JP2001095204A - 車両駆動用開放型電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】保守回帰の延長化が図れる車両駆動用開放型電
動機の提供を課題とする。 【解決手段】上記課題を解決するために本発明は、固定
子２，固定子２の内側に設けた回転子３及び回転子３の
回転軸６に設けたファン１１を収納した固定子枠１の軸
方向の両側をブラケット７，８により塞いでなり、冷却
風の入気口１３をブラケット７に設け、冷却風の第１の
排気口１４をブラケット７又は固定子枠１に設け、冷却
風の第２の排気口１５をブラケット８又は固定子枠１に
設けると共に、ブラケット７又は固定子枠１の内周にフ
ァン１１の外径側と対向するように円環状の突出部１７
を形成し、この突出部１７とブラケット７との間に第１
の排気口１４の開口部を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両駆動用開放型
電動機に係り、特に冷却風に含まれている塵埃除去に好
適な車両駆動用開放型電動機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両駆動用開放型電動機として
は、特開平6−6958 号公報，米国特許5,000,769 号公報
に開示のものが知られている。このうち前者の電動機
は、冷却風である外気を機内に取込む際に、入気口に設
けたフィルターを介して取込み、冷却風に含まれている
塵埃を除去していた。後者の電動機は、冷却風である外
気を機内に取込む際に、複数の丸孔又はルーバー形状の
孔を有する平面板により仕切られた２つの部屋を介して
取込み、冷却風に含まれている塵埃を除去していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】車両駆動用開放型電動
機としては、前者の電動機が主流であるが、最近、この
電動機に対して保守回帰の延長化，低騒音化などの様々
な要求があり、その中でも保守回帰の延長化の要求が高
い。この要求が高いのは、前者の電動機では、フィルタ
ーの除去機能が完全でないため、フィルターにより除去
されない塵埃が機内に侵入し、それが長期間の運転によ
り機内に堆積し、これを取除くために５，６年毎に分解
掃除を行う必要があるためであった。

【０００４】そこで、本発明者は、フィルターを用いる
ことなく塵埃を除去できる車両駆動用開放型電動機とし
て後者の電動機に着目した。ところが、後者の電動機
は、２つの部屋を形成しているので、電動機の軸方向の
寸法を大きくとる必要があると共に、塵埃除去のための
構造が複雑化し、故障ポテンシャルの増大を招く虞れも
ある。また、２つの部屋を介して冷却風に含まれている
塵埃を除去しているので、機内に近い方の部屋を省略で
きない。もし機内に近い方の部屋を省略すれば、冷却風
に含まれている塵埃が機内に侵入し、それが長期間の運
転により機内に堆積し、前者の電動機と同様に定期的な
分解清掃が必要になる。

【０００５】また、後者の電動機は、冷却風の入気口を
径方向に対して垂直な方向に開口しているので、入気し
た冷却風は入気方向に対して直角な方向に折れ曲がる。
このため、冷却風の損失が大きくなり、冷却に必要な風
量を確保するためには冷却ファンの径を大きくする必要
がある。冷却ファンの径を大きくし過ぎると騒音が顕著
になる。

【０００６】また、後者の電動機は、冷却風の排気側に
ついて全く考慮していないので、機内を冷却した高温の
冷却風が軸受カバーに直接当たり、排気側の軸受装置の
温度を上昇させてしまうという課題があった。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みなされたもので
あって、その代表的な目的の１つ目は、保守回帰の延長
化が図れる車両駆動用開放型電動機を提供することにあ
る。代表的な目的の２つ目は、故障ポテンシャルの増大
を招くことなく保守回帰の延長化が図れる信頼性の高い
車両駆動用開放型電動機を提供することにある。代表的
な目的の３つ目は、冷却風の排気側の軸受装置の冷却効
率の向上、例えば温度上昇を抑えることができる車両駆
動用開放型電動機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願第１番目の発明に係
る車両駆動用開放型電動機は、固定子枠の内側に設けた
固定子と、固定子の内側に設けた回転子と、回転子の回
転軸を支承する軸受装置と、固定子枠の端部に設けたブ
ラケットと、回転子と軸受装置との間の回転軸に設けた
ファンとを有してなり、ブラケットは固定子枠と軸受装
置との間で反鉄心側に張出した形状を有し、ファンはフ
ァン主板と、ファン主板のブラケット側に設けると共に
ブラケットの張出した空間内に配置したファンベーンか
らなるものである。

