JP4588895B2

JP4588895B2 - Rotor support structure for high-speed rotating electrical machines

Info

Publication number: JP4588895B2
Application number: JP2001026482A
Authority: JP
Inventors: 吉信中野; 宏行小笠原
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2021-02-02
Also published as: JP2002233102A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンエンジンなどでロータが高速回転する高速回転電機のロータ支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガスタービンエンジンでロータを回転させる高速回転電機としては、例えば、図４の断面図に示された高速発電機１０１がある。そこで、ここでは、図４の高速発電機１０１について説明する。図４に示すように、高速発電機１０１では、ケーシング１０２の中に円筒状のステータ１０７が収納された状態で取り付けられており、かかるステータ１０７の中空部には、ロータ１０８が挿入されている。
【０００３】
この点、ステータ１０７は、重ね合わせた積層珪素鋼板１０３の歯の間にコイル１０５の導線を巻回させて、エポキシ配合の樹脂により真空状態で固定したものである。特に、かかるステータ１０７においては、ハウジング１０９の両縁端部１１０から張り出したコイル１０５の曲折部２１１についても、エポキシ配合の樹脂により真空状態で固めており、これによって、樹脂フランジ部２１２が形成されている。
【０００４】
一方、ロータ１０８は、シャフトの周面に設置させた永久磁石を金属管で覆って固定したものであり、前側ベアリング１２３Ｆ（「第２ベアリング」に相当するもの）と後側ベアリング１２３Ｒ（「第１ベアリング」に相当するもの）とで軸支されている。すなわち、図４に示すように、前側ベアリング１２３Ｆを保持した前側リテーナ１２２Ｆ（「第２リテーナ」に相当するもの）が前側フランジ１２１Ｆ（「第２フランジ」に相当するもの）に固定され、さらに、かかる前側フランジ１２１Ｆがケーシング１０２の前端面にボルト固定されることにより、ロータ１０８の前端部（「ロータの他端部」に相当するもの）が回動可能に支持されている。
【０００５】
また、後側ベアリング１２３Ｒを保持した後側リテーナ１２２Ｒ（「第１リテーナ」に相当するもの）が後側フランジ１２１Ｒ（「第１フランジ」に相当するもの）に固定され、さらに、かかる後側フランジ１２１Ｒがケーシング１０２の後端面にボルト固定されることにより、ロータ１０８の後端部（「ロータの一端部」に相当するもの）が回動可能に支持されている。
【０００６】
特に、後側ベアリング１２３Ｒに対しては、後側ベアリング１２３Ｒに当接させた後側予圧部材１２８（「第１予圧部材」に相当するもの）と、後側フランジ１２１Ｒにボルト固定された蓋１３０との間に、コイルバネ１２９（「第１バネ部材」に相当するもの）を介装させることにより、ロータ１０８のスラスト方向に２５０Ｎ程度の外力を予め内側に作用させている。これにより、主に、ロータ１０８のスラスト方向の振動が抑制される。
【０００７】
また、前側リテーナ１２２Ｆと前側ベアリング１２３Ｆとの間においては、前側リテーナ１２２Ｆの油穴を介して潤滑油を供給し、厚さが０．０２ｍｍ程度の油膜を形成することにより、スクイズ作用により制振効果を発揮するフィルムダンパを設けている。また、同様にして、後側リテーナ１２２Ｒと後側ベアリング１２３Ｒとの間、及び、後側リテーナ１２２Ｒと後側予圧部材１２８との間においても、後側リテーナ１２２Ｒの油穴を介して潤滑油を供給し、厚さが０．０２ｍｍ程度の油膜を形成することにより、スクイズ作用により制振効果を発揮するフィルムダンパを設けている。これらにより、主に、ロータ１０８のラジアル方向の振動が抑制される。
【０００８】
従って、図４の高速発電機１０１では、ロータ１０８の前端をガスタービンエンジンの出力軸に連結することにより、ロータ１０８の高速回転を低振動で行うことができる。
【０００９】
もっとも、このとき、ロータ１０８の高速回転による風圧により、前側ベアリング１２３Ｆや後側ベアリング１２３Ｒの軸受部に対して、有効に潤滑油を送り込むことができなくなるおそれがあるので、前側ジェットノズル１２４Ｆで前側ベアリング１２３Ｆの軸受部に潤滑油を噴射するとともに、後側ジェットノズル１２４Ｒで後側ベアリング１２３Ｒの軸受部に潤滑油を噴射することにより、強制的な潤滑を行っている。
【００１０】
そのため、前側ジェットノズル１２４Ｆと後側ジェットノズル１２４Ｒとから噴射された潤滑油で霧状となったものが、ケーシング１０２の内部に充満することになる。しかし、前側フランジ１２１Ｆの内壁の上方で凝縮し液化した潤滑油は、前側フランジ１２１Ｆの内壁に設けられた溝１２６Ｆに集められ後に、ケーシング１０２の底面部に流下して、ケーシング１０２の底面部に設けられた潤滑油排出口１３１から排出される。また、後側フランジ１２１Ｒの内壁の上方で凝縮し液化した潤滑油も、同様であり、後側フランジ１２１Ｒの内壁に設けられた溝１２６Ｒに集められた後に、ケーシング１０２の底面部に流下して、ケーシング１０２の底面部に設けられた潤滑油排出口１３１から排出される。よって、霧状から液化した潤滑油が、高速回転するロータ１０８に付着することはない。
【００１１】
さらに、前側ジェットノズル１２４Ｆから噴射されて前側ベアリング１２３Ｆの軸受部を通過した液状の潤滑油は、ロータ１０８に取り付けられた前側オイルスローワ１２５Ｆの遠心力で振り切られ、前側フランジ１２１Ｆに設けられた前側潤滑油噴出口１２７Ｆから噴出した後に、ケーシング１０２の底面部に流下して、ケーシング１０２の底面部に設けられた潤滑油排出口１３１から排出される。また、後側ジェットノズル１２４Ｒから噴射されて後側ベアリング１２３Ｒの軸受部を通過した液状の潤滑油も、同様であり、ロータ１０８に取り付けられた後側オイルスローワ１２５Ｒの遠心力で振り切られ、後側フランジ１２１Ｒに設けられた後側潤滑油噴出口１２７Ｒから噴出した後に、ケーシング１０２の底面部に流下して、ケーシング１０２の底面部に設けられた潤滑油排出口１３１から排出される。よって、液状の潤滑油が、高速回転するロータ１０８に付着することはない。
【００１２】
従って、図４の高速発電機１０１では、ロータ１０８とステータ１０７との間において、液状の潤滑油がロータ１０８の高速回転の抵抗となることがなく、また、液状の潤滑油がロータ１０８の高速回転の摩擦熱でカーボーン化して固着することもないので、トルク変動・出力変動が起きず、この点で、出力効率の低下を防止したものということができる。
【００１３】
尚、前側ベアリング１２３Ｆと後側ベアリング１２３Ｒは、アンギュラベアリングである。また、ケーシング１０２と、前側フランジ１２１Ｆ、後側フランジ１２１Ｒ、前側リテーナ１２２Ｆ、後側リテーナ１２２Ｒの材質は、鋳物（ＦＣＤ５００）である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４の高速発電機１０１においては、運転時に振動音が発生することが多く、例えば、ロータ１０８の回転数が８００００ｒｐｍの耐久試験を行った際に、運転時間が１０００〜２０００時間において、ロータ１０８のラジアル方向の３ｋＨｚ以下の振動（１次、２次の振動成分のみ）を計測してみると、図５に示すような結果となった。さらに、例えば、ロータ１０８の回転数が７００００ｒｐｍの運転を行った際に、ロータ１０８のスラスト方向の振動を電気的方法で計測してみると、図６に示すような結果となった。図６では、波動曲線の６周期でロータ１０８の１回転を意味し、また、波動曲線の各最大値（又は各最小値）がロータ１０８の端面の位置を意味することなどを考慮すると、このとき、ロータ１０８は、そのスラスト方向に、約０．１６ｍｍの振幅で約３６５Ｈｚの振動を行っていたことになる。
【００１５】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、高速回転時のロータの振動をより抑制した高速回転電機のロータ支持構造を提供することを第１の課題とする。
【００１６】
また、図４の高速発電機１０１においては、前側オイルスローワ１２５Ｆの遠心力で振り切られた潤滑油が、前側フランジ１２１Ｆの前側潤滑油噴出口１２７Ｆから勢いよく噴出するので、ステータ１０７の樹脂フランジ部２１２に突き当たることにより、かかる樹脂フランジ部２１２が堀り削られることがあった。また、同様にして、後側オイルスローワ１２５Ｒの遠心力で振り切られた潤滑油が、後側フランジ１２１Ｒの後側潤滑油噴出口１２７Ｒから勢いよく噴出するので、ステータ１０７の樹脂フランジ部２１２に突き当たることにより、かかる樹脂フランジ部２１２が堀り削られることがあった。
【００１７】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、オイルスローワの遠心力で振り切られた潤滑油によりステータの樹脂フランジ部が浸食されることを防止した高速回転電機のロータ支持構造を提供することを第２の課題とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
