を示す縦断面図。The vertical sectional view which shows the main part structure of the thrust bearing apparatus which concerns on 4th Embodiment. 図４中に示されるガイド軸受３近傍の横断面形状を示す横断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape in the vicinity of the guide bearing 3 shown in FIG. 第５の実施形態に係るスラスト軸受装置の要部構成を示す縦断面図。The vertical sectional view which shows the main part structure of the thrust bearing apparatus which concerns on 5th Embodiment. 図６中に示されるガイド軸受３近傍の横断面形状を示す横断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape in the vicinity of the guide bearing 3 shown in FIG. 従来のスラスト軸受装置の一部の概略構成を示す断面図。A cross-sectional view showing a schematic configuration of a part of a conventional thrust bearing device. 図８中に示されるスラストカラー２の熱変形の影響を説明するための図。The figure for demonstrating the influence of thermal deformation of the thrust collar 2 shown in FIG.

以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

なお、以下に説明する各実施形態の各図では、前述の説明で使用した図８と共通する要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各実施形態では、図８と異なる部分を中心に説明する。 In each figure of each embodiment described below, the same reference numerals are given to the elements common to those in FIG. 8 used in the above description, and duplicate description will be omitted. In each embodiment, the parts different from those in FIG. 8 will be mainly described.

（第１の実施形態）
最初に、図１を参照して、第１の実施形態について説明する。以下では、図８も適宜参照する。 (First Embodiment)
First, the first embodiment will be described with reference to FIG. In the following, FIG. 8 will also be referred to as appropriate.

図１は、第１の実施形態に係るスラスト軸受装置の要部構成を示す縦断面図である。 FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a main configuration of a thrust bearing device according to a first embodiment.

なお、図１では、各部の特徴を理解し易いように強調して表現しているところがあるため、実際のものとは寸法や角度が異なっている部分がある。 In addition, in FIG. 1, since the features of each part are emphasized for easy understanding, there are parts whose dimensions and angles are different from those of the actual ones.

第１の実施形態に係るスラスト軸受装置は、例えば立軸型の水車発電機等の回転電機に備えられるものであり、回転軸１に取り付けられるスラストカラー２と、スラストカラー２を油膜７ａを介して内径方向に支持するガイド軸受３と、スラストカラー２の下側に設けられる回転板４と、回転板４を油膜７を介して軸方向に支持する静止板５と、静止板５の下部に取り付けられるスプリング６と、スプリング６を介して静止板５を支持する台板５ａとを有する。 The thrust bearing device according to the first embodiment is provided in a rotary electric machine such as a vertical shaft type water turbine generator, and the thrust collar 2 attached to the rotary shaft 1 and the thrust collar 2 are passed through an oil film 7a. A guide bearing 3 that supports in the inner diameter direction, a rotating plate 4 provided under the thrust collar 2, a stationary plate 5 that supports the rotating plate 4 in the axial direction via an oil film 7, and a stationary plate 5 attached to the lower portion of the stationary plate 5. The spring 6 is provided, and the base plate 5a that supports the stationary plate 5 via the spring 6 is provided.

さらに第１の実施形態に係るスラスト軸受装置は、スラストカラー２の熱変形による油膜７の厚みの変化を緩和する部材として、スラストカラー２と回転板４との間に配置される弾性体８を有する。弾性体８は、ゴムもしくは金属性のバネから成り、スラストカラー２と回転板４とに挟み込まれる構造となっている。 Further, the thrust bearing device according to the first embodiment includes an elastic body 8 arranged between the thrust collar 2 and the rotating plate 4 as a member for alleviating a change in the thickness of the oil film 7 due to thermal deformation of the thrust collar 2. Have. The elastic body 8 is made of a rubber or metallic spring and has a structure sandwiched between the thrust collar 2 and the rotating plate 4.

図１では、弾性体８が外径側から内径側まで全体的に均一な厚さを有するゴムである場合を例示している。弾性体８は、スラストカラー２が熱変形していないときは、スラストカラー２の荷重により、径方向に殆ど偏り無く均等に一定量分だけわずかに収縮した状態にある。このとき、荷重により油膜７にかかる圧力の分布は外径側または内径側に偏らない理想的な形を示し、油膜７の厚みは外径側から内径側まで全体的に均一な厚さを示す。 FIG. 1 illustrates a case where the elastic body 8 is a rubber having an overall uniform thickness from the outer diameter side to the inner diameter side. When the thrust collar 2 is not thermally deformed, the elastic body 8 is in a state of being slightly contracted by a certain amount evenly with almost no bias in the radial direction due to the load of the thrust collar 2. At this time, the distribution of the pressure applied to the oil film 7 due to the load shows an ideal shape that is not biased to the outer diameter side or the inner diameter side, and the thickness of the oil film 7 shows an overall uniform thickness from the outer diameter side to the inner diameter side. ..

