(57)【要約】【課題】小型で冷却効率の良い車両用駆動装置を提供する。【解決手段】内気と外気の流通がないように機内を密閉した主電動機と、この主電動機のフレーム１０に支持されて配置され、その発熱部に第１の冷却液管１５Ａを配設した主電動機駆動用の制御装置９と、主電動機の回転軸１の片端に取り付けられ、ラジアル形状の羽根を有する外扇と、フレーム１０に支持されて外扇を覆うように設けられ、冷却風を取り入れる第１の開口部を有し、フレーム１０の側面との間に冷却風を送り出す第２の開口部を形成する外扇カバー１１と、第２の開口部の近傍に設けられ、冷却風と熱交換を行う放熱フィン１４及びこの放熱フィンと熱交換を行う第２の冷却液管１５とから成る放熱器とで構成し、第１の冷却液管１５Ａと第２の冷却液管１５を外部に設けられたポンプを介して配管接続し、冷却液を循環させるようにする。【選択図】図２
2008125172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内気と外気の流通がないように機内を密閉した主電動機と、
この主電動機のフレームに支持されて配置され、その発熱部に第１の冷却液管を配設した前記主電動機駆動用の制御装置と、
前記主電動機の回転軸の片端に取り付けられ、ラジアル形状の羽根を有する外扇と、
前記フレームに支持されて前記外扇を覆うように設けられ、冷却風を取り入れる第１の開口部を有し、前記フレームの側面との間に冷却風を送り出す第２の開口部を形成する外扇カバーと、
前記第２の開口部の近傍に設けられ、前記冷却風と熱交換を行う放熱フィン及びこの放熱フィンと熱交換を行う第２の冷却液管とから成る放熱器と
を具備し、
前記第１の冷却液管と前記第２の冷却液管を外部に設けられたポンプを介して配管接続し、冷却液を循環させるようにしたことを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項２】
前記外扇カバーは断面が逆Ｕの字状であり、
前記第２の開口部は前記外扇カバーの下部に配設したことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。
【請求項３】
前記第２の開口部を前記外扇カバーの上部及び下部に設け、前記放熱器を前記外扇の上部及び下部に配設したことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。
【請求項４】
前記第２の開口部は、前記フレームの側面外周に沿って半円形状とし、前記放熱器を前記第２の開口部に沿って半円形状に配設したことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。
【請求項５】
前記第２の開口部は、前記フレームの側面外周に沿って円形形状とし、前記放熱器を前記第２の開口部に沿って略円形形状に配設したことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。
【請求項６】
前記放熱フィンの長手方向が前記電動機の軸方向と略一致するように前記放熱器を前記フレームの上部に配設し、
前記第２の開口部を前記外扇カバーの上部に設けると共に、前記第２の開口部からの冷却風を軸方向に誘導する風誘導カバーを前記第２の開口部と前記放熱器の中間部に設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。
【請求項７】
前記制御装置は前記主電動機の下部の空きスペースに配置し、
前記第２の開口部から前記外扇の上部方向に冷却風を誘導するダクト形状の風誘導フレームを前記外扇カバーに延設して配置し、
前記放熱器を前記風誘導フレームの上向きの開口部の上部に配設し、
前記風誘導フレーム内に冷却風を均等に流すための整風板を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。
【請求項８】
内気と外気の流通がないように機内を密閉した主電動機と、
この主電動機のフレームに支持されて配置された前記主電動機駆動用の制御装置と、
前記主電動機の回転軸の片端に取り付けられ、ラジアル形状の羽根を有する外扇と、
前記フレームに支持されて前記外扇を覆うように設けられ、冷却風を取り入れる第１の開口部を有し、前記フレームの側面との間に冷却風を送り出す第２の開口部を形成する外扇カバーと、
