JP2005017102A - 絶縁軸受の絶縁性能試験機 - Google Patents
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Abstract
【課題】鉄道車両の主電動機等における絶縁軸受の試験に用いられ、実機使用状態に近似した状態での個々の絶縁軸受の絶縁性能を評価できる試験機を提供する。
【解決手段】複数の絶縁軸受４６，４７の内輪を嵌合させる共通の軸３と、各絶縁軸受４６，４７の外輪をそれぞれ嵌合させる複数の個別ハウジング１１，１２と、これら個別ハウジング１１，１２を設置する共通の基台４とを備える。各個別ハウジング１１，１２と基台４との間には絶縁体８，９を介在させる。各絶縁軸受４６，４７に対してそれぞれ絶縁抵抗測定手段１，２を設け、その絶縁軸受４６，４７における絶縁部分よりも内径側の部分とその絶縁軸受４６，４７に対応する個別ハウジング１１，１２との間の絶縁抵抗を測定する。
【選択図】 図１
【解決手段】複数の絶縁軸受４６，４７の内輪を嵌合させる共通の軸３と、各絶縁軸受４６，４７の外輪をそれぞれ嵌合させる複数の個別ハウジング１１，１２と、これら個別ハウジング１１，１２を設置する共通の基台４とを備える。各個別ハウジング１１，１２と基台４との間には絶縁体８，９を介在させる。各絶縁軸受４６，４７に対してそれぞれ絶縁抵抗測定手段１，２を設け、その絶縁軸受４６，４７における絶縁部分よりも内径側の部分とその絶縁軸受４６，４７に対応する個別ハウジング１１，１２との間の絶縁抵抗を測定する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄道車両の主電動機などに用いられる絶縁軸受の絶縁性能試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両においては、台車の主電動機、駆動装置、車軸などの各部位に軸受が用いられている。近年、鉄道技術の進歩に伴い、上記主電動機にもＶＶＶＦ（可変電圧・可変周波数制御法）が適用されるようになり、それに伴って主電動機に用いられる軸受に電食の発生が多くなっている。軸受に電食が発生すると、軸受転走面が損傷を受けて、異音が発生し、さらには剥離が発生することがあり、それを防ぐために軸受の絶縁性が必要となっている。このような要請に応えるために、転動体に絶縁体であるセラミックスを用いたり、外輪の外径面にセラミックスやＰＰＳ樹脂などからなる絶縁皮膜を形成した絶縁軸受が開発されている。
【０００３】
図９は鉄道車両の一般的な台車の構造概略図を示す。台車４１に設置された主電動機４２の駆動は、そのモータ軸４３から駆動装置４４を介して車軸４５に伝達される。車軸４５は、両端で車軸軸受４６に支持される。このように台車４１においては主電動機４２内の軸受、駆動装置４４の軸受、および車軸軸受４６があるが主電動機４２内の軸受に絶縁軸受が用いられる。
図１０は主電動機４２の断面図を示す。モータ軸４３の一端部は第１の絶縁軸受４６を介してモータハウジング４８の一端部に支持され、モータ軸４３の他端部は第２の絶縁軸受４７を介してモータハウジング４８の他端部に支持される。モータ軸４３の中間部にはロータ４９が設けられ、このロータ４９の外径側にステータコイル等を含むステータ５０が、モータハウジング４８に設置されている。第１の絶縁軸受４６は玉軸受からなり、第２の絶縁軸受４７はモータ軸４３等の熱伸縮を許容するために円筒ころ軸受が用いられている。これらの絶縁軸受４６，４７は、その外輪がモータハウジング４８の両端の分割ハウジング部５１，５２に設置されている。モータハウジング４８における上記各絶縁軸受４６，４７の両側の幅面と対向する部分には、それぞれグリースポケット５７を有する蓋部材５３〜５６が取付けられている。グリースポケット５７は、絶縁軸受４６，４７の潤滑寿命ないしグリース補給間隔を長くなるために設けられるものである。
【０００４】
このような絶縁軸受（例えば外輪の外径面に絶縁皮膜を形成したもの）の絶縁性能を評価する場合、従来は、図１１のように、絶縁軸受６１を単体で２つ割りハウジング６３に組み込んで、絶縁抵抗測定器６４の両電極６４ａ，６４ｂをハウジング６３と軸受外輪６２の母材とに接触させ、ハウジング６３と外輪母材の間の絶縁抵抗を測定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、モータ軸４３等に対として用いられる両側の絶縁軸受４６，４７は、負荷される荷重が互いに異なる。そのため、上記のような軸受単体の測定では、運転時間に対応した実機相当の絶縁性能の変化を調べることができなかった。
また、鉄道車両の主電動機に用いられる絶縁軸受等では、主電動機に組み込まれた状態でグリースが封入され、図１０のように絶縁軸受４６，４７にはグリースポケット５７を有する蓋部材５３〜５６等の周辺部材が取付けられる。そのため、上記したように軸受単体で絶縁抵抗を測定する場合と異なる状況になる。また、主電動機の回転駆動によりグリースが移動・排出されることにもなる。グリースは完全な絶縁体ではなく、グリース移動による洩れから絶縁性が低下することもある。そのため、軸受単体で測定する場合とは、絶縁性能の試験結果が異なって来る。しかし、従来は、このような実機相当状態での絶縁性能については、確認されていなかった。
なお、図１０に示す主電動機４２等の実機において、モータハウジング４８とモータ軸４３との間の絶縁性能を測定することはできる。しかし、その場合、両端の絶縁軸受４６，４７を組み合わせた状態での絶縁性能が測定されることになり、個々の絶縁軸受４６，４７についての測定は行えない。そのため、実機または実機相当状態での個々の絶縁軸受４６，４７の絶縁性能は、いずれの方法でも評価することができなかった。
鉄道車両主電動機等における性能向上の要求から、このような実機相当状態での個々の絶縁軸受４６，４７の絶縁性能の評価が求められてきている。
【０００６】
この発明の目的は、実機使用状態に近似した状態での個々の絶縁軸受の絶縁性能を評価できる絶縁軸受の絶縁性能試験機を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の絶縁軸受の絶縁性能試験機は、複数の絶縁軸受の内輪を嵌合させる共通の軸と、各絶縁軸受の外輪をそれぞれ嵌合させる複数の個別ハウジングと、これら個別ハウジングを設置する共通の基台と、上記各個別ハウジングと基台との間に介在させた絶縁体と、上記各絶縁軸受に対してそれぞれ設けられてその絶縁軸受における絶縁部分よりも内径側の部分とその絶縁軸受に対応する個別ハウジングとの間の絶縁抵抗を測定する複数の絶縁抵抗測定手段とを備えたものである。
この構成によると、一対の絶縁軸受を共通の軸に嵌合させて絶縁抵抗を測定するようにしたため、実機における軸の両端に使用された状態での絶縁軸受の絶縁性能を評価することができる。例えば、軸を回転させて、運転時間に対応した実機相当の絶縁性能の変化を調べることができる。また、各絶縁軸受に対して個別ハウジングを設け、個別ハウジングと共通の基台との間に絶縁体を介在させたため、個々の絶縁軸受の絶縁抵抗を測定することができる。このように、例えば鉄道車両の主電動機等の軸受装備実機に組み込まれた軸受使用状態での絶縁性能の評価を、実機試験の前に行うことができる。
