(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る固定子鉄心と、
前記固定子鉄心が保持する固定子コイルと、
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の軸受箱および第２の軸受箱と、
羽根を有し、前記第１の軸受箱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と、
を備え、
前記第２の軸受箱が取り付けられる前記フレームの一部または前記第２の軸受箱と対向する前記フレームの一部に、前記フレームの外部の空気が流入する吸気口が形成され、
前記第１の軸受箱の前記回転子軸の方向に直交する端面の内、前記ファンから遠い端面に、前記吸気口から流入した前記空気が排出される排気口が形成され、
前記ファンから遠い前記端面と連続する前記第１の軸受箱の円筒部の外周面は、前記フレームの内周面と空隙をあけて対向することで、前記空気の流路を形成し、
前記吸気口から流入した前記空気は、前記回転子鉄心の外周面と前記固定子鉄心との間の前記空隙、前記ファン、および前記第１の軸受箱の前記円筒部の外周面と前記フレームの内周面との間に形成される前記流路を通って、前記排気口から排出され、
前記ファンの前記羽根の外周部から前記排気口までの距離を、前記羽根の外半径で除算した値は閾値以上である、
車両用主電動機。
【請求項２】
前記閾値は０．３以上である請求項１に記載の車両用主電動機。
【請求項３】
前記フレームは、
内周面に前記固定子鉄心が取り付けられる主フレームと、
前記第１の軸受箱が取り付けられ、前記主フレームと前記回転子軸の方向に隣接する継手フレームと、
を備え、
前記第１の軸受箱の前記円筒部の外周面と前記継手フレームの内周面との間に前記流路が形成される、
請求項１または２に記載の車両用主電動機。
【請求項４】
前記第１の軸受箱の前記円筒部の外周面に、前記回転子軸の方向に延びる第１の整風板をさらに備える請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用主電動機。
【請求項５】
前記第１の軸受箱の前記円筒部の周方向に等間隔で設けられる複数の前記第１の整風板を備える請求項４に記載の車両用主電動機。
【請求項６】
前記第１の軸受箱の前記円筒部の周方向に不等間隔で設けられる複数の前記第１の整風板を備える請求項４に記載の車両用主電動機。
【請求項７】
前記回転子軸に直交する方向の前記第１の整風板の高さは、前記排気口に近づくにつれて高くなる請求項４から６のいずれか１項に記載の車両用主電動機。
【請求項８】
前記第１の軸受箱の前記円筒部の外周面との間で前記流路を形成する前記フレームの内周面に、前記回転子軸の方向に延びる第２の整風板をさらに備える請求項１から７のいずれか１項に記載の車両用主電動機。
【請求項９】
前記フレームの内周面の周方向に等間隔で設けられる複数の前記第２の整風板を備える請求項８に記載の車両用主電動機。
【請求項１０】
前記フレームの内周面の周方向に不等間隔で設けられる複数の前記第２の整風板を備える請求項８に記載の車両用主電動機。
【請求項１１】
前記回転子軸に直交する方向の前記第２の整風板の高さは、前記排気口に近づくにつれて高くなる請求項８から１０のいずれか１項に記載の車両用主電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自己通風方式の車両用主電動機に関する。
【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。【０００４】
主電動機の運転中に主電動機の内部を冷却するため、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口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】
