(57)【要約】【課題】熱交換器を搭載した全閉形電動機の小型・軽量化を図る。【解決手段】回転子軸９に内気を循環させる内気ファン１１と外気を通風する外気ファン１４とが取り付けられ、外枠２に循環内気と通風外気とを熱交換させる熱交換器２０が搭載された全閉形電動機において、熱交換器２０として直交流形の全熱交換器を設置するとともに、一方のシールド３の内側に外気ファン１４を配置して、通風入口孔２８から吸引した外気を熱交換器２０に通流させ、また外気ファン１４と背中合わせに内気ファン１１を一体構成する。更に、他方のシールド４の内側に固定子冷却用外気ファン３９を設けるとともに、固定子鉄心１９の外周縁に軸方向に貫通する風穴４３を設け、固定子冷却用外気ファン３９により通風入口孔４２から吸引した外気を風穴４３に通流させて固定子１を冷却した後、機外に排出するようにする。【選択図】  図１
2007097325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子が取り付けられた外枠と、この外枠の両端を塞ぐシールドとからなる外被内に、前記シールドに保持された軸受により回転子軸の両端が支持された回転子が収容され、前記回転子軸には内気を循環させる内気ファンと外気を通風する外気ファンとが取り付けられるとともに、前記外枠に前記循環内気と前記通風外気とを熱交換させる熱交換器が搭載された全閉形電動機において、
前記熱交換器として直交流形の全熱交換器を設置したことを特徴とする全閉形電動機。
【請求項２】
駆動側の前記シールドの内側に前記外気ファンを配置するとともに、前記外被に通風入口孔を設け、この前記通風入口孔から前記外気ファンにより吸引した外気を前記熱交換器に通流させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の全閉形電動機。
【請求項３】
前記外気ファンと前記駆動側のシールドの軸受保持部との間に形成される空間に、この空間を前後に２分する環状のエアガイドを設け、前記通風入口孔から前記軸受保持部に沿って前記回転子軸側に向かい、次いで反転して前記外気ファンの羽根に向かうバイパス通風路を形成したことを特徴とする請求項２記載の全閉形電動機。
【請求項４】
前記外気ファンと背中合わせに前記内気ファンを一体に構成したことを特徴とする請求項２記載の全閉形電動機。
【請求項５】
固定子が取り付けられた外枠と、この外枠の両端を塞ぐシールドとからなる外被内に、前記シールドに保持された軸受により回転子軸の両端が支持された回転子が収容され、前記回転子軸には内気を循環させる内気ファンと外気を通風する外気ファンとが取り付けられるとともに、前記外枠に前記循環内気と前記通風外気とを熱交換させる熱交換器が搭載された全閉形電動機において、
反駆動側の前記シールドの内側に固定子冷却用外気ファンを前記回転子軸に取り付けて設けるとともに、前記外被に通風入口孔を設け、かつ固定子鉄心の外周縁に軸方向に貫通する風穴を設け、この風穴の一端と前記固定子冷却用外気ファンとの間及び前記風穴の他端と前記外枠に設けた通風出口孔との間にそれぞれ通風ダクトを形成し、前記固定子冷却用外気ファンにより前記通風入口孔から吸引した外気を一方の前記通風ダクトを通して前記風穴に通流させた後、この外気を他方の前記ダクトを通して前記通風出口孔から機外に排出するようにしたことを特徴とする全閉形電動機。
【請求項６】
前記回転子軸を中心として前記外枠の前記熱交換器と反対の側に、前記循環内気と外気とを熱交換させる補助熱交換器を設けたことを特徴とする請求項２又は請求項５記載の全閉形電動機。
【請求項７】
多数の小穴を環状に配列して前記固定子鉄心の風穴を形成したことを特徴とする請求項５記載の全閉形電動機。
【請求項８】
固定子が取り付けられた外枠と、この外枠の両端を塞ぐシールドとからなる外被内に、前記シールドに保持された軸受により回転子軸の両端が支持された回転子が収容され、前記回転子軸には内気を循環させる内気ファンと外気を通風する外気ファンとが取り付けられるとともに、前記外枠に前記循環内気と前記通風外気とを熱交換させる熱交換器が搭載された全閉形電動機において、
