JPH0795741A - 車両用回転電機 - Google Patents

車両用回転電機

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JPH0795741A
JPH0795741A JP23528393A JP23528393A JPH0795741A JP H0795741 A JPH0795741 A JP H0795741A JP 23528393 A JP23528393 A JP 23528393A JP 23528393 A JP23528393 A JP 23528393A JP H0795741 A JPH0795741 A JP H0795741A
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JP
Japan
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shaft
bearing
coupling
coupling side
ventilation fan
Prior art date
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Pending
Application number
JP23528393A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Kinoshita
力 木下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0795741A publication Critical patent/JPH0795741A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カップリング側の軸受の冷却効率を高め軸受
の温度上昇を抑え潤滑寿命を長くするようにした車両用
回転電機を提供する。 【構成】 反カップリング側のシャフト6にファン11
を取付け、シャフト6の反カップリング側端をボルト1
6及び吊り工具14を取付けられるネジ6bとし、運転
中の冷却ではカップリング側の軸受を風上側においてこ
の軸受の冷却効率を向上させたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用主電動機等の車
両用回転電機に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄道車両では、近年、高速化、保守の省
力化が強く要求されている。このため、主電動機(以下
モータと称する)にあっても、高出力、高速回転への要
求が高く、保守の省力化についても、車両編成上モータ
が取付くモータ車とモータが無い車両との割合いを変え
モータ車を減少させて保守の省力化を図り、また保守回
帰の延長策も検討されている。この場合、モータ車の減
少にて更なる高出力化が要求され、また、交流かご形モ
ータにあっては、保守部分は軸受のみとなって軸受の潤
滑寿命の延長策が検討されている。
【0003】図7は、従来の交流かご形モータの断面を
示しており、自己通風冷却方式の構造を示している。同
図において、フレーム7に支持されたステータ鉄心2に
はステータコイル1が巻装されており、このステータ鉄
心2及びステータコイル1の内側には、回転部分である
かご形ロータ3が配置され、このロータ3はシャフト6
の両端にてコロ軸受4と玉軸受5とによりフレーム7に
て支持されている。
【0004】この場合、コロ軸受4は、シャフト6の出
力軸側(負荷へのカップリング側)に備えられ、他方玉
軸受5は反カップリング側に備えられており、このうち
玉軸受5は速度センサ8の歯車9によりその側面が押え
られ、ボルト10によりシャフト6の端に固定される。
【0005】また、カップリング側のシャフト6は、フ
レーム7より突出しており、この突出部分はテーパ軸6
aとなっている。シャフト6のカップリング側には、モ
ータ内にあってファン11がはめ合わされ、シャフト6
の回転に伴いファン11により冷却風が外部より吸い込
まれる。すなわち、反カップリング側のフレーム7に形
成された風吸込口12から冷却風が吸い込まれ、コイル
1や鉄心2を冷却しつつファン11に吸入され、カップ
リング側にてフレーム7に形成された風排出口13より
外部へ排出される。
【0006】かかる図7に示す構造のモータのロータ3
やシャフト6をステータから引き抜きまた再組立をする
に際しては、図8に示すように、テーパ軸6aにロータ
吊り工具14をはめ込み、クレーンにて吊り上げながら
テーパ軸6a側にロータ3を引き抜き、またはめ合わさ
れる。この場合、ファン11の直径Do は、冷却風量を
確保するため、ステータ鉄心2の内径dより大きくな
り、この結果ロータ3のカップリング側である引き抜き
方向側にファン11が備えられることになる。
【0007】なお、ロータ吊り工具14は、テーパ軸6
aを利用する構成であり、このためロータ3には専用の
吊り工具の取付け部は必要なくなる。従来より車両モー
タはかかる構造が一般的となっている。
【0008】ここで、モータが大形化するとテーパ軸6
aの直径Dも大きくなり、カップリング側のコロ軸受4
のサイズもテーパ軸6aに挿入される関係上大きくなっ
て、軸受内輪の内径d1 はテーパ軸6aの直径D以上で
あることから、軸受強度とは関係なく大形化することに
なる。
【0009】軸受サイズが大形化すると、軸受の転走速
度を示すDNm値(回転数X(外輪外径+内輪内径)/
2)が高くなり、軸受の温度上昇値が高くなると、軸受
グリースの潤滑性能で決められている温度上昇値の規定
55Kを越えたり、55Kを越えなくとも、上昇するに
従い、潤滑寿命が短かくなり、ひいてはモータの保守回
帰の延長が不可となる。
【0010】また、カップリング側のコロ軸受4は、冷
却通路上風下側となって発熱部を冷却した昇温冷却風に
て冷却を行なっても、冷却効率が低く、温度上昇は避け
られない。
【0011】他方、反カップリング側の玉軸受5は、テ
ーパ軸6aの直径Dに軸受サイズを左右されることがな
く、荷重計算上で軸受サイズを選定することが出来、一
般的には玉軸受5の内径d2 をテーパ軸の直径Dより小
さく出来る。この軸受サイズとしては、一般的には、8
両編成でモータ車両が4両の場合、200kW程度のモ
ータで、カップリング側のコロ軸受4がNU214(内
輪内径70mm)、反カップリング側の玉軸受5が631
0(内輪内径50mm)のものが使用されている。この場
合、反カップリング側の玉軸受5は、冷却通路上風上側
にあって、冷却効率が高いのみならず、サイズも小さく
冷却しやすい。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】以上の如く従来のモー
タにおいては、カップリング側にてファン11を備えて
吊り工具取付装置を必要としないままロータ3の引き抜
