JP3501878B2 - 冷却・潤滑系統を一体化した高速電動機 - Google Patents

冷却・潤滑系統を一体化した高速電動機

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JP3501878B2 JP19383695A JP19383695A JP3501878B2 JP 3501878 B2 JP3501878 B2 JP 3501878B2 JP 19383695 A JP19383695 A JP 19383695A JP 19383695 A JP19383695 A JP 19383695A JP 3501878 B2 JP3501878 B2 JP 3501878B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプ等の回転負
荷を駆動するための電動機に係り、特に冷却系統および
潤滑油系統を一体化して高速回転駆動に適した小形の構
成となるように改良した高速電動機に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、電動機におけるロータおよびス
テータの冷却、並びにロータ軸のベアリングに対する潤
滑を行うため、電動機の内部および外部に対して、種々
の冷却系統および潤滑油系統が付設されている。
【0003】例えば、従来より一般的に採用されている
電動機の冷却系統としては、通風冷却が簡便であること
から、ロータ軸の一部にファンを取付けて、このファン
の回転によって起生する冷却風を所要の方向にガイドす
るように構成するものである。しかしながら、この場
合、電動機の内部にファンやガイドを設置する必要か
ら、小形化は困難であるばかりでなく、発熱部に効率良
く通風させることにも限界があり、例えば3,600r.
p.m.以上の高速回転を行う高速電動機とするには、構成
上において多くの難点がある。
【0004】そこで、従来より、冷却水を使用した水冷
方式も採用されている。この水冷方式は、一般に電動機
の外部すなわちステータの外周部に冷却ジャケットを設
けて、この冷却ジャケットの内部に冷却水を供給するよ
うに構成したものが知られている。また、電動機の内部
に対しては、フィンチューブあるいはヒートパイプ等を
配設し、これらに吸熱媒体を流通させる構成からなるも
のが知られている。
【0005】一方、潤滑油系統としては、例えば電動機
のケーシングの底部等の一部に油溜部を設けておき、こ
の油溜部に滞溜している潤滑油をポンプ等により汲上
げ、適宜潤滑油配管を介してそれぞれロータ軸のベアリ
ングに対して給油を行っている。そして、ベアリングに
給油された潤滑油は、ベアリングの潤滑を行いながら、
前記油溜部に回収され、再循環される。この場合、潤滑
油の温度が次第に上昇することから、これを冷却するた
めの冷却手段が必要であり、このため前記潤滑油配管の
一部を電動機の外部に導出し、外部に配置したクーラー
と接続するように構成している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の電動機における冷却系統および潤滑油系統は、それぞ
れ独立した系統を構成するものであり、外部処理系統が
複雑となり、高価となる難点がある。従って、高速電動
機として構成する場合、小形化することが困難であり、
特に、潤滑油系統においては、油の冷却手段を外部に設
置する必要があり、配管構成が複雑となるばかりでなく
設備コストがより増大する難点がある。
【0007】そこで、本発明の目的は、冷却系統を統一
すると共にその一部を潤滑油系統に接触させることによ
り、冷却系統と潤滑油系統との一体化を図り、構成の簡
略化と小形化を達成して高速回転駆動に適した高速電動
機を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】先の目的を達成するため
に、本発明に係る冷却・潤滑系統を一体化した高速電動
機は、立軸に配置したロータ軸の上下部をそれぞれベア
リングで支持してロータ部が気中回転してなる高速電動
機において、電動機のケーシングの底部にロータ軸の下
部を支持するベアリングを浸漬するレベル位置までを潤
滑油の油溜部として構成し、この油溜部内に油圧ポンプ
を設け、この油圧ポンプから導出される給油配管を前記
各ベアリングに対して接続配置すると共に、その配管の
一部を分岐してステータとロータとの間隙部の上方に開
口するように配設し、さらに前記油溜部内において、冷
却水供給管と連通接続するフィンチューブの一部を潤滑
油に浸漬するよう配置し、このフィンチューブに供給さ
れる冷却水をステータ冷却ジャケットおよびケーシング
の内部上方に配置したフィンチューブを介して冷却水排
出管へ排出するよう統一して構成することを特徴とす
る。
【0009】この場合、給油配管は、全てケーシング内
部に配設して、電動機の小形化を達成することができ