流入した空気が排気口から排出される際に、空気が排気口の淵に衝突することで、排気音が生じる。特許文献１に開示される鉄道車両用主電動機においては、内周に固定子が挿入されたフレームの片側に対して、負圧緩和穴が形成されたブラケットが設けられ、フレームの片側の下部に排気ファンの排気口が形成される。ブラケットの内面の負圧緩和穴の位置の外周側と排気ファンとの間に、第１の微小間隙を形成することで、負圧緩和穴から機外へ放出される音を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１４６６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、排気口を広くし、排気ファンの外径を大きくすることが記載されている。排気ファンの外径を大きくすると、主電動機の内部に流入する空気の量が増えて冷却性能が向上するが、排気音が大きくなる。また主電動機の回転数が大きくなると、主電動機の内部に流入する空気の量が増えて冷却性能が向上するが、排気音が大きくなる。ファンの外径を小さくして、ファンの羽根の外周部から排気口までの距離を長くすると、排気音を低減することができるが、主電動機の内部に流入する空気の量が減少して冷却性能が低下する。【０００８】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、車両用主電動機の内部の冷却性能を向上させながら、排気音を低減することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の車両用主電動機は、車両の台車に固定されたフレーム、フレームに収容される回転子軸、回転子鉄心、回転子導体、固定子鉄心、固定子コイル、第１の軸受箱、第２の軸受箱、およびファンを備える。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。回転子鉄心は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。固定子鉄心は固定子コイルを保持する。第１の軸受箱および第２の軸受箱は、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する。第１の軸受箱および第２の軸受箱はそれぞれ、回転子軸を回転可能に支持する軸受を保持し、フレームに取り付けられる。ファンは、羽根を有し、第１の軸受箱と回転子鉄心との間で回転子軸に取り付けられ、回転子軸と一体に回転する。第２の軸受箱が取り付けられるフレームの一部または第２の軸受箱と対向するフレームの一部に、フレームの外部の空気が流入する吸気口が形成される。第１の軸受箱の回転子軸の方向に直交する端面の内、ファンから遠い端面に、吸気口から流入した空気を排出する排気口が形成される。ファンから遠い端面と連続する第１の軸受箱の円筒部の外周面は、フレームの内周面と空隙をあけて対向することで、空気の流路を形成する。吸気口から流入した空気は、回転子鉄心の外周面と固定子鉄心との間の空隙、ファン、および第１の軸受箱の円筒部の外周面とフレームの内周面との間に形成される流路を通って、排気口から排出される。ファンの羽根の外周部の先端から排気口までの距離を、羽根の外半径で除算した値は閾値以上である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、軸受箱の端面に排気口を設け、ファンの羽根の外周部から排気口までの距離を、羽根の外半径で除算した値を閾値以上とすることで、車両用主電動機の内部の冷却性能を向上させながら、排気音を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車両用主電動機の断面図
【図２】実施の形態１に係る車両用主電動機の側面図
【図３】実施の形態１に係る車両用主電動機における空気の流れを示す図
【図４】車両用主電動機の断面図
【図５】車両用主電動機における空気の流れを示す図
【図６】車両用主電動機の部分断面図
【図７】ギャップ率と騒音レベル比率との関係の例を示す図
【図８】実施の形態１に係る車両用主電動機の部分断面図
【図９】実施の形態１に係る車両用主電動機の断面図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る車両用主電動機の断面図
【図１１】実施の形態２に係る車両用主電動機の部分断面図
【図１２】実施の形態２に係る車両用主電動機の部分断面図
【図１３】本発明の実施の形態３に係る車両用主電動機の断面図
【図１４】実施の形態３に係る車両用主電動機の部分断面図
【図１５】実施の形態３に係る車両用主電動機の部分断面図
