JP2011172421A

JP2011172421A - 電動機

Info

Publication number: JP2011172421A
Application number: JP2010035408A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yagi; 信行八木; Osamu Murakami; 理村上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2010-02-19
Publication date: 2011-09-01
Anticipated expiration: 2030-02-19
Also published as: CN102783001A; ZA201206840B; JP5574743B2; EP2538527A1; US8922075B2; US20130241329A1; US20140265737A1; WO2011102475A1; US8786148B2; BR112012020455B1; EP2538527A4; CN102783001B; BR112012020455A2; EP2538527B1

Abstract

【課題】保守の省力化を図ることができる車両駆動用の電動機を提供する。
【解決手段】電動機は、ステータを支持するフレーム１７と、フレームの両端を閉塞するブラケット１９および端板１６と、それぞれ軸受６、７を保持し、ブラケットおよび端板に機外側から固定された第１軸受ハウジング２１および第２軸受ハウジング２２と、フレーム内に配置され、軸受により回転自在に支持されたロータ軸８と、ロータ軸に取付けられステータに対向するロータ９と、ロータの両側でロータ軸に取付けられ、それぞれ支持面を有する支持体２３、２４と、支持面に対向してブラケットおよび端板にそれぞれ設けられ、支持面を押圧するロータ固定用のボルトを機外からねじ込み可能な複数の固定用ネジ孔１８、２０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば鉄道車両を駆動する車両駆動用の電動機に関する。

車両用駆動装置、例えば、鉄道車両用の駆動装置は、車輪の近傍で台車内にそれぞれ設置された主電動機と、これらの主電動機を駆動する制御装置と、を備えている。主電動機の出力軸はギア列を介して車輪に接続され、車輪を駆動する。駆動用電動機は、従来より、外気を機内に流通させて冷却を行う自己通風冷却構造を有し、回転軸を支持している軸受は油滑グリースで潤滑される。

鉄道車両用の電動機は台車に搭載されているため、様々な外部環境により、粉塵、雨、雪など外部からの異物に曝される場合が少なくない。そのため、電動機は、分解を伴う定期的なメインテナンスが必要となり、外部からの異物により汚損した機内の清掃が推奨されている。

その一方、メインテナンス周期の延長、即ち、省メインテナンス性の高い電動機のニーズが高まっている。このようなニーズを満たすため、全閉型の電動機の開発が進められている（例えば、特許文献１)。

この電動機は、円筒状のフレームの内周側に設けられステータコイルを有するステータ鉄心と、フレームの両端側に取付けられ、密閉ケースを構成したブラケットおよびハウジングと、を備え、これらブラケットおよびハウジングにそれぞれ軸受が内蔵されている。密閉ケース内には、ロータ軸が延在され、その両端部は、軸受によって回転自在に支持されている。ロータ軸の中央部にロータ鉄心が取付けられ、ステータ鉄心の内側に位置している。また、密閉ケース内で、ロータ軸の両端部に、仕切り板が取り付けられ、各仕切り板の外周部は、ラビリンスシール部を形成している。

特開２００８−０２９１５０号公報

上記のように構成された電動機は、全閉冷却形で外気が機内を流通しないため、機内が塵埃で汚損されることがなく、内部清掃のための電動機の分解を無くして省力化を図ることができるものである。

しかし、軸受は軸受部に充填したグリースによって油滑するため、運転により油滑グリースが劣化し、油滑グリースの更新が必要となる。油滑グリースの更新は、電動機を分解したうえで行う必要があり、大きな労力と時間を要していた。

例えば、ロータ軸の軸端にロータ吊り治具をセットし、ブラケットおよびハウジングをフレームから外した後、軸受が取付いた状態のロータ全体を軸方向にフレームから抜き出す。その後、ロータからブラケットおよびハウジングを抜き取って軸受部のグリースを新品に交換する。グリース交換後、逆の手順でロータをフレームに挿入し、芯合わせすることで電動機を再組立する。

このように、電動機は全閉形とすることにより内部の汚損による清掃は不要となるが、軸受油滑グリースの更新のため、定期的に電動機の分解、再組立を行う必要があり、大きな労力と時間を要している。また、軸受も長期使用により磨耗等により交換が必要になるが、その際も電動機を分解して行う必要がある。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、フレームからロータを抜き出すことなく、軸受油滑グリースの更新ができ、更に、電動機の大掛かりな分解を行うことなく軸受の交換を可能とし、保守の省力化を図ることができる電動機を提供することにある。

