(57)【要約】【課題】  潤滑性能を飛躍的に向上することができる鉄道車両主電動機を提供すること。【解決手段】  モータ軸１１と、モータ軸１１に固定されたロータ１２と、ロータ１２の外周部にロータ１２に非接触にしてハウジング１４の内周部に固定されたステータ１３と、内輪１９，２３がモータ軸１１に外嵌された軸受１５，１６と、軸受１５，１６の側部にグリースポケット３１，３５を有し、軸受１５，１６の外輪３２，３７が内嵌されたブラケット２８，２７と、ブラケット２８，２７に組み付けられ、軸受１５，１６の他方の側部にグリースポケット３０，３６を形成する端蓋２９，３４と、を備えた鉄道車両主電動機１０であって、グリースポケット３０，３１，３５，３６に内壁面の形状に合わせて成形された固形油４５を、締め代をもって収容した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸と、該モータ軸に固定されたロータと、該ロータの外周部に該ロータに非接触にしてハウジングの内周部に固定されたステータと、内輪が前記モータ軸に外嵌された軸受と、前記軸受の一方の側部にグリースポケットを有し、前記軸受の外輪が内嵌されたブラケットと、該ブラケットに組み付けられ、前記軸受の他方の側部にグリースポケットを形成する端蓋と、を備えた鉄道車両主電動機であって、
前記両グリースポケットに、該グリースポケットの内壁面の形状に合わせて成形された固形油が締め代をもって収容されていることを特徴とする鉄道車両主電動機。
【請求項２】
前記固形油が、前記端蓋の固定時における潰れ量を含んだ高さに設定されていることを特徴とする請求項１に記載した鉄道車両主電動機。
【請求項３】
前記固形油が、潤滑剤含有ポリマであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載した鉄道車両主電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば誘導電動機等の鉄道車両の主電動機に用いられる鉄道車両主電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両主電動機の一例として、モータ軸の一端側に玉軸受が配置され、モータ軸の他端側に円筒ころ軸受が配置されており、ブラケットと端蓋とに設けられたグリースポケット内にグリースを充填している鉄道車両主電動機が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
上記非特許文献１では、玉軸受側と円筒ころ軸受側とが同様の構成であるために、ここでは、円筒ころ軸受側についてのみ説明すると、図３に示すように、円筒ころ軸受５０は、内輪５１がモータ軸５２に外嵌され、外輪５３がブラケット５４に内嵌されている。ブラケット５４には、円筒ころ軸受５０のころ５５に対して軸方向一方側にグリースポケット５６が形成されており、ブラケット５４に組み付けられた端蓋５７には、円筒ころ軸受５０のころ５５に対して軸方向他方側にグリースポケット５８が形成されている。そして、両グリースポケット５６，５８に、鉱油またはシリコーン油やジエステル油等の合成油を基油としたグリース８０が充填されている。
【０００４】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、端蓋５７のグリースポケット５８内には、外輪端面押さえ５９が配置されている。外輪端面押さえ５９は、機械加工時に、グリースポケット５８内に配置される一部が切断されて形成されている。そして、端蓋５７のブラケット５４に当接する面６０は、外輪端面押さえ５９の先端部よりも高さＨ１だけ低くなっており、グリースポケット５８での外輪端面との部分的な隙間と、グリースポケット５８でのブラケット５４の端面との間の連通を防止するために、端蓋５７のブラケット５４に当接する面６０に液体パッキン等を塗布してシール効果を得ている。
【非特許文献１】日本精工株式会社  １９８９年発行  カタログ  大形転がり軸受  ＣＡＴ．Ｎｏ．１２５ｃ  応用図例  Ｃ２９頁  新幹線駆動主電動機
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記非特許文献１では、端蓋５７のブラケット５４に当接する面６０に液体パッキン等を塗布してシール効果を得ているが、液体パッキン等のシール剤の硬化に伴う収縮や充填不足等によって、良好なシール効果を得ることができず、グリース８０中の基油が滲み出る虞がある。それにより、グリース８０中の基油が軸受の潤滑に有効的に使用されない。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、潤滑性能を飛躍的に向上することができる鉄道車両主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】