前記第２の開口部からの冷却風を軸方向に誘導する風誘導カバーと、
前記フレームの上部に設けられ、前記風誘導カバーからの軸方向の冷却風と熱交換を行う放熱フィンと、
前記放熱フィンと直角方向に、前記放熱フィンと前記制御装置の発熱部を貫通するように設けられたヒートパイプと
を具備したことを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項９】
前記フレームの外周部軸方向に複数個の孔を配設し、前記外扇カバーの外周部の第３の開口部から前記フレームの軸方向にも冷却風が流れるようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
【請求項１０】
内気と外気の流通がないように機内を密閉した主電動機と、
この主電動機のフレームに支持されて配置され、その発熱部に第１の冷却液管を有する前記主電動機駆動用の制御装置と、
前記主電動機の回転軸の両端に取り付けられ、車軸に取り付けられた従動継手にトルク伝達を行うための駆動継手と、
この駆動継手の外周面に所定の間隔でラジアル方向に設けられた板状の継手フィンと、
前記継手フィンの近傍に前記フレームに支持されて設けられ、前記継手フィンの回転による冷却風と熱交換を行う放熱フィン及びこの放熱フィンと熱交換を行う第２の冷却液管とから成る放熱器と
を具備し、
前記第１の冷却液管と前記第２の冷却液管を外部に設けられたポンプを介して配管接続し、冷却液を循環させるようにしたことを特徴とする車両用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置と電動機が一体もしくは近接して設置された車両用駆動装置に係り、特に放熱器を冷却に利用した車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現状の車両用駆動装置、例えば鉄道車両用の駆動装置においては、主電動機は台車内に、制御装置は車両の床下に夫々配置されている。これらを一体もしくは近接させて台車内に設置すると、様々なメリットが生まれる。
【０００３】
その第１は、従来の主電動機と制御装置はケーブルで接続されているが、両者が近接して配置されると配線距離が減少、または配線が不要になり、コストダウンや信頼性向上が期待できることである。
【０００４】
その第２は、永久磁石同期電動機が将来の主電動機として使用されるようになり、主電動機と制御装置が１：１で対応するようになると、制御装置が小型になり、主電動機と制御装置を含めたトータルコストが削減できることである。
【０００５】
そして第３は、制御装置の占有していた車両の床下スペースが空くので、この部分への他装置の設置や２階建て車両など有効に利用できることである。また他にも様々なメリットがある。
【０００６】
このように主電動機と制御装置を一体型にすると様々なメリットが生まれるが、両者を寸法制約の多い台車内に収めるには小型化が必要である。また、主電動機、制御装置ともに熱を発生するため、許容温度を越えないように十分に冷却しなければならない。
【０００７】
主電動機単体の冷却方式として、開放形と自己通風形がある。
【０００８】
開放形では、外気を取り入れるブロアを主電動機とは別の場所に設けて、強制的に機内を通風させている。
【０００９】
一方、自己通風形では、機内に回転軸と接続されたファンを備えており、運転時のファンの吸引力を利用して機内を通風させている。
【００１０】
しかし、これらの冷却方式では、機内と外部が通じており、機内に塵埃が進入するため、定期的なメンテナンス（分解清掃）が必要である。
【００１１】
そこで、近年では、主電動機本体を密閉形にして機内への塵埃の侵入を防ぎ、回転軸と接続された外扇の回転よって本体の外周表面に送風する、全閉外扇形主電動機が開発されている。
【００１２】
制御装置単体の冷却方式としては、放熱フィンとヒートパイプを組み合わせて制御装置内の発熱体を冷却する方法が一般的である。この冷却方式では、発熱体で発生した熱がヒートパイプ等で外気に触れる場所まで輸送され、広面積の放熱フィンに伝導し、そこから外気と熱交換することによって冷却されている。
【００１３】
従来、この放熱フィンが制御装置体積の６割程度を占有している例が多い。従って、制御装置を台車内に収めるには、小形化が重要な課題である。
