CN103026593B - 旋转电机、轴承装卸用夹具以及轴承更换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的旋转电机具备：定子铁心（41）；转子（20），配置在定子铁心（41）内，具有将电磁钢板叠层而构成的叠层磁芯（25）和包覆叠层磁芯（25）的两端的铁心压板（21a、21b）；机架（15），具有内包定子铁心（41）和转子（20）的筒状部，和在转子轴（24）的方向上延伸并支撑转子轴（24）的转子轴支撑部；以及卡环（5a、5b），能够装卸地安装在转子轴支撑部上，支撑转子轴（24）能够旋转；在铁心压板（21a、21b）上环设有使夹具（30a、30b、50）的端部（34a、34b、53）嵌合的凹部（23a、23b），卡环（5a、5b）能够装卸地经由转子轴支撑部***夹具（30a、30b、50）。

Description

旋转电机、轴承装卸用夹具以及轴承更换方法
技术领域
本发明涉及一种驱动铁道车辆的旋转电机、轴承装卸用夹具以及轴承更换方法。
背景技术
在铁道车辆用的旋转电机中，根据节省保养性的观点一般多采用全密闭型的旋转电机。该全密闭型的旋转电机主要具有成筒状并将转子配置在内周一侧的机架，和与机架的两端对向地装配并支撑转子轴能够旋转的机壳。在该机壳的中心部设有轴承，同时在机架的内周部安装有收纳定子线圈的圆筒状的定子铁心，在定子铁心的内周面与转子的外周面之间形成有一样的空隙。
这样构成的全密闭型的旋转电机不需要转子等的清扫作业，但至于轴承则需要定期的维修。在维修时，一般是首先将转子从机架上拉出，然后拆除轴承的流程。
作为节省这种作业的手段，下述专利文献1所示的主电动机存在通过从轴承托架一侧朝向转子***的多个螺栓固定转子，然后将固定着轴承的机壳分解这种方式。
专利文献1：日本国特开2008-99491号公报（图6）。
但是，根据上述现有技术，由于是通过从轴承托架***的螺栓的前端部的摩擦力支撑转子的形式，所以存在仅通过该摩擦力难以稳定地固定转子的问题。而且，根据上述现有技术，由于螺栓比较长，所以存在被螺栓固定的转子因螺栓的挠曲而成为不稳定状态的情况。在这种情况下，由于转子的轴中心位置从机架的轴中心位置位移，所以不仅存在定子铁心的内周面与转子的外周面接触而缺损的可能性，也存在轴承的装卸有时会困难的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于获得能够使轴承的装卸作业容易化的旋转电机、轴承装卸用夹具以及轴承更换方法。
为了解决上述问题，实现发明目的，本发明的旋转电机的特征在于，具备：定子；转子，配置在上述定子内，具有将电磁钢板叠层而构成的转子磁芯和包覆上述转子磁芯的两端的铁心压板；机架，具有内包上述定子和上述转子的筒状部，和在上述转子轴的方向上延伸并支撑上述转子轴的转子轴支撑部；以及轴承部，为了能够在上述转子轴支撑部上装卸而安装，支撑上述转子轴能够旋转；在上述铁心压板上环设有使经由上述转子轴支撑部***的夹具的端部嵌合的凹部，从而使上述轴承部能够装卸。
根据本发明，由于具备具有包覆叠层磁芯的两端的铁心压板的转子，配置在机架的两端并支撑转子轴的托架部，以及支撑转子轴能够旋转的轴承部，在铁心压板上环设有使夹具的端部嵌合的凹部，所以具有能够使轴承的装卸作业容易化的效果。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的旋转电机的纵向剖视图；
图2是表示环状的夹具的结构的附图；
图3是以驱动相反侧的铁心压板为中心表示的转子的立体图；
图4是用于说明形成在驱动相反侧的铁心压板或者驱动侧的铁心压板上的槽部的形状和转子支撑部的端部的形状的附图；
图5是表示从第1托架部拆除了封盖等的状态的旋转电机的立体图；
图6是表示环状的夹具与第1托架部的关系的旋转电机的立体图；
图7是表示将环状的夹具安装在第1托架部上的状态的旋转电机的立体图；
图8是表示从第1托架部上拆除了轴承止挡等的状态的旋转电机的立体图；
图9是表示拆除了第3托架部一侧的轴承止挡等的状态的旋转电机的立体图；
图10是表示将环状的夹具在第3托架部上安装中途的状态的旋转电机的立体图；
图11是表示将环状的夹具安装在了第3托架部上的状态的旋转电机的立体图；
