JPS61109438A - 車両用回転電機 - Google Patents

車両用回転電機

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Publication number
JPS61109438A
JPS61109438A JP22925184A JP22925184A JPS61109438A JP S61109438 A JPS61109438 A JP S61109438A JP 22925184 A JP22925184 A JP 22925184A JP 22925184 A JP22925184 A JP 22925184A JP S61109438 A JPS61109438 A JP S61109438A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
cooling air
machine
frame
rotor
Prior art date
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Pending
Application number
JP22925184A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Yagi
信行 八木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP22925184A priority Critical patent/JPS61109438A/ja
Publication of JPS61109438A publication Critical patent/JPS61109438A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 この発明は主に車両用主電動機として車両の台車や車体
等に装架される通風冷却式車両用回転電機に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、VVVFインバータ1lli[lによる誘導機影
主電動機(以下中に回転電機と称する)を用いた鉄道車
両(電車等)の開発・実用化が進められて来ている。こ
の回転電機の構造を第7図により説明すると、フレーム
1の内周部にステータ鉄心2がその両端鉄心押え3.4
により保持されて固定され、そのステータ鉄心2の内周
部にステータコイル5が装着されている。こうした固定
子のフレーム1の一端側の側板1aと他端HM6とに支
持したベアリング7.8に回転子軸9が支承され、その
回転子軸9にロータ鉄心10がその両端鉄心押え11.
12により保持されて固定され、そのロータ鉄心10の
外周部に多数の0−タバ−13が埋め込まれて、その日
−タバー13の両端延出部にエンドリング1/1.15
が設【ノられて回転子が構成されている。そしてその回
転電機の回転りが回転子軸9の軸端に狼着した図示しな
いカツノ。
リングを介して駆動歯車装置に伝λられる。1、うにな
っている。
また、上記回転電機の運転111の温Ill l ’t
/を1IIlλるべく冷W空気を機内に流通さ11(冷
IJしする1、−めに、上記フレーム1の外周一端側伶
り81(に空気取入口16が形成され、上記][11転
子軸9の111(端/J寄り部にこれと一体に回転Jべ
く通風〕I7ン17h<取付られていると」ξに、子の
外周部(ル ム1の外周他端寄り部)に排風n18が形
成され″(、回転子軸9と一体に通風ファン17が回転
づることで、機内の空気を排風口18から機外に吐出づ
るようにして、一端側の空気取入口16にり冷却空気を
機内に吸引し、その冷FJI空気を機内の一端側からス
テータ鉄心2とロータ鉄心10との間の空間、及び0−
夕鉄心10とその両端鉄心抑え11.12と通風)7ン
17のボス部の一部分に日り肖通した多数の通1虱路1
9を介して矢印の如く11!I端fullに通J!11
さI、これにて機内のステータコイル5)X!l +i
  タバ 13.fノドリング14.15のンS?)J
lをtJ ’、tうよう1こしていた。
と(−ろ(・、1−′)41シた従来の通風冷部式回転
電機eは、運転1.′1の機内の[1分布が第8図に示
すよう14二/、rる。つまり第7図で示したように空
気取入れl’l I (5から取入れられた冷却空気が
機内の一端側か−)仙9μm側のIノINn 18方に
流通することにより)晶+a + ′fttノ″C該1
11腫10側に行くに従い冷却効果が低1・づることか
ら、機内の一端側から順にA。