【００１４】
電動機と制御装置が一体になった車両用駆動装置の冷却方法として、電動機の上部に制御装置を設け、冷却液が電動機と制御装置の両方を通過するようにし、電動機内では冷却液をステータ外周部や軸受近傍を通過させる方法が提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−３３６２６１号公報（第４−８頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１に示された従来の車両用駆動装置の冷却構造においては、次のような解決すべき課題が存在する。
【００１６】
外部のポンプ等によって輸送される冷却液は、まず電動機のステータ部に設けられたダクトを通過し、つぎに制御装置へと流通する。その後、再び電動機のステータ部を経由して外部のポンプへと還流する。このような冷却液の経路の場合、電動機のステータ部を通過する際に、先に冷却液が熱を奪うので、制御装置に冷却液が到達したときには、すでに冷却液温度が上昇している恐れがあり、制御装置を効率よく冷却できない。また、制御装置から再び電動機に還流する冷却液は、すでに温度が上昇していると考えられるので、冷却性能が低下する。
【００１７】
次の課題として、循環流を適用する場合には温められた冷却液を放熱するための放熱器が必要となることが挙げられる。電動機と制御装置の両者で発生した熱が放熱器に輸送されるため、十分な冷却性能を得るためには、大きな放熱器や強制空冷用のファン等が必要であり、車両用駆動装置が大型化してしまう。
【００１８】
また別の課題として、複雑な分岐・合流を繰り返す冷却経路や、長い経路を設けていることによって、流路での圧力損失が大きいことがある。このため、強制的にポンプ等で冷却液を送り込むと、接続部などで液漏れを起こしてしまう恐れがある。
【００１９】
本発明は、上記の課題を解決するために為されたもので、小型で冷却効率の良い車両用駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の発明である車両用駆動装置は、内気と外気の流通がないように機内を密閉した主電動機と、この主電動機のフレームに支持されて配置され、その発熱部に第１の冷却液管を配設した前記主電動機駆動用の制御装置と、前記主電動機の回転軸の片端に取り付けられ、ラジアル形状の羽根を有する外扇と、前記フレームに支持されて前記外扇を覆うように設けられ、冷却風を取り入れる第１の開口部を有し、前記フレームの側面との間に冷却風を送り出す第２の開口部を形成する外扇カバーと、前記第２の開口部の近傍に設けられ、前記冷却風と熱交換を行う放熱フィン及びこの放熱フィンと熱交換を行う第２の冷却液管とから成る放熱器とを具備し、前記第１の冷却液管と前記第２の冷却液管を外部に設けられたポンプを介して配管接続し、冷却液を循環させるようにしたことを特徴としている。
【００２１】
また、本発明の第２の発明である車両用駆動装置は、内気と外気の流通がないように機内を密閉した主電動機と、この主電動機のフレームに支持されて配置された前記主電動機駆動用の制御装置と、前記主電動機の回転軸の片端に取り付けられ、ラジアル形状の羽根を有する外扇と、前記フレームに支持されて前記外扇を覆うように設けられ、冷却風を取り入れる第１の開口部を有し、前記フレームの側面との間に冷却風を送り出す第２の開口部を形成する外扇カバーと、前記第２の開口部からの冷却風を軸方向に誘導する風誘導カバーと、前記フレームの上部に設けられ、前記風誘導カバーからの軸方向の冷却風と熱交換を行う放熱フィンと、前記放熱フィンと直角方向に、前記放熱フィンと前記制御装置の発熱部を貫通するように設けられたヒートパイプとを具備したことを特徴としている。
【００２２】
更に、本発明の第３の発明は、内気と外気の流通がないように機内を密閉した主電動機と、この主電動機のフレームに支持されて配置され、その発熱部に第１の冷却液管を有する前記主電動機駆動用の制御装置と、前記主電動機の回転軸の両端に取り付けられ、車軸に取り付けられた従動継手にトルク伝達を行うための駆動継手と、この駆動継手の外周面に所定の間隔でラジアル方向に設けられた板状の継手フィンと、前記継手フィンの近傍に前記フレームに支持されて設けられ、前記継手フィンの回転による冷却風と熱交換を行う放熱フィン及びこの放熱フィンと熱交換を行う第２の冷却液管とから成る放熱器とを具備し、前記第１の冷却液管と前記第２の冷却液管を外部に設けられたポンプを介して配管接続し、冷却液を循環させるようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、冷却風と放熱器を適切に組み合わせることによって小型で冷却効率の良い車両用駆動装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２５】
