JP2002305853A - 全閉式回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全閉式回転電機において、軸受部分の温度上
昇を抑制し、潤滑グリースの早期劣化を防止することに
より、非分解期間を延長して保守を省力化する。 【解決手段】 シャフト９を軸受５、７により回転可能
に支持する全閉式回転電機１において、軸受５、７の支
持部６、８の機内空気と接触する面に断熱層１２ａ、１
２ｂを設ける。全閉式回転電機１において発生した熱
が、機内空気を介して熱伝達により軸受支持部６、８に
伝わる量を断熱層１２ａ、１２ｂで小さくすることによ
り、軸受支持部６、８および軸受５、７部の温度上昇を
小さくすることができる。ゆえに、軸受５、７部の潤滑
グリースの早期劣化を防止して非分解期間が延長され、
保守を省力化することができる。また、従来の全閉式回
転電機において、軸受支持部６、８の機内空気と接触す
る面に断熱材１３ａ、１３ｂを接着するなどして取り付
けるだけで実施が可能であるため、実施が容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば鉄道車両の
駆動用電動機などとして利用される全閉式回転電機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の鉄道車両用主電動機は、小形・軽
量で大出力が要求されることから十分な冷却が必要であ
り、電動機内に冷却風を導入する通風冷却方式が採用さ
れている。しかしながら、冷却風には塵埃が含まれてお
り、主電動機の定期的な分解清掃が必要である。さら
に、在来線用主電動機においては、回転子に通風ファン
が直結する構造（自己通風方式）が一般的であり、回転
時にファン騒音が発生する問題がある。そこで、主電動
機を全閉式にすれば、機内には塵埃が進入しないため分
解清掃が不要となり、保守の省力化が可能となる。ま
た、機内の騒音を遮断できるため低騒音な主電動機が期
待できる。そのため、主電動機の全閉化が検討されてい
る。

【０００３】図８は全閉式回転電機の従来構造を示すも
ので、全閉式回転電機の備えるシャフトの回転軸線が水
平となる状態を示している。図８では、シャフトの回転
軸線と平行な側断面図における全閉式回転電機の上半部
分を示しており、シャフトの回転軸線でほぼ対称となる
下半部分は省略している。図示のように、全閉式回転電
機１は円筒状に形成されたフレーム２を備えている。こ
のフレーム２の内周面には、円筒状の固定子（ステー
タ）鉄心３が取り付けられている。固定子鉄心３の内周
面には、多数の溝が軸方向に形成されている。この溝に
はステータコイル４が取り付けられている。フレーム２
の一方の端部には、軸受５を支持しているベアリングブ
ラケット６が備えられている。フレーム２の他方の端部
には、軸受７を支持しているハウジング８が備えられて
いる。

【０００４】軸受５および軸受７は、回転子（ロータ）
のシャフト９を回転自在に支持する。シャフト９は、フ
レーム２、固定子鉄心３と同軸線上に備えられる。ま
た、軸受５および軸受７にはシャフト９の回転動作を円
滑にするための潤滑グリースなどの潤滑剤が充填されて
いる。シャフト９の中央部分には、回転子鉄心１０が備
えられている。ロータバー１１は、回転子鉄心１０の外
周面に形成された多数の溝に取り付けられている。回転
子鉄心１０に発生した回転力は、シャフト９の端部９ａ
より伝達される。フレーム２の外周面およびフレーム２
の他方の端部側面には、多数の冷却フィン２ａ、２ｂが
備えられている。冷却フィン２ａ、２ｂは、電動機内部
に発生した熱を外気に放熱する。また、ベアリングブラ
ケット６の側面にも同様に多数の冷却フィン６ａが備え
られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のような全閉式回
転電機１においては、発熱部である固定子鉄心３、ステ
ータコイル４、回転子鉄心１０、ロータバー１１で発生
した熱が、機内空気、フレーム２、シャフト９、ベアリ
ングブラケット６を経由して、フレーム２、シャフト
９、ベアリングブラケット６の外表面から外気に放出さ
れる。したがって、全閉式回転電機１は、回転電機全体
が温度上昇した状態となる。これに対し、通風冷却方式
の回転電機では、発熱部を直接冷却風が流通するため、
発熱部の熱が冷却風によって外部に排出される比率が高
く、フレーム、ベアリングブラケット、ハウジング、シ
ャフトなどの、発熱部以外の部分の温度が上昇しにく
い。

