(57)【要約】      （修正有）【課題】製造が容易で、効率的に潤滑油を冷却可能な潤滑油の冷却技術を提供する。【解決手段】軸受ケーシング４０内に収容された軸受３０に使用する潤滑油のオイルバス４１を冷却するための潤滑油冷却装置５０は、軸受ケーシング４０の下方に取り付け可能な冷却用ケーシング６０を備える。この冷却用ケーシング６０は、軸受ケーシング４０の下方に取り付けた状態における上方が開放されており、内部に冷却水を流通させるための冷却水流路６３が形成される。潤滑油冷却装置５０は、さらに冷却水流路６３の上方側と連通するバルブ７０を備える。このバルブ７０は上方側から下方に向かって、または水平方向に向かって、冷却水流路６３の外部に通じる連通経路を開閉可能である。【選択図】図１
2014211201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受ケーシング内に収容された軸受に使用する潤滑油のオイルバスを冷却するための潤滑油冷却装置であって、
前記軸受ケーシングの下方に取り付け可能な冷却用ケーシングであって、前記軸受ケーシングの前記下方に取り付けた状態における上方が開放されており、内部に冷却水を流通させるための冷却水流路が形成された冷却用ケーシングと、
前記冷却水流路の上方側と連通するバルブであって、該上方側から、下方に向かって、または、水平方向に向かって、前記冷却水流路の外部に通じる連通経路を開閉可能なバルブと
を備えた潤滑油冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の潤滑油冷却装置であって、
さらに一端が前記冷却水流路内において前記上方側に配置され、他端が前記バルブに接続され、前記連通経路の一部分を構成する管を備えた
潤滑油冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の潤滑油冷却装置であって、
前記管は前記一端の開口が上方を向いた状態で配置され、
前記連通経路は前記上方側から下方に向かって、前記冷却水流路の外部に通じるように形成される
潤滑油冷却装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の潤滑油冷却装置であって、
前記冷却水流路は前記水平方向において蛇行する蛇行流路として形成された
潤滑油冷却装置。
【請求項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冷却装置であって、
前記バルブは前記冷却水流路の前記上方側のうちの、該冷却水流路の下流側と連通する
潤滑油冷却装置。
【請求項６】
請求項３、または少なくとも請求項３を引用する請求項４もしくは請求項５のいずれか一項に記載の潤滑油冷却装置であって、
さらに前記軸受ケーシングの下方と、前記冷却用ケーシングとの間に配置された状態で、該冷却用ケーシングと共に、前記軸受ケーシングの下方に取り付け可能な板状部材であって、前記冷却用ケーシングの前記開放された上方を覆う板状部材を備えた
潤滑油冷却装置。
【請求項７】
請求項６に記載の潤滑油冷却装置であって、
前記板状部材のうちの前記軸受ケーシングの下方に取り付けた状態における下面には、上方に向けて窪んだ凹部が形成され、
前記管の前記一端の前記開口は、前記凹部の内部に配置された
潤滑油冷却装置。
【請求項８】
軸受装置であって、
前記軸受と、
前記軸受を収容する前記軸受ケーシングであって、該軸受ケーシングの内部の下方に前記オイルバスが形成される前記軸受ケーシングと、
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の潤滑油冷却装置と
を備えた軸受装置。
【請求項９】
少なくとも請求項６を引用する請求項８の軸受装置であって、
前記軸受ケーシングの下方は開放されており、
前記軸受ケーシングの下方に前記板状部材を取り付けることによって、該下方が閉塞して前記オイルバスが形成される
軸受装置。
【請求項１０】
軸受装置であって、
前記軸受と、
前記軸受を収容する前記軸受ケーシングであって、該軸受ケーシングの内部の下方に前記オイルバスが形成される前記軸受ケーシングと、