【０００９】本願第２番目の発明に係る車両駆動用開放
型電動機は、固定子枠の内側に設けた固定子と、固定子
の内側に設けた回転子と、回転子の回転軸を支承する軸
受装置と、固定子枠の端部に設けたブラケットと、回転
子と軸受装置との間の回転軸に設けたファンとを有して
なり、ブラケットは固定子枠との接続部からほぼ軸方向
反鉄心側に伸びた外周面部と、軸受装置との接続部から
ほぼ軸方向反鉄心側に伸びた内周面部と、外周面部と内
周面部との間に設けた側面部からなり、ファンはブラケ
ットの側面部と平行な部分及び平行部分から回転軸との
接続部に至る傾斜した部分からなるファン主板と、ファ
ン主板のブラケット側に設けると共にブラケットの外周
面部，内周面部及び側面部によって囲まれた空間内に配
置したファンベーンからなるものである。

【００１０】本願第３番目の発明に係る車両駆動用開放
型電動機は、固定子枠の内側に設けた固定子と、固定子
の内側に設けた回転子と、回転子の回転軸を支承する軸
受装置と、固定子枠の端部に設けたブラケットと、回転
子と軸受装置との間の回転軸に設けたファンとを有して
なり、ブラケットは固定子枠と軸受装置との間で反鉄心
側に張出した形状を有し、ファンはブラケット側に傾斜
させて設けたファン主板と、ファン主板のブラケット側
に設けたファンベーンからなるものである。

【００１１】本願第４番目の発明に係る車両駆動用開放
型電動機は、固定子枠の内側に設けた固定子と、固定子
の内側に設けた回転子と、回転子の回転軸を支承する軸
受装置と、固定子枠の端部に設けたブラケットと、回転
子と軸受装置との間の回転軸に設けたファンとを有して
なり、ブラケットは固定子枠と軸受装置との間で反鉄心
側に張出した形状を有し、ファンはファン主板と、ファ
ン主板のブラケット側に設けると共にブラケットの張出
した空間内に配置したファンベーンからなり、ファン主
板の外径側には冷却風の分離板を設けたものである。

【００１２】本願第５番目の発明に係る車両駆動用開放
型電動機は、固定子枠の内側に設けた固定子と、固定子
の内側に設けた回転子と、回転子の回転軸を支承する軸
受装置と、固定子枠の端部に設けたブラケットと、回転
子と軸受装置との間の回転軸に設けたファンとを有して
なり、ブラケットは固定子枠と軸受装置との間で反鉄心
側に張出した形状を有し、ファンはファン主板と、ファ
ン主板のブラケット側に設けると共にブラケットの張出
した空間内に配置したファンベーンからなり、ファンベ
ーンの内径側には冷却風の入気口を設けたものである。

【００１３】本願第６番目の発明に係る車両駆動用開放
型電動機は、固定子枠の内側に設けた固定子と、固定子
の内側に設けた回転子と、回転子の回転軸を支承する軸
受装置と、固定子枠の端部に設けたブラケットと、回転
子と軸受装置との間の回転軸に設けたファンとを有して
なり、ブラケットは固定子枠と軸受装置との間で反鉄心
側に張出した形状を有し、ファンはファン主板と、ファ
ン主板のブラケット側に設けると共にブラケットの張出
した空間内に配置したファンベーンからなり、ファンベ
ーンの内径側には冷却風の入気口を設け、ファンベーン
の外径側には塵埃を含む冷却風の排出口を設けたもので
ある。

【００１４】第４番目の発明に係る車両駆動用電動機に
おいて分離板は、ファン主板の外径よりも大きい内径を
有するリング状の板である。第５番目又は第６番目の発
明に係る車両駆動用開放型電動機において、ファンベー
ンの内径側と入気口との距離を３０mm以上としている。
また、ファンベーンの枚数と前記入気口の個数を互いに
割切れない数としている。第１番目乃至第６番目の発明
に係る車両駆動用開放型電動機において、冷却風の排出
側に補助ファンを設けている。補助ファンはそのファン
主板が冷却風の排出側に設けた軸受カバーの形状に沿っ
て径方向に伸びたものである。

【００１５】本願第７番目の発明に係る車両駆動用開放
型電動機は、固定子，固定子の内側に設けた回転子及び
回転子の回転軸に設けたファンを収納した固定子枠の軸
方向の両側をブラケットにより塞いでなり、ブラケット
の一方には冷却風の入気口を設け、ブラケットの一方又
は固定子枠には冷却風の第１の排気口を設け、ブラケッ
トの他方又は固定子枠には冷却風の第２の排気口を設
け、ブラケットの一方又は前記固定子枠の内周にはファ
ンの外径側と対向するように円環状の突出部を形成し、
この突出部とブラケットの一方との間には第１の排気口
の開口部を配置したものである。

