電動機
【課題】清掃周期の延長、および油の補給周期、交換周期の延長を図ることが可能な電動機を提供する。
【解決手段】電動機は、密閉ケース内に取付けられた固定子２と、ケース内に延在し、その両端部が軸受６、７に回転自在に支持された回転軸８と、回転軸の中央部に取付けられ回転子９と、各軸受の近傍でケースの外面側に設けられ、潤滑油１５を貯留する給油室２５、２６と、それぞれ回転軸に固定され、潤滑油に接触した状態で給油室内に配設され、回転により潤滑油を軸受に供給する給油部材２７と、それぞれ回転子と軸受との間で回転軸に固定され、回転軸と一体に回転自在な一対の放熱円板２３、２４と、各放熱円板の外周縁とケース内面との間の環状の微小隙間により形成されたラビリンス構造部Ｘ、Ｙと、各放熱円板のケース内面と対向する壁面とケース内面との間に規定され、ケースに形成された連通口を介して機外空間に連通した環状の流通空間４４、４６と、を備えている。
【解決手段】電動機は、密閉ケース内に取付けられた固定子２と、ケース内に延在し、その両端部が軸受６、７に回転自在に支持された回転軸８と、回転軸の中央部に取付けられ回転子９と、各軸受の近傍でケースの外面側に設けられ、潤滑油１５を貯留する給油室２５、２６と、それぞれ回転軸に固定され、潤滑油に接触した状態で給油室内に配設され、回転により潤滑油を軸受に供給する給油部材２７と、それぞれ回転子と軸受との間で回転軸に固定され、回転軸と一体に回転自在な一対の放熱円板２３、２４と、各放熱円板の外周縁とケース内面との間の環状の微小隙間により形成されたラビリンス構造部Ｘ、Ｙと、各放熱円板のケース内面と対向する壁面とケース内面との間に規定され、ケースに形成された連通口を介して機外空間に連通した環状の流通空間４４、４６と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鉄道車両を駆動する全閉形の電動機、特に、油潤滑方式の電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用駆動装置、例えば、鉄道車両用の駆動装置は、車輪の近傍で台車内にそれぞれ設置された主電動機と、これらの主電動機を駆動する制御装置と、を備えている。主電動機の出力軸はギア列を介して車輪に接続され、車輪を駆動する。駆動用電動機は、従来より、外気を機内に流通させて冷却を行う自己通風冷却構造を有し、回転軸を支持している軸受は充填グリースで潤滑される。
【０００３】
鉄道車両用の電動機は台車に搭載されているため、様々な外部環境により、粉塵、雨、雪など外部からの異物に曝される場合が少なくない。そのため、電動機は、分解を伴う定期的なメインテナンスが必要となり、外部からの異物により汚損した機内の清掃が推奨されている。
【０００４】
その一方、メインテナンス周期の延長、即ち、省メインテナンス性の高い電動機のニーズが高まっている。このようなニーズを満たすため、機内の汚損防止や潤滑グリースの更新周期の延長を図る全閉形で、かつ軸受油潤滑方式の駆動用電動機の開発が進められている（例えば、特許文献１)。
【０００５】
駆動用電動機は、円筒状のフレームの内周側に設けられステータコイルを有するステータ鉄心と、フレームの両端側に取付けられ、密閉ケースを構成したブラケットおよびハウジングと、を備え、これらブラケットおよびハウジングにそれぞれ軸受が内蔵されている。ケース内には、ロータ軸が延在され、その両端部は、軸受によって回転自在に支持されている。ロータ軸の中央部にロータ鉄心が取付けられ、ステータ鉄心の内側に位置している。また、ケース内で、ロータ軸の一端部に、内気循環ファンが取付けられている。
【０００６】
ブラケットの機外側位置に給油室が構成されている。給油室の内部のロータ軸上に給油円板が取付けてあり、給油円板の下方の一部分は、給油室内の底部に溜めた潤滑油に浸っている。給油室内の上部に油受けが設けられ、油受けの底部は供給管を通して軸受の上方空間に連通している。軸受の下方空間は、戻し管によって給油室の下方内部と連通している。また、フレームの機外上部に冷却ダクトが取付けられ、この冷却ダクトの内部は電動機の機内空間と連通している。
【０００７】
駆動用電動機の運転時には、内気循環ファンの回転によって機内空気が冷却ダクト内を流通しながら機内空間を循環し、機内を冷却してする。また、給油円板の回転によって給油室内底部の潤滑油が上方に掻き上げられ、軸受内に流入してこれを潤滑する。同時に、上方の油受けに溜った潤滑油は、供給管内を通って反対側の軸受に流入してこれを潤滑する。他方の軸受から排出した潤滑油は、戻し管を通って給油室内に還元する。
【０００８】
上記のように構成された駆動用電動機によれば、全閉冷却形で外気が機内を流通しないため、機内の汚損がなく、分解清掃保守が不要になる。また、軸受を油潤滑しているため、従来のグリース潤滑に比べて、潤滑剤の更新保守周期を延ばすことができる。
【特許文献１】特開２００３−３２９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した駆動用電動機では、内気循環ファンの回転によって、機内の軸受ラビリンス部分に大きな負圧が発生する。そのため、軸受部に発生した霧状のオイルミストが軸受ラビリンスを介して機内側に流入し、次第に機内各部をオイルで汚損する。また、オイルミストが漏れ出すため、給油箱内に溜めている潤滑油の消耗が早くなり、補給の期間が早くなってしまう。
【００１０】
全閉型の電動機では、電動機全体が一様に温度上昇するため、軸受部および給油室も温度が高くなり、潤滑油の熱劣化が進んで早期の油交換が必要となる問題もある。
【００１１】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、オイルミストによる機内の汚損を防止しするとともに潤滑油の温度上昇を低減し、清掃周期の延長、および油の補給周期、交換周期の延長を図ることが可能な電動機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の態様に係る電動機は、密閉されたケースと、前記ケース内に取付けられた固定子と、前記固定子の両側で前記ケースに内蔵された一対の軸受と、前記ケース内に延在し、その両端部が前記軸受に回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸の中央部に取付けられ、前記固定子に対向した回転子と、前記各軸受の近傍で前記ケースの外面側に設けられ、潤滑油を貯留する給油室と、前記回転軸と一体的に回動自在にそれぞれ回転軸に固定されているとともに、前記潤滑油に接触した状態で前記給油室内に配設され、回転することにより前記潤滑油を前記軸受に供給する給油部材と、それぞれ前記回転子と前記軸受との間で前記回転軸に固定され、前記回転軸と一体に回転自在な一対の放熱円板と、
前記各放熱円板の外周縁と前記ケース内面との間の環状の微小隙間により形成されたラビリンス構造部と、前記各放熱板の前記ケース内面と対向する壁面と前記ケース内面との間に規定されているとともに、前記ケースに形成された連通口を介して機外空間に連通した環状の流通空間と、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の様態によれば、オイルミストによる機内の汚損を防止しするとともに潤滑油の温度上昇を低減し、清掃周期の延長、および油の補給周期、交換周期の延長を図ることが可能な電動機が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る油潤滑方式の全閉型電動機について詳細に説明する。
