JP2012503460A - 鋳物製取付けバーを備えたモジュラー化された電動機または発電機ハウジング - Google Patents

Abstract

本発明は、電気牽引のための電動機または発電機ハウジング（２）に係り、このハウジングは、外周面上に周方向に間隔を開けて配置された鋳造または溶接による締結領域（７）を備えた鋳物製ハウジング・ボディ（２）を有し、この締結領域は、取付けラグ（８）、セーフティ・ノーズ（１１）、エア・ダクト・チャネルまたは端子箱のための取付け領域となるように構成されている。本発明はまた、ボギー車取付け装置、及び電動機ハウジングに固定されるように構成されたセーフティ・ノーズ装置に係る。これらの装置は、電動機ハウジングの取付け領域に取り付けられ且つそれに固定可能であるように形成された取付け領域を有している。本発明はまた、そのようなハウジングを有する電動機または発電機にも係る。電動機ハウジングの上に締結領域を鋳造し、且つ特別な電動機形態に基づくそのような個別の装置を使用することにより、標準化された電動機ハウジングを使用して、全ての範囲の様々な電動機形態を製造することが可能になる。そのような装置を含む電動機ハウジングを鋳造する際の問題も解消される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動機または発電機ハウジング（以下において、単にハウジングと呼ぶ）に係り、特に、鉄道牽引の用途での使用のためのハウジングに係り、特に、ハウジング上へのボギー車取付け装置に係る。

本発明はまた、本発明に基づく電動機ハウジングに固定されるように構成された、ボギー車取付け装置（bogie attachment device）及びセーフティ・ノーズ装置（safety nose device）に係る。本発明はまた、そのようなハウジングを備えた電動機または発電機に係る。

鉄道車両での使用のための駆動装置は、ボギー車フレーム（bogie frame）に取り付けられた主電動機（traction motor）を有していて、このボギー車フレームはまた、列車のボディを支持している。それらの駆動装置は、更に、電動機シャフトに結合されたギアボックスを有し、また、ギアボックスに結合されたカルダン・シャフトを有している場合も有していない場合もあり、そして、このギアボックスは、他端でホイールまたは車軸に結合され、ホイールの推進のための力を伝達する。

ボギー車フレーム上に電動機を取り付けるために、現在知られている典型的な装置は、鋳造または溶接による取付けラグを備えた電動機ハウジングを開示している。

US 4,170,945 は、電動機をレール車両ボギー車フレームに取り付けるための、鋳物製の取付けラグを備えた主電動機を開示している。

US 5,675,198 は、一緒に溶接された接続端部鋳造部及びピニオン端部鋳造部を有するステータ・フレームを開示している。両方の鋳造部は、取付けのための吊り孔を備えたラグ、及び故障の場合にフレームの脱落を防止するセーフティ・ノッチを有している。

GB 1 248 957 は、その外側表面に長手方向に伸びるフィンが設けられたダイカスト金属で形成された電動機ハウジングを開示している。フィンの一部には、着脱可能な脚部または他の支持部のシェルへの取付けのための、台座面が設けられている。

DE 10 318 430 は、取付け領域（例えば脚部）が設けられた冷却用リブを備えた、電気機械ハウジングを開示している。

US 6,109,333 及び US 5,877,576 は、管路ボックスが取り付けられることがある一段高い領域を有する、電動機ハウジング・フレームを開示している。

鉄道用主電動機での使用のための、ボギー車取付けのためのフレームを備えた電動機ハウジングの鋳造は、取付けフレームとハウジングとの間の、遷移領域内での鋳造欠陥により、製造上及び質の問題をもたらす。今日のハウジングは、特定のボギー車フレームのためにデザインされていて、他のボギー車に装着することが可能ではない。それ故に、標準的な低電圧及び中電圧の電動機と比較して、主電動機のためのコストが高い。他の問題は、ボギー車に取り付けるための、組み込まれた鋳造フレームで、ハウジングが重くなるが、これに対して、市場は、可能な限り低い重量の電動機を要求していると言うことである。

