JP7249972B2 - Rotating electric machine, its bearing structure and shaft penetration seal structure - Google Patents

Rotating electric machine, its bearing structure and shaft penetration seal structure Download PDF

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Description

本発明は、回転電機、その軸受構造および軸貫通部シール構造に関する。 The present invention relates to a rotary electric machine, its bearing structure, and shaft penetration seal structure.

回転機においては、その回転部分と静止部分との間のギャップから、たとえばシール用の潤滑油の機外への漏えいを防止するためのシール機構が設けられている(特許文献1参照)。シール機構としては、ラビリンスの設置、あるいはエアシールを用いることが一般的である。 2. Description of the Related Art A rotating machine is provided with a seal mechanism for preventing, for example, leakage of lubricating oil for sealing to the outside of the machine from a gap between a rotating portion and a stationary portion (see Patent Document 1). As a sealing mechanism, it is common to install a labyrinth or use an air seal.

特開2005-102362号公報JP-A-2005-102362

回転電機が、外部の水環境に対して、外気あるいは水分の機内への侵入を防止することが要求される防滴型などの場合、シール性を強化するためにシール機構のラビリンスにおけるクリアランスを小さくすると、ロータシャフトの回転時に、ラビリンス内の空気の攪拌ロスにより温度高となるという課題がある。 If the rotating electrical machine is a drip-proof type that is required to prevent outside air or moisture from entering the machine against the external water environment, the clearance at the labyrinth of the seal mechanism should be reduced to strengthen the sealing performance. Then, when the rotor shaft rotates, there is a problem that the temperature rises due to agitation loss of the air in the labyrinth.

そこで、本発明は、シール部のラビリンスにおけるクリアランスを過度に小さくすることなくシール性を強化することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to enhance the sealing performance without excessively reducing the clearance in the labyrinth of the sealing portion.

上述の目的を達成するため、本発明に係る軸受構造は、回転電機のロータシャフトを回転可能に支持する軸受構造であって、前記ロータシャフトを直接支持する軸受本体と、前記軸受本体よりみて軸方向に回転子鉄心の反対側に設けられ、前記軸受本体側への外気および水分の侵入を抑制する軸貫通部シール構造と、を具備し、前記軸貫通部シール構造は、内側ラビリンス部と、外側ラビリンス部と、前記内側ラビリンス部と前記外側ラビリンス部により形成されたシール構造空間と、前記ロータシャフトに取り付けられて、前記シール構造空間を軸方向に内側空間と外側空間とに区画するように形成された仕切り板と、前記内側空間および前記外側空間にそれぞれシール空気を供給する内側エアー供給部および外側エアー供給部と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a bearing structure according to the present invention is a bearing structure for rotatably supporting a rotor shaft of a rotating electrical machine, comprising a bearing body directly supporting the rotor shaft, and a shaft shaft viewed from the bearing body. a shaft penetration portion seal structure provided on the opposite side of the rotor core in the direction of the shaft penetration portion and suppressing the intrusion of outside air and moisture into the bearing main body side, the shaft penetration portion seal structure including an inner labyrinth portion; an outer labyrinth portion; a seal structure space formed by the inner labyrinth portion and the outer labyrinth portion; It is characterized by having a formed partition plate, and an inner air supply section and an outer air supply section that supply sealing air to the inner space and the outer space, respectively.

また、本発明に係る回転電機は、軸方向に延びるロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取りつけられた回転子鉄心と、を有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に配された固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線と、を有する固定子と、静止支持されて、前記回転子鉄心を挟んで軸方向の両側で前記ロータシャフトを回転可能に支持する2つの軸受構造と、前記固定子の径方向外側に配されたフレームと、前記フレームの両端に取り付けられて前記2つの軸受構造体のそれぞれを支持する2つの軸受ブラケットと、を備える回転電機であって、前記2つの軸受構造体の少なくとも一方は、前記ロータシャフトを直接支持する軸受本体と、前記軸受本体よりみて軸方向に回転子鉄心の反対側に設けられ、前記軸受本体側への外気および水分の侵入を抑制する軸貫通部シール構造と、を具備し、前記軸貫通部シール構造は、内側ラビリンス部と、外側ラビリンス部と前記内側ラビリンス部と前記外側ラビリンス部により形成されたシール構造空間と、前記ロータシャフトに取り付けられて、前記シール構造空間を軸方向に内側空間と外側空間とに区画するように形成された仕切り板と、前記内側空間および前記外側空間にそれぞれシール空気を供給する内側エアー供給部および外側エアー供給部と、を有することを特徴とする。 Further, a rotary electric machine according to the present invention includes a rotor having a rotor shaft extending in the axial direction and a rotor iron core attached radially outwardly of the rotor shaft; and a stator winding axially penetrating through the stator core; and a stator that is supported stationary and is axially supported on both sides of the rotor core by the rotor shaft. a frame disposed radially outward of the stator; and two bearing brackets attached to both ends of the frame to support each of the two bearing structures. , wherein at least one of the two bearing structures includes a bearing body that directly supports the rotor shaft, and is provided on the opposite side of the rotor core in the axial direction as viewed from the bearing body, and a shaft-penetration portion seal structure for suppressing intrusion of outside air and moisture into the bearing main body side, wherein the shaft-penetration portion seal structure includes an inner labyrinth portion, an outer labyrinth portion, the inner labyrinth portion, and the outer labyrinth portion. a partition plate attached to the rotor shaft and formed to partition the seal structure space into an inner space and an outer space in the axial direction; the inner space and the outer space; and an inner air supply section and an outer air supply section for supplying seal air to the respective air supply sections.

