JP5462829B2

JP5462829B2 - 電動機の軸受部構造

Info

Publication number: JP5462829B2
Application number: JP2011074342A
Authority: JP
Inventors: 昌泰藤枝
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: JP2012210088A

Description

本発明は車両用主電動機に係り、特に、車両用主電動機の軸受部構造に関する。

一般的に車両用主電動機は、軸受で回転子を支持している。軸受は主電動機を長期間運転させると磨耗するため、交換する必要がある。軸受を交換するためには、回転子を固定子枠から引抜いた後、軸受を交換する必要がある。軸受の交換方法について記載されたものとして、例えば、特許文献１に記載されたものがある。当該特許文献１では、主電動機の内部に回転子の支持装置を設け、その支持装置を移動させることで回転子を固定子枠に固定し、軸受を交換する方法が記載されておリ、そして、当該特許文献１では、回転子を固定子枠から抜かないで軸受を交換している。

特開２００８−９９４９１号公報

しかしながら、上記の特許文献１の主電動機には、回転子を固定子枠から抜かないで軸受を交換する構造が記載されているが、主電動機の内部に、一般的な主電動機の構成部品以外の特殊な回転子の支持装置が必要であり、また、内部に設けた回転子の支持装置と機外側から取付けた軸受箱のため、一般的な主電動機と比較して軸方向に大型化する傾向にある。

そこで、本発明は、一般的な主電動機の大きさと構成部品で構成され、かつ、軸受交換を簡単にした車両用主電動機を提供することを目的とする。

本発明の車両用主電動機は、上記目的を達成するために、円筒型の固定子枠と、該固定子枠のフランジ面に接続されたベアリングブラケットと、円筒ころ軸受側の冷却用ファンと玉軸受側の冷却用ファンが接続され、前記固定子枠の中心に配置された回転子軸と、該回転子軸の両端に設けられた回転自在の軸受を有し、前記固定子枠の内部と前記玉軸受側の冷却用ファンの外周部を同角度で傾斜させると共に、前記円筒ころ軸受側の冷却用ファンに押しボルトを接触させるフランジを設けたことを特徴とする。

また、本発明の車両用主電動機は、上記構成に加え、回転子軸と回転子鉄心から成る回転子を玉軸受方向にずらすことで、前記玉軸受側の冷却用ファンと前記固定子枠の傾斜部が接触、保持することが好ましく、更に、前記ベアリングブラケットに少なくとも２個以上の加工したネジ穴に、押しボルトを挿入した後回転させ、前記円筒ころ軸受側の冷却用ファンに接触させることで、前記回転子を前記玉軸受方向に押付け、前記回転子を前記固定子枠に固定することが好ましく、そして、更には、前記円筒ころ軸受箱のふたと前記玉軸受箱のふたを機内側に取付けることが好ましい。

上述した本発明によれば、一般的な主電動機の大きさと構成部品で構成されるにもかかわれず、軸受の交換が簡単な車両用主電動機を提供することが可能になる。

本発明の実施例１になる車両用電動機の断面構造を示す断面図である。本発明の実施例１になる車両用電動機の、特に、軸受交換時の断面構造を示す一部展開断面図である。上記車両用電動機における軸受を交換する作業の詳細を示す部分断面図である。上記車両用電動機におけるベアリングブラケットの一例を示す正面図である。従来構造の軸受周りの部分断面の概略図の例である。

以下、図示した実施例に基づいて本発明の車両用主電動機を用いて説明する。尚、下記は、本発明の実施の形態の一例に過ぎず、本発明の内容を下記の具体的態様に限定することを意図する主旨ではない。

本発明の車両用主電動機の実施例１について、添付の図１〜図５を用いながら、以下に詳細に説明する。
本発明に基づく実施例１の車両用主電動機は、円筒状で一端に側板を有した固定子枠１０１の内周部に固定子鉄心１０２が固定され、この固定子鉄心１０２の内周部に設けられた溝にコイル１０３が挿入されている。前述固定子枠１０１には、ベアリングプラケット１０４が取付けられている。

固定子枠１０１の中心には回転子軸１０５(１)が配置されており、前述回転子軸１０５(１)の両端に取付けられた円筒ころ軸受１１２と玉軸受１１３によって前述回転子軸１０５(１)が支持されている。

