JP3403825B2

JP3403825B2 - 軸受装置

Info

Publication number: JP3403825B2
Application number: JP21965194A
Authority: JP
Inventors: 明彦銅坂
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 2003-05-06
Anticipated expiration: 2018-05-06
Also published as: JPH0886317A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸受側に潤滑油を供給
する潤滑油誘導管を備えた軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】軸受は、回転運動をする軸類を支えて所
定の位置に保ち、軸の重量並びに軸に作用している荷重
を受けつつ軸の円滑な回転を保証する働きをしている。
軸受には、作用する外力により摩擦や磨耗、発熱等の損
失が発生するが、これらを減じ、機械の効率向上及び長
寿命化を目的として、潤滑油、例えばグリースを軸受に
給油する必要がある。この給油のために、一般的には軸
受を内側に装着した軸受ハウジングに潤滑油誘導管を設
け、この潤滑油誘導管からグリースを給油する方法が採
用される。この潤滑油誘導管には、ある一定期間毎に手
動によりグリースを詰め込み、軸受側へ押し込むように
なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のものでは、グリースを手動にて供給するため、供給
量が不安定で、詰め過ぎると、潤滑油供給路にグリース
が堅く詰められて円滑に軸受側に流動しなくなり、軸受
へのグリース供給不足となる。一方、軸受は回転軸の回
転に伴って発熱するが、従来の軸受装置では放熱性が低
いため、その熱の影響を受けてグリースが早期に劣化す
るという問題を生ずる。

【０００４】また、軸受が玉軸受である場合、潤滑油供
給路にグリースを過剰に供給すると、外輪と内輪との間
にグリースが充満し、回転軸（内輪）の回転に伴って内
外両輪間に存在する玉がグリースを掻き混ぜながら転動
するようになり、回転軸に余分な回転抵抗が加わって動
力損失が大きくなる。

【０００５】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、潤滑油がこれを軸受側に案内する油
導孔に堅く詰められても、これを円滑に軸受側に流動さ
せることができると共に、軸受を冷却して潤滑油の早期
劣化を防止でき、更には軸受が玉軸受等のころがり軸受
であっても内外両輪の間に潤滑油が過剰に詰め込まれる
おそれのない軸受装置を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、本発明の軸受装置は、内側に回転軸を支承する軸
受が装着された軸受ハウジングと、二重管状をなし中央
の孔を油導孔とし、この油導孔の外側の環状空間内に気
液二相間で相変化する作動液体を封入した潤滑油誘導管
を備え、この潤滑油誘導管の一端部を前記軸受ハウジン
グに埋設して、油導孔に溜められた潤滑油を前記軸受側
に供給する構成であることを特徴とするものである（請
求項１）。この場合、潤滑油誘導管の他端部の外周に複
数個のフィンが設けられていると良い（請求項２）。ま
た、潤滑油誘導管から給油される潤滑油を軸受に導くテ
ーパ状の潤滑油誘導部が回転軸に設けられていると良い
（請求項３）。さらに、潤滑油誘導管に油面計が設けら
れていると良い（請求項４）。また、潤滑油誘導管の他
端側は径大に形成されていると良い（請求項５）。

【０００７】

【作用】請求項１記載の軸受装置によれば、潤滑油誘導
管は環状空間内の作動液体の相変化作用により、軸受お
よび軸受ハウジングの熱を奪い温度上昇を抑えると共
に、奪った熱により油導孔に保持された潤滑油を適度に
温めるので、潤滑油は粘性が下がり軸受側に供給され
る。請求項２記載の軸受装置によれば、潤滑油誘導管の
他端部の外周に設けられた多数のフィンにより表面積が
増大するので、環状空間内の気化した作動液体はより効
率よく冷却される。

