(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に固定されたフレームと、
前記フレームに収容される回転子軸と、
前記回転子軸と嵌合し、前記回転子軸と一体に回転する回転子鉄心と、
前記回転子鉄心が保持する回転子導体と、
前記回転子鉄心の外周面と、空隙をあけて対向し、前記フレームの内周面に取り付けられ、前記回転子軸の方向に伸びる複数の固定子通風路が形成される固定子鉄心と、
両方の端部が前記固定子鉄心から前記回転子軸の方向に突出した状態で、前記固定子通風路より内周側で前記固定子鉄心に保持される固定子コイルと、
前記回転子鉄心および前記固定子鉄心を挟んで前記回転子軸の方向に対向し、それぞれが、前記回転子軸を回転可能に支持する軸受を保持し、前記フレームに取り付けられる第１のブラケットおよび第２のブラケットと、
前記第１のブラケットの側の前記フレームの端部に形成される吸気口から流入して前記固定子通風路を通過した空気を、前記固定子コイルの端部に接触させ、前記固定子コイルの端部から前記固定子コイルに沿って前記固定子鉄心の方向へ導いてから、前記第２のブラケットの側の前記フレームの端部または前記第２のブラケットに形成される排気口に導く複数の風下側導風部材と、を備え、
前記複数の風下側導風部材は、前記回転子軸に直交する断面の形状が円環であって、前記回転子軸の方向の一方の端部が前記固定子鉄心と接し、前記回転子軸の方向に伸びる円筒部を有する第１の導風部材と、前記第１の導風部材と異なる形状の導風部材と、を有する、
車両用電動機。
【請求項２】
車両に固定されたフレームと、
前記フレームに収容される回転子軸と、
前記回転子軸と嵌合し、前記回転子軸と一体に回転する回転子鉄心と、
前記回転子鉄心が保持する回転子導体と、
前記回転子鉄心の外周面と、空隙をあけて対向し、前記フレームの内周面に取り付けられ、前記回転子軸の方向に伸びる複数の固定子通風路が形成される固定子鉄心と、
両方の端部が前記固定子鉄心から前記回転子軸の方向に突出した状態で、前記固定子通風路より内周側で前記固定子鉄心に保持される固定子コイルと、
前記回転子鉄心および前記固定子鉄心を挟んで前記回転子軸の方向に対向し、それぞれが、前記回転子軸を回転可能に支持する軸受を保持し、前記フレームに取り付けられる第１のブラケットおよび第２のブラケットと、
前記第１のブラケットの側の前記フレームの端部に形成される吸気口から流入して前記固定子通風路を通過した空気を、前記固定子コイルの端部に接触させ、前記固定子コイルの端部から前記固定子コイルに沿って前記固定子鉄心の方向へ導いてから、前記第２のブラケットの側の前記フレームの端部または前記第２のブラケットに形成される排気口に導く複数の風下側導風部材と、
前記吸気口から流入した空気の少なくとも一部を、前記固定子コイルの端部に接触させ、前記固定子通風路に導く風上側導風部材と、を備え、
前記風上側導風部材は、前記回転子軸に直交する断面の形状が円環であって、前記回転子軸の方向の一方の端部が前記固定子鉄心と接し、前記回転子軸の方向に伸びる円筒部を有する第６の導風部材と、前記第６の導風部材と異なる形状の導風部材と、を有する、
車両用電動機。
【請求項３】
前記第２のブラケットと前記回転子鉄心との間で前記回転子軸に取り付けられ、前記回転子軸と一体に回転するファンをさらに備え、
前記排気口は、前記ファンと対向する前記第２のブラケットの側の前記フレームの端部に形成され、
前記複数の風下側導風部材は、
前記回転子軸に直交する断面の形状が円環であって、前記回転子軸の方向の一方の端部が前記固定子鉄心と接し、前記回転子軸の方向に伸びる円筒部を有する第１の導風部材と、
前記回転子軸に直交する断面の形状が円環であって、外周面が前記フレームの内周面と接し、前記フレームの内周面から前記ファンの外周面である側板の前記排気口に近い端部に向かって伸び、外周面の一部が前記排気口の前記固定子鉄心の側に隣接する第２の導風部材と、を有し、
前記側板の一部は、前記第１の導風部材の前記円筒部の一部と前記固定子コイルを挟んで対向する、
請求項１に記載の車両用電動機。
【請求項４】
前記排気口は、前記第２のブラケットに形成され、
前記複数の風下側導風部材は、
前記回転子軸に直交する断面の形状が円環であって、前記回転子軸の方向の一方の端部が前記固定子鉄心と接し、前記回転子軸の方向に伸びる円筒部を有する第１の導風部材と、
前記回転子軸に直交する断面の形状が円環であって、前記回転子軸の方向の一方の端部が前記第２のブラケットと接し、該端部の一部が前記排気口の外周側に隣接し、前記回転子軸の方向に伸びる円筒部を有する第３の導風部材と、を有し、
前記第３の導風部材の前記円筒部の一部は、前記第１の導風部材の前記円筒部の一部と前記固定子コイルを挟んで対向する、
請求項１に記載の車両用電動機。
【請求項５】
前記吸気口から流入した空気の少なくとも一部を、前記固定子コイルの端部に接触させ、前記固定子通風路に導く風上側導風部材をさらに備える、
請求項１、３、４のいずれか１項に記載の車両用電動機。
【請求項６】
前記吸気口は、前記第１のブラケットの外周面と対向する前記第１のブラケットの側の前記フレームの端部に形成され、
前記風上側導風部材は、
前記回転子軸に直交する断面の形状が円環または部分円環であって、外周面が前記フレームの内周面と接し、前記フレームの内周面から前記固定子コイルの端部に向かって伸び、外周面の一部が前記吸気口の前記固定子鉄心の側に隣接する第４の導風部材である、
請求項５に記載の車両用電動機。
【請求項７】
前記第４の導風部材の回転子軸に直交する断面の形状は部分円環であって、該部分円環の重心および前記回転子軸を通る平面が、前記吸気口を通る、
請求項６に記載の車両用電動機。
【請求項８】
前記吸気口は、前記第１のブラケットの外周面と対向する前記第１のブラケットの側の前記フレームの端部に形成され、
前記風上側導風部材は、
前記回転子軸に直交する断面の形状が円環または部分円環であって、外周面が前記フレームの内周面と接し、外周面の一部が前記吸気口の前記固定子鉄心の側に隣接し、前記フレームの内周面から前記固定子コイルの端部と前記回転子軸に直交する前記第１のブラケットの側の前記フレームの端部との間を通って、前記固定子コイルの端部に沿って前記固定子コイルの内周側を前記固定子鉄心に向かって伸びる、円筒部を有する第５の導風部材と、
前記回転子軸に直交する断面の形状が円環であって、前記回転子軸の方向の一方の端部が前記固定子鉄心と接し、前記回転子軸の方向に伸びる円筒部を有する第６の導風部材と、を有し、
前記第５の導風部材の前記円筒部の一部は、前記第６の導風部材の前記円筒部の一部と前記固定子コイルを挟んで対向する、
請求項２または５に記載の車両用電動機。
【請求項９】
前記第５の導風部材の回転子軸に直交する断面の形状は部分円環であって、該部分円環の重心および前記回転子軸を通る平面が、前記吸気口を通る、
請求項８に記載の車両用電動機。
【請求項１０】
前記吸気口は、前記回転子軸に直交する前記第１のブラケットの側の前記フレームの端部に形成され、
前記風上側導風部材は、
前記回転子軸に直交する断面の形状が円環であって、前記回転子軸の方向の一方の端部が前記固定子鉄心と接し、前記回転子軸の方向に伸びる円筒部を有する第６の導風部材と、
前記回転子軸に直交する断面の形状が円環であって、前記回転子軸の方向の一方の端部が前記回転子軸に直交する前記第１のブラケットの側の前記フレームの端部と接し、該端部から前記固定子コイルの内周側を前記固定子コイルに沿って伸びる円筒部を有し、前記回転子軸の方向の一方の端部の一部が前記吸気口の外周側に隣接する第７の導風部材と、を有し、
前記第７の導風部材の前記円筒部の一部は、前記第６の導風部材の前記円筒部の一部と前記固定子コイルを挟んで対向する、
請求項２または５に記載の車両用電動機。
【請求項１１】
前記回転子鉄心に、前記回転子軸の方向に伸びる回転子通風路が形成され、
前記回転子通風路の前記回転子軸に直交する断面の総面積は定められた範囲である、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の車両用電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気鉄道車両を駆動する主電動機には、かご形誘導電動機が用いられる。かご形誘導電動機が有するかご形の回転子導体は、回転子鉄心の外周側に回転子軸の方向に形成された溝に棒状の回転子バーを挿入し、回転子バーの両端に環状の導体である短絡環を接合させることで形成される。固定子鉄心に形成された溝に設けられる固定子コイルに交流電流が流れることで回転磁界が発生する。かご形の回転子導体が、回転磁界と鎖交することにより、誘導起電圧が発生する。誘導起電圧により、閉回路を形成するかご形の回転子導体に誘導電流が流れ、回転子鉄心に磁極が発生する。回転子鉄心の磁極と回転磁界の磁極との相互作用により、回転子鉄心の外周面接線方向の力が回転子鉄心に発生し、回転子軸の出力トルクとなる。【０００３】
固定子コイルおよび回転子導体には電流が流れるため、導体の抵抗値と、電流値の二乗との積に相当する銅損が生じ、固定子コイルおよび回転子導体の温度が上昇する。固定子コイルおよび回転子導体を流れる電流により生じる磁束は、固定子鉄心および回転子鉄心を通る。固定子鉄心および回転子鉄心を通る磁束の向きが変化することにより、鉄損が生じ、固定子鉄心および回転子鉄心の温度が上昇する。主電動機に供給される電圧および電流に高調波成分が存在すると、高調波損失が生じ、固定子コイル、回転子導体、固定子鉄心、および回転子鉄心の温度が上昇する。上述のように、主電動機の運転中は、種々の損失によって、主電動機の内部の温度が上昇する。主電動機の内部を冷却するため、回転子軸にファンが取り付けられた自己通風形の主電動機、および外部の送風機から送られる冷却風を内部に取り入れる強制風冷形の主電動機は、外気を主電動機の内部に通風させることにより、内部を冷却する。【０００４】
自己通風形の主電動機においては、主電動機の回転子軸にファンが取り付けられ、鉄心に対してファンの反対側に、筐体の外部の空気が流入する吸気口が形成され、ファンの外周側に、流入した空気が排出される排気口が形成される。主電動機の運転中に回転子の回転にともなってファンが回転することで、ファンの羽根の外周側と内周側との間に圧力差が生じる。圧力差によって吸気口から流入した空気は、回転子鉄心に形成された通風路および回転子鉄心と固定子鉄心との間の空隙を通って、排気口から排出される。吸気口から流入する空気によって、主電動機の内部が冷却される。【０００５】
