JP6685464B2 - 車両用主電動機 - Google Patents

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Description

この発明は、自己通風方式の車両用主電動機に関する。
電気鉄道車両を駆動する主電動機には、かご形誘導電動機が用いられる。かご形誘導電動機が有するかご形の回転子導体は、回転子鉄心の外周側に回転子軸の方向に形成された溝に棒状の回転子バーを挿入し、回転子バーの両端に環状の導体である短絡環を接合させることで形成される。固定子鉄心に形成された溝に設けられる固定子コイルに交流電流が流れることで回転磁界が発生する。かご形の回転子導体が、回転磁界と鎖交することにより、誘導起電圧が発生する。誘導起電圧により、閉回路を形成するかご形の回転子導体に誘導電流が流れ、回転子鉄心に磁極が発生する。回転子鉄心の磁極と回転磁界の磁極との相互作用により、回転子鉄心の外周面接線方向の力が回転子鉄心に発生し、回転子軸の出力トルクとなる。
固定子コイルおよび回転子導体には電流が流れるため、導体の抵抗値と、電流値の二乗との積に相当する銅損が生じ、固定子コイルおよび回転子導体の温度が上昇する。固定子コイルおよび回転子導体を流れる電流により生じる磁束は、固定子鉄心および回転子鉄心を通る。固定子鉄心および回転子鉄心を通る磁束の向きが変化することにより、鉄損が生じ、固定子鉄心および回転子鉄心の温度が上昇する。主電動機に供給される電圧および電流に高調波成分が存在すると、高調波損失が生じ、固定子コイル、回転子導体、固定子鉄心、および回転子鉄心の温度が上昇する。上述のように、主電動機の運転中は、種々の損失によって、主電動機の内部の温度が上昇する。
主電動機の運転中に主電動機の内部を冷却するため、主電動機の回転子軸にファンが取り付けられ、鉄心に対してファンの反対側に、筐体の外部の空気が流入する吸気口が形成され、ファンの外周側に、流入した空気が排出される排気口が形成される。主電動機の運転中に回転子の回転にともなってファンが回転することで、ファンの羽根の外周側と内周側との間に圧力差が生じる。圧力差によって吸気口から流入した空気は、回転子鉄心に形成された通風口および回転子鉄心と固定子鉄心との間の空隙を通って、排気口から排出される。吸気口から流入する空気によって、主電動機の内部が冷却される。
流入した空気が排気口から排出される際に、空気が排気口の淵に衝突することで、排気音が生じる。特許文献1に開示される鉄道車両用主電動機においては、内周に固定子が挿入されたフレームの片側に対して、負圧緩和穴が形成されたブラケットが設けられ、フレームの片側の下部に排気ファンの排気口が形成される。ブラケットの内面の負圧緩和穴の位置の外周側と排気ファンとの間に、第1の微小間隙を形成することで、負圧緩和穴から機外へ放出される音を低減する。
特開平11−146605号公報
特許文献1には、排気口を広くし、排気ファンの外径を大きくすることが記載されている。排気ファンの外径を大きくすると、主電動機の内部に流入する空気の量が増えて冷却性能が向上するが、排気音が大きくなる。また主電動機の回転数が大きくなると、主電動機の内部に流入する空気の量が増えて冷却性能が向上するが、排気音が大きくなる。ファンの外径を小さくして、ファンの羽根の外周部から排気口までの距離を長くすると、排気音を低減することができるが、主電動機の内部に流入する空気の量が減少して冷却性能が低下する。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、車両用主電動機の内部の冷却性能を向上させながら、排気音を低減することが目的である。
上記目的を達成するために、本発明の車両用主電動機は、車両の台車に固定されたフレーム、フレームに収容される回転子軸、回転子鉄心、回転子導体、固定子鉄心、固定子コイル、第1の軸受箱、第2の軸受箱、およびファンを備える。回転子鉄心は、回転子軸と嵌合し、回転子軸と一体に回転する。回転子鉄心は回転子導体を保持する。固定子鉄心は、回転子鉄心の外周面と、空隙をあけて対向し、フレームの内周面に取り付けられる。固定子鉄心は固定子コイルを保持する。第1の軸受箱および第2の軸受箱は、回転子鉄心および固定子鉄心を挟んで回転子軸の方向に対向する。第1の軸受箱および第2の軸受箱はそれぞれ、回転子軸を回転可能に支持する軸受を保持し、フレームに取り付けられる。ファンは、羽根を有し、第1の軸受箱と回転子鉄心との間で回転子軸に取り付けられ、回転子軸と一体に回転する。第2の軸受箱が取り付けられるフレームの一部または第2の軸受箱と対向するフレームの一部に、フレームの外部の空気が流入する吸気口が形成される。第1の軸受箱の回転子軸の方向に直交する端面の内、ファンから遠い端面に、吸気口から流入した空気を排出する排気口が形成される。ファンから遠い端面と連続する第1の軸受箱の円筒部の外周面は、フレームの内周面と空隙をあけて対向することで、空気の流路を形成する。吸気口から流入した空気は、回転子鉄心の外周面と固定子鉄心との間の空隙、ファン、および第1の軸受箱の円筒部の外周面とフレームの内周面との間に形成される流路を通って、排気口から排出される。ファンの羽根の外周部の先端から排気口までの距離を、羽根の外半径で除算した値は閾値以上である。