米国特許 US 4,170,945 号明細書 米国特許 US 5,675,198 号明細書 英国特許 GB 1 248 957 号明細書 独国特許 DE 10 318 430 号明細書 米国特許 US 6,109,333 号明細書 米国特許 US 5,877,576 号明細書

本発明の一つのアスペクトによれば、電動機ハウジングは、外周面の上に間隔を開けて配置された鋳物製締結領域を備えた鋳物製ハウジング・ボディを有し、これらの締結領域は、取付けラグ、セーフティ・ノーズ、エア・ダクト・チャネルまたは端子箱のための取付け領域であるように構成されている。

更なる実施形態によれば、ハウジングの形状は、円筒、正方形、五角形、六角形またはそれ以上の多角形または不規則な形状である。

更なる実施形態によれば、締結領域は、軸方向に配置された鋳物製バーとして形状される。

更なる実施形態によれば、締結領域は、ハウジングの隣接部分と比べて厚く、外側に突出している。

更なる実施形態によれば、締結領域は、不均等にまたは周方向に均等に配置されている。

更なる実施形態によれば、締結領域は、ハウジングの一端から他の端まで、外周面に沿って軸方向に伸びる締結領域であり、鋳物製バーを形成する。

更なる実施形態によれば、鋳物製バーは、二つまたはそれ以上のより短いバーに分割され、それらのより短いバーは、間欠的に配置され、ハウジングの一端から他の端まで外周面に沿って軸方向に伸びている。

更なる実施形態によれば、周方向に配置された三つまたはそれ以上の鋳物製バーがある。

更なる実施形態によれば、周方向に配置された五つの鋳物製バーがある。

更なる実施形態によれば、ハウジング表面の何れかの端部またはそれぞれの端部の上に配置された少なくとも二つの鋳物製ボックスがある。

本発明の更なるアスペクトによれば、ボギー車取付け装置は、取付け領域を有していて、この取付け領域は、本発明に基づくハウジングの取付け領域に取り付けられ且つそれに対して固定可能であるように形成されている。

本発明のこのアスペクトの更なる実施形態によれば、ボギー車取付け装置は、貫通孔を備えたラグ（lug：突出部）を有していて、この貫通孔は、鉄道車両上でボギー車装置上に固定された取付けバーまたはゴム・ブッシングを受けるように構成されている。

本発明の更なるアスペクトによれば、セーフティ・ノーズ装置は、取付け領域を有していて、この取付け領域は、本発明に基づくハウジングの取付け領域に取り付けられ且つそれに対して固定可能であるように形成されている。

図１は、本発明に基づく鋳物製バーを備えた電動機ハウジングを備えた主電動機を示していて、これらのバーの上に、電動機をレール車両ボギー車フレームに取り付けるための取付けラグが取り付けられている。 図２は、本発明に基づく鋳物製バーを備えた電動機ハウジングを備えた主電動機を示していて、これらのバーの上に、もし、ボギー車への取付け部が破損した場合に、電動機が受け止められることを確保するために、セーフティ・ノーズが取り付けられている。

本発明の特徴及び優位性は、本発明の実施形態の以下の図面を参照しながら、好ましい実施形態の以下の説明の中で、例示目的のみで、更に説明される。

以下で示される例は、開放型自己換気電動機に対するものである。しかしながら、本発明はまた、閉鎖換気、水冷、強制換気、その他などのような、他の冷却方法を使用する電動機及び発電機に対しても有効である。

