JPH104651A - 車両用主電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】潤滑油の減少を防ぎ、保守・点検の頻度を減ら
すことのできる車両用主電動機を得ること。 【解決手段】磁気検出器５の上端に貫設された検出部外
筒６Ａの外側面に対して、カバー16ＡをＯリングを介し
て取り付け、検出部外筒６Ａとカバー16Ａで構成する容
器の内部に潤滑油７を注入して、検出歯車４の下部を潤
滑油７に浸漬する。検出部外筒６Ａと、外枠15の出力側
の側面に取り付けられた油溜外筒６Ｂとを、連通管11Ａ
で接続する。検出歯車４の回転によってかき上げられた
潤滑油で、玉軸受３を潤滑する。連通管11Ａには、複数
の放熱板を溶接して、連通管11Ａの内部の潤滑油を冷却
してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用主電動機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の車両用主電動機の一例を
示す縦断面図、図６は、図５のＣ−Ｃ断面図で、かご形
誘導電動機の場合を示す。図５及び図６において、断面
がＵ字状で右側が開口した外枠15の内周には、固定子鉄
心20が圧入され、この固定子鉄心20の両側には、厚板か
ら環状に形成された鉄心押え20ａが配置されている。固
定子鉄心20の内周側に軸方向に形成された各スロットに
は、固定子コイル22が挿入されている。

【０００３】また、外枠15の右端には、側枠12がこの側
枠12の外周に形成された嵌合部を介して挿入され、複数
のボルトで固定されている。側枠12の更に外側には、断
面が略凸字状に形成された油溜８の外周が図示しないＯ
リングを介してボルトで固定されている。

【０００４】外枠15の左端には、検出部外筒６Ｃの右端
が溶接され、この検出部外筒６Ｃの左端には、カバー16
がボルトで固定されている。検出部外筒６Ｃの上端に
は、磁気検出器５が縦に貫設され、この磁気検出器５の
信号線５ａは、この車両用主電動機の速度を制御する可
変電圧可変周波数のインバータの制御回路に接続されて
いる。

【０００５】前述した油溜８の内部の上端には、樋10が
収納され、この樋10には、送り管11Ｂの右端が油溜８の
上部を気密に貫通して接続され、この送り管11Ｂは、外
枠15の外側に沿ってこの外枠15の左側が僅かに低くなる
ように傾斜して配設され、後述する軸受押え14Ｃに図示
しない継手を介して接続されている。

【０００６】外枠15の左端の中心部に形成された円形の
開口部には、軸受板13が内側から挿入され、ボルトで外
側から固定されている。この軸受板13の内周には、回転
軸１の左側に圧入された玉軸受３の外輪が挿入されてい
る。

【０００７】この玉軸受３の左側には、前述した軸受押
え14Ｃの中央の凸部が軸受板13に対して左側から挿入さ
れ、この軸受押え14Ｃを軸受板13に固定するボルトによ
って玉軸受３の外輪を外側から押圧している。

【０００８】回転軸１の左側には、略凸字状に形成され
た検出歯車４の中心に形成された嵌合穴が圧入され、図
示しないボルトで回転軸１に固定されている。回転軸１
の中央部には、回転子鉄心19が圧入されている。この回
転子鉄心19の外周に形成された各スロットには、ロータ
バー21が挿入され、これらのロータバー21は、これらの
ロータバー21の両端にろう付された環状のエンドリング
で接続されている。

【０００９】回転子軸１の右側には、ころ軸受２が右側
から圧入され、このころ軸受２の外輪は、側枠12の中心
に形成された軸受穴に挿入されている。側板12の右側面
の中心部には、ころ軸受２の外輪を固定する軸受押え14
Ｂがボルトで固定され、この軸受押え14Ｂには、上端に
対して油溝が形成されている。

【００１０】回転子軸１の右側には、ころ軸受２の右側
に対してかき上げ円板９Ｂが圧入され、回転子軸１に固
定されている。回転子軸１の右端には、図示しない可撓
継手の片側が図示しないキーを介して連結されるテーパ
部が形成されている。油溜８には、潤滑油７が注入さ
れ、この潤滑油７の油面７ａは、前述したかき上げ円板
９Ｂの下端よりも上位に位置している。

【００１１】油溜８の下部には、戻り管11Ｃの右端が接
続され、この戻り管11Ｃは、外枠15に沿って左側が僅か
に高くなるようにこの外枠15の左端に配設され、この外
枠15の左側から、左側の軸受押え14Ｃの中央上部に螺合
された図示しない継手に接続されている。