この発明の態様に係る電動機は、ステータを支持するフレームと、前記フレームの両端を閉塞するブラケットおよび端板と、それぞれ軸受を保持し、前記ブラケットおよび端板に機外側から固定された第１軸受ハウジングおよび第２軸受ハウジングと、前記フレーム内に配置され、前記軸受により回転自在に支持されたロータ軸と、前記ロータ軸に取付けられ前記ステータに対向するロータと、前記ロータの両側で前記ロータ軸に取付けられ、それぞれ支持面を有する支持体と、前記支持面に対向して前記ブラケットおよび前記端板にそれぞれ設けられ、機外から前記支持面を押圧するロータ固定用のボルトをねじ込み可能な複数の固定用ネジ孔と、を備えている。

上記構成によれば、フレームからロータを抜き出すことなく、軸受油滑グリースの更新ができ、更に、電動機の大掛かりな分解を行うことなく軸受の交換ができる構造として、保守の省力化を図ることができる電動機を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る電動機を示す断面図。図２は、第１の実施形態に電動機の正面図。図３は、第１の実施形態に係る電動機を分解する工程を示す電動機の断面図。図４は、第２の実施形態に係る電動機の一部を示す断面図。図５は、第３の実施形態に係る電動機の一部を示す断面図。図６は、第３の実施形態に係る電動機の仕切り板を示す正面図。図７は、第４の実施形態に電動機の仕切り板および固定ボルトを部分的に示す側面図。図８は、第５の実施形態に係る電動機を示す断面図。図９は、第６の実施形態に係る電動機を示す断面図。図１０は、電動機を備えた鉄道車両を示す側面図。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る車両駆動用の電動機について詳細に説明する。

始めに、電動機を備えた鉄道車両について説明する。図１０は鉄道車両を概略的に示している。この鉄道車両６０は、それぞれ車輪５０が設けられた一対の台車フレーム５２と、台車フレーム上に空気ばね５４を介して支持された車両５５と、を備えている。各台車フレーム５２上で車輪５０の近傍には主電動機として機能する電動機１０が載置されている。電動機１０は、図示しないカップリングおよびギアボックスを介して回転力を車輪５０に伝達できるように接続されている。車輪５０は図示しないレール上に載置されている。車輪５０、台車フレーム５２、空気ばね５４で構成される構造を総称して台車と呼ぶ。

車両５５の天井側にはパンタグラフ５７が設けられ、このパンダグラフは架線５８と接触している。架線５８からパンタグラフ５７に供給された電力は、図示しない制御装置に供給される。電力は制御装置により直流から交流に変換され、図示しない配線を通して、各電動機１０に供給される。電動機１０は供給された電力により稼動し、カップリングおよびギアボックスを介して車輪５０を回転させる。これにより、車両５５はレール上を走行する。

次に、この発明の実施形態に係る電動機について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る全閉型の電動機を示す縦断面図、図２は、電動機の駆動側を示す正面図である。図１および図２に示すように、電動機１０は、円筒状のフレーム１７を備えている。フレーム１７の軸方向一端は、環状の端板１６により閉じられ、また、フレーム１７の軸方向他端には、環状のブラケット１９がボルト止めされ、フレーム１７の他端を閉塞している。端板１６は、フレーム１７と一体に成形されている。これらフレーム１７、端板１６、およびブラケット１９により、内部が密閉されたケース（機体）が構成されている。

フレーム１７の内周面に、円筒状のステータ鉄心２がフレーム１７と同心状に固定されている。ステータ鉄心２の両端面には、一対の環状の鉄心押さえ４ａ、４ｂが固定されている。ステータ鉄心２は、磁性材、例えば、珪素鋼板からなる環状の金属板を多数枚積層して構成されている。ステータ鉄心２の内周部には、それぞれ軸方向に延びた複数のスロットが形成され、これらのスロットにステータコイル３が埋め込まれている。ステータコイル３のコイルエンドはステータ鉄心２の両端面から軸方向に張り出している。ステータ鉄心２およびステータコイル３によりステータ（固定子）が構成されている。

ブラケット１９の中心部に開口が形成され、この開口に、第１軸受ハウジング２１が外側から嵌め込まれている。第１軸受ハウジング２１のフランジ部２１ａは、外側から複数のボルト２５でブラケット１９の外面にボルト止めされ、これにより、第１軸受ハウジング２１がブラケット１９に固定されている。第１軸受ハウジング２１内に第１軸受６が内蔵されている。第１軸受６に油滑グリースが充填されている。

