JP3388168B2 - 電動機の軸受装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアコンをはじめ
とした家電用機器等に使用する玉軸受を使用した電動機
の軸受装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、エアコンをはじめとした家電
用機器に用いる玉軸受を使用した電動機は、一般に長期
にわたり使用する電動機として重要視され、今日数多く
使用されている。

【０００３】図９を参照しながら従来の玉軸受を使用し
た電動機について説明する。図９において、電動機１は
固定子鉄心２に巻線３を巻装し、この固定子鉄心２には
その回転子挿入孔２ａに回転子４を回転自在に挿入し、
前記回転子４を固着した回転子軸５には、所定位置に玉
軸受６，６ａを取付けた状態で、一方のケーシング７ａ
を回転子軸５の軸方向から固定子鉄心２の外周に被着
し、前記玉軸受６，６ａをそれぞれケーシング７に形成
した回転子軸５の貫通孔を有する円筒状の軸受収容筐８
と、ケーシング７ａに形成した有底筒状の軸受収容筐８
ａに収容し、かつ、回転子軸５の一方を、例えば、図９
に示す上側のケーシング７から外方に突出させることに
より構成されている。

【０００４】そして、前記電動機１は、一般に回転子軸
５を水平方向に向けて使用（駆動）するか、あるいは、
図９に示すように回転子軸５を垂直方向に向けて使用
（駆動）することが多い。然るに、前記電動機１を、例
えば、図９のように、回転子軸５を垂直に向けて使用す
る場合、例えば、エアコン室外機用のファンを回転させ
る電動機に使用する場合は、ケーシング７から上方に突
出する回転子軸５の突端に排風用のファン９を取付けて
電動機１を駆動（回転）させると、ファン９は回転して
排風をファン９の上側（図９の上方）に排出する。

【０００５】この場合、即ち、電動機１の回転子４は、
回転子４自体及びファン９の重量によって、軸方向の下
側（図９の下方）に降下しようとするスラスト推力が作
用する。この結果、回転子４がその回転中に降下するの
を防ぐために、図９に示すように、ケーシング７ａの軸
受収容筐８ａの底面と、玉軸受６ａとの間には、一般に
波形で、かつ、中空円板状のバネ座金１０が介挿されて
おり、このバネ座金１０の弾性力により回転子４がその
回転中に降下するのを弾力的に受止めて降下阻止をはか
っている。

【０００６】又、前記バネ座金１０はその弾性力によっ
て常時回転子４を図９の上部方向に押圧して、玉軸受
６，６ａの剛性強化をはかり、前記玉軸受６，６ａが、
回転子４の回転中に回転子軸５のスラスト推力が作用す
る方向（図９の下部方向）に振動したり、回転子軸５の
回転と共振したりして異常音が発するのを防止するため
に、前記バネ座金１０は常に玉軸受６，６ａに適正な予
圧（定圧予圧）を与えるべく使用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、電動機１を
図９のように垂直に立てて使用していると、常にスラス
ト推力（回転子４，ファン９の重量も含む）がバネ座金
１０に集中するため、バネ座金１０自体は経年の間にバ
ネ圧力（弾性力）が消失あるいは軽減したり、折損した
りしてバネ座金１０の役目を果せなくなることがある
（なお、電動機１を回転子軸５が水平となるようにして
使用した場合、回転子４は起動時玉軸受６側に吸引され
た状態で回転するため、前記バネ座金１０は玉軸受６側
に介挿されるものの、回転子４のスラスト推力がほとん
ど加わらないので、弾性力が消失したり折損するという
事態に至ることはない）。

【０００８】しかし、前記のように、玉軸受６，６ａを
押圧保持しているバネ座金１０が、回転子４等のスラス
ト推力を受けて折損したり弾性力が減退・消失したりす
ると、図１０で示すように、回転子４が下降し玉軸受６
ａが軸受収容筐８ａの底面近くまで降下する。この結
果、ケーシング７側の玉軸受６も降下し、図１０のよう
に軸受収容筐８の上面との間に隙間が生じることにな
る。即ち、バネ座金１０による弾性力低減に伴い、玉軸
受６，６ａの剛性力を高めることが難しくなり、これに
より、玉軸受６，６ａの剛性が低下し、回転中の回転子
４が回転子軸５を介して芯振れを起したり、玉軸受６，
６ａが空転したりして騒音（振動音）を誘発するという
問題があった。

