CN115118036A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转电机。在旋转电机中，实现制造作业的简化并且实现可靠性的提高。具备：转子；在转子的外侧层叠多个磁性板而形成为环状的定子；成为环状并配置在定子的层叠方向的两侧的一对定子按压板；以及铸造制的接口，固定于定子的外周面而将一对定子按压板彼此连结，并且将定子固定于旋转电机安装位置，从向定子的外周面的固定面到向旋转电机安装位置的固定面为止的组织连续。

Description

旋转电机

技术领域

本发明的实施方式涉及一种旋转电机。

背景技术

一般来说，铁道车辆为，在配置于车身下部的台车上装载旋转电机，旋转电机的驱动旋转力经由接头以及减速装置传递至车轮，车轮进行旋转而行驶。旋转电机通过安装部而固定于台车。

用于将旋转电机固定于台车的安装部，需要相对于台车支承旋转电机的重量，因此需要足够的强度并且成为复杂的形状。以往，通过将多个构成部件利用焊接进行连结来构成安装部。即，将多个构成部件通过焊接进行连结而制造安装部，并将安装部固定于旋转电机的定子。于是，存在安装部的焊接工时、焊接部的检查工时增加，旋转电机的制造需要长时间这样的课题。

发明内容

本发明要解决的课题在于提供一种旋转电机，能够实现制造作业的简化并且实现可靠性的提高。

实施方式的旋转电机具备：转子；定子，在上述转子的外侧层叠多个磁性板而形成为环状；一对定子按压板，成为环状并配置在上述定子的层叠方向的两侧；以及铸造制的接口，固定于上述定子的外周面而将上述一对定子按压板彼此进行连结，并且将上述定子固定于旋转电机安装位置，从向上述定子的外周面的固定面到向上述旋转电机安装位置的固定面为止的组织连续。

附图说明

图1是用于说明本实施方式的旋转电机的驱动力传递路径的概略图。

图2是表示本实施方式的旋转电机的上部的截面图。

图3是表示旋转电机的主要部分的立体图。

图4是表示旋转电机的定子的概略图。

图5是表示旋转电机的上部安装部的立体图。

图6是表示旋转电机的下部安装部的立体图。

图7是表示旋转电机的限位器的立体图。

图8是表示旋转电机的定子连结部的立体图。

图9是表示旋转电机的安装状态的主视图。

图10是表示旋转电机的安装状态的俯视图。

图11是表示旋转电机的安装状态的变形例的俯视图。

图12是表示旋转电机的变形例的上部的截面图。

具体实施方式

[第1实施方式]

＜旋转电机的构成＞

图1是用于说明用于将本实施方式的旋转电机的驱动力传递至车轮的驱动力传递路径的概略图。在以下的实施方式中，将旋转电机应用于铁道车辆的驱动装置来进行说明。

铁道车辆的驱动装置10具备旋转电机11、联轴器12、减速装置13、车轴14、以及车轮15。

旋转电机11是电动马达。旋转电机11固定于台车的台框(省略图示)。旋转电机11具有能够驱动旋转的驱动轴16。驱动轴16经由联轴器12与连结轴17连结。减速装置13固定于台车的台框。减速装置13是具有多个齿轮的齿轮机构。减速装置13与连结轴17连结。减速装置13对所输入的驱动旋转力进行减速。车轴14旋转自如地支承于台车的台框。车轴14在轴向的各端部分别固定有车轮15。车轴14的轴向的中间部与减速装置13连结。

因此，当旋转电机11驱动时，驱动轴16驱动旋转，驱动旋转力经由驱动轴16、联轴器12、连结轴17向减速装置13输入。减速装置13对所输入的旋转电机11的驱动转速进行减速，对车轴14进行旋转驱动。于是，固定于车轴14的各端部的车轮15旋转，铁道车辆变得能够行驶。

＜旋转电机的构成＞

图2是表示将本实施方式的旋转电机的上部沿着旋转轴心方向切断的内部构造的截面图。

本实施方式的旋转电机11成为无框构造。旋转电机11是在内部不循环冷却风而仅进行外部空气冷却的全封闭型感应电动机。

旋转电机11具有转子21和定子22。转子21构成为，在旋转轴31的外周部固定有成为圆筒形状的转子铁芯32。定子22成为圆筒形状，并配置在转子21的外侧。定子22构成为，在成为圆筒形状的定子铁心33的内周侧所形成的多个槽中收纳定子线圈34。在转子21的外周面与定子22的内周面之间，在周向以及轴向上形成有一定的空隙35。在旋转电机11的驱动时，通过在定子线圈34中流动电流而产生的磁力的吸引力以及排斥力而转子21旋转，旋转轴31输出旋转力。

