JP5918744B2 - 潤滑油流出抑制装置、回転機械、潤滑油の流出抑制方法 - Google Patents

Description

本発明は、軸受に使用する潤滑油の外部への流出抑制技術に関する。

回転機械、例えば、ポンプに使用される油潤滑軸受では、玉軸受によって潤滑油が飛散して、主軸の外周や、軸受カバーの内面に潤滑油が付着する。軸受カバーに、主軸が貫通する貫通部が形成されている場合、この付着した潤滑油は、軸受カバーの貫通部と主軸との間の隙間から外部に流出することになる。

かかる潤滑油の流出を抑制するために、従来、軸受カバーの貫通部と主軸との間に、リップシールが設けられていた。リップシールを用いる方式では、主軸の回転時においてリップシールと主軸とが接触した状態で主軸が摺動するので、リップシールと主軸との間に微細な異物（例えば、錆や摩耗によって生じた鉄粉）が入り込むと、主軸の摺動部分が摩耗する。この摩耗の程度が大きくなると、シール性能が低下して、潤滑油の外部への流出が生じ、その結果、主軸の交換が必要になる。

特開平９−１９６１８６号公報

かかるリップシールに代えて、ラビリンスシール（例えば、上記の特許文献１）を利用して、潤滑油の流出を抑制することも可能である。例えば、軸受カバーの貫通部、すなわち、軸受カバーにおける主軸の外面に対向する面にラビリンスと呼ばれる溝を設ける。かかる溝構造によれば、主軸と軸受カバーとの隙間に入り込んだ潤滑油は、潤滑油の表面張力によって溝に滞留し、溝に沿って下方に導かれる。この溝を、貫通部のほぼ全周にわたって形成しておき、最下部の所定の幅だけは、溝に代えて、軸受カバーの軸受側の面を、溝と同じ深さ、または、それよりも深い深さで切り欠いた切欠き部を形成しておけば、溝に沿って下方に導かれた潤滑油を、切欠き部から油溜に導くことができる。かかるラビリンスシールによれば、軸受カバーと主軸とが非接触の状態でオイルシールが行われるので、上述したリップシールのような問題が生じない。

しかしながら、上述したラビリンスシールでは、最下部の切欠き部においては、溝が形成されていないため、切欠き部に飛散した潤滑油は大気側に流出しやすい。しかも、溝の深さや溝の数などは、スペースの制約等から有限であり、潤滑油の飛散量が多い場合には、当該溝だけでは、潤滑油の外部への流出を十分に抑制できないおそれがある。かかる問題は、ポンプに限らず、油潤滑軸受を採用する種々の回転機械に共通する。このようなことから、油潤滑軸受の潤滑油の外部への流出を好適に抑制できる技術が求められる。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

本発明の第１の形態は、軸線方向に延びる主軸と、主軸を回転可能に支承する軸受であって、潤滑油を使用する軸受と、潤滑油を貯留するための油溜が内部に形成される軸受ケーシングと、を備えた回転機械に使用される潤滑油流出抑制装置として提供される。この
潤滑油流出抑制装置は、軸受の一方側を覆うための軸受カバーであって、主軸が軸線方向に貫通するための貫通穴が形成された軸受カバーと、軸受と軸受カバーとの間において、主軸と離間して配置される油カバーとを備える。油カバーは、軸線方向と交差する交差面を有する。交差面は、油溜の一部分としての交差面よりも軸受カバー側の領域に溜まる潤滑油と軸受とを隔離するように軸受に隣接して配置され、潤滑油の一部が軸受の回転によって掻き上げられることを抑制する。

かかる潤滑油流出抑制装置によれば、油カバーの交差面が軸受に隣接して配置されることによって、交差面と軸受との間には、油溜がほとんど形成されない。このため、潤滑油が軸受の回転によって掻き上げられることが抑制される。つまり、潤滑油の飛散を飛散源で抑制できるので、潤滑油が軸受カバー側に飛散して、軸受カバーの貫通穴と主軸との間の隙間から潤滑油が外部へ流出することを極めて効果的に抑制できる。

本発明の第２の形態によれば、第１の形態において、油カバーの交差面は、主軸の周囲を取り囲むように配置される。油カバーは、軸線方向に延在する略円筒形の形状を有している。かかる形態によれば、油カバーの交差面が主軸の周囲を取り囲むように配置されるので、周方向の全ての位置において軸受から軸受カバー側に飛散する潤滑油を交差面によって効果的に遮ることができる。したがって、潤滑油の流出抑制効果を高めることができる。また、油カバーは、略円筒形の形状を有しているので、軸受カバーに嵌め込んで設置しやすい。しかも、円筒形の内面が軸線方向に延在することになるので、主軸と油カバーとの間（後述する油切リングが設けられる場合には、油切リングと油カバーとの間）に微少な隙間が周方向の全体に亘って軸線方向に延在するように潤滑油流出抑制装置を構成できる。その結果、当該隙間に油が侵入しても、軸受カバー側にさらに移動しにくくなるので、潤滑油の流出抑制効果をいっそう高めることができる。