る。
【0010】また、油圧ポンプは、ギヤポンプ、スクリ
ュポンプ、ベーンポンプ等からなり、これらポンプの駆
動軸をロータに取付けたギヤとギヤ結合して駆動するよ
う構成して、潤滑油系統の簡略化を達成することができ
る。
【0011】なお、本発明において使用する潤滑油は、
公知のベアリング潤滑用の各種潤滑油を適用することが
できる。
【0012】
【実施例】次に、本発明に係る冷却・潤滑系統を一体化
した高速電動機の実施例につき、添付図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明に係る冷却・潤滑系統を一
体化した高速電動機の一実施例を示す概略断面図であ
る。
【0014】すなわち、図1は立型の誘導電動機を示す
ものであって、参照符号10はこの電動機のケーシング
を示し、このケーシングの内部にステータ12およびロ
ータ14がそれぞれ設けられている。しかるに、前記ロ
ータ14のロータ軸16には、その上下部においてそれ
ぞれラジアルベアリング18、20を介して支持されて
いる。さらに、前記ロータ軸16の上端部は、スラスト
ランナ22を軸着し、このスラストランナ22の上下面
に対し、上下一対のスラストベアリング24、26を配
置して前記ロータ軸16を支持している。
【0015】前記ロータ軸16の下端部は、前記ケーシ
ング10のロータ軸貫通部に軸シール28を設けて、前
記ラジアルベアリング20を浸漬するレベルまでのケー
シング10の底部内を潤滑油の油溜部30として構成す
る。
【0016】この油溜部30内には、適宜油圧ポンプ3
2を配置する。この場合、油圧ポンプ32としては、例
えばギヤポンプ、スクリュポンプ、ベーンポンプ等の簡
便な構成からなるものを使用し、図示のように油圧ポン
プ32の駆動軸32aをロータ軸16に取付けたギヤ3
4とギヤ結合することによって、ロータ軸16を駆動源
とするように構成する。
【0017】しかるに、前記油圧ポンプ32から導出さ
れる給油配管36は、図示のように、ケーシング10の
内部に配設し、それぞれ前記上下のラジアルベアリング
18、20および上下一対のスラストベアリング24、
26に対して潤滑油の給油を行うように配管構成する。
この場合、給油配管36は、例えばステータコイルのス
ロット内にコイルと共に配管を同時に挿通させることに
より、ステータ12を貫通配置することができる。特
に、本実施例においては、ステータ12とロータ14と
の間隙部13に対して、その上方から直接潤滑油の給油
を行う配管36aを分岐接続する。
【0018】一方、前記油溜部30を構成するケーシン
グ10の一側部において、外部より冷却水供給管38を
接続配置し、ケーシング10の内部において前記冷却水
供給管38と連通接続するフィンチューブ40の一部
を、前記油溜部30内の潤滑油に浸漬させると共に、こ
のフィンチューブ40をケーシング10のステータ12
の外周部に対して囲繞配置したステータ冷却ジャケット
42の一端部に連通接続する。また、前記ステータ冷却
ジャケット42の他端部には、ケーシング10の上方内
部に配設したフィンチューブ44と連通接続し、さらに
このフィンチューブ44を介してケーシング10の上方
一側部に接続配置した冷却水排出管46と連通接続す
る。このようにして、前記冷却水供給管38より、適宜
水道圧もしくはポンプ吐出圧によって冷却水を供給し、
吸熱を行った冷却水は、冷却水排出管46を介して外部
へ排出される。なお、この場合、前記ケーシング10の
上方内部に配設するフィンチューブ44は、スラストベ
アリング24、26およびラジアルベアリング18を介
して落下する潤滑油が当接する位置に配置することも可
能であり、これにより潤滑油の冷却効果を高めることが
できる。
【0019】次に、このように構成した本実施例の高速
電動機の動作について説明する。
【0020】まず、図示を省略した電源系統を介してス
テータ12を付勢することにより、ロータ14の高速回
転駆動を行うことができる。このロータ14の回転に伴
い、ロータ軸16を介して油圧ポンプ32が駆動され、
油溜部30に貯溜された潤滑油が、給油配管36を介し
て各ベアリング18、20、24、26に対して供給さ
れる。このようにして、前記各ベアリング18、20、
24、26の潤滑を円滑に達成することすができる。ま
た、前記給油配管36から分岐された配管36aを介し
て、ステータ12とロータ14との間隙部13に対し
て、直接潤滑油の給油が行われ、ロータ14の円滑な高
速回転を維持することができる。
【0021】このようにして、前記各ベアリング18、
20、24、26の潤滑並びにステータ12とロータ1
4との間隙部13に供給された潤滑油は、順次ケーシン
グ10の下方に落下して(破線で示す)油溜部30に回
収貯溜され、再び油圧ポンプ32によって給油配管36
に循環供給される。
【0022】しかるに、前記油溜部30においては、冷