旋转轴31的轴向的一端部经由轴承41而旋转自如地支承于托架42，轴向的另一端部经由轴承43而旋转自如地支承于托架44。托架42、44成为圆板形状，在中心部形成有沿着轴向贯通的圆形孔42a、44a。轴承41、43配置在旋转轴31与托架42、44的圆形孔42a、44a之间。轴承41、43由安装于托架42、44的支承部45、46支承而防止脱落。支承部45、46成为圆筒形状，从轴向的外侧与托架42、44的圆形孔42a、44a嵌合。旋转轴31的轴向的一端部由托架42覆盖，轴向的另一端部从形成于托架44的圆形孔44a向外部突出。旋转轴31在从托架44的圆形孔44a向外部突出的端部安装有联轴器12(参照图1)。

定子铁心33为，层叠多个磁性板而形成为环状。定子铁心33被配置为，一对定子按压板47、48紧贴在层叠方向的两侧。定子按压板47、48成为环状。定子按压板47、48成为相同形状，并通过多个(在本实施方式中为4个)定子连结部49(50、51、52)连结。定子连结部49(50、51、52)在定子22的外周侧于定子22的周向上隔开规定间隔地配置。定子线圈34配置在定子铁心33的内周侧。

转子21为，在轴向的一方侧经由转子按压板53而连结有冷却风扇54，在轴向的另一方侧经由转子按压板55而连结有冷却风扇56。冷却风扇54、56成为圆板形状，在外周部具有在周向上隔开规定间隔而配置的多个翼部54a、56a。冷却风扇54、56与旋转轴31以及转子21一起一体旋转。定子22为，在轴向的一方侧配置有托架57，在轴向的另一方侧配置有托架58。托架57、58在中心部形成有沿着轴向贯通的圆形孔57a、58a。托架57、58的外周部与定子按压板47、48的外周部侧连结，由此对定子22的轴向的两侧进行覆盖。托架57、58为，冷却风扇54、56的外周部与圆形孔57a、58a的内周部接触。在托架57、58的圆形孔57a、58a的内周部与冷却风扇54、56的外周部之间分别配置有成为环状的迷宫密封59、60。

此外，托架42、44位于轴承41、43的外侧，并设置有多个(在本实施方式中为4个)外部空气取入口61、62。多个外部空气取入口61、62在托架42、44的周向上隔开规定间隔地配置，沿着轴向贯通托架42、44。托架42位于外部空气取入口61的外侧，并设置有多个(在本实施方式中为4个)外部空气排出口63。多个外部空气排出口63在托架42的周向上隔开规定间隔地配置，并沿着托架42的轴向设置。外部空气取入口61以及外部空气排出口63分别通过冷却通路64连通。冷却通路64由托架42以及冷却风扇54划分，冷却风扇54的翼部54a位于冷却通路64。

在托架58的外侧配置有罩65。罩65成为弯曲形状，在中心部形成有沿着轴向贯通的圆形孔65a。罩65为，通过外周部与定子按压板48的外周部连结，由此对托架58的外侧进行覆盖。外部空气取入口62与冷却通路66的一方侧连通。冷却通路66由托架44和冷却风扇56划分，并且由托架58和罩65划分，冷却风扇56的翼部56a位于冷却通路66。在定子铁心33与定子连结部49(50、51、52)之间形成有通风路67。通风路67与定子22的轴向平行地设置。定子按压板47、48在与通风路67对置的位置形成有贯通孔47a、48a。通风路67通过贯通孔48a而与冷却通路66的另一方侧连通，经由贯通孔47a而与外部连通。

当转子21旋转时，冷却风扇54、56旋转。当冷却风扇54旋转时，将外部空气从外部空气取入口61向冷却通路64取入。向冷却通路64取入的外部空气在冷却通路64中流动时对转子21进行冷却，并从外部空气排出口63向外部排出。此外，当冷却风扇56旋转时，将外部空气从外部空气取入口62向冷却通路66取入。向冷却通路66取入的外部空气在冷却通路66中流动时对转子21进行冷却，从贯通孔48a向通风路67流动。向通风路67取入的外部空气在通风路67流动时对定子22进行冷却，并从贯通孔47a向外部排出。