第１の課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、ケーシングに内装されたロータと、前記ロータの一端部を軸支した第１ベアリングと、前記ロータの他端部を軸支した第２ベアリングと、前記第１ベアリングを支持した第１リテーナと、前記第２ベアリングを支持した第２リテーナと、前記第１リテーナが固設されるとともに前記ケーシングに取り付けられた第１フランジと、前記第２リテーナが固設されるとともに前記ケーシングに取り付けられた第２フランジと、前記第１ベアリングを前記ロータのスラスト方向で内側に押圧する第１予圧部材と、前記第１予圧部材を前記ロータのスラスト方向で内側に付勢する第１バネ部材と、を有し、前記第１リテーナと前記第１ベアリングとの間、前記第１リテーナと前記第１予圧部材との間、及び、前記第２リテーナと前記第２ベアリングとの間に潤滑油を送り込む高速回転電機のロータ支持構造において、前記第２リテーナの内周面に設けられ、前記第２ベアリングを前記ロータのスラスト方向で内側に押圧する第２予圧部材と、前記第２予圧部材を前記ロータのスラスト方向で内側に押圧する第２バネ部材と、を備え、前記第２リテーナと前記第２予圧部材との間に潤滑油を送り込むこと、前記第１リテーナを前記第１フランジに圧入させて固設するとともに、前記第２リテーナを前記第２フランジに圧入させて固設したこと、を特徴としている。
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載する高速回転電機のロータ支持構造であって、前記第２バネ部材が重ね板ばねであること、を特徴としている。
【００１９】
このような特徴を有する本発明の高速回転電機のロータ支持構造では、ロータの一端部を軸支した第１ベアリングと第１リテーナとの間と、第１ベアリングを押圧する第１予圧部材と第１リテーナとの間に対して潤滑油を送り込むとともに、ロータの他端部を軸支した第２ベアリングと第２リテーナとの間に対して潤滑油を送り込み、さらに、それらに加えて、第２ベアリングを押圧する第２予圧部材と第２リテーナとの間に対しても潤滑油を送り込んでいる。
【００２０】
すなわち、本発明の高速回転電機のロータ支持構造では、ロータの他端部を軸支した第２ベアリングを押圧する第２予圧部材と第２リテーナとの間に対しても潤滑油を送り込んでおり、これにより、ロータの他端部において、スクイズ作用により制振効果を発揮するフィルムダンパが新たに設けられたことになるので、ラジアル方向のロータの振動系に新たな減衰が加えられたことになり、また、ロータの両端部において、スクイズ作用により制振効果を発揮するフィルムダンパがほぼ均等に設けられることになるので、ラジアル方向のロータの振動系の不釣り合いが小さくなり、これらにより、高速回転時のロータのラジアル方向の振動をより抑制することができる。
【００２１】
また、本発明の高速回転電機のロータ支持構造では、第１予圧部材を介して、第１バネ部材が第１ベアリングをロータのスラスト方向で内側に押圧するとともに、第２予圧部材を介して、第２バネ部材が第２ベアリングをロータのスラスト方向で内側に押圧しており、つまり、第１バネ部材と第２バネ部材とが内側に向き合ってロータをそのスラスト方向に押圧することによって、スラスト方向のロータの振動系のばね定数が小さくなるので、高速回転時のロータのスラスト方向の振動をより抑制することができ、また、スラスト方向のロータの振動系の固有振動数も小さくなり、ロータのスラスト方向の共振が低速回転域に移行するので、高速回転時（定格運転時）のロータのスラスト方向の共振現象を回避することができる。
【００２２】
さらに、第１バネ部材と第２バネ部材とが内側に向き合ってロータをそのスラスト方向に押圧することは、ロータのスラスト方向の位置が安定するとともに、ロータのスラスト方向の振動による衝撃がより緩和されるので、第１ベアリングや第２ベアリングなどの寿命が向上することになる。
【００２３】
また、重ね板ばねはダンパの機能があることから、本発明の高速回転電機のロータ支持構造において、第２予圧部材を重ね板ばねにすると、スラスト方向のロータの振動系に新たな減衰を加えることができるので、高速回転時のロータのスラスト方向の振動をより抑制することができる。
【００２４】
【００２５】
すなわち、本発明の高速回転電機のロータ支持構造において、第１リテーナを第１フランジに圧入させて固設するとともに、第２リテーナを第２フランジに圧入させて固設すれば、第１リテーナと第１フランジとの相対摩擦が第１フランジの振動に対するランチェスターダンパとして働くとともに、第２リテーナと第２フランジとの相対摩擦が第２フランジの振動に対するランチェスターダンパとして働くので、第１フランジ及び第２フランジの振動を抑制し、ひいては、高速回転時のロータの振動をより抑制できる。
【００２６】
また、第２の課題を解決するために成された参考発明は、ハウジングの縁端部から突出した樹脂フランジ部を設けたステータと、前記ステータの中空部に介挿されるロータと、前記ロータを軸支したベアリングと、前記ベアリングをリテーナを介して支持したフランジと、前記ベアリングの内側で前記ロータに固定されるとともに前記フランジに内在したオイルスローワと、前記フランジに穿設された潤滑油噴出口と、を有し、前記ベアリングにジェット噴射で潤滑油を送り込む高速回転電機のロータ支持構造において、前記ベアリングを通過して前記オイルスローワの円周方向に飛散した潤滑油が、前記フランジの内壁又は前記潤滑油噴出口の側壁に衝突した後に、前記潤滑油噴出口から流出すること、を特徴としている。
【００２７】
このような特徴を有する本発明の高速回転電機のロータ支持構造では、フランジの内部において、リテーナでベアリングを支持するとともに、ベアリングにジェット噴射で潤滑油を送り込んでいる。そして、ジェット噴射されてベアリングを通過した潤滑油は、ベアリングに軸支されたロータに沿って流動し、さらに、オイルスローワの遠心力で振り切られることにより、オイルスローワの円周方向に飛散する。このとき、オイルスローワの円周方向に飛散した潤滑油は、フランジの内壁にいったん衝突した後に、フランジの内壁及びフランジの潤滑油噴出口の側壁に沿って流動して、かかる潤滑油噴出口から流出し、あるいは、フランジの潤滑油噴出口の側壁に衝突した後に、かかる潤滑油噴出口の側壁に沿って流動して、かかる潤滑油噴出口から流出する。
【００２８】
すなわち、本発明の高速回転電機のロータ支持構造では、オイルスローワの円周方向に飛散した潤滑油は、フランジの内壁にいったん衝突した後に、フランジの内壁及びフランジの潤滑油噴出口の側壁に沿って流動して、かかる潤滑油噴出口から流出し、あるいは、フランジの潤滑油噴出口の側壁にいったん衝突した後に、かかる潤滑油噴出口の側壁に沿って流動して、かかる潤滑油噴出口から流出するので、潤滑油噴出口から流出する潤滑油は、その勢いが弱められており、ステータの樹脂フランジ部に当たっても、かかる樹脂フランジ部が堀り削られることがないので、オイルスローワの遠心力で振り切られた潤滑油によりステータの樹脂フランジ部が浸食されることを防止できる。
【００２９】
また、他の参考発明は、前記ロータがガスタービンエンジンで高速回転されること、を特徴としている。
【００３０】
特に、ロータがガスタービンエンジンで高速回転されるものであると、ロータの高速回転などにより、ロータの振動やステータの樹脂フランジ部の浸食の不具合が著しく大きくなる傾向にあるので、本発明の高速回転電機のロータ支持構造において、ロータがガスタービンエンジンで高速回転されるものであれば、上述した効果を大きく発揮することができる。
【００３１】
尚、本発明の高速回転電機のロータの支持構造を具備する高速回転電機には、高速発電機、高速電動機などがある。
【００３２】
【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にして説明する。本実施の形態の高速回転電機のロータ支持構造は、従来技術の欄で説明した図４の高速発電機１０１のロータ支持構造において、主に、前側ベアリング１２３Ｆの周辺と、前側フランジ１２１Ｆの前側潤滑油噴出口１２７Ｆ、後側フランジ１２１Ｒの後側潤滑油噴出口１２７Ｒを改造したものである。従って、本実施の形態の高速回転電機のロータ支持構造を具備する高速発電機の概要は、従来技術の欄で説明した図４の高速発電機１０１と同じであるので、その詳細な説明は省略する。また、従来技術の欄で使用した図４の符号は、本欄の説明においても使用するものとする。
【００３３】
図１に示すように、本実施の形態の高速回転電機のロータ支持構造を具備する高速発電機１では、前側リテーナ１２２Ｆが、前側フランジ１２１Ｆに対して、焼ばめなどにより圧入されて固定されるとともに、後側リテーナ１２２Ｒが、後側フランジ１２１Ｒに対して、焼ばめなどにより圧入されて固定される。
【００３４】
また、前側ベアリング１２３Ｆの外側に対して、前側予圧部材２１（「第２予圧部材」に相当するもの）を当接させるとともに、重ね板ばね２２（「第２バネ部材」に相当するもの）を介装させることにより、ロータ１０８のスラスト方向に２５０Ｎ程度の外力を予め内側に作用させている。
【００３５】
さらに、前側リテーナ１２２Ｆと前側予圧部材２１との間において、前側リテーナ１２２Ｆの油穴を介して潤滑油を供給し、厚さが０．０２ｍｍ程度の油膜を形成することにより、スクイズ作用により制振効果を発揮するフィルムダンパを新たに設けている。
【００３６】
一方、図３に示すように、前側フランジ１２１Ｆに対しては、前側オイルスローワ１２５Ｆの遠心力で振り切られて前側オイルスローワ１２５Ｆの接線方向に飛散する潤滑油Ｌが、前側潤滑油噴出口１２７Ｆに直接に入り込んでも、前側潤滑油噴出口１２７Ｆの側壁に必ず衝突するように設計されており、この観点から、前側オイルスローワ１２５Ｆの直径、前側フランジ１２１Ｆの内壁の曲率半径、前側潤滑油噴出口１２７Ｆの直径や長さなどが決定されている。
【００３７】
また、同様にして、後側フランジ１２１Ｒに対しても、後側オイルスローワ１２５Ｒの遠心力で振り切られて後側オイルスローワ１２５Ｒの接線方向に飛散する潤滑油Ｌが、後側潤滑油噴出口１２７Ｒに直接に入り込んでも、後側潤滑油噴出口１２７Ｒの側壁に必ず衝突するように設計されており、この観点から、後側オイルスローワ１２５Ｒの直径、後側フランジ１２１Ｒの内壁の曲率半径、後側潤滑油噴出口１２７Ｒの直径や長さなどが決定されている。
【００３８】
