JP7273552B2 - Lubricating fluid tank for bearing device and bearing device - Google Patents

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Description

本発明の実施の形態は、軸受装置用潤滑流体槽および軸受装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a lubricating fluid tank for a bearing device and a bearing device.

立軸水車発電機等の回転電機の回転子は、流体潤滑式の軸受装置によって支持される場合がある。このような軸受装置は、例えば、潤滑油を貯留する油槽と、油槽の内部の潤滑油に少なくとも一部が浸漬されるように配置される軸受とを備え、回転子の回転時に軸受と回転子との間に油膜を形成する。軸受は、この油膜を介して回転子からの荷重を受けることで、回転子を非接触の状態で支持することができる。 2. Description of the Related Art A rotor of a rotary electric machine such as a vertical shaft water turbine generator is sometimes supported by a hydrodynamic bearing device. Such a bearing device includes, for example, an oil tank for storing lubricating oil, and a bearing arranged so as to be at least partially immersed in the lubricating oil inside the oil tank. forms an oil film between The bearing can support the rotor in a non-contact state by receiving the load from the rotor via this oil film.

軸受装置が回転子を支持した際には、軸受と回転子との間における軸受と油膜との摩擦および回転子と油膜との摩擦等によって生じる損失が熱となり、潤滑油の温度が上昇し得る。潤滑油の温度上昇は、例えば潤滑油の粘度を低下させて、油膜の厚みを減少させ得たり、回転子の支持剛性を低下させ得るため、軸受と回転子との間の接触リスクを増加させる。そのため、このタイプの軸受装置では、通常、潤滑油を冷却するための手段が設けられている。 When the bearing device supports the rotor, the loss caused by the friction between the bearing and the oil film between the bearing and the rotor and the friction between the rotor and the oil film becomes heat, and the temperature of the lubricating oil can rise. . An increase in the temperature of the lubricating oil can, for example, reduce the viscosity of the lubricating oil, reduce the thickness of the oil film, or reduce the support stiffness of the rotor, thus increasing the risk of contact between the bearing and the rotor. . Therefore, in this type of bearing arrangement, means are usually provided for cooling the lubricating oil.

潤滑油の冷却のための手段としては、例えば、油槽に冷却フィンを設けたり、油槽の周囲に、回転電機の回転によって生じる空気流（以下、冷却空気）を供給したりすることが挙げられる。以下においては、上記のような冷却構造を備える軸受装置のことを、空冷式の軸受装置と呼ぶ。 Examples of means for cooling the lubricating oil include providing cooling fins in the oil tank and supplying an air flow (hereinafter referred to as cooling air) generated by the rotation of the rotating electric machine around the oil tank. Hereinafter, a bearing device having the cooling structure as described above will be referred to as an air-cooled bearing device.

空冷式の軸受装置には、冷却フィンを熱伝導率の高い材料で形成し、油槽に冷却フィンを貫通させた状態で設けるものもある。この構成では、冷却フィンの熱伝導率が高いことで、冷却フィン自体の熱伝達率が向上する。しかし、油槽の内部に突出した冷却フィンによって油槽内部の潤滑油の対流が阻害され得るため、潤滑油の熱が効果的に放熱されない虞がある。 In some air-cooled bearing devices, the cooling fins are made of a material with high thermal conductivity, and are provided in a state in which the cooling fins penetrate an oil tank. In this configuration, the heat transfer coefficient of the cooling fins themselves is improved because the heat conductivity of the cooling fins is high. However, since the cooling fins protruding into the oil tank may interfere with the convection of the lubricating oil inside the oil tank, the heat of the lubricating oil may not be effectively radiated.

また、油槽の周囲にエアガイドを取りつけ、エアガイドによって冷却空気を冷却フィンに沿うようにガイドする構造も知られている。この構造では、エアガイド内を通る冷却空気の流速が上がるため、冷却フィンの熱伝達率が向上する。しかし、エアガイドにより通風経路が制限されるため、回転電機の風損を増加させる虞がある。 Also known is a structure in which an air guide is attached around the oil tank and the air guide guides the cooling air along the cooling fins. With this structure, the flow velocity of the cooling air passing through the air guide is increased, so the heat transfer coefficient of the cooling fins is improved. However, since the air guide restricts the ventilation path, there is a risk of increasing the windage loss of the rotating electric machine.

以上のような空冷式の軸受装置は、小型の回転電機において適用されることが多い。また、空冷式の軸受装置を用いる場合には、一般に、回転電機の回転によって冷却空気を発生させる。この場合の冷却空気の通風路の代表的な形式としては、出口管通風管型や、開放型が挙げられる。 The air-cooled bearing device as described above is often applied to a small rotating electric machine. Further, when an air-cooled bearing device is used, cooling air is generally generated by the rotation of the rotating electric machine. In this case, typical forms of the ventilation passage for the cooling air include an exit pipe ventilation pipe type and an open type.

また、流体潤滑式の軸受装置には、潤滑流体として、水やその他流体を用いるものも存在する。 There are also fluid lubrication type bearing devices that use water or other fluids as a lubricating fluid.

