JP2008291871A - 密閉型モータプーリ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造でモータケーシング内の温度上昇を抑制して、使用温度及び連続使用時間の制限を緩和することができる密閉型モータプーリを提供する。
【解決手段】ドラム１１の両端開口部を密閉したモータケーシング１０内にモータ２０を備え、モータ２０の回転駆動軸２４の駆動力をギア機構３０に伝達して、ドラム１１を回転させる密閉型モータプーリ１であって、モータケーシング１０内に給電機側から挿入配置され、給電線５１を挿通させる貫通孔５２を有する固定軸５０に、貫通孔５２に連通する空気導入口５４を形成して固定軸５０内を貫通してドラム１１内に至る空気導入路５５を形成すると共に、空気導入口５４に圧縮空気をドラム１１内に供給する圧縮空気供給手段６０を接続し、ドラム１１にその内部に導入された圧縮空気を吐出する空気導出口１９を形成している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ドラム（プーリ）の内側にモータを内蔵するモータプーリ、特にモータケーシングを密閉型とし、該ケーシング内の冷却機能を備えた密閉型モータプーリに関する。

モータプーリは、プーリ内に駆動源としてのモータ（電動機）を収容する駆動プーリであり、たとえば、従動プーリとの間にベルト等を掛け渡して使用される。特に、粉塵雰囲気や腐食性ガス雰囲気では、モータケーシング内へ粉塵や腐食性ガスが侵入するのを防止すべく、密閉型のモータプーリが用いられる。

この種の密閉型モータプーリは、モータケーシングに回転可能に区画されたドラム（プーリ）内にモータを収容し、モータの回転軸の駆動力をギア機構に伝達して、モータの外周部を覆うドラムを回転させるようになっている。

これに関連する技術としては、電動機及びギアを内装するケースから減速軸を延出させてプーリに連結し、電動機のケースのない一方に第１の固定部を備えると共にプーリの外側へ延出させ、この第１の固定部と同軸的にプーリの他方に第２の固定部を備えたモータプーリが提案されている（特許文献１参照）。

また、モータ包囲ハウジング部分に支持されたモータと、加圧包囲部を形成するハウジング第２部分内でモータに駆動されるコンプレッサホイールと、加圧コンプレッサハウジング部分からモータ包囲ハウジング部分へのモータ冷却用空気流を形成する手段と、を備えたモータ駆動式遠心コンプレッサが提案されている（特許文献２参照）。

ところが、特許文献１のモータプーリでは、電動機を収容するケース（モータケーシング）を密閉型に形成しているので、ケース内の温度が上昇し、モータプーリの使用温度及び連続使用時間が制限されるという問題があった。

特許文献２のモータ駆動式遠心コンプレッサはモータ冷却用空気流形成手段を備えているが、遠心コンプレッサに関するものであり、モータプーリにはコンプレッサハウジングが存在しないので、同様の構造を適用するのは困難である。
特開平５−２６０６９６号公報 特表２００１−５１５９９１号公報

本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、簡単な構造でモータケーシング内の温度上昇を抑制して、使用温度及び連続使用時間の制限を緩和することができる密閉型モータプーリを提供することにある。

上記目的を達成する本発明に係る密閉型モータプーリは、ドラムの両端開口部を密閉したモータケーシング内にモータを備え、モータの回転駆動軸の駆動力をギア機構に伝達して、前記ドラムを回転させる密閉型モータプーリにおいて、前記モータケーシング内に給電機側から挿入配置され、給電線を挿通させる貫通孔を有する固定軸に、前記貫通孔に連通する空気導入口を形成して該固定軸内を貫通してドラム内に至る空気導入路を形成すると共に、前記空気導入口に圧縮空気を前記ドラム内に供給する圧縮空気供給手段を接続し、前記ドラムにその内部に導入された圧縮空気を吐出する空気導出口を形成したことを特徴とする。

