JP2003092850A - 電蝕防止付き電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転軸の中心にセンター穴が形成されている
場合でも接触面を回転軸の中央にすることで摩耗を減ら
し、安定した接触状態を保持すると共に接触抵抗を小さ
く保つことのできる電蝕防止付き電動機を提供するこ
と。 【解決手段】 導電性材料からなる回転軸と該回転軸を
回転自在に支持する転がり軸受を有し、導電性材料から
なる反負荷側ブラケット、負荷側ブラケットの一方又は
両方に転がり軸受を配設して回転子を支持した電動機に
おいて、回転軸の少なくとも一方の端部に導電性金属板
を設け、ブラケット側に円錐ばねを設け、円錐ばねの先
端を導電性金属板の回転子の回転中心付近に接触させて
電気的に導通させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ、直流
チョッパなどで駆動される誘導電動機や直流電動機等の
電動機に係り、特に電動機の回転子の浮遊容量に流れる
高周波電流が導電性回転軸から回転軸を支持する転がり
軸受を通して流れることによって生じる軸受の電蝕の発
生を抑制することのできる電蝕防止付き電動機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の軸受の電蝕を防止する電動機は、
特開２００１−１４５２９３号公報に示されるように、
ブラケットと回転軸を周速の遅い部分で電気的に通電さ
せることによって回転軸に発生した電荷をブラケットに
直接逃がし、電動機の回転子の浮遊容量に流れる高周波
電流が導電性回転軸から回転軸を支持する転がり軸受け
に流れるのを防止することによって軸受けに電蝕が発生
するのを防止しようとしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにブラケット
と回転軸を周速の遅い部分で電気的に通電させる場合、
周速の遅い部分の最も適した部分としては、回転軸の中
心である。しかし、回転軸には、芯出しのためのセンタ
ー穴が形成されている。この回転軸の中心に芯出しのた
めのセンター穴が形成されている場合には、回転軸の周
速の遅い部分は、回転軸の中心ではなく、回転軸に形成
されたセンター穴の周縁の部分となり、最も周速の遅い
部分で電気的に通電させるという目的から外れる。

【０００４】この従来例の場合、回転軸の中心に形成さ
れる芯出しのためのセンター穴を設けるのをなくせば回
転軸の中心近傍の最も周速の遅い部分で接触できるが、
回転軸の中心にセンター穴を形成しない場合は、回転子
の各部の加工を行う際に支障が出て上手く加工ができな
いという別な問題が生じてしまう。

【０００５】したがって、回転軸の中心に芯出しのため
のセンター穴を設けるというのは機械加工上必要なもの
となっている。このため、従来の電動機における軸受に
発生する電蝕を防止する機構は、ブラケットと回転軸に
形成されたセンター穴の周縁の部分と接触させ、回転軸
に発生した電荷をブラケットに逃がすことになる。

【０００６】この従来例の場合、回転軸の中心に押し付
ける突き出し部をばねなどで押しつけている場合には、
突き出し部が回転軸に形成されたセンター穴の周縁に圧
接しているため、回転軸に形成されたセンター穴の周縁
の加工面の粗さ次第で、接触部分の摩耗は大きく左右さ
れ、摩耗度を小さくするには、センター穴の周縁の加工
を鏡面加工にする等の手段が必要になり、コストアップ
に繋がるという問題があり、センター穴の周縁の加工面
が粗い場合は、回転軸の中心に押し付ける突き出し部の
摩耗が避けられないという問題を有している。

【０００７】本発明の目的は、回転軸の中心にセンター
穴が形成されている場合でも接触面を回転軸の中央にす
ることで摩耗を減らし、安定した接触状態を保持すると
共に抵接触抵抗を小さく保つことのできる電蝕防止付き
電動機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の電蝕防止付き電動機は、導電性材料か
らなる回転軸と該回転軸を回転自在に支持する転がり軸
受を有し、導電性材料からなる反負荷側ブラケット、負
荷側ブラケットの一方又は両方に転がり軸受を配設して
回転子を支持した電動機において、回転軸の少なくとも
一方の端部に導電性金属板を設け、ブラケット側に円錐
ばねを設け、円錐ばねの先端を導電性金属板の回転子の
回転中心付近に接触させて電気的に導通させるようにし
たものである。このように構成することにより請求項１
に記載の発明によると、回転軸の中心にセンター穴が形
成されている場合でも接触面を回転軸の中央にすること
で摩耗を減らし、安定した接触状態を保持すると共に接
触抵抗を小さく保つことができる。