【０００６】したがって、全閉式回転電機１では、電動
機内部の熱により、フレーム２、ベアリングブラケット
６、ハウジング８、シャフト９、軸受５、７などの温度
が通風冷却方式の回転電機に比べて大幅に上昇する。こ
のため、全閉式回転電機１では、軸受５、７の潤滑グリ
ースの熱劣化が早く、早期のグリース交換が必要とな
る。ところで、全閉式回転電機１は機内の汚損を防止
し、非分解期間を延長し、保守の省力化を図るものであ
る。しかしながら、以上のように軸受５、７の潤滑グリ
ース交換のために早期に分解を行わなければいけないの
は問題である。したがって、全閉式回転電機１では、軸
受５、７の大幅な温度上昇をどのようにして防ぐかが設
計上の問題となっている。

【０００７】本発明の課題は、全閉式回転電機におい
て、軸受部分の温度上昇を抑制し、潤滑グリースの早期
劣化を防止することにより、非分解期間を延長して保守
を省力化することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、例えば図１に示すよう
に、シャフト９を軸受５、７により回転可能に支持する
全閉式回転電機１において、前記軸受５、７の支持部
６、８の機内空気と接触する面に断熱層１２ａ、１２ｂ
を設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項１に記載の発明によれば、全閉式回
転電機において発生した熱が、機内空気を介して熱伝達
により軸受支持部に伝わる量を断熱層で小さくすること
により、軸受支持部および軸受部の温度上昇を小さくす
ることができる。ゆえに、軸受部潤滑グリースの早期劣
化を防止して非分解期間が延長され、保守を省力化する
ことができる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の全閉式回転電機において、例えば図１に示すように、
前記断熱層１２ａ、１２ｂは軸受支持部６、８の機内空
気と接触する面に取り付けられた断熱材１３ａ、１３ｂ
であることを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明により得られる作用効果に加え、従来の全
閉式回転電機において、軸受支持部の機内空気と接触す
る面に断熱材を接着するなどして取り付けるだけで実施
が可能であるため、実施が容易となる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の全閉式回転電機において、例えば図２に示すように、
前記断熱層は軸受支持部６、８の機内空気と接触する面
に設けた空気層１２ａ、１２ｂ、１２ｃであることを特
徴とする。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明により得られる作用効果に加え、機内空気
と断熱層とを隔てる部材を設けて空気層を形成するだけ
で実施が可能であるため、実施が容易であり、また、機
内空気と断熱層とを隔てる部材には、通常の構造用材料
を用いることができるため、容易に堅牢な構造とするこ
とができる。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の全閉式回転電機において、例えば図３に示すように、
前記空気層１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、密閉空間中に保
持されていることを特徴とする。

【００１５】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明により得られる作用効果に加え、断熱層と
なる空気層は密閉空間中に保持されて機内空気と連通し
ていないため、機内空気の断熱層となる空気層への流入
がなく、また、断熱層となる空気が攪拌されにくいた
め、より断熱層の断熱効果が高まる構造となる。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の全閉式回転電機において、例えば図４に示すように、
前記密閉空間中には、前記空気層１２ａ、１２ｂ、１２
ｃが減圧された状態で保持されていることを特徴とす
る。

【００１７】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
に記載の発明により得られる作用効果に加え、断熱層と
なる空間中の空気を真空ポンプなどにより排出すること
により、断熱層となる空間中の空気圧力を減圧し、空気
層内部の対流と熱伝導により、熱が機内空気から軸受支
持部に伝わることを防ぎ、より断熱層の断熱効果を高め
られる。

【００１８】また、請求項６に記載の発明は、例えば図
５に示すように、シャフト９を軸受５、７により回転可
能に支持する軸受支持部６、８をフレーム２の端部に備
えた全閉式回転電機１において、前記軸受支持部６、８
は断熱材１７ａ、１７ｂを介してフレーム２に固定され
ていることを特徴とする。

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、フレーム
と軸受支持部を断熱材により隔てることにより、全閉式
回転電機において発生した熱が、フレームを介して軸受
支持部に熱伝導により伝わる量を小さくすることによ
り、軸受支持部および軸受部の温度上昇を小さくするこ
とができる。ゆえに、軸受部潤滑グリースの早期劣化を
防止して非分解期間が延長され、保守を省力化すること
ができる。