【００１６】本願第８番目の発明に係る車両駆動用開放
型電動機は、固定子，固定子の内側に設けた回転子及び
回転子の回転軸に設けたファンを収納した固定子枠の軸
方向の両側をブラケットにより塞いでなり、ブラケット
の一方には冷却風の入気口を設け、ブラケットの一方又
は固定子枠には冷却風の第１の排気口を設け、ブラケッ
トの他方又は固定子枠には冷却風の第２の排気口を設
け、ブラケットの一方又は固定子枠の内周にはファンの
外径側と対向するように円環状の突出部を形成し、この
突出部とブラケットの一方との間には第１の排気口の開
口部を配置し、第１の排気口と第２の排気口側に設けた
第２の入気口との間にはそれらを連通する通風管を設け
たものである。

【００１７】第７番目又は第８番目の発明に係る車両駆
動用開放型電動機において部材は、入気口から取込んだ
外気を塵埃を含む外気と塵埃を含まない外気とに分離す
る分離板を含む分離機構である。第１の排出口はブラケ
ットの一方の外周面に１つ設けている。ブラケットの一
方は中心部側に凹部を有すると共に凹部の内周面に入気
口を複数設けている。

【００１８】本願第９番目の発明に係る車両駆動用開放
型電動機は、固定子枠の内側に設けた固定子と、固定子
の内側に設けた回転子と、回転子の回転軸を支承する軸
受装置と、固定子枠の端部に設けたブラケットと、回転
子と軸受装置との間の回転軸に設けたファンと、外気を
機内に取込むための入気口と、機内に取込んだ外気を機
外に排出するための第１の排気口とを有してなり、ファ
ンの外径側と対向する部分に内径側に伸びる部材を設け
ると共に、この部材よりも外側の部分に機内に取込んだ
外気を機外に排出するための第２の排気口を設けたもの
である。

【００１９】本願第１０番目の発明に係る車両駆動用開
放型電動機は、固定子枠の内側に設けた固定子と、固定
子の内側に設けた回転子と、回転子の回転軸を支承する
軸受装置と、固定子枠の端部に設けたブラケットと、回
転子と軸受装置との間の回転軸に設けたファンと、外気
を機内に取込むための入気口と、機内に取込んだ外気を
機外に排出するための第１の排気口とを有してなり、フ
ァンの外径側と対向する部分に内径側に伸びる部材を設
けると共に、この部材よりも外側の部分に機内に取込ん
だ外気を機外に排出するための第２の排気口を設け、か
つ第２の排気口と第１の排気口側に設けた第２の入気口
とを連通する通風管を設けたものである。第９番目又は
第１０番目の発明に係る車両駆動用開放型電動機におい
て部材は、入気口から取込んだ外気を塵埃を含む外気と
塵埃を含まない外気とに分離する分離板を含む分離機構
である。

【００２０】本願第１１番目の発明に係る車両駆動用開
放型電動機は、固定子と、固定子の内側に位置する回転
子と、回転子の回転軸に設けた１つ又は２つのファン
と、これらを内蔵するように形成したハウジングと、ハ
ウジングの軸方向の片側又は両側を塞ぐ閉塞部材とを備
え、閉塞部材はハウジングの一部を兼ねてもよく、閉塞
部材の一方には入気孔又は入気管を開き、閉塞部材乃至
ハウジングには少なくとも２つの排気孔又は排気管を開
き、排気孔又は排気管のうちの１つは吸気孔又は入気管
側に設置し、他の排気孔又は排気管は入気孔又は入気管
とは軸方向にて反対側に位置するように設置したもので
ある。

【００２１】第１１番目の発明に係る車両駆動用開放型
電動機において入気孔又は入気管側の排気孔又は排気管
は、ハウジングの外部を出て第２の排気孔又は排気管側
に開けた第２の入気孔又は入気管に連通する。

【００２２】本願第１２番目の発明に係る車両駆動用開
放型電動機は、固定子と、固定子の内側に設けた回転子
と、これらを取り囲むハウジングと、回転子の回転軸
と、ハウジングの両側を塞ぐ閉塞部材と、閉塞部材の一
方と固定子及び回転子との間の回転軸に設けたファンと
を備え、閉塞部材の一方には入気孔を設け、閉塞部材の
一方又はハウジングには第１の排気孔を設け、閉塞部材
の他方又はハウジングには第２の排気孔を設けると共
に、ファンにより入気孔から第１の排気孔へほぼ直進す
る空気流と、固定子及び回転子へ分流する空気流を形成
するものである。