【０００９】上記目的を達成するため請求項２に記載の
電蝕防止付き電動機は、回転軸の少なくとも一方の端部
に設けた導電性金属板を、回転軸端部に、導電性グリー
スまたは導電性接着剤を介して取り付けたものである。
このように構成することにより請求項２に記載の発明に
よると、導電性金属板と回転軸との電気的導通を安定的
に保持すると共に接触抵抗を小さく保つことができる。

【００１０】上記目的を達成するため請求項３に記載の
電蝕防止付き電動機は、回転軸の少なくとも一方の端部
に設けた導電性金属板を、経年変化で接触抵抗の増加を
防止する効果を有する表面加工を施して構成したもので
ある。このように構成することにより請求項３に記載の
発明によると、経年変化で接触抵抗の増加を防止するこ
とができる。

【００１１】上記目的を達成するため請求項４に記載の
電蝕防止付き電動機は、導電性材料からなる回転軸と該
回転軸を回転自在に支持する転がり軸受を有し、導電性
材料からなる反負荷側ブラケット、負荷側ブラケットの
一方又は両方に転がり軸受を配設して回転子を支持した
電動機において、回転軸の少なくとも一方の端部中央に
ボールプランジャーのボール部分を導電性材料からなる
ブラケットが接触するように埋没させ、回転軸からボー
ルプランジャーのボールを介して電気的にブラケットに
通電するようにしたものである。このように構成するこ
とにより請求項４に記載の発明によると、接触面を回転
軸の中央にすることで摩耗を減らし、安定した接触状態
を保持すると共に接触抵抗を小さく保つことができる。

【００１２】上記目的を達成するため請求項５に記載の
電蝕防止付き電動機は、ブラケットのボールプランジャ
ーのボール部分が当接する位置に導電性金属板を設けた
ものである。このように構成することにより請求項５に
記載の発明によると、導電性金属板と回転軸との電気的
導通を安定的に保持すると共に接触抵抗を小さく保つこ
とができる。

【００１３】上記目的を達成するため請求項６に記載の
電蝕防止付き電動機は、ブラケットのボールプランジャ
ーのボール部分が当接する位置に設けた導電性金属板
は、ブラケットに、導電性グリースまたは導電性接着剤
を介して取り付けられているものである。このように構
成することにより請求項６に記載の発明によると、導電
性金属板と回転軸との電気的導通を安定的に保持すると
共に接触抵抗を小さく保つことができる。

【００１４】上記目的を達成するため請求項７に記載の
電蝕防止付き電動機は、ブラケットのボールプランジャ
ー側に設けた導電性金属板は、経年変化で接触抵抗の増
加を防止する効果を有する表面加工を施したものであ
る。このように構成することにより請求項７に記載の発
明によると、経年変化で接触抵抗の増加を防止すること
ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１には、本発明に係る電蝕防止付き電動
機の第１の実施の形態が示されている。本発明に係る電
蝕防止付き電動機は、従来の直流電動機であるので、直
流機特有の働きについての説明は省略する。

【００１６】図１において、直流電動機１は、固定部分
の固定子２と、回転部分の回転子３を有している。この
回転子３は、回転軸４を中心に回転自在に構成されてお
り、この回転軸４は、導電性材料によって構成されてお
り、負荷側で転がり軸受５に回転自在に支持されてい
る。この転がり軸受５は、負荷側ブラケット６によって
支持されている。ここでは、回転軸４の負荷側を負荷側
ブラケット６によって支持される転がり軸受５によって
支持するようになっているが、回転軸４の負荷側を転が
り軸受５によって支持せず、負荷に転がり軸受を設け、
この負荷に設けた転がり軸受によって支持することもで
きる。この場合、負荷側ブラケット６によって支持され
る転がり軸受５は、設けられない。

【００１７】また、この回転軸４は、反負荷側で転がり
軸受７によって回転自在に支持されている。この転がり
軸受７は、図２に示す如く、反負荷側ブラケット８によ
って支持されている。そして、この回転軸４の先端に
は、導電性金属板９が設けられている。この導電性金属
板９は、回転軸４と共に回転する構成となっている。そ
こで、導電性金属板９は、回転軸４の先端に取り付け、
回転軸４と共に回転でき、回転軸４の先端からずれない
ように、図示していないが、周縁部が回転軸４側に折り
曲げて取り付けるのが適している。

