(57)【要約】【課題】軸受交換の際に固定子と回転子との間のギャップを保持することが容易にできる回転電機及びその軸受交換方法を提供する。【解決手段】内部中空のフレーム１１と、フレーム１１の内部に取り付けられた円筒形をなす固定子１２と、固定子１２の内部に配設された円筒形をなす回転子１３と、回転子１３の内部を貫通するように回転子１３に取り付けられた回転軸１４と、回転軸１４の両端側に対をなして設けられた軸受１５と、フレーム１１に取り付けられて軸受１５をそれぞれ支持する対をなすブラケット１６とを備えている回転電機１０において、固定子１２の内周面の軸方向両端側に形成されて固定子１２の軸方向に沿って長手方向を向けた固定子側差込溝２１ａと、回転子１３の外周面の軸方向両端側に形成されて回転子１３の軸方向に沿って長手方向を向けた回転子側差込溝２１ｂとを有している。【選択図】図１
2019161763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部中空のフレームと、
前記フレームの内部に取り付けられた円筒形をなす固定子と、
前記固定子の内部に配設された円筒形をなす回転子と、
前記回転子の内部を貫通するように当該回転子に取り付けられた回転軸と、
前記回転軸の両端側に対をなして設けられた軸受と、
前記フレームに取り付けられて前記軸受をそれぞれ支持する対をなすブラケットと
を備えている回転電機において、
前記固定子の内周面の軸方向両端側に当該固定子の周方向に沿ってそれぞれ複数形成されて当該固定子の軸方向に沿って長手方向を向けた固定子側差込溝と、
前記固定子側差込溝と対向するように前記回転子の外周面の軸方向両端側に当該回転子の周方向に沿ってそれぞれ複数形成されて当該回転子の軸方向に沿って長手方向を向けた回転子側差込溝と
を有していることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記固定子側差込溝と前記回転子側差込溝とが対向して形成される差込穴と対向するように前記ブラケットにそれぞれ複数形成された貫通穴を有している
ことを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の回転電機において、
各前記差込溝が前記周方向に沿ってそれぞれ三つ以上形成されている
ことを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１に記載の回転電機の軸受を交換する方法であって、
前記固定子側差込溝に前記回転子側差込溝を対向させるように前記回転子の回転位相を位置付けることにより、当該固定子側差込溝と当該回転子側差込溝とが対向して形成される差込穴を前記固定子及び前記回転子の軸方向両端面側に形成する差込穴形成工程と、
前記差込穴に着脱可能に嵌合する非磁性材料からなる嵌合棒を当該差込穴に差し込んで嵌合させる嵌合棒差込工程と、
前記差込穴に前記嵌合棒を嵌合された回転電機の前記軸受を前記回転軸及び前記ブラケットから取り外す軸受取外工程と、
前記軸受を取り外された回転電機の前記回転軸及び前記ブラケットに新たな軸受を取り付ける軸受取付工程と、
新たに軸受を取り付けられた回転電機の前記差込穴から前記嵌合棒を引き抜く嵌合棒引抜工程と
を行うことを特徴とする回転電機の軸受交換方法。
【請求項５】
請求項２に記載の回転電機の軸受を交換する方法であって、
前記固定子側差込溝に前記回転子側差込溝を対向させるように前記回転子の回転位相を位置付けることにより、前記差込穴を前記固定子及び前記回転子の軸方向両端面側に形成する差込穴形成工程と、
前記差込穴に着脱可能に嵌合する非磁性材料からなる嵌合棒を前記貫通穴から当該差込穴に差し込んで嵌合させる嵌合棒差込工程と、
前記差込穴に前記嵌合棒を嵌合された回転電機の前記軸受を前記回転軸及び前記ブラケットから取り外す軸受取外工程と、
前記軸受を取り外された回転電機の前記回転軸及び前記ブラケットに新たな軸受を取り付ける軸受取付工程と、
新たに軸受を取り付けられた回転電機の前記差込穴及び前記貫通穴から前記嵌合棒を引き抜く嵌合棒引抜工程と
