JP4199343B2 - 電動機および永久磁石回転式同期電動機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータケース内にステータ、ロータを収めて構成される電動機および永久磁石回転式同期電動機に関する。
【0002】
【従来の技術】
ポンプ等の駆動機器に動力を供給する誘導電動機には、分割式構造のモータケース内にステータ、ロータを配設した構造が用いられている。具体的には、図4(a),(b)に示されるように誘導電動機のモータケースaには、筒形の胴部b、胴部bの開口端を塞ぐ端壁c,dを締結具、例えば長尺なボルトeで締結して構成される構造が採用され、胴部bの内面にステータfを設置し、このステータf内にロータgを収めている。
【0003】
こうした誘導電動機では、モータケースa内で、ロータgから軸方向に延びるモータシャフトhを回転自在に支持する軸受部iが採用されている。具体的には、図4(a),(b)に示されるように各端壁gの内面側に軸受収容用の環状凹部jを形成しておき、電動機の組立時、これら環状凹部jに、モータシャフトhの両端側のシャフト部分に圧入された軸受kを挿脱自在に嵌挿させて、モータシャフトhを回転自在に支持する構造が用いられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
誘導電動機は、ポンプ等の駆動機器を設置した現地で行われる保守・点検、さらには修理の際、モータシャフトhを支える軸受kの交換が求められることがある。
【0005】
ところが、モータケースa内に軸受kが配置された電動機だと、軸受kの交換は、モータシャフトhの全体をモータケースa外に出してからでないと行なえない。
【0006】
具体的には、軸受kの交換作業は、図5に示されるようにボルトeを抜去して、胴部b、端壁c,dの結合を解き、一方の端壁dを胴部bから取り外し、軸受kが両端側に圧入されているモータシャフトhをロータgと共に外部へ引き出してから、プーリー抜具(図示しない)といった抜出治具を用いて、モータシャフトhに圧入されている軸受kを抜き出し、代わりに新規の軸受(図示しない)を装着することになる。
【0007】
つまり、軸受kの交換は、電動機全体を分解しないと作業が進められない。
【0008】
このため、軸受kの交換にはかなり面倒な作業が強いられる。しかも、この交換のときは、モータケースaの内部全体が開放される上、ロータgは移動させたり、床面等に置いたりするようになるので、モータケースa内に異物が混入したり、ロータgの表面を傷つけるおそれがある。
【0009】
特にロータgに永久磁石(図示しない)を用いた永久磁石回転式同期電動機(回転子鉄心が永久磁石で構成されるもの)は、電動機を分解して、つぎの作業を行なうべくロータgを床面等に置くと、磁力によりロータgの表面に鉄粉等の異物が付いて、交換後の電動機の再組立てが難しくなるので、現地では軸受kの交換を行なえず、専門の工場に電動機を運んで、同工場で軸受kの交換することが余儀なくされていた。
【0010】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その第1の目的は、異物の混入、ロータを傷つけることなく、容易に軸受の交換が行なえる電動機を提供することにある。
【0011】
同じく第2の目的は、さらに第1の目的に加え、専門の工場でなく、現地で軸受の交換を可能にした永久磁石回転式同期電動機を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記第1の目的を達成するために請求項1に記載した電動機は、筒形の胴部、この胴部の両開口端を塞ぐとともに、それぞれに貫通孔を有する2つの端壁、及び、前記胴部と前記2つの端壁とを締結する締結具を有するモータケースと、前記胴部の内面に設置されたステータと、このステータ内に配置されたロータと、このロータから軸心方向に延びるとともに、その両端が前記各貫通孔を貫通し、前記各貫通孔の外側にそれぞれ段差部を有するモータシャフトと、このモータシャフトを回転自在に支持するとともに、前記2つの端壁にそれぞれ設置された軸受部と、を備え、前記各軸受部は、前記段差部に嵌挿され、前記端壁と対向する端部の外径が前記貫通孔の内径より大径に形成されたスリーブと、このスリーブに挿脱可能に圧入され、前記モータシャフトを回転自在に支持する軸受と、この軸受を内部に挿脱可能に嵌挿して前記端壁の外面に着脱自在に取り付けられた軸受収容体とを有し、前記端壁は、この端壁の外面の前記軸受の外周囲から前記軸受の側面に対向する部分が前記軸受と離れた凹部を有するようにした。
