JPH04145224A

JPH04145224A - 横軸回転機の軸受装置

Info

Publication number: JPH04145224A
Application number: JP2265149A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Nakano; 仲野　正昭; Kazuhiko Kawaike; 川池　和彦; Hidekazu Okuyama; 奥山　英一; Kenzo Kajiwara; 梶原　憲三
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-10-04
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1992-05-19
Anticipated expiration: 2015-02-28
Also published as: US5139349A; JP3015089B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、横軸回転機の軸受装置に係り、特に回転軸を
支承するすベリ軸受に潤滑油を供給する軸受装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、横軸回転機、例えば横軸の電動機等に適用されて
いる自己給油形すべり軸受装置では、その回転軸の回転
を利用して潤滑油を汲み上げ、この潤滑油を軸受潤滑面
に供給しているが１通常の場合は、軸受装置内部あるい
はその近傍に、オイルリングあるいは粘性ポンプを配置
し、下部に設置している油槽から潤滑油を汲み上げる方
式が採用されている。しかし、この場合、軸受部に給油
され、軸受潤滑面の潤滑に寄与した油は剪断摩擦作用に
よって発熱し、高温化した潤滑油は軸受両側端部から落
下し、再び油槽内に戻るようになっている。

このように、軸受両側端部から落下する潤滑油は高温化
しているので、高温化した潤滑油を循環して再利用する
ためには冷却によってできるだけ潤滑油の温度を低下さ
せる必要がある。しかしながら潤滑に使用された潤滑油
には空気が混入することが多く、軸受から排出された油
槽内の潤滑油からは気泡が発生し、次第に白濁化するに
いたる。

このように白濁化した高温の潤滑油を外部への放熱によ
って冷却する場合、潤滑油に混入している気泡によって
潤滑油の熱伝導性能が著しく低下しているので放熱効果
がきわめて不十分となる。しかしながら、気泡を含んだ
ままの高温の潤滑油を直接に軸受潤滑面に給油すれば、
軸受の冷却作用や潤滑作用を低下させることはいうまで
もない。

この対策としては、例えば、西独特許９６１５８４号明
Ｍｉ書に開示されているように、下部に潤滑油を内蔵す
る軸受箱で回転軸を支持し５かつ軸受箱内部にオイルリ
ングを配設することにより、潤滑油を汲み上げて軸受潤
滑面に給油するという構成において、潤滑油を内蔵する
軸受箱下部の油槽が複数の油室からなるように区画する
とともに、各油室の底部に連通管を設けて各油室間を連
通し、かつ各油室間の空間部に空気を通風させて潤滑油
を冷却する構造を採用している。

すなわち、この方式は複数に形成されている油槽の中の
外側にある油槽内に、軸受の両端部から排出される潤滑
油を回数した後、油槽内を上下方向に流通させ、更に油
槽の底部に配置された連通管を介してオイルリングを付
設している油槽に戻る構造になっており、潤滑油の冷却
作用は各油槽間に設けた空間部に通風させて行うように
なっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のような、従来の技術では、軸受潤滑面から排出後
、油槽内に回数される潤滑油の取り扱いに関しては、上
述のように潤滑油が軸受潤滑面から排出される際は空気
と接触するので、潤滑油への空気の混入は避けられず、
したがって軸受から排出された油槽内の潤滑油は高温で
、かつ気泡の発生により白濁化するにいたる場合がある
にもかかわらず、潤滑油中に混入する空気などの除去に
ついての配慮がなされていないため、潤滑油を油槽外壁
から自然放熱によって冷却することは不十分となり、軸
受の潤滑機能が果たされない結果となっていた。

本発明は、そのような状況に鑑みなされたものであり、
気泡を潤滑油から分離排除することによって、油槽外壁
からの放熱作用を効果的なものとし、それによって得ら
れる気泡を含まない低温の潤滑油を軸受潤滑面に給油で
きるようにして、信頼性の高い横軸回転機の軸受装置を
提供することを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は次のようにして達成される。

（１）横軸回転機の回転軸を支承する軸受と、この軸受
を支持する軸受支持板をその内部に配設する軸受箱と、
この軸受箱の下部に設置された潤滑油を内蔵する油槽と
、前記油槽内の潤滑油を汲み上げて前記軸受に給油する
給油装置と、前記軸受から排出される潤滑油を前記油槽
に戻す循環路とを有している横軸回転機の軸受装置にお
いて、前記油槽を前記給油装置の潤滑油吸込管の入口が
配置される給油室と前記軸受から排出される潤滑油を回
数するための排油導入孔の出口が配置される集油室とに
区画し、前記油槽の内周壁面に前記集油室から前記給油
室に移動する潤滑油を前記油槽の内周壁面に沿って拡散
させながら移動させる拡散流通路を形成したこと。

