JPWO2013084695A1 - 車両用電動機 - Google Patents

Abstract

回転子（２）に対する軸線（ＡＸ１）方向一端側に回転子（２）と一体回転可能なファン（３）が設けられ、固定子（４）を収容する固定子枠（５）の軸線（ＡＸ１）方向一端側にはファン（３）を収容するブラケット（６）が接合され、ブラケット（６）には、外部からファン（３）に向かって空気を導入するための外気導入口（６ａ）と、ファン（３）の外周側に導かれた空気中の塵埃を外部に排出するための塵埃排出口（６ｂ）とが設けられた車両用電動機（１）において、ブラケット（６）には、固定子枠（５）の内周面（５ａ）よりも半径方向外周側に膨らんだ内周面（６ｄ）を有する拡大部（６ｅ）が設けられ、塵埃排出口（６ｂ）の少なくとも一部が拡大部（６ｅ）の内周面（６ｄ）に開口している。

Description

本発明は、空気に含まれる塵埃を除去可能な構成を備えた車両用電動機に関する。

空気を取り込んで冷却風として利用することで内部を冷却する電動機が知られている。このような電動機として、電動機の内部に冷却風を送り込んで固定子や回転子を冷却する開放型電動機（例えば特許文献１参照）や、固定子と回転子とを密閉し、その外側から冷却風をあてて冷却する密閉型電動機（例えば特許文献２参照）が知られている。

特開２００１−９５２０４号公報 特開平９−４６９７１号公報

開放型電動機は内部に冷却風を導入するため、冷却風とともに塵埃が進入するおそれがあり清掃の必要が生じる。このため、上述の特許文献１では、冷却ファンの外周側のブラケットに排出口を設け、塵埃を排出している。しかしながら、空気から塵埃を分離する際に冷却ファンによって発生する遠心力が小さいと、塵埃が十分に除去されないおそれがある。また、密閉型電動機においても、冷却風の通路に塵埃が堆積するおそれがある。

そこで、本発明は空気から塵埃を十分に除去可能な車両用電動機を提供することを目的とする。

本発明の車両用電動機は、回転子に対する軸線方向一端側に該回転子と一体回転可能なファンが設けられ、固定子を収容する固定子枠の前記軸線方向一端側には前記ファンを収容するファンケースが接合され、前記ファンケースには、外部から前記ファンに向かって空気を導入するための外気導入口と、前記ファンの外周側に導かれた空気中の塵埃を外部に排出するための塵埃排出口とが設けられた車両用電動機において、前記ファンケースには、前記固定子枠の内周面よりも半径方向外周側に膨らんだ内周面を有する拡大部が設けられ、前記塵埃排出口の少なくとも一部が前記拡大部の内周面に開口していることにより上記課題を解決する。

本発明の車両用電動機によれば、ファンの回転により外気導入口から導入された空気には、遠心力が作用して塵埃排出口から空気に含まれる塵埃が排出される。ファンケースに形成された拡大部にて空気に遠心力が作用するが、この拡大部の内周面が固定子枠の内周面よりも半径方向外周側に膨らんでいるので、拡大部内の空気には、より大きい遠心力が作用する。これにより、空気中に含まれる塵埃を確実に除去できる。

本発明の車両用電動機の一態様において、前記ファンケースには、前記固定子枠に対して前記軸線方向に突き合わせて接合される接合部が設けられ、前記接合部は前記拡大部の内周面よりも半径方向中心側に突出し、それにより前記ファンケースには前記拡大部の内周面から前記接合部に向かって内径が漸次減少する縮径部が設けられていてもよい。これによれば、ファンケースと固定子枠とが接合部にて接合され、空気は、ファンケースの拡大部から縮径部を介して固定子枠内へと流入する。遠心力の作用を受ける空気は、縮径部にて囲われるので、塵埃を含む空気に対して十分に遠心力を作用させ、塵埃排出口から塵埃を排出することができる。

本発明の車両用電動機の一態様において、前記接合部は、前記固定子枠の内周面よりも半径方向中心側に突出していてもよい。これによれば、接合部の突出する部分が、電動機内部に流入する空気の妨げとなる。十分に塵埃を除去しきれていない空気の流入を防ぐことができる。また、この接合部の突出する部分と縮径部によりファンの回転によって遠心力が作用する空気を十分に囲うことができ、塵埃を排出することができる。

本発明の車両用電動機の一態様において、前記固定子枠内には、前記ファンにより導かれた空気が流入する冷却通路が前記固定子の外周側に形成され、前記拡大部の内周面が、前記冷却通路よりも半径方向外周側に膨らんでいてもよい。これによれば、冷却通路にファンから空気が流れ込み、固定子や回転子を冷却できる。拡大部は冷却通路よりも半径方向外周側に膨らんでいるので、空気に含まれる塵埃を十分に除去できる。

