JP2724154B2 - 回転電機の軸受装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は車輌用の回転電機の軸受装置に係り、さらに
詳細には、シャフトのより高速回転を可能にする軸受装
置に関する。

（従来の技術） 従来の車輌用の回転電機は、概略的には、第７図に示
すごとき構造である。第７図は、回転電機のシャフトを
通る平面で断面にしたもので、図中の符号１は回転電機
のフレームでその内側に一次コイル（図示省略）を巻回
した固定子２が装着されている。また、符号３は二次コ
イル（図示省略）を巻回した回転子でシャフト４に嵌合
固定されている。

上記シャフト４は、軸受５、６を介してフレーム１に
回転可能に支承されており、このシャフト４の一端部
は、歯車装置（図示省略）を介して車輌の車輪を駆動す
るために、カップリング７を介して歯車装置に連動連結
してあり、回転電機の駆動力を車輪に伝達している。前
記軸受５、６は、一般的なものであって、内輪と外輪と
の間に多数のローラー又はボールをリティナー（保持
器）を介して配設保持した構成である。

ところで、車輌独自の制約として、回転電機の構成ス
ペースが非常に小さいこと、又、回転電機の性能をいつ
までも良好に保つために定期的に行うメインテナンスを
容易に行なうことができることなどから、軸受５の潤滑
方式としては、その性能の割には構造が簡単でコンパク
トに構成できるグリース潤滑が非常に一般的である。

また、近年においては、車輌の性能向上の一環として
起動加速度のアップと、車輌の軽量化が非常に強く要望
されている。その対策の一つとして、歯車装置の歯数比
を上げて回転電機を高速回転で使用する方法がある。回
転電機を高速で回転させることにより、回転電機の小さ
なトルクで今まで以上の車輌性能つまり起動加速度を向
上させることができることになる。又回転電機のトルク
が小さくなった分だけ、回転電機の小形軽量化を図るこ
とができる。ところが、前述したように、回転電機は軸
受５、６を介してシャフト４を支承し、シャフト４に固
定した回転子３を回して駆動力を発生させるので、回転
子３の回転数を上げると、車輌性能の向上とは逆に、次
のような問題が軸受５、６に発生する。

すなわち、軸受５、６の潤滑性能の低下である。一般
に、軸受部には、軸受の大きさと回転数を乗じた数に比
例して潤滑性能が低下する現象がある。この低下する度
合は潤滑用語のdmN値で評価される。すなわち、ころが
り軸受の場合、dmとは第８図に図示されるように、軸受
５の外輪5aの外径Ｄと内輪5bの内径ｄの平均値であり、
Ｎとはこの軸受の外輪5aと内輪5bの相対的な回転数であ
る。したがって、外輪5aが回転しないで固定されていれ
ば内輪5bの回転数である。

最近のめざましい潤滑油の性能アップにより潤滑性能
に支障を来たさない許容dmN値は徐々に高くなってきて
いる。しかし車輌の性能の向上、換言すれば回転電機の
高速化はそれ以上に技術的進歩が早く、回転電機の高速
化はdmN値対策であると言うことも可能である。

（発明が解決しようとする課題） 前述したように、従来においてその回転電機の高速化
は、dmN値上潤滑性が低下し、軸受の焼付などが発生す
る問題があり、回転電機のより高速化が困難であるとい
う問題があった。また軸受の寸法を可能な限り小さくす
ることによりdmN値を下げることができる。しかし、シ
ャフトの剛性や強度上から現在はほとんど限界設計に近
ずいており、回転電機のより高速化が非常に困難視され
ていた。

本発明は上記のごとき問題に鑑みてなされたもので、
軸受のdmN値は従来程度を保持しつつも、回転電機にお
いて従来以上の高速化を可能にした軸受装置を提供しよ
うとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前述のごとき従来の問題に鑑みて、本発明は、回転電
機の固定子を支承したフレームに回転子のシャフトを回
転自在に支承する軸受け装置において、前記シャフトに
内輪を嵌合した第１の軸受けと、前記フレームに外輪を
嵌合した第２の軸受けとを備え、前記第１の軸受けの外
径が前記第２の軸受けの内径より大きく、前記第１の軸
受けと前記第２の軸受けを軸方向にずらして配設し、前
記第１の軸受けの外輪と前記第２の軸受けの内輪とを中
間体により接続してなるものである。

