JPH0723023Y2 - 回転電機の軸受装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、回転軸を支承する軸受を、軸受ホルダを介し
て軸受ブラケットに支持するようにした回転電機の軸受
装置に関する。

（従来の技術） 従来の回転電機の軸受装置例えば工作機械用の高速回転
をする電動機の軸受装置を第３図に示す。即ち、１はフ
レーム、２はフレーム１の端部に装置された軸受ブラケ
ットで、これに嵌合孔部３が形成されている。４はその
外周部4aが隙間δ′を存して嵌合孔部３に嵌合される軸
受ホルダで、これの内周部4bに玉軸受５の外輪5aが嵌合
されている。６は回転軸で、これは玉軸受５の内輪5bに
嵌着されている。７は軸受ホルダ４の外周部4aに形成さ
れた２条の溝部で、これらと嵌合孔部３の内周部3aとの
間に夫々弾性材製のＯリング８が圧接状態に介装されて
いる。９は軸受ブラケット２に形成された孔2aと軸受ホ
ルダ４に形成された孔4cとの間に介装されたコイルばね
であり、これは前記軸受ホルダ４を矢印Ａ方向へ付勢す
る。10は軸受ホルダ４に突設されたピンで、これは、軸
受ブラケット２に形成された孔2bに挿入されることによ
り、軸受ホルダ４を回転不能で且つ矢印Ａ方向及び反矢
印Ａ方向に移動可能にしている。

このような構成において、電動機が冷時の状態から高速
回転されると、玉軸受５の温度は短時間の間に急上昇す
る。この玉軸受５の熱は、内輪5bを介して回転軸６に伝
達されて回転軸６の長さが膨脹し、玉軸受５を介しコイ
ルばね９を圧縮するようにその弾発力に抗して軸受ホル
ダ４を反矢印Ａ方向に移動させる。また、玉軸受５の熱
は、外輪5aを介して軸受ホルダ４に伝達されて外周部4a
の外径が第４図にＢで示すように膨脹する。一方、玉軸
受５の温度上昇及び図示しないステータコイルの温度上
昇により、軸受ブラケット２も温度上昇され、嵌合孔部
３の内周部3aが第４図にＣで示すように膨脹するが、そ
の温度上昇の度合はフレーム１及び軸受ブラケット２の
熱容量が大きいことから軸受ホルダ４に比べて小さい。
従って、軸受ホルダ４の外周部4aと嵌合孔部３の内周部
3aとの間の隙間δ′は、第４図に示すように軸受ホルダ
４が温度上昇するに従って小さくなり、運転時間がT1時
間経過したときに最小値δminとなり、T2時間経過して
温度上昇が飽和して通常運転となったときに一定値δru
nとなる。換言すれば、上述の構成においては、軸受ホ
ルダ４の外周部4aと嵌合孔部３の内周部3aとの間の冷時
における隙間δ′は、T1時間運転したときに最小値δmi
nを確保するように通常運転時の隙間δrunよりもはるか
に大なるように設定している。

然しながら、軸受ホルダ４の外周部4aと嵌合孔部３の内
周面3aとの間の隙間δ′が通常運転時の隙間δrunに比
してはるかに大であると、冷時の特に高速回転中に軸受
ホルダ４ががたついて異常振動が発生するという問題が
ある。

このような冷時における異常振動を防止するため、従来
では、第３図に示すように、軸受ブラケット２の嵌合孔
部３と軸受ホルダ４との間に弾性材製のＯリング８を介
装させて、軸受ホルダ４のがたつきをなくすように構成
している。

（考案が解決しようとする課題） 従来のように、軸受ブラケット２の嵌合孔部３と軸受ホ
ルダ４との間にＯリング８を介装すると、回転軸６が回
転系の共振点（固有振動数）を通過する時に弾性材製の
Ｏリング８が振動を増加させるように作用して異常振動
を発生するという新たな問題を生じる。また、Ｏリング
８が軸受ホルダ４と軸受ブラケット２との間の熱伝達を
悪化させて、玉軸受５の熱が軸受ホルダ４及び軸受ブラ
ケット２を通して放熱され難くなり、玉軸受５の冷却効
果が悪くなるという問題も生ずる。