图12是安装了环状的夹具的状态的旋转电机的纵向剖视图；
图13是表示螺栓状的夹具的结构的附图；
图14是用于说明形成在第1托架部上的螺栓***孔的附图；
图15是用于说明形成在第3托架部上的螺栓***孔的附图。
附图标记说明：
13a、13b：封盖，2：风扇，3a、3b、3c、3d：轴承止挡，4a、4b：轴承盖，5a：卡环（轴承部），5b：卡环（轴承部），6：第1托架部（转子轴支撑部），7：第2托架部，8：第3托架部（转子轴支撑部），10a、10b：轴承，11a、11b：垫片，15：机架（筒状部），16a、16b：穿入孔，17a、17b、18a、18b：螺栓，20：转子，21a、21b：铁心压板，23a、23b：凹部，24：转子轴，25：叠层磁芯，30a、30b：环状的夹具，31a、31b：转子支撑部（支撑部），32a、32b：环状板，33a、33b：螺栓***孔，34a、34b、53：端部，40：定子线圈，41：定子铁心（定子），50：螺栓状的夹具，51：螺栓头，52：凸螺纹部，100：旋转电机。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明所涉及的旋转电机、轴承装卸用夹具以及轴承更换方法的实施方式进行详细说明。另外，本发明并不受该实施方式限定。另外，在以下的说明中，为了简单，一部分的结构要素仅以附图标记表示。
实施方式
图1是本发明的实施方式所涉及的旋转电机100的纵向剖视图，图2是表示环状的夹具30的结构的附图。图3是以驱动相反侧的铁心压板21a为中心表示的转子20的立体图，图4是用于说明形成在驱动相反侧的铁心压板21a或者驱动侧的铁心压板21b上的凹部23a、23b的形状，和转子支撑部（支撑部）31a、31b的端部的形状的附图。
在以下的说明中，对图1所示的旋转电机100的结构进行说明，之后，使用图2进行与环状的夹具30a、30b有关的说明，同时使用图3对转子20的结构进行说明。而且，为了容易理解地对旋转电机100的结构进行说明，将自转子20至第3托架部（转子轴支撑部）8一侧定义为“驱动侧”，将自转子20至第1托架部（转子轴支撑部）6一侧定义为“驱动相反侧”。
图1所示的旋转电机100具有成筒状并将转子20配置在内周一侧的机架15，和与机架（筒状部）15的两端对向地装配的第1托架部6以及第3托架部8。
由于在第1托架部6上设有轴承10a，而且在第3托架部8上设有轴承10b，所以转子轴24由这些轴承10a、10b支撑而旋转自如。
在转子20的中心部分设有将电磁钢板叠层而构成的叠层磁芯25，在该叠层磁芯25的两端，将叠层磁芯25夹入其中地对向设置有铁心压板21a和铁心压板21b。例如，铁心压板21a热套在叠层磁芯25的驱动相反侧，铁心压板21b热套在叠层磁芯25的驱动侧。
在机架15的内周部安装有收纳定子线圈40的圆筒状的定子铁心（定子）41，在该定子铁心41的内周面与叠层磁芯25的外周面之间形成有一样的空隙。
根据这种结构，转子20的旋转力经由未图示的连接器以及齿轮装置向车轮传递。
接着，对旋转电机100的驱动相反侧的结构进行说明。第1托架部6设置在机架15的驱动相反侧、构成旋转电机100的框体的一部分。在该第1托架部6的中心部嵌装有卡环（轴承部）5a，该卡环5a收纳支撑转子轴24的一端并使其旋转自如的轴承10a，并且具备轴承10a润滑用的油脂兜。根据这种结构，卡环5a与轴承止挡3d构成迷宫构造。而且，卡环5a被从驱动相反侧经由垫片11a旋入第1托架部6中的螺栓18a固定。该卡环5a能够以将转子20安装在了机架15内的状态沿转子轴24的方向装卸。另外，迷宫构造构成旋转部和固定部的边界线，称为防止润滑用油脂漏出，进而防止垃圾从外部向卡环5a、5b以及旋转电机100内部侵入的构造。
轴承盖4a保持润滑用油脂，与轴承止挡3a构成迷宫构造，防止润滑用油脂向机外漏出。轴承止挡3d决定轴承10a的位置，进而与卡环5a构成迷宫构造，防止润滑用油脂向转子20一侧漏出。
轴承止挡3a安装在转子轴24的端部。这样，在轴承盖4a以及卡环5a上有润滑用油脂兜，根据这种结构，油脂向轴承10a供给。进而，通过由轴承盖4a以及轴承止挡3a、卡环5a以及轴承止挡3d构成迷宫构造，能够抑制油脂漏出。