また、回転電機の固定子を支承したフレームに回転子
のシャフトを回転自在に支承する軸受け装置において、
前記シャフトに内輪を嵌合した第１の軸受けと、前記フ
レームに外輪を嵌合した第２の軸受けと、前記第１の軸
受けの外輪と前記第２の軸受けの内輪とにより構成され
る中間体と、前記回転子の回転に応じて前記中間体の回
転を調整可能な回転調整手段と、を備えてなるものであ
る。

（作用） 上記構成において、回転電機のシャフトを回転する
と、第一の軸受の内輪はシャフトと一体となって回転
し、外輪は、内輪と外輪との間に配置された複数のロー
ラまたはボールとのころがり摩擦により、内輪と同方向
へ低速回転することとなる。すなわち、回転電機の回転
子の回転を複数の軸受で分担することとなり、軸受の回
転数を例えば1/2と小さくすることができる。また軸受
全体として見た場合、静止状態にある外輪の外径を小さ
くできるので、軸受のdmN値を上げずに回転電機の高速
化を図ることができるものである。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例について詳細に説
明する。なお、前記第７図に示した従来の構成と重複す
る構成部分には同一符号を付することとして、詳細な説
明は省略する。

第１図を参照するに、第一の軸受５の内輪はシャフト
４に嵌合固定されており、この軸受５の外輪とフレーム
１の間には、第二の軸受８が設けてある。この第二の軸
受８の外輪はフレーム１に支承されており、内輪は第一
の軸受５の外輪と筒状の中間体10を介して一体的に連結
されている。

第１図より明らかなように、第一の軸受５と第二の軸
受８は、シャフト４の軸方向に並設してあり、第一の軸
受５の外輪の径よりも第二の軸受８の内輪の径を小さく
設けてある。したがって、この構成によれば、軸受部の
全体的な構成として見ると、静止状態にある外輪の外径
を小さくでき、前記dmを小さくすることができる。

前記中間体10は、大径部10Lと小径部10Sとを備えた筒
状をなしており、この中間体10の大径部10L内に第一の
軸受５の外輪が嵌入してあり、中間体10の小径部10S
は、第二の軸受８の内輪の内側に嵌入してある。なお、
シャフト４の他端部を支障した軸受６は、第７図に示し
た従来の構造と全く同一の構造である。

上記構成において、中間体10を備えた軸受の構成では
回転電機の回転子３、シャフト４の回転を第一の軸受５
および第二の軸受８で分担して受けもつので、各軸受の
回転数はほぼ半分となる。したがって、軸受５および軸
受８のdmN値上許容できる回転数を倍にすることがで
き、回転電機の回転子３の回転数を従来の倍に高速化す
ることができることとなる。

第２図は、中間体10の方向性を逆にして、第１図にお
ける第一の軸受５と第二の軸受８の軸方向の配置関係を
逆にしたもので、効果は第１図に示した実施例と全く同
様の効果を奏する。

第３図はシャフト４の両端部側を共に複数の軸受５、
８および軸受６、９でもって支承した２段軸受構造にし
たもので、第１図、第２図に示した実施例の場合に比較
して、両端部側とも２段軸受構造であるので、より高速
化が可能なものである。

第４図〜第６図は前記中間体10と回転子３との間に、
回転を制御できる回転調整装置11を設けた態様を示すも
のである。

すなわち、第４図においては、回転調整装置11とし
て、中間体10にＮ、Ｓの磁極をもつ永久磁石12を、中間
体10の円周方向に交互に設け、この磁石12に対向する位
置の回転子３に、うず電流を発生しやすい例えばアルミ
板のようなドーナツ状の円板13を設けて構成したもので
ある。したがって、この構成において、中間体10は磁石
12を介して、すべりを発生しながらも回転子３の回転方
向に回転を促進させられつつ回転するこことなる。