【００２０】また、請求項７に記載の発明は、例えば図
７に示すように、回転子鉄心１０を備えるシャフト９を
軸受５、７により回転可能に支持する軸受支持部６、８
をフレーム２の端部に備えた全閉式回転電機１におい
て、前記シャフト９は断熱材１８ａ、１８ｃを介して前
記軸受５、７に嵌合されていることを特徴とする。

【００２１】請求項７に記載の発明によれば、シャフト
と軸受を断熱材により隔てることにより、全閉式回転電
機の回転子鉄心およびロータバーにおいて発生した熱
が、回転子鉄心とシャフトを介して軸受部に熱伝導によ
り伝わる量を小さくできる。よって、軸受部の温度上昇
を小さくすることができる。ゆえに、軸受部潤滑グリー
スの早期劣化を防止して非分解期間が延長され、保守を
省力化することができる。

【００２２】また、請求項８に記載の発明は、例えば図
７に示すように、回転子鉄心１０を備えるシャフト９を
軸受５、７により回転可能に支持する軸受支持部６、８
をフレーム２の端部に備えた全閉式回転電機１におい
て、前記回転子鉄心１０は断熱材１８ｂを介して前記シ
ャフト９に嵌合されていることを特徴とする。

【００２３】請求項８に記載の発明によれば、回転子鉄
心とシャフトを断熱材により隔てることにより、全閉式
回転電機の回転子鉄心およびロータバーにおいて発生し
た熱が、回転子鉄心とシャフトを介して軸受支持部に熱
伝導により伝わる量を小さくすることができる。よっ
て、軸受部の温度上昇を小さくすることができる。ゆえ
に、軸受部潤滑グリースの早期劣化を防止して非分解期
間が延長され、保守を省力化することができる。

【００２４】また、請求項９に記載の発明は、回転子鉄
心を備えるシャフトを軸受により回転可能に支持する軸
受支持部をフレームの端部に備えた全閉式回転電機にお
いて、前記シャフトは断熱材であることを特徴とする。

【００２５】請求項９に記載の発明によれば、シャフト
を断熱材とすることにより、全閉式回転電機の回転子鉄
心およびロータバーにおいて発生した熱が、回転子鉄心
とシャフトを介して軸受支持部に熱伝導により伝わる量
を小さくすることができる。よって、軸受部の温度上昇
を小さくすることができる。ゆえに、軸受部潤滑グリー
スの早期劣化を防止して非分解期間が延長され、保守を
省力化することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。

【００２７】（第１の実施の形態）図１は本実施形態に
係る全閉式回転電機の構成を示す断面図である。図１に
おいても前述した図８と同様に全閉式回転電機の備える
シャフトの回転軸線が水平となるように配置し、回転軸
線と平行な側断面における全閉式回転電機の上半部分を
示しており、回転軸線でほぼ対称となる下半部分は省略
している。全閉式回転電機１のフレーム２内周側にはス
テータ鉄心３が設けられ、このステータ鉄心３の内周に
設けられた溝にステータコイル４が収められている。フ
レーム２の一端には軸受５を支持するベアリングブラケ
ット（軸受支持部）６が備えられ、他端には軸受７を支
持するハウジング（軸受支持部）８が備えられる。シャ
フト９は軸受５、軸受７によって回転自由に支持されて
おり、シャフト９の機内中央部にはロータ鉄心１０が固
定され、ロータ鉄心１０の外周側に設けられた溝にロー
タバー１１が取り付けられている。以上のベアリングブ
ラケット６とハウジング８およびその周囲のフレーム部
分の機内空気に接する面にはそれぞれ断熱層１２ａ、１
２ｂが形成されている。具体的には、ベアリングブラケ
ット６、フレーム２のハウジング支持部２ｃ、ハウジン
グ８の機内空気に接する面にはそれぞれ断熱材１３ａ、
１３ｂ、１３ｃが設けられている。これらの断熱材１３
ａ〜１３ｃはそれぞれが設けられている部品（ベアリン
グブラケット６、フレーム２のハウジング支持部２ｃ、
ハウジング８）に接着する等の方法で、各部品に固定さ
れている。