【００１５】
始めに、全閉型電動機を備えた鉄道車両について説明する。図５は鉄道車両を概略的に示している。この鉄道車両は、それぞれ車輪５０が設けられた一対の台車フレーム５２と、台車フレーム上に空気ばね５４を介して支持された車両５５と、を備えている。各台車フレーム５２上で車輪５０の近傍には主電動機として機能する電動機４０が載置されている。電動機４０は、図示しないカップリングおよびギアボックスを介して回転力を車輪５０に伝達できるように接続されている。車輪５０は図示しないレール上に載置されている。車輪５０、台車フレーム５２、空気ばね５４で構成される構造を総称して台車と呼ぶ。
【００１６】
車両５５の天井側にはパンタグラフ５７が設けられ、このパンダグラフは架線５８と接触している。架線５８からパンタグラフ５７に供給された電力は、図示しない制御装置に供給される。電力は制御装置により直流から交流に変換され、図示しない配線を通して、各電動機４０に供給される。電動機４０は供給された電力により稼動し、カップリングおよびギアボックスを介して車輪５０を回転させる。これにより、車両５５はレール上を走行する。
【００１７】
次に、この発明の実施形態に係る全閉型電動機について説明する。
図１は、第１の実施形態に係る潤滑油式の全閉型電動機を示す縦断面図、図２は、全閉型電動機の駆動側を示す正面図である。
【００１８】
図１に示すように、全閉型電動機４０は、円筒状のフレーム１８を備え、その内周側に円筒状のステータ鉄心２が同心状に固定されている。ステータ鉄心２の両端面には、環状の一対の鉄心押さえ４１ａ、４１ｂが固定されている。ステータ鉄心２の駆動端側に位置した鉄心押さえ４１ａには、第１外周ブラケット１９が取り付けられている。第１外周ブラケット１９の内周側には、第１内周ブラケット２１がボルトにて締結されている。第１内周ブラケット２１の中央部に、第１軸受６が内蔵されている。第１外周ブラケット１９および第１内周ブラケット２１は、この発明における第１ブラケットを構成している。
【００１９】
ステータ鉄心２の反駆動端側に位置した鉄心押さえ４１ｂには、第２外周ブラケット２０が取り付けられている。第２外周ブラケット２０の内周側には、第２内周ブラケット（ハウジング）２２がボルトにて締結されている。第２内周ブラケット２２の中央部に、第２軸受７が内蔵されている。第２外周ブラケット２０および第２内周ブラケット２２は、この発明における第２ブラケットを構成している。
【００２０】
そして、フレーム１８、鉄心押え４１ａ、４１ｂ、第１外周ブラケット１９、第１内周ブラケット２１、第２外周ブラケット２０、第２内周ブラケット２２により、内部が密閉されたケース（機体）が構成されている。
【００２１】
ステータ鉄心２は、磁性材、例えば、珪素鋼板からなる環状の金属板を多数枚積層して構成されている。ステータ鉄心２の内周部には、それぞれ軸方向に延びた複数のスロットが形成され、これらのスロットにステータコイル３が埋め込まれている。ステータコイル３のコイルエンドはステータ鉄心２の両端面から軸方向に張り出している。ステータ鉄心２およびステータコイル３によりステータ（固定子）が構成されている。
【００２２】
ステータ鉄心２の内径側には、隙間を置いて、円柱形状のロータ鉄心９が同軸的に配置されている。ロータ鉄心９の中心部には回転軸８が取り付けられ、その両端部は第１軸受６および第２軸受７によって回転自在に支持されている。これにより、回転軸８は、ケース内に同軸的に延在している。回転軸８の駆動側端部８ａは機外に延出し、この部分に駆動歯車装置を接続するための継手が取り付けられる。
【００２３】
ロータ鉄心９は、磁性材、例えば、珪素鋼板からなる環状の金属板を多数枚積層して構成されている。ロータ鉄心９は、回転軸８に取り付けられた一対の鉄心押え４２ａ、４２ｂにより、軸方向両側面から挟まれるように支持されている。鉄心押え板４２ａ、４２ｂは、環状に形成され、その外径は、ロータ鉄心９の外径よりも僅かに小さく形成されている。
【００２４】
ロータ鉄心９の外周部には、それぞれ軸方向に延びる複数の溝が形成され、各溝には、ロータバー１０が埋め込まれている。ロータバー１０の両端部はロータ鉄心９から張出し、その張出部分をエンドリングで一体に接続して誘導電動機のかご形ロータを形成している。ステータコイル３に通電することにより、ロータ鉄心９が誘導されて回転し、回転軸８がロータ鉄心９と一体に回転される。
【００２５】
駆動端側の第１軸受６とロータ鉄心９との間で回転軸８に第１放熱円板２３が同軸的に取付けられ、回転軸８と一体に回転自在となっている。第１放熱円板２３は、ほぼロート形状に形成され、ロータ鉄心９側から第１外周ブラケット１９に向かって傾斜して延びている。第１放熱円板２３の外周縁部と第１外周ブラケット１９の機内側の張出部の内周部とは、円環状の微小間隙を置いて、互いに係合している。この円環状の微小間隙部は、互いに凹凸形状の二段構造に形成され、ラビリンス構造部Ｘを形成している。
【００２６】
反駆動端側の第２軸受７とロータ鉄心９との間で回転軸８に第２放熱円板２４が同軸的に取付けられ、回転軸８と一体に回転自在となっている。第２放熱円板２４は、ほぼロート形状に形成され、ロータ鉄心９側から第２外周ブラケット２０に向かって傾斜して延びている。第２放熱円板２４の外周縁部と第２外周ブラケット２０の機内側の張出部の内周部とは、円環状の微小間隙を置いて、互いに係合している。この円環状の微小間隙部は、互いに凹凸形状の二段構造に形成され、ラビリンス構造部Ｙを形成している。
【００２７】
第１放熱円板２３および第２放熱円板２４は、ラビリンス構造部Ｘ、Ｙを介して、ケース内に密閉空間１１を形成している。ステータ２およびロータ９は、密閉空間１１内に配設されている。
【００２８】
第１放熱円板２３の第１軸受６側の壁面、つまり、第１放熱円板２３の外面と、第１内周ブラケット２１の内面、つまり、第１内周ブラケット２１の第１放熱円板と対向する内面、とにより囲まれた円環状の流通空間（流通路）４４がケース内に形成されている。第１軸受６は流通空間４４によって囲まれている。この流通空間４４は、第１放熱円板２３により、機内内の密閉空間１１から仕切られている。流通空間４４は、第１内周ブラケット２１に形成された複数個の入気口２１ａおよび複数個の排気口２１ｂによって機外空間に連通している。入気口２１ａおよび排気口２１ｂは、連通口として機能する。
【００２９】
流通空間４４内には、第１内周ブラケット２１に固定されたロート状の仕切り部材２１ｃが配設され、流通空間４４を内周側空間４４ａと外周側空間４４ｂとの２つに仕切っている。内周側空間４４ａおよび外周側空間４４ｂは、回転軸８側に位置した内周側端で互いに連通している。内周側空間４４ａの外周側端は第１内周ブラケット２１に形成された入気口２１ａを通して機外空間に連通し、外周側空間４４ｂの外周側端は第１内周ブラケット２１に形成された排気口２１ｂを通して機外空間に連通している。
【００３０】
第２放熱円板２４の第２軸受７側の壁面、つまり、第２放熱円板２４の外面、と第２内周ブラケット２２の内面、つまり、第２放熱円板２４と対向する内面と、により囲まれた円環状の流通空間（流通路）４６が形成されている。第２軸受７は流通空間４６によって囲まれている。この流通空間４６は、第２放熱円板２４により、機内の密閉空間１１から仕切られている。流通空間４６は、第２内周ブラケット２２に形成された複数個の入気口２２ａおよび複数個の排気口２２ｂによって機外空間に連通している。入気口２２ａおよび排気口２２ｂは、連通口として機能する。