另外，风扇2具有从中央放射状地配置的多个翅片，进而在第1托架部6上形成从机外流入的空气的流路。根据这种结构，当转子轴24旋转时，旋转电机100被导入旋转电动100的内部的空气有效地冷却。
接着，对旋转电机100的驱动侧的结构进行详细说明。第2托架部7设置在机架15的驱动侧，构成旋转电机100的框体的一部分。进而在第2托架部7的驱动侧，设置有与第2托架部7一起构成旋转电机100的框体的一部分的第3托架部8。在该第3托架部8的中心部嵌装有卡环（轴承部）5b，卡环5b收纳支撑转子轴24的另一端而使其旋转自如的轴承10b，并且具备轴承10b的润滑用油脂兜。根据这种结构，卡环5b与轴承止挡3c构成迷宫构造。而且，卡环5b被从驱动侧经由垫片11b旋入第3托架部8中的螺母18b固定。该卡环5b能够以将转子20安装在机架15内的状态沿转子轴24的方向装卸。
轴承止挡3b安装在转子轴24的端部，轴承盖4b保持润滑用油脂，与轴承止挡3b构成迷宫构造，防止润滑用油脂向机外漏出。轴承止挡3c决定轴承10b的位置，进而与卡环5b构成迷宫构造，防止润滑用油脂向转子20一侧漏出。这样，在轴承盖4b以及卡环5b上有润滑用油脂兜，根据这种结构，油脂向轴承10b供给。进而，通过由轴承盖4b以及轴承止挡3b、卡环5b以及轴承止挡3c构成迷宫构造，能够抑制油脂漏出。
接着，使用图2对装卸卡环5a、5b之际所使用的环状的夹具30a、30b的结构进行说明。
环状的夹具30a安装在图1所示的第1托架部6上，环状的夹具30b安装在图1所示的第3托架部8上。这些环状的夹具30a、30b是在装卸卡环5a、5b之际不使叠层磁芯25与定子铁心41相接触地固定转子20的夹具。
环状的夹具30a、30b作为主要的结构具有环状板32a、32b，和立设在环状板32a、32b上的多个转子支撑部31a、31b。
沿着环状板32a的圆周方向的转子支撑部31a的截面是沿着凹部23a所成的圆的倒角状，同样，沿着环状板32b的圆周方向的转子支撑部31b的截面是沿着凹部23b所成的圆的倒角状。这样，通过使转子支撑部31a、31b的截面为倒角状，不仅环状的夹具30a、30b的装卸容易，而且能够提高转子支撑部31a、31b相对于转子20的重量的刚性。另外，关于端部34a、34b的截面形状将在以后叙述。
环状板32a的内径形成为在将环状的夹具30a安装在第1托架部6上后能够装卸卡环5a的大小。在环状板32a上设有多个螺栓***孔33a，环状的夹具30a由从机外***的规定的螺栓固定在第1托架部6上。同样，环状板32b的内径形成为在将环状的夹具30b安装在第3托架部8上后能够装卸卡环5b的大小。在环状板32b上形成有多个螺栓***孔33b，环状的夹具30b由从机外***的规定的螺栓固定在第3托架部8上。
接着，使用图3对本实施方式所涉及的转子20的结构进行说明。图3是以驱动相反侧的铁心压板21a为中心表示的转子20的立体图。叠层磁芯25是将薄板叠层在转子轴24上的构造，在叠层磁芯25的两端，对应地设有铁心压板21a以及铁心压板21b。铁心压板21a以及铁心压板21b均成铁制或者SUS制的圆盘状。
在铁心压板21a的表面环设有从机外朝向转子20的方向变窄的锥状或者矩形的凹部23a。该凹部23a的位置并没有特别的限定，但考虑到从第1托架部6***的转子支撑部31a的端部34a的位置，优选靠近转子20的外周。同样，在铁心压板21b的表面上环设有从机外朝向转子20的方向变窄的锥状或者矩形的凹部23b，考虑到从第3托架部8***的转子支撑部31b的端部34b的位置，凹部23b的位置优选靠近转子20的外周。
接着，使用图4对转子支撑部31a的端部34a和转子支撑部31b的端部34b的形状进行说明，并且进行与形成在铁心压板21a上的凹部23a与转子支撑部31a的端部34a的嵌合构造、以及形成在铁心压板21b上的凹部23b与转子支撑部31b的端部34b的嵌合构造有关的说明。
图4是用于说明形成在驱动相反侧的铁心压板21a或者驱动侧的铁心压板21b上的凹部的形状，和转子支撑部31a、31b的端部34a、34b的形状的附图。