例えばスラストカラー２とガイド軸受３との間に形成される油膜７ａからの熱により、スラストカラー２が径方向に広がるように変形すると、図１に示されるようにスラストカラー２が内径側に傾き、スラストカラー２の内径側底部が下方に向かって沈む（あるいはスラストカラー２の外径側底部が持ち上がる）ことがある。 For example, when the thrust collar 2 is deformed so as to spread in the radial direction due to heat from the oil film 7a formed between the thrust collar 2 and the guide bearing 3, the thrust collar 2 tilts toward the inner diameter side as shown in FIG. , The inner diameter side bottom of the thrust collar 2 may sink downward (or the outer diameter side bottom of the thrust collar 2 may be lifted).

このとき、スラストカラー２の内径側底部の沈降に追従して、弾性体８の内径側部分が収縮する。すなわち、弾性体８は緩衝材の役割を果たす。これにより、回転板４の内径側部分が沈降することが抑制され、回転板４の摺動面が傾くことが抑制され、油膜７の内径側の厚みが小さくなることが抑制される。このとき、荷重により油膜７にかかる圧力の分布は内径側には殆ど偏っておらず、油膜７の厚みは外径側から内径側までほぼ均一な厚さを示す。 At this time, the inner diameter side portion of the elastic body 8 contracts following the sedimentation of the inner diameter side bottom portion of the thrust collar 2. That is, the elastic body 8 acts as a cushioning material. As a result, the inner diameter side portion of the rotating plate 4 is suppressed from settling, the sliding surface of the rotating plate 4 is suppressed from tilting, and the thickness of the oil film 7 on the inner diameter side is suppressed to be reduced. At this time, the distribution of the pressure applied to the oil film 7 due to the load is hardly biased toward the inner diameter side, and the thickness of the oil film 7 shows a substantially uniform thickness from the outer diameter side to the inner diameter side.

かりに、弾性体８が無いと仮定すると、スラストカラー２の内径側底部の沈降に追従して、回転板４の内径側部分が沈降し、回転板４の摺動面が傾き、油膜７の内径側の厚みが小さくなる。このとき、荷重により油膜７にかかる圧力の分布は内径側に偏っており、油膜７の厚みは外径側から内径側まで全体的に均一な厚さを示さない。 Assuming that there is no elastic body 8, the inner diameter side portion of the rotating plate 4 settles, the sliding surface of the rotating plate 4 tilts, and the inner diameter of the oil film 7 follows the sedimentation of the inner diameter side bottom portion of the thrust collar 2. The thickness on the side becomes smaller. At this time, the distribution of the pressure applied to the oil film 7 due to the load is biased toward the inner diameter side, and the thickness of the oil film 7 does not show a uniform thickness as a whole from the outer diameter side to the inner diameter side.

第１の実施形態によれば、スラストカラー２の熱変形によって回転板４の摺動面が傾くことを抑制することができ、静止板５上に形成される油膜７の厚さが不均一になることを抑制することができる。また、弾性体８が緩衝材となり、回転板４の摺動面の平面性が保たれるため、回転板４の摺動面に対して高い加工精度を求める必要もなくなる。 According to the first embodiment, it is possible to prevent the sliding surface of the rotating plate 4 from tilting due to thermal deformation of the thrust collar 2, and the thickness of the oil film 7 formed on the stationary plate 5 becomes non-uniform. It can be suppressed from becoming. Further, since the elastic body 8 serves as a cushioning material and the flatness of the sliding surface of the rotating plate 4 is maintained, it is not necessary to require high processing accuracy for the sliding surface of the rotating plate 4.

（第２の実施形態）
次に、図２を参照して、第２の実施形態について説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. Hereinafter, the parts different from the first embodiment will be mainly described.

図２は、第２の実施形態に係るスラスト軸受装置の要部構成を示す縦断面図である。 FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a main configuration of the thrust bearing device according to the second embodiment.