以下、本発明の実施例１に係る車両用駆動装置を図１及び図２を参照して説明する。図１は本発明の実施例１に係る車両用駆動装置の縦断面図、図２は図１に示した車両用駆動装置のＡ−Ａ断面図である。
【００２６】
主電動機のロータ鉄心４は、回転軸１の軸方向中央の外周部に、円筒状に形成されている。ロータ鉄心４は、回転軸１に固定されたロータ鉄心押さえ６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。ロータ鉄心４の外周部には、図示しない複数個の孔が軸方向に設けられており、孔の中には図示しない永久磁石が埋め込まれている。ロータ鉄心４とロータ鉄心押さえ６には、両者を軸方向に貫通するロータダクト５が円形状に複数個形成されている。
【００２７】
ロータ鉄心４の外周部からエアギャップ（空隙）を介した位置に、積層鉄心で形成された円筒状のステータ８が設けられている。ステータ８の内周部には、複数の溝が軸方向に形成されており、この溝にステータコイル７が埋め込まれている。ステータコイル７のコイルエンドがステータ８の両側面から軸方向に張り出している。ステータ８の外周部は、円筒形状のフレーム１０の内周部に固定支持されており、フレーム１０の両側面の中心部にはハウジング３が設けられている。ハウジング３と回転軸１との間には軸受２が装着されている。ハウジング３は軸受２により、回転軸１を回転自在に支持している。
【００２８】
回転軸１の片側の端部には回転軸１に固定支持して外扇１２が設けられている。この外扇１２は回転軸１の両方向回転に対応できるように、ラジアル形状の羽が半径方向に複数個取り付けられている。
【００２９】
外扇１２を覆うように外扇カバー１１がフレーム１０に固定支持されており、逆Ｕの字状に下部が開口した形状になっている。また、外扇カバー１１の側面中央部即ち回転軸１の近傍には、外扇カバー１１の外側からの風を内側に導入するための外扇風誘導口１３が設けられている。この外扇風誘導口１３を第１の開口部と呼称する。
【００３０】
外扇１２の下部即ち、外扇カバー１１の下端部と主電動機のフレーム１０の側面下部との間に冷却風を送り出す開口部が形成されており、この開口部を第２の開口部と呼称する。この第２の開口部に近接した位置に、フレーム１０に固定支持され、放熱フィン１４及び冷却液管１５とから成る放熱器が設けられている。
【００３１】
主電動機上部の他の台車構成部と干渉しない位置には制御装置９が設置されており、支持台１６によって電動機のフレーム１０に固定支持されている。また、制御装置９にはその発熱部と熱交換を行うための冷却液管１５Ａが配設されている。この冷却液管１５Ａは、放熱器の冷却液管１５と図示しない循環用のポンプを介して配管接続されており、冷却液が循環するようになっている。
【００３２】
尚、図１及び図２においては、矢印で示したように、外扇１２から吹き出した風は、外扇カバー１１によってすべて放熱器へ流れる構成となっているが、外扇カバー１１の円形部分の直径を主電動機と同等以上に拡大し、外扇カバー１１の外周部に第３の開口部を設け、長手方向にも一部の風が流れるような従来の全閉外扇形主電動機に似た構造としても良い。
【００３３】
上記のように構成された本発明の実施例１に係る車両駆動装置の作用効果について以下に説明する。
【００３４】
主電動機が制御装置９から電力の供給を受けて運転されると、回転軸１の回転を利用した外扇１２の回転に伴い、外扇風誘導口１３から吸引された風は、遠心力によって外扇１２から半径方向に吹き出す。吹き出した風は外扇カバー１１の円周部に沿って流れ、外扇カバー１１の下部の第２の開口部に近接して設置された放熱器の放熱フィン１４を通過し、排気される。この空気の流れが図１及び図２に矢印で図示されている。
【００３５】