【００３１】
流通空間４６内には、第２内周ブラケット２２に固定されたロート状の仕切り部材２２ｃが配設され、流通空間４６を内周側空間４６ａと外周側空間４６ｂとの２つに仕切っている。内周側空間４６ａおよび外周側空間４６ｂは、回転軸８側に位置した内周側端で互いに連通している。内周側空間４６ａの外周側端は第２内周ブラケット２２に形成された入気口２２ａを通して機外空間に連通し、外周側空間４６ｂの外周側端は第２内周ブラケット２２に形成された排気口２２ｂを通して機外空間に連通している。
【００３２】
第１内周ブラケット２１の中央部に設けられた第１軸受６の機外側には、キャップ状のカバー４７が固定されている。回転軸８の駆動側端部８ａは、カバー４７を貫通して延びている。このカバー４７と第１内周ブラケット２１とにより、第１軸受６に隣接した給油室２５が形成されている。給油室２５の底部には、潤滑油１５が充填されている。
【００３３】
回転軸８の駆動側端部に給油部材としての給油円板２７が取付けられ、潤滑油１５に一部が浸漬された状態で、給油室２５内に配設されている。給油円板２７は、回転軸８と一体的に回転することにより、給油室２５内の潤滑油１５を掻き上げて第１軸受６に給油する。
【００３４】
他方、第２内周ブラケット２２の中央部に設けられた第２軸受７の機外側には、キャップ状のカバー４８が固定され、回転軸８の反駆動側端部を覆っている。このカバー４８と第２内周ブラケット２２とにより、第２軸受７に隣接した給油室２６が形成されている。給油室２６の底部には、潤滑油１５が充填されている。
【００３５】
回転軸８の反駆動側端部に給油部材としての給油円板２８が取付けられ、潤滑油１５に一部が浸漬された状態で、給油室２６内に配設されている。給油円板２８は、回転軸８と一体的に回転することにより、給油室２６内の潤滑油１５を掻き上げて第２軸受７に給油する。
【００３６】
図２に示すように、上記のように構成された電動機４０は、フレーム１８に設けられた取付腕部６０を台車フレーム５２にボルトで締結固定される。そして、電動機４０は、回転軸８の駆動側端部８ａに接続した継手を介して、電動機の回転力を歯車装置から車輪に伝達して車両を走行させる。
【００３７】
次に、全閉型電動機４０の動作及び作用効果について以下に説明する。
運転時、電動機４０内に発生した熱は、フレーム１８や第１、第２外周ブラケット１９、２０の外周面より機外に放出され、電動機が冷却される。また、機内の熱は、第１放熱円板２３および第２放熱円板２４から流通空間４４、４６に放出され、電動機が冷却される。
【００３８】
第１および第２放熱円板２３、２４からの放熱により加熱された流通空間４４、４６内の空気は、それぞれの排気口２１ｂ、２２ｂから機外に排気され、代りに入気口２１ａ、２２ａから冷たい外気が流通空間４４、４６に流入する。これにより、流通空間４４、４６において外気の流通が生じ、第１および第２放熱円板２３，２４の熱が機外に放出される。同時に、第１軸受６および第２軸受７の熱は、流通空間４４、４６を流通する外気に放熱され、これらの軸受が冷却される。
【００３９】
運転時、回転軸８と一体に第１放熱円板２３および第２放熱円板２４が回転するため、これら放熱円板表面のファン作用により、流通空間４４、４６内の空気は内径側から外径側に運ばれ、外気の流通が一層促進される。これにより、第１および第２放熱円板２３、２４の放熱効果が向上し、電動機の冷却効果が向上する。
【００４０】
入気口２１ａ、２２ａから流入する冷却外気は、仕切り部材２１ｃ、２２ｃにより第１、第２放熱円板２３、２４の内径側に導入されるため、外気の流通が円滑に行われると共に、第１、第２放熱円板の放熱効果は向上する。
【００４１】
また、運転時、給油円板２７、２８の回転によって給油室２５、２６内の潤滑油１５が掻き上げられてそれぞれの第１、第２軸受６、７に供給され、軸受を潤滑する。第１、第２軸受６、７を潤滑した潤滑油は給油室２５、２６内に排出される。
【００４２】
このように構成された全閉型電動機４０によれば、第１、第２放熱円板２３、２４のラビリンス構造部は、常時外気が流通する流通空間４４、４６に接しているため、ラビリンス構造部に発生する負圧を低減することができる。これにより、第１、第２軸受６、７内のオイルミストがラビリンス構造部を介して機内に吸込まれることがなく、潤滑油による機内各部の汚損を防止することができる。同時に、油漏れを防止し、潤滑油の消耗を抑制することができる。
【００４３】
また、第１、第２軸受と電動機の発熱部との間に、冷却外気が流通する流通空間４４、４６を形成することにより、これら流通空間の断熱効果と冷却作用によって軸受の温度上昇を大幅に抑制することができる。これにより、潤滑油の温度が低減し、油の熱劣化が防止され、油の交換周期を延ばすことが可能となる。
【００４４】
以上のことから、オイルミストによる機内の汚損を防止しするとともに潤滑油の温度上昇を低減し、清掃周期の延長、および油の補給周期、交換周期の延長を図ることが可能な全閉形電動機が得られる。
【００４５】
次に、この発明の第２の実施形態に係る全閉型電動機について説明する。なお、第２の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一又は類似の部分には同一の符号を付してあり、重複する説明は一部省略する。
図３は、第２の実施形態に係る全閉型電動機の縦断面図、図４は、全閉型電動機の正面図である。
【００４６】
第２の実施形態によれば、駆動側の第１内周ブラケット２１の中央部に設けられた第１軸受６の機外側には、キャップ状のカバー４７が固定されている。回転軸８の駆動側端部８ａは、カバー４７を貫通して延びている。このカバー４７と第１内周ブラケット２１とにより、第１軸受６に隣接した給油室２５が形成されている。また、第１内周ブラケット２１の機外側で給油室２５の下方に、油タンク６２が取り付けられ、この油タンク６２により貯油室２９ｂが形成されている。給油室２５の底部は、通油孔２９ｃにより貯油室２９ｂに連通し、給油室２５の中間部は、複数の通気孔２９ｄにより貯油室２９ｂの上部に連通している。
【００４７】
給油室２５の底部および貯油室２９ｂに潤滑油１５が溜められている。給油室２５に溜められた潤滑油１５の油面高さ、および貯油室２９ｂに溜められた潤滑油１５の油面高さは同一高さとなっている。油タンク６２には、潤滑油１５の油面高さを測定する油面計３２、給油室２５および貯油室２９ｂに潤滑油を注入するための注入孔を閉じた給油栓３３、および、給油室２５および貯油室２９ｂの潤滑油を排出するためのドレインを閉じた排油栓３４が設けられている。
【００４８】
回転軸８の駆動側端部に給油部材としての給油円板２７が取付けられ、潤滑油１５に一部が浸漬された状態で、給油室２５内に配設されている。給油円板２７は、回転軸８と一体的に回転することにより、給油室２５内の潤滑油１５を掻き上げて第１軸受６に給油する。
【００４９】
第２内周ブラケット２２の中央部に設けられた第２軸受７の機外側には、キャップ状のカバー４８が固定され、回転軸８の反駆動側端部を覆っている。このカバー４８と第２内周ブラケット２２とにより、第２軸受７に隣接した給油室２６が形成されている。給油室２６の底部は、機外を通って延びた連通管３１によって駆動側の貯油室２９ｂに連通している。給油室２６の底部には、貯油室２９ｂの潤滑油が導入され、駆動側の給油室２５と同じ油面高さに潤滑油が溜めてある。
