(57)【要約】【課題】バネ下重量を大幅に低減することができる電気鉄道車両用同期電動機を提供する。【解決手段】電気鉄道車両用同期電動機において、隣合う磁石毎に磁極の方向が９０°回転する配列の永久磁石からなる回転子１０５と、この回転子１０５に対向し、カバー１０２に固定される固定子１０１と、前記回転子１０５と固定子１０１間に設けられる柔弾性支持を行う軽量支持体１０３とを備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）隣合う磁石毎に磁極の方向が９０°回転する配列の永久磁石からなる回転子と、
（ｂ）該回転子に対向し、カバーに固定される固定子と、
（ｃ）前記回転子の車軸と固定子間に軸受部を介して設けられ、前記回転子と固定子間を柔弾性支持する軽量支持体とを備えることを特徴とする電気鉄道車両用同期電動機。
【請求項２】
請求項１記載の電気鉄道車両用同期電動機において、前記回転子と固定子間のギャップは３ｍｍ以上に可変とし、前記固定子が複層で枠装架で、外層側に設けられる前記カバーは非磁性空芯コイル円筒カバーであり、該カバー内に冷媒を封入することでファンレスとなし、継手を用いず駆動力を直接伝達をする構成としたことを特徴とする電気鉄道車両用同期電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気鉄道車両に搭載される同期電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気鉄道車両には、以下に示すような同期電動機を車両の下部に搭載するようになっている。
【０００３】
図４はかかる従来の同期電動機の断面図、図５は図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【０００４】
これらの図において、１は固定子、２はその固定子１を固定するカバー、３は軸受部（ベアリング）４を介した剛体の支持部、５は回転子、６は回転子５の車軸であり、この同期電動機は車両（図示なし）の下部に配置され、車軸６の回転により、車輪（図示なし）が回転駆動される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の同期電動機は他の電動機と同様に、剛支持の鏡蓋を介して固定子１と回転子５が固定されるため、固定子１と回転子５間のギャップは微小であった。
【０００６】
さらに、従来の同期電動機は回転子５としての永久磁石及び固定子１と剛体による厚い支持部材３を有しているため、ダイレクト駆動式車両では特にバネ下重量が増す課題があった。因みに、電気鉄道車両用同期電動機を搭載した場合、そのバネ下荷重は、２ｔにも及ぶものであった。
【０００７】
また、駆動軸に変位を伴う動力伝達には継手を要した。その他、風損、発熱や騒音が生じる点や、冷却が必要であり、体積が増加する点や、省エネや保守等が困難である点でも課題があった。
【０００８】
図６は従来のドイツのＩＮＴＲＡ  ＩＣＥ  ダイレクトドライブシステムの構成図である。
【０００９】
この図において、１１はレール、１２は車輪、１３は車軸、１４は車軸１３に取り付けられる撓み継手、１５はカルダンホローシャフトカップリング、１６は中空型のＰＭ同期主電動機、１７はボギーフレームである。
【００１０】
この図に示すように、中空型同期主電動機１６において車軸１３を受ける撓み継手１４は公知であるが、密封型同期主電動機のローター側が撓むものは存在しなかった。
【００１１】
本発明は、上記状況に鑑みて、バネ下重量を大幅に低減することができる電気鉄道車両用同期電動機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕電気鉄道車両用同期電動機において、隣合う磁石毎に磁極の方向が９０°回転する配列の永久磁石からなる回転子と、この回転子に対向し、カバーに固定される固定子と、前記回転子の車軸と固定子間に軸受部を介して設けられ、前記回転子と固定子間を柔弾性支持する軽量支持体とを備えることを特徴とする。
【００１３】
〔２〕上記〔１〕記載の電気鉄道車両用同期電動機において、前記回転子と固定子間のギャップは３ｍｍ以上に可変とし、前記固定子が複層で枠装架で、外層側に設けられる前記カバーは非磁性空芯コイル円筒カバーであり、該カバー内に冷媒を封入することでファンレスとなし、継手を用いず駆動力を直接伝達をする構成としたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の電気鉄道車両用同期電動機の模式図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３はその同期電動機の車軸が傾斜した状態を示す図である。
【００１６】
これらの図において、１０１は固定子、１０２はその固定子１０１を固定するカバー、１０３は軸受部（ベアリング）１０４を介した、固定子１０１と回転子１０５間に設けられる軽量弾性支持体、１０５は隣合う磁石毎に磁極の方向が９０°回転する配列の永久磁石からなる回転子、１０６は回転子１０５に連結される車軸、１０７はカバー１０２に取付けられる空冷フィンであり、この同期電動機は、車両（図示なし）の下部に配置され、車軸１０６の回転により、車輪（図示なし）が回転駆動される。
【００１７】
ここで、回転子１０５は隣合う磁石毎に磁極の方向が９０°回転する配列の永久磁石からなるため、回転子１０５の外円周側には強められた磁界が発生するが、内円周側の磁界は互いに打ち消し合うことになる。
【００１８】
回転子１０５と固定子１０１間のギャップは３ｍｍ以上に可変とし、前記固定子１０１は複層で枠装架で、外層側には非磁性空芯コイルからなる円筒形状のカバー１０２が配置されている。このカバー１０２内に冷媒を封入することで、ファンレスとなし、継手を用いずに駆動力を直接伝達をする構成とする。
【００１９】
支持体としては、軽量弾性支持体１０３を用い、回転子１０１としては隣合う磁石毎に磁極の方向が９０°回転する配列の永久磁石を用いるため、鉄道車両のバネ下重量の軽減を図ることができる。
【００２０】
また、本発明の電気鉄道車両用同期電動機は、図３に示すように、車軸１０６が角度θ傾斜しても、軽量弾性支持体１０３で車軸１０６の荷重を吸収することができるように構成されており、ギャップｇを３ｍｍ以上大きくするようにしている。このようにギャップｇを大きくしているので、風損を低減することができる。
【００２１】
また、駆動機構の軽量・簡素化を図ることができる。
【００２２】
さらに、駆動電動機の高効率・低損失化を図ることができる。また、変位の磁気ダイビング化を図ることができる。
【００２３】
本発明の場合は、その電気鉄道車両用同期電動機を搭載した場合でも、１ｔにみたないと考えられる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００２５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００２６】
（Ａ）電気鉄道車両のバネ下重量の軽減と軌道の省保守化を図ることができる。
【００２７】
（Ｂ）電気鉄道車両の駆動機構の軽量・簡素化を図ることができる。
【００２８】
（Ｃ）電気鉄道車両の駆動電動機の高効率・低損失・低騒音化を図ることができる。
【００２９】
（Ｄ）電気鉄道車両の車軸の変位の磁気ダイビング化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気鉄道車両用同期電動機の模式図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の電気鉄道車両用同期電動機の車軸が傾斜した状態を示す図である。
【図４】従来の電気鉄道車両用同期電動機の模式図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】従来のドイツのＩＮＴＲＡ  ＩＣＥ  ダイレクトドライブシステムの構成図である。
【符号の説明】
１０１    固定子
１０２    カバー
１０３    軽量支持体
１０４    軸受部（ベアリング）
１０５    隣合う磁石毎に磁極の方向が９０°回転する配列の永久磁石からなる回転子
１０６    車軸
１０７    空冷フィン
【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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