(57)【要約】【課題】機体内を効率よく冷却することがでいるとともに騒音を低減可能な全閉型回転電動機を提供する。【解決手段】回転電動機は、ステータ鉄心１と、ステータ鉄心の軸方向両端側に固定された第１ブラケット８，９および第２ブラケット１２、１３を有し密閉されたケースと、ステータ鉄心の一端側で第１ブラケットに取付けられた第１軸受７と、ステータ鉄心の他端側で第２ブラケットに取付けられた第２軸受１１と、第１および第２軸受により回転自在に支持され、ケース内を延びた回転軸４と、回転軸に取付けられ前記ステータ鉄心の内周側に設けられたロータ鉄心２と、第１軸受とロータ鉄心との間で回転軸に取付けられ、回転軸と一体に回転自在な通風ファン５と、第１軸受の近傍で第１ブラケットに形成された吸気口８ａと、通風ファンの回転により、吸気口から吸気された外気を第１軸受側から第２軸受側に導く外気流通路１５と、を備えている。【選択図】    図２
2010098791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ鉄心と、
前記ステータ鉄心の軸方向一端側に固定された第１ブラケットおよび前記ステータ鉄心の軸方向他端側に固定された第２ブラケットを有し、密閉されたケースと、
前記ステータ鉄心の一端側で前記第１ブラケットに取付けられた第１軸受と、
前記ステータ鉄心の他端側で前記第２ブラケットに取付けられた第２軸受と、
前記第１軸受および第２軸受により回転自在に支持され、前記ケース内を延びた回転軸と、
前記回転軸に取付けられ前記ステータ鉄心の内周側に設けられたロータ鉄心と、
前記第１軸受と前記ロータ鉄心との間で前記回転軸に取付けられ、前記回転軸と一体に回転自在な通風ファンと、
前記第１軸受の近傍で前記第１ブラケットに形成された吸気口と、
前記通風ファンの回転により、前記吸気口から吸気された外気を前記第１軸受側から前記第２軸受側に導く外気流通路と、
を備えた全閉型回転電動機。
【請求項２】
前記第１ブラケットから前記ステータ鉄心の外側および前記第２ブラケットの外側を通って前記第２軸受の近傍まで延び、前記外気流通路を形成した通風ダクトを備えている請求項１に記載の全閉型回転電動機。
【請求項３】
前記外気流通路から分岐し、前記ステータ鉄心内を通って前記ステータ鉄心の一端側から他端側まで延びた第２外気流通路を有している請求項２に記載の全閉回転電動機。
【請求項４】
前記ステータ鉄心から前記第２ブラケットの外側を通って前記第２軸受の近傍まで延びた通風ダクトを備え、
前記外気流通路は、前記吸気口から前記第１ブラケット内を通って延びる通風路、前記ステータ鉄心内を貫通して延びる通風孔、および前記通風ダクトにより形成されている請求項１に記載の全閉型回転電動機。
【請求項５】
前記ステータ鉄心の外周側に設けられた熱交換器と、
前記第１ブラケットから前記熱交換器を通って前記第２ブラケットまで延び、前記通風ファンの回転により、前記ケース内の空気を前記熱交換器を通して循環する内気循環流路と、を備えている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の全閉型回転電動機。
【請求項６】
前記熱交換器は、前記ステータ鉄心の一部により構成された放熱フィンを有している請求項５に記載の全閉型回転電動機。
【請求項７】
前記第１ブラケットから前記熱交換器まで延びた第１連通ダクトと、前記熱交換器から第２ブラケットまで延びた第２連通ダクトと、前記熱交換器を通って延びた第３連通ダクトと、を有し、前記内気循環流路は、前記第１連通ダクト、第２連通ダクト、および第３連通ダクトにより形成されている請求項６に記載の全閉型回転電動機。
【請求項８】
前記通風ファンは、前記回転軸に固定された円盤状の主板と、前記主板の前記外気流通路側の壁面に設けられた複数の第１羽根と、前記主板の機内側の壁面に設けられた複数の第２羽根とを有している請求項１ないし７のいずれか１項に記載の全閉型回転電動機。
【請求項９】