【0013】
これにより、軸受の交換作業は、モータケースの端壁外面から軸受収容体を取り外して、モータシャフト部分に圧入されている軸受をモータケース外に表し、該軸受を抜出治具(プーリー抜具等)を用いて、モータシャフトから引き抜いて新規な軸受と交換することにより行われる。
【0014】
したがって、モータケースを分解することなく、容易に軸受の交換が行なえる。しかも、交換作業は、異物がモータケース内に入りにくい状態、モータケース内にロータが収められたままで進められるので、電動機内部に異物が混入したり、ロータが傷つけられたりせずにすむ。
【0015】
上記第2の目的を達成するために請求項2に記載した永久磁石回転式同期電動機は、筒形の胴部、この胴部の両開口端を塞ぐとともに、それぞれに貫通孔を有する2つの端壁、及び、前記胴部と前記2つの端壁とを締結する締結具を有するモータケースと、前記胴部の内面に設置されたステータと、このステータ内に配置され、永久磁石を有するロータと、このロータから軸心方向に延びるとともに、その両端が前記各貫通孔を貫通し、前記各貫通孔の外側にそれぞれ段差部を有するモータシャフトと、このモータシャフトを回転自在に支持するとともに、前記2つの端壁にそれぞれ設置された軸受部と、を備え、前記各軸受部は、前記段差部に嵌挿され、前記端壁と対向する端部の外径が前記貫通孔の内径より大径に形成されたスリーブと、このスリーブに挿脱可能に圧入され、前記モータシャフトを回転自在に支持する軸受と、この軸受を内部に挿脱可能に嵌挿して前記端壁の外面に着脱自在に取り付けられた軸受収容体とを有し、前記端壁は、この端壁の外面の前記軸受の外周囲から前記軸受の側面に対向する部分が前記軸受と離れた凹部を有するようにした。
【0016】
これにより、請求項1と同様、軸受の交換作業は、モータケースの端壁外面から軸受収容体を取り外して、モータシャフト部分に圧入されている軸受をモータケース外に表し、該軸受を抜出治具(プーリー抜具等)を用いて、モータシャフトから引き抜いて新規な軸受と交換することにより行われる。
【0017】
つまり、軸受の交換は、モータケース内にロータが収められたままで進められるので、磁気を帯びたロータに鉄粉等の異物が付くことはない。
【0018】
したがって、専門の工場に依存せず、電動機を据え付けた現地において容易に軸受の交換が行なえる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図1および図2に示す第1の実施形態にもとづいて説明する。
【0020】
図1は、本発明を適用した電動機、例えば誘導電動機の正面側および側面側の構造を示していて、図1中1はモータケースである。
【0021】
モータケース1は、例えば筒形の胴部2、胴部2の開口端を塞ぐ端壁3,4を締結具、例えば長尺なボルト5で締結して構成されている。このうち胴部2の内面にはステータ6が設置され、このステータ6内にはロータ7が収めてある。またロータ7の両端からは、軸方向に沿ってモータシャフト8が延びていて、各端壁3,4を貫通している。なお、3a,4aは、端壁3,4に形成されている貫通孔を示している。そして、このモータシャフト8の両端側が、本発明の要部となる端壁3,4の外面側に形成されている軸受部9により、それぞれ回転自在に支持してある。
【0022】
これら軸受部9は、いずれも同じ構造で、このうち端壁4側の軸受部5の構造について説明すれば、10は、端壁4の外面から突き出たモータシャフト部分の外周面に、スリーブ11を介して、圧入された例えばボール式の軸受である。なお、スリーブ11は、端壁4の直後のシャフト部分に形成されている段差部8aの外周面に嵌挿され、軸受10を端壁外面と近接する位置に挿脱可能に配置させている。