冷却通路が設けられた態様において、前記固定子には、空気が流入可能な風穴が設けられ、前記風穴が、前記冷却通路の少なくとも一部として設けられていてもよい。これによれば、固定子に風穴が設けられているので、塵埃が電動機内部へ入り込むことを防ぎつつ、固定子や回転子を冷却することができる。

固定子に風穴が設けられた態様において、前記固定子枠には、前記風穴との段差を減少させるリングが設けられていてもよい。これによれば、リングを設けることで風穴との間の段差が減少し、空気の淀みを防いで効率的に空気を流すことができる。

以上、説明したように、本発明の車両用電動機においては、ファンの回転により外気導入口から導入された空気には、遠心力が作用して塵埃排出口から空気に含まれる塵埃が排出される。ファンケースに形成された拡大部にて空気に遠心力が作用するが、この拡大部の内周面が固定子枠の内周面よりも半径方向外周側に膨らんでいるので、拡大部内の空気には、より大きい遠心力が作用する。これにより、空気中に含まれる塵埃を確実に除去できる。

本発明の一形態に係る車両用電動機の要部断面図。 本発明の変形例に係る車両用電動機の要部断面図。

図１は、本発明の一形態に係る車両用電動機の要部断面図である。図１において車両用電動機１は、回転子２の回転子軸２ａの軸線ＡＸ１方向で分けられた半分を示している。車両用電動機１は、回転子２と、軸線ＡＸ１方向一端側に設けられて回転子２と一体回転が可能なファン３と、回転子２の外部に配置される固定子４と、固定子４を収容する固定子枠５と、軸線ＡＸ１方向一端側で固定子枠５と接合されてファン３を収容するファンケースとしてのブラケット６とを備えている。固定子４の外周側には、ファン３により導入された空気を通す風穴４ａが設けられている。車両用電動機１は、ファン３により導入される空気が風穴４ａを通り、回転子２や固定子４が設けられている電動機内部へは流入しないように構成された密閉型電動機の一類型（全閉外扇型電動機）である。

ブラケット６には、外部からファン３に向かって空気を導入するための外気導入口６ａと、ファン３の外周側に導かれた空気中の塵埃を外部に排出するための塵埃排出口６ｂとが設けられている。また、ブラケット６には、固定子枠５に対して軸線ＡＸ１方向に突き合わせて接合される接合部６ｃと、固定子枠５の内周面５ａよりも半径方向外周側に膨らんだ内周面６ｄを有する拡大部６ｅとが設けられている。塵埃排出口６ｂは、この拡大部６ｅの内周面６ｄに設けられている。

接合部６ｃは、ブラケット６の拡大部６ｅの内周面６ｄよりも半径方向中心側に突出している。このため、ブラケット６には、拡大部６ｅの内周面６ｄから接合部６ｃに向かって内径が漸次減少する縮径部６ｆが設けられている。ブラケット６には、接合部６ｃの固定子枠５との接合面を半径方向中心側へ延ばし、半径方向中心側に突出する突出部６ｇが設けられている。突出部６ｇの一部が、縮径部６ｆで構成されていてもよい。接合部６ｃにてブラケット６と固定子枠５とが連結される。固定子枠５内には、ファン３により導かれた空気が流入する冷却通路７が、固定子４の外周側に形成される。本形態においては、固定子４の風穴４ａが、冷却通路７の一部として設けられている。冷却通路７は、風穴４ａを介して拡大部６ｅと、流入した空気を排出する排出口８とを接続する。これにより、外気導入口６ａから導入された空気が冷却通路７を流れ、排出口８から排出される。固定子枠５の内周面５ａには、風穴４ａの内周面との段差を減少させるリング９が設けられている。拡大部６ｅの内周面６ｄは、冷却通路７よりも半径方向外周側に膨らんでいる。