本発明の第３の形態によれば、第１の形態において、油カバーの交差面は、主軸の周囲を取り囲むように配置される。油カバーは、交差面の径方向内側の端部から周方向の全体に亘って軸受カバー側に向かって延在する内側壁と、交差面の径方向外側の端部から周方向の全体に亘って軸受カバー側に向かって延在する外側壁とを備える。かかる形態によれば、第２の形態と同様の効果を奏する。

本発明の第４の形態によれば、第１ないし第３のいずれかの形態において、油カバーは、軸受カバーの内側に形成された段部に嵌め込まれる。かかる形態によれば、油カバーの取り付けを容易に行える。

本発明の第５の形態によれば、第１ないし第４のいずれかの形態において、潤滑油流出抑制装置は、軸受と軸受カバーとの間において、主軸の外周に周方向に沿って設けられる油切リングを備える。油カバーは、油切リングと離間して油切リングの周囲を取り囲む位置に配置される。油切リングは、油カバーに対して軸受カバー側に突出して配置される。かかる形態において、油カバーと油切リングとの間の隙間から油切リング上を潤滑油が軸受カバー側に侵入した場合に、当該潤滑油は、油切リングの、油カバーに対して軸受カバー側に突出した部位において、主軸および油切リングの回転に伴う遠心力によって主軸から離れる方向に飛ばされる。かかる形態によれば、油切リングを有していない構成、すなわち、油カバーと主軸との間の隙間から主軸上を潤滑油が軸受カバー側に侵入し、当該潤滑油が遠心力によって主軸から離れる方向に飛ばされる構成と比べて、潤滑油は、主軸からより離れた位置から主軸と離れる方向に飛ばされる。したがって、潤滑油の軸受カバーの貫通穴への侵入をいっそう抑制できる。

本発明の第６の形態によれば、第５の形態において、油切リングの軸受カバー側の端面には、径方向に延在する溝が放射状に複数形成されている。かかる形態によれば、複数の
溝がポンプのインペラと同様の機能を果たし、軸受カバーと油切リングとの間の空間に、径方向外側に向かう気流が作り出される。したがって、潤滑油が油カバーと油切リングとの間の隙間を通じて油切リング上を軸受カバー側に移動した場合であっても、当該潤滑油は、油切リングの軸受カバー側の端部において、気流によって径方向外側に飛ばされやすくなる。つまり、軸受カバーと油切リングとの間の隙間から潤滑油が主軸側に移動することが抑制される。その結果、潤滑油の軸受カバーの貫通穴への侵入をいっそう抑制できる。

本発明の第７の形態によれば、第５の形態において、油切リングの軸受カバー側の端面には、翼型に溝が複数形成されている。かかる形態によれば、第６の形態と同様の効果を奏する。

本発明の第８の形態によれば、第１ないし第７のいずれかの形態において、軸受カバーの内面における軸受と対向する部位には、少なくとも軸受カバーの貫通穴の中心よりも上方の位置において貫通穴の外側を取り囲む油逃がし溝が形成されている。かかる形態によれば、潤滑油が油カバーよりも軸受カバー側に侵入した場合であっても、油切リングから軸受カバーの内面のうちの油逃がし溝よりも外側の領域に飛散した潤滑油は、当該外側の領域を伝って油逃がし溝に導かれる。油逃がし溝に導かれた潤滑油は、重力によって油逃がし溝に沿って、つまり、貫通穴を避けて、貫通穴よりも下方に移動するので、潤滑油が軸受カバーの貫通穴に侵入するのを抑制できる。

本発明の第９の形態によれば、第１ないし第８のいずれかの潤滑油流出抑制装置と、主軸と、軸受と、軸受ケーシングと、を備えた回転機械が提供される。かかる回転機械によれば、第１ないし第８の形態と同様の効果を奏する。

本発明の第１０の形態によれば、軸線方向に延びる主軸と、主軸を回転可能に支承する軸受であって、潤滑油を使用する軸受と、潤滑油を貯留するための油溜が内部に形成される軸受ケーシングと、を備えた回転機械において、潤滑油の流出を抑制する方法が提供される。この方法では、軸受と、軸受の一方側を覆うための軸受カバーであって、主軸が軸線方向に貫通するための貫通穴が形成された軸受カバーと、の間において、軸線方向と交差する交差面を有する油カバーを、主軸と離間して、交差面が油溜の一部分としての交差面よりも軸受カバー側の領域に溜まる潤滑油と軸受とを隔離するように軸受に隣接して配置し、潤滑油の一部が軸受の回転によって掻き上げられることを抑制し、それによって、潤滑油が貫通穴から外部へ流出することを抑制する。かかる方法によれば、第１の形態と同様の効果を奏する。