本発明は、給電機側の固定軸に、給電線を挿通させる貫通孔に連通する空気導入口を形成して該固定軸内を貫通してドラム内に至る空気導入路を形成している。この空気導入路の給電機側の空気導入口には圧縮空気供給手段が接続され、圧縮空気供給手段から空気導入口へ圧縮空気を供給することにより、固定軸の空気導入路を介してドラム内に圧縮空気を導入し、該ドラムの空気導出口から圧縮空気を吐出する。これにより、ドラムを含むモータケーシング内の温度上昇を抑制することができ、簡単な構造で、密閉型モータプーリの使用温度及び連続使用時間の制限を緩和することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明に係る密閉型モータプーリの一実施形態を示す縦断面図である。図１に示すように、本実施形態のモータプーリ１は、密閉されたモータケーシング１０内にモータ２０が収容されている。モータケーシング１０は、円筒体状のドラム（プーリ）１１と、ドラム（プーリ）１１の両端開口部を閉塞する円板状のオープンエンドプレート１２及びギアエンドプレート１３と、によって構成されている。

オープンエンドプレート１２及びギアエンドプレート１３は、ドラム１１の内周面に固定されており、オープンエンドプレート１２及びギアエンドプレート１３の外周面にはＯリング１２Ａ、１３Ｂが装着され、シールされている。

モータケーシング１０内の中間部においては、オープンエンドプレート１２側寄りには円板状の中間プレート１４が配設され、ギアエンドプレート１３側寄りには異形状の支持プレート１５ａ、１５ｂが配設されている。

オープンエンドプレート１２及び中間プレート１４の中心部分には、ボールベアリング１６、１７がそれぞれ装着され、ボールベアリング１６、１７内に不図示の給電機側から固定軸（アンロードロックシャフト）５０が挿通されている。給電機側の固定軸５０の構造については、後述する。

モータケーシング１０内における中間プレート１４とギアエンドプレート１３との間には、モータ２０及びギア機構３０が内蔵されている。モータ２０は、略円筒体状のモータシェル２１に固定された固定子（ステータ）２２と、固定子２２内で回転する回転子（ロータ）２３と、回転子２３の中心部に固定された回転駆動軸（モータシャフト）２４と、から構成されている。

モータシェル２１は、給電機側の固定軸５０の先端部に固定された円筒体状のモータブラケット２５に支持部材２６を介して固定されている。モータブラケット２５及び支持プレート１５ａ，１５ｂには、ボールベアリング２７、２８が装着され、ボールベアリング２７、２８には、モータ２０の回転駆動軸２４が回転可能に軸支されている。モータ２０の回転駆動軸２４は、円筒体状のドラム１１の中心部に位置するように芯出しされている。ボールベアリング２８からギア機構側に回転駆動軸２４の先端部が突出され、先端部の周囲にはギア（シャフトギア）２９が形成されている。

ギア機構３０は、シャフトギア２９に噛合するドライブギア３１と、ドライブギア３１によりチェーンなど（図中一点鎖線で示す）介して駆動されるピニオンギア３２と、ピニオンギア３２に噛合するリング状のインターナルギア３３と、から構成されている。ドライブギア３１は、シャフトギア２９に噛合するギア３１Ａと、キー３１Ｂによってギア３１Ａと接続固定され、外周部にギアを備えるドライブシャフト３１Ｃと、によって構成され、ボールベアリング４１、４２に回転可能に軸支されている。

ピニオンギア３２は、ドライブシャフト３１Ｃに噛合するギア３２Ａと、キー３２Ｂによってギア３２Ａと接続固定され、外周部にギアを備えるピニオンシャフト３２Ｃと、によって構成される。ピニオンギア３２は、一端部のピニオンシャフト３２Ｃがインターナルギア３３に噛合しており、他端部がボールベアリング４３に回転可能に軸支されている。

インターナルギア３３は、止着ボルト３４によってギアエンドプレート１３に固定されている。ギアエンドプレート１３の中心部分には、ボールベアリング４４が装着され、ボールベアリング４４には、ギア側固定軸（ギアサイドロックシャフト）３５が挿通されている。ギアエンドプレート１３のボールベアリング４４より外方には、リング状のオイルシール３６が装着され、ギア側固定軸３５の挿通部をシールしている。