【００１２】このように構成された車両用主電動機にお
いては、車輪を回転させる回転軸１が固定子コイル22へ
の通電によって回転すると、この回転軸１の右側に圧入
されたかき上げ円板９Ｂの回転に伴って、このかき上げ
円板９Ｂの下端が浸漬した潤滑油７がかき上げられる。

【００１３】すると、このかき上げられた潤滑油７の一
部は樋10に流入し、他は、側枠12の外面を流下して、軸
受押え14Ｂの上端に形成された油溝14ｂに流入し、さら
に流下してころ軸受２を潤滑する。

【００１４】一方、樋10に流入した潤滑油は、送り管11
Ｂと左側の軸受押え14Ｃを経て、玉軸受３の内部に流入
する。また、長期に亘る走行によって、油溜８の内部の
潤滑油７の油面７ａが所定の高さにあるか否かを検査す
るときには、図６に示す油溜８の下部上面のボルト23を
外して、測定棒で検査する。

【００１５】また、回転軸１の回転に伴い、検出歯車４
が回転すると、この検出歯車４の外周に形成された歯と
この歯の間との空隙の差による磁気抵抗の変化で、検出
歯車１の回転角度、すなわち回転速度を磁気検出器５の
パスル信号で検出し、この回転速度の検出信号が車両の
速度制御回路に入力されて、列車の走行速度が制御され
る。また、回転軸１の回転力は、図５の右端のテーパ部
１ａから図示しない可撓継手を介して減速機に伝達さ
れ、この減速機から駆動輪に伝達される。

【００１６】ところで、ますます高速化され高出力が要
求される車両用主電動機では、潤滑油の減少及びこの潤
滑油の温度上昇に伴う劣化を防ぐことと、これらの減少
と劣化に伴う保守・点検の頻度の増加を抑えることが要
請される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成された車両用主電動機においては、ころ軸受２と玉
軸受３から内部の回転子鉄心側に流入する潤滑油を防ぐ
ためのシールは、回転軸１の回転数が高いために、非接
触形のラビンスシールを採用せざるを得ない。

【００１８】このため、長期間に亘る運転によって、ラ
ビンスシールから気化状及び液状の潤滑油が内部に流入
するおそれがある。すると、油溜８の内部に注入された
潤滑油７の油面７ａが低下して、潤滑油７のかき上げ量
が減少し、ころ軸受２と玉軸受３の潤滑が不十分となる
ので、給油の頻度を上げなければならず、内部に流出し
た潤滑油で固定子や回転子が汚損されるので、保守・点
検の頻度を上げなければならなくなるおそれもある。

【００１９】また、油給や油面７ａの検査頻度も上げな
ければならないが、この検査や給油作業は、この車両用
主電動機が台車の下部の狭い空間に搭載されているため
に、作業性が悪い。

【００２０】そのため、潤滑油７の貯溜量を増やす方法
も考えられるが、すると、戻り管11Ｃを流下する潤滑油
の流速が低下するとともに、かき上げ円板９Ｂによる潤
滑油７が撹拌による温度上昇でラビンスシールからの流
出が増え、固定子や回転子の汚損も増えるおそれもあ
る。そこで、本発明の目的は、潤滑油の減少を防ぎ、保
守・点検の頻度を減らすことのできる車両用主電動機を
得ることである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
車両用主電動機は、両側の軸受に回転軸が貫設された外
枠の片側に油溜が設けられ、回転軸の他端に固定された
検出板の回転で回転軸の回転速度を検出する検出部が外
枠の他側に設けられた車両用主電動機において、検出板
の回転でかき上げられて他側の軸受を潤滑する潤滑油を
検出部に貯溜したことを特徴とする。

【００２２】また、請求項２に記載の発明の車両用主電
動機は、油溜の下部と検出部の下部を連通管で接続した
ことを特徴とする。

【００２３】また、請求項３に記載の発明の車両用主電
動機は、連通管の外周に複数の放熱板を突設したことを
特徴とする。

【００２４】また、請求項４に記載の発明の車両用主電
動機は、連通管を複数本としたことを特徴とする。

【００２５】さらに、請求項５に記載の発明の車両用主
電動機は、検出板を外形に歯形が形成された円板とした
ことを特徴とする。

【００２６】このような手段によって、請求項１に記載
の発明においては、かき上げられて両側の軸受を潤滑す
る潤滑油の貯溜量を増やし、請求項２に記載の発明にお
いては、両側の潤滑油の油面の高さを均等にし、請求項
３に記載の発明においては、潤滑油の熱を放熱板を介し
て外気に放熱する。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の車両用主電動機の
一実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明
の車両用主電動機の第１の実施形態を示す縦断面図で、
従来の技術で示した図５に対応し、請求項１及び請求項
２に対応する図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図で、同じ
く図６と対応する図である。

