JPH1189163A - 回転電機の軸受装置 - Google Patents

回転電機の軸受装置

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JPH1189163A
JPH1189163A JP24272697A JP24272697A JPH1189163A JP H1189163 A JPH1189163 A JP H1189163A JP 24272697 A JP24272697 A JP 24272697A JP 24272697 A JP24272697 A JP 24272697A JP H1189163 A JPH1189163 A JP H1189163A
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bearing
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bearing device
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rotating
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憲志 石原
Eiji Shimomura
英二 霜村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸受装置で、回転子鉄心からの漏れ磁束が回
転軸を経て軸受を磁化すると、軸受内部の摩耗粉或いは
外部から侵入した異物がグリースと共に内輪,外輪の転
送面(走行跡)から排除されず、内輪,外輪の転送面と
転動体の間に異物を噛み込み、摩耗或いは圧痕等の損傷
が生じる。 【解決手段】 フレームの両端に配設された軸受ブラケ
ットに挿入され回転子を回転自在に保持する軸受装置
で、非磁性材で成る軸受ブラケットと、この軸受ブラケ
ットのハウジング機内側端面に配設の非磁性材で成る遮
蔽板と、軸受ブラケットのハウジング内に圧入された転
がり軸受と、回転子鉄心と嵌合し前記回転子を構成する
回転軸の機械構造用炭素鋼で成る中心軸と、この中心軸
の両端にあって前記転がり軸受が圧入されオーステナイ
ト系ステンレス鋼で形成された端軸とを有する軸受装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は軸受内部が漏れ磁束
による損傷を低減させる回転電機の軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】回転電機の一例である電動機には図5に
示す縦断面図のものがある。図において、フレーム1の
両端には回転子2を転がり軸受3(以下、軸受という)
によって回転自在に保持する軸受ブラケット4が配設さ
れており、フレーム1内には内部に固定子巻線を収納し
た固定子5が嵌合されている。前記軸受ブラケット4の
ハウジング4a内に挿入された軸受3周りの構造(以
下、軸受装置という)を更に詳細に示すと図4のように
なる。図4において、回転子2の回転軸6両端に圧入さ
れた軸受3は、内輪3aが回転軸6に“しまり嵌め”で
圧入され、外輪3aがハウジング4a内に“すきま嵌
め”で組み込まれ、軸受3の両側面には潤滑剤(例え
ば、グリース)が飛散しないように金属製のシールド板
3eを取付けてある。
【0003】この軸受装置の軸受3が回転すると、軸受
内部のグリースは回転している転動体(玉)3cに押出
されるか或いは飛散によりシールド板3eに付着する。
この付着したグリースから油が分離して軸受3の転送面
に流れ込み潤滑を行う。この時、軸受3の初期摩耗粉で
ある微量な異物はグリースと共にシールド板3eに押出
されるので、軸受3の転送面に損傷を与えることは極め
て少なく実用上問題になっていない。又、軸受3の製作
は機械に着磁して固定し加工するため、軸受3の出荷時
には数ガウス以下(2〜3ガウス程度といわれている)
に脱磁し、軸受3の使用中に周辺の金属異物を吸着しな
いようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この軸受装置におい
て、回転子鉄心2aからの漏れ磁束が回転軸6を経て軸
受3を磁化すると、軸受3内部の摩耗粉或いは外部から
侵入の異物がグリースと共に内輪3a,外輪3bの転送
面(走行跡)から排除されず、内輪3a,外輪3bの転
送面と転動体3cの間に異物を噛み込み、摩耗或いは圧
痕等の損傷が生じる。このように、内輪3a,外輪3b
の転送面或いは転動体3cに圧痕等の傷ができると異常
音が発生し、精密機械では音響寿命で軸受不良となり、
軸受3以外の音が大きい機械では圧痕等の傷が徐々に拡
大・剥離し剥離寿命で軸受不良となる。このようなこと
から、軸受3の内輪3a,外輪3bの転送面の転送面と
転動体3cの摩耗或いは圧痕等の損傷を低減させること
が要望されている。そして、軸受装置の故障防止の観点
から種々の試みが行われている。例えば、軸受3の内輪
3a,外輪3b,保持器3dを非磁性のステンレス製軸
受が推奨されている。しかし、このステンレス製軸受は
通常の軸受に比べて4〜6倍と高価であり、且つ使用量
が少ないので製作(納期)に時間を要し緊急時の入手性
に問題がある。また、回転子鉄心2aからの漏れ磁束が
回転軸6を経て軸受3を磁化させる為、電動機の回転軸
6に非磁性の材料である例えばオーステナイト系ステン