前記第２軸受と前記ロータ鉄心との間で前記回転軸に取付けられ、前記ケース内と前記外気流通路とを仕切った仕切り板を備えている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の全閉型回転電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電動機に関し、特に、機体内に通風ファンが配設された全閉型の回転電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鉄道車両用の駆動装置は、車輪の近傍で台車内にそれぞれ設置された主電動機と、これらの主電動機を駆動する制御装置と、を備えている。主電動機の出力軸はギア列を介して車輪に接続され、車輪を駆動する。
【０００３】
近年、磁石の高性能化や磁束密度を向上させる技術の進歩により、主電動機として永久磁石同期回転電動機が適用されるようになってきた。例えば、インナーロータ型の回転電動機は、一般に、回転軸に取り付けられた円筒形状のロータ鉄心と、ロータ鉄心の外側に配設されたステータ鉄心と、を備えている。ステータ鉄心は、回転軸の両端部を覆ったブラケットに固定されている。また、回転軸の両端部は、それぞれブラケットに設けられた軸受により回転自在に支持されている。軸受の潤滑にはグリースが用いられている。
【０００４】
鉄道車両用の回転電動機は台車に搭載されているため、様々な外部環境により、粉塵、雨、雪など外部からの異物に曝される場合が少なくない。そのため、回転電動機は、分解を伴う定期的なメインテナンスが必要となり、外部からの異物により汚損した機内の清掃が推奨されている。
【０００５】
その一方、メインテナンス周期の延長、即ち、省メインテナンス性の高い回転電動機のニーズが高まっている。このようなニーズを満たすため、外部からの異物の侵入を防ぐ全閉型の回転電動機が提案されている（例えば、特許文献１）。このような密閉型の回転電動機は外部からの異物の侵入を防ぐことができ、メインテナンス周期の延長を図ることが可能となる。
【０００６】
この全閉型の回転電動機は、回転軸の駆動側端部および反駆動側端部にそれぞれ取り付けられた２つの通風ファンを有し、これらの通風ファンは、ブラケットの内側、つまり、機体内に設けられている。これらの通風ファンにより機体外から取り込こんだ冷却風を用いて両軸受を冷却し、同時に、冷却風を機体外側面に沿って放出し、ステータコイル及びロータバーによって発熱した電動機内を冷却する。また、一方の通風ファンの機内側に設置された羽根より、機内空気を循環流通させることにより、電動機内及び軸受の発熱を抑えている。このような全閉型の回転電動機は、塵埃などを機内に取り込みにくく、省メインテナンスで長期間の使用が可能である。
【特許文献１】特開２００６−２５５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した全閉型回転電動機においては、軸受および電動機内の温度上昇を軽減する効果は期待できるが、回転軸の両端部に設けられた通風ファンによる風切音や、発生した風がブラケット外周面に設けたられた冷却フィンに当たるビード音などが、騒音となって発生してしまう。また、反駆動側端に設けられた通風ファンの羽根は、電動機の構成上、大型化できない。そのため、反駆動側端の軸受部は十分に冷却されず、駆動端側の軸受部よりも温度上昇が著しく、期待した冷却効果が得られていない。
【０００８】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、機体内を効率よく冷却することができるとともに騒音を低減可能な全閉型回転電動機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の態様に係る全閉型回転電動機は、ステータ鉄心と、前記ステータ鉄心の軸方向一端側に固定された第１ブラケットおよび前記ステータ鉄心の軸方向他端側に固定された第２ブラケットを有し密閉されたケースと、前記ステータ鉄心の一端側で前記第１ブラケットに取付けられた第１軸受と、前記ステータ鉄心の他端側で前記第２ブラケットに取付けられた第２軸受と、前記第１軸受および第２軸受により回転自在に支持され、前記ケース内を延びた回転軸と、前記回転軸に取付けられ前記ステータ鉄心の内周側に設けられたロータ鉄心と、前記第１軸受と前記ロータ鉄心との間で前記回転軸