【０００９】前記の問題点を解決するために、玉軸受の
周縁をゴム等の吸音材により囲繞したり、バネ座金を余
分に使用する等して騒音の発生を抑制していたが、これ
では騒音発生の根本的な解決とはならず、しかも、余分
な部品等を必要とするため電動機の製造コストを高くす
るという問題があった。

【００１０】本発明は、前記の問題点に鑑み、特別な騒
音防止部材を用いることなく、玉軸受の剛性力を簡易な
構造で長期間維持させることにより、玉軸受の剛性力不
足によって生じる異音の発生を良好に回避可能とした電
動機の軸受装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
回転子軸の端末とケーシングに形成した有底筒形の軸受
収容筐との間に配置される玉軸受であって、この玉軸受
に前記回転子軸をその端末を所定の長さ下方に突出させ
て装着し、この玉軸受を、前記軸受収容筐に、常時玉軸
受をその降下する反対方向に押圧する波形のバネ座金
と、前記回転子軸が所定の長さ降下したとき回転子軸の
玉軸受から下方に突出する端末を支持する非金属物質か
らなる支持部材とを介して収容するようにしたことを特
徴とする。

【００１２】請求項２記載の発明は、回転子軸の端末と
ケーシングに形成した有底筒形の軸受収容筐との間に配
置される玉軸受であって、この玉軸受に前記回転子軸を
その端末を玉軸受の下面と合致させて装着し、この玉軸
受を、前記軸受収容筐に、波形のバネ座金を介して、か
つ、前記玉軸受と当接する波形頂部の裏面にバネ圧減退
防止用の突部を複数形成した状態で収容するようにした
ことを特徴とする。

【００１３】請求項３記載の発明は、回転子軸の端末と
ケーシングに形成した有底筒形の軸受収容筐との間に配
置される玉軸受であって、この玉軸受に前記回転子軸の
端末を装着し、この玉軸受を、前記軸受収容筐に、波形
のバネ座金を介して収容し、かつ、玉軸受を収容する軸
受収容筐の内周壁には、玉軸受の降下時波形のバネ座金
のバネ圧力が約半減した位置で玉軸受の降下を抑止する
降下抑止手段を形成するようにしたことを特徴とする。

【００１４】本発明は前記のように、電動機の回転子を
回転自在に支承する玉軸受の剛性を強化維持する波形の
バネ座金が、その弾性力の減退により前記玉軸受の剛性
が低下しようとした場合、玉軸受から回転子軸の端末を
所定の長さ下方に突出させて軸受収容筐の底面に非金属
物質からなる支持部材を介して当接させたり、あるい
は、バネ座金の波部下側に突設した突部、又は、軸受収
容筐の内周壁に波形のバネ圧力が約半減する位置におい
て玉軸受の降下を抑止してこれを支承する手段を設け
て、玉軸受に定圧予圧を付与する前記波形のバネ座金の
弾性力減退を良好に抑制することにより、玉軸受の剛性
維持を長期にわたり円滑に図るように軸受装置が構成さ
れているので、電動機に組込んだ玉軸受は長期にわたり
剛性強化を図ることができるため、玉軸受の剛性低下に
伴い発生する電動機の騒音を確実に軽減することができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図
１，２によって説明する。図１において、１１は例えば
エアコン等の家電機器に使用する電動機を示すもので、
この電動機１１は巻線１２を巻装した固定子鉄心１３
と、固定子鉄心１３の挿通孔１３ａに回転自在に挿入さ
れる回転子１４と、この回転子１４を止着した回転子軸
１５と、回転子軸１５の所定位置に取付けた一対の玉軸
受１６，１６ａと、前記玉軸受１６，１６ａを収容する
軸受収容筐１７，１７ａを形成して固定子鉄心１３の外
周に、回転子１４を玉軸受１６，１６ａを介して回転自
在に支承した状態で被着される一対のケーシング１８，
１８ａとによって構成されている。