【0023】
また端壁4の外面には、この軸受10を周りから囲うよう軸受箱15(軸受収容体に相当)が取付けられている。
【0024】
この軸受箱15には、図2にも示されているように内面中央に円形状の凹部16が形成された円盤状のカバー体17が用いられている。そして、凹部16が軸受10を挿脱自在に嵌挿している。この凹部16の中央部には、シャフト貫通用の通孔18が形成されていて、スリーブ11を貫通したシャフト部分がこの通孔18からカバー体16外へ突き出ている。またカバー体16の外周部全周には、端壁4の外面に形成した取付座19と重なるフランジ20が形成してある。そして、このフランジ20が、該フランジ17から端壁4へ螺挿されるボルト21により、端壁4に締結され、内部に軸受10を収めたカバー体17、つまり軸受箱15を端壁4の外面に着脱自在に取付けている。また軸受10の外周囲から同軸受10の側面と対向する部分となる端壁4の外面部分には、治具先挿入用の凹部22が形成されていて、端壁外面から軸受箱15を取り外すと、同軸受箱15から軸受10が抜け出て、同軸受10が、図示しないプーリー抜具(抜出治具)によりモータシャフト8から抜き出し可能な姿勢、すなわちプーリー抜具が容易にセット可能な姿勢で外部に表れるようにしてある。
【0025】
なお、端壁3側の軸受部9については、端壁4側の軸受部9と同じ部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【0026】
しかして、このように構成された誘導電動機において、今、現地において、端壁4側の軸受10の交換が求められたとする。
【0027】
このときには、図2に示されるようにボルト21を取り外して、端壁4の外面から軸受箱15を取り外す。
【0028】
すると、モータシャフト8に圧入されている軸受10は、モータケース1外に表れる。このとき軸受10の背面側は、端壁外面に形成されている凹部22により、端壁5の外面から離れた姿勢で端壁4外に表れる。つまり、モータシャフト8に圧入されている軸受10は、プーリー抜具(図示しない)がセットしやすい姿勢を保ちながら外部に表れる。
【0029】
その後、軸受10にプーリー抜具(図示しない)をセットし、同プーリー抜具による作業で、モータシャフト1から軸受10を引き抜く。そして、代わりに新規な軸受(図示しない)を装着してから、再び軸受箱15をボルト21で端壁4の外面に組み付けることにより、軸受10の交換を終える。なお、端壁3側の軸受10を交換するときもその作業は同じである。
【0030】
したがって、モータケース1を分解することなく、容易に軸受10の交換を行なうことができる。しかも、軸受10の交換作業は、異物がモータケース1内に入りにくい状態、すなわちモータケース内部を開放させない状態で、かつモータケース1内にロータ7が収められたまま進められるので、誘導電動機の内部に異物が混入したり、ロータ7が不用意に傷つけられたりすることを解消できる。
【0031】
図3は、本発明の第2の実施形態を示す。
【0032】
本実施形態は、本発明を誘導電動機でなく、永久磁石を有するロータを採用した永久磁石回転式同期電動機に適用したものである。
【0033】
すなわち、本実施形態の永久磁石回転式同期電動機は、図3に示されるように外周部に永久磁石25を有するロータ7を用いた回転式同期電動機である。そして、この電動機に第1の実施形態と同じ軸受部9を採用して、モータシャフト1の両端側をモータケース1外で回転自在に支持させてある。
【0034】
つまり、永久磁石回転式同期電動機でも、第1の実施形態と同じく、モータシャフト8を支える軸受10の交換作業は、端壁4の外面から軸受箱15を取り外して、モータシャフト8に圧入されている軸受9をモータケース外に表し、プーリー抜具(図示しない)を用いて、モータシャフト8から軸受10を引き抜き、代わりに新規な軸受(図示しない)を組み付けることにより行われる。
【0035】