（２）前記拡散流通路は前記油槽の内壁に沿って周囲方
向に配設された複数のオイルガイド部材によって形成さ
れること。

（３）請求項１．ないし２．において、前記給油室及び
集油室にこれら給油室並びに集油室の壁面の一部を形成
し、かつ前記拡散流通路の流路断面積より小なる流路断
面積のスリットを有する仕切り板を設けること。

（４）前記集油室から前記給油室に潤滑油を移動する流
通路の一部に前記拡散流通路の流路断面積よりも大なる
流路断面積を有する流通路を設け、かつ該流通路の上方
部が大気中に開放されていること。

（５）前記給油室と前記集油室の間に前記集油室の潤滑
油面が所定の高さ以上になった場合に、集油室の潤滑油
の一部が前記拡散流通路を経由しないで直接給油室に移
動するための連通路を設けること。

（６）前記給油室から前記集油室へ潤滑油を移動させる
流通路の少なくとも一部に磁性を持たせることを特徴と
する回転機の軸受装置。

（７）上記の回転機の軸受装置を回転電機に設ける場合
に、前記集油室を前記回転電機のエンドブラケットに近
接して設けること。

〔作用〕

本発明は、油槽を集油室と給油室とに区画し、軸受から
排出される潤滑油を集油室に回数する排油導入孔を設置
しているので、軸受から排出された潤滑油は集油室に流
入し、油槽の内壁に沿ってオイルガイド部材を配設して
拡散流路が形成されているので、集油室に回数された潤
滑油は、上述の流路を通って給油室に流入する。したが
って軸受から排出された潤滑油は一旦集油室に回収され
るので軸受に給油される潤滑油に混入することがない。

次に、上述の軸受の内周面の両側端面近傍に形成されて
いる円周状の油溝のうち、遠い側の油溝からは集油室へ
の排油導入孔が設けているので、軸受から排出された潤
滑油は効率よく集油室に流入する。

一方、上述のオイルガイド部材にスリット加工を施して
ｍＨからなる流路が形成されているので。

潤滑油内に混入している粒径の大きい気泡は、その流路
の入口で消滅する。更に、その流路上には、上述の細隙
より拡大した流路幅で、かつその上方部を大気中に開放
した整流室を設けているので、潤滑油中の粒径の小さい
気泡は大気に接する油面まで浮上して消滅し、その後、
気泡を含まない潤滑油が更に拡散流路を通って、放熱し
ながら給油室に流入する。なお、上述の整流室は油槽の
内壁とオイルカバーにより形成されるが、このオイルカ
バーを着脱可能にしているので、整流室内に沈積する不
純物が容易に排除される。

また、上述のオイルガイド部材に永久磁石を用いている
ので、潤滑油中に含まれる金属微粉を永久磁石に吸着さ
せて排除される。

なお、軸受支持板の両端上部には、連通路を設けている
ので、集油室に回数された潤滑油が、その室内に充満し
て、潤滑油が軸受のシール部分から外部に洩れ出しそう
になる事前に、連通路がらオーバフローして潤滑油が集
油室から給油室に流入し、潤滑油が外部に漏れることは
ない。

更に、電動機の軸受装置を、電動機のエンドブラケット
の近くに集油室があるように配設しているので、電動機
内を流れる冷風により冷却されている電動機のエンドブ
ラケットの方向に、集油室に回数されている高温の潤滑
油からの放熱が効果的に行われる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図を参照して説
明する。第１図は本発明に係る軸受装置の縦断面図、第
２図は第１図のＩ−Ｉ断面図、第３図は第１図の■−■
面からの平面図、第４図は仕切り板の斜視図、第５図は
オイルガイド部材の斜視図を示している。

第１図及び第２図において、横軸回転機の回転軸１は上
下２分割のすべり軸受２によって支承されており、この
すべり軸受２は軸受支持板３によって支持され、軸受箱
４内に配置されている。

また第１図に示すように、軸受箱４の左右両側部にはラ
ビリンス型シール６が設けられ、潤滑油５の散逸を防止
している。軸受２に対する給油は、回転軸１に固着され
たオイルディスク７及びその外周部に油膜を介して自在
に保持されたポンプケース８に固定される吸込管９と吐
出管１０とにより構成される粘性ポンプ１１によって行
われる。