回転子鉄心に断面歯車形状の風穴を軸方向に設けたことを特徴とする全閉形電動機。
【請求項９】
前記熱交換器の一端側に前記内気ファンに通じる内気流入空間を形成するとともに、前記熱交換器の他端側に前記外被の内部空間に通じる内気流出空間を形成し、前記内気ファンから吐き出された内気が、前記内気流入空間、熱交換器、内気流出空間の経路で前記外被の内部空間に戻り、次いで前記固定子と回転子との間のエアギャップ及び前記回転子鉄心の風穴を通過して再び内気ファンに吸い込まれるようにしたことを特徴とする請求項８記載の全閉形電動機。
【請求項１０】
前記回転子軸をステンレス鋼材で構成したことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の全閉形電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に車両駆動用に適した全閉形電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に鉄道車両では、車体床下に配置した台車に車両駆動用電動機を搭載し、この電動機の回転力を歯車装置を介して車輪に伝達することにより車両を走行させるシステムとしている。車両駆動用電動機は台車に搭載されるため、できるだけ小型であることが求められるとともに、塵埃の多い床下に配置されるため、内部が汚損されにくい構造であることが求められる。
【０００３】
図７は、従来の開放型車両駆動用電動機の一例を示す上半部縦断面図である。図７において、固定子１が取り付けられた外枠２と、この外枠２の両端を塞ぐシールド３及び４とからなる外被５内に回転子６が収容され、回転子６はシールド３，４に保持された軸受７及び８により回転子軸９の両端が支持されている。外枠２の一端上部には吸気ろ過器１０が設けられ、回転子軸９の駆動側には外被５の内部空気（内気）を循環させる内気ファン１１が取り付けられている。回転子６の鉄心１２には軸方向に貫通する断面円形の風穴１３が複数個、図９に示すように等ピッチで環状に配列されている。図１０は従来の固定子鉄心１９を示すものである。電動機が運転されると、内気ファン１１により吸気ろ過器１０から吸引された外気は、図示矢印で示すように機内を流れ、固定子１及び回転子６を冷却する。
【０００４】
図８は、従来の全閉外扇形車両駆動用電動機の一例を示す上半部縦断面図である。図８において、外被５は密閉され、回転子軸９の反駆動側の軸端には外被５の外部の空気（外気）を外枠２の外周面に通風する外気ファン１４が取り付けられている。外気ファン１４はカップ状のファンカバー１５で覆われ、ファンカバー１５には通風入口孔１６が複数個環状に配列されている。電動機が運転されると、外気ファン１４により通風入口孔１６から吸引された外気はファンカバー１５に案内され、図示矢印で示すように流れて外枠２の外周面を冷却する。これにより、固定子１及び回転子６は外枠２を介して間接的に冷却される。このような全閉外扇形車両駆動用電動機については、例えば特許文献１にも記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１４３８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７に示した開放型電動機は、塵埃の多い床下から電動機内部へ、吸気ろ過器１０を通して外気が吸引される。その場合、吸気ろ過器１０のフィルタを細かくすれば吸気ろ過器１０の清掃頻度が増え、またフィルタを粗くすれば電動機内部の清掃頻度が増えて、いずれにしても保守性が悪いという問題がある。これに対して、図８に示した全閉外扇形電動機は、外被５が密閉されているので電動機内部への塵埃の侵入はないが、外気ファン１４により外枠２を冷却し、固定子１及び回転子６を間接的に冷却するので冷却性能が悪く、発熱を抑えるためには開放型に比べて大型化しなければならない問題がある。電動機は高温になると、軸受７，８が回転子軸９からの熱伝導で直接に、また機内空気を介して間接的に暖められ、グリース寿命が低下して全閉化による塵埃保守作業の低減の利点が失われる。
【０００６】