本考案は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、冷時及び共振点通過時に異常振動を発生することが
なく、軸受の冷却性能を向上し得る回転電機の軸受装置
を提供するにある。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 本考案の回転電機の軸受装置は、内側面に環状の嵌合突
部を突設した軸受ブラケットを設け、環状の内周嵌合部
及び外周嵌合部を有し前記外周嵌合部の内周部を前記軸
受ブラケットの嵌合突部にその外周部との間に隙間を有
するように嵌合させた軸受ホルダを設け、軸受の外周部
を前記軸受ホルダの内周嵌合部に嵌合させ、この軸受に
回転軸を支承させ、前記軸受ブラケットの嵌合突部に形
成された孔に挿入され前記軸受ホルダをスラスト方向に
付勢するばね部材を設けた構成に特徴を有する。

（作用） 本考案の回転電機の軸受装置によれば、軸受ホルダにお
ける外周嵌合部の内周部が軸受ブラケットにおける嵌合
突部の外周部よりも外側に位置するので、回転電機の回
転に伴って軸受ホルダの外周嵌合部の温度上昇が軸受ブ
ラケットの嵌合突部の温度上昇よりも大となった時に軸
受ホルダの外周嵌合部と嵌合突部との間の隙間は次第に
大になるものであり、従って、冷時の隙間を従来よりも
小さく設定できる。また、軸受ホルダの外周嵌合部を軸
受ブラケットの嵌合突部に嵌合するだけで従来のような
Ｏリングを必要としないので、軸受からの軸受ブラケッ
トに対する熱伝達が良好になる。

（実施例） 以下、本考案の一実施例につき第１図及び第２図を参照
して説明する。

11は回転電機例えば工作機械用の高速回転する電動機の
筒状をなすフレームで、内部にステータコイルを巻装し
たステータ（何れも図示せず）を嵌着している。12はフ
レーム11の端部に装着された軸受ブラケットで、これの
内側面に環状の嵌合突部13が突設されている。そして、
軸受ブラケット12の中央部には嵌合突部13の内周部13a
と連通するようにして開口部12aが形成されている。14
は開口部12aを閉塞するように軸受ブラケット12に着脱
可能に取付けられた端板で、中心部に孔14aが形成され
ている。15は軸受ホルダで、これは環状の内周嵌合部16
と、環状の外周嵌合部17と、これら内周嵌合部16及び外
周嵌合部17の一方の端部（第１図に示す右端部）を連結
する18とで構成されている。この軸受ホルダ15におい
て、その外周嵌合部17は前記軸受ブラケット12の嵌合突
部13にその内周部17aと外周部13bとの間に10〜20μｍ程
度の隙間δを存するようにして嵌合され、内周嵌合部16
に軸受例えば玉軸受19の外輪19aが装着されている。20
はロータの回転軸で、これは玉軸受19の内輪19bに嵌着
され、その先端部が端板14の孔14aに挿入されている。2
1は嵌合突部13に形成された孔22内に挿入されたばね部
材たるコイルばねで、これは、一端部が軸受ホルダ15の
連結部18に当接し、他端部が複数枚例えば２枚のばね圧
力調整板23を介して端板14に当接していて、前記軸受ホ
ルダ15を玉軸受19が回転軸20の段部20aに圧接される矢
印Ｄ方向（スラスト方向）へ付勢している。24は嵌合突
部13に突設されたピンで、これは、軸受ホルダ15の連結
部18に形成された孔25に挿入されることにより、軸受ホ
ルダ15を回転不能で且つ矢印Ｄ方向及び反矢印Ｄ方向に
移動可能にしている。