图3是表示旋转电机的主要部分的立体图。在图3中示出在定子22的外周部安装有接口的旋转电机11。此外，在图3中省略旋转轴31以及转子21。

在本实施方式中，接口为上部安装部71、下部安装部72、限位器73、定子连结部52。上部安装部71、下部安装部72、限位器73以及定子连结部52在定子22的周向上隔开规定间隔地配置。上部安装部71、下部安装部72、限位器73以及定子连结部52分别通过焊接而固定于定子铁心33以及定子按压板47、48。上部安装部71是用于将旋转电机11支承于车身的支承部，并固定于定子22的一侧的上部。下部安装部72是用于将旋转电机11支承于车身的支承部，并固定于定子22的一侧的下部。限位器73为，在搬运旋转电机11时作为吊具使用，并且在旋转电机11脱落时与车轴14(参照图1)抵接而抑制由于落下导致的损伤。定子连结部52将定子按压板47、48彼此连结。

＜定子的构成＞

图4是表示旋转电机的定子的概略图。在图4中从斜上方观察旋转电机11的定子22。

定子按压板47、48成为环状。定子铁心33重叠多个磁性板而形成为环状，在层叠方向的两侧紧贴地配置有定子按压板47、48。定子按压板47、48成为环状，在外周部于周向上隔开规定间隔地形成有贯通孔47a、48a。

作为本实施方式的接口的上部安装部71、下部安装部72、限位器73以及定子连结部52为铸造制。即，通过向铸型中流入熔融金属、进行冷却而使金属固化，由此制造上部安装部71、下部安装部72、限位器73以及定子连结部52。

＜接口的构成＞

图5是表示旋转电机的上部安装部的立体图。

在图5中示出从斜上方观察的上部安装部71。如图3以及图5所示，上部安装部71具有定子连结部49、固定部81以及多个支承连结部82、83。定子连结部49在定子22的外周侧配置在定子按压板47、48之间。定子连结部49在定子22的周向的一端部以及另一端部形成有安装面49a、49b，在安装面49a、49b之间形成有切口部49c。固定部81配置在定子连结部49的上部，且沿着定子22的轴向配置。固定部81将定子22固定于旋转电机安装位置，安装面81a成为水平面，形成有多个(在本实施方式中为2个)安装孔81b、81c。固定部81的安装面81a是在铸造后通过机械加工(例如切削加工)进行了表面找正加工而成的切削面。支承连结部82、83将定子连结部49与固定部81进行连结。支承连结部82、83沿着相对于定子连结部49以及固定部81正交的方向配置。支承连结部82、83在定子22的轴向上隔开规定间隔地配置有多个(在本实施方式中为2个)。支承连结部82、83分别形成有贯通孔82a、83a。

图6是表示旋转电机的下部安装部的立体图。

在图6中示出从斜上方观察的下部安装部72。如图3以及图6所示，下部安装部72具有定子连结部50、固定部84以及多个支承连结部85、86。定子连结部50在定子22的外周侧配置在定子按压板47、48之间。定子连结部50在定子22的周向的一端部以及另一端部形成有安装面50a、50b，在安装面50a、50b之间形成有切口部50c。固定部84配置在定子连结部50的侧部，且沿着定子22的轴向配置。固定部84将定子22固定于旋转电机安装位置，安装面84a成为铅垂面，形成有多个(在本实施方式中为2个)安装孔84b、84c，并且在安装孔84b、84c之间形成有贯通孔84d。固定部84的安装面84a是在铸造后通过机械加工(例如切削加工)进行表面找正加工而成的切削面。支承连结部85、86将定子连结部50与固定部84进行连结。支承连结部85、86沿着相对于定子连结部50以及固定部84正交的方向配置。支承连结部85、86在定子22的轴向上隔开规定间隔地配置有多个(在本实施方式中为2个)。

图7是表示旋转电机的限位器的立体图。

在图7中示出从斜上方观察的限位器73。如图3以及图7所示，限位器73具有定子连结部51以及多个卡止部87、88。定子连结部51在定子22的外周侧配置在定子按压板47、48之间。定子连结部51在定子22的周向的一端部以及另一端部形成有安装面51a、51b，在安装面51a、51b之间形成有切口部51c。卡止部87、88与定子连结部51的外表面部连结。卡止部87、88沿着相对于定子连结部51正交的方向配置。卡止部87、88在定子22的轴向上隔开规定间隔地配置有多个(在本实施方式中为2个)。卡止部87、88分别形成有贯通孔87a、87b。

图8是表示旋转电机的定子连结部的立体图。

在图8中示出从斜上方观察的定子连结部52。如图3以及图8所示，定子连结部52在定子22的外周侧配置在定子按压板47、48之间。定子连结部52在定子22的周向的一端部以及另一端部形成有安装面52a、52b，在安装面52a、52b之间形成有切口部52c。