本発明によって、シール部のラビリンスにおけるクリアランスを過度に小さくすることなくシール性を強化することができる。 According to the present invention, the sealing performance can be enhanced without excessively reducing the clearance in the labyrinth of the sealing portion.

第1の実施形態に係る回転電機の構成を示す側面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a side view which shows the structure of the rotary electric machine which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る回転電機の軸受構造の構成を示す図3のII-II線矢視側面図である。FIG. 4 is a side view taken along the line II-II in FIG. 3 showing the configuration of the bearing structure of the rotary electric machine according to the first embodiment; 第1の実施形態に係る回転電機の軸受構造の構成を示す図2のIII-III線矢視側面図である。3 is a side view taken along line III-III in FIG. 2, showing the configuration of the bearing structure of the rotary electric machine according to the first embodiment; FIG. 第1の実施形態に係る回転電機の軸受構造の図2のA部で示す範囲の軸貫通部シール構造の詳細を示す部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the details of the seal structure for the shaft-penetrating portion in the range indicated by part A in FIG. 2 of the bearing structure for the rotary electric machine according to the first embodiment; 第1の実施形態に係る回転電機の軸受構造の図2のB部で示す範囲の軸貫通部シール構造の詳細を示す部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the details of the seal structure for the shaft-penetrating portion of the bearing structure for the rotary electric machine according to the first embodiment, which is shown in part B of FIG. 2 ; 第2の実施形態に係る回転電機の軸受構造の軸貫通部シール構造の詳細を示す部分断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing details of a shaft penetration portion seal structure of a bearing structure for a rotary electric machine according to a second embodiment; 第3の実施形態に係る回転電機の軸受構造の軸貫通部シール構造の詳細を示す部分断面図である。FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing details of a shaft penetration portion seal structure of a bearing structure for a rotary electric machine according to a third embodiment;

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る回転電機、その軸受構造および軸貫通部シール構造について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複する説明は省略する。 A rotary electric machine, a bearing structure thereof, and a seal structure for a shaft penetration portion according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, parts that are the same or similar to each other are denoted by common reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.

[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る回転電機300の構成を示す側面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a side view showing the configuration of a rotating electric machine 300 according to the first embodiment.

回転電機300は、回転子10、固定子20、フレーム30、軸受ブラケット40、および軸受構造100を有する。 A rotating electric machine 300 has a rotor 10 , a stator 20 , a frame 30 , a bearing bracket 40 and a bearing structure 100 .

回転子10は、回転軸方向(以下、軸方向という。)に延びたロータシャフト11、ロータシャフト11に取り付けられた回転子鉄心12、およびロータシャフト11に取り付けられた内扇15を有する。回転子鉄心12には、軸方向に貫通し周方向に互いに間隔を置いて配された複数の回転子バー13が設けられている。回転子10は、ロータシャフト11の軸方向の両側で、軸受構造100により回転可能に支持されている、
固定子20は、回転子鉄心12の径方向外側に配された固定子鉄心21と、固定子鉄心21に巻回された固定子巻線22を有する。
The rotor 10 has a rotor shaft 11 extending in the direction of the rotation axis (hereinafter referred to as axial direction), a rotor core 12 attached to the rotor shaft 11 , and an inner fan 15 attached to the rotor shaft 11 . The rotor core 12 is provided with a plurality of rotor bars 13 axially penetrating and circumferentially spaced from each other. The rotor 10 is rotatably supported by bearing structures 100 on both axial sides of the rotor shaft 11.
The stator 20 has a stator core 21 arranged radially outside the rotor core 12 and a stator winding 22 wound around the stator core 21 .