【図１６】本発明の実施の形態４に係る車両用主電動機の断面図
【図１７】実施の形態４に係る車両用主電動機の部分断面図
【図１８】実施の形態４に係る車両用主電動機の部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両用主電動機の断面図である。図１は、回転子軸３に平行な面での断面図である。図２は、実施の形態１に係る車両用主電動機の側面図である。車両用主電動機１００は、車両に固定されたフレーム２、フレーム２に収容される回転子軸３、フレーム２に取り付けられる第１の軸受箱４および第２の軸受箱６、回転子軸３と嵌合する回転子鉄心８、フレーム２の内周面に取り付けられる固定子鉄心９、ならびに回転子軸３に取り付けられるファン１０を備える。Ｚ軸が鉛直方向であり、Ｘ軸が車両用主電動機１００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。車両用主電動機１００が、例えば車両の車体に固定される場合は、回転子軸３の方向はＸ軸方向であり、車両用主電動機１００が、例えば車両の台車に固定される場合は、回転子軸３の方向は、Ｙ軸方向である。車両用主電動機１００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、車両用主電動機１００が、車両の台車に固定される場合の方向を示す。
【００１４】
第１の軸受箱４および第２の軸受箱６は、回転子鉄心８および固定子鉄心９を挟んでＹ軸方向に対向する。第１の軸受箱４および第２の軸受箱６はそれぞれ、回転子軸３を回転可能に支持する軸受５，７を保持し、フレーム２に取り付けられる。図１の例では、フレーム２のＹ軸方向に直交する面の一方は、開口である。第１の軸受箱４がフレーム２に対してＹ軸方向に締結されることで、該開口が塞がれる。フレーム２のＹ軸方向に直交する面の他方は、貫通孔を有する。第２の軸受箱６が貫通孔の周囲のフレーム２に対してＹ軸方向に締結されることで、該貫通孔が塞がれる。回転子鉄心８は、回転子軸３と嵌合し、回転子軸３と一体に回転する。固定子鉄心９は、回転子鉄心８の外周面と、空隙をあけて対向する。ファン１０は、羽根１１を有する。ファン１０は、第１の軸受箱４と回転子鉄心９との間で回転子軸３に取り付けられ、回転子軸３と一体に回転する。
【００１５】
第２の軸受箱６が取り付けられるフレーム２の一部または第２の軸受箱６と対向するフレーム２の一部に、フレーム２の外部の空気が流入する吸気口２１が形成される。図１では、フレーム２の鉛直方向上側の面に吸気口２１が形成されているが、吸気口２１が形成される位置は図１の例に限られない。第２の軸受箱６が取り付けられる、回転子軸３に直交するフレーム２の端面に吸気口２１が形成されてもよい。第１の軸受箱４のＹ軸方向に直交する端面の内、ファン１０から遠い端面４１に、吸気口２１から流入した空気を排出する排気口４２が形成される。図１の例では、端面４１がフレーム２に対してＹ軸方向に締結される。端面４１と連続する第１の軸受箱４の円筒部４３の外周面は、フレーム２の内周面と空隙をあけて対向することで、空気の流路２０を形成する。実施の形態１の例では、第１の軸受箱４の円筒部４３は、回転子軸３の方向に伸びる円筒の形状を有する。第１の軸受箱４の円筒部４３が円筒の形状を有することで、流路２０のＹ軸方向に直交する断面の面積が一定となり、渦の発生が防止される。
【００１６】
回転子鉄心８の外周側に回転子軸３の方向に形成された溝に、回転子バー１２が挿入される。回転子バー１２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１３と接合されることで、回転子バー１２が互いに電気的に接続される。回転子鉄心８に、空気が通る通風路１４が形成される。固定子鉄心９には、固定子コイル１５が挿入される。
【００１７】
空気の流れの向きの変化を滑らかにするために、図１の例のように、フレーム２の内周面に導風部材１６を設けてもよい。導風部材１６を設けることで、空気の流れの向きが変化する際に生じる乱流または渦の発生を抑制し、空気の圧力損失を低減することが可能である。空気の圧力損失を低減することで、流入する空気の量が増えて、冷却性能を向上させることが可能である。
【００１８】