【００５０】
回転軸８の反駆動側端部に給油部材としての給油円板２８が取付けられ、潤滑油１５に一部が浸漬された状態で、給油室２６内に配設されている。給油円板２８は、回転軸８と一体的に回転することにより、給油室２６内の潤滑油１５を掻き上げて第２軸受７に給油する。
電動機４０の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５１】
上記のように構成された全閉型電動機４０では、前述した第１の実施例と同様に、軸受外部へのオイルミストの漏れ出しを防いで潤滑油の補給期間の延長を図り、また、軸受部の温度を低減して潤滑油の熱劣化を防止し、潤滑油の交換周期を延長する効果を発揮できる。同時に、貯油室２９ａに多量の潤滑油を貯留できることから、潤滑油の消耗に伴う給油室２５、２６内の油面の低下速度を遅くすることができ、その結果、潤滑油の補給期間を一層延ばすことができる。また、潤滑油の保持量を多くすることにより、軸受油滑に伴う潤滑油の劣化による油全体の劣化速度を遅くすることができ、潤滑油の交換周期を延長することが出来る。
【００５２】
従来の構造では給油室の潤滑油の保持量を多くした場合、車両運転時の加速、減速や振動によって給油室内の多量の油が動揺し、給油円板に浸る潤滑油の油面高さが大幅に変動し、給油円板に掻き上げ給油量が過大となったり、逆に過小となったりして給油作用が不安定となる問題があった。本実施形態に係る電動機４０によれば、給油室２５、２６内に溜められている潤滑油の量は少なく、車両運転時の油面の動揺の影響が少ない。すなわち、貯油室２９ｂ内の潤滑油が動揺しても給油室２５、２６内の潤滑油の変動は少なくなる。これにより、安定した給油作用を維持することができる。
【００５３】
反駆動側の給油室２６は、駆動側の貯油室２９ｂおよび給油室２５と連通管３１によって連通しているため、給油室２５と給油室２６の油面高さは同一となる。そのため、単一の油面計３２により両給油室２５、２６の油面管理を行うことができ、油面計３２による油面点検管理が容易になる。更に、潤滑油の補給や潤滑油の交換も貯油室２９ｂの給油栓３３、排油栓３４を介して行うことにより、駆動側の給油室２５および反駆動側の給油室２６に対する補給、交換を同時に行なうことができ、保守が容易になる。
【００５４】
この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００５５】
この発明に係る電動機は、鉄道車両用の電動機に限らず、自動車用モータ、産業用モータ、発電機など種々の電動機に適用可能である。電動機の構成要素の材質、寸法等は、上述した実施形態に限定されることなく、必要に応じて種々選択可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る全閉型電動機を示す縦断面図。
【図２】図２は、前記全閉型電動機の正面図。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る全閉型電動機を示す縦断面図。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る前記全閉型電動機の正面図。
【図５】図５は、全閉型電動機が搭載された鉄道車両を示す側面図。
【符号の説明】
【００５７】
２…ステータ鉄心、３…ステータコイル、６…第１軸受、７…第２軸受、
８…回転軸、９…ロータ鉄心、１１…密閉空間、１５…潤滑油、
１９…第１外周ブラケット、２０…第２外周ブラケット、２１…第１内周ブラケット、
２２…第２内周ブラケット、２１ｃ、２２ｃ…仕切り部材、２１ａ、２２ａ…入気口、
２１ｂ、２２ｂ…排気口、２３…第１放熱円板、２４…第２放熱円板、
２５、２６…給油室、２９ｂ…貯油室、３１…連通管、４４、４６…流通空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鉄道車両を駆動する全閉形の電動機、特に、油潤滑方式の電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用駆動装置、例えば、鉄道車両用の駆動装置は、車輪の近傍で台車内にそれぞれ設置された主電動機と、これらの主電動機を駆動する制御装置と、を備えている。主電動機の出力軸はギア列を介して車輪に接続され、車輪を駆動する。駆動用電動機は、従来より、外気を機内に流通させて冷却を行う自己通風冷却構造を有し、回転軸を支持している軸受は充填グリースで潤滑される。
【０００３】
鉄道車両用の電動機は台車に搭載されているため、様々な外部環境により、粉塵、雨、雪など外部からの異物に曝される場合が少なくない。そのため、電動機は、分解を伴う定期的なメインテナンスが必要となり、外部からの異物により汚損した機内の清掃が推奨されている。
【０００４】
その一方、メインテナンス周期の延長、即ち、省メインテナンス性の高い電動機のニーズが高まっている。このようなニーズを満たすため、機内の汚損防止や潤滑グリースの更新周期の延長を図る全閉形で、かつ軸受油潤滑方式の駆動用電動機の開発が進められている（例えば、特許文献１)。
【０００５】
駆動用電動機は、円筒状のフレームの内周側に設けられステータコイルを有するステータ鉄心と、フレームの両端側に取付けられ、密閉ケースを構成したブラケットおよびハウジングと、を備え、これらブラケットおよびハウジングにそれぞれ軸受が内蔵されている。ケース内には、ロータ軸が延在され、その両端部は、軸受によって回転自在に支持されている。ロータ軸の中央部にロータ鉄心が取付けられ、ステータ鉄心の内側に位置している。また、ケース内で、ロータ軸の一端部に、内気循環ファンが取付けられている。
【０００６】
ブラケットの機外側位置に給油室が構成されている。給油室の内部のロータ軸上に給油円板が取付けてあり、給油円板の下方の一部分は、給油室内の底部に溜めた潤滑油に浸っている。給油室内の上部に油受けが設けられ、油受けの底部は供給管を通して軸受の上方空間に連通している。軸受の下方空間は、戻し管によって給油室の下方内部と連通している。また、フレームの機外上部に冷却ダクトが取付けられ、この冷却ダクトの内部は電動機の機内空間と連通している。
【０００７】
駆動用電動機の運転時には、内気循環ファンの回転によって機内空気が冷却ダクト内を流通しながら機内空間を循環し、機内を冷却してする。また、給油円板の回転によって給油室内底部の潤滑油が上方に掻き上げられ、軸受内に流入してこれを潤滑する。同時に、上方の油受けに溜った潤滑油は、供給管内を通って反対側の軸受に流入してこれを潤滑する。他方の軸受から排出した潤滑油は、戻し管を通って給油室内に還元する。
【０００８】
上記のように構成された駆動用電動機によれば、全閉冷却形で外気が機内を流通しないため、機内の汚損がなく、分解清掃保守が不要になる。また、軸受を油潤滑しているため、従来のグリース潤滑に比べて、潤滑剤の更新保守周期を延ばすことができる。
【特許文献１】特開２００３−３２９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した駆動用電動機では、内気循環ファンの回転によって、機内の軸受ラビリンス部分に大きな負圧が発生する。そのため、軸受部に発生した霧状のオイルミストが軸受ラビリンスを介して機内側に流入し、次第に機内各部をオイルで汚損する。また、オイルミストが漏れ出すため、給油箱内に溜めている潤滑油の消耗が早くなり、補給の期間が早くなってしまう。