を行うことを特徴とする回転電機の軸受交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を使用した発電機や電動機等の回転電機及びその軸受交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型の発電機や電動機等の回転電機は、製品寿命が長く、回転軸を支持する軸受が、使用するにしたがって摩耗劣化してしまうため、保守点検等の際に消耗品として新規品に交換されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５０３８１号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２３３９０号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４７８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したような大型の回転電機において、永久磁石を使用していると、固定子と回転子とが磁力により常時吸引されていることから、軸受交換の際に固定子と回転子との間のギャップを保持するのに非常に手間がかかってしまっていた。特に、レアメタル等を含有する超強力永久磁石を使用していると、固定子と回転子とが磁力により吸着してしまったとき、固定子と回転子とを引き離すことが設置現場ではできず、工場にまで搬送して引き離し作業をしなければならなかった。
【０００５】
このようなことから、本発明は、軸受交換の際に固定子と回転子との間のギャップを保持することが容易にできる回転電機及びその軸受交換方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る回転電機は、内部中空のフレームと、前記フレームの内部に取り付けられた円筒形をなす固定子と、前記固定子の内部に配設された円筒形をなす回転子と、前記回転子の内部を貫通するように当該回転子に取り付けられた回転軸と、前記回転軸の両端側に対をなして設けられた軸受と、前記フレームに取り付けられて前記軸受をそれぞれ支持する対をなすブラケットとを備えている回転電機において、前記固定子の内周面の軸方向両端側に当該固定子の周方向に沿ってそれぞれ複数形成されて当該固定子の軸方向に沿って長手方向を向けた固定子側差込溝と、前記固定子側差込溝と対向するように前記回転子の外周面の軸方向両端側に当該回転子の周方向に沿ってそれぞれ複数形成されて当該回転子の軸方向に沿って長手方向を向けた回転子側差込溝とを有していることを特徴とする。
【０００７】
第二番目の発明に係る回転電機は、第一番目の発明において、前記固定子側差込溝と前記回転子側差込溝とが対向して形成される差込穴と対向するように前記ブラケットにそれぞれ複数形成された貫通穴を有していることを特徴とする。
【０００８】
第三番目に係る回転電機は、第一，二番目の発明において、各前記差込溝が前記周方向に沿ってそれぞれ三つ以上形成されていることを特徴とする。
【０００９】
他方、前述した課題を解決するための、第四番目の発明に係る回転電機の軸受交換方法は、第一番目の発明に係る回転電機の軸受を交換する方法であって、前記固定子側差込溝に前記回転子側差込溝を対向させるように前記回転子の回転位相を位置付けることにより、当該固定子側差込溝と当該回転子側差込溝とが対向して形成される差込穴を前記固定子及び前記回転子の軸方向両端面側に形成する差込穴形成工程と、前記差込穴に着脱可能に嵌合する非磁性材料からなる嵌合棒を当該差込穴に差し込んで嵌合させる嵌合棒差込工程と、前記差込穴に前記嵌合棒を嵌合された回転電機の前記軸受を前記回転軸及び前記ブラケットから取り外す軸受取外工程と、前記軸受を取り外された回転電機の前記回転軸及び前記ブラケットに新たな軸受を取り付ける軸受取付工程と、新たに軸受を取り付けられた回転電機の前記差込穴から前記嵌合棒を引き抜く嵌合棒引抜工程とを行うことを特徴とする。
【００１０】