【０００８】
この発明において、上記絶縁軸受が外輪の母材の外径面および幅面に上記絶縁部分である絶縁被覆を有するものであり、上記絶縁抵抗測定手段に導通させる上記絶縁軸受の絶縁部分よりも内径側の部分が、上記絶縁軸受の外輪の母材部分であっても良い。
この構成の場合は、絶縁軸受の外輪にその絶縁被覆を介して嵌合した個別ハウジングと軸受外輪の母材との間で絶縁抵抗測定手段による測定を行うので、内外輪間の転動体やグリース等の影響を受けずに、絶縁被覆の絶縁性能を評価することができる。
【０００９】
この発明において、上記絶縁軸受が外輪の母材の外径面および幅面に上記絶縁部分である絶縁被覆を有するものであり、上記絶縁抵抗測定手段に導通させる上記絶縁軸受の絶縁部分よりも内径側の部分が、上記絶縁軸受の内輪または上記軸であっても良い。
この構成の場合は、内外輪間に介在した転動体やグリースの影響を含めた絶縁性能の評価が行える。
【００１０】
この発明において、上記絶縁軸受がセラミックス製の転動体を有し、この転動体が上記絶縁部分となるものであり、上記絶縁抵抗測定手段に導通させる上記絶縁軸受の絶縁部分よりも内径側の部分が、上記絶縁軸受の内輪または上記軸であっても良い。
この構成の場合は、絶縁軸受がセラミックス製の転動体を有することで絶縁性能が付与されたものであっても、絶縁性能を評価することができる。
【００１１】
これらの発明において、上記複数の絶縁軸受を備える軸受装備実機の軸受周辺部を模して上記絶縁軸受の幅面を覆う蓋部材を上記個別ハウジングに取付けても良い。
この構成の場合は、実機における絶縁軸受の幅面を覆う蓋部材の影響を含めた絶縁性能の評価が行え、実機での使用により近い評価をすることができる。
【００１２】
上記のように蓋部材を設ける場合に、その蓋部材の軸受対向面にグリースポケットを設けても良い。
この構成の場合、実機の蓋部材の軸受対向面に設けられるグリースポケットにグリースを充填した状態での絶縁性能を評価することができる。上記のように、グリースは完全な絶縁体ではなく、グリース移動による洩れから絶縁性が低下することもある。そのため、軸受装備実機により近似した状態での絶縁性能の評価が行える。
【００１３】
これらの発明において、上記各個別ハウジングと基台との間に介在させた絶縁体が絶縁シートであっても良い。
絶縁体を介在させる場合、個別ハウジングと基台とをどのように結合するかが問題となるが、薄い部材である絶縁シートを用いることで、簡単にかつ堅固に個別ハウジングと基台とを結合することができる。また、絶縁体をどの位置でどのように介在させるかは、絶縁性能の評価において重要な要素であるが、絶縁シートを用いることで、絶縁部位が狭い空間になるように配置することが容易であり、絶縁部位の広がり等からのノイズによる外乱を少なくすることができる。
【００１４】
この発明において、上記共通の軸を回転させる回転駆動手段、および上記共通の軸が回転している状態で上記共通の軸にラジアル負荷を作用させる荷重負荷手段を設けても良い。
この場合、実機において軸に作用するラジアル荷重を模して軸受運転を行った状態での絶縁性能を評価することができ、さらに実機に近似した状態の絶縁性能評価が行える。
【００１５】
これらの発明において、上記複数の個別ハウジングと、上記共通の基台と、上記各個別ハウジングと基台との間に介在させた絶縁体とを設ける構成に代えて、各絶縁軸受の外輪をそれぞれ嵌合させる個別ハウジングと、両個別ハウジングの間に介在させた絶縁体とを設けても良い。
すなわち、この観点の絶縁軸受の絶縁性能試験機は、複数の絶縁軸受の内輪を嵌合させる共通の軸と、各絶縁軸受の外輪をそれぞれ嵌合させる複数の個別ハウジングと、両個別ハウジングの間に介在させた絶縁体と、上記各絶縁軸受に対してそれぞれ設けられてその絶縁軸受における絶縁部分よりも内径側の部分とその絶縁軸受に対応する個別ハウジングとの間の絶縁抵抗を測定する複数の絶縁抵抗測定手段とを備えたものである。
この構成した場合、共通のハウジングを省略して２つの個別ハウジングによるハウジング全体構造とでき、あるいは共通のハウジングを設けても、両側の個別ハウジングの間に設ける絶縁体を一つとできる。そのため試験機の構成が簡易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。この実施形態の絶縁軸受の絶縁性能試験機は、図１０と共に前述した鉄道車両の主電動機４２に装備された両端の絶縁軸受４６，４７の絶縁性能を評価する試験機である。この絶縁性能試験機は、上記複数の絶縁軸受４６，４７の内輪５７，５８を嵌合させる共通の軸３と、各絶縁軸受４６，４７の外輪５９，６０をそれぞれ内部に嵌合させる複数の個別ハウジング１１，１２と、これら個別ハウジング１１，１２を設置する共通の基台４と、各絶縁軸受４６，４７に対応する複数の絶縁抵抗測定手段１，２とを備える。
【００１７】
基台４は、ベースフレーム５と、このベースフレーム５の上に立設された前後一対のコラム体６，６と、両コラム体６，６にまたがって横架されるスリーブ７とを有する。上記各個別ハウジング１１，１２は、両側のコラム体６，６の内部に設置される。より詳しくは、スリーブ７のコラム体６，６で支持された両端部分でその内径孔内に設置される。各個別ハウジング１１，１２と基台４との間には、図２および図４に拡大して示すように、絶縁シートからなる絶縁体８，９がそれぞれ介在させてある。絶縁体８，９の材質は、フッ素樹脂等の樹脂シート等が用いられる。上記スリーブ７は、図１０の主電動機４２のモータハウジング４８を模した部材である。また、各個別ハウジング１１，１２は、図１０の主電動機４２の両端の分割ハウジング部５１，５２を模した部材である。
【００１８】
個別ハウジング１１，１２における各絶縁軸受４６，４７の周辺部には、これら絶縁軸受４６，４７の両幅面を覆う蓋部材１３〜１６が取付けられている。これら蓋部材１３〜１６は軸受対向面にグリースポケット１３ａ〜１６ａを設けたものである。片方の絶縁軸受４６の両側の幅面に対応する蓋部材１３，１４は個別ハウジング１１に、もう片方の絶縁軸受４７の両側の幅面に対応する蓋部材１５，１６は個別ハウジング１２にそれぞれ取付けられる。絶縁軸受４６に対応する蓋部材１３，１４は、軸３に嵌合して絶縁軸受４６の内輪５７を軸方向に位置決めする一対の軸受押さえ部材１７，１８との間でラビリンスシール１９，２０をそれぞれ形成している。また、絶縁軸受４７に対応する蓋部材１５，１６は、軸３に嵌合して絶縁軸受４７の内輪５８を軸方向に位置決めする一対の軸受押さえ部材２１，２２との間でラビリンス２３，２４をそれぞれ形成している。上記各蓋部材１３〜１６は、図１０の主電動機４２の蓋部材５３〜５６を模した部材であり、各蓋部材１３〜１６とこれに対応する絶縁軸受４６，４７との間隔、およびグリースポケット１３ａ〜１６ａの形状，寸法は、主電動機４２の蓋部材５３〜５６と同様に形成されている。
【００１９】