【００２３】本願第１３番目の発明に係る車両駆動用開
放型電動機は、固定子と、固定子の内側に設けた回転子
と、これらを取り囲むハウジングと、回転子の回転軸
と、ハウジングの両側を塞ぐ閉塞部材と、閉塞部材の一
方と固定子及び回転子との間の回転軸に設けたファンと
を備え、閉塞部材の一方には入気孔を設け、閉塞部材の
一方又はハウジングには第１の排気孔を設け、閉塞部材
の他方又はハウジングには第２の排気孔を設けると共
に、ファンにより入気孔から第１の排気孔へほぼ直進す
る空気流と、固定子及び回転子へ分流する空気流を形成
し、かつ第１の排気孔へほぼ直進する空気流は閉塞部材
の他方と固定子及び回転子との間の空間に導くものであ
る。

【００２４】第１２番目又は第１３番目の発明に係る車
両駆動用開放型電動機において第１の排気孔へほぼ直進
する空気流は塵埃を含み、固定子及び回転子へ分流する
空気流は塵埃を含まない。

【００２５】本願第１４番目の発明に係る車両駆動用開
放型電動機は、固定子と、固定子の内側に設けた回転子
と、固定子及び回転子を取り囲む固定子枠と、固定子枠
の両端を塞ぐブラケットと、ブラケットの一方に設けた
入気孔と、ブラケットの他方に設けた排気孔とを備え、
ブラケットの一方と固定子及び回転子との間の空間には
冷却風を機内に取込む第１のファンを配置し、ブラケッ
トの他方と固定子及び回転子との間の空間には第２のフ
ァンを配置したものである。

【００２６】第１４番目の発明に係る車両駆動用開放型
電動機において第２のファンは、回転軸に取付けられ、
この取付部から径方向に遠ざかるにしたがって回転子か
ら遠ざかるように形成したものである。第２のファンと
して整流板を用いてもよい。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態である
車両駆動用開放型電動機を図１乃至図４に示す。本実施
の形態の車両駆動用開放型電動機は三相誘導電動機であ
る。図面において１は筒状の固定子枠（又はハウジング
若しくはケーシング）であり、その内周側には円筒状の
固定子鉄心２を設けている。固定子鉄心２の内周部には
軸方向に連続したスロットを周方向に所定の間隔をもっ
て複数形成し、固定子巻線４を収納している。

【００２８】固定子鉄心２の内周側には空隙を介して固
定子鉄心２と同心円上に回転子鉄心３を設けている。回
転子鉄心３の外周部には軸方向に連続したスロットを周
方向に所定の間隔をもって複数形成し、回転子巻線５を
ダイキャスト方法により収納している。回転子鉄心３の
中心軸上には回転軸６を設けており、固定子枠１の両端
部に設けた軸受装置９，１０によりそれを回転自在に支
承している。

【００２９】固定子枠１の一方側（冷却風の入気側であ
って、本図では鉄心に向かって左側）には閉塞部材であ
る環状のエンドブラケット７を設けており、その内周側
には軸受装置９を固定支持している。エンドブラケット
７は固定子枠１の端部と軸受装置９の外周側との間で反
鉄心側に張出した形状のものである。具体的には固定子
枠１の端部との接続部からほぼ軸方向反鉄心側（又はほ
ぼ水平）に伸びた外周面部７ａと、軸受装置９の外周側
の接続部からほぼ軸方向反鉄心側（又は回転軸６に対し
て若干斜め若しくはほぼ水平）に伸びた内周面部７ｂ
と、外周面部と内周面部とを結合しほぼ垂直に伸びた側
面部７ｃとを有する形状のものである。尚、エンドブラ
ケット７の外周面部７ａに相当する部分は固定子枠１が
兼ねてもよい。

【００３０】回転子鉄心３と軸受装置９との間の回転軸
６上には主ファン１１を設けている。主ファン１１はフ
ァン主板１１ａとファンベーン１１ｂと側板１１ｃから
なるものである。ファン主板１１ａはエンドブラケット
７の内周面部に沿って反鉄心側に伸びて湾曲し、エンド
ブラケット７の側面部に沿って径方向外側に伸びた形状
のものである。換言すれば、その取付部から径方向に遠
ざかるに従って回転子鉄心３から遠ざかるように形成し
たものである。具体的にはエンドブラケット７の側面部
に平行部と、この平行部から湾曲し回転軸６の接続部に
伸びる傾斜部とを有する形状のものである。ファン主板
１１ａの平行部のエンドブラケット７側にはファンベー
ン１１ｂを複数設けている。ファンベーン１１ｂのエン
ドブラケット７側には側板１１ｃを設けている。尚、側
板１１ｃとしてエンドブラケット７を代用しても構わな
い。