外扇１２の羽根はラジアル形状になっているため、主電動機の回転方向が反転しても、外扇カバー１１の円周部が左右反転した流れとなるだけであり、放熱フィン１４への冷却風の流れは変わらない。
【００３６】
尚、外扇風の一部が主電動機外周面の長手方向に流れる構成の場合には、風が制御装置９の周りや主電動機外周面を通過し、排気される。
【００３７】
また、図示しない循環用のポンプから押し出された冷却液が冷却液管１５を通って、制御装置９の冷却配管１５Ａに流通する。この冷却配管１５Ａによって制御装置９で発生した熱を冷却液が奪い、再び冷却液管１５に戻る。冷却液管１５は放熱器の多数の放熱フィン１４内に流通するため、温められた冷却液の熱が放熱フィン１４に伝導し、フィン間を通過する冷却風によって熱交換され冷却される。その後、冷却液は再び図示しない循環用のポンプに流れ、同様の流れを繰り返す循環流となる。
【００３８】
上記の作用により、制御装置９で発生した熱は、冷却液によって放熱器に輸送される。放熱器では、外扇１２から吹き出した風が高速で放熱フィン１４の間を通過するので、熱伝達率が向上し、効率よく冷却することができる。
【００３９】
また、外扇１２から吹き出した風の一部が主電動機外周面の長手方向に流れる場合には、主電動機の外周面や制御装置９から外気への熱伝達率が向上し、効率よく冷却できる。
【００４０】
このように外扇１２を利用すると強制的に放熱器へ送風することができるので、冷却効率を高めることができる。また、放熱器自体を小形にでき、狭い台車内であっても主電動機と制御装置９を設置することができる。
【実施例２】
【００４１】
図３（ａ）は本発明の実施例２に係る車両用駆動装置の縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示した車両用駆動装置のＡ−Ａ断面図である。
【００４２】
この実施例２の各部について、図１の本発明の実施例１に係る車両用駆動装置の縦断面図及び図２のＡ−Ａ断面図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例２が実施例１と異なる点は、外扇カバー１１Ａの円形部分の直径を主電動機と同等以上に拡大した点、主電動機のフレーム１０Ａの外周部分の肉厚を厚くした点、またその主電動機のフレーム１０Ａの外周部分に軸方向に貫通する複数個の通風孔１７を設けた点である。
【００４３】
このように構成することにより、外扇カバー１１Ａが主電動機のフレーム１０Ａの側面に形成する第３の開口部即ち上記通風孔１７の開口部から冷却風が通風孔１７内を通風する。
【００４４】
実施例１の説明で触れたように、外扇カバー１１Ａの円形部分の直径を主電動機と同等以上に拡大し、長手方向にも一部の風が流れるようにすると従来の全閉外扇形主電動機に似た構造となるが、この実施例２においては、主電動機の外周部を長手方向（軸方向）に流れる風を複数個の通風孔１７の内部に閉じ込めることによって主電動機のフレーム１０Ａと冷却風の熱交換効率を高め、更に全体の冷却効率を向上させている。
【実施例３】
【００４５】
図４は本発明の実施例３に係る車両用駆動装置の縦断面図であり、図５は図４に示した車両用駆動装置のＡ−Ａ断面図である。
【００４６】
この実施例３の各部について、図１の本発明の実施例１に係る車両用駆動装置の縦断面図及び図２のＡ−Ａ断面図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例３が実施例１と異なる点は、外扇１２の上部即ち、外扇カバー１１Ｂの上端部と主電動機のフレーム１０の側面上部との間に冷却風を送り出す第２の開口部を設け、この第２の開口部に近接して、放熱フィン１４Ｂ及び冷却液管１５Ｂとから成る放熱器を設けるようにした点である。尚、外扇カバー１１Ｂは図示しない支持部材によって主電動機のフレーム１０に固定支持されている。
【００４７】
このように、放熱器を主電動機の下部及び上部に設けると、外扇１２から吹き出した風は、外扇カバー１１Ｂによって上部と下部に分流する。上部及び下部方向に流れた風は夫々上部放熱器及び下部放熱器を通過して排気される。従ってこの実施例３によれば、放熱器が上部と下部の２箇所に配置されていることによって、より放熱面積が増し、冷却液を効率よく冷却することが可能となる。
【実施例４】
【００４８】
