JPH10127005A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸受ブラケットの軸受ハウジング部の内周面
と軸受の外輪の外周面の摩耗を低減し、損傷を防いで、
寿命を長く延ばすようにする。 【解決手段】 回転軸７を支承する軸受１１を収納した
軸受ブラケット９の軸受ハウジング部９ａの外周に磁石
１５を設けて、軸受ブラケット９の軸受ハウジング部９
ａの内周面と軸受１１の外輪１１ａの外周面との接触部
に磁力が及び、その接触面のシビア摩耗からマイルド摩
耗への遷移を促進して、それらの摩耗を低減し、損傷を
防ぐようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は軸受ブラケットの軸
受部分に改良を加えた回転電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回転電機においては、図９に
示すごとく、フレーム１の内周部に、コア２にコイル３
を巻装して構成されたステータ４が嵌着され、このステ
ータ４の内部に、コア５に導体６を装設すると共に回転
軸７を貫着して構成されたロータ８が配設されている。

【０００３】又、フレーム１の両端には軸受ブラケット
９，１０が結合されており、この軸受ブラケット９，１
０には中央部に軸受ハウジング部９ａ，１０ａが存して
いる。軸受ハウジング部９ａ，１０ａには軸受１１，１
２が収納されており、この軸受１１，１２により回転軸
７が支承されている。そして、そのうち、負荷側（図中
右側）の軸受ブラケット１０の軸受ハウジング部１０ａ
からは回転軸７が貫通して突出している。

【０００４】しかして、この構造では、ロータ８の損失
熱により回転軸７が軸方向に熱膨張して軸受１１，１２
を損傷することがあり、これを防ぐために、図１０に示
す反負荷側の軸受１１の外輪１１ａ（軸受１１，１２は
いずれも玉軸受である）の外周面と軸受ブラケット９の
軸受ハウジング部９ａの内周面との間には、図１１に示
す隙間１３（例えば、軸受１１の外径が１４０ｍｍの場
合、隙間は最大でほゞ０．０３６ｍｍ）が確保され、更
に、軸受１１の外輪１１ａの反負荷側端面と軸受ブラケ
ット９の軸受ハウジング部９ａの内奥面との間には弾性
体１４が介在されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のような回転電機
においては、運転時に軸受１１の外輪１１ａが回転軸７
の回転方向とは逆の方向に微動すべりを伴いながら軸受
ブラケット９の軸受ハウジング部９ａの内周を回転移動
する軸受外輪クリープが発生し、軸受ブラケット９の軸
受ハウジング部９ａの内周面及び軸受１１の外輪１１ａ
の外周面を損傷する場合がある。

【０００６】これについて詳述すると、軸受１１には外
部負荷から負荷側の軸受１２を支点として回転荷重が加
わる。図１２に示すように、その回転荷重Ｆ1 が静止荷
重Ｆ2 よりも大きくて、それらの合成荷重Ｆ12が回転軸
７の回転方向Ａに相対的に回転するとき、軸受１１の外
輪１１ａの外周面と軸受ブラケット９の軸受ハウジング
部９ａの内周面との隙間１３とは反対側の接点Ｐ1 ，Ｐ
2 は、それらの周長の差により合成荷重Ｆ12の回転と逆
方向に離れ、軸受１１の外輪１１ａが回転軸７の回転方
向とは逆の方向に微動すべりを伴いながら軸受ブラケッ
ト９の軸受ハウジング部９ａの内周を回転移動するクリ
ープ現象が発生する。

【０００７】この結果、軸受ブラケット９の軸受ハウジ
ング部９ａの内周面及び軸受１１の外輪１１ａの外周面
を損傷し、更にはそれらの摩耗によって回転電機の寿命
が短くなるという問題点を有していた。

【０００８】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
であり、従ってその目的は、軸受ブラケットの軸受ハウ
ジング部の内周面及び軸受の外輪の外周面の損傷を防
ぎ、摩耗を減少させて、寿命を長く延ばすことのできる
回転電機を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の回転電機においては、回転軸を支承する軸
受を収納した軸受ブラケットの軸受ハウジング部の外周
に磁石を設けたことを特徴とする。この場合、磁石の磁
気を誘導するヨークを設けるとなお良い。又、磁石は軸
受の軸方向両側に設けても良い。