本発明は、上述した形態に限らず、油カバー、軸受カバー、油切リングなどとしても実現することができる。

本発明の第１実施例としてのポンプの概略構成を示す断面図である。 潤滑油流出抑制装置の概略構成を示す断面図である。 軸受カバーの概略構成を示す説明図である。 油カバーを軸受カバー側から見た図である。 油切リングを軸受カバー側から見た図である。 第２実施例としての潤滑油流出抑制装置の概略構成を示す断面図である。 第２実施例としての油カバーの概略構成を示す説明図である。

Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の一実施例としてのポンプ２０の概略構成を示す断面図である。図示するように、回転機械の一例としてのポンプ２０は、主軸３０と、軸受ケーシング４０と、軸受５１，５２と、潤滑油流出抑制装置９０とを備える。軸受ケーシング４０の内部において、主軸３０は、鉛直（重力）方向と直交する軸線ＡＬ方向に沿って延びて形成され、その一端側には、主軸３０の周囲に羽根車３５が固定されている。主軸３０の他端側では、主軸３０が軸受５１，５２によって片持ち支承されている。主軸３０の他端側の軸受５２よりも先には、電動機（図示省略）が連結される。かかる構成によって、主軸３０および羽根車３５は、軸線ＡＬを回転中心軸として回転する。

軸受５１，５２は、潤滑油を使用する玉軸受である。軸受５１と軸受５２との間には、軸受ケーシング４０によって油溜４１が形成されている。本実施例では、油溜４１におけるオイルレベルＯＬは、軸受５１，５２を構成する玉が最も下方に位置する際の当該玉の中心付近に維持される。

軸受ケーシング４０は、主軸３０の他端側において、軸受５２の位置で終端しており、これにより、軸受５２の外側（軸受５１と反対の側）は、軸受ケーシング４０から露出している。この軸受５２の一方側、すなわち、露出部分は、軸受カバー６０によって覆われている。軸受カバー６０は、本実施例では、有底円筒状のカップ形状を有している。軸受カバー６０の底部と反対側の端部は、フランジ状に形成されており、それによって、軸受カバー６０が軸受ケーシング４０に取り付けられている。軸受カバー６０の底部には、軸線ＡＬ方向に貫通する貫通穴６１が形成されている。主軸３０は、貫通穴６１を貫通して、軸受カバー６０の外部にまで延びている。

軸受５２と軸受カバー６０との間には、油切リング７０と油カバー８０とが配置されている。軸受カバー６０と油切リング７０と油カバー８０とは、主軸３０が回転した際に軸受５２から飛散する潤滑油が外部（電動機の側）に流出するのを抑制する潤滑油流出抑制装置９０として機能する。

図２は、軸受５２および潤滑油流出抑制装置９０の周辺の概略構成を示す図１の部分拡大図である。図３は、軸受カバー６０の概略構成を示す。図３（ａ）は、図２と同じ断面での軸受カバー６０の断面図であり、図３（ｂ）は、軸受カバー６０の内面（軸受５２側の面）の矢視図である。図４は、油カバー８０を軸受カバー６０側から見た図である。図５（ａ）は、油切リング７０を軸受カバー６０側から見た図である。

油カバー８０は、図２に示すように、軸受５２と軸受カバー６０との間において、主軸３０と離間して配置される。本実施例では、油カバー８０は、軸線ＡＬ方向に延在する略円筒形の形状を有している。油カバー８０は、本実施例では、軸受カバー６０の内側に形成された段部６７に嵌め込まれている。油カバー８０は、円筒形の形状を有しているので、油カバー８０の外周面を段部６７の内面に嵌め込むことで、容易に嵌め込み作業を行うことができる。この油カバー８０は、軸線ＡＬと交差（ここでは直交）する交差面８１を有しており、交差面８１は、主軸３０の周囲を取り囲むように配置されている。油カバー８０は、軸線ＡＬと略直交していることが望ましい。略直交とは、厳密に直交した状態に対して数度傾いた状態を含み、それには、公差や取り付け精度に基づく傾きが含まれる。また、交差面８１は、軸受５２の軸受カバー６０側において、軸受５２に隣接して配置される。ここでの「隣接」とは、軸受５２の外輪５２ａに接触するか、軸線ＡＬ方向において外輪５２ａから１ｍｍ以下の距離だけ軸受カバー６０側にオフセットされた位置である。図２に示す例では、交差面８１は、外輪５２ａから０．５ｍｍ程度オフセットされ、交差面８１と外輪５２ａとの間には、隙間９３が形成されている。