次に、給電機側の固定軸５０の構造について説明する。前述したように、オープンエンドプレート１２及び中間プレート１４の中心部分に装着されたボールベアリング１６、１７内に給電機側の固定軸５０が挿通されている。固定軸５０は、給電機側へ突き出しており、オープンエンドプレート１２のボールベアリング１６より外方にはリング状のオイルシール１８が装着され、固定軸５０の挿通部をシールしている。固定軸５０には、給電機に接続された給電線（キャプタイヤケーブル）５１を挿通するための貫通孔５２が形成され、貫通孔５２は、軸内を軸方向に沿って貫通している。固定軸５０の給電機側の端部には、キャプタイヤケーブル５１の挿入部を固着するブッシュ５３が取り付けられている。なお、キャプタイヤケーブル５１はモータ２０の固定子２２に給電する。

固定軸５０の給電機側に突出した部分には、貫通孔５２に連通する横孔として空気導入口５４が穿孔され、空気導入口５４及び貫通孔５２は、固定軸５０内を貫通してドラム１１内に至る空気導入路５５を形成している。ドラム１１には、該ドラム１１を貫通する複数の空気導出口１９が穿孔されている。空気導出口１９は、例えば、内径が４φに形成され、ドラム１１の周方向に等間隔を隔てて１８個形成されている。空気導入口５４には、コンプレッサ等の圧縮空気供給手段６０の供給系６１が接続されている。

この結果、圧縮空気供給手段６０から空気導入口５４へ圧縮空気を供給すると、圧縮空気は空気導入路５５を通って固定軸５０の先端開口部及びボールベアリング１７の隙間を介してドラム１１を含むモータケーシング１０内へ導入され、ドラム１１の複数の空気導出口１９から導出されることになる。なお、空気導入路５５の貫通孔５２の部分では、該貫通孔５２とキャプタイヤケーブル５１との隙間を圧縮空気が通過することになる。よって、貫通孔５２内を圧縮空気が通過し易いように、キャプタイヤケーブル５１の外径に対して、貫通孔５２の内径を若干大きく余裕をもたせて形成することが好ましい。

次に、本実施形態の密閉型モータプーリ１の作用について説明する。

本実施形態の密閉型モータプーリ１では、給電機側の固定軸５０がオープンエンドプレート１２及び中間プレート１４の中心部分に装着されたボールベアリング１６、１７内に挿通されると共に、ギア側固定軸３５がギアエンドプレート１３の中心部分に装着されたボールベアリング４４内に挿通されている。したがって、モータ２０の固定子２２内で回転子２３が回転し、ボールベアリング２７、２８に軸支された回転駆動軸２４が回転駆動すると、シャフトギア２９に噛合するドライブギア３１が回転駆動し、その駆動力がピニオンギア３２を介してインターナルギア３３に伝えられる。インターナルギア３３は止着ボルト３４によってギアエンドプレート１３に固定されており、ギアエンドプレート１３は、ドラム１１に固定されているので、給電機側の固定軸５０及びギア側固定軸３５を軸としてドラム１１が回転する。

ドラム１１の回転動作中に、圧縮空気供給手段６０から空気導入口５４へ圧縮空気を供給すると、前述したように、圧縮空気は、空気導入路５５を通って固定軸５０の先端開口部及びボールベアリング１７の隙間を介してドラム１１を含むモータケーシング１０内へ導入され、ドラム１１の複数の空気導出口１９から吐出される。この結果、ドラム１１を含むモータケーシング１０内を圧縮空気により冷却して温度上昇を抑制することができ、簡単な構造で、密閉型モータプーリ１の使用温度及び連続使用時間の制限を緩和できる。