一方、冷却性能を高めた全閉外扇形電動機として、外枠上に熱交換器を搭載し、外気ファンにより熱交換器に通風した外気と内気ファンにより密閉外被内を循環させた内気とを熱交換器で熱交換させ、固定子と回転子の冷却を図ったものが知られており、例えば特開平１０−６６３０６号公報に記載されている。しかし、この種の全閉外扇形電動機は一般に産業用の大型機であり、熱交換器にも容積の大きい多管式が用いられている。従って、従来の熱交換器搭載式全閉外扇形電動機は、床下の狭い空間に設置されるために小型軽量化が不可欠な車両駆動用電動機には適さない。
【０００７】
この発明の課題は、塵埃の侵入や温度上昇を抑えて保守性を良好にしながら小型・軽量化し、車両駆動用電動機に適した全閉形電動機を構成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、固定子が取り付けられた外枠と、この外枠の両端を塞ぐシールドとからなる外被内に、前記シールドに保持された軸受により回転子軸の両端が支持された回転子が収容され、前記回転子軸には内気を循環させる内気ファンと外気を通風する外気ファンとが取り付けられるとともに、前記外枠に前記循環内気と前記通風外気とを熱交換させる熱交換器が搭載された全閉形電動機において、前記熱交換器として直交流形の全熱交換器を設置するものとする。従来、産業用の全閉外扇形電動機に一般に使用されている多管式の熱交換器は、圧力損失は小さいが容積が大きく、電動機が大型化する要因となっている。そこで、請求項１の発明では、熱交換器として、圧力損失は多管式に比べて高めであるが非常にコンパクトに構成できる直交流形の全熱交換器を用いるものとする。これにより、熱交換器搭載式全閉形電動機の小型化が可能になる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、駆動側の前記シールドの内側に前記外気ファンを配置するとともに、前記外被に通風入口孔を設け、この通風入口孔から前記外気ファンにより吸引した外気を前記熱交換器に通流させるようにするものである。従来の熱交換器搭載式の全閉外扇形電動機においては、外気ファンがシールドの外側に配置され、この外気ファンによる吸引外気を熱交換器に導くために外気ファンを覆うファンカバーが設けられている。そのため、外気ファンやファンカバーが外被の外側に張り出し、電動機が大型化せざるを得ない。
【００１０】
そこで、請求項２の発明は、駆動側のシールドの内側に外気ファンを配置するとともに、シールドに通風入口孔を設け、外気ファンにより外気をシールドの通風入口孔から吸引して熱交換器に導くようにする。請求項２の発明によれば、外気ファンを外被の内部に収容し、吸引外気をシールドの内側で熱交換器に導くことにより、外気ファンやファンカバーの外部への張り出しがなくなり電動機が小型になる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記外気ファンと前記駆動側のシールドの軸受保持部との間に形成される空間に、この空間を前後に２分する環状のエアガイドを設け、前記通風入口孔から前記軸受保持部に沿って前記回転子軸側に向かい、次いで反転して前記外気ファンの羽根に向かうバイパス通風路を形成するものとする。
【００１２】
シールドの内側に外気ファンを配置すると、シールドの軸受保持部の内側に負圧が発生し、この負圧により外気が軸受の隙間を通して機内に吸引され、軸受が外気中の塵埃で汚損される可能性がある。そこで、そのような危険がある場合に、請求項３の発明により上記したバイパス通路を形成することにより、負圧による外気の吸引がバイパス通路を介して行われ、軸受を通る外気の吸引が抑えられる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記外気ファンと背中合わせに前記内気ファンを一体構成するものである。従来、内気ファンと外気ファンとは外被の内側と外側にそれぞれ設置されているが、請求項２の発明では外気ファンをシールドの内側に配置したことにより、請求項４の発明は、内気ファンを外気ファンと背中合わせに一体的に構成するものである。これにより、内気ファンと外気ファンの設置に必要な軸方向スペースが縮小し、電動機が小型になる。