に取付けられ、前記回転軸と一体に回転自在な通風ファンと、前記第１軸受の近傍で前記第１ブラケットに形成された吸気口と、前記通風ファンの回転により、前記吸気口から吸気された外気を前記第１軸受側から前記第２軸受側に導く外気流通路と、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の形態によれば、機体内を効率よく冷却することができるとともに騒音を低減可能な全閉型回転電動機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る全閉型回転電動機について詳細に説明する。
【００１２】
始めに、回転電動機を備えた鉄道車両について説明する。図７は鉄道車両を概略的に示している。この鉄道車両は、それぞれ車輪５０が設けられた一対の台車フレーム５２と、台車フレーム上に空気ばね５４を介して支持された車両５５と、を備えている。各台車フレーム５２上で車輪５０の近傍には主電動機として機能する回転電動機１０が載置されている。回転電動機１０は、図示しないカップリングおよびギアボックスを介して回転力を車輪５０に伝達できるように接続されている。車輪５０はレール５１上に載置されている。車輪５０、台車フレーム５２、空気ばね５４で構成される構造を総称して台車と呼ぶ。
【００１３】
車両５５の天井側にはパンタグラフ５７が設けられ、このパンダグラフは架線５８と接触している。架線５８からパンタグラフ５７に供給された電力は、図示しない制御装置に供給される。電力は制御装置により直流から交流に変換され、図示しない配線を通して、各回転電動機１０に供給される。回転電動機１０は供給された電力により稼動し、カップリングおよびギアボックスを介して車輪５０を回転させる。これにより、車両５５はレール５１上を走行する。
【００１４】
次に、この発明の実施形態に係る全閉型の回転電動機について説明する。  
図１は、第１の実施形態に係る全閉型の回転電動機１０の正面図、図２は、図１の線Ｏ−Ａに沿った回転電動機の断面図、図３は、図１の線Ｏ−Ｂに沿った回転電動機の断面図である。
【００１５】
図１および図２に示すように、全閉型の回転電動機１０は、円筒状のステータ鉄心１と、ステータ鉄心１の両端面に固定された環状の一対の鉄心押さえ３ａ、３ｂと、を有している。ステータ鉄心１の駆動端側に位置した鉄心押さえ３ａには、第１外周ブラケット９が取り付けられている。第１外周ブラケット９は２重構造に形成され、その内部に通風路９ｆが構成されている。第１外周ブラケット９の内周側には、第１内周ブラケット８がボルトにて締結されている。第１内周ブラケット８の中央部に、第１軸受７が内蔵されている。第１外周ブラケット９および第１内周ブラケット８は、この発明における第１ブラケットを構成している。
【００１６】
ステータ鉄心１の反駆動端側に位置した鉄心押さえ３ｂには、第２外周ブラケット１３が取り付けられている。第２外周ブラケット１３の内周側には、第２内周ブラケット（ハウジング）１２がボルトにて締結されている。第２内周ブラケット１２の中央部に、第２軸受１１が内蔵されている。これらステータ鉄心１、第１外周ブラケット９、第１内周ブラケット８、第２外周ブラケット１３、第２内周ブラケット１２により、内部が密閉された機体が構成されている。第２外周ブラケット１３および第２内周ブラケット１２は、この発明における第２ブラケットを構成している。
【００１７】
ステータ鉄心１は、磁性材、例えば、珪素鋼板からなる環状の金属板を多数枚積層して構成されている。ステータ鉄心１の内周部には、それぞれ軸方向に延びた複数のスロットが形成され、これらのスロットにステータコイル１７が埋め込まれている。ステータコイル１７のコイルエンドはステータ鉄心１の両端面から軸方向に張り出している。ステータ鉄心１の外周部および鉄心押さえ３ａ、３ｂには、複数の通風孔１ａが形成されている。各通風孔１ａは、ステータ鉄心１の外周部および鉄心押さえ３ａ、３ｂを貫通して、ステータ鉄心１の軸方向に沿って延びている。ステータ鉄心１およびステータコイル１７によりステータが構成されている。
【００１８】
