CN110535279A - 马达 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够高效地进行润滑油向机械密封件以及轴承的供给，且能够抑制马达的驱动时的温度上升的马达。马达(1)的机械密封件(10)具备：密封圈(11)，其被转子(3)的旋转轴(5)插通，具有密封面(11a)；以及接合环(12)，其固定于旋转轴(5)，具有与密封圈(11)的密封面(11a)接触的密封面(12a)。在接合环(12)、且是比接合环(12)的密封面(12a)靠接合环(12)的外缘侧的位置，形成有供润滑油向轴承(6)侧流动的贯通孔(14)。

Description

马达

技术领域

本发明涉及在对转子的旋转轴进行支承的轴承的附近具备机械密封件的马达。

背景技术

以往，作为这种具备机械密封件的马达，在专利文献1中提出了具备机械密封构造的马达。该马达构成为在将润滑油保持于机械密封件的接合环与密封圈的密封面的状态下将它们密封，并且向轴承供给润滑油。

专利文献1：日本特开2004-72949号公报

然而，在如专利文献1那样具备机械密封构造的马达中，大多情况下采用从接合环的外周面与马达壳体之间向轴承供给润滑油的构造。此时，由转子发出的热虽然从接合环向润滑油散热，但由于没有充分确保接合环的表面积，因此难以利用接合环有效地对转子的热进行散热。因此，若为了提高接合环的散热效率而增大接合环的直径，则虽然能够增大接合环的散热面积，但会减少接合环的外周面与马达壳体之间的润滑油的流路剖面，因此难以稳定地确保向轴承供给流动的润滑油。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题而提出的，在本发明中，提供一种能够稳定地确保朝将转子的旋转轴支承为旋转自如的轴承供给润滑油，并能够抑制马达的驱动时的温度上升的马达。

鉴于上述课题，本发明所涉及的马达在马达壳体内具备转子和定子，并且还具备：轴承，其将上述转子的旋转轴旋转自如地支承于上述马达壳体；以及机械密封件，其配置于比上述轴承靠上述旋转轴的端部侧的位置，将供给至上述轴承的润滑油相对于上述马达壳体进行密封，上述马达的特征在于，上述机械密封件具备：密封圈，其被上述转子的旋转轴插通，具有密封面；以及接合环，其以被上述旋转轴插通的状态被固定，具有与上述密封圈的密封面接触的密封面，在上述接合环、且是比上述接合环的上述密封面靠上述接合环的外缘侧的位置，形成有供上述润滑油向上述轴承侧流动的润滑油通路。

根据本发明，在马达的驱动时产生的热量向转子的旋转轴传递，然后所传递的热量向固定于旋转轴的接合环进一步传递。另外，接合环与密封圈的摩擦热也产生作用，从而接合环的温度上升。此时，向轴承供给的润滑油通过形成于比接合环的密封面靠外缘侧的润滑油通路而向轴承流动，因此能够利用润滑油对传递至接合环的热进行吸热。这样的结果是，能够抑制包含接合环的马达的温度上升，能够稳定地进行润滑油向轴承的供给。

这里，润滑油通路能够举出形成于接合环的周边部的切口或者贯通孔等，只要能够使润滑油向轴承侧通过，就没有特别的限定。然而，作为更优选的方式，上述润滑油通路是形成于上述接合环的贯通孔。

根据该方式，通过使润滑油通路为贯通孔，能够利用接合环的外表面和贯通孔的壁面使接合环的热高效地散热。与切口的情况相比，由于在更接近插通于接合环的旋转轴的位置存在具有散热面积更广的壁面的贯通孔，因此能够利用润滑油对传递至接合环的热更加高效地进行吸热。

并且，对于上述的接合环的形状虽没有特别的规定，但作为更加优选的方式，在上述接合环的外周面形成有沿着该接合环的周向延伸的多个翅片。

根据该方式，通过在接合环的外周面沿着接合环的周向形成多个翅片，能够增加接合环的表面积，从而能够从翅片高效地散热。这样的结果是，能够提高与润滑油的热交换的效率，从而能够抑制接合环的温度上升，结果是能够抑制马达的驱动时的温度上升。