フレーム１７の端板１６の中心部に開口が形成され、この開口に、第２軸受ハウジング２２が外側から嵌め込まれている。第２軸受ハウジング２２のフランジ部２２ａは、外側から複数のボルト２５でブラケット１９の外面にボルト止めされ、これにより、第２軸受ハウジング２２が端板１６に固定されている。第２軸受ハウジング２２内に第２軸受７が内蔵されている。第２軸受７に油滑グリースが充填されている。

ステータ鉄心２の内側には、隙間を置いて、円柱形状のロータ鉄心９がステータ鉄心と同軸的に配置されている。ロータを構成するロータ鉄心９の中心部にはロータ軸８が取り付けられ、その両端部は第１軸受６および第２軸受７によって回転自在に支持されている。第１軸受６の外輪は第１軸受ハウジング２１の内周に嵌合し、内輪はロータ軸８の外周に嵌合している。第２軸受７の外輪は第２軸受ハウジング２２の内周に嵌合し、内輪はロータ軸８の外周に嵌合している。これにより、ロータ軸８は、ケース内に同軸的に延在している。ロータ軸８の駆動側端部８ａは機外に延出し、この部分に駆動歯車装置を接続するための継手が取り付けられる。

ロータ鉄心９は、磁性材、例えば、珪素鋼板からなる環状の金属板を多数枚積層して構成されている。ロータ鉄心９は、ロータ軸８に取り付けられた一対の鉄心押え１１ａ、１１ｂにより、軸方向両側面から挟まれるように支持されている。鉄心押え板１１ａ、１１ｂは、環状に形成され、その外径は、ロータ鉄心９の外径よりも僅かに小さく形成されている。

ロータ鉄心９の外周部には、それぞれ軸方向に延びる複数の溝が形成され、各溝には、ロータバー３０が埋め込まれている。ロータバー３０の両端部はロータ鉄心９から張出し、その張出部分をエンドリングで一体に接続して誘導電動機のかご形ロータを形成している。ステータコイル３に通電することにより、ロータ鉄心９が誘導されて回転し、ロータ軸８がロータ鉄心９と一体に回転される。

第１軸受６とロータ鉄心９との間でロータ軸８に第１仕切り板２３が同軸的に取付けられ、ロータ軸８と一体に回転自在となっている。第１仕切り板２３は、ほぼロート形状に形成され、ロータ鉄心９側からブラケット１９に向かって傾斜して延びている。第１仕切り板２３の外周縁部とブラケット１９の機内側の張出部の内周部とは、円環状の微小間隙を置いて、互いに係合している。この円環状の微小間隙部は、互いに凹凸形状の二段構造に形成され、ラビリンス構造部１５ａを形成している。

第２軸受７とロータ鉄心９との間でロータ軸８に第２仕切り板２４が同軸的に取付けられ、ロータ軸８と一体に回転自在となっている。第２仕切り板２４は、ほぼロート形状に形成され、ロータ鉄心９側から端板１６に向かって傾斜して延びている。第２仕切り板２４の外周縁部と端板１６の機内側の張出部の内周部とは、円環状の微小間隙を置いて、互いに係合している。この円環状の微小間隙部は、互いに凹凸形状の二段構造に形成され、ラビリンス構造部１５ｂを形成している。

第１仕切り板２３および第２仕切り板２４は、ラビリンス構造部１５ａ、１５ｂを介して、ケース内に密閉空間１４を形成している。ステータ鉄心２およびロータ９は、密閉空間１４内に配設されている。

図１および図２に示すように、第１仕切り板２３とブラケット１９と第１軸受けハウジング２１との間にロータ軸８を中心とする環状の外気流通空間１２が形成され、この外気流通空間１２は、ブラケット１９に設けた複数の通気口１９ａにより機外空間に連通している。第２仕切り板２４と端板１６と第２軸受ハウジング２２との間にロータ軸８を中心とする環状の外気流通空間１３が形成され、この外気流通空間１３は端板１６に設けた複数の通気口１７ａにより機外空間に連通している。

ロータ軸８に固定されロータ鉄心９と一体に回転する支持体の少なくとも一部に、ロータを支持するための支持面が形成されている。本実施形態では、第１仕切り板２３および第２仕切り板２４は、それぞれ支持体を構成している。第１仕切り板２３の機外側の側面の少なくとも一部に、ロータ軸８を中心とした、テーパー面２３ａが形成されている。このテーパー面２３ａは支持面を構成している。本実施形態では、テーパー面２３ａは、円周方向の全周に連続して形成されているが、円周方向の少なくとも一部に、あるいは、円周方向に沿って複数個所に断続的に形成してもよい。図１および図２に示すように、第１ブラケット１９において、第１仕切り板２３のテーパー面２３ａと対向する位置に、複数個、例えば、５個の固定用ネジ孔２０が軸方向に貫通して設けてある。これらの固定用ネジ孔２０は、ロータ軸８を中心とする円周上に並んで設けられている。固定用ネジ孔２０は、円周上で軸中心より上半部側に３ヶ所、下半部側に２ヶ所設けてある。