なお、図２では、各部の特徴を理解し易いように強調して表現しているところがあるため、実際のものとは寸法や角度が異なっている部分がある。 In addition, in FIG. 2, since the features of each part are emphasized for easy understanding, some parts have different dimensions and angles from the actual ones.

前述の第１の実施形態では、弾性体８がスラストカラー２と回転板４との間に配置される場合を示したが、この第２の実施形態では、弾性体８は、上下に二分される二枚の回転板９、４Ａの間に配置される。すなわち、前述の回転板４の代わりに二枚の回転板４Ａ、９を採用し、弾性体８が回転板４Ａと回転板９とに挟まれる構造としている。このように弾性体８を回転板４Ａと回転板９とで挟み込んだ構造の新たな回転板がスラストカラー２に取り付けられている。 In the first embodiment described above, the case where the elastic body 8 is arranged between the thrust collar 2 and the rotating plate 4 is shown, but in the second embodiment, the elastic body 8 is divided into upper and lower parts. It is arranged between two rotating plates 9 and 4A. That is, instead of the above-mentioned rotating plate 4, two rotating plates 4A and 9 are adopted, and the elastic body 8 is sandwiched between the rotating plate 4A and the rotating plate 9. In this way, a new rotating plate having a structure in which the elastic body 8 is sandwiched between the rotating plate 4A and the rotating plate 9 is attached to the thrust collar 2.

例えばスラストカラー２とガイド軸受３との間に形成される油膜７ａからの熱により、スラストカラー２が径方向に広がるように変形すると、図２に示されるようにスラストカラー２および回転板９が内径側に傾き、スラストカラー２および回転板９の内径側底部が下方に向かって沈む（あるいはスラストカラー２の外径側底部が持ち上がる）ことがある。 For example, when the thrust collar 2 is deformed so as to spread in the radial direction due to the heat from the oil film 7a formed between the thrust collar 2 and the guide bearing 3, the thrust collar 2 and the rotating plate 9 are formed as shown in FIG. It tilts toward the inner diameter side, and the bottom portion on the inner diameter side of the thrust collar 2 and the rotating plate 9 may sink downward (or the bottom portion on the outer diameter side of the thrust collar 2 may be lifted).

このとき、スラストカラー２および回転板９の内径側底部の沈降に追従して、弾性体８の内径側部分が収縮する。すなわち、弾性体８は緩衝材の役割を果たす。これにより、回転板４Ａの内径側部分が沈降することが抑制され、回転板４Ａの摺動面が傾くことが抑制され、油膜７の内径側の厚みが小さくなることが抑制される。このとき、荷重により油膜７にかかる圧力の分布は内径側には殆ど偏っておらず、油膜７の厚みは外径側から内径側までほぼ均一な厚さを示す。 At this time, the inner diameter side portion of the elastic body 8 contracts following the sedimentation of the inner diameter side bottom portion of the thrust collar 2 and the rotating plate 9. That is, the elastic body 8 acts as a cushioning material. As a result, the inner diameter side portion of the rotary plate 4A is suppressed from settling, the sliding surface of the rotary plate 4A is suppressed from tilting, and the thickness of the oil film 7 on the inner diameter side is suppressed to be reduced. At this time, the distribution of the pressure applied to the oil film 7 due to the load is hardly biased toward the inner diameter side, and the thickness of the oil film 7 shows a substantially uniform thickness from the outer diameter side to the inner diameter side.

第２の実施形態によれば、第１の実施形態で得られる効果に加え、スラストカラー２に弾性体８を取り付けるに際し、回転板４と回転板９とで弾性体８を挟んだものを予め組み立てておくことにより、スラストカラー２への取付けが容易となる。 According to the second embodiment, in addition to the effect obtained in the first embodiment, when the elastic body 8 is attached to the thrust collar 2, the elastic body 8 is sandwiched between the rotating plate 4 and the rotating plate 9 in advance. By assembling, it becomes easy to attach to the thrust collar 2.

（第３の実施形態）
次に、図３を参照して、第３の実施形態について説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。 (Third Embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. Hereinafter, the parts different from the first embodiment will be mainly described.

図３は、第３の実施形態に係るスラスト軸受装置の要部構成を示す縦断面図である。 FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a main configuration of the thrust bearing device according to the third embodiment.