尚、図３には、前側オイルスローワ１２５Ｆの遠心力で振り切られて前側オイルスローワ１２５Ｆの接線方向に飛散する潤滑油のうち、前側潤滑油噴出口１２７Ｆに直接に入り込まないものが記載されていないが、その潤滑油は、前側フランジ１２１Ｆの内壁に衝突して、前側フランジ１２１Ｆの内壁に沿って流動した後に、前側潤滑油噴出口１２７Ｆに入り込む。
【００３９】
同様にして、図３には、後側オイルスローワ１２５Ｒの遠心力で振り切られて後側オイルスローワ１２５Ｒの接線方向に飛散する潤滑油のうち、後側潤滑油噴出口１２７Ｒに直接に入り込まないものが記載されていないが、その潤滑油は、後側フランジ１２１Ｒの内壁に衝突して、後側フランジ１２１Ｒの内壁に沿って流動した後に、後側潤滑油噴出口１２７Ｆに入り込む。
【００４０】
以上より、図１の高速発電機１が具備する本実施の形態の高速回転電機のロータ構造（以下、「本実施の形態の高速発電機１のロータ支持構造」という）においては、図１に示すように、ロータ１０８の後端部を軸支した後側ベアリング１２３Ｒと後側リテーナ１２２Ｒとの間と、後側ベアリング１２３Ｒを押圧する後側予圧部材１２８と後側リテーナ１２２Ｒとの間に対して潤滑油を送り込むとともに、ロータ１０８の前端部を軸支した前側ベアリング１２３Ｆと前側リテーナ１２２Ｆとの間に対して潤滑油を送り込み、さらに、それらに加えて、前側ベアリング１２３Ｆを押圧する前側予圧部材２１と前側リテーナ１２２Ｆとの間に対しても潤滑油を送り込んでいる。
【００４１】
すなわち、「本実施の形態の高速発電機１のロータ支持構造」では、ロータ１０８の前端部を軸支した前側ベアリング１２３Ｆを押圧する前側予圧部材２１と前側リテーナ１２２Ｆとの間に対しても潤滑油を送り込んでおり、これにより、ロータ１０８の前端部において、スクイズ作用により制振効果を発揮するフィルムダンパが新たに設けられたことになるので、ラジアル方向のロータ１０８の振動系に新たな減衰が加えられたことになる。
【００４２】
さらに、ラジアル方向のロータ１０８の振動系に新たな減衰が加えられたことによって、ロータ１０８の後端部においては、後側ベアリング１２３Ｒと後側リテーナ１２２Ｒとの間に形成された厚さが約０．０２ｍｍ程度のフィルムダンパと、後側予圧部材１２８と後側リテーナ１２２Ｒとの間に形成された厚さが約０．０２ｍｍ程度のフィルムダンパとが存在し、ロータ１０８の前端部においては、前側ベアリング１２３Ｆと前側リテーナ１２２Ｆとの間に形成された厚さが約０．０２ｍｍ程度のフィルムダンパと、前側予圧部材２１と前側リテーナ１２２Ｆとの間に形成された厚さが約０．０２ｍｍ程度のフィルムダンパとが存在することなり、つまり、ロータ１０８の両端部において、スクイズ作用により制振効果を発揮するフィルムダンパがほぼ均等に設けられることになるので、ラジアル方向のロータ１０８の振動系の不釣り合いが小さくなる。
【００４３】
これらにより、高速回転時のロータ１０８のラジアル方向の振動をより抑制することができる。具体的には、例えば、ロータ１０８の回転数が８００００ｒｐｍの耐久試験を行った際に、運転時間が２０００〜３５００時間において、ロータ１０８のラジアル方向の３ｋＨｚ以下の振動（１次、２次の振動成分のみ）を計測してみると、図２に示すような結果となる。図２には、従来技術の欄で説明した図４の高速発電機１０１のロータ支持構における計測結果（運転時間が１０００〜２０００時間の計測点（図５の計測点））も併記しているが、これらと比較してみると、ロータ１０８のラジアル方向の３ｋＨｚ以下の振動（１次、２次の振動成分のみ）の大きさは、半減したことになる。
【００４４】
また、「本実施の形態の高速発電機１のロータ支持構造」では、図１に示すように、後側予圧部材１２８を介して、コイルバネ１２９が後側ベアリング１２３Ｒをロータ１０８のスラスト方向で内側に押圧するとともに、前側予圧部材２１を介して、重ね板ばね２２が前側ベアリング１２３Ｆをロータ１０８のスラスト方向で内側に押圧しており、つまり、コイルバネ１２９と重ね板ばね２２とが内側に向き合ってロータ１０８をそのスラスト方向に押圧することによって、スラスト方向のロータ１０８の振動系のばね定数を小さくしているので、高速回転時のロータ１０８のスラスト方向の振動をより抑制することができる。
【００４５】
具体的には、例えば、ロータ１０８の回転数が７００００ｒｐｍの運転を行った際に、ロータ１０８のスラスト方向の振動を電気的方法で計測してみると、従来技術の欄で説明した図４の高速発電機１０１のロータ支持構造における計測結果は、上述したように、図６の波動曲線となり、ロータ１０８の端面の位置を意味する波動曲線の各最大値（又は各最小値）が上下に曲がりくねるように波打つが、「本実施の形態の高速発電機１のロータ支持構造」における計測結果では、図示はしないが、ロータ１０８の端面の位置を意味する波動曲線の各最大値（又は各最小値）がほぼ水平となるので、このとき、ロータ１０８のスラスト方向の振動幅は計測不能な程に小さくなったと言うことができる。
尚、「本実施の形態の高速発電機１のロータ支持構造」における計測では、振動音が聞こえることもなかった。
【００４６】
また、「本実施の形態の高速発電機１のロータ支持構造」においては、図１に示すように、コイルバネ１２９と重ね板ばね２２とが内側に向き合ってロータ１０８をそのスラスト方向に押圧することによって、スラスト方向のロータ１０８の振動系の固有振動数が小さくなり、ロータ１０８のスラスト方向の共振が低速回転域に移行するので、高速回転時（定格運転時）のロータ１０８のスラスト方向の共振現象を回避することができる。
【００４７】
さらに、コイルバネ１２９と重ね板ばね２２とが内側に向き合ってロータ１０８をそのスラスト方向に押圧することは、ロータ１０８のスラスト方向の位置が安定するとともに、ロータ１０８のスラスト方向の振動による衝撃がより緩和されるので、前側ベアリング１２３Ｆや後側ベアリング１２３Ｒなどの寿命が向上することになる。
【００４８】
また、「本実施の形態の高速発電機１のロータ支持構造」においては、「第２予圧部材」として重ね板ばね２２を使用しているが、この点、重ね板ばね２２にはダンパの機能があり、これによって、スラスト方向のロータ１０８の振動系に新たな減衰を加えることができるので、高速回転時のロータ１０８のスラスト方向の振動をより抑制することができる。
【００４９】
また、「本実施の形態の高速発電機１のロータ支持構造」においては、後側リテーナ１２２Ｒを後側フランジ１２１Ｒに焼ばめなどで圧入させて固設するとともに、前側リテーナ１２２Ｆを前側フランジ１２１Ｆに焼ばめなどで圧入させて固設している。そのため、後側リテーナ１２２Ｒと後側フランジ１２１Ｒとの相対摩擦が後側フランジ１２１Ｒの振動に対するランチェスターダンパとして働くとともに、前側リテーナ１２２Ｆと前側フランジ１２１Ｆとの相対摩擦が前側フランジ１２１Ｆの振動に対するランチェスターダンパとして働くので、後側フランジ１２１Ｒ及び前側フランジ１２１Ｆの振動を抑制し、ひいては、高速回転時のロータ１０８の振動をより抑制できる。
【００５０】
また、「本実施の形態の高速発電機１のロータ支持構造」では、図１に示すように、前側フランジ１２１Ｆの内部において、前側リテーナ１２２Ｆで前側ベアリング１２３Ｆを支持するとともに、前側ベアリング１２３Ｆの軸受部に前側ジェットノズル１２４Ｆのジェット噴射で潤滑油を送り込んでいる。そして、前側ジェットノズル１２４Ｆでジェット噴射されて前側ベアリング１２３Ｆを通過した潤滑油は、前側ベアリング１２３Ｆに軸支されたロータ１０８に沿って流動し、さらに、図３に示すように、前側オイルスローワ１２５Ｆの遠心力で振り切られることにより、前側オイルスローワ１２５Ｆの接線方向に飛散する。
【００５１】
このとき、前側オイルスローワ１２５Ｆの接線方向に飛散した潤滑油のうち、前側フランジ１２１Ｆの前側潤滑油噴出口１２７Ｆに直接に入り込んだ潤滑油Ｌは、かかる前側潤滑油噴出口１２７Ｆの側壁に衝突した後に、かかる前側潤滑油噴出口１２７Ｆの側壁に沿って流動して、かかる前側潤滑油噴出口１２７Ｆからケーシング１０２の底面部に向かって流出する。また、図示しないが、残りの潤滑油は、前側フランジ１２１Ｆの内壁にいったん衝突した後に、前側フランジ１２１Ｆの内壁及び前側フランジ１２１Ｆの前側潤滑油噴出口１２７Ｆの側壁に沿って流動して、かかる前側潤滑油噴出口１２７Ｆからケーシング１０２の底面部に向かって流出する。
【００５２】
また、同様にして、図１に示すように、後側フランジ１２１Ｒの内部において、後側リテーナ１２２Ｒで後側ベアリング１２３Ｒを支持するとともに、後側ベアリング１２３Ｒの軸受部に後側ジェットノズル１２４Ｒのジェット噴射で潤滑油を送り込んでいる。そして、後側ジェットノズル１２４Ｒでジェット噴射されて後側ベアリング１２３Ｒを通過した潤滑油は、後側ベアリング１２３Ｒに軸支されたロータ１０８に沿って流動し、さらに、図３に示すように、後側オイルスローワ１２５Ｒの遠心力で振り切られることにより、後側オイルスローワ１２５Ｆの接線方向に飛散する。
【００５３】
このとき、後側オイルスローワ１２５Ｒの接線方向に飛散した潤滑油のうち、後側フランジ１２１Ｒの後側潤滑油噴出口１２７Ｒに直接に入り込んだ潤滑油Ｌは、かかる後側潤滑油噴出口１２７Ｒの側壁に衝突した後に、かかる後側潤滑油噴出口１２７Ｒの側壁に沿って流動して、かかる後側潤滑油噴出口１２７Ｒからケーシング１０２の底面部に向かって流出する。また、図示しないが、残りの潤滑油は、後側フランジ１２１Ｒの内壁にいったん衝突した後に、後側フランジ１２１Ｒの内壁及び後側フランジ１２１Ｒの後側潤滑油噴出口１２７Ｒの側壁に沿って流動して、かかる後側潤滑油噴出口１２７Ｒからケーシング１０２の底面部に向かって流出する。
【００５４】