第２仕切り板２４の機外側側面にロータ軸８を中心としたテーパー面２４ａが形成され、このテーパー面２４ａは支持面を構成している。端板１６において、テーパー面２４ａに対向する位置に複数個、例えば、５個の固定用ネジ孔１８が軸方向に貫通して設けてある。これらの固定用ネジ孔１８は、ロータ軸８を中心とする円周上に並んで設けられている。固定用ネジ孔１８は、円周上で軸中心より上半部側に３ヶ所、下半部側に２ヶ所設けてある。なお、これら固定用ネジ孔１８、２０は、５個に限らず、必要に応じて増減可能である。また、固定用ネジ孔の形成位置は、円周方向に沿って等間隔で、あるいは、不等間隔で設けてもよい。

固定用ネジ孔１８、２０には、それぞれロータ固定用のボルト２７、２８をねじ込むことが可能となっている。ケースの外側から、ボルト２７、２８を固定用ネジ孔１８、２０にねじ込み、ボルト２７、２８の先端を第１仕切り板２３のテーパー面２３ａおよび第２仕切り板２４のテーパー面２４ａに押し当てることにより、ロータ全体をケースに対して固定および支持することができる。

通常時（電動機の運転時）は、固定用のボルト２７、２８は、ブラケット１９および端板１６から取外してある。あるいは、ボルト２７、２８は、その先端が第１および第２仕切り板２３、２４に当たらない程度に、固定用ネジ孔２０、１８にねじ込んだ状態で、ケースに取り付けておいてもよい。また、通常時（電動機の運転時）は、ボルト２７、２８よりも充分に短いダミーのボルトを固定用ネジ孔２０、１８にねじ込み、固定用ネジ孔の保護およびネジ孔からの塵の侵入を防止するようにしてもよい。

図２に示すように、電動機１０は、フレーム１７の外周部に設けられた支持腕５ａ、５ｂを台車フレーム５２に固定することにより、台車に取り付けられる。そして、ロータ軸８の駆動側端部８ａが継ぎ手によって駆動歯車装置に連結される。

次に、上記のように構成された電動機１０の軸受油滑グリースの更新、および軸受の交換の実施要領を説明する。図３に示すように、まず、ブラケット１９に設けた複数個の固定用ネジ孔２０にロータ固定用のボルト２７をネジ込み、ボルト２７により仕切り板２３に設けたテーパー面２３ａを押圧する。同時に、端板１６に設けた複数個の固定用ネジ孔１８にロータ固定のボルト２８をネジ込み、ボルト２８により仕切り板２４に設けたテーパー面２４ａを押圧する。ロータと一体の第１仕切り板２３および第２仕切り板２４を軸方向の両側からボルト２７、２８によって締付けることにより、ロータは、正規の位置、つまり、ステータ鉄心２と同軸的に位置し、ステータの軸方向について所定の２位置に、保持された状態で、ケースに固定される。

続いて、ボルト２５を外した後、第１軸受ハウジング２１をブラケット１９から外側に抜き出し、第１軸受ハウジング２１の内周に取付けてある軸受外輪６ａの油滑グリースを新しいものに交換する。同様に、ボルト２６を外して第２軸受ハウジング２２を端板１６から外側に抜き出し、第２軸受ハウジング２２の内周に取付けしてある軸受外輪７ｂの油滑グリースを新しいものに交換する。この際、ロータ軸８を含むロータ全体は、ボルト２７、２８によって固定保持されているため、第１軸受ハウジング２１および第２軸受ハウジング２２を引き出しても、ロータ全体は、ステータに対して所定位置に保持される。

軸受グリースを更新した後、第１軸受ハウジング２１および第２軸受ハウジング２２をブラケット１９及び端板１６に組込み、ボルト２５、２６でブラケット１９および端板に固定する。次いで、ロータ固定用のボルト２７、２８をケースから取外す、あるいは、第１仕切り板２３および第２仕切り板２４に当たらない位置まで緩めることにより、油滑グリースの更新が終了する。