き、再組立をカップリング側より行なうに当り、軸受サ
イズが大きくなりがちのカップリング側の軸受の冷却を
その大きさや風下側にある関係上効率的に行なえないと
いう問題がある。
【0013】したがって、本発明は、高出力、高速回転
に対応する冷却を行ない、また保守の省力化のため保守
回帰の延長を図るため、温度上昇を抑えて高効率の冷却
を行なうようにした車両用回転電機の提供を目的とす
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明の構成は、ロータのシャフトの片端である反通風フ
ァン側から冷却風を吸い込み上記シャフトの他の片端で
ある通風ファン側から排出するよう前記シャフトに通風
ファンを取付け、前記シャフトはその両端にてころがり
軸受によりフレームに支持される車両用回転電機におい
て、前記通風ファンはシャフトの反カップリング側に備
えられ、前記シャフトのカップリング側ではころがり軸
受を円筒コロ軸受とし、前記反カップリング側ではころ
がり軸受を深溝玉軸受とし、この深溝玉軸受と前記シャ
フトとは嵌合され、前記反カップリング側のシャフト端
外周に形成されたネジに前記深溝玉軸受を押えるナット
を締付けた、ことを要旨とする。
【0015】また、本発明は、ロータのシャフトの片端
である反通風ファン側から冷却風を吸い込み上記シャフ
トの他の片端である通風ファン側から排出するよう前記
シャフトに通風ファンを取付け、前記シャフトはその両
端にてころがり軸受によりフレームに支持される車両用
回転電機において、前記通風ファンはシャフトの反カッ
プリング側に備えられ、前記シャフトのカップリング側
ではころがり軸受を深溝玉軸受とし、前記反カップリン
グ側ではころがり軸受を円筒コロ軸受とし、この円筒コ
ロ軸受の内輪と前記シャフトとは嵌合され、前記反カッ
プリング側のシャフト端外周に形成されたネジに前記円
筒コロ軸受の内輪を押えるナットを締付けた、ことを要
旨とする。さらに、本発明は、円筒コロ軸受をつば付き
円筒コロ軸受としたことを要旨とする。
【0016】
【作用】軸受サイズが大きくならない反カップリング側
にファンを備え、そして反カップリング側のシャフト端
にネジを形成してナットで軸受を締付け固定するのみな
らずロータ吊り工具を取付けるようにしたことにより、
カップリング側より冷却風を吸い込んで反カップリング
側より排出することができて、カップリング側軸受の温
度上昇が抑えられ、モータの高出力化、軸受潤滑寿命が
長くなり保守回帰の延長につながる。
【0017】
【実施例】ここで、図1〜図6を参照して本発明の実施
例を説明する。図1は一実施例の断面図であり、図7、
図8と同一部分には同符号を付す。図1において、1は
ステータコイル、2はステータ鉄心、3はロータ、8は
速度センサ、9は歯車である。テーパ軸6aがあるカッ
プリング側のシャフト6には、コロ軸受4が備えられ、
反カップリング側のシャフト6には玉軸受5が備えら
れ、これら軸受4,5を介してロータ3がフレーム7に
支持される。
【0018】玉軸受5が備えられた反カップリング側の
シャフト6には、その端にファン11がはめ合わされ一
体回転可能となっている。そして、このファン11に対
応する反カップリング側フレーム7には風排出口13が
備えられ、カップリング側フレーム7には風吸込口12
が備えられている。
【0019】玉軸受5のシャフト6への固定は、歯車9
の側面による軸受側面への押えと共に、シャフト6の端
部外周に形成されたネジ6bへのナット16による締付
けにて、折り座金15を介して行なわれる。
【0020】また、玉軸受5とフレーム7との間に介在
された鏡フタ17は、ボルト18を取外すことによりフ
レーム7に対し分離できる。また、フレーム7とハウジ
ング19とも分離可能となっている。
【0021】モータのロータ3を引き抜き及び再組立す
るに当っては、ボルト18を外してフレーム7より鏡フ
タ17を外し、ついで、玉軸受5及び歯車9を押さえて
いるナット16及び折り座金15を取り外し、ナット1
6を外したシャフト6端のネジ6bに仮シャフト20を
取付け、この仮シャフト20に吊り工具14を取付けて
クレーンにてロータ3を吊るようにする。この結果、図
2に示すようにロータ3及びシャフト6をファン11と
共に反カップリング側に引き抜くことができる。
【0022】かかる構造のモータにあって、ロータ3の
回転に伴う冷却については、ロータ3の回転に従って、
ファン11により冷却風がカップリング側より取り入れ
られて、先ず、カップリング側のコロ軸受4、発熱部で
あるコイル1、鉄心2を冷却した後、反カップリング側
の玉軸受5の順番で冷却される。
【0023】こうして、本実施例によれば、ロータ3の
引き抜き及び再組立時に、ロータ3の吊り工具14の取
付装置を必要とせずに、温度上昇の低い反カップリング
側の玉軸受5の冷却効率を低下させる一方で、温度上昇
の高いカップリング側のコロ軸受4の冷却効率を向上さ
せ、両側の軸受の温度上昇をバランスさせることが可能
となる。
【0024】図3、図4は他の実施例であり、図1、図
2との差異のみ説明するに、カップリング側のシャフト
6に玉軸受5を備え、反カップリング側のシャフト6に
コロ軸受4を備えた構成となっている。この例において
も、図4の如く反カップリング側からのロータ3の引き
抜きや再組立が可能であり、また風上側にある軸受サイ
ズが大きくなりがちな玉軸受5の冷却効率が向上する。
【0025】図5、図6はその他の実施例であり、カッ
プリング側のシャフト6には図3、図4と同様のコロ軸
受を備えると共に、反カップリング側のシャフト6につ
ば付きコロ軸受21を備えた構成となっている。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
カップリング側の軸受を風上側に置くことによりカップ
リング側の軸受の冷却効率を向上させることができ、軸
受の温度上昇を低く抑えることができて、モータの高出
力、高速化が可能となり、また、軸受の潤滑寿命を長く
できてモータの保守回帰の延長を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の断面図である。
【図2】図1のロータの引き抜きの説明図である。
【図3】本発明の他の実施例の断面図である。
【図4】図3のロータの引き抜きの説明図である。
【図5】本発明の更に他の実施例の断面図である。
【図6】図5のロータの引き抜きの説明図である。
【図7】従来例の断面図である。
【図8】図7の引き抜きの説明図である。
【符号の説明】
1 ステータコイル 2 ステータ鉄心 3 ロータ 4 コロ軸受 5 玉軸受 6 シャフト 7 フレーム 8 速度センサ 9 歯車 10,18 ボルト 11 ファン 12 風吸込口 13 風排出口 14 吊り工具 15 折り座金 16 ナット 17 鏡フタ 19 ハウジング 20 仮シャフト 21 つば付コロ軸受