+(、(:、 I)、 rで示1イ0置の温度分布が第
8図の如く 端側で低く他端側(排風側)に行くにつれ
高くなり、特にロータバー13においてはDの位置で温
度が高く、Jノドリング14.15はその排風側Cある
Eの位置の温度が高く、またステータニ1イル5におい
てもEの位置の温度が高くなる。
このJ:うに機内のli Jul側が^い温度勾配とな
るた    。
めに、イの排風側の最大温度上昇を考膚して回転電機の
設ム1を行なう心数があり、これにて回転電機全体が大
形化してしまう問題があった。
また、上記回転電機では機内の排風側の温度上昇が大き
くなるので、どうしても排風側のベアリング8が加熱さ
れ、その温度上昇が規定値以上に高くなって、そこに充
填しである潤滑グリースの劣化(M化、軟化等)が早ま
って潤滑寿命が短くなってしまう問題がある。特にこの
種の車両用回転電機では、保守の省力化よりも分解を要
するグリースの更新期間を出来るだけ延ばすことが強く
要望されており、ましでは誘導主電動機とする場合には
その特徴を生かすことにより従来の直流主電動機よりも
分解手入れ期間を大幅に延ばすことが要求されているこ
とから、上述の如く排風側のベアリング8の異常な温度
上病はグリースの交換時期即ち、分解時期を延ばすのに
非常にマイナスで問題である。
〔発明の目的〕
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、機内の冷却
空気取入側は勿論のこと排風側をも有効に通風冷却でき
て、機内全体の温度上昇を抑えて5一 温度勾配を少なくし、全体の小型化或いは容搦アップを
可能にすると共に、ベアリングの温度上昇を抑えて分解
回帰の延長を可能とすることができる非常に実用性大な
る車両用回転電機を提供することを目的とJる。
〔発明のm要〕
この発明の車両用回転電機は、上記目的を達成するため
に、上述した通風冷却式回転電機において、フレームの
一端より一次冷却空気を機内に取入れると共に、その−
次冷却空気排風側から別ルートで二次冷却空気を取入れ
、その二次冷却空気を排風側ベアリングの近傍を通過さ
せて更に排風側鉄心押え内周部より外周側のロータバー
及びエンドリング・ステータコイル方に通風させる通風
路を構成して、従来同様に一次冷却空気で機内を冷11
11すると同時に、その−次冷却空気では温度勾配が生
じて冷却しきれない排風側の屏温部を上記二次冷却空気
により効果的に冷却するようにしたものである。
〔発明の実施例〕
以下この発明の一実施例を第1図乃至第4図に従い説明
する。なおここで示す回転電機の基本構成は従来のもの
と略同様であるので、第7図のものと同一構成をなすも
のには同一符号を付して説明する。つまり、フレーム1
の内周部にステータコイル5を装着したステータ鉄心2
がその両端鉄心抑え3.4により保持されて固定され、
こうした固定子のフレーム1の一端側の側板に支持した
ベアリング(図示省略)と他端鏡蓋6とに支持したベア
リング8とに回転子軸9が支承され、その回転子軸9に
ロータ鉄心10がその両端鉄心抑え11.12により保
持されて固定され、そのロータ鉄心10の外周部に多数
のロータバー13が埋め込まれて、そのロータバー13
の両端延田部にエンドリング14.15が設けられて回
転子が構成されている。
また、上記フレーム1の外周一端側寄り部に空気取入口
16が形成され、上記回転子軸9の他端方寄り部にこれ
と一体に回転すべく通風ファン17が取付られていると
共に、その外周部(フレーlい1のA周他端寄り部)に
排風口18が形成されて、回転子軸9ど一体に通風ファ
ン17が回転することで、機内の空気を排風口18から
機外に吐11i ’Jる、J、うにして、図示しない車
両車体内より繋ぎグク1〜を介して一端側の空気取入口
16から冷却空気を機内に吸引し、その機内の一端側か
らステータ鉄心2とロータ鉄心10との間の空間、及び
n−全鉄心10とその両端鉄心抑え11.12ど通風1
ファン17のボス部の一部分に自り貫通しIこ多数の通
Jjlit路19を介して矢印の如く他端側に通風させ
て、該機内のステータコイル5やロータバー13.T:
ンドリング14.15の冷却を行なうJ、うに41って
いる。ここまでは上記第7図のものと同様で何等変わる
ところが無い。
ここで、本発明においては、上記通風ファン17の回転
で・フレーム1の一端側空気取入口16より機内に吸引
してステータ鉄心2とロータ鉄心10との間の空間、及
びロータ鉄心10に貫通した通11i1路19を介して
他端側に通風して排風口18からIJI ili ’J
る空気を一次冷却空気とし、その−次冷却空気だけでは
前述の如く機内に温度勾配を生じるので、それを防1に