ステータ鉄心１の内径側には、隙間を置いて、円柱形状のロータ鉄心２が同軸的に配置されている。ロータ鉄心２の中心部には回転軸４が取り付けられ、その両端部は第１軸受７および第２軸受１１によって回転自在に支持されている。これにより、回転軸４は、ケース内に同軸的に延在している。回転軸４の駆動側端部４ａは機外に延出し、この部分に駆動歯車装置を接続するための継手が取り付けられる。
【００１９】
ロータ鉄心２は、磁性材、例えば、珪素鋼板からなる環状の金属板を多数枚積層して構成されている。ロータ鉄心２は、回転軸４に取り付けられた一対の鉄心押え２ａ、２ｂにより、軸方向両側面から挟まれるように支持されている。鉄心押え板２ａ、２ｂは、環状に形成され、その外径は、ロータ鉄心２の外径よりも僅かに小さく形成されている。
【００２０】
ロータ鉄心２の外周部には、それぞれ軸方向に延びる複数の溝が形成され、各溝には、ロータバー６が埋め込まれている。ロータバー６の両端部はロータ鉄心２から張出し、その張出部分をエンドリングで一体に接続して誘導電動機のかご形ロータを形成している。ロータ鉄心２の内周部および鉄心押さえ２ａ、２ｂには、それぞれロータ鉄心２の軸方向に貫通した複数の通風孔２ｃが形成されている。  
ステータコイル１７に通電することにより、ロータ鉄心２が誘導されて回転し、回転軸４がロータ鉄心２と一体に回転される。
【００２１】
駆動端側の第１軸受７とロータ鉄心２との間で回転軸４に通風ファン５が取付けられ、回転軸４と一体に回転自在となっている。通風ファン５は、第１内周ブラケット８の内面に沿って湾曲した円盤状の主板５ｄを有し、この主板５ｄの外周縁部と第１外周ブラケット９の機内側の張出部の内周部とは、円周状の微小間隙を置いて、互いに係合している。この円周状の微小間隙部は、互いに凹凸形状として二段構造に形成されている。
【００２２】
主板５ｄの機外側の壁面には複数枚の送風用の第１羽根５ａが放射状に設けられている。主板５ｄの機内側、つまり、ステータ鉄心側の壁面には複数枚の送風用の第２羽根５ｂが放射状に設けられ、更に、第２羽根の延出端に環状の側板５ｃが固定され、主板５ｄと隙間を置いて対向している。
【００２３】
第１内周ブラケット８の壁面には複数個の円弧状の吸気口８ａが形成され、円周方向に間隔を置いて並んでいる。吸気口８ａは、第１内周ブラケット８の内面と通風ファン５との間に規定された空間に開口し、この空間は、第１外周ブラケット９内の通風路９ｆに連通している。第１外周ブラケット９には、複数の通気孔９ａが形成され、通風路９ｆは、これらの通気孔９ａを介して、ステータ鉄心１の通風孔１ａに連通している。
【００２４】
反駆動端側の第２軸受１１とロータ鉄心２との間で回転軸４に円盤状の仕切り板１８が取付けられ、回転軸４と一体に回転自在となっている。仕切り板１８の外周縁部と第２外周ブラケット１３の機内側の張出部の内周部とは、円周状の微小間隙を置いて、互いに係合している。この円周状の微小間隙部は、互いに凹凸形状として二段構造に形成されている。そして、仕切り板１８と第２内周ブラケット１２との間に、機内と仕切られた通風路１２ａが規定されている。
【００２５】
第２内周ブラケット１２には複数個の通気孔１３ｃおよび複数個の通気孔１３ｄが形成され、通風路１２ａに連通している。通気孔１３ｄは外気に開放し、通気孔１３ｃは、後述する通風ダクトに連通している。また、第２外周ブラケット１３の外周縁部には複数の排気孔１３ａが形成され、外気に開放している。排気孔１３ａは、第２外周ブラケット１３の円周方向に沿って互いに離間して配置され、それぞれステータ鉄心１および鉄心押さえ３ｂに形成された通風孔１ａに連通している。
【００２６】
図１および図２に示すように、第１外周ブラケット９から、ステータ鉄心１の外側および第２外周ブラケット１３の外側を通って、通気孔１３ｃまで延びた通風ダクト１６が設けられている。通風ダクト１６は外気流通路１５を形成している。この外気流通路１５の一端は、第１外周ブラケット９に形成された開口９ｄを通して通風路９ｆに連通し、他端は、複数、例えば、２つの通気孔１３ｃを介して第２軸受１１側の通風路１２ａに連通している。
【００２７】