上記各絶縁軸受４６，４７は、外輪５９，６０の外径面および幅面に絶縁部分５９ａ，６０ａである絶縁被覆を有するものである。絶縁軸受４６に対応する絶縁抵抗測定手段１は、絶縁軸受４６の絶縁部分（絶縁被覆）５９ａよりも内輪５７側の部分と個別ハウジング１１との間の絶縁抵抗を測定するものである。具体的には、上記絶縁抵抗測定手段１の一方の電極１ａが個別ハウジング１１に、他方の電極１ｂが絶縁軸受４６の外輪５９の母材部分５９ｂにそれぞれ電気的に接続される。上記一方の電極１ａは、例えば上記スリーブ７および絶縁体８に渡って孔７１（図２）を設けて個別ハウジング１１に接続しても良い。絶縁抵抗測定手段１の他方の電極１ｂは、蓋部材１４に軸方向に向けて貫通させた貫通孔１４ｂに絶縁部材からなるスリーブ２５を嵌合させ、このスリーブ２５内を経て上記外輪５９の内径面に臨ませることにより、外輪母材部分５９ｂに接触させている。電極１ｂはばね部材からなり、その弾性変形により、外輪母材部分５９ｂに押し当てられる。蓋部材１４のグリースポケット１４ａは、グリースポケット１４ａからグリースが流れ出ないように、図３に正面図で示すように周方向に複数個が分離して配置されており、隣合うグリースポケト１４ａ，１４ａの間の部分に上記スリーブ２５の貫通孔１４ｂが設けられる。
【００２０】
もう一方の絶縁軸受４７に対応する絶縁抵抗測定手段２は、絶縁軸受４７の絶縁部分（絶縁被覆）６０ａよりも内輪５８側の部分と個別ハウジング１２との間の絶縁抵抗を測定するものである。この場合も、絶縁抵抗測定手段２の一方の電極２ａが個別ハウジング１２に、他方の電極２ｂが絶縁軸受４７の外輪６０の母材部分６０ｂにそれぞれ電気的に接続される。絶縁抵抗測定手段２の他方の電極２ｂが、蓋部材１６に軸方向に向けて貫通させた貫通孔１６ｂに絶縁部材からなるスリーブ２６を嵌合させ、このスリーブ２６内を経て上記外輪６０の内径面に臨ませることにより外輪母材部分６０ｂに接触させていることは、先の絶縁抵抗測定手段１の場合と同じである。上記一方の電極２ａも、スリーブ７および絶縁体９に渡って孔７２（図４）を設けて個別ハウジング１２に接続しても良い。
なお、上記孔７１，７２は、必要であれば、さらに個別ハウジング１１，１２および絶縁軸受４７，４８の絶縁部分（絶縁被覆）５９ａ，６０ａに渡って貫通させ、上記他方の電極１ａ，２ａをこの孔７１，７２から外輪５９，６０の母材に接続しても良い。上記孔７１，７２は、電極１ａ，２ａまたは電極１ｂ，２ｂの挿通に用いない場合、形成しなくて良い。
【００２１】
また、この絶縁性能試験機では、その軸３に対してラジアル荷重を負荷させる負荷手段２７が設置されている。この荷重負荷手段２７による軸３への荷重の負荷は、軸受装備実機である図１０の主電動機４２におけるロータ４９の自重の影響を模して与えるものである。この荷重負荷手段２７は、上記軸３に軸受２８を介して回転自在に設けられた環体２９と、この環体２９に継手３０を介して進退ロッド３１が連結される油圧シリンダ等の駆動源３２とで構成される。駆動源３２は基台４のベース５に固定され、その進退ロッド３１を後退移動させることにより軸３へ荷重が負荷される。継手３０は、連結およびその解除が自在なものであり、この継手３０には、軸３に負荷される荷重を測定するロードセル等の荷重測定手段（図示せず）が組み込まれる。
【００２２】
軸３の一端部は、継手３３を介してモータからなる回転駆動源３４の回転駆動軸３５に連結される。継手３３は、連結および結合が自在なものである。
この継手３３、および上記ラジアル荷重の負荷手段２７における継手３０は、絶縁抵抗測定手段１，２により絶縁性能の測定時には結合が解除されるものである。この絶縁性能試験機を、軸３の回転中の軸受絶縁測定可能なものとする場合は、継手３０，３３において、軸３側と基台５側との絶縁を行うための絶縁体（図示せず）を介在させる。
【００２３】
次に、上記構成の絶縁性能試験機による絶縁軸受４６，４７の絶縁性能試験について説明する。この試験は、回転負荷用の回転駆動源３４の回転駆動軸３５を継手３３で軸３に連結し、荷重負荷手段２７でラジアル荷重を負荷した状態で回転駆動源３４により軸３を回転させた後に行われる。この回転駆動により、軸受４６，４７に封入したグリースの移動や、軸受４６，４７の発熱等が生じ、使用時に近似した状態となる。測定時には、継手３０，３３を分離して、荷重負荷手段２７の進退ロッド３１や、回転駆動源３４の回転駆動軸３５を、軸３から電気的に切り離す。この状態で、絶縁抵抗測定手段１により第１の絶縁軸受４６の絶縁性能を、また絶縁抵抗測定手段２により第２の絶縁軸受４７の絶縁性能をそれぞれ測定する。この場合に、絶縁抵抗測定手段１は、第１の絶縁軸受４６における外輪５９の母材部分５９ｂと、この絶縁軸受４６に対応する個別ハウジング１１との間の絶縁抵抗を測定する。また、絶縁抵抗測定手段２は、第２の絶縁軸受４７における外輪６０の母材部分６０ｂと、この絶縁軸受４７に対応する個別ハウジング１２との間の絶縁抵抗を測定する。
【００２４】
このように、この構成の絶縁性能試験機によると、鉄道車両の主電動機４２に組み込まれる絶縁軸受４６，４７に対して、使用状態をシュミレートして絶縁性能を評価することができ、かつ個々の絶縁軸受４６，４７の絶縁性能の評価が行える。特に、軸受装備実機である主電動機４２の軸受周辺部を模して、絶縁軸受４６，４７の幅面を覆う蓋部材１３〜１６を個別ハウジング１１，１２に取付けているので、実機に使用した状態に近い状態で絶縁性能を評価できる。また、蓋部材１３〜１６の軸受対向面にはグリースポケット１３ａ〜１６ａを設けているので、軸受装備実機により近似した装備状態で絶縁性能を評価できる。
個別ハウジング１１，１２と基台４との間の絶縁を行う場合、絶縁シートからなる絶縁体８，９をどの部分に挿入するかは絶縁性能評価の上で重要な要素であるが、こ実施形態のように、絶縁部位が狭い空間になるように配置することで、ノイズによる外乱を少なくすることができる。
なお、個別ハウジング１１，１２や、蓋部材１３〜１６は、絶縁軸受４６，４７のサイズに応じた種々のものを準備しておけば、各種サイズの絶縁軸受４６，４７の絶縁性能の測定を行うことができる。
【００２５】
なお、上記実施形態では、絶縁抵抗測定手段１，２の片方の電極１ｂ，２ｂを、外輪５９，６０の母材部分５９ｂ，６０ｂに電気的に接続させたが、これに代えて、図２および図４に１点鎖線で示すように、軸３あるいは軸受４６，４７の内輪５７，５８に電気的に接続しても良い。この場合、絶縁軸受４６では、個別ハウジング１１と軸３または内輪５７の間の絶縁抵抗を測定することになる。また絶縁軸受４７では、個別ハウジング１２と軸３または内輪５８の間の絶縁抵抗を測定することになる。
【００２６】
また、上記実施形態では、軸３の回転を止めて各絶縁軸受４６，４７の絶縁性能を測定するようにしたが、回転駆動源３４で軸３を回転させながら絶縁性能を測定しても良い。この場合には、継手３０，３３に絶縁体を介在させて、軸３を基台４から絶縁させる必要がある。このように、軸３を回転させながら絶縁性能を測定する場合、回転によるグリースの移動および軸受発熱の影響下で、絶縁性能が時間経過と共にどのように変化するかを評価することもできる。グリースは上記のように完全な絶縁体ではないため、回転中の絶縁測定が行えることで、グリースの影響をシュミレートしたより正確な絶縁性能評価が行える。