【００１０】
全閉型の電動機では、電動機全体が一様に温度上昇するため、軸受部および給油室も温度が高くなり、潤滑油の熱劣化が進んで早期の油交換が必要となる問題もある。
【００１１】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、オイルミストによる機内の汚損を防止しするとともに潤滑油の温度上昇を低減し、清掃周期の延長、および油の補給周期、交換周期の延長を図ることが可能な電動機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の態様に係る電動機は、密閉されたケースと、前記ケース内に取付けられた固定子と、前記固定子の両側で前記ケースに内蔵された一対の軸受と、前記ケース内に延在し、その両端部が前記軸受に回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸の中央部に取付けられ、前記固定子に対向した回転子と、前記各軸受の近傍で前記ケースの外面側に設けられ、潤滑油を貯留する給油室と、前記回転軸と一体的に回動自在にそれぞれ回転軸に固定されているとともに、前記潤滑油に接触した状態で前記給油室内に配設され、回転することにより前記潤滑油を前記軸受に供給する給油部材と、それぞれ前記回転子と前記軸受との間で前記回転軸に固定され、前記回転軸と一体に回転自在な一対の放熱円板と、
前記各放熱円板の外周縁と前記ケース内面との間の環状の微小隙間により形成されたラビリンス構造部と、前記各放熱板の前記ケース内面と対向する壁面と前記ケース内面との間に規定されているとともに、前記ケースに形成された連通口を介して機外空間に連通した環状の流通空間と、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の様態によれば、オイルミストによる機内の汚損を防止しするとともに潤滑油の温度上昇を低減し、清掃周期の延長、および油の補給周期、交換周期の延長を図ることが可能な電動機が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る油潤滑方式の全閉型電動機について詳細に説明する。
【００１５】
始めに、全閉型電動機を備えた鉄道車両について説明する。図５は鉄道車両を概略的に示している。この鉄道車両は、それぞれ車輪５０が設けられた一対の台車フレーム５２と、台車フレーム上に空気ばね５４を介して支持された車両５５と、を備えている。各台車フレーム５２上で車輪５０の近傍には主電動機として機能する電動機４０が載置されている。電動機４０は、図示しないカップリングおよびギアボックスを介して回転力を車輪５０に伝達できるように接続されている。車輪５０は図示しないレール上に載置されている。車輪５０、台車フレーム５２、空気ばね５４で構成される構造を総称して台車と呼ぶ。
【００１６】
車両５５の天井側にはパンタグラフ５７が設けられ、このパンダグラフは架線５８と接触している。架線５８からパンタグラフ５７に供給された電力は、図示しない制御装置に供給される。電力は制御装置により直流から交流に変換され、図示しない配線を通して、各電動機４０に供給される。電動機４０は供給された電力により稼動し、カップリングおよびギアボックスを介して車輪５０を回転させる。これにより、車両５５はレール上を走行する。
【００１７】
次に、この発明の実施形態に係る全閉型電動機について説明する。
図１は、第１の実施形態に係る潤滑油式の全閉型電動機を示す縦断面図、図２は、全閉型電動機の駆動側を示す正面図である。
【００１８】
図１に示すように、全閉型電動機４０は、円筒状のフレーム１８を備え、その内周側に円筒状のステータ鉄心２が同心状に固定されている。ステータ鉄心２の両端面には、環状の一対の鉄心押さえ４１ａ、４１ｂが固定されている。ステータ鉄心２の駆動端側に位置した鉄心押さえ４１ａには、第１外周ブラケット１９が取り付けられている。第１外周ブラケット１９の内周側には、第１内周ブラケット２１がボルトにて締結されている。第１内周ブラケット２１の中央部に、第１軸受６が内蔵されている。第１外周ブラケット１９および第１内周ブラケット２１は、この発明における第１ブラケットを構成している。
【００１９】
ステータ鉄心２の反駆動端側に位置した鉄心押さえ４１ｂには、第２外周ブラケット２０が取り付けられている。第２外周ブラケット２０の内周側には、第２内周ブラケット（ハウジング）２２がボルトにて締結されている。第２内周ブラケット２２の中央部に、第２軸受７が内蔵されている。第２外周ブラケット２０および第２内周ブラケット２２は、この発明における第２ブラケットを構成している。
【００２０】
そして、フレーム１８、鉄心押え４１ａ、４１ｂ、第１外周ブラケット１９、第１内周ブラケット２１、第２外周ブラケット２０、第２内周ブラケット２２により、内部が密閉されたケース（機体）が構成されている。
【００２１】
ステータ鉄心２は、磁性材、例えば、珪素鋼板からなる環状の金属板を多数枚積層して構成されている。ステータ鉄心２の内周部には、それぞれ軸方向に延びた複数のスロットが形成され、これらのスロットにステータコイル３が埋め込まれている。ステータコイル３のコイルエンドはステータ鉄心２の両端面から軸方向に張り出している。ステータ鉄心２およびステータコイル３によりステータ（固定子）が構成されている。
【００２２】
ステータ鉄心２の内径側には、隙間を置いて、円柱形状のロータ鉄心９が同軸的に配置されている。ロータ鉄心９の中心部には回転軸８が取り付けられ、その両端部は第１軸受６および第２軸受７によって回転自在に支持されている。これにより、回転軸８は、ケース内に同軸的に延在している。回転軸８の駆動側端部８ａは機外に延出し、この部分に駆動歯車装置を接続するための継手が取り付けられる。
【００２３】
ロータ鉄心９は、磁性材、例えば、珪素鋼板からなる環状の金属板を多数枚積層して構成されている。ロータ鉄心９は、回転軸８に取り付けられた一対の鉄心押え４２ａ、４２ｂにより、軸方向両側面から挟まれるように支持されている。鉄心押え板４２ａ、４２ｂは、環状に形成され、その外径は、ロータ鉄心９の外径よりも僅かに小さく形成されている。
【００２４】
ロータ鉄心９の外周部には、それぞれ軸方向に延びる複数の溝が形成され、各溝には、ロータバー１０が埋め込まれている。ロータバー１０の両端部はロータ鉄心９から張出し、その張出部分をエンドリングで一体に接続して誘導電動機のかご形ロータを形成している。ステータコイル３に通電することにより、ロータ鉄心９が誘導されて回転し、回転軸８がロータ鉄心９と一体に回転される。
【００２５】
駆動端側の第１軸受６とロータ鉄心９との間で回転軸８に第１放熱円板２３が同軸的に取付けられ、回転軸８と一体に回転自在となっている。第１放熱円板２３は、ほぼロート形状に形成され、ロータ鉄心９側から第１外周ブラケット１９に向かって傾斜して延びている。第１放熱円板２３の外周縁部と第１外周ブラケット１９の機内側の張出部の内周部とは、円環状の微小間隙を置いて、互いに係合している。この円環状の微小間隙部は、互いに凹凸形状の二段構造に形成され、ラビリンス構造部Ｘを形成している。
【００２６】