【００２８】以上のような構成をもつ本実施形態に係る
全閉式回転電機１の作用効果について以下に説明する。
全閉式回転電機１は、運転時に主にステータコイル４、
ロータバー１１、ステータ鉄心３、ロータ鉄心１０で熱
が発生する。ステータコイル４とステータ鉄心３で発生
した熱は、ステータ鉄心３からフレーム２へと熱伝導に
より伝わるとともに、機内空気へ熱伝達により伝わる。
また、ロータバー１１、ロータ鉄心１０で発生した熱
は、ロータ鉄心１０からシャフト９へと熱伝導により伝
わると共に、機内空気へ熱伝達により伝わる。しかし、
断熱材１３ａ、１３ｃの断熱作用により、機内空気へ伝
わった熱が直接ベアリングブラケット６とハウジング８
へ伝わることが防がれる。また、断熱材１３ｂの作用に
より、機内空気からフレーム２のハウジング支持部２ｃ
に熱が伝わることが防がれる。これにより、軸受支持部
であるベアリングブラケット６とハウジング８の温度上
昇が抑制される。また、フレーム２のハウジング支持部
２ｃの温度上昇が抑制されることにより、ハウジング８
の温度上昇がさらに抑制される。

【００２９】運転時には軸受５、軸受７も発熱し、温度
上昇する。全閉式回転電機１においては、軸受５で発生
した熱は、主に、軸受支持部であるベアリングブラケッ
ト６に伝わり、軸受７で発生した熱はハウジング８に伝
わり、さらにフレーム２のハウジング支持部２ｃに伝わ
る。ベアリングブラケット６やハウジング支持部２ｃの
表面にはフィン６ａ、２ｂが設けられており、軸受５、
７からこれらの軸受支持部に伝わった熱は、軸受支持部
の表面から外気に放熱される。そのため、軸受５、７の
温度は、発生した熱を軸受支持部であるベアリングブラ
ケット６やハウジング８に熱伝導により伝えるために必
要な温度勾配の分、これらの軸受支持部の軸受近傍の温
度に比べて、高くなる。したがって、軸受支持部である
ベアリングブラケット６、ハウジング８の温度上昇が抑
制されれば、その分、軸受５、７の温度上昇も小さくな
る。よって軸受潤滑剤の早期劣化が防止される。ゆえ
に、非分解期間の延長が可能となり、保守を省力化する
ことができる。

【００３０】（第２の実施の形態）図２は本実施形態に
係る全閉式回転電機の構成を示す断面図である。図２に
おいても前述した図１と同様の状況で図示した場合を示
している。なお、以下において、図１と同一の部分につ
いては同一の符号を付してその説明を省略する。本実施
形態においては、ベアリングブラケット６、ハウジング
８、フレーム２のハウジング支持部２ｃの機内空気に接
する面には、それぞれ仕切り板１４ａ、１４ｂ、１４ｃ
が設けられている。そして、これらの仕切り板１４ａ、
１４ｂ、１４ｃとベアリングブラケット６、フレーム２
のハウジング支持部２ｃ、ハウジング８との間に断熱層
１２ａ、１２ｂ、１２ｃをなす空気層が保持されてい
る。ここで、仕切り板１４ａ〜１４ｃは、例えば構造用
炭素鋼板を用いて作られており、溶接等の方法により、
それぞれの仕切り板が設けられる部品に固定されてい
る。

【００３１】全閉式回転電機１では、運転時に機内で発
生した熱は機内空気へ熱伝達により伝わるが、仕切り板
１４ａ〜１４ｃにより保持されている空気層１２ａ〜１
２ｃの断熱効果により、機内空気へ伝わった熱が直接ベ
アリングブラケット６、ハウジング８、ハウジング支持
部２ｃへ伝わることが防がれる。これにより、軸受支持
部であるベアリングブラケット６とハウジング８の温度
上昇が抑制される。また、フレーム２のハウジング支持
部２ｃの温度上昇が抑制されることにより、ハウジング
８の温度上昇がさらに抑制される。したがって、軸受支
持部であるベアリングブラケット６、ハウジング８の温
度上昇が抑制されれば、その分、軸受５、７の温度上昇
も小さくなる。よって軸受潤滑剤の早期劣化が防止され
る。ゆえに、非分解期間の延長が可能となり、保守を省
力化することができる。また、仕切り板１４ａ〜１４ｃ
は堅牢な構造とすることが容易であり、信頼性の高い全
閉式回転電機が実現できる。