图4（a）所示的端部34a、34b的截面是沿着转子20的半径方向的截面部分，形成为从转子支撑部31a、31b的基端朝向前端变窄的锥状。凹部23a、23b的截面也同样，是沿着转子20的半径方向的截面部分，形成为锥状，但凹部23a、23b相对于转子支撑部31a、31b的长度方向的锥角为比端部34a、34b的锥角稍小的角度。这样，若使端部34a、34b的锥角比凹部23a、23b的锥角大，则能够不使转子20的轴中心位置从机架15的轴中心位置位移地固定转子20。
在图4（b）中，表示了将凹部23a、23b的截面形状变形后的例子。图4（b）所示的端部34a、34b的截面与图4（a）所示的端部34a、34b同样形成为锥状。另一方面，图4（b）所示的凹部23a、23b的截面与上述同样是沿着转子20的半径方向的截面部分，但形成为矩形。这样，即使在将端部34a、34b形成为锥状，将凹部23a、23b的截面形成为矩形的情况下，也能够不使转子20的轴中心位置从机架15的轴中心位置位移地固定转子20。
在图4（c）中表示了将端部34a、34b的截面形状变形后的例子。图4（c）所示的凹部23a、23b的截面与图4（a）所示的凹部23a、23b同样形成为锥状。另一方面，图4（c）所示的端部34a、34b的截面是沿着转子20的半径方向的截面部分，形成为矩形。进而，在将端部34a、34b的厚度设为c，将凹部23a、23b的底面宽度设为d的情况下，端部34a、34b的厚度c形成为比凹部23a、23b的底面宽度d大。这样，即使在将端部34a、34b形成为矩形，将凹部23a、23b的截面形成为锥状的情况下，也能够不使转子20的轴中心位置从机架15的轴中心位置位移地固定转子20，并且能够减少端部34a、34b的加工工时。
另外，图4所示的端部34a、34b和凹部23a和23b的截面形状表示了一例，也可以如以下那样构成。
首先，进行与将凹部23a、23b的截面形成为锥状的情况有关的说明。（1）沿着转子20的半径方向的凹部23a、23b的截面形成为在环状的夹具30a、30b的端部34a、34b到达凹部23a、23b的底面之前，端部34a、34b能够与凹部23a、23b的侧面抵接的锥状。此时，端部34a、34b嵌合到凹部23a、23b后沿着转子20的半径方向的端部34a、34b的截面既可以形成为矩形（1a），也可以形成为锥状（1b）。另外，将（1）和（1a）组合后的形状相当于图4（c）。
接着，进行与将端部34a、34b的截面形成为锥状的情况有关的说明。（2）端部34a、34b嵌合在凹部23a、23b后沿着转子20的半径方向的端部34a、34b的截面形成为在端部34a、34b到达凹部23a、23b的底面之前，凹部23a、23b的顶部能够与端部34a、34b抵接的锥状。此时，沿着转子20的半径方向的凹部23a、23b的截面既可以形成为矩形（2a），也可以形成为锥状（2b）。另外，将（2）和（2a）组合后的形状相当于图4（b），将（2）和（2b）组合后的形状相当于图4（a）。
接着，对使用了环状的夹具30a、30b的轴承更换方法进行说明。
首先，使用图5至图8对拆除卡环5a时的动作进行说明。图5是表示从第1托架部6上拆除了风扇2等的状态的旋转电机100的立体图，图6是表示环状的夹具30a与第1托架部6的关系的旋转电机100的立体图，图7是表示将环状的夹具30a安装在第1托架部6上的状态的旋转电机100的立体图，图8是表示从第1托架部6上拆除了轴承止挡3a等的状态的旋转电机100的立体图。
在轴承10a维修时，如图5所示，依次拆除风扇2、螺栓17a、封盖13a。另外，封盖13a是封住转子支撑部31a所***的穿入孔16a的部件，在非维修时通过螺栓17a设置在第1托架部6上。另外，维修称为在更换轴承10a的同时换装新的油脂。
在拆除了风扇2、螺栓17a、以及封盖13a后的旋转电机100上，安装有轴承止挡3a、轴承盖4a、以及卡环5a。即、保持轴承止挡3a安装在转子轴24上的状态，卡环5a被螺栓18a（参照图1）固定在第1托架部6上。另外，在图5中为了简便而省略了螺栓18a的图示。
在图6中表示了将转子支撑部31a插装在穿入孔16a中时的状态。另外，在图6中表示了四个转子支撑部31a的穿入孔16a，但该穿入孔16a的数量仅设置与转子支撑部31a的个数相对应的数量。