根据本发明，能够通过接合环的贯通孔来稳定地确保润滑油朝向对转子的旋转轴进行支承的轴承的供给，并能够使马达的驱动时产生的热量从接合环向润滑油散热，从而能够抑制马达的温度上升。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的马达的一个实施方式的剖视图。

图2A是表示图1的机械密封部分的主要部分剖视图。

图2B是表示图2A的机械密封件的分解状态的主要部分剖视图。

图3A是图2A的机械密封件的接合环的主视图。

图3B是沿着图3A的A-A线的接合环的向视方向的剖视图。

图4是表示本发明所涉及的马达的另一实施方式的机械密封部分的剖视图。

图5A是图4的机械密封件的接合环的主视图。

图5B是沿着图5A的B-B线的接合环的向视方向的剖视图。

附图标记的说明

1、1A...马达；2...马达壳体；3...转子；4...定子；5...旋转轴；6、7...轴承；10、10A...机械密封件；11...密封圈；11a...密封面；12、30...接合环；12a、30a...密封面；13...弹簧；14...贯通孔(润滑油通路)；20...油路；21...润滑油的循环装置；31...贯通孔(润滑油通路)；32...翅片。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式所涉及的马达的一个实施方式进行详细的说明。图1是本实施方式所涉及的马达的剖视图，图2A是表示图1的机械密封部分的主要部分剖视图，图2B是表示图2A的机械密封件的分解状态的主要部分剖视图，图3A是图2A的机械密封件的接合环的主视图，图3B是沿着图3A的A-A线的接合环的向视方向的剖视图。

本实施方式的马达1在马达壳体2内具备转子3和定子4。马达壳体2构成马达1的壳体，收容有转子3与定子4。马达壳体2由收容转子3、定子4等的主体部2a、和堵塞主体部2a的开口的盖体2b构成。

转子3固定于旋转轴5的外周，旋转轴5经由轴承6、7而旋转自如地被支承于马达壳体2。轴承6、7使用球轴承等滚动轴承。定子4在马达壳体2内沿其内壁被固定。转子3例如是永久磁铁型的转子，定子4例如具备磁轭与线圈。

马达1具备配置于比轴承6靠旋转轴5的端部侧的机械密封件10。在本实施方式中，机械密封件10接近轴承6。此外，可以在轴承7也设置机械密封件。机械密封件10具有将向轴承6供给的润滑油相对于马达壳体2进行密封的功能。即，防止润滑油从向轴承6、7供给润滑油的润滑空间朝向马达壳体2的外部泄漏。

具体而言，如图2B所示，机械密封件10基本上具备密封圈11、接合环12、以及将密封圈11向接合环12施力的弹簧13。

密封圈11被转子3的旋转轴5插通，具有密封面11a。密封圈11沿着旋转轴5移动自如。接合环12在被旋转轴5插通的状态下固定，具有经由润滑油与密封圈11的密封面11a接触的密封面12a。弹簧13将密封圈11向接合环12施力，从而将密封圈11的密封面11a向接合环12的密封面12a按压。

密封圈11的密封面11a是沿与旋转轴5的中心轴正交的方向延伸的平坦面，接合环12的密封面12a也是沿与旋转轴5的中心轴正交的方向延伸的平坦面，因此两密封面11a、12a成为相互紧贴的平坦面。

接合环12与旋转轴5一同旋转，密封圈11安装于马达壳体2，弹簧13将密封圈11朝向接合环12施力。在密封圈11的密封面11a与接合环12的密封面12a之间形成有润滑油的油膜。

由此，密封圈11不与接合环12一同旋转，而是经由形成于密封面11a、12a的润滑油的油膜与接合环12在紧贴状态下滑动。因此，通过密封圈11与接合环12的密封面11a、12a将润滑油密封。

密封圈11在由马达壳体2与旋转轴5形成的安装凹部2c内，在收容于外壳15的状态下安装于马达壳体2。具体而言，在外壳15内从开口***有弹簧13以及密封圈11，弹簧13将密封圈11向接合环12的方向施力。