本発明に基づく電動機ハウジング２の実施形態が、最初に、図１を参照しながら、以下において説明される。自己換気タイプの主電動機１は、ロータ及びステータ（図示されていない）を包む円筒の電動機ハウジング２ボディを有している。円筒以外のハウジングの他の形態、例えば、正方形、五角形、六角形またはそれ以上の多角形の形状も可能である。ロータは、突出するロータ・シャフト３上に同心状に配置され、このロータ・シャフトにギア・ボックス（図示されていない）に接続されたカップリングが取り付けられても良く、最終的に、車両の駆動ホイールを駆動する。ロータ・シャフト３は、端部電動機シールド４まで伸びている。端部電動機シールド４はまた、換気用貫通孔６を有している。

これらの図面の中に開示された実施形態において、即ち、自己換気電動機において、貫通孔６は、カバー・プレートにより塞がれている。しかしながら、強制換気電動機において、これらのカバー・プレートが省略されても良く、あるいは、これらの貫通孔の一部を覆うために使用されても良い。電動機ハウジング２は、好ましくは鋳造されるが、ハウジングの残りの部分と比べて厚い締結領域で、溶接されることも可能である。締結領域は、鋳物製バー７として形成され、円筒の電動機ハウジング２の一端から他の端まで、外周面に沿って長手方向に伸びている。

鋳物製バー７は、円筒の電動機ハウジング２の周囲の周りに、不均等にまたは均等に配置され、ボギー車取付けラグ８のための、取付け領域をもたらし、その内の３つが、図１の中に示されている。不均等な配置は、振動を能動的に減衰させ、構造内の共鳴のピークの発生を抑える。これらの鋳物製バーは、他の部分よりも大きな厚さを備えたハウジング・ウォールの領域であって、このようにして、外側に突出して、プラットフォームを形成し、このプラットフォームの中に適切な孔が、上述の取付けラグ８を固定するために作られても良い。この意味において、“軸方向”とは、広く解釈すべきであり、非円筒のハウジングが、平行でない外側表面を有していても良い。これらの図面の中に開示された実施形態において、周囲の周りに４つの鋳物製バーがあるが、それより多いまたは少ない鋳物製バーを使用することも可能である。

５つの均等に配置された鋳物製バーを備えた実施形態は、電動機の全体の高さが最小化されると言うことを意味していて、それは、例えば、ホイールまたはレールに対して、車両の床の可能な限り低い位置をもたらす。主電動機は、好ましくは、２つから４つの異なる取付け位置でボギー車に取り付けられる。鋳物製バーの位置は、ボギー車に回転対象の取付けをもたらす。

本発明において、別個の取付けラグ８が、ネジ１０を使用して、鋳物製バー７に取り付けられる。各ラグ８は、二つのネジ１０により、隣接して配置された二つの鋳物製バー７に取り付けられ、あるいは、より多くが、適切に配置されたネジ孔で、各バー７に取り付けられる。ラグ８は、鉄道車両のボギー車フレームの上に配置された取付けバーまたはゴム・ブッシングを受けるように構成され、それ故に、円筒ハウジング２の長手方向に丸い貫通孔９が設けられ、車両の移動方向を横切る方向に、電動機１を取付ける。ラグ８には、孔９の中に取り付けられたゴム・ブッシング９ａが設けられ、電動機１と鉄道車両との間の振動の伝達を抑える。鋳物製バーへのこの取付けによって、最小の剪断力及び抵抗力が、取付けラグ及びネジに作用するように、デザインされることが可能であり、それは、良好な衝撃及び疲労抵抗を可能にする。

図２から分かるように、鋳物製バー７は、ノッチ１２を備えたセーフティ・ノーズ装置１１を、ハウジング２にネジを使用して対応するやり方で取り付けるために使用されても良く、このセーフティ・ノーズ１１により、電動機の取付けの破損の場合に、電動機１を受け止められるように意図されている。電動機１は、このようにして、ノッチ１２を備えたセーフティ・ノーズ１１を介して、列車ボディの下に長手方向に取り付けられたキャッチング・ロッドにより受け止められても良く、それにより、落下する電動機または電動機の部品が、下側から鉄道車両を破壊することによる損傷を防止し、あるいは、鉄道線路の周囲に飛散して、通り掛りの人にとう衝突することを防止する。