本発明によれば、軸受箱の端面に排気口を設け、ファンの羽根の外周部から排気口までの距離を、羽根の外半径で除算した値を閾値以上とすることで、車両用主電動機の内部の冷却性能を向上させながら、排気音を低減することが可能である。
本発明の実施の形態1に係る車両用主電動機の断面図 実施の形態1に係る車両用主電動機の側面図 実施の形態1に係る車両用主電動機における空気の流れを示す図 車両用主電動機の断面図 車両用主電動機における空気の流れを示す図 車両用主電動機の部分断面図 ギャップ率と騒音レベル比率との関係の例を示す図 実施の形態1に係る車両用主電動機の部分断面図 実施の形態1に係る車両用主電動機の断面図 本発明の実施の形態2に係る車両用主電動機の断面図 実施の形態2に係る車両用主電動機の部分断面図 実施の形態2に係る車両用主電動機の部分断面図 本発明の実施の形態3に係る車両用主電動機の断面図 実施の形態3に係る車両用主電動機の部分断面図 実施の形態3に係る車両用主電動機の部分断面図 本発明の実施の形態4に係る車両用主電動機の断面図 実施の形態4に係る車両用主電動機の部分断面図 実施の形態4に係る車両用主電動機の部分断面図
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。
(実施の形態1)
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。
第1の軸受箱4および第2の軸受箱6は、回転子鉄心8および固定子鉄心9を挟んでY軸方向に対向する。第1の軸受箱4および第2の軸受箱6はそれぞれ、回転子軸3を回転可能に支持する軸受5,7を保持し、フレーム2に取り付けられる。図1の例では、フレーム2のY軸方向に直交する面の一方は、開口である。第1の軸受箱4がフレーム2に対してY軸方向に締結されることで、該開口が塞がれる。フレーム2のY軸方向に直交する面の他方は、貫通孔を有する。第2の軸受箱6が貫通孔の周囲のフレーム2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。回転子鉄心8は、回転子軸3と嵌合し、回転子軸3と一体に回転する。固定子鉄心9は、回転子鉄心8の外周面と、空隙をあけて対向する。ファン10は、羽根11を有する。ファン10は、第1の軸受箱4と回転子鉄心9との間で回転子軸3に取り付けられ、回転子軸3と一体に回転する。
第2の軸受箱6が取り付けられるフレーム2の一部または第2の軸受箱6と対向するフレーム2の一部に、フレーム2の外部の空気が流入する吸気口21が形成される。図1では、フレーム2の鉛直方向上側の面に吸気口21が形成されているが、吸気口21が形成される位置は図1の例に限られない。第2の軸受箱6が取り付けられる、回転子軸3に直交するフレーム2の端面に吸気口21が形成されてもよい。第1の軸受箱4のY軸方向に直交する端面の内、ファン10から遠い端面41に、吸気口21から流入した空気を排出する排気口42が形成される。図1の例では、端面41がフレーム2に対してY軸方向に締結される。端面41と連続する第1の軸受箱4の円筒部43の外周面は、フレーム2の内周面と空隙をあけて対向することで、空気の流路20を形成する。実施の形態1の例では、第1の軸受箱4の円筒部43は、回転子軸3の方向に伸びる円筒の形状を有する。第1の軸受箱4の円筒部43が円筒の形状を有することで、流路20のY軸方向に直交する断面の面積が一定となり、渦の発生が防止される。
回転子鉄心8の外周側に回転子軸3の方向に形成された溝に、回転子バー12が挿入される。回転子バー12の両端部が、Y軸方向に直交する断面の形状が環状の導体である短絡環13と接合されることで、回転子バー12が互いに電気的に接続される。回転子鉄心8に、空気が通る通風路14が形成される。固定子鉄心9には、固定子コイル15が挿入される。