フレーム30は、軸方向に延びた筒状で、固定子20の径方向外側に、固定子20、回転子鉄心12および内扇15を囲むように配されている。フレーム30には、冷却用気体を通過させる1つまたは複数のフレーム内流路31が、軸方向に延びるように形成されている。フレーム内流路31は、内扇15の径方向外側とは、流路入口32を介して連通し、内扇15とは回転子鉄心12を挟んで反対側の空間とは、流路出口33を介して連通する。 The frame 30 has a tubular shape extending in the axial direction, and is arranged radially outside the stator 20 so as to surround the stator 20 , the rotor core 12 and the inner fan 15 . The frame 30 is formed with one or more in-frame flow passages 31 extending in the axial direction for allowing the cooling gas to pass therethrough. The in-frame channel 31 communicates with the radially outer side of the inner fan 15 via a channel inlet 32 , and communicates with the space on the opposite side of the inner fan 15 with the rotor core 12 interposed therebetween through a channel outlet 33 . communicates through

フレーム30の両側の端部には、軸受ブラケット40が取り付けられており、それぞれ軸受構造100を静止支持する。 A bearing bracket 40 is attached to each end of the frame 30 to provide stationary support for the bearing structure 100 respectively.

以下、軸方向に、回転子鉄心12に近い側あるいは回転子鉄心12に向かう方向を内側と、また、回転子鉄心12にから遠い、すなわち外気側に近い側あるいは外気側に向かう方向を外側と呼ぶこととする。 Hereinafter, in the axial direction, the side closer to the rotor core 12 or the direction toward the rotor core 12 is referred to as the inner side, and the side farther from the rotor core 12, that is, the side closer to the outside air or the direction toward the outside air side is referred to as the outer side. I will call.

図2は、第1の実施形態に係る回転電機300の軸受構造100の構成を示す図3のII-II線矢視側面図であり、図3は、図2のIII-III線矢視側面図である。 2 is a side view taken along the line II-II in FIG. 3 showing the configuration of the bearing structure 100 of the rotary electric machine 300 according to the first embodiment, and FIG. 3 is a side view taken along the line III-III in FIG. It is a diagram.

軸受構造100は、ロータシャフト11の荷重を直接受ける軸受本体110と、軸受本体110の径方向外側に取り付けられた軸受パッド120と、軸受ブラケット40に支持され軸受パッド120を取り囲むように配されて軸方向に軸受パッド120を支持する軸受キャップ130と、軸受キャップ130の軸方向の内側端部に取り付けられて、ロータシャフトに向かって径方向内側に広がっている内側油切り140と、軸受キャップ130の軸方向の外側端部に取り付けられた軸貫通部シール構造200と、を有する。 The bearing structure 100 includes a bearing body 110 that directly receives the load of the rotor shaft 11, a bearing pad 120 attached to the radially outer side of the bearing body 110, and a bearing bracket 40 that surrounds the bearing pad 120. a bearing cap 130 axially supporting the bearing pads 120; an inner oil slinger 140 attached to the axially inner end of the bearing cap 130 and flared radially inward toward the rotor shaft; and an axial penetration seal arrangement 200 attached to the axially outer end of the .

軸貫通部シール構造200は、軸受本体110側への外気および水分の侵入を抑制するものである。軸貫通部シール構造200の詳細は、図2で示すA部については図4を、また図2で示すB部については図5を引用しながら、それぞれ説明するが、ロータシャフト11に取り付けられた仕切り板161と、後述するシール構造空間155に空気を供給する内側エアー供給部171および外側エアー供給部172、シール構造空間155から空気を排出する内側排出部173および外側排出部174を有する。 The shaft penetrating portion seal structure 200 suppresses intrusion of outside air and moisture into the bearing main body 110 side. Details of the seal structure 200 for the shaft-penetrating portion will be described with reference to FIG. 4 for the A portion shown in FIG. 2 and FIG. 5 for the B portion shown in FIG. It has a partition plate 161 , an inner air supply portion 171 and an outer air supply portion 172 that supply air to a seal structure space 155 to be described later, and an inner discharge portion 173 and an outer discharge portion 174 that discharge air from the seal structure space 155 .

図4は、第1の実施形態に係る回転電機300の軸受構造100の図2のA部で示す範囲の軸貫通部シール構造200の詳細を示す部分断面図である。 FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the details of the shaft penetration portion seal structure 200 in the range indicated by part A in FIG. 2 of the bearing structure 100 of the rotary electric machine 300 according to the first embodiment.