強制風冷形の主電動機の場合、主電動機の外部に送風機が設けられる。外部の空気は、送風機から主電動機までつながるダクトを通して、強制的に主電動機の吸気口から内部に流入させられる。自己通風形の主電動機と同様に、流入した空気は、通風路および回転子鉄心と固定子鉄心との間の空隙を通って、排気口から排出される。強制風冷形の主電動機は、冷却用のファンを備えない。送風機の運転中は、回転子の回転の有無によらず、常に主電動機の内部に空気が流れ、主電動機の内部が冷却される。【０００６】
特許文献１に開示される車両用回転電機の通風冷却構造においては、導入口から電動機の内部に導入された冷却風は、調整板によって分離される。冷却風の一部は風上側の固定子コイルを冷却し、固定子鉄心と回転子鉄心の間に形成された冷却用隙間および固定子鉄心に形成された風穴を通って、固定子鉄心および回転子鉄心を冷却し、さらに回転子バーおよび短絡環を冷却する。その後、冷却風は、排風口から排出される。冷却風の他の一部は、固定子外側に設けられたバイパス通路を通って、導入口に風下側の固定子コイルに直接導かれ、該固定子コイルを冷却する。その後、冷却風は、該固定子コイルの間を通り、回転子バーおよび短絡環を冷却した後、排風口から排出される。【０００７】
特許文献２に開示される回転電機においては、ファンガイドが設けられている。ファンガイドの軸中心より上側の部分は、上側空気取入口から導入された空気を、固定子コイルエンドの内側の面に当てた上で、上側空気排出口から外部に排出し、固定子の外周に設けられた空気流通路へは行かないように導く。ファンガイドの軸中心より下側の部分は、下側空気取入口から導入された空気を、固定子コイルエンドの内側の面から外側の面を通過させ、空気流通路へ導く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−０４３５４７号公報
【特許文献２】特開平０７−２４１０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示される車両用回転電機は、鉄道車両に搭載される。また特許文献２に開示される回転電機は、比較的小容量の汎用誘導電動機に好適な回転電機である。鉄道車両が備える台車において、鉄道車両用の主電動機を取り付ける取付スペースは、レール幅、他の車載機器等によって制限されるため、主電動機の小型軽量化が求められている。また鉄道車両用の主電動機に対しては、主電動機の高出力化が求められている。そのため、鉄道車両用の主電動機のエネルギー密度および主電動機に適用される絶縁部材の耐熱区分は、一般産業用の電動機と比べて高い。鉄道車両用の主電動機は、固定子コイルおよび回転子導体の温度が、一般産業用の電動機と比べて高い状態で運転されることがある。固定子コイルおよび回転子導体の過熱を抑制するため、取付スペース内での主電動機の体格の増大による発生損失の低減、冷却風量の増大等が行われている。しかしながら、主電動機の体格が増大し、電動機の質量が増大してしまうため、高出力化および小型軽量化の要求に対応することは困難である。【００１０】
また例えば、新幹線に搭載される、高速鉄道車両用の主電動機の出力は、郊外電車、地下鉄車両等に搭載される主電動機の出力より高い。そのため、高速鉄道車両用の主電動機は、自己通風形電動機ではなく、外部の送風機によって冷却を行う、強制風冷形電動機である。高速鉄道車両用の主電動機に対しても、鉄道車両の高速化、走行安定性向上等のため、小型軽量化が求められている。【００１１】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、車両用電動機の内部の冷却性能を向上させることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の車両用電動機は、フレーム、回転子軸、回転子鉄心、回転子導体、固定子鉄心、固定子コイル、第１のブラケット、第２のブラケット、および複数の風下側導風部材を備える。フレームは、車両に固定される。回転子軸は、フレームに収容される。回転子鉄心は、回転子軸と嵌合し、回転子軸と一体に回転する。回転子鉄心が回転子導体を保持する。固定子鉄心は、回転子鉄心の外周面と、空隙をあけて対向し、フレームの内周面に取り付けられる。固定子鉄心には、回転子軸の方向に伸びる複数の固定子通風路が形成される。固定子コイルは、両方の端部が固定子鉄心から回転子軸の方向に突出した状態で、固定子通風路より内周側で固定子鉄心に保持される。第１のブラケットおよび第２のブラケットは、回転子鉄心および固定子鉄心を挟んで回転子軸の方向に対向し、それぞれが回転子軸を回転可能に支持する軸受を保持する。第１のブラケットおよび第２のブラケットは、フレームに取り付けられる。複数の風下側導風部材は、第１のブラケットの側のフレームの端部に形成される吸気口から流入して固定子通風路を通過した空気を、固定子コイルの端部に接触させ、固定子コイルの端部から固定子コイルに沿って固定子鉄心の方向へ導いてから、第２のブラケットの側のフレームの端部または第２のブラケットに形成される排気口に導く。複数の風下側導風部材は、回転子軸に直交する断面の形状が円環であって、回転子軸の方向の一方の端部が固定子鉄心と接し、回転子軸の方向に伸びる円筒部を有する第１の導風部材と、第１の導風部材と異なる形状の導風部材と、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、吸気口から流入して固定子通風路を通過した空気を、固定子コイルの端部に接触させ、固定子コイルの端部から固定子コイルに沿って固定子鉄心の方向へ導いてから、排気口に導く風下側導風部材を備えることで、車両用電動機の内部の冷却性能を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車両用電動機の断面図
【図２】実施の形態１に係るファンの断面図
【図３】実施の形態１に係る第１の導風部材の斜視図
【図４】実施の形態１に係る第１の導風部材の断面図
【図５】実施の形態１に係る第２の導風部材の斜視図
【図６】実施の形態１に係る第２の導風部材の断面図
【図７】実施の形態１に係る車両用電動機における空気の流れを示す図
【図８】実施の形態１に係る車両用電動機の断面図
【図９】実施の形態１に係る車両用電動機における空気の流れを示す図
【図１０】車両用電動機の断面図
【図１１】車両用電動機における空気の流れを示す図
【図１２】ファン特性および圧力損失特性の例を示す図
【図１３】本発明の実施の形態２に係る車両用電動機の断面図
【図１４】実施の形態２に係る第３の導風部材の斜視図
【図１５】実施の形態２に係る第３の導風部材の断面図
【図１６】実施の形態２に係る車両用電動機における空気の流れを示す図
【図１７】本発明の実施の形態３に係る車両用電動機の断面図
【図１８】実施の形態３に係る第４の導風部材の斜視図
【図１９】実施の形態３に係る第４の導風部材の断面図
【図２０】実施の形態３に係る車両用電動機における空気の流れを示す図
【図２１】本発明の実施の形態４に係る車両用電動機の断面図
【図２２】実施の形態４に係る第５の導風部材の斜視図
【図２３】実施の形態４に係る第５の導風部材の断面図
【図２４】実施の形態４に係る第６の導風部材の斜視図
【図２５】実施の形態４に係る第６の導風部材の断面図
【図２６】実施の形態４に係る車両用電動機における空気の流れを示す図
【図２７】本発明の実施の形態５に係る車両用電動機の断面図
【図２８】実施の形態５に係る第７の導風部材の斜視図
【図２９】実施の形態５に係る第７の導風部材の断面図
【図３０】実施の形態５に係る車両用電動機における空気の流れを示す図
【図３１】本発明の実施の形態６に係る車両用電動機の断面図
【図３２】実施の形態６に係る車両用電動機における空気の流れを示す図
【図３３】本発明の実施の形態７に係る車両用電動機の断面図
【図３４】実施の形態７に係る車両用電動機における空気の流れを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両用電動機の断面図である。図１は、回転子軸１２に平行な面での断面図である。車両用電動機１は、車両に固定されたフレーム１１、フレーム１１に収容される回転子軸１２、フレーム１１に取り付けられる第１のブラケット１３および第２のブラケット１４、回転子軸１２と嵌合する回転子鉄心１５、フレーム１１の内周面に取り付けられる固定子鉄心１６、ならびに回転子軸１２に取り付けられるファン１７を備える。Ｚ軸が鉛直方向であり、Ｘ軸が車両用電動機１が搭載される車両の進行方向であり、Ｙ軸がＸ軸およびＺ軸と直交する方向である。車両用電動機１が、例えば車両の車体に固定される場合は、回転子軸１２の方向はＸ軸方向であり、車両用電動機１が、例えば車両の台車に固定される場合は、回転子軸１２の方向は、Ｙ軸方向である。車両用電動機１は、例えば電気鉄道車両に搭載される。図１以降に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向は、車両用電動機１が、車両の台車に固定される場合の方向を示す。
【００１７】
第１のブラケット１３および第２のブラケット１４は、回転子鉄心１５および固定子鉄心１６を挟んでＹ軸方向に対向する。第１のブラケット１３および第２のブラケット１４はそれぞれ、回転子軸１２を回転可能に支持する軸受１８，１９を保持し、フレーム１１に取り付けられる。第１のブラケット１３の側のフレーム１１の端部に、フレーム１１の外部の空気が流入する吸気口２３が形成される。図１では、フレーム１１の鉛直方向上側の面に吸気口２３が形成されているが、吸気口２３が形成される位置は図１の例に限られない。第１のブラケット１３が取り付けられる、回転子軸１２に直交するフレーム１１の端面に吸気口２３が形成されてもよい。第２のブラケット１４の側のフレーム１１の端部に、排気口２４が形成される。図１では、排気口２４は、ファン１７と対向する、第２のブラケット１４の側のフレーム１１の端部に形成される。
【００１８】
