JP2014171388A - 電動機 - Google Patents
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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】ステータを支持するフレーム17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たロータ9と、ロータの両側でロータ軸に取付けられ、テーパー面36a、36bが形成された鉄心押さえ11a、11bと、テーパー面36a、36bに対向してそれぞれ設けられたロータ固定用のボルト27、28を機外からねじ込み可能な固定用ネジ孔18、20と、を備える。固定用ネジ孔18、20は、テーパー面36a、36bにほぼ垂直な方向で、テーパー面36a、36bに向かって前記フレーム17内に張り出して貫通形成される。
【選択図】図8
【解決手段】ステータを支持するフレーム17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たロータ9と、ロータの両側でロータ軸に取付けられ、テーパー面36a、36bが形成された鉄心押さえ11a、11bと、テーパー面36a、36bに対向してそれぞれ設けられたロータ固定用のボルト27、28を機外からねじ込み可能な固定用ネジ孔18、20と、を備える。固定用ネジ孔18、20は、テーパー面36a、36bにほぼ垂直な方向で、テーパー面36a、36bに向かって前記フレーム17内に張り出して貫通形成される。
【選択図】図8
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。
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。
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、それぞれ支持面が形成された第1支持体および第2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、前記支持面を押圧して前記支持体を保持するロータ固定用のボルトを機外から挿通可能な複数の固定用ネジ孔とを有し、前記固定用ネジ孔は、前記支持面にほぼ垂直な方向で、前記支持面に向かって前記フレーム内に張り出して貫通形成される。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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6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6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9は、第6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。
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。
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。
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。
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。
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 (1)
- 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、それぞれ支持面が形成された第1支持体および第2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、前記支持面を押圧して前記支持体を保持するロータ固定用のボルトを機外から挿通可能な複数の固定用ネジ孔とを有し、
前記固定用ネジ孔は、前記支持面にほぼ垂直な方向で、前記支持面に向かって前記フレーム内に張り出して貫通形成される電動機。
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JP2008099491A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Toshiba Corp | 車両用主電動機 |
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- 2014-06-25 JP JP2014130733A patent/JP2014171388A/ja active Pending
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JP2008099491A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Toshiba Corp | 車両用主電動機 |
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CN108183578A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-06-19 | 河南凌翼智联装备有限公司 | 双子式同轴伺服驱动装置 |
CN108183578B (zh) * | 2018-03-27 | 2024-04-02 | 河南凌翼智联装备有限公司 | 双子式同轴伺服驱动装置 |
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