在本实施方式中，在向外壳15的开口方向延伸突出的薄壁的筒状部15a与密封圈11的台阶部之间，夹有剖面为圆形的O型环16。利用该O型环16形成外壳15与密封圈11之间的密封，能够防止外壳15内部的润滑油向马达壳体2之外泄漏。

另外，在外壳15形成有朝向比外周面靠内侧的位置突出的突起部15b，突起部15b进入形成于密封圈11的外周的凹部11b内。利用突起部15b与凹部11b，防止密封圈11相对于外壳15旋转，并能够限制密封圈11沿旋转轴方向移动的移动量。

由此，防止密封圈11在外壳15内与旋转轴5一同旋转，即使密封面11a被按压于接合环12的密封面12a，突起部15b也与弹簧13的支承件13a抵接，从而能够利用弹簧13防止密封圈11从外壳15飞出。形成于外壳15的突起部15b与形成于密封圈11的凹部11b优选为沿着外周面形成于多处位置。

接合环12由金属制的圆板形成，其中心孔12b通过压入旋转轴5的小径部51而与之嵌合，从而与旋转轴5的小径部51和大径部52的阶梯部抵接。接合环12具备与密封圈11的密封面11a接触的密封面12a，两密封面11a、12a形成为平坦的平滑面。

在接合环12且在比接合环12的密封面12a靠接合环12的外缘侧的位置，形成有供润滑油向轴承6侧流动的贯通孔14。更具体而言，在本实施方式中，在密封圈11的密封面11a，以不使贯通孔14的一部分被覆盖的方式将贯通孔14形成于比密封圈11的密封面11a靠接合环12的外缘侧的位置。在本实施方式中，贯通孔14是供润滑油从接合环12的密封面12a侧向轴承6侧流动的润滑油通路。在本实施方式中，贯通孔14在围绕旋转轴5的圆周上以90°的间隔等间隔地形成有4个。此外，接合环12并不限定于金属制，也可以是陶瓷等的圆板，贯通孔也并不限定于4个。

上述轴承6在本实施方式中使用角接触型球轴承，如图2A所示，内圈6a通过压入嵌合而被固定于旋转轴5，外圈6b经由承接部件17和间隔环18而被固定于在马达壳体2的主体部2a形成的安装凹部2c。在将这些部件固定的状态下，在形成于安装凹部2c内的空间，形成有供润滑油流动的油路20(参照图1)的一部分。

这里，间隔环18将轴承6的内圈6a与接合环12的间隔保持为恒定。接合环12以位于承接部件17的凹部17a内的方式配置，并被设定为在凹部17a内形成缝隙S(参照图2B)。通过形成这样的缝隙S，能够将该缝隙S作为油路20的一部分而供润滑油流动。

在马达1如上述那样形成有向轴承6、7供给润滑油的油路20。如图1所示，在马达壳体2的主体部2a，在沿着中心轴CL的方向上作为油路20的一部分而形成有第1油路20a。并且，作为轴承6用，形成有与第1油路20a连通的第2油路20b和从第2油路20b端部向轴承6方向延长的细径的第3油路20c。另外，作为轴承7用，以与第1油路20a连通的方式形成有沿着盖体2b的厚度方向形成的第4油路20d、与第4油路20d连通的第5油路20e、以及从第5油路20e向轴承7方向延长的细径的第6油路20f。

如图2A等所示，轴承6用的第3油路20c与形成于固定有轴承6的承接部件17的供给路17b连通，供给路17b在承接部件17的端面开口。承接部件17的端面位于比接合环12的密封面12a与密封圈11的密封面11a的接触面靠外周侧的位置，以使从供给路17b流出的润滑油向接合环12的密封面12a侧被供给的方式形成有油路。另外，如图1所示，以使从轴承7用的第6油路20f流出的润滑油向轴承7被供给的方式形成有油路。