【００２７】
図５おび図６はこの発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、図１〜図４に示した第１の実施形態の絶縁性能試験機において、試験対象である絶縁軸受４６，４７が、セラミックス製の転動体６５，６６を有するものであって、この転動体６５，６６が絶縁軸受４６，４７の絶縁部分となるものである。絶縁軸受４６に対応する絶縁抵抗測定手段１は、その一方の電極１ｂを、上記絶縁部分である転動体６５よりも内輪５７の部分、具体的には軸３または内輪５７に電気的に接続している。また、絶縁軸受４７に対応する絶縁抵抗測定手段２も、その一方の電極２ｂを、上記絶縁部分となる転動体６６よりも内輪５８の部分、具体的には軸３または内輪５８に電気的に接続している。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
【００２８】
この実施形態の絶縁性能試験機の場合も、鉄道車両の主電動機４２に組み込まれる絶縁軸受４６，４７に対して、使用状態での絶縁性能を評価することができる。
【００２９】
図７は、この発明のさらに他の実施形態の概略構成を示す。この実施形態は、第１の実施形態において、基台４のスリーブ７を省略したものである。第１の実施形態における蓋部材１３〜１６や、回転駆動源３４、荷重負荷手段２７は図示を省略しているが、蓋部材１３〜１６はこの実施形態においても第１の実施形態と同様に設けても、また省いても良い。第１の絶縁軸受４６の外輪５９は、個別ハウジング１１を介して基台４を構成する一方のコラム体６に支持され、コラム体６と個別ハウジング１１の間は絶縁体８で電気的に分離される。第２の絶縁軸受４７の外輪６０は、個別ハウジング１２を介して基台４を構成する他方のコラム体６に支持され、コラム体６と個別ハウジング１２の間は絶縁体９で電気的に分離される。絶縁軸受４６に対応する絶縁抵抗測定手段１は、個別ハウジング１１と、絶縁軸受４６の外輪母材部分５９ｂの間の絶縁抵抗を測定する。絶縁軸受４６に対応する絶縁提供測定手段２は、個別ハウジング１２と、絶縁軸受４７の外輪母材部分６０ｂの間の絶縁抵抗を測定する。その他の構成は第１の実施形態と同じである。
【００３０】
図８は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態でも、第１の実施形態において、基台４のスリーブ７を省略している。この実施形態では、試験対象の各絶縁軸受４６，４７の外輪をそれぞれ嵌合させる個別ハウジング１１Ａ、１２Ａがコラム状に設けられ、これら個別ハウジング１１Ａ，１２Ｂの下端面と基台５の上面との間に絶縁シートからなる絶縁体８，９を介在させている。個別ハウジング１１Ａ，１２Ｂは、コラム状の個別ハウジング本体に、軸受嵌合部材１１Ａａ，１２Ａａを取付けたものとされている。第１の実施形態における蓋部材１３〜１６は、図示を省略しているが、この実施形態においても第１の実施形態と同様に設けても、また省いても良い。軸３を回転駆動する回転駆動源３４および荷重負荷手段２７は第１の実施形態と同様に設けており、さらに軸３の絶縁軸受４７設置側の端部にも、別の荷重負荷手段２７Ａを連結している。負荷手段２７，２７Ａは同一構造のものである。その他の構成は第１の実施形態の場合と同様である。絶縁軸受４６に対応する絶縁抵抗測定手段１は、個別ハウジング１１と、絶縁軸受４６の外輪母材部分５９ｂの間の絶縁抵抗を測定する。絶縁軸受４６に対応する絶縁提供測定手段２は、個別ハウジング１２と、絶縁軸受４７の外輪母材部分６０ｂの間の絶縁抵抗を測定する。
【００３１】
なお、上記実施形態では、各絶縁軸受４６，４７に対応する個別ハウジング１１，１２と基台５との間に絶縁体８，９を介在させた構成について示したが、これに代えて、各絶縁軸受の外輪をそれぞれ嵌合させる個別ハウジングと、両個別ハウジングの間に介在させた絶縁体とを設けたものとしても良い。例えば、図１に示す第１の実施形態において、いずれか片方の個別ハウジング１１，１２と基台４との間の絶縁体８，９を省略しても良い。その場合、その省略側の個別ハウジング１１，１２と基台４とでなるものが、この変形例で言う個別ハウジングとなる。
【００３２】
【発明の効果】
この発明の絶縁軸受の絶縁性能試験機は、複数の絶縁軸受の内輪を嵌合させる共通の軸と、各絶縁軸受の外輪をそれぞれ嵌合させる複数の個別ハウジングと、これら個別ハウジングを設置する共通の基台と、上記各個別ハウジングと基台との間に介在させた絶縁体と、上記各絶縁軸受に対してそれぞれ設けられてその絶縁軸受における絶縁部分よりも内径側の部分とその絶縁軸受に対応する個別ハウジングとの間の絶縁抵抗を測定する複数の絶縁抵抗測定手段とを備えたため、実機使用状態に近似した状態での個々の絶縁軸受の絶縁性能を評価することができる。特に、絶縁軸受の幅面を覆う蓋部材を設け、これにグリースポケットを設けた場合は、グリースの封入、蓋の取付状態等の実機により近似した状態での絶縁性能の評価が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる絶縁軸受の絶縁性能試験機の一部破断正面図である。
【図２】同試験機の一部の拡大断面図である。
【図３】同試験機における蓋部材の側面図である。
【図４】同試験機の他の一部の拡大断面図である。
【図５】この発明の他の実施形態にかかる絶縁軸受の絶縁性能試験機の一部の拡大断面図である。
【図６】同試験機の他の一部の拡大断面図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態にかかる絶縁軸受の絶縁性能試験機の概略構成を示す断面図である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態にかかる絶縁軸受の絶縁性能試験機を示す断面図である。
【図９】軸受装備実機である主電動機を装備した鉄道車両台車の概略正面図である。
【図１０】同主電動機の拡大断面図である。
【図１１】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１，２…絶縁抵抗測定手段
３…軸
４…基台
８，９…絶縁体
１１，１２…個別ハウジング
１３〜１６…蓋部材
１３ａ〜１６ａ…グリースポケット
４６，４７…絶縁軸受
５７，５８…内輪
５９，６０…外輪
５９ａ，６０ａ…外輪の絶縁被覆（絶縁部分）
５９ｂ，６０ｂ…外輪の母材部分
６５，６６…転動体（絶縁部分）
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄道車両の主電動機などに用いられる絶縁軸受の絶縁性能試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両においては、台車の主電動機、駆動装置、車軸などの各部位に軸受が用いられている。近年、鉄道技術の進歩に伴い、上記主電動機にもＶＶＶＦ（可変電圧・可変周波数制御法）が適用されるようになり、それに伴って主電動機に用いられる軸受に電食の発生が多くなっている。軸受に電食が発生すると、軸受転走面が損傷を受けて、異音が発生し、さらには剥離が発生することがあり、それを防ぐために軸受の絶縁性が必要となっている。このような要請に応えるために、転動体に絶縁体であるセラミックスを用いたり、外輪の外径面にセラミックスやＰＰＳ樹脂などからなる絶縁皮膜を形成した絶縁軸受が開発されている。