交差面８１は、油溜４１の一部分としての、交差面８１よりも軸受カバー６０側の油溜
領域４１ａに溜まる潤滑油と軸受５２とを隔離するために、上述した位置に配置される。仮に油カバー８０が配置されなければ、油溜領域４１ａの潤滑油は、主軸３０の回転に伴って軸受５２の玉５２ｃおよび内輪５２ｂが回転した際に掻き上げられて、軸受カバー６０側に大量に飛散することになる。一方、交差面８１が上述した位置にあると、交差面８１が油溜領域４１ａのほぼ全てを軸受５２から遮断することになるので、軸受５２によって掻き上げられる潤滑油の量が著しく低減する。換言すれば、潤滑油の軸受カバー６０側への飛散は、交差面８１によって、飛散源において著しく抑制される。

上述の説明から明らかなように、交差面８１は、周方向のうちの油溜領域４１ａが形成される領域のみに配置されてもよい。ただし、交差面８１は、本実施例のように、主軸３０の周囲を取り囲むように配置されることが望ましい。かかる構成によれば、主軸３０の周りの周方向の全ての位置において軸受５２から軸受カバー６０側に飛散する潤滑油を交差面８１によって効果的に遮ることができる。つまり、交差面８１は、軸受カバー６０側に飛散する潤滑油のほとんどを遮ることができる。

上述したように交差面８１を僅かにオフセットするのは、公差を考慮した設計である。具体的には、製造誤差によって、油カバー８０を軸受カバー６０に嵌め込んだときに交差面８１が所定位置よりも軸受５２側に突出すると、軸受カバー６０と軸受ケーシング４０との間に隙間が生じた状態で交差面８１が軸受５２の外輪５２ａと当接し、軸受カバー６０の軸受ケーシング４０への取り付けが阻害される。交差面８１のオフセットは、このような状況を避けるために行われる。上述した交差面８１の効果からも明らかなように、理想的には、交差面８１は、軸受５２の外輪５２ａに接触する位置に設けられ、この場合、交差面８１は、油溜領域４１ａの全てを軸受５２から遮断する。

図２および図４に示すように、油カバー８０の鉛直方向下部（本実施例では下端）には、軸受カバー６０側に、油カバー８０の軸受５２側の端部に位置する交差面８１を貫通しない範囲で、溝８３が軸線ＡＬ方向に沿って形成されている。同様に、油カバー８０の鉛直方向上部（本実施例では上端）には、軸線ＡＬに対して対称に溝８４が形成されている。溝８３は油戻し溝として機能し、溝８４は空気抜き溝として機能する（詳細は後述する）。

図２に示すように、油切リング７０は、軸受５２と軸受カバー６０との間において、主軸３０の外周に周方向に沿って設けられる。本実施例では、油切リング７０は、軸線ＡＬ方向に延在する略円筒形状を有しており、油切リング７０の中央部には、主軸３０の径とほぼ同一の径を有する貫通穴７４が形成されている（図５（ａ）参照）。油切リング７０は、本実施例では、貫通穴７４に主軸３０を通した後、ビス止めすることによって、主軸３０に固定されている。このため、主軸３０が回転すると、油切リング７０は、主軸３０と共に回転する。油切リング７０の直径は、図２に示すように、油切リング７０がオイルレベルＯＬと接触しない範囲となっている。こうすれば、油切リング７０が主軸３０と共に回転した際に、油切リング７０がオイルレベルＯＬと接触して、潤滑油が飛び散ることがない。

油切リング７０は、図２に示すように、油切リング７０の軸受カバー６０側の端面７６と、軸受カバー６０の内側面６４と、の間に僅かな隙間９２が形成された状態で、軸受カバー６０と軸受５２との間のほぼ全域に延びて形成されている。油切リング７０の軸線ＡＬ方向における軸受５２側の端部は、軸受５２の内輪５２ｂと当接している。上述した油カバー８０は、かかる油切リング７０の外面７５との間に僅かな隙間９１が形成された状態で、油切リング７０と離間して油切リング７０の周囲を取り囲む位置に配置されている。

図２および図５（ａ）に示すように、油切リング７０の軸受カバー６０側の端面７６（図２参照）には、径方向に延在する溝７１が放射状に複数形成されている。溝７１は、油切リング７０が主軸３０と共に回転した際に、ポンプのインペラと同様の機能を果たし、軸受カバー６０と油切リング７０との間の隙間９２に、径方向外側に向かう気流を作り出す。特に実施例では、図５（ａ）に示すように、油切リング７０の内周側の端部は、周方向の全体に亘って切り欠かれて、切欠部７２が形成されている。切欠部７２によって、空気が溝７１に取り込まれやすくする。

図５（ｂ）は、変形例としての油切リング１７０を示す。この例では、複数の溝１７１が翼型に形成されている。すなわち、外側から内側に向けて径方向に対して斜めに延在し、内側で尖った非溝部分１７３が貫通穴１７４を取り囲むように複数形成され、隣り合う非溝部分１７３の間に溝１７１が形成されている。油切リング１７０の内周側の端部は、周方向の全体に亘って切欠部１７２が形成されている。かかる油切リング１７０は、油切リング７０と同様の機能を発揮する。