また、軸受６、７の交換を行う場合も上記と同様の手順で、図３の如く電動機１０を分解した後、第１軸受ハウジング２１から軸受外輪６ａを外して新しい軸受外輪を取付けする。同様に、第２軸受ハウジング２２から軸受外輪７ａを外して新しい軸受外輪を取付ける。とハウジング２２より軸受外輪７ａ２を外して新しい軸受外輪を取付けする。ロータ軸８に取付けてある軸受内輪６ｂおよび７ｂは、治具を用いてロータ軸８から取外し、その後、ロータ軸８に新しい軸受内輪を取り付ける。

なお、ロータのテーパー面２３ａ、２４ａを押圧してロータを正しい位置に固定するためには、ロータ固定用のボルト２７、２８は、片側で３本以上とし、更に円周上で軸中心より上半分側と下半分側に分散した位置に配置するのが望ましい。本実施形態では、上半分に３本、下半分に２本配置し、ロータの重量を負担する上半分のボルトの数を下半分より多くしてある。

以上のように構成された本実施形態に係る電動機１０では、ロータ抜き出しを伴う電動機の分解を行うことなく軸受の油滑グリースの更新や、軸受の交換を行うことができる。そのため、電動機１０の保守の省力化を図ることができる。ロータ固定用のボルトにより、ロータをステータに対して所定の位置、すなわち、所定の隙間を持って同芯状に、かつ、所定の軸方向位置に、保持することができる。これにより、軸受の分解に伴うロータの位置ずれを防止し、再度、軸受を組み込んだ際に、ロータの位置あわせを行う必要がなく、作業性の向上を図ることが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る電動機について説明する。第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成について詳細に説明する。

図４は、第２の実施形態に係る全閉型の電動機の一部を示す縦断面図である。図４に示すように、フレーム１７の駆動側端にブラケット１９が固定され、ブラケット１９の内周側に第１軸受６を内蔵した第１軸受ハウジング２１が取付けられている。第１軸受６によってロータ軸８の一端を支持している。

ロータ鉄心９の一端側でロータ軸８に第１仕切り板２３が固定されている。第１仕切り板２３の外周部側面とブラケット１９との間に円周状の微小間隙より成るラビリンス構造が形成されている。

第１仕切り板２３の外周面に、ロータ軸８を中心とするテーパー面２３ａが形成されている。第１仕切り板２３の外周面と対向する位置で、ブラケット１９の側面の円周上に複数個の固定用ネジ孔２０が設けられている。各固定用ネジ孔２０は、第１仕切り板２３のテーパー面２３ａに垂直に近い角度で向って貫通形成されている。
ロータ軸８の他端側（反駆動側）は、上記駆動側と同様な構成か、あるいは、第１の実施形態と反駆動側の構成と同一としてもよい。

上記のように構成された電動機１０によれば、固定用ネジ孔２０にロータ固定用のボルト２７をねじ込み、第１仕切り板２３のテーパー面２３ａを押圧することにより、ロータを正規の位置に固定保持することができる。軸受を取り外した場合でも、固定ボルトによってロータを固定することができるため、第１の実施形態と同様に、電動機を大幅に分解することなく、油滑グリースの更新や軸受の交換を行うことができる。

更に、第２の実施形態では、ボルト２７をテーパー面２３ａにほぼ垂直に当てて押圧するため、ボルト２７に曲げ力が作用せず、ボルトのサイズをより小さいものにすることができる。すなわち、より小さいサイズのボルトを用いた場合でも、ロータを安定して固定保持することができる。また、第１仕切り板のテーパー面の面圧を低減できるため、第１仕切り板２３の材質がアルミ合金等の比較的硬度が小さいものでも表面に圧痕がつくことはなくなる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る電動機について説明する。第３の実施形態において、第１の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成について詳細に説明する。

図５は、第３の実施形態に係る全閉型の電動機の一部を示す縦断面図、図６は、第１仕切り板の機外側の側面を示す正面図である。図５および図６に示すように、ロータ軸８に取付けられた第１仕切り板２３の機外側の側面に、複数のフィン３４、３５が設けられている。フィン３４、３５は、ロータ軸８を中心として放射状に配置され、円周方向に交互に設けられている。

複数のフィン３４にはロータ軸８を中心としたテーパー面３４ａが形成されている。このテーパー面２３ａは支持面を構成している。ブラケット１９の側面において、フィン３７と対向する位置に複数の固定用ネジ孔２０が形成され、それぞれブラケットを軸方向に貫通している。複数の固定用ネジ孔２０は、ロータ軸８を中心とする円周上に並んで設けられている。更に、固定用ネジ孔２０は、フィン３４のテーパー面３４ａとほぼ同一径で同じ円周上位置に設けてある。