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロータのシャフトの片端である反通風フ
    ァン側から冷却風を吸い込み上記シャフトの他の片端で
    ある通風ファン側から排出するよう前記シャフトに通風
    ファンを取付け、前記シャフトはその両端にてころがり
    軸受によりフレームに支持される車両用回転電機におい
    て、 前記通風ファンはシャフトの反カップリング側に備えら
    れ、前記シャフトのカップリング側ではころがり軸受を
    円筒コロ軸受とし、前記反カップリング側ではころがり
    軸受を深溝玉軸受とし、この深溝玉軸受と前記シャフト
    とは嵌合され、前記反カップリング側のシャフト端外周
    に形成されたネジに前記深溝玉軸受を押えるナットを締
    付けた、ことを特徴とする車両用回転電機。
  2. 【請求項2】 ロータのシャフトの片端である反通風フ
    ァン側から冷却風を吸い込み上記シャフトの他の片端で
    ある通風ファン側から排出するよう前記シャフトに通風
    ファンを取付け、前記シャフトはその両端にてころがり
    軸受によりフレームに支持される車両用回転電機におい
    て、 前記通風ファンはシャフトの反カップリング側に備えら
    れ、前記シャフトのカップリング側ではころがり軸受を
    深溝玉軸受とし、前記反カップリング側ではころがり軸
    受を円筒コロ軸受とし、この円筒コロ軸受の内輪と前記
    シャフトとは嵌合され、前記反カップリング側のシャフ
    ト端外周に形成されたネジに前記円筒コロ軸受の内輪を
    押えるナットを締付けた、ことを特徴とする車両用回転
    電機。
  3. 【請求項3】 円筒コロ軸受をつば付き円筒コロ軸受と
    した請求項2記載の車両用回転電機。
JP23528393A 1993-09-22 1993-09-22 車両用回転電機 Pending JPH0795741A (ja)

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JP23528393A JPH0795741A (ja) 1993-09-22 1993-09-22 車両用回転電機

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JP (1) JPH0795741A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005333795A (ja) * 2004-04-23 2005-12-02 Toshiba Corp 車両駆動用全閉形電動機
JP2007074856A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Toshiba Corp 車両用回転電機
CN101847906A (zh) * 2009-03-25 2010-09-29 株式会社东芝 铁道车辆用旋转电机的轴承装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007074856A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Toshiba Corp 車両用回転電機
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