JPH0536125U

JPH0536125U - 磁性流体スラスト軸受装置

Info

Publication number: JPH0536125U
Application number: JP8405391U
Authority: JP
Inventors: 誠三上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-10-17
Filing date: 1991-10-17
Publication date: 1993-05-18

Abstract

(57)【要約】【目的】軸受部からの潤滑剤の漏れを防止し、長期信
頼性に優れかつメンテナンスフリーの回転機械用磁性流
体軸受装置を提供する。【構成】本考案の磁性流体スラスト軸受装置は、回転
軸３に吸引型のスパイラル溝５を有する回転板１を装着
し、この回転板１と所定の隙間11を介して回転板１を挟
むように設けられ外周側に永久磁石16を有し内周側にテ
ィース部17と内周溝14を有する軸受４を軸受ブラケット
７に装着し、軸受４、回転板１、回転軸３で形成される
空間に磁性流体13を充填し、この磁性流体13を軸受４の
内周側から排出し外周側に戻入するポンプ８と配管15で
構成される磁性流体循環装置を備えたことを特徴とす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転機械における軸受の潤滑剤の漏れを防止する磁性流体軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、各技術分野における環境汚染防止規制が厳しくなる中で、各種回転機械の軸受潤滑剤の漏れ防止対策が重要視されている。また、原子力発電所に設置される各種回転機械（例えば誘導電動機など）では長期信頼性とメンテナンスフリーの要求が強い。

【０００３】軸受部からの潤滑剤の漏れは、環境汚染に繋がるばかりでなく、潤滑剤不足による軸受性能の悪化や、回転機械内への漏洩による絶縁物（コイルの被覆など）の劣化、さらには絶縁破壊などを引き起こし、事故発生への主な原因となるおそれがある。次に、従来技術の代表例を引用しながら、従来技術について説明する。

【０００４】図２は高速回転機械等に用いられる従来のスラスト軸受の断面図である。回転板１は固定用リング２によって回転軸３に固定され、軸受４に挟まれるように配置されている。この回転板１には、図３に示すようなスパイラル溝５が設けられており、図の矢印の方向に回転することによって、軸受効果が生ずる。図に示すスパイラル溝５は吸引型と呼ばれ、外周から内周に向かって潤滑剤６ａが流れる。軸受ブラケット７内の潤滑剤６ａは、外部に設置されたポンプ８によって摺動面（軸受隙間）に供給され、また、必要に応じてクーラー９で冷却する。一方、軸受４から排出される潤滑剤６ｂが機内・外に漏れないように、ラビリンスシール10が設けられている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】軸受隙間11には、回転板１の動的（ポンプ）作用により潤滑膜が形成され、図４に示すような膜圧力12が発生する。このラジアル方向の膜圧力分布により、軸受内周部より潤滑剤６ｂが回転板１及び回転軸３の表面に沿って飛びだし、容易にラビリンスシール10に到達する。従って、運転中、潤滑剤６ｂが機内・外へと排出される危険性が多分にある。この結果、機内ではステータコイルの絶縁劣化を来し、また、機外漏れの場合には環境汚染を招く。

【０００６】本考案は上記の従来技術の問題点に鑑み成されたもので、軸受部からの潤滑剤の漏れを完全に防止して、長期信頼性に富みかつ、メンテナンスフリーの回転機械用磁性流体軸受装置を提供する事を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記の問題を解決するために本考案においては、回転軸に装着され吸引型のスパイラル溝を有する非磁性の回転板と、この回転板と所定の間隙を介して回転板を挟むように設けられ外周側に永久磁石を有し内周側に複数のティース部を有する軸受と、前記間隙内に充填された磁性流体と、この磁性流体を軸受内周側から排出し外周側に戻入する磁性流体循環装置とを備えた構成とする。

【０００８】

【作用】

本考案は上記のように構成されており、軸受外周部から潤滑剤である磁性流体を吸込む、吸引型の溝付き軸受により軸方向の荷重が支持され、磁性流体並びに永久磁石から成る磁性流体シール装置により潤滑剤のシールが完璧となる。