【００３２】（第３の実施の形態）本実施形態は、前述
した第２の実施形態に係る全閉式回転電機の変形例であ
り、仕切り板１４ａ〜１４ｃにより保持されている空気
層（断熱層）１２ａ〜１２ｃを密閉空間に保持したもの
である。図３は本実施形態に係る全閉式回転電機の構成
を示す断面図である。図３においても前述した図２と同
様の状況で図示した場合を示している。なお、以下にお
いて、図２と同一の部分については同一の符号を付して
その説明を省略する。本実施形態においては、仕切り板
１４ａ〜１４ｃは、それぞれが設けられる部品（ベアリ
ングブラケット６、フレーム２のハウジング支持部２
ｃ、ハウジング８）に、溶接等の方法で全周が接着され
ている。したがって、仕切り板１４ａ〜１４ｃとそれぞ
れが設けられている部品との間の空気層１２ａ〜１２ｃ
は密閉空間となっている。

【００３３】このように、密閉空間内に閉じ込められて
いる空気は、機内空気と混合することが無いため、第２
の実施形態に比べ、空気層１２ａ〜１２ｃの持つ断熱効
果がより一層高まる。よって、機内空気から軸受支持部
（ベアリングブラケット６およびハウジング８）に伝わ
る熱は一層減少し、軸受５、７の温度上昇をさらに低減
させることができる。ゆえに、軸受潤滑剤の早期劣化が
防止され、非分解期間の延長が可能となり、保守を省力
化することができる。

【００３４】（第４の実施の形態）本実施形態は、前述
した第３の実施形態に係る全閉式回転電機の変形例であ
り、仕切り板１４ａ〜１４ｃによる密閉空間の空気層１
２ａ〜１２ｃを減圧状態に保持したものである。図４は
本実施形態に係る全閉式回転電機の構成を示す断面図で
ある。図４においも前述した図３と同様の状況で図示し
た場合を示している。なお、以下において、図３と同一
の部分については同一の符号を付してその説明を省略す
る。本実施形態においては、仕切り板１４ａ〜１４ｃと
それらが設けられている部品（ベアリングブラケット
６、フレーム２のハウジング支持部２ｃ、ハウジング
８）により密閉空間による空気層１２ａ〜１２ｃが形成
されている。そして、仕切り板１４ａ〜１４ｃまたはそ
れらが設けられている各部品、図示例では、ベアリング
ブラケット６とハウジング支持部２ｃおよび仕切り板１
４ｃには密閉空間と外部とをつなげる排気孔１５ａ、１
５ｂ、１５ｃが設けられている。さらに、これらの排気
孔１５ａ〜１５ｃを栓１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより塞
ぐことにより密閉空間を形成している。

【００３５】このように、密閉空間内に保持されている
空気は、栓１６ａ〜１６ｃを取り外し、排気孔１５ａ〜
１５ｃから真空ポンプ等により排出することが可能であ
る。したがって、空気を排出し、密閉空間内を減圧した
後に栓１６ａ〜１６ｃをすることにより、密閉空間内に
は減圧された空気層１２ａ〜１２ｃが保持される。ま
た、栓１６ａ〜１６ｃに、空気配管用のカプラを用いれ
ば、以上の密閉空間内を減圧する作業を容易に実施する
ことができる。このようにして形成された空気層１２ａ
〜１２ｃは、減圧されているため、通常の空気層よりも
断熱性が高くなる。そのため、機内空気から軸受支持部
（ベアリングブラケット６およびハウジング８）に伝わ
る熱は一層減少し、軸受５、７の温度上昇をさらに低減
させることができる。ゆえに、軸受潤滑剤の早期劣化が
防止され、非分解期間の延長が可能となり、保守を省力
化することができる。

【００３６】（第５の実施の形態）図５は本実施形態に
係る全閉式回転電機の構成を示す断面図である。図５に
おいても前述した図８と同様に全閉式回転電機の備える
シャフトの回転軸線が水平となるように配置し、回転軸
線と平行な側断面における全閉式回転電機の上半部分を
示しており、回転軸線でほぼ対称となる下半部分は省略
している。全閉式回転電機１のフレーム２内周側にはス
テータ鉄心３が設けられ、このステータ鉄心３の内周に
設けられた溝にステータコイル４が収められている。シ
ャフト９は軸受５、軸受７によって回転自由に支持され
ており、シャフト９の機内中央部にはロータ鉄心１０が
固定され、ロータ鉄心１０の外周側に設けられた溝にロ
ータバー１１が取り付けられている。フレーム２の一端
には軸受５を支持するベアリングブラケット６が備えら
れ、フレーム２の他端にはハウジング８を支持するハウ
ジング支持部２ｃが備えられている。さらにハウジング
８により軸受７が支持されている。前記ベアリングブラ
ケット６、ハウジング支持部２ｃは、それぞれ断熱材１
７ａ、１７ｂを介してフレーム２に取り付けられてい
る。