軸貫通部シール構造200は、静止側である外側油切り150、シール用空気の供給のための内側エアー供給部171、外側エアー供給部172、シール用空気および外部から侵入した水分の排出のための内側排出部173(図5)および外側排出部174(図5)、および回転側である仕切り板161を有する。 The shaft penetration portion seal structure 200 includes an outer oil slinger 150 on the stationary side, an inner air supply portion 171 for supplying sealing air, an outer air supplying portion 172 for supplying sealing air, and for discharging sealing air and moisture that has entered from the outside. inner discharge portion 173 (FIG. 5) and outer discharge portion 174 (FIG. 5), and a partition plate 161 on the rotating side.

外側油切り150は、軸受ブラケット40(図2)に支持された軸受キャップ130により外周側を支持されて中央に開口が形成された支持板151と、支持板151の開口に接続して軸方向に延びた円筒部152と、円筒部152の軸方向内側で円筒部152に隣接してロータシャフト11に向かって径方向内側に広がった内側ラビリンス部153と、円筒部152の軸方向外側で円筒部152に隣接してロータシャフト11に向かって径方向内側に広がった外側ラビリンス部154とを有する。 The outer oil slinger 150 is connected to a support plate 151 whose outer peripheral side is supported by a bearing cap 130 supported by a bearing bracket 40 (FIG. 2) and has an opening formed in the center, and is connected to the opening of the support plate 151 to extend axially. an inner labyrinth portion 153 extending radially inward toward the rotor shaft 11 adjacent to the cylindrical portion 152 and adjacent to the cylindrical portion 152 in the axial direction of the cylindrical portion 152; Adjacent to portion 152 is an outer labyrinth portion 154 that widens radially inward toward rotor shaft 11 .

内側ラビリンス部153のロータシャフト11に対向する面には、軸方向に互いに間隔を置いて配された複数の内側ラビリンス歯153aが取り付けられている。また、外側ラビリンス部154のロータシャフト11に対向する面には、軸方向に互いに間隔を置いて配された複数の外側ラビリンス歯154aが取り付けられている。外側ラビリンス歯154aの数は内側ラビリンス歯153aの数よりも多く設けられており、外側ラビリンス部154におけるシール用空気の流動抵抗が、内側ラビリンス部153におけるシール用空気の流動抵抗よりも大きくなるように形成されている。 A plurality of inner labyrinth teeth 153 a are attached to the surface of the inner labyrinth portion 153 facing the rotor shaft 11 , and are spaced apart from each other in the axial direction. A plurality of outer labyrinth teeth 154a are attached to the surface of the outer labyrinth portion 154 that faces the rotor shaft 11 and are spaced apart from each other in the axial direction. The number of outer labyrinth teeth 154 a is greater than the number of inner labyrinth teeth 153 a so that the flow resistance of sealing air in outer labyrinth portion 154 is greater than the flow resistance of sealing air in inner labyrinth portion 153 . is formed in

円筒部152、内側ラビリンス部153、外側ラビリンス部154、およびロータシャフト11により、シール構造空間155が形成されている。 A seal structure space 155 is formed by the cylindrical portion 152 , the inner labyrinth portion 153 , the outer labyrinth portion 154 and the rotor shaft 11 .

仕切り板161は、穴あき円板状であり、ロータシャフト11のシール構造空間155に対向する部分に取り付けられている。仕切り板161の径方向外縁は、円筒部152の径方向の内側表面との間に、クリアランスを形成しており、製作誤差、組み立て誤差、運転中の振動等によるロータシャフト11と外側油切り150との径方向の相対的な位置ずれよりも大きな間隙寸法に設定されている。 The partition plate 161 has a perforated disc shape and is attached to a portion of the rotor shaft 11 facing the seal structure space 155 . The radial outer edge of the partition plate 161 forms a clearance between the radial inner surface of the cylindrical portion 152 and the rotor shaft 11 and the outer oil thrower 150 due to manufacturing errors, assembly errors, vibrations during operation, and the like. The gap size is set to be larger than the relative positional deviation in the radial direction with the