【００３１】エンドブラケット７の内周面部７ｂには冷
却風として外気を取込むための入気口１３（又は入気孔
若しくは入気管）をファンベーン１１ｂとほぼ直線配置
となるように複数設けており、図１に示すように、ファ
ンベーン１１ｂの内径側11ｄに位置している。入気口１
３とファンベーン１１ｂの内径側との間には３０mm以上
の間隔をあけている。エンドブラケット７の外周面部７
ａには塵埃を含む冷却風を排出するための塵埃排出口１
４（又は塵埃排出孔若しくは塵埃排出管）をファンベー
ン１１ｂとほぼ直線配置となるように１つ設けており、
図１に示すように、ファンベーン１１ｂの外径側１１ｅ
に位置している。ファンベーン１１ｂの枚数と入気口１
３の個数は互いに割切れない（１以外の公約数を持たな
い）数の組合わせとしている。軸受装置９の軸方向の位
置はファンベーン１１ｂの位置よりも鉄心側又は同じ位
置としている。

【００３２】ファン主板１１ａの外径側１１ｆには塵埃
を含む冷却風と塵埃を含まない冷却風とに分離すると共
に、分離した塵埃を含む冷却風が機内に流れ込まないよ
うにするための分離機構の１つである塵埃分離板１７を
設けている。ここで、外径側とは、次第に外方に開くよ
うに形成されたファンの外形の周方向端部側のことをい
う。従って、分離板等の分離機構は、この端部自体では
なく、この端部に対向するように形成された円環状の突
起物であって、図１に示すように、その突起物がファン
主板１１ａの外径側に位置するのである。

【００３３】塵埃分離板１７はファン主板１１ａの外径
よりも大き内径を有するリング状の円板である。尚、塵
埃分離板１７はエンドブラケット７と一体形成してもよ
い。ファン主板１１ａの外径と塵埃分離板１７の内径と
の間の空隙の通風断面積は塵埃排出口１４の通風断面積
よりも大きくしている。

【００３４】固定子枠１の他方側（冷却風の排気側であ
って、本図の鉄心に向かって右側）には閉塞部材である
環状のエンドブラケット８を固定子枠１と一体形成し設
けており、その内周側には軸受装置１０を固定支持して
いる。エンドブラケット８の側面には機内を冷却し終え
た冷却風を機外に排出するための排気口１５（又は排気
孔若しくは排気管）を複数設けている。排気口１５の外
側には排気口１５から塵埃が機内に侵入しないようにフ
ィルター１９を設けている。本実施の形態によれば、固
定子枠１とエンドブラケット８が一体になった場合につ
いて説明したが、固定子枠１とエンドブラケット８が別
々になっていても構わない。また、エンドブラケット８
が固定子枠１の一部を兼ねたもの、すなわち一方が開放
した容器状のものであってもよい。

【００３５】回転子鉄心３の軸受装置１０側の端部には
補助ファン１２を設けている。補助ファン１２はファン
主板１２ａとファンベーン１２ｂと側板１２ｃからなる
ものである。ファン主板１２ａは軸受装置１０の軸受カ
バー１６の湾曲形状に沿って湾曲し、エンドブラケット
８に沿って径方向外側に伸びた形状のものである。換言
すれば、その取付部から径方向に遠ざかるに従って回転
子鉄心３から遠ざかるように形成したものである。ファ
ン主板１２ａの鉄心側にはファンベーン１２ｂを複数設
けている。ファンベーン１２ｂの鉄心側には側板１２ｃ
を設けている。尚、補助ファン１２は側板１２ｃを省略
してもよい。また、補助ファン１２の代わりにファンベ
ーン１２ｂを省略したファン主板１２ａを遮蔽板として
代用してもよい。

【００３６】エンドブラケット７の外側には軸受装置９
にグリースを供給するグリース供給装置２０を設けてい
る。エンドブラケット８の外側には軸受装置１０にグリ
ースを供給するグリース供給装置２１と、回転軸６の回
転速度を検出する速度検出装置２４を設けている。固定
子巻線４のエンド部の一方側には固定子枠１を貫いて機
内に引込んだリード線２３を三相分接続している。リー
ド線２３は固定子巻線４に電力を供給するためのもので
ある。

【００３７】固定子枠１の外周部には台車に取付けるた
めの取付部２５，２６を設けている。また、固定子枠１
の外周部にはリード線２３，インバータの接地線２８，
速度検出装置２４の信号線を支持するための支持台２７
を設けている。支持台２７には電動機の接地線２２を接
続している。