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冷却装置と
を備え、
前記軸受ケーシングの下方は閉塞した底部として形成され、
前記底部の外側表面には上方に向けて窪んだ凹部が形成され、
前記管の前記一端の前記開口は前記凹部の内部に配置された
軸受装置。
【請求項１１】
軸受ケーシング内に収容された軸受に使用する潤滑油のオイルバスを冷却するためのオイルバス冷却方法であって、
前記軸受ケーシングの下方に取り付けられた冷却用ケーシングであって、上方が開放された冷却用ケーシングの内部に形成された冷却水流路に冷却水を流通させる第１の工程と、
前記冷却水流路の上方側と連通するバルブであって、該上方側から下方に向かって、または水平方向に向かって、前記冷却水流路の外部に通じる連通経路を開閉可能なバルブを開いて、前記冷却水流路内で前記冷却水の前記上方側に滞留する空気を、前記バルブを介して抜く第２の工程と、
前記第２の工程の後に前記バルブを閉じて、前記冷却水流路を流通する前記冷却水によって、前記オイルバスを冷却する第３の工程と
を備えたオイルバス冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受ケーシング内に収容された軸受に使用する潤滑油のオイルバスの冷却技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体機械、例えば、ポンプの主軸を支承する軸受としては、転がり軸受が広く知られている。転がり軸受の運転状態を良好に保つためには、潤滑油の粘度を所定の範囲に保持し、潤滑油を適正な状態に保つことが重要である。その潤滑油の粘度は温度依存性を有しており、転がり軸受が高温の状態でポンプを長時間運転し続けると、潤滑油の劣化が早まり、結果として転がり軸受の寿命が短くなる。
【０００３】
一方で、転がり軸受を用いたポンプでは、転がり軸受が高速回転し、また半径方向および軸線方向にスラスト荷重を受けるので発熱する。この発熱は潤滑油や軸受ケーシングに伝達され放熱される。また主軸に大きなスラスト荷重が作用すると、それに比例して転がり軸受の温度が上昇し、同時に潤滑油の温度も上昇する。特に外気温が高い場所では一層高温になるので、転がり軸受にとっては過酷な使用環境になる。こうした理由から軸受ケーシングに水冷室を設け、冷却水を流通させることによって、オイルバスの潤滑油を冷却することが行われる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ポンプハンドブック  第２版、Ｉ.Ｊ.カラシク・Ｗ.Ｃ.クリッチ著、Ｗ.Ｈ.フレーザー・Ｊ.Ｐ.メシナ著、池口稔久訳、第８２６ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる潤滑油の冷却のための構成は、製造が容易であることが望ましい。また効率良く潤滑油を冷却できることが望ましい。これらの点は、ポンプに限らず、転がり軸受を使用する種々の回転機械に共通する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
本発明の第１の形態は、軸受ケーシング内に収容された軸受に使用する潤滑油のオイルバスを冷却するための潤滑油冷却装置として提供される。この潤滑油冷却装置は、軸受ケーシングの下方に取り付け可能な冷却用ケーシングであって、軸受ケーシングの下方に取り付けた状態における上方が開放されており、内部に冷却水を流通させるための冷却水流路が形成された冷却用ケーシングと、冷却水流路の上方側と連通するバルブであって、上方側から、下方に向かって、または、水平方向に向かって、冷却水流路の外部に通じる連通経路を開閉可能なバルブとを備える。
【０００８】
かかる潤滑油冷却装置を、軸受ケーシングの内部の下方にオイルバスが形成される軸受ケーシングの下方に取り付け、冷却水流路に冷却水を流通させることによってオイルバスを冷却し、潤滑油を適正温度に管理できる。冷却用ケーシングは、その上方が開放されているので鋳造によって複雑な内部構造を形成する必要がなく製造が容易である。しかも冷却水流路に冷却水を流通させた状態でバルブを開ければ、冷却水流路の上方側に滞留した