回転子鉄心１５は、回転子軸１２と嵌合し、回転子軸１２と一体に回転する。回転子鉄心１５は、回転子バー２１および短絡環２２を有する回転子導体を保持する。回転子鉄心１５の外周側に回転子軸１２の方向に形成された溝に、回転子バー２１が挿入される。回転子バー２１の両端部が、Ｙ軸方向に直交する断面の形状が環状の導体である短絡環２２と接合されることで、回転子バー２１が互いに電気的に接続される。固定子鉄心１６は、回転子鉄心１５の外周面と、空隙をあけて対向する。固定子鉄心１６の内周面と回転子鉄心１５の外周面との間の空隙が、鉄心間ギャップ４１である。固定子鉄心１６には、回転子軸１２の方向に伸びる複数の固定子通風路４２が形成される。固定子コイル２０は、両方の端部が固定子鉄心１６から回転子軸１２の方向に突出した状態で、固定子通風路４２より内周側で固定子鉄心１６に保持される。
【００１９】
図２は、実施の形態１に係るファンの断面図である。ファン１７は、第２のブラケット１４と対向する位置で回転子軸１２に取り付けられる。ファン１７の内周部分である軸嵌合部１７１が、回転子軸１２に嵌合することで、ファン１７は回転子軸１２に取り付けられる。ファン１７は、回転子軸１２と一体に回転する。軸嵌合部１７１から、ファン１７の外周端まで主板１７２が伸びる。主板１７２に複数の羽根１７３が取り付けられる。羽根１７３に対して主板１７２と反対側に全周に亘る側板１７４が設けられる。主板１７２、羽根１７３、および側板１７４によって、複数のファン通風路が形成される。ファン１７が回転すると、ファン通風路内の空気の遠心力により、羽根１７３の外周側と内周側との間に圧力差が生じる。圧力差によって吸気口２３から車両用電動機１の内部に空気が流入する。
【００２０】
車両用電動機１の内部に流入した空気の一部は、固定子通風路４２に到達する。車両用電動機１は、吸気口２３から流入して固定子通風路４２を通過した空気を、固定子コイル２０の端部に接触させ、固定子コイル２０の端部から固定子コイル２０に沿って固定子鉄心１６の方向へ導いてから、排気口２４に導く風下側導風部材を備える。車両用電動機１においては、風下側導風部材は、第１の導風部材５１および第２の導風部材５２を有する。
【００２１】
図３は、実施の形態１に係る第１の導風部材の斜視図である。図４は、実施の形態１に係る第１の導風部材の断面図である。第１の導風部材５１のＹ軸に直交する断面の形状は円環である。図１に示すように、第１の導風部材５１のＹ軸方向の一方の端部は、固定子鉄心１６と接する。該端部である、図３および図４に示す締結部５１１は、固定子鉄心１６に締結される。締結部５１１には、固定子通風路４２の開口に対向する図示しない通風孔が形成される。第１の導風部材５１のＹ軸方向に伸びる円筒形状を有する円筒部５１２は、フレーム１１の内周面との間で流路を形成する。ファン１７の外周面である側板１７４の一部は、第１の導風部材５１の円筒部５１２の一部と固定子コイル２０を挟んで対向する。第１の導風部材５１は、固定子通風路４２を通過した空気を、円筒部５１２とフレーム１１の内周面との間を通し、固定子コイル２０の端部へ導く。第１の導風部材５１を固定子鉄心１６に取り付ける際には、図示しない固定子コイル２０を留めるリングと接触することを防ぐため、半円環状にした１組の第１の導風部材５１の、それぞれの締結部５１１を固定子鉄心１６に締結する。第１の導風部材５１の固定子鉄心１６への締結は、固定子鉄心１６をフレーム１１の内周面に嵌合させる前に行う。
【００２２】
図５は、実施の形態１に係る第２の導風部材の斜視図である。図６は、実施の形態１に係る第２の導風部材の断面図である。第２の導風部材５２のＹ軸に直交する断面の形状は円環である。第２の導風部材５２の外周面はフレーム１１の内周面と接する。第２の導風部材５２は、嵌合部５２１でフレーム１１の内周面に嵌合される。図１に示すように、第２の導風部材５２は、フレーム１１の内周面から側板１７４の排気口２４に近い端部に向かって伸びる。第２の導風部材５２の側板対向部５２２は、側板１７４の排気口２４に近い端部と対向する。また図１に示すように、嵌合部５２１の一部は、排気口２４の固定子鉄心１６の側に隣接する。第２の導風部材５２および側板１７４は、固定子コイル２０の端部に接触した空気を、固定子コイル２０の端部から固定子鉄心１６の方向へ導く。また第２の導風部材５２は、ファン１７から排出された空気を排気口２４へ導く。
【００２３】
図７は、実施の形態１に係る車両用電動機における空気の流れを示す図である。図７は、図１に示す車両用電動機１における空気の流れを太い実線の矢印で示した図である。車両用電動機１の運転時に、回転子軸１２が回転する。回転子軸１２の回転にともなって、回転子軸１２に嵌合されたファン１７も回転する。ファン１７の回転により、吸気口２３から空気が流入する。図７の例では、車両用電動機１の外部の空気は、吸気口２３を通って車両用電動機１の内部に流入する。車両用電動機１の内部に流入した空気の一部は、固定子通風路４２に到達する。固定子通風路４２を通過した空気は、第１の導風部材５１の円筒部５１２の外周面とフレーム１１の内周面との間の流路を通り、固定子コイル２０の端部に接触する。
【００２４】
ファン１７の側板１７４と固定子コイル２０との間隔を閾値以下にすることで、ファン１７の側板１７４と固定子コイル２０とが近接する。閾値は、車両用電動機１に求められる冷却性能に応じて定められる。第２の導風部材５２が設けられ、ファン１７の側板１７４と固定子コイル２０の内周面とが近接しているため、固定子コイル２０の端部に接触した空気は、固定子コイル２０に沿って固定子鉄心１６の方向へ流れ、ファン１７の入口部に到達する。また車両用電動機１の内部に流入した空気の他の一部は、鉄心間ギャップ４１を通ってファン１７の入口部に到達する。ファン１７から排出される空気は、第２の導風部材５２と第２のブラケット１４との間の流路を通り、排気口２４から排出される。第２の導風部材５２を設けることで、ファン１７から排出される空気が、再度固定子コイル２０の端部に到達することが抑制される。
【００２５】
上述のように、第１の導風部材５１および第２の導風部材５２を設け、ファン１７の側板１７４と固定子コイル２０とを近接させることで、固定子通風路４２を通過した空気は、固定子コイル２０の外周側の第１の導風部材５１の円筒部５１２と内周側のファン１７の側板１７４との間の流路を通り、固定子コイル２０に接触しながら空気が流れる流路の距離が、後述する一般的な自己通風形の電動機の場合より長くなる。冷却効率を向上させるためには、熱伝達率を増大させることが必要である。すなわち、高温になる固定子コイル２０に接触しながら流れる空気の風速を増大させること、および空気の流れと接触する固定子コイル２０の表面積を増大させることが必要である。実施の形態１に係る車両用電動機１によれば、第１の導風部材５１とファン１７の側板１７４との間に空気を流すことで、固定子コイル２０に接触する位置で、局所的に風速が増大する。また固定子コイル２０に接触しながら空気が流れる流路の距離が長くなるため、空気の流れと接触する固定子コイル２０の表面積が増大する。これにより、固定子コイル２０における熱伝達率が増大する。
【００２６】
図１および図７では、車両用電動機１は、２種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１および固定子通風路４２を有する。車両用電動機１において、回転子鉄心１５に通風路を形成してもよい。図８は、実施の形態１に係る車両用電動機の断面図である。図８に示す車両用電動機１においては、回転子鉄心１５に回転子軸１２の方向に伸びる回転子通風路４３が形成される。図８では、車両用電動機１は、３種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１、固定子通風路４２、および回転子通風路４３を有する。図９は、実施の形態１に係る車両用電動機における空気の流れを示す図である。図の見方は図７と同様である。図９の例では、車両用電動機１の内部に流入した空気の一部は、回転子通風路４３を通ってファン１７に到達する。回転子通風路４３を設ける場合は、回転子通風路４３のＹ軸方向に直交する断面の総面積を定められた範囲内とする。該範囲は、車両用電動機１に求められる冷却性能に応じて定めることができる。
【００２７】
図１０は、車両用電動機の断面図である。図１０に示す車両用電動機９は、一般的な自己通風形の電動機である。車両用電動機１との差異について説明する。回転子鉄心１５に、Ｙ軸方向に伸びる回転子通風路９１が形成される。回転子通風路９１は、周方向に定められた間隔で、全周に亘って設けられる。車両用電動機９は、ファン９２を備える。実施の形態１に係る車両用電動機１が有するファン１７と同様に、ファン９２は、軸嵌合部９２１で回転子軸１２に嵌合される。ファン９２が有する主板９２２に複数の羽根９２３が設けられる。羽根９２３に対して主板９２２の反対側に全周に亘る側板９２４が設けられる。またフレーム１１の内周面から側板９２４の排気口２４に近い端部に向かって伸びる仕切り板９３が設けられる。側板９２４と固定子コイル２０との間隔は、側板１７４と固定子コイル２０との間隔に比べて、広い。また側板９２４の回転子鉄心１５の側の端部は、側板１７４の回転子鉄心１５側の端部と比べて、回転子鉄心１５から遠い位置にある。
【００２８】
図１１は、車両用電動機における空気の流れを示す図である。図の見方は図７と同様である。図８に示す車両用電動機１と同様に、車両用電動機９は、３種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１、固定子通風路４２、および回転子通風路９１を有する。回転子通風路９１は、周方向に定められた間隔で、全周に亘って設けられるため、回転子通風路９１のＹ軸方向に直交する断面の総面積は、回転子通風路４３のＹ軸方向に直交する断面の総面積より大きい。そのため、回転子通風路９１を流れる空気の風量は、回転子通風路４３を流れる空気の風量より多い。一方、車両用電動機９における鉄心間ギャップ４１を流れる空気の風量は、車両用電動機１における鉄心間ギャップ４１を流れる空気の風量より少ない。車両用電動機９は、車両用電動機１のように、第１の導風部材５１および第２の導風部材５２を備えないため、固定子通風路４２を通過した空気の大半は、フレーム１１の内周面、仕切り板９３、および側板９２４に沿って流れる。
【００２９】