【００３８】次に、本実施の形態の車両駆動用開放型電
動機の冷却風の流れを説明する。尚、図１に示す矢印は
冷却風の流れである。回転軸６の回転により主ファン１
１が回転すると、ファンベーン１１ｂの内径側と入気口
１３との間の空間に吸込力が作用し、入気口１３から冷
却風である外気が吸込まれる。吸込まれた外気は主ファ
ン１１の押込力によってエンドブラケット７の外周面部
の内面に向かって押込まれる。この時、塵埃分離板１７
によってファンベーン１１ｂの外径側とエンドブラケッ
ト７との空間で２つの冷却風に分離される。

【００３９】分離された一方の冷却風には塵埃が含まれ
ており、エンドブラケット７の外周側内面に流れ、主フ
ァン１１の回転力によってエンドブラケット７の外周側
内面を周方向に流れ、塵埃排出口１４に到達し機外に排
出される。この時、塵埃を含む冷却風は塵埃分離板１７
が壁となって機内に流れ込むことがない。

【００４０】分離された他方の冷却風は塵埃を含んでお
らず、塵埃分離板１７の内径側とファン主板１１ａの外
径側との間の間隙を介して鉄心側に押込まれる。押込ま
れた冷却風は固定子鉄心２及び回転子鉄心３の一方の端
部を冷却し、固定子鉄心２と回転子鉄心３との間の空隙
及び回転子鉄心３に複数設けた軸方向に連続した通風ダ
クト１８を冷却しながら排気側に流れる。排気側に到達
した冷却風は固定子鉄心２及び回転子鉄心３の他方の端
部を冷却し、排気口１５から機外に排出される。この
時、回転軸６の回転により補助ファン１２が回転してい
るので、固定子鉄心２及び回転子鉄心３の他方の端部の
空間には空気の流動が起きる。

【００４１】以上説明した第１の実施の形態によれば、
主ファン１１によって押込んだ冷却風を塵埃分離板１７
により２つの冷却風、すなわち塵埃を含む冷却風と塵埃
を含まない冷却風とに分離し、塵埃を含む冷却風は塵埃
排出口１４から機外へ排出し、塵埃を含まない冷却風は
塵埃分離板１７の内径側とファン主板１１ａの外径側と
の間の空隙を介して機内に押込むようにしたので、塵埃
を含まない冷却風によって機内を冷却でき、機内への塵
埃進入及び長期間の運転による塵埃堆積を防げる。従っ
て、定期的な分解清掃が不要であり、保守回帰の延長が
図れる。

【００４２】また、第１の実施の形態によれば、エンド
ブラケット７と、主ファン１１と、主ファン１１のファ
ン主板１１ａの外径側と対向するエンドブラケット７部
分に設けた塵埃分離板１７により囲まれる空間内で、塵
埃を含む冷却風と塵埃を含まない冷却とに分離できるの
で、塵埃除去のための機構を従来のものより簡単に構成
することができ、故障ポテンシャルの低減が図れる。従
って、信頼性の向上が図れる。

【００４３】また、第１の実施の形態によれば、ファン
主板１１ａの外径側と塵埃分離板１７の内径側との間の
空隙の通風断面積を塵埃排出口１４の通風断面積よりも
大きくしたので、その空隙を介して機内に押込まれる冷
却風の風量を多く、かつ風速を遅くでき、塵埃排出口１
４から排出される冷却風の風量を少なく、かつ風速を速
くできる。従って、塵埃を含む冷却風を風速の速い塵埃
排出口１４から確実に排出できると共に、機内を多量の
冷却風で冷却でき、上記効果を向上できる。

【００４４】また、第１の実施の形態によれば、エンド
ブラケット７を反鉄心側に張出した形状とすると共に、
主ファン１１のファン主板１１ａをエンドブラケット７
に沿った形状とし、ファン主板１１ａのエンドブラケッ
ト７側にファンベーン１１ｂを設けたので、主ファン１
１を回転子鉄心３と軸受装置９との間の回転軸６上に設
置でき、軸方向の長さを短くできる。従って、電動機の
小型軽量化が図れる。

【００４５】また、第１の実施の形態によれば、入気口
１３とファンベーン１１ｂとをほぼ直線配置としたの
で、入気口１３を介して取込む冷却風の通風損失を小さ
くでき、主ファン１１の径を小さくしても必要な冷却風
の風量を容易に確保できる。従って、電動機の低騒音化
が図れる。