そのような安全配置は、欧州共同体内の全ての電車で標準的なものになるであろう。もし、高速で走行中に、電動機１が脱落した場合には、電動機またはその部品が動き回り、車体の床を貫通しあるいは車両への他の損傷を生じさせ、そしてまた、地面で跳ね返り、最終的に列車を脱線させることもあり得る。

取り付け可能なラグ及びセーフティ・ノーズを備えた、そのようなハウジングを使用することにより、幾つかの問題が回避されまたは軽減される。例えば、鋳造工程における不均一な冷却に起因する鋳造工程からのネガティブな影響、例えば、細孔などが、ボギー車取付け装置および／またはセーフティ・ノーズ装置が組み込まれた鋳造電動機ハウジングと比較して、回避されることがある。ハウジングとラグとの間の遷移部分において、鋳造は、しばしば、空隙及び鋳造品を弱める他の望ましくない欠陥で満たされ、それが、ハウジングを使用不能にする。

鋳物製バー７が、円筒ハウジング２の外周面に沿って長手方向に伸びて配置されていると言うことは、様々な組み込み条件に適合する数多くの様々なやり方で、取付けラグ８を取り付けることを可能にする。セーフティ・ノーズ１１の位置もまた、このようにして選択されても良く、本発明に基づく標準化された電動機ハウジングを使用して、様々な組み込み条件に適合することになる。

ハウジング２の中に、少なくとも二つの鋳物製ボックス１３もまた組み込まれていて、円筒ハウジング表面の何れかの端部またはそれぞれの端部の上に、１個から３個が組み込まれる。これらの鋳物製ボックス１３は、ハウジングが強制換気電動機のために使用されるときに、あるいは、方向付けられた空気吸入が自己換気電動機において好ましい場合に、エア・ダクト・チャネルを取付けるために使用されても良い。鋳物製ボックス１３は、ハウジング上の適切な位置に、端子箱を取付けるために使用されても良い。その場合、使用されるボックス１３のみが、電動機の運転のための空気または必要なワイヤ及びケーブルのための貫通孔を、ハウジング２の内側に作るために、機械加工される必要がある。使用されないボックスは、未加工のまま残される。これは、一層優れたフレキシビリティをもたらし、主電動機の幾つかの異なる組み立ての可能性に対して、ハウジングを適合させることを可能にする。これはまた、異なるタイプの電動機のための、異なるタイプの取付けポイントを取り扱うための、ツール及び装置の範囲が最早要求されない、と言うことを意味している。

機械加工された貫通孔を備えた鋳物製ボックスが、カバー・プレートで覆われても良い。空気吸入ダクト及び端子箱は、同様にネジを使用して、鋳物製バーに取り付けられても良く、それから、鋳物製バーへのそれらの安全な取付けのために下降ノーズとして、使用されても良い。

ハウジングのための標準的な直径を使用し、そして異なる電動機の電力出力を得るために電動機の長さを変えることにより、鋳物製バーが、然るべくその長さを変えることにより、有効に使用されても良い。同一の標準化された取付けラグ及びセーフティ・ノーズが、このようにして、特定のハウジング直径を備えた全ての電動機の代替形態のために使用されても良い。その場合、端部電動機シールドもまた標準化されて、全ての電動機の代替形態で使用されても良い。フレキシブルな取付けの可能性、及び異なる取付けラグまたは対応する取付け装置の適用によって、同一の電動機ハウジングが、実質的に全ての主電動機タイプ及び装置に対して使用することが可能になる。

以上の実施形態の中に開示された鋳物製バーは、ハウジングの一端から他の端へ、軸方向に鋳造される。他の有用な実施形態では、二つの端部の間で間欠的に鋳造された、２個またはそれ以上のより短いバーを含む分割された鋳物製バーが設けられても良い。ここで留意すべきことは、鋳物製バーへの取付けは、必ずしもネジを使用しなければならない訳では無く、それに代わって、ボルト、溶接、またはステアリング・ピン、または、それらの組み合わせなどのような、他の類似手段が、使用されても良いと言うことである。

