JP5041908B2 - 車両用主電動機の油漏れ抑制構造 - 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、分解保守期間の延長による保守作業の省力化を図る目的から、分解保守期間の延長が図れる油潤滑の軸受構造の開発研究が進められている。

図７は、従来の車両の駆動部の構成の一例を示す図である。
図７には、車両側から見た車両の駆動部が示される。図７中、１は車両用主電動機、２は継手、３は駆動装置、４は車輪、５は車軸である。
車両用主電動機１は、全閉型の電動機であり、駆動力を出力する。該車両用主電動機１は、図８を参照して後述する軸受装置を備える。継手２は、車両用主電動機１が出力した駆動力を駆動装置３に伝達する。
継手２は、例えば、下記の特許文献１に記載されているような可撓継手である。駆動装置３は、継手２から伝達された駆動力によって駆動され、この駆動力は車軸５に伝達され、車輪４が車軸５を軸として回転する。

図８は、図７に示す従来の車両の駆動部の部分断面図である。
図８には、継手２と、車両用主電動機１が備える軸受装置の断面が示される。該軸受装置は、軸受カバー１０、油掻揚げ円板１２、軸受１３、軸受押え１４、軸受箱１５、油溜め室１０ｃ、１５ａ、ラビリンス１０ｄ、１５ｃ、給油室１８、貯油室１８ａを備える。１１は車両用主電動機１の回転子軸、１７は車両用主電動機１の外カバーである。図８に示す軸受装置は、回転子軸１１の軸受１３に潤滑油を供給して潤滑する。継手２は、上記回転子軸１１に取り付けられている回転体である。継手２は、軸受装置に対向する位置に設けられ、回転子軸１１を中心に回転する。なお、可撓継手２以外の回転体を回転子軸１１に取り付け、該回転体を該軸受装置に対向する位置に設けるようにしてもよい。

貯油室１８ａは、給油室１８の下部の、潤滑油が貯蔵される部分である。油掻揚げ円板１２は回転子軸１１に取り付けられ、その下側の一部が貯油室１８ａの油中に浸されている。油掻揚げ円板１２が回転子軸１１とともに回転すると、貯油室１８ａの油が掻き揚げられ、給油室１８内に広がる。軸受箱１５には軸受１３が設けられ、回転子軸１１は軸受１３により回転可能に支持されている。油溜め室１５ａは軸受箱１５に設けられ、上記軸受１３を潤滑した油が溜められる。ラビリンス１５ｃは、回転子軸１１と軸受箱１５の隙間を通って油が機内に漏れるのを抑制している。

軸受押え１４は、軸受箱１５に取り付けられ、円環形状を有する。軸受押え１４は、軸受１３が軸受箱１５から離脱しないように軸受箱１５の外側から押えている。軸受カバー１０は、機外側側面に取り付けられ、中心部に上記回転子軸１１が貫通する穴を有する。軸受カバー１０は上記給油室１８の側面を覆うように配置され、該軸受カバー１０と軸受箱１５の間の空間に上記給油室１８が形成される。
油溜め室１０ｃは、軸受カバー１０の内周側に設けられ、油掻揚げ円板１２と軸受カバー１０との間の空間（後述する図１０中に示す空間１０ｂ）から漏れてくる油が溜められる。該油溜め室１０ｃは円環形状を有する。ラビリンス１０ｄは、軸受カバー１０と機外側との間に設けられ、上記油溜め室１０ｃに溜められた油が機外側に漏れないようにシールしている。すなわち、上記ラビリンス１５ｃ、１０ｄを用いたラビリンス構造によって、軸受装置内と軸受装置外はシールされている。

図９は、図８中に示す軸受装置を継手側から見た正面図である。図９中に示すＲは、継手２の回転半径である。

図１０は、図８を参照して説明した車両用主電動機の軸受装置の部分拡大断面図である。
図８を参照して説明した軸受装置における、軸受１３への油の供給は、以下のようにして行われる。まず、貯油室１８ａに溜められた潤滑油が油掻揚げ円板１２の回転により上部へ掻揚げられる。この掻揚げられた潤滑油が、図１０中の矢印ａに示すように、軸受押え１４に設けられた給油穴４ａを通じて軸受１３内に導かれ、軸受１３を潤滑して、貯油室１８ａに戻される。また、該軸受１３内に導かれた油は、回転子軸１１と軸受箱１５との間の隙間を通って油溜め室１５ａに流れ込んで溜まる。一方、油掻揚げ円板１２と軸受カバー１０との間の空間１０ｂ内の油は、軸受カバー１０と回転子軸１１の隙間から、図１０の矢印ｂに示すように、油溜め室１０ｃに漏出し、油溜め室１０ｃ内に溜まる。