すなわち、「本実施の形態の高速発電機１のロータ支持構造」では、前側オイルスローワ１２５Ｆの接線方向に飛散した潤滑油は、前側フランジ１２１Ｆの内壁にいったん衝突した後に、前側フランジ１２１Ｆの内壁及び前側フランジ１２１Ｆの前側潤滑油噴出口１２７Ｆの側壁に沿って流動して、かかる前側潤滑油噴出口１２７Ｆからケーシング１０２の底面部に向かって流出し、あるいは、図３に示すように、前側オイルスローワ１２５Ｆの接線方向に飛散した潤滑油Ｌは、前側フランジ１２１Ｆの前側潤滑油噴出口１２７Ｆの側壁にいったん衝突した後に、かかる前側潤滑油噴出口１２７Ｆの側壁に沿って流動して、かかる前側潤滑油噴出口１２７Ｆからケーシング１０２の底面部に向かって流出する。従って、前側潤滑油噴出口１２７Ｆからケーシング１０２の底面部に向かって流出する潤滑油は、その勢いが弱められており、ステータ１０７の樹脂フランジ部２１２に当たっても（図１参照）、かかる樹脂フランジ部２１２が堀り削られることがないので、前側オイルスローワ１２５Ｆの遠心力で振り切られた潤滑油によりステータ１０７の樹脂フランジ部２１２が浸食されることを防止できる。
【００５５】
また、同様にして、後側オイルスローワ１２５Ｒの接線方向に飛散した潤滑油は、後側フランジ１２１Ｒの内壁にいったん衝突した後に、後側フランジ１２１Ｒの内壁及び後側フランジ１２１Ｒの後側潤滑油噴出口１２７Ｒの側壁に沿って流動して、かかる後側潤滑油噴出口１２７Ｒからケーシング１０２の底面部に向かって流出し、あるいは、図３に示すように、後側オイルスローワ１２５Ｒの接線方向に飛散した潤滑油Ｌは、後側フランジ１２１Ｒの後側潤滑油噴出口１２７Ｒの側壁にいったん衝突した後に、かかる後側潤滑油噴出口１２７Ｒの側壁に沿って流動して、かかる後側潤滑油噴出口１２７Ｒからケーシング１０２の底面部に向かって流出する。従って、後側潤滑油噴出口１２７Ｒからケーシング１０２の底面部に向かって流出する潤滑油は、その勢いが弱められており、ステータ１０７の樹脂フランジ部２１２に当たっても（図１参照）、かかる樹脂フランジ部２１２が堀り削られることがないので、後側オイルスローワ１２５Ｒの遠心力で振り切られた潤滑油によりステータ１０７の樹脂フランジ部２１２が浸食されることを防止できる。
【００５６】
また、ロータ１０８がガスタービンエンジンで高速回転されるものであると、ロータ１０８の高速回転などにより、ロータ１０８の振動やステータ１０７の樹脂フランジ部２１２の浸食の不具合が著しく大きくなる傾向にあるが、この点、「本実施の形態の高速発電機１のロータ支持構造」では、ロータ１０８がガスタービンエンジンで高速回転されるものであるので、上述した効果（高速回転時のロータ１０８の振動をより抑制する効果や、前側オイルスローワ１２５Ｆや後側オイルスローワ１２５Ｒの遠心力で振り切られた潤滑油Ｌによりステータ１０７の樹脂フランジ部２１２が浸食されることを防止する効果など）を大きく発揮することができる。
【００５７】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、「本実施の形態の高速発電機１のロータ支持構造」においては、ロータ１０８がガスタービンエンジンで高速回転されるものであるが、高速回転時のロータ１０８の振動をより抑制する観点や、前側オイルスローワ１２５Ｆや後側オイルスローワ１２５Ｒの遠心力で振り切られた潤滑油Ｌによりステータ１０７の樹脂フランジ部２１２が浸食されることを防止する観点からするならば、ロータ１０８の駆動源をガスタービンエンジンに限る必要はない。
【００５８】
また、高速発電機１が具備する本実施の形態の高速回転電機のロータ支持構造は、高速発電機だけでなく、高速電動機などにも具備させることは可能であり、この場合でも、同様な効果を得ることができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の高速回転電機のロータ支持構造では、ロータの他端部を軸支した第２ベアリングを押圧する第２予圧部材と第２リテーナとの間に対しても潤滑油を送り込んでおり、これにより、ロータの他端部において、スクイズ作用により制振効果を発揮するフィルムダンパが新たに設けられたことになるので、ラジアル方向のロータの振動系に新たな減衰が加えられたことになり、また、ロータの両端部において、スクイズ作用により制振効果を発揮するフィルムダンパがほぼ均等に設けられることになるので、ラジアル方向のロータの振動系の不釣り合いが小さくなり、これらにより、高速回転時のロータのラジアル方向の振動をより抑制することができる。
【００６０】
また、本発明の高速回転電機のロータ支持構造では、第１予圧部材を介して、第１バネ部材が第１ベアリングをロータのスラスト方向で内側に押圧するとともに、第２予圧部材を介して、第２バネ部材が第２ベアリングをロータのスラスト方向で内側に押圧しており、つまり、第１バネ部材と第２バネ部材とが内側に向き合ってロータをそのスラスト方向に押圧することによって、スラスト方向のロータの振動系のばね定数が小さくなるので、高速回転時のロータのスラスト方向の振動をより抑制することができ、また、スラスト方向のロータの振動系の固有振動数も小さくなり、ロータのスラスト方向の共振が低速回転域に移行するので、高速回転時（定格運転時）のロータのスラスト方向の共振現象を回避することができる。
【００６１】
さらに、第１バネ部材と第２バネ部材とが内側に向き合ってロータをそのスラスト方向に押圧することは、ロータのスラスト方向の位置が安定するとともに、ロータのスラスト方向の振動による衝撃がより緩和されるので、第１ベアリングや第２ベアリングなどの寿命が向上することになる。
【００６２】
また、重ね板ばねはダンパの機能があることから、本発明の高速回転電機のロータ支持構造において、第２予圧部材を重ね板ばねにすると、スラスト方向のロータの振動系に新たな減衰を加えることができるので、高速回転時のロータのスラスト方向の振動をより抑制することができる。
【００６３】
また、本発明の高速回転電機のロータ支持構造において、第１リテーナを第１フランジに圧入させて固設するとともに、第２リテーナを第２フランジに圧入させて固設すれば、第１リテーナと第１フランジとの相対摩擦が第１フランジの振動に対するランチェスターダンパとして働くとともに、第２リテーナと第２フランジとの相対摩擦が第２フランジの振動に対するランチェスターダンパとして働くので、第１フランジ及び第２フランジの振動を抑制し、ひいては、高速回転時のロータの振動をより抑制できる。
【００６４】
また、参考発明の高速回転電機のロータ支持構造では、オイルスローワの円周方向に飛散した潤滑油は、フランジの内壁にいったん衝突した後に、フランジの内壁及びフランジの潤滑油噴出口の側壁に沿って流動して、かかる潤滑油噴出口から流出し、あるいは、フランジの潤滑油噴出口の側壁にいったん衝突した後に、かかる潤滑油噴出口の側壁に沿って流動して、かかる潤滑油噴出口から流出するので、潤滑油噴出口から流出する潤滑油は、その勢いが弱められており、ステータの樹脂フランジ部に当たっても、かかる樹脂フランジ部が堀り削られることがないので、オイルスローワの遠心力で振り切られた潤滑油によりステータの樹脂フランジ部が浸食されることを防止できる。
【００６５】
特に、ロータがガスタービンエンジンで高速回転されるものであると、ロータの高速回転などにより、ロータの振動やステータの樹脂フランジ部の浸食の不具合が著しく大きくなる傾向にあるので、参考発明の高速回転電機のロータ支持構造において、ロータがガスタービンエンジンで高速回転されるものであれば、上述した効果を大きく発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高速回転電機のロータ支持構造を具備する発電機の断面図である。
【図２】本発明の高速回転電機のロータ支持構造を具備する発電機において、ロータのラジアル方向の振動を測定した結果を、図５と比較して示した図である。
【図３】本発明の高速回転電機のロータ支持構造を具備する発電機において、フランジの潤滑油噴出口の断面図である。
【図４】従来技術の高速回転電機のロータ支持構造を具備する発電機の断面図である。
【図５】従来技術の高速回転電機のロータ支持構造を具備する発電機において、ロータのラジアル方向の振動を測定した結果を示した図である。
【図６】従来技術の高速回転電機のロータ支持構造を具備する発電機において、ロータのスラスト向の振動を測定した結果を示した図である。
【符号の説明】
１高速発電機
２１前側予圧部材
２２重ね板ばね
１０２ケーシング
１０７ステータ
１０８ロータ
１０９ステータのハウジング
１１０ステータのハウジングの縁端部
１２１Ｆ前側フランジ
１２１Ｒ後側フランジ
１２２Ｆ前側リテーナ
１２２Ｒ後側リテーナ
１２３Ｆ前側ベアリング
１２３Ｒ後側ベアリング
１２８後側予圧部材
１２９コイルバネ
１２５Ｆ前側オイルスローワ
１２５Ｒ後側オイルスローワ
１２７Ｆ前側潤滑油噴出口
１２７Ｒ後側潤滑油噴出口
２１２ステータの樹脂フランジ部
Ｌ潤滑油[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine in which a rotor rotates at high speed in a gas turbine engine or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a high-speed rotating electrical machine that rotates a rotor with a gas turbine engine, for example, there is a high-speed generator 101 shown in a sectional view of FIG. Therefore, here, the high-speed generator 101 of FIG. 4 will be described. As shown in FIG. 4, the high-speed generator 101 is mounted with a cylindrical stator 107 housed in a casing 102, and a rotor 108 is inserted into a hollow portion of the stator 107. .