【００１０】後に詳述するように、金属の摩擦に関し
て、磁場はシビア摩耗からマイルド摩耗への遷移を促進
することが知られており、そのマイルド摩耗への遷移に
より、軸受ブラケットの軸受ハウジング部の内周面と軸
受の外輪の外周面との摩耗が減少し、損傷を防ぐことが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につ
き、図１ないし図４を参照して説明する。まず図１には
回転電機例えば電動機の全体構成を示しており、先の図
９と同一の部分に同一の符号を付して示している。すな
わち、フレーム１の内周部に、コア２にコイル３を巻装
して構成されたステータ４を嵌着し、このステータ４の
内部に、コア５に導体６を装設すると共に回転軸７を貫
着して構成したロータ８を配設している。

【００１２】又、フレーム１の両端には軸受ブラケット
９，１０を結合しており、この軸受ブラケット９，１０
には中央部に軸受ハウジング部９ａ，１０ａが存してい
る。軸受ハウジング部９ａ，１０ａには軸受１１，１２
を収納しており、この軸受１１，１２により回転軸７を
支承している。そして、そのうち、負荷側（図中右側）
の軸受ブラケット１０の軸受ハウジング部１０ａからは
回転軸７が貫通して突出している。

【００１３】これに対して、図２は反負荷側の軸受ブラ
ケット９の軸受ハウジング部９ａ部分を拡大して示して
おり、この軸受ブラケット９の軸受ハウジング部９ａの
内周面と軸受１１の外輪１１ａとの間には、ロータ８の
損失熱により回転軸７が軸方向に熱膨張して軸受１１，
１２を損傷するのを防ぐため、図３に示す隙間１３を確
保し、更に、その軸受１１の外輪１１ａの反負荷側端面
と軸受ブラケット９の軸受ハウジング部９ａの内奥面と
の間には弾性体１４を介在させている。

【００１４】さて、このような従来と同一の構成に加え
て、軸受ブラケット９の軸受ハウジング部９ａの外周に
は磁石１５を設けている。この磁石１５は詳細には環状
の例えば永久磁石であり、軸受ブラケット９の軸受ハウ
ジング部９ａの外周に嵌着により固定していて、その磁
力により、図２に矢印で示すように、磁石１５→軸受ブ
ラケット９の軸受ハウジング部９ａ→軸受１１の外輪１
１ａ→磁石１５の磁気回路を形成し、軸受ブラケット９
の軸受ハウジング部９ａの内周面と軸受１１の外輪１１
ａの外周面との接触部に磁力を及ぼすようになってい
る。なお、この場合、軸受ブラケット９の軸受ハウジン
グ部９ａと軸受１１の外輪１１ａはそのうちの少なくと
も一方を強磁性体で構成している。

【００１５】以上のように、本実施例においては、軸受
ブラケット９の軸受ハウジング部９ａの外周に磁石１５
を設けたことで、磁石１５→軸受ブラケット９の軸受ハ
ウジング部９ａ→軸受１１の外輪１１ａ→磁石１５の磁
気回路が形成され、軸受ブラケット９の軸受ハウジング
部９ａの内周面と軸受１１の外輪１１ａの外周面との接
触部に磁力が及ぶ。これにより、それらの接触面にはマ
イルド摩耗面が形成され、その接触面の摩耗が減少、損
傷が防がれる。

【００１６】これについて詳述すると、電子軌道に空孔
のある遷移金属あるいは遷移金属が主成分である強磁性
体、例えば鉄鋼材料は化学的に非平衡状態にあり、他の
元素と結合しやすい。このような材料から成る摺動部材
に磁気を作用させると、他の元素との結合（イオン結合
あるいは共有結合）作用が活発化され、酸素の吸着が促
進されて、酸化膜が形成される。この酸化膜が摩擦面に
介在することにより、新生面同士の接触、凝着が少なく
なり、摩耗粉が微粉化されて早期にマイルド摩耗粉が作
り出される。

【００１７】又、磁場はその吸引力によってマイルド摩
耗粉を摩擦面に保持し、マイルド摩耗粉が摩擦面に堆積
される。これによって、摩擦面にマイルド摩耗面が形成
され、接触面の摩耗が減少される。図４にはこのことを
表しており、（ａ）における摺動体Ｂが軸受１１の外輪
１１ａに相当し、摺動体Ｃが軸受ブラケット９の軸受ハ
ウジング部９ａに相当する。又、それらの接触面の状態
を、磁気無しの場合（ｂ）と磁気有りの場合（ｃ）とで
それぞれ表している。