空気の流れの向きの変化を滑らかにするために、図1の例のように、フレーム2の内周面に導風部材16を設けてもよい。導風部材16を設けることで、空気の流れの向きが変化する際に生じる乱流または渦の発生を抑制し、空気の圧力損失を低減することが可能である。空気の圧力損失を低減することで、流入する空気の量が増えて、冷却性能を向上させることが可能である。
図3は、実施の形態1に係る車両用主電動機における空気の流れを示す図である。図3は、図1に示す車両用主電動機100における空気の流れを黒い矢印で示した図である。車両用主電動機100の運転時に、回転子軸3が回転する。回転子軸3の回転にともなって、回転子軸3に嵌合されたファン10も回転する。ファン10の回転により、羽根11の外周側と内周側とで圧力差が生じ、吸気口21から空気が流入する。図3の例では、車両用主電動機100の外部の空気は、吸気口21を通って車両用主電動機100の内部に流入する。車両用主電動機100の内部に流入した空気は、回転子鉄心8の外周面と固定子鉄心9との間の空隙および通風路14を通ってファン10に到達する。ファン10から排出される空気は、流路20を通って、排気口42から排出される。上述のように、車両用主電動機100の外部から空気が流入し、車両用主電動機100の内部を通って排出されることで、車両用主電動機100の内部が冷却される。空気が排気口42から排出される際に、排気音が生じる。排気音を低減する車両用主電動機100の構造について説明する。
図4は、車両用主電動機の断面図である。図4に示す車両用主電動機500は、本発明の実施の形態1に係る車両用主電動機100と異なり、ファン56の羽根57の外周側のフレーム52に排気口54が形成される。第1の軸受箱55および第2の軸受箱6は、回転子鉄心8および固定子鉄心9を挟んでY軸方向に対向する。第1の軸受箱55および第2の軸受箱6はそれぞれ、回転子軸3を回転可能に支持する軸受5,7を保持し、フレーム52に取り付けられる。ファン56は、羽根57を有し、第1の軸受箱55と回転子鉄心9との間で回転子軸3に取り付けられ、回転子軸3と一体に回転する。車両用主電動機500は、ファン56から排出される空気を排気口54へ導風する導風部材58を備える。導風部材58は、ファン56から排出される空気が、固定子コイル15に向かって、ファン56の吸気側に再び到達することを防止するために設けられる。第1の軸受箱55のY軸方向に直交する面と導風部材58との間に、流路59が形成される。
図5は、車両用主電動機における空気の流れを示す図である。図5は、図4に示す車両用主電動機500における空気の流れを黒い矢印で示した図である。車両用主電動機500の運転時に、回転子軸3が回転する。回転子軸3の回転にともなって、回転子軸3に嵌合されたファン56も回転する。ファン56の回転により、羽根57の外周側と内周側とで圧力差が生じ、吸気口53から空気が流入する。車両用主電動機500の内部に流入した空気は、回転子鉄心8の外周面と固定子鉄心9との間の空隙および通風路14を通ってファン56に到達する。ファン56から排出される空気は、流路59を通って、排気口54から排出される。空気が排気口54から排出される際に、排気音が生じる。
図6は、車両用主電動機の部分断面図である。図6は、図4におけるBの範囲の拡大図である。ファン56の羽根57の外周部、すなわち羽根57の排気口54の側の一端から排気口54までの距離がL1であり、羽根57の外半径はR1である。R1に対してL1が小さくなるにつれて、排気口54に到達した時点での空気の風速分布は大きくなり、空気が排気口54の淵に衝突することにより、乱流または渦が生じる可能性が増大する。乱流または渦が生じることにより、排気音が増大する。R1に対してL1が大きくなるにつれて、排気口54に到達した時点での空気の風速分布は小さくなり、空気が排気口54の淵に衝突することにより、乱流または渦が生じる可能性は減少する。すなわち、L1/R1で定義されるギャップ率が変化すると、排気音の大きさが変化する。
図7は、ギャップ率と騒音レベル比率との関係の例を示す図である。既存の騒音計を用いて、車両用主電動機500の運転時における排気音の騒音レベルを測定する。騒音計の測定値(単位:dB)を、排気音の騒音レベルの目標値(単位:dB)で除算した値が、図7における騒音レベル比率である。すなわち、騒音レベル比率が1の場合、排気音は騒音レベルの目標値に一致する。排気音の測定値は、一定時間の測定値の最大値である。図7において、横軸は、ギャップ率であり、縦軸が騒音レベル比率である。図7に示すグラフは、ギャップ率と、騒音レベルの測定値から算出される騒音レベル比率とから導き出された、ギャップ率と騒音レベル比率の関係を示す近似曲線である。ファン56の羽根57の外周部から排気口54までの距離、および羽根57の外周部が異なる複数の車両用主電動機500を用いて排気音を測定した結果に基づき、同一風量での排気音を算出することで、図7の近似曲線が得られる。図7から、ギャップ率を大きくすることで、排気音を低減することが可能であることがわかる。車両用主電動機500が設けられるスペースには限りがあるため、回転子軸3と排気口54との間隔を大きくすることは難しい。したがって、ギャップ率を大きくするためには、羽根57の外半径を小さくする必要がある。しかしながら、羽根57の外半径を小さくすると、冷却性能が低下し、車両用主電動機500の内部の温度が上昇してしまう。