为了向上述的轴承6、7供给润滑油，向油路20输送润滑油的循环装置21如图1所示那样具备循环泵22和循环用马达23。马达壳体2在主体部2a的下部具备供被供给至轴承6、7的润滑油滴下而贮存润滑油的油盘2d。而且，循环装置21具备将在油盘2d中贮存的润滑油向循环泵22输送的配管25、和从循环泵22向马达壳体2的第1油路20a输送润滑油的配管26。

以下，对如上述那样构成的本实施方式的马达1的作用进行说明。在对马达1进行驱动时，首先使润滑油的循环装置21工作。由此，向轴承6、7强制地供给润滑油。具体而言，存积于马达壳体2的油盘2d的润滑油借助由循环用马达23驱动的循环泵22通过配管25、26被送出，并从马达壳体2的上部的注入口向第1油路20a注入。所注入的润滑油按照第1油路20a、第2油路20b、第3油路20c的顺序通过上述油路(参照图1的箭头Y1)，并从承接部件17的供给路17b的开口释放出来(参照图2A的箭头Y2)。

润滑油的一部分向密封圈11的密封面11a与接合环12的密封面12a的接触面供给，并在它们之间形成油膜。并且，通过接合环12的贯通孔14向轴承6供给润滑油(参照图2A的箭头Y3)，并通过接合环12的外周面12c向轴承6供给润滑油(参照图2A的箭头Y4)。

另一方面，使润滑油从第1油路20a向与其连通的第4油路20d流动，并且润滑油依次通过第5油路20e、第6油路20f，然后向轴承7供给(参照图1的箭头Y5)。而且，供给至轴承6的润滑油如图1的箭头Y6所示那样流动，并存积于油盘2d。此外，虽未图示，但供给至轴承7的润滑油也同样地滴下而存积于油盘2d。而且，所存积的润滑油借助循环装置21而被送出。这样，形成润滑油的循环路径。

之后，若对马达1通电而使马达1的转子3旋转，则固定于旋转轴5的接合环12一体旋转。此时，密封圈11不与旋转轴5一同旋转，因此借助供给至接合环12的密封面12a与密封圈11的密封面11a的接触面的润滑油，在密封面11a与密封面12a的整周上形成润滑油的油膜。

这样，通过向机械密封件10供给润滑油，从而在密封圈11的密封面11a与接合环12的密封面12a之间形成油膜，由此能够抑制密封面11a与12a彼此的磨损，并且能够进行顺滑的滑动。另外，能够抑制从滑动的密封面11a、12a彼此产生的噪声。而且，由于密封面11a、12a彼此被润滑油的油膜覆盖，因而密封性能稳定，能够防止润滑油从马达壳体2向外部泄漏。

并且，在马达1的驱动时产生的热量向转子3的旋转轴5传递，然后所传递的热量向固定于旋转轴5的接合环12进一步传递。另外，接合环12与密封圈11的摩擦热也产生作用，由此接合环的温度上升。

此时，向轴承6供给的润滑油通过形成于接合环12的外缘侧的贯通孔14向轴承6流动，并且通过接合环12的外周面12c向轴承6流动，因此能够利用润滑油对传递至接合环12的热进行吸热。这样的结果是，能够抑制包含接合环12的马达1的温度上升，能够稳定地进行润滑油向轴承6的供给。由此，能够抑制马达1的磁特性的降低。特别是在转子3使用永久磁铁的情况下，能够抑制由升温引起的永久磁铁的退磁。

并且，作为构成为油路20的润滑油通路，例如也可以代替贯通孔14，而在接合环12的周边部设置切口，但如本实施方式那样通过设置贯通孔14，从而与切口的情况相比，能够利用接合环12来确保较广的散热面积。并且，与切口的情况相比，能够在更接近插通于接合环12的旋转轴5的位置，设置具有散热面积更广的壁面的贯通孔14，因此能够更加高效地利用润滑油对传递至接合环12的热进行吸热。