【００１８】また、この導電性金属板９の回転軸４側、
回転軸４との間には、導電グリース１０が介在されてい
る。この導電性金属板９と回転軸４との間に導電グリー
ス１０を介在することにより導電性金属板９と回転軸４
との電気的導通を安定的に保持すると共に接触抵抗を小
さく保つことができる。

【００１９】さらに、この導電性金属板９は、経年変化
で接触抵抗の増加を防止するため、メッキ等の表面加工
を施してある。この導電性金属板９にメッキ等の表面加
工を施すことにより、経年変化で接触抵抗の増加を防止
することができる。

【００２０】また、反負荷側ブラケット８の内側、すな
わち回転軸４側には、円錐ばね１１が設けられている。
この円錐ばね１１は、図３、図４に示す如き構成を有し
ている。すなわち、円錐ばね１１は、円錐形状を有して
おり、図４に示す如く、先端中央部に球状をした球形接
触部１２が形成されている。また、円錐ばね１１の円錐
面には、先端中央部の中心から半径方向に同心状に複数
状のスリット１３が形成されており、一部分接続されて
いる状態に形成されている。このスリット１３が形成さ
れていない一部分の個所は、図３に示す如く、スリット
部と交互に配置されるように形成されている。そして、
この円錐ばね１１は、弾性を有しており、底辺が反負荷
側ブラケット８に接しており、先端中央部の球形接触部
１２が導電性金属板９の略中央（回転軸４の中心）に接
し、導電性金属板９を回転軸４側に押圧するように反負
荷側ブラケット８の内側、すなわち回転軸４側に設置さ
れている。

【００２１】このように構成することにより、回転子３
の浮遊容量に流れる高周波電流は、従来、回転子３の巻
き線（表示なし）から漂遊容量で結合している導電性の
回転軸４、回転子３を支える転がり軸受５、７を通して
直流電動機１の外周に流れ、直流電動機１の外周から各
種漂遊容量を通して電源に流れ、電源からモータ巻き線
に流れるルートであったものを、回転子３の巻き線（表
示なし）から漂遊容量で結合している導電性の回転軸
４、導電性金属板９、円錐ばね１１を通して直流電動機
１の外周に流れ、直流電動機１の外周から各種漂遊容量
を通して電源に流れ、電源からモータ巻き線に流れると
いうルートで転がり軸受５、７に回転子３の浮遊容量に
流れる高周波電流が流れるのをバイパスさせている。

【００２２】したがって、本実施の形態によれば、回転
子３の浮遊容量に流れる高周波電流が転がり軸受５、７
に流れる際、転がり軸受５、７に電蝕が生じるのを防止
することができる。また、本実施の形態によれば、円錐
ばね１１の先端中央部の球形接触部１２が導電性金属板
９の略中央（回転軸４の中心）に接しており、円錐ばね
１１の先端中央部の球形接触部１２の接触部分が回転の
中心になるので、回転部分（導電性金属板９）と固定部
分（円錐ばね１１）の接触においても摩耗を少なくする
ことができる。

【００２３】さらに従来のセンター穴そのままで採用す
ることができ、センター穴の歯具などは、従来の設備を
そのまま使用することができるので対応が容易である。

【００２４】このように、高周波電源で駆動する直流電
動機、誘導電動機を、従来のように回転軸４にセンター
穴が空いたままで、摩耗、損失が少なく安定して軸電流
を転がり軸受５、７をバイパスして流すことができ、電
蝕を防止することができる。

【００２５】図５には、本発明に係る電蝕防止付き電動
機の第２の実施の形態が示されている。図５において、
回転軸４は、反負荷側で転がり軸受７によって回転自在
に支持されており、この転がり軸受７は、反負荷側ブラ
ケット８によって支持されている。そして、この回転軸
４の先端には、ボールプランジャ２０が埋設されてい
る。このボールプランジャ２０は、図５に示す如く、ケ
ース内にばね２１を装着し、このばね２１の先端にボー
ル２２をケースから飛び出さないように装着し、ばね２
１の弾性力によって常時ボール２２がケースの先端から
少し突出した状態に保持され、ボール２２にケースの長
手方向に力が加わると、ボール２２がばね２１の弾性力
に抗してケースの長手方向に引っ込むように構成されて
いる。