図8は、実施の形態1に係る車両用主電動機の部分断面図である。図8は、図1におけるAの範囲の拡大図である。ファン10の羽根11の外周部から排気口42までの距離L2を、羽根11の外半径R2で除算した値は閾値以上である。図7に示すギャップ率と騒音レベル比率の関係を考慮すると、閾値は0.3以上であることが好ましい。すなわち、羽根11の外周部から排気口42までの距離L2を、羽根11の外半径R2で除算した値は、0.3以上であることが好ましい。ファン10の羽根11の外周部から排気口42までの距離L2を、羽根11の外半径R2で除算した値が閾値以上であるため、本発明の実施の形態1に係る車両用主電動機100は、排気音を低減することが可能である。車両用主電動機100は、Y軸方向に延びる流路20を有するため、車両用主電動機100のZ軸方向の長さを長くせずとも、羽根11の外半径を、図6の車両用主電動機500の羽根57の外半径より大きくすることができる。すなわち、Y軸方向に延びる流路20を設けることで、ギャップ率を大きくすることが可能であり、車両用主電動機100の冷却性能を向上させながら、排気音を低減することが可能である。
図9は、実施の形態1に係る車両用主電動機の断面図である。車両用主電動機100の回転子軸3には、車両用主電動機100の回転を駆動装置に伝達する継手61が取り付けられる。継手61は、外周面の一部が車両用主電動機100の第1の軸受箱4の内周面と対向する位置で回転子軸3に取り付けられる。すなわち、継手61の外周面の一部は、第1の軸受箱4に覆われている。このため、車両走行時に飛来物が車両用主電動機100と継手61との隙間に入り込むことが防止され、車両用主電動機100および継手61の損傷が防止される。
以上説明したとおり、本発明の実施の形態1によれば、第1の軸受箱4の端面41に排気口42を設け、ファン10の羽根11の外周部から排気口42までの距離を、羽根11の外半径で除算した値を閾値以上とすることで、車両用主電動機100の内部の冷却性能を向上させながら、排気音を低減することが可能である。
(実施の形態2)
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ているが、第1の整風板22を第1の軸受箱4の円筒部43の外周面の周方向に不等間隔で設けてもよい。第1の軸受箱4の円筒部43の外周面の周方向に不等間隔で第1の整風板22を設けることで、車両用主電動機200の内部での共振の発生を抑制し、共振のために排気音が増大することを抑制することが可能である。
回転子軸3に直交する方向の第1の整風板22の高さは、一定でもよいし、排気口42に近づくにつれて高くなってもよい。回転子軸3に直交する方向の第1の整風板22の高さを、排気口42に近づくにつれて高くすることで、排気口42に近づくにつれて整風効果を高めることができ、排気音の増大が抑制される。
以上説明したとおり、本発明の実施の形態2に係る車両用主電動機200によれば、第1の軸受箱4の円筒部43の外周面に第1の整風板22を設けることで、排気音を低減することが可能である。
(実施の形態3)
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。
車両用主電動機300は、第1の軸受箱4の円筒部43の外周面との間で流路20を形成する継手フレーム24の内周面に、Y軸方向に延びる第2の整風板25をさらに備える。車両用主電動機300が備える第2の整風板25の数は任意である。図15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15は、図14におけるB−B線での断面図である。図15の例では、複数の第2の整風板25が、継手フレーム24の内周面の周方向に等間隔で設けられる。第1の整風板22と同様に、第2の整風板25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2の整風板25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15の例では、複数の第2の整風板25が、継手フレーム24の内周面の周方向に等間隔で設けられているが、第2の整風板25を継手フレーム24の内周面の周方向に不等間隔で設けてもよい。継手フレーム24の内周面の周方向に不等間隔で第2の整風板25を設けることで、車両用主電動機300の内部での共振の発生を抑制し、共振のために排気音が増大することを抑制することが可能である。