【００２８】図１及び図２において、従来の技術で示し
た図５及び図６と異なるところは、玉軸受側にも油溜を
設けたことと、右側の油溜が小形となったことで、他
は、図５及び図６とほぼ同一である。したがって、図５
及び図６と同一部分には、同一符号を付して説明を省略
する。

【００２９】すなわち、外枠15の左側面には、図５で示
した検出外筒６Ｃと外形が同一の検出外筒６Ａが水密溶
接で接合されており、この検出外筒６Ａの下部には連通
管11Ａの左端が接続され、この連通管11Ａの右端は、側
枠12に溶接された従来の技術で示した図６の油溜８と比
べて直径が小さくて、検出外筒６Ａと同一外形の油溜外
筒６Ｂの下部に溶接されている。

【００３０】このうち、左側の検出外筒６Ａの左端の面
には、図示しないＯリング溝が形成され、このＯリング
溝には、図示しないＯリングが挿入されている。また、
検出外筒６Ａの左側面には、カバー16Ａが複数本のボル
トで固定され、この結果、前述したＯリングは、所定の
圧縮量に圧縮されている。

【００３１】なお、検出外筒６Ａの上端面に溶接された
図示しない座にもＯリング溝が形成され、このＯリング
溝にも小径のＯリングが挿入され、磁気検出器５の取付
部となるフランジによって、圧縮されている。これらの
検出外筒６Ａとカバー16Ａなどで構成された油溜には、
潤滑油７が注入され、検出歯車４の下端は、潤滑油７に
浸漬されている。

【００３２】一方、右側の油溜外筒６Ｂは、従来の技術
で示した油溜８と比べて外形が小さく、この油溜外筒６
Ｂの右側面にも、図示しないＯリング溝が形成されてＯ
リングが挿入され、カバー16Ｂが固定されて油溜を形成
し、内部には潤滑油７が注入されている。

【００３３】なお、右側のかき上げ円板９Ａは、図６で
示したかき上げ円板９Ｂと比べて外径が小さく、左側の
検出歯車の外径と同一となっており、図６で示した油溜
８の上部と左側の軸受押え14Ａの間に配設された送り管
11Ｂは、省かれている。

【００３４】したがって、軸受押え14Ａの左側面には、
図６で示した送り管11Ｂの左端が螺合される図示しない
継手も省かれており、代りに、玉軸受３の上端の内外輪
の間に通じる油穴14ａが形成されている。

【００３５】次に、このように構成された車両用主電動
機の作用を説明する。回転軸１が回転すると、この回転
軸１に圧入されたけ検出歯車４とかき上げ円板９Ａが回
転して、潤滑油がかき上げられる。これらの油溜の上部
から流下した潤滑油は、左側の軸受押え14Ａでは、油穴
14ａから玉軸受３の上部に流入する。

【００３６】同じく、右側の油溜では、側枠12に沿って
流下した潤滑油が、軸受押え14Ｂの上端に形成された油
溝14ｂからころ軸受２に流下して、これらの玉軸受３と
ころ軸受２を潤滑する。

【００３７】また、このように構成された車両用主電動
機においては、左右の油溜に貯溜された潤滑油のかき上
げ部（かき上げ板の浸漬部）の油量の合計を、図６で示
した車両用主電動機の浸漬部の約２倍に増やすことがで
きるので、ころ軸受２と玉軸受３から内部に流入する潤
滑油による油面の低下を抑えることができる。

【００３８】すなわち、右側の油溜８の内部に注入され
た潤滑油７の油面の位置をころ軸受２の左側のラビンス
シールから内部に流出しない程度に上げることができる
ので、たとえ、図１及び図２に示すように検出外筒６Ａ
と油溜円筒６Ｂの直径を減らしても、潤滑油のかき上げ
部の油量を増やすことができ、潤滑油の汚損の進度を抑
えることもできる。さらに、万一、左右の油溜のかき上
げ量や流出量の差で、片側の油面の高さが一時的に変動
しても、連通管11Ａで連通しているので、常に同一面に
維持することができる。

【００３９】したがって、給油のためや油面の検査のた
めの保守・点検間隔を延ばすことができるだけでなく、
右側の油溜の外形を減らすことができ、図５に示した送
り管５も省くことができるので、外形と重量を減らすこ
とができ、台車への収納及び保守性が上り、高速化のた
めに要請される軽量化にも応えることができる。

【００４０】次に、図３は、本発明の車両用主電動機の
第２の実施形態を示す縦断面図で、図１に対応し、請求
項３に対応する図である。図３において、第１の実施形
態で示した図１及び図２と異なるところは、連通管11Ａ
に対して図３の破線で示す環状の放熱板11ａを連続して
溶接したことである。