図１２は、ファン特性および圧力損失特性の例を示す図である。横軸がファンの風量であり、縦軸がファンの静圧である。図１２における実線が、ファン１７，９２の風量と静圧の関係を示すファン特性を示す。車両用電動機１，９の回転数が変化すると、ファン特性が変化するため、回転数を一定の状態として、車両用電動機１，９における圧力損失および風量を比較する。図１２において、車両用電動機９の内部の通風路全体の圧力損失特性を一点鎖線で示す。図１２において、車両用電動機１の内部の通風路全体の圧力損失特性を二点鎖線で示す。車両用電動機１は、第１の導風部材５１および第２の導風部材５２を備え、また側板１７４と固定子コイル２０との間隔は、側板９２４と固定子コイル２０との間隔より狭い。そのため、車両用電動機１における固定子通風路４２を出てから排気口２４に至るまでの流路である風下側流路は、車両用電動機９の風下側流路よりも複雑であり、車両用電動機１の固定子コイル２０の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。また回転子通風路４３のＹ軸に直交する断面の総面積は、回転子通風路９１のＹ軸に直交する断面の総面積より小さい。したがって、車両用電動機１，９の風量が同じである場合、車両用電動機１における圧力損失は、車両用電動機９より大きい。
【００３０】
図１２の例では、車両用電動機９の風量はＱ１であり、静圧がＰ１である。また車両用電動機１の風量はＱ２であり、静圧がＰ２である。車両用電動機１は、車両用電動機９と比べて、風量が少なく、静圧が大きい。図８に示す車両用電動機１および図１０に示す車両用電動機９はそれぞれ、上述したように、３種類の通風路を有する。３種類の通風路は並列に設けられている。ファン１７，９２のファン特性および圧力損失特性から、各通風路の風量が定まる。各通風路における静圧は同じであり、各通風路の風量の合計が、車両用電動機１，９の全体での風量である。
【００３１】
上述のように、車両用電動機１は、車両用電動機９と比べて、風量が少なく、静圧が大きい。また回転子通風路４３のＹ軸に直交する断面の総面積は、回転子通風路９１のＹ軸に直交する断面の総面積より小さい。車両用電動機１の風下側流路は、車両用電動機９の場合よりも複雑であり、車両用電動機１の固定子コイル２０の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。そのため、車両用電動機１の風下側流路を含めた固定子通風路４２、および回転子通風路４３における圧力損失は、車両用電動機９の風下側流路を含めた固定子通風路４２、および回転子通風路９１における圧力損失より大きい。したがって、車両用電動機１の鉄心間ギャップ４１における風量および風速は、車両用電動機９の場合より大きい。その結果、鉄心間ギャップ４１における熱伝達率が向上する。図１に示す車両用電動機１においては、回転子通風路４３が形成されていないため、鉄心間ギャップ４１における熱伝達率がさらに向上する。
【００３２】
上述のように、車両用電動機１の風下側流路は、車両用電動機９の風下側流路よりも複雑であり、車両用電動機１の固定子コイル２０の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。そのため、車両用電動機１の固定子通風路４２の風下側流路における圧力損失は、車両用電動機９の固定子通風路４２の風下側流路における圧力損失よりも大きい。また車両用電動機１と車両用電動機９の全体風量が同じ場合には、車両用電動機１の固定子通風路４２における風量は、車両用電動機９の固定子通風路４２における風量より少ない。しかしながら、上述のように、車両用電動機１においては、固定子通風路４２を通過した空気が固定子コイル２０に接触する位置で、局所的に風速が増大し、空気の流れと接触する固定子コイル２０の表面積が増大するため、固定子コイル２０の端部における熱伝達率が向上する。鉄心間ギャップ４１および固定子コイル２０の端部における熱伝達率が向上することで、車両用電動機１の冷却性能が向上する。
【００３３】
以上説明したとおり、本発明の実施の形態１に係る車両用電動機１によれば、第１の導風部材５１および第２の導風部材５２を設けることで、自己通風形の車両用電動機１の内部の冷却性能を向上させることが可能である。
【００３４】
（実施の形態２）
図１３は、本発明の実施の形態２に係る車両用電動機の断面図である。図の見方は図１と同様である。実施の形態２に係る車両用電動機２は、車両用電動機１が備えるフレーム１１に代えて、フレーム２５を備える。また車両用電動機２は、車両用電動機１が備える第２のブラケット１４に代えて、第２のブラケット２６を備える。車両用電動機２は、ファン１７を備えない、強制風冷形の電動機である。第１のブラケット１３の側のフレーム２５の端部に、フレーム２５の外部の空気が流入する吸気口２７が形成される。図１３では、フレーム２５の鉛直方向上側の面に吸気口２７が形成されている。図示しない外部に設けられた送風機からダクトを介して送られた空気が、吸気口２７から車両用電動機２の内部に流入する。車両用電動機２において、第２のブラケット２６に排気口２８が形成される。排気口２８は、回転子軸１２の周りに定められた間隔をあけて、全周に亘って形成される。車両用電動機２においては、風下側導風部材は、第１の導風部材５１および第３の導風部材５３を有する。
【００３５】
第１の導風部材５１の構造は、実施の形態１に係る車両用電動機１が備える第１の導風部材５１の構造と同じである。第１の導風部材５１は、固定子鉄心１６に接し、フレーム２５の内周面との間で流路を形成する。第１の導風部材５１は、固定子通風路４２を通過した空気を、第１の導風部材５１の円筒部とフレーム２５の内周面との間を通し、固定子コイル２０の端部へ導く。
【００３６】
図１４は、実施の形態２に係る第３の導風部材の斜視図である。図１５は、実施の形態２に係る第３の導風部材の断面図である。第３の導風部材５３のＹ軸に直交する断面の形状は円環である。図１３に示すように、第３の導風部材５３のＹ軸方向の一方の端部は、第２のブラケット２６と接する。該端部である、図１４および図１５に示す締結部５３１は、第２のブラケット２６に締結される。締結部５３１の一部は、排気口２８の外周側に隣接する。図１３に示すように、第３の導風部材５３のＹ軸方向に伸びる円筒形状を有する円筒部５３２の一部は、第１の導風部材５１のＹ軸方向に伸びる円筒部５１２の一部と固定子コイル２０を挟んで対向する。円筒部５３２は、固定子コイル２０の端部に接触した空気を、固定子コイル２０の端部から固定子鉄心１６の方向へ導く。また円筒部５３２は、固定子鉄心１６の方向へ導かれた空気を、排気口２８へ導く。上述の例では、円筒部５３２のＹ軸に直交する断面は、Ｙ軸方向の排気口２８に向かうにつれて大きくなる。固定子コイル２０の内周面の傾きに応じて、円筒部５３２のＹ軸に直交する断面の大きさを変化させることで、第３の導風部材５３と固定子コイル２０とを近接させることが可能である。なお円筒部５３２のＹ軸に直交する断面の大きさは一定でもよい。
【００３７】
図１６は、実施の形態２に係る車両用電動機における空気の流れを示す図である。図の見方は、図７と同様である。車両用電動機２の外部の空気は、吸気口２７を通って車両用電動機２の内部に流入する。車両用電動機２の内部に流入した空気の一部は、固定子通風路４２に到達する。固定子通風路４２を通過した空気は、第１の導風部材５１の円筒部５１２の外周面とフレーム２５の内周面との間の流路を通り、固定子コイル２０の端部に接触する。第３の導風部材５３が設けられているため、固定子コイル２０の端部に接触した空気は、固定子コイル２０に沿って固定子鉄心１６の方向へ流れてから、排気口２８へ到達し、排気口２８から排出される。第３の導風部材５３を設けることで、固定子通風路４２を通過した空気が、排気口２８に直接到達することが抑制される。
【００３８】
第３の導風部材５３と固定子コイル２０との間隔を閾値以下にすることで、第３の導風部材５３と固定子コイル２０とが近接する。閾値は、車両用電動機２に求められる冷却性能に応じて定められる。第３の導風部材５３の外周面と固定子コイル２０とが近接しているため、固定子コイル２０の端部に接触した空気は、固定子コイル２０に沿って固定子鉄心１６の方向へ流れてから、排気口２８に到達する。また車両用電動機２の内部に流入した空気の他の一部は、鉄心間ギャップ４１を通り、排気口２８に到達する。
【００３９】
第１の導風部材５１および第３の導風部材５３を設け、第３の導風部材５３と固定子コイル２０とを近接させることで、固定子通風路４２を通過した空気は、固定子コイル２０の外周側の第１の導風部材５１の円筒部５１２と内周側の第３の導風部材５３の円筒部５３２の間の流路を通る。そのため、固定子コイル２０に接触しながら空気が流れる流路の距離が車両用電動機９の場合よりも長くなる。実施の形態２に係る車両用電動機２によれば、第１の導風部材５１と第３の導風部材５３との間に空気を流すことで、固定子コイル２０に接触する位置で、局所的に風速が増大する。また固定子コイル２０に接触しながら空気が流れる流路の距離が長くなるため、空気の流れと接触する固定子コイル２０の表面積が増大する。これにより、固定子コイル２０における熱伝達率が増大する。
【００４０】
図１３および図１６では、車両用電動機２は、２種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１および固定子通風路４２を有する。車両用電動機２において、図８に示す車両用電動機１と同様に、回転子鉄心１５に、回転子軸１２の方向に伸びる回転子通風路４３が形成されてもよい。この場合、車両用電動機２は、３種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１、固定子通風路４２、および回転子通風路４３を有する。回転子通風路４３を設ける場合は、回転子通風路４３のＹ軸方向に直交する断面の総面積を定められた範囲内とする。該範囲は、車両用電動機２に求められる冷却性能に応じて定めることができる。
【００４１】
