JPS5818530B2 - 軸受体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば電動機あるいは発電機などに使用す
る軸受体、特に絶縁物を介装した軸受体の製造方法に関
するものである。

周知の如く容量の大きい電動機あるいは一電機などの軸
受部分は、軸電流が発生する。

この軸電流を防止するために軸受体を絶縁構造にする必
要がある。

その一般的な構造を第１図に従い説明する。

図において１は図示しない回転軸を支持する円筒状の内
周部材で、中心部に軸を挿入する貫通孔２を有している
。

３は、内周部材２を絶縁体４を介して支持する外周部材
であり、その一端に、取付用のつば５を有している。

６は外周部材３、絶縁体４および内周部材１を連通して
設けた給油孔である。

このように構成された軸受体に要求される特性は機械的
強度、とくに剪断強度と、耐振動特性、絶縁特性、耐熱
特性、針よび耐油特性などであるが軸受の使用条件上、
上記特性について、経年劣化のないことが特に強く要求
される。

上記要求特性に対し、性能を大きく左右するのは、絶縁
体４であり、この絶縁体４が全特性を支配するといって
も過言ではない。

この絶縁体４の材料についてみると、有機系材料は、経
年変化という不可避の弱点がある。

即ち、絶縁特性面では何ら影善を受けないと判断される
温度範囲内であっても、温度上昇および下降が長時間持
続すると、膨藤堡数の差、その他により極く微量の体積
収縮を生ずる。

この現象は機械的特性に直接関係し、大きな特性劣化に
発展するため長期信頼性に欠けることになる。

この現象は形状が大きい場合特に顕著ヤある。

このように材質自体に不可避の致命的欠陥があるため、
特に形状が大きい場合現実には使用す乞ことが出来ない
。

その点無機系材料には、経年変化という現象が殆ど存在
しないため、極めて望ましい材料であるが磁器質材料の
場合、製品の製造が困難なことと機械衝撃特性面に大き
な弱点があるため使用不可能である。

一方、ガラス質の粉末と、マイカ粉末の混合粉末を原料
とし、ガラス算が軟化し、加圧により流動する温度にこ
の原料含加熱し、加熱状態で加圧成形して得るガラス、
マイカ塑造体は、経年変化の恐れが全くなく、しかも、
このものは、単独のガラス質とは本質的に異なり弾性を
有するために、磁器のように脆弱なことがなく、しかも
大きな機械強度を保有し、耐熱性、耐油性、絶縁特性も
完全に保持しているため、この種軸受体用の絶縁体とし
ては、全く理想的なものといえる。

但し、この絶縁体は従来の製造方法では成型が極めて大
樹りであり、とくに大形形状品については大きな設備を
必要とし、生産費用が高くなるという不可避の欠陥があ
る。

このようなガラス、マイカ塑造体を用いる軸受体の従来
の製造方法を第２図に従い説明する。

図において、７は枠、８は割壁９は内周部材１と外周部
材３を支持する受金、１０は芯金、１１は加圧金で、以
上の部品により押型が構成される。

このように構成された押型を用いて軸受体を製造するに
は、まず第２図左側に示すように内周部材１と外周部材
３を含めて押型を組立てた後、ガラス質粉末とマイカ粉
末の混合物よりなる原料粉末１２を充填し、加圧金１１
をその上におき、全体を電気中で加熱する。

加熱が完了すると、全体を炉から取りだし、直にプレス
に移し、加圧金１１を加圧し、第２図右側に示すように
加熱状態の原料粉末１２を内周部材１と外周部材３０間
の空隙部１３に充填し、絶縁体４を形成する。

冷却後押型を分解し成形品を取りだし、必要部分に機械
加工を施し製造を完了する。

上記のような従来の製造方法によった場合、次のような
問題がありこれは直に欠陥に通ずる。

先ず、第２図に示すように、外周部材３を収納し得る枠
７と割壁８および芯金１０よりなる押型を準備すること
が必要で軸受自体が小さい場合には問題が少いが軸受が
大きくなり、外周部材の外径が例えば４００〜５００ｍ
ｍ、長さが２００〜３００ｍｔｒｔにもなると押型の大
きさは外径が６００〜８００ｍｖｔ、高さが３００期〜
４００ｕ以上となり、とくに割壁８は作成が極めて難か
１くその費用は膨大なものになる。