特開２０１５－１８３７７１号公報JP 2015-183771 A 特開２０００－９２７８８号公報JP-A-2000-92788

上述のような冷却フィンによる冷却効果を高めるためには、冷却フィンの熱伝達率を上げることが重要であり、これを実現するための手段として、冷却フィンの冷却面積を拡大することや、冷却空気の風量を増やすこと、風速を上げること等が挙げられる。 In order to enhance the cooling effect of the cooling fins as described above, it is important to increase the heat transfer coefficient of the cooling fins. Examples include increasing the volume of air, increasing the wind speed, and the like.

冷却面積を拡大する手段としては、例えば油槽や冷却フィンを大きくすることや、冷却フィンの枚数を増やすことが考えられる。しかしながら、空冷式の軸受装置を採用する一般に小型となる回転電機を設置する場合には、軸受装置の設置スペースが比較的狭い範囲に制限されていたり、また保守点検用スペースの確保が必要であったりするため、油槽や冷却フィンのサイズは無制限に大型化できない。また、油槽と冷却フィンは通常、溶接により接合され、溶接作業を適正に且つ効率的に実施するために、冷却フィンは一定以上の間隔を空けて順次溶接される。そのため、取り付けできる冷却フィンの枚数にも製造上の制限がある。 As means for enlarging the cooling area, for example, enlarging the oil tank or cooling fins, or increasing the number of cooling fins can be considered. However, when installing a generally small rotating electrical machine that employs an air-cooled bearing device, the installation space for the bearing device is limited to a relatively narrow range, and it is necessary to secure a space for maintenance and inspection. Therefore, the size of the oil tank and cooling fins cannot be increased without limit. In addition, the oil tank and the cooling fins are usually joined by welding, and the cooling fins are welded one by one with a certain interval or more in order to carry out the welding work properly and efficiently. Therefore, there is a production limit on the number of cooling fins that can be attached.

また、冷却空気は、通常、回転電機の回転数や構造により決定される自己通風によるものであるため、冷却空気の風量を増やしたり、風速を上げたりすることは、回転電機全体の構造変更を伴い、容易に実施できない。また、冷却フィン周囲をカバーなどで閉塞し局所的に冷却空気の風速を上げる手法では、前述した通り、回転電機の風損増加につながる。 In addition, cooling air is usually self-ventilated, which is determined by the rotation speed and structure of the rotating electric machine. Therefore, it cannot be easily implemented. In addition, the technique of closing the periphery of the cooling fins with a cover or the like to locally increase the wind speed of the cooling air leads to an increase in windage loss of the rotating electric machine, as described above.

本発明は上記実情を考慮してなされたものであり、空冷式の軸受装置全体の大型化及び構造の複雑化を抑制しつつ、潤滑流体に対する冷却効果を向上できる軸受装置用潤滑流体槽および軸受装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and provides a lubricating fluid tank for a bearing device and a bearing that can improve the cooling effect of the lubricating fluid while suppressing an increase in the size and complexity of the structure of the entire air-cooled bearing device. The purpose is to provide an apparatus.

実施の形態にかかる軸受装置用潤滑流体槽は、回転電機の回転子の軸部分の周囲に配置され、潤滑流体を貯留するとともに、前記回転子の荷重を受ける軸受の少なくとも一部を収容する槽本体と、前記槽本体の底面及び／又は側面に周方向に間隔を空けて設けられる複数の放熱部材と、を備える。当該軸受装置用潤滑流体槽は、前記槽本体及び前記放熱部材の表面積を増加させるための前記放熱部材の所定配列、前記放熱部材の所定形状、及び前記槽本体の所定形状のうちの少なくともいずれかを有している。そして、当該軸受装置用潤滑流体槽は、前記軸部分の軸方向及び径方向の両方を含む面上で板状をなし且つ表面が平坦な冷却フィンが前記所定形状のない前記槽本体に周方向に間隔を空けて配列されるのみの構成よりも、前記槽本体及び前記放熱部材の合計の表面積を増加させる。 A lubricating fluid tank for a bearing device according to an embodiment is arranged around a shaft portion of a rotor of a rotating electric machine, stores a lubricating fluid, and houses at least part of a bearing that receives the load of the rotor. A main body and a plurality of heat dissipating members provided on the bottom surface and/or the side surface of the tank main body at intervals in the circumferential direction. The bearing device lubricating fluid tank has at least one of a predetermined arrangement of the heat radiating members for increasing the surface areas of the tank body and the heat radiating member, a predetermined shape of the heat radiating member, and a predetermined shape of the tank body. have. In the lubricating fluid tank for a bearing device, cooling fins having a plate-like shape on a surface including both the axial direction and the radial direction of the shaft portion and having a flat surface are provided in the tank body without the predetermined shape in the circumferential direction. The total surface area of the tank main body and the heat radiating member is increased as compared with a configuration in which they are arranged at regular intervals.

実施の形態にかかる軸受装置は、前記軸受装置用潤滑流体槽と、回転電機の回転子の荷重を受ける軸受と、を備える。そして、前記軸受の少なくとも一部が、前記軸受装置用潤滑流体槽の前記槽本体の内部に収容されている。 A bearing device according to an embodiment includes the lubricating fluid tank for the bearing device, and a bearing that receives the load of the rotor of the rotary electric machine. At least part of the bearing is housed inside the tank body of the lubricating fluid tank for bearing device.

