JPH04111265U - 回転電機の軸電流防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転電機の軸電流防止装置として効果の高い
軸電流の回路を絶縁遮断する装置で、如何なる回転電機
にも実施でき、構造が簡単で、軸受け部の発熱に影響さ
れることのない回転電機の軸電流防止装置を提供する。 【構成】 金属製の回転軸１を支持する軸受け２と、こ
の軸受け２を支承するブラケット３とを設ける。このブ
ラケット３に軸受け２を挟持して固定するハウジング部
４，４を設ける。更に、回転軸１の軸受け対応部１ａの
周囲に、平行して引きそろえられた耐熱性のガラス繊維
に絶縁性の熱硬化性樹脂を含浸したテ―プ５を、回転軸
１の円周方向に巻き付けて絶縁層を形成する。このテー
プ状樹脂５は、ハウジング部４，４の回転軸１と対応す
る軸長方向寸法よりも長く巻き付ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転電機の軸電流防止装置に関し、特に、軸電流を遮断する方式の 軸電流防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に電動機においては、磁気の不平衡、静電気の蓄積、外部電流の回転軸へ の直接印加、整流器電源の使用による軸誘導等の原因により、回転軸の両端間、 回転軸と各軸受け間又は回転軸の各軸受け嵌合部に、大なり小なり軸電圧が発生 する。この軸電圧の発生が著しくなると、各軸受け部を通って軸電流が流れ、こ れによって潤滑油の黒化等を招き、場合によっては軸受けを損傷又は焼損するこ とがある。

【０００３】 従って、このような障害が生じないように、回転電機には軸電流防止装置が設 けられている。通常、この軸電流防止装置としては、回転軸を接地して軸電流を アースする装置と、軸電流の回路を絶縁遮断する装置とが用いられている。

【０００４】 しかし、回転軸を接地する装置は、一般に構造が複雑で、また、回転電機運転 中、常時過大電流をア―ス線に流しておくことは好ましくない。これに対して、 軸電流の回路を絶縁遮断する装置は、構造が簡単で、軸電流防止効果も高い。

【０００５】 このような軸電流の回路を絶縁遮断する装置の一つとして、実公昭５９−１７ ３４６７号の軸電流防止装置がある。この装置は、図２に示すように、回転軸１ １を軸受け１２を介して支承する金属製のブラケット１３と、軸受け１２をブラ ケット１３に取付けるためのハウジング部１４とが独立して設けられている。ブ ラケット１３とハウジング部１４との接合面には、絶縁層１５が設けられ、ブラ ケット１３とハウジング部１４とに挟持されている。この絶縁層１５によって、 電流が回転電機本体より回転軸１１に流れることが遮断される。

【０００６】 しかし、上記のような構成の従来の装置は、回転電機の構造によっては絶縁が 困難となり、採用できないという問題がある。特に、軸受け１２を絶縁する場合 、絶縁層１５の狭持されるブラケット１３とハウジング部１４とはそれぞれ独立 して設けられているため、回転電機の使用や周囲環境等より絶縁層１５に微振動 等による圧縮応力等が繰返し働くことになる。このため、絶縁層１５が疲労して 欠け等の損傷が発生する原因となっている。

【０００７】 更に、軸受け１２の発熱により絶縁層１５が膨脹や乾固して、軸受け１２との 間に遊隙が生じて絶縁不良となり、ついには焼損等となる欠点がある。また、ブ ラケット１３とハウジング部１４とはそれぞれ別部材のため、組立てのための部 材点数及び製造工程が多くなり、製造コストが高くなる問題がある。

【０００８】 この問題を解決するために、従来では軸受けとハウジングとの間に設けられて いた絶縁層を、回転軸１１と軸受け１２との間に設けられたものが提案されてい る。

【０００９】 この回転軸１１と軸受け１２との間に設けられた絶縁層の装着方法としては、 ２種類の方法がある。

【００１０】 その１つは、絶縁層を塗布して硬化させる方法で、回転軸の軸受け嵌合部に絶 縁層を装着する為の凹部を設け、この凹部に、絶縁性の樹脂等を軸受けの内径に 適合する寸法にまで塗布し、樹脂が硬化した後に外径を加工する方法である。こ の場合、樹脂は引張力に対して弱いのでその補強を行なうために、ガラス等の張 力に強い短繊維をフェルト状態にして樹脂に混入することが行なわれている。