なお、従来の具体的な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２、３に記載のものが知られている。特許文献２、３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。
特開平７−２３８９５０号公報 特開昭６２−７５１９５号公報 特開２００３−２３７４７号公報

しかし、図８乃至１０を参照して説明した従来の車両用主電動機の軸受装置では、以下のような問題がある。
車両用主電動機使用時に、車両用主電動機の回転子軸１１に取り付けられた継手２等の回転体が回転運動することにより、該回転体の回転半径内側の圧力が低下し、該回転半径の内側にある車両用主電動機の軸受装置近傍の空間の圧力が低下する。その結果、車両用主電動機の軸受装置内の潤滑油（図１０中の油溜め室１０ｃに溜まった潤滑油）が、ラビリンス１０ｄを通して機外に吸い出されて油漏れが発生する。油が機外に多量に漏れた場合は、軸受の潤滑不良を起こし、軸受破損の原因となる。
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、特に潤滑油の機外への漏出を抑制することができる、車両用主電動機の油漏れ抑制構造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。
回転子軸の軸受に潤滑油を供給して潤滑する軸受装置を有し、該軸受装置に対向する位置に、該回転子軸を中心に回転する回転体を有する継手が設けられた車両用主電動機における油漏れ抑制構造であって、上記軸受装置の側面を含み上記回転体と対向する面に、この回転体が含まれる空間と区画された、上記回転体の回転半径内側と外側の空間を連通させる通路が設けられる。そして、上記通路により、回転体の回転により圧力が低下した回転体の回転半径の内側にある主電動機の軸受装置近傍の空間と回転体の回転半径外側の空間をつなぎ、回転体の回転半径内外の圧力差を緩和する。
上記通路は、上記回転体の回転半径の内側から外側に連通する穴または管で構成され、
軸受装置の側面を含む面に設けられた冷却フィンの一部を利用して構成する。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
本発明においては、軸受装置に対向する位置に設けられた回転体の回転によって圧力が低下した該回転体の回転半径の内側にある主電動機の軸受装置近傍の空間と、該回転体の回転半径外側の空間とが、該回転体の回転半径内側と外側の空間を連通させる通路でつながれる。好ましくは、上記通路が、上記回転体の回転半径の内側から外側に連通する穴または管で構成される。
従って、本発明によれば、上記回転体の回転半径内外の圧力差が緩和され、軸受装置内の潤滑油の機外への漏出が抑制される。その結果、軸受の潤滑性能を良好に維持することができ、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。
特に、本発明において、上記通路は、軸受装置の側面を含む面に設けられた冷却フィンの一部を利用して構成された穴または管である。従って、本発明によれば、例えば、冷却フィンの上にフタを被せることによって、上記回転体の回転半径内側と外側の空間を連通させる穴又は管を簡易に形成することが可能となる。その結果、主電動機の軸受装置内の潤滑油の機外への漏出を簡易に抑制することができる。

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、本発明の前提となる車両用主電動機の軸受装置の断面構成例を示す図である。
図１には、継手２と軸受装置の断面が示される。該軸受装置は、軸受カバー１０、油掻揚げ円板１２、軸受１３、軸受押え１４、軸受箱１５、油溜め室１０ｃ、１５ａ、ラビリンス１０ｄ、１５ｃ、給油室１８、貯油室１８ａを備える。１１は車両用主電動機の回転子軸、１７は車両用主電動機の外カバー、２０は圧力緩和用連通穴である。図１に示す車両用主電動機の軸受装置が備える各構成部は、図８乃至１０を参照して前述した従来の車両用主電動機の軸受装置が備える同符号の構成部と同様である。また、図１に示す軸受装置を備える車両用主電動機を有する車両の駆動部の構成は、図７を参照して説明した車両の駆動部の構成と同様である。

図１に示す軸受装置は、回転子軸１１の軸受１３に潤滑油を供給して潤滑する。継手２は、上記回転子軸１１に取り付けられている回転体である。継手２は、軸受装置に対向する位置に設けられ、回転子軸１１を中心に回転する。なお、継手２以外の回転体を回転子軸１１に取り付け、該回転体を該軸受装置に対向する位置に設けるようにしてもよい。
圧力緩和用連通穴２０は、軸受装置の側面を含み上記継手２等の回転体と対向する面（例えば、軸受カバー１０の機外側側面）に設けられる。該圧力緩和用連通穴２０は、継手２等の回転体と軸受装置の側面との間を区画して設けられる通路であって、該継手２等の回転体の回転半径内側と外側の空間を連通させる。具体的には、該圧力緩和用連通穴２０は、継手２等の回転体の回転半径の内側にある主電動機の軸受装置近傍の空間（図１中のラビリンス１０ｄ近傍の空間）と該回転体の回転半径外側の空間をつなぐ。上記回転体の回転半径内側と外側の空間を連通させる通路を、該回転体の回転半径の内側から外側に連通する管で構成するようにしてもよい。

