JP6067223B2 - 自己換気主電動機 - Google Patents

Description

本発明は、自己換気主電動機（self ventilated traction motors）に係り、特に、空気出口開口を備えた電動機ハウジングまたは端部シールドを鋳造することなく、あるいは、鋳造工程の後で、ハウジングまたはシールドの中にそのようなものを機械加工することなく、換気をもたらす手段に係る。

自己換気主電動機のための、電動機ハウジング及び端部シールドは、通常、一体物として鋳造される。これは、ハウジングの内側のステータ及びロータを通る空気流れのための換気開口が、同時に鋳造され、あるいは、その後で、鋳物製ハウジングまたは端部シールドに機械加工されなければならないと言うことを意味している。更に、自己換気主電動機のための特別なより長いハウジングまたはより深い端部シールドは、ファン・ホイールの幅を考慮に入れて、鋳造されなければならない。

本発明は、電動機ハウジングを様々な電動機タイプ及び形態にフレキシブルに適合させるやり方を提供すること、及び、端部シールド並びに電動機ハウジングのデザインの標準化を可能にすることを目指している。

US 7,091,635 は、延長リング及び電動機端部シールドを有するフライホイール装置を開示していて、このフライホイール装置は、電動機ハウジングに対して回転可能である。

米国特許第 US 7,091,635 号明細書

本発明の１つのアスペクトによれば、自己換気主電動機が、電動機ハウジング，電動機端部シールド，そしてその周囲に沿って配置された半径方向の空気出口開口を有している延長リングを有しており、当該延長リングが、電動機駆動シャフトの上に固定されているファン・ホイールの周りを取り囲んでいて、当該延長リングが、前記電動機ハウジングの非駆動端部と前記電動機端部シールドとの間に固定して配置されている。

本発明の更なる実施形態によれば、空気出口開口は、カバー・プレートにより選択的に覆うことが可能であって、それにより、前記主電動機からの空気出口を調整し、また、前記主電動機のファン及び内側を、鉄道線路からの水しぶきから保護する。

本発明の更に他の実施形態によれば、延長リングは、ファン・ホイールの軸方向内側に配置され、半径方向の内側に突出しているリング形状のリップを有していて、このリップはファン・ホイールと前記軸方向に重複している

本発明の更に他の実施形態によれば、前記ハウジングは、正方形、五角形、六角形またはそれ以上の多角形の形状または不規則な形状を有している。

本発明の更なる実施形態によれば、ハウジングは、ハウジングの外側表面の上に配置された鋳物製ボックスを有していて、この鋳物製ボックスは、空気、電力ケーブルおよび／または信号ワイヤを前記主電動機の中に導入するための貫通孔を機械加工するための領域をもたらす。

本発明の更なる実施形態によれば、前記鋳物製ボックスは、ハウジングの上部の上に配置される。

図１は、本発明に基づく延長リングが設けられた、自己換気タイプの主電動機の斜視図を示す。 図２は、本発明に基づく延長リングを備えた、図１の中の主電動機の端部の断面図を示す。

本発明の特徴及び優位性が、例示目的のみで、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、更に説明される。

本発明の実施形態が、最初に図１を参照しながら、以下において説明される。この図には円筒の電動機ハウジング１を有する自己換気主電動機が、示されている。電動機ハウジング１のボディが、ロータ及びステータ（図示されていない）を包み込んでいる。ここで留意すべきことは、本発明は、円筒以外のハウジング形状をも含んでいて、そのようなハウジング形状は、正方形、五角形、六角形または他の形状、更にまた不規則な形状であっても良いと言うことである。

ロータは、ハウジング１を通って伸びる突出するロータ・シャフト（図示されていない）上に、同心状に配置されていて、このロータ・シャフトに対して、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、取り付けられることがあり、最終的に、車両の駆動ホイールを駆動する。電動機の反対側の非駆動端部で、このシャフトにファン２が設けられ、このファンは、電動機の内側を通って、電動機の駆動側から、空気を吸い込み、それを、更に、出口開口４を通って、周囲に送り出す。出口開口４は、延長リング３の周囲に沿って配置された半径開口であって、この延長リングは、ハウジング１の上述の端部に固定された延長部として設けられ、このようにしてファン・ホイール２の周りを取り囲んでいる。

延長リング３の反対側の端部には、電動機ハウジング・シールド５が取り付けられていて、この電動機ハウジング・シールドもまた、他の冷却装置のために使用される軸方向の出口開口７を有している。このようにして、延長リング３は、任意のハウジング長さで使用されても良く、そのような開口を備えたハウジングを鋳造する必要無しに、または、そのような開口をもたらすためにハウジングを更に機械加工する必要無しに、電動機の換気のための出口開口４をもたらす。