ロータ軸８の他端側（反駆動側）は、上記駆動側と同様な構成か、あるいは、第１の実施形態と反駆動側の構成と同一としてもよい。

上記のように構成された電動機１０では、運転時、第１仕切り板２３の回転によるフィン３４、３５のファン作用で外気の流通が多くなり、冷却効果が向上する。同時に、フィン３４、３５により第１仕切り板２３の放熱面積も増大していることから、ロータの冷却効果も更に向上する。

軸受グリースの更新または軸受の交換を行う場合は、ロータ固定用のボルト２７を固定用ネジ孔２０にねじ込み、フィン３４のテーパー面３４ａを押圧してロータを固定保持することができる。これにより、ロータを引き抜くことなく、第１軸受ハウジング２１および第２軸受ハウジングを抜き出すことができる。

テーパー面３４ａを有するフィン３４は、ブラケット１９に設けた円周上複数個の固定用ネジ孔２０の位置に合わせて、第１仕切り板２３に配置されているため、ボルト２７によりロータを問題なく固定することができる。これにより、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る電動機のロータ固定用のボルトについて説明する。第４の実施形態において、第１の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成について詳細に説明する。

図７は、第４の実施形態に係る電動機のロータ固定用のボルトおよび第１仕切り板２３を示している。ボルト２７の先端部に角度θのテーパー面２７ａが形成されている。このテーパー面２７ａのテーパー角θは、ロータ側の第１仕切り板２３に形成されたテーパー面２３ａのテーパー角θと同一に設定されている。

このようなロータ固定用のボルト２７を第１仕切り板２３のテーパー面２３ａに押圧した際は、ボルト２７とテーパー面２３ａとの接触位置が点から線に拡大する。そのため、ロータの位置をより一層、正しく保持できる。また、当り面の面圧が低減するため、テーパー面に圧痕等が発生するのを防ぐことができる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係る電動機について説明する。第５の実施形態において、第１の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成について詳細に説明する。

図８は、第５の実施形態に係る全閉型の電動機の一部を示す縦断面図である。図８に示すように、フレーム１７の駆動側端にブラケット１９が固定され、ブラケット１９の内周側に第１軸受６を内蔵した第１軸受ハウジング２１がボルト２５によって取付けられている。フレーム１７の反駆動側の端は、端板１６によって閉じられている。端板の中央部に、第２軸受７を内蔵した第２軸受ハウジング２２がボルト２６によって取り付け固定されている。ロータのロータ軸８はケース内に配置され、その両端部が第１軸受６および第２軸受７により回転自在に支持されている。

第５の実施形態において、第１仕切り板および第２仕切り板は設けられておらず、ケースは、密閉ケースとして形成されている。ロータ軸８には、ロータ鉄心９および一対の鉄心押さえ１１ａ、１１ｂが取付けられている。これらの鉄心押さえ１１ａ、１１ｂは、ロータ軸８に固定され、ロータと一体に回転する支持体を構成している。一対の鉄心押さえ１１ａ、１１ｂの外周面に、ロータ軸８を中心とするテーパー面３６ａ、３６ｂがそれぞれ形成されている。これらのテーパー面３６ａ、３６ｂは、支持面を構成している。

ブラケット１９において、鉄心押さえ１１ａのテーパー面３６ａと対向する位置に、複数の固定用ネジ孔２０が設けられている。これらの固定用ネジ孔２０は、ロータ軸８を中心とする円周上に並んで設けられている。各固定用ネジ孔２０は、テーパー面３６ａに垂直に近い角度で向って貫通形成されている。そして、各固定用ネジ孔２０に、ロータ固定用のボルト２７をケースの外側からねじ込むことが可能となっている。

端板１６において、鉄心押さえ１１ｂのテーパー面３６ｂと対向する位置に、複数の固定用ネジ孔１８が設けられている。これらの固定用ネジ孔１８は、ロータ軸８を中心とする円周上に並んで設けられている。各固定用ネジ孔１８は、テーパー面３６ｂに垂直に近い角度で向って貫通形成されている。そして、各固定用ネジ孔１８に、ロータ固定用のボルト２８をケースの外側からねじ込むことが可能となっている。