【０００９】

【実施例】

図１は本考案の一実施例を示す断面図であり、図２の従来技術で説明した部品については同一符号を付して説明を省略する。

【００１０】本実施例は、図１および図３に示すように回転板１側に吸引型のスパイラル溝５を設けた軸受装置である。回転板１の回転方向は図３に示す矢印の通りであり、この方向に回転することにより吸引型のスパイラル溝付きスラスト軸受として作用する。この軸受の内・外周部には、磁性流体13が常時満たされている。また、軸受４内周部には軸受内周溝14が設けられており、ここに磁性流体13が排出され、かつ溝14は外部と配管15で繋れている。後で述べる理由により、回転板１は非磁性材料で製作されている。軸受４の外周側には、永久磁石16が配置されており、内周側には複数個のティース17が設けられている。

【００１１】軸受内周溝14と連結している配管15には、ポンプ８や必要に応じてクーラー９が設けられ、磁性流体13を軸受４外周部に戻している。また、ティース17の先端部には磁性流体膜18が形成されている。次に作用について説明する。

【００１２】回転板１が回転するとポンプ効果によって、軸受４外周部近傍にある磁性流体 13を吸込み、軸受隙間11内では図４に示したような潤滑膜圧12が発生する。磁性流体13は軸受隙間11を通過した後、軸受内周溝14に排出され、ポンプ８によって配管15に導かれる。クーラー９で冷却された磁性流体13は、再び軸受４外周部に戻される。この様にして磁性流体13は循環し、潤滑剤として機能する。

【００１３】一方、磁性流体13を軸受４部から漏れないようにすべく、軸受４内周部にティース17および永久磁石16を軸受４外周部に設けて、磁性流体シール機構を持たせている。図１の破線で示すような磁気回路が、永久磁石16によって発生する。この時、前述した様に回転板１の材料は非磁性でなくてはならず、磁性体であると軸受隙間11の方がラビリンスの隙間より小さい為、磁気回路が図示のようにはならない。図の様な磁気回路により、ティース17と回転軸３との隙間に磁性流体膜 18が確実に形成され、完璧なシール機能を維持することが出来る。

【００１４】以上の作用により、安定した潤滑性能が得られるばかりでなく、磁性流体を潤滑剤に用いて磁性流体シール機構を併設することにより、潤滑剤の機内・外への漏れを防止できる。

【００１５】

【考案の効果】

本考案によれば停止状態から高速運転領域の広い範囲において、軸受部からの潤滑剤の漏れを完璧にシールする事が出来、且つ、十分な潤滑性能を得ることができる。このことにより、軸受性能の低下や環境汚染が改善されて、長期信頼性に優れたメンテナンスフリーの軸受装置となり、高性能で長期信頼性に優れた回転機械を提供出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す断面図

【図２】従来技術を説明する為の断面図

【図３】回転板１に設けられるスパイラル溝を示す説明
図

【図４】回転板のラジアル方向に発生する圧力分布を示
す説明図

【符号の説明】

１…回転板 10…ラビリンス２…固定用リング 11…軸受隙間３…回転軸 12…圧力分布４…軸受 13…磁性流体５…スパイラル溝 14…軸受内周溝６ａ，６ｂ…潤滑剤 15…配管７…軸受ブラケット 16…永久磁石８…ポンプ 17…ティース９…クーラー 18…磁性流体膜

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】回転軸に装着され吸引型のスパイラル溝
を有する非磁性の回転板と、この回転板と所定の間隙を
介して回転板を挟むように設けられ外周側に永久磁石を
有し内周側に複数のティース部を有する軸受と、前記間
隙内に充填された磁性流体と、この磁性流体を軸受内周
側から排出し外周側に戻入する磁性流体循環装置とを備
えたことを特徴とする磁性流体スラスト軸受装置。