反駆動端側の第２軸受７とロータ鉄心９との間で回転軸８に第２放熱円板２４が同軸的に取付けられ、回転軸８と一体に回転自在となっている。第２放熱円板２４は、ほぼロート形状に形成され、ロータ鉄心９側から第２外周ブラケット２０に向かって傾斜して延びている。第２放熱円板２４の外周縁部と第２外周ブラケット２０の機内側の張出部の内周部とは、円環状の微小間隙を置いて、互いに係合している。この円環状の微小間隙部は、互いに凹凸形状の二段構造に形成され、ラビリンス構造部Ｙを形成している。
【００２７】
第１放熱円板２３および第２放熱円板２４は、ラビリンス構造部Ｘ、Ｙを介して、ケース内に密閉空間１１を形成している。ステータ２およびロータ９は、密閉空間１１内に配設されている。
【００２８】
第１放熱円板２３の第１軸受６側の壁面、つまり、第１放熱円板２３の外面と、第１内周ブラケット２１の内面、つまり、第１内周ブラケット２１の第１放熱円板と対向する内面、とにより囲まれた円環状の流通空間（流通路）４４がケース内に形成されている。第１軸受６は流通空間４４によって囲まれている。この流通空間４４は、第１放熱円板２３により、機内内の密閉空間１１から仕切られている。流通空間４４は、第１内周ブラケット２１に形成された複数個の入気口２１ａおよび複数個の排気口２１ｂによって機外空間に連通している。入気口２１ａおよび排気口２１ｂは、連通口として機能する。
【００２９】
流通空間４４内には、第１内周ブラケット２１に固定されたロート状の仕切り部材２１ｃが配設され、流通空間４４を内周側空間４４ａと外周側空間４４ｂとの２つに仕切っている。内周側空間４４ａおよび外周側空間４４ｂは、回転軸８側に位置した内周側端で互いに連通している。内周側空間４４ａの外周側端は第１内周ブラケット２１に形成された入気口２１ａを通して機外空間に連通し、外周側空間４４ｂの外周側端は第１内周ブラケット２１に形成された排気口２１ｂを通して機外空間に連通している。
【００３０】
第２放熱円板２４の第２軸受７側の壁面、つまり、第２放熱円板２４の外面、と第２内周ブラケット２２の内面、つまり、第２放熱円板２４と対向する内面と、により囲まれた円環状の流通空間（流通路）４６が形成されている。第２軸受７は流通空間４６によって囲まれている。この流通空間４６は、第２放熱円板２４により、機内の密閉空間１１から仕切られている。流通空間４６は、第２内周ブラケット２２に形成された複数個の入気口２２ａおよび複数個の排気口２２ｂによって機外空間に連通している。入気口２２ａおよび排気口２２ｂは、連通口として機能する。
【００３１】
流通空間４６内には、第２内周ブラケット２２に固定されたロート状の仕切り部材２２ｃが配設され、流通空間４６を内周側空間４６ａと外周側空間４６ｂとの２つに仕切っている。内周側空間４６ａおよび外周側空間４６ｂは、回転軸８側に位置した内周側端で互いに連通している。内周側空間４６ａの外周側端は第２内周ブラケット２２に形成された入気口２２ａを通して機外空間に連通し、外周側空間４６ｂの外周側端は第２内周ブラケット２２に形成された排気口２２ｂを通して機外空間に連通している。
【００３２】
第１内周ブラケット２１の中央部に設けられた第１軸受６の機外側には、キャップ状のカバー４７が固定されている。回転軸８の駆動側端部８ａは、カバー４７を貫通して延びている。このカバー４７と第１内周ブラケット２１とにより、第１軸受６に隣接した給油室２５が形成されている。給油室２５の底部には、潤滑油１５が充填されている。
【００３３】
回転軸８の駆動側端部に給油部材としての給油円板２７が取付けられ、潤滑油１５に一部が浸漬された状態で、給油室２５内に配設されている。給油円板２７は、回転軸８と一体的に回転することにより、給油室２５内の潤滑油１５を掻き上げて第１軸受６に給油する。
【００３４】
他方、第２内周ブラケット２２の中央部に設けられた第２軸受７の機外側には、キャップ状のカバー４８が固定され、回転軸８の反駆動側端部を覆っている。このカバー４８と第２内周ブラケット２２とにより、第２軸受７に隣接した給油室２６が形成されている。給油室２６の底部には、潤滑油１５が充填されている。
【００３５】
回転軸８の反駆動側端部に給油部材としての給油円板２８が取付けられ、潤滑油１５に一部が浸漬された状態で、給油室２６内に配設されている。給油円板２８は、回転軸８と一体的に回転することにより、給油室２６内の潤滑油１５を掻き上げて第２軸受７に給油する。
【００３６】
図２に示すように、上記のように構成された電動機４０は、フレーム１８に設けられた取付腕部６０を台車フレーム５２にボルトで締結固定される。そして、電動機４０は、回転軸８の駆動側端部８ａに接続した継手を介して、電動機の回転力を歯車装置から車輪に伝達して車両を走行させる。
【００３７】
次に、全閉型電動機４０の動作及び作用効果について以下に説明する。
運転時、電動機４０内に発生した熱は、フレーム１８や第１、第２外周ブラケット１９、２０の外周面より機外に放出され、電動機が冷却される。また、機内の熱は、第１放熱円板２３および第２放熱円板２４から流通空間４４、４６に放出され、電動機が冷却される。
【００３８】
第１および第２放熱円板２３、２４からの放熱により加熱された流通空間４４、４６内の空気は、それぞれの排気口２１ｂ、２２ｂから機外に排気され、代りに入気口２１ａ、２２ａから冷たい外気が流通空間４４、４６に流入する。これにより、流通空間４４、４６において外気の流通が生じ、第１および第２放熱円板２３，２４の熱が機外に放出される。同時に、第１軸受６および第２軸受７の熱は、流通空間４４、４６を流通する外気に放熱され、これらの軸受が冷却される。
【００３９】
運転時、回転軸８と一体に第１放熱円板２３および第２放熱円板２４が回転するため、これら放熱円板表面のファン作用により、流通空間４４、４６内の空気は内径側から外径側に運ばれ、外気の流通が一層促進される。これにより、第１および第２放熱円板２３、２４の放熱効果が向上し、電動機の冷却効果が向上する。
【００４０】
入気口２１ａ、２２ａから流入する冷却外気は、仕切り部材２１ｃ、２２ｃにより第１、第２放熱円板２３、２４の内径側に導入されるため、外気の流通が円滑に行われると共に、第１、第２放熱円板の放熱効果は向上する。
【００４１】
また、運転時、給油円板２７、２８の回転によって給油室２５、２６内の潤滑油１５が掻き上げられてそれぞれの第１、第２軸受６、７に供給され、軸受を潤滑する。第１、第２軸受６、７を潤滑した潤滑油は給油室２５、２６内に排出される。
【００４２】
このように構成された全閉型電動機４０によれば、第１、第２放熱円板２３、２４のラビリンス構造部は、常時外気が流通する流通空間４４、４６に接しているため、ラビリンス構造部に発生する負圧を低減することができる。これにより、第１、第２軸受６、７内のオイルミストがラビリンス構造部を介して機内に吸込まれることがなく、潤滑油による機内各部の汚損を防止することができる。同時に、油漏れを防止し、潤滑油の消耗を抑制することができる。
【００４３】
また、第１、第２軸受と電動機の発熱部との間に、冷却外気が流通する流通空間４４、４６を形成することにより、これら流通空間の断熱効果と冷却作用によって軸受の温度上昇を大幅に抑制することができる。これにより、潤滑油の温度が低減し、油の熱劣化が防止され、油の交換周期を延ばすことが可能となる。
【００４４】
以上のことから、オイルミストによる機内の汚損を防止しするとともに潤滑油の温度上昇を低減し、清掃周期の延長、および油の補給周期、交換周期の延長を図ることが可能な全閉形電動機が得られる。
【００４５】