【００３７】以上のような構成をもつ本実施形態に係る
全閉式回転電機１の作用効果について以下に説明する。
全閉式回転電機１は、運転時に主にステータコイル４、
ロータバー１１、ステータ鉄心３、ロータ鉄心１０で熱
が発生する。ステータコイル４とステータ鉄心３で発生
した熱は、ステータ鉄心３からフレーム２へと熱伝導に
より伝わるとともに、機内空気へ熱伝達により伝わる。
しかし、断熱材１７ａ、１７ｂの断熱作用により、フレ
ーム２へ伝わった熱が熱伝導によりベアリングブラケッ
ト６とハウジング支持部２ｃへ伝わることが妨げられ
る。これにより、軸受支持部であるベアリングブラケッ
ト６の温度上昇が抑制される。また、ハウジング支持部
２ｃの温度上昇が抑制されるため、ハウジング支持部２
ｃにより支持されているハウジング８の温度上昇も抑制
される。

【００３８】運転時には軸受５、軸受７も発熱し、温度
上昇する。軸受５で発生した熱は、主に、軸受支持部で
あるベアリングブラケット６に伝わり、軸受７で発生し
た熱はハウジング８に伝わり、さらにフレーム２のハウ
ジング支持部２ｃに伝わる。ベアリングブラケット６や
ハウジング支持部２ｃの表面にはフィン６ａ、２ｂが設
けられており、軸受５、７からこれらの軸受支持部に伝
わった熱は、軸受支持部の表面から外気に放熱される。
そのため、軸受５、７の温度は、発生した熱を軸受支持
部であるベアリングブラケット６やハウジング８に熱伝
導により伝えるために必要な温度勾配の分、これらの軸
受支持部のの軸受近傍の温度に比べて、高くなる。した
がって、軸受支持部であるベアリングブラケット６、ハ
ウジング８の温度上昇が抑制されれば、その分、軸受
５、７の温度上昇も小さくなる。よって軸受潤滑剤の早
期劣化が防止される。ゆえに、非分解期間の延長が可能
となり、保守を省力化することができる。

【００３９】（第６の実施の形態）本実施形態は、前述
した第１から第５の実施形態に係る全閉式回転電機の変
形例である。図６は本実施形態に係る全閉式回転電機の
構成を示す断面図である。図６においても前述した図１
〜図５と同様の状況で図示した場合を示している。な
お、以下において、図１〜図５と同一の部分については
同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態に
おいては、ベアリングブラケット６の機内空気に接する
側に断熱材１３ａが備えられている。ベアリングブラケ
ット６は断熱材１３ａを介してフレーム２に取り付けら
れている。さらに、ベアリングブラケット６と断熱材１
３ａの間には密閉空間（空気層１２ａ）が形成されてお
り、ベアリングブラケット６に設けられた排気孔１５ａ
を通じて密閉空間内を減圧することが可能な構造となっ
ている。そして、断熱材１３ａはシャフト９近傍までベ
アリングブラケット６を覆っており、シャフト９近傍に
おいてベアリングブラケット６と断熱材１３ａとの間に
空気層１２ｄが保持されている。

【００４０】また、ハウジング支持部２ｃの機内空気に
接する側には断熱材１３ｂが備えられている。ハウジン
グ支持部２ｃは断熱材１３ｂを介してフレーム２に取り
付けられている。さらに、ハウジング支持部２ｃと断熱
材１３ｂとの間には密閉空間（空気層１２ｂ）が形成さ
れており、ハウジング支持部２ｃに設けられた排気孔１
５ｂを通じて密閉空間内を減圧することが可能な構造と
なっている。

【００４１】また、ハウジング８には断熱材１３ｃが備
えられており、ハウジング８と断熱材１３ｃとの間には
密閉空間（空気層１２ｃ）が形成されている。さらに、
断熱材１３ｃはシャフト９近傍までハウジング８を覆っ
ており、シャフト９近傍において、ハウジング８と断熱
材１３ｃとの間に空気層１２ｅが保持されている。

