(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項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、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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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。
【図１】
0004199343.tif 000002
【図２】
0004199343.tif 000003
【図３】
0004199343.tif 000004
【図４】
0004199343.tif 000005
【図５】
0004199343.tif 000006