(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの主軸と他の回転軸を直結する軸継手と、
回転軸の回転を低速軸に伝達する減速機構と、
低速軸を浸漬するように設けた油溜り部とを備えた回転機械において、
主軸と回転軸と低速軸の内部には、それぞれ上下方向に延びる中空部が設けられ、
主軸と回転軸と低速軸は、中空部同士が連通されるように接続され、
低速軸に設けた連通部を介して低速軸の中空部に供給された潤滑油が、各軸の回転による遠心力によって中空部の内周面を伝って上昇し、
主軸と回転軸を直結する部分に設けた連通部を介して軸継手に供給され、さらに主軸に設けた連通部を介して主軸の軸受に供給されることを特徴とする回転機械。
【請求項２】
前記主軸の軸受の上部に、前記連通部から供給される潤滑油を流入する油溜りを設けたことを特徴とする請求項１記載の回転機械。
【請求項３】
前記低速軸を浸漬するように設けた油溜り部には、前記各軸の回転による油溜り部の潤滑油の油面の変動を抑制する油面変動抑制部材を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の回転機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータによってインペラなどの被駆動部材を回転駆動する回転機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばエアレータ（曝気装置）や水中モータポンプなどの各種回転機械は、モータの高速回転を減速機によって低速に落としてインペラ等を回転駆動するように構成されている。即ちこの種の回転機械は、モータの主軸に直接又は他の回転軸を介して減速機構を接続し、減速機構の出力側の駆動軸にインペラ等を接続して構成されている。
【０００３】
ところで前記モータの主軸や駆動軸は、通常その上下二箇所が転がり軸受などの軸受によって軸支されている。
【０００４】
そして前記駆動軸の軸受と減速機構は、これらを油溜り部内に浸漬することでその潤滑が行われる。一方モータの主軸の軸受は、前記減速機構や駆動軸のかなり上方に位置するため、前記油溜り部内の潤滑油によっては潤滑できず、別途これを強制的に潤滑する潤滑油供給装置が必要であった。
【０００５】
しかしながら従来、モータの主軸の軸受に簡単な構成で潤滑油を給油できる潤滑油供給装置はなかった。
【０００６】
特にモータの主軸を他の回転軸に直結し、この回転軸を減速機構に接続する場合があるが、このような場合はモータの主軸の軸受への給油の他に、主軸と回転軸を直結する軸継手の部分への給油も必要となり、さらに複雑な潤滑油給油装置が必要となっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、モータの主軸の軸受に簡単な構造で潤滑油を供給できる回転機械を提供することにある。
【０００８】
また本発明の目的は、モータの主軸の軸受の他に、主軸とこれに直結する回転軸の軸継手の部分にも簡単な構造で潤滑油を供給できる回転機械を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本発明は、モータの主軸と他の回転軸を直結する軸継手と、回転軸の回転を低速軸に伝達する減速機構と、低速軸を浸漬するように設けた油溜り部とを備えた回転機械において、主軸と回転軸と低速軸の内部には、それぞれ上下方向に延びる中空部が設けられ、主軸と回転軸と低速軸は、中空部同士が連通されるように接続され、低速軸に設けた連通部を介して低速軸の中空部に供給された潤滑油が、各軸の回転による遠心力によって中空部の内周面を伝って上昇し、主軸と回転軸を直結する部分に設けた連通部を介して軸継手に供給され、さらに主軸に設けた連通部を介して主軸の軸受に供給されるように構成した。
【００１０】
ここで前記主軸の軸受の上部に、前記連通部から供給される潤滑油を流入する油溜りを設けることが好ましい。
【００１２】
なお前記低速軸の軸受及び前記減速機構は、何れも前記油溜り部内の潤滑油内に浸漬しておくことが好ましい。
【００１３】
また前記低速軸を浸漬するように設けた油溜り部には、前記各軸の回転による油溜り部の潤滑油の油面の変動を抑制する油面変動抑制部材を設けることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明を適用するエアレータの一例を示す一部断概略側面図である。同図に示すようにこのエアレータは、モータ１０の下部に減速機構２０を取り付け、更にその下にモータ１０の駆動によって回転するインペラ１１３を取り付け、一方インペラ１１３を囲むように吸込ケーシング１１５を取り付け、また吸込ケーシング１１５の上部に吐出ケーシング１１７を取り付けて構成されている。
【００１５】
