轴承冷却结构和轴承冷却方法与流程

本发明涉及轴承冷却结构和轴承冷却方法。

背景技术：

在壳体的内部通过轴承支承旋转轴的轴承装置例如可以用于泵、鼓风机、压缩机、驱动器等各种用途。在这样的轴承装置中，当旋转轴高速旋转时，轴承成为高温，有产生热变形的危险，因此目前正在研究对轴承进行冷却。

例如，专利文献1公开了，在封入有润滑油的轴承箱的内部通过轴承支承具有旋转环的旋转轴的轴承装置中，具有对润滑油进行冷却的冷却器，旋转环通过旋转轴的旋转而溅起的润滑油被供给到轴承的结构。

另外，专利文献2公开了，在通过轴承支承滚珠丝杆的壳体中，沿着轴向形成通过冷却介质的冷却用贯通孔，沿着壳体的周向均等地配置多个该冷却用贯通孔的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公平6－37898号公报

专利文献2：日本特开2014－74479号公报

技术实现要素：

发明想要解决的技术问题

但是，上述专利文献1所公开的结构，难以向轴承均匀供给润滑油，因此，因高速旋转等而轴承发热时，轴承的温度分布在周向上不均匀。

另外，专利文献2所公开的结构，多个冷却用贯通孔在轴承的周向上隔开间隔地配置，因此在周向上看轴承时，在配置有冷却用贯通孔的部分和没有配置冷却用贯通孔的部分，冷却能力不同，因此，周向的温度分布仍然变大。

这样，在现有的冷却结构中，存在如下问题：由于在轴承上产生周向的温度分布，热变形在周向上容易变得不均匀，因此与旋转轴的间隙变得不均匀，引起旋转时的振动增加，并且由此容易产生轴承的进一步发热，因此难以进行旋转轴的高速旋转。

因此，本发明的目的在于提供一种通过对轴承在周向上均匀冷却，能够稳定维持旋转轴的高速旋转的轴承冷却结构和轴承冷却方法。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的上述目的通过以下的轴承冷却结构实现，该轴承冷却结构为对具有壳体、插通到上述壳体内的旋转轴和介于上述壳体与上述旋转轴之间的环状的轴承的轴承装置的上述轴承进行冷却的结构，在上述壳体的内部形成有冷却用通路，能够通过气体供给单元向上述冷却用通路供给冷却用气体，上述冷却用通路以围绕上述轴承的外周的方式形成在整个周向上。

在该轴承冷却结构中，优选上述冷却用通路在上述轴承侧的内周面形成有沿着周向延伸的冷却翅片。

另外，优选上述冷却用通路通过形成于上述壳体的导入口和排出口与外部连通，从上述导入口导入的冷却用气体向两个方向分流后合流，从上述排出口排出。

另外，本发明的上述目的通过以下的轴承冷却方法实现，该轴承冷却方法是对具有壳体、插通到上述壳体内的旋转轴和介于上述壳体与上述旋转轴之间的环状的轴承的轴承装置的上述轴承进行冷却的方法，在上述壳体的内部以围绕上述轴承的外周的方式在整个周向上形成冷却用通路，向上述冷却用通路供给冷却用气体。

发明效果

根据本发明，能够提供通过对轴承在周向均匀冷却，能够稳定维持旋转轴的高速旋转的轴承冷却结构和轴承冷却方法。

附图说明

图1是具有本发明的一个实施方式所涉及的轴承冷却结构的轴承装置的截面图。

图2是图1的a－a截面图。

图3是具有本发明的另一个实施方式所涉及的轴承冷却结构的轴承装置的主要部分截面图。

附图标记说明

1轴承装置

10壳体

20旋转轴

30a、30b轴承

40a、40b冷却用通路

41a、41b导入口

42a、42b排出口

43a、43b冷却翅片

50风扇(气体供给单元)。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1是具有本发明的一个实施方式涉及的轴承冷却结构的轴承装置的截面图，图2是图1的a－a截面图。如图1和图2所示，轴承装置1在形成为筒状的壳体10的内部插通有旋转轴20，通过介于壳体10与旋转轴20之间的一对环状轴承30a、30b，旋转轴20被可旋转地支承。壳体10被安装在台板2的多个支承部件3支承。轴承30a、30b例如为角接触球轴承。

