(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被取付対象物に取り付けられるフレームと、
前記フレームに懸架された内燃機関と、
前記フレームに懸架され、前記内燃機関の動力により発電可能な発電機と、
前記フレームに懸架され、前記内燃機関を冷却する熱媒体が通流する熱交換器と、
アウターロータを有するモータと、前記アウターロータの外周に設けられた羽根と、を有し、前記内燃機関と前記熱交換器との間で前記熱交換器の主面に沿うように並んで配置された複数のファンと、
を備える発動発電装置。
【請求項２】
車体と、
前記車体に架装された複数の台車と、
前記車体下部にて前記台車の間の領域に架装され前記台車の少なくともひとつを駆動する電力を出力する請求項１に記載の発動発電装置と、
を備える電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発動発電装置および電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気式気動車（電動車両）の床下に架装される発動発電装置は、エンジン等の内燃機関を冷却する熱媒体が通流するラジエータ（熱交換器）と、ラジエータを冷却するためのファンと、を備えている。ファンは、羽根と、羽根を回転させるモータと、を備えている。モータは、ロータおよびステータを収容するハウジングを備えている。羽根は、ハウジングから突出した出力軸に取り付けられている。羽根は、モータの回転軸の軸方向においてハウジングと異なる位置に設けられている。このため、モータのハウジングおよび羽根の周囲にはデッドスペースが形成され、発動発電装置が大型化する場合があった。
【０００３】
また、従来、電気式気動車の床下には、発動発電装置を構成する機器や、燃料タンク等の各種装置が架装されている。このため、発動発電装置が大型化すると、メンテナンス時において各種装置の取り外し作業が煩雑化し、メンテナンス性が悪化する可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−３９７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、占有領域を省スペース化することができる発動発電装置および電動車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の発動発電装置は、フレームと、内燃機関と、発電機と、熱交換器と、複数のファンと、を持つ。フレームは、被取付対象物に取り付けられる。内燃機関は、フレームに懸架されている。発電機は、フレームに懸架されている。発電機は、内燃機関の動力により発電可能となっている。熱交換器は、フレームに懸架されている。熱交換器は、内燃機関を冷却する熱媒体が通流する。ファンは、モータと、羽根と、を持つ。モータは、アウターロータを持つ。羽根は、アウターロータの外周に設けられている。複数のファンは、内燃機関と熱交換器との間で熱交換器の主面に沿うように並んで配置されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の電気式気動車の平面図。
【図２】実施形態のファンの斜視図。
【図３】実施形態のファンユニットおよびラジエータの側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の発動発電装置および電動車両を、図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、実施形態の電気式気動車の平面図である。なお、図１では、電気式気動車１（電動車両）の車体２を二点鎖線で示している。また、電気式気動車の進行方向を進行方向Ｘといい、電気式気動車の車幅方向を車幅方向Ｙといい、進行方向Ｘおよび車幅方向Ｙに直交する方向を上下方向という。
【００１０】
図１に示すように、電気式気動車１は、車体２（被取付対象物）と、車体２の下部（床下）に固定された一対の台車７と、一対の台車７の間の領域に架装された発動発電装置３および燃料タンク５と、を備えている。発動発電装置３と燃料タンク５とは、進行方向Ｘに並んで配置されている。発動発電装置３は、車幅方向Ｙの中央よりも外側に片寄るように搭載されている。発動発電装置３は、台車７を駆動する電力を出力する。
【００１１】
発動発電装置３は、フレーム１０と、エンジン２０（内燃機関）と、発電機３０と、ラジエータ４０（熱交換器）と、ファンユニット５０と、を備えている。
フレーム１０は、電気式気動車の車体２の床下に取り付けられている。フレーム１０は、鉄等の金属材料により形成されている。フレーム１０は、矩形枠状に形成されたフレーム本体１１と、フレーム本体１１の４箇所の角部に設けられた４個の取付突起１２と、を有する。取付突起１２は、車幅方向Ｙに突出している。フレーム１０は、取付突起１２を車体２に対して固定することで、車体２の床下に懸架されている。
【００１２】
エンジン２０は、例えばディーゼルエンジンである。エンジン２０は、燃料タンク５内から図示しない燃料ホースを通じて供給された燃料により駆動する。エンジン２０は、平面視でフレーム本体１１の枠内において、フレーム本体１１に懸架されている。エンジン２０は、クランクシャフトが進行方向Ｘに沿うように配置されている。
【００１３】
エンジン２０には、エアフィルタ６０と、マフラー７０と、が取り付けられている。エアフィルタ６０は、平面視でフレーム本体１１の枠外であって、エンジン２０よりも車両内側に配置されている。エンジン２０は、エアフィルタ６０を通じて外気を吸気する。マフラー７０は、平面視でフレーム本体１１の枠外であって、エンジン２０を挟んで進行方向Ｘにおける燃料タンク５とは反対側に配置されている。エンジン２０は、マフラー７０を通じて排気ガスを排出する。
【００１４】