【０００３】
図９は鉄道車両の一般的な台車の構造概略図を示す。台車４１に設置された主電動機４２の駆動は、そのモータ軸４３から駆動装置４４を介して車軸４５に伝達される。車軸４５は、両端で車軸軸受４６に支持される。このように台車４１においては主電動機４２内の軸受、駆動装置４４の軸受、および車軸軸受４６があるが主電動機４２内の軸受に絶縁軸受が用いられる。
図１０は主電動機４２の断面図を示す。モータ軸４３の一端部は第１の絶縁軸受４６を介してモータハウジング４８の一端部に支持され、モータ軸４３の他端部は第２の絶縁軸受４７を介してモータハウジング４８の他端部に支持される。モータ軸４３の中間部にはロータ４９が設けられ、このロータ４９の外径側にステータコイル等を含むステータ５０が、モータハウジング４８に設置されている。第１の絶縁軸受４６は玉軸受からなり、第２の絶縁軸受４７はモータ軸４３等の熱伸縮を許容するために円筒ころ軸受が用いられている。これらの絶縁軸受４６，４７は、その外輪がモータハウジング４８の両端の分割ハウジング部５１，５２に設置されている。モータハウジング４８における上記各絶縁軸受４６，４７の両側の幅面と対向する部分には、それぞれグリースポケット５７を有する蓋部材５３〜５６が取付けられている。グリースポケット５７は、絶縁軸受４６，４７の潤滑寿命ないしグリース補給間隔を長くなるために設けられるものである。
【０００４】
このような絶縁軸受（例えば外輪の外径面に絶縁皮膜を形成したもの）の絶縁性能を評価する場合、従来は、図１１のように、絶縁軸受６１を単体で２つ割りハウジング６３に組み込んで、絶縁抵抗測定器６４の両電極６４ａ，６４ｂをハウジング６３と軸受外輪６２の母材とに接触させ、ハウジング６３と外輪母材の間の絶縁抵抗を測定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、モータ軸４３等に対として用いられる両側の絶縁軸受４６，４７は、負荷される荷重が互いに異なる。そのため、上記のような軸受単体の測定では、運転時間に対応した実機相当の絶縁性能の変化を調べることができなかった。
また、鉄道車両の主電動機に用いられる絶縁軸受等では、主電動機に組み込まれた状態でグリースが封入され、図１０のように絶縁軸受４６，４７にはグリースポケット５７を有する蓋部材５３〜５６等の周辺部材が取付けられる。そのため、上記したように軸受単体で絶縁抵抗を測定する場合と異なる状況になる。また、主電動機の回転駆動によりグリースが移動・排出されることにもなる。グリースは完全な絶縁体ではなく、グリース移動による洩れから絶縁性が低下することもある。そのため、軸受単体で測定する場合とは、絶縁性能の試験結果が異なって来る。しかし、従来は、このような実機相当状態での絶縁性能については、確認されていなかった。
なお、図１０に示す主電動機４２等の実機において、モータハウジング４８とモータ軸４３との間の絶縁性能を測定することはできる。しかし、その場合、両端の絶縁軸受４６，４７を組み合わせた状態での絶縁性能が測定されることになり、個々の絶縁軸受４６，４７についての測定は行えない。そのため、実機または実機相当状態での個々の絶縁軸受４６，４７の絶縁性能は、いずれの方法でも評価することができなかった。
鉄道車両主電動機等における性能向上の要求から、このような実機相当状態での個々の絶縁軸受４６，４７の絶縁性能の評価が求められてきている。
【０００６】
この発明の目的は、実機使用状態に近似した状態での個々の絶縁軸受の絶縁性能を評価できる絶縁軸受の絶縁性能試験機を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の絶縁軸受の絶縁性能試験機は、複数の絶縁軸受の内輪を嵌合させる共通の軸と、各絶縁軸受の外輪をそれぞれ嵌合させる複数の個別ハウジングと、これら個別ハウジングを設置する共通の基台と、上記各個別ハウジングと基台との間に介在させた絶縁体と、上記各絶縁軸受に対してそれぞれ設けられてその絶縁軸受における絶縁部分よりも内径側の部分とその絶縁軸受に対応する個別ハウジングとの間の絶縁抵抗を測定する複数の絶縁抵抗測定手段とを備えたものである。
この構成によると、一対の絶縁軸受を共通の軸に嵌合させて絶縁抵抗を測定するようにしたため、実機における軸の両端に使用された状態での絶縁軸受の絶縁性能を評価することができる。例えば、軸を回転させて、運転時間に対応した実機相当の絶縁性能の変化を調べることができる。また、各絶縁軸受に対して個別ハウジングを設け、個別ハウジングと共通の基台との間に絶縁体を介在させたため、個々の絶縁軸受の絶縁抵抗を測定することができる。このように、例えば鉄道車両の主電動機等の軸受装備実機に組み込まれた軸受使用状態での絶縁性能の評価を、実機試験の前に行うことができる。
【０００８】
この発明において、上記絶縁軸受が外輪の母材の外径面および幅面に上記絶縁部分である絶縁被覆を有するものであり、上記絶縁抵抗測定手段に導通させる上記絶縁軸受の絶縁部分よりも内径側の部分が、上記絶縁軸受の外輪の母材部分であっても良い。
この構成の場合は、絶縁軸受の外輪にその絶縁被覆を介して嵌合した個別ハウジングと軸受外輪の母材との間で絶縁抵抗測定手段による測定を行うので、内外輪間の転動体やグリース等の影響を受けずに、絶縁被覆の絶縁性能を評価することができる。
【０００９】
この発明において、上記絶縁軸受が外輪の母材の外径面および幅面に上記絶縁部分である絶縁被覆を有するものであり、上記絶縁抵抗測定手段に導通させる上記絶縁軸受の絶縁部分よりも内径側の部分が、上記絶縁軸受の内輪または上記軸であっても良い。
この構成の場合は、内外輪間に介在した転動体やグリースの影響を含めた絶縁性能の評価が行える。
【００１０】
この発明において、上記絶縁軸受がセラミックス製の転動体を有し、この転動体が上記絶縁部分となるものであり、上記絶縁抵抗測定手段に導通させる上記絶縁軸受の絶縁部分よりも内径側の部分が、上記絶縁軸受の内輪または上記軸であっても良い。
この構成の場合は、絶縁軸受がセラミックス製の転動体を有することで絶縁性能が付与されたものであっても、絶縁性能を評価することができる。
【００１１】
これらの発明において、上記複数の絶縁軸受を備える軸受装備実機の軸受周辺部を模して上記絶縁軸受の幅面を覆う蓋部材を上記個別ハウジングに取付けても良い。
この構成の場合は、実機における絶縁軸受の幅面を覆う蓋部材の影響を含めた絶縁性能の評価が行え、実機での使用により近い評価をすることができる。
【００１２】
上記のように蓋部材を設ける場合に、その蓋部材の軸受対向面にグリースポケットを設けても良い。