するための二次冷却空気を導入できるようにしである。
つまり上記フレーム1の外周一部に第1通風ダクト20
が両端方向に亘り且つ一端を上記空気取入口16の側壁
に形成した開口16aに接続して設けられ、その第1通
風ダクト20の他端に連結して第2通風ダクト21が上
記フレーム1他端側のa蓋6外側面に設けられて、その
第2通風ダクト21が該鏡蓋6のベアリング8の支持部
近傍に形成した通風穴22に接続されている。なお上記
第1ダクト20は第3図に示す如くフレーム1外周上部
に位置し、その両側にずれて上記排風口18がそれぞれ
開口されている。また上記鏡蓋6の通風穴22に機内側
で連通する通風路23を構成するカバー24が、該鏡蓋
6の内面側にそのベアリング支持部に沿って斜めに中心
力に向かって設けられている。なおそのカバー24は全
周に自る構成である。更にそのカバー24により構成さ
れる通風路23の開放内端と隣接対向する1配通風ファ
ン17のボス部には、上記−次冷却空気用の多数の通風
路19とイれぞれ第2図に示す如く周り向にずれて多数
の通風穴25が形成され、且うイの8通用穴25と接続
して多数の通風穴26が上R1uロータの他端側鉄心押
え12に形成され、更に同鉄心押λ12のロータ鉄心1
0側面に上記各通)虱穴26とそれぞれ連通ずる多数の
通風溝27が形成されている。それら通Jil溝27は
第2図に示1如く周方向に等間隔を存して敢側状に配し
てそれぞれラジアル方向くロータバー13の他端側延出
部方向)に向けて扇状に拡開して開放されている。
而して、上述した構成の回転電機では、運転時に、回転
子軸9と一体に通風ファン17が回転することにより、
機内の他端側空気が排風口18より機外にII ffl
されることで、従来同様に一端側空気取入口16から直
接機内一端側に一次冷却空気が吸引され、その−次冷却
空気が図示矢印の如くステータ鉄心2とロータ鉄心10
との間の空間、及び[1−タ側に多数の通風路19を介
して他端側に通風されて、該機内のステータコイル5や
ロータバー13.エンドリング14.15の冷却を行な
うようになる。
その−次冷却空気の通風冷却と同時に、上記一端側の空
気取入口16の側壁開口16aより二次冷却空気が第1
通風ダクト20に導通され、イの第1通風ダクト20か
ら第2通風ダクト21.鏡蓋6の通風穴22を介して機
内他端側のカバー24により構成された通風路23に導
かれ、その通風路23から更に通風ファン17のボス部
の多数の通風穴25.鉄心押え12の通1@穴26を介
1゜て多数の通J!I溝27からラジアルh向に吹出4
1べく導通されて、1]−全鉄心10の他端側面と他端
側エンドリンク15との間の11− タ/<−13相7
7間部を通って、その外周のステーター1イル!)イ・
1)11から上記−次冷fil空気と−」轟に枡IN 
I−118,1、り機外に排出されるようになり、そう
した二次冷)Jl空気により上記−次冷却空気の排風側
である仙−側のベアリング8が1!蓋6のベアリング支
持部を介して冷却されると共に、他端側の鉄心押え12
及びロータバー13の他端側延出部並びに同側の1ンド
リンク15が冷却され、更にステータコイルの他端側が
冷却されるようになる。
こうしての−次冷却空気と二次冷却空気とによる冷却に
より、機内の温度分布は第4図に示す如〈従来の温度勾
配に比して小さな温度勾配となって、A、B、C,D、
E位置のうち従来温度上昇が激しかった他端側(排風側
)D、Eの位置のステータコイル5及びロータバー13
.エンドリング15の温度上昇がかなり低くなる。また
同排風側のベアリング8部の温度上昇も従来よりも大幅
に低く押えられるようになる。
イ1お、この発明の車両用回転電機は、上記実施例のみ
に限定されることなく、その他各種変更してム可である
つまり−ト配実施例では通風ファン17を有した自己通
風冷却方式としたが、第%図に示す如く通風ファンを有
さない他力通風冷却方式のものでも    。
11である。
また、上記自己通風冷却方式並びに他力通風冷却方式ど
ちらでにおいても、第儀図に示す如く、ロータ鉄心10
に貫通して一次冷却空気が通る多数の通風路19のうち
その一部の通風路19Aを二次冷却空気の通風路である
鉄心押え12の通風溝27に対して連通させて、−次冷
I41空気の一部と二次冷却空気とを通111N27内
で一1hに1/ (’ II−ツバ−13方に吹出すよ
うに通J引さl!る構成としても良く。この場合でも1
記同様(ハ冷JJI効宋が得られる。
又、上記実施例の自己油展1冷7J! h+1.にJ3
いて一次及び二次冷却空気を車両中体内から繋ぎグクト
