(57)【要約】【課題】コンパクト化の促進と信頼性の向上が確実に得られるようにした立形回転電機を提供すること。【解決手段】フレーム１の上下にブラケット６、７を備え、上端側の軸受８０と下端側の軸受９０により回転子軸５が垂直になるように保持し、回転子軸５の下端に負荷を結合して使用する立形回転電機において、下端側（負荷側）の軸受９０としてスラスト自動調心ころ軸受を用い、上端側（反負荷側）の軸受８０には一般の玉軸受を使用するようにしたもの。【選択図】  図１
2004242376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の下端に負荷を結合して使用する立形回転電機において、
前記回転軸の下端側に軸方向の荷重を支持する軸受を設け、前記回転軸の上端側には、軸方向に対して垂直な方向の荷重を支持する軸受が設けられていることを特徴とする立形回転電機。
【請求項２】
回転軸の下端に負荷を結合して使用する立形回転電機において、
前記回転軸の下端側に軸方向の荷重を支持する転がり軸受を設け、前記回転軸の上端側には、軸方向に対して垂直な方向の荷重を支持する軸受が設けられていることを特徴とする立形回転電機。
【請求項３】
回転軸の下端に負荷を結合して使用する立形回転電機において、
前記回転軸の下端側にスラスト自動調心転がり軸受を設け、前記回転軸の上端側には、軸方向に対して垂直な方向の荷重を支持する軸受が設けられていることを特徴とする立形回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸を垂直にして使用する立形の回転電機に係り、特に立て軸型のポンプの駆動に好適な立形回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、立て軸型のポンプの駆動には、従来から立形回転電機の一種である立形誘導電動機を使用するのが一般的であるが、このとき、ポンプを回転電機の回転軸に結合し、ポンプによるスラスト荷重（軸方向の荷重）も回転電機側で負担した状態で使用する場合がある。
【０００３】
そこで、このような立形回転電機の従来技術の一例について、図２により説明すると、図において、まず、１はフレームで、略円筒形に作られ、これの中に固定子鉄心２が、例えば焼嵌めなどの方法により固定されていて、これに固定子巻線３が施されている。
【０００４】
そして、この固定子鉄心２の中には、回転子巻線が施された回転子鉄心４があり、これに回転子軸（回転軸）５が取付けられているが、このとき回転子軸５は、図示のように垂直になっていて、これが立形（縦形）回転電機の名称の由来になっている。
【０００５】
また、フレーム１の軸方向の両側、つまり上側と下側には、それぞれブラケット６、７が設けてあり、これらのブラケット６、７に、軸受８、９により、回転子軸４の上端側と下端側が各々回転可能に保持されていて、更に、この回転子軸４には、通風用のファン１０、１１が設けてあり、これらにより冷却が図られるようになっている。
【０００６】
そして、この図２に示した立形回転電機では、図示のように、垂直になった回転子軸５の下端が、下側のブラケット７から外部に延長されていて、ここに、例えばポンプのランナなどの負荷が直結されるようになっている。
【０００７】
そこで、ここでは、上端側（反負荷側）の軸受８として、図示のように、スラスト荷重とラジアル荷重（軸方向に対して垂直な方向の荷重）の双方の荷重に耐えられるスラスト自動調心ころ軸受を用い、ポンプなどの負荷によるスラスト荷重を、この立形回転電機自体の回転部分のスラスト荷重も含め、この軸受８で負担するようになっている。
【０００８】
ここで、この図２の従来技術では、下端側（負荷側）の軸受９に、図示のように円筒ころ軸受を用い、ここでは、主としてラジアル荷重だけを負担するようになっているが、図３に示すように、下端側の軸受９にアンギュラ玉軸受を用い、ここでもスラスト荷重の一部が負担されるようにした従来技術も知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、立形回転電機におけるスラスト荷重の適切な負担に配慮がされておらず、コンパクト化の促進と信頼性の向上に問題があった。
【００１０】
つまり、従来技術では、立形回転電機の回転子軸に現れるスラスト荷重のほとんどが上側の軸受で負担されているので、それに見合って、フレームと上側のブラケットにスラスト荷重に耐えるための強度が要求され、この結果、コンパクト化の促進と信頼性の向上に問題が生じてしまうのである。
【００１１】
具体的に説明すると、例えは図２の従来技術においては、回転子巻線を有する回転子鉄心４と回転子軸５、ファン１０、１１のそれぞれの自重によるスラスト荷重及び負荷側からのスラスト荷重のほとんどが上側側の軸受８により負担されている。
【００１２】
ところで、この軸受８は、上側のブラケット６により支持され、このブラケット６はフレーム１により基礎に据付けられている。従って、軸受８が負担している荷重は、結局、ブラケット６とフレーム１を介して基礎に支持されていることになり、ブラケット６とフレーム１には、このときの荷重に耐えるだけの強度が要求される。
【００１３】
このため、従来技術では、ブラケット６とフレーム１の板厚を増やすなどして剛性を高める必要があり、この結果、立形回転電機全体の重量が増加してしまう上、部品数も多くなるので、上記した問題が生じてしまうのである。
【００１４】
本発明の目的は、コンパクト化の促進と信頼性の向上が確実に得られるようにした立形回転電機を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、回転軸の下端に負荷を結合して使用する立形回転電機において、回転軸の下端側に軸方向の荷重を支持する軸受を設け、回転軸の上端側には、軸方向に対して垂直な方向の荷重を支持する軸受が設けられていることにより達成される。
【００１６】