図１および図３に示すように、回転電動機１０は、ステータ鉄心１の外周部に形成された熱交換器（放熱器）１４を備えている。熱交換器１４は複数の放熱フィン１４ａを有し、これらの放熱フィン１４ａは、ステータ鉄心１を構成している金属板の一部を外周側に延出することより形成されている。
【００２８】
回転電動機１０は、ケース内の空気を熱交換器１４を通して循環する内気循環流路２０を有している。この内気循環流路２０は、第１外周ブラケット９から熱交換器１４まで延びた第１連通ダクト２１、熱交換器１４から第２外周ブラケット１３まで延びた第２連通ダクト２２、および熱交換器１４内を貫通して延びる第３連通ダクト２３により形成されている。
【００２９】
通風ファン５の第２羽根５ｂの外周側には、第１外周ブラケット９と一体のふさぎ板９ｂが設けられ、通風ファンの第２羽根５ｂの全周を覆っている。このふさぎ板９ｂの一部に開口９ｃが形成されている。第１連通ダクト２１によって形成された内気循環流路の一端は、開口９ｃに連通している。第１連通ダクト２１の他端は第３連通ダクト２３に連通している。第２連通ダクト２２の一端は、第３連通ダクト２３に連通し、他端は、第２外周ブラケット１３に形成された開口１３ｅを通して、機内に連通している。
【００３０】
上記のように構成された回転電動機１０において、ケースの外面には、回転電動機１０を台車フレーム５２に取り付けるための複数の台座、および他の機器と接続するための取付け座が設けられている。
【００３１】
次に、上記のように構成された第１の実施形態に係る全閉型回転電動機１０の動作及び効果について以下に説明する。  
運転時には、回転電動機１０はステータコイル１７およびロータバー６が発熱し、この熱が電動機内各部に伝達し、温度上昇する。また、回転電動機１０の駆動側端に設けられた通風ファン５が回転軸４と一体に回転する。図１および図２に示すように、通風ファン５が回転すると、第１内周ブラケット８側に設けられた第１羽根５ａの吐き出し作用により、外気が第１内周ブラケット８に設けられた吸気口８ａからケース内、ここでは、通風路９ｆ内に流入する。流入した外気、つまり、冷却風は、通風ファン５および第１内周ブラケット８を介して第１軸受７を冷却する。冷却風の一部は、通風路９ｆから開口９ｄを通って外気流通路１５内に流入し、この外気流通路１５を流れた後、通気孔１３ｃから第２内周ブラケット１２と仕切り板１８との間の通風路１２ａに流入する。冷却風は第２内周ブラケット１２、仕切り板１８、および第２軸受１１を冷却した後、矢印ｃで示すように、通気孔１３ｄから機外に排気される。
【００３２】
このように、第１および第２内周ブラケット８、１２は、吸気口８ａから導入された外気により冷却され、内蔵した第１および第２軸受７、１１の温度が低下する。また、回転軸４より第１および第２軸受７、１１に伝達される熱は、通風ファン５が放熱体の働きすることから、この部分で伝熱が阻止され、第１および第２軸受７、１１の温度を低下させる。このように、第１および第２軸受７、１１の温度が低下することにより、潤滑グリースの寿命が延び、保守のための分解手入れ周期を延長することができる。そのため、保守の省力化を図ることが可能となる。
【００３３】
また、通風ファン５により通風路９ｆに送られた冷却風の他の部分は、通気孔９ａからステータ鉄心１に形成された通風孔１ａに流入し、この通風孔１ａを流れた後、排気孔１３ａから機外に排気される。これにより、ステータコイル５の発熱は、ステータ鉄心１を介して通風孔１ａの内周面から冷却風に放熱され、ステータ鉄心１およびステータコイル１７が冷却される。このように、通気孔９ａ、通風孔１ａは、外気流通路１５から分岐して外気を流す第２外気流通路を構成している。
【００３４】
一方、通風ファン５が回転することにより、機内側に設けられた第２羽根５ｂにより、機内空気（内気）は機内空間を循環流通する。すなわち、図３に示すように、内気は、第２羽根５ｂにより通風ファン５の外周側に吹き出され、開口９ｃから内気循環流路２０に送られ、この内気循環流路２０を流通した後、通気孔１３ｃから反駆動側の機内空間に流入する。内気循環流路２０を流れる間、内気は熱交換器１４内を流れ、内気の熱は多数の放熱フィン１４ａにより外気に放出される。これにより、流通する内気は冷却された後に機内へ送られる。
【００３５】