前記のように製造工程において、原料粉末を押型に充填
し、押型ごと電気炉で加熱するが、押型が大きく重いた
めに加熱には、との押型を収容し得る大きな電気炉設備
を必要とし、かつその搬送についても大型の設備を必要
とする。

次に重要なことは押型の加熱温度である。

原料中のガラス質は加熱温度が高い程粘度が低下するの
で高い程望ましいが、加熱温度は押型の高温時の強度に
制限されるため、加熱温度の上限は５００℃〜５５０℃
程度である。

この場合原料中のガラス質の粘度は余り低下しないので
必然的に、原料の圧入は圧力に依存することになり、約
３０００〜５０００ｋｇ／ＣＩ？ｔの大きな加圧が必要
となる。

押型にはこの圧力に耐えるだけの強度を保持させる必要
があるので前記のように大きなものになるのである。

このことは単に経済的に高くなるという欠陥に留まらず
、電気炉および加圧用プレス等設備面の制約を受は製造
可能な大きさに限界があり、限界以上のものは製作不可
能という避は難い致命的な欠陥があった。

この発明は、従来の軸受体の製造方法を材料の基本的特
性の究明を含めて、根本的に検討し多くの実験を繰返し
て完成されたもので、従来の製造方法の欠陥の総てを除
去し、とくに従来形状が大きいことが理由で製造不可能
であるという不可避の致命的欠陥も完全にこれを除去し
た製造方法を提供するものである。

本発明によれば得られる軸受体は特性的にも従来の製造
方法によったものに比し遥かに優れたもやを得ることが
できる。

本発明になる製造方法を第３図に従い説明する押型とし
ては、受金９、加圧金１１の外に内径が外周部材３の内
径より大きく、その一端部に外周部材３の外周縁部顛嵌
合する肩部分を有する円筒状の外金１４と、外径が内周
部材１の外径より小さくその一端部に内周部材１の内周
縁部に嵌合す４肩部分を有する円筒状の内金１５を準備
する。

次に原料準備であるが、具体例として、ＰｂＯ１，０モ
ル、Ｂ２０３０．８モル、ｌ！Ｆ３０．２モルの組成よ
りなるガラス質材料を２００メツシユ以下の粘度に粉砕
した粉末５５％（重量パーセント、以下回様）と、合成
含弗素金雲母を６０〜１００メツシユに粉砕した粉末４
５％をボールミルを用いて混合し、これに約５％の水を
加え湿潤状態とし、一般的な押型を使用し、常温で５０
０ｋｇ／ｄの圧力で、第３図左側に示すように内周部材
１、外周部材３、外金１４および内金１５で構成する空
間部に挿入し得る形状に成形した後、乾燥して予備成形
体１６を作成する。

製造工程であるが、第３図左側に示すように内周部材１
、外周部材３を受金９の上に、外金１４および内金１５
を内周部材１および外周部材３の上にそれぞれ乗せ、電
気炉中で約４５０℃に加熱する。

一方予備成形体１６は、磁器質の板などの上に乗せ約７
００℃に加熱する。

双方の加熱が完了すると、第３図左側に示すように予備
成形体１６を充填し、別に４５０°Ｃに加熱した加圧金
１１をその上に乗せる。

そして加圧金１１を約５００ゆ／ｃｒ／ｌの圧力で加圧
すると第３図右側に示すように空間部１３に予備成形体
１６ｄ加圧注入され絶縁体４を形成する。

冷却後押型を分解し、一体に成形された軸受体を取りだ
し、必要部分に機械加工を施し製造を完了する。

上記のように本発明の特徴は顔料粉末を加圧により予備
成形体１６となし、こ夕予備成形体１６を内周部材１、
外周部材３と独立して加熱し、詳しくは予備成形体１６
をより高温、云い換えると、加圧の時点で、より粘度が
低下し、流動容易な状態にしたことにある。