仮にモータケーシング１０に隙間が存在しても、ドラム１１を含むモータケーシング１０内に圧縮空気を導入するので、空気圧によりモータケーシング１０内への粉塵や腐食性ガスの侵入を防止することができ、粉塵雰囲気や腐食性ガス雰囲気での使用における密閉型のモータプーリ１の信頼性を確保することができるものである。

以下、実施例を挙げて、本発明を更に説明する。図２は本実施例の密閉型モータプーリを備えるテスト装置を示す概略図である。

図２に示すように、本実施例のテスト装置７１は、恒温槽７２内に本発明に係る密閉型モータプーリ１を配置し、恒温槽７２の開口部を介して密閉型モータプーリ１と従動プーリ７３との間に、例えば、ベルト７４を掛け渡している。恒温槽７２内には、４０℃〜７０℃の熱風が導入可能であり、恒温槽７２内の雰囲気温度を調整することができる。

本実施例の密閉型モータプーリ１には、圧縮空気供給手段６０から圧縮空気が供給され、前述したように、圧縮空気は、空気導入路５５を通ってドラム１１を含むモータケーシング１０内へ導入され、ドラム１１の空気導出口１９から吐出される（図１参照）。

上記のようなテスト装置７１において、Ｅ種適応雰囲気温度上限の４０℃でモータプーリ１のモータケーシング１０内へ圧縮空気を導入して冷却効果の確認をした後、冷却した場合の実用雰囲気温度の上限確認を行った。空気導出口１９の吐出圧力は径４φ−１８個で０．１ＫＰａとし、圧縮空気の圧縮空気供給量（パージエアー供給量）を０Ｎｍ３／ｈ〜５Ｎｍ３／ｈまで変化させて耐熱テストを行った。テスト条件及び結果を下記表１に示す。

表１を参照して、雰囲気温度４０℃において、Ｎｏ．１のエアーパージ無のモータコイル温度１２１．３℃を基準とすると、Ｎｏ．４及びＮｏ．５のようにエアーパージの供給量を４〜５Ｎｍ３／ｈとした場合にモータコイル温度の温度降下は約３０℃であった。

したがって、モータコイル温度より判断して、密閉型モータプーリ１を使用可能な雰囲気温度の上限は、Ｎｏ．８のように７０℃であると考えられる。確認のため、耐熱テストの終了後、Ｎｏ．１１のように７０℃の雰囲気温度で密閉型モータプーリ１の運転運転を２４ｈｒ（１４６０ｍｉｎ）の間行ったが、モータコイル温度の変化は殆ど見られなかった。したがって、モータケーシング１０内へ圧縮空気を導入することによる本発明に係る密閉型モータプーリの冷却効果（温度上昇の抑制効果）を確認することができた。

本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能である。

本発明は、モータケーシングの内部温度の上昇を簡単な構造で抑制し、使用温度及び連続使用時間の制限を緩和した密閉型モータプーリとして利用できる。

本発明に係る密閉型モータプーリの一実施形態を示す縦断面図である。 本実施例の密閉型モータプーリを備えるテスト装置を示す概略図である。

符号の説明

１…密閉型モータプーリ、
１０…モータケーシング、
１１…ドラム、
１９…空気導出口、
２０…モータ、
３０…ギア機構、
５０…給電機側の固定軸、
５１…給電線、
５２…貫通孔、
５４…空気導入口、
５５…空気導入路。

Claims (1)

1. ドラムの両端開口部を密閉したモータケーシング内にモータを備え、モータの回転駆動軸の駆動力をギア機構に伝達して、前記ドラムを回転させる密閉型モータプーリにおいて、
   前記モータケーシング内に給電機側から挿入配置され、給電線を挿通させる貫通孔を有する固定軸に、前記貫通孔に連通する空気導入口を形成して該固定軸内を貫通してドラム内に至る空気導入路を形成すると共に、前記空気導入口に圧縮空気を前記ドラム内に供給する圧縮空気供給手段を接続し、前記ドラムにその内部に導入された圧縮空気を吐出する空気導出口を形成したことを特徴とする密閉型モータプーリ。

Images