仕切り板161によりシール構造空間155は、軸方向に内側空間155aと外側空間155bとに区画されている。仕切り板161の軸方向の位置は、内側空間155aと外側空間155bの軸方向の幅がほぼ同程度となるように設定される。ここで、外側空間155bの軸方向の幅がある程度より狭くなると、外側ラビリンス部154の外側から外側ラビリンス部154を経由して外側空間155bに侵入してくる水分の押し出し効果によって、水分は、順次、外側空間155bから内側空間155a側に侵入することになる。したがって、外側空間155bの軸方向の幅は、押し出し効果が生じない程度以上の幅を有するように設定される。内側空間155aについても同様である。 The partition plate 161 partitions the seal structure space 155 into an inner space 155a and an outer space 155b in the axial direction. The axial position of the partition plate 161 is set so that the axial widths of the inner space 155a and the outer space 155b are approximately the same. Here, when the width of the outer space 155b in the axial direction becomes narrower than a certain amount, the effect of pushing out water entering the outer space 155b from the outside of the outer labyrinth portion 154 via the outer labyrinth portion 154 causes the water to gradually , enters the inner space 155a from the outer space 155b. Therefore, the width of the outer space 155b in the axial direction is set to a width that does not produce the pushing effect. The same applies to the inner space 155a.

内側エアー供給部171および外側エアー供給部172は、それぞれ内側空間155aおよび外側空間155bにシール空気を供給するように接続されている。外側エアー供給部172は、円周方向に、たとえば図3に示すように、円筒部152の頂点から見て、時計回り方向にΘ1、反時計回り方向にΘ2の位置の2か所に設けられている。Θ1およびΘ2はたとえば60度程度である。なお、設置数は、例えば、円筒部152の頂点に1か所、あるいは、上半部に3か所以上であってもよい。内側エアー供給部171についても同様である。また、内側エアー供給部171と外側エアー供給部172とは、互いに設置個所、設置数が異なるように設けてもよい。 The inner air supply section 171 and the outer air supply section 172 are connected to supply sealing air to the inner space 155a and the outer space 155b, respectively. The outer air supply portions 172 are provided at two locations in the circumferential direction, for example, at positions Θ1 in the clockwise direction and Θ2 in the counterclockwise direction when viewed from the top of the cylindrical portion 152 as shown in FIG. ing. Θ1 and Θ2 are, for example, about 60 degrees. The number of installations may be, for example, one at the vertex of the cylindrical portion 152, or three or more in the upper half. The same applies to the inner air supply section 171 . In addition, the inner air supply section 171 and the outer air supply section 172 may be provided so that they are installed at different locations and in different numbers.

図5は、第1の実施形態に係る回転電機300の軸受構造100の図2のB部で示す範囲の軸貫通部シール構造200の詳細を示す部分断面図である。 FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the details of the shaft penetration portion seal structure 200 in the range indicated by B in FIG. 2 of the bearing structure 100 of the rotary electric machine 300 according to the first embodiment.

図5では、軸貫通部シール構造200の底部側を示しており、シール空気および外部から侵入した水分の排出側の構成が、図4で示した構成と異なる。 FIG. 5 shows the bottom side of the shaft-penetration portion seal structure 200, and the structure on the discharge side of sealing air and moisture entering from the outside is different from the structure shown in FIG.

内側排出部173および外側排出部174は、それぞれ内側空間155aおよび外側空間155bから、シール空気および外部から侵入した水分を排出するように接続されている。図3に示したように、外側排出部174は、円周方向に、たとえば図3に示すように底部近傍の5か所に設けられている。なお、設置数は、下半部に、4か所以下あるいは6か所以上であってもよい。内側排出部173についても同様である。また、内側排出部173と外側排出部174とは、互いに設置個所、設置数が異なるように設けてもよい。 The inner discharge part 173 and the outer discharge part 174 are connected to discharge seal air and moisture entering from the outside from the inner space 155a and the outer space 155b, respectively. As shown in FIG. 3, the outer discharge portions 174 are provided in the circumferential direction, for example, at five locations near the bottom as shown in FIG. The number of installations may be 4 or less or 6 or more in the lower half. The same applies to the inner discharge portion 173 . In addition, the inner discharge part 173 and the outer discharge part 174 may be provided so as to be different from each other in installation location and installation number.

以上のように構成された本実施形態の作用を説明する。 The operation of this embodiment configured as above will be described.

まず、回転電機300が停止状態、すなわち、ロータシャフト11が回転していない状態の場合を考える。外側ラビリンス部154の外側から外側ラビリンス部154を経由して外側空間155bに侵入してくる水分は、仕切り板161により内側空間155aへの侵入を阻止され、重力によって、ロータシャフト11の表面あるいは円筒部152の内面を伝って、下方に移動し、外側排出部174から排出される。 First, consider a case where the rotating electrical machine 300 is in a stopped state, that is, the rotor shaft 11 is not rotating. Moisture entering the outer space 155b from the outside of the outer labyrinth portion 154 via the outer labyrinth portion 154 is prevented from entering the inner space 155a by the partition plate 161. It moves downward along the inner surface of the portion 152 and is discharged from the outer discharge portion 174 .