吐出ケーシング１１７の上部には、この吐出ケーシング１１７内に空気を供給する給気管１１９が接続されている。給気管１１９は図示しない吸気パイプに接続され空気が供給される。エアレータ全体は吊り下げ金具１２１によって汚水中に吊り下げられる。
【００１６】
ここで図２は前記モータ１０から減速機構２０の下側部分までを拡大して示す概略断面図である。同図に示すように、モータ１０の中央には、主軸１１が貫通しており、主軸１１の上下は軸受（図では下側の軸受１７のみ示している）によって回動自在に軸支されている。主軸１１の中央にはロータ１９が固定され、その周囲にステータ２１が設置されている。
【００１７】
主軸１１の下端は軸継手２５によって回転軸３０に直結されており、回転軸３０の下部には歯車３１が設けられている。この歯車３１の歯には複数の遊星歯車３３が噛み合っており、さらに遊星歯車３３の歯にはその外側に設けたリング状の内歯歯車３５が噛み合っている。内歯歯車３５はこの減速機構２０を囲むケースに固定されている。
【００１８】
遊星歯車３３の軸３７は、支持板３９に回動自在に固定され、支持板３９は低速軸４１の上端に一体に回転するように固定されている。なお前記回転軸３０の下端は、支持板３９との間に設けた軸受４３によって回動自在に軸支されている。
【００１９】
低速軸４１はその上下を軸受４５，４７によって回動自在に軸支されることでその上端面を回転軸３０の下端面に接合している。つまり主軸１１と回転軸３０と低速軸４１とは、主軸１１を上側にしてその全体を立てた状態で各端面を接続して設置されている。なお回転軸３０と低速軸４１の接合面には、接合面の摺動を円滑に行うための摺動板を介在させても良い。そして低速軸４１の下部にはシール機構１１０を介してインペラ１１３（図１参照）が取り付けられる。
【００２０】
減速機構２０及び両軸受４５，４７及び軸受４３の部分はその外周を囲むケーシングによって油溜り部Ｒが形成され、何れも油溜り部Ｒ内の潤滑油に浸漬されている。また油溜り部Ｒに溜まっている潤滑油の油面の少し下方には、板状の油面変動抑制部材６０がケーシングの内周面に固定されることで設置されている。
【００２１】
一方前記主軸１１と回転軸３０と低速軸４１の内部には、それぞれ上下方向に延びる中空部１１ａ，３０ａ，４１ａが設けられている。中空部１１ａはその下端面から前記軸受１７近傍位置まで延びている。中空部３０ａは回転軸３０を貫通している。中空部４１ａはその上端面から軸受４５の下方まで延びている。
【００２２】
そしてこれら中空部１１ａ，３０ａ，４１ａは、それぞれの端面において接続され、連通している。また中空部１１ａの上端近傍にはこの中空部１１ａとその外部とを連通する連通部１１ｂが設けられており、一方中空部４１ａの下端近傍にもこの中空部４１ａとその外部とを連通する連通部４１ｂが設けられている。さらに主軸１１と回転軸３０の両端面の間に隙間を設けることで中空部３０ａ（１１ａ）と外部とを連通する連通部３０ｂが設けられている。
【００２３】
図３は前記連通部１１ｂの周辺部分を拡大して示す要部断面図である。同図に示すように連通部１１ｂは軸受１７の上部に設けた油溜り５０に開口している。油溜り５０は軸受１７と、軸受１７を支えるスリーブ５１と、スリーブ５１と主軸１１間を密閉するオイルシール５３とによって囲まれる空間で形成される。
【００２４】
以上のように構成されたエアレータにおいて図１に示すモータ１０を駆動すると減速機構２０で減速された回転数でインペラ１１３が回転され、吸込ケーシング１１５側から吐出ケーシング１１７側に向けて汚水が流れ、吐出口１２５から吐出される。その際同時に給気管１１９から吐出ケーシング１１７内に空気が供給されて微細な気泡となって前記吐出される汚水中に溶け込む。
【００２５】
ここで図２においてモータ１０の駆動によってモータ１０の主軸１１と回転軸３０は一体に高速に回転し、一方減速機構２０の後段の低速軸４１は低速で回転するが、その際油溜り部Ｒ内にある減速機構２０及び両軸受４５，４７及び軸受４３は、何れも潤滑油に浸漬されている。
【００２６】
一方前記潤滑油は、連通部４１ｂを通して静止状態では中空部４１ａ内と中空部３０ａの下部とに充填されているが、低速軸４１と回転軸３０と主軸１１の回転によって、中空部４１ａ及び中空部３０ａ内の潤滑油に遠心力が生じてその表面が略放物線状となって中空部３０ａ，１１ａの内周面を伝って上昇して主軸１１に設けた連通部１１ｂを介して油溜り５０に供給され、軸受１７を潤滑する。
【００２７】
ここで本発明の場合、低速軸４１の上に高速回転する回転軸３０及び主軸１１を接合しているが、低速軸４１は回転が遅いのでそれほど潤滑油を上昇させることはできないが、その代わりにその内部に多量の潤滑油を保持することができる。一方回転軸３０及び主軸１１は高速回転するので潤滑油を高い位置まで上昇させることはできるが、その代わりにその内部の潤滑油は遠心力によって薄い層となってその内部に多量の潤滑油を保持することはできない。そこで本発明では、低速軸４１の中空部４１ａ内に多量の潤滑油を溜めておき、この潤滑油を回転軸３０及び主軸１１の高速回転によって上方まで上昇させ、これによって軸受１７に十分な潤滑油を供給するようにしている。