【００２６】このボールプランジャ２０は、回転軸４の
中心にボール２２が位置するように設けられている。そ
して、ボールプランジャ２０のボール２２の先端は、反
負荷側ブラケット８に常時押圧した状態に設置されてい
る。

【００２７】このように回転軸４の中央にボールプラン
ジャ２０を埋設させて、ばね２１でボール２２を押し、
そのボール２２の先端を反負荷側ブラケット８に接触さ
せているため、回転子３の浮遊容量に流れる高周波電流
は、回転子３の巻き線（表示なし）から漂遊容量で結合
している導電性の回転軸４、ボールプランジャ２０のボ
ール２２、反負荷側ブラケット８を通して直流電動機１
の外周に流れ、直流電動機１の外周から各種漂遊容量を
通して電源に流れ、電源から回転子３の巻き線に流れる
というルートで転がり軸受５、７に回転子３の浮遊容量
に流れる高周波電流が流れるのをバイパスさせることが
できる。

【００２８】このように構成することにより、本実施の
形態によれば、接触面を回転軸の中央にすることで摩耗
を減らし、安定した接触状態を保持すると共に接触抵抗
を小さく保つことができる。さらに本実施の形態によれ
ば、回転子３の浮遊容量に流れる高周波電流が転がり軸
受５、７に流れる際、転がり軸受５、７に電蝕が生じる
のを防止することができる。

【００２９】図６には、本発明に係る電蝕防止付き電動
機の第３の実施の形態が示されている。図６に図示の実
施の形態が図５に図示の実施の形態と異なる点は、図５
に図示の実施の形態が、回転軸４の中央に埋設したボー
ルプランジャ２０のボール２２を反負荷側ブラケット８
に直接当接しているのに対し、図６に図示の実施の形態
は、反負荷側ブラケット８の内側、すなわち回転軸４側
に導電性金属板３０を設けている点である。

【００３０】すなわち、反負荷側ブラケット８を構成す
る金属の硬度が低く、ボールプランジャ２０のボール２
２の接触面の摩耗が大きい場合には、反負荷側ブラケッ
ト８とボールプランジャ２０のボール２２との間に、摩
耗に強い導電性金属板３０を設置するすることで、反負
荷側ブラケット８の摩耗を防止している。

【００３１】このように構成することにより、本実施の
形態によれば、接触面を回転軸の中央にすることで摩耗
を減らし、安定した接触状態を保持すると共に接触抵抗
を小さく保つことができる。

【００３２】また、この導電性金属板３０と反負荷側ブ
ラケット８との間には、導電性グリースまたは導電性接
着剤を介在させるとよい。このように導電性グリースま
たは導電性接着剤を介在させると、導電性金属板と回転
軸との電気的導通を安定的に保持すると共に接触抵抗を
小さく保つことができる。

【００３３】さらに、この導電性金属板３０は、経年変
化で接触抵抗の増加を防止するため、メッキ等の表面加
工を施すのがよい。この導電性金属板３０にメッキ等の
表面加工を施すと、経年変化で接触抵抗の増加を防止す
ることができる。

【００３４】このように図５、図６に図示の実施の形態
によれば、回転軸４の中央端に従来の直流電動機１とは
別な加工が必要となるが、回転の中央部での接触が可能
となり、摩耗、損失が少なく、安定した軸電流を得るこ
とができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように構成されているの
で、本発明によれば、以下のような効果を奏する。請求
項１に記載の電蝕防止付き電動機によれば、回転軸の中
心にセンター穴が形成されている場合でも接触面を回転
軸の中央にすることで摩耗を減らし、安定した接触状態
を保持すると共に接触抵抗を小さく保つことができる。

【００３６】請求項２に記載の電蝕防止付き電動機によ
れば、導電性金属板と回転軸との電気的導通を安定的に
保持すると共に接触抵抗を小さく保つことができる。

【００３７】請求項３に記載の電蝕防止付き電動機によ
れば、経年変化で接触抵抗の増加を防止することができ
る。

【００３８】請求項４に記載の電蝕防止付き電動機によ
れば、接触面を回転軸の中央にすることで摩耗を減ら
し、安定した接触状態を保持すると共に接触抵抗を小さ
く保つことができる。