この構成の場合、実機の蓋部材の軸受対向面に設けられるグリースポケットにグリースを充填した状態での絶縁性能を評価することができる。上記のように、グリースは完全な絶縁体ではなく、グリース移動による洩れから絶縁性が低下することもある。そのため、軸受装備実機により近似した状態での絶縁性能の評価が行える。
【００１３】
これらの発明において、上記各個別ハウジングと基台との間に介在させた絶縁体が絶縁シートであっても良い。
絶縁体を介在させる場合、個別ハウジングと基台とをどのように結合するかが問題となるが、薄い部材である絶縁シートを用いることで、簡単にかつ堅固に個別ハウジングと基台とを結合することができる。また、絶縁体をどの位置でどのように介在させるかは、絶縁性能の評価において重要な要素であるが、絶縁シートを用いることで、絶縁部位が狭い空間になるように配置することが容易であり、絶縁部位の広がり等からのノイズによる外乱を少なくすることができる。
【００１４】
この発明において、上記共通の軸を回転させる回転駆動手段、および上記共通の軸が回転している状態で上記共通の軸にラジアル負荷を作用させる荷重負荷手段を設けても良い。
この場合、実機において軸に作用するラジアル荷重を模して軸受運転を行った状態での絶縁性能を評価することができ、さらに実機に近似した状態の絶縁性能評価が行える。
【００１５】
これらの発明において、上記複数の個別ハウジングと、上記共通の基台と、上記各個別ハウジングと基台との間に介在させた絶縁体とを設ける構成に代えて、各絶縁軸受の外輪をそれぞれ嵌合させる個別ハウジングと、両個別ハウジングの間に介在させた絶縁体とを設けても良い。
すなわち、この観点の絶縁軸受の絶縁性能試験機は、複数の絶縁軸受の内輪を嵌合させる共通の軸と、各絶縁軸受の外輪をそれぞれ嵌合させる複数の個別ハウジングと、両個別ハウジングの間に介在させた絶縁体と、上記各絶縁軸受に対してそれぞれ設けられてその絶縁軸受における絶縁部分よりも内径側の部分とその絶縁軸受に対応する個別ハウジングとの間の絶縁抵抗を測定する複数の絶縁抵抗測定手段とを備えたものである。
この構成した場合、共通のハウジングを省略して２つの個別ハウジングによるハウジング全体構造とでき、あるいは共通のハウジングを設けても、両側の個別ハウジングの間に設ける絶縁体を一つとできる。そのため試験機の構成が簡易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。この実施形態の絶縁軸受の絶縁性能試験機は、図１０と共に前述した鉄道車両の主電動機４２に装備された両端の絶縁軸受４６，４７の絶縁性能を評価する試験機である。この絶縁性能試験機は、上記複数の絶縁軸受４６，４７の内輪５７，５８を嵌合させる共通の軸３と、各絶縁軸受４６，４７の外輪５９，６０をそれぞれ内部に嵌合させる複数の個別ハウジング１１，１２と、これら個別ハウジング１１，１２を設置する共通の基台４と、各絶縁軸受４６，４７に対応する複数の絶縁抵抗測定手段１，２とを備える。
【００１７】
基台４は、ベースフレーム５と、このベースフレーム５の上に立設された前後一対のコラム体６，６と、両コラム体６，６にまたがって横架されるスリーブ７とを有する。上記各個別ハウジング１１，１２は、両側のコラム体６，６の内部に設置される。より詳しくは、スリーブ７のコラム体６，６で支持された両端部分でその内径孔内に設置される。各個別ハウジング１１，１２と基台４との間には、図２および図４に拡大して示すように、絶縁シートからなる絶縁体８，９がそれぞれ介在させてある。絶縁体８，９の材質は、フッ素樹脂等の樹脂シート等が用いられる。上記スリーブ７は、図１０の主電動機４２のモータハウジング４８を模した部材である。また、各個別ハウジング１１，１２は、図１０の主電動機４２の両端の分割ハウジング部５１，５２を模した部材である。
【００１８】
個別ハウジング１１，１２における各絶縁軸受４６，４７の周辺部には、これら絶縁軸受４６，４７の両幅面を覆う蓋部材１３〜１６が取付けられている。これら蓋部材１３〜１６は軸受対向面にグリースポケット１３ａ〜１６ａを設けたものである。片方の絶縁軸受４６の両側の幅面に対応する蓋部材１３，１４は個別ハウジング１１に、もう片方の絶縁軸受４７の両側の幅面に対応する蓋部材１５，１６は個別ハウジング１２にそれぞれ取付けられる。絶縁軸受４６に対応する蓋部材１３，１４は、軸３に嵌合して絶縁軸受４６の内輪５７を軸方向に位置決めする一対の軸受押さえ部材１７，１８との間でラビリンスシール１９，２０をそれぞれ形成している。また、絶縁軸受４７に対応する蓋部材１５，１６は、軸３に嵌合して絶縁軸受４７の内輪５８を軸方向に位置決めする一対の軸受押さえ部材２１，２２との間でラビリンス２３，２４をそれぞれ形成している。上記各蓋部材１３〜１６は、図１０の主電動機４２の蓋部材５３〜５６を模した部材であり、各蓋部材１３〜１６とこれに対応する絶縁軸受４６，４７との間隔、およびグリースポケット１３ａ〜１６ａの形状，寸法は、主電動機４２の蓋部材５３〜５６と同様に形成されている。
【００１９】
上記各絶縁軸受４６，４７は、外輪５９，６０の外径面および幅面に絶縁部分５９ａ，６０ａである絶縁被覆を有するものである。絶縁軸受４６に対応する絶縁抵抗測定手段１は、絶縁軸受４６の絶縁部分（絶縁被覆）５９ａよりも内輪５７側の部分と個別ハウジング１１との間の絶縁抵抗を測定するものである。具体的には、上記絶縁抵抗測定手段１の一方の電極１ａが個別ハウジング１１に、他方の電極１ｂが絶縁軸受４６の外輪５９の母材部分５９ｂにそれぞれ電気的に接続される。上記一方の電極１ａは、例えば上記スリーブ７および絶縁体８に渡って孔７１（図２）を設けて個別ハウジング１１に接続しても良い。絶縁抵抗測定手段１の他方の電極１ｂは、蓋部材１４に軸方向に向けて貫通させた貫通孔１４ｂに絶縁部材からなるスリーブ２５を嵌合させ、このスリーブ２５内を経て上記外輪５９の内径面に臨ませることにより、外輪母材部分５９ｂに接触させている。電極１ｂはばね部材からなり、その弾性変形により、外輪母材部分５９ｂに押し当てられる。蓋部材１４のグリースポケット１４ａは、グリースポケット１４ａからグリースが流れ出ないように、図３に正面図で示すように周方向に複数個が分離して配置されており、隣合うグリースポケト１４ａ，１４ａの間の部分に上記スリーブ２５の貫通孔１４ｂが設けられる。
【００２０】
もう一方の絶縁軸受４７に対応する絶縁抵抗測定手段２は、絶縁軸受４７の絶縁部分（絶縁被覆）６０ａよりも内輪５８側の部分と個別ハウジング１２との間の絶縁抵抗を測定するものである。この場合も、絶縁抵抗測定手段２の一方の電極２ａが個別ハウジング１２に、他方の電極２ｂが絶縁軸受４７の外輪６０の母材部分６０ｂにそれぞれ電気的に接続される。絶縁抵抗測定手段２の他方の電極２ｂが、蓋部材１６に軸方向に向けて貫通させた貫通孔１６ｂに絶縁部材からなるスリーブ２６を嵌合させ、このスリーブ２６内を経て上記外輪６０の内径面に臨ませることにより外輪母材部分６０ｂに接触させていることは、先の絶縁抵抗測定手段１の場合と同じである。上記一方の電極２ａも、スリーブ７および絶縁体９に渡って孔７２（図４）を設けて個別ハウジング１２に接続しても良い。