そのために、注入に要する加圧力が大きく低下し、具体
的には従来の方法では最低限必要であった３０００〜５
０００ｋｇ／ｃ１１￥の圧力が本発明の方法では約５０
０ｋｇ／ｆｆｌ程度の低い圧力にすることができる。

このように所要圧力が１／６〜１／１０程度になったた
めに、押型に大きな耐圧強度を保持させる必要がなくな
り、結果として押型構造が簡易化され、かつ小形にする
ことができる。

その結果、空間部１３に充填成形されたガラス、マイカ
塑造体よりなる絶縁体４の密度は従来品より高く、かつ
均一な状態になり、特性は一層向上している。

例えば外周部材３の外径４５０ ｆ、同じくつば部５の
外径５５０ ｆ、内周部材１の内径３００ｍｍ、、外周
部材３の長さ２００１ｍの軸受体を製造する場合、本発
明になる方法によれば押型と金具の合計重量は約３００
時になる。

従来の方法によれば合計重量が約７００〜５ｏｏｙにな
り、現実には製造不可能とい、うことであったが本発明
による方法では製造可能というようにその効果は極めて
大きい。

しかもこのような大型の軸受体では、絶縁体４に対する
軸方向のせん断強度として約４０トン以上、回転方向の
せん断強度として５００ｋｇ以上の条件を満足すること
が要求されるが本発明の方法によって得たものは、これ
らの特性をも完全に満足するものであった。

なお上記実施例ではＰｂ０１．０モル、Ｂ２０３０．８
モル、ＡｌＦ３０．２モルの組成よりなるガラス質を使
用したがこの成分に限定されるものではない。

軟化温度が低く、加熱により失透現象を生じない組成の
ガラス質であれば使用可能である。

またマイカ粉末に関しては、ガラス質粉末と共存して７
００℃のような高温に加熱する、と、天然マイカは分解
しガラス質と反応を生じ粘度が低下しなくなるのでガラ
ス質と反応、分解を生じない合成マイカが好ましい。

さらに加熱温度あ企いは内周部材１や外周部材３０寸法
なども上記のものに限定されないことはいうまでもない
。

また、軸受の種類（ころカリ、スＩＪ−−ｙ”）を問わ
ず、絶縁を要求されるものに全て利用子ることかできる
。

以上説明した通り、この発明によれば絶縁体を介した大
型の軸受でも容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は絶縁機構を有する軸受体の一般的な構造を示す
断面図、第２図は、押型を用いた従来の製造方法の実施
例を説明する断面図、第３図は本発明の製造方法の一実
施例を説明する断面図である。 図β■て、１は内周部材、３は外周部材、４は絶縁体、
１３は空隙部、１４は外金、１５は内金、１６は予備成
形体である。 なお各図中同一符号は同一または相当部分を示すものと
する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転軸を支持する内周部材とこの内周部材を空隙部
   を介して囲繞する外周部材とを加熱する〒程、上記空隙
   部に充填されるべき゛ガラス質粉末とマイカ粉末を主成
   分とする混合物を加圧し予備成形体を得る”工程、上記
   内周部材と外周部材の加熱温度より高い加熱温度で且つ
   該内周部材と外周部材の加熱とは独立して上記予備成形
   体を該予備成形体の加圧時に流動容易な状態に加熱する
   工程、加熱された上記予備成形体を上記空隙部に加圧充
   填する工程を含むことを特徴と゛する軸受体の製造方法
   。 ２ 加圧充填するに際し、内周部材をその一端部におい
   て支持する受金と、上記内周部材の外径より小さな外径
   を有し該内周部材の他端部に周接する内金と、上記外周
   部材の内径よりも大きな内径を有し該外周部材の他端部
   に周接する外金とを用いることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の軸受体の製造方法。