車両用主電動機使用時に、車両用主電動機の回転子軸１１に取り付けられた継手２等の回転体が回転運動することにより、該回転体の回転半径内側にある主電動機の軸受装置近傍（図１中のラビリンス１０ｄ近傍）の圧力が低下する。該回転半径の内側にある主電動機の軸受装置近傍の圧力が低下すると、油溜め室１０ｃ内の潤滑油が、ラビリンス１０ｄを通って吸い出されて、機外に漏出しようとする。しかし、上記圧力緩和用連通穴２０が、継手２等の回転体の回転半径の内側にある主電動機の軸受装置近傍の空間（図１中のラビリンス１０ｄ近傍の空間）と該回転体の回転半径外側の空間とをつなぐことによって、該回転体の回転半径内外の圧力差が緩和される。その結果、軸受装置内の潤滑油（油溜め室１０ｃに溜まった潤滑油）のラビリンス１０ｄを通した機外への漏出が抑制される。

図２は、図１中に示す軸受装置を継手側から見た正面図である。
図２を参照すると、圧力緩和用連通穴２０が、継手２の回転半径Ｒの内側にある主電動機の軸受装置近傍の空間と該継手２の回転半径外側の空間をつなぐことがわかる。

図３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示す図である。
図３には、継手２と軸受装置の断面が示される。該軸受装置は、軸受カバー１０、油掻揚げ円板１２、軸受１３、軸受押え１４、軸受箱１５、油溜め室１０ｃ、１５ａ、ラビリンス１０ｄ、１５ｃ、給油室１８、貯油室１８ａ、冷却フィン１９を備える。１１は車両用主電動機の回転子軸、１７は車両用主電動機の外カバー、２１はフタである。
図３に示す車両用主電動機の軸受装置が備える各構成部のうち、図１に示す車両用主電動機の軸受装置が備える構成部の符号と同符号のものは、図１に示す車両用主電動機が備える構成部と同様である。また、図２に示す軸受装置を備える車両用主電動機を有する車両の駆動部の構成は、図７を参照して説明した車両の駆動部の構成と同様である。

図３に示す軸受装置は、回転子軸１１の軸受１３に潤滑油を供給して潤滑する。継手２は、上記回転子軸１１に取り付けられている回転体である。継手２は、軸受装置に対向する位置に設けられ、回転子軸１１を中心に回転する。なお、継手２以外の回転体を回転子軸１１に取り付け、該回転体を該軸受装置に対向する位置に設けるようにしてもよい。
冷却フィン１９は、軸受装置を冷却させる冷却器である。冷却フィン１９は、軸受装置の側面を含み継手２等の回転体と対向する面（軸受カバー１０の機外側側面と軸受箱１５の機外側側面）に設けられる。図３中に示す軸受装置を継手側から見た正面図である図４中に示すように、軸受装置上に複数の冷却フィン１９が設けられる。
フタ２１は、図４に示すように、軸受装置上に設けられた複数（図４中に示す例では２個）の冷却フィン１９の上に、該複数の冷却フィン１９に被さるように設けられる。フタ２１が冷却フィン１９に被さるように設けられることにより、継手２等の回転体と軸受装置の側面との間が区画され、該継手２等の回転体の回転半径内側と外側の空間を連通させる通路が形成される。該通路は、複数の冷却フィン１９の一部を利用して構成された穴または管であり、継手２等の回転体の回転半径の内側にある主電動機の軸受装置近傍の空間（図３中のラビリンス１０ｄ近傍の空間）と該回転体の回転半径外側の空間をつなぐ。

車両用主電動機使用時に、車両用主電動機の回転子軸１１に取り付けられた継手２等の回転体が回転運動することにより、該回転体の回転半径の内側にある主電動機の軸受装置近傍（ラビリンス１０ｄ近傍）の圧力が低下する。該回転体の回転半径の内側にある主電動機の軸受装置近傍（ラビリンス１０ｄ近傍）の圧力が低下すると、油溜め室１０ｃ内の潤滑油が、ラビリンス１０ｄを通って吸い出されて、機外に漏出しようとする。しかし、上複数の冷却フィン１９の一部を利用して構成された穴または管が、継手２等の回転体の回転半径の内側にある主電動機の軸受装置近傍の空間（ラビリンス１０ｄ近傍の空間）と該回転体の回転半径外側の空間とをつなぐことによって、該回転体の回転半径内外の圧力差が緩和される。その結果、軸受装置内の潤滑油（油溜め室１０ｃに溜まった潤滑油）のラビリンス１０ｄを通した機外への漏出が防止される。