【００４２】以上のような構成をもつ本実施形態に係る
全閉式回転電機１の作用効果について以下に説明する。
全閉式回転電機１は、運転時に主にステータコイル４、
ロータバー１１、ステータ鉄心３、ロータ鉄心１０で熱
が発生する。ステータコイル４とステータ鉄心３で発生
した熱は、ステータ鉄心３からフレーム２へと熱伝導に
より伝わるとともに、機内空気へ熱伝達により伝わる。
また、ロータバー１１、ロータ鉄心１０で発生した熱
は、ロータ鉄心１０からシャフト９へと熱伝導により伝
わるとともに、機内空気へ熱伝達により伝わる。しか
し、ベアリングブラケット６は断熱材１３ａを介してフ
レーム２に取り付けられているため、フレーム２からベ
アリングブラケット６へ熱が伝わることが妨げられる。
さらに、断熱材１３ａと減圧された密閉空間の空気層１
２ａおよびシャフト９近傍の空気層１２ｄによる断熱効
果で、機内空気からベアリングブラケット６へ熱が伝わ
ることが妨げられる。また、ハウジング支持部２ｃも同
様に断熱材１３ｂを介してフレーム２に取り付けられて
いるため、同様にフレーム２からハウジング支持部２ｃ
に熱が伝わることが妨げられる。さらに、断熱材１３ｂ
と減圧された密閉空間の空気層１３ｂによる断熱効果
で、機内空気からハウジング支持部１２ｃに熱が伝わる
ことが妨げられる。

【００４３】さらに、ハウジング８は断熱材１３ｃと密
閉空間内の空気層１２ｃとシャフト９近傍の空気層１２
ｅの断熱効果により、機内空気から熱が伝わることが妨
げられている。これにより、軸受支持部であるベアリン
グブラケット６とハウジング８の温度上昇が抑制され
る。また、フレーム２のハウジング支持部２ｃの温度上
昇が抑制されることにより、ハウジング８の温度上昇が
さらに抑制される。したがって、軸受支持部であるベア
リングブラケット６、ハウジング８の温度上昇が抑制さ
れれば、その分、軸受５、７の温度上昇も小さくなる。
よって軸受潤滑剤の早期劣化が防止される。ゆえに、非
分解期間の延長が可能となり、保守を省力化することが
できる。

【００４４】（第７の実施の形態）図７は本実施形態に
係る全閉式回転電機の構成を示す断面図である。図７に
おいても前述した図８と同様に全閉式回転電機の備える
シャフトの回転軸線が水平となるように配置し、回転軸
線と平行な側断面における全閉式回転電機の上半部分を
示しており、回転軸線でほぼ対称となる下半部分は省略
している。全閉式回転電機１のフレーム２内周側にはス
テータ鉄心３が設けられ、このステータ鉄心３の内周に
設けられた溝にステータコイル４が収められている。シ
ャフト９は断熱材１８ａ、１８ｃを介して軸受５、軸受
７によって回転自由に支持されており、シャフト９の機
内中央部にはロータ鉄心１０が断熱材１８ｂを介して固
定され、ロータ鉄心１０の外周側に設けられた溝にロー
タバー１１が取り付けられている。フレーム２の一端に
は軸受５を支持するベアリングブラケット６が備えら
れ、他端にはハウジング８を支持するハウジング支持部
２ｃが備えられている。さらにハウジング８により軸受
７が支持されている。

【００４５】以上のような構成をもつ本実施形態に係る
全閉式回転電機１の作用効果について以下に説明する。
全閉式回転電機１は、運転時に主にステータコイル４、
ロータバー１１、ステータ鉄心３、ロータ鉄心１０で熱
が発生する。ロータバー１１およびロータ鉄心１０で発
生した熱は、熱伝導によりロータ鉄心から断熱材１８ｂ
を介してシャフト９へ伝わり、さらに、シャフト９から
断熱材１８ａ、１８ｃを介して軸受５、７へ伝わる。し
かし、断熱材１８ａ、１８ｂ、１８ｃの断熱作用によ
り、この経路を介して伝わる熱の量は大幅に減じられ
る。これにより、軸受５、７の温度上昇が抑制される。
よって軸受潤滑剤の早期劣化が防止される。ゆえに、非
分解期間の延長が可能となり、保守を省力化することが
できる。

【００４６】尚、本発明の全閉式回転電機は、前述した
実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論
である。例えばシャフト９自体を断熱材で形成しても良
い。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明の全閉式回転電機
によれば、内部損失により熱が発生しても、その熱が機
内空気やフレームを伝わり軸受支持部を加熱し、軸受支
持部を温度上昇させることを防ぐことができる。これに
より、全閉式とすることにより得られる効果に加え、軸
受部の温度上昇を防ぐことができる。よって、軸受部分
の温度上昇を抑制することにより、軸受潤滑剤の早期劣
化を防止でき、非分解期間が延長され、保守作業が省力
化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した全閉式回転電機の第１の実施
形態の構成を示す要部断面図である。