回転子軸3に直交する方向の第2の整風板25の高さは、一定でもよいし、排気口42に近づくにつれて高くなってもよい。回転子軸3に直交する方向の第2の整風板25の高さを、排気口42に近づくにつれて高くすることで、排気口42に近づくにつれて整風効果を高めることができ、排気音の増大が抑制される。
以上説明したとおり、本発明の実施の形態3に係る車両用主電動機300によれば、第1の軸受箱4の円筒部43の外周面との間で流路20を形成する継手フレーム24の内周面に第2の整風板25を設けることで、排気音を低減することが可能である。
(実施の形態4)
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。
図18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18は、図17におけるC−C線での断面図である。図18の例では、複数の第1の整風板22および複数の第2の整風板25が、第1の軸受箱4の円筒部43の外周面および継手フレーム24の内周面の周方向に等間隔で設けられる。実施の形態2,3と同様に、第1の整風板22および第2の整風板25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および第2の整風板25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18の例では、複数の第1の整風板22および複数の第2の整風板25は流路20を構成する外周面および内周面の周方向に等間隔で設けられているが、第1の整風板22および第2の整風板25は流路20を構成する外周面および内周面の周方向に不等間隔で設けられてもよい。流路20を構成する外周面および内周面の周方向に不等間隔で第1の整風板22および第2の整風板25を設けることで、車両用主電動機400の内部での共振の発生を抑制し、共振のために排気音が増大することを抑制することが可能である。また第1の整風板22および第2の整風板25のいずれか一方は流路20を構成する外周面あるいは内周面の周方向に等間隔で設けられ、他方は流路20を構成する内周面あるいは外周面の周方向に不等間隔で設けられてもよい。
回転子軸3に直交する方向の第1の整風板22および第2の整風板25の高さは、一定でもよいし、排気口42に近づくにつれて高くなってもよい。回転子軸3に直交する方向の第1の整風板22および第2の整風板25の高さを、排気口42に近づくにつれて高くすることで、排気口42に近づくにつれて整風効果を高めることができ、排気音の増大が抑制される。
以上説明したとおり、本発明の実施の形態4に係る車両用主電動機400によれば、第1の軸受箱4の円筒部43の外周面に第1の整風板22を設け、第1の軸受箱4の円筒部43の外周面との間で流路20を形成する継手フレーム24の内周面に第2の整風板25を設けることで、排気音を低減することが可能である。
本発明は、上述の実施の形態に限られない。吸気口21をY軸方向に直交するフレーム2の面に形成してもよい。
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
2,52 フレーム、3 回転子軸、4,55 第1の軸受箱、5,7 軸受、6 第2の軸受箱、8 回転子鉄心、9 固定子鉄心、10,56 ファン、11,57 羽根、12 回転子バー、13 短絡環、14 通風路、15 固定子コイル、16,58 導風部材、20,59 流路、21,53 吸気口、22 第1の整風板、23 主フレーム、24 継手フレーム、25 第2の整風板、41 端面、42,54 排気口、43 円筒部、100,200,300,400,500 車両用主電動機、61 継手。

Claims (11)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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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