【００１１】 他の方法は、固体の絶縁層を回転軸の絶縁層装着部の寸法と、軸受けの内径寸 法に合わせて予め加工したり、または絶縁層の型を設けて鋳造し、その後、回転 軸に焼き嵌めや冷却嵌めを行う方法によって装着が行なわれている。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、通常は、金属製のブラケットと軸とが充電部として作用するの で、両者間の絶縁を考えた場合には、絶縁層の表面は絶縁の縁面距離の対象とな り、軸長方向の寸法が大きい方がよい。しかし、従来の絶縁層の装着方法では、 いくつかの問題があるため、寸法を増大させることは困難である。

【００１３】 即ち、絶縁層を塗布して硬化させる方法では、非量産の場合は良いが、量産と なると樹脂の収縮、回転軸軸長方向の寸法等の管理が困難となる。また、樹脂中 にガラス等の短繊維が混入される場合には、その取扱が面倒であり、前記絶縁層 等の形成には成形性が問題となり、とりわけ薄い被覆を成形し、外径寸法と被覆 の厚さを均等に仕上げることは困難であるため、絶縁層の寸法の増大は製作上困 難である。

【００１４】 また、固体の絶縁層を所用寸法に予め加工するものにあっては、絶縁層の溶融 温度が低いものは良いが、セラミック等の溶融温度が高いものは、容易に型によ る鋳造を行なうことができない。そのため、沿面距離となる絶縁層の軸長方向の 長さを長くとることは、加工工程を増加させ、製作時間の増加と加工の困難化を 招くものである。

【００１５】 本考案は、上述した課題を解決するために提案されたもので、その目的は、軸 電流防止装置として効果の高い軸電流の回路を絶縁遮断する装置であって、いか なる回転電機にも実施でき、構造が簡単で、軸受け部の発熱に影響されることの ない回転電機の軸電流防止装置を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

本考案の回転電機の軸電流防止装置では、以上の目的を達成するために、回転 軸と軸受けとブラケットを有する回転電機の回転軸の軸受け対応部に、繊維の方 向が回転軸の円周方向に向いたガラス繊維を基材とする絶縁性のテ―プ状樹脂を 巻き付けて、ブラケットの回転軸軸長方向の寸法よりも長く絶縁層を形成したこ とを特徴とする。

【００１７】

【作用】

以上のような構成の本考案においては、回転電機の回転軸に設けられる絶縁層 が、取扱いが容易なガラス繊維を基材としたテ―プ状樹脂によって形成されるた め、巻き付けによる絶縁層の形成が可能になる。これによって、絶縁層を回転軸 軸長方向にブラケットのの寸法よりも長く、十分な長さに形成することができ、 回転軸に絶縁のための縁面の距離を大きくとることができる。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案の回転電機の軸電流防止装置の一実施例を図面に基づいて説明す る。

【００１９】 即ち、回転電機の軸受け部には、金属製の回転軸１を支持するために軸受け２ と、この軸受け２を支承するブラケット３とが設けられている。このブラケット ３には、軸受け２を挟持して固定するハウジング部４，４が設けられている。更 に、回転軸１の軸受け２に支持される軸受け対応部１ａの周囲には、テープ状樹 脂５が巻き付けられている。このテープ状樹脂５は、平行して引きそろえられた 耐熱性のガラス繊維に絶縁性の熱硬化性樹脂を含浸させ半硬化させたもので、こ れにより、回転軸１の円周方向に絶縁層が形成されている。この場合テープ状樹 脂５は、ハウジング部４，４の回転軸１と対応する軸長方向寸法よりも長く巻き 付けられている。

【００２０】 以上のような本実施例では、回転軸の軸受け対応部１ａ周囲に絶縁層が設けら れているため、金属製の回転軸１と軸受け２とは直接接触しない。また、絶縁層 としてガラス繊維に熱硬化性の樹脂を含浸させたテープ状樹脂５が用いられてい るので、絶縁層の厚みが均一となり、また、軸長方向の寸法を十分にとることが できる。更に、このテープ状樹脂５を巻き付ける際には、テープ５には引張力が 加えられるので、このテープ状樹脂５によって形成された絶縁層の内部には、ガ ラス繊維が平行して回転軸１の円周方向に走っている。従って、絶縁層の内部に は、圧縮残留応力が発生しており、回転軸１への密着効果が高い。

