JP5597481B2 - Fully closed main motor - Google Patents
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Description
実施の形態は、鉄道車両を駆動する車両用全閉型主電動機に関する。 The embodiment relates to a fully closed main electric motor for a vehicle that drives a railway vehicle.
一般に鉄道車両(以下、「車両」と呼ぶ)では、車体の下に配置された台車に主電動機(以下、「電動機」と呼ぶ)を装荷して、この電動機の回転力を継手(カップリング)と歯車装置を介して車輪に伝達し、車両を走行させている。 Generally, in a railway vehicle (hereinafter referred to as “vehicle”), a main motor (hereinafter referred to as “electric motor”) is loaded on a carriage disposed under the vehicle body, and the rotational force of the electric motor is coupled (coupling). Is transmitted to the wheels via a gear device to drive the vehicle.
従来のこの種の電動機は、全閉型で機内(電動機の内部)を外部と遮断して、外気に含まれる塵埃、油等が機内に入らない構造にして、電動機の保守軽減(機内清掃レス)や汚れによる品質の低下を防止できるものとしている。また、ラビリンス部に軸受潤滑グリースと同等または類似のグリースを塗布、充填して塵埃侵入防止の効果をアップする対策をとっている。 This type of conventional motor is a fully closed type that shuts off the interior of the motor (the interior of the motor) from the outside and prevents dust, oil, etc. contained in the outside air from entering the machine. ) And quality degradation due to dirt. In addition, the labyrinth part is coated with a grease equivalent to or similar to the bearing lubrication grease, and measures are taken to increase the effect of preventing dust from entering.
しかしながら、従来例によれば、ラビリンス屈曲部に入れたグリースが電動機組立時の作業でほとんど排出されてしまうため、電動機を使用する場合は、グリースによる塵埃侵入防止効果がほとんど無くなる問題点があった。 However, according to the conventional example, the grease put in the labyrinth bent portion is almost discharged by the work at the time of assembling the electric motor. Therefore, when the electric motor is used, there is a problem that the dust invasion preventing effect by the grease is almost lost. .
本発明は、上記従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、組み立て作業時のグリース吐出しが防止できる構造を備えた全閉型電動機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional technical problems, and an object of the present invention is to provide a fully-closed electric motor having a structure that can prevent grease discharge during assembly work.
実施の形態の全閉型電動機は、円筒状で、一側端部が開口し、他側に中心側に延長する延長部が形成され、かつ前記開口する一側端部の内周部に円板状の仕切り板が取り付けられたフレームと、前記フレームの内周に取り付けられたステータ鉄心と、前記ステータ鉄心の内周側に形成された多数の溝の中に収納されたステータコイルとで構成される固定子と、前記ステータ鉄心の内周側に配置されたロータ鉄心と、前記フレームの前記一側端部に当該フレームの開口する一側端部を閉塞するように固定され、かつ、その中心部にスラスト力を受け止められない軸受が設けられている円板状のベアリングブラケットと、前記フレームの前記他側の前記延長部の内周端部に、ハウジングを介して配設された、スラスト力を受け止められる軸受と、前記ロータ鉄心が取り付けられ、かつ前記スラスト力を受け止められない軸受と前記スラスト力を受け止められる軸受とで回転自在に支承されたシャフトと、前記ロータ鉄心の一方と他方との両側それぞれに固定された仕切り円板とを備え、前記スラスト力を受け止められない軸受側は前記一方の仕切り円板の外周端部と前記フレームの一側の端部に設けた仕切り板の内周端部との間に、前記スラスト力を受け止められる軸受側は前記他方の仕切り円板の外周端部と前記フレームの延長部の内周端部との間に、それぞれラビリンスを形成し、該ラビリンスにグリースを充填したことを特徴とする。
The fully-closed electric motor according to the embodiment has a cylindrical shape, one end is opened, an extension extending to the center is formed on the other side, and a circle is formed on the inner periphery of the opened one end. A frame having a plate-like partition plate attached thereto, a stator iron core attached to the inner periphery of the frame, and a stator coil housed in a number of grooves formed on the inner periphery side of the stator iron core a stator that is, the rotor iron core disposed on an inner peripheral side of the stator core, is fixed so as to close the one end of the opening of the frame at one end of the frame, and that a disc-shaped bearing bracket bearings not received a thrust force to the central portion is provided, on an inner peripheral end portion of the extension portion of the other side of the frame, it is disposed through the housing, A bearing capable of receiving thrust force; Serial rotor core is attached, and a rotatably supported by a shaft in a bearing that is received a bearing and the thrust force can not accept the thrust force, is fixed to the respective sides of the one and the other of said rotor core and a partition disk, wherein the thrust force is not bearing side received a between the inner peripheral end portion of the partition plate provided in the end portion of one side of the frame and the outer peripheral end portion of the partition disc of the one The bearing side that receives the thrust force has a labyrinth formed between the outer peripheral end of the other partition disk and the inner peripheral end of the extension of the frame, and the labyrinth is filled with grease. It is characterized by.
