JPH11255118A

JPH11255118A - 鉄道車両用駆動装置

Info

Publication number: JPH11255118A
Application number: JP5770298A
Authority: JP
Inventors: Akimichi Muramoto; 晃道村本; Motosane Hiraishi; 元実平石; Hideo Takai; 英夫高井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 1999-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】電動機の密閉化構造を可能とし信頼性の向上を
図る。【解決手段】電動機を構成する回転子４１を車軸２０の
外周に固定した鉄道車両用駆動装置において、車軸２０
は一端から他端に掛けて中空であり、回転子４１を固定
した部分の中空の径を他の部分に比して大径に設け、車
軸の端部には放熱フイン５６を設けた蓋５０を着脱自在
に設置している。車軸の中空部には冷媒を封入して、ヒ
ートパイプとして構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動用電動機の回
転子を車軸に一体に設けたいわゆるダイレクトドライブ
モータ式の鉄道車両用台車の駆動装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の鉄道車両台車は、特開平３−６
１１６０号公報に示されるように、車軸の外周に電動機
の回転子を固定し、回転子の外周に固定子を備え、該固
定子の両側に、台車枠に接続する軸受および車輪を配置
し、回転子は台車枠に連結している。電動機の冷却のた
めに電動機の部分に通風口を設けている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ダイレクト駆動式電動
機は減速機を介さずに車軸を電動機で直接駆動するた
め、台車枠の簡略化と低騒音化に有利とされている。

【０００４】しかし、電動機の冷却は他の方式と同様に
必要である。このため、他の方式と同様に、送風機で外
気を電動機に取り入れて空冷する方式では、効果にな
り、また、送風機によって騒音が発生する。さらに、外
気中の塵埃を電動機中に取り入れてしまうことから、定
期点検時に電動機内部の清掃が欠かせない。このために
は、電動機の分解が必要になる。この場合、ダイレクト
駆動式では、電動機が車軸に固定され、２つの車輪の間
に配置しているので、その分解は面倒である。

【０００５】本発明の目的は、塵埃の侵入を防ぐ構造の
駆動装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、電動機を構成する固定子または回転子を車軸の外周
に固定した鉄道車両用駆動装置において、前記車軸は一
端から他端に掛けて中空であり、前記固定子または回転
子を固定した部分の中空の径を他の部分に比して大径に
設けていること、を特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１から
図２によって説明する。この実施例はインナーローター
式のダイレクト駆動式である。すなわち、回転子は車軸
に固定されて、車軸は軸受で回転自在に支持されてい
る。固定子はばね等で台車枠に連結している。

【０００８】２０は車軸で、両端において軸受３１、３
１、軸ばね３２、３２を介して台車枠３５に固定されて
いる。台車枠３５は公知のように車体３９を支持してい
る。車軸２０には車輪２８を圧入で固定している。

【０００９】電動機４０を構成する回転子４１は車軸２
０の中央に固定している。固定は車軸２０の圧入等によ
る。固定子４２は軸受４３、４３を介して車軸２０に支
持されている。これによって電動機は密閉型になってい
る。固定子４２の外面はばね等によって台車枠３５に連
結され、回転しないようになっている。

【００１０】車軸２０は中空に加工され、各軸端に開放
している。各軸端には蓋５０、５０を着脱自在に取り付
けて内部を密閉している。車軸２０の中空部内には車軸
２０がピートパイプを構成するように、冷媒を封入して
いる。ハッチングは冷媒を示す。

【００１１】車軸２０の外径は回転子４１を取り付けた
部分が大径である。この部分の内径も大径である。この
大径部２５から軸端の蓋５０までの中空部内は、軸端の
蓋５０から中央の大径部２５に向けて徐々に大径になる
ようにテーパ状になっている。

【００１２】蓋５０は円筒の一端を閉鎖したものであ
り、円筒の外周面には車軸の軸心に対して直交する放熱
フイン５６を複数設置している。蓋５０の内面の雌ねじ
と車軸２０の雄ねじとによって、蓋５０を車軸２０に固
定している。両者の間にはパッキン６０を配置してい
る。パッキン６０は車軸２０の軸端の垂直な面に設置し
ている。ねじで蓋５０を固定しているので、その着脱を
容易にできる。

【００１３】少なくとも一方の蓋５０はその端部に、中
空部内の排気と冷媒の注入のための三方弁６３を設置し
ている。三方弁６３であるので一方の蓋５０にあればよ
い。両方の蓋５０、５０に弁を設けることができる。

【００１４】かかる構成において、回転子４１から発生
した熱は車軸２０の大径部２５に伝わる。車軸２０には
冷媒を封入しているので、ヒートパイプとなり、放熱フ
イン５６の部分で放熱する。車軸２０すなわち放熱フイ
ン６は回転するので、効率の良い放熱ができる。

【００１５】蓋５０の部分で凝縮した冷媒は車軸２０の
回転による遠心力によって、車軸２０の内面に押し付け
られ、広がり、内径を大きく加工されている車軸２０の
中央部の大径部２５の冷媒室へ流れて行き、回転子４１
の近傍に集められ、蒸発される。軸端の凝縮部から中央
の蒸発部まではテーパ状になっているので、凝縮した冷
媒を蒸発部に容易に導くことができる。蒸発部（大径部
２５）は大径になっているので、冷媒が溜まりやすく、
循環しやすい。

【００１６】これによれば、外気を電動機４０内に引込
むことが不要なため、電動機の内外を遮断することがで
き、塵埃の侵入を防ぐことができる。これにより、電動
機の保守コストの低減、信頼性の向上を図ることができ
る。また、外気を導入する為の送風機が不要となり、小
型軽量にすることができる。また、車軸２０を中空にで
きるので、軽量にできるものである。