延長リングは、更に、図２にも描かれている。この図２は、前記延長リング３の一部、ファン・ホイール２及び端部シールド５の断面図を示している。ファン・ホイール２により吸い込まれた空気は、このようにして、ハウジングの内側から来る。空気の流れを通過させて、ステータ巻線のコイルの端部を冷却する為に、延長リング３は、ファン・ホイール２の軸方向内側に配置された、半径方向に内側に突出したリング形状のリップ６を有している。このリップ６は、ファン・ホイール２と、軸方向に重複していて、それにより、空気の流れを、延長リング３の外側の縁からガイドして、コイルの端部を冷却する。

電動機ハウジング１の外周面上には、鋳物製ボックス８もまた、配置されている。それらの目的は、ケーブルをステータに接続するために、ハウジングの内側への、空気吸入部または電力ケーブルまたは信号ワイヤの入口を配置する可能性をもたらすことにある。異なる位置で表面上に、数個のボックス８を配置することにより、ハウジング１を、ボックス８の数個の異なる電動機タイプの機械加工による貫通孔（特定の選択された条件に適している）に適合させることが可能になる。ハウジングの上部に、そのようなボックスを配置することにより、レールからの水及び泥の跳ね上がりを避けることが可能である。

電動機ハウジング１の反対側の駆動側端部は、ハウジング１に固定され中央貫通孔を有する第二の端部シールド９により覆われ、この中央貫通孔を通って、駆動電動機シャフトが配置されている。この第二の端部シールドにもまた、空気入口孔が設けられても良く、これらの空気入口孔は、空気吸入の流れが変えられることが必要な場合に、選択的に、カバー・プレートにより覆われ、即ち、図１に示されたシールドと等しい軸方向の孔が設けられる。

ファンを収容する電動機のスペースを延長するために、このようなやり方で、延長リング３を使用することにより、標準的な電動機ハウジングが、開放型自己換気電動機（延長リング及びファンを備えている）、及び開放型強制換気電動機（延長リング及びファンを備えていない）の両方ために使用されても良い。強制換気デザインにおいて、空気は、外部のファンまたは列車の速度により生ずる空気圧力により、エア・ダクト・チャネルを通って、ハウジングまたは端部シールドを介して、電動機の中に送り込まれるので、電動機の中に、ファンを設ける必要が無い。後者の場合には、電動機の非駆動端部上の端部シールドは、電動機ハウジングの端部に直接取り付けられる。

電動機ハウジングの長さはまた、同一の直径で増減されることが可能であり、異なる電力容量の電動機をもたらすことになる。この場合には、ファンを備えた同一の延長リング３が使用されても良く、この延長リングは、この構造のフレキシビリティを更に高めることになる、
延長リング３を使用するときに、なされなければならない調整は、端部シールド５をハウジング１に固定するより長いシャフト、より長いボルトを備えることであって、それらのボルトを、延長リング３の中の孔に通すことである。

開口４，７によって、延長リングは、端部シールドと共に、空気の流れ適合させる多くの可能性をもたらす。幾つかの開口は、流れを所望の方向に向けるカバー・プレートにより覆われていても良い。一般的に、端部シールドまたは延長リングの底部に、開口を設けることは、特に実用的ではない。その理由は、電動機のこの部分が鉄道線路に近く、線路上に存在する水及び泥が、跳ね上げられあるいは電動機の内側に吸い込まれる可能性があるからである。

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が可能である。

Claims (6)

1. 電動機ハウジング（１），電動機端部シールド（５），そしてその周囲に沿って配置された半径方向の空気出口開口（４）を有している延長リング（３）を有しており、当該延長リング（３）が、電動機駆動シャフトの上に固定されているファン・ホイール（２）の周りを取り囲んでいて、
   当該延長リング（３）は、別個の機械部品であり、前記電動機ハウジング（１）の非駆動端部と前記電動機端部シールド（５）との間に、ボルトで固定して配置されている、ことを特徴とする自己換気主電動機。
2. 前記空気出口開口（４）は、カバープレートにより選択的に覆うことが可能であり、このカバープレートは、前記主電動機からの空気出口を調整し、また、前記主電動機の内側を水又は泥から保護する、ことを特徴とする請求項１に記載の自己換気主電動機。
3. 当該延長リング（３）は、前記ファン・ホイール（２）の軸方向内側に配置される半径方向の内側に突出しているリング形状のリップ（６）を有していて、このリップ（６）は前記ファン・ホイール（２）と前記軸方向に重複している、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自己換気主電動機。
4. 前記電動機ハウジングは、正方形、五角形、六角形又はそれ以上の多角形の形状、又は不規則な形状を有している、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自己換気主電動機。
5. 前記電動機ハウジング（１）の外側表面上に配置された鋳物製ボックス（８）を有し、この鋳物製ボックスは、空気、電力ケーブル及び／又は信号ワイヤを当該主電動機の中に導入する為の機械加工による貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自己換気主電動機。
6. 前記鋳物製ボックス（８）は、前記電動機ハウジング（１）の上部に配置されている、ことを特徴とする請求項５に記載の自己換気主電動機。

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