[0003]
In this respect, the stator 107 is obtained by winding the conductive wire of the coil 105 between the teeth of the laminated laminated silicon steel plates 103 and fixing it in a vacuum state with a resin containing epoxy. In particular, in the stator 107, the bent portions 211 of the coil 105 protruding from the both end portions 110 of the housing 109 are also solidified in a vacuum state with a resin containing an epoxy, thereby forming a resin flange portion 212. ing.
[0004]
On the other hand, the rotor 108 is formed by covering and fixing a permanent magnet installed on the peripheral surface of the shaft with a metal tube, and includes a front bearing 123F (corresponding to a “second bearing”) and a rear bearing 123R (“first bearing”). Equivalent to “1 bearing”). That is, as shown in FIG. 4, a front retainer 122F (corresponding to a “second retainer”) holding a front bearing 123F is fixed to a front flange 121F (corresponding to a “second flange”), and The front flange 121F is bolted to the front end surface of the casing 102, so that the front end of the rotor 108 (corresponding to the “other end of the rotor”) is rotatably supported.
[0005]
Further, a rear retainer 122R (which corresponds to a “first retainer”) holding the rear bearing 123R is fixed to a rear flange 121R (which corresponds to a “first flange”), and the rear flange is further provided. 121R is bolted to the rear end surface of the casing 102, so that the rear end portion of the rotor 108 (corresponding to "one end portion of the rotor") is rotatably supported.
[0006]
In particular, for the rear bearing 123R, a rear preload member 128 (corresponding to a “first preload member”) brought into contact with the rear bearing 123R and a lid 130 bolted to the rear flange 121R. In between, a coil spring 129 (corresponding to a “first spring member”) is interposed so that an external force of about 250 N is applied inward in the thrust direction of the rotor 108 in advance. Thereby, the vibration of the rotor 108 in the thrust direction is mainly suppressed.
[0007]
Further, between the front retainer 122F and the front bearing 123F, lubricating oil is supplied through an oil hole of the front retainer 122F, and an oil film having a thickness of about 0.02 mm is formed, thereby damping the vibration by a squeeze action. The film damper which shows the effect is provided. Similarly, lubricating oil is also supplied between the rear retainer 122R and the rear bearing 123R and between the rear retainer 122R and the rear preload member 128 through the oil holes of the rear retainer 122R. By supplying an oil film having a thickness of about 0.02 mm, a film damper is provided that exhibits a damping effect by a squeeze action. As a result, the vibration of the rotor 108 in the radial direction is mainly suppressed.
[0008]
Therefore, in the high-speed generator 101 of FIG. 4, the rotor 108 can be rotated at high speed with low vibration by connecting the front end of the rotor 108 to the output shaft of the gas turbine engine.
[0009]
However, at this time, there is a possibility that the lubricating oil cannot be effectively fed to the bearing portions of the front bearing 123F and the rear bearing 123R due to the wind pressure due to the high-speed rotation of the rotor 108. The lubricating oil is injected into the bearing portion of the bearing 123F, and the lubricating oil is forcedly injected into the bearing portion of the rear bearing 123R by the rear jet nozzle 124R.
[0010]
Therefore, the mist of the lubricant injected from the front jet nozzle 124F and the rear jet nozzle 124R fills the casing 102. However, the lubricating oil condensed and liquefied above the inner wall of the front flange 121F is collected in a groove 126F provided on the inner wall of the front flange 121F, and then flows down to the bottom surface of the casing 102 to reach the bottom surface of the casing 102. It is discharged from the provided lubricating oil outlet 131. Similarly, the lubricating oil condensed and liquefied above the inner wall of the rear flange 121R is collected in the groove 126R provided on the inner wall of the rear flange 121R, and then flows down to the bottom surface of the casing 102. The oil is discharged from a lubricating oil discharge port 131 provided on the bottom surface of the casing 102. Therefore, the lubricating oil liquefied from the mist does not adhere to the rotor 108 that rotates at high speed.
[0011]
Further, the liquid lubricant injected from the front jet nozzle 124F and passed through the bearing portion of the front bearing 123F is shaken off by the centrifugal force of the front oil thrower 125F attached to the rotor 108, and is provided on the front flange 121F. After ejecting from the front lubricating oil outlet 127 </ b> F, it flows down to the bottom surface portion of the casing 102 and is discharged from a lubricating oil discharge port 131 provided in the bottom surface portion of the casing 102. Similarly, the liquid lubricating oil injected from the rear jet nozzle 124R and passing through the bearing portion of the rear bearing 123R is shaken off by the centrifugal force of the rear oil thrower 125R attached to the rotor 108. After jetting from the rear lubricating oil outlet 127R provided in the rear flange 121R, it flows down to the bottom surface portion of the casing 102 and is discharged from the lubricating oil discharge port 131 provided in the bottom surface portion of the casing 102. Therefore, the liquid lubricant does not adhere to the rotor 108 that rotates at high speed.
[0012]
Therefore, in the high-speed generator 101 of FIG. 4, the liquid lubricating oil does not become a resistance to the high-speed rotation of the rotor 108 between the rotor 108 and the stator 107, and the liquid lubricating oil is not Since it does not become fixed due to rotation frictional heat, torque fluctuation and output fluctuation do not occur, and in this respect, it can be said that reduction in output efficiency is prevented.
[0013]
The front bearing 123F and the rear bearing 123R are angular bearings. The casing 102, the front flange 121F, the rear flange 121R, the front retainer 122F, and the rear retainer 122R are made of casting (FCD500).
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the high speed generator 101 of FIG. 4, vibration noise often occurs during operation. For example, when a durability test is performed with the rotational speed of the rotor 108 being 80000 rpm, the operation time is 1000 to 2000 hours. When the vibration of the rotor 108 in the radial direction of 3 kHz or less (only the first and second vibration components) was measured, the result shown in FIG. 5 was obtained. Furthermore, for example, when the rotation of the rotor 108 is operated at 70000 rpm, the vibration in the thrust direction of the rotor 108 is measured by an electric method, and the result shown in FIG. 6 is obtained. In FIG. 6, this means one rotation of the rotor 108 in six cycles of the wave curve, and considering that each maximum value (or each minimum value) of the wave curve means the position of the end face of the rotor 108, In this case, the rotor 108 vibrates at about 365 Hz with an amplitude of about 0.16 mm in the thrust direction.
[0015]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and a first object is to provide a rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine that further suppresses vibration of the rotor during high-speed rotation. .
[0016]
Further, in the high speed generator 101 of FIG. 4, since the lubricating oil shaken off by the centrifugal force of the front oil thrower 125F is ejected vigorously from the front lubricating oil outlet 127F of the front flange 121F, the resin flange of the stator 107 The resin flange portion 212 may be excavated by hitting the portion 212. Similarly, since the lubricating oil spun off by the centrifugal force of the rear oil thrower 125R is ejected vigorously from the rear lubricating oil outlet 127R of the rear flange 121R, the resin flange portion 212 of the stator 107 is ejected. The resin flange portion 212 may be excavated by hitting.