かかる油切リング７０は、軸線ＡＬ方向において、油カバー８０に対して軸受カバー６０側に突出して配置されている。本実施例においては、軸線ＡＬ方向において、溝７１の底部７３（図２参照）は、油カバー８０よりも軸受カバー６０側に配置されている。

かかる油切リング７０および油カバー８０によれば、軸受カバー６０の貫通穴６１への潤滑油の侵入を効果的に抑制できる。上述したように、軸受５２からの潤滑油の飛散は油カバー８０の交差面８１によって著しく抑制されるが、それでもなお、僅かな量の潤滑油が油カバー８０の内面８２と油切リング７０の外面７５との間の隙間９１に侵入することが想定される。このような場合でも、内面８２と外面７５とが軸線ＡＬ方向に延在することによって、これらの間の隙間９１が軸線ＡＬ方向に延在するので、すなわち、小さな隙間９１が所定距離延在するので、隙間９１に侵入した潤滑油がさらに軸受カバー６０側に移動して隙間９１から出ることを抑制できる。さらに、僅かな量の潤滑油が油切リング７０を伝って隙間９１よりも軸受カバー６０側に移動したとしても、油切リング７０上の潤滑油は、油切リング７０の回転による遠心力によって、径方向外側に飛ばされる。しかも、油切リング７０の端面７６は、溝７１によって、径方向外側に向かう気流を作り出すので、潤滑油は、径方向外側に向けていっそう飛ばされやすくなる。このため、潤滑油が軸受カバー６０と油切リング７０との間の隙間９２に侵入して貫通穴６１から外部に流出することを抑制できる。なお、溝７１によって作り出される気流は、万が一、隙間９２に潤滑油が侵入したとしても、当該潤滑油が主軸３０側に移動することを好適に抑制する。

図２および図３に示すように、軸受カバー６０の内面における軸受５２と対向する部位には、油逃がし溝６２が形成されている。当該部位は、本実施例では、軸線ＡＬに直交する面として形成されている。油逃がし溝６２は、本実施例では、貫通穴６１の外側を取り囲んで、環状に形成されている。油逃がし溝６２は、上述したように油切リング７０によって径方向外側に飛ばされた潤滑油が隙間９２を通って貫通穴６１に侵入することを抑制するために設けられる。

油逃がし溝６２は、当該溝の外周側の端点である頂部６２ａと、当該溝の内周側の端点である頂部６２ｂと、当該溝の最も深い部位である底部６２ｃと、を有している。油逃がし溝６２の表面（溝を形成する面）の外周側の端部、すなわち、頂部６２ａの周辺は、軸線ＡＬに対して角度θで斜めに交差する、軸線ＡＬの側を向いた傾斜面を有している。本実施例では、油逃がし溝６２の頂部６２ａと底部６２ｃとの間の表面は、頂部６２ａから底部６２ｃに至るまで、軸線ＡＬに対して角度θで軸線ＡＬと交差するように、換言すれば、頂部６２ａから底部６２ｃに向かうにつれて、軸受５２から遠ざかるように、形成されている。本実施例では、頂部６２ａから底部６２ｃに至るまで角度θは、一定値である
。かかる油逃がし溝６２の形状によれば、貫通穴６１の中心（軸線ＡＬが通る位置）よりも上方(鉛直方向の上方)の位置においては、油切リング７０から軸受カバー６０の内面における溝６２よりも外側の外側面６３に飛ばされた潤滑油を油逃がし溝６２、より具体的には、底部６２ｃに導きやすい。また、貫通穴６１の中心よりも下方の位置においては、油逃がし溝６２の潤滑油を油逃がし溝６２の外部、すなわち、貫通穴６１よりも下方に導きやすい。

潤滑油を好適に導くことができる油逃がし溝６２の表面の傾斜角度を確保しつつ、広範囲にわたって潤滑油を導くためには、角度θは、３０°以上、かつ、７５°以下であることが望ましい。本実施例では、角度θは、４５°である。なお、角度θは、位置によって変化していてもよい。

油逃がし溝６２の表面の内周側の端部、すなわち、頂部６２ｂの周辺は、軸線ＡＬに対して平行に形成されている。本実施例では、油逃がし溝６２の頂部６２ｂと底部６２ｃとの間の表面は、頂部６２ｂから底部６２ｃに至るまで軸線ＡＬに対して平行に形成されている。かかる油逃がし溝６２の形状によれば、油逃がし溝６２に導かれた潤滑油が油逃がし溝６２よりも内側の内側面６４に侵入しにくい。ただし、油逃がし溝６２の表面の内周側の端部は、軸線ＡＬに対して斜めに交差する、軸受５２と反対の側を向いた傾斜面として形成されていてもよい。つまり、油逃がし溝６２の表面の内周側の端部は、頂部６２ｂから底部６２ｃに向かうにつれて、軸線ＡＬに近づくように形成されていてもよい。さらに、頂部６２ｂと底部６２ｃとの間の表面は、頂部６２ｂから底部６２ｃに至るまで軸線ＡＬに対して斜めに交差する、軸受５２と反対の側を向いた傾斜面として形成されていてもよい。これらの構成としても、上述の軸線ＡＬに対して平行な構成と同様の効果を奏する。