【００４１】このように構成された車両用主電動機にお
いては、玉軸受３ところ軸受２によって加熱された潤滑
油によって上昇した連通管11Ａの熱を、放熱板11ａの外
面を走行中に流れる外気によって放出して冷却すること
ができるので、ころ軸受２と玉軸受３から流下して高温
となった潤滑油を効率的に冷却することができ、この潤
滑油の劣化や汚損の進行を抑えることもできる。

【００４２】なお、上記実施例において、連通管11Ａ
は、図４に示すように軸方向から見て左右対称に配設す
ることで、放熱板11ａによる冷却効果と、劣化の進行の
抑制効果を上げてもよい。また、連通管11Ａは、潤滑油
の温度上昇（車両の走行環境、例えば、熱帯地方を走行
する車両など）と、車両用主電動機の台車の設置空間に
よっては、更に増やしてもよい。

【００４３】逆に、例えば、寒帯地方を走行する車両に
搭載される車両用主電動機では、連通管11Ａを省いて、
更に軽量化と小形化を図った請求項１に記載の発明とし
てもよい。

【００４４】更に、上記実施形態では、車両の床下など
に搭載されるかご形電動機の場合で説明したが、巻線形
電動機でも、外枠の他側に回転軸の回転を検出する検出
板が固定された電動機であれば適用することができ、さ
らに、取付場所や搭載される場所の如何にかかわらず、
適用することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上、請求項１に記載の発明によれば、
両側の軸受に回転軸が貫設された外枠の片側に油溜が設
けられ、回転軸の他端に固定された検出板の回転で回転
軸の回転速度を検出する検出部が外枠の他側に設けられ
た車両用主電動機において、検出板の回転でかき上げら
れて他側の軸受を潤滑する潤滑油を検出部に貯溜するこ
とで、かき上げられて両側の軸受を潤滑する潤滑油の貯
溜量を増やしたので、潤滑油の減少を防ぎ、保守・点検
の頻度を減らすことのできる車両用主電動機を得ること
ができる。

【００４６】また、請求項２に記載の発明によれば、油
溜の下部と検出部の下部を連通管で接続することで、両
側の潤滑油の油面の高さを均等にしたので、潤滑油の減
少の偏りを防ぎ、保守・点検の頻度を減らすことのでき
る車両用主電動機を得ることができる。

【００４７】また、請求項３に記載の発明によれば、連
通管の外周に複数の放熱板を突設することで、潤滑油の
熱を放熱板を介して外気に放熱したので、潤滑油の減少
と劣化を防ぎ、保守・点検の頻度を減らすことのできる
車両用主電動機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用主電動機の第１の実施形態を示
す縦断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】本発明の車両用主電動機の第２の実施形態を示
す縦断面図。

【図４】本発明の車両用主電動機の第３の実施形態を示
す縦断面図で、図３のＢ−Ｂ断面図に対応する図。

【図５】従来の車両用主電動機の一例を示す縦断面図。

【図６】図５のＣ−Ｃ断面図。

【符号の説明】

１…回転軸、２…ころ軸受、３…玉軸受、４…検出歯
車、５…磁気検出器、６Ａ…検出部外筒、６Ｂ…油溜外
筒、７…潤滑油、７ａ…油面、８…油溜、９Ａ…かき上
げ円板、、10…樋、11Ａ…連通管、11ａ…放熱板、12…
側板、13…軸受板、14Ａ，14Ｂ…軸受押え、14ａ…油
穴、15…固定子枠、16Ａ，16Ｂ…カバー、19…回転子鉄
心、20…固定子鉄心、21…ロータバー、22…固定子コイ
ル、23…ボルト。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両側の軸受に回転軸が貫設された外枠の
   片側に油溜が設けられ、前記回転軸の他端に固定された
   検出板の回転で前記回転軸の回転速度を検出する検出部
   が前記外枠の他側に設けられた車両用主電動機におい
   て、前記検出板の回転でかき上げられて前記他側の軸受
   を潤滑する潤滑油を前記検出部に貯溜したことを特徴と
   する車両用主電動機。
2. 【請求項２】 前記油溜の下部と前記検出部の下部を連
   通管で接続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。
3. 【請求項３】 前記連通管の外周に複数の放熱板を突設
   したことを特徴とする請求項２に記載の車両用主電動
   機。
4. 【請求項４】 前記連通管を複数本としたことを特徴と
   する請求項２又は請求項３に記載の車両用主電動機。
5. 【請求項５】 前記検出板を、外形に歯形が形成された
   円板としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のい
   ずれかに記載の車両用主電動機。