更に、軸受２の内周面の両側端部付近には円筒状の油溝
１２が加工され、その中で集油室１７から遠い側の油溝
１２の下部からは集油室１７に向けて軸方向に傾斜した
排油導入孔１３が開孔されている。

次に、第２図に示すように、軸受箱４の下半部は潤滑油
５（第１図参照）を内蔵する油槽１４であり、その油面
ば静止時、オイルディスク７（第１図参照）の最下端部
が浸漬する位置よりも必ず高い位置に設定されており、
油槽１４の内部は、両端部にスリット３ａを有する軸受
支持板３で分割隔離されている。この分割隔離されてい
る各室の詳細を第３図で説明すると、この各室には仕切
り板１５ａ及び１５ｂが、それぞれ一対ずつ対向して配
置され、これらの仕切り板１５ａ、１５ｂ。

軸受支持板３及び油槽１４の内壁とによって、給油室１
６及び集油室１７が形成されている。なお、仕切り板１
５ａ及び１５ｂには、第４図に示すようなスリット２１
ａ及び２１ｂが、それぞれ設けられている。油槽１４の
内壁の周囲には、第５図に示す形状のオイルガイド部材
１８ａ、１８ｂ及び１８ｃが油槽１４の内壁に対接固定
され、これらのオイルガイド部材１８ａ、１８ｂ及び１
８ｃには油槽１４の内壁と対接する側に、第５図に示す
ようなスリット２１ｃ、２１ｄ及び２１ｅが、それぞれ
設けられ、これによって各オイルガイド部材１８ａ、１
８ｂ及び１８ｃと油槽１４の内壁との間に細隙からなる
拡散流路が形成されている。

更に、第６図は第３図の要部を斜視図で示したもので、
仕切り板１５ｂとオイルガイド部材１８ａにはダクト１
９を設けて、着脱自在のオイルカバー２０を装着するこ
とにより、整流室２２（第３図参照）を形成しており、
上述の各細隙と整流室２２とによって集油室１７と給油
室１６との間を連通している。すなわち、軸受２から排
出される潤滑油を回数する集油室１７と、粘性ポンプ１
１の吸込部を付設する給油室１６は、油槽１４の内壁に
沿って形成される各細隙及び整流室２２によって連通さ
れていることになる。

一方、軸受箱４の上方には中継タンク２３（第１図及び
第２図参照）が設けられ、潤滑油が蓄えられている。粘
性ポンプ１１の吐出管１０及び軸受２の給油口２４には
、オイルダム２５が中継タンク２３の底壁部に取り付け
られている。更に、ポンプケース８に付設された吐出管
１０は一方のオイルダム２５を遊嵌貫通し、中継タンク
２３内に延在しており、給油口２４は軸受２の内周面に
連通している。

また、第２図に示すように、軸受支持板３の左右上部に
はせき３０を形成し、その底部はラビリンスシール６（
第１図参照）の下端部より低く、かつ静止油面よりも高
い位置に設定されている。

上述の構造において、第１図に示す回転軸１が回転され
ると、回転軸１と一体化されているオイルディスク７も
回転するが、オイルディスク７には粘度の高い潤滑油が
付着しており、この潤滑油の粘性摩擦によってポンプ作
用が発生する。このポンプ作用によって、潤滑油はポン
プケース８の内周面とオイルディスク７の外周面とで形
成される細隙を外側に向って流動し、吐出管１０を経た
後、中継タンク２３内に流入し、中継タンク２３内に蓄
えられている潤滑油と混合する。その後、オイルダム２
５からオーバフローし、給油口２４を経て軸受２の内部
に給油され、軸受２の潤滑面の潤滑及び冷却作用を行う
。軸受２の内部に給油された潤滑油は、軸受２の油溝１
２の中で集油室１７から遠い側の油溝１２から排出され
る潤滑油については、排油導入孔１３を経て集油室１７
に回数されるが、この潤滑油は潤滑の際の剪断摩擦作用
によって発熱し高温になっている。また、軸受２から排
出される潤滑油は空気との接触により、潤滑油に空気が
混入するため、集油室１７内の潤滑油には気泡が発生し
、白濁化を呈する。この白濁化した高温の潤滑油は、第
３図に示すように、仕切り板１５ｂ及び軸受支持板３に
よって区切られた集油室１７に貯えられる。この集油室
１７は粘性ポンプ１１が配置されている給油室１６とは
別室となっているため、集油室１７内の潤滑油が直接に
吸込管９に到達することはないが、粘性ポンプ１１のポ
ンプ作用によって吸込力が生じるため、白濁化した高温
の潤滑油が集油室１７に停溜することはない。