なお、図３では、各部の特徴を理解し易いように強調して表現しているところがあるため、実際のものとは寸法や角度が異なっている部分がある。 In addition, in FIG. 3, since the features of each part are emphasized for easy understanding, some parts have different dimensions and angles from the actual ones.

前述の第１の実施形態では、スラストカラー２と回転板４とで弾性体８を挟んだ構造を採用したが、この第２の実施形態では、弾性体８を挟まないスラストカラー２Ａと回転板４Ｂとを採用する。 In the first embodiment described above, the structure in which the elastic body 8 is sandwiched between the thrust collar 2 and the rotating plate 4 is adopted, but in this second embodiment, the thrust collar 2A and the rotating plate in which the elastic body 8 is not sandwiched are adopted. 4B and is adopted.

第３の実施形態に係るスラスト軸受装置は、スラストカラー２Ａの熱変形による油膜７の厚みの変化を緩和する機構として、スラストカラー２Ａの底面２１を回転板４Ｂの上面４１に対して径方向に滑動させる機構を備えている。具体的には、スラストカラー２Ａの底面２１が回転板４Ｂの上面４１に対して径方向に滑動可能となるようにスラストカラー２Ａの底面２１および回転板４Ｂの上面４１がそれぞれ湾曲面に加工されている。 In the thrust bearing device according to the third embodiment, as a mechanism for mitigating a change in the thickness of the oil film 7 due to thermal deformation of the thrust collar 2A, the bottom surface 21 of the thrust collar 2A is radially relative to the upper surface 41 of the rotating plate 4B. It is equipped with a sliding mechanism. Specifically, the bottom surface 21 of the thrust collar 2A and the top surface 41 of the rotating plate 4B are each processed into curved surfaces so that the bottom surface 21 of the thrust collar 2A can slide in the radial direction with respect to the top surface 41 of the rotating plate 4B. ing.

例えばスラストカラー２Ａとガイド軸受３との間に形成される油膜７ａからの熱により、スラストカラー２が径方向に広がるように変形すると、スラストカラー２は内径側に傾こうとする。このとき、スラストカラー２Ａの底面２１が回転板４Ｂの上面４１に対して径方向に滑動可能に形成されていることから、図３に示されるようにスラストカラー２Ａの底面２１が外径方向に滑動する。なお、図３中ではスラストカラー２Ａの滑動を理解し易いように大きく表現しているが、実際には微動である。これにより、回転板４Ｂの内径側部分が沈降することが抑制され、回転板４Ｂの摺動面が傾くことが抑制され、油膜７の内径側の厚みが小さくなることが抑制される。このとき、荷重により油膜７にかかる圧力の分布は内径側には殆ど偏っておらず、油膜７の厚みは外径側から内径側までほぼ均一な厚さを示す。 For example, when the thrust collar 2 is deformed so as to spread in the radial direction due to heat from the oil film 7a formed between the thrust collar 2A and the guide bearing 3, the thrust collar 2 tends to tilt toward the inner diameter side. At this time, since the bottom surface 21 of the thrust collar 2A is formed so as to be slidable in the radial direction with respect to the upper surface 41 of the rotating plate 4B, the bottom surface 21 of the thrust collar 2A is formed in the outer diameter direction as shown in FIG. Glide. Although the sliding of the thrust collar 2A is shown in large size in FIG. 3 for easy understanding, it is actually a slight movement. As a result, the inner diameter side portion of the rotary plate 4B is suppressed from settling, the sliding surface of the rotary plate 4B is suppressed from tilting, and the thickness of the oil film 7 on the inner diameter side is suppressed to be reduced. At this time, the distribution of the pressure applied to the oil film 7 due to the load is hardly biased toward the inner diameter side, and the thickness of the oil film 7 shows a substantially uniform thickness from the outer diameter side to the inner diameter side.

第３の実施形態によれば、弾性体８を設ける必要がなく、スラストカラー２Ａの底面２１および回転板４Ｂの上面４１を加工することにより、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。 According to the third embodiment, it is not necessary to provide the elastic body 8, and the same effect as that of the first embodiment can be obtained by processing the bottom surface 21 of the thrust collar 2A and the top surface 41 of the rotating plate 4B. it can.

（第４の実施形態）
次に、図４及び図５を参照して、第４の実施形態について説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。 (Fourth Embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Hereinafter, the parts different from the first embodiment will be mainly described.