第五番目の発明に係る回転電機の軸受交換方法は、第二番目の発明に係る回転電機の軸受を交換する方法であって、前記固定子側差込溝に前記回転子側差込溝を対向させるように前記回転子の回転位相を位置付けることにより、前記差込穴を前記固定子及び前記回転子の軸方向両端面側に形成する差込穴形成工程と、前記差込穴に着脱可能に嵌合する非磁性材料からなる嵌合棒を前記貫通穴から当該差込穴に差し込んで嵌合させる嵌合棒差込工程と、前記差込穴に前記嵌合棒を嵌合された回転電機の前記軸受を前記回転軸及び前記ブラケットから取り外す軸受取外工程と、前記軸受を取り外された回転電機の前記回転軸及び前記ブラケットに新たな軸受を取り付ける軸受取付工程と、新たに軸受を取り付けられた回転電機の前記差込穴及び前記貫通穴から前記嵌合棒を引き抜く嵌合棒引抜工程とを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る回転電機及びその軸受交換方法によれば、軸受の交換の際に、固定子と回転子との磁力による吸着を未然に防止して、固定子と回転子との間のギャップを規定間隔で保持することが容易にできるので、工場にまで搬送することなく設置現場だけで交換作業を完了することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る回転電機の主な実施形態の概略構造図であり、図２のI−I線断面矢線視図である。
【図２】図１のII−II線断面矢線視図である。
【図３】図１の回転電機の軸受交換方法の説明図であり、図４のIII−III線断面矢線視図である。
【図４】図３のIV−IV線断面矢線視図である。
【図５】本発明に係る回転電機の他の実施形態の概略構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る回転電機及びその軸受交換方法の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００１４】
〈主な実施形態〉
本発明に係る回転電機及びその軸受交換方法の主な実施形態を図１，２に基づいて説明する。
【００１５】
図１に示すように、内部中空の円筒形をなすフレーム１１の内周面には、鉄等の磁性材料からなる円筒形の固定子（鉄心）１２の外周面が当該フレーム１１と同軸をなすようにして固定されている。前記固定子１２の内部には、レアメタル等を含有する超強力永久磁石を内周面と外周面との間に内蔵した鉄等の磁性材料からなる円筒形の回転子（鉄心）１３が前記固定子１２の同軸上で当該固定子１２と規定間隔のギャップＧを有して対向するように配設されている。
【００１６】
前記回転子１３の内部には、回転軸１４が当該回転子１３と同軸をなすように貫通して取り付けられている。前記回転軸１４の両端側には、対をなす軸受１５がそれぞれ着脱可能に取り付けられている。前記軸受１５は、前記フレーム１１の両端側にそれぞれ着脱可能に取り付けられた対をなす環状のブラケット１６にそれぞれ支持されている。
【００１７】
図１，２に示すように、前記固定子１２の内周面の軸方向両端側には、当該固定子１２の軸方向に沿って長手方向を向けた半円柱形をなす固定子側差込溝２１ａが当該固定子１２の周方向に沿って等間隔でそれぞれ複数（本実施形態ではそれぞれ四つ）形成されている。前記回転子１３の外周面の軸方向両端側には、当該回転子１３の軸方向に沿って長手方向を向けた半円柱形をなす回転子側差込溝２１ｂが当該回転子１３の周方向に沿って等間隔でそれぞれ複数（本実施形態ではそれぞれ四つ）形成されている。
【００１８】
前記固定子側差込溝２１ａと前記回転子側差込溝２１ｂとは、当該固定子側差込溝２１ａに当該回転子側差込溝２１ｂを対向させるように前記回転子１３の回転位相を位置付けたときに、前記固定子１２と前記回転子１３との両端面側のギャップＧ部分に円筒形の差込穴２１を当該固定子１２及び当該回転子１３の周方向に沿って等間隔で複数（本実施形態ではそれぞれ四つ）形成するようにそれぞれ設けられている。
【００１９】
前記ブラケット１６には、前記差込穴２１と同径をなす貫通穴２２が、前記固定子側差込溝２１ａに前記回転子側差込溝２１ｂを対向させるように前記回転子１３の回転位相を位置付けたときに、当該差込穴２１と対向して同軸をなす位置にそれぞれ複数（本実施形態ではそれぞれ四つ）形成されている。
【００２０】
なお、図１中、１７はコイルエンド、１８，１９は軸受押さえである。
【００２１】
このような本実施形態に係る回転電機１０において、前記軸受１５を交換する場合には、まず、前記固定子側差込溝２１ａに前記回転子側差込溝２１ｂを対向させるように前記回転子１３の回転位相を位置付けることにより、前記固定子１２及び前記回転子１３の軸方向両端面側に前記差込穴２１をそれぞれ形成する（以上、差込穴形成工程）。
【００２２】
