(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ１２と、ロータ１６と、ベアリングハウジング２６、２８によって担持され前記ロータ１６の回転軸２０を支承するベアリング２２、２４とを備えた電動機において、
前記ベアリング２２、２４は、それぞれ回転軸２０に固着された内レース３４と外レース３６とこれらの内外レース間に介装されるボールベアリング３８とからなり、前記外レース３６に弾性ボールベアリングハウジング４０を取り付け、この弾性ボールベアリングハウジング４０の外側にメタルパッド４２を固着し、このメタルパッド４２の外側面をベアリングハウジング２６、２８の内周に線接触ないしは点接触するよう構成することにより前記ロータ１６の回転軸方向ないしは円周方向に変位可能に構成されることを特徴とする電動機の軸受構造。
【請求項２】
前記メタルパッド４２の外側面を弧状に形成することからなる請求項１記載の電動機の軸受構造。
【請求項３】
前記メタルパッド４２の外側面を尖頭状に形成することからなる請求項１記載の電動機の軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の軸受構造に係り、特に、ベアリングをロータの回転軸方向や円周方向に変位可能に構成し、高速運転される電動機の振動を抑制する電動機の軸受構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機は、一般に、電流を通ずることによって回転磁界を形成する固定子巻線を備えたステータと、固定子巻線によって形成された回転磁界により回転するロータ軸を備えたロータとから構成されている。ロータは、その回転軸の両端部付近で、モータケーシング内に支持されたベアリングによって回転自在に支承されている。
【０００３】
ところで、従来、電動機は、強度、振動、熱、その他種々の制約により、その回転速度に限界があった。そのため、軸の回転数を上げるために、ギヤによる増速が主に行われていたが、インバータ等の技術の発達により、直接モータを増速することが可能となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電動機が高速化されるに従って振動が大きくなり、これに伴って騒音の発生が問題となる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、高速回転する電動機の振動を抑制することができる電動機の軸受構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、ステータと、ロータと、ベアリングハウジングによって支持されロータの回転軸を支承するベアリングとを備えた電動機において、ベアリングをロータの回転軸方向に変位可能に構成することを特徴とする電動機の軸受構造を提供する。
【０００７】
この軸受構造において、ベアリングをベアリングハウジングに対して線接触するよう構成することにより、ロータの回転軸方向に変位可能にすることができる。具体的には、ベアリングの外レースの外周部に、例えば、弧状のメタルパッド等を固着して、ベアリングをベアリングハウジングの内周に線接触させる。
【０００８】
さらに、本発明は、ステータと、ロータと、ベアリングハウジングによって支持されロータの回転軸を支承するベアリングとを備えた電動機において、ベアリングをロータの円周方向に変位可能に構成することを特徴とする電動機の軸受構造を提供する。
【０００９】
この軸受構造においては、ベアリングをベアリングハウジングに対して点接触で支持されるように構成することにより、ロータの円周方向に変位可能にすることができる。具体的には、ベアリングの外レースの外周部に、例えば、円錐状メタルパッドや尖った頂部を有するメタルパッド等を設けることにより、ベアリングハウジングの内周に点接触させる。
【００１０】
軸方向に強い力がかかれば、弾性ボールベアリングハウジングが変形し、メタルパッドがベアリングハウジングと線接触もしくは点接触している円周線を中心に回転可能となっているので、ベアリングおよび軸が、軸方向に変位可能となり、軸方向の振動を吸収できる。また、メタルパッドのベアリングハウジング側を円弧状に形成したときはこの回転により接触線自身も軸方向に変位するので、振動の吸収の度合はさらに大きくなる。
【００１１】
また、半径方向の力がかかれば、軸方向の際と同様、弾性ボールベアリングハウジングの変形により、ベアリングと軸がベアリングハウジングの中心線から変位可能となるので、この半径方向の振動も吸収できる。また、点接触しているメタルパッドを円周方向に分割したときは、各パッドの自由度がさらに高まり、独立に接触点を中心として回転可能となるので、軸の半径方向の力に応じても変形でき、その成分の振動も吸収可能となる。ここで用いられる弾性ボールベアリングハウジングは圧縮や伸張の変形が可能な材質、例えば、硬質ゴムで形成することが可能である。ゴムの硬度があまりに小さいと安定性を欠くため好ましくない。なお、設けられる円錐状のパッドの数は問わない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電動機の軸受構造の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る軸受構造が適用する電動機の断面図であり、一般に、モータケーシング１０と固定子巻線１４を備えたステータ１２と、ロータ１６のロータ鉄心部１８及びロータ鉄心部１８を支持するロータ軸２０と、ロータ軸２０を支承するベアリング２２、２４とから構成される。