図５は、車両用主電動機の軸受装置の他の構成例を示す断面図である。
図５には、継手２と軸受装置の断面が示される。該軸受装置は、軸受カバー１０、油掻揚げ円板１２、軸受１３、軸受押え１４、軸受箱１５、油溜め室１０ｃ、１５ａ、ラビリンス１０ｄ、１５ｃ、給油室１８、貯油室１８ａを備える。１１は車両用主電動機の回転子軸、１７は電動機の外カバー、２０は圧力緩和用連通穴である。
図５に示す車両用主電動機の軸受装置が備える各構成部は、図１に示す車両用主電動機の軸受装置が備える同符号の構成部と同様である。また、図５に示す軸受装置を備える車両用主電動機を有する車両の駆動部の構成は、図７を参照して説明した車両の駆動部の構成と同様である。

この構成例では、図５及び図５中に示す軸受装置を継手側から見た正面図である図６に示すように、軸受装置の側面を含み継手２等の回転体と対向する面（例えば、軸受カバー１０の機外側側面）に、複数の圧力緩和用連通穴２０を設ける。車両用主電動機使用時に、車両用主電動機の回転子軸１１に取り付けられた継手２等の回転体が回転運動することにより、該回転体の回転半径内側にある主電動機の軸受装置近傍（ラビリンス１０ｄ近傍）の圧力が低下する。該回転体の回転半径の内側にある主電動機の軸受装置近傍の圧力が低下すると、油溜め室１０ｃ内の潤滑油が、ラビリンス１０ｄを通って吸い出されて、機外に漏出しようとする。しかし、上記軸受装置の側面を含み継手２等の回転体と対向する面に設けられた各々の圧力緩和用連通穴２０が、継手２等の回転体の回転半径の内側にある主電動機の軸受装置近傍の空間（ラビリンス１０ｄ近傍の空間）と該回転体の回転半径外側の空間とをつなぐことによって、該回転体の回転半径内外の圧力差が緩和される。その結果、軸受装置内の潤滑油（油溜め室１０ｃに溜まった潤滑油）のラビリンス１０ｄを通した機外への漏出が抑制される。

複数の圧力緩和用連通穴２０が設けられた本構成例の車両用主電動機の軸受装置によれば、図５に示す継手１と軸受カバー１０との間の隙間Ｓの大きさが小さく、軸受装置の側面を含み継手２等の回転体と対向する面（例えば、軸受カバー１０の機外側側面）に十分な大きさの圧力緩和用連通穴２０を設けることができない場合であっても、該複数の圧力緩和用連通穴２０が、継手２等の回転体の回転半径の内側にある主電動機の軸受装置近傍の空間と該回転体の回転半径外側の空間とをつなぎ、該回転体の回転半径内外の圧力差を十分に緩和する。その結果、軸受装置内の潤滑油機外への漏出を効果的に抑制することが可能となる。

本発明の前提となる車両用主電動機の軸受装置の断面構成を示す図である。 軸受装置を継手側から見た正面図（１）である。 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示す図である。 軸受装置を継手側から見た正面図（２）である。 車両用主電動機の軸受装置の他の断面構成例を示す図である。 軸受装置を継手側から見た正面図（３）である 従来の車両の駆動部の構成の一例を示す図である。 従来の車両の駆動部の部分断面図である。 軸受装置を継手側から見た正面図（４）である。 車両用主電動機の軸受装置の部分拡大断面図である。

符号の説明

１ 車両用主電動機
２ 継手
３ 駆動装置
４ 車輪
５ 車軸
１０ 軸受カバー
１０ｂ 空間
１０ｃ、１５ａ 油溜め室
１０ｄ、１５ｃ ラビリンス
１１ 回転子軸
１２ 油掻揚げ円板
１３ 軸受
１４ 軸受押え
１５ 軸受箱
１７ 外カバー
１８ 給油室
１８ａ 貯油室
１９ 冷却フィン
２０ 圧力緩和用連通穴
２１ フタ

Claims (1)

1. 回転子軸の軸受に潤滑油を供給して潤滑する軸受装置を有し、該軸受装置に対向する位置に、該回転子軸に取り付けられ、該回転子軸を中心に回転する回転体を有する継手が設けられた車両用主電動機における油漏れ抑制構造であって、
   上記軸受装置の側面を含み上記回転体と対向する面に、上記回転体との間を区画して、上記回転体の回転半径内側と外側の空間を連通させる通路が設けられ、
   上記通路は、上記軸受装置の側面を含み上記回転体と対向する面に設けられた冷却フィンの一部にフタを被せて形成した通路であって、
   上記通路により、上記回転体の回転により圧力が低下した上記回転体の回転半径の内側にある主電動機の上記軸受装置近傍の空間と上記回転体の回転半径外側の空間をつなぎ、上記回転体の回転半径内外の圧力差を緩和する
   ことを特徴とする車両用主電動機の油漏れ抑制構造。

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