【０００８】請求項３記載の軸受装置によれば、回転軸
に設けられたテーパ状の潤滑油誘導部により、潤滑油誘
導管から給油される潤滑油は効率よく軸受側に導かれ
る。請求項４記載の軸受装置によれば、潤滑油誘導管に
油面計が設けられていることにより、潤滑油の残量確認
ができ、潤滑油の補給時期の予測が可能となる。請求項
５記載の軸受装置によれば、潤滑油誘導管の他端側が径
大に形成されていることにより表面積が増大するので、
環状空間内で気化した作動液体がより効率よく冷却され
る。また、油導孔も径大に形成されていると潤滑油の容
量が増大する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を回転電機としての電動機に適
用した場合の一実施例を図１及び図２を参照して説明す
る。図１は電動機の軸受装置付近の縦断面図を示してお
り、まず、電動機本体の構成を説明すると、電動機の外
殻は固定子枠１と軸受ブラケット２からなり、固定子枠
１および軸受ブラケット２の外面には冷却フィン３，４
が形成されている。固定子枠１の内周面には固定子鉄心
５が取り付けられ、この固定子鉄心５には固定子巻線６
が装着されている。軸受ブラケット２の中央は軸受ハウ
ジング７として構成されており、軸受ハウジング７の内
側には軸受としてのころがり軸受例えば玉軸受８が装着
され、この玉軸受８に回転軸９が回転可能に支持されて
いる。

【００１０】この場合、玉軸受８の外輪８ａは軸受ハウ
ジング７に嵌合固定され、内輪８ｂは回転軸９に螺着さ
れた軸ナット１０により回転軸９に締め付け固定されて
いる。軸ナット１０の外周面はテーパ状で、そのテーパ
面１０ａは、軸ナット１０の玉軸受８の内輪８ｂ側とは
反対側の端部に設けられた環状突部１０ｂとで溝を形成
するようにして玉軸受８の内輪８ｂに向かって径大にな
っており、その最大径部は内輪８ｂの外径よりも大きく
外輪８ａの内径よりも小さくなるように定められてお
り、この実施例では内輪の外径と同一径に形成されてい
る。このような軸ナット１０のテーパ面１０ａは潤滑油
誘導部とされている。回転軸９には回転子鉄心１１が取
り付けられており、固定子巻線６に通電すると、その電
磁力により回転子鉄心１１に回転トルクが発生して回転
軸９が回転するようになっている。

【００１１】さて、潤滑油を玉軸受８側へ給油するため
に、潤滑油誘導管１２の一端部たる下端部が軸受ハウジ
ング７に埋設されている。潤滑油誘導管１２は金属製で
二重管状をなしており、中央の孔は油導孔１３とされ、
この油導孔１３の外側の環状空間１４内には気液二相間
で相変化する作動液体１５が封入され、ヒートパイプと
して構成されている。潤滑油誘導管１２の油導孔１３の
下端開口は潤滑油排出口１６とされ、軸ナット１０のテ
ーパ面１０ａの上方に位置するように軸受ハウジング７
の内側に開口している。また、軸受ハウジング７の回転
子鉄心１１に向かって延びた端面には油切り１７が取り
付けられ、潤滑油排出口１６からテーパ面１０ａに滴下
されて玉軸受８へ誘導される潤滑油が軸受ハウジング７
から漏出するのを防止している。

【００１２】潤滑油誘導管１２の上端部は径大に形成さ
れ潤滑油保持部１８をなし、この潤滑油保持部１８の上
面には略中央に給油ニップル１９を備えた蓋２０が固着
されている。潤滑油保持部１８の外周には複数個のフィ
ン２１が設けられ、図示しない冷却ファンから固定子枠
１の冷却フィン３間を通り、軸受ブラケット２の冷却フ
ィン４間を経て矢印２２のように送られてくる冷却風が
当たるようになっている。また潤滑油保持部１８の壁面
には、ガラス，プラスチック等で形成された透明あるい
は半透明の油面計２３が装着され、この油面計２３を通
して潤滑油保持部１８内の油量を見ることができるよう
になっている。

【００１３】次に、本実施例の作用について述べる。電
動機を通電作動させると、固定子巻線６に通電され、そ
の電磁力により回転子鉄心１１に回転トルクが発生し、
回転軸９が回転する。この回転軸９の回転により玉軸受
８には摩擦損等の損失により熱が発生して玉軸受８付近
や軸受ハウジング７の温度が上昇すると、潤滑油誘導管
１２の環状空間１４内にある作動液体１５が熱を奪って
気化し、潤滑油保持部１８付近で固定子枠１及び軸受ブ
ラケット２の冷却フィン３，４間を流れてくる冷却風に
より冷却され再び液化する。この際、潤滑油保持部１８
は潤滑油誘導管１２の上端部を径大にして形成されてい
るため表面積が拡大されると共に、この潤滑油保持部１
８の外周に複数個のフィン２１が設けられて表面積がさ
らに拡大されるため、環状空間１４内の気化した作動液
体１５は冷却フィン３，４間を流れてくる冷却風により
効率良く冷却されて液体へと相変化し、軸受ハウジング
７ひいては玉軸受８を冷却する。