車両用電動機２は、第１の導風部材５１および第３の導風部材５３を備え、また第３の導風部材５３と固定子コイル２０との間隔は、車両用電動機９における側板９２４と固定子コイル２０との間隔より狭い。そのため、車両用電動機２の風下側流路は、車両用電動機９の風下側流路よりも複雑であり、車両用電動機２の固定子コイル２０の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。そのため、車両用電動機２の風下側流路を含めた固定子通風路４２、および回転子通風路４３における圧力損失は、車両用電動機９の風下側流路を含めた固定子通風路４２、および回転子通風路９１における圧力損失より大きい。したがって、車両用電動機２の鉄心間ギャップ４１における風量および風速は、車両用電動機９の場合より大きい。その結果、鉄心間ギャップ４１における熱伝達率が向上する。図１３に示す車両用電動機２においては、回転子通風路４３が形成されていないため、鉄心間ギャップ４１における熱伝達率がさらに向上する。
【００４２】
上述のように、車両用電動機２の風下側流路は、車両用電動機９の風下側流路よりも複雑であり、車両用電動機２の固定子コイル２０の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。そのため、車両用電動機２の固定子通風路４２の風下側流路における圧力損失は、車両用電動機９の固定子通風路４２の風下側流路における圧力損失よりも大きい。また車両用電動機２と車両用電動機９の全体風量が同じ場合には、車両用電動機２の固定子通風路４２における風量は、車両用電動機９の固定子通風路４２における風量より少ない。しかしながら、上述のように、車両用電動機２においては、固定子コイル２０に接触する位置で、局所的に風速が増大し、空気の流れと接触する固定子コイル２０の表面積が増大するため、固定子コイル２０の端部における熱伝達率が向上する。鉄心間ギャップ４１および固定子コイル２０の端部における熱伝達率が向上することで、車両用電動機２の冷却性能が向上する。
【００４３】
以上説明したとおり、本発明の実施の形態２に係る車両用電動機２によれば、第１の導風部材５１および第３の導風部材５３を設けることで、強制風冷形の車両用電動機２の内部の冷却性能を向上させることが可能である。
【００４４】
（実施の形態３）
図１７は、本発明の実施の形態３に係る車両用電動機の断面図である。図の見方は図１と同様である。実施の形態３に係る車両用電動機３は、実施の形態１に係る車両用電動機１の構成に加え、吸気口２３から流入した空気の少なくとも一部が固定子通風路４２に直接到達することを抑制し、吸気口２３から流入した空気の少なくとも一部を固定子コイル２０の端部に接触させてから固定子通風路４２に導く風上側導風部材をさらに備える。実施の形態３においては、風上側導風部材は、第４の導風部材５４を有する。
【００４５】
図１８は、実施の形態３に係る第４の導風部材の斜視図である。図１９は、実施の形態３に係る第４の導風部材の断面図である。第４の導風部材５４のＹ軸に直交する断面の形状は円環である。第４の導風部材５４の外周面はフレーム１１の内周面と接する。第４の導風部材５４は、嵌合部５４１でフレーム１１の内周面に嵌合される。図１７に示すように、第４の導風部材５４は、フレーム１１の内周面から固定子コイル２０の端部に向かって伸びる。第４の導風部材５４の外周面の一部は吸気口２３の固定子鉄心１６の側に隣接する。第４の導風部材５４の端部である固定子コイル対向部５４２は、固定子コイル２０の端部の外周面と対向する。第４の導風部材５４は、吸気口２３から流入した空気を、フレーム１１のＹ軸方向に直交する面と第４の導風部材５４との間を通し、固定子コイル２０の端部へ導く。固定子コイル２０の端部に接触した空気は、固定子通風路４２に到達する。第４の導風部材５４を設けることで、吸気口２３から流入した空気が、固定子通風路４２に直接的に到達することが抑制される。
【００４６】
図２０は、実施の形態３に係る車両用電動機における空気の流れを示す図である。図の見方は図７と同様である。車両用電動機３の外部の空気は、吸気口２３を通って車両用電動機３の内部に流入する。車両用電動機３の内部に流入した空気は、フレーム１１のＹ軸方向に直交する面と第４の導風部材５４との間を通る。フレーム１１のＹ軸方向に直交する面と第４の導風部材５４との間を通った空気の一部は、固定子コイル２０の端部に接触し、固定子通風路４２に到達する。固定子通風路４２を通過した空気は、実施の形態１と同様に、第１の導風部材５１の円筒部５１２とフレーム１１の内周面との間の流路を通り、固定子コイル２０の端部に接触する。第２の導風部材５２およびファン１７の側板１７４によって、固定子コイル２０の端部に接触した空気は、固定子コイル２０に沿って固定子鉄心１６の方向へ流れ、ファン１７の入口部に到達する。
【００４７】
第４の導風部材５４と固定子コイル２０との間隔を閾値以下にすることで、第４の導風部材５４と固定子コイル２０とが近接する。閾値は、車両用電動機３に求められる冷却性能に応じて定められる。第４の導風部材５４と固定子コイル２０とが近接しているため、車両用電動機３の内部に流入した空気は、固定子コイル２０に接触してから固定子通風路４２に到達する。また車両用電動機３の内部に流入した空気の他の一部は、鉄心間ギャップ４１を通ってファン１７に到達する。ファン１７から排出される空気は、第２の導風部材５２と第２のブラケット１４との間の流路を通り、排気口２４から排出される。
【００４８】
第４の導風部材５４を設け、第４の導風部材５４と固定子コイル２０とを近接させることで、吸気口２３から流入した空気が、固定子通風路４２に到達する前に、固定子コイル２０の周方向の間隔に流れる。そのため、固定子コイル２０に接触する位置で、局所的に風速が増大する。これにより、固定子コイル２０における熱伝達率が増大する。
【００４９】
図１７および図２０では、車両用電動機３は、２種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１および固定子通風路４２を有する。車両用電動機３において、図８に示す車両用電動機１と同様に、回転子鉄心１５に、回転子軸１２の方向に伸びる回転子通風路４３が形成されてもよい。この場合、車両用電動機３は、３種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１、固定子通風路４２、および回転子通風路４３を有する。回転子通風路４３を設ける場合は、回転子通風路４３のＹ軸方向に直交する断面の総面積を定められた範囲内とする。該範囲は、車両用電動機３に求められる冷却性能に応じて定めることができる。
【００５０】
車両用電動機３は、第４の導風部材５４を備えるため、車両用電動機３における吸気口２３から固定子通風路４２に至るまでの流路である風上側流路は、車両用電動機９の風上側流路よりも複雑である。また実施の形態１と同様に、車両用電動機３の風下側流路は、車両用電動機９の風下側流路よりも複雑である。車両用電動機３は、より複雑な風上側流路および風下側流路を有し、車両用電動機３の固定子コイル２０の両方の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。そのため、車両用電動機３の固定子通風路４２の両側の風上側流路と風下側流路、および回転子通風路４３における圧力損失は、車両用電動機９の固定子通風路４２の両側の風上側流路と風下側流路、および回転子通風路９１における圧力損失より大きい。したがって、車両用電動機３の鉄心間ギャップ４１における風量および風速は、車両用電動機９の場合より大きい。その結果、鉄心間ギャップ４１における熱伝達率が向上する。図１７に示す車両用電動機３においては、回転子通風路４３が形成されていないため、鉄心間ギャップ４１における熱伝達率がさらに向上する。
【００５１】
上述のように、車両用電動機３の風上側流路および風下側流路は、車両用電動機９の風上側流路および風下側流路よりも複雑であり、車両用電動機３の固定子コイル２０の両方の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。そのため、車両用電動機３の風上側流路と風下側流路を含めた固定子通風路４２における圧力損失は、車両用電動機９の風上側流路と風下側流路を含めた固定子通風路４２における圧力損失よりも大きい。また車両用電動機３と車両用電動機９の全体風量が同じ場合には、車両用電動機３の固定子通風路４２における風量は、車両用電動機９の固定子通風路４２における風量より少ない。しかしながら、上述のように、車両用電動機３においては、固定子コイル２０に接触する位置で、局所的に風速が増大し、空気の流れと接触する固定子コイル２０の表面積が増大するため、固定子コイル２０の端部における熱伝達率が向上する。鉄心間ギャップ４１および固定子コイル２０の端部における熱伝達率が向上することで、車両用電動機３の冷却性能が向上する。
【００５２】
上述の例では、第４の導風部材５４のＹ軸に直交する断面の形状は円環であるが、第４の導風部材５４のＹ軸に直交する断面の形状は部分円環でもよい。第４の導風部材５４のＹ軸に直交する断面の形状が部分円環である場合、該部分円環の重心および回転子軸１２を通る平面は、吸気口２３を通る。好ましくは、該平面は、吸気口２３の開口の重心を通る。
【００５３】
以上説明したとおり、本発明の実施の形態３に係る車両用電動機３によれば、第４の導風部材５４を設けることで、自己通風形の車両用電動機３の内部の冷却性能を向上させることが可能である。
【００５４】
（実施の形態４）
図２１は、本発明の実施の形態４に係る車両用電動機の断面図である。図の見方は図１と同様である。実施の形態４に係る車両用電動機４は、実施の形態１に係る車両用電動機１の構成に加え、吸気口２３から流入した空気の少なくとも一部を、固定子コイル２０の端部に接触させ、固定子通風路４２に導く風上側導風部材をさらに備える。実施の形態４においては、風上側導風部材は、第５の導風部材５５および第６の導風部材５６を有する。
【００５５】