レス鋼を使用することがあるが、一般に使用されるシャ
フト材の例えば機械構造用炭素鋼に比べ高価である。本
発明は上記事情に鑑みて成されたもので、軸受が漏れ磁
束による損傷を低減した回転電機の軸受装置を提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明における回転電機
の軸受装置は、フレームの両端に配設された軸受ブラケ
ットに挿入され回転子を回転自在に保持する回転電機の
軸受装置において、非磁性材で成る軸受ブラケットと、
この軸受ブラケットのハウジング機内側端面に配設の非
磁性材で成る遮蔽板と、軸受ブラケットのハウジング内
に圧入された転がり軸受と、回転子鉄心と嵌合し前記回
転子を構成する回転軸の機械構造用炭素鋼で成る中心軸
と、この中心軸の両端にあって前記転がり軸受が圧入さ
れオーステナイト系ステンレス鋼で形成された端軸とを
有するものである。
【0006】このように構成すると、両側の軸受周りに
ある回転軸の端軸,軸受ブラケットのハウジング,遮蔽
板(以下、これらを総称して磁気遮蔽装置という)は全
て非磁性材料であるから、回転子鉄心で発生した漏れ磁
束は遮蔽されて両側の軸受に流れなくなる。すると、軸
受の摩耗粉或いは外部からの異物が、軸受の内輪及び外
輪の転送面,転動体,保持器に吸着せず、軸受の回転に
よりグリースと共に軸受の転送面から押出され金属製の
シールド板に付着する。この結果、従来発生していた軸
受を構成する内輪,外輪,転動体,保持器等の損傷を防
止することができる。特に両軸受に磁気遮蔽装置を設け
たので損傷防止の効果は大きい。仮に一方の軸受のみに
磁気遮蔽装置を設けたとすれば、磁気遮蔽装置側へ流れ
る漏れ磁束も磁気遮蔽装置未設側へ流れるので、この軸
受には漏れ磁束の影響が多くなって上記損傷がより大き
くなる。
【0007】次に請求項2では、中心軸と端軸の突合部
を摩擦圧接で接合させたもので、高価な端軸の材料を回
転軸全体に使用しなくても磁気遮断する回転軸を安価で
形成できる。
【0008】また請求項3では、遮蔽板と突合部は、回
転軸の軸と直角水平方向線上で略同位置に設けたもの
で、漏れ磁束を遮蔽板と突合部の略同位置で遮蔽するこ
とができ、これも遮蔽効果の大きな要因になっている。
【0009】更に請求項4では、端軸の軸方向長さを軸
受装置内としたもので、高価な端軸の材料を回転軸全体
に使用しなくても磁気遮断する回転軸を安価で形成でき
る。そして請求項5では端軸の径大部に非磁性材で成る
遮蔽板を配設した回転電機の軸受装置であり、また請求
項6では軸受ブラケットの軸受箱内に開放形の転がり軸
受を挿入して、軸受箱の一方端面の機内側に非磁性材で
成る油切りを配設したものである。いずれも請求項1と
同様の効果が得られる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下本発明の請求項1に対応する
第1実施例について図1と図5を参照し、従来構成と同
じものは同じ符号を使用して説明する。回転電機の一例
である電動機の概略構成の縦断面図は、従来と同様に図
5に示すものであるから説明は省略し、軸受周りの構造
(以下、軸受装置という)の従来と異なる構成について
図1を参照して説明する。
【0011】図1において、回転子11を構成する回転
軸12は、中心軸12aと該中心軸12aの両端に突合
わせた端軸12bを摩擦圧接して接合し形成される。即
ち、回転子鉄心11aが嵌合され且つその部分から軸方
向に段差があって径小部12aaを有する回転軸12の
中心軸12aは、一般的に使用する機械構造用炭素鋼で
形成する。この中心軸12aの径小部12aaと略同径
となる径大部12bbを有し、前記中心軸12aの両端
となって軸受13が挿入される回転軸12の端軸12b
は、非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼で形成す
る。そして、中心軸12aの両端で径小部12aaと径
大部12bbを突合わせ突合部12cを摩擦圧接して接
合し、回転軸12が形成される。
【0012】この回転軸12を使用した軸受装置は次の
ような構成となる。図1において、まず回転軸12の中
心軸12a外径には回転子鉄心11aが嵌合され、端軸
12b外径には軸受13の内輪13aを“しまり嵌め”
で圧入し、外輪13bはアルミニウム・ダイキャストで
成る軸受ブラケット14のハウジング14a内に“すき
ま嵌め”で組み込まれ、軸受13の両側面には潤滑剤
(例えば、グリース)が飛散しないように金属製のシー
ルド板13eを取付けてある。次に、ハウジング14a
の機内側端面に非磁性の遮蔽板15を取付ける。この遮
蔽板15と突合部12cは回転軸12の軸と直角水平方
向に略同位置にする。
【0013】このように構成されると、両側の軸受13
周りにある回転軸12の端軸12b,軸受ブラケット1
4のハウジング14a,遮蔽板15(以下、これらを総
称して磁気遮蔽装置という)は全て非磁性材料であるか
ら、回転子鉄心11aで発生した漏れ磁束は遮蔽され両
側の軸受13に流れなくなる。すると、軸受13の摩耗
粉或いは外部からの異物が、軸受13の内輪13a及び
外輪13bの転送面,転動体13c,保持器13dに吸
着せず、軸受13の回転によりグリースと共に軸受13
の転送面から押出されて金属製のシールド板13eに付
着する。この結果、従来発生していた軸受13を構成す