【００１６】次に、前記回転子１４を回転自在に支承す
る玉軸受１６，１６ａを軸受収容筐１７，１７ａに収容
する場合について詳述する。最初に、玉軸受１６を収容
するケーシング１８の軸受収容筐１７は、図１に示すよ
うに、回転子軸１５を突出させる貫通孔１８ｂが穿孔さ
れており、前記玉軸受１６は、回転子軸１５に嵌着した
状態で、回転子１４を固定子鉄心１３の挿通孔１３ａに
挿通し、かつ、ケーシング１８を固定子鉄心１３の外周
片側（図１の上側）に被着することにより、軸受収容筐
１７に収容される。

【００１７】又、もう一方の玉軸受１６ａは、同じく図
１に示すように、回転子軸１５の端末１５ａ（図１の下
側）に、前記端末１５ａを所定の長さ下方に突出させた
状態で嵌着されている。そして、前記回転子軸１５の玉
軸受１６ａから突出する長さは、玉軸受１６ａをケーシ
ング１８ａの軸受収容筐１７ａに収容したとき、軸受収
容筐１７ａの底面と玉軸受１６ａとの間に介在される、
波形のバネ座金１９と非金属物質からなる支持部材（例
えば、樹脂性又はプレスボード等硬質の絶縁板を円形に
打抜いた部材）２０によって、前記玉軸受１６ａを支承
し、かつ、玉軸受１６ａが回転子１４のスラスト推力に
より降下してバネ座金１９の弾性力が、例えば、約半減
したとき回転子軸１５の端末１５ａが支持部材２０と衝
接できる長さに設定されている。

【００１８】そして、前記玉軸受１６ａは、回転子軸１
５の端末１５ａに嵌着して、回転子１４を固定子鉄心１
３の挿通孔１３ａに挿通し、この状態で、ケーシング１
８ａの軸受収容筐１７ａに支持部材２０，バネ座金１９
を介して収容し、前記ケーシング１８ａを他方のケーシ
ング１８と対応して固定子鉄心１３の外周他側（図１の
下側）に被着することにより、回転子軸１５を玉軸受１
６とともに支承し、回転子１４を固定子鉄心１３の挿通
孔１３ａにおいて回転自在に保持させる。

【００１９】前記のようにして、回転子１４を一対の玉
軸受１６，１６ａを用いて固定子鉄心１３に組込むこと
により電動機１１を構成すると、前記回転子軸１５に取
付けた一対の玉軸受１６，１６ａは、回転子軸１５の端
末１５ａ側に取付けた玉軸受１６ａの外輪ａが、ケーシ
ング１８ａの軸受収容筐１７ａに支持部材２０を介して
挿入した波形のバネ座金１９と当接してそのバネ圧力に
て常時回転子軸１５のスラスト方向（軸方向）に押圧付
勢されているので、即ち、バネ座金１９によって定圧予
圧が付与された状態で軸受収容筐１７，１７ａに収容保
持されるため、前記玉軸受１６，１６ａはその剛性を良
好に高めることができる。

【００２０】この結果、電動機１１を図１で示すよう
に、回転子軸１５を垂直に立てて縦向きに設置し、回転
子軸１５先端にファン２１を取付けて駆動させると、ケ
ーシング１８ａの軸受収容筐１７ａに収容されている玉
軸受１６ａは、回転子１４のスラスト推力を受けてスラ
スト方向に降下しようとするが、前記玉軸受１６ａはバ
ネ座金１９のバネ圧力によって良好に支承保持されてい
るので、降下することは全くない。又、玉軸受１６，１
６ａ自体は前記バネ座金１９のバネ圧力により常時定圧
予圧が付与され、剛性力を高めた状態で軸受収容筐１
７，１７ａに収容されているため、回転子１４の回転中
に回転子軸１５が芯振したり共振作用によって異音を発
するのを良好に防ぐことができる。

【００２１】その上、経年の間に回転子１４がその駆動
中に生ずるスラスト推力を受けて玉軸受１６ａが揺動す
る（前記スラスト推力とバネ座金１９のバネ圧力によっ
て昇降を繰返す）ことにより、バネ座金１９の弾性力
（バネ圧力）が減退した場合、回転子軸１５の端末１５
ａは図２に示すように、支持部材２０により受止められ
て回転子１４の回転運動を円滑に続行させる。