接着，基于图4、图5A、以及图5B对本发明所涉及的马达的另一实施方式进行详细的说明。图4是表示本发明所涉及的马达的另一实施方式的机械密封部分的主要部分剖视图，图5A是图4的机械密封件的接合环的主视图，图5B是沿着图5A的B-B线的接合环的向视方向的剖视图。此外，该实施方式相对于上述的实施方式，接合环的形状不同，在接合环的外周面形成有翅片。而且，针对其他实质上相同的结构，标注相同的附图标记并省略详细的说明。

在本实施方式的马达1A中，机械密封件10A的接合环30由金属制的圆板形成，具备沿与旋转轴5的中心轴CL正交的方向延伸的密封面30a。接合环30构成为中心孔30b通过压入而与旋转轴5的小径部51嵌合，并与旋转轴5的小径部51和大径部52的阶梯部抵接。接合环30的密封面30a与密封圈11的密封面11a接触，向两密封面30a、11a供给润滑油而形成油膜，从而形成动态密封。

而且，在接合环30且在比接合环30的密封面30a靠接合环30的外缘侧的位置，形成有供润滑油向轴承侧流动的贯通孔31。在本实施例中，该贯通孔31也在围绕旋转轴5的圆周上以等间隔形成有4个。在接合环30的外周面30c形成有多个沿着周向延伸的翅片32。在本实施例中，翅片32以两个平行的方式突出地形成。翅片32的剖面为矩形状。

在本实施方式中，接合环30在外缘形成有多个翅片32，因此能够增大接合环30的表面积，并且润滑油能够进入沿着翅片32而遍及整周地形成的槽部，由此提高散热性能。因此，能够更加高效地对由密封圈11与接合环30的接触引起的摩擦热进行散热，能够抑制马达1A的温度上升。

形成于接合环30的外缘的翅片并不限定于上述那样剖面为矩形的翅片，也能够形成为剖面是半圆状、山形状、梯形状等适当的形状。在它们任一个中，只要增大接合环的外缘的表面积，则形状就可以是任意的。另外，翅片的个数并不限定于2个，也可以形成3个以上的翅片。

以上，对本发明的实施方式进行了详细的叙述，但本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离权利要求书所记载的本发明的精神的范围内，进行各种设计变更。

在本实施方式中，示出了形成于接合环的外缘侧的贯通孔在圆周上以等间隔形成有4个的例子，但通过使数量进一步增多，能够增加润滑油向轴承的供给量，能够利用在贯通孔内流通的润滑油进一步抑制马达的温度上升。

并且，在本实施方式中，在比接合环的密封面靠接合环的外缘侧的位置，设置有多个供润滑油向上述轴承侧流动的贯通孔，但例如也可以如上述那样在比接合环的密封面靠接合环的外缘侧的位置，以使润滑油向轴承侧流动的方式设置有多个将接合环的外缘的一部分切开而成的切口。

工业上的利用可能性

作为本发明的活用例，能够使用上述的实施方式的马达而应用于各种装置，通过安装上述实施方式的马达，也能够应用于压缩装置、以泵马达为驱动源的各种装置等用途。特别是压缩装置对流体进行压缩，装置本身的发热较大，因此能够有效地应用可抑制温度上升的本实施方式的马达。

Claims (3)

1.一种马达，在马达壳体内具备转子和定子，所述马达还具备：轴承，其将所述转子的旋转轴旋转自如地支承于所述马达壳体；以及机械密封件，其配置于比所述轴承靠所述旋转轴的端部侧的位置，将供给至所述轴承的润滑油相对于所述马达壳体进行密封，

所述马达的特征在于，

所述机械密封件具备：密封圈，其被所述转子的旋转轴插通，具有密封面；以及接合环，其以被所述旋转轴插通的状态被固定，具有与所述密封圈的密封面接触的密封面，

在所述接合环、且是比所述接合环的所述密封面靠所述接合环的外缘侧的位置，形成有供所述润滑油向所述轴承侧流动的润滑油通路。

2.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

所述润滑油通路是形成于所述接合环的贯通孔。

3.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，

在所述接合环的外周面，形成有沿着该接合环的周向延伸的多个翅片。