【００１４】
請求項５の発明は、固定子が取り付けられた外枠と、この外枠の両端を塞ぐシールドとからなる外被内に、前記シールドに保持された軸受により回転子軸の両端が支持された回転子が収容され、前記回転子軸には内気を循環させる内気ファンと外気を通風する外気ファンとが取り付けられるとともに、前記外枠に前記循環内気と前記通風外気とを熱交換させる熱交換器が搭載された全閉形電動機において、反駆動側の前記シールドの内側に固定子冷却用外気ファンを前記回転子軸に取り付けて設けるとともに、前記外被に通風入口孔を設け、かつ固定子鉄心の外周縁に軸方向に貫通する風穴を設け、この風穴の一端と前記固定子冷却用外気ファンとの間及び前記風穴の他端と前記外枠に設けた通風出口孔との間にそれぞれ通風ダクトを形成し、前記固定子冷却用外気ファンにより前記通風入口孔から吸引した外気を一方の前記通風ダクトを通して前記風穴に通流させた後、この外気を他方の前記ダクトを通して前記通風出口孔から機外に排出するようにするものである。
【００１５】
この請求項５の発明は、固定子を内気ファンによる循環内気で冷却するのみならず、固定子専用の外気ファンを設け、この外気ファンにより固定子を外気で直接冷却するものである。内気ファンは熱交換器を介して外気で冷却された循環内気で冷却するが、固定子冷却用外気ファンは外気を直接固定子に通風して冷却するため、冷却性能を大幅に向上させることができる。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項２又は請求項５の発明において、前記回転子軸を中心として前記外枠の前記熱交換器と反対の側に、前記循環内気と外気とを熱交換させる補助熱交換器を設けるものである。熱交換器の反対側に補助熱交換器を設けることにより、熱交換器から遠い側の循環内気の冷却性能を向上させることができる。また、この補助熱交換器は、熱交換器を外被の上部に搭載した場合、その反対側で電動機取付脚の内側に設置することができるので、補助熱交換器を設けることによる電動機外形の拡大は最小限に留めることが可能である。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項５の発明において、前記固定子鉄心の風穴を多数の小穴を環状に配列して形成するものである。小穴を環状に密集させて風穴を形成することにより、固定子鉄心の機械的強度を損なうことなく、大きな通風路断面積を得ることが可能になる。
【００１８】
請求項８の発明は、固定子が取り付けられた外枠と、この外枠の両端を塞ぐシールドとからなる外被内に、前記シールドに保持された軸受により回転子軸の両端が支持された回転子が収容され、前記回転子軸には内気を循環させる内気ファンと外気を通風する外気ファンとが取り付けられるとともに、前記外枠に前記循環内気と前記通風外気とを熱交換させる熱交換器が搭載された全閉形電動機において、回転子鉄心に断面歯車形状の風穴を軸方向に設けるものである。従来の回転子の風穴は一般に断面円形であるが、請求項８の発明によれば、断面歯車形状とすることにより、回転子鉄心の強度を損なうことなく風穴の熱伝達面積を増やすことが可能になる。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記熱交換器の一端側に前記内気ファンに通じる内気流入空間を形成するとともに、前記熱交換器の他端側に前記外被の内部空間に通じる内気流出空間を形成し、前記内気ファンから吐き出された内気が、前記内気流入空間、熱交換器、内気流出空間の経路で前記外被の内部空間に戻り、次いで前記固定子と回転子との間のエアギャップ及び前記回転子鉄心の風穴を通過して再び内気ファンに吸い込まれるようにするものである。
【００２０】