前述した円筒ころ軸受１１２と玉軸受１１３は、ベアリングブラケット１０４に取付けられた円筒ころ軸受箱１０８と固定子枠１０１の側板に取付けられた玉軸受箱１０９の中心に設けることで、前述回転子軸１０５(１)の回転を自在にしている。

前述した円筒ころ軸受１１２は、軸受の構造から内輪と外輪部で、分離された円筒ころ軸受の内輪１１２(１)と円筒ころ軸受の外輪１１２（２）で構成され、軸方向にずらすことが可能である。前述円筒ころ軸受の内輪１１２（１）は前述回転子軸１０５(１)に取付けられ、前述円筒ころ軸受の外輪１１２（２）は円筒ころ軸受箱１０８に収められている。

前述した円筒ころ軸受箱１０８と玉軸受箱１０９には円筒ころ軸受１１２と玉軸受１１３を固定するために円筒ころ軸受箱のふた１１０と玉軸受箱のふた１１１が電動機の機内側に取付けられている。

前述した回転子軸１０５(１)は回転子鉄心１０５(２)に挿入されており（以後、回転子軸と回転子鉄心を合わせたものを回転子１０５とする）、前述回転子鉄心１０５(２)の両端には円筒ころ軸受側の冷却用ファン１０６と玉軸受側の冷却用ファン１０７を設け、前述玉軸受側の冷却用ファン１０７の外周部と固定子枠１０１との間には隙間を形成している。この隙間には同一傾斜が設けられており、前述回転子１０５を玉軸受方向に移動させた時に接触・保持する構造になっている。

前述した円筒ころ軸受側の冷却用ファン１０６には平面を設けており、ベアリングブラケット１０４に加工されたネジ穴から挿入された押しボルト１１９と面接触できる構造になっている。

回転子軸１０５(１)の軸端にはセンサギヤ１１７が取付けあり、前述センサギヤ１１７の回転速度を観測するための速度センサ１１８が玉軸受箱１０９に固定されている。

このように構成された車両用主電動機１００において、円筒ころ軸受１１２及び玉軸受１１３の交換を行う場合には、まず、油切り１１４、センサギヤ１１７と速度センサ１１８を取外す。その後、回転子１０５を玉軸受方向に移動させ、ベアリングブラケット１０４に設けられたネジ穴から押しボルト１１９を挿入後、円筒ころ軸受箱１０８と玉軸受箱１０９を取外し、円筒ころ軸受内輪１１２(１)を取外して軸受を交換する。

回転子支持装置を使用しないで、軸受を交換する作業の詳細を、図３及び図４により詳細に説明する。なお、ここで、図３（ａ）は、油切り、センサギヤ、センサを取外した部分断面図、図３（ｂ）は、回転子を玉軸受方向にずらした部分断面図、図３（ｃ）は、ベアリングブラケットから押しボルトを挿入した部分断面図、図３（ｄ）は、円筒ころ軸受箱及び玉軸受箱を取外した部分断面図、そして、図３（ｅ）は、円筒ころ軸受の内輪を取外した部分断面図である。

まず、図３(ａ)は、油切り１１４、センサギヤ１１７、速度センサ１１８を取外した状態を示している。この状態では、玉軸受側の冷却用ファン１０７の外周部と固定子枠１０１の間には隙間がある。

図３（ｂ）は、回転子１０５を玉軸受方向に移動させた状態を示している。前述の油切り１１４とセンサギヤ１１７を取外すことで軸方向の固定がなくなり、軸受箱１０９のフランジ面の取付け向きと円筒ころ軸受１１２の軸方向にずらすことができる構造のため、玉軸受方向のみ移動させることが可能になる。

前述した回転子１０５を玉軸受方向へ移動させることで、玉軸受側の冷却用ファン１０７の外周部と固定子枠１０１との隙間が傾斜しているため、接触・保持することが可能になる。