次に、この発明の第２の実施形態に係る全閉型電動機について説明する。なお、第２の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一又は類似の部分には同一の符号を付してあり、重複する説明は一部省略する。
図３は、第２の実施形態に係る全閉型電動機の縦断面図、図４は、全閉型電動機の正面図である。
【００４６】
第２の実施形態によれば、駆動側の第１内周ブラケット２１の中央部に設けられた第１軸受６の機外側には、キャップ状のカバー４７が固定されている。回転軸８の駆動側端部８ａは、カバー４７を貫通して延びている。このカバー４７と第１内周ブラケット２１とにより、第１軸受６に隣接した給油室２５が形成されている。また、第１内周ブラケット２１の機外側で給油室２５の下方に、油タンク６２が取り付けられ、この油タンク６２により貯油室２９ｂが形成されている。給油室２５の底部は、通油孔２９ｃにより貯油室２９ｂに連通し、給油室２５の中間部は、複数の通気孔２９ｄにより貯油室２９ｂの上部に連通している。
【００４７】
給油室２５の底部および貯油室２９ｂに潤滑油１５が溜められている。給油室２５に溜められた潤滑油１５の油面高さ、および貯油室２９ｂに溜められた潤滑油１５の油面高さは同一高さとなっている。油タンク６２には、潤滑油１５の油面高さを測定する油面計３２、給油室２５および貯油室２９ｂに潤滑油を注入するための注入孔を閉じた給油栓３３、および、給油室２５および貯油室２９ｂの潤滑油を排出するためのドレインを閉じた排油栓３４が設けられている。
【００４８】
回転軸８の駆動側端部に給油部材としての給油円板２７が取付けられ、潤滑油１５に一部が浸漬された状態で、給油室２５内に配設されている。給油円板２７は、回転軸８と一体的に回転することにより、給油室２５内の潤滑油１５を掻き上げて第１軸受６に給油する。
【００４９】
第２内周ブラケット２２の中央部に設けられた第２軸受７の機外側には、キャップ状のカバー４８が固定され、回転軸８の反駆動側端部を覆っている。このカバー４８と第２内周ブラケット２２とにより、第２軸受７に隣接した給油室２６が形成されている。給油室２６の底部は、機外を通って延びた連通管３１によって駆動側の貯油室２９ｂに連通している。給油室２６の底部には、貯油室２９ｂの潤滑油が導入され、駆動側の給油室２５と同じ油面高さに潤滑油が溜めてある。
【００５０】
回転軸８の反駆動側端部に給油部材としての給油円板２８が取付けられ、潤滑油１５に一部が浸漬された状態で、給油室２６内に配設されている。給油円板２８は、回転軸８と一体的に回転することにより、給油室２６内の潤滑油１５を掻き上げて第２軸受７に給油する。
電動機４０の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５１】
上記のように構成された全閉型電動機４０では、前述した第１の実施例と同様に、軸受外部へのオイルミストの漏れ出しを防いで潤滑油の補給期間の延長を図り、また、軸受部の温度を低減して潤滑油の熱劣化を防止し、潤滑油の交換周期を延長する効果を発揮できる。同時に、貯油室２９ａに多量の潤滑油を貯留できることから、潤滑油の消耗に伴う給油室２５、２６内の油面の低下速度を遅くすることができ、その結果、潤滑油の補給期間を一層延ばすことができる。また、潤滑油の保持量を多くすることにより、軸受油滑に伴う潤滑油の劣化による油全体の劣化速度を遅くすることができ、潤滑油の交換周期を延長することが出来る。
【００５２】
従来の構造では給油室の潤滑油の保持量を多くした場合、車両運転時の加速、減速や振動によって給油室内の多量の油が動揺し、給油円板に浸る潤滑油の油面高さが大幅に変動し、給油円板に掻き上げ給油量が過大となったり、逆に過小となったりして給油作用が不安定となる問題があった。本実施形態に係る電動機４０によれば、給油室２５、２６内に溜められている潤滑油の量は少なく、車両運転時の油面の動揺の影響が少ない。すなわち、貯油室２９ｂ内の潤滑油が動揺しても給油室２５、２６内の潤滑油の変動は少なくなる。これにより、安定した給油作用を維持することができる。
【００５３】
反駆動側の給油室２６は、駆動側の貯油室２９ｂおよび給油室２５と連通管３１によって連通しているため、給油室２５と給油室２６の油面高さは同一となる。そのため、単一の油面計３２により両給油室２５、２６の油面管理を行うことができ、油面計３２による油面点検管理が容易になる。更に、潤滑油の補給や潤滑油の交換も貯油室２９ｂの給油栓３３、排油栓３４を介して行うことにより、駆動側の給油室２５および反駆動側の給油室２６に対する補給、交換を同時に行なうことができ、保守が容易になる。
【００５４】
この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００５５】
この発明に係る電動機は、鉄道車両用の電動機に限らず、自動車用モータ、産業用モータ、発電機など種々の電動機に適用可能である。電動機の構成要素の材質、寸法等は、上述した実施形態に限定されることなく、必要に応じて種々選択可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る全閉型電動機を示す縦断面図。
【図２】図２は、前記全閉型電動機の正面図。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る全閉型電動機を示す縦断面図。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る前記全閉型電動機の正面図。
【図５】図５は、全閉型電動機が搭載された鉄道車両を示す側面図。
【符号の説明】
【００５７】
２…ステータ鉄心、３…ステータコイル、６…第１軸受、７…第２軸受、
８…回転軸、９…ロータ鉄心、１１…密閉空間、１５…潤滑油、
１９…第１外周ブラケット、２０…第２外周ブラケット、２１…第１内周ブラケット、
２２…第２内周ブラケット、２１ｃ、２２ｃ…仕切り部材、２１ａ、２２ａ…入気口、
２１ｂ、２２ｂ…排気口、２３…第１放熱円板、２４…第２放熱円板、
２５、２６…給油室、２９ｂ…貯油室、３１…連通管、４４、４６…流通空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉されたケースと、
前記ケース内に取付けられた固定子と、
前記固定子の両側で前記ケースに内蔵された一対の軸受と、
前記ケース内に延在し、その両端部が前記軸受に回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸の中央部に取付けられ、前記固定子に対向した回転子と、
前記各軸受の近傍で前記ケースの外面側に設けられ、潤滑油を貯留する給油室と、
前記回転軸と一体的に回動自在にそれぞれ回転軸に固定されているとともに、前記潤滑油に接触した状態で前記給油室内に配設され、回転することにより前記潤滑油を前記軸受に供給する給油部材と、
それぞれ前記回転子と前記軸受との間で前記回転軸に固定され、前記回転軸と一体に回転自在な一対の放熱円板と、
前記各放熱円板の外周縁と前記ケース内面との間の環状の微小隙間により形成されたラビリンス構造部と、
前記各放熱板の前記ケース内面と対向する壁面と前記ケース内面との間に規定されているとともに、前記ケースに形成された連通口を介して機外空間に連通した環状の流通空間と、
を備えた電動機。
【請求項２】