図３は、実施の形態１に係る車両用主電動機における空気の流れを示す図である。図３は、図１に示す車両用主電動機１００における空気の流れを黒い矢印で示した図である。車両用主電動機１００の運転時に、回転子軸３が回転する。回転子軸３の回転にともなって、回転子軸３に嵌合されたファン１０も回転する。ファン１０の回転により、羽根１１の外周側と内周側とで圧力差が生じ、吸気口２１から空気が流入する。図３の例では、車両用主電動機１００の外部の空気は、吸気口２１を通って車両用主電動機１００の内部に流入する。車両用主電動機１００の内部に流入した空気は、回転子鉄心８の外周面と固定子鉄心９との間の空隙および通風路１４を通ってファン１０に到達する。ファン１０から排出される空気は、流路２０を通って、排気口４２から排出される。上述のように、車両用主電動機１００の外部から空気が流入し、車両用主電動機１００の内部を通って排出されることで、車両用主電動機１００の内部が冷却される。空気が排気口４２から排出される際に、排気音が生じる。排気音を低減する車両用主電動機１００の構造について説明する。
【００１９】
図４は、車両用主電動機の断面図である。図４に示す車両用主電動機５００は、本発明の実施の形態１に係る車両用主電動機１００と異なり、ファン５６の羽根５７の外周側のフレーム５２に排気口５４が形成される。第１の軸受箱５５および第２の軸受箱６は、回転子鉄心８および固定子鉄心９を挟んでＹ軸方向に対向する。第１の軸受箱５５および第２の軸受箱６はそれぞれ、回転子軸３を回転可能に支持する軸受５，７を保持し、フレーム５２に取り付けられる。ファン５６は、羽根５７を有し、第１の軸受箱５５と回転子鉄心９との間で回転子軸３に取り付けられ、回転子軸３と一体に回転する。車両用主電動機５００は、ファン５６から排出される空気を排気口５４へ導風する導風部材５８を備える。導風部材５８は、ファン５６から排出される空気が、固定子コイル１５に向かって、ファン５６の吸気側に再び到達することを防止するために設けられる。第１の軸受箱５５のＹ軸方向に直交する面と導風部材５８との間に、流路５９が形成される。
【００２０】
図５は、車両用主電動機における空気の流れを示す図である。図５は、図４に示す車両用主電動機５００における空気の流れを黒い矢印で示した図である。車両用主電動機５００の運転時に、回転子軸３が回転する。回転子軸３の回転にともなって、回転子軸３に嵌合されたファン５６も回転する。ファン５６の回転により、羽根５７の外周側と内周側とで圧力差が生じ、吸気口５３から空気が流入する。車両用主電動機５００の内部に流入した空気は、回転子鉄心８の外周面と固定子鉄心９との間の空隙および通風路１４を通ってファン５６に到達する。ファン５６から排出される空気は、流路５９を通って、排気口５４から排出される。空気が排気口５４から排出される際に、排気音が生じる。
【００２１】
図６は、車両用主電動機の部分断面図である。図６は、図４におけるＢの範囲の拡大図である。ファン５６の羽根５７の外周部、すなわち羽根５７の排気口５４の側の一端から排気口５４までの距離がＬ１であり、羽根５７の外半径はＲ１である。Ｒ１に対してＬ１が小さくなるにつれて、排気口５４に到達した時点での空気の風速分布は大きくなり、空気が排気口５４の淵に衝突することにより、乱流または渦が生じる可能性が増大する。乱流または渦が生じることにより、排気音が増大する。Ｒ１に対してＬ１が大きくなるにつれて、排気口５４に到達した時点での空気の風速分布は小さくなり、空気が排気口５４の淵に衝突することにより、乱流または渦が生じる可能性は減少する。すなわち、Ｌ１／Ｒ１で定義されるギャップ率が変化すると、排気音の大きさが変化する。
【００２２】
図７は、ギャップ率と騒音レベル比率との関係の例を示す図である。既存の騒音計を用いて、車両用主電動機５００の運転時における排気音の騒音レベルを測定する。騒音計の測定値（単位：ｄＢ）を、排気音の騒音レベルの目標値（単位：ｄＢ）で除算した値が、図７における騒音レベル比率である。すなわち、騒音レベル比率が１の場合、排気音は騒音レベルの目標値に一致する。排気音の測定値は、一定時間の測定値の最大値である。図７において、横軸は、ギャップ率であり、縦軸が騒音レベル比率である。図７に示すグラフは、ギャップ率と、騒音レベルの測定値から算出される騒音レベル比率とから導き出された、ギャップ率と騒音レベル比率の関係を示す近似曲線である。