(57)【要約】【課題】  回転電機の軸受装置における潤滑油を効率よく冷却する。【解決手段】  軸受装置は、回転子端部を回転可能に支持する軸受５と、内部に潤滑油を収容し、軸受５に潤滑油を供給する油槽６と、油槽６より熱伝導率の高い材料からなり、油槽６外周面を貫通し、油槽６の内部および外部に表面を露出して設けられる放熱部材７とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子端部を回転可能に支持する軸受と、
内部に潤滑油を収容し、前記軸受に前記潤滑油を供給する油槽と、
前記油槽より熱伝導率の高い材料からなり、前記油槽外周面を貫通し、前記油槽の内部および外部に表面を露出して設けられる放熱部材とを備えることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記油槽は、外周面に貫通孔が形成され、
前記放熱部材は、前記貫通孔に挿入され、前記油槽と異材接合によって固定されることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記油槽は、開口部が形成され、
前記放熱部材を有する放熱ユニットが前記開口部に取り付けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軸受装置。
【請求項４】
前記放熱部材は、前記油槽外周面を貫通して両端を接続し、内部に前記潤滑油を流通することができる放熱管であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の軸受装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の軸受装置を備えることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を回転可能に保持する軸受装置およびそれを用いた回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
縦軸回転電機は、回転子を回転可能に保持するために、すべり軸受が採用される。このすべり軸受には、潤滑油を収容する油槽が接続され、すべり軸受へ潤滑油が供給される。すべり軸受へ供給した潤滑油は、すべり軸受と回転軸間の摩擦等により加熱されるため、回収し冷却する必要がある。
【０００３】
従来の軸受装置の冷却構造は、油槽内に油冷管を設置し、油冷管内に水を流すことで冷却する自蔵式や、潤滑油を外部へ循環させ、補機によって冷却する外置式、油槽外面から潤滑油を冷却する空冷式がある。例えば、空冷式の軸受装置として、油槽外面にフィンを設けて冷却するものが開発されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−９２７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、自蔵式は油冷管が必要であり、外置式は補機が必要であるため、構造が複雑化し、保守性等が低下する。そこで、構造が簡易な空冷式の軸受装置において冷却効率の改善が望まれる。
【０００６】
そこで本発明は、すべり軸受けを効率よく冷却することができる軸受装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の軸受装置は、回転子端部を回転可能に支持する軸受と、内部に潤滑油を収容し、軸受に潤滑油を供給する油槽と、油槽より熱伝導率の高い材料からなり、油槽外周面を貫通し、油槽の内部および外部に表面を露出して設けられる放熱部材とを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る回転電機における軸受装置を示す概略縦断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る回転電機における油槽の概略断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る軸受装置の変形例を示す概略縦断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る回転電機における軸受装置を示す概略斜視図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る回転電機における軸受装置を示す概略縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第１の実施形態に係る軸受装置について図１を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る回転電機における軸受装置を示す概略縦断面図である。
【００１１】
縦軸回転電機は、回転軸１と、回転子２と、固定子３と、すべり軸受５と、油槽６と、放熱部材である放熱フィン７とから構成される。
【００１２】
回転軸１は、軸心を立直させて設けられ、回転軸１の周囲に回転子２が設けられる。回転子２の外周に所定の間隙を隔てて、固定子３が配置される。さらに、回転軸１、回転子２、固定子３を覆う風道４を設けることができる。
【００１３】
回転子２の回転子２を挟んだ上部、下部の各々にすべり軸受５が設けられる。すべり軸受５は、回転軸１及び回転子２の重力荷重を支持する部材と、回転軸１の水平方向変位を抑える部材とから構成される。
【００１４】
回転軸１上部では、上部のすべり軸受５を包囲するように、すべり軸受５に潤滑油を供給可能に、油槽６が設けられる。油槽６は、重量物である潤滑油を収容するため、通常、通常鉄系材料等が適用される。この上部の油槽６は、上部ブランケット８によって支持される。回転軸１下部にも同様に、下部のすべり軸受５に対し、油槽６が設けられる。下部の油槽６は、下部ブランケット９によって支持される。