図２２は、実施の形態４に係る第５の導風部材の斜視図である。図２３は、実施の形態４に係る第５の導風部材の断面図である。第５の導風部材５５のＹ軸に直交する断面の形状は円環である。第５の導風部材５５の外周面はフレーム１１の内周面と接する。第５の導風部材５５は、嵌合部５５１でフレーム１１の内周面に嵌合される。図２１に示すように、第５の導風部材５５は、フレーム１１の内周面から固定子コイル２０の端部と第１のブラケット１３の側のフレーム１１の端部との間を通って、固定子コイル２０の端部に沿って固定子コイル２０の内周側を固定子鉄心１６に向かって伸びる、円筒部５５２を有する。円筒部５５２は、屈曲した円筒形状を有する。第５の導風部材５５の外周面の一部は吸気口２３の固定子鉄心１６の側に隣接する。円筒部５５２は、吸気口２３から流入した空気の少なくとも一部を、固定子鉄心１６の方向へ導く。また円筒部５５２は、固定子鉄心１６の方向へ導かれた空気を、固定子コイル２０の端部へ導く。上述の例では、円筒部５５２のＹ軸に直交する断面は、Ｙ軸方向の固定子鉄心１６に向かうにつれて小さくなる。固定子コイル２０の内周面の傾きに応じて、円筒部５５２のＹ軸に直交する断面の大きさを変化させることで、第５の導風部材５５と固定子コイル２０とを近接させることが可能である。なお円筒部５５２のＹ軸に直交する断面の大きさは一定でもよい。
【００５６】
図２４は、実施の形態４に係る第６の導風部材の斜視図である。図２５は、実施の形態４に係る第６の導風部材の断面図である。第６の導風部材５６のＹ軸に直交する断面の形状は円環である。図２１に示すように、第６の導風部材５６のＹ軸方向の一方の端部は、固定子鉄心１６と接する。該端部である、図２４および図２５に示す締結部５６１は、固定子鉄心１６に締結される。締結部５６１には、固定子通風路４２の開口に対向する図示しない通風孔が形成される。図２１に示すように、第５の導風部材５５の円筒部５５２の一部は、第６の導風部材５６の円筒部５６２の一部と固定子コイル２０を挟んで対向する。第６の導風部材５６のＹ軸方向に伸びる円筒形状を有する円筒部５６２は、フレーム１１の内周面との間で流路を形成する。第６の導風部材５６は、固定子鉄心１６の方向へ導かれた空気を、固定子コイル２０の端部へ導く。第６の導風部材５６は、固定子コイル２０の端部に接触した空気を、固定子通風路４２へ導く。実施の形態１に係る車両用電動機１が備える第１の導風部材５１を、ＸＺ平面に対して反転させて、固定子鉄心１６に取り付けることで、第６の導風部材５６を形成してもよい。
【００５７】
図２６は、実施の形態４に係る車両用電動機における空気の流れを示す図である。図の見方は図７と同様である。車両用電動機４の外部の空気は、吸気口２３を通って車両用電動機４の内部に流入する。車両用電動機４の内部に流入した空気は、フレーム１１のＹ軸方向に直交する面と第５の導風部材５５との間を通る。フレーム１１のＹ軸方向に直交する面と第５の導風部材５５との間を通った空気の一部は、第５の導風部材５５に沿って、固定子鉄心１６の方向へ流れ、第５の導風部材５５の円筒部５５２の外周面と第６の導風部材５６の内周面との間を通って、固定子鉄心１６の側から固定子コイル２０の端部へ向かって流れる。固定子コイル２０の端部に接触した空気は、第６の導風部材５６の外周面とフレーム１１の内周面との間を通って、固定子通風路４２に到達する。固定子通風路４２を通過した空気は、実施の形態１と同様に、第１の導風部材５１の外周面とフレーム１１の内周面との間の流路を通り、固定子コイル２０の端部に接触する。第２の導風部材５２およびファン１７の側板１７４によって、固定子コイル２０の端部に接触した空気は、固定子コイル２０に沿って固定子鉄心１６の方向へ流れ、ファン１７の入口部に到達する。また車両用電動機４の内部に流入した空気の他の一部は、鉄心間ギャップ４１を通ってファン１７の入口部に到達する。ファン１７から排出される空気は、第２の導風部材５２と第２のブラケット１４との間の流路を通り、排気口２４から排出される。
【００５８】
第５の導風部材５５および第６の導風部材５６を設けることで、吸気口２３から流入した空気が、固定子通風路４２に到達する前に、固定子鉄心１６の側から固定子コイル２０の端部に向かって、固定子コイル２０の外周側の第６の導風部材５６の円筒部５６２と内周側の第５の導風部材５５の円筒部５５２の間の流路を通る。そのため、固定子コイル２０に接触しながら空気が流れる流路の距離が車両用電動機９の場合よりも長くなる。実施の形態４に係る車両用電動機４によれば、風下側だけでなく、風上側においても、第５の導風部材５５と第６の導風部材５６との間に空気を流すことで、固定子コイル２０に接触する位置で、局所的に風速が増大する。また固定子コイル２０に接触しながら空気が流れる流路の距離が長くなるため、空気の流れと接触する固定子コイル２０の表面積が増大する。これにより、固定子コイル２０における熱伝達率が増大する。
【００５９】
図２１および図２６では、車両用電動機４は、２種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１および固定子通風路４２を有する。車両用電動機４において、図８に示す車両用電動機１と同様に、回転子鉄心１５に、回転子軸１２の方向に伸びる回転子通風路４３が形成されてもよい。この場合、車両用電動機４は、３種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１、固定子通風路４２、および回転子通風路４３を有する。回転子通風路４３を設ける場合は、回転子通風路４３のＹ軸方向に直交する断面の総面積を定められた範囲内とする。該範囲は、車両用電動機４に求められる冷却性能に応じて定めることができる。
【００６０】
車両用電動機４は、第５の導風部材５５および第６の導風部材５６を備えるため、車両用電動機４の風上側流路は、車両用電動機９の風上側流路よりも複雑である。また実施の形態１と同様に、車両用電動機４の風下側流路は、車両用電動機９の風下側流路よりも複雑である。車両用電動機４は、より複雑な風上側流路および風下側流路を有し、車両用電動機４の固定子コイル２０の両方の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。そのため、車両用電動機４の固定子通風路４２の両側の風上側流路と風下側流路、および回転子通風路４３における圧力損失は、車両用電動機９の固定子通風路４２の両側の風上側流路と風下側流路、および回転子通風路９１における圧力損失より大きい。したがって、車両用電動機４の鉄心間ギャップ４１における風量および風速は、車両用電動機９の場合より大きい。その結果、鉄心間ギャップ４１における熱伝達率が向上する。図２１に示す車両用電動機４においては、回転子通風路４３が形成されていないため、鉄心間ギャップ４１における熱伝達率がさらに向上する。
【００６１】
上述のように、車両用電動機４の風上側流路および風下側流路は、車両用電動機９の風上側流路および風下側流路よりも複雑であり、車両用電動機４の固定子コイル２０の両方の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。そのため、車両用電動機４の風上側流路と風下側流路を含めた固定子通風路４２における圧力損失は、車両用電動機９の風上側流路と風下側流路を含めた固定子通風路４２における圧力損失よりも大きい。また車両用電動機４と車両用電動機９の全体風量が同じ場合には、車両用電動機４の固定子通風路４２における風量は、車両用電動機９の固定子通風路４２における風量より少ない。しかしながら、上述のように、車両用電動機４においては、固定子コイル２０に接触する位置で、局所的に風速が増大し、空気の流れと接触する固定子コイル２０の表面積が増大するため、固定子コイル２０の端部における熱伝達率が向上する。鉄心間ギャップ４１および固定子コイル２０の端部における熱伝達率が向上することで、車両用電動機４の冷却性能が向上する。
【００６２】
上述の例では、第５の導風部材５５のＹ軸に直交する断面の形状は円環であるが、第５の導風部材５５のＹ軸に直交する断面の形状は部分円環でもよい。第５の導風部材５５のＹ軸に直交する断面の形状が部分円環である場合、該部分円環の重心および回転子軸１２を通る平面は、吸気口２３を通る。好ましくは、該平面は、吸気口２３の開口の重心を通る。
【００６３】
以上説明したとおり、本発明の実施の形態４に係る車両用電動機４によれば、第５の導風部材５５および第６の導風部材５６を設けることで、自己通風形の車両用電動機４の内部の冷却性能を向上させることが可能である。
【００６４】
（実施の形態５）
図２７は、本発明の実施の形態５に係る車両用電動機の断面図である。図の見方は図１と同様である。実施の形態５に係る車両用電動機５は、車両用電動機１が備えるフレーム１１に代えて、フレーム２９を備える。Ｙ軸に直交する第１のブラケット１３の側のフレーム２９の端部に、フレーム２９の外部の空気が流入する吸気口３０が形成される。図２７では、Ｙ軸に直交するフレーム２９の面において、第１のブラケット１３の外周側に吸気口３０が形成されている。吸気口３０は、回転子軸１２の周りに定められた間隔をあけて、全周に亘って形成される。車両用電動機５は、吸気口３０から流入した空気の少なくとも一部を、固定子コイル２０の端部に接触させ、固定子通風路４２に導く風上側導風部材をさらに備える。実施の形態５においては、風上側導風部材は、第６の導風部材５６および第７の導風部材５７を有する。
【００６５】
図２８は、実施の形態５に係る第７の導風部材の斜視図である。図２９は、実施の形態５に係る第７の導風部材の断面図である。第７の導風部材５７のＹ軸に直交する断面の形状は円環である。第７の導風部材５７のＹ軸方向の一方の端部は、Ｙ軸に直交する第１のブラケット１３の側のフレーム２９の端部と接する。第７の導風部材５７のＹ軸方向の一方の端部である、図２８および図２９に示す締結部５７１は、Ｙ軸に直交する第１のブラケット１３の側のフレーム２９の端部に締結される。第７の導風部材５７は、フレーム２９の該端部から固定子コイル２０の内周側を固定子コイル２０に沿って伸びる。第７の導風部材５７のＹ軸方向の一方の端部の一部は、吸気口３０の外周側に隣接する。第７の導風部材５７は、Ｙ軸方向に伸びる円筒形状を有する円筒部５７２を有する。円筒部５７２は、吸気口３０から流入した空気を、固定子コイル２０の内周側を固定子鉄心１６の方向へ導く。また円筒部５７２は、固定子鉄心１６の方向へ導かれた空気を、固定子コイル２０の端部へ導く。上述の例では、円筒部５７２のＹ軸に直交する断面は、Ｙ軸方向の固定子鉄心１６に向かうにつれて小さくなる。固定子コイル２０の内周面の傾きに応じて、円筒部５７２のＹ軸に直交する断面の大きさを変化させることで、第７の導風部材５７と固定子コイル２０とを近接させることが可能である。なお円筒部５７２のＹ軸に直交する断面の大きさは一定でもよい。
【００６６】
