JPH04304143A - 車両用主電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用主電動機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】車両用主電動機にも誘導電動機が多く採
用され、保守性の改良および保守回帰の延長、それに小
形、軽量化など従来の直流機に比較して大きく改良され
てきた。

【０００３】この車両用主電動機として使用される誘導
電動機について図３から図６により簡単に説明する。

【０００４】まず、図３、図４により車両用主電動機の
代表的な取付方法を説明する。同図に示されているよう
に主電動機１は車体２とレール３との狭い範囲に取付け
られる。同図では省略してあるが実際には車体２とレー
ル３との間は、各種の配線、配管が施されているので、
主電動機周辺は更にその空間の制限を受けている。なお
、これらの図において４は車軸、５は車輪、６は台車枠
、７は駆動装置である。

【０００５】次に、図５、図６により主電動機の構造に
ついて簡単に説明する。図５は自己冷却のためのファン
を機内に持つ主電動機すなわち自己冷却方式の開放型主
電動機を示したものである。回転機内を冷却する冷却風
の通路は図中に矢印で示されているように、冷却風はフ
ァン８により導かれるが、細かい塵埃や制輪子摩耗粉お
よび雨水などはフィルタ９では除去されず、機内に入り
、堆積することになり絶縁劣化を早めたり、絶縁不良の
原因となる。このため定期的な機内清掃等の手入れが必
要である。また、本構造ではステータフレーム１０の外
周にフィルタ９が不可欠であり、上述のように狭い場所
での主電動機取付の性格上装着が困難である。なお、同
図において１１はステータコア、１２はステータコイル
、１３はロータコア、１４はロータバー、１５はエンド
リング、１６は反直結型軸受部、１７は直結型軸受部、
１８はエンドブラケットである。

【０００６】図６は別に設けたブロワにより冷却風を強
制的に回転機内に送風する、いわゆる強制通風方式の開
放形主電動機を示すもので、図中矢印で示されているよ
うにブロワで通風ダクト１９に冷却風を送り、機内を通
して排風カバー２０から排風している。この場合の冷却
風の取り入れは車体内等、比較的清浄な場所から行なっ
ているが、それでも機内には塵埃が入り込んでしまい、
上述の図５で述べたのと同じような問題がある。また、
この場合はフィルタが不要であるが、代わりに通風ダク
ト１９が必要であり、装着上では更に不利な構造である
。

【０００７】以上述べたような問題、すなわち（１）保
守回帰の延長、（２）装着空間の拡大を実現するために
、機内には冷却風を取り入れず、フレーム外周冷却によ
り機内温度上昇を制限する方式、いわゆる全閉形回転機
の採用が検討されてきた。この全閉形回転機の代表的な
構造について図７より説明する。

【０００８】同図に示されているようにファン８により
導かれた冷却風は図中矢印表示のように、ファンガイド
２１によりステータフレーム１０の外周に導かれ、機内
を間接的に冷却する。この冷却効果を増すためステータ
フレーム１０の外周には冷却フィンを設ける等の工夫が
されるのが一般的である。

【０００９】この構造を車両用主電動機に採用すれば機
内に冷却風が入らないので、塵埃や雨水が浸入すること
はなく、絶縁劣化や絶縁不良要因を極端に減少できるし
、フィルタや通風ダクトが不要になるので装着上も有利
になることは容易に考えられる。

【００１０】しかしながら、ファン８が反直結側軸受部
１６より外側に設けられている、いわゆる外扇方式のた
め図５で説明した従来方式のファン、いわゆる内扇方式
に比較し、ファン回転による騒音が大となる。車両用に
とっては低騒音化が従来からの懸案であり、従って外扇
方式は採用しにい。また、この方式ではファンを抜き取
らないと軸受部１６の分解ができない構造であり、保守
上不便である。

【００１１】軸受部は軸受回り構造の改善や潤滑グリー
スの改良などで保守回帰は年々延長されてきたが、定期
的な保守は不可欠であり、軸受部の保守の都度ファンを
抜き取る方式では非常に不便である。

【００１２】また、この構造の場合、軸受部は回転機の
発熱部、すなわちステータコア、コイル、ロータコア、
バー等に近く、この間に遮蔽物もないため内扇形に比較
すれば温度上昇も大となる懸念がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】車両用主電動機に従来
技術の全閉形を採用しようとした場合、騒音が大きくな
る、軸受部の保守性が悪くなる、軸受部の温度上昇も高
くなる等の問題があった。また、回転機の全長も従来の
車両用誘導電動機に比較し、長くなる等の問題があった
。

【００１４】本発明は以上の点に鑑みなされたものであ
り、低騒音で、かつ保守性の向上および軸受部の信頼性
の向上を可能とした車両用主電動機を提供することを目
的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ファンを機
内側で、かつベーンを主板に対しエンドブラケット側に
すると共に、このファンでエンドブラケットに設けたエ
ンドブラケット穴から冷却風を導き、ステータフレーム
の端部側に設けた通風穴を通してステータフレームの外
周上に送風するようにすることにより、達成される。

【００１６】

【作用】上記手段を設けたので、ファンを機内に設置し
た全閉形が採用できるようになる。

【００１７】

【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明する
。

【００１８】〔実施例　　１〕図１および図２には本発
明の一実施例が示されている。本実施例ではファン８を
機内側で、かつベーン８ａを主板８ｂに対しエンドブラ
ケット１８側にすると共に、このファン８でエンドブラ
ケット１８に設けたエンドブラケット穴１８ａから冷却
風を導き、ステータフレーム１０の端部側に設けた通風
穴１０ａを通してステータフレーム１０の外周上に送風
するようにした。このようにすることにより、ファン８
を機内に設置した全閉形が採用できるようになり、低騒
音で、かつ保守性の向上および軸受部１６、１７の信頼
性の向上を可能とした車両用主電動機を得ることができ
る。