空気が冷却水の水圧によってバルブから外部に移動するので、冷却水流路の空気抜きを行うことができる。その結果、潤滑油の冷却効率を高めることができる。
【０００９】
本発明の第２の形態として、第１の形態の潤滑油冷却装置は、さらに一端が冷却水流路内において上方側に配置され、他端がバルブに接続され、前記連通経路の一部分を構成する管を備えていてもよい。かかる形態によれば管を用いて、上方側から下方に向かって、または水平方向に向かって冷却水流路の外部に通じる連通経路を容易に形成できる。
【００１０】
本発明の第３の形態として、第２の形態において管は、一端の開口が上方を向いた状態で配置されていてもよい。連通経路は上方側から下方に向かって、冷却水流路の外部に通じるように形成されていてもよい。空気は冷却水流路の最上部に滞留するので、かかる形態によれば、冷却水流路に滞留した空気が管に導かれやすくなる。その結果冷却水流路に滞留した空気を一層確実に抜くことができる。
【００１１】
本発明の第４の形態として、第１ないし第３のいずれかの形態において、冷却水流路は、水平方向において蛇行する蛇行流路として形成されていてもよい。かかる形態によれば、直線流路と比べて、冷却水流路での冷却水の滞留時間が長くなるので、潤滑油を効率的に冷却できる。
【００１２】
本発明の第５の形態として、第１ないし第４のいずれかの形態において、バルブは冷却水流路の上方側のうちの、冷却水流路の下流側と連通していてもよい。冷却水流路に滞留する空気は冷却水の流れによって下流側に押し出されるので、かかる形態によれば空気抜きを一層確実に行うことができる。
【００１３】
本発明の第６の形態として、第３の形態、または少なくとも第３の形態を含む第４もしくは第５の形態の潤滑油冷却装置は、さらに軸受ケーシングの下方と、冷却用ケーシングとの間に配置された状態で、冷却用ケーシングと共に軸受ケーシングの下方に取り付け可能な板状部材であって、冷却用ケーシングの開放された上方を覆う板状部材を備えていてもよい。かかる形態によれば、下方が開放された軸受ケーシングに、潤滑油冷却装置を取り付けることができる。具体的には、軸受ケーシングの下方と冷却用ケーシングとの間に板状部材を取り付けることによって、軸受ケーシングの下方が閉塞して、オイルバスの底部が形成されると共に、冷却用ケーシングの開放された上方が覆われて、冷却水流路の上面が形成される。つまり、軸受ケーシングを、その下方が開放された形状とすることができるので、軸受ケーシングの製造が容易になる。
【００１４】
本発明の第７の形態として、第６の形態において、板状部材のうちの軸受ケーシングの下方に取り付けた状態における下面には、上方に向けて窪んだ凹部が形成されていてもよい。管の一端の開口は、凹部の内部に配置されていてもよい。冷却水流路に滞留した空気は、より上方に導かれるのでかかる形態によれば、冷却水流路に滞留した空気を凹部の内部に導いてより一層確実に空気抜きを行える。
【００１５】
本発明の第８の形態は、軸受装置として提供される。この軸受装置は、軸受と、軸受を収容する軸受ケーシングであって、軸受ケーシングの内部の下方にオイルバスが形成される軸受ケーシングと、第１ないし第７のいずれかの形態の潤滑油冷却装置とを備える。かかる軸受装置によれば、第１ないし第７の形態と同様の効果を奏する。
【００１６】
本発明の第９の形態として、少なくとも第６の形態を含む第８の形態において、軸受ケーシングの下方は開放されていてもよい。軸受ケーシングの下方に板状部材を取り付けることによって、下方が閉塞してオイルバスが形成されてもよい。かかる形態によれば第６の形態と同様の効果を奏する。
【００１７】
本発明の第１０の形態は軸受装置として提供される。この軸受装置は、軸受と、軸受を収容する軸受ケーシングであって、軸受ケーシングの内部の下方にオイルバスが形成される軸受ケーシングと、第１ないし第５のいずれかの形態の潤滑油冷却装置とを備える。軸受ケーシングの下方は、閉塞した底部として形成される。底部の外側表面には上方に向けて窪んだ凹部が形成される。管の一端の開口は凹部の内部に配置される。かかる軸受装置によれば第７の形態と同様の効果を奏する。また下方が閉塞した従来の軸受ケーシングに広く適用できるので汎用性に優れる。