【００２８】
そして軸受１７に給油された潤滑油は、軸受１７から落ちて再び油溜り部Ｒに戻る。なお油溜り５０の上部はオイルシール５３によってシールされているので、この油がモータ１０の内部に浸入することはない。
【００２９】
同時に中空部３０ａの内周面を伝って上昇した潤滑油の一部は、連通部３０ｂの部分から軸継手２５に供給され、その潤滑が行われる。軸継手２５に供給された潤滑油も下に落ちて再び油溜り部Ｒに戻る。
【００３０】
ところで上記実施形態において油面変動抑制部材６０を設置した理由を図４を用いて説明する。即ちもし油面変動抑制部材６０を設置しないと、図４（ａ）に示すように各軸１１，３０，４１が回転した際に油溜り部Ｒ内の潤滑油も回転してその遠心力で油面は略放物線形状となる。このためその中央部の油面位置が低下し、これに合わせて中空部４１ａ，３０ａ内の潤滑油の油面位置も低下するので、結局中空部４１ａ，３０ａ内の潤滑油を高い位置まで供給できなくなる。これに対して油面変動抑制部材６０を設置した場合は、図４（ｂ）に示すように各軸１１，３０，４１が回転した際に油溜り部Ｒ内の潤滑油も回転してその遠心力で油面が略放物線形状となろうとするが、これを前記油面変動抑制部材６０が抑制し、ほぼ油面を平面状に保つことができる。このため油溜り部Ｒ内の潤滑油の中央部の油面位置が低下することはなく、これに合わせて中空部４１ａ，３０ａ内の潤滑油の油面位置も低下しないので、結局中空部４１ａ，３０ａ内の潤滑油を高い位置まで供給することができるからである。
【００３１】
上記実施形態の油面変動抑制部材６０は平板状であったが、それ以外の各種形状であっても良く、また網などの他の構造であっても良い。要は各軸１１，３０，４１の回転による油溜り部Ｒの潤滑油の油面の変動を抑制する油面変動抑制部材であれば、どのような形状・構造であっても良い。
【００３２】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【００３３】
例えば上記実施形態では、モータ１０の主軸１１に回転軸３０を接続しているが、二本以上の回転軸３０を直結しても良い。
【００３４】
上記実施形態では本発明をエアレータに適用した例を示したが、本発明はこの実施形態に限定されず、水中モータポンプ等の他の各種回転機械にも適用できる。また減速機構や軸受や軸継手の構造も種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、主軸や低速軸自体に設けた中空部を用いるという簡単な構造で、低速軸の軸受や減速機構などを浸漬する油溜り部の潤滑油を用いて、モータの主軸の軸受も容易に潤滑することができるという優れた効果を有する。
【００３６】
また本発明によれば、モータの主軸の軸受の他に、主軸に直結する回転軸の軸継手の部分にも同時に潤滑油を供給することができるという優れた効果を有する。
【００３７】
また本発明によれば、主軸の軸受の上部に連通部から供給される潤滑油を流入する油溜りを設けたので、軸受への潤滑油の供給が確実に行える。
【００３８】
また油面変動抑制部材を設けた場合は、各軸が回転しても油溜り部内の潤滑油の油面位置が低下することはなく、結局中空部内の潤滑油を高い位置まで供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するエアレータの一例を示す一部断概略側面図である。
【図２】モータ１０から減速機構２０の下側部分までを拡大して示す概略断面図である。
【図３】連通部１１ｂの周辺部分を拡大して示す要部断面図である。
【図４】油面変動抑制部材６０の作用を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１０  モータ
１１  主軸
１１ａ，３０ａ，４１ａ  中空部
１１ｂ，３０ｂ，４１ｂ  連通部
１７  軸受
１９  ロータ
２０  減速機構
２１  ステータ
２５  軸継手
３０  回転軸
３１  歯車
３３  遊星歯車
３５  内歯歯車
３７  軸
３９  支持板
４１  低速軸
４３，４５，４７  軸受
Ｒ  油溜り部
５０  油溜り
５１  スリーブ
５３  オイルシール
６０  油面変動抑制部材
１１０  シール機構
１１３  インペラ（被駆動部材）
１１５  吸込ケーシング
１１７  吐出ケーシング
１１９  給気管
１２５  吐出口
【図１】
0003958492.tif 000002
【図２】
0003958492.tif 000003
【図３】
0003958492.tif 000004
【図４】
0003958492.tif 000005