JP4657121B2 - 車両用主電動機の軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用主電動機の軸受装置の構造に関し、特に潤滑油の機外への漏出を抑制した車両用主電動機に関するものである。

車両用主電動機の軸受の潤滑は従来よりグリースが用いられているが、分解期間の延長による保守の省力化を図る目的より、油潤滑の軸受構造の開発研究が進められている。
車両用主電動機における油潤滑の軸受構造については、例えば特許文献１，２に記載のものが知られている。特許文献１，２に記載のものは、回転軸に取り付けられた回転板により、給油室に溜められた潤滑油を掻き揚げて軸受箱に供給するようにしたものである。 上記従来の軸受装置においては、給油室や軸受箱等と機外との間をラビリンス構造によりシールし、軸受装置内の油が主電動機の機外へ漏出するのを抑制している。
特開昭６２−７５１９５号公報 特開２００３−２３７４７号公報

しかしながら、上記のようにラビリンス構造でシールする構成では、油が機外に漏出するという問題があった。すなわち、車両用主電動機使用時の主電動機内部の温度上昇や回転子の回転による主電動機内部の圧力変化や主電動機を使用するときの天候や時期の変化によって、主電動機内部と外部の圧力差が大きくなる。このため、油掻揚げ用の回転円板により掻揚げられた油がミスト状になりラビリンスのすきまを通って機外・機内へ漏れることがある。

また、油掻揚げ円板によって上部へ掻揚げられた油を効果的に軸受箱に供給する必要があり、上記特許文献１，２に記載のものでは、油掻揚げ円板によって掻き揚げられた潤滑油を軸受箱に供給するための通路等を設けている。そのため構造が複雑になるとともに、この通路の形状、配置などによっては、必ずしも効果的に潤滑油を軸受箱に供給することはできない。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、潤滑油の機外への漏出を抑制することができ、また、軸受への潤滑油の供給を良好に保つことができる車両用主電動機の軸受装置を提供することである。

上記課題を本発明においては、次のように解決する。
（１）下側に貯油室を有する給油室内に回転子軸とともに回転する油掻揚げ円板を設け、該油掻揚げ円板により、貯油室に貯められた潤滑油を掻き揚げ、潤滑油を回転子軸に設けた軸受内に供給して、軸受を潤滑する車両用主電動機の軸受構造において、機外側側面に設けられ、中心部に上記回転子軸が貫通する穴を有し上記給油室を覆うように配置される軸受カバーに、軸受カバーと回転子軸の間のすきまを通って漏れてくる潤滑油を溜めるための、上記回転子軸を取り巻くように配置された円環状の第１の油戻し室と、該第１の油戻し室の外周側に上記第１の油戻し室と連通した穴を介して繋がる円環状の第２の油戻し室を設ける。
そして、上記第２の油戻し室と、前記給油室とを油戻し穴で連通させる。さらに、上記油戻し穴に延長する管を設け、該管の開口部を、該管に負圧が生じるように給油室内に設けた油掻揚げ円板に隙間を空けて対向させる。
上記のように第１の油戻し室と第２の油戻し室を設けることにより、軸受カバーと回転子軸との隙間を通って漏れてくる潤滑油をまず第１の油戻し室で保持したのち、上記連通した穴を介して第２の油戻し室に流入させ、第２の油戻し室に溜めることができる。
そして、上記第２の油戻し室と前記給油室とを連通させる油戻し穴に、延長管を設けてその管の開口部を給油室内に設けた油掻揚げ円板に微小隙間を空けて対向させることにより、上記延長管は油掻揚げ円板の回転により生ずる負圧により第２の油戻し室に溜まった潤滑油を貯油室に吸引することができる。
このため、潤滑油が軸受カバーと回転子軸との隙間から機外に漏れることを効果的に抑制することができる。
（２）上記油掻揚げ円板の上部の、該円板から微小隙間を離れた位置に油切り板を設ける。
（３）上記給油室と軸受との間に設けられた円環状の軸受押えの上側に、上記掻揚げ円板で掻揚げられた潤滑油を軸受方向に導くための給油穴を設ける。