本発明によれば、空冷式の軸受装置全体の大型化及び構造の複雑化を抑制しつつ、潤滑流体に対する冷却効果を向上できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cooling effect with respect to lubricating fluid can be improved, suppressing the enlargement of the whole air-cooled bearing apparatus, and a complicated structure.

第１の実施の形態にかかる回転電機の軸受装置の一部の子午断面図である。1 is a meridional cross-sectional view of part of a bearing device for a rotary electric machine according to a first embodiment; FIG. 第２の実施の形態にかかる回転電機の軸受装置の一部の子午断面図である。FIG. 7 is a meridional cross-sectional view of part of a bearing device for a rotary electric machine according to a second embodiment; （Ａ）は、図２に示す軸受装置が備える潤滑流体槽の側面図であり、（Ｂ）は、底面図である。(A) is a side view of a lubricating fluid tank included in the bearing device shown in FIG. 2, and (B) is a bottom view. 第３の実施の形態にかかる回転電機の軸受装置の一部の子午断面図である。FIG. 11 is a meridional cross-sectional view of part of a bearing device for a rotary electric machine according to a third embodiment; （Ａ）は、図４のＶ－Ｖ線に沿う断面図であり、（Ｂ）～（Ｄ）は、第３の実施の形態の変形例を示す図である。(A) is a cross-sectional view along line VV in FIG. 4, and (B) to (D) are diagrams showing modifications of the third embodiment. 第４の実施の形態にかかる回転電機の軸受装置が備える潤滑流体槽の側面図である。FIG. 11 is a side view of a lubricating fluid tank included in a rotating electric machine bearing device according to a fourth embodiment;

以下に、添付の図面を参照して各実施の形態を詳細に説明する。 Each embodiment will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる回転電機の軸受装置１の一部の子午断面図を示している。本実施の形態にかかる軸受装置１は、立軸水車発電機を構成する回転電機１００の回転子１０１を回転自在に支持するように構成されている。 (First embodiment)
FIG. 1 shows a meridional cross-sectional view of part of a bearing device 1 for a rotary electric machine according to a first embodiment. A bearing device 1 according to the present embodiment is configured to rotatably support a rotor 101 of a rotary electric machine 100 that constitutes a vertical shaft water turbine generator.

図１に示すように、回転子１０１は、軸部分１０２と、軸部分１０２の外周に設けられる回転子リム１１２と、磁極１１３とを有し、回転子１０１は、固定子１０３内、詳しくは円筒状をなす固定子鉄心内に配置される。軸部分１０２は、水車のランナ２００に水車主軸２０１を介して接続されており、これにより、回転子１０１は、ランナ２００の回転に伴い、その回転軸線Ａを中心に回転するようになっている。 As shown in FIG. 1, the rotor 101 has a shaft portion 102, a rotor rim 112 provided on the outer circumference of the shaft portion 102, and magnetic poles 113. The rotor 101 is located within the stator 103, specifically It is arranged in a cylindrical stator core. The shaft portion 102 is connected to the runner 200 of the water turbine through the water turbine main shaft 201, so that the rotor 101 rotates about its rotation axis A as the runner 200 rotates. .

実施の形態の説明では、単に軸方向と言う場合、その方向は、回転子１０１の回転軸線Ａ上の方向又は回転軸線Ａに平行な方向のことを意味する。また、単に径方向と言う場合、その方向は、回転軸線Ａに対して直交する方向を意味する。また、単に周方向と言う場合、その方向は、回転軸線Ａを中心とする回転方向に沿う方向を意味する。 In the description of the embodiments, simply referring to the axial direction means a direction on the rotation axis A of the rotor 101 or a direction parallel to the rotation axis A. FIG. Moreover, when simply referring to the radial direction, that direction means a direction perpendicular to the rotation axis A. As shown in FIG. Moreover, when simply referring to the circumferential direction, that direction means the direction along the direction of rotation about the rotation axis A. As shown in FIG.

軸受装置１は、潤滑流体槽２と、軸受３とを備えており、潤滑流体槽２は、回転子１０１の軸部分１０２の周囲に配置されて例えば潤滑油や水等の潤滑流体を貯留する槽本体４と、槽本体４に設けられた複数の冷却フィン５と、を有している。 The bearing device 1 includes a lubricating fluid tank 2 and a bearing 3. The lubricating fluid tank 2 is arranged around the shaft portion 102 of the rotor 101 and stores a lubricating fluid such as lubricating oil or water. It has a tank body 4 and a plurality of cooling fins 5 provided on the tank body 4 .