冷却された内気は、機内において、ロータ鉄心２に設けられた通風孔２ｃ、ステータ鉄心１とロータ鉄心２との隙間を通って流れ、ロータバー６やステータコイル１７の発熱によって熱を帯びた機内を冷却した後、通風ファン５の羽根５ｂ側に戻る。このようにして、内気は、内気循環流路２０およびケース内を通って循環流通する。
【００３６】
このように、本実施形態に係る全閉型回転電動機１０によれば、密閉構造とすることにより、異物の侵入を防止しすることができる。駆動側端に設けられた１つの通風ファンにより、外気を導入して第１軸受側を冷却するとともに、導入した外気を外気流通路を通して反駆動側端に導き第２軸受側を冷却することができる。冷却風を電動機内の熱影響を受けることなく、冷たいまま反駆動側に通風させることができる。これにより、第１および第２軸受を効率良く冷却することができ、回転電動機の信頼性向上を図ることができるとともに、省メインテナンス性を実現することが可能となる。同時に、反駆動側の通風ファンをなくし、通風ファンによる風切音やビード音などの騒音を低減し、また、回転電動機の軸方向寸法を小型化することができる。また、内気循環する空気を熱交換器により冷却し、冷却風として機内に供給することにより、機内の冷却性を向上することができる。  
以上のことから、機体内を効率よく冷却することができるとともに騒音を低減可能な全閉型回転電動機が得られる。
【００３７】
次に、この発明の第２の実施形態に係る全閉型回転電動機について説明する。なお、第２の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一又は類似の部分には同一の符号を付してあり、重複する説明は一部省略する。  
図４は、第２の実施形態に係る全閉型回転電動機１０の正面図、図５は、図４の線Ｏ−Ｃに沿った回転電動機の断面図、図６は、図４の線Ｏ−Ｄに沿った回転電動機の断面図である。
【００３８】
図４および図５に示すように、全閉型の回転電動機１０によれば、外気流通路を形成する通風ダクトの内、第１外周ブラケット９からステータ鉄心１の外周を延びる部分が省略され、第２外周ブラケット１３の外側のみに、１つあるいは複数の通風ダクト１６が設けられている。各通風ダクト１６の一端は、ステータ鉄心１の反駆動端側において、１つあるいは複数の排気孔１３ａに連通し、他端は、第２外周ブラケット１３に形成された複数、例えば、２つの通気孔１３ｃを介して第２軸受１１側の通風路１２ａに連通している。そして、外気流通路１５は、第１外周ブラケット９および第１内周ブラケット８内に形成された通風路９ｆ、通気孔９ａ、ステータ鉄心１に貫通形成された通風孔１ａ、排気孔１３ａ、通風ダクト１６、通気孔１３ｃ、および第２外周ブラケット１３内に形成された通風路１２ａによって形成されている。
【００３９】
図４および図６に示すように、回転電動機１０は、ステータ鉄心１の外周部に形成された熱交換器１４、およびケース内の空気を熱交換器１４を通して循環する内気循環流路２０を有している。内気循環流路２０は、第１外周ブラケット９から熱交換器１４まで延びた第１連通ダクト２１、熱交換器１４から第２外周ブラケット１３まで延びた第２連通ダクト２２、および熱交換器１４内を貫通して延びる第３連通ダクト２３により形成されている。
【００４０】
通風ファン５の第２羽根５ｂの外周側には、第１外周ブラケット９と一体のふさぎ板９ｂが設けられ、通風ファンの第２羽根５ｂの全周を覆っている。このふさぎ板９ｂの一部に開口９ｃが形成されている。第１連通ダクト２１によって形成された内気循環流路の一端は、開口９ｃに連通している。第１連通ダクト２１の他端は第３連通ダクト２３に連通している。第２連通ダクト２２の一端は、第３連通ダクト２３に連通し、他端は、第２外周ブラケット１３に形成された開口１３ｅを通して、機内に連通している。
【００４１】