図３（ｃ）と図４は、ベアリングブラケット１０４に設けられたネジ穴から少なくとも２本以上の押しボルト１１９を挿入した状態を示す。前述の押しボルト１１９を回して、円筒ころ軸受側の冷却用ファン１０６に矢印方向の力を加えることで、図３（ｃ）の丸で示す玉軸受側の冷却用ファン１０７と固定子枠１０１の接触面の面圧を高められ、回転子１０５を固定子枠１０１に固定・支持することが可能になる。

図３（ｄ）は、円筒ころ軸受箱１０８と玉軸受箱１０９を取外した図を示す。回転子１０５を固定子枠１０１に固定・支持することで、円筒ころ軸受の外輪１１２（２）を設けた軸受箱１０８と玉軸受１１３を設けた軸受箱１０９を取外すことが可能になる。

最後に図３（ｅ）に示すように、円筒ころ軸受の内輪１１２(１)を取外し、軸受の取外しを完了する。

軸受の再組立は、軸受の取外し作業の逆作業を実施することで組立てることができ、軸受の取外し、再組立を実施することで軸受の交換を完了する。

次に、比較例として、添付の図５により、一般的な（即ち、従来技術になる）主電動機の大きさにする軸受箱と軸受箱のふたの構成を説明する。尚、この構成は、円筒ころ軸受側も玉軸受側も同じため、玉軸受側を例にとって説明する。

図５（ｂ）は、従来構造の玉軸受周りの概略図を示している。従来構造は、図５（ａ）に示す一般的な構造と比較して玉軸受箱１０９を固定子枠１０１より機外に取付けるため、軸方向に大型化する。

図５（ｃ）は、本構造の玉軸受周りの概略図を示している。本構造は、玉軸受箱１０９の取付け方法は、従来構造と同一としたが、玉軸受箱のふた１１１の取付け位置を機外側から機内側に変更することで、軸方向の大きさを一般的な主電動機と同等の大きさにすることを可能にした。

以上の詳細な説明からも明らかなように、本発明によれば、一般的な主電動機の大きさと構成部品で、軸受交換を簡単にした車両用主電動機を提供することが可能となる。

１００…車両用主電動機、１０１…固定子枠部、１０２…固定子鉄心、１０３…固定子コイル、１０４…ベアリングブラケット部、１０５…回転子、１０５（１）…回転子軸、１０５（２）…回転子鉄心、１０６…円筒ころ軸受側の冷却用ファン部、１０７…玉軸受側の冷却用ファン部、１０８…円筒ころ軸受箱部、１０９…玉軸受箱部、１１０…円筒ころ軸受箱のふた部、１１１…玉軸受箱のふた部、１１２…円筒ころ軸受部、１１２(１)…円筒ころ軸受の内輪部、１１２(２)…円筒ころ軸受の外輪部、１１３…玉軸受部、１１４、１１５、１１６…油切り部、１１７…センサギヤ、１１８…速度センサ部、１１９…押しボルト。

Claims

車両用主電動機であって、
円筒型の固定子枠と、該固定子枠のフランジ面に接続されたベアリングブラケットと、円筒ころ軸受側の冷却用ファンと玉軸受側の冷却用ファンが接続され、前記固定子枠の中心に配置された回転子軸と、該回転子軸の両端に設けられた回転自在の軸受を有し、前記固定子枠の内部と前記玉軸受側の冷却用ファンの外周部を同角度で傾斜させると共に、前記円筒ころ軸受側の冷却用ファンに押しボルトを接触させるフランジを設けたことを特徴とする車両用主電動機。
請求項１に記載の車両用主電動機において、
前記回転子軸と回転子鉄心から成る回転子を前記玉軸受方向にずらすことで、前記玉軸受側の冷却用ファンと前記固定子枠の傾斜部が接触、保持されることを特徴とする車両用主電動機。
請求項２に記載の車両用主電動機において、
前記ベアリングブラケットに少なくとも２個以上の加工したネジ穴に、押しボルトを挿入した後回転させ、前記円筒ころ軸受側の冷却用ファンに接触させることで、前記回転子を玉軸受方向に押付け、前記回転子を前記固定子枠に固定することを特徴とする車両用主電動機
請求項３に記載の車両用主電動機において、
前記円筒ころ軸受箱のふたと前記玉軸受箱のふたを機内側に取付けたことを特徴とする車両用主電動機。