【００１５】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る回転電機における油槽の概略断面図である。油槽６には、放熱部材として、放熱フィン７が設けられる。放熱フィン７は、油槽６より熱伝導率の高い材料（例えば、銅）を適用することができる。放熱フィン７は、油槽６外周面を貫通し、油槽６の内部および外部に表面を露出するように設けられる。図２に示すように、油槽６外周面に、貫通孔としてスリット１１を形成し、板形状の放熱フィン５２をスリット１１に挿入する。さらに、油槽６と放熱フィン５２を、溶接や摺動接合等の異材接合によって固定する。
【００１６】
（作用）
以下、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。
【００１７】
回転電機の運転中において、回転軸１は上下のすべり軸受５に保持されながら、回転運動を行う。回転軸１周囲の回転子２は、固定子３と間隙を隔てて回転し、発電が行われる。油槽６は、潤滑油を収容し、すべり軸受５に潤滑油供給し、回転軸１とすべり軸受５を円滑に回転させる。
【００１８】
ここで、回転軸１とすべり軸受５の回転摩擦等によって、すべり軸受５に供給された潤滑油が加熱される。加熱された潤滑油は、油槽６内を対流する。
【００１９】
放熱フィン７は、油槽６内部で潤滑油の熱を吸収し、油槽６外方へ熱伝達する。油槽６外部では、放熱フィン７が空気との接触により、潤滑油の熱エネルギーが空気中へ放熱される。
【００２０】
本実施形態は、以下の変形が可能である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る軸受装置の変形例を示す概略縦断面図である。本変形例では、油槽６内部での放熱フィン７を複数分岐させた形状とする。この場合、内側の放熱フィン７は、潤滑油とより効率よく接触、熱交換することができ、放熱フィン７は、油槽６外部にて空気９へ潤滑油の熱エネルギーを放熱する。
【００２１】
（効果）
本発明の第１の実施形態によれば、油槽６に放熱部材として、放熱フィン７を油槽６を貫通して、油槽の内部および外部に表面を露出するように設けることによって、効率よく潤滑油を冷却することができる。本実施形態における放熱フィン７を適用した油槽６の放熱における熱抵抗は、従来の鉄フィンによる熱抵抗と比較して３８％減少することを確認している。
【００２２】
（第２の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第２の実施形態に係る回転電機について図４を参照して説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る回転電機における軸受装置を示す概略斜視図である。
【００２３】
基材２１は、板形状であり、第１の実施形態と同様のスリットが形成され、放熱フィン７を挿入して、放熱ユニット２２を構成する。または、板形状の表裏に突出して放熱フィン７が設けられるように、放熱ユニット２２を一体成形してもよい。一方、油槽６には、開口部２３が形成される。この開口部２３に放熱ユニット２２の基材２１を嵌合させ、異材接合またはボルト締結によって、固定する。
【００２４】
（作用）
以下、本発明の第２の実施形態の作用について説明する。
【００２５】
放熱ユニット２２の放熱フィン７が、潤滑油に接触して熱交換し、油槽６外部にて放熱フィン７と空気が接触して、潤滑油の熱が放熱される。複数の放熱フィンを各々、油槽６に貫通孔を設けて固定する場合に比べ、製造コストの低減が期待できる。
【００２６】
（効果）
本発明の第２の実施形態によれば、放熱部材として、放熱ユニット２２を設けることによって、潤滑油を効率よく冷却することができるとともに、放熱ユニット２２を油槽６に簡易に取り付けることができる。
【００２７】
（第３の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第３の実施形態に係る回転電機について図５を参照して説明する。図５は、本発明の第３の実施形態に係る回転電機における軸受装置を示す概略縦断面図である。
【００２８】
本実施形態では、放熱部材として、油槽６に放熱管３１を設ける。放熱管３１は、油槽６外部に配置されて両端を油槽６外周面に貫通して接続され、油槽６内部から潤滑油８を導入し、再び油槽６へ戻すことができるように設けられる。
【００２９】
（作用）
以下、本発明の第３の実施形態の作用について説明する。
【００３０】
潤滑油は、放熱管３１一端からに導入され、流通しながら熱を放熱管３１を介して空気中に放熱する。潤滑油は、放熱管３１内で冷却された後、放熱管３１他端から油槽６内部に戻される。さらに、放熱管３１に放熱フィン７を設けることによって、より効率よく潤滑油の熱を放熱させることができる。
【００３１】
（効果）
本発明の第３の実施形態によれば、油槽６に放熱管３１を設け、潤滑油を放熱管３１に流通させることによって、潤滑油を効率よく冷却することができる。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。例えば、上述した実施形態では、油槽６の材料として鉄系材料を適用するだけでなく、銅または真鍮を油槽６の材料に適用し、適宜補強を設けることによって、さらに冷却効果を高めることもできる。さらに本実施形態は、縦軸回転電機の軸受だけでなく、回転軸を水平にした横軸回転電機の軸受にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・回転軸
２・・・回転子
３・・・固定子
４・・・風道
５・・・すべり軸受
６・・・油槽
７・・・放熱フィン
８・・・上部ブラケット
９・・・下部ブラケット
１０・・・建屋
１１・・・スリット
１２・・・接合部
２１・・・基材
２２・・・放熱ユニット
２３・・・開口部
３１・・・放熱管
【図１】
2015183771.tif 000003
【図２】
2015183771.tif 000004
【図３】
2015183771.tif 000005
【図４】
2015183771.tif 000006
【図５】
2015183771.tif 000007