【００３９】請求項５に記載の電蝕防止付き電動機によ
れば、導電性金属板と回転軸との電気的導通を安定的に
保持すると共に接触抵抗を小さく保つことができる。

【００４０】請求項６に記載の電蝕防止付き電動機によ
れば、導電性金属板と回転軸との電気的導通を安定的に
保持すると共に接触抵抗を小さく保つことができる。

【００４１】請求項７に記載の電蝕防止付き電動機によ
れば、経年変化で接触抵抗の増加を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電蝕防止付き電動機の第１の実施
の形態を示す直流電動機の断面図。

【図２】図１に図示の直流電動機の反負荷側ブラケット
の中央付近の拡大断面図。

【図３】図１に図示の円錐ばねの正面図。

【図４】図１に図示の円錐ばねの側面図。

【図５】本発明に係る電蝕防止付き電動機の第２の実施
の形態を示す直流電動機の反負荷側ブラケットの中央付
近の拡大断面図。

【図６】本発明に係る電蝕防止付き電動機の第３の実施
の形態を示す直流電動機の反負荷側ブラケットの中央付
近の拡大断面図。

【符号の説明】

１………………直流電動機 ２………………固定子 ３………………回転子 ４………………回転軸 ５………………転がり軸受 ６………………負荷側ブラケット ７………………転がり軸受 ８………………反負荷側ブラケット ９………………導電性金属板 １０……………導電グリース １１……………円錐ばね １２……………球形接触部 １３……………スリット ２０……………ボールプランジャ ２１……………ばね ２２……………ボール ３０……………導電性金属板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 氏家 拓司 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 星 喜一 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 石井 寛一 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 Ｆターム(参考） 5H605 AA12 BB09 CC02 CC04 EB04 EB05 EB10 EB16 EB18 EB30

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性材料からなる回転軸と該回転軸を
   回転自在に支持する転がり軸受を有し、導電性材料から
   なる反負荷側ブラケット、負荷側ブラケットの一方又は
   両方に転がり軸受を配設して回転子を支持した電動機に
   おいて、 回転軸の少なくとも一方の端部に導電性金属板を設け、
   ブラケット側に円錐ばねを設け、該円錐ばねの先端を前
   記導電性金属板の回転子の回転中心付近に接触させて電
   気的に導通させるようにしたことを特徴とする電蝕防止
   付き電動機。
2. 【請求項２】 前記回転軸の少なくとも一方の端部に設
   けた導電性金属板は、前記回転軸端部に、導電性グリー
   スまたは導電性接着剤を介して取り付けられているもの
   である請求項１に記載の電蝕防止付き電動機。
3. 【請求項３】 前記回転軸の少なくとも一方の端部に設
   けた導電性金属板は、経年変化で接触抵抗の増加を防止
   する効果を有する表面加工を施したものである請求項１
   又は２に記載の電蝕防止付き電動機。
4. 【請求項４】 導電性材料からなる回転軸と該回転軸を
   回転自在に支持する転がり軸受を有し、導電性材料から
   なる反負荷側ブラケット、負荷側ブラケットの一方又は
   両方に転がり軸受を配設して回転子を支持した電動機に
   おいて、 回転軸の少なくとも一方の端部中央にボールプランジャ
   ーのボール部分を導電性材料からなるブラケットが接触
   するように埋没させ、該回転軸からボールプランジャー
   のボールを介して電気的にブラケットに通電するように
   したことを特徴とする電蝕防止付き電動機。
5. 【請求項５】 前記ブラケットの前記ボールプランジャ
   ーのボール部分が当接する位置に導電性金属板を設けた
   ことを特徴とする請求項４に記載の電蝕防止付き電動
   機。
6. 【請求項６】 前記ブラケットの前記ボールプランジャ
   ーのボール部分が当接する位置に設けた導電性金属板
   は、前記ブラケットに、導電性グリースまたは導電性接
   着剤を介して取り付けられているものである請求項５に
   記載の電蝕防止付き電動機。
7. 【請求項７】 前記ブラケットの前記ボールプランジャ
   ー側に設けた導電性金属板は、経年変化で接触抵抗の増
   加を防止する効果を有する表面加工を施したものである
   請求項５又は６に記載の電蝕防止付き電動機。