上述した油逃がし溝６２によれば、油逃がし溝６２よりも外側の外側面６３に飛散した潤滑油が外側面６３を伝って重力によって下方に移動した場合に、当該潤滑油を捕捉できる。油逃がし溝６２に捕捉された潤滑油は、重力によって環状の油逃がし溝６２に沿って貫通穴６１よりも下方に移動して油溜領域４１ａに戻るので、貫通穴６１に侵入しない。

特に、本実施例では、図２に示すように、油切リング７０の外面７５と、油逃がし溝６２の内周側の頂部６２ｂとは、径方向において同一の位置にある。このため、油切リング７０から径方向外側に向けて飛ばされる潤滑油は、仮に、飛ばされる潤滑油が軸線ＡＬ方向の速度成分を有していたとしても、油逃がし溝６２よりも外側に位置する外側面６３か、油逃がし溝６２に着弾する。このため、潤滑油を油逃がし溝６２でより確実に捕捉できる。しかも、また、頂部６２ｂが外面７５よりも軸線ＡＬ側にある場合と比べて、軸受カバー６０と油切リング７０との隙間９２に潤滑油が入り込みにくいので、貫通穴６１への潤滑油の侵入がいっそう抑制される。ただし、頂部６２ｂが外面７５よりも軸線ＡＬ側にある構成を排除するものではない。同様に、外面７５が頂部６２ｂよりも軸線ＡＬ側にある構成を排除するものではない。

図２および図３に示すように、軸受カバー６０の内面の下端部には、溝６８が設けられている。溝６８は、油逃がし溝６２によって下方に導かれた潤滑油をさらに下方に導くために設けられている。つまり、油逃がし溝６２から油溜領域４１ａに戻った潤滑油は、図２の矢印Ａ１に示すように、油カバー８０の溝８３と軸受カバー６０の溝６８とを通って、軸受５２と軸受５１との間に位置する油溜４１に戻ることができる。これにより、油溜領域４１ａのオイルレベルＯＬが、油溜領域４１ａ以外の油溜４１のオイルレベルＯＬよりも上昇することがない。

同様に、軸受カバー６０の上端部には、溝６９が設けられている。この溝６９は、図２
に示すように、油カバー８０の溝８４と連通しており、溝８４とともに空気抜き経路を提供する。かかる空気抜き経路によって、油溜領域４１ａにおける放熱が促進されるとともに、油切リング７０の溝７１による気流の形成が促進される。また、空気抜き経路は、油溜領域４１ａのオイルレベルと油溜４１のオイルレベルとをバランスさせる効果を有する。

図２および図３に示すように、軸受カバー６０の貫通穴６１を形成する面には、周方向に沿って、少なくとも１つ（ここでは２つ）の溝６５が形成されている。この溝６５は、ラビリンスシールを構成する。また、軸受カバー６０の貫通穴６１を形成する面の下方には、軸受５２側が切り欠かれた切欠部６６が形成されている。溝６５は、切欠部６６が形成された領域を除き、環状に形成されており、その下端部で切欠部６６と連通している。かかる構成によれば、仮に、上述した構成によってしても、極めて僅かな量の潤滑油が貫通穴６１に侵入した場合であっても、当該潤滑油が溝６５によって捕捉され、切欠部６６を介して油溜４１に戻される。

上述した潤滑油流出抑制装置９０によれば、軸受５２の回転に伴う軸受カバー６０側への潤滑油の飛散は、交差面８１によって、飛散源において著しく抑制される。そして、僅かな量の潤滑油が油切リング７０と油カバー８０との間の隙間９１に侵入したとしても、軸受カバー６０側への移動が抑制される。仮に、潤滑油が軸受カバー６０側に移動したとしても、当該潤滑油は、油切リング７０によって径方向外側に飛ばされ、軸受カバー６０の溝６２を介して油溜領域４１ａに戻る。さらに、極めて少量の潤滑油が軸受カバー６０と油切リング７０との間の隙間９２から主軸３０に到達したとしても、ラビリンスシールを構成する溝６５によって補足される。このように、潤滑油流出抑制装置９０は、複数の部材が機能的に相互に関連しつつ、潤滑油の流出抑制のための構造を何重にも有することによって、著しい潤滑油の流出抑制効果を奏する。

Ｂ．第２実施例：
第２実施例としての潤滑油流出抑制装置２９０の周辺の概略構成を図６に示す。図６において、潤滑油流出抑制装置２９０の構成要素のうちの第１実施例としての潤滑油流出抑制装置９０の構成要素と同一の構成要素には、図２と同一の符号を付している。潤滑油流出抑制装置２９０は、油カバー２８０の形状のみが潤滑油流出抑制装置９０と異なっている。図６に示すように、油カバー２８０は、交差面２８１と内壁面２８２と外壁面２８３とを備えている。