図４は、第４の実施形態に係るスラスト軸受装置の要部構成を示す縦断面図である。図５は、図４中に示されるガイド軸受３近傍の横断面形状を示す横断面図である。 FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a main configuration of the thrust bearing device according to the fourth embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape in the vicinity of the guide bearing 3 shown in FIG.

なお、図４及び図５では、各部の特徴を理解し易いように強調して表現しているところがあるため、実際のものとは寸法や角度が異なっている部分がある。 In addition, in FIGS. 4 and 5, since the features of each part are emphasized for easy understanding, there are parts whose dimensions and angles are different from those of the actual ones.

前述の第１の実施形態では、スラストカラー２と回転板４とで弾性体８を挟んだ構造を採用したが、この第２の実施形態では、スラストカラー２と回転板４とは弾性体８を挟まない構造とし、スラストカラー２の油膜７ａと接する面に、スラストカラー２よりも熱伝導率が小さい低熱伝部材を配置する。例えば、図４及び図５に示されるように、スラストカラー２の外周面に別のスラストカラー１１を配置する。スラストカラー１１は、例えばセラミック等の熱伝導性の低い材料を用いて構成される。 In the first embodiment described above, the structure in which the elastic body 8 is sandwiched between the thrust collar 2 and the rotating plate 4 is adopted, but in this second embodiment, the thrust collar 2 and the rotating plate 4 are the elastic body 8. A low heat transfer member having a thermal conductivity smaller than that of the thrust collar 2 is arranged on the surface of the thrust collar 2 in contact with the oil film 7a. For example, as shown in FIGS. 4 and 5, another thrust collar 11 is arranged on the outer peripheral surface of the thrust collar 2. The thrust collar 11 is constructed by using a material having low thermal conductivity such as ceramic.

例えば油膜７ａに熱に発生すると、その熱がスラストカラー２に伝わろうとするが、スラストカラー１１が存在することにより、油膜７ａからスラストカラー２に伝わる熱が低減される。これにより、スラストカラー２の熱変形が抑えられる。 For example, when heat is generated in the oil film 7a, the heat tries to be transferred to the thrust color 2, but the presence of the thrust color 11 reduces the heat transferred from the oil film 7a to the thrust color 2. As a result, thermal deformation of the thrust color 2 is suppressed.

第４の実施形態によれば、スラストカラー２の熱変形が抑えられることから、スラストカラー２の熱変形によって回転板４の摺動面が傾くことを抑制することができ、静止板５上に形成される油膜７の厚さが不均一になることを抑制することができる。 According to the fourth embodiment, since the thermal deformation of the thrust collar 2 is suppressed, it is possible to suppress the sliding surface of the rotating plate 4 from tilting due to the thermal deformation of the thrust collar 2, and the sliding surface of the rotating plate 4 can be suppressed on the stationary plate 5. It is possible to prevent the formed oil film 7 from becoming uneven in thickness.

なお、第４の実施形態は、前述した第１〜第３の実施形態と組み合わせて実施してもよい。そのようにした場合、併せて第１〜第３の実施形態と同様の効果を得ることもできる。 The fourth embodiment may be implemented in combination with the above-mentioned first to third embodiments. In such a case, the same effect as that of the first to third embodiments can be obtained at the same time.

（第５の実施形態）
次に、図６及び図７を参照して、第５の実施形態について説明する。以下では、第４の実施形態と異なる部分を中心に説明する。 (Fifth Embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. Hereinafter, the parts different from the fourth embodiment will be mainly described.

図６は、第５の実施形態に係るスラスト軸受装置の要部構成を示す縦断面図である。図７は、図６中に示されるガイド軸受３近傍の横断面形状を示す横断面図である。 FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a main configuration of the thrust bearing device according to the fifth embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the cross-sectional shape of the vicinity of the guide bearing 3 shown in FIG.

なお、図６及び図７では、各部の特徴を理解し易いように強調して表現しているところがあるため、実際のものとは寸法や角度が異なっている部分がある。 In addition, in FIGS. 6 and 7, since the features of each part are emphasized for easy understanding, there are parts whose dimensions and angles are different from those of the actual ones.