また、仮に仕切り板161を乗り越えて内側空間155aに侵入した場合であっても、同様に、ロータシャフト11の表面あるいは円筒部152の内面を伝って、下方に移動し、内側排出部173から排出される。 Also, even if it goes over the partition plate 161 and enters the inner space 155 a , it similarly moves downward along the surface of the rotor shaft 11 or the inner surface of the cylindrical portion 152 and is discharged from the inner discharge portion 173 . be done.

次に、回転電機300が運転状態、すなわち、ロータシャフト11が回転状態の場合を考える。この場合は、外側ラビリンス部154の外側から外側ラビリンス部154を経由して外側空間155bに侵入してくる水分は、ロータシャフト11の回転による遠心力で、ロータシャフト11の表面あるいは仕切り板161の外側空間155b側の側面から径方向外側に飛ばされ、円筒部152の内面に付着したのち、円筒部152の内面を伝って、下方に移動し、外側排出部174から排出される。また、仕切り板161の回転により、仕切り板161を乗り越えて内側空間155aに侵入することは、ほぼ阻止されることになる。 Next, consider a case where the rotating electrical machine 300 is in an operating state, that is, the rotor shaft 11 is in a rotating state. In this case, the water entering the outer space 155b from the outside of the outer labyrinth portion 154 via the outer labyrinth portion 154 is caused by the centrifugal force caused by the rotation of the rotor shaft 11 to move the surface of the rotor shaft 11 or the partition plate 161. After being thrown radially outward from the side surface on the outer space 155 b side and adhering to the inner surface of the cylindrical portion 152 , it moves downward along the inner surface of the cylindrical portion 152 and is discharged from the outer discharge portion 174 . In addition, the rotation of the partition plate 161 substantially prevents the movement of the user to climb over the partition plate 161 and enter the inner space 155a.

以上のように、本実施形態により、シール部のラビリンスにおいてクリアランスを過度に小さくすることなくシール性を強化することができる。 As described above, according to the present embodiment, the sealing performance can be enhanced without excessively reducing the clearance in the labyrinth of the sealing portion.

[第2の実施形態]
図6は、第2の実施形態に係る回転電機300の軸受構造100の軸貫通部シール構造200aの詳細を示す部分断面図である。
[Second embodiment]
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing details of the shaft penetration portion seal structure 200a of the bearing structure 100 of the rotary electric machine 300 according to the second embodiment.

本第2の実施形態は、第1の実施形態の変形である。本実施形態における軸貫通部シール構造200aは、仕切り板161の内側表面に取り付けられた複数の内側翼181、および仕切り板161の外側表面に取り付けられた複数の外側翼182を有する。 The second embodiment is a modification of the first embodiment. The shaft penetration portion seal structure 200 a in this embodiment has a plurality of inner wings 181 attached to the inner surface of the partition plate 161 and a plurality of outer wings 182 attached to the outer surface of the partition plate 161 .

複数の内側翼181は周方向に互いに等間隔に配されている。複数の外側翼182も同様に周方向に互いに等間隔に配されている。内側翼181の枚数と外側翼182の枚数は、互いに同じ枚数でもよいし、異なる枚数でもよい。 The plurality of inner blades 181 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. A plurality of outer wings 182 are similarly arranged at equal intervals in the circumferential direction. The number of inner wings 181 and the number of outer wings 182 may be the same or different.

内側翼181の仕切り板161への径方向の取り付け位置は、径方向の最内部とする。また、内側翼181の仕切り板161への径方向の取り付け角度は、軸方向に平行である。ただし、軸方向に角度をつけてもよい。その場合は、回転方向に向かう側を鋭角とすることにより、水分を保持して径方向に飛ばす効率が良くなる。 The position where the inner blade 181 is attached to the partition plate 161 in the radial direction is the innermost position in the radial direction. Also, the angle at which the inner blade 181 is attached to the partition plate 161 in the radial direction is parallel to the axial direction. However, it may be angled in the axial direction. In that case, by forming an acute angle on the side facing the direction of rotation, the efficiency of retaining moisture and expelling it in the radial direction is improved.

以上のように、特に回転子10が回転状態において、水分の侵入抑制効果を向上させることができる。 As described above, especially when the rotor 10 is in a rotating state, it is possible to improve the moisture intrusion suppression effect.

