JP6685464B2 - 車両用主電動機 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る車両用主電動機の断面図である。図1は、回転子軸3に平行な面での断面図である。図2は、実施の形態1に係る車両用主電動機の側面図である。車両用主電動機100は、車両に固定されたフレーム2、フレーム2に収容される回転子軸3、フレーム2に取り付けられる第1の軸受箱4および第2の軸受箱6、回転子軸3と嵌合する回転子鉄心8、フレーム2の内周面に取り付けられる固定子鉄心9、ならびに回転子軸3に取り付けられるファン10を備える。Z軸が鉛直方向であり、X軸が車両用主電動機100が搭載される車両の進行方向であり、Y軸がX軸およびZ軸と直交する方向である。車両用主電動機100が、例えば車両の車体に固定される場合は、回転子軸3の方向はX軸方向であり、車両用主電動機100が、例えば車両の台車に固定される場合は、回転子軸3の方向は、Y軸方向である。車両用主電動機100は、例えば電気鉄道車両に搭載される。図1以降に示すX軸、Y軸、Z軸の方向は、車両用主電動機100が、車両の台車に固定される場合の方向を示す。
図10は、本発明の実施の形態2に係る車両用主電動機の断面図である。図11は、実施の形態2に係る車両用主電動機の部分断面図である。図11は、図10のCの範囲の拡大図である。実施の形態2に係る車両用主電動機200は、実施の形態1に係る車両用主電動機100の構成に加えて、第1の軸受箱4の円筒部43の外周面に、Y軸方向に延びる第1の整風板22をさらに備える。車両用主電動機200が備える第1の整風板22の数は任意である。図12は、実施の形態2に係る車両用主電動機の部分断面図である。図12は、図11におけるA−A線での断面図である。図12の例では、複数の第1の整風板22が、第1の軸受箱4の円筒部43の外周面の周方向に等間隔で設けられる。第1の整風板22を設けることで、流路20を通る空気の回転子軸3の軸回り方向の速度成分が低減される。Y軸方向に対して回転子軸3の軸回り方向に傾いた向きに流れる空気が排気口42の淵に衝突すると、空気の渦が生じ、渦によって排気音が生じる。第1の整風板22を設けることで、流路20を通る空気の回転子軸3の軸回り方向の速度成分を低減し、排気口42に到達した時点での空気の流れを層流に近い状態とすることが可能である。排気口42に到達した時点での空気の流れが層流に近い状態となるため、空気の渦の発生が抑制され、排気音を低減することが可能である。
図13は、本発明の実施の形態3に係る車両用主電動機の断面図である。図14は、実施の形態3に係る車両用主電動機の部分断面図である。図14は、図13のDの範囲の拡大図である。実施の形態3に係る車両用主電動機300は、実施の形態1に係る車両用主電動機100が備えるフレーム2に代えて、主フレーム23および継手フレーム24を備える。主フレーム23の内周面に、固定子鉄心9が取り付けられる。継手フレーム24は、主フレーム23とY軸方向に隣接する。継手フレーム24に、第1の軸受箱4が取り付けられる。図13の例では、主フレーム23のY軸方向に直交する面の一方は、貫通孔を有する。第2の軸受箱6が貫通孔の周囲の主フレーム23に対してY軸方向に締結されることで、該貫通孔が塞がれる。主フレーム23のY軸方向に直交する面の他方は、開口である。継手フレーム24は、主フレーム23に対してY軸方向に締結される。第1の軸受箱4の円筒部43の外周面と、継手フレーム24の内周面との間に流路20が形成される。図13の例では、導風部材16が主フレーム23の内周面に設けられる。導風部材16の排気口42の側の一端は、主フレーム23と継手フレーム24との接続位置に位置する。