槽本体４は、軸受用ブラケット８により支持されることで、所定位置に位置決めされている。槽本体４は、中空円板状の底面４Ａと、底面４Ａの径方向外側端部から軸方向で上方に立ち上がる側面４Ｂと、を有し、冷却フィン５は、槽本体４の底面４Ａ及び側面４Ｂに跨がる状態で周方向に間隔を空けて複数設けられている。 The tank main body 4 is positioned at a predetermined position by being supported by a bearing bracket 8 . The tank body 4 has a hollow disk-shaped bottom surface 4A and side surfaces 4B that rise axially upward from the radially outer end of the bottom surface 4A. 4B are provided at intervals in the circumferential direction.

冷却フィン５は、槽本体４に例えば溶接により接合され、槽本体４内の潤滑流体の熱を槽本体４を介して伝達されて、外部に放熱する放熱部材として機能する。本実施の形態における冷却フィン５は、槽本体４の底面４Ａ及び側面４Ｂに跨がる状態で設けられるが、冷却フィン５は、底面４Ａ上の部分と、側面４Ｂ上の部分とに分断されてもよい。また、冷却フィン５は、底面４Ａ及び側面４Ｂのいずれかのみに設けられてもよい。 The cooling fins 5 are joined to the tank body 4 by, for example, welding, and function as heat radiation members that transmit the heat of the lubricating fluid in the tank body 4 through the tank body 4 and radiate the heat to the outside. The cooling fins 5 in the present embodiment are provided so as to straddle the bottom surface 4A and the side surface 4B of the tank body 4, but the cooling fins 5 are divided into a portion on the bottom surface 4A and a portion on the side surface 4B. may Also, the cooling fins 5 may be provided only on either the bottom surface 4A or the side surface 4B.

軸受３は、本実施の形態において、案内軸受（ガイド軸受）として構成されており、回転子１０１のラジアル方向荷重を受けることで、回転子１０１を支持するようになっている。図示しないが、軸受３は、周方向に間隔を空けて複数設けられる。なお、軸受３は、スラスト軸受として構成されてもよく、回転子１０１のスラスト方向荷重を受けるようになっていてもよい。また、槽本体４内に案内軸受とスラスト軸受の両方が設けられてもよい。 Bearing 3 is configured as a guide bearing (guide bearing) in the present embodiment, and supports rotor 101 by receiving a radial load of rotor 101 . Although not shown, a plurality of bearings 3 are provided at intervals in the circumferential direction. Note that the bearing 3 may be configured as a thrust bearing, and may receive the thrust direction load of the rotor 101 . Also, both the guide bearing and the thrust bearing may be provided in the tank body 4 .

槽本体４の径方向外側には基礎６が位置し、基礎６から径方向内側に延びる軸受用ブラケット８の先端に軸受３が固定されている。軸受用ブラケット８は、槽本体４の上部に接している。軸受３は、軸方向で見た場合に、円弧状となる荷重支持面３Ｓを有する。本実施の形態においては、荷重支持面３Ｓが、回転子１０１の軸部分１０２の外周面から垂下するスカート部１０２Ｓに径方向で対向している。 A base 6 is positioned radially outside the tank body 4 , and a bearing 3 is fixed to the tip of a bearing bracket 8 extending radially inward from the base 6 . The bearing bracket 8 is in contact with the upper portion of the tank body 4 . The bearing 3 has an arcuate load bearing surface 3S when viewed in the axial direction. In the present embodiment, the load bearing surface 3S radially faces a skirt portion 102S that hangs down from the outer peripheral surface of the shaft portion 102 of the rotor 101. As shown in FIG.

軸受３は、その少なくとも一部が槽本体４の内部に収容されるように配置されており、回転子１０１が回転した際に、槽本体４内の潤滑流体をスカート部１０２Ｓとの間の隙間に引き込む。軸受３とスカート部１０２Ｓとの間に引き込こまれた潤滑流体は、軸部分１０２と軸受３との間に流体膜を形成し、軸受３は、この流体膜を介して回転子１０１からの荷重を支持することで、回転子１０１を非接触の状態で支持するようになっている。 The bearing 3 is arranged so that at least a part of it is accommodated inside the tank body 4, and when the rotor 101 rotates, the lubricating fluid in the tank body 4 flows into the gap between the skirt portion 102S and the rotor 101. draw in. The lubricating fluid drawn between the bearing 3 and the skirt portion 102S forms a fluid film between the shaft portion 102 and the bearing 3, through which the bearing 3 receives the lubricant from the rotor 101. By supporting the load, the rotor 101 is supported in a non-contact state.

回転子１０１が回転した際、軸受３とスカート部１０２Ｓとの間における軸受３と油膜との摩擦およびスカート部１０２Ｓと油膜との摩擦等による損失によって、槽本体４内の潤滑流体の温度が上昇する。ここで、冷却フィン５が、槽本体４内の潤滑流体の熱を槽本体４を介して伝達されて、外部に放熱することで、潤滑流体が冷却される。本実施の形態においては、回転子１０１の回転によって生じる空気流（以下、冷却空気）が、矢印αに示すように槽本体４及び冷却フィン５に向けて流れることで、冷却効果の向上が図られている。 When the rotor 101 rotates, the temperature of the lubricating fluid in the tank main body 4 rises due to loss due to friction between the bearing 3 and the oil film between the bearing 3 and the skirt portion 102S and friction between the skirt portion 102S and the oil film. do. Here, the cooling fins 5 transmit the heat of the lubricating fluid in the tank body 4 via the tank body 4 and radiate the heat to the outside, thereby cooling the lubricating fluid. In the present embodiment, the airflow (hereinafter referred to as cooling air) generated by the rotation of the rotor 101 flows toward the tank main body 4 and the cooling fins 5 as indicated by the arrow α, thereby improving the cooling effect. It is