本発明のこの実施形態において、ボギー車取付け装置は、取付けラグであるが、他の鉄道車両の製造者は、他の異なるタイプのボギー車取付け構造を使用しても良い。そのような装置もまた、取付けバーを備えた本発明に基づく電動機ハウジングに適合させることが、当然に可能であり、それは、本発明に基づくハウジングの鋳物製バーに固定されるように構成された、異なる製造者からのボギー車に対して適切な取付け構造を製作することによりなされる。

当業者にとって、説明された実施形態の更なる変更及び変形は、可能である。

Claims (12)

1. 鋳物製ハウジング・ボディ（２）の外周面上に間隔を開けて配置された複数の鋳造または溶接による締結領域（７）を備えた鋳物製ハウジング・ボディ（２）を有する電動機または発電機ハウジングであって、
   前記締結領域（７）は、取付けラグ（８）、セーフティ・ノーズ（１１）、エア・ダクト・チャネルまたは端子箱のための取付け領域となるように構成され、
   前記締結領域（７）は、鋳物製ハウジング・ボディ（２）の一端から鋳物製ハウジング・ボディの他端まで、実質的に全長に亘って、鋳物製ハウジング・ボディ（２）の外周面に沿って軸方向に伸び、
   幅を鋳物製ハウジング・ボディ（２）の接線方向に測り、高さを鋳物製ハウジング・ボディの半径方向に測ったときに、前記締結領域（７）の幅が、前記締結領域の高さと比べて大きいことを特徴とする電動機または発電機ハウジング。
2. 下記特徴を有する請求項１に記載のハウジング：
   前記鋳物製ハウジング・ボディ（２）の形状は、円筒、正方形、五角形、六角形またはそれ以上の多角形である。
3. 下記特徴を有する請求項１または２に記載のハウジング：
   前記締結領域（７）は、前記鋳物製ハウジング・ボディ（２）の隣接部分と比べて厚く、且つ外側に突出している。
4. 下記特徴を有する請求項１から３の何れか１項に記載のハウジング：
   前記締結領域（７）は、周方向に不均等に配置されている。
5. 下記特徴を有する請求項１から３の何れか１項に記載のハウジング：
   前記締結領域（７）は、周方向に均等に配置されている。
6. 下記特徴を有する請求項１から５の何れか１項に記載のハウジング：
   三つまたはそれ以上の鋳物製バー（７）があり、それらは、周方向に配置されている。
7. 下記特徴を有する請求項６に記載のハウジング：
   五つの鋳物製バー（７）があり、それらは、周方向に配置されている。
8. 下記特徴を有する請求項１から７の何れか１項に記載のハウジング：
   少なくとも二つの鋳物製ボックス（１３）があり、それらは、円筒ハウジング表面の、何れかの端部またはそれぞれの端部の上に配置されている。
9. 請求項１から８の何れか１項に記載のハウジングに固定されるように構成されたボギー車取付け装置であって：
   前記ハウジングの取付け領域に取り付けられ且つそれに固定可能であるように形成された取付け領域を有しているボギー車取付け装置。
10. 下記特徴を有する請求項９に記載のボギー車取付け装置：
    当該ボギー車取付け装置は、貫通孔を備えたラグを有し、この貫通孔は、鉄道車両上のボギー車装置上に固定された取付けバーまたはゴム・ブッシングを受けるように構成されている。
11. 請求項１から８の何れか１項に記載のハウジングに固定されるように構成されたセーフティ・ノーズ装置であって：
    前記ハウジングの取付け領域に取り付けられ且つそれに固定可能であるように形成された取付け領域を有しているセーフティ・ノーズ装置。
12. 請求項１から８の何れか１項に記載のハウジングを有する電動機または発電機。

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