【図２】本発明を適用した全閉式回転電機の第２の実施
形態の構成を示す要部断面図である。

【図３】本発明を適用した全閉式回転電機の第３の実施
形態の構成を示す要部断面図である。

【図４】本発明を適用した全閉式回転電機の第４の実施
形態の構成を示す要部断面図である。

【図５】本発明を適用した全閉式回転電機の第５の実施
形態の構成を示す要部断面図である。

【図６】本発明を適用した全閉式回転電機の第６の実施
形態の構成を示す要部断面図である。

【図７】本発明を適用した全閉式回転電機の第７の実施
形態の構成を示す要部断面図である。

【図８】全閉式回転電機の従来構造を示す要部断面図で
ある。

【符号の説明】

１…全閉式回転電機 ２…フレーム ２ａ、２ｂ、６ａ…フィン ２ｃ…ハウジング支持部 ３…ステータ鉄心（固定子鉄心） ４…ステータコイル ５、７…軸受 ６…ベアリングブラケット（軸受支持部） ８…ハウジング（軸受支持部） ９…シャフト １０…ロータ鉄心（回転子鉄心） １１…ロータバー １２ａ、１２ｂ…断熱層 １２ｃ、１２ｄ、１２ｅ…断熱層（空気層） １３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１
８ｂ、１８ｃ…断熱材 １４ａ、１４ｂ、１４ｃ…仕切り板 １５ａ、１５ｂ、１５ｃ…排気孔 １６ａ、１６ｂ、１６ｃ…栓

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 稔 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 松岡 孝一 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 白石 茂智 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 永山 孝 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 山脇 和典 東京都府中市晴見町２丁目24番地の１ 東 芝トランスポートエンジニアリング株式会 社内 Ｆターム(参考） 5H605 AA01 BB05 BB17 CC01 CC02 CC03 CC04 CC05 CC10 DD12 EB17 5H609 BB19 PP02 PP05 PP06 PP07 PP08 PP09 PP10 PP11 QQ23 RR58 RR61 RR63 RR69

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シャフトを軸受により回転可能に支持する
   全閉式回転電機において、 前記軸受の支持部の機内空気と接触する面に断熱層を設
   けたことを特徴とする全閉式回転電機。
2. 【請求項２】請求項１に記載の全閉式回転電機におい
   て、 前記断熱層は軸受支持部の機内空気と接触する面に取り
   付けられた断熱材であることを特徴とする全閉式回転電
   機。
3. 【請求項３】請求項１に記載の全閉式回転電機におい
   て、 前記断熱層は軸受支持部の機内空気と接触する面に設け
   た空気層であることを特徴とする全閉式回転電機。
4. 【請求項４】請求項３に記載の全閉式回転電機におい
   て、 前記空気層は、密閉空間中に保持されていることを特徴
   とする全閉式回転電機。
5. 【請求項５】請求項４に記載の全閉式回転電機におい
   て、 前記密閉空間中には、前記空気層が減圧された状態で保
   持されていることを特徴とする全閉式回転電機。
6. 【請求項６】シャフトを軸受により回転可能に支持する
   軸受支持部をフレームの端部に備えた全閉式回転電機に
   おいて、 前記軸受支持部は断熱材を介してフレームに固定されて
   いることを特徴とする全閉式回転電機。
7. 【請求項７】回転子鉄心を備えるシャフトを軸受により
   回転可能に支持する軸受支持部をフレームの端部に備え
   た全閉式回転電機において、 前記シャフトは断熱材を介して前記軸受に嵌合されてい
   ることを特徴とする全閉式回転電機。
8. 【請求項８】回転子鉄心を備えるシャフトを軸受により
   回転可能に支持する軸受支持部をフレームの端部に備え
   た全閉式回転電機において、 前記回転子鉄心は断熱材を介して前記シャフトに嵌合さ
   れていることを特徴とする全閉式回転電機。
9. 【請求項９】回転子鉄心を備えるシャフトを軸受により
   回転可能に支持する軸受支持部をフレームの端部に備え
   た全閉式回転電機において、 前記シャフトは断熱材であることを特徴とする全閉式回
   転電機。