ファン５６の羽根５７の外周部から排気口５４までの距離、および羽根５７の外周部が異なる複数の車両用主電動機５００を用いて排気音を測定した結果に基づき、同一風量での排気音を算出することで、図７の近似曲線が得られる。図７から、ギャップ率を大きくすることで、排気音を低減することが可能であることがわかる。車両用主電動機５００が設けられるスペースには限りがあるため、回転子軸３と排気口５４との間隔を大きくすることは難しい。したがって、ギャップ率を大きくするためには、羽根５７の外半径を小さくする必要がある。しかしながら、羽根５７の外半径を小さくすると、冷却性能が低下し、車両用主電動機５００の内部の温度が上昇してしまう。
【００２３】
図８は、実施の形態１に係る車両用主電動機の部分断面図である。図８は、図１におけるＡの範囲の拡大図である。ファン１０の羽根１１の外周部から排気口４２までの距離Ｌ２を、羽根１１の外半径Ｒ２で除算した値は閾値以上である。図７に示すギャップ率と騒音レベル比率の関係を考慮すると、閾値は０．３以上であることが好ましい。すなわち、羽根１１の外周部から排気口４２までの距離Ｌ２を、羽根１１の外半径Ｒ２で除算した値は、０．３以上であることが好ましい。ファン１０の羽根１１の外周部から排気口４２までの距離Ｌ２を、羽根１１の外半径Ｒ２で除算した値が閾値以上であるため、本発明の実施の形態１に係る車両用主電動機１００は、排気音を低減することが可能である。車両用主電動機１００は、Ｙ軸方向に延びる流路２０を有するため、車両用主電動機１００のＺ軸方向の長さを長くせずとも、羽根１１の外半径を、図６の車両用主電動機５００の羽根５７の外半径より大きくすることができる。すなわち、Ｙ軸方向に延びる流路２０を設けることで、ギャップ率を大きくすることが可能であり、車両用主電動機１００の冷却性能を向上させながら、排気音を低減することが可能である。
【００２４】
図９は、実施の形態１に係る車両用主電動機の断面図である。車両用主電動機１００の回転子軸３には、車両用主電動機１００の回転を駆動装置に伝達する継手６１が取り付けられる。継手６１は、外周面の一部が車両用主電動機１００の第１の軸受箱４の内周面と対向する位置で回転子軸３に取り付けられる。すなわち、継手６１の外周面の一部は、第１の軸受箱４に覆われている。このため、車両走行時に飛来物が車両用主電動機１００と継手６１との隙間に入り込むことが防止され、車両用主電動機１００および継手６１の損傷が防止される。
【００２５】
以上説明したとおり、本発明の実施の形態１によれば、第１の軸受箱４の端面４１に排気口４２を設け、ファン１０の羽根１１の外周部から排気口４２までの距離を、羽根１１の外半径で除算した値を閾値以上とすることで、車両用主電動機１００の内部の冷却性能を向上させながら、排気音を低減することが可能である。
【００２６】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２に係る車両用主電動機の断面図である。図１１は、実施の形態２に係る車両用主電動機の部分断面図である。図１１は、図１０のＣの範囲の拡大図である。実施の形態２に係る車両用主電動機２００は、実施の形態１に係る車両用主電動機１００の構成に加えて、第１の軸受箱４の円筒部４３の外周面に、Ｙ軸方向に延びる第１の整風板２２をさらに備える。車両用主電動機２００が備える第１の整風板２２の数は任意である。図１２は、実施の形態２に係る車両用主電動機の部分断面図である。図１２は、図１１におけるＡ−Ａ線での断面図である。図１２の例では、複数の第１の整風板２２が、第１の軸受箱４の円筒部４３の外周面の周方向に等間隔で設けられる。第１の整風板２２を設けることで、流路２０を通る空気の回転子軸３の軸回り方向の速度成分が低減される。Ｙ軸方向に対して回転子軸３の軸回り方向に傾いた向きに流れる空気が排気口４２の淵に衝突すると、空気の渦が生じ、渦によって排気音が生じる。第１の整風板２２を設けることで、流路２０を通る空気の回転子軸３の軸回り方向の速度成分を低減し、排気口４２に到達した時点での空気の流れを層流に近い状態とすることが可能である。排気口４２に到達した時点での空気の流れが層流に近い状態となるため、空気の渦の発生が抑制され、排気音を低減することが可能である。
【００２７】