【００１９】すなわちファン８の主板８ｂを直結側軸受
部１７に対し機内側に設け、内径側は軸に固定、外周側
はステータフレーム１０の内周に対し若干の隙間を有し
て設けられる。この主板８ｂで機内と外気とを遮蔽する
。冷却風取り入れ用のベーン８ａは主板８ｂに対しエン
ドブラケット１８側に設けられ、これにより取り入れら
れた冷却風は、ステータフレーム１０の外周端部に設け
られた通風穴１０ａを通って通風ガイド２２によりステ
ータフレーム１０の外周に導かれ、外周上を冷却する。 軸受部１７は冷却ファン８の主板８ｂにより、主電動機
の発熱部すなわちステータコア１１、ステータコイル１
２、ロータコア１３、ロータバー１４等から遮蔽され、
かつ軸受部外周は冷却風の通路となるので温度上昇を低
くすることができる。このファン８は軸受部１７を支え
るエンドブラケット１８に対して機内側に設けられるの
で、低騒音となる。冷却効果を高めるためステータフレ
ーム１０に冷却フィン８ｃを設け、機内の空気を撹拌し
、機内の温度を低くすることも可能である。

【００２０】このフィン８ｃの径方向設置位置はファン
内径近傍からファン外径近傍まで任意の位置が可能であ
る。このことは機内のどの部分、例えばロータバー１４
近傍とか、ステータコイル１２近傍とかの任意の部分の
空気を撹拌することが可能であることを示すもので、効
果的な温度上昇低下が期待できる。従来もエンドリング
端部に機内空気撹拌用のフィン８ｃを設ける等実施され
てきたが、この場合はフィン８ｃを設ける径方向位置は
制限されてきた。すなわちロータコア外径より大径部に
はフィン８ｃを設けるのは不可能であった。また、本実
施例によれば機内撹拌用フィン８ｃを複数の径に設ける
ことも可能である。

【００２１】このように本実施例によれば次に述べるよ
うな効果を奏することができる。

【００２２】（１）低騒音である。

【００２３】（２）軸受部特にファン側の温度上昇を低
くできる。

【００２４】（３）軸受部の保守性が良い。

【００２５】（４）機内空気の撹拌用フィンが任意の位
置に取付可能であり、効率的な冷却が可能である。

【００２６】（５）主電動機全長を短くできる。

【００２７】（６）全閉形としたので機内に塵埃や雨水
等の浸入がなく、信頼性、保守性が向上する。

【００２８】（７）ステータフレームの外周にフィルタ
や通風ダクトが不要な、すなわち主電動機の車両の床下
装着が容易となる。

【００２９】

【発明の効果】上述のように本発明は、低騒音で、かつ
保守性および軸受部の信頼性が向上するようになって、
低騒音で、かつ保守性の向上および軸受部の信頼性の向
上を可能とした車両用主電動機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用主電動機の一実施例の縦断側面
図である。

【図２】同じく一実施例のファンの形状を示すもので（
ａ）は冷却ベーン側より見た正面図、（ｂ）は縦断側面
図、（ｃ）は主板側より見た正面図である。

【図３】従来の車両用主電動機による台車の平面図であ
る。

【図４】従来の車両用主電動機による電車の側面図であ
る。

【図５】従来の車両用主電動機の縦断側面図である。

【図６】従来の車両用主電動機の他の例の縦断側面図で
ある。

【図７】従来の車両用主電動機の更に他の例の縦断側面
図である。

【符号の説明】

２…車体、３…レール、８…ファン、８ａ…ベーン、８
ｂ…主板、８ｃ…フィン、１０…ステータフレーム、１
０ａ…通風穴、１６…反直結側軸受部、１７…直結側軸
受部、１８…エンドブラケット、１８ａ…エンドブラケ
ット穴、２２…通風ガイド。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定子および回転子を覆っているステータ
   フレームと、このステータフレームの一方端を支持し、
   かつ回転軸上に設けられた反直結側軸受部と、前記フレ
   ームの他方端と前記回転軸上に設けられた直結側軸受部
   との間に設けられ、かつ前記フレームの他方端を支持し
   ているエンドブラケットとを備えた電動機はベーン、主
   板を有するファンによって前記ステータフレームの外周
   上が冷却するようにされているレールと車体との間に設
   置される車両用主電動機において、前記ファンを機内側
   で、かつ前記ベーンを主板に対し前記エンドブラケット
   側にすると共に、このファンでエンドブラケットに設け
   たエンドブラケット穴から冷却風を導き、前記ステータ
   フレームの端部側に設けた通風穴を通して前記ステータ
   フレームの外周上に送風するようにしたことを特徴とす
   る車両用主電動機。
2. 【請求項２】前記ファンの主板が、前記通風穴の反エン
   ドブラケット側のステータフレームと前記直結側軸受部
   の内側の回転軸との間に設けられ、機内と外気とを遮蔽
   するようにされたものである請求項１記載の車両用主電
   動機。
3. 【請求項３】前記ファンの主板が、その内側の側面に機
   内の空気を撹拌するフィンが設けられているものである
   請求項１記載の車両用主電動機。
4. 【請求項４】前記エンドブラケットが、前記通風穴の上
   部側を覆って前記冷却風を前記ステータフレームの外周
   上に案内する通風ガイドが設けられたものである請求項
   １記載の車両用主電動機。