同じく、上記目的は、回転軸の下端に負荷を結合して使用する立形回転電機において、回転軸の下端側に軸方向の荷重を支持する転がり軸受を設け、回転軸の上端側には、軸方向に対して垂直な方向の荷重を支持する軸受が設けられていることによっても達成される。
【００１７】
また、上記目的は、回転軸の下端に負荷を結合して使用する立形回転電機において、回転軸の下端側にスラスト自動調心転がり軸受を設け、回転軸の上端側には、軸方向に対して垂直な方向の荷重を支持する軸受が設けられていることによっても達成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による立形回転電機について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施の形態で、これはフレーム１と固定子鉄心２、固定子巻線３、回転子鉄心４、回転子軸５、上側のブラケット６と下側のブラケット７、それにファン１０は、図２と図３で説明した従来技術と同じである。
【００２０】
そして、この実施形態において、８０は上端側の軸受で、９０は下端側の軸受であるが、このとき、上端側の軸受８０には一般の玉軸受を用い、下端側の軸受９０にはスラスト自動調心ころ軸受を用いている。ここで、このスラスト自動調心ころ軸受とは、スラスト自動調心転がり軸受の一種である。
【００２１】
次に、この実施形態について更に詳細に説明する。なお、ここでは、従来技術と比較にしながら説明することにする。そうすると、まず、前述の通り、このような立形回転電機の場合、全体としてコンパクトな設計による信頼性に富んだ製品が要求される。
【００２２】
このとき、図２で説明した従来技術の場合は、回転子軸５に現れるスラスト荷重が上端側（反負荷側）の軸受８により支持されているのに対して、この図１の実施形態では、下端側（負荷側）の軸受９０により支持されるようになっている。
【００２３】
そこで、この実施形態によれば、回転子軸５に現れるスラスト荷重のほとんどが下側のブラケット７により支持されることになり、この結果、このスラスト荷重によりフレーム１と上側のブラケット６にかかる応力が軽減され、設計によっては、スラスト荷重による応力をほとんどゼロにすることも可能になる。
【００２４】
従って、この実施形態によれば、フレーム１とブラケット６の剛性を下げることができ、これにより、部品の軽量化と部品数の削減が得られると共に、立形回転電機の組立の簡素化も図られ、上部全体が軽量且つコンパクトな構造にできるので、回転電機の重心を低くすることができる。
【００２５】
そして、このように回転電機の重心が低下された結果、回転電機全体の固有振動数が上昇するので、共振が回避され、スラスト荷重を受ける軸受９０が下側になった結果、メンテナンス性が改善され、潤滑油液面の確認も容易になり、しかも、万一、油漏れなどの不具合が生じたとしても、回転子巻線や固定子巻線３が油に浸潤されてしまう虞れがないので、安全性の保持が容易である。
【００２６】
また、この実施形態では、下端側の軸受９０にスラスト自動調心ころ軸受を用いているが、このスラスト自動調心ころ軸受には許容調心角があり、従って、この実施形態によれば、回転子軸５のセンタリング調整が容易で、立形回転電機の据え付け作業を短時間で正確に得ことができる。
【００２７】
ここで、図３の従来技術では、下端側の軸受９にアンギュラ玉軸受を採用し、この軸受９によりスラスト方向とラジアル方向の両方の荷重を支持するようにしている。しかし、このアンギュラ玉軸受は負荷容量が小さいので、大きな荷重を支持する場合には２個以上を組合せて使用する必要があるので、構造が複雑になる。
【００２８】
また、このように、２個以上の組合せによる場合は、各々の軸受に荷重が均等にかかるようにするための差幅調整が必要になるので、従来技術では、立形回転電機の組立に手間が掛かるが、図１の実施形態では、下端側の軸受９にスラスト自動調心ころ軸受を使用しているので、回転子軸５のセンタリングが容易になり、立形回転電機の据付け作業を短時間で容易に得ことができる。
【００２９】
また、アンギュラ玉軸受は、スラスト自動調心ころ軸受に比較して軸受寿命が短いので、従来技術はメンテナンス性が良くないが、図１の実施形態では、下端側の軸受９にスラスト負荷容量が大きなスラスト自動調心ころ軸受を使用しているので、軸受の寿命が長く、メンテナンス性が大きく向上できる。
【００３０】
ここで、図１の実施形態の場合は、回転子軸５に現れるスラスト荷重が下部の軸受９０により支持されており、このため回転子軸５に振れ回りを生じる虞れがあるが、回転子軸５の上端側には軸受８０があって、これにより回転子軸５がガイドされるようになっているので、振れ回りによる問題にも容易に対応することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、ブラケットやフレームの剛性を下げることができるので、軽量化と部品数の削減がえられ、これにより、立形回転電機の構成と組立の簡素化を得ることができる。
【００３２】
また、本発明によれば、立形回転電機の据付けとメンテナンスが容易になるので、立形回転電機の信頼性を高め、性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による立形回転電機の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】従来技術による立形回転電機の一例を示す縦断面図である。
【図３】従来技術による立形回転電機の一例を示す一部縦断面図である。
【符号の説明】
１  フレーム
２  国定子鉄心
３  固定子巻線
４  回転子鉄心
５  回転子軸
６  上側のブラケット
７  下側のブラケット
８  従来技術の一例における上端側の軸受
９  従来技術の一例における下端側の軸受
１０、１１  冷却ファン
８０  本発明の一実施形態における上端側の軸受
９０  本発明の一実施形態における下端側の軸受
【図１】
2004242376.tif 000003
【図２】
2004242376.tif 000004
【図３】
2004242376.tif 000005