そして、本実施の形態においては、表面積を増加させて潤滑流体に対する冷却効果をさらに向上させるべく、槽本体４が所定形状を有しており、具体的には、槽本体４に、底面４Ａから側面４Ｂへ貫通する通風路７が設けられている。 In this embodiment, the tank main body 4 has a predetermined shape in order to increase the surface area and further improve the cooling effect for the lubricating fluid. A ventilation passage 7 penetrating to the side surface 4B is provided.

通風路７は、槽本体４の底面４Ａにおける隣り合う冷却フィン５の間の部分で一端を開放するとともに、槽本体４の側面４Ｂにおける隣り合う冷却フィン５の間の部分で他端を開放する。本実施の形態における通風路７は真っ直ぐに延在する管体であり、子午断面において、軸方向に対して傾斜する。ただし、通風路７の形状は特に限られるものではなく、湾曲形状でもよいし、Ｌ字型のような折れ曲がり形状であってもよい。また、通風路７は、軸方向で見た場合に、径方向に対して傾斜していてもよい。また、通風路７の数は特に限られるものではない。 The air passage 7 has one end open at the portion between the adjacent cooling fins 5 on the bottom surface 4A of the tank body 4 and the other end open at the portion between the adjacent cooling fins 5 on the side surface 4B of the tank body 4. . The ventilation passage 7 in the present embodiment is a tubular body that extends straight, and is inclined with respect to the axial direction in the meridional section. However, the shape of the ventilation passage 7 is not particularly limited, and may be a curved shape or a bent shape such as an L shape. Also, the ventilation passage 7 may be inclined with respect to the radial direction when viewed in the axial direction. Moreover, the number of ventilation paths 7 is not particularly limited.

次に、本実施の形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

本実施の形態では、通風路７が設けられることで、槽本体４において外気と接触可能な部分の表面積が増加する。そして、通風路７に冷却空気を通すことが可能なため、槽本体４内の潤滑流体を効果的に冷却することができる。これにより、槽本体４及び冷却フィン５を含む軸受装置１のサイズを通風路７のない構成に対して大型化することなく、また、構造を過剰に複雑化することなく、潤滑流体に対する冷却効果を向上できる。 In the present embodiment, the provision of the ventilation passage 7 increases the surface area of the portion of the tank body 4 that can come into contact with the outside air. Since cooling air can be passed through the ventilation passage 7, the lubricating fluid in the bath body 4 can be effectively cooled. As a result, the cooling effect on the lubricating fluid can be obtained without increasing the size of the bearing device 1 including the tank body 4 and the cooling fins 5 as compared with the configuration without the air passage 7, and without complicating the structure excessively. can be improved.

具体的には、一般的な空冷式の軸受装置においては、通常、軸方向及び径方向の両方を含む面上で板状をなし且つ表面が平坦な冷却フィンが、通風路７のない槽本体４に周方向に間隔を空けて配列されるのみの構成が採用される。この構成に対して、本実施の形態では、通風路７が設けられることで、槽本体４及び冷却フィン５の合計の表面積が増加する。すなわち、一般的な空冷式の軸受装置の構成に対して、槽本体４の大型化や冷却フィン５の数の増加を行うことなく、槽本体４及び冷却フィン５の合計の表面積を増加させることが可能となる。 Specifically, in a general air-cooled bearing device, cooling fins having a plate-like shape and a flat surface on a plane including both the axial direction and the radial direction are usually provided on the tank body without the ventilation passage 7. 4 are arranged at intervals in the circumferential direction. In contrast to this configuration, in the present embodiment, the total surface area of the bath body 4 and the cooling fins 5 is increased by providing the ventilation passages 7 . That is, the total surface area of the tank body 4 and the cooling fins 5 can be increased without enlarging the tank body 4 or increasing the number of the cooling fins 5 in the configuration of a general air-cooled bearing device. becomes possible.

また、本実施の形態では、通風路７と、槽本体４の側面４Ｂ側の壁面との間に空間が形成されるため、槽本体４の内部での潤滑流体の対流が過剰に阻害されないため、対流の阻害による放熱の阻害が抑制される。 Further, in the present embodiment, since a space is formed between the ventilation passage 7 and the wall surface of the tank body 4 on the side surface 4B side, the convection of the lubricating fluid inside the tank body 4 is not excessively hindered. , the inhibition of heat dissipation due to inhibition of convection is suppressed.