図６は本発明の実施例４に係る車両用駆動装置の縦断面図であり、図７は図６に示した車両用駆動装置のＡ−Ａ断面図である。
【００４９】
この実施例４の各部について、図１の本発明の実施例１に係る車両用駆動装置の縦断面図及び図２のＡ−Ａ断面図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例４が実施例１と異なる点は、外扇カバー１１Ｃが形成する第２の開口部を主電動機のフレーム１０の外周側面に沿って半円形となるように広げ、その第２の開口部に沿って放熱板１４Ｃと冷却液管１５Ｃから成る上側が凸となる半円形状の放熱器を設ける構成とした点である。
【００５０】
尚、外扇カバー１１Ｃと放熱器の位置関係を上下反転し、外扇カバー１１Ｃの上部の第２の開口部を主電動機のフレーム１０の外周側面に沿って半円形となるようにし、その第２の開口部に沿って放熱板１４Ｃ及び冷却液管１５Ｃとから成る下側が凸となる半円形状の放熱器を設けるようにしても良い。
【００５１】
放熱器の放熱フィン１４Ｃは、回転軸１の中心から半径方向に放熱フィンの長手方向が一致するように配置されている。放熱フィン１４Ｃの長さは各位置で異なり、電動機設置許容スペースに沿って可能な限り広くなるように設置することが好ましい。
【００５２】
尚、図６において放熱フィン１４Ｃは回転軸１を中心とした半径方向に向けて放射状に設置されているが、外扇カバー１１Ｃに沿って流れてきた風をスムースに放熱フィン１４Ｃ間へ流すために、通風方向に沿ってその設置方向を変えても良い。
【００５３】
外扇１２から上方向に吹き出した風は、外扇カバー１１Ｃに沿って円周方向に流れ、放熱器を通過し排気される。また、外扇１２から下方向に吹き出した風は、そのまま半径方向に流れ、放熱器の放熱フィン１４Ｃ間を通過し、排気される。
【００５４】
上記のように放熱器を設置することによって、放熱面積を拡大することができる。また、外扇１２を囲うように放熱器が設置されているため、外扇１２から吹き出した風が特定の部分に集中せずに、均等に放熱フィン１４Ｃ間を通過するので、放熱器の冷却性能を向上させることができる。また、電動機設置可能スペースだけを使用しているので、電動機自体の大きさを変更することなく設置可能である。
【実施例５】
【００５５】
図８は本発明の実施例５に係る車両用駆動装置の縦断面図であり、図９は図８に示した車両用駆動装置のＡ−Ａ断面図である。
【００５６】
この実施例５の各部について、図１の本発明の実施例１に係る車両用駆動装置の縦断面図及び図２のＡ−Ａ断面図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例５が実施例１と異なる点は、外扇カバー１１Ｄが形成する第２の開口部を主電動機のフレーム１０の外周側面に沿って円周全体に亘るようにし、その円周全体の第２の開口部に沿って放熱フィン１４Ｄ及び冷却液管１５Ｄとから成るなるドーナッツ状の放熱器を設ける構成とした点である。この場合、放熱フィン１４Ｄは回転軸１を中心とした半径方向に向けて放射状に設置することが好ましい。
【００５７】
このような構成にすると、放熱器が外扇１２を囲うように設置されているため、外扇１２から吹き出した風はそのまま放熱器を通過して排気される。
【００５８】
この実施例５によれば、放熱器が外扇１２を囲うように設置されているため、放熱器の面積を拡大でき、冷却効率を高めることができる。また、外扇１２から吹き出した風は放熱器を均等に流れ、放熱フィン１４Ｄの間を通過するので、放熱器全体の冷却性能を向上させることが可能となる。
【実施例６】
【００５９】
図１０は本発明の実施例６に係る車両用駆動装置の斜視図である。
【００６０】
この実施例６の各部について、図１の本発明の実施例１に係る車両用駆動装置の縦断面図及び図２のＡ−Ａ断面図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例６が実施例１と異なる点は、放熱フィン１４Ｅ及び冷却液管１５Ｅから成る放熱器を主電動機のフレーム１０の上部に配設するようにした点、また外扇カバー１１Ｅの上部の第２の開口部から風誘導カバー１７を介して放熱フィン１４Ｅに冷却風を通風する構成とした点である。
【００６１】
放熱器の放熱フィン１４Ｅは、風誘導カバー１７を通過してきた風が放熱フィン１４Ｅ間を流れるように、電動機の軸方向と放熱フィン１４Ｅの長手方向が略一致するように配置されている。