【００１４】また同時に、環状空間１４内の気体は、油
導孔１３内に保持されている潤滑油、この場合グリース
に対しても熱を与えるため、グリースは適度に温められ
て粘性が下がり半液体状となって適量ずつが潤滑油排出
口１６から滴下されるようになる。このとき、グリース
は軸ナット１０のテーパ面１０ａに落下して、回転軸９
の回転に伴う遠心力により円滑に軸受９側へ流動し、内
外輪８ａ，８ｂ間へと供給される。

【００１５】また、油導孔１３内のグリースが半液体状
となって潤滑油排出口１６から滴下されるとグリースの
液面は徐々に低下していく。この液面は油面計２３に表
示され、グリースの残量が少なくなれば給油ニップル１
９から潤滑油保持部１８にグリースを補給する。この潤
滑油保持部１８は潤滑油誘導管１２の上端部を径大にし
て形成し容量が大きくなっているため、多量のグリース
を溜め置くことができる。

【００１６】このように本実施例によれば、玉軸受８を
作動液体１５によって冷却することができるので、玉軸
受８に供給されたグリースが高温雰囲気に晒されて早期
劣化することを効果的に防止できる。しかも、潤滑油誘
導管１２内にグリースが堅く詰め込まれても、そのグリ
ースは作動液体１５により加熱されて粘度が低くなって
流動性が高められるので、グリースが途中で詰まって玉
軸受８への供給が止まるというおそれがなく、グリース
を長期に渡り円滑に玉軸受８に供給することができる。

【００１７】また、本実施例の給油方式は、潤滑油誘導
管１２から直接的に玉軸受８の内外両輪８ａ，８ｂ間に
供給するのではなく、加熱されて粘性が低下することに
より潤滑油誘導管１２から流れ出るグリースをテーパ面
１０ａを介して間接的に玉軸受８の内外両輪８ａ，８ｂ
間に供給する方式であるから、潤滑油誘導管１２に詰め
過ぎても内外両輪８ａ，８ｂ間にグリースが充満するよ
うな事態は生じない。このため、内外両輪８ａ，８ｂ間
に設けられている転動体たる玉８ｃがグリースを撹拌し
ながら転動することにより動力損失を生ずるという事態
の発生を防止できる。

【００１８】また、潤滑油保持部１８の外周に設けられ
た複数個のフィン２１により潤滑油誘導管１２上端部の
表面積が大きくなるため、熱を奪って気化した作動液体
１５が冷却フィン３，４間を流れてくる冷却風により効
率よく冷却されるため、玉軸受８および軸受ハウジング
７の温度上昇をより一層抑え、玉軸受８内へ供給された
グリースの早期劣化をより一層効果的に防止することが
できる。

【００１９】さらに、回転軸９には玉軸受８の内輪８ａ
を締め付け固定する軸ナット１０が螺着されており、こ
の軸ナット１０の外周面に設けられたテーパ面１０ａに
潤滑油排出口１７から滴下されたグリースが落下して、
遠心力により玉軸受８の内外両輪８ａ，８ｂ間へ円滑に
流動するので、簡単な構成でありながら、グリースを滞
留させることなく玉軸受８へ供給できる。

【００２０】加えて、油面計２３が設けられていること
により、グリースの残量確認が可能となり、潤滑油の補
給時期を予測できる。また、潤滑油誘導管１２の上端部
が径大に形成されていることにより、表面積が大きくな
るので冷却効果が高められ、また油導孔１３をも径大に
すると潤滑油を溜め置く潤滑油保持部１８とすることが
でき、潤滑油の補給回数を減らすことができる。