前述の第４の実施形態では、スラストカラー２の外周面に別のスラストカラー１１を配置する構成としたが、この第５の実施形態では、図６及び図７に示されるように、低熱伝部材として、スラストカラー２の外周面に断熱材１２を配置し、更にこの断熱材１２の外周面に前述したスラストカラー１１を配置する。すなわち、スラストカラー２とスラストカラー１１との間に断熱材１２を挟む構造となっている。断熱材１２は、例えばグラスウール等を用いて構成される。 In the fourth embodiment described above, another thrust collar 11 is arranged on the outer peripheral surface of the thrust collar 2, but in the fifth embodiment, low heat transfer is performed as shown in FIGS. 6 and 7. As a member, the heat insulating material 12 is arranged on the outer peripheral surface of the thrust collar 2, and the thrust collar 11 described above is further arranged on the outer peripheral surface of the heat insulating material 12. That is, the structure is such that the heat insulating material 12 is sandwiched between the thrust collar 2 and the thrust collar 11. The heat insulating material 12 is constructed by using, for example, glass wool or the like.

例えば油膜７ａに熱に発生すると、その熱がスラストカラー２に伝わろうとするが、スラストカラー１１と断熱材１２とが存在することにより、油膜７ａからスラストカラー２に伝わる熱がより一層低減される。これにより、スラストカラー２の熱変形がより一層抑えられる。 For example, when heat is generated in the oil film 7a, the heat tries to be transferred to the thrust color 2, but the presence of the thrust color 11 and the heat insulating material 12 further reduces the heat transferred from the oil film 7a to the thrust color 2. .. As a result, the thermal deformation of the thrust color 2 is further suppressed.

第５の実施形態によれば、スラストカラー２の熱変形がより一層抑えられることから、スラストカラー２の熱変形によって回転板４の摺動面が傾くことをより一層抑制することができ、静止板５上に形成される油膜７の厚さが不均一になることをより一層抑制することができる。 According to the fifth embodiment, since the thermal deformation of the thrust collar 2 is further suppressed, it is possible to further suppress the tilting of the sliding surface of the rotating plate 4 due to the thermal deformation of the thrust collar 2, and it is stationary. It is possible to further suppress the non-uniform thickness of the oil film 7 formed on the plate 5.

なお、第５の実施形態は、前述した第１〜第３の実施形態と組み合わせて実施してもよい。そのようにした場合、併せて第１〜第３の実施形態と同様の効果を得ることもできる。 The fifth embodiment may be implemented in combination with the above-mentioned first to third embodiments. In such a case, the same effect as that of the first to third embodiments can be obtained at the same time.

以上詳述したように、各実施形態によれば、性能の低下を抑えることが可能なスラスト軸受装置および回転電機を提供することができる。 As described in detail above, according to each embodiment, it is possible to provide a thrust bearing device and a rotary electric machine capable of suppressing deterioration in performance.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

１…回転軸、２，２Ａ…スラストカラー、３…ガイド軸受、４，４Ａ，４Ｂ…回転板、５…静止板、５ａ…台板、６…スプリング、７ａ…油膜（第１の油膜）、７…油膜（第２の油膜）、８…弾性体、９…回転板、１０，１１…スラストカラー、１２…断熱材。 1 ... rotating shaft, 2, 2A ... thrust collar, 3 ... guide bearing, 4, 4A, 4B ... rotating plate, 5 ... stationary plate, 5a ... base plate, 6 ... spring, 7a ... oil film (first oil film), 7 ... Oil film (second oil film), 8 ... Elastic body, 9 ... Rotating plate, 10, 11 ... Thrust collar, 12 ... Insulation material.

Claims (14)