【００１４】
ベアリング２２、２４は、それぞれ回転軸２０に固着された内レース３４と外レース３６とこれらの内外レース間に介装されるボールベアリング３８とからなり、前記外レース３６に弾性ボールベアリングハウジング４０を取り付け、この弾性ボールベアリングハウジング４０の外側にメタルパッド４２を固着して、このメタルパッド４２の外側面を弧状に形成することによりベアリングハウジング２６、２８に対して線接触するように構成する。このように構成することにより、ベアリング２２、２４は、ロータ１６の回転軸方向に変位可能となる（図２および図３参照）。
【００１５】
また、メタルパッド４２の外側面を尖頭状に形成することにより、ベアリングハウジング２６、２８に対して点接触で支持されるようにベアリングを構成する。このように構成することにより、ベアリング２２、２４は、ロータ１６の円周方向に変位可能となる（図４および図５参照）。
【００１６】
さらに、メタルパッド４２の外側面を尖頭状に形成することにより、ベアリングハウジング２６、２８に対して線接触で支持されるようにベアリングを構成する。このように構成することにより、ベアリング２２、２４は、ロータ１６の回転軸方向に変位可能となる（図６および図７参照）。
【００１７】
【実施例１】
図２は、本発明に係る電動機の軸受構造の第１実施例を示す正面図であり、図３は図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【００１８】
この実施例において、ベアリング２２、２４は、回転軸２０に固着された内レース３４と外レース３６とこれらの内外レース間に介装されるボールベアリング３８とからなり、前記外レース３６に弾性ボールベアリングハウジング４０を取り付け、この弾性ボールベアリングハウジング４０の外側にメタルパッド４２を固着して、このメタルパッド４２の外側面をベアリングハウジング２６、２８の内周に線接触するよう外側面を弧状に形成することにより、前記ロータ１６の回転軸方向に変位可能に構成される。
【００１９】
【実施例２】
図４は、本発明に係る電動機の軸受構造の第２実施例を示す正面図であり、図５は図４のＹ−Ｙ線断面図である。
【００２０】
この実施例において、ベアリング２２、２４は、それぞれ回転軸２０に固着された内レース３４と外レース３６とこれらの内外レース間に介装されるボールベアリング３８とからなり、前記外レース３６に弾性ボールベアリングハウジング４０を取り付け、この弾性ボールベアリングハウジング４０の外側にメタルパッド４２を固着して、このメタルパッド４２の外側面をベアリングハウジング２６、２８の内周に点接触するよう尖頭状に形成することにより、前記ロータ１６の円周方向に変位可能に構成される。
【００２１】
【実施例３】
図６は、本発明に係る電動機の軸受構造の第３実施例を示す正面図であり、図７は図６のＺ−Ｚ線断面図である。
【００２２】
この実施例において、ベアリング２２、２４は、それぞれ回転軸２０に固着された内レース３４と外レース３６とこれらの内外レース間に介装されるボールベアリング３８とからなり、前記外レース３６に弾性ボールベアリングハウジング４０を取り付け、この弾性ボールベアリングハウジング４０の外側にメタルパッド４２を固着して、このメタルパッド４２の外側面をベアリングハウジング２６、２８の内周に線接触するよう尖頭状に形成することにより、前記ロータ１６の回転軸方向に変位可能に構成される。
【００２３】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更をなし得ることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ベアリングをベアリングハウジングに対して線接触ないしは点接触するよう構成することにより、ロータの回転軸のアキシャル方向ないしはスラスト方向の変位を吸収することができ、その結果、高速回転する電動機の振動を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軸受構造を適用する電動機の概略断面図である。
【図２】本発明に係る電動機の軸受構造の第１実施例を示す概略正面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】本発明に係る電動機の軸受構造の第２実施例を示す概略正面図である。
【図５】図４のＹ−Ｙ線断面図である。
【図６】本発明に係る電動機の軸受構造の第３実施例を示す概略正面図である。
【図７】図６のＺ−Ｚ線断面図である。
【符号の説明】
１０    モータケーシング
１２    ステータ
１４    固定子巻線
１６    ロータ
２０    回転軸
２２、２４    ベアリング
２６、２８    ベアリングハウジング
３４    内レース
３６    外レース
３８    ボールベアリング
４０    弾性ボールベアリングハウジング
４２    メタルパッド
【図１】
0003611414.tif 000002
【図２】
0003611414.tif 000003
【図３】
0003611414.tif 000004
【図４】
0003611414.tif 000005
【図５】
0003611414.tif 000006
【図６】
0003611414.tif 000007
【図７】
0003611414.tif 000008