【００１８】
本発明の第１１の形態は、軸受ケーシング内に収容された軸受に使用する潤滑油のオイルバスを冷却するためのオイルバス冷却方法として提供される。このオイルバス冷却方法は、軸受ケーシングの下方に取り付けられた冷却用ケーシングであって、上方が開放された冷却用ケーシングの内部に形成された冷却水流路に冷却水を流通させる第１の工程と、冷却水流路の上方側と連通するバルブであって、上方側から下方に向かって、または水平方向に向かって、冷却水流路の外部に通じる連通経路を開閉可能なバルブを開いて、冷却水流路内で冷却水の上方側に滞留する空気を、バルブを介して抜く第２の工程と、第２の工程の後にバルブを閉じて、冷却水流路を流通する冷却水によって、オイルバスを冷却する第３の工程とを備える。かかるオイルバス冷却方法によれば第１の形態と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施例としての軸受装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】冷却用ケーシングの概略構成を示す説明図である。
【図３】潤滑油冷却装置における空気抜きの様子を示す説明図である。
【図４】比較例としての軸受ケーシングの概略構成を示す断面図である。
【図５】比較例としての潤滑油冷却装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】潤滑油冷却装置の潤滑油冷却効果についての実験結果を示す図である。
【図７】第２実施例としての潤滑油冷却装置の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
Ａ．第１実施例：
図１は、第１実施例としての軸受装置２０の概略構成を示す。図示するように軸受装置２０は、転がり軸受３０と、軸受ケーシング４０と、潤滑油冷却装置５０とを備える。軸受装置２０は、本実施例ではポンプに使用されるが、種々の回転機械、例えば圧縮機や送風機などの流体機械に使用できる。転がり軸受３０は潤滑油を使用する円筒ころ軸受である。軸継手側に設けられた円筒ころ軸受３０と、軸端側に設けられた深溝玉軸受（図示省略）とによって、鉛直方向ＶＤに直交する方向に延びて配置されたポンプの主軸１５は、回転可能に支承される。
【００２１】
主軸１５が貫通する軸受ケーシング４０の内部には、転がり軸受３０が収容されている。また、軸受ケーシング４０には、オイルシール３５が設けられる。オイルシール３５に代えて、ディフレクタが使用されてもよい。軸受ケーシング４０の鉛直方向ＶＤにおける下方は、底部４２によって閉塞しており、それによって、軸受ケーシング４０の内部の下方（底部４２の上部）には、オイルバス４１が形成されている。オイルバス４１には、転がり軸受３０に使用される潤滑油が所定のオイルレベルＯＬまで貯留されている。オイルレベルＯＬは、通常転がり軸受３０の最下部に位置する玉あるいは「ころ」の中心付近に設定される。軸受ケーシング４０の底部４２の外側の表面４２ａには、鉛直方向ＶＤの上方に向けて窪んだ凹部４３が形成されている。本実施例では、凹部４３の底面の面積は、後述する管８０の断面積よりも僅かに大きく形成されている。また、本実施例では、凹部４３の内側面は、鉛直方向ＶＤに平行に形成されている。
【００２２】
潤滑油冷却装置５０は、軸受ケーシング４０の下方（ここでは下方端）、すなわち、底部４２の外側の表面４２ａに取り付けられる。換言すれば、潤滑油冷却装置５０は、軸受ケーシング４０のうちのオイルバス４１が形成される部位の直下に取り付けられている。図１では、潤滑油冷却装置５０が、シール部材（ここではガスケット９１）を介して、軸受ケーシング４０の下方端に、ボルト９２によって取り付けられた様子を示している。ガスケット９１には、後述する冷却水流路６３に対応する位置に、鉛直方向ＶＤに貫通する貫通穴が形成されている。この潤滑油冷却装置５０は、冷却用ケーシング６０と、バルブ７０と、管８０とを備えている。
【００２３】