請求項１０の発明は、請求項１〜請求項９のいずれかの発明において、前記回転子軸をステンレス鋼材で構成するものである。ステンレス鋼は炭素鋼に比べて熱伝導率が低い。従って、回転子軸にステンレス鋼材を用いることにより、回転子及び内気から回転子軸を介して軸受に伝達される熱量を減らし、軸受の温度上昇を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明は、熱交換器を介して内気と外気を熱交換させる全閉形電動機において、熱交換器の容積を抑え、また外気ファンやファンカバーの外部への張り出しをなくして小型化を図ることができ、設置空間が限定され、かつ塵埃の多い車両床下に搭載される車両用駆動電動機に適用すれば保守作業の低減効果が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、誘導電動機におけるこの発明の実施の形態を示す全閉形電動機の縦断面図である。なお、従来例と対応する部分には同一の符号を用いるものとする。図１において、固定子１が取り付けられた外枠２と、この外枠２の両端のシールド３及び４とからなる外被５内に回転子６が収容され、回転子６はシールド３，４に保持された軸受７及び８により回転子軸９の両端が支持されている。回転子軸９は、炭素鋼に比べて熱伝導率が低いステンレス鋼材で構成されている。１７は固定子導体、１８は回転子導体である。図示の場合、外枠２は図１の右側（駆動側）から軸方向に、駆動側ブラケット２ａ、鉄心枠２ｂ及び反駆動側ブラケット２ｃの３つの筒体に分割構成され、これらは互いに締結されて円筒状の枠体を形成している。
【００２３】
ここで、駆動側ブラケット２ａと鉄心枠２ｂは両端面が実質的に開放した筒体であるが、反駆動側ブラケット２ｃの外側端（図１の左端）には、フランジ状の端板２ｄが一体に形成されている。鉄心枠２ｂには、固定子鉄心１９が保持されている。駆動側ブラケット２ａ及び反駆動側ブラケット２ｃの上部には、互いの対向面が開口した箱状の通風ハウジング２ｅ及び２ｆが一体形成され、これらの通風ハウジング２ｅ，２ｆ間に渡るように、直交流形プレートフィン式の全熱交換器２０が搭載されている。図２は全熱交換器２０の概略斜視図で、仕切板２１と波型の間隔板２２とにより、互いに直交する外気ダクト２３と内気ダクト２４とが形成されている。
【００２４】
駆動側のシールド３は、円錐状の軸受保持部３ａとその外周の環状縁部３ｂとからなり、環状縁部３ｂを介して外枠２の端面に締結されている。軸受保持部３ａには軸受７が嵌め込まれ、グリースが充填されている。反駆動側のシールド４は、駆動側と同様の軸受保持部４ａとその外周のわずかなフランジ４ｂとからなり、フランジ４ｂを介して外枠２の端板２ｄに締結されている。軸受保持部４ａには軸受８が嵌め込まれ、グリースが充填されている。
【００２５】
駆動側のシールド３の内側には、空間２５を介して外気ファン１４が配置されている。外気ファン１４は、回転子軸９に固定された主板２６と、そのシールド３側の面の周縁に多数取り付けられた羽根２７とからなり、主板２６は対向するシールド３の面形状に沿うように、中心部が円錐状に形成され、外周面は外枠２の内周面に微小な空隙を介して近接している。そして、外被５（シールド３）には、空間２５に通じるように環状に配列された複数個の通風入口孔２８が設けられている。一方、主板２６の羽根２７が取り付けられた面と反対側の面には、内気ファン１１の多数の羽根２９が取り付けられている。すなわち、主板２６は外気ファン１４と内気ファン１１とに兼用され、その両側にそれぞれ羽根２６及び２９が取り付けられることにより、内気ファン１１と外気ファン１４とは背中合わせに一体に構成されている。３０は羽根２９を連ねる側板である。
【００２６】
ここで、図３は、図１の III−III線に沿う部分横断面図である。図１及び図３において、外枠２（駆動側ブラケット２ａ）の外周壁上部には、内気ファン１１の外周面に対向するように、全熱交換器２０の横幅（図１の上下幅）と同幅の通風口３１が開けられて、また通風口３１と軸方向に隣接して、外気ファン１４の外周面と対向するように、通風口３２が開けられている。そして、外枠２の通風ハウジング２ｅ内には、通風口３１と３２との間を軸方向に仕切る仕切壁２ｇが一体に形成されている。
【００２７】