第５図は回転子３に風穴14を設けると共に回転子３の
側部に送風ファン15を設け、かつ中間体10に受風ファン
16を設けた構成を示すものである。

この構成によれば、回転子３の回転により、送風ファ
ン15によって発生する風が受風ファン16に送風され、中
間体10の回転が促進されるものである。

第６図は中間体10の回転力を抑制するために、中間体
10の外周面に複数のフィン17を突設してなるものであ
る。

この構成によれば、突出したフィン17が回転力にブレ
ーキをかけることとなり、回転力を抑制する効果を奏す
るものである。

なお、本発明は前述の実施例のみに限るものではな
く、例えば軸受を三重構造以上とすることも可能であ
り、種々の変更を行なうことにより、その他の態様でも
実施可能である。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、請
求項１に係る発明においては、第1,第２の軸受けの回転
数を半減することができることは勿論のこと、静止状態
にある第２の軸受けの外輪の外径を第１の軸受けの外輪
の外径程度に小径にすることができ、全体的構成の小型
化を図ることができる。

すなわち、請求項１に係る発明においては、回転電機
の高速化を図る上においてdmN値を小さく維持して全体
機構成の小型化を図ることができるものである。

請求項２に係る発明においては、回転子の回転に応じ
て中間体の回転を調整可能な回転調整手段を設けた構成
であるから、第１の軸受けにおける外輪に対する内輪の
回転数と第２の軸受けにおける外輪に対する内輪の回転
数との関係を常にほぼ一定に保持することが可能であ
り、例えば第１の軸受けの外輪及び第２の軸受けの内輪
がほぼ停止状態に近くなったり、或は第１の軸受けの内
輪の回転数にほぼ近い回転状態になったりするようなこ
とがなく、第１の軸受けの内輪の回転数に対応して常に
安定した回転に保持でき、軸受けを複重化した構成にお
いてdmN値の変動を少なくできるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明の
一実施例を示す断面図である。 第２図は他の実施例を示す断面図で、第１図の軸受の順
序を逆にしたものである。 第３図はシャフトの両端部の軸受を２段にした実施例を
示す断面図である。 第４図および第５図は軸受装置における中間体と回転子
との間に、中間体の回転を促進させる回転調整装置を設
けた実施例を示す主要部の断面図である。 第６図は中間体の回転を抑制させる回転調整装置を設け
た実施例を示す主要部の断面図である。 第７図は従来の車輌用の回転電機の一般的な構造を示す
概略的な縦断組立図である。 第８図はローラー軸受の回転軸を通る平面で縦断した図
で、ころがり軸受の一例を示すものである。 １……フレーム ２……固定子 ３……回転子 ４……シャフト ５……軸受 5a……外輪 5b……内輪 ８……軸受 10……中間体 11……回転調整装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転電機の固定子を支承したフレームに回
   転子のシャフトを回転自在に支承する軸受け装置におい
   て、 前記シャフトに内輪を嵌合した第１の軸受けと、 前記フレームに外輪を嵌合した第２の軸受けと、 前記第１の軸受けの外径が前記第２の軸受けの内径より
   大きく、前記第１の軸受けと前記第２の軸受けを軸方向
   にずらして配設し、前記第１の軸受けの外輪と前記第２
   の軸受けの内輪とを中間体により接続してなることを特
   徴とする軸受け装置。
2. 【請求項２】回転電機の固定子を支承したフレームに回
   転子のシャフトを回転自在に支承する軸受け装置におい
   て、 前記シャフトに内輪を嵌合した第１の軸受けと、 前記フレームに外輪を嵌合した第２の軸受けと、 前記第１の軸受けの外輪と前記第２の軸受けの内輪とに
   より構成される中間体と、 前記回転子の回転に応じて前記中間体の回転を調整可能
   な回転調整手段と、 を備えたことを特徴とする軸受け装置。