なお、上記孔７１，７２は、必要であれば、さらに個別ハウジング１１，１２および絶縁軸受４７，４８の絶縁部分（絶縁被覆）５９ａ，６０ａに渡って貫通させ、上記他方の電極１ａ，２ａをこの孔７１，７２から外輪５９，６０の母材に接続しても良い。上記孔７１，７２は、電極１ａ，２ａまたは電極１ｂ，２ｂの挿通に用いない場合、形成しなくて良い。
【００２１】
また、この絶縁性能試験機では、その軸３に対してラジアル荷重を負荷させる負荷手段２７が設置されている。この荷重負荷手段２７による軸３への荷重の負荷は、軸受装備実機である図１０の主電動機４２におけるロータ４９の自重の影響を模して与えるものである。この荷重負荷手段２７は、上記軸３に軸受２８を介して回転自在に設けられた環体２９と、この環体２９に継手３０を介して進退ロッド３１が連結される油圧シリンダ等の駆動源３２とで構成される。駆動源３２は基台４のベース５に固定され、その進退ロッド３１を後退移動させることにより軸３へ荷重が負荷される。継手３０は、連結およびその解除が自在なものであり、この継手３０には、軸３に負荷される荷重を測定するロードセル等の荷重測定手段（図示せず）が組み込まれる。
【００２２】
軸３の一端部は、継手３３を介してモータからなる回転駆動源３４の回転駆動軸３５に連結される。継手３３は、連結および結合が自在なものである。
この継手３３、および上記ラジアル荷重の負荷手段２７における継手３０は、絶縁抵抗測定手段１，２により絶縁性能の測定時には結合が解除されるものである。この絶縁性能試験機を、軸３の回転中の軸受絶縁測定可能なものとする場合は、継手３０，３３において、軸３側と基台５側との絶縁を行うための絶縁体（図示せず）を介在させる。
【００２３】
次に、上記構成の絶縁性能試験機による絶縁軸受４６，４７の絶縁性能試験について説明する。この試験は、回転負荷用の回転駆動源３４の回転駆動軸３５を継手３３で軸３に連結し、荷重負荷手段２７でラジアル荷重を負荷した状態で回転駆動源３４により軸３を回転させた後に行われる。この回転駆動により、軸受４６，４７に封入したグリースの移動や、軸受４６，４７の発熱等が生じ、使用時に近似した状態となる。測定時には、継手３０，３３を分離して、荷重負荷手段２７の進退ロッド３１や、回転駆動源３４の回転駆動軸３５を、軸３から電気的に切り離す。この状態で、絶縁抵抗測定手段１により第１の絶縁軸受４６の絶縁性能を、また絶縁抵抗測定手段２により第２の絶縁軸受４７の絶縁性能をそれぞれ測定する。この場合に、絶縁抵抗測定手段１は、第１の絶縁軸受４６における外輪５９の母材部分５９ｂと、この絶縁軸受４６に対応する個別ハウジング１１との間の絶縁抵抗を測定する。また、絶縁抵抗測定手段２は、第２の絶縁軸受４７における外輪６０の母材部分６０ｂと、この絶縁軸受４７に対応する個別ハウジング１２との間の絶縁抵抗を測定する。
【００２４】
このように、この構成の絶縁性能試験機によると、鉄道車両の主電動機４２に組み込まれる絶縁軸受４６，４７に対して、使用状態をシュミレートして絶縁性能を評価することができ、かつ個々の絶縁軸受４６，４７の絶縁性能の評価が行える。特に、軸受装備実機である主電動機４２の軸受周辺部を模して、絶縁軸受４６，４７の幅面を覆う蓋部材１３〜１６を個別ハウジング１１，１２に取付けているので、実機に使用した状態に近い状態で絶縁性能を評価できる。また、蓋部材１３〜１６の軸受対向面にはグリースポケット１３ａ〜１６ａを設けているので、軸受装備実機により近似した装備状態で絶縁性能を評価できる。
個別ハウジング１１，１２と基台４との間の絶縁を行う場合、絶縁シートからなる絶縁体８，９をどの部分に挿入するかは絶縁性能評価の上で重要な要素であるが、こ実施形態のように、絶縁部位が狭い空間になるように配置することで、ノイズによる外乱を少なくすることができる。
なお、個別ハウジング１１，１２や、蓋部材１３〜１６は、絶縁軸受４６，４７のサイズに応じた種々のものを準備しておけば、各種サイズの絶縁軸受４６，４７の絶縁性能の測定を行うことができる。
【００２５】
なお、上記実施形態では、絶縁抵抗測定手段１，２の片方の電極１ｂ，２ｂを、外輪５９，６０の母材部分５９ｂ，６０ｂに電気的に接続させたが、これに代えて、図２および図４に１点鎖線で示すように、軸３あるいは軸受４６，４７の内輪５７，５８に電気的に接続しても良い。この場合、絶縁軸受４６では、個別ハウジング１１と軸３または内輪５７の間の絶縁抵抗を測定することになる。また絶縁軸受４７では、個別ハウジング１２と軸３または内輪５８の間の絶縁抵抗を測定することになる。
【００２６】
また、上記実施形態では、軸３の回転を止めて各絶縁軸受４６，４７の絶縁性能を測定するようにしたが、回転駆動源３４で軸３を回転させながら絶縁性能を測定しても良い。この場合には、継手３０，３３に絶縁体を介在させて、軸３を基台４から絶縁させる必要がある。このように、軸３を回転させながら絶縁性能を測定する場合、回転によるグリースの移動および軸受発熱の影響下で、絶縁性能が時間経過と共にどのように変化するかを評価することもできる。グリースは上記のように完全な絶縁体ではないため、回転中の絶縁測定が行えることで、グリースの影響をシュミレートしたより正確な絶縁性能評価が行える。
【００２７】
図５おび図６はこの発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、図１〜図４に示した第１の実施形態の絶縁性能試験機において、試験対象である絶縁軸受４６，４７が、セラミックス製の転動体６５，６６を有するものであって、この転動体６５，６６が絶縁軸受４６，４７の絶縁部分となるものである。絶縁軸受４６に対応する絶縁抵抗測定手段１は、その一方の電極１ｂを、上記絶縁部分である転動体６５よりも内輪５７の部分、具体的には軸３または内輪５７に電気的に接続している。また、絶縁軸受４７に対応する絶縁抵抗測定手段２も、その一方の電極２ｂを、上記絶縁部分となる転動体６６よりも内輪５８の部分、具体的には軸３または内輪５８に電気的に接続している。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
【００２８】
この実施形態の絶縁性能試験機の場合も、鉄道車両の主電動機４２に組み込まれる絶縁軸受４６，４７に対して、使用状態での絶縁性能を評価することができる。
【００２９】
図７は、この発明のさらに他の実施形態の概略構成を示す。この実施形態は、第１の実施形態において、基台４のスリーブ７を省略したものである。第１の実施形態における蓋部材１３〜１６や、回転駆動源３４、荷重負荷手段２７は図示を省略しているが、蓋部材１３〜１６はこの実施形態においても第１の実施形態と同様に設けても、また省いても良い。第１の絶縁軸受４６の外輪５９は、個別ハウジング１１を介して基台４を構成する一方のコラム体６に支持され、コラム体６と個別ハウジング１１の間は絶縁体８で電気的に分離される。第２の絶縁軸受４７の外輪６０は、個別ハウジング１２を介して基台４を構成する他方のコラム体６に支持され、コラム体６と個別ハウジング１２の間は絶縁体９で電気的に分離される。絶縁軸受４６に対応する絶縁抵抗測定手段１は、個別ハウジング１１と、絶縁軸受４６の外輪母材部分５９ｂの間の絶縁抵抗を測定する。絶縁軸受４６に対応する絶縁提供測定手段２は、個別ハウジング１２と、絶縁軸受４７の外輪母材部分６０ｂの間の絶縁抵抗を測定する。その他の構成は第１の実施形態と同じである。