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）軸受カバーに、円環状の第１の油戻し室と円環状の第２の油戻し室を設け、上記第２の油戻し室と、前記給油室とを油戻し穴で連通させ上記油戻し穴に延長する管を設け、該管の開口部を給油室内に設けた油掻揚げ円板に微小隙間を空けて対向させるように構成したので、油潤滑構造の軸受装置を有する車両用主電動機において、軸受装置内の油の機外への油漏れを防ぎ、軸受の潤滑性能を良好に維持することができる。このため、軸受と潤滑油の劣化低減、車両用主電動機の保守作業の低減に寄与することができる。
（２）上記油掻揚げ円板の上部の、該円板から微小隙間を離れた位置に油切り板を設けることにより、回転子軸の真上で掻揚げられた油をせき止めて軸受へ流入しやすくすることができる。
（３）上記給油室と軸受との間に設けられた円環状の軸受押えの上側に、上記掻揚げ円板で掻揚げられた潤滑油を軸受方向に導くための給油穴を設けることより、軸受箱側面を伝って軸受押え外周に溜まった油を軸受内へ導くことができ、軸受の潤滑状況を良好にすることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１は、本発明の実施例の車両用主電動機の軸受装置の断面構成を説明したものであり、車両用主電動機の一方の軸受装置を示しているが、車両用主電動機には同様の構成の一対の軸受装置が設けられる。また図２は本発明の要部を示す部分拡大断面図である。
同図において、６は給油室であり、給油室６の下部には潤滑油が貯蔵される。なお、この部分を貯油室６ａと言う。５は油掻揚げ円板であり、掻揚げ円板５は回転子軸２０に取り付けられ、その下側の一部が貯油室６ａの油中に浸されている。油掻揚げ円板５が回転子軸とともに回転すると、貯油室６ａの油が掻き揚げられ、給油室６内に広がる。
２は軸受箱であり、軸受箱２には軸受１が設けられ、回転子軸２０は軸受１により回転可能に支持されている。軸受箱２には、上記軸受１を潤滑した油が溜められる油溜め室２ａが設けられ、油溜め室２ａは油戻し管２ｂを介して給油室６と連通している。
回転子軸２０と軸受箱２の間には、ラビリンス２ｃが設けられ、回転子軸２０と軸受箱２の隙間を通って油が機内に漏れるのを抑制している。

油掻揚げ円板５の上部には油切り板１１が設けられ、油切り板１１は軸受箱２に固定されている。
図３に油掻揚げ円板５と油切り板１１を図１のＡ方向から見た図を示す。同図に示すように、油切り板１１は、油掻揚げ円板５の上部に、微小すきまＳ２を空けて設けられ、油掻揚げ円板５によって掻揚げられた油が、同図の矢印に示すようにこの油切り板１１にぶつかってせき止められ、下側へ落ちる。このため、掻き揚げられた油を効率的に軸受１方向へ導くことができる。

図１に戻り、４は円環状の軸受押えであり、軸受箱２に取り付けられ、軸受１が軸受箱２から離脱しないように軸受箱２の外側から押えている。この軸受押え４は円環状であり、軸受１を取り囲むように配置されているため、掻揚げられた油が軸受１に供給するのを妨げる。そこで、本実施例では、図１に示すように軸受押え４の上部に給油穴１２を設けている。
図４に軸受押え４と給油穴１２を回転子軸２０に垂直な平面で切った断面図（図１のＢ−Ｂ断面図）を示す。同図に示すように、軸受押え４の上部に給油穴１２が設けられ、掻き揚げられた油は、給油穴１２を通って軸受１の方へ導かれる。

図１に戻り、３０は電動機の外カバーであり、図１の右側には電動機の固定子と回転子が設けられ（図１では図示していない）、上記外カバー３０は、固定子と回転子を取り囲むように設けられ、外カバー３０の一方の端部に図１に示す軸受装置が設けられる。
３は軸受カバーであり、機外側側面に取り付けられ、中心部に上記回転子軸２０が貫通する穴を有する。軸受カバー３は上記給油室６の側面を覆うように配置され、該軸受カバー３と軸受箱２の間の空間に上記給油室６が形成される。
上記軸受カバー３と油掻揚げ円板５の間には図２の拡大図に示すようにラビリンス３ａが設けられ、給油室６内と、軸受カバー３と油掻揚げ円板５の内周側で形成される空間３ｂの間をシールしている。
また、軸受カバー３の内周側には円環状の油溜め室３ｃが設けられ、上記空間３ｂから漏れてくる油が溜められる。さらに、軸受カバー３と、回転子軸２０とともに回転する部材の間に形成される隙間を通って油溜め室３ｃから漏れてくる潤滑油を溜めるための、上記回転子軸２０を取り巻くように配置された円環状の第１の油戻し室８が設けられる。さらに、この第１の油戻し室７の外周側に上記第１の油戻し室７と連通した穴を介して繋がる円環状の第２の油戻し室８が設けられている。
第１の油戻し室７は一部が回転子軸２０とともに回転する部材に接しており、内部の油は回転子軸の回転の影響を受ける。そこで、本実施例では第１の油戻し室７と穴を介して連通した第２の油戻し室８を設けている。