冷却用ケーシング６０は、略箱状の形状を有しており、その内部には、冷却水流路６３が形成されている。軸受ケーシング４０の下方端に取り付けた状態における冷却用ケーシング６０の上方は開放されている。冷却用ケーシング６０を軸受ケーシング４０の下方端に取り付けると、冷却用ケーシング６０の上方は、軸受ケーシング４０の底部４２によって閉塞される。これによって、冷却水流路６３の上面が形成される。冷却水流路６３には、オイルバス４１を冷却するための冷却水が流通される。冷却水には、最高使用圧として０．７ＭＰａの水圧を有する清水を使用できる。本実施例では冷却水として工業用水を利用する。冷却水は、冷却用ケーシング６０に形成された冷却水入口６１（図１では、図示省略）から冷却水流路６３に流入し、冷却用ケーシング６０に形成された冷却水出口６２から流出する。
【００２４】
バルブ７０は、本実施例では手動操作によって開閉可能な手動バルブである。このバルブ７０は、弁軸７１と入口７２と出口７３とを備えている。弁軸７１は、バルブ７０の内部において鉛直方向ＶＤに延びて形成され、その下方端が露出している。入口７２は、バルブ７０の鉛直方向ＶＤの上方端に形成されている。出口７３は、水平方向（鉛直方向ＶＤと直交する方向）に向けて開口している。かかるバルブ７０は、弁軸７１をレンチなどで回転させることによって、入口７２と出口７３との連通状態が開閉される。なお弁軸７１には、ハンドルが取り付けられていてもよい。
【００２５】
管８０は、本実施例では鋼製であり直線状に形成されている。管８０の一端の開口８１は、冷却水流路６３の鉛直方向ＶＤの上方側（冷却水出口６２よりも上方側）に配置されている。本実施例では、管８０は、開口８１が鉛直方向ＶＤの上方を向いた状態で配置されている。また、本実施例では、開口８１は、軸受ケーシング４０の凹部４３の内部に配置されている。管８０の他端はバルブ７０に接続されている。これによって、バルブ７０は、開口８１が位置する冷却水流路６３の上方側と連通する。本実施例では、管８０の他端は、溶接によってバルブ７０に接続されているが、ネジやフランジなどで接続されていてもよい。
【００２６】
かかる管８０が接続されたバルブ７０の入口７２側は、冷却用ケーシング６０の底部６７を鉛直方向ＶＤに貫通する貫通穴６５にシールされた状態で挿入されている。出口７３は、冷却用ケーシング６０の外部に位置している。これによって、鉛直方向ＶＤの上方側（開口８１の位置）から下方に向かって冷却水流路６３の外部に通じる連通経路が形成される。本実施例の場合連通経路の始点は開口８１であり、終点は出口７３である。この説明からも明らかなように、連通経路の連通の方向（鉛直方向ＶＤの上方側から下方に向かう方向）は、鉛直方向ＶＤにおける始点と終点との位置関係に基づいて定義される。
【００２７】
図２は、冷却用ケーシング６０の概略構成を示す。図２（ａ）は冷却用ケーシング６０の平面図であり、図２（ｂ）は正面図であり、図２（ｃ）は側面図である。上述した図１の冷却用ケーシング６０の断面は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面に対応している。図２に示すように、冷却用ケーシング６０の長手方向の側面６０ａには、冷却水入口６１が形成され
、側面６０ａに対向する側面６０ｂには、冷却水出口６２が形成されている。
【００２８】
側面６０ａ，６０ｂと交差する２つの側面６０ｃ，６０ｄには、内側に向かって突出する仕切板６６ａ〜６６ｃが形成されている。仕切板６６ａ〜６６ｃは、冷却水入口６１から冷却水出口６２に向かう方向に沿って、側面６０ｃまたは側面６０ｄから交互に突出している。これによって、冷却水流路６３は、水平方向において蛇行する蛇行流路として形成されている。かかる構成によれば、冷却水流路６３での冷却水の滞留時間が長くなるので、オイルバス４１の潤滑油を効率的に冷却できる。
【００２９】
バルブ７０および管８０を挿入するための貫通穴６５は、冷却水流路６３のうちの下流側、すなわち、冷却水入口６１および冷却水出口６２のうちの冷却水出口６２側に形成されている。これによって、バルブ７０は、冷却水流路６３の鉛直方向ＶＤの上方側うちの、下流側と連通することになる。
【００３０】