【００３０】
図８は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態でも、第１の実施形態において、基台４のスリーブ７を省略している。この実施形態では、試験対象の各絶縁軸受４６，４７の外輪をそれぞれ嵌合させる個別ハウジング１１Ａ、１２Ａがコラム状に設けられ、これら個別ハウジング１１Ａ，１２Ｂの下端面と基台５の上面との間に絶縁シートからなる絶縁体８，９を介在させている。個別ハウジング１１Ａ，１２Ｂは、コラム状の個別ハウジング本体に、軸受嵌合部材１１Ａａ，１２Ａａを取付けたものとされている。第１の実施形態における蓋部材１３〜１６は、図示を省略しているが、この実施形態においても第１の実施形態と同様に設けても、また省いても良い。軸３を回転駆動する回転駆動源３４および荷重負荷手段２７は第１の実施形態と同様に設けており、さらに軸３の絶縁軸受４７設置側の端部にも、別の荷重負荷手段２７Ａを連結している。負荷手段２７，２７Ａは同一構造のものである。その他の構成は第１の実施形態の場合と同様である。絶縁軸受４６に対応する絶縁抵抗測定手段１は、個別ハウジング１１と、絶縁軸受４６の外輪母材部分５９ｂの間の絶縁抵抗を測定する。絶縁軸受４６に対応する絶縁提供測定手段２は、個別ハウジング１２と、絶縁軸受４７の外輪母材部分６０ｂの間の絶縁抵抗を測定する。
【００３１】
なお、上記実施形態では、各絶縁軸受４６，４７に対応する個別ハウジング１１，１２と基台５との間に絶縁体８，９を介在させた構成について示したが、これに代えて、各絶縁軸受の外輪をそれぞれ嵌合させる個別ハウジングと、両個別ハウジングの間に介在させた絶縁体とを設けたものとしても良い。例えば、図１に示す第１の実施形態において、いずれか片方の個別ハウジング１１，１２と基台４との間の絶縁体８，９を省略しても良い。その場合、その省略側の個別ハウジング１１，１２と基台４とでなるものが、この変形例で言う個別ハウジングとなる。
【００３２】
【発明の効果】
この発明の絶縁軸受の絶縁性能試験機は、複数の絶縁軸受の内輪を嵌合させる共通の軸と、各絶縁軸受の外輪をそれぞれ嵌合させる複数の個別ハウジングと、これら個別ハウジングを設置する共通の基台と、上記各個別ハウジングと基台との間に介在させた絶縁体と、上記各絶縁軸受に対してそれぞれ設けられてその絶縁軸受における絶縁部分よりも内径側の部分とその絶縁軸受に対応する個別ハウジングとの間の絶縁抵抗を測定する複数の絶縁抵抗測定手段とを備えたため、実機使用状態に近似した状態での個々の絶縁軸受の絶縁性能を評価することができる。特に、絶縁軸受の幅面を覆う蓋部材を設け、これにグリースポケットを設けた場合は、グリースの封入、蓋の取付状態等の実機により近似した状態での絶縁性能の評価が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる絶縁軸受の絶縁性能試験機の一部破断正面図である。
【図２】同試験機の一部の拡大断面図である。
【図３】同試験機における蓋部材の側面図である。
【図４】同試験機の他の一部の拡大断面図である。
【図５】この発明の他の実施形態にかかる絶縁軸受の絶縁性能試験機の一部の拡大断面図である。
【図６】同試験機の他の一部の拡大断面図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態にかかる絶縁軸受の絶縁性能試験機の概略構成を示す断面図である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態にかかる絶縁軸受の絶縁性能試験機を示す断面図である。
【図９】軸受装備実機である主電動機を装備した鉄道車両台車の概略正面図である。
【図１０】同主電動機の拡大断面図である。
【図１１】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１，２…絶縁抵抗測定手段
３…軸
４…基台
８，９…絶縁体
１１，１２…個別ハウジング
１３〜１６…蓋部材
１３ａ〜１６ａ…グリースポケット
４６，４７…絶縁軸受
５７，５８…内輪
５９，６０…外輪
５９ａ，６０ａ…外輪の絶縁被覆（絶縁部分）
５９ｂ，６０ｂ…外輪の母材部分
６５，６６…転動体（絶縁部分）
Claims (9)
- 複数の絶縁軸受の内輪を嵌合させる共通の軸と、各絶縁軸受の外輪をそれぞれ嵌合させる複数の個別ハウジングと、これら個別ハウジングを設置する共通の基台と、上記各個別ハウジングと基台との間に介在させた絶縁体と、上記各絶縁軸受に対してそれぞれ設けられてその絶縁軸受における絶縁部分よりも内径側の部分とその絶縁軸受に対応する個別ハウジングとの間の絶縁抵抗を測定する複数の絶縁抵抗測定手段とを備えた絶縁軸受の絶縁性能試験機。
- 請求項１において、上記絶縁軸受が外輪の母材の外径面および幅面に上記絶縁部分である絶縁被覆を有するものであり、上記絶縁抵抗測定手段に導通させる上記絶縁軸受の絶縁部分よりも内径側の部分が、上記絶縁軸受の外輪の母材部分である絶縁軸受の絶縁性能試験機。
- 請求項１において、上記絶縁軸受が外輪の母材の外径面および幅面に上記絶縁部分である絶縁被覆を有するものであり、上記絶縁抵抗測定手段に導通させる上記絶縁軸受の絶縁部分よりも内径側の部分が、上記絶縁軸受の内輪または上記軸である絶縁軸受の絶縁性能試験機。
- 請求項１において、上記絶縁軸受がセラミックス製の転動体を有し、この転動体が上記絶縁部分となるものであり、上記絶縁抵抗測定手段に導通させる上記絶縁軸受の絶縁部分よりも内径側の部分が、上記絶縁軸受の内輪または上記軸である絶縁軸受の絶縁性能試験機。
- 請求項１ないし請求項４にいずれかにおいて、上記複数の絶縁軸受を備える軸受装備実機の軸受周辺部を模して上記絶縁軸受の幅面を覆う蓋部材を上記個別ハウジングに取付けた絶縁軸受の絶縁性能試験機。
- 請求項５において、上記蓋部材の軸受対向面にグリースポケットを設けた絶縁軸受の絶縁性能試験機。
- 請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて、上記各個別ハウジングと基台との間に介在させた絶縁体が絶縁シートである絶縁軸受の絶縁性能試験機。
- 請求項１ないし請求項７のいずれかにおいて、共通の軸を回転させる回転駆動手段、および上記共通の軸が回転している状態で上記共通の軸にラジアル負荷を作用させる荷重負荷手段を設けた絶縁軸受の絶縁性能試験機。
- 請求項１ないし請求項８のいずれかにおいて、上記複数の個別ハウジングと、上記共通の基台と、上記各個別ハウジングと基台との間に介在させた絶縁体とを設ける構成に代えて、各絶縁軸受の外輪をそれぞれ嵌合させる個別ハウジングと、両個別ハウジングの間に介在させた絶縁体とを設けた絶縁軸受の絶縁性能試験機。
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