回転軸に取り付けられるスラストカラーと、
前記スラストカラーを第１の油膜を介して内径方向に支持するガイド軸受と、
前記スラストカラーの下側に設けられる回転板と、
前記回転板を第２の油膜を介して軸方向に支持する静止板と、
前記回転板もしくは前記スラストカラーに備えられ、前記スラストカラーの熱変形による前記第２の油膜の厚みの変化を緩和する部材または機構と
を具備する、スラスト軸受装置。 Thrust collar attached to the rotating shaft and
A guide bearing that supports the thrust collar in the inner diameter direction via the first oil film, and
A rotating plate provided under the thrust collar and
A stationary plate that supports the rotating plate in the axial direction via a second oil film, and
A thrust bearing device provided on the rotating plate or the thrust collar and comprising a member or mechanism for alleviating a change in the thickness of the second oil film due to thermal deformation of the thrust collar. 前記部材として弾性体を有する、請求項１に記載のスラスト軸受装置。 The thrust bearing device according to claim 1, which has an elastic body as the member. 前記弾性体は、前記スラストカラーと前記回転板との間に配置されている、
請求項２に記載のスラスト軸受装置。 The elastic body is arranged between the thrust collar and the rotating plate.
The thrust bearing device according to claim 2. 前記回転板は、上下に二分される二枚の板からなり、
前記弾性体は、前記二枚の板の間に配置されている、
請求項２に記載のスラスト軸受装置。 The rotating plate consists of two plates that are divided into upper and lower parts.
The elastic body is arranged between the two plates,
The thrust bearing device according to claim 2. 前記弾性体はゴム又はばねから成る、請求項２乃至４のいずれか１項に記載のスラスト軸受装置。 The thrust bearing device according to any one of claims 2 to 4, wherein the elastic body is made of rubber or a spring. 前記機構として、前記スラストカラーの底面を前記回転板の上面に対して径方向に滑動させる機構を有する、
請求項１記載のスラスト軸受装置。 As the mechanism, there is a mechanism for sliding the bottom surface of the thrust collar in the radial direction with respect to the upper surface of the rotating plate.
The thrust bearing device according to claim 1. 前記スラストカラーの底面が前記回転板の上面に対して径方向に滑動可能となるように前記スラストカラーの底面および前記回転板の上面がそれぞれ湾曲面に加工されている、
請求項６記載のスラスト軸受装置。 The bottom surface of the thrust collar and the upper surface of the rotating plate are each processed into curved surfaces so that the bottom surface of the thrust collar can slide in the radial direction with respect to the upper surface of the rotating plate.
The thrust bearing device according to claim 6. 前記スラストカラーの前記第１の油膜と接する面に配置され、前記スラストカラーよりも熱伝導率が小さい低熱伝部材を、更に具備する、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスラスト軸受装置。 A low heat transfer member which is arranged on the surface of the thrust collar in contact with the first oil film and has a lower thermal conductivity than the thrust collar is further provided.
The thrust bearing device according to any one of claims 1 to 7. 前記低熱伝部材は、前記スラストカラーの外周面に配置される別のスラストカラーを含む、
請求項８に記載のスラスト軸受装置。 The low heat transfer member includes another thrust collar arranged on the outer peripheral surface of the thrust collar.
The thrust bearing device according to claim 8. 前記低熱伝部材は、前記スラストカラーの外周面に配置される断熱材と、前記断熱材の外周面に配置される別のスラストカラーとを含む、
請求項８に記載のスラスト軸受装置。 The low heat transfer member includes a heat insulating material arranged on the outer peripheral surface of the thrust collar and another thrust collar arranged on the outer peripheral surface of the heat insulating material.
The thrust bearing device according to claim 8. 回転軸に取り付けられるスラストカラーと、
前記スラストカラーを第１の油膜を介して内径方向に支持するガイド軸受と、
前記スラストカラーの下側に設けられる回転板と、
前記回転板を第２の油膜を介して軸方向に支持する静止板と、
前記スラストカラーの前記第１の油膜と接する面に配置され、前記スラストカラーよりも熱伝導率が小さい低熱伝部材と
を具備する、スラスト軸受装置。 Thrust collar attached to the rotating shaft and
A guide bearing that supports the thrust collar in the inner diameter direction via the first oil film, and
A rotating plate provided under the thrust collar and
A stationary plate that supports the rotating plate in the axial direction via a second oil film, and
A thrust bearing device provided with a low heat transfer member arranged on a surface of the thrust collar in contact with the first oil film and having a thermal conductivity lower than that of the thrust collar. 前記低熱伝部材は、前記スラストカラーの外周面に配置される別のスラストカラーを含む、
請求項１１に記載のスラスト軸受装置。 The low heat transfer member includes another thrust collar arranged on the outer peripheral surface of the thrust collar.
The thrust bearing device according to claim 11. 前記低熱伝部材は、前記スラストカラーの外周面に配置される断熱材と、前記断熱材の外周面に配置される別のスラストカラーとを含む、
請求項１１に記載のスラスト軸受装置。 The low heat transfer member includes a heat insulating material arranged on the outer peripheral surface of the thrust collar and another thrust collar arranged on the outer peripheral surface of the heat insulating material.
The thrust bearing device according to claim 11. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のスラスト軸受装置を備えた回転電機。 A rotary electric machine provided with the thrust bearing device according to any one of claims 1 to 13.
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