[第3の実施形態]
図7は、第3の実施形態に係る回転電機の軸受構造の軸貫通部シール構造200bの詳細を示す部分断面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the details of the shaft penetration portion seal structure 200b of the bearing structure of the rotary electric machine according to the third embodiment.

本第3の実施形態は、第1の実施形態の変形である。本実施形態における軸貫通部シール構造200bは、円筒部152の下部であって仕切り板161に対応する軸方向位置に形成された下部溝191を有する。 The third embodiment is a modification of the first embodiment. The shaft penetration portion seal structure 200 b in this embodiment has a lower groove 191 formed in a lower portion of the cylindrical portion 152 and at an axial position corresponding to the partition plate 161 .

下部溝191を有することにより、円筒部152の下部から水分が排出される前に仕切り板161の回転により、巻き上げられるような事態を回避することができる。 By having the lower groove 191 , it is possible to avoid a situation in which the moisture is rolled up due to the rotation of the partition plate 161 before the moisture is discharged from the lower part of the cylindrical portion 152 .

[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態を説明したが、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。
[Other embodiments]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention.

また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。また、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。 Moreover, you may combine the characteristic of each embodiment. In addition, the embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention.

実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。 The embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

10…回転子、11…ロータシャフト、12…回転子鉄心、13…回転子バー、15…内扇、20…固定子、21…固定子鉄心、22…固定子巻線、30…フレーム、31…フレーム内流路、32…流路入口、33…流路出口、40…軸受ブラケット、100…軸受構造、110…軸受本体、120…軸受パッド、130…軸受キャップ、140…内側油切り、150…外側油切り、151…支持板、152…円筒部、153…内側ラビリンス部、153a…内側ラビリンス歯、154…外側ラビリンス部、154a…外側ラビリンス歯、155…シール構造空間、155a…内側空間、155b…外側空間、161…仕切り板、171…内側エアー供給部、172…外側エアー供給部、173…内側排出部、174…外側排出部、181…内側翼、182…外側翼、191…下部溝、200、200a、200b…軸貫通部シール構造、300…回転電機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Rotor, 11... Rotor shaft, 12... Rotor core, 13... Rotor bar, 15... Inner fan, 20... Stator, 21... Stator core, 22... Stator winding, 30... Frame, 31 In-frame flow path 32 Flow path inlet 33 Flow path outlet 40 Bearing bracket 100 Bearing structure 110 Bearing body 120 Bearing pad 130 Bearing cap 140 Inner oil drainer 150 Outer oil slinger 151 Support plate 152 Cylindrical part 153 Inner labyrinth part 153a Inner labyrinth tooth 154 Outer labyrinth part 154a Outer labyrinth tooth 155 Seal structure space 155a Inner space 155b... Outer space 161... Partition plate 171... Inner air supply part 172... Outer air supply part 173... Inner discharge part 174... Outer discharge part 181... Inner wing 182... Outer wing 191... Lower groove , 200, 200a, 200b... Shaft penetration portion seal structure 300... Rotating electric machine

Claims (6)