交差面２８１は、中央に貫通穴を有する円板形状を有しており、主軸３０の周囲を取り囲むように配置されている。内壁面２８２は、交差面２８１の径方向内側の端部から周方向の全体に亘って軸受カバー６０側に向かって延在している。外壁面２８３は、交差面２８１の径方向外側の端部から周方向の全体に亘って軸受カバー６０側に向かって延在している。

図７（ａ）は、油カバー２８０を軸受カバー６０側から見た図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ矢視である。図示するように、外壁面２８３の鉛直方向下部（本実施例では下端）には、軸受カバー６０側に、油カバー８０の軸受５２側の端部に位置する交差面８１を貫通しない範囲で、径方向に貫通する貫通穴２８４が軸線ＡＬ方向に沿って形成されている。この貫通穴２８４は、第１実施例の溝８３と同様に、油戻し溝として機能する。同様に、外壁面２８３の鉛直方向上部（本実施例では上端）には、軸線ＡＬに対して対称に貫通穴２８５が形成されている。この貫通穴２８５は、第１実施例の溝８４と同様に、空気抜き溝として機能する。

かかる油カバー２８０によれば、第１実施例の油カバー８０と同様の効果を奏する。ま
た、油カバー２８０は、油カバー８０と比べて製造が容易であり、材料も少なくて済む。

Ｃ．変形例：
Ｃ−１．変形例１：
油カバー８０は、軸受５２よりも軸受カバー６０側に形成される油溜領域４１ａのほぼ全てを軸受５２から遮断するものであればよく、その形状は、任意の形状とすることができる。例えば、油カバー８０は、中央に貫通穴が形成された円盤状の形状を有していてもよい。この場合、油カバー８０は、軸受ケーシング４０の内側に嵌め込まれて、軸受５２の近傍に配置されてもよい。

Ｃ−２．変形例２：
上述した潤滑油流出抑制装置９０，２９０の各構成要素は、それぞれ、独立して使用することができ、特定の構成要素を適宜省略することができる。例えば、油切リング７０を省略してもよい。この場合、軸線ＡＬと直交する方向において、油カバー８０は、主軸３０の近傍まで延びて形成されていることが望ましい。
Ｃ−３．変形例３：
油逃がし溝６２は、必ずしも環状に形成される必要はない。油逃がし溝６２は、貫通穴６１への潤滑油の侵入を抑制するために、貫通穴６１の中心よりも上方の位置において、貫通穴６１の外側を取り囲んでいればよい。例えば、油逃がし溝６２は、貫通穴６１の中心よりも下方において終端する逆Ｕ字形状や円弧形状などであってもよい。かかる形状であっても、潤滑油は、重力方向と反対の方向に、すなわち、上方に向かっては移動しにくいので、潤滑油の貫通穴６１への侵入を好適に抑制できる。

また、油逃がし溝６２の断面形状は、上述の例に限らず、種々の形状とすることができる。例えば、油逃がし溝６２の外周側の端部と内周側の端部とが、軸線ＡＬに直交する面として形成された底面まで、軸線ＡＬに平行に切り込まれた形状であってもよい。

Ｃ−４．変形例４：
上述した潤滑油の流出抑制のための構成は、ポンプ２０に限らず、潤滑油を使用する軸受を備えた種々の回転機械、例えば、圧縮機、送風機などに適用可能である。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

２０…ポンプ
３０…主軸
３５…羽根車
４０…軸受ケーシング
４１…油溜
４１ａ…油溜領域
５１，５２…軸受
５２ａ…外輪
５２ｂ…内輪
５２ｃ…玉
６０…軸受カバー
６１…貫通穴
６２…油逃がし溝
６２ａ，６２ｂ…頂部
６２ｃ…底部
６３…外側面
６４…内側面
６５，６８，６９…溝
６６…切欠部
６７…段部
７０，１７０…油切リング
７１，１７１…溝
７２…切欠部
７３…底部
７４，１７４…貫通穴
７５…外面
７６…端面
８０，２８０…油カバー
８１，２８１…交差
８２…内面
８３，８４…溝
９０，２９０…潤滑油流出抑制装置
９１，９２…隙間
１７３…非溝部分
２８２…内壁面
２８３…外壁面
２８４，２８５…貫通穴
ＡＬ…軸線
ＯＬ…オイルレベル

Claims (14)