これにより、軸受10の交換は、モータケース1内にロータ7が収められたままで進めることができ、交換作業中、磁気を帯びたロータ7に鉄粉等の異物が付着することない。
【0036】
この結果、軸受10の交換作業は、専門の工場を頼らずに、現地において永久磁石回転式同期電動機の軸受9を容易に行なうことができる。
【0037】
なお、図3において第1の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に記載の発明によれば、モータケースを分解することなく、容易にモータシャフトを支える軸受の交換を行なうことができる。しかも、軸受の交換は、異物がモータケース内に入りにくい状態、モータケース内にロータが収められたままで行なえるので、電動機内部に異物が混入したり、ロータが傷つけられたりせずにすむ。
【0039】
請求項2に記載の発明によれば、さらに上記効果に加え、ロータが収められたまま、軸受の交換作業が進められることを利用して、磁気を帯びたロータに鉄粉等の異物が付着することなく、軸受の交換を行なうことができる。
【0040】
したがって、専門の工場に頼らず、現地においてモータシャフトを支える軸受の交換を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る誘導電動機の構造を説明するための図。
【図2】同電動機において軸受を交換する作業を説明するための一部断面した分解正面図。
【図3】本発明の第2の実施形態に係る永久磁石回転式同期電動機を説明するための一部断面した正面図。
【図4】従来の誘導電動機における軸受構造を説明するための図。
【図5】同電動機で、軸受を交換する作業を説明するための一部断面した分解正面図。
【符号の説明】
1…モータケース
3,4…端壁
6…ステータ
7…ロータ
8…モータシャフト
9…軸受部
10…軸受
15…軸受箱(軸受収容体)
21…ボルト
22…凹部
25…永久磁石。
Claims (2)
- 筒形の胴部、この胴部の両開口端を塞ぐとともに、それぞれに貫通孔を有する2つの端壁、及び、前記胴部と前記2つの端壁とを締結する締結具を有するモータケースと、
前記胴部の内面に設置されたステータと、
このステータ内に配置されたロータと、
このロータから軸心方向に延びるとともに、その両端が前記各貫通孔を貫通し、前記各貫通孔の外側にそれぞれ段差部を有するモータシャフトと、
このモータシャフトを回転自在に支持するとともに、前記2つの端壁にそれぞれ設置された軸受部と、を備え、
前記各軸受部は、前記段差部に嵌挿され、前記端壁と対向する端部の外径が前記貫通孔の内径より大径に形成されたスリーブと、このスリーブに挿脱可能に圧入され、前記モータシャフトを回転自在に支持する軸受と、この軸受を内部に挿脱可能に嵌挿して前記端壁の外面に着脱自在に取り付けられた軸受収容体とを有し、
前記端壁は、この端壁の外面の前記軸受の外周囲から前記軸受の側面に対向する部分が前記軸受と離れた凹部を有することを特徴とする電動機。 - 筒形の胴部、この胴部の両開口端を塞ぐとともに、それぞれに貫通孔を有する2つの端壁、及び、前記胴部と前記2つの端壁とを締結する締結具を有するモータケースと、
前記胴部の内面に設置されたステータと、
このステータ内に配置され、永久磁石を有するロータと、
このロータから軸心方向に延びるとともに、その両端が前記各貫通孔を貫通し、前記各貫通孔の外側にそれぞれ段差部を有するモータシャフトと、
このモータシャフトを回転自在に支持するとともに、前記2つの端壁にそれぞれ設置された軸受部と、を備え、
前記各軸受部は、前記段差部に嵌挿され、前記端壁と対向する端部の外径が前記貫通孔の内径より大径に形成されたスリーブと、このスリーブに挿脱可能に圧入され、前記モータシャフトを回転自在に支持する軸受と、この軸受を内部に挿脱可能に嵌挿して前記端壁の外面に着脱自在に取り付けられた軸受収容体とを有し、
前記端壁は、この端壁の外面の前記軸受の外周囲から前記軸受の側面に対向する部分が前記軸受と離れた凹部を有することを特徴とする永久磁石回転式同期電動機。
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