回転電機のロータシャフトを回転可能に支持する軸受構造であって、
前記ロータシャフトを直接支持する軸受本体と、
前記軸受本体よりみて軸方向に回転子鉄心の反対側に設けられる軸貫通部シール構造と、
を具備し、
前記軸貫通部シール構造は、
内側ラビリンス部と、
外側ラビリンス部と、
前記内側ラビリンス部と前記外側ラビリンス部により形成されたシール構造空間と、
前記ロータシャフトに取り付けられて、前記シール構造空間を軸方向に内側空間と外側空間とに区画するように形成された仕切り板と、
前記内側空間および前記外側空間にそれぞれシール空気を供給する内側エアー供給部および外側エアー供給部と、
を有することを特徴とする軸受構造。
A bearing structure for rotatably supporting a rotor shaft of a rotating electrical machine,
a bearing body that directly supports the rotor shaft;
a shaft through portion seal structure provided on the opposite side of the rotor core in the axial direction when viewed from the bearing main body;
and
The shaft penetrating portion seal structure includes:
an inner labyrinth;
an outer labyrinth portion;
a seal structure space formed by the inner labyrinth portion and the outer labyrinth portion;
a partition plate attached to the rotor shaft and formed to partition the seal structure space into an inner space and an outer space in the axial direction;
an inner air supply section and an outer air supply section that supply seal air to the inner space and the outer space, respectively;
A bearing structure comprising:
前記外側ラビリンス部におけるシール用空気の流動抵抗は、前記内側ラビリンス部におけるシール用空気の流動抵抗よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項1に記載の軸受構造。 2. The bearing structure according to claim 1, wherein the flow resistance of the sealing air in the outer labyrinth portion is greater than the flow resistance of the sealing air in the inner labyrinth portion. 前記軸貫通部シール構造は、
前記内側ラビリンス部の径方向内側に設けられた複数の内側ラビリンス歯と、
前記外側ラビリンス部の径方向内側に設けられた複数の外側ラビリンス歯と、
を有し、
前記外側ラビリンス歯の数は前記内側ラビリンス歯の数よりも多く形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の軸受構造。
The shaft penetrating portion seal structure includes:
a plurality of inner labyrinth teeth provided radially inward of the inner labyrinth portion;
a plurality of outer labyrinth teeth provided radially inward of the outer labyrinth portion;
has
3. The bearing structure according to claim 1, wherein the number of said outer labyrinth teeth is greater than the number of said inner labyrinth teeth.
前記軸貫通部シール構造は、前記仕切り板に取り付けられた複数の羽板をさらに有することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の軸受構造。 The bearing structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the shaft penetration portion seal structure further includes a plurality of blades attached to the partition plate. 前記軸貫通部シール構造は、
静止支持されて中央に開口が形成された支持板と、
前記支持板の前記開口に接続して軸方向に延びて、その内側部分は前記内側ラビリンス部に隣接し、その外側部分は前記外側ラビリンス部に隣接する円筒部と、
をさらに有し、
前記円筒部の下部であって前記仕切り板に対応する部分には、下部溝が形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の軸受構造。
The shaft penetrating portion seal structure includes:
a support plate that is supported stationary and has an opening in the center;
a cylindrical portion connected to the opening in the support plate and extending axially, the inner portion of which adjoins the inner labyrinth portion and the outer portion of which adjoins the outer labyrinth portion;
further having
A lower groove is formed in a portion corresponding to the partition plate at the lower portion of the cylindrical portion,
5. The bearing structure according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
軸方向に延びるロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取りつけられた回転子鉄心と、を有する回転子と、
前記回転子鉄心の径方向外側に配された固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線と、を有する固定子と、
静止支持されて、前記回転子鉄心を挟んで軸方向の両側で前記ロータシャフトを回転可能に支持する2つの軸受構造と、
前記固定子の径方向外側に配されたフレームと、
前記フレームの両端に取り付けられて前記2つの軸受構造のそれぞれを支持する2つの軸受ブラケットと、
を備える回転電機であって、
前記2つの軸受構造の少なくとも一方は、
前記ロータシャフトを直接支持する軸受本体と、
前記軸受本体よりみて軸方向に前記回転子鉄心の反対側に設けられ、前記軸受本体側への外気および水分の侵入を抑制する軸貫通部シール構造と、
を具備し、
前記軸貫通部シール構造は、
内側ラビリンス部と、
外側ラビリンス部と
前記内側ラビリンス部と前記外側ラビリンス部により形成されたシール構造空間と、
前記ロータシャフトに取り付けられて、前記シール構造空間を軸方向に内側空間と外側空間とに区画するように形成された仕切り板と、
前記内側空間および前記外側空間にそれぞれシール空気を供給する内側エアー供給部および外側エアー供給部と、
を有することを特徴とする回転電機。
a rotor having an axially extending rotor shaft and a rotor core mounted radially outwardly of the rotor shaft;
a stator having a stator core disposed radially outward of the rotor core; and a stator winding axially penetrating through the stator core;
two bearing structures that are stationary supported and rotatably support the rotor shaft on both axial sides of the rotor core;
a frame disposed radially outward of the stator;
two bearing brackets attached to opposite ends of the frame to support each of the two bearing structures;
A rotating electrical machine comprising
at least one of the two bearing structures,
a bearing body that directly supports the rotor shaft;
a shaft penetration portion seal structure provided on the opposite side of the rotor core in the axial direction when viewed from the bearing main body and suppressing intrusion of outside air and moisture into the bearing main body;
and
The shaft penetrating portion seal structure includes:
an inner labyrinth;
an outer labyrinth portion; a seal structure space formed by the inner labyrinth portion and the outer labyrinth portion;
a partition plate attached to the rotor shaft and formed to partition the seal structure space into an inner space and an outer space in the axial direction;
an inner air supply section and an outer air supply section that supply seal air to the inner space and the outer space, respectively;
A rotating electric machine characterized by having:
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