上記のように構成された電動機１０によれば、固定用ネジ孔２０にロータ固定用のボルト２７をねじ込み、鉄心押さえ１１ａのテーパー面３６ａを押圧することにより、また、固定用ネジ孔１８にロータ固定用のボルト２８をねじ込み、鉄心押さえ１１ｂのテーパー面３６ｂを押圧することにより、ロータを正規の位置に固定保持することができる。第１および第２軸受ハウジング２１、２２、および第１、第２軸受６、７をロータ軸８から取り外した場合でも、ボルト２７、２８によってロータをステータに対して固定することができるため、第１の実施形態と同様に、電動機を大幅に分解することなく、油滑グリースの更新や軸受の交換を行うことができる。これにより、電動機１０の保守の省力化を図ることができる。

更に、第５の実施形態では、ボルト２７、２８をテーパー面３６ａ、３６ｂにほぼ垂直に当てて押圧するため、ボルト２７、３８に曲げ力が作用せず、ボルトのサイズをより小さいものにすることができる。すなわち、より小さいサイズのボルトを用いた場合でも、ロータを安定して固定保持することができる。また、鉄心押さえ１１ａ、１１ｂのテーパー面の面圧を低減でき、鉄心押さえの材質がアルミ合金等の比較的硬度が小さいものでも表面に圧痕がつくことはなくなる。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態に係る電動機について説明する。前述した第１ないし第５の実施形態では、全閉型の電動機に関して説明したが、本発明は全閉型に限らず、開放型自己通風冷却方式の電動機にも適用することができる。

第５の実施形態は、開放型自己通風冷却方式の電動機を示している。なお、第５の実施形態において、第１の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成について詳細に説明する。

図８は、第５の実施形態に係る電動機を示す縦断面図である。この図に示すように、円筒状のフレーム１７の駆動側端にブラケット１９が固定され、ブラケット１９の内周側に第１軸受６を内蔵した第１軸受ハウジング２１がボルト２５によって取付けられている。フレーム１７の反駆動側の端は、端板１６によって閉じられている。端板１６の中央部に、第２軸受７を内蔵した第２軸受ハウジング２２がボルト２６によって取り付け固定されている。

ロータのロータ軸８はケース内に配置され、その両端部が第１軸受６および第２軸受７により回転自在に支持されている。ロータ軸８には、ロータ鉄心９および一対の鉄心押さえ１１ａ、１１ｂが取付けられている。ロータ鉄心９には、それぞれ軸方向に貫通して伸びる複数の通風孔９ａが形成されている。フレーム１７の内周面に円筒状のステータ鉄心２が固定され、ロータ鉄心９の外周に同軸的に位置している。

ロータ軸８の駆動側の端部に通風ファン４０が取付けられ、ロータと一体に回転可能となっている。通風ファン４０は、この発明における支持体を構成している。通風ファン４０の機外側を向く側面、つまり、ブラケット１９に対向する側面には、ロータ軸８を中心とするテーパー面４０ａが形成されている。

ロータ軸８の反駆動側の端部にロート状の支持体４２が取付けられ、ロータと一体に回転可能となっている。支持体４２の機外側を向く側面、つまり、端板１６に対向する側面には、ロータ軸８を中心とするテーパー面４２ａが形成されている。
これらのテーパー面４０ａ、４２ａは、ロータ軸８に固定され、ロータと一体に回転する支持体に形成された支持面を構成している。

ブラケット１９において、通風ファン４０のテーパー面４０ａと対向する位置に、複数の固定用ネジ孔２０が設けられている。これらの固定用ネジ孔２０は、ロータ軸８を中心とする円周上に並んで設けられている。各固定用ネジ孔２０は、例えば、ケースの軸方向に沿って貫通形成されている。そして、各固定用ネジ孔２０に、ロータ固定用のボルト２７をケースの外側からねじ込むことが可能となっている。

端板１６において、支持体４２のテーパー面４２ａと対向する位置に、複数の固定用ネジ孔１８が設けられている。これらの固定用ネジ孔１８は、ロータ軸８を中心とする円周上に並んで設けられている。各固定用ネジ孔１８は、例えば、ケースの軸方向に沿って貫通形成されている。そして、各固定用ネジ孔１８に、ロータ固定用のボルト２８をケースの外側からねじ込むことが可能となっている。

ブラケット１９において、通風ファン４０の外周部と対向する位置に、複数の排気口４４が形成されている。フレーム１７の反駆動側端部に、吸気口４６が設けられている。
電動機の運転時、ロータと一体に通風ファン４０が回転する。通風ファン４０の回転により、外気がフレーム１７の吸気口４６から機内に流入し、ロータ鉄心９の通風孔９ａ、ロータ鉄心９とステータ鉄心２との間の隙間を通って駆動側に流れ、これらを冷却した後、ブラケット１９の排気口４４から機外に流出する。