壳体10具有外筒10和与外筒10的两端部嵌合的环状的一对轴承支架12a、12b，在轴承支架12a、12b的内周面，轴承30a、30b的外轮被保持部件13a、13b保持。轴承支架12a、12b例如能够由导热性良好的高强度的金属材料形成。在轴承30a、30b的附近，与现有的轴承装置同样配置喷油嘴(未图示)，可以构成为向轴承30a、30b间歇地喷出冷却用的油。

在轴承支架12a、12b的外周面，以围绕轴承30a、30b的外周的方式，在整个周向上形成有槽状的冷却用流路40a、40b。冷却用流路40a、40b的宽度没有特别限定，优选至少比轴承30a、30b的宽度(轴向的厚度)大，优选以在环状的冷却用流路40a、40b的内部收容轴承30a、30b的整体的方式，配置冷却用流路40a、40b。冷却用流路40a、40b的深度优选在能够确保轴承支架12a、12b的强度的范围，制得尽量深(即，使残留的槽底薄)。

冷却用流路40a、40b分别与形成于外筒10的最下部的导入口41a、41b和形成于外筒10的最上部的排出口42a、42b连通。排出口42a、42b安装有在箱体的上下具有开口的作为气体供给单元的风扇50a、50b，通过风扇50a、50b的工作，从导入口41a、41b向冷却用流路40a、40b导入外部气体。在冷却用流路40a、40b的底面(即，轴承30a、30b侧的内周面)，沿着周向延伸的冷却翅片43a、43b在轴向隔开间隔地形成有多个。

具有上述的结构的轴承装置1通过未图示的驱动单元旋转驱动旋转轴20，并且通过使风扇50a、50b工作，在图2中如箭头所示，从导入口41a向冷却用流路40a的下部导入的冷却用的空气在左右两个方向分流后，在冷却用流路40a的上部合流，从排出口42a排出。由此，轴承30a的外周整体被均匀冷却，因此，即使在因旋转轴20的旋转使轴承30a发热时，也能够抑制在周向上产生温度分布。其结果，能够抑制旋转轴20的高速旋转时的振动等的发生，能够维持稳定的运转状态。

另外，在冷却用流路40a、40b的轴承30a、30b侧的内周面，设置多个沿着周向延伸的冷却翅片43a、43b，因此能够提高冷却效率，并且能够增强轴承支架12a、12b，能够抑制伴随冷却用通路40a、40b的形成所产生的壳体10的强度下降。

以上对本发明的一个实施方式进行详细说明，但本发明的具体方式不限定于上述实施方式。例如，如图3所示，在冷却用流路40a的内部设置隔壁44a，夹着隔壁44a在两侧配置导入口41a和排出口42a，由此从导入口41a导入冷却用流路40a的冷却用的空气能够不用分流地与轴承30a的外周整体进行热交换，从排出口42a排出。其中，在图3中，对与图2相同的结构部分标注相同的附图标记。

另外，在本实施方式中，在冷却用流路40a、40b的排出口42a、42b安装风扇50a、50b，但对用于向冷却用流路40a、40b导入冷却用气体入的单元没有特别限定，例如，可以将在其他设备中使用的压缩空气等的气体供给源与导入口41配管连接，向冷却用流路40a、40b供给冷却用气体。

具有本发明的轴承冷却结构的轴承装置可以适合组装到例如蒸发浓缩装置的热泵装置(蒸气压缩装置)等旋转轴20高速旋转的装置。该情况下，与组装轴承装置的装置(例如热泵装置等)的工作连动，使风扇50a、50b工作，由此能够实现节省电力，并且可靠地得到旋转轴20的稳定旋转。