【００６２】
また、冷却液管１５Ｅは放熱フィン１４Ｅに対して直角方向に設けられている。
【００６３】
このような構成において、外扇風誘導口１３から吸引され、図示しない外扇１２から半径方向に吹き出した風は、風誘導カバー１７によって放熱フィン１４Ｅ間を長手方向に通過し、排気される。
【００６４】
従って、制御装置９で発生した熱は、冷却液管１５Ｅを経由して放熱器へと流れ、放熱フィン１４Ｅによって外気との熱交換が行われ、冷却される。
【００６５】
この実施例６によれば、外扇１２から吹き出した風が風誘導カバー１７の作用により放熱器の長手方向に集中的に流れるので、放熱フィン１４Ｅでの熱伝達率が向上し、効率よく冷却できる。また、熱伝達率が高いため、放熱器自体を小形化できる。
【実施例７】
【００６６】
図１１は本発明の実施例７に係る車両用駆動装置の斜視図である。
【００６７】
この実施例７の各部について、図１０の本発明の実施例６に係る車両用駆動装置の斜視図と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例７が実施例６と異なる点は、冷却液管１５Ｅに代えてヒートパイプ１８を設けた点である。このヒートパイプ１８は制御装置９の中の発熱部にまで管が延設されている。またヒートパイプ１８は水平に設置するのではなく、放熱器側の方が高い位置になるように、傾斜させて設置する。尚、この構成の場合には、循環用のポンプ及び配管は必要ない。
【００６８】
上記構成において、ヒートパイプ１８内では制御装置９から発生した熱でヒートパイブ内の冷却液が蒸発して熱を奪い、蒸気は放熱器へと流れ、放熱器の放熱フィン１４Ｅを介して冷却されて再び液体に戻り、重力によって再度制御装置９へと還流する。
【００６９】
この実施例７によれば、外扇１２から吹き出した風が風誘導カバー１７の作用により放熱器の長手方向に集中的に流れるので、放熱フィン１４Ｅでの熱伝達率が向上し、効率よく冷却できる。また熱伝達率が高いため、放熱器自体を小形化できる。
【実施例８】
【００７０】
図１２は本発明の実施例８に係る車両用駆動装置の外扇ファン部における軸方向断面図である。
【００７１】
この実施例８の各部について、図２の本発明の実施例１に係る車両用駆動装置の断面図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例８が実施例１と異なる点は、放熱フィン１４Ｆ及び冷却液管１５Ｆから成る放熱器を主電動機の上部に配置し、外扇１２を囲うようにダクト状に設けられた風誘導フレーム１９からの冷却風を受けるように構成した点、風誘導フレーム１９のダクト部内に冷却風が放熱器に均等に流入するような形状の整風板２０を複数枚設けた点、制御装置９Ａ、９Ｂを主電動機の下部の空きスペースに配置した点である。尚、風誘導フレーム１９の冷却風の流入開口部は、図示しない外扇カバーが形成する第２の開口部と一致するように構成する。また、制御装置９Ａ、９Ｂは制御装置９を２分割した構成としているが、片側の空きスペースに収納可能であれば必ずしも２分割する必要はない。
【００７２】
上記の構成において、外扇１２の回転に伴い、遠心力で外扇１２の半径方向に吹き出した風は、第２の開口部を介して外扇１２を囲うように設置された風誘導フレーム１９に沿って流れ、風誘導フレーム１９のダクト部分で流れの方向を変える。その後、整流板２０によって分流され、放熱器を通過して、排気される。
【００７３】
また、図示しない循環用のポンプから送り出された冷却液は、制御装置９Ａ、９Ｂ内の冷却液管１５Ａを流れ、このとき制御装置９Ａ、９Ｂから発生する熱を奪い、放熱器の冷却液管１５Ｆへと輸送される。放熱器では冷却液管１５Ｆから放熱フィン１４Ｆに熱伝導し、放熱フィン１４Ｆと冷却風との間で熱交換が行われ、冷却される。
【００７４】
上記の作用により、外扇１２から吹き出した風は風誘導フレーム１９によってすべて放熱器に流れ、放熱フィン１４Ｆ間を高速で流れるので、熱伝達率が大幅に向上する。
【００７５】
尚、運転時には、電動機下部に設置された制御装置９Ａ、９Ｂの周りにも走行風が流れる構成として制御装置９Ａ、９Ｂの冷却を補助することが可能となる。
【実施例９】
【００７６】
図１３は本発明の実施例９に係る車両用駆動装置の外扇ファン部における縦断面図である。