車両用電動機１の作用を説明する。ファン３が回転すると、外気導入口６ａから導入された空気が、冷却通路７に流れ込む。これにより、固定子４や回転子２が冷却される。空気に含まれる塵埃は、ファン３の回転による遠心力の作用によって半径方向外周側の力を受ける。拡大部６ｅの内周面６ｄは、固定子枠５の内周面５ａよりも半径方向外周側に膨らんでいるので、塵埃はより大きい遠心力を受けて内周面５ａの塵埃排出口６ｂから排出される。ブラケット６は、固定子枠５に対し接合部６ｃで接合され、接合部６ｃは、拡大部６ｅの内周面６ｄよりも半径方向中心側に突出している。半径方向で接合する接合部６ｃを利用して内周面６ｄを半径方向外周側へ膨らませて、塵埃に作用する遠心力を大きくすることができる。一方、ブラケット６には、縮径部６ｆ及び突出部６ｇが形成されているので、遠心力の作用を受ける空気は縮径部６ｆ及び突出部６ｇで囲われ、拡大部６ｅにて塵埃を含む空気に遠心力が十分に作用した後に冷却通路７に空気が流れる。これにより、空気中に含まれる塵埃を確実に除去し、風穴４ａに流入する空気に塵埃が含まれることを防止することができる。また、冷却通路７にリング９を設けることで冷却通路７を形成する固定子枠５と風穴４ａとの間に存在する段差をなくし、冷却通路７を形成する形成面を滑らかにして効率的に空気を通すことができる。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本形態では、密閉型電動機で説明したがこれに限られず、開放型電動機にも適用できる。図２は、本発明の変形例に係る車両用電動機１Ａの要部断面図である。車両用電動機１Ａは、回転子２及び固定子４が設置される電動機内部に空気を送り込む開放型電動機である。図１と同様、車両用電動機１Ａは、軸線ＡＸ２方向で分けられた半分を示している。なお、上述した車両用電動機１と同様の構成の部材には、同様の参照符号を付して説明を省略する。車両用電動機１Ａには、回転子２と、軸線ＡＸ１方向一端側に設けられて回転子２と一体回転が可能なファン３と、回転子２の外部に配置される固定子４と、固定子４を収容する固定子枠５と、軸線ＡＸ２方向一端側で固定子枠５と接合されてファン３を収容するブラケット６とを備えている。車両用電動機１Ａには、固定子４に風穴４ａが設けられておらず、冷却通路７が存在しない。ファン３で回転された空気は、突出部６ｇを越えると電動機内部へ流入し、回転子２や固定子４を冷却する。電動機内部に流入した空気は、排出口８ａから排出される。この場合においても、拡大部６ｅが固定子枠５の内周面５ａよりも半径方向外周側に膨らんでいるので、空気に含まれる塵埃により大きい遠心力が作用して確実に排出することができる。このように、様々な種類の密閉型電動機や開放型電動機に対して本発明を適用することができる。

上述した形態では、風穴４ａが冷却通路７の一部として設けられているとして説明したが、これに限定されない。例えば、冷却通路７の全てが風穴４ａで形成されていてもよい。つまり、風穴４ａが冷却通路７の少なくとも一部として設けられていればよい。また、冷却通路７の少なくとも一部として固定子４の風穴４ａが設けられていなくともよい。例えば、固定子枠５に風穴が設けられて、冷却通路７の少なくとも一部を形成するようにしてもよいし、固定子枠５と固定子４の外周面との間に冷却通路７を形成するようにしてもよい。また、固定子枠５と固定子４との間に冷却通路７を形成する別部品を設けるようにしてもよい。冷却通路７の構成は、固定子４や固定子枠５、ブラケット６の形状に応じて適宜の変更が可能である。

Claims (6)

1. 回転子に対する軸線方向一端側に該回転子と一体回転可能なファンが設けられ、固定子を収容する固定子枠の前記軸線方向一端側には前記ファンを収容するファンケースが接合され、前記ファンケースには、外部から前記ファンに向かって空気を導入するための外気導入口と、前記ファンの外周側に導かれた空気中の塵埃を外部に排出するための塵埃排出口とが設けられた車両用電動機において、
   前記ファンケースには、前記固定子枠の内周面よりも半径方向外周側に膨らんだ内周面を有する拡大部が設けられ、前記塵埃排出口の少なくとも一部が前記拡大部の内周面に開口している車両用電動機。
2. 前記ファンケースには、前記固定子枠に対して前記軸線方向に突き合わせて接合される接合部が設けられ、前記接合部は前記拡大部の内周面よりも半径方向中心側に突出し、それにより前記ファンケースには前記拡大部の内周面から前記接合部に向かって内径が漸次減少する縮径部が設けられている請求項１の車両用電動機。
3. 前記接合部は、前記固定子枠の内周面よりも半径方向中心側に突出している請求項２の車両用電動機。
4. 前記固定子枠内には、前記ファンにより導かれた空気が流入する冷却通路が前記固定子の外周側に形成され、前記拡大部の内周面が、前記冷却通路よりも半径方向外周側に膨らんでいる請求項１〜３のいずれか一項の車両用電動機。
5. 前記固定子には、空気が流入可能な風穴が設けられ、前記風穴が、前記冷却通路の少なくとも一部として設けられている請求項４の車両用電動機。
6. 前記固定子枠には、前記風穴との段差を減少させるリングが設けられている請求項５の車両用電動機。

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