接着，如图7所示，环状的夹具30a安装在第1托架部6上，但若在端部34a（参照图2）和凹部23a（参照图1）之间产生间隙，则存在转子20的轴中心位置位移、叠层磁芯25的外周面与定子铁心41的内周面干涉的可能性。为了防止这种干涉，优选将螺栓17a旋入螺栓***孔33a中，将环状的夹具30a固定在第1托架部6上。
在安装在第1托架部6上的环状的夹具30a的内径一侧，如图7所示，卡环5a以能够装卸的状态设置。此时，由于铁心压板21a被环状的夹具30a固定，所以即使在该状态下卡环5a被拆除的情况下，叠层磁芯25也不会与定子铁心41相接触。因此，如图8所示，能够在拆除了轴承止挡3a后拆除卡环5a。另外，在进行了轴承10a以及油脂的更换后安装了新的卡环5a后，只要拆除螺栓17a以及环状的夹具30a，依次安装封盖13a、螺栓17a、风扇2即可。另外，轴承盖4a以安装在卡环5a上的状态与卡环5a一同拆除。之后，通过从卡环5a上除去轴承盖4a即能够取出轴承10a。
接着，使用图9至图11对拆除卡环5b时的动作进行说明。图9是表示拆除了第3托架部8一侧的轴承止挡3b等的状态的旋转电机100的立体图，图10是表示将环状的夹具30b在第3托架部8上安装中途的状态的旋转电机100的立体图，图11是表示将环状的夹具30b安装在第3托架部8上后的状态的旋转电机100的立体图。
在轴承10b维修时，如图9所示，首先拆除轴承止挡3b、螺栓17b、以及封盖13b。封盖13b是封住转子支撑部31b所***的穿入孔16b的部件，在非维修时通过螺栓17a安装在第3托架部8上。
在拆除了轴承止挡3b、螺栓17b、以及封盖13b后的旋转电机100上安装有轴承盖4b以及卡环5b。即，保持轴承盖4b由未图示的螺栓安装在卡环5b上的状态，该卡环5b被螺栓18b（参照图1）固定在第3托架部8上。另外，在图9中，为了简单而省略了螺栓18b和穿入孔16b的数量的图示，但穿入孔16b的数量仅设置了与转子支撑部31b的个数相对应的数量。
在图10以及图11中，环状的夹具30b与环状的夹具30a同样，使用向螺栓***孔33b***的螺栓17b固定在第3托架部8上。环状的夹具30b安装在第3托架部8上，但若在端部34b（参照图2）和凹部23b（参照图1）之间产生间隙，则存在转子20的轴中心位置位移、叠层磁芯25的外周面与定子铁心41的内周面干涉的可能性。为了防止这种干涉，优选将螺栓17b旋入螺栓***孔33b中，将环状的夹具30b固定在第3托架部8上。
在安装在第3托架部8上的环状的夹具30b的内径一侧，如图11所示，卡环5b以能够装卸的状态设置。此时，由于铁心压板21b被环状的夹具30b固定，所以即使在该状态下卡环5b被拆除的情况下，叠层磁芯25也不会与定子铁心41相接触。因此，能够在拆除了图1所示的轴承止挡3b后拆除卡环5b。另外，在进行了轴承10b以及油脂的更换后安装了新的卡环5b后，只要拆除螺栓17b以及环状的夹具30b，安装轴承止挡3b即可。另外，轴承盖4b以安装在卡环5b上的状态与卡环5b一同拆除。之后，通过从卡环5b上除去轴承盖4b即能够取出轴承10b。
图12是安装了环状的夹具30a、30b的状态的旋转电机100的纵向剖视图。与图1和图12的不同之处如下。在第1托架部6上安装有环状板32a以及转子支撑部31a，转子支撑部31a的端部34a嵌合在形成在铁心压板21a上的凹部23a中。在第3托架部8上安装有环状板32b以及转子支撑部31b，转子支撑部31b的端部34b嵌合在形成在铁心压板21b上的凹部23b中。
另外，在第1托架部6上，在相互不同的位置形成有图1所示的螺栓17a用的***孔，和图12所示的转子支撑部31a用的***孔。具体地说，这些***孔是以与形成在图2所示的环状的夹具30a、30b上的转子支撑部31a、31b的位置，和螺栓***孔33a、33b的位置相对应的形式形成的。
接着，使用图13对夹具的其它结构例进行说明。图13是表示螺栓状的夹具50的结构的附图，图14是用于说明形成在第1托架部6上的螺栓***孔16c的附图，图15是用于说明形成在第3托架部8上的螺栓***孔16d的附图。图13所示的螺栓状的夹具50与图2所示的环状的夹具30a、30b同样，安装在第1托架部6或者第3托架部8上，作为转子支撑部件发挥功能。