上記のように構成された電動機によれば、固定用ネジ孔２０にロータ固定用のボルト２７をねじ込み、通風ファン４０のテーパー面４０ａを押圧することにより、また、固定用ネジ孔１８にロータ固定用のボルト２８をねじ込み、支持体４２のテーパー面４２ａを押圧することにより、ロータを正規の位置に固定保持することができる。第１および第２軸受ハウジング２１、２２、および第１、第２軸受６、７をロータ軸８から取り外した場合でも、ボルト２７、２８によってロータをステータに対して固定することができるため、第１の実施形態と同様に、電動機を大幅に分解することなく、油滑グリースの更新や軸受の交換を行うことができる。これにより、自己通風冷却形の電動機においても、保守の省力化を図ることができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
この発明は、電磁誘導モータに限らず、磁石モータに適用してもよい。固定用ネジ孔およびボルトの数は、実施形態に限定されることなく、必要に応じて増減可能である。

２…ステータ鉄心、３…ステータコイル、６…第１軸受、７…第２軸受、
８…回転軸、９…ロータ鉄心、１１ａ、１１ｂ…鉄心押さえ、１４…密閉空間、
１６…端板、１８、２０…固定用ネジ孔、１９…ブラケット、
２１…第１軸受ハウジング、２２…第２軸受ハウジング、２３…第１仕切り板、
２４…第２仕切り板、２３ａ、２４ａ…テーパー面、
２７、２８…ロータ固定用のボルト、３６ａ、３６ｂ…テーパー面、
４０…通風ファン、４２…支持体、４０ａ、４２ａ…テーパー面

Claims

ステータを支持するフレームと、
前記フレームの両端を閉塞するブラケットおよび端板と、
それぞれ軸受を保持し、前記ブラケットおよび端板に機外側から固定された第１軸受ハウジングおよび第２軸受ハウジングと、
前記フレーム内に配置され、前記軸受により回転自在に支持されたロータ軸と、
前記ロータ軸に取付けられ前記ステータに対向するロータと、
前記ロータの両側で前記ロータ軸に取付けられ、それぞれ支持面を有する支持体と、
前記支持面に対向して前記ブラケットおよび前記端板にそれぞれ設けられ、機外から前記支持面を押圧するロータ固定用のボルトをねじ込み可能な複数の固定用ネジ孔と、
を備える電動機。
前記支持体の支持面は、前記ロータ軸を中心とする円周上の少なくとも一部に位置するテーパー面を有し、前記複数の固定用ネジ孔は、前記ロータ軸を中心とする円周上に並んで前記ブラケットおよび端板に設けられている請求項１に記載の電動機。
前記支持体は、前記ロータの両側で前記ロータ軸に取付けられた第１仕切り板および第２仕切り板を有し、前記第１仕切り板の外周部と前記ブラケットとの間、および、前記第２仕切り板の外周部と前記端板との間に、それぞれ円周状のラビリンスが形成されている請求項２に記載の電動機。
前記第１仕切り板および第２仕切り板は、それぞれ機外側を向いた側面を有し、この側面に前記テーパー面が形成されている請求項３に記載の電動機。
前記テーパー面は、前記第１仕切り板の外周部に形成され、前記複数の固定用ネジ孔は、それぞれ前記テーパー面にほぼ垂直な方向に沿って貫通形成されている請求項３に記載の電動機。
前記第１仕切り板は、機外側を向いた側面と、この側面に設けられ前記ロータ軸を中心として放射状に延びる複数のフィンと、を備え、前記フィンに前記テーパー面が形成されている請求項３に記載の電動機。
前記支持体は、前記ロータの両側で前記ロータ軸に取付けられ前記ロータを保持する一対のロータ押さえを有し、前記各ロータ押さえに前記テーパー面が形成されている請求項２に記載の電動機。
前記複数の固定用ネジ孔は、それぞれ前記テーパー面にほぼ垂直な方向に沿って貫通形成されている請求項７に記載の電動機。
前記支持体は、前記ロータ軸に取付けられた通風ファンを有し、前記通風ファンに前記テーパー面が形成されている請求項２に記載の電動機。
前記ロータ固定用のボルトは、その先端部に形成されたテーパー面を有し、このテーパー面は、前記支持体に形成されたテーパー面とほぼ同一のテーパー角を有している請求項２に記載の電動機。