図16は、本発明の実施の形態4に係る車両用主電動機の断面図である。図17は、実施の形態4に係る車両用主電動機の部分断面図である。図17は、図16のEの範囲の拡大図である。実施の形態4に係る車両用主電動機400は、実施の形態3に係る車両用主電動機300の構成に加えて、実施の形態2に係る車両用主電動機200と同様に、第1の軸受箱4の円筒部43の外周面に、Y軸方向に延びる第1の整風板22を備える。車両用主電動機400が備える第1の整風板22および第2の整風板25の数は任意である。
Claims (11)
- 車両に固定されたフレームと、
前記フレームに収容される回転子軸と、
前記回転子軸と嵌合し、前記回転子軸と一体に回転する回転子鉄心と、
前記回転子鉄心が保持する回転子導体と、
前記回転子鉄心の外周面と、空隙をあけて対向し、前記フレームの内周面に取り付けられる固定子鉄心と、
前記固定子鉄心が保持する固定子コイルと、
前記回転子鉄心および前記固定子鉄心を挟んで前記回転子軸の方向に対向し、それぞれが、前記回転子軸を回転可能に支持する軸受を保持し、前記フレームに取り付けられる第1の軸受箱および第2の軸受箱と、
羽根を有し、前記第1の軸受箱と前記回転子鉄心との間で前記回転子軸に取り付けられ、前記回転子軸と一体に回転するファンと、
を備え、
前記第2の軸受箱が取り付けられる前記フレームの一部または前記第2の軸受箱と対向する前記フレームの一部に、前記フレームの外部の空気が流入する吸気口が形成され、
前記第1の軸受箱の前記回転子軸の方向に直交する端面の内、前記ファンから遠い端面に、前記吸気口から流入した前記空気が排出される排気口が形成され、
前記ファンから遠い前記端面と連続する前記第1の軸受箱の円筒部の外周面は、前記フレームの内周面と空隙をあけて対向することで、前記空気の流路を形成し、
前記吸気口から流入した前記空気は、前記回転子鉄心の外周面と前記固定子鉄心との間の前記空隙、前記ファン、および前記第1の軸受箱の前記円筒部の外周面と前記フレームの内周面との間に形成される前記流路を通って、前記排気口から排出され、
前記ファンの前記羽根の外周部から前記排気口までの距離を、前記羽根の外半径で除算した値は閾値以上である、
車両用主電動機。 - 前記閾値は0.3以上である請求項1に記載の車両用主電動機。
- 前記フレームは、
内周面に前記固定子鉄心が取り付けられる主フレームと、
前記第1の軸受箱が取り付けられ、前記主フレームと前記回転子軸の方向に隣接する継手フレームと、
を備え、
前記第1の軸受箱の前記円筒部の外周面と前記継手フレームの内周面との間に前記流路が形成される、
請求項1または2に記載の車両用主電動機。 - 前記第1の軸受箱の前記円筒部の外周面に、前記回転子軸の方向に延びる第1の整風板をさらに備える請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用主電動機。
- 前記第1の軸受箱の前記円筒部の周方向に等間隔で設けられる複数の前記第1の整風板を備える請求項4に記載の車両用主電動機。
- 前記第1の軸受箱の前記円筒部の周方向に不等間隔で設けられる複数の前記第1の整風板を備える請求項4に記載の車両用主電動機。
- 前記回転子軸に直交する方向の前記第1の整風板の高さは、前記排気口に近づくにつれて高くなる請求項4から6のいずれか1項に記載の車両用主電動機。
- 前記第1の軸受箱の前記円筒部の外周面との間で前記流路を形成する前記フレームの内周面に、前記回転子軸の方向に延びる第2の整風板をさらに備える請求項1から7のいずれか1項に記載の車両用主電動機。
- 前記フレームの内周面の周方向に等間隔で設けられる複数の前記第2の整風板を備える請求項8に記載の車両用主電動機。
- 前記フレームの内周面の周方向に不等間隔で設けられる複数の前記第2の整風板を備える請求項8に記載の車両用主電動機。
- 前記回転子軸に直交する方向の前記第2の整風板の高さは、前記排気口に近づくにつれて高くなる請求項8から10のいずれか1項に記載の車両用主電動機。
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