それぞれ前記流通空間内に配設され、前記流通空間を外周側空間と内周側空間との２つに仕切った一対の仕切り部材を備え、
前記外周側空間および内周側空間は、前記回転軸側に位置した内周側端で互いに連通し、前記内周側空間の外周側端は前記ケースに形成された入気口によって機外空間に連通し、前記外周側空間の外周側端は前記ケースに形成された排気口によって機外空間に連通している請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
一方の給油室の底部と他方の給油室の底部とを連通し、前記２つの給油室間で潤滑油を流通する連通管を備えている請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項４】
少なくとも一方の給油室に隣接して前記ケースの外面側に設けられ潤滑油を貯留する貯油室と、前記給油室の底部と前記貯油室とを連通した通油孔と、を有し、
前記給油室内の潤滑油と前記貯油室内の潤滑油との油面高さが互いに等しい請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項５】
一方の給油室に隣接して前記ケースの外面側に設けられ潤滑油を貯留する貯油室と、前記一方の給油室の底部と前記貯留室の内部とを連通した通油孔と、他方の給油室の底部と前記貯留室の内部とを連通する連通管と、を備え、
前記２つの給油室内の潤滑油の油面高さと前記貯油室内の潤滑油の油面高さが等しい請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項６】
前記ケースは、その内周側に固定子鉄心が取付けられた円筒状の支持フレームと、前記支持フレームの一端側および他端側にそれぞれ取付けられた第１ブラケットおよび第２ブラケットと、を有している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項７】
固定子を内蔵し、一対の軸受を有するケースと、
前記ケース内に延在し、その両端部が前記軸受に回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸の中央部に取付けられ、前記固定子に対向した回転子と、
前記回転軸の前記軸受と回転子との間に設けられ、ラビリンス構造部を介して、前記ケース内を密閉空間として形成する放熱円板と、
前記各軸受の近傍で前記ケースの外面側に設けられ、潤滑油を貯留する給油室と、
前記回転軸と一体的に回動自在にそれぞれ回転軸に固定されているとともに、前記潤滑油に接触した状態で前記給油室内に配設され、回転することにより前記潤滑油を前記軸受に供給する給油部材と、
前記各放熱板の外面と前記ケース内面とにより囲まれ、外気と連通する流通路と、
を備えた電動機。
【請求項１】
密閉されたケースと、
前記ケース内に取付けられた固定子と、
前記固定子の両側で前記ケースに内蔵された一対の軸受と、
前記ケース内に延在し、その両端部が前記軸受に回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸の中央部に取付けられ、前記固定子に対向した回転子と、
前記各軸受の近傍で前記ケースの外面側に設けられ、潤滑油を貯留する給油室と、
前記回転軸と一体的に回動自在にそれぞれ回転軸に固定されているとともに、前記潤滑油に接触した状態で前記給油室内に配設され、回転することにより前記潤滑油を前記軸受に供給する給油部材と、
それぞれ前記回転子と前記軸受との間で前記回転軸に固定され、前記回転軸と一体に回転自在な一対の放熱円板と、
前記各放熱円板の外周縁と前記ケース内面との間の環状の微小隙間により形成されたラビリンス構造部と、
前記各放熱板の前記ケース内面と対向する壁面と前記ケース内面との間に規定されているとともに、前記ケースに形成された連通口を介して機外空間に連通した環状の流通空間と、
を備えた電動機。
【請求項２】
それぞれ前記流通空間内に配設され、前記流通空間を外周側空間と内周側空間との２つに仕切った一対の仕切り部材を備え、
前記外周側空間および内周側空間は、前記回転軸側に位置した内周側端で互いに連通し、前記内周側空間の外周側端は前記ケースに形成された入気口によって機外空間に連通し、前記外周側空間の外周側端は前記ケースに形成された排気口によって機外空間に連通している請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
一方の給油室の底部と他方の給油室の底部とを連通し、前記２つの給油室間で潤滑油を流通する連通管を備えている請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項４】
少なくとも一方の給油室に隣接して前記ケースの外面側に設けられ潤滑油を貯留する貯油室と、前記給油室の底部と前記貯油室とを連通した通油孔と、を有し、
前記給油室内の潤滑油と前記貯油室内の潤滑油との油面高さが互いに等しい請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項５】
一方の給油室に隣接して前記ケースの外面側に設けられ潤滑油を貯留する貯油室と、前記一方の給油室の底部と前記貯留室の内部とを連通した通油孔と、他方の給油室の底部と前記貯留室の内部とを連通する連通管と、を備え、
前記２つの給油室内の潤滑油の油面高さと前記貯油室内の潤滑油の油面高さが等しい請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項６】
前記ケースは、その内周側に固定子鉄心が取付けられた円筒状の支持フレームと、前記支持フレームの一端側および他端側にそれぞれ取付けられた第１ブラケットおよび第２ブラケットと、を有している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項７】
固定子を内蔵し、一対の軸受を有するケースと、
前記ケース内に延在し、その両端部が前記軸受に回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸の中央部に取付けられ、前記固定子に対向した回転子と、
前記回転軸の前記軸受と回転子との間に設けられ、ラビリンス構造部を介して、前記ケース内を密閉空間として形成する放熱円板と、
前記各軸受の近傍で前記ケースの外面側に設けられ、潤滑油を貯留する給油室と、
前記回転軸と一体的に回動自在にそれぞれ回転軸に固定されているとともに、前記潤滑油に接触した状態で前記給油室内に配設され、回転することにより前記潤滑油を前記軸受に供給する給油部材と、
前記各放熱板の外面と前記ケース内面とにより囲まれ、外気と連通する流通路と、
を備えた電動機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−９３９３２（Ｐ２０１０−９３９３２Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６０７９７（Ｐ２００８−２６０７９７）
【出願日】平成２０年１０月７日（２００８．１０．７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月７日（２００８．１０．７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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