上記のように構成された第２の実施形態に係る全閉型回転電動機１０によれば、運転時、通風ファン５が回転すると、第１ブラケット側に設けられた第１羽根５ａの吐き出し作用により、外気が第１内周ブラケット８に設けられた吸気口８ａからケース内、ここでは、通風路９ｆ内に流入する。流入した冷却風は、通風ファン５および第１内周ブラケット８を介して第１軸受７を冷却する。冷却風の一部は、通風路９ｆから通気孔９ａを通ってステータ鉄心１の通風孔１ａに流入し、この通風孔１ａを流れた後、排気孔１３ａから通風ダクト１６内に流入する。更に、冷却風は、通風ダクト１６内を流れた後、通気孔１３ｃから第２内周ブラケット１２と仕切り板１８との間の通風路１２ａに流入する。冷却風は第２内周ブラケット１２、仕切り板１８、および第２軸受１１を冷却した後、矢印ｃで示すように、通気孔１３ｄから機外に排気される。
【００４２】
また、通風ファン５により通風路９ｆに送られた冷却風の他の部分は、通気孔９ａからステータ鉄心１に形成された通風孔１ａに流入し、この通風孔１ａを流れた後、排気孔１３ａから機外に排気される。これにより、ステータコイル５の発熱は、ステータ鉄心１を介して通風孔１ａの内周面から冷却風に放熱され、ステータ鉄心１およびステータコイル１７が冷却される。
【００４３】
一方、通風ファン５が回転することにより、機内側に設けられた第２羽根５ｂにより、機内空気（内気）は機内空間を循環流通する。図６に示すように、内気は、第２羽根５ｂにより通風ファン５の外周側に吹き出され、開口９ｃから内気循環流路２０に送られ、この内気循環流路２０を流通した後、通気孔１３ｃから反駆動側の機内空間に流入する。内気循環流路２０を流れる間、内気は熱交換器１４内を流れ、内気の熱は多数の放熱フィン１４ａにより外気に放出される。これにより、流通する内気は冷却された後に機内へ送られる。
【００４４】
冷却された内気は、機内において、ロータ鉄心２に設けられた通風孔２ｃ、ステータ鉄心１とロータ鉄心２との隙間を通って流れ、ロータバー６やステータコイル１７の発熱によって熱を帯びた機内を冷却した後、通風ファン５の羽根５ｂ側に戻る。このようにして、内気は、内気循環流路２０およびケース内を通って循環流通する。
【００４５】
上記のように構成された第２の実施形態に係る回転電動機によれば、前述した第１の実施形態と同様に、機体内を効率よく冷却することができるとともに騒音を低減することができる。本実施形態によれば、ステータ鉄心１を冷却した後の空気によって反駆動側の第２軸受１１が冷却される。そのため、冷却性能は第１の実施形態よりも劣るが、回転電動機１０の外周側に複雑な通風路を構成する必要がなく、構造の簡略化、および径方向の寸法低減を図ることができる。
【００４６】
この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００４７】
この発明に係る回転電動機は、鉄道車両用の電動機に限らず、自動車用モータ、産業用モータ、発電機など種々の回転電動機に適用可能である。回転電動機の構成要素の材質、寸法等は、上述した実施形態に限定されることなく、必要に応じて種々選択可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る全閉型回転電動機を示す正面図。
【図２】図２は、図１の線Ｏ−Ａに沿った回転電動機の縦断面図。
【図３】図３は、図１の線Ｏ−Ｂに沿った回転電動機の縦断面図。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態に係る全閉型回転電動機の正面図。
【図５】図５は、図４の線Ｏ−Ｃに沿った回転電動機の縦断面図。
【図６】図６は、図４の線Ｏ−Ｄに沿った回転電動機の縦断面図。
【図７】図７は、回転電動機が搭載された鉄道車両を示す側面図。
【符号の説明】
【００４９】
１…ステータ鉄心、１ａ…通気孔、２…ロータ鉄心、４…回転軸、５…通風ファン、
５ａ…第１羽根、５ｂ…第２羽根、７…第１軸受、８…第１内周ブラケット、
８ａ…吸気口、９…第１外周ブラケット、１０…回転電動機、１１…第２軸受、
１２…第２内周ブラケット、１３…第２外周ブラケット、１４…熱交換器、
１４ａ…放熱フィン、１５…外気流通路、１６…通風ダクト、２０…内気循環流路、
２１…第１連通ダクト、２２…第２連通ダクト、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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