【００１７】図３、図４の実施例は車軸２０と蓋の廉潔
の他の実施例を示すものである。図３の実施例は、蓋５
０をボルト６５で車軸２０に固定している。フイン５６
にはボルト６５を回転させるための穴５６ｂを開けてい
る。図４の実施例は、パッキン６０の位置を車軸２０の
中空穴の位置としたものである。

【００１８】図５の実施例について説明する。回転子４
１は車軸２０の外面に固定されているが、回転子４１と
車軸２０の外面との間に密閉空間（冷媒室）４５を有す
る。車軸２０は冷媒室４５の或部分に中空部内と冷媒室
４５とを連通させる回複数の穴２１、２１を開けてい
る。穴２１は冷媒の液体および気体が流通する。回転子
４１のフレーム４１ｂは圧入で車軸２０に固定されてい
る。４１ｃはパッキンである。

【００１９】これによれば、回転子４１の径を大きくで
きるので、電動機の出力を増加させる設計が可能とな
る。

【００２０】図６の実施例について説明する。回転４１
と車輪２８との接続との間に弾性を有するようにしたも
のである。車軸２０の外側にパッキン７１、７１を介し
てパイプ７２を配置している。パイプ７２に回転子４１
および固定子４２を設置している。パイプ７２の軸端は
継手７３、ブッシュ７４、ピン７５を介して車輪２８に
固定している。継手７３はパイプ７２に固定している。
車軸２０の中央部は穴を介してパイプ７２の内側の冷媒
室に接続している。冷媒室はパッキン７１、７１でシー
ルされている。

【００２１】上記実施例はインナーロータ式であった
が、アウターロータ式のダイレクト駆動式にも適用でき
る。この場合、ヒートパイプとなる車軸は回転しない。
蓋の放熱フインに送風機からの冷却空気を当てることが
できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明により、外気導入を伴わない効率
的な電動機の内部冷却が可能となり、電動機のメンテナ
ンスコストの低減、信頼性の向上、小型軽量化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の鉄道車両用台車の縦断面図
である。

【図２】図１の車軸の軸端の拡大図である。

【図３】図２の他の実施例である。

【図４】図３の他の実施例である。

【図５】本発明の他の実施例の鉄道車両用台車の縦断面
図である。

【図６】本発明の他の実施例の鉄道車両用台車の縦断面
図である。

【符号の説明】

２０：車軸、３１：軸受、３５：台車枠、４１：回転
子、４２：固定子、３１：軸受、５０：蓋、５６：放熱
フイン、６３：三方弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動機を構成する固定子または回転子を車
軸の外周に固定した鉄道車両用駆動装置において、前記車軸は一端から他端に掛けて中空であり、前記固定
子または回転子を固定した部分の中空の径を他の部分に
比して大径に設けていること、を特徴とする鉄道車両用駆動装置。
【請求項２】請求項１において、前記車軸はその両端に
前記中空部を閉鎖する蓋を備え、少なくとも一方の前記
蓋は弁を有すること、を特徴とする鉄道車両用駆動装
置。
【請求項３】請求項２において、前記弁は三方弁である
こと、を特徴とする鉄道車両用駆動装置。
【請求項４】請求項１において、前記車軸はその両端に
前記中空部を閉鎖する蓋を備え、前記中空部内に冷媒を
封入していること、を特徴とする鉄道車両用駆動装置。
【請求項５】請求項４において、前記蓋は前記車軸に着
脱自在であり、該蓋は放熱フインを備えていること、を
特徴とする鉄道車両用駆動装置。
【請求項６】請求項４において、前記放熱フインは前記
車軸の軸心の長手方向に対して直交していること、を特
徴とする鉄道車両用駆動装置。
【請求項７】請求項１において、前記回転子は前記車軸
の外面に空間を介して設置しており、該空間は前記車軸
の外面に外面に対して密閉されており、前記車軸は前記
中空部内と前記空間内とを連通させる穴を設けているこ
と、を特徴とする鉄道車両用駆動装置。
【請求項８】請求項１において、前記回転子は前記車軸
に固定していること、を特徴とする鉄道車両用駆動装
置。
【請求項９】電動機を構成する固定子または回転子を車
軸の外周に固定した鉄道車両用駆動装置において、前記車軸は一端から他端に掛けて中空であり、前記固定
子を固定した部分の中空の径を他の部分に比して大径に
設けており、前記車軸はその両端に前記中空部を閉鎖する蓋を備え、
前記中空部内に冷媒を封入しており、前記蓋は前記車軸に着脱自在であり、該蓋は放熱フイン
を備えていること、を特徴とする鉄道車両用駆動装置。
【請求項１０】請求項９において、前記回転子は前記車
軸の外面に空間を介して設置しており、該空間は前記車
軸の外面に外面に対して密閉されており、前記車軸は前
記中空部内と前記空間内とを連通させる穴を設けている
こと、を特徴とする鉄道車両用台車。
【請求項１１】電動機を構成する固定子または回転子を
車軸の外周に固定しており、前記車軸に固定した固定子
または回転子の両側に、台車枠に接続する部材および車
輪を配置した鉄道車両用台車において、前記車軸は両端に着脱自在な蓋を備え、該蓋は放熱フイ
ンを備えていること、を特徴とする鉄道車両用駆台車。
【請求項１２】請求項１１において、前記部材は軸受で
あり、前記車軸は回転自在であること、を特徴とする鉄
道車両用台車。
【請求項１３】請求項１１において、前記放熱フインは
前記車軸の軸心の長手方向に対して直交していること、
を特徴とする鉄道車両用台車。