以下、実施の形態を図に基づいて詳説する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
図1に示す第1の実施の形態の全閉型電動機は、固定部材である円筒状のフレーム1の一端側にベアリングブラケット2を、またフレーム1の他端側から中心側に延長した延長部1Aの中央部にハウジング3を取り付け、このベアリングブラケット2とハウジング3とのそれぞれの中心部に設けたころ軸受4、玉軸受5によってロータシャフト6を回転自在に支持している。ロータシャフト6の軸方向の中心部分にロータ鉄心7を固定し、このロータ鉄心7の内部の外周部に永久磁石(表示せず)を取り付けて回転子31を構成している。また、ロータ鉄心7の両端部には鉄心押え8,8を固定し、この鉄心押え8,8には仕切り円板9,10を固着している。尚、玉軸受5は鍔付きころ軸受であってもよく、スラスト力を受け止められる、軸方向に移動しない軸受として用いている。他方、ころ軸受4は、スラスト力を受け止められない、軸方向に移動できる軸受として用いている。したがって、同様の作用をする軸受手段であれば、他のものにて代用し得る。これは、他の実施の形態でも同様である。
[First Embodiment]
The fully-closed electric motor according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes a
フレーム1の内周部には、ステータ鉄心11を取り付け、このステータ鉄心11の内周側に形成された多数の溝の中にステータコイル12を収納して固定子30を構成している。ステータコイル12のコイルエンド部は、ステータ鉄心11の両側に張り出した形となっている。
A
ステータ鉄心11の内周面とロータ鉄心7の外周面との間には、一様な空隙13を形成してあり、この電動機の運転時には、ステータコイル12に電流が流れ磁力の吸引、反発力で回転子31が回転し、ロータシャフト6が回転力を出力する。
A
一方、フレーム1の一側の端部内に仕切り板19を取り付け、この仕切り板19の内周縁部と仕切り円板9の外周縁部との間に、屈曲した微小隙間で構成されるラビリンスAを形成している。同時に、仕切り円板10の外周縁部とフレーム1の他側の延長部1Aの内周縁部との間にも同様のラビリンスAを形成している。このラビリンスAにはグリースが塗り込まれる。これらラビリンスAを構成する部材の材料には、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いている。
On the other hand, a
本実施の形態の全閉型電動機は、ステータコイル12、ステータ鉄心11、ロータ鉄心7等をフレーム1、仕切り板19、仕切り円板9,10、鉄心押え8,8で囲い込み、外部と略遮断された「電動機の機内」を構成し、この機内への外気の侵入を防止し、外気に含まれる塵埃、油等が機内に入らない構造としている。
The fully-closed electric motor of the present embodiment encloses the
さらに、ころ軸受4、玉軸受5の周りも、主に屈曲形のラビリンス構成としている。すなわち、固定部材である端フタ14,15及びベアリングブラケット2、ハウジング3と回転部材であるカラー16,17,18との間にラビリンスBを形成し、外気に含まれる塵埃から軸受4,5及び軸受内にある潤滑グリースを保護している。
Furthermore, the periphery of the roller bearing 4 and the ball bearing 5 is mainly bent labyrinth. That is, a labyrinth B is formed between the
反駆動側の軸端部(図1において左端)は、端フタ15で塞いで外部と遮断している。また、仕切り円板9,10には羽根9A,10Aが設けてあり、回転子31が回転すると仕切り円板9,10の羽根9A,10Aの通風作用で軸受部周りに、矢印X1,X2のように外気を導入して、軸受部及び回転子を冷却する構造としている。
The shaft end portion on the counter drive side (left end in FIG. 1) is blocked by the
このように構成された第1の実施の形態の全閉型電動機は、ロータシャフト6の一端(図1では右端)を機外に突出させ、その突出部に駆動用歯車装置と結合するための継手(表示せず)を取り付け、電動機の回転力を車輪(表示せず)に伝え、鉄道車両を駆動するように組み付ける。
The fully-closed electric motor according to the first embodiment configured as described above has one end (the right end in FIG. 1) of the
本実施の形態の全閉型電動機では、回転子31、固定子30間で軸方向に相対移動できるころ軸受4を支持しているベアリングブラケット2がころ軸受4と共に移動しても、仕切り円板9は仕切板19に対して移動しない。そのため、この仕切り円板9の外周縁部とフレーム1内に固定されている仕切り板19の内周縁部との間に形成されているラビリンスAの部分で仕切り円板9と仕切り板19との間に軸方向の相対移動が起こらない。この結果、本実施の形態の場合、機内と機外を仕切るラビリンスA内の軸方向隙間内に充填されたグリースが電動機組立て作業時に排出されることがない。尚、軸受周りのラビリンスBでは相対移動が起こるが、軸受部内に充填されるグリース量が多いために、軸受4,5と機外との間のラビリンスBの塵埃侵入防止効果の低下は少ないものである。