油槽１４内の潤滑油の流動状況を第３図に矢印で示すが
、軸受２の排油導入孔１３から排出された高温の潤滑油
は、先ず仕切り板１５ｂの端部に設けられたスリット２
１ｂと油槽１４の内壁との間の細隙に導入される。第６
図に示すように、この細隙は油面２９下にあり、かつ極
力狭隘に設定されているため、粒径の大きい気泡２６の
進入が阻止され、この気泡２６は矢印ａのように浮上し
消滅する。一方、粒径の小さい気泡２７はスリット２１
ｂの細隙を通過して整流室２２（第３図参照）内に進入
する。しかし、この領域は、上述のスリットにより構成
される細隙の流路に比べて、流路幅は拡大されており、
上方部は大気に開放されている。このため、整流室２２
内では潤滑油の流速は遅く、かつ油槽１４の内壁に沿っ
て平行に流れるため、潤滑油中に混入した粒径の小さい
気泡２７は、流れの途中で第６図の矢印すに示すように
、潤滑油の流れの方向に移動しながら浮上して大気中に
級数され、自然に消滅する。また、潤滑油中に混入して
搬送される異物も、比重の軽い異物はオイルガイド部材
１８ａの入口で捕集され、かつ比重の大きい摩耗粉等の
異物２８は整流室２２の底部に沈殿し、スリット２１ｃ
の細隙への流入は防止される。なお、整流室２２の構成
部材であるオイルカバー２０は簡単に着脱ができるので
、随時、異物も排除することができる。このようにして
、潤滑油に含まれる気泡及び異物が排除された潤滑油は
、オイルガイド部材１８ａ、１８ｂ及び１８ｃの各スリ
ット２１ｃ、２１ｄ及び２１ｃ部分の細隙によって形成
された拡散流路を経て、仕切り板１５ａのスリット２１
ａの細隙から給油室１６に流入する。更に、この場合、
オイルガイド部材１８ａ、１８ｂ及び１８ｃに永久磁石
を用いて、金属粉を吸着させ、給油室１６への金属粉の
流入を阻止することもできる。

以上のように実施例の横軸回転機の軸受装置は、高温の
潤滑油の効果的な冷却を阻害している潤滑油に含まれて
いる気泡を素早く消滅させ、その後は気泡を含まない高
温の潤滑油を油槽１４の内壁に沿って流動させることに
よって冷たい外気との熱交換を効率的に行い、油槽１４
の外壁からの放熱を大幅に向上させることができる。し
たがって、軸受２の潤滑面には気泡を含まない、冷たい
潤滑油が供給されることになり、潤滑作用が向上し、高
信頼性が図れる。

なお、上述のように、拡散流路及び整流室２２によって
構成される流路を経て、潤滑油が集油室１７から給油室
１６に流れる場合、ヘッド差により両室の間には、第１
図に示すように、油面差Ｑが生じる。この油面差が大き
くなると集油室１７内の潤滑油は、ラビリンスシール６
から外部に洩れる場合がある。第７図は、潤滑油温と油
面差との関係を示したもので、潤滑油温が低温領域にあ
る場合はど、油面差が大きくなることが確認されている
。このため、起動時の潤滑油温が低く、高粘度である場
合は、集油室１７の潤滑油の油面ば上昇する。しかし、
軸受支持板３の左右上方部に形成されたせき３ｏによっ
て、潤滑油の油面ばラビリンスシール６に到達する前に
、せき３０をオーバフローして給油室１６に向って流出
する。そして画室の潤滑油の油面ば、せき３０の底部位
置を基準としてバランスし安定するため、ラビリンスシ
ール６からの油洩れが防止できる。

更に、これまで述べたような軸受装置を電動機に適用し
た場合には、電動機のエンドブラケット３１は、第１図
に示すように、電動機のステータフレーム（図示せず）
の端面に配置固定される構造となる。この場合、電動機
内部はコイル冷却用のファン（図示せず）によって、エ
ンドブラケット３１の上方部から矢印ｄのように、外部
からの冷却空気を引き込むので、エンドブラケット３１
の前面は通風冷却面となる。なお、電動機内部の風の流
れ方向は散乱流となるため、第８図に示すようなピン状
の冷却フィン３３を多数個有する冷却体３２を通風面に
密着固定させて、冷却性能の一層の向上を図ることがで
きる。上述のような状態のエンドブラケット３１に対し
て、第１図に示すように、集油室１７がエンドブラケッ
ト３１に近接するように軸受装置を電動機に対して配設
することにより、集油室１７に回数されている高温の潤
滑油からエンドブラケット３１へ効果的に放熱を図るこ
とができ、この効果的な放熱が信頼性の高い潤滑油を得
るために大きく寄与している。