図５に上記第１の油戻し室７と第２の油戻し室８を回転子軸２０に垂直な平面できった断面図（図１のＣ−Ｃ断面図）を示す。同図に示すように、第１の油戻し室７と第２の油戻し室８の間の複数箇所には、穴１３が設けられ、同図の矢印に示すように、上記第１の油戻し室７に溜まった油は、上記穴１３を通って第２の油戻し室８に流入する。
また、図２の拡大図および図５に示すように、給油室６と第２の油戻し室８の間には油戻し穴９が設けられ、油戻し穴９には延長管１０が取り付けられ、延長管１０は油掻揚げ円板５の近くまで延び、その開口は、微小隙間Ｓ１を開けて油掻揚げ円板５に対向している。このため、油掻揚げ円板５が回転すると、延長管１０内に負圧が発生し、上記第２の油戻し室８に溜められた油は、この負圧により吸引され給油室に導かれる。

以下、図６により、本実施例の軸受け装置の潤滑油の流れを説明する。
油掻揚げ円板５により掻揚げられ、油切り板１１にぶつかってせき止められた油は、同図の矢印ａに示すように、軸受押え４に設けられた給油穴１２を通って、軸受１内に導かれる。軸受１を潤滑した油は、回転子軸２０と軸受箱２の間の隙間を通って油溜め室２ａに流れ込み、油戻し管２ｂを通って貯油室６ａに戻される。
以上のように油掻揚げ円板５により掻揚げられた油は、軸受１に供給され、軸受１を潤滑した油が再び貯油室６ａに戻される。
本実施例では、上記のように、油掻揚げ円板５の上部に微小隙間を空けて油切り板１１が設けられ、また、軸受押え４に給油穴１２を設けられているので、掻揚げられた油を効果的に軸受１に供給することができる。

一方、油掻揚げ円板５と軸受カバー３との間の空間３ｂ内の油は、軸受カバー３と回転子軸２０の隙間から、同図の矢印ｂに示すように、油溜め室３ｃに漏出する。そして、軸受カバー３と回転子軸２０の隙間から第１の油戻し室８へ流入し、さらに第１の油戻し室８と第２の油戻し室７の間に設けられた穴１３を通って第２の油戻し室７に流入する。
第２の油戻し室７は、油戻し穴９により給油室６と連通し、油戻し穴９に設けられた延長管１０の開口が油掻揚げ円板５に微小隙間を空けて対向しており、延長管１０は負圧になっているので、上記第２の油戻し室７に溜まった油はこの負圧により給油室６に吸引される。したがって、軸受カバー３と回転子軸２０の間の隙間から漏出しようとする油は貯油室６ａに回収され、潤滑油の機外への漏出を抑制することができる。
以上のごとく構成された軸受装置を用いることで、車両用主電動機の機外への油漏れを抑制することができ、軸受の潤滑状態を良好に維持することができる。

本発明の実施例を示す説明図である。 図１の部分拡大断面図である。 油掻揚げ円板と油切り板をＡ方向から見た図である。 軸受押えと給油穴を回転子軸に垂直な平面で切った部分断面図（図１のＢ−Ｂ断面図）である。 第１、第２の油戻し室を回転子軸に垂直な平面で切ったときの部分断面図（Ｃ−Ｃ断面図）である。 本実施例の軸受装置の油の流れを説明する図である。

符号の説明

１ 軸受
２ 軸受箱
２ａ 油溜め室
２ｂ 油戻し管
２ｃ ラビリンス
３ 軸受カバー
３ａ ラビリンス
３ｂ 空間
３ｃ 油溜め室
４ 軸受押え
５ 油掻揚げ円板
６ 給油室
６ａ 貯油室
７ 第１の油戻し室
８ 第２の油戻し室
９ 油戻し穴
１０ 延長管
１１ 油切り板
１２ 給油穴

Claims (3)

1. 下側に貯油室を有する給油室内に回転子軸とともに回転する油掻揚げ円板を設け、該油掻揚げ円板により、貯油室に貯められた潤滑油を掻き揚げ、潤滑油を回転子軸に設けた軸受内に供給して、軸受を潤滑する車両用主電動機の軸受構造であって、
   機外側側面に設けられる軸受カバーに、軸受カバーと回転子軸の間のすきまを通って漏れてくる潤滑油を溜める円環状の第１の油戻し室と、該第１の油戻し室の外周側に上記第１の油戻し室と連通した穴を介して繋がる円環状の第２の油戻し室を設けて、上記第２の油戻し室と、前記給油室とを油戻し穴で連通させ、
   上記油戻し穴に延長する管を設け、該管の開口部を給油室内に設けた油掻揚げ円板に微小隙間を空けて対向させた
   ことを特徴とする車両用主電動機の軸受構造。
2. 上記油掻揚げ円板の上部に、該円板から隙間を設けて油切り板を配置した
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用主電動機の軸受構造。
3. 上記給油室と軸受との間に設けられた円環状の軸受押えの上側に、上記掻揚げ円板で掻揚げられた潤滑油を軸受方向に導くための給油穴を設けた
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用主電動機の軸受構造。
   
   

Images