第６の導風部材５６の構造は、実施の形態４に係る車両用電動機４が備える第６の導風部材５６の構造と同じである。第６の導風部材５６のＹ軸方向の一方の端部は、固定子鉄心１６と接する。該端部である、締結部５６１は、固定子鉄心１６に締結される。図２７に示すように、第７の導風部材５７の円筒部５７２の一部は、第６の導風部材５６の円筒部５６２の一部と固定子コイル２０を挟んで対向する。円筒部５６２は、フレーム２９の内周面との間で流路を形成する。第６の導風部材５６は、固定子鉄心１６の方向へ導かれた空気を、固定子コイル２０の端部へ導く。第６の導風部材５６は、固定子コイル２０の端部に接触した空気を、固定子通風路４２へ導く。
【００６７】
図３０は、実施の形態５に係る車両用電動機における空気の流れを示す図である。図の見方は図７と同様である。車両用電動機５の外部の空気は、吸気口３０を通って車両用電動機５の内部に流入する。車両用電動機５の内部に流入した空気は、第７の導風部材５７の円筒部５７２の内周面に沿って固定子鉄心１６の方向へ流れ、第７の導風部材５７の円筒部５７２の外周面と第６の導風部材５６の円筒部５６２の内周面との間を通って、固定子鉄心１６の側から固定子コイル２０の端部へ向かって流れる。固定子コイル２０の端部に接触した空気は、第６の導風部材５６の外周面とフレーム２９の内周面との間を通って、固定子通風路４２に到達する。固定子通風路４２を通過した空気は、実施の形態１と同様に、第１の導風部材５１の外周面とフレーム２９の内周面との間の流路を通り、固定子コイル２０の端部に接触する。第２の導風部材５２およびファン１７の側板１７４によって、固定子コイル２０の端部に接触した空気は、固定子コイル２０に沿って固定子鉄心１６の方向へ流れ、ファン１７の入口部に到達する。また車両用電動機５の内部に流入した空気の他の一部は、鉄心間ギャップ４１を通ってファン１７の入口部に到達する。ファン１７から排出される空気は、第２の導風部材５２と第２のブラケット１４との間の流路を通り、排気口２４から排出される。
【００６８】
第６の導風部材５６および第７の導風部材５７を設けることで、吸気口３０から流入した空気が、固定子通風路４２に到達する前に、固定子鉄心１６の側から固定子コイル２０の端部に向かって、固定子コイル２０の外周側の第６の導風部材５６の円筒部５６２と内周側の第７の導風部材５７の円筒部５７２の間の流路を通る。そのため、固定子コイル２０に接触しながら空気が流れる流路の距離が車両用電動機９の場合よりも長くなる。実施の形態５に係る車両用電動機５によれば、風下側だけでなく、風上側においても、第７の導風部材５７と第６の導風部材５６との間に空気を流すことで、固定子コイル２０に接触する位置で、局所的に風速が増大する。また固定子コイル２０に接触しながら空気が流れる流路の距離が長くなるため、空気の流れと接触する固定子コイル２０の表面積が増大する。これにより、固定子コイル２０における熱伝達率が増大する。
【００６９】
図２７および図３０では、車両用電動機５は、２種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１および固定子通風路４２を有する。車両用電動機５において、図８に示す車両用電動機１と同様に、回転子鉄心１５に、回転子軸１２の方向に伸びる回転子通風路４３が形成されてもよい。この場合、車両用電動機５は、３種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１、固定子通風路４２、および回転子通風路４３を有する。回転子通風路４３を設ける場合は、回転子通風路４３のＹ軸方向に直交する断面の総面積を定められた範囲内とする。該範囲は、車両用電動機５に求められる冷却性能に応じて定めることができる。
【００７０】
車両用電動機５は、第６の導風部材５６および第７の導風部材５７を備えるため、車両用電動機５の風上側流路は、車両用電動機９の風上側流路よりも複雑である。また実施の形態１と同様に、車両用電動機５の風下側流路は、車両用電動機９の風下側流路よりも複雑である。車両用電動機５は、より複雑な風上側流路および風下側流路を有し、車両用電動機５の固定子コイル２０の両方の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。そのため、車両用電動機５の固定子通風路４２の両側の風上側流路と風下側流路、および回転子通風路４３における圧力損失は、車両用電動機９の固定子通風路４２の両側の風上側流路と風下側流路、および回転子通風路９１における圧力損失より大きい。したがって、車両用電動機５の鉄心間ギャップ４１における風量および風速は、車両用電動機９の場合より大きい。その結果、鉄心間ギャップ４１における熱伝達率が向上する。図２７に示す車両用電動機５においては、回転子通風路４３が形成されていないため、鉄心間ギャップ４１における熱伝達率がさらに向上する。
【００７１】
上述のように、車両用電動機５の風上側流路および風下側流路は、車両用電動機９の風上側流路および風下側流路よりも複雑であり、車両用電動機５の固定子コイル２０の両方の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。そのため、車両用電動機５の風上側流路と風下側流路を含めた固定子通風路４２における圧力損失は、車両用電動機９の風上側流路と風下側流路を含めた固定子通風路４２における圧力損失よりも大きい。また車両用電動機５と車両用電動機９の全体風量が同じ場合には、車両用電動機５の固定子通風路４２における風量は、車両用電動機９の固定子通風路４２における風量より少ない。しかしながら、上述のように、車両用電動機５においては、固定子コイル２０に接触する位置で、局所的に風速が増大し、空気の流れと接触する固定子コイル２０の表面積が増大するため、固定子コイル２０の端部における熱伝達率が向上する。鉄心間ギャップ４１および固定子コイル２０の端部における熱伝達率が向上することで、車両用電動機５の冷却性能が向上する。
【００７２】
以上説明したとおり、本発明の実施の形態５に係る車両用電動機５によれば、第６の導風部材５６および第７の導風部材５７を設けることで、自己通風形の車両用電動機５の内部の冷却性能を向上させることが可能である。
【００７３】
（実施の形態６）
図３１は、本発明の実施の形態６に係る車両用電動機の断面図である。図の見方は図１と同様である。実施の形態６に係る車両用電動機６は、実施の形態２に係る車両用電動機２の構成に加え、吸気口２７から流入した空気の少なくとも一部が固定子通風路４２に直接到達することを抑制し、吸気口２７から流入した空気の少なくとも一部を固定子コイル２０の端部に接触させてから固定子通風路４２に導く風上側導風部材をさらに備える。実施の形態６においては、風上側導風部材は、車両用電動機３と同様に、第４の導風部材５４を有する。第４の導風部材５４は、嵌合部５４１でフレーム２５の内周面に嵌合される。図３１に示すように、第４の導風部材５４は、フレーム２５の内周面から固定子コイル２０の端部に向かって伸びる。第４の導風部材５４の外周面の一部は吸気口２７の固定子鉄心１６の側に隣接する。第４の導風部材５４の端部である固定子コイル対向部５４２は、固定子コイル２０の端部の外周面と対向する。第４の導風部材５４は、吸気口２７から流入した空気を、フレーム２５のＹ軸方向に直交する面と第４の導風部材５４との間を通し、固定子コイル２０の端部へ導く。固定子コイル２０の端部に接触した空気は、固定子通風路４２に到達する。第４の導風部材５４を設けることで、吸気口２７から流入した空気が、固定子通風路４２に直接的に到達することが抑制される。
【００７４】
図３２は、実施の形態６に係る車両用電動機における空気の流れを示す図である。図の見方は図７と同様である。車両用電動機６の外部の空気は、吸気口２７を通って車両用電動機６の内部に流入する。車両用電動機６の内部に流入した空気は、フレーム２５のＹ軸方向に直交する面と第４の導風部材５４との間を通る。実施の形態３と同様に、フレーム２５のＹ軸方向に直交する面と第４の導風部材５４との間を通った空気の一部は、固定子コイル２０の端部に接触し、固定子通風路４２に到達する。固定子通風路４２を通過した空気は、実施の形態２と同様に、第１の導風部材５１の円筒部５１２とフレーム２５の内周面との間の流路を通り、固定子コイル２０の端部に接触する。第３の導風部材５３が設けられているため、固定子コイル２０の端部に接触した空気は、固定子コイル２０に沿って固定子鉄心１６の方向へ流れてから、排気口２８へ到達し、排気口２８から排出される。
【００７５】
実施の形態３と同様に、第４の導風部材５４と固定子コイル２０との間隔を閾値以下にすることで、第４の導風部材５４と固定子コイル２０とが近接する。第４の導風部材５４を設け、第４の導風部材５４と固定子コイル２０とを近接させることで、吸気口２７から流入した空気が、固定子通風路４２に到達する前に、固定子コイル２０の周方向の間隔に流れる。そのため、固定子コイル２０に接触する位置で、局所的に風速が増大する。これにより、固定子コイル２０における熱伝達率が増大する。
【００７６】
図３１および図３２では、車両用電動機６は、２種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１および固定子通風路４２を有する。車両用電動機６において、図８に示す車両用電動機１と同様に、回転子鉄心１５に、回転子軸１２の方向に伸びる回転子通風路４３が形成されてもよい。この場合、車両用電動機６は、３種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１、固定子通風路４２、および回転子通風路４３を有する。回転子通風路４３を設ける場合は、回転子通風路４３のＹ軸方向に直交する断面の総面積を定められた範囲内とする。該範囲は、車両用電動機６に求められる冷却性能に応じて定めることができる。
【００７７】