上述した軸受装置２０において、軸受ケーシング４０に潤滑油冷却装置５０を取り付けた際には、冷却水流路６３を形成する空間には、空気が存在している。その状態から冷却水流路６３に冷却水を流通させると、当該空気の大半は冷却水に置換されるが、冷却水出口６２よりも鉛直方向ＶＤの上方側においては、そのまま冷却水流路６３内に滞留してしまう空気が存在することになる。上述した潤滑油冷却装置５０では、かかる滞留空気を抜くことができる。
【００３１】
図３は、潤滑油冷却装置５０における空気抜きの様子を示す。空気抜きにおいては、まず冷却水流路６３に冷却水を流通させる。これによって、矢印ＡＲ１に示すように、冷却水入口６１から冷却水出口６２に向かって冷却水が流れ、冷却水流路６３内に初期的に存在していた空気のほとんどは冷却水出口６２から排出され冷却水に置換される。その後バルブ７０を開けると、冷却水流路６３の上方側に滞留していた空気は、冷却水流路６３を流れる冷却水の水圧によって、矢印ＡＲ２に示すように、冷却水と共に管８０およびバルブ７０を介して、冷却水流路６３の鉛直方向ＶＤの上方側から外部に流出する。そして空気が混入していない冷却水が出口７３から放出されるのを確認した時点で、バルブ７０を閉じる。
【００３２】
このようにして、一種の断熱層として機能する滞留空気を抜いた状態で、冷却水を冷却水流路６３に流通させれば、底部４２の上方に形成されたオイルバス４１に貯留された潤滑油の冷却効率を高めることができる。なお、本実施例では、冷却用ケーシング６０の上方にオイルバス４１が位置する。このため、空気が水よりも軽いことを利用して鉛直方向ＶＤの上方に向かう経路で空気を抜く通常の空気抜き弁を使用して空気を抜くことは困難である。そこで、本実施例では、冷却水の水圧を利用することによって、上方から下方に向かう経路で空気抜きを行うことを可能としている。
【００３３】
上述した軸受装置２０の効果を明確にするために、軸受装置２０の効果を説明する前に、比較例としての軸受装置の構成について説明する。図４は、比較例としての軸受ケーシング１４０の構成を示す。この例では、図示するように、鋳造によって、オイルバス１４１と冷却水流路１４５との両方が、軸受ケーシング１４０の内部に形成されている。つまり、冷却水流路１４５が軸受ケーシング１４０と一体的に構成されている。かかる軸受ケーシング１４０を製造する場合には、鋳造時に鋳抜き穴１４６を設けて中子砂を支える必要があり、また鋳物仕上げ時には、中子砂の除去に長時間を要することになる。つまり、軸受ケーシング１４０は、製造が極めて煩雑になる。
【００３４】
図５は、比較例としての冷却用ケーシング２６０の構成を示す。冷却用ケーシング２６０は、内部にオイルバス２４１が形成された軸受ケーシング２４０の下方端に、ガスケッ
ト２９１を介して取り付けられている。冷却用ケーシング２６０の内部には、上述の冷却用ケーシング６０と同様に、冷却水入口２６１、冷却水出口２６２、冷却水流路２６３および仕切板２６６が形成されている。かかる冷却水流路２６３に冷却水を流通させる場合、初期使用時、すなわち冷却水流路２６３に初めて冷却水を導入する際に、冷却水流路２６３の空気の全てを冷却水で置換することができない。このため、冷却水流路２６３の上方側には、常に空気溜り２６８が存在することになる。本願発明者は当該事実と空気溜り２６８の存在下では潤滑油の冷却効率が著しく低下することを見出した。
【００３５】
一方、上述した本実施例としての軸受装置２０によれば、冷却用ケーシング６０の上方側が開口しているので、鋳造によって複雑な内部構造を形成する必要がない。このため、軸受装置２０の製造が容易である。しかも潤滑油冷却装置５０は、下方が閉塞した軸受ケーシング４０を備える一般的な軸受装置２０に取り付けることができるので汎用性にも優れる。さらに軸受装置２０によれば、上述したようにバルブ７０および管８０を介して空気抜きが行えるので、潤滑油の冷却効率を高めることができる。
【００３６】
また、軸受装置２０によれば、バルブ７０に管８０を接続することによって、冷却水流路６３の鉛直方向ＶＤの上方側から下方に向かって冷却水流路６３の外部に通じる連通経路を容易に形成できる。また空気は冷却水流路６３の鉛直方向ＶＤの最上部に滞留するので、軸受装置２０によれば管８０の開口８１が鉛直方向ＶＤの上方を向いた状態で配置されることによって、冷却水流路６３に滞留した空気が管８０に導かれやすくなる。その結果、冷却水流路６３に滞留した空気を好適に抜くことができる。