【００２２】この際、回転子軸１５の端末１５ａが非金
属物質からなる硬質の支持部材２０に衝接しているた
め、前記バネ座金１９はその弾性力がある程度減退して
も、バネ圧力は回転子軸１５によって使用可能な状態で
維持されているので、本発明では玉軸受１６，１６ａに
定圧予圧を付与し続けることが可能となり、玉軸受１
６，１６ａの剛性低下に伴う異常音の発生を良好に回避
（阻止）することができ、電動機１１の駆動を円滑に続
行させることができる。

【００２３】次に、図３ないし図５において本発明の第
２実施例について説明する。この第２実施例では、バネ
座金１９ａのバネ圧力低下をバネ座金１９ａ自体で解決
するようにしたもので、図３，４で示すように、波形の
バネ座金１９ａの山部（頂部）の裏面にバネ圧減退防止
用の突部２２をバネ座金１９ａと一体に形成する。そし
て、使用に際しては、回転子１４のスラスト推力を受け
て図５のように、玉軸受１６ａが降下したとき、バネ座
金１９ａはバネ圧力がある程度減退されるものの、突部
２２が軸受収容筐１７ａの底面に当接してバネ座金１９
ａのバネ圧力減退を抑制する。

【００２４】この結果、バネ座金１９ａは突部２２によ
りバネ圧力の減退が抑制されることによって、玉軸受１
６ａを軸受収容筐１７ａにおいて使用可能な範囲のバネ
圧力により良好に収容保持することができる。なお、バ
ネ座金１９ａにバネ圧力減退抑制用の突部２２を設ける
代りに、軸受収容筐１７ａの底面に、バネ座金１９ａの
バネ圧力がある程度減退したとき、これを下支えする図
示しない支持突起を軸受収容筐１７ａの底面に突設し
て、バネ受座１９ａのバネ圧力低下を抑制するようにし
ても本発明は成立する。

【００２５】又、図６ないし図８に本発明の第３実施例
を示す。この第３実施例は図６に示すように、ケーシン
グ１８ａの軸受収容筐１７ａの内周壁に、波形のバネ座
金１９のバネ圧力がある程度減退しても、所定のバネ圧
力が残存する位置に図７で示す如く、係止突部２３を複
数個突設し、これら係止突部２３間の空間からバネ座金
１９の山部を突出させて、図６に示すように、玉軸受１
６ａの外輪ａを支持するものである。

【００２６】即ち、第３実施例において、軸受収容筐１
７ａの内周壁に係止突部２３を複数個形成したのは、係
止突部２３間からバネ座金１９の山部を突出させて玉軸
受１６ａの支持を行うとともに、回転子１４のスラスト
推力により玉軸受１６ａが降下したとき、前記玉軸受１
６ａを図８で示すように、係止突部２３で係止させて玉
軸受１６ａの必要以上の降下を防ぎ、これにより、バネ
座金１９が必要以上に圧迫されてそのバネ圧力が低下す
るのを防ぎ、バネ座金１９のバネ圧力をその使用範囲に
維持し、玉軸受１６ａ，１６の剛性を保持して回転子１
４の回転中に発生する、玉軸受１６ａ，１６の剛性力低
下に伴う騒音発生を良好に抑制する。

【００２７】なお、ケーシング１８ａの軸受収容筐１７
ａ内周壁に形成する係止突起２３は、軸受収容筐１７ａ
の削り出しや、ろう付け等によって形成する代りに、例
えば、軸受収容筐１７ａの外周壁を部分的に内周壁側に
押圧・膨出させ、玉軸受１６ａの所定長さ寸法以上の降
下を防ぐ係止段部（図示せず）を形成するようにしても
本発明は成立する。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、電動機
の回転子を回転自在に支承する玉軸受の剛性を強化維持
する波形のバネ座金が、その弾性力の減退により前記玉
軸受の剛性が低下しようとした場合、玉軸受から回転子
軸の端末を所定の長さ下方に突出させて軸受収容筐の底
面に支持部材を介して当接させたり、あるいは、バネ座
金に突設した突部、又は、軸受収容筐に玉軸受の降下抑
止手段を設けて、玉軸受に常時定圧予圧を付与する前記
波形のバネ座金の弾性力減退をバネ圧力が低下しない範
囲で効果的に抑制することにより、玉軸受の剛性維持を
図るように軸受装置を構成したので、電動機に組込んだ
玉軸受は長期にわたり剛性強化をはかることが可能とな
り、玉軸受の剛性低下に伴い発生する電動機の騒音を良
好に軽減することができる。