【００２１】 以上のように本実施例の回転電機の軸電流防止装置は、金属製の回転軸１と軸 受け２とが直接接触しなので、なんらかの原因で回転軸に軸電圧が発生しても、 軸電流は軸受け２に流れることがない。従って、軸受けの損傷や焼損、回転軸の 損傷等、軸電流による障害をより効果的に防止することができる。

【００２２】 また、絶縁層に予備形成されたテープ状樹脂を用いているため、絶縁層を容易 に形成することができる。しかも、均一の厚みで、軸長方向の寸法を十分にとる ことができるので、絶縁に必要な縁面距離が確保され、安全性の高いものとする ことができる。更に、絶縁層を装着するための外径加工や型等が不要となり、製 造工程の単純化、製作費の低減等が可能となる。

【００２３】 更に、絶縁層に用いられるテープ状樹脂内のガラス繊維が平行して引きそろえ られて回転軸に対し円周方向に伸びているので、回転電機自体や外部よりの振動 に対しては、その振動を吸収することができ、絶縁層５の破損を防ぐことができ る。

【００２４】 また、絶縁層の内部にはテープ状樹脂が巻き付けられることによる圧縮残留応 力が発生しているので、この絶縁層は経年変化や軸受けの発熱等により膨脹、乾 固した場合にあっても、絶縁層の樹脂の体積が減少することはない。このため、 膨脹収縮等の熱変形に伴う割れ等の発生を防止することができ、また軸受けと回 転軸の間に遊隙を生ずることがないので、異常発熱、焼損を解消することができ る。

【００２５】 更に、本実施例によれば、軸電流の防止を回転軸に絶縁層を形成するだけで良 く、従って、軸受けとこれを支承するブラケットとを一体型することができる。

【００２６】 なお、本考案は上述した実施例に限定されるものではなく、具体的な各部材の 形状、或いは各々の取付け位置及び方法は適宜変更可能である。

【００２７】 例えば、図１に示されるのは、回転電機の軸受けの一つについてであるが、他 の軸受けも同様に構成される。

【００２８】 また、テープ状樹脂は、その厚さ及び幅を種々用意することによって、回転軸 の周囲の絶縁層に必要とされる軸長方向の寸法と厚みに対応して選択することが できる。即ち、各種回転電機の回転軸と軸受け部に対応にさせた絶縁部を形成す ることができる。

【００２９】

【考案の効果】

本考案の回転電機の軸電流防止装置は、回転電機の軸受け部に支持される回転 軸に、ガラス繊維のテープ状樹脂を基材とした絶縁層を回転軸軸長方向にブラケ ット対応部の寸法よりも長く形成するだけなので、絶縁性能に大きな影響を与え る縁面距離を容易に大きくとることが可能になる。

【００３０】 そのうえ、絶縁層の形成は回転軸にのみ行なうので、構造が簡単となり、如何 なる回転電機の軸受け部にも実施することができ、製作費の大幅な削減と製作時 間の著しい短縮が可能となる。

【００３１】 更に、発熱振動や経年変化に強い、耐久性の向上された回転電機の軸電流防止 装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の回転電機の軸電流防止装置の一実施例
を示す要部側面断面図。

【図２】従来の回転電機の軸電流防止装置の一例を示す
要部側面断面図。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 軸受け ３ ブラケット ４ ハウジング部 ５ テープ状樹脂 １１ 回転軸 １２ 軸受け １３ ブラケット １４ ハウジング部 １５ 絶縁層

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と軸受けとブラケットを有し、軸
   受けによって回転軸の軸受け対応部が支持され、ブラケ
   ットによって軸受けが支承される回転電機の軸電流防止
   装置において、前記軸受け対応部に、回転軸の円周方向
   に伸びるガラス繊維を基材とする絶縁性のテ―プ状樹脂
   を巻き付けて、ブラケットの回転軸軸長方向の寸法より
   も長く絶縁層を形成したことを特徴とする軸電流防止措
   置。