よって、本実施の形態によれば、軸受装置全体の大型化及び構造の複雑化を抑制しつつ、回転子１０１の支持のために貯留する潤滑流体に対する冷却効果を向上できる。なお、本実施の形態は、回転子１０１が発生させる冷却空気の流れを阻害せずに、冷却効果を向上できる点で有用であるが、本実施の形態の構成は、エアガイドのような構造物と組み合わされてもよい。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to improve the cooling effect for the lubricating fluid that is stored to support the rotor 101 while suppressing the increase in size and the complexity of the structure of the entire bearing device. The present embodiment is useful in that it can improve the cooling effect without hindering the flow of cooling air generated by the rotor 101. However, the structure of the present embodiment is similar to an air guide. May be combined with objects.

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について図２及び図３を参照して説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明を省略する場合がある。 (Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. Among the components in the present embodiment, those that are the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the common parts may be omitted.

図２に示すように、本実施の形態では、第１の実施の形態で説明した通風路７は設けられないが、冷却フィン５が所定配列を有することで、槽本体４及び冷却フィン５の合計の表面積の増加が図られている。 As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the ventilation passage 7 explained in the first embodiment is not provided, but the cooling fins 5 have a predetermined arrangement, so that the tank main body 4 and the cooling fins 5 An increase in total surface area is sought.

具体的には、冷却フィン５が、図３（Ａ）に示すように槽本体４の側面４Ｂにおいて軸方向に対して傾斜するように配列されるとともに、図３（Ｂ）に示すように槽本体４の底面４Ａにおいて径方向に対して傾斜するように配列されている。複数の冷却フィン５は、それぞれ同じ角度条件及び形状で、軸方向又は径方向に対して傾斜している。ここで、冷却フィン５が、槽本体４の底面４Ａにおいて径方向に対して傾斜する状態とは、槽本体４の底面４Ａに位置する冷却フィン５又は冷却フィン５の一部が、回転軸線Ａから冷却フィン５又は冷却フィン５の一部の径方向内側端部を通って径方向に延びる直線に対して、傾斜している状態を意味する。 Specifically, the cooling fins 5 are arranged so as to be inclined with respect to the axial direction on the side surface 4B of the tank body 4 as shown in FIG. They are arranged on the bottom surface 4A of the main body 4 so as to be inclined with respect to the radial direction. The plurality of cooling fins 5 are inclined with respect to the axial direction or the radial direction under the same angular condition and shape. Here, the state in which the cooling fins 5 are inclined with respect to the radial direction on the bottom surface 4A of the tank body 4 means that the cooling fins 5 or part of the cooling fins 5 located on the bottom surface 4A of the tank body 4 to a straight line extending radially through the cooling fins 5 or through the radially inner ends of portions of the cooling fins 5 .

なお、本実施の形態では、冷却フィン５が、槽本体４の底面４Ａ及び側面４Ｂに跨がる状態で設けられるが、冷却フィン５は、底面４Ａ上の部分と、側面４Ｂ上の部分とに分断されてもよい。また、冷却フィン５は、底面４Ａ及び側面４Ｂのいずれかのみに設けられてもよい。 In this embodiment, the cooling fins 5 are provided so as to extend over the bottom surface 4A and the side surfaces 4B of the tank body 4. may be split into Also, the cooling fins 5 may be provided only on either the bottom surface 4A or the side surface 4B.

第２の実施の形態においては、槽本体４の底面４Ａに設けられる冷却フィン５（その一部）が径方向に対して傾斜するように配列されるとともに、槽本体４の側面４Ｂに設けられる冷却フィン５が軸方向に対して傾斜するように配列される。これにより、一般的な空冷式の軸受装置の構成に対して、槽本体４の大型化や冷却フィン５の数の増加を行うことなく、槽本体４及び冷却フィン５の合計の表面積を増加させることが可能となる。 In the second embodiment, the cooling fins 5 (a portion thereof) provided on the bottom surface 4A of the tank body 4 are arranged so as to be inclined with respect to the radial direction, and are provided on the side surfaces 4B of the tank body 4. The cooling fins 5 are arranged so as to be inclined with respect to the axial direction. As a result, the total surface area of the tank body 4 and the cooling fins 5 can be increased without enlarging the tank body 4 or increasing the number of the cooling fins 5 in comparison with the structure of a general air-cooled bearing device. becomes possible.

よって、軸受装置全体の大型化及び構造の複雑化を抑制しつつ、回転子１０１の支持のために貯留する潤滑流体に対する冷却効果を向上できる。 Therefore, it is possible to improve the cooling effect for the lubricating fluid that is stored to support the rotor 101 while suppressing the increase in size and the complication of the structure of the entire bearing device.

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について図４及び図５を参照して説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１及び第２の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明を省略する場合がある。 (Third Embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. Among the constituent parts in this embodiment, those that are the same as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the explanation of the common parts may be omitted.

図４及び図５（Ａ）に示すように、本実施の形態では、冷却フィン５が所定形状を有することで、槽本体４及び冷却フィン５の合計の表面積の増加が図られている。 As shown in FIGS. 4 and 5A, in the present embodiment, the cooling fins 5 have a predetermined shape, so that the total surface area of the tank main body 4 and the cooling fins 5 is increased.