【０００７】
１）本発明に係る鉄道車両主電動機は、モータ軸と、該モータ軸に固定されたロータと、該ロータの外周部に該ロータに非接触にしてハウジングの内周部に固定されたステータと、内輪が前記モータ軸に外嵌された軸受と、該軸受の一方の側部にグリースポケットを有し、前記軸受の外輪が内嵌されたブラケットと、該ブラケットに組み付けられ、前記軸受の他方の側部にグリースポケットを形成する端蓋と、を備えた鉄道車両主電動機であって、前記両グリースポケットに、該グリースポケットの内壁面の形状に合わせて成形された固形油が締め代をもって収容されていることを特徴としている。
【０００８】
前記１）記載の鉄道車両主電動機によれば、グリースポケットの内壁面の形状に合わせて成形されていて締め代をもってグリースポケットに収容された固形油が、温度上昇によって内部の潤滑油が滲み出ることにより基油の補給をするので、潤滑性能を飛躍的に向上することができる。
【０００９】
２）また、本発明に係る鉄道車両主電動機は、前記１）記載の鉄道車両主電動機において、前記固形油が、該端蓋の固定時における潰れ量を含んだ高さに設定されていることを特徴としている。
【００１０】
前記２）記載の鉄道車両主電動機によれば、固形油が、グリースポケットとブラケットとの間及びグリースポケットと端蓋との隙間を塞ぐために、グリース中の基油の漏れを確実に防止することができる。
【００１１】
３）また、本発明に係る鉄道車両主電動機は、前記１）または前記２）記載の鉄道車両主電動機において、前記固形油が、潤滑剤含有ポリマであることを特徴としている。
【００１２】
前記３）記載の鉄道車両主電動機によれば、潤滑剤含有ポリマから滲み出た潤滑剤が、基油の補給をすることにより、潤滑剤含有ポリマによって潤滑性能を飛躍的に向上することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の鉄道車両主電動機によれば、基油を軸受の潤滑に有効的に使用できないという問題を解消でき、潤滑性能を飛躍的に向上することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る好適な実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る鉄道車両主電動機の一実施形態の半断面図、図２（ａ）は図１に示す鉄道車両主電動機におけるグリースポケット周りの側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の断面図である。
【００１５】
図１に示すように、本発明の一実施形態である鉄道車両主電動機１０は、モータ軸１１と、ロータ１２と、ステータ１３と、ハウジング１４と、第１軸受１５と、第２軸受１６と、から主として構成されている。
【００１６】
モータ軸１１には、図１中左方側である反出力側から、図１中右方側である出力側に向けて、軸端部材１７，内輪間座１８，第１軸受１５の内輪１９，内輪間座２０，ロータ１２，循環ファン２１，内輪間座２２，第２軸受１６の内輪２３，内輪間座２４，端蓋押さえ２５が順次外嵌されている。
【００１７】
ロータ１２の外周部には、ハウジング１４の内周部に組み付けられたステータ１３が非接触で配置されている。ハウジング１４は、３分割の筒形状に形成されており、モータ軸１１の反出力側にモータ枠２６が固定され、モータ軸１１の出力側にブラケット２７が固定されている。
【００１８】
モータ枠２６の内周部には、ブラケット２８と端蓋２９とが組み付けられており、ブラケット２８と端蓋２９との間に第１軸受１５が配置されている。また、端蓋２９と、ブラケット２８と、のそれぞれ第１軸受１５側の端部に、端蓋側グリースポケット３０と、ブラケット側グリースポケット３１と、が形成されている。そして、端蓋側グリースポケット３０とブラケット側グリースポケット３１との内部に、両グリースポケット３０，３１の内壁面の形状に合わせて成形された、固形油である潤滑剤含有ポリマ部材４５，４５が締め代をもって圧入されている。
【００１９】
第１軸受１５は、玉軸受であって、外輪３２がブラケット２８に内嵌されている。そして、軸受空間内において、玉３３に対して軸方向の一方側に、潤滑剤含有ポリマ部材４５を収容した端蓋側グリースポケット３１が配置され、他方側に、潤滑剤含有ポリマ部材４５を収容したブラケット側グリースポケット３０が配置されている。第１軸受１５の軸受空間内には、グリースが充填されている。