発電機３０は、平面視でフレーム本体１１の枠内において、フレーム１０に懸架されている。発電機３０は、エンジン２０を挟んで進行方向Ｘにおける燃料タンク５とは反対側に、エンジン２０に対して進行方向Ｘに並んで配置されている。発電機３０は、エンジン２０のクランクシャフトに連結され、エンジン２０の動力により発電可能とされている。
【００１５】
ラジエータ４０は、平面視でフレーム本体１１の枠外において、フレーム１０に懸架されている。ラジエータ４０は、エンジン２０を挟んでエアフィルタ６０とは反対側において、車外に面するように配置されている。ラジエータ４０は、矩形板状に形成され、一対の主面が車幅方向Ｙを向くように配置されている。ラジエータ４０は、車幅方向Ｙに空気を通流可能となっている。ラジエータ４０には、複数の配管が接続されている。ラジエータ４０には、エンジン２０を冷却する冷却水（熱媒体）が通流する。ラジエータ４０を通流する冷却水は、例えばウォータポンプの駆動により配管を通じてエンジン２０のウォータージャケットに供給される。冷却水は、エンジン２０との間で熱交換が行われた後、配管を通じてラジエータ４０内に戻される。なお、ラジエータ４０は、単独で設けられていてもよいし、複数個に分割された形態であってもよい。
【００１６】
図２は、実施形態のファンの斜視図である。図３は、実施形態のファンユニットおよびラジエータを車両内側から見た側面図である。なお、図３では、ラジエータ４０を二点鎖線で示している。
ファンユニット５０は、エンジン２０とラジエータ４０との間で、ラジエータ４０に取り付けられて配置されている。図２および図３に示すように、ファンユニット５０は、複数（図示の例では１２個）のファン５１と、複数のファン５１を支持する枠部材５７と、を備えている。ファン５１は、アウターロータを有するアウターロータ型のモータ５３と、アウターロータの外周に設けられた複数の羽根５５と、を備える。モータ５３のアウターロータと羽根５５とは、モータ５３の回転軸Ｏの軸方向において同じ位置に設けられている。各羽根５５は、モータ５３の回転中心から放射状に延びている。
【００１７】
図３に示すように、複数のファン５１は、ラジエータ４０のエンジン２０側の主面４０ａ（図１参照）に沿うように並んで配置されている。図示の例では、複数のファン５１は、進行方向Ｘに６個ずつ並んで上下方向に２列配列されている。ファンユニット５０は、ラジエータ４０の主面４０ａを覆うように配置されている。図１に示すように、各ファン５１は、ラジエータ４０に対して所定距離の間隔をあけて配置されている。ファンユニット５０とラジエータ４０との間の空隙は、気密空間とされている。ファン５１は、車幅方向Ｙに沿ってラジエータ４０側からエンジン２０側に向かって送風する。ファン５１は、ファンユニット５０とラジエータ４０との間の空隙を負圧にすることで、車両外側から車両内側に向かって外気を引き込んでラジエータ４０を通過させる。
【００１８】
以上説明した実施形態に係る発動発電装置３によれば、ファン５１がアウターロータを有するモータ５３と、アウターロータの外周に設けられた複数の羽根５５と、を有しているので、ハウジングから突出した出力軸に羽根が設けられた従来のファンを用いる構成と比べて、ファン５１の周囲にデッドスペースが形成されることを抑制できる。
しかも、発動発電装置３は、並んで配置された複数のファン５１を備えているので、単独のファンを備える構成と比べてファンのモータを小型化することができる。これにより、モータ５３の回転軸Ｏの軸方向におけるファン５１の寸法が小さくなる。
したがって、車体２の床下における発動発電装置３の占有領域を省スペース化することができる。
【００１９】
また、複数のファン５１が並んで配置されるので、ラジエータ４０の形状に合わせてファン５１を配置することができる。これにより、ラジエータ４０に対して広範囲に空気を導入することが可能となり、ラジエータ４０の冷却を効率よく行うことができる。
さらに、発動発電装置３が複数のファン５１を有するので、いずれかのファン５１の駆動が故障等により停止した場合であっても、他のファン５１がラジエータ４０を冷却できる。これにより、ラジエータ４０の冷却が不能となることを抑制できる。したがって、発動発電装置３の信頼性を向上させることができる。
【００２０】
また、ラジエータ４０は、車外に面するように配置されているので、走行風によりラジエータ４０を冷却することが可能となる。したがって、ラジエータ４０の冷却を効率よく行うことができる。
また、ラジエータ４０とファン５１との間には、所定距離の間隔が設けられているので、ラジエータ４０とファン５１との間の空隙においてファン５１による空気の流れを整流することができる。これにより、ラジエータ４０を均一に冷却することが可能となり、ラジエータ４０の冷却を効率よく行うことができる。
【００２１】
また、電気式気動車１によれば、上記した発動発電装置３を備えるので、発動発電装置３の占有領域を省スペース化できるとともに、ラジエータ４０の冷却効率を向上させることができる。
【００２２】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、並んで配置された複数のファンが、アウターロータを有するモータと、アウターロータの外周に設けられた複数の羽根と、を持つことにより、発動発電装置３の占有領域を省スペース化することができる。
【００２３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００２４】
１…電気式気動車（電動車両）、２…車体（被取付対象物）、３…発動発電装置、７…台車、１０…フレーム、２０…エンジン（内燃機関）、３０…発電機、４０…ラジエータ（熱交換器）、５１…ファン、５３…モータ、５５…羽根
【図１】
0006335154.tif 000002
【図２】
0006335154.tif 000003
【図３】
0006335154.tif 000004