図１２の例では、複数の第１の整風板２２が、第１の軸受箱４の円筒部４３の外周面の周方向に等間隔で設けられているが、第１の整風板２２を第１の軸受箱４の円筒部４３の外周面の周方向に不等間隔で設けてもよい。第１の軸受箱４の円筒部４３の外周面の周方向に不等間隔で第１の整風板２２を設けることで、車両用主電動機２００の内部での共振の発生を抑制し、共振のために排気音が増大することを抑制することが可能である。
【００２８】
回転子軸３に直交する方向の第１の整風板２２の高さは、一定でもよいし、排気口４２に近づくにつれて高くなってもよい。回転子軸３に直交する方向の第１の整風板２２の高さを、排気口４２に近づくにつれて高くすることで、排気口４２に近づくにつれて整風効果を高めることができ、排気音の増大が抑制される。
【００２９】
以上説明したとおり、本発明の実施の形態２に係る車両用主電動機２００によれば、第１の軸受箱４の円筒部４３の外周面に第１の整風板２２を設けることで、排気音を低減することが可能である。
【００３０】
（実施の形態３）
図１３は、本発明の実施の形態３に係る車両用主電動機の断面図である。図１４は、実施の形態３に係る車両用主電動機の部分断面図である。図１４は、図１３のＤの範囲の拡大図である。実施の形態３に係る車両用主電動機３００は、実施の形態１に係る車両用主電動機１００が備えるフレーム２に代えて、主フレーム２３および継手フレーム２４を備える。主フレーム２３の内周面に、固定子鉄心９が取り付けられる。継手フレーム２４は、主フレーム２３とＹ軸方向に隣接する。継手フレーム２４に、第１の軸受箱４が取り付けられる。図１３の例では、主フレーム２３のＹ軸方向に直交する面の一方は、貫通孔を有する。第２の軸受箱６が貫通孔の周囲の主フレーム２３に対してＹ軸方向に締結されることで、該貫通孔が塞がれる。主フレーム２３のＹ軸方向に直交する面の他方は、開口である。継手フレーム２４は、主フレーム２３に対してＹ軸方向に締結される。第１の軸受箱４の円筒部４３の外周面と、継手フレーム２４の内周面との間に流路２０が形成される。図１３の例では、導風部材１６が主フレーム２３の内周面に設けられる。導風部材１６の排気口４２の側の一端は、主フレーム２３と継手フレーム２４との接続位置に位置する。
【００３１】
車両用主電動機３００は、第１の軸受箱４の円筒部４３の外周面との間で流路２０を形成する継手フレーム２４の内周面に、Ｙ軸方向に延びる第２の整風板２５をさらに備える。車両用主電動機３００が備える第２の整風板２５の数は任意である。図１５は、実施の形態３に係る車両用主電動機の部分断面図である。図１５は、図１４におけるＢ−Ｂ線での断面図である。図１５の例では、複数の第２の整風板２５が、継手フレーム２４の内周面の周方向に等間隔で設けられる。第１の整風板２２と同様に、第２の整風板２５を設けることで、流路２０を通る空気の回転子軸３の軸回り方向の速度成分が低減される。Ｙ軸方向に対して回転子軸３の軸回り方向に傾いた向きに流れる空気が排気口４２の淵に衝突すると、空気の渦が生じ、渦によって排気音が生じる。第２の整風板２５を設けることで、流路２０を通る空気の回転子軸３の軸回り方向の速度成分を低減し、排気口４２に到達した時点での空気の流れを層流に近い状態とすることが可能である。排気口４２に到達した時点での空気の流れが層流に近い状態となるため、空気の渦の発生が抑制され、排気音を低減することが可能である。
【００３２】
図１５の例では、複数の第２の整風板２５が、継手フレーム２４の内周面の周方向に等間隔で設けられているが、第２の整風板２５を継手フレーム２４の内周面の周方向に不等間隔で設けてもよい。継手フレーム２４の内周面の周方向に不等間隔で第２の整風板２５を設けることで、車両用主電動機３００の内部での共振の発生を抑制し、共振のために排気音が増大することを抑制することが可能である。
【００３３】
回転子軸３に直交する方向の第２の整風板２５の高さは、一定でもよいし、排気口４２に近づくにつれて高くなってもよい。回転子軸３に直交する方向の第２の整風板２５の高さを、排気口４２に近づくにつれて高くすることで、排気口４２に近づくにつれて整風効果を高めることができ、排気音の増大が抑制される。
【００３４】
以上説明したとおり、本発明の実施の形態３に係る車両用主電動機３００によれば、第１の軸受箱４の円筒部４３の外周面との間で流路２０を形成する継手フレーム２４の内周面に第２の整風板２５を設けることで、排気音を低減することが可能である。