具体的には、冷却フィン５の表面に複数の凹部５Ａが設けられている。図示の凹部５Ａは、冷却フィン５の一部をプレスすることにより凹ませることで形成され、冷却フィン５の互いに対向する一対の面の一方側から他方側に凹んでいる。ただし、凹部５Ａの形成方法は特に限られるものではない。 Specifically, the surface of the cooling fin 5 is provided with a plurality of recesses 5A. The illustrated recessed portion 5A is formed by pressing a part of the cooling fin 5 to recess it, and is recessed from one side to the other side of a pair of surfaces of the cooling fin 5 that face each other. However, the method of forming the concave portion 5A is not particularly limited.

第３の実施の形態においては、冷却フィン５の表面に設けられた凹部５Ａにより、一般的な空冷式の軸受装置の構成に対して、槽本体４の大型化や冷却フィン５の数の増加を行うことなく、槽本体４及び冷却フィン５の合計の表面積を増加させることが可能となる。 In the third embodiment, the concave portion 5A provided on the surface of the cooling fins 5 allows the tank body 4 to be enlarged and the number of cooling fins 5 to be increased compared to the structure of a general air-cooled bearing device. It is possible to increase the total surface area of the bath body 4 and the cooling fins 5 without performing

よって、軸受装置全体の大型化及び構造の複雑化を抑制しつつ、回転子１０１の支持のために貯留する潤滑流体に対する冷却効果を向上できる。 Therefore, it is possible to improve the cooling effect for the lubricating fluid that is stored to support the rotor 101 while suppressing the increase in size and the complication of the structure of the entire bearing device.

なお、表面積を増加させるべく冷却フィン５の表面に形成される形状は特に限られるものではない。図５（Ｂ）～（Ｄ）は、第３の実施の形態の変形例を示す。図５（Ｂ）に示すように、冷却フィン５の互いに対向する一対の面のそれぞれに凹部５Ａが設けられてもよい。また、図５（Ｃ）に示すように、冷却フィン５の互いに対向する一対の面のうちの一方に複数の凸部５Ｂが設けられてもよい。また、図５（Ｄ）に示すように、冷却フィン５が波状に形成され、凹部５Ａと凸部５Ｂが交互に配列されるようになっていてもよい。 The shape formed on the surface of the cooling fins 5 to increase the surface area is not particularly limited. FIGS. 5B to 5D show modifications of the third embodiment. As shown in FIG. 5B, recesses 5A may be provided on each of a pair of surfaces of cooling fins 5 that face each other. Further, as shown in FIG. 5(C), a plurality of protrusions 5B may be provided on one of the pair of surfaces of the cooling fin 5 that face each other. Alternatively, as shown in FIG. 5(D), the cooling fins 5 may be formed in a wavy shape, and concave portions 5A and convex portions 5B may be alternately arranged.

また、本実施の形態では、冷却フィン５に凹部５Ａが設けられるが、槽本体４に凹部５Ａ及び／又は凸部５Ｂが設けられてもよい。また、冷却フィン５に複数の貫通孔が設けられてもよい。この際、貫通孔が円形である場合には、貫通孔の半径＜冷却フィン５の厚みの関係とすることで、表面積を増加させることができる。 Further, in the present embodiment, the cooling fins 5 are provided with the concave portions 5A, but the bath body 4 may be provided with the concave portions 5A and/or the convex portions 5B. Also, the cooling fins 5 may be provided with a plurality of through holes. At this time, when the through holes are circular, the surface area can be increased by setting the relationship of the radius of the through holes<thickness of the cooling fins 5 .

（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態について図６を参照して説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第３の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明を省略する場合がある。 (Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. Among the constituent parts of this embodiment, those that are the same as those of the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and the explanation of the common parts may be omitted.

本実施の形態では、冷却フィン５が所定配列を有することで、槽本体４及び冷却フィン５の合計の表面積の増加が図られている。具体的には、図６に示すように、冷却フィン５が千鳥格子状に配列されている。 In this embodiment, the cooling fins 5 have a predetermined arrangement, so that the total surface area of the bath body 4 and the cooling fins 5 is increased. Specifically, as shown in FIG. 6, the cooling fins 5 are arranged in a houndstooth pattern.

一般的な空冷式の軸受装置においては、軸方向及び径方向の両方を含む面上で板状をなし且つ表面が平坦な冷却フィンが、槽本体に周方向に間隔を空けて配列される。ここで、隣り合う冷却フィンの間には、冷却フィンの溶接等による取り付けの際の作業スペース又はメンテナンス時の作業スペースを確保するために、ある程度の大きさの隙間が設けられる。 In a general air-cooled bearing device, flat-surface cooling fins which are plate-shaped on both the axial and radial directions are arranged in the tank body at intervals in the circumferential direction. Here, a gap of a certain size is provided between the adjacent cooling fins in order to secure a working space for attaching the cooling fins by welding or the like or a working space for maintenance.