【００２０】
ブラケット２７の内周部には、端蓋押さえ２５の外周部に端蓋３４が組み付けられているとともに、中央部に第２軸受１６が配置されている。また、ブラケット２７と、端蓋３４と、のそれぞれ第２軸受１６側に、ブラケット側グリースポケット３５と、端蓋側グリースポケット３６と、が形成されている。そして、ブラケット側グリースポケット３５と端蓋側グリースポケット３６との内部に、両グリースポケット３５，３６の内壁面の形状に合わせて成形された、固形油である潤滑剤含有ポリマ部材４５，４５が締め代をもって圧入されている。
【００２１】
第２軸受１６は、円筒ころ軸受であって、外輪３７がブラケット２７に内嵌されている。そして、軸受空間内において、円筒ころ３８に対して軸方向の一方側に、潤滑剤含有ポリマ部材４５を収容したブラケット側グリースポケット３５が配置され、他方側に、潤滑剤含有ポリマ部材４５を収容した端蓋側グリースポケット３６が配置されている。第２軸受１６の軸受空間内には、グリースが充填されている。
【００２２】
ここで、固形油である潤滑剤含有ポリマ部材４５は、樹脂と潤滑剤とを所定の配合割合で混合し、必要に応じて加熱しながら攪拌して両者を一様に溶解して得られる。潤滑剤の含有量を多くするほど、潤滑寿命が長くなるが、その一方では、潤滑剤含有ポリマ部材自体が軟化して一定の形態を保持し難くなる。そのため、潤滑剤の含有率は、好ましくは３０〜９５ｗｔ％、より好ましくは、５０〜９０ｗｔ％の範囲に設定するとよい。
【００２３】
潤滑剤含有ポリマ部材４５において、潤滑剤を含有させる樹脂は、特に制限されるものではないが、潤滑剤の保持性能が高いことが望ましく、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂が好適である。また、これに、ポリアミドやポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等を混和したものも使用可能である。また、高分子量のものと低分子量のものとを混和して使用することも可能である。
【００２４】
潤滑剤含有ポリマ部材４５において、樹脂に含有させる潤滑剤は、潤滑油に各種の添加剤を配合したものである。潤滑油は、特に制限されるものではないが、鉱油、エーテル油、エステル油、パラフィン系炭化水素油、ナフタレン系炭化水素油等は、上記したポリオレフィン系樹脂との親和性が高く、より多量に該樹脂中に含有させることができる。勿論、その他の潤滑油の使用可能である。また、添加剤も特に制限されず、公知の防錆剤や酸化防止剤、摩耗防止剤、消泡剤、極圧剤等を必要に応じて適宜配合することができる。
【００２５】
次に、図２（ａ），（ｂ）を参照して、グリースポケットにおける潤滑剤含有ポリマ部材の組み付け状態について説明する。なお、第１軸受１５用の端蓋側グリースポケット３０，ブラケット側グリースポケット３１は、第２軸受１６用のブラケット側グリースポケット３５，端蓋側グリースポケット３６と同一の構成であり、ブラケット側グリースポケット３５は、端蓋側グリースポケット３６と同一の構成であるために、ここでは、第２軸受１６側の端蓋側グリースポケット３６についてのみ説明する。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、端蓋側グリースポケット３６内には、外輪端面押さえ３９の一部が配置されており、外輪端面押さえ３９は、機械加工時に、端蓋側グリースポケット３６内に配置される一部が切断されて形成されている。そして、端蓋側グリースポケット３６内に鉱油またはシリコーン油やジエステル油等の合成油である基油のグリース８０が充填されている。そして、端蓋側グリースポケット３６における端蓋３４との当接部分に潤滑剤含有ポリマ部材４５が収容されている。
【００２７】
図２（ｂ）に示すように、潤滑剤含有ポリマ部材４５は、端蓋３４のブラケット２７に当接する面４０が、外輪端面押さえ３９の先端部よりも低くなっている寸法に対応した高さＨ２部分を有して、その空間に組み付けられている。高さＨ２は、ブラケット２７に端蓋３４が組み付けられた際の潰れ寸法を考慮して設定されている。そのため、端蓋側グリースポケット３６での外輪端面との部分的な隙間と、端蓋側グリースポケット３６でのブラケット２７の端面との間を閉塞することができる。これにより、端蓋側グリースポケット３６での外輪端面との部分的な隙間と、端蓋側グリースポケット３６でのブラケット２７の端面との間からグリース８０中の基油が漏れることがない。