を介して取入れるようにしたが、空気取入r−116に
空気濾過器(図示せず)を設けて、外気をその空気濾過
器により清浄化して機内に取入れる構成としても良い。
更には、上記実施例において共通の空気取入[116か
ら一次冷却空気と二次冷却空気との取入れを行なうよう
にしたが、上記空気取入口16と別に専用の二次冷却空
気取入口を設けて、−次と二次との冷却空気を別々に取
入れるように構成しても可であり、又比較的外気の使用
環境が良く汚染が少ない場合には、固定子排風側の鏡蓋
等に外気取入口を形成して直接外気を二次冷却空気とし
て導入する構成どしても良い。
〔発明の効果〕
この発明は上述した如くなしたから、機内の一端冷却空
気取入側は勿論のことその反対の排風側を書)有効に通
用冷却できて、機内全体の温度上昇を抑えて温度勾配を
少なくでき、全体の小型化或いC11容間アップを可能
にすると共に、ベアリングの温度上昇を抑えてグリース
の潤滑寿命を延ばし、分解手入れ期間の延長を可能とす
ることができるなど、小型・軽量及びメンテナンスフリ
化が要求される車両用回転電機として非常に実用性大な
るものどなる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図はこの発明の一実施例を示すbので、
第1図は断面図、第2図は第1図の■−■線に沿う断面
図、第3図は第2図のI[[−11I線に沿う断面図、
第4図は従来との比較で示す機内の温度分布図、第5図
はこの発明の他の実1iIAl!IIIを小づ断面図、
第6図は更にこの発明の他の実施例を示す断面図、第7
図は従来例を小り…i向図、第33図は従来の機内の渇
If ’t>布図ひある。。 1・・・ル−ム、2・・・スーr  I)鉄’l’昌J
)”’スlタコイル、7.8・・・ベア7リング、1〕
・・・同転1′軸。 10・・・ロータ鉄心、11.12・・・鉄心即A、1
:1・・・ロータバー、14.15・・・[ンドリング
、1 (i・・・空気取入口、17・・・通風−〕j・
ン、1B・・・ill 14111.20.21,22
.2.i、2!i、26.2−/・・・次冷)Jl空気
通風路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第3図 第5図 第4図 イtLR 第6図 Knln・・ 4 i −7]イノV

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. フレームの内周面にステータコイルを装着したステータ
    鉄心を設けて固定子を構成し、その固定子両端に支持さ
    れたベアリングにより回転子軸を支持し、その回転子軸
    にロータ鉄心を設けると共に、そのロータ鉄心の外周に
    ロータバー及びエンドリングを設けて回転子を構成し、
    且つ上記フレームの一端側より機内他端側に向けて冷却
    空気を流通させて前記機内の冷却を行なう通風冷却式車
    両用回転電機において、上記フレーム一端側から機内に
    取入れ冷却空気を一次冷却空気とし、それと同時にフレ
    ーム他端側から機内に二次冷却空気を取入れて上記一次
    冷却空気の排風側である他端側ベアリングの近傍を通過
    させて更に同他端側鉄心押え内周部より外周側のロータ
    バー及びエンドリング・ステータコイル方に通風させる
    二次冷却空気通風路を構成したことを特徴とする車両用
    回転電機。
JP22925184A 1984-10-31 1984-10-31 車両用回転電機 Pending JPS61109438A (ja)

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Cited By (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011223804A (ja) * 2010-04-13 2011-11-04 Sinfonia Technology Co Ltd 回転装置
CN103259367A (zh) * 2013-05-14 2013-08-21 中电电机股份有限公司 单风路电机冷却轴承结构
CN105576879A (zh) * 2014-10-16 2016-05-11 博世汽车部件(长沙)有限公司 电机后端盖及电机
JP2021072714A (ja) * 2019-10-31 2021-05-06 株式会社日立インダストリアルプロダクツ 回転電機、及び回転電機システム

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