在螺栓状的夹具50上，从螺栓头51至规定的位置形成有能够旋入形成在第1托架部6上的多个螺栓***孔16c或者形成在第3托架部8上的多个螺栓***孔16d中的凸螺纹部52。图14所示的螺栓***孔16c是相当于图5所示的穿入孔16a的部分，图15所示的螺栓***孔16d是相当于图9所示的穿入孔16b的部分。规定的位置例如是估计第1托架部6或者第3托架部8的厚度量的长度。螺栓***孔16c以及16d平时被螺栓（未图示）封住。即，在安装螺栓状的夹具50之前的螺栓***孔16c以及16d中分别旋入了比螺栓状的夹具50短的螺栓（例如形成为其前端部不会与铁心压板21a以及铁心压板21b相接的长度的螺栓）。因此，螺栓状的夹具50在拆除这些螺栓后安装。在图14以及图15中表示了封住***孔16c和***孔16d的短尺寸的螺栓（未图示）后的状态，并且表示了将螺栓状的夹具50旋入***孔16c和***孔16d时的状态。
螺栓状的夹具50的端部53例如可以与图4（a）以及图4（b）所示的端部34a、34b同样，形成为从螺栓头51一侧朝向端部53的前端变窄的锥状，也可以与图4（c）所示的端部34a、34b同样形成为矩形。
对端部53的截面与凹部23a的截面的关系进行更具体的说明。
首先，进行与将凹部23a、23b的截面形成为锥状的情况有关的说明。（1）沿着转子20的半径方向的凹部23a、23b的截面形成为在端部53到达凹部23a、23b的底面之前，端部53能够与凹部23a、23b的侧面抵接的锥状。此时，端部53嵌合到凹部23a、23b后的端部53的截面既可以形成为矩形（1a），可以形成为锥状（1b）。另外，将（1）和（1a）组合后的形状相当于图4（c）。
接着，进行与将端部53的截面形成为锥状的情况有关的说明。（2）端部53嵌合在凹部23a、23b后的端部53的截面形成为在端部53到达凹部23a、23b的底面之前，凹部23a、23b的顶部能够与端部53抵接的锥状。此时，沿着转子20的半径方向的凹部23a、23b的截面既可以形成为矩形（2a），也可以形成为锥状（2b）。另外，将（2）和（2a）组合后的形状相当于图4（b），将（2）和（2b）组合后的形状相当于图4（a）。
图13所示的螺栓状的夹具50由于能够对现有的螺栓进行加工后利用，所以与环状的夹具30a、30b相比能够廉价地制作。另外，螺栓状的夹具50为了能够稳定地固定转子20而优选使用至少三根。而且，螺栓状的夹具50的尺寸为了防止转子20的轴中心位置从机架15的轴中心位置位移而优选在考虑了转子20的重量等后选定。在使用螺栓状的夹具50的轴承更换方法之际，由于与使用环状的夹具30a、30b的情况同样而舍去了说明。
另外，旋转电机100例如也可以是能够将上述的各夹具30a、30b、50仅安装在预计更换频率高的一侧的卡环（例如卡环5b）一侧的方式，在这种情况下，能够降低转子20的制造成本。即使是这样构成，例如在拆除卡环5b之际，由于驱动相反侧的转子轴24由轴承10a支撑，所以伴随着卡环5b的更换的作业性不会降低。
而且，虽然在图2所示的环状板32a、32b上立设有四个转子支撑部31a、31b，但并不仅限于此，只要在环状板32a、32b上至少立设有两个转子支撑部31a、31b即可。这是由于例如在使转子支撑部31a、31b为两个的情况下，只要是将转子支撑部31a、31b的面积沿着环状板32a、32b的圆周方向扩大，则也能够稳定地固定转子20的缘故。在这种情况下，在第1托架部6上形成有与转子支撑部31a的数量相对应的穿入孔16a，关于第3托架部8也是同样。
另外，本实施方式所涉及的旋转电机100并不仅限于全封闭外扇冷却方式的电动机。
而且，在上述说明中，机架15，第1托架部6，和第3托架部8为分体的结构，但并不仅限于此。本实施方式所涉及的旋转电机，轴承装卸用夹具，以及轴承更换方法也适用于具备图1所示的机架（筒状部）15，第1托架部6（转子轴支撑部），以及第3托架部8（转子轴支撑部）为一体构成的机架的旋转电机。