【００２９】又、前記の玉軸受の剛性低下を防ぐバネ座
金の弾性力（バネ圧力）減退を阻止する部材は、すべ
て、特別な手段を用いることなく、回転子軸の端末を玉
軸受から一定の長さ下方に突出させるか、あるいは、バ
ネ座金の頂部裏面に突部を形成するか、更には、玉軸受
を収容する軸受収容筐の内周壁にバネ座金のバネ圧力を
半減させる位置で係止突部を形成することにより、バネ
座金の弾性力減退を良好に防ぐように構成されているの
で、本発明の軸受装置は電動機の騒音軽減に寄与するこ
とはもとより、簡素な構成で安価に製作でき利便であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の軸受装置を備えた電動機を示す縦断面
図である。

【図２】回転子がスラスト推力により降下した状態を示
す電動機の縦断面図である。

【図３】本発明の軸受装置の第２実施例を示す電動機の
縦断面図である。

【図４】第２実施例の軸受装置に使用するバネ座金の斜
視図である。

【図５】同じく第２実施例の要部を拡大して示す断面図
である。

【図６】本発明の第３実施例の軸受装置を示す要部拡大
断面図である。

【図７】図６の要部を横断して示す平面図である。

【図８】本発明の第３実施例の軸受装置において、回転
子がスラスト推力を受けて降下した状態を示す要部拡大
断面図である。

【図９】従来の軸受装置を備えた電動機の縦断面図であ
る。

【図１０】従来の軸受装置において、回転子がスラスト
推力により降下した状態を示す電動機である。

【符号の説明】

１１ 電動機 １３ 固定子鉄心 １４ 回転子 １５ 回転子軸 １６，１６ａ 玉軸受 １７，１７ａ 軸受収容筐 １８，１８ａ ケーシング １９，１９ａ バネ座金 ２０ 支持部材 ２２ 突部 ２３ 係止突部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−49207（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−92117（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−58268（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−174452（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 5/24 H02K 5/16 - 5/173

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転子軸の端末とケーシングに形成した
   有底筒形の軸受収容筐との間に配置される玉軸受であっ
   て、この玉軸受に前記回転子軸をその端末を所定の長さ
   下方に突出させて装着し、この玉軸受を、前記軸受収容
   筐に、常時玉軸受をその降下する反対方向に押圧する波
   形のバネ座金と、前記回転子軸が所定の長さ降下したと
   き回転子軸の玉軸受から下方に突出する端末を支持する
   非金属物質からなる支持部材とを介して収容するように
   したことを特徴とする電動機の軸受装置。
2. 【請求項２】 回転子軸の端末とケーシングに形成した
   有底筒形の軸受収容筐との間に配置される玉軸受であっ
   て、この玉軸受に前記回転子軸をその端末を玉軸受の下
   面と合致させて装着し、この玉軸受を、前記軸受収容筐
   に、波形のバネ座金を介して、かつ、前記玉軸受と当接
   する波形頂部の裏面にバネ圧減退防止用の突部を複数形
   成した状態で収容するようにしたことを特徴とする電動
   機の軸受装置。
3. 【請求項３】 回転子軸の端末とケーシングに形成した
   有底筒形の軸受収容筐との間に配置される玉軸受であっ
   て、この玉軸受に前記回転子軸の端末を装着し、この玉
   軸受を、前記軸受収容筐に、波形のバネ座金を介して収
   容し、かつ、玉軸受を収容する軸受収容筐の内周壁に
   は、玉軸受の降下時波形のバネ座金のバネ圧力が約半減
   した位置で玉軸受の降下を抑止する降下抑止手段を形成
   するようにしたことを特徴とする電動機の軸受装置。