1. 軸線方向に延びる主軸と、該主軸を回転可能に支承する軸受であって、潤滑油を使用する軸受と、前記潤滑油を貯留するための油溜が内部に形成される軸受ケーシングと、を備えた回転機械に使用される潤滑油流出抑制装置であって、
   前記軸受の一方側を覆うための軸受カバーであって、前記主軸が前記軸線方向に貫通するための貫通穴が形成された軸受カバーと、
   前記軸受と前記軸受カバーとの間において、前記主軸と離間して配置される油カバーと、
   前記軸受と前記軸受カバーとの間において前記主軸の外周に周方向に沿って設けられる油切リングと
   を備え、
   前記油カバーは、前記軸線方向と交差する交差面を有し、 前記交差面は、前記油溜の一部分としての前記交差面よりも前記軸受カバー側の領域に溜まる前記潤滑油と前記軸受とを隔離するように前記軸受に隣接して配置され、前記潤滑油の一部が前記軸受の回転によって掻き上げられることを抑制し、
   前記油カバーは、前記油切リングと離間して該油切リングの周囲を取り囲む位置に配置され、
   前記油切リングは、前記油カバーの径方向内側の端面と対向するとともに前記軸線方向に平行な面を有する
   潤滑油流出抑制装置。
2. 請求項１に記載の潤滑油流出抑制装置であって、
   前記油カバーと前記油切リングとの間には、前記軸線方向に延在する略円筒形の隙間が形成された
   潤滑油流出抑制装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の潤滑油流出抑制装置であって、
   前記油カバーの前記交差面は、前記主軸の周囲を取り囲むように配置され、
   前記油カバーは、前記軸線方向に延在する略円筒形の形状を有している
   潤滑油流出抑制装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の潤滑油流出抑制装置であって、
   前記油カバーの前記交差面は、前記主軸の周囲を取り囲むように配置され、
   前記油カバーは、
   前記交差面の径方向内側の端部から周方向の全体に亘って前記軸受カバー側に向かって延在する内側壁と、
   前記交差面の径方向外側の端部から周方向の全体に亘って前記軸受カバー側に向かって延在する外側壁と
   を備えた潤滑油流出抑制装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の潤滑油流出抑制装置であって、
   前記油カバーは、前記軸受カバーの内側に形成された段部に嵌め込まれる
   潤滑油流出抑制装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の潤滑油流出抑制装置であって、
   
   前記油切リングは、前記油カバーに対して前記軸受カバー側に突出して配置される
   潤滑油流出抑制装置。
7. 請求項６に記載の潤滑油流出抑制装置であって、
   前記油切リングの前記軸受カバー側の端面には、該端面が遠心羽根として機能するための溝が形成された
   潤滑油流出抑制装置。
8. 請求項７に記載の潤滑油流出抑制装置であって、
   前記油切リングの前記軸受カバー側の端面には、径方向に延在する溝が放射状に複数形成された
   潤滑油流出抑制装置。
9. 請求項７に記載の潤滑油流出抑制装置であって、
   前記油切リングの前記軸受カバー側の端面には、翼型に溝が複数形成された
   潤滑油流出抑制装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の潤滑油流出抑制装置であって、
    前記軸受カバーの内面における前記軸受と対向する部位には、少なくとも前記軸受カバーの前記貫通穴の中心よりも上方の位置において前記貫通穴の外側を取り囲む油逃がし溝が形成された
    潤滑油流出抑制装置。
11. 請求項１０に記載の潤滑油流出抑制装置であって、
    前記油逃がし溝は、前記軸線に対して斜めに交差する、該軸線の側を向いた傾斜面によって形成される
    潤滑油流出抑制装置。
12. 請求項１０または請求項１１に記載の潤滑油流出抑制装置であって、
    前記油切リングの外面と前記油逃がし溝の内周側の頂面とは、径方向において同一の位置にある
    潤滑油流出抑制装置。
13. 請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の潤滑油流出抑制装置と、前記主軸と、前記軸受と、前記軸受ケーシングと、を備えた回転機械。
14. 軸線方向に延びる主軸と、該主軸を回転可能に支承する軸受であって、潤滑油を使用する軸受と、前記潤滑油を貯留するための油溜が内部に形成される軸受ケーシングと、を備えた回転機械において、潤滑油の流出を抑制する方法であって、
    前記軸受と、該軸受の一方側を覆うための軸受カバーであって、前記主軸が前記軸線方向に貫通するための貫通穴が形成された軸受カバーと、の間において、前記軸線方向と交差する交差面を有する油カバーを、前記主軸と離間して、前記交差面が前記油溜の一部分としての前記交差面よりも前記軸受カバー側の領域に溜まる前記潤滑油と前記軸受とを隔離するように前記軸受に隣接して配置して、前記潤滑油の一部が前記軸受の回転によって掻き上げられることを抑制し、
    前記油カバーの径方向内側の端面と対向するとともに前記軸線方向に平行な面を有する油切リングを、前記油カバーが前記油切リングと離間して該油切リングの周囲を取り囲むように、前記軸受と前記軸受カバーとの間において前記主軸の外周に周方向に沿って配置して、前記潤滑油が前記貫通穴から外部へ流出することを抑制する
    潤滑油の流出を抑制する方法。

Images