【００２８】
また、潤滑剤含有ポリマ部材４５は、鉄道車両主電動機１０が温度上昇した際に、内部の潤滑油が滲み出ることによって、グリース８０中の基油の補給をする。そして、潤滑剤含有ポリマ部材４５は、端蓋側グリースポケット３６の内壁面の形状に合わせて成形されて締め代をもって圧入されているために、鉄道車両主電動機１０の温度上昇によって、潤滑剤が滲み出た後に収縮したとしても形状が変化しないので、長期的な使用に耐えることができる。その結果、メンテナンス周期を延長させてメンテナンス工数を大幅に減少させることができる。
【００２９】
このような鉄道車両主電動機１０は、インバータ等を内蔵した制御回路（不図示）からステータ１３に対して交流電流が供給されることにより回転磁界が発生し、この回転磁界によってロータ１２がモータ軸１１とともに回転する。このとき、第１軸受１５は、端蓋側グリースポケット３０とブラケット側グリースポケット３１とにそれぞれ収容されたグリース８０中の基油及び潤滑剤含有ポリマ部材４５とにより、第２軸受１５は、ブラケット側グリースポケット３５と端蓋側グリースポケット３６とにそれぞれ収容されたグリース８０中の基油及び潤滑剤含有ポリマ部材４５とにより、グリース８０中の基油の不足分を潤滑剤含有ポリマ部材４５が補いながら、しかもグリース８０中の基油の漏れを生ずることなく、確実な潤滑が行われる。
【００３０】
上述したように、本実施形態の鉄道車両主電動機１０によれば、端蓋側グリースポケット３６の内壁面の形状に合わせて成形されていて締め代をもって端蓋側グリースポケット３６に収容された潤滑剤含有ポリマ部材４５が、温度上昇によって内部の潤滑油が滲み出ることによりグリース８０中の基油の補給をするので、潤滑性能を飛躍的に向上することができる。
【００３１】
また、本実施形態の鉄道車両主電動機１０によれば、端蓋側グリースポケット３６とブラケット２７との間の隙間を塞ぐために、グリース８０中の基油の漏れを確実に防止することができる。
【００３２】
また、本実施形態の鉄道車両主電動機１０によれば、潤滑剤含有ポリマ部材４５から滲み出た潤滑剤が、グリース８０中の基油の補給をすることにより、潤滑剤含有ポリマ部材４５によって潤滑性能を飛躍的に向上することができる。
【００３３】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、鉄道車両主電動機としては、図示したものに限定されず、全閉自冷型主電動機、全閉外扇型主電動機、永久磁石を用いた高効率型同期電動機、等に本発明を適用することができる。
【００３４】
また、軸受については、第１軸受が玉軸受であり、第２軸受が円筒ころ軸受であるものを図示したが、それに限定されず、各種転がり軸受を適用することができる。
【００３５】
また、固形油とする潤滑剤含有ポリマ部材に液体パッキン等のシール剤を合わせて用いても良い。そうすれば、潤滑性能を、より一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る鉄道車両主電動機の一実施形態の半断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示した鉄道車両主電動機におけるグリースポケット周りの側面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図３】従来の鉄道車両主電動機における軸受の断面図である。
【図４】（ａ）は図３に示した鉄道車両主電動機におけるグリースポケット周りの側面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  鉄道車両主電動機
１１  モータ軸
１２  ロータ
１３  ステータ
１４  ハウジング
１５  第１軸受（軸受）
１６  第２軸受（軸受）
１９  内輪
２３  内輪
２７  ブラケット
２８  ブラケット
３０  端蓋側グリースポケット（グリースポケット）
３１  ブラケット側グリースポケット（グリースポケット）
３２  外輪
３５  ブラケット側グリースポケット（グリースポケット）
３６  端蓋側グリースポケット（グリースポケット）
３７  外輪
４５  潤滑剤含有ポリマ部材（潤滑剤含有ポリマ）（固形油）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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