却水供給管38に接続されたフィンチューブ40が浸漬
配置されていることから、貯溜している潤滑油の冷却を
有効に達成することができる。そして、このフィンチュ
ーブ40を介してステータ冷却ジャケット42内に供給
される冷却水(矢印で示す)により、ステータ12の冷
却を円滑に達成すると共に、それぞれケーシング10の
内部に露呈配設されたフィンチューブ40、44により
内部雰囲気を冷却して、ステータ12およびロータ14
等の発熱部からの吸熱を有効に達成することができる。
このようにして、電動機の各部からの吸熱を行った冷却
水は、冷却水排出管46を介して外部へ排出される。
【0023】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、そ
の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可
能である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る冷却
・潤滑系統を一体化した高速電動機においては、電動機
のケーシングの底部にロータ軸の下部を支持するベアリ
ングを浸漬するレベル位置までを潤滑油の油溜部として
構成し、この油溜部内に油圧ポンプを設け、この油圧ポ
ンプから導出される給油配管を前記各ベアリングに対し
て接続配置すると共に、その配管の一部を分岐してステ
ータとロータとの間隙部の上方に開口するように配設す
ることにより、ベアリングおよびステータとロータとの
間隙部の潤滑を適正に行って、高速電動機としての機能
を十分維持することができる。
【0025】また、前記油溜部内において、冷却水供給
管と連通接続するフィンチューブの一部を潤滑油に浸漬
するよう配置し、このフィンチューブに供給される冷却
水をステータ冷却ジャケットおよびケーシングの内部上
方に配置したフィンチューブを介して冷却水排出管へ排
出するよう統一して構成することにより、単一の冷却系
統によって、潤滑油の冷却とケーシングの内部における
電動機の発熱部の冷却を、簡便かつ有効に達成すること
ができる。
【0026】このように、本発明によれば、潤滑油系統
と冷却系統とを一体化する構成としたことにより、内部
系統の構成を簡略化し、しかも外部系統は単一の冷却水
供給排出系統のみとすることができるので、電動機の小
形化を容易に達成し得ると共に、効率の良い高速電動機
を低コストに製造することができる等、多くの優れた利
点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る冷却・潤滑系統を一体化した高速
電動機の一実施例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
10 ケーシング 12 ステータ 13 間隙部 14 ロータ 16 ロータ軸 18、20 ラジアルベアリング 22 スラストランナ 24、26 スラストベアリング 28 軸シール 30 油溜部 32 油圧ポンプ 32a 駆動軸 34 ギヤ 36 給油配管 36a 分岐配管 38 冷却水供給管 40 フィンチューブ 42 ステータ冷却ジャケット 44 フィンチューブ 46 冷却水排出管

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 立軸に配置したロータ軸の上下部をそれ
    ぞれベアリングで支持してロータ部が気中回転してなる
    高速電動機において、電動機のケーシングの底部にロー
    タ軸の下部を支持するベアリングを浸漬するレベル位置
    までを潤滑油の油溜部として構成し、この油溜部内に油
    圧ポンプを設け、この油圧ポンプから導出される給油配
    管を前記各ベアリングに対して接続配置すると共に、そ
    の配管の一部を分岐してステータとロータとの間隙部の
    上方に開口するように配設し、さらに前記油溜部内にお
    いて、冷却水供給管と連通接続するフィンチューブの一
    部を潤滑油に浸漬するよう配置し、このフィンチューブ
    に供給される冷却水をステータ冷却ジャケットおよびケ
    ーシングの内部上方に配置したフィンチューブを介して
    冷却水排出管へ排出するよう統一して構成することを特
    徴とする冷却・潤滑系統を一体化した高速電動機。
  2. 【請求項2】 給油配管は、全てケーシング内部に配設
    してなる請求項1記載の冷却・潤滑系統を一体化した高
    速電動機。
  3. 【請求項3】 油圧ポンプは、ギヤポンプ、スクリュポ
    ンプ、ベーンポンプ等からなり、これらポンプの駆動軸
    をロータに取付けたギヤとギヤ結合して駆動するよう構
    成してなる請求項1記載の冷却・潤滑系統を一体化した
    高速電動機。
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