次に電動機の運転について説明する。今、電動機が冷時
の状態から高速回転されると、玉軸受19の温度は短時間
の間に急上昇する。この玉軸受19の熱は、内輪19bを介
して回転軸20に伝達されて回転軸20の長さが膨脹する
が、この時には軸受ホルダ15は玉軸受19を介しコイルば
ね21の弾発力に抗して反矢印Ｄ方向へ移動する。また、
玉軸受19の熱は、外輪19aを介して軸受ホルダ15に伝達
されて外周嵌合部17の内周部17aの径が第２図にＥで示
すように膨脹する。一方、玉軸受19及び図示しないステ
ータコイルが温度上昇することにより、軸受ブラケット
12も温度上昇され、嵌合突部13の外周部13bが第２図に
Ｆで示すように膨脹するが、その温度上昇度合はフレー
ム11及び軸受ブラケット12の熱容量が大きいことから軸
受ホルダ15に比べて小さい。従って、軸受ホルダ15の外
周嵌合部17と嵌合突部13との間の隙間δは、第２図に示
すように軸受ホルダ15が温度上昇するに従って順次大き
くなり、運転時間がT1時間経過したときに最大値δmax
となり、T2時間経過して温度上昇が飽和して通常運転と
なったときに一定値δrunとなる。即ち、軸受ホルダ15
の外周嵌合部17と嵌合突部13との間の隙間δは、冷時が
最も小さく、軸受ホルダ15の温度が上昇するに従って大
きくなる。

上記実施例によればつぎの効果を奏する。即ち、軸受ホ
ルダ15の外周嵌合部17を隙間δを存して嵌合突部13に嵌
合させたので、冷時における隙間δを運転時における離
間δrunよりも小さく設定することができる。この為回
転軸20が冷時において高速回転しても異常振動を発生す
ることがなく、冷時において運転時よりもはるかに大な
る隙間δ′に設定していた従来と異なり運転特性を安定
化させることができる。また、隙間δを小さく設定する
ことができることから、軸受ホルダ15の軸方向即ち矢印
Ｄ方向及び反矢印Ｄ方向の移動も円滑になし得て従来の
ようなＯリング８を介装する必要がなく、従って、回転
軸20が回転系の共振点を通過する時に異常振動を発生す
ることはない。更には、従来のようなＯリング８を必要
としないことにより、玉軸受19の熱を軸受ホルダ15及び
軸受ブラケット12に伝達して放熱することができるの
で、玉軸受19の冷却効果を向上させることができる。そ
の他、軸受ホルダ15は従来に比べてその表面積を大きく
形成したので、玉軸受19及び軸受ホルダ15の温度上昇を
低減することができる。

本考案は、上記し且つ図面に示す実施例にのみ限定され
るものではなく、例えば軸受ホルダ15に放熱フインを設
けることにより玉軸受19の冷却効果を一層向上させるこ
とができる等、要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可
能である。

［考案の効果］ 以上の説明から明らかなように、本考案の回転電機の軸
受装置は、外周嵌合部の内周部と軸受ブラケットの嵌合
突部との隙間を小に設定でき、冷時及び共振点通過時に
異常振動を発生することがなく、軸受の冷却性能を向上
し得るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の一実施例を示すもので、第
１図は軸受部分の縦断面図、第２図は運転時間に対する
要部の寸法変化を示す図であり、第３図及び第４図は従
来例の第１図及び第２図相当図である。 図中、12は軸受ブラケット、13は嵌合突部、13bは外周
部、15は軸受ホルダ、16は内周嵌合部、17は外周嵌合
部、17aは内周部、19は玉軸受（軸受）、20は回転軸、2
1はコイルばね（ばね部材）を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内側面に環状の嵌合突部を突設した軸受ブ
   ラケットと、環状の内周嵌合部及び外周嵌合部を有しそ
   の外周嵌合部の内周部を前記軸受ブラケットの嵌合突部
   にその外周部との間に隙間を存するように嵌合させた軸
   受ホルダと、外周部を前記軸受ホルダの内周嵌合部に嵌
   合させた軸受と、この軸受に支承された回転軸と、前記
   軸受ブラケットの嵌合突部に形成された孔に挿入され前
   記軸受ホルダをスラスト方向に付勢するばね部材とを具
   備してなる回転電機の軸受装置。