In the fully closed electric motor of the present embodiment, even if the
図2は、図1に示した本実施の形態の全閉型電動機について、その回転子31の引抜き(分解)、挿入(組立て)状態を示すもので、図2において右側から、ステータ鉄心11、ステータコイル12、仕切り板19が取り付けられているフレーム1に対して回転子31を挿入し、また右側に引抜くことで組立て、分解ができる。
FIG. 2 shows a state in which the
[第2の実施の形態]
図3、図4を参照して第2の実施の形態の全閉型電動機について説明する。本実施の形態にあって、図1、図2に示した第1の実施の形態と共通し、若しくは類似する要素には同一若しくは類似する符号を付して示してある。
[Second Embodiment]
A fully closed electric motor according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. In this embodiment, elements that are the same as or similar to those of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same or similar reference numerals.
本実施の形態は、内部循環ファン20と外扇ファン21を有した全閉型誘導電動機であり、内部循環ファン20と外扇ファン21の中間に位置する主板22(仕切り円板に相当)とブラケット23との突き合う部分間にラビリンスCを形成し、同時に反対側の仕切り円板10とブラケット24との突き合う部分間にもラビリンスCを形成したことを特徴とする。図3において、白矢印X3が外気で冷す外扇風、黒矢印X4が内部循環風である。
This embodiment is a fully-closed induction motor having an
本実施の形態にあって、円筒体の固定子30に対してその一側にブラケット23を取り付け、その他側にも別のブラケット24を取り付けている。ステータ鉄心11の外周近くに軸方向の内部循環用の通風孔11a、外気通過用の通風孔11bを、内部循環風X4用と外扇風X3用とに周方向に適宜の配列、例えば交互に等間隔で形成してある。そして、ブラケット23にはそれぞれの通風孔11aに連通する通気孔23a、通風孔11bに連通する通気孔23bを形成してある。他方のブラケット24にも、通風孔11aに連通して機内に循環風X4を戻す通気孔24a、外扇風X3を外部に排気する通気孔24bを形成してある。
In this embodiment, a
回転子31については、ロータ鉄心7とその両端の鉄心押え8に通風孔7a,8aを形成し、内部循環風X4の通過によりロータ鉄心7を冷却する構成にしている。この回転子31にはベアリングブラケット2′を一側に取り付け、このベアリングブラケット2′を固定子30側のブラケット23と組み付けることによって外扇風X3の通気路を形成するようにしている。
As for the
図4に示すように、固定子30に対して回転子31を挿入して組み立てるには、必要な部材の組付けが完了した回転子31を図4において右側から固定子30の内部に挿入する。この際、両側のラビリンスCの部分では、固定子30側が図において右あき、回転子31が左あきとなっているので、支障なく組み立てることができる。固定子30から回転子31を分解するときには、逆に回転子31を固定子30から図において右方向に引き抜くことにより行うことができる。
As shown in FIG. 4, in order to insert and assemble the
本実施の形態の全閉型電動機では、回転子31、固定子30間で軸方向に相対移動できるころ軸受4を支持しているベアリングブラケット2′がころ軸受4と共に移動しても、主板22の外周縁部と固定子30側のブラケット23の内周縁部との間に形成されているラビリンスCの部分で主板22とブラケット23との間に軸方向の相対移動が起こらない。この結果、本実施の形態でも、機内と機外を仕切るラビリンスC内の軸方向隙間内に充填されたグリースが電動機組立て作業時に排出されることがない。尚、軸受周りのラビリンスBでは相対移動が起こるが、軸受部の内に充填されるグリース量が多いために、軸受4,5と機外との間のラビリンスBの塵埃侵入防止効果の低下は少ないものである。
In the fully closed electric motor according to the present embodiment, even if the
[第3の実施の形態]
第3の実施の形態の全閉型電動機を、図5を用いて説明する。本実施の形態にあっても、図1、図2に示した第1の実施の形態、図3、図4に示した第2の実施の形態と共通し、若しくは類似する要素には同一若しくは類似する符号を用いて説明する。
[Third Embodiment]
A fully-closed electric motor according to a third embodiment will be described with reference to FIG. Even in the present embodiment, the same or similar elements are used in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 and the second embodiment shown in FIGS. 3 and 4. Explanation will be made using similar reference numerals.