〔発明の効果〕

本発明の軸受装置によれば、軸受から排出された気泡が
混入している高温の潤滑油は、拡散流及び整流室で形成
された油槽の内壁に沿う流路内を流動する初期の段階で
気泡が潤滑油から分離され、気泡を含まない高温の潤滑
油を更に流路内を流動させて、潤滑油を効果的に冷却す
ることができる。

一方、潤滑油中に含まれる異物も排除されるように工夫
しており、したがって給油装置からは気泡及び異物を含
まない冷却された潤滑油を軸受潤滑面に給油でき、軸受
の信頼性を向上させることができる。また、集油室が電
動機のエンドブラケットに近接するように軸受装置を配
設しているので、集油室内の高温の潤滑油の効果的な放
熱を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の横軸回転機の軸受装置の一実施例の縦
断面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ断面図、第３図は第１
図の■−■面からの平面図、第４図は仕切り板の斜視図
、第５図はオイルガイド部材の斜視図、第６図は第３図
の要部を示す斜視図、第７図は潤滑油温と油面差との関
係を示す図、第８図はピン状の冷却フィンの配置図。１・・・回転軸、２・・・軸受、３・・・軸受支持板、
３ａ・・・スリット、４・・・軸受箱、５・・・潤滑油
、１１・・・粘性ポンプ、１２・・・油溝、１３・・・
排油導入孔、１４・・・油槽、１５ａ、１５ｂ・・・仕
切り板、１６・・・給油室、１７−・・集油室、１８ａ
、１８ｂ、１８　ｃ　−オイルガイド部材、２ｏ・・・
オイルカバー、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１
　ｅ−スリット、２２・・・整流室、３０・・・せき、
３１・・・エンドブラケット。

Claims

【特許請求の範囲】１、横軸回転機の回転軸を支承する軸受と、この軸受を
支持する軸受支持板をその内部に配設する軸受箱と、こ
の軸受箱の下部に設置された潤滑油を内蔵する油槽と、
前記油槽内の潤滑油を汲み上げて前記軸受に給油する給
油装置と、前記軸受から排出される潤滑油を前記油槽に
戻す循環路とを有している横軸回転機の軸受装置におい
て、前記油槽を前記給油装置の潤滑油吸込管の入口が配
置される給油室と前記軸受から排出される潤滑油を回収
するための排油導入孔の出口が配置される集油室とに区
画し、前記油槽の内周壁面に前記集油室から前記給油室
に移動する潤滑油を前記油槽の内周壁面に沿って拡散さ
せながら移動させる拡散流通路を形成したことを特徴と
する横軸回転機の軸受装置。２、請求項１．において、前記拡散流通路は前記油槽の
内壁に沿って周囲方向に配設された複数のオイルガイド
部材によって形成されることを特徴とする回転機の軸受
装置。３、請求項１．ないし２．において、前記給油室及び集
油室にこれら給油室並びに集油室の壁面の一部を形成し
、かつ前記拡散流通路の流路断面積より小なる流路断面
積のスリットを有する仕切り板を設けることを特徴とす
る回転機の軸受装置。４、請求項１．ないし３．において、前記集油室から前
記給油室に潤滑油を移動する流通路の一部に前記拡散流
通路の流路断面積よりも大なる流路断面積を有する流通
路を設け、かつ該流通路の上方部が大気中に開放されて
いることを特徴とする回転機の軸受装置。５、請求項１．において、前記給油室と前記集油室の間
に前記集油室の潤滑油面が所定の高さ以上になった場合
に、集油室の潤滑油の一部が前記拡散流通路を経由しな
いで直接給油室に移動するための連通路を設けることを
特徴とする回転機の軸受装置。６、請求項１．ないし５．において、前記給油室から前
記集油室へ潤滑油を移動させる流通路に磁性を持たせる
ことを特徴とする回転機の軸受装置。７、請求項１．ないし６．の回転機の軸受装置を回転電
機に設ける場合に、前記集油室を前記回転電機のエンド
ブラケットに近接して設けることを特徴とする回転電機
。