＜定子的详细构成＞

图9是表示旋转电机的安装状态的主视图，图10是表示旋转电机的安装状态的俯视图。此外，在图9以及图10中省略旋转轴31以及转子21。

在图9中示出将旋转电机安装于台车的台框的状态下的主视图，在图10中示出将旋转电机安装于台车的台框的状态下的俯视图。如图9以及图10所示，旋转电机11在定子22的外周部固定有上部安装部71以及下部安装部72。作为旋转电机安装位置的台车的台框100设置有水平安装面101以及铅垂安装面102。通过使上部安装部71的固定部81的安装面81a与台框100的水平安装面101紧贴，使未图示的紧固螺栓贯通安装孔81b、81c并与台框100螺合，由此对旋转电机11进行固定。此外，通过使下部安装部72的固定部84的安装面84a与台框100的铅垂安装面102紧贴，使未图示的紧固螺栓贯通安装孔84b、84c并与台框100螺合，由此对旋转电机11进行固定。当旋转电机11被固定于台车的台框100时，限位器73位于车轴14的上方。限位器73被用作为吊具，并且在旋转电机11脱落时通过限位器73与车轴14抵接而防止落下。

在此，上部安装部71为，固定于定子22的外周面而将一对定子按压板47、48彼此连结，并且将定子22固定于作为旋转电机安装位置的台车的台框100。然后，上部安装部71为从向定子22的外周面的固定面到向台框100的水平安装面101的固定面为止的组织连续的铸造制。

此外，下部安装部72为，固定于定子22的外周面而将一对定子按压板47、48彼此连结，并且将定子22固定于作为旋转电机安装位置的台车的台框100。然后，下部安装部72为从向定子22的外周面的固定面到向台框100的铅垂安装面102的固定面为止的组织连续的铸造制。

＜安装状态的变形例＞

图11是表示旋转电机的安装状态的变形例的俯视图。此外，在图11中省略旋转轴31以及转子21。

在上述说明中，如图10所示那样，上部安装部71为，经由2个支承连结部82、83将固定部81连结在定子连结部49上，定子连结部49以及支承连结部82、83固定于定子按压板47、48的外周部，在固定部81的支承连结部82、83的两侧设置有安装孔81b、81c，但不限定于该构成。

在图11中示出将旋转电机安装于台车的台框的状态下的俯视图。如图11所示，上部安装部71A为，经由2个支承连结部82、83将固定部81连结在定子连结部49上。定子连结部49固定于定子按压板47、48的外周部。支承连结部82固定于定子连结部49、并且固定于定子按压板47。支承连结部83虽然固定于定子连结部49，但配置于从定子按压板48分离了规定长度的位置，且未固定于定子按压板48的外周部。固定部81在支承连结部82的外侧设置有安装孔81b，并且在支承连结部82、83之间设置有安装孔81c。在本实施方式中，由于上部安装部71A是通过铸造而制作的，因此能够与旋转电机11的配置相匹配地将支承连结部82、83、固定部81相对于定子连结部49的位置制作为所希望的位置、形状。即，能够将上部安装部71A制作为复杂形状。

＜旋转电机的变形例＞

图12是表示旋转电机的变形例的上部的截面图。此外，对于与使用图2说明过的构成具有同样功能的部件，赋予相同的符号而省略详细的说明。

在图12中示出将旋转电机沿着旋转轴心方向切断的内部构造。如图12所示，旋转电机11A具备转子21以及定子22。旋转电机11A在定子连结部49的外表面上配置有冷却翅片91。经由支承连结部82、83将固定部81与定子连结部49连结而构成上部安装部71。冷却翅片91由多个板构成。冷却翅片91为，多个板配置在定子连结部49的外表面部的支承连结部82、83之间。冷却翅片91为，多个板沿着定子22的周向配置，并且在定子22的轴向上隔开规定间隔地配置在定子连结部49的外表面部。

当转子21旋转时，冷却风扇56旋转，外部空气被从外部空气取入口62向冷却通路66取入，在通风路67中流动并排出。利用对转子21、定子22进行冷却而温度上升后的外部空气，对定子连结部49进行加热。在此，定子连结部49通过从冷却翅片91释放热而被冷却。

此外，在上述说明中，在旋转电机11A的定子连结部49的外表面配置有冷却翅片91，但在其他定子连结部50、51、52的外表面上也配置有冷却翅片。

[实施方式的作用效果]

本实施方式的旋转电机具备：转子21；定子22，在转子21的外侧层叠多个磁性板而形成为环状；一对定子按压板47、48，成为环状并配置在定子22的层叠方向的两侧；作为铸造制的接口的上部安装部71以及下部安装部72，固定于定子22的外周面而将一对定子按压板47、48彼此连结，并且将定子22固定于旋转电机安装位置，从向定子22的外周面的固定面到向旋转电机安装位置的固定面为止的组织连续。

