JP3449385B2 - 電動機用軸受 - Google Patents

電動機用軸受

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裕之 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は電動機用軸受に関
し、特に軸受特性に優れるとともに、運搬時のように外
部振動による繰り返し荷重により生じるフレッチング摩
耗を大幅に軽減した電動機用軸受に関する。 【0002】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電動機
は、図1に示すように、ロータ1を装着したロータ軸2
と、ロータ2の外周に配されたステータコア3とを主た
る構成部材とし、ハウジング4内に収納して構成され
る。また、ロータ軸2は、その両端部を一対の軸受5
a、5bにより支承されて、ハウジング4に組み込まれ
ている。前記軸受5a、5bは、図2に示されるよう
に、外輪6と内輪7との間に複数個の転動体8を保持器
9を用いて介装し、更に軸受空間(外輪6、内輪7およ
びシール又はシールド10で囲まれた空間)に潤滑剤で
あるグリースを封入して構成されるのが一般的である。 【0003】ところで、軸受5a、5bは、転動体8と
外輪6および内輪7の軌道面との間にグリース等の潤滑
剤が浸入する隙間が形成されるように寸法決めされてい
る。そのため、電動機もしくは電動機を組み込んだ機械
装置を運搬する場合、運搬時の上下振動や横揺れによ
り、転動体8の表面や外輪6および内輪7の軌道面には
衝撃的な繰り返し荷重が加えられる。そして、このよう
な繰り返し荷重による微小すべりの結果、局所的な損傷
が起こり、いわゆるフレッチング摩耗が発生する。この
フレッチング摩耗は、電動機の作動時に異音や振動を発
生させたり、軸受寿命を短縮させるなどの種々の問題を
引き起こす原因となっている。本発明が対象としている
電動機においては、ロータ軸2にロータ1が装着されて
いることから、上記の繰り返し荷重の衝撃が大きく、フ
レッチング摩耗が発生し易い。また、フレッチング摩耗
は、空気調整装置(エアーコンディショナー)のファン
モーター等の大型の電動機においてより顕著となる。 【0004】このフレッチング摩耗を防止するために
は、より堅調なグリースを使用することが、生成油膜の
機械的強度が増大するため効果的であるが、一方におい
てグリースの流動性が低下したり、回転トルクの上昇や
変動が大きくなる等の潤滑不良が生じる。また、フレッ
チング摩耗対策として、電動機の梱包を強化して耐震性
を持たせることも行われているが、フレッチング摩耗を
完全に防止するには至っておらず、またコスト増を招く
ことから、有効な対策とはなっていない。このように、
軸受特性に優れることは勿論のこと、耐フレッチング摩
耗性をも兼ね備えた、特に電動機用軸受は未だ得られて
いない状況にある。 【0005】そこで本発明は、運搬時に外部からの繰り
返し振動により生じるフレッチング摩耗を防止する機能
を付加し、さらに高温下での軸受性能は維持するために
適切な潤滑剤を封入した電動機用軸受を提供することを
目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明
の、ロータを装着したロータ軸とロータの外周に配され
たステータコアからなる電動機の前記ロータ軸を支承す
る、外輪と内輪との間に転動体を介装した電動機用軸受
において、エステル油を少なくとも30wt%含有し、
かつ40℃における動粘度が80〜300mm2 /se
cである基油を80〜95wt%、リチウム石けんから
なる増ちょう剤を5wt%〜20wt%含むグリース
を、軸受空間容積の42〜60vol%を占めるように
封入したことを特徴とする電動機用軸受によって達成さ
れる。 【0007】以下、本発明に係る電動機用軸受を詳細に
説明する。本発明のグリースに使用される基油は、潤滑
性及び耐熱性に優れたエステル油を必須成分とするとと
もに、エステル油を基油中に少なくとも30wt%含有
することを特徴とする。このエステル油は特に限定され
ないが、ジエステル油、ヒンダードエステル油、芳香族
エステル油等が挙げられ、これらを単独または混合して
用いることができる。エステル油の含有量が30wt%
未満では、十分な潤滑性や耐熱性が得られない。また、
含有量の上限は特に制限されない。また、基油は、上記
エステル油に鉱油、合成炭化水素油、エーテル油等を混
合して使用できるが、その際基油としての動粘度が下記
の範囲を満足するように調製される必要がある。 【0008】基油は、40℃における動粘度が80〜3
00mm2 /secであることが好ましく、基油動粘度
が80mm2 /sec(40℃)未満の場合、十分な油
膜厚さが得られ難いため、軸受の転動体と接触する内
輪、外輪の軌道面にフレッチング摩耗を生じ易くなる。
一方、基油動粘度が300mm2 /sec(40℃)を
越すと、軸受トルクの増大等の問題が発生する。 【0009】電動機用軸受は高温下で使用されることが
多く、さらに音響の低いことが要求される。本発明で
は、耐熱性および低騒音を満足するために、グリースの
増ちょう剤としてリチウム石けんを用いるとともに、そ
の配合量をグリース全量の5〜20wt%とすることを
特徴とする。リチウム石けんの配合量が5wt%未満で
は、グリースのちょう度が高くなり、高温時においてグ
リース漏れを生じ易くなる。20wt%越えると、ちょ
う度が低くてグリースの流動性が悪く、グリース油膜の
補修性が低下する。 【0010】グリースは基油と増ちょう剤とからなる
が、その好ましい特性を損なわない限り、基油と増ちょ
う剤の他に、防錆剤、酸化防止剤、油性剤、極圧添加剤
等を含有することができる。 【0011】上記の如く構成されるグリースは、軸受空
間、即ち図2において外輪6、内輪7およびシール又は
シールド10で囲まれた空間の42〜60vol%を占