如以上所说明的那样，本实施方式所涉及的旋转电机100具备：保持在筒状的机架15内的定子铁心41，具有配置在定子铁心41内、将电磁钢板叠层而构成的叠层磁芯25和包覆叠层磁芯25的两端的铁心压板21的转子20，以及为了能够在机架15（包含第1～第3托架部6、7、8）上装卸而安装、支撑转子轴24能够旋转的轴承部5a、5b，由于在铁心压板21上环设有使经由机架15***的夹具30a、30b、50的端部34a、34b、53嵌合的凹部23a、23b，从而使轴承部5a、5b能够装卸，所以转子20能够在径向（转子20的半径方向）上固定。一般来说，由于转子20的外周面与定子铁心41的内周面的间隙为数毫米的程度，所以为了在从机架15上拉出转子20后装卸卡环5a、5b，要非常慎重地使转子20的外周面不会与定子铁心41的内周面相接触。根据本实施方式所涉及的旋转电机100，由于通过环状的夹具30a、30b或者螺栓状的夹具50，能够使转子20的轴中心位置几乎不从机架15的轴中心位置位移地固定转子20，所以不仅不需像以往那样装卸转子20的作业，由于转子轴24的轴中心位置几乎不从轴承10a、10b的中心位置位移，所以能够尽快地更换卡环5a、5b。
而且，根据本实施方式所涉及的旋转电机100，由于无需将转子20从机架15上拉出，所以不需要吊起重达100kg以上的铁道车辆用的转子20的起重机、及用于将卡环5a、5b分解的特别的夹具。进而，在永久磁铁励磁式同步机的情况下，由于转子20产生强磁力，所以在将转子20从机架15上拉出之际，不仅存在维修中的旋转电机100的周围的磁性体被转子20吸引的可能性，而且有在拉出的转子20和机架15之间产生反作用力或者吸引力的可能性。根据本实施方式所涉及的旋转电机100，则能够不伴随这种危险地更换卡环5a、5b。
而且，由于本实施方式所涉及的作为轴承装卸用夹具的环状的夹具30a、30b通过在环状板32a、32b上立设有端部34a、34b而构成，所述端部34a、34b经由托架部6、8***、并且向环设在铁心压板21上的凹部23a、23b中嵌合，从而使卡环5a、5b能够装卸，所以在装卸卡环5a、5b之际，能够不使叠层磁芯25与定子铁心41相接触地固定转子20。
而且，由于本实施方式所涉及的作为轴承装卸用夹具的螺栓状的夹具50成为穿入托架部（6、8）、并且向环设在铁心压板21上的凹部23a、23b中嵌合的螺栓状，从而使卡环5a、5b能够装卸，所以在装卸卡环5a、5b之际，能够不使叠层磁芯25与定子铁心41相接触地固定转子20，并且能够比环状的夹具30a、30b更廉价地制作。
如上所述，本发明能够适用于旋转电机中，特别是作为能够使轴承的装卸作业容易化的发明是有用的。

Claims (17)

1.一种旋转电机，其特征在于，
具备：定子；转子，配置在上述定子内，具有将电磁钢板叠层而构成的转子磁芯和包覆上述转子磁芯的两端的铁心压板；机架，具有内包上述定子和上述转子的筒状部，和在转子轴的方向上延伸并支撑上述转子轴的转子轴支撑部；以及轴承部，为了能够在上述转子轴支撑部上装卸而安装，支撑上述转子轴能够旋转；
在上述铁心压板上环设有使经由上述转子轴支撑部***的夹具的端部嵌合的凹部，从而使上述轴承部能够装卸。
2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，沿着上述转子的半径方向的上述凹部的截面形成为在上述端部到达上述凹部的底面之前，上述端部能够与上述凹部的侧面抵接的锥状。
3.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，上述端部嵌合在上述凹部中后沿着上述半径方向的上述端部的截面形成为矩形。
4.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，上述端部嵌合在上述凹部中后沿着上述半径方向的上述端部的截面形成为锥状。
5.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，上述端部嵌合在上述凹部中后沿着上述转子的半径方向的上述端部的截面形成为在上述端部到达上述凹部的底面之前，上述凹部的顶部能够与上述端部抵接的锥状。
6.如权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，沿着上述半径方向的上述凹部的截面形成为矩形。
7.如权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，沿着上述半径方向的上述凹部的截面形成为锥状。