車両用電動機６は、第４の導風部材５４を備えるため、車両用電動機６の風上側流路は、車両用電動機９の風上側流路よりも複雑である。また実施の形態２と同様に、車両用電動機６の風下側流路は、車両用電動機９の風下側流路よりも複雑である。車両用電動機６は、より複雑な風上側流路および風下側流路を有し、車両用電動機６の固定子コイル２０の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。そのため、車両用電動機６の固定子通風路４２の両側の風上側流路と風下側流路、および回転子通風路４３における圧力損失は、車両用電動機９の固定子通風路４２の両側の風上側流路と風下側流路、および回転子通風路９１における圧力損失より大きい。したがって、車両用電動機６の鉄心間ギャップ４１における風量および風速は、車両用電動機９の場合より大きい。その結果、鉄心間ギャップ４１における熱伝達率が向上する。図３１に示す車両用電動機６においては、回転子通風路４３が形成されていないため、鉄心間ギャップ４１における熱伝達率がさらに向上する。
【００７８】
上述のように、車両用電動機６の風上側流路および風下側流路は、車両用電動機９の風上側流路および風下側流路よりも複雑であり、車両用電動機６の固定子コイル２０の両方の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。そのため、車両用電動機６の風上側流路と風下側流路を含めた固定子通風路４２における圧力損失は、車両用電動機９の風上側流路と風下側流路を含めた固定子通風路４２における圧力損失よりも大きい。また車両用電動機６と車両用電動機９の全体風量が同じ場合には、車両用電動機６の固定子通風路４２における風量は、車両用電動機９の固定子通風路４２における風量より少ない。しかしながら、上述のように、車両用電動機６においては、固定子コイル２０に接触する位置で、局所的に風速が増大し、空気の流れと接触する固定子コイル２０の表面積が増大するため、固定子コイル２０の端部における熱伝達率が向上する。鉄心間ギャップ４１および固定子コイル２０の端部における熱伝達率が向上することで、車両用電動機６の冷却性能が向上する。
【００７９】
以上説明したとおり、本発明の実施の形態６に係る車両用電動機６によれば、第４の導風部材５４を設けることで、強制風冷形の車両用電動機６の内部の冷却性能を向上させることが可能である。
【００８０】
（実施の形態７）
図３３は、本発明の実施の形態７に係る車両用電動機の断面図である。図の見方は図１と同様である。実施の形態７に係る車両用電動機７は、実施の形態２に係る車両用電動機の構成に加え、吸気口２７から流入した空気の少なくとも一部を、固定子コイル２０の端部に接触させ、固定子通風路４２に導く風上側導風部材をさらに備える。実施の形態７においては、風上側導風部材は、車両用電動機４と同様に、第５の導風部材５５および第６の導風部材５６を有する。第５の導風部材５５は、嵌合部５５１でフレーム２５の内周面に嵌合される。図３３に示すように、第５の導風部材５５は、フレーム２５の内周面から固定子コイル２０の端部と第１のブラケット１３の側のフレーム２５の端部との間を通り、固定子コイル２０の端部に沿って、固定子コイル２０の内周側を固定子鉄心１６に向かって伸びる。第５の導風部材５５の外周面の一部は吸気口２７の固定子鉄心１６の側に隣接する。円筒部５５２は、吸気口２７から流入した空気の少なくとも一部を、固定子鉄心１６の方向へ導く。また円筒部５５２は、固定子鉄心１６の方向へ導かれた空気を、固定子コイル２０の端部へ導く。上述の例では、円筒部５５２のＹ軸に直交する断面は、Ｙ軸方向の固定子鉄心１６に向かうにつれて小さくなる。固定子コイル２０の内周面の傾きに応じて、円筒部５５２のＹ軸に直交する断面の大きさを変化させることで、第５の導風部材５５と固定子コイル２０とを近接させることが可能である。なお円筒部５５２のＹ軸に直交する断面の大きさは一定でもよい。
【００８１】
図３４は、実施の形態７に係る車両用電動機における空気の流れを示す図である。図の見方は図７と同様である。車両用電動機７の外部の空気は、吸気口２７を通って車両用電動機７の内部に流入する。車両用電動機７の内部に流入した空気は、実施の形態４と同様に、フレーム２５のＹ軸方向に直交する面と第５の導風部材５５との間を通る。フレーム２５のＹ軸方向に直交する面と第５の導風部材５５との間を通った空気の一部は、第５の導風部材５５に沿って、固定子鉄心１６の方向へ流れ、第５の導風部材５５の円筒部５５２の外周面と第６の導風部材５６の内周面との間を通って、固定子鉄心１６の側から固定子コイル２０の端部へ向かって流れる。固定子コイル２０の端部に接触した空気は、第６の導風部材５６の外周面とフレーム２５の内周面との間を通って、固定子通風路４２に到達する。固定子通風路４２を通過した空気は、実施の形態２と同様に、第１の導風部材５１の円筒部５１２とフレーム２５の内周面との間の流路を通り、固定子コイル２０の端部に接触する。第３の導風部材５３が設けられているため、固定子コイル２０の端部に接触した空気は、固定子コイル２０に沿って固定子鉄心１６の方向へ流れてから、排気口２８へ到達し、排気口２８から排出される。
【００８２】
第５の導風部材５５および第６の導風部材５６を設けることで、吸気口２７から流入した空気が、固定子通風路４２に到達する前に、固定子鉄心１６の側から固定子コイル２０の端部に向かって、固定子コイル２０の外周側の第６の導風部材５６の円筒部５６２と内周側の第５の導風部材５５の円筒部５５２の間の流路を通る。そのため、固定子コイル２０に接触しながら空気が流れる流路の距離が車両用電動機９の場合よりも長くなる。実施の形態７に係る車両用電動機７によれば、風下側だけでなく、風上側においても、第６の導風部材５６と第５の導風部材５５との間に空気を流すことで、固定子コイル２０に接触する位置で、局所的に風速が増大する。また固定子コイル２０に接触しながら空気が流れる距離が長くなるため、空気の流れと接触する固定子コイル２０の表面積が増大する。これにより、固定子コイル２０における熱伝達率が増大する。
【００８３】
図３３および図３４では、車両用電動機７は、２種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１および固定子通風路４２を有する。車両用電動機７において、図８に示す車両用電動機１と同様に、回転子鉄心１５に、回転子軸１２の方向に伸びる回転子通風路４３が形成されてもよい。この場合、車両用電動機７は、３種類の通風路、すなわち、鉄心間ギャップ４１、固定子通風路４２、および回転子通風路４３を有する。回転子通風路４３を設ける場合は、回転子通風路４３のＹ軸方向に直交する断面の総面積を定められた範囲内とする。該範囲は、車両用電動機７に求められる冷却性能に応じて定めることができる。
【００８４】
車両用電動機７は、第５の導風部材５５および第６の導風部材５６を備えるため、車両用電動機７の風上側流路は、車両用電動機９の風上側流路よりも複雑である。また実施の形態２と同様に、車両用電動機７の風下側流路は、車両用電動機９の風下側流路よりも複雑である。車両用電動機７は、より複雑な風上側流路および風下側流路を有し、車両用電動機７の固定子コイル２０の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。そのため、車両用電動機７の固定子通風路４２の両側の風上側流路と風下側流路、および回転子通風路４３における圧力損失は、車両用電動機９の固定子通風路４２の両側の風上側流路と風下側流路、および回転子通風路９１における圧力損失より大きい。したがって、車両用電動機７の鉄心間ギャップ４１における風量および風速は、車両用電動機９の場合より大きい。その結果、鉄心間ギャップ４１における熱伝達率が向上する。図３３に示す車両用電動機７においては、回転子通風路４３が形成されていないため、鉄心間ギャップ４１における熱伝達率がさらに向上する。
【００８５】
上述のように、車両用電動機７の風上側流路および風下側流路は、車両用電動機９の風上側流路および風下側流路よりも複雑であり、車両用電動機７の固定子コイル２０の両方の端部の近傍の通風断面積は、車両用電動機９の場合よりも小さい。そのため、車両用電動機７の風上側流路と風下側流路を含めた固定子通風路４２における圧力損失は、車両用電動機９の風上側流路と風下側流路を含めた固定子通風路４２における圧力損失よりも大きい。また車両用電動機７と車両用電動機９の全体風量が同じ場合には、車両用電動機７の固定子通風路４２における風量は、車両用電動機９の固定子通風路４２における風量より少ない。しかしながら、上述のように、車両用電動機７においては、固定子コイル２０に接触する位置で、局所的に風速が増大し、空気の流れと接触する固定子コイル２０の表面積が増大するため、固定子コイル２０の端部における熱伝達率が向上する。鉄心間ギャップ４１および固定子コイル２０の端部における熱伝達率が向上することで、車両用電動機７の冷却性能が向上する。
【００８６】
以上説明したとおり、本発明の実施の形態７に係る車両用電動機７によれば、第５の導風部材５５および第６の導風部材５６を設けることで、強制風冷形の車両用電動機７の内部の冷却性能を向上させることが可能である。
【００８７】
本発明は、上述の実施の形態に限られない。上述の例では、排気口２４，２８に近い回転子軸１２の一端が、駆動側であるが、回転子軸１２の向きは逆でもよい。
【００８８】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【００８９】
１，２，３，４，５，６，７，９  車両用電動機、１１，２５，２９  フレーム、１２  回転子軸、１３  第１のブラケット、１４，２６  第２のブラケット、１５  回転子鉄心、１６  固定子鉄心、１７，９２  ファン、１８，１９  軸受、２０  固定子コイル、２１  回転子バー、２２  短絡環、２３，２７，３０  吸気口、２４，２８  排気口、４１  鉄心間ギャップ、４２  固定子通風路、４３，９１  回転子通風路、５１  第１の導風部材、５２  第２の導風部材、５３  第３の導風部材、５４  第４の導風部材、５５  第５の導風部材、５６  第６の導風部材、５７  第７の導風部材、９３  仕切り板、１７１，９２１  軸嵌合部、１７２，９２２  主板、１７３，９２３  羽根、１７４，９２４  側板、５１１，５３１，５６１，５７１  締結部、５１２，５３２，５５２，５６２，５７２  円筒部、５２１，５４１，５５１，５６１  嵌合部、５２２  側板対向部、５４２  固定子コイル対向部。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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