【００７７】
この実施例９の各部について、図１の本発明の実施例１に係る車両用駆動装置の縦断面図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例９が実施例１と異なる点は、外扇１２及び外扇カバー１１を省いた点、回転軸１Ａを中空軸とし、その両端に駆動継手２１Ａを取り付けた点、この駆動継手２１Ａの外側に従動継手２１Ｂを設けて駆動トルクを伝達し、従動継手２１Ｂに固定され、回転軸１Ａを貫通する車軸２２を介してその両端に取り付けられた車輪２３を駆動するようにした点、駆動継手２１Ａの外周面に所定の間隔で板状の継手フィン２４をラジアル方向に取り付けた点、更に放熱フィン１４Ｇ及び冷却液管１５Ｇとから成る放熱器を、継手フィン２４の冷却風が当たる位置に主電動機のフレーム１０に固定支持して取り付ける構成とした点である。この構成における主電動機をＤＤＭ（ダイレクトドライブモータ）形主電動機と称し、主電動機本体は図示しない反力受け棒で台車と接続されている。
【００７８】
図１３における放熱器の形状は、図８に示した環状形状とするのがよいが、図４に図示した上下分離の形状、また、他の実施例で示した形状であっても良い。
【００７９】
上記の構成において、主電動機の運転にともない、駆動継手２１Ａが回転し、駆動継手２１Ａに接続された継手フィン２４も同時に回転する。継手フィン２４が回転すると、継手フィン２４の周りから風が流入し、遠心力によって継手フィン２４から風が半径方向外側に吹き出す。吹き出した風は放熱器の放熱フィン１４Ｇ間を通過し、排気される。尚、駆動継手２１Ａは主電動機の左右両側に配置されており、反対側でも同様の動作を行う。
【００８０】
以上述べたようにこの実施例９によれば、主電動機がＤＤＭ形の構成であっても駆動継手２１Ａから放熱器に冷却風を強制的に送ることができ、制御装置９から輸送されてきた熱を効率よく放熱することができる。また、主電動機の左右２箇所に放熱器を配置できるため、冷却効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施例１に係る車両用駆動装置の縦断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る車両用駆動装置のＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明の実施例２に係る車両用駆動装置の縦断面図及びＡ−Ａ断面図。
【図４】本発明の実施例３に係る車両用駆動装置の縦断面図。
【図５】本発明の実施例３に係る車両用駆動装置のＡ−Ａ断面図。
【図６】本発明の実施例４に係る車両用駆動装置の縦断面図。
【図７】本発明の実施例４に係る車両用駆動装置のＡ−Ａ断面図。
【図８】本発明の実施例５に係る車両用駆動装置の縦断面図。
【図９】本発明の実施例５に係る車両用駆動装置のＡ−Ａ断面図。
【図１０】本発明の実施例６に係る車両用駆動装置の斜視図。
【図１１】本発明の実施例７に係る車両用駆動装置の斜視図。
【図１２】本発明の実施例８に係る車両用駆動装置の断面図。
【図１３】本発明の実施例９に係る車両用駆動装置の縦断面図。
【符号の説明】
【００８２】
１、１Ａ…回転軸
２…軸受
３…ハウジング
４…ロータ鉄心
５…ロータダクト
６…ロータ鉄心押さえ
７…ステータコイル
８…ステータ
９、９Ａ、９Ｂ…制御装置
１０…フレーム
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ…外扇カバー
１２…外扇
１３…外扇風誘導口
１４、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ、１４Ｆ、１４Ｇ…放熱フィン
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅ、１５Ｆ、１５Ｇ…冷却液管
１６…支持台
１７…風誘導カバー
１８…ヒートパイプ
１９…風導入フレーム
２０…整風板
２１Ａ…駆動継手
２１Ｂ…従動継手
２２…車軸
２３…車輪
２４…継手フィン
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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