めるように軸受内に封入される。グリース封入量が42
vol%未満では、グリース油膜形成が十分でないこと
とグリースの供給が十分でないため、フレッチング摩耗
が生じる。一方、グリース封入量が60vol%を越え
ると、発熱やグリース漏れが生じ好ましくない。さらに
好ましいグリース封入量は、45〜55vol%であ
る。 【0012】 【実施例】本発明を、以下の実施例と比較例とによりさ
らに明確することができる。下記第1表(実施例1〜1
2)および第2表(比較例1〜8)に示す割合で基油と
リチウム石けんとを配合してグリースを調製し、試験軸
受に封入した。 【0013】 【表1】【0014】 【表2】【0015】 【表3】【0016】 【表4】【0017】そして、各試験軸受をフレッチング試験、
耐久試験、トルク試験及びグリースノイズ試験に供し
た。以下に各試験方法を説明する。 【0018】1)フレッチング試験 図3に示されるように、試験軸受Aを組み込み、予圧バ
ネBで付勢し、更におもりCを負荷したスピンドルDを
加振機E上に設置し、下記に示す条件でスピンドルDの
外部加振試験を行い、軸受内輪及び外輪軌道面に発生す
るフレッチング摩耗を顕微鏡により評価した。 (試験条件) ・試験軸受 :深溝玉軸受(608ZZ) ・バネ荷重 :6kgf ・おもり荷重:0.5kgf ・加振周波数:30Hz ・加速度 :5G ・温度 :25℃ ・加振時間 :5Hr (評価基準) ◎:フレッチング摩耗なし ○:玉走行跡あり(フレッチング摩耗ほとんどなし) △:フレッチング摩耗少しあり ×:フレッチング摩耗大 ○及び◎が合格である。 【0019】2)耐久試験 軸受耐久回転試験機を用いて、軸受が焼き付くまでの耐
久試験を行った。下記に試験条件を示す。 (試験条件) ・試験軸受 :深溝玉軸受(6200VV) ・アキシャル荷重:3kgf ・ラジアル荷重 :1kgf ・回転速度 :6000rpm ・温度 :140℃ (評価基準) ○:軸受寿命時間 2000時間以上 △:軸受寿命時間 1500〜2000時間 ×:軸受寿命時間 1500時間未満 ○が合格である。 【0020】3)トルク試験 軸受トルク測定試験機を用いて、軸受の動トルクを評価
した。下記に試験条件を示す。 (試験条件) ・試験軸受 :深溝玉軸受(6202VV) ・アキシャル荷重:3kgf ・ラジアル荷重 :1kgf ・回転速度 :1800rpm ・温度 :25℃ (評価基準) ◎:50gf・cm以下 ○:50〜70gf・cm △:70〜100gf・cm ×:100gf・cm以上 ○及び◎が合格である。 【0021】4)グリースノイズ試験 軸受封入グリースの音響評価をグリースノイズテスター
により行った。 (試験条件) ・試験軸受:深溝玉軸受(6200VV) ・測定機 :グリースノイズテスター (評価基準) ○:音響優秀(不規則音ほとんどなし) △:音響やや悪い(不規則音ややあり) ×:音響悪い(不規則音非常に多い) ○が合格である。 【0022】上記各試験の評価結果を第1表および第2
表に併記する。本発明に係る電動機用軸受は、耐久性や
トルク、ノイズ等の軸受特性に優れるばかりでなく、耐
フレッチング摩耗性にも優れることが判る。 【0023】 【発明の効果】以上説明したように、本発明による、ロ
ータを装着したロータ軸とロータの外周に配されたステ
ータコアからなる電動機の前記ロータ軸を支承する、外
輪と内輪との間に転動体を介装した電動機用軸受におい
て、エステル油を少なくとも30wt%含有し、かつ4
0℃における動粘度が80〜300mm2 /secであ
る基油を80〜95wt%、リチウム石けんからなる増
ちょう剤を5wt%〜20wt%含むグリースを、軸受
空間容積の42〜60vol%を占めるように封入した
ことを特徴とする電動機用軸受によれば、電動機の運搬
時において、軸受の内輪及び外輪の軌道面にフレッチン
グ摩耗の発生を防止して、しかも実際の電動機の回転使
用に際しては不快な異音や振動を招来することなく円滑
な運転と長寿命を得られるという顕著な効果が得られ
る。 【0024】
【図面の簡単な説明】 【図1】 電動機の構造を示す半断面図である。 【図2】 電動機用軸受の構造を示す半断面図である。 【図3】 フレッチング試験に使用した加振機を示す概
略図である。 【符号の説明】 1 ロータ 2 ロータ軸 3 ステータコア 4 ハウジング 5a,5b 軸受 6 外輪 7 内輪 8 転動体 10 シール(シールド) A 試験軸受 B 予圧バネ C おもり D スピンドル E 加振機
フロントページの続き (72)発明者 長橋 克明 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−221716(JP,A) 特開 平1−308496(JP,A) 特開 平5−9488(JP,A) 特開 平6−306383(JP,A) 特開 平5−149344(JP,A) 実開 昭60−75440(JP,U) 実開 平2−117426(JP,U) 実開 平7−17628(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16C 33/66 - 33/82 H02K 5/173

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ロータを装着したロータ軸とロータの外
    周に配されたステータコアからなる電動機の前記ロータ
    軸を支承する、外輪と内輪との間に転動体を介装した電
    動機用軸受において、エステル油を少なくとも30wt
    %含有し、かつ40℃における動粘度が80〜300m
    2 /secである基油を80〜95wt%、リチウム
    石けんからなる増ちょう剤を5wt%〜20wt%含む
    グリースを、軸受空間容積の42〜60vol%を占め
    るように封入したことを特徴とする電動機用軸受。
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