[0017]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and a high-speed rotating electrical machine that prevents the resin flange portion of the stator from being eroded by the lubricating oil shaken off by the centrifugal force of the oil thrower. It is a second object to provide a rotor support structure.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the first problem, the invention according to claim 1 includes a rotor housed in a casing, a first bearing that pivotally supports one end of the rotor, and a shaft that pivots the other end of the rotor. A supported second bearing, a first retainer that supports the first bearing, a second retainer that supports the second bearing, and a first flange on which the first retainer is fixed and attached to the casing And a second flange attached to the casing, a first preload member that presses the first bearing inward in a thrust direction of the rotor, and the first preload member. A first spring member biased inward in the thrust direction of the rotor, between the first retainer and the first bearing, the first retainer and the first preload portion. During, and at the rotor support structure of the high-speed rotary electric machine for feeding the lubricating oil between said second bearing and said second retainer and, Provided on the inner peripheral surface of the second retainer; A second preload member that presses the second bearing inward in the thrust direction of the rotor; and a second spring member that presses the second preload member inward in the thrust direction of the rotor, and the second retainer. Lubricating oil between the second preload member and the second preload member The first retainer is press-fitted into the first flange and fixed, and the second retainer is press-fitted into the second flange and fixed. It is characterized by.
The invention according to claim 2 is the rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine according to claim 1, wherein the second Spring The member is a laminated leaf spring.
[0019]
In the rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine according to the present invention having such a feature, the first preloading member that presses the first bearing, the first preload member that presses the first bearing, and the first bearing that pivotally supports one end of the rotor. Lubricating oil is fed into the space between the first retainer and the lubricating oil is fed into the space between the second bearing and the second retainer that pivotally supports the other end of the rotor. Lubricating oil is also fed between the second preloading member that presses the bearing and the second retainer.
[0020]
That is, in the rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine of the present invention, the lubricating oil is also fed between the second preload member that presses the second bearing that pivotally supports the other end of the rotor and the second retainer. As a result, a film damper that exhibits a damping effect by squeezing action is newly provided at the other end of the rotor, so that a new damping is added to the vibration system of the rotor in the radial direction. In addition, since the film dampers exhibiting the vibration damping effect by the squeeze action are provided almost evenly at both ends of the rotor, the unbalance of the vibration system of the rotor in the radial direction is reduced. The vibration in the radial direction of the rotor during rotation can be further suppressed.
[0021]
In the rotor support structure of the high-speed rotating electrical machine of the present invention, the first spring member presses the first bearing inward in the thrust direction of the rotor via the first preload member, and via the second preload member, The second spring member presses the second bearing inward in the thrust direction of the rotor. That is, the first spring member and the second spring member face each other inward and press the rotor in the thrust direction. Since the spring constant of the vibration system of the rotor in the direction becomes small, the vibration in the thrust direction of the rotor at high speed rotation can be further suppressed, and the natural frequency of the vibration system of the rotor in the thrust direction becomes small. Since the resonance in the thrust direction shifts to the low speed rotation region, the resonance phenomenon in the thrust direction of the rotor at the time of high speed rotation (during rated operation) can be avoided.
[0022]
Furthermore, when the first spring member and the second spring member face each other inward and press the rotor in the thrust direction, the position of the rotor in the thrust direction is stabilized and the impact caused by vibration in the thrust direction of the rotor is further reduced. Therefore, the service life of the first bearing, the second bearing, etc. is improved.
[0023]
In addition, since the laminated leaf spring has a function of a damper, in the rotor support structure of the high-speed rotating electrical machine of the present invention, when the second preload member is a laminated leaf spring, new damping is added to the vibration system of the rotor in the thrust direction. Therefore, vibration in the thrust direction of the rotor during high-speed rotation can be further suppressed.
[0024]
[0025]
That is, in the rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine of the present invention, the first retainer is press-fitted into the first flange and fixed, and the second retainer is press-fitted into the second flange and fixed. The relative friction between the first flange and the second flange acts as a Lanchester damper against vibration of the first flange, and the relative friction between the second retainer and the second flange acts as a Lanchester damper against vibration of the second flange. The vibration of the flange can be suppressed, and thus the vibration of the rotor during high speed rotation can be further suppressed.
[0026]
Also, it was made to solve the second problem Reference invention Is a stator provided with a resin flange protruding from the edge of the housing, a rotor inserted into the hollow of the stator, a bearing pivotally supporting the rotor, and a flange supporting the bearing via a retainer And an oil thrower fixed to the rotor inside the bearing and embedded in the flange, and a lubricating oil jet port formed in the flange. The lubricating oil is jetted into the bearing. In the rotor support structure of the high-speed rotating electrical machine to be fed, after the lubricating oil that has passed through the bearing and scattered in the circumferential direction of the oil thrower collides with the inner wall of the flange or the side wall of the lubricating oil jet outlet, It is characterized by flowing out from the oil outlet.
[0027]
In the rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine of the present invention having such characteristics, the bearing is supported by the retainer inside the flange, and the lubricating oil is fed into the bearing by jet injection. The lubricating oil jetted and passed through the bearing flows along the rotor pivotally supported by the bearing, and further scatters in the circumferential direction of the oil thrower by being shaken off by the centrifugal force of the oil thrower. To do. At this time, the lubricating oil scattered in the circumferential direction of the oil thrower once collides with the inner wall of the flange, and then flows along the inner wall of the flange and the side wall of the lubricating oil outlet of the flange. Or after colliding with the side wall of the lubricating oil outlet of the flange, it flows along the side wall of the lubricating oil outlet and flows out from the lubricating oil outlet.
[0028]
That is, in the rotor support structure of the high-speed rotating electrical machine of the present invention, the lubricating oil scattered in the circumferential direction of the oil thrower once collides with the inner wall of the flange, and then on the inner wall of the flange and the side wall of the lubricating oil outlet of the flange. Flowing along and flowing out from the lubricating oil outlet, or once colliding with the side wall of the lubricating oil outlet of the flange and then flowing along the side wall of the lubricating oil outlet, the lubricating oil outlet Therefore, the momentum of the lubricating oil flowing out from the lubricating oil outlet is weakened, and even if it hits the resin flange part of the stator, the resin flange part will not be excavated. It is possible to prevent the resin flange portion of the stator from being eroded by the lubricating oil shaken off by the centrifugal force.
[0029]
Also, Other reference inventions The rotor is rotated at high speed by a gas turbine engine.
[0030]
In particular, when the rotor is rotated at a high speed by a gas turbine engine, problems such as rotor vibration and erosion of the resin flange portion of the stator tend to be remarkably increased due to high-speed rotation of the rotor. In the rotor support structure of a rotating electric machine, the above-described effects can be exerted greatly if the rotor is rotated at high speed by a gas turbine engine.
[0031]
The high-speed rotating electric machine having the rotor support structure of the high-speed rotating electric machine according to the present invention includes a high-speed generator and a high-speed electric motor.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The rotor support structure of the high-speed rotating electrical machine of the present embodiment is the same as the rotor support structure of the high-speed generator 101 of FIG. 4 described in the section of the prior art, mainly the periphery of the front bearing 123F and the front side lubrication of the front flange 121F. This is a modification of the oil outlet 127F and the rear lubricating oil outlet 127R of the rear flange 121R. Therefore, the outline of the high-speed generator provided with the rotor support structure of the high-speed rotating electrical machine of the present embodiment is the same as the high-speed generator 101 of FIG. 4 described in the section of the prior art, and thus detailed description thereof is omitted. To do. 4 used in the column of the prior art is also used in the description of this column.
[0033]
As shown in FIG. 1, in the high-speed generator 1 having the rotor support structure for the high-speed rotating electrical machine of the present embodiment, the front retainer 122F is press-fitted and fixed to the front flange 121F by shrink fitting or the like. In addition, the rear retainer 122R is press-fitted and fixed to the rear flange 121R by shrink fitting or the like.
[0034]
In addition, the front preload member 21 (corresponding to the “second preload member”) is brought into contact with the outside of the front bearing 123F, and the overlap leaf spring 22 (corresponding to the “second spring member”) is attached. By interposing it, an external force of about 250 N is applied inward in the thrust direction of the rotor 108 in advance.
[0035]
Further, by supplying lubricating oil between the front retainer 122F and the front preloading member 21 through the oil hole of the front retainer 122F and forming an oil film having a thickness of about 0.02 mm, vibration suppression is achieved by a squeeze action. A film damper that demonstrates the effect is newly provided.
[0036]
On the other hand, as shown in FIG. 3, the lubricant L that is swung off by the centrifugal force of the front oil thrower 125F and scattered in the tangential direction of the front oil thrower 125F is applied to the front flange 121F. Even if it directly enters 127F, it is designed to always collide with the side wall of the front lubricating oil outlet 127F. From this viewpoint, the diameter of the front oil thrower 125F, the radius of curvature of the inner wall of the front flange 121F, the front lubricating oil The diameter and length of the jet outlet 127F are determined.
[0037]
Similarly, the lubricating oil L that is swung off by the centrifugal force of the rear oil thrower 125R and scattered in the tangential direction of the rear oil thrower 125R is also applied to the rear flange 121R. Even if it directly enters the outlet 127R, it is designed to always collide with the side wall of the rear lubricating oil outlet 127R. From this viewpoint, the diameter of the rear oil thrower 125R and the radius of curvature of the inner wall of the rear flange 121R are designed. The diameter and length of the rear lubricating oil outlet 127R are determined.