8.一种轴承装卸用夹具，适用于下述旋转电机中，用于使轴承部能够装卸，所述旋转电机具备：定子；转子，配置在上述定子内，具有将电磁钢板叠层而构成的转子磁芯和包覆上述转子磁芯的两端的铁心压板；机架，具有内包上述定子和上述转子的筒状部，和在转子轴的方向上延伸并支撑上述转子轴的转子轴支撑部；以及上述轴承部，能够装卸地安装在上述转子轴支撑部上，支撑上述转子轴能够旋转；所述轴承装卸用夹具的特征在于，
通过在环状板上立设有支撑部而构成，所述支撑部经由上述转子轴支撑部***、并且向环设在上述铁心压板上的凹部中嵌合，从而使上述轴承部能够装卸。
9.如权利要求8所述的轴承装卸用夹具，其特征在于，沿着上述转子的半径方向的上述凹部的截面形成为在上述支撑部的端部到达上述凹部的底面之前，上述端部能够与上述凹部的侧面抵接的锥状。
10.如权利要求8所述的轴承装卸用夹具，其特征在于，上述支撑部的端部嵌合在上述凹部中后沿着上述转子的半径方向的上述端部的截面形成为在上述端部到达上述凹部的底面之前，上述凹部的角部能够与上述端部抵接的锥状。
11.一种轴承装卸用夹具，适用于下述旋转电机中，用于使轴承部能够装卸，所述旋转电机具备，定子；转子，配置在上述定子内，具有将电磁钢板叠层而构成的转子磁芯和包覆上述转子磁芯的两端的铁心压板；机架，具有内包上述定子和上述转子的筒状部，和在转子轴的方向上延伸并支撑上述转子轴的转子轴支撑部；以及上述轴承部，能够装卸地安装在上述转子轴支撑部上，支撑上述转子轴能够旋转；所述轴承装卸用夹具的特征在于，
成为穿入上述转子轴支撑部、并且向环设在上述铁心压板上的凹部中嵌合的螺栓状，从而使上述轴承部能够装卸。
12.如权利要求11所述的轴承装卸用夹具，其特征在于，沿着上述转子的半径方向的上述凹部的截面形成为在上述螺栓状的夹具的端部到达上述凹部的底面之前，上述端部能够与上述凹部的侧面抵接的锥状。
13.如权利要求11所述的轴承装卸用夹具，其特征在于，上述螺栓状的夹具的端部嵌合在上述凹部中后沿着上述转子的半径方向的上述端部的截面形成为在上述端部到达上述凹部的底面之前，上述凹部的角部能够与上述端部抵接的锥状。
14.一种轴承更换方法，适用于下述旋转电机中更换轴承部，所述旋转电机具备：定子；转子，配置在上述定子内，具有将电磁钢板叠层而构成的转子磁芯和包覆上述转子磁芯的两端的铁心压板；机架，具有内包上述定子和上述转子的筒状部，和在转子轴的方向上延伸并支撑上述转子轴的转子轴支撑部；以及上述轴承部，为了能够在上述转子轴支撑部上装卸而安装，支撑上述转子轴能够旋转；所述轴承更换方法的特征在于，包括：
夹具安装步骤，将通过在环状板上立设有支撑部而构成的夹具安装在上述转子轴支撑部上，所述支撑部经由上述转子轴支撑部***、并且向环设在上述铁心压板上的凹部中嵌合，从而使上述轴承部能够装卸；
夹具固定步骤，通过经由形成在上述环状板上的螺栓***孔将规定的螺栓旋入上述转子轴支撑部中，使上述支撑部的端部嵌合在环设在上述铁心压板上的上述凹部中；
轴承更换步骤，从上述转子轴支撑部上拆除上述轴承部，将新的轴承部安装在上述转子轴支撑部上。
15.如权利要求14所述的轴承更换方法，其特征在于，在上述夹具安装步骤之前，拆除封堵着形成在上述转子轴支撑部上的上述支撑部的***孔的封盖。
16.一种轴承更换方法，适用于下述旋转电机中更换轴承部，所述旋转电机具备：定子；转子，配置在上述定子内，具有将电磁钢板叠层而构成的转子磁芯和包覆上述转子磁芯的两端的铁心压板；机架，具有内包上述定子和上述转子的筒状部，和在转子轴的方向上延伸并支撑上述转子轴的转子轴支撑部；以及上述轴承部，为了能够在上述转子轴支撑部上装卸而安装，支撑上述转子轴能够旋转；所述轴承更换方法的特征在于，包括：
夹具安装步骤，将夹具安装在上述转子轴支撑部上，所述夹具成为穿入上述转子轴支撑部、并且向环设在上述铁心压板上的凹部中嵌合的螺栓状，从而使上述轴承部能够装卸；
夹具固定步骤，通过将上述夹具旋入上述转子轴支撑部中，使上述夹具的端部嵌合在环设在上述铁心压板上的上述凹部中；
轴承更换步骤，从上述转子轴支撑部上拆除上述轴承部，将新的轴承部安装在上述转子轴支撑部上。
17.如权利要求16所述的轴承更换方法，其特征在于，在上述夹具安装步骤之前，拆除封堵着形成在上述转子轴支撑部上的上述夹具的***孔的螺栓。
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