る内輪13a,外輪13b,転動体13c,保持器13
d等の損傷を防止することができる。
【0014】上記現象は、仮に一方の軸受13のみに磁
気遮蔽装置を設けたとすれば、磁気遮蔽装置側へ流れる
漏れ磁束も磁気遮蔽装置未設側へ流れるので、この軸受
13には漏れ磁束の影響が多くなって上記損傷がより大
きくなる。又、遮蔽板15と突合部12cが回転軸12
の軸と直角水平方向に略同位置になっているので、漏れ
磁束を遮蔽板15と突合部12cの略同位置で遮蔽する
ことができ、これも遮蔽効果の大きな要因になってい
る。
【0015】(第2実施例)第2実施例(請求項5に対
応)について図2を参照して説明する。非磁性材料のア
ルミニウム・ダイキャスト製で成り軸受13の外輪13
bより若干小径の遮蔽板35を、回転軸12の端軸12
bと径大部12bbとの段差部に配設する。これ以外の
構成は第1実施例と同じである。このように構成されて
も、第1実施例と同様の効果が得られる。
【0016】(第3実施例)第3実施例(請求項6に対
応)について図3を参照して説明する。軸受23は、金
属製のシールド板13aのある第1実施例に対し、シー
ルド板13aのない開放形で異なっており、軸受23の
内輪23aは第1実施例と同構成の回転軸12の端軸1
2b(非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼製)に圧
入され、外輪23bは軸受箱24内に組込まれている。
軸受箱24の両端面には潤滑剤(例えばグリース)が飛
散しないように内側油切25及び外側油切26が取付け
られている。尚、内側油切25はアルミニウム・ダイキ
ャスト製である。
【0017】このように構成されても、軸受23周りに
ある回転軸12の端軸12b,軸受箱24,内側油切2
5は全て非磁性材料であるから、回転子鉄心11aで発
生した漏れ磁束は遮蔽されて軸受23に流れなくなるの
で、第1実施例と同様の効果が得られる。尚、軸受23
の摩耗粉或いは外部からの異物は、軸受23の回転によ
りグリースと共に軸受23の転送面から押出され内側油
切25及び外側油切26に付着する。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、回転子鉄
心からの漏れ磁束は磁気遮蔽装置によって遮蔽され両側
の軸受に流れなくなる。その結果、軸受の摩耗粉或いは
外部からの異物が、軸受の内輪及び外輪の転送面,転動
体,保持器に吸着せず、軸受の回転によりグリースと共
に軸受の転送面から押出され損傷を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す回転子と軸受装置の
縦断面図、
【図2】本発明の第2実施例を示す軸受装置の縦断面
図、
【図3】本発明の第3実施例を示す図2相当図、
【図4】従来の図1相当図、
【図5】回転電機の縦断面図。
【符号の説明】
11…回転子、 11a…回転子鉄
心、12…回転軸、 12a…中心
軸、12aa…径小部、 12b…端軸、
12bb…径大部、 12c…突合部1
3,23…軸受、 14…軸受ブラケッ
ト、14a…ハウジング、 15,35…遮
蔽板、24…軸受箱、 25…内側油
切、26…外側油切。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレームの両端に配設された軸受ブラケ
    ットに挿入され回転子を回転自在に保持する回転電機の
    軸受装置において、非磁性材で成る軸受ブラケットと、
    この軸受ブラケットのハウジング機内側端面に配設の非
    磁性材で成る遮蔽板と、軸受ブラケットのハウジング内
    に圧入された転がり軸受と、回転子鉄心と嵌合し前記回
    転子を構成する回転軸の機械構造用炭素鋼で成る中心軸
    と、この中心軸の両端にあって前記転がり軸受が圧入さ
    れオーステナイト系ステンレス鋼で形成された端軸とを
    有することを特徴とする回転電機の軸受装置。
  2. 【請求項2】 前記中心軸と端軸の突合部は、摩擦圧接
    で接合する請求項1記載の回転電機の軸受装置。
  3. 【請求項3】 前記遮蔽板と突合部は、回転軸の軸と直
    角水平方向線上で略同位置に設けた請求項1及び2記載
    の回転電機の軸受装置。
  4. 【請求項4】 前記端軸は、軸方向長さを軸受装置内と
    した請求項1記載の回転電機の軸受装置。
  5. 【請求項5】 前記遮蔽板の取付けをハウジング機内側
    端面ではなく、前記端軸の径大部に配設した請求項1記
    載の回転電機の軸受装置。
  6. 【請求項6】 フレームの両端に配設された軸受ブラケ
    ットに挿入され回転子を回転自在に保持する回転電機の
    軸受装置において、前記軸受ブラケットの軸受箱内に挿
    入された開放形の転がり軸受と、軸受箱の両端面に配設
    の油切りの内機内側に配設の非磁性材で成る油切りと、
    回転子鉄心と嵌合し前記回転子を構成する回転軸の機械
    構造用炭素鋼で成る中心軸と、この中心軸の両端にあっ
    て軸受が圧入されオーステナイト系ステンレス鋼で形成
    された回転軸の端軸と、前記中心軸と端軸の突合部を摩
    擦圧接で接合して成る回転軸とを有することを特徴とす
    る回転電機の軸受装置。
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