[0038]
FIG. 3 shows that the lubricant that is swung off by the centrifugal force of the front oil thrower 125F and scatters in the tangential direction of the front oil thrower 125F does not directly enter the front lubricant outlet 127F. However, the lubricating oil collides with the inner wall of the front flange 121F, flows along the inner wall of the front flange 121F, and then enters the front lubricating oil outlet 127F.
[0039]
Similarly, in FIG. 3, among the lubricating oil that is shaken off by the centrifugal force of the rear oil thrower 125R and scatters in the tangential direction of the rear oil thrower 125R, it directly enters the rear lubricating oil outlet 127R. Although nothing is not described, the lubricating oil collides with the inner wall of the rear flange 121R, flows along the inner wall of the rear flange 121R, and then enters the rear lubricating oil outlet 127F.
[0040]
As described above, in the rotor structure of the high-speed rotating electrical machine of the present embodiment included in the high-speed generator 1 of FIG. 1 (hereinafter referred to as “the rotor support structure of the high-speed generator 1 of the present embodiment”), FIG. As shown, between the rear bearing 123R that pivotally supports the rear end of the rotor 108 and the rear retainer 122R, and between the rear preload member 128 that presses the rear bearing 123R and the rear retainer 122R. In addition to feeding the lubricating oil, the lubricating oil is fed between the front bearing 123F that supports the front end of the rotor 108 and the front retainer 122F, and in addition to these, the front preloading member that presses the front bearing 123F Lubricating oil is also fed into between 21 and the front retainer 122F.
[0041]
That is, in the “rotor support structure of the high-speed generator 1 of the present embodiment”, lubrication is also provided between the front preload member 21 that presses the front bearing 123F that pivotally supports the front end portion of the rotor 108 and the front retainer 122F. Since oil is fed in, a new film damper is provided at the front end of the rotor 108 that exhibits a damping effect due to the squeeze action. Therefore, a new damping is added to the vibration system of the rotor 108 in the radial direction. Is added.
[0042]
Furthermore, since a new damping is added to the vibration system of the rotor 108 in the radial direction, the thickness formed between the rear bearing 123R and the rear retainer 122R at the rear end of the rotor 108 is about There is a film damper having a thickness of about 0.02 mm, and a film damper having a thickness of about 0.02 mm formed between the rear preload member 128 and the rear retainer 122R. At the front end of the rotor 108, A film damper formed between the front bearing 123F and the front retainer 122F with a thickness of about 0.02 mm, and a thickness formed between the front preload member 21 and the front retainer 122F with a thickness of about 0.02 mm. Film damper, that is, a film that exhibits a damping effect by squeezing action at both ends of the rotor 108 Since damper so that is provided substantially uniformly, unbalanced vibration system in the radial direction of the rotor 108 is reduced.
[0043]
As a result, radial vibrations of the rotor 108 during high-speed rotation can be further suppressed. Specifically, for example, when an endurance test is performed with the rotational speed of the rotor 108 being 80000 rpm, vibrations of 3 kHz or less in the radial direction of the rotor 108 (primary and secondary vibrations) when the operation time is 2000 to 3500 hours. When only the component is measured, the result shown in FIG. 2 is obtained. FIG. 2 also shows the measurement results (measurement points when the operation time is 1000 to 2000 hours (measurement points in FIG. 5)) in the rotor support structure of the high-speed generator 101 in FIG. 4 described in the section of the prior art. However, in comparison with these, the magnitude of the vibration of the rotor 108 in the radial direction of 3 kHz or less (only the primary and secondary vibration components) is halved.
[0044]
In the “rotor support structure of the high-speed generator 1 of the present embodiment”, as shown in FIG. 1, the coil spring 129 moves the rear bearing 123 </ b> R inward in the thrust direction of the rotor 108 via the rear preload member 128. And the leaf spring 22 pushes the front bearing 123F inward in the thrust direction of the rotor 108 via the front preload member 21, that is, the coil spring 129 and the leaf spring 22 face each other. Since the spring constant of the vibration system of the rotor 108 in the thrust direction is reduced by pressing the rotor 108 in the thrust direction, vibration in the thrust direction of the rotor 108 during high-speed rotation can be further suppressed.
[0045]
Specifically, for example, when the rotation of the rotor 108 is operated at 70000 rpm, the vibration in the thrust direction of the rotor 108 is measured by an electrical method. As described above, the measurement result in the rotor support structure of the high-speed generator 101 is the wave curve of FIG. 6, and each maximum value (or each minimum value) of the wave curve indicating the position of the end face of the rotor 108 is bent up and down. In the measurement result in the “rotor support structure of the high-speed generator 1 of the present embodiment”, although not shown, each maximum value (or each minimum value) of the wave curve that means the position of the end face of the rotor 108 is not shown in the measurement results. (Value) becomes almost horizontal. At this time, it can be said that the vibration width of the rotor 108 in the thrust direction has become so small that it cannot be measured.
In the measurement in the “rotor support structure of the high-speed generator 1 of the present embodiment”, vibration noise was not heard.
[0046]
Further, in the “rotor support structure of the high-speed generator 1 of the present embodiment”, as shown in FIG. 1, the coil spring 129 and the laminated leaf spring 22 face each other and press the rotor 108 in the thrust direction. As a result, the natural frequency of the vibration system of the rotor 108 in the thrust direction decreases, and the resonance in the thrust direction of the rotor 108 shifts to the low speed rotation region. Therefore, the resonance in the thrust direction of the rotor 108 during high speed rotation (during rated operation) The phenomenon can be avoided.
[0047]
Further, when the coil spring 129 and the laminated leaf spring 22 face each other and press the rotor 108 in the thrust direction, the position of the rotor 108 in the thrust direction is stabilized, and the impact caused by the vibration of the rotor 108 in the thrust direction is further increased. Since it is relieved, the lifetime of the front bearing 123F, the rear bearing 123R, etc. is improved.
[0048]
In addition, in the “rotor support structure of the high-speed generator 1 of the present embodiment”, the laminated leaf spring 22 is used as the “second preload member”. As a result, new damping can be applied to the vibration system of the rotor 108 in the thrust direction, so that vibration in the thrust direction of the rotor 108 during high-speed rotation can be further suppressed.
[0049]
Further, in the “rotor support structure of the high-speed generator 1 of the present embodiment”, the rear retainer 122R is press-fitted into the rear flange 121R by shrinkage fitting or the like, and the front retainer 122F is fixed to the front flange 121F. It is fixed by press-fitting with a shrink fit. Therefore, the relative friction between the rear retainer 122R and the rear flange 121R serves as a Lanchester damper against vibration of the rear flange 121R, and the relative friction between the front retainer 122F and the front flange 121F serves as a Lanchester damper against vibration of the front flange 121F. Since it works, the vibration of the rear flange 121R and the front flange 121F can be suppressed, and hence the vibration of the rotor 108 during high-speed rotation can be further suppressed.
[0050]
In the “rotor support structure of the high-speed generator 1 of the present embodiment”, as shown in FIG. 1, the front bearing 123F is supported by the front retainer 122F inside the front flange 121F, and the bearing of the front bearing 123F is supported. Lubricating oil is fed into the part by jet injection of the front jet nozzle 124F. The lubricating oil jetted by the front jet nozzle 124F and passed through the front bearing 123F flows along the rotor 108 pivotally supported by the front bearing 123F. Further, as shown in FIG. By being shaken off by the centrifugal force of 125F, it is scattered in the tangential direction of the front oil thrower 125F.
[0051]
At this time, among the lubricating oil scattered in the tangential direction of the front oil thrower 125F, the lubricating oil L that has directly entered the front lubricating oil outlet 127F of the front flange 121F collides with the side wall of the front lubricating oil outlet 127F. After that, it flows along the side wall of the front lubricating oil outlet 127F and flows out from the front lubricating oil outlet 127F toward the bottom surface of the casing 102. Although not shown, the remaining lubricating oil once collides with the inner wall of the front flange 121F, and then flows along the inner wall of the front flange 121F and the side wall of the front lubricating oil outlet 127F of the front flange 121F. The lubricant flows out from the lubricant outlet 127F toward the bottom surface of the casing 102.
[0052]
Similarly, as shown in FIG. 1, the rear bearing 123R is supported by the rear retainer 122R inside the rear flange 121R, and the jet of the rear jet nozzle 124R is mounted on the bearing portion of the rear bearing 123R. Lubricating oil is sent by jetting. The lubricating oil jetted by the rear jet nozzle 124R and passed through the rear bearing 123R flows along the rotor 108 pivotally supported by the rear bearing 123R. Further, as shown in FIG. By being shaken off by the centrifugal force of the side oil thrower 125R, it is scattered in the tangential direction of the rear oil thrower 125F.
[0053]
At this time, out of the lubricating oil scattered in the tangential direction of the rear oil thrower 125R, the lubricating oil L that has directly entered the rear lubricating oil outlet 127R of the rear flange 121R is the rear lubricating oil outlet 127R. Then, the fluid flows along the side wall of the rear lubricating oil outlet 127R and flows out from the rear lubricating oil outlet 127R toward the bottom surface of the casing 102. Although not shown, the remaining lubricating oil once collides with the inner wall of the rear flange 121R, and then flows along the inner wall of the rear flange 121R and the side wall of the rear lubricating oil outlet 127R of the rear flange 121R. Thus, it flows out from the rear side lubricating oil outlet 127R toward the bottom surface of the casing 102.