【００４６】また、第１の実施の形態によれば、ファン
ベーン１１ｂの内径側と入気口１３との間の間隔を３０
mm以上あけたので、ファンベーン１１ｂと入気口１３と
の間の空間に発生する騒音を低減できる。すなわちファ
ンの騒音はファンベーンが空気を切る音であり、その発
生は空気の疎密が原因である。ここで、主ファン１１の
騒音について考えてみると、主ファン１１の騒音は入気
口１３とファンベーン１１ｂとの間の空間が発生源であ
り、入気口１３のある部分と入気口１３のない部分との
空気の密度の変化によるものである。しかし、この騒音
は入気口１３とファンベーン１１ｂとの空間距離を大き
くあけることで、空気の疎密の変化が小さくなり低減で
きる。従って、第１の実施の形態ではその低減効果が顕
著になる空間距離、すなわち３０mm以上あけて、上記効
果を向上している。

【００４７】また、第１の実施の形態によれば、ファン
ベーン１１ｂの枚数と入気口１３との個数を互いに割切
れない（１以外の公約数を持たない）数の組合わせとし
たので、ファンベーン１１ｂと入気口１３との間の空間
に発生する騒音のレベルを低減できる。例えば入気口の
個数を１２，ファンベーンの枚数を１５及び１７とした
とき、１２と１５の組合わせでは、公約数が１の他に３
が存在するので、一周３６０°のうち１２０°の３ヶ所
においてファンベーンと入気口の位置（位相）が全く同
じになり、騒音を強め合い騒音レベルを高めてしまう。
一方、１２と１７の組合わせでは、公約数が１以外存在
しないので、一周３６０°においてファンベーンと入気
口の位置（位相）が全て異なり、騒音を強め合うことが
ないので、騒音レベルを低減できる。

【００４８】また、ファンベーンの枚数をＮｂ，入気口
の個数をＮｓ，ファンベーンの枚数と入気口の個数の公
約数をＭ，回転数をrpm としたとき、発生する騒音の周
波数ｆは、 ｆ＝Ｎｂ×rpm ×Ｍ／６０（Ｈｚ） 又は、 ｆ＝Ｎｓ×rpm ×Ｍ／６０（Ｈｚ） となり、１２と１５の組合わせでは、１，３の公約数を
持つので、１２倍，１５倍，３６倍，４５倍の周波数を
有する騒音を発生する。一方、１２と１７の組合わせで
は、１の公約数を持つので、１２倍，１７倍の周波数を
有する騒音を発生する。ここで、ある部分が管を構成
し、この管の長さがＬであった場合、その管における共
鳴する波長は、４Ｌ，４Ｌ／２，４Ｌ／３，４Ｌ／４…
となり、騒音の発生周波数の多い１２と１５の組合わせ
では共鳴しやすく、騒音のレベルを高めやすい。しか
し、騒音の発生周波数の少ない１２と１７の組合わせで
は共鳴を少なくでき、騒音のレベルを低減できる。従っ
て、上記効果をさらに向上できる。

【００４９】また、第１の実施の形態によれば、回転子
鉄心３の軸受装置１０側の端部に補助ファン１２を設け
たので、鉄心とエンドブラケット８との間の空間に空気
の流動が起き、高温の冷却風の熱がその空間にこもるの
を抑制でき、軸受装置１０の温度上昇を抑制できる。

【００５０】また、第１の実施の形態によれば、補助フ
ァン１２のファン主板１２ａを軸受装置１０の軸受カバ
ー１６に沿った形状としたので、ファン主板１２ａと軸
受カバー１６との間の空隙を小さくしてこの空隙の負圧
を大きくでき、径方向に流れる冷却風の風量を増やして
ファン主板１２ａと軸受カバー１６との間の熱をより逃
げやすくできる。従って、軸受装置１０の温度上昇を更
に抑制できる。また、径方向に流れる冷却風の風量を増
やせるので、主ファン１１の径を小さくでき、更なる低
騒音化を可能にできる。

【００５１】本発明の第２の実施の形態である車両駆動
用開放型電動機を図５乃至図８に示す。尚、前述した第
１の実施の形態と同様の部分には同符号を付し、その説
明を省略する。本実施の形態では、エンドブラケット７
と第１の実施の形態で述べた分離機構の１つである塵埃
分離板１７を一体化し、ファン主板１１ａの外径側と対
向するエンドブラケット７の固定子枠１との接続部を内
径側に突出させている。すなわち突出部７ｄを形成して
いる。尚、主ファン１１の側板は省略し、エンドブラケ
ット７の側面部７ｃを代用している。