【００３７】
また、軸受装置２０によれば、軸受ケーシング４０に凹部４３が形成されているので、冷却水流路６３の滞留空気は、順次、最も上方の空間である凹部４３の内部に導かれ、管８０およびバルブ７０を介して外部に流出することになる。つまり冷却水流路６３に滞留した空気の全てを一層確実に抜くことができ、冷却水と軸受ケーシング４０の底部４２とを直接的に接触させることができ、潤滑油の冷却効率を著しく高めることができる
【００３８】
また、軸受装置２０によれば、バルブ７０は冷却水流路６３の鉛直方向ＶＤの上方側うちの下流側と連通している。冷却水流路６３に滞留する空気は、冷却水の流れによって下流側に押し出されるので、かかる構成によって空気抜きを一層確実に行うことができる。
【００３９】
図６は、潤滑油冷却装置５０の潤滑油冷却効果についての実験結果である。図示するように、冷却水流路６３に冷却水を導入していない期間Ｔ１では、軸受温度は２５℃から３５℃までほぼ一定の比率で上昇した。期間Ｔ１に続く期間Ｔ２では、４Ｌ／ｍｉｎの流速で冷却水流路６３に冷却水を導入した。このとき、バルブ７０による空気抜きは行っていない。かかる期間Ｔ２では、軸受温度は、３５℃から徐々に低下したが、３０℃付近で温度低下の収束傾向が見られた。期間Ｔ２に続く期間Ｔ３では、バルブ７０による空気抜きを行った上で４Ｌ／ｍｉｎの流速で冷却水流路６３に冷却水を導入した。かかる期間Ｔ３では、低下傾向が収束していた軸受温度は再び低下し始め、最終的には２６℃程度まで低下した。空気抜きを行わない状態での軸受温度の低下量は５℃であったのに対し、空気抜きを行うことによって軸受温度の低下量は、２倍近い約９℃にまで増加した。かかる結果から、本実施例の軸受装置２０は、潤滑油の冷却効率を著しく高めることができることが確認された。
【００４０】
Ｂ．第２実施例：
図７は、第２実施例としての軸受装置３２０の概略構成を示す。図７において、第１実施例としての軸受装置２０の構成要素と同一の構成要素については、第１実施例（図１）と同一の符号を付して説明を省略する。以下では、第１実施例と異なる点についてのみ説明する。軸受装置３２０は、第１実施例の軸受ケーシング４０と形状が異なる軸受ケーシ
ング３４０を備えている。また、軸受装置３２０の潤滑油冷却装置３５０は、冷却用ケーシング６０、バルブ７０および管８０に加えて、板状部材４００を備えている。
【００４１】
軸受ケーシング３４０の下方端は、開放されている。すなわち軸受ケーシング３４０の下方端には、オイルバス３４１を形成するための空間と連通する開口３４５が形成されている。開口３４５の周囲には、端面３４２が形成されている。板状部材４００は、本実施例では、板状形状の鋼材からなり、軸受ケーシング３４０の端面３４２の外郭と略同一の外郭を有する大きさに形成されている。板状部材４００は、軸受ケーシング３４０の端面３４２と冷却用ケーシング６０との間（より正確には、ガスケット９１ａとガスケット９１ｂとの間）に配置され、冷却用ケーシング６０と共に、軸受ケーシング３４０の下方端に取り付けられる。潤滑油の冷却を効率的に行うために、板状部材４００には冷却用ケーシング６０および軸受ケーシング４０の熱伝導率以上の熱伝導率を有する材料を使用することが望ましい。
【００４２】
かかる取付状態において、板状部材４００は冷却用ケーシング６０の開放された上方の全体を覆っている。つまり冷却水流路６３の上方が板状部材４００によって覆われて、板状部材４００の下面４０１が、冷却水流路６３の上面を形成する。同時に軸受ケーシング３４０の開口３４５は、板状部材４００によって閉塞し、それによって、板状部材４００の上方にオイルバス３４１が形成される。板状部材４００の下面４０１には、鉛直方向ＶＤに上方に向けて窪んだ凹部４１０が形成されている。管８０の開口８１は凹部４１０の内部に配置されている。
【００４３】