本実施の形態は、冷却風が内部循環しない、外気冷却だけの全閉型誘導電動機である。そのため、第2の実施の形態のようにステータ鉄心11内に通風孔11aがなく、ロータ鉄心7内にも通風孔7aがない。
The present embodiment is a fully-closed induction motor that only cools outside air and that does not circulate cooling air internally. Therefore, there is no
固定子30の一側のブラケット23′には外気通風孔23′bが形成してあり、またステータ鉄心11の外周部近くには通風孔11bが形成してある。
An external
回転子側31は、その一側に第2の実施の形態と類似し、外扇ファン21′の形成された主板22′が取り付けてあり、この主板22′と固定子30側のブラケット23′との突き合う部分との間でラビリンスDを形成している。この回転子31にも、ベアリングブラケット2″を一側に取り付け、このベアリングブラケット2″を固定子30側のブラケット23′と組み付けることによって外扇風X5の通気路23′bを形成するようにしている。
The
固定子30の他側のブラケット24′は、ラビリンス構成なしに回転子31の他側のハウジング3に固定してある。
The bracket 24 'on the other side of the
この実施の形態の場合には、回転子31の回転により、白矢印X5に示すように外気が片側のブラケット23′内に取り込まれ、外扇ファン21′によりブラケット23′内の通気孔23′b、ステータ鉄心11内の通風孔11bを通過して機内外を冷却する。
In the case of this embodiment, as the
本実施の形態にあっては、固定子30に対して回転子31を挿入して組み立てるには、必要な部材の組付けが完了した回転子31を図5において右側から固定子30の内部に挿入し、図示の状態にする。この際、片側のラビリンスDの部分では、固定子30側が図において右あき、回転子31が左あきとなっているので、支障なく組み立てることができる。固定子30から回転子31を分解するときには、図5に示した完成状態から逆に回転子31を固定子30から右方向に引き抜くことにより行うことができる。
In the present embodiment, in order to insert and assemble the
本実施の形態の全閉型電動機では、回転子31、固定子30間で軸方向に相対移動できるころ軸受4を支持しているベアリングブラケット2″がころ軸受4と共に移動しても、主板22′の外周縁部と固定子30側のブラケット23′の内周縁部との間に形成されているラビリンスDの部分で主板22′とブラケット23′との間に軸方向の相対移動が起こらない。この結果、本実施の形態の場合にも、機内と機外を仕切るラビリンスD内の軸方向隙間内に充填されたグリースが電動機組立て作業時に排出されることがない。尚、軸受周りのラビリンスBで相対移動が起こるが、軸受部の内に充填されるグリース量が多いために、軸受4,5と機外との間のラビリンスBの塵埃侵入防止効果の低下は少ないものである。
In the fully closed electric motor according to the present embodiment, even if the
尚、一般に、回転子側の仕切り円板又はそれに相当する主板と固定子または固定子に相当する固定部材から延出された部材との間にラビリンスを形成するようにした全閉型電動機であれば、本実施の形態の上記ラビリンス構成A,C又はDを採用できる。 In general, it is a fully-closed electric motor in which a labyrinth is formed between a partition disk on the rotor side or a main plate corresponding thereto and a member extended from a stator or a fixing member corresponding to the stator. For example, the labyrinth configuration A, C, or D of the present embodiment can be adopted.