続いて、前記差込穴２１及び前記貫通穴２２と着脱可能に嵌合するステンレスやフッ素樹脂等の非磁性材料からなる丸棒形の嵌合棒２３を当該貫通穴２２から当該差込穴２１へ向けて差し込んで当該差込穴２１に嵌合させる（図３，４参照）（以上、嵌合棒差込工程）。
【００２３】
そして、前記軸受押さえ１８，１９及び前記軸受１５を前記回転軸１４及び前記ブラケット１６から取り外す（以上、軸受取外工程）。これにより、前記回転子１３は、前記嵌合棒２３を介して前記ギャップＧを規定間隔で維持したままの状態で前記固定子１２の内周面上に支承される。
【００２４】
次に、新たな軸受１５及び前記軸受押さえ１８，１９を前記回転軸１４及び前記ブラケット１６に取り付けて（以上、軸受取付工程）、前記嵌合棒２３を前記差込穴２１及び前記貫通穴２２から引き抜く（嵌合棒引抜工程）。
【００２５】
これにより、前記回転電機１０は、レアメタル等を含有する超強力永久磁石を使用していても、前記固定子１２と前記回転子１３との磁力による吸着が防止され、規定間隔の前記ギャップＧを保持しつつ新たな軸受１５に交換できる。
【００２６】
したがって、本実施形態によれば、前記軸受１５の交換の際に、前記固定子１２と前記回転子１３との磁力による吸着を未然に防止して、当該固定子１２と当該回転子１３との間のギャップＧを規定間隔で保持することが容易にできるので、工場にまで搬送することなく設置現場だけで交換作業を完了することができる。
【００２７】
また、前記嵌合棒２３の全体や先端側が、フッ素樹脂等の高分子材料からなるものや、当該高分子材料で被覆されたものであれば、当該嵌合棒２３を前記差込穴２１に嵌合させる際に、前記固定子１２や前記回転子１３等に傷を非常に付け難くすることができる。
【００２８】
〈他の実施形態〉
なお、前述した実施形態では、円筒形の差込穴２１及び貫通穴２２を形成して、当該穴２１，２２に着脱可能に嵌合する丸棒形の嵌合棒２３を使用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、他の実施形態として、例えば、三角形や四角形やそれ以上の多角形等の角筒形の差込穴及び貫通穴を形成して、当該穴に着脱可能に嵌合する三角形や四角形やそれ以上の多角形等の角柱形の嵌合棒を使用して軸受を交換するようにすることも可能である。
【００２９】
また、前述した実施形態では、四つの差込穴２１を両端側に周方向で等間隔にそれぞれ形成した回転電機１０の場合について説明したが、本発明はこれに限らず、三つ以上の差込穴を両端側にそれぞれ形成した回転電機であれば、前述した実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができる。
【００３０】
また、前述した実施形態では、前記固定子１２及び前記回転子１３の軸方向両端側に前記差込溝２１ａ，２１ｂをそれぞれ形成することにより差込穴２１を構成できるようにした回転電機１０としたが、他の実施形態として、例えば、図５に示すように、前記固定子１２の内周面及び前記回転子１３の外周面に、当該固定子１２及び当該回転子１３の軸方向両端側を連通させるように軸方向全長にわたって差込溝２４ａ，２４ｂをそれぞれ形成することにより差込穴２４を構成できるようにした回転電機２０とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る回転電機及びその軸受交換方法は、軸受の交換の際に、固定子と回転子との磁力による吸着を未然に防止して、固定子と回転子との間のギャップを規定間隔で保持することが容易にでき、工場にまで搬送することなく設置現場だけで交換作業を完了することができるので、回転電機の寿命を高め、産業上、極めて有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  回転電機
１１  フレーム
１２  固定子
１３  回転子
１４  回転軸
１５  軸受
１６  ブラケット
１７  コイルエンド
１８，１９  軸受押さえ
２１，２４  差込穴
２１ａ，２４ａ  固定子側差込溝
２１ｂ，２４ｂ  回転子側差込溝
２２  貫通穴
２３  嵌合棒
Ｇ  ギャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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