[0054]
That is, in the “rotor support structure of the high-speed generator 1 of the present embodiment”, the lubricating oil scattered in the tangential direction of the front oil thrower 125F once collides with the inner wall of the front flange 121F and then the inner wall of the front flange 121F. And flows along the side wall of the front lubricating oil outlet 127F of the front flange 121F and flows out from the front lubricating oil outlet 127F toward the bottom surface of the casing 102, or as shown in FIG. The lubricating oil L scattered in the tangential direction of the thrower 125F once collides with the side wall of the front lubricating oil outlet 127F of the front flange 121F, then flows along the side wall of the front lubricating oil outlet 127F, and the front side The lubricant flows out from the lubricant outlet 127F toward the bottom surface of the casing 102. Therefore, the lubricating oil that flows out from the front lubricating oil outlet 127F toward the bottom surface of the casing 102 has a weakened momentum, and even if it hits the resin flange portion 212 of the stator 107 (see FIG. 1), the resin flange portion. Since 212 is not excavated, it is possible to prevent the resin flange portion 212 of the stator 107 from being eroded by the lubricating oil shaken off by the centrifugal force of the front oil thrower 125F.
[0055]
Similarly, the lubricating oil scattered in the tangential direction of the rear oil thrower 125R once collides with the inner wall of the rear flange 121R, and then the inner wall of the rear flange 121R and the rear lubricating oil of the rear flange 121R. It flows along the side wall of the jet outlet 127R and flows out from the rear lubricating oil jet outlet 127R toward the bottom surface of the casing 102, or as shown in FIG. 3, the tangential direction of the rear oil thrower 125R. The lubricating oil L that has splashed on the rear side once collides with the side wall of the rear side lubricating oil outlet 127R of the rear side flange 121R, and then flows along the side wall of the rear side lubricating oil outlet 127R. It flows out from the spout 127 </ b> R toward the bottom surface of the casing 102. Accordingly, the lubricating oil flowing out from the rear lubricating oil outlet 127R toward the bottom surface of the casing 102 has a weakened momentum, and even if it hits the resin flange portion 212 of the stator 107 (see FIG. 1), the resin flange Since the portion 212 is not excavated, it is possible to prevent the resin flange portion 212 of the stator 107 from being eroded by the lubricating oil shaken off by the centrifugal force of the rear oil thrower 125R.
[0056]
Further, if the rotor 108 is rotated at a high speed by a gas turbine engine, problems such as vibrations of the rotor 108 and erosion of the resin flange portion 212 of the stator 107 tend to be remarkably increased due to high speed rotation of the rotor 108. In this respect, in the “rotor support structure of the high-speed generator 1 of the present embodiment”, since the rotor 108 is rotated at high speed by the gas turbine engine, the above-described effect (vibration of the rotor 108 during high-speed rotation is reduced). The effect of further suppressing, the effect of preventing the resin flange portion 212 of the stator 107 from being eroded by the lubricating oil L shaken off by the centrifugal force of the front oil thrower 125F and the rear oil thrower 125R, etc. can do.
[0057]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
For example, in the “rotor support structure of the high-speed generator 1 of the present embodiment”, the rotor 108 is rotated at a high speed by a gas turbine engine. From the viewpoint of preventing the resin flange portion 212 of the stator 107 from being eroded by the lubricating oil L shaken off by the centrifugal force of the front oil thrower 125F and the rear oil thrower 125R, the drive source of the rotor 108 Need not be limited to gas turbine engines.
[0058]
Further, the rotor support structure of the high-speed rotating electrical machine of the present embodiment provided in the high-speed generator 1 can be provided not only in the high-speed generator but also in a high-speed electric motor or the like. Can be obtained.
[0059]
【The invention's effect】
In the rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine of the present invention, the lubricating oil is also fed between the second preload member that presses the second bearing that pivotally supports the other end of the rotor and the second retainer. Thus, since a film damper that exhibits a vibration suppression effect by a squeeze action is newly provided at the other end of the rotor, a new damping has been added to the vibration system of the radial rotor, In addition, since film dampers that exhibit a vibration damping effect by squeezing action are provided almost uniformly at both ends of the rotor, the unbalance of the vibration system of the rotor in the radial direction is reduced. The vibration of the rotor in the radial direction can be further suppressed.
[0060]
In the rotor support structure of the high-speed rotating electrical machine of the present invention, the first spring member presses the first bearing inward in the thrust direction of the rotor via the first preload member, and via the second preload member, The second spring member presses the second bearing inward in the thrust direction of the rotor. That is, the first spring member and the second spring member face each other inward and press the rotor in the thrust direction. Since the spring constant of the vibration system of the rotor in the direction becomes small, the vibration in the thrust direction of the rotor at high speed rotation can be further suppressed, and the natural frequency of the vibration system of the rotor in the thrust direction becomes small. Since the resonance in the thrust direction shifts to the low speed rotation region, the resonance phenomenon in the thrust direction of the rotor at the time of high speed rotation (during rated operation) can be avoided.
[0061]
Furthermore, when the first spring member and the second spring member face each other inward and press the rotor in the thrust direction, the position of the rotor in the thrust direction is stabilized and the impact caused by vibration in the thrust direction of the rotor is further reduced. Therefore, the service life of the first bearing, the second bearing, etc. is improved.
[0062]
In addition, since the laminated leaf spring has a function of a damper, in the rotor support structure of the high-speed rotating electrical machine of the present invention, when the second preload member is a laminated leaf spring, new damping is added to the vibration system of the rotor in the thrust direction. Therefore, vibration in the thrust direction of the rotor during high-speed rotation can be further suppressed.
[0063]
In the rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine of the present invention, the first retainer is press-fitted into the first flange and fixed, and the second retainer is press-fitted into the second flange and fixed. The relative friction between the first flange and the second flange acts as a Lanchester damper against vibration of the first flange, and the relative friction between the second retainer and the second flange acts as a Lanchester damper against vibration of the second flange. The vibration of the flange can be suppressed, and thus the vibration of the rotor during high speed rotation can be further suppressed.
[0064]
Also, Reference invention In the rotor support structure of a high-speed rotating electrical machine, the lubricating oil scattered in the circumferential direction of the oil thrower once collides with the inner wall of the flange and then flows along the inner wall of the flange and the side wall of the lubricating oil outlet of the flange. Since the oil flows out from the lubricating oil outlet or once collides with the side wall of the lubricating oil outlet of the flange, it flows along the side wall of the lubricating oil outlet and flows out from the lubricating oil outlet. Since the momentum of the lubricating oil flowing out from the lubricating oil jet is weakened and the resin flange is not digged even when it hits the resin flange of the stator, it is shaken off by the centrifugal force of the oil thrower. It is possible to prevent the resin flange portion of the stator from being eroded by the lubricating oil.
[0065]
In particular, if the rotor is to be rotated at high speed by a gas turbine engine, the rotor's vibration and erosion of the resin flange portion of the stator tend to become remarkably large due to high-speed rotation of the rotor. Reference invention If the rotor is rotated at high speed by a gas turbine engine in the rotor support structure of the high-speed rotating electrical machine, the above-described effects can be exerted greatly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a generator having a rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a result of measuring vibration in a radial direction of a rotor in a generator having a rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine according to the present invention in comparison with FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a lubricating oil outlet of a flange in a generator having a rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a generator having a rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine according to the prior art.
FIG. 5 is a view showing a result of measuring vibrations in a radial direction of a rotor in a generator having a rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine according to the prior art.
FIG. 6 is a view showing a result of measuring vibration in a thrust direction of a rotor in a generator having a rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine according to the prior art.
[Explanation of symbols]
1 High-speed generator
21 Front side preload member
22 Laminated leaf spring
102 casing
107 Stator
108 rotor
109 Stator housing
110 Edge of stator housing
121F Front flange
121R Rear flange
122F Front retainer
122R Rear retainer
123F Front bearing
123R Rear bearing
128 Rear preload member
129 Coil spring
125F Front oil thrower
125R rear oil thrower
127F Front lubricant outlet
127R Rear lubricant outlet
212 Resin flange of stator
L Lubricating oil

Claims

A rotor housed in a casing; a first bearing that pivotally supports one end of the rotor; a second bearing that pivotally supports the other end of the rotor; a first retainer that supports the first bearing; A second retainer supporting a second bearing; a first flange fixed to the casing while the first retainer is fixed; a second flange fixed to the casing while the second retainer is fixed; A flange, a first preload member that presses the first bearing inward in the thrust direction of the rotor, and a first spring member that biases the first preload member inward in the thrust direction of the rotor. , Between the first retainer and the first bearing, between the first retainer and the first preload member, and between the second retainer and the second bearing. A rotor support structure of the high-speed rotary electric machine for feeding the lubricating oil to,
A second preload member provided on an inner peripheral surface of the second retainer and pressing the second bearing inward in a thrust direction of the rotor;
A second spring member that presses the second preload member inward in the thrust direction of the rotor,
Feeding lubricating oil between the second retainer and the second preload member ;
The first retainer is press-fitted into the first flange and fixed, and the second retainer is press-fitted into the second flange and fixed;
A rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine.

A rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine according to claim 1,
A rotor support structure for a high-speed rotating electrical machine, wherein the second spring member is a laminated leaf spring.