【００２１】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限られるものではなく、次のような拡張或は変更が
可能である。潤滑油誘導管１２の下端開口が臨むと共
に、玉軸受８の内外両輪８ａ，８ｂ間の隙間内に連通す
る軸受ハウジング７内の空間Ｃは潤滑油誘導管１２から
滴下する潤滑油（グリース）を内外両輪８ａ，８ｂ間に
案内するテーパ面１０ａを位置させる潤滑油誘導部（テ
ーパ面１０ａ）の配置空間として機能するが、この配置
空間は玉軸受８と油切り１７との間の空間Ｄに代えても
良い。テーパ面１０ａは回転軸に直接形成しても良い。
玉軸受８は他のころがり軸受、例えばころ軸受等に代え
ても良く、またすべり軸受に代えても良い。本発明は電
動機の軸受装置に限らず、軸受装置一般に適用しても良
い。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の軸受装置によれば、次のような優れた効果を奏する。
請求項１記載の手段によれば、潤滑油誘導管を二重管状
とし、外周の環状空間内に気液二相間で相変化する作動
液体を封入して軸受ハウジングに埋設することにより、
この作動液体が軸受及び軸受ハウジングの熱を奪って気
化し、軸受付近の温度上昇を抑えることにより潤滑油の
早期劣化を防止できると共に、この気化した作動液体に
より油導孔内の潤滑油は適度に温められ粘性が下がり、
半液体状となって適量が軸受側へ滴下されるので、軸受
への潤滑油の供給不足あるいは過剰供給を防止でき、特
に軸受がころがり軸受の場合には、潤滑油の過剰供給に
よる動力損失を防止できる。

【００２３】請求項２記載の手段によれば、潤滑油誘導
管の他端部の外周に複数個のフィンを設けることによ
り、潤滑油誘導管上端部の表面積が大きくなるため、軸
受及び軸受ハウジングの熱を奪って気化した作動液体が
固定子枠の冷却フィン間を流れてくる冷却風により効率
良く冷却され、潤滑油誘導管による軸受及び軸受ハウジ
ングの冷却作用をより効果的なものにできる。

【００２４】請求項３記載の手段によれば、潤滑油誘導
部が回転軸に設けられていることにより、潤滑油誘導管
から供給される潤滑油は効率良く軸受側に導かれる。請
求項４記載の手段によれば、油面計により潤滑油誘導管
内の潤滑油残量を確認でき、潤滑油の補給時期を予測で
きる。請求項５記載の手段によれば、潤滑油誘導管の他
端部を径大に形成すると、表面積が大きくなるので冷却
効果を改善でき、さらに油導孔の内径をも大きくする
と、潤滑油の容量が増えるので潤滑油の補給回数を減ら
すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電動機の軸受装置付近
の縦断面図

【図２】潤滑油誘導管の上端部である潤滑油保持部の拡
大断面図

【符号の説明】

７は軸受ハウジング、８は玉軸受（軸受）、１０は軸ナ
ット、１２は潤滑油誘導管、１３は油導孔、１４は環状
空間、１５は作動液体、２３は油面計を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16C 17/00 - 19/56 F16C 33/00 - 33/66 F16C 35/00 - 43/08 F16N 1/00 - 39/08 H02K 5/173

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸を支承する軸受が内側に装着され
た軸受ハウジングと、二重管状をなし、中央の孔は油
導孔で、この油導孔の外側の環状空間内に気液二相間で
相変化する作動液体を封入した潤滑油誘導管とを備え、前記潤滑油誘導管の一端部を前記軸受ハウジングに埋設
して、前記油導孔に溜められた潤滑油を前記軸受側に供
給する構成にしてなる軸受装置。
【請求項２】潤滑油誘導管の他端部の外周に複数個の
フィンが設けられていることを特徴とする請求項１記載
の軸受装置。
【請求項３】潤滑油誘導管から給油される潤滑油を軸
受に導くテーパ状の潤滑油誘導部が回転軸に設けられて
いることを特徴とする請求項１または２記載の軸受装
置。
【請求項４】潤滑油誘導管に油面計が設けられている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の軸
受装置。
【請求項５】潤滑油誘導管の他端側は径大に形成され
ていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記
載の軸受装置。