(57)【要約】【課題】電動機を搭載する電気車において、この電動機の冷却効率をより良いものとする。【解決手段】放熱装置６を、その放熱面が車体床面１０と並行且つ路面と対向するよう、主電動機２の下部に配設する。また、主電動機２の発生熱を放熱装置６へ輸送する熱輸送管８として、発熱源の熱エネルギーを利用して冷媒を循環させるループ式細管ヒートパイプを用いる。【選択図】　　図１
2004050990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の冷却系統に板状の放熱装置を備えた電気車であって、
前記放熱装置が路面と対向する位置に配設されたことを特徴とする電気車。
【請求項２】
前記放熱装置が台車下方に配設された電車であることを特徴とする請求項１に記載の電気車。
【請求項３】
前記放熱装置がエンジンルーム下方に配設された自動車であることを特徴とする請求項１に記載の電気車。
【請求項４】
電動機の冷却系統に板状の放熱装置を備えた電気車であって、
前記放熱装置が台車側面に配設されたことを特徴とする電気車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気車に係り、詳細には電動機の冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、鉄道車両用の主電動機は、小型・軽量で大出力が要求されることから充分な冷却が必要であり、この冷却方式として、電動機内に冷却風を導入する通風冷却方式が採用されている。
【０００３】
しかし、冷却風には塵埃が含まれているため、主電動機の定期的な分解清掃が必要である。また、特に在来線用主電動機においては、回転子（ロータ）に通風ファンが直結する構造（自己通風方式）となっており、高速回転時にファン騒音が大きくなる問題があった。
【０００４】
そこで、主電動機を全閉式とすれば、主電動機内に塵埃が進入しないため分解清掃が不要となり、また、主電動機内の騒音を遮断できるため低騒音な主電動機が期待できる。そのため、主電動機の全閉化が望まれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、主電動機を全閉化すると、主電動機内に通風冷却した場合に比べて放熱性が悪くなり、主電動機全体が温度上昇するという問題が発生していた。即ち、従来の通風冷却方式より、効率のより良い冷却方式が必要とされていた。そこで、全閉化した主電動機を冷却するため、図２に示す構造が考えられる。
【０００６】
図２は、電気車の車体下方の概略側面図である。
同図によれば、車体床面１０の下方には、支持部材９ａによって台車枠の横梁１に支持された全閉化した主電動機（モータ）２、主電動機２の回転子と結合され、主電動機２の駆動力を車軸４に伝達するギアボックス３、台車枠の側梁（不図示）によって車体床面と並行且つ車幅方向に支持された車軸４、車軸４に圧入され、車軸と完全一体に構成された車輪５、支持部材９ｃによって車体床面１０に支持された放熱装置（ラジエータ）７、主電動機２と放熱装置７との間を熱伝導可能なように結合する熱輸送管１１、が主に備えられている。
【０００７】
放熱装置７は、例えば車両の進行方向に対して垂直となるよう並べた複数のフィンドチューブより構成され、支持部材９ｃによって車体床面１０に配設されている。そして、熱輸送管１１により輸送された熱を、外気へ放出する。
【０００８】
熱輸送管１１は、冷媒（例えば水）が封入された配管であり、冷媒循環用のポンプ（不図示）によって熱輸送管１１内の冷媒が循環され、主電動機２の発生熱を放熱装置７へ輸送する。
【０００９】
従って、図２においては、主電動機２にて発生された熱（発生熱）は、熱輸送管１１を通じて放熱装置７へ輸送され、放熱装置７より外気に放熱される。
【００１０】
ところが通常、車体床面１０の下方には多数の機器が設置される。このため、図２に示す構造の方式では、次のような問題が発生した。
（１）放熱装置７の前方に配設される既設機器によって走行風が遮られ、放熱効率が良くない。
（２）既設の機器の配設位置によって、放熱装置７の配設位置が限られる或いは無い。
【００１１】
そこで、本発明は、主電動機を搭載する電気車において、この主電動機の冷却効率をより良いものとすることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
電動機の冷却系統に板状の放熱装置を備えた電気車であって、
前記放熱装置が路面と対向する位置に配設されたことを特徴としている。
【００１３】
尚、ここで「電気車」とは、電気動力（主に、電動機の回転力）によって走行する車両であり、例えば電車や自動車を意味している。
【００１４】
即ち、当該電気車が、例えば請求項２に記載の発明のように、前記放熱装置が台車下方に配設された電車であることとすれば、より良い冷却効率を得ることができる。つまり、通常車体下面には、電動機を始めとする様々な機器（既設機器）が配設されており、車体下方部分を流れる走行風の速度は、路面に近づく程大きくなる。このため、放熱装置を台車下方、特に既設機器の下方に配設することで、放熱装置の周りを流れる走行風の速度が大きくなり、より良い冷却効率を得ることが可能となる。
更に、放熱装置を路面に対向するよう配設することで、走行中に跳ね上げたバラスト等から電動機を保護できるといった効果をも得ることができる。
【００１５】
また一方、当該電気車が、例えば請求項３に記載の発明のように、前記放熱装置がエンジンルーム下方に配設された自動車である場合であっても、より良い冷却効果を得ることができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、