【００５２】エンドブラケット７の外周面部に設けた塵
埃排出口１４と固定子枠１の軸受装置１０側の外周部に
１つ設けた入気口２９との間には、塵埃排出口１４から
排出される塵埃を含む冷却風を鉄心とエンドブラケット
８との間の空間に供給する通風管３０を設けている。
尚、本実施の形態では、機内を冷却し終えた冷却風の複
数の排出口１５をエンドブラケット８ではなく、固定子
枠１の外周部に入気口２９と同一周面上に配置されるよ
うに複数設けている。

【００５３】また、本実施の形態では、回転子鉄心３の
軸受装置１０側の端部には第１の実施の形態で述べた補
助ファン１２の代わりに、整流板３１を設けている。整
流板３１は通風ダクト１８を流れてきた冷却風を径方向
外側に案内できるように、回転子鉄心３の端部から径方
向外側に向かって傾斜した形状のものである。換言すれ
ば、その取付部から径方向に遠ざかるに従って回転子鉄
心３から遠ざかるように形成したものである。

【００５４】以上説明した第２の実施の形態によれば、
エンドブラケット７の外周面部に設けた塵埃排出口１４
と固定子枠１の軸受装置１０側の外周部に１つ設けた入
気口２９との間に通風管３０を設けたので、エンドブラ
ケット７に一体形成した塵埃分離するための突出部分に
おいて２つに分離された冷却風のうち、塵埃を含む冷却
風を通風管３０を介して冷却風の排出側、すなわち鉄心
とエンドブラケット８との空間部分に供給できる。この
ようにすれば、機内を冷却しながら流れてきた塵埃を含
まない冷却風よりも温度の低い塵埃を含む冷却風によっ
て鉄心とエンドブラケット８との空間部分を冷却するこ
とができ、その空間部分の冷却効果を第１の実施の形態
よりも向上できる。尚、塵埃を含む冷却風は塵埃を含ま
ない冷却風よりも風量が少ないので、鉄心とエンドブラ
ケット８との空間部分を冷却した後は塵埃を含まない冷
却風と共に、排気口１５を介して機外に排出される。従
って、第１の実施の形態の効果に加え、冷却効率の向上
が図れる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、保守回帰の延長化が図
れる車両駆動用開放型電動機を提供できる。また、故障
ポテンシャルの増大を招くことなく保守回帰の延長化が
図れる信頼性の高い車両駆動用開放型電動機を提供でき
る。さらに、冷却風の排気側の軸受装置の冷却効率の向
上、例えば温度上昇を抑えることができる車両駆動用開
放型電動機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である車両駆動用開
放型電動機の構成を示す断面図である。

【図２】図１の上側外観構成を示す外観図である。

【図３】図１の左側外観構成を示す外観図である。

【図４】図１の右側外観構成を示す外観図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態である車両駆動用開
放型電動機の構成を示す断面図である。

【図６】図５の上側外観構成を示す外観図である。

【図７】図５の左側外観構成を示す外観図である。

【図８】図５の右側外観構成を示す外観図である。

【符号の説明】

１…固定子枠、２…固定子鉄心、３…回転子鉄心、４…
固定子巻線、５…回転子巻線、６…回転軸、７，８…エ
ンドブラケット、９，１０…軸受装置、１１…主ファ
ン、１２…補助ファン、１３…入気口、１４…塵埃排出
口、１５…排気口、１６…軸受カバー、１７…塵埃分離
板、１８…通風ダクト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状の固定子枠の両端部をブラケットで閉
   塞し、回転軸が設けられた回転子を固定子の内周側に設
   けて上記固定子枠の内周側に設け、上記回転軸を上記ブ
   ラケットの内周側に固定支持された軸受装置によって回
   転自在に支承し、上記回転軸に設けられたファンにより
   上記ブラケットの一方に設けられた入気口から冷却風で
   ある外気が吸込まれ、上記回転子に複数設けられ軸方向
   に連続する通風ダクト及び上記固定子と上記回転子との
   間の空隙を冷却しながら流れ、上記ブラケットの他方に
   設けられた排気口から排出するようにした車両駆動用開
   放型電動機において、上記ファンを上記ブラケットの一
   方側に配置し、上記ブラケットの一方でファンのファン
   ベーンの内径側に位置する部分に上記入気口を配置し、
   上記ブラケットの他方側と上記固定子及び上記回転子と
   の間の空間に空気流動を起こす補助ファンを上記ブラケ
   ットの他方側に設け、上記排気口を、上記ブラケットの
   一方に設けられた第１の排気口と、上記ブラケットの他
   方に設けられた第２の排気口とで構成し、上記通風ダク
   トを通過した冷却風が上記ブラケットの他方側と上記固
   定子及び上記回転子との間の空間を介して上記第２の排
   気口から排出されるように構成されていることを特徴と
   する車両駆動用開放型電動機。