【００３５】
（実施の形態４）
図１６は、本発明の実施の形態４に係る車両用主電動機の断面図である。図１７は、実施の形態４に係る車両用主電動機の部分断面図である。図１７は、図１６のＥの範囲の拡大図である。実施の形態４に係る車両用主電動機４００は、実施の形態３に係る車両用主電動機３００の構成に加えて、実施の形態２に係る車両用主電動機２００と同様に、第１の軸受箱４の円筒部４３の外周面に、Ｙ軸方向に延びる第１の整風板２２を備える。車両用主電動機４００が備える第１の整風板２２および第２の整風板２５の数は任意である。
【００３６】
図１８は、実施の形態４に係る車両用主電動機の部分断面図である。図１８は、図１７におけるＣ−Ｃ線での断面図である。図１８の例では、複数の第１の整風板２２および複数の第２の整風板２５が、第１の軸受箱４の円筒部４３の外周面および継手フレーム２４の内周面の周方向に等間隔で設けられる。実施の形態２，３と同様に、第１の整風板２２および第２の整風板２５を設けることで、流路２０を通る空気の回転子軸３の軸回り方向の速度成分が低減される。Ｙ軸方向に対して回転子軸３の軸回り方向に傾いた向きに流れる空気が排気口４２の淵に衝突すると、空気の渦が生じ、渦によって排気音が生じる。第１の整風板２２および第２の整風板２５を設けることで、流路２０を通る空気の回転子軸３の軸回り方向の速度成分を低減し、排気口４２に到達した時点での空気の流れを層流に近い状態とすることが可能である。排気口４２に到達した時点での空気の流れが層流に近い状態となるため、空気の渦の発生が抑制され、排気音を低減することが可能である。
【００３７】
図１８の例では、複数の第１の整風板２２および複数の第２の整風板２５は流路２０を構成する外周面および内周面の周方向に等間隔で設けられているが、第１の整風板２２および第２の整風板２５は流路２０を構成する外周面および内周面の周方向に不等間隔で設けられてもよい。流路２０を構成する外周面および内周面の周方向に不等間隔で第１の整風板２２および第２の整風板２５を設けることで、車両用主電動機４００の内部での共振の発生を抑制し、共振のために排気音が増大することを抑制することが可能である。また第１の整風板２２および第２の整風板２５のいずれか一方は流路２０を構成する外周面あるいは内周面の周方向に等間隔で設けられ、他方は流路２０を構成する内周面あるいは外周面の周方向に不等間隔で設けられてもよい。
【００３８】
回転子軸３に直交する方向の第１の整風板２２および第２の整風板２５の高さは、一定でもよいし、排気口４２に近づくにつれて高くなってもよい。回転子軸３に直交する方向の第１の整風板２２および第２の整風板２５の高さを、排気口４２に近づくにつれて高くすることで、排気口４２に近づくにつれて整風効果を高めることができ、排気音の増大が抑制される。
【００３９】
以上説明したとおり、本発明の実施の形態４に係る車両用主電動機４００によれば、第１の軸受箱４の円筒部４３の外周面に第１の整風板２２を設け、第１の軸受箱４の円筒部４３の外周面との間で流路２０を形成する継手フレーム２４の内周面に第２の整風板２５を設けることで、排気音を低減することが可能である。
【００４０】
本発明は、上述の実施の形態に限られない。吸気口２１をＹ軸方向に直交するフレーム２の面に形成してもよい。
【００４１】
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】
【００４２】
２，５２  フレーム、３  回転子軸、４，５５  第１の軸受箱、５，７  軸受、６  第２の軸受箱、８  回転子鉄心、９  固定子鉄心、１０，５６  ファン、１１，５７  羽根、１２  回転子バー、１３  短絡環、１４  通風路、１５  固定子コイル、１６，５８  導風部材、２０，５９  流路、２１，５３  吸気口、２２  第１の整風板、２３  主フレーム、２４  継手フレーム、２５  第２の整風板、４１  端面、４２，５４  排気口、４３  円筒部、１００，２００，３００，４００，５００  車両用主電動機、６１  継手。
【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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