【００１８】これらをまとめると、 （１）磁場はマイルド摩耗粉を摩擦の初期から作り出
す。 （２）磁場はマイルド摩耗粉を摩擦面から逃がさず、マ
イルド摩耗面の生成を容易にする。 これらの二つの作用によってシビア摩耗からマイルド摩
耗への遷移が促進され、このマイルド摩耗への遷移によ
り、摩擦面の摩耗が減少する。なお、このメカニズムは
「トライボロジスト」の第３巻・第６号（１９８９）の
４３０〜４３６に記載されている。

【００１９】かくして、本実施例のものの場合、軸受ブ
ラケット９の軸受ハウジング部９ａの内周面と軸受１１
の外輪１１ａの外周面の摩耗が減少し、損傷が防がれ
て、回転電機の寿命を長く延ばすことができる。

【００２０】なお、軸受ブラケット９の軸受ハウジング
部９ａと軸受１１の外輪１１ａはその両方を強磁性体で
構成しても良いが、前述のようにその少なくとも一方を
強磁性体で構成するだけでも良い。これは、他方が強磁
性体でなくても、それには一方の強磁性体材料が移着
し、その結果、母材は強磁性体でなくとも表面には強磁
性体層が存在することになるからである。

【００２１】以上に対して、図５及び図６は本発明の第
２実施例を示すもので、磁石１５から軸受ブラケット９
の軸受ハウジング部９ａにかけた部分の周囲部にヨーク
１６を設けて、磁石１５の磁気を誘導するようにしたも
のを示している。このようにすることにより、軸受ブラ
ケット９の軸受ハウジング部９ａの内周面と軸受１１の
外輪１１ａの外周面との接触部に磁石１５の磁気を集中
させることができるから、その接触面の摩耗を低減し、
損傷を防止する効果を一層確実に得ることができる。

【００２２】図７及び図８は本発明の第３実施例を示す
もので、軸受１１の軸方向両側、詳細には外輪１１ａの
軸方向両側に磁石１７，１８を設けたものを示してい
る。このようにしても、軸受ブラケット９の軸受ハウジ
ング部９ａの内周面と軸受１１の外輪１１ａの外周面と
の接触部に磁力が及ぶから、第１実施例同様の作用効果
を得ることができる。

【００２３】なお、磁石１５，１７，１８は反負荷側で
なく負荷側の軸受部分に適用しても良い。又、磁石１
５，１７，１８は永久磁石でなく電磁石であっても良
い。そのほか、本発明は上記し且つ図面に示した実施例
にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲
内で適宜変更して実施し得る。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおりのもので、
下記の効果を奏する。請求項１の回転電機によれば、磁
気による摩擦面のシビア摩耗からマイルド摩耗への遷移
促進により、軸受ブラケットの軸受ハウジング部の内周
面と軸受の外輪の外周面の摩耗を低減し、損傷を防ぐこ
とができて、寿命を長く延ばすことができる。

【００２５】請求項２の回転電機によれば、磁気を軸受
ブラケットの軸受ハウジング部の内周面と軸受の外輪の
外周面との接触部に集中させることができて、その接触
面の摩耗を低減し、損傷を防止する効果を一層確実に得
ることができる。

【００２６】請求項３の回転電機によっても、磁気によ
る摩擦面のシビア摩耗からマイルド摩耗への遷移促進に
より、軸受ブラケットの軸受ハウジング部の内周面と軸
受の外輪の外周面の摩耗を低減し、損傷を防ぐことがで
きて、寿命を長く延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す破断側面図

【図２】図１のＤ部分の拡大図

【図３】図１のＥ−Ｅ線に沿う拡大縦断面図

【図４】作用説明図

【図５】本発明の第２実施例を示す破断側面図

【図６】図５のＧ部分の拡大図

【図７】本発明の第３実施例を示す破断側面図

【図８】図７のＨ部分の拡大図

【図９】従来例を示す破断側面図

【図１０】図９のＩ部分の拡大図

【図１１】図９のＪ−Ｊ線に沿う拡大縦断面図

【図１２】軸受外輪クリープの説明図

【符号の説明】

７は回転軸、９，１０は軸受ブラケット、９ａ，１０ａ
は軸受ハウジング部、１１，１２は軸受、１３は隙間、
１５は磁石、１６はヨーク、１７，１８は磁石を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を支承する軸受を収納した軸受ブ
   ラケットの軸受ハウジング部の外周に磁石を設けたこと
   を特徴とする回転電機。
2. 【請求項２】 磁石の磁気を誘導するヨークを設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載の回転電機。
3. 【請求項３】 軸受ブラケットの軸受ハウジング部に収
   納されて回転軸を支承する軸受の軸方向両側に磁石を設
   けたことを特徴とする回転電機。