因此，通过铸造来制作上部安装部71、下部安装部72、限位器73以及定子连结部52，由此能够实现制造作业的简化，并且能够实现可靠性的提高。此外，例如在通过冲压加工来制作定子按压板47、48时，在外周部侧不需要突出部，材料的成品率变得良好，能够降低制作成本。

在本实施方式的旋转电机中，上述接口为，上部安装部71以及下部安装部72具有定子连结部49、50，该定子连结部49、50使定子22的周向的各端部向定子22的外周面侧弯曲而形成有向定子22的外周面的固定面，定子连结部49、50的定子22的轴向的各端部分别固定于一对定子按压板47、48。因此，通过上部安装部71以及下部安装部72能够将定子按压板47、48彼此与定子22连结为一体。

在本实施方式的旋转电机中，定子22的外周面与定子连结部49、50之间是沿着定子22的轴向流动冷却风的通风路67，通风路67为，定子22的轴向上的一端部侧通过一方的定子按压板48的贯通孔48a以及冷却通路66而与旋转电机的内部连通，定子22的轴向上的另一端部侧通过另一方的定子按压板47的贯通孔47a而与旋转电机的外部连通。因此，能够通过在通风路67中流动的冷却风而有效地冷却定子22。

在本实施方式的旋转电机中，上部安装部71以及下部安装部72具有固定部81、84，该固定部81、84形成有固定于作为旋转电机安装位置的台框100的安装面(固定面)81a、84a，安装面81a、84a是与台框100的安装面101、102进行面接触的切削加工面。因此，能够通过上部安装部71以及下部安装部72的固定部81、84将旋转电机11高精度地固定于台框100的适当位置。

在本实施方式的旋转电机中，上部安装部71以及下部安装部72具有将定子连结部49、50与固定部81、84进行连结的支承连结部82、83、85、86，支承连结部82、83、85、86沿着相对于定子连结部49、50以及固定部81、84正交的方向连结在一对定子按压板47、48之间。因此，能够提高上部安装部71以及下部安装部72的刚性，能够将旋转电机11牢固地固定于台框100。

在本实施方式的旋转电机中，在定子连结部49的外表面上配置有冷却翅片91。因此，能够通过冷却翅片91来释放定子22的热而高效进行冷却。

此外，在上述实施方式中，将上部安装部71、下部安装部72、限位器73、定子连结部52应用为接口而进行了说明，但也可以是其他接口。

此外，在上述实施方式中，将本实施方式的旋转电机设为全封闭型感应电动机而进行了说明，但不限定于该构成。

以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其应变包含于发明的范围、主旨内，并且包含于专利请求的范围记载的发明和其等同的范围内。

Claims (6)

1.一种旋转电机，具备：

转子；

定子，在上述转子的外侧层叠多个磁性板而形成为环状；

一对定子按压板，成为环状并配置在上述定子的层叠方向的两侧；以及

铸造制的接口，固定于上述定子的外周面而将上述一对定子按压板彼此连结，并且将上述定子固定于旋转电机安装位置，从向上述定子的外周面的固定面到向上述旋转电机安装位置的固定面为止的组织连续。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其中，

上述接口具有定子连结部，该定子连结部的上述定子的周向上的各端部向上述定子的外周面侧弯曲而形成向上述定子的外周面的固定面，上述定子连结部的上述定子轴向上的各端部分别固定于上述一对定子按压板。

3.如权利要求2所述的旋转电机，其中，

上述定子的外周面与上述定子连结部之间是在上述定子的轴向上流动冷却风的通风路，上述通风路的上述定子轴向上的一端部侧通过一方的上述定子按压板的贯通孔以及冷却通路而与旋转电机的内部连通，上述定子轴向上的另一端部侧通过另一方的定子按压板的贯通孔而与旋转电机的外部连通。

4.如权利要求2或3所述的旋转电机，其中，

上述接口具有形成有向上述旋转电机安装位置的固定面的固定部，上述固定面是与旋转电机安装位置的安装面进行面接触的切削加工面。

5.如权利要求4所述的旋转电机，其中，

上述接口具有将上述定子连结部与上述固定部进行连结的支承连结部，上述支承连结部在上述一对定子按压板之间在相对于上述定子连结部以及上述固定部正交的方向上被连结。

6.如权利要求2、3、5中任一项所述的旋转电机，其中，

在上述定子连结部的外表面配置有冷却翅片。

Images