電動機の冷却系統に板状の放熱装置を備えた電気車であって、
前記放熱装置が台車側面として形成されたことを特徴としている。
【００１７】
この請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に、走行風を利用したより良い冷却効率が得られるとともに、板状の放熱装置を台車側面として形成することで、電動機や歯車といった駆動系騒音を遮蔽する効果をも得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、以下においては、電気車の一種である電車（鉄道車両）に本発明を適用した場合について説明するが、本発明の適用はこれに限られるものでない。また、図２と同一要素については同符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態における電気車の車体下方の概略側面図である。
同図の構造において、図２の構造と異なる点は、
（１）放熱装置７に代えて、板状の放熱装置である放熱装置６を採用したこと、
（２）この放熱装置６の配設位置、
（３）熱輸送管１１に代えて、ループ式細管ヒートパイプである熱輸送管８としたこと、
である。
【００２０】
即ち、放熱装置６は、その放熱面が車体床面１０と平行且つ路面（軌道）と対向するよう、支持部材９ｂによって主電動機２の下部に配設されている。但し、この配設位置は、放熱装置６がレールと接触しないよう、車輪５の下端より上方となっている。
【００２１】
熱輸送管８は、真空密閉された細管内に熱輸送液体を封入された構造のループ式細管ヒートパイプであり、主電動機２の発生熱を放熱装置６に輸送する。また、ループ式細管ヒートパイプとすることで、冷媒循環用ポンプを省略し、信頼性を向上するとともにコストダウンを図ることができる。
【００２２】
従って、図２においては、主電動機２にて発生された熱（発生熱）は、熱輸送管８を通じて放熱装置６へ輸送され、放熱板の放熱面から外気へ放熱される。またこの時、放熱装置６の周りを流れる走行風により、放熱面が冷却される。
【００２３】
ところで、車体床面１０下方には、上述のように多くの機器が配設されている。このため、車体床面１０下方における走行風の速度は、図１の右側に示すように、車体床面１０から離れる程（図中下方向）大きくなることが知られている。従って、放熱装置６を主電動機２の下部に設置することで、走行風を効率良く利用し、図１のように放熱装置７を車体床面１０と垂直に配置する場合と比較して、より良い冷却効率を得ることが可能となる。
【００２４】
このように、放熱装置６の冷却効率が良くなり、放熱装置６を板状の放熱板とすることが可能となる。また、上述のように冷媒循環用ポンプを省略することができる。従って、放熱装置６と熱輸送管８とからなる冷却装置の簡素化及び高信頼性化を実現できる。
【００２５】
更に、放熱装置６を車体床面１０下方に配設することで、図２の場合と比較し、
（ａ）走行抵抗を抑えることができる、
（ｂ）走行中に跳ね上げたバラスト等から主電動機２を保護できる、
（ｃ）高速走行時に台車下部の凹凸により発生する空気流の乱れによる騒音を低減することができる、
といった効果も得ることができる。
【００２６】
尚、上記実施の形態においては、放熱装置６を台車床面の下方、軌道と対向する位置に取り付けることとしたが、図３に示すように、放熱装置６を、台車側面に取り付けることとしても良い。同図（ａ）は、車体下方の概略側面図を、同図（ｂ）は、台車の概略上面図を、それぞれ示している。この場合には、主電動機２やギアボックス３等の駆動系騒音を遮蔽するといった効果を得ることができる。尚、図３（ｂ）においては、熱輸送管８を省略している。
【００２７】
また、放熱装置６を、図４に示すように、その片面に複数のフィン１２を設けた構造としても良い。この時、フィン１２の配設面が路面に対向し、且つフィン１２の長手方向が走行方向と平行となるよう、放熱装置６を配設する。このことにより、走行風を有効利用して冷却効果をより高めることができるとともに、走行風を乱すことなく、走行抵抗を抑えることが可能となる。
尚、この場合、放熱装置６を台車の両側面に配設しても良いことは勿論であり、当該台車の電動機の数・配設位置に応じて、台車の側面の他、下面（軌道と対向する位置）に複数配設しても良い。
【００２８】
また、上記実施の形態においては、電気車の一種である電車（鉄道車両）について説明したが、他の電気車、例えば電気を動力として走行する自動車（いわゆる電気自動車）についても、同様に適用可能である。この場合には、自動車のエンジンルーム下方に、路面（地面）と対向するように放熱板を配設することにより、上述の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、電気車において、主電動機の冷却効率をより良いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態における車体下方の概略側面図である。
【図２】課題の説明における車体下方の概略側面図である。
【図３】台車側面に放熱装置を配設した場合の車体下方の概略側面図及び台車の概略上面図である。
【図４】フィンを設けた放熱装置の構造を示す図である。
【符号の説明】
１０　車体床面
１　台車枠の横梁
２　主電動機（モータ）
３　ギアボックス
４　車軸
５　車輪
６、７　放熱装置
８、１１　熱輸送管
９ａ、９ｂ、９ｃ　支持部材
１２　フィン
【図１】
2004050990.tif 000003
【図２】
2004050990.tif 000004
【図３】
2004050990.tif 000005
【図４】
2004050990.tif 000006