かかる軸受装置３２０によれば、第１実施例と同様の効果を奏する。しかも軸受ケーシング３４０を、その下方端が開放された形状とすることができるので、軸受ケーシング３４０の鋳造の仕上げ時に煩雑な砂落とし作業が必要なく、軸受ケーシング３４０の製造が容易になる。
【００４４】
Ｃ．変形例：
Ｃ−１．変形例１：
バルブ７０は、その全体が、冷却用ケーシング６０の外部に配置されていてもよい。例えば、管８０が冷却用ケーシング６０の底部６７を貫通し、冷却用ケーシング６０の外部で、管８０とバルブ７０とが接続されていてもよい。
【００４５】
Ｃ−２．変形例２：
管８０およびバルブ７０によって形成される連通経路は、上述の例に限らず、鉛直方向ＶＤの上方側から下方に向かって冷却水流路６３の外部に通じる任意の経路で設定可能である。例えば管８０が開口８１から下方に向かって延び、途中で水平方向に屈曲して冷却用ケーシング６０の側面を貫通し、その先にバルブ７０が接続されていてもよい。バルブ７０の出口７３は、水平方向に向けて開口する構成に限らず下方に向けて開口していてもよい。
【００４６】
もとより、管８０およびバルブ７０によって形成される連通経路は、鉛直方向ＶＤの上方側から水平方向に向かって冷却水流路６３の外部に通じる任意の経路で設定されてもよい。例えば、開口８１が鉛直方向ＶＤの上方側で水平方向に向けて開口するように、直線状の管８０が配置されていてもよい。この場合管８０が冷却用ケーシング６０の側面を貫通し、冷却用ケーシング６０の外部で管８０にバルブ７０が接続されていてもよい。あるいは、冷却用ケーシング６０の鉛直方向ＶＤの上方側の側面に貫通穴が形成され、その貫通穴に、管８０が接続されていないバルブ７０の入口７２が挿入されていてもよい。この場合、管８０は省略可能である。これらのようにしても冷却水流路６３に滞留する空気をある程度抜くことができる。
【００４７】
Ｃ−３．変形例３：
第１実施例において、軸受ケーシング４０の凹部４３は、鉛直方向ＶＤの上方から下方に向かうにつれて開口面積が大きくなるように形成されていてもよい。また、軸受ケーシング４０の底部４２の表面４２ａは、その全体が鉛直方向ＶＤに直交する面として形成される構成に限らず所定の勾配を有していてもよい。かかる場合凹部４３は、表面４２ａのうちの、鉛直方向ＶＤ方向の位置が最も上方に位置する領域に形成されることが望ましい。また凹部４３は局所的な窪みとして形成される構成に限らず、冷却水流路６３における冷却水の流れの方向に沿って連続的に窪んだ溝として形成されていてもよい。さらに、溝として形成される凹部４３の底部は、所定の勾配を有していてもよい。かかる場合、管８０の開口８１は、凹部４３の底部のうちの、鉛直方向ＶＤ方向の位置が最も上方に位置する領域に配置されることが望ましい。これらの構成によれば、冷却水流路６３の上方側に滞留する空気を凹部４３に一層導きやすくすることができる。これらの点は第２実施例として説明した板状部材４００の凹部４１０についても同様である。
【００４８】
以上、いくつかの実施例に基づいて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組み合わせ、または、省略が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１５…主軸
２０，３２０…軸受装置
３０…転がり軸受
４０，３４０…軸受ケーシング
４１，３４１…オイルバス
４２…底部
４２ａ…表面
４３…凹部
５０，３５０…潤滑油冷却装置
６０…冷却用ケーシング
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ…側面
６１…冷却水入口
６２…冷却水出口
６３…冷却水流路
６５…貫通穴
６６ａ，６６ｂ，６６ｃ…仕切板
６７…底部
７０…バルブ
７１…弁軸
７２…入口
７３…出口
８０…管
８１…開口（入口）
９１，９１ａ，９１ｂ…ガスケット
９２…ボルト
３４２…端面
３４５…開口
４００…板状部材
４０１…下面
４１０…凹部
ＶＤ…鉛直方向
ＯＬ…オイルレベル
ＡＲ１，ＡＲ２…矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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