また、本実施の形態において、機内と機外に構成されたラビリンスは、他の部分と同じ寸法にしなくてもよく、より深いもの、深いものと同じ寸法のものとを組み合わせてもよい。また、玉軸受の代わりに、つば付ころ軸受で構成してもよい。また、上記の実施の形態では、ラビリンスの屈曲数は2段で説明したが、3段以上でもよい。また、上記の実施の形態では、仕切り円板若しくは主板に羽根を付けたもので説明したが、冷却性能に余裕があるものであれば、羽根のない仕切り円板若しくは主板を採用することもできる。そしてその場合には、冷却通路を少なくできるので、車両用電動機であれば特に活用スペースが大きくすることができる。また、径方向隙間は約0.5mmとすることができるが、これを複数の隙間を組合せて構成してもよい。また、上記の実施の形態は、永久磁石電動機で説明したが、誘導電動機の場合でも実施できる。また、上記の実施の形態は、フレームの有る構造に採用したものであるが、より出力の増すフレームレス構造で構成してもよい。 Further, in the present embodiment, the labyrinth configured inside and outside the machine does not have to have the same dimensions as other parts, and a deeper one or a deeper one may be combined. Moreover, you may comprise a roller bearing with a collar instead of a ball bearing. In the above embodiment, the number of labyrinth bends has been described as two, but may be three or more. In the above-described embodiment, the partition disk or the main plate is described with the blades attached. However, the partition disk or the main plate without the blades may be employed as long as the cooling performance is sufficient. . In this case, the cooling passage can be reduced, so that the use space can be increased particularly in the case of a vehicle electric motor. Further, the radial gap can be about 0.5 mm, but this may be configured by combining a plurality of gaps. Moreover, although said embodiment demonstrated the permanent magnet motor, it can implement also in the case of an induction motor. Further, although the above embodiment is adopted for a structure having a frame, it may be constituted by a frameless structure in which output is further increased.
1 フレーム
2,2′,2″ ベアリングブラケット
3 ハウジング
4 ころ軸受
5 玉軸受
6 シャフト
7 ロータ鉄心
8 鉄心押え
9 仕切り円板
11 ステータ鉄心
12 コイル
13 ギャップ
14,15 端フタ
16,17,18 カラー
20 内部循環ファン
21,21′ 外扇ファン
22,22′ 主板
23,23′ ブラケット
24,24′ ブラケット
30 固定子
31 回転子
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記フレームの内周に取り付けられたステータ鉄心と、前記ステータ鉄心の内周側に形成された多数の溝の中に収納されたステータコイルとで構成される固定子と、
前記ステータ鉄心の内周側に配置されたロータ鉄心と、
前記フレームの前記一側端部に当該フレームの開口する一側端部を閉塞するように固定され、かつ、その中心部にスラスト力を受け止められない軸受が設けられている円板状のベアリングブラケットと、
前記フレームの前記他側の前記延長部の内周端部に、ハウジングを介して配設された、スラスト力を受け止められる軸受と、
前記ロータ鉄心が取り付けられ、かつ前記スラスト力を受け止められない軸受と前記スラスト力を受け止められる軸受とで回転自在に支承されたシャフトと、
前記ロータ鉄心の一方と他方との両側それぞれに固定された仕切り円板とを備え、
前記スラスト力を受け止められない軸受側は前記一方の仕切り円板の外周端部と前記フレームの一側の端部に設けた仕切り板の内周端部との間に、前記スラスト力を受け止められる軸受側は前記他方の仕切り円板の外周端部と前記フレームの延長部の内周端部との間に、それぞれラビリンスを形成し、該ラビリンスにグリースを充填したことを特徴とする全閉型電動機。 A frame having a cylindrical shape with one end opened, an extension extending to the center on the other side, and a disc-shaped partition plate attached to the inner periphery of the opened one end When,
A stator composed of a stator core attached to an inner periphery of said frame, and accommodated a stator coil in a large number of grooves formed on the inner peripheral side of said stator core,
A rotor core disposed on the inner peripheral side of the stator core;
Wherein the frame is fixed so as to close the one end of the opening of the frame at one end, and a disk-shaped bearing bearing not received a thrust force is provided at the center thereof A bracket ,
The inner peripheral end portion of the extension portion of the other side of the frame, is disposed through the housing, a bearing is received a thrust force,
And rotatably I supported by the shaft and the bearing rotor iron core is attached, and is received the thrust force and is not bearing receiving the thrust force,
A partition disk fixed to each of both sides of one and the other of the rotor core;
The bearing side that cannot receive the thrust force receives the thrust force between the outer peripheral end of the one partition disk and the inner peripheral end of the partition plate provided at one end of the frame. A fully-closed type wherein the bearing side is formed with a labyrinth between an outer peripheral end of the other partition disk and an inner peripheral end of the extension of the frame, and the labyrinth is filled with grease. Electric motor.
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