これに対し、本実施の形態のように、冷却フィン５が千鳥格子状に配列される場合には、一般的な空冷式の軸受装置において設けることが必要的な隙間よりも小さい隙間で冷却フィン５を配列したとしても、冷却フィン５の取り付けの際の作業スペース等が確保され得る。これにより、一般的な空冷式の軸受装置の場合に対して、槽本体４の大型化を行うことなく、また、構造を過剰に複雑にすることなく、冷却フィン５を密集させることで冷却フィン５全体の表面積を増加させることができる。また、冷却フィン５の取り付けやメンテナンスの作業性が損なわれることも抑制できる。 On the other hand, when the cooling fins 5 are arranged in a houndstooth pattern as in the present embodiment, cooling is performed with a gap smaller than the gap required in a general air-cooled bearing device. Even if the fins 5 are arranged, a work space or the like can be secured for attaching the cooling fins 5 . As a result, the cooling fins 5 can be densely packed without increasing the size of the tank main body 4 and without making the structure excessively complicated, as compared with the case of a general air-cooled bearing device. 5 The overall surface area can be increased. In addition, it is possible to prevent deterioration of the workability of attaching the cooling fins 5 and performing maintenance.

以上の実施の形態によっても、軸受装置全体の大型化及び構造の複雑化を抑制しつつ、回転子１０１の支持のために貯留する潤滑流体に対する冷却効果を向上できる。なお、本実施の形態では、板状の冷却フィン５が千鳥格子状に配列されるが、円柱状や角柱状等の放熱部材が千鳥格子状に配列されてもよい。 According to the above embodiment as well, it is possible to improve the cooling effect for the lubricating fluid reserved for supporting the rotor 101 while suppressing the increase in size and the complication of the structure of the entire bearing device. In the present embodiment, the plate-like cooling fins 5 are arranged in a houndstooth pattern, but heat radiation members in the form of cylinders, prisms, or the like may be arranged in a houndstooth pattern.

以上、各実施の形態を説明したが、上記の各実施の形態は、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。この新規な実施の形態は、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。この実施の形態やその変形は、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。 Although each embodiment has been described above, each of the above embodiments is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. This novel embodiment can be embodied in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

例えば、第１乃至第４の実施の形態における各構成の複数組み合わせを有する軸受装置が構成されてもよい。 For example, a bearing device having a plurality of combinations of each configuration in the first to fourth embodiments may be constructed.

１…軸受装置、２…潤滑流体槽、３…軸受３…槽本体、３Ｓ…荷重支持面、４Ａ…底面、４Ｂ…側面、５…冷却フィン、５Ａ…凹部、５Ｂ…凸部、６…基礎、７…通風路、８…軸受用ブラケット、１００…回転電機、１０１…回転子、１０２…軸部分、１０２Ｓ…スカート部、１０３…固定子、１１２…回転子リム、１１３…磁極、Ａ…回転軸線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Bearing device, 2... Lubricating fluid tank, 3... Bearing 3... Tank main body, 3S... Load bearing surface, 4A... Bottom surface, 4B... Side surface, 5... Cooling fin, 5A... Concave part, 5B... Protruding part, 6... Foundation , 7... Ventilation path 8... Bearing bracket 100... Rotating electric machine 101... Rotor 102... Shaft portion 102S... Skirt portion 103... Stator 112... Rotor rim 113... Magnetic pole A... Rotation axis

Claims (2)

回転電機の回転子の軸部分の周囲に配置され、潤滑流体を貯留するとともに、前記回転子の荷重を受ける軸受の少なくとも一部を収容する槽本体と、前記槽本体の底面及び側面に周方向に間隔を空けて設けられる複数の板状の冷却フィンと、を備える軸受装置用潤滑流体槽であって、
前記槽本体に、前記底面から前記側面へ貫通する通風路が設けられるとともに、前記冷却フィンの表面に凹部及び／又は凸部が設けられる形状を有するか、又は前記冷却フィンに貫通孔が設けられる形状を有するか、又は前記冷却フィンが千鳥格子状に配列される配列を有しており、
前記通風路は、前記底面における隣り合う前記冷却フィンの間の部分で一端を開放するとともに、前記側面における隣り合う前記冷却フィンの間の部分で他端を開放する、軸受装置用潤滑流体槽。A tank body arranged around a shaft portion of a rotor of a rotary electric machine to store lubricating fluid and accommodate at least a part of a bearing that receives the load of the rotor; A lubricating fluid tank for a bearing device, comprising: a plurality of plate-like cooling fins spaced apart in a direction;
The tank body is provided with a ventilation passage penetrating from the bottom surface to the side surface, and the surface of the cooling fins has a shape in which concave portions and/or convex portions are provided, or the cooling fins are provided with through holes. or have an arrangement in which the cooling fins are arranged in a houndstooth pattern,
The lubricating fluid tank for a bearing device, wherein one end of the ventilation passage is open at a portion between the adjacent cooling fins on the bottom surface, and the other end is open at a portion between the adjacent cooling fins on the side surface. 請求項１に記載の軸受装置用潤滑流体槽と、
回転電機の回転子の荷重を受ける軸受と、を備え、
前記軸受の少なくとも一部が、前記軸受装置用潤滑流体槽の前記槽本体の内部に収容されている、軸受装置。 A lubricating fluid tank for a bearing device according to claim 1 ;
a bearing that receives the load of the rotor of the rotating electric machine,
A bearing device, wherein at least part of the bearing is housed inside the tank body of the lubricating fluid tank for the bearing device.
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