この仕切壁２ｇは、全熱交換器２０の図１の右端側に、外気流入空間３３と内気流入空間３４とを形成するもので、外気流入空間３３は通風口３２を介して外気ファン１４に通じ、内気流入空間３４は通風口３１を介して内気ファン１１に通じている。また、全熱交換器２０の図１の左端側には内気流出空間３５が形成され、この内気流出空間３５は外枠２（反駆動側ブラケット２ｃ）の外周壁に開けられた通風口３６を介して外被５の内部空間に通じている。更に、図３に示すように、全熱交換器２０の外気流入側には通風ハウジング２ｅ，２ｆにより、外気流入空間３３に通じる外気流入ダクト３７が形成されている。
【００２８】
図１において、反駆動側のシールド４の内側には、空間３８を介して固定子冷却用外気ファン３９が配置されている。固定子冷却用外気ファン３９は、回転子軸９に固定された主板４０と、そのシールド４側の周縁に多数取り付けられた羽根４１とからなり、主板４０は対向するシールド４の面形状に沿うように円錐状に形成されている。そして、外被５には、反駆動側ブラケット２ｃの端板２ｄ及びシールド４のフランジ４ｂを貫通するように、空間３８に通じる環状に配列された複数個の通風入口孔４２が設けられている。
【００２９】
固定子鉄心１９の外周縁には、軸方向に貫通する風穴４３が設けられている。この風穴４３は図５に示すように、多数の長円形の小穴が環状に配列されることにより形成されている。そして、この風穴４３の一端（図１の左端）と固定子冷却用外気ファン３９との間に通風ダクト４４が形成されている。通風ダクト４４は、固定子冷却用外気ファン３９の外周面を取り囲む環状空間４４ａ、固定子鉄心１９の図１の左端面に接する環状空間４４ｂ及び外枠２の底部において環状空間４４ａと４４ｂとを連絡する断面方形の筒状空間４４ｃとからなっており、いずれの空間４４ａ〜４４ｃも反駆動側ブラケット２ｃと一体に図示形状の通風ガイド壁により区画されている。
【００３０】
一方、外枠２の底部には通風出口孔４５が設けられ、風穴４３の他端（図１の右端）と通風出口孔４５との間に通風ダクト４６が形成されている。通風ダクト４６は、固定子鉄心１９の図１の右端面に接する環状空間４６ａ及び外枠２の底部において環状空間４６ａと通風出口孔４５とを連絡する断面方形の箱状空間４６ｂとからなっている。
【００３１】
図１において、回転子軸９を中心として外枠２の全熱交換器２０と反対の側に、補助熱交換器４７が設けられている。補助熱交換器４７はフィンチューブ式熱交換器で、外枠２の底部外側に取り付け形成された前後一対の箱状のダクト４８,４９に両端が連結され、外表面が外気に曝されている。ダクト４８は外枠２（駆動側ブラケット２ａ）に開けられた通風入口孔５０を通して内気ファン１１の外周面と対面し、ダクト４９は通風ダクト４４を避けて外枠２（反駆動側ブラケット２ｃ）に開けられた通風入口孔５１を通して外被５の内部に通じている。
【００３２】
次に、図１に示した電動機が運転されたときの冷却風の流れについて述べる。まず、内気ファン１１から吐き出された内気は、破線矢印で示すように、通風口３１→内気流入空間３４→全熱交換器２０の内気ダクト２４→内気流出空間３５の経路で流れて外被５の内部空間に戻り、固定子１と回転子６との間のエアギャップ及び回転子鉄心１２の風穴１３を通過して再び内気ファン１１に吸い込まれる循環をする。ここで、図４は回転子鉄心１２に開けられた風穴１３の形状を示すもので、図示の通り歯車形状になっている。従来の回転子の風穴１３は、図９に示すように一般に断面円形であるが、図４に示すような断面歯車形状とすることにより、回転子鉄心１２の強度を損なうことなく風穴１３の熱伝達面積を増やすことが可能になる。
【００３３】
外気ファン１４により通風入口孔２８から吸引された外気は、実線矢印で示すように、通風口３２→外気流入空間３３→外気流入ダクト３７（図２参照）→全熱交換器２０の外気ダクト２３の経路で通風されて機外に排出される。この通風外気は全熱交換器２０の内気ダクト２４を通過する循環内気と熱交換して循環内気を冷却する。
【００３４】
従来の全閉外扇形電動機は外気ファンをシールドの外側に配置しているが、図１の電動機においては、シールド３の内側に外気ファン１４を配置し、シールド３の通風入口孔２８から吸引した外気を外被５の内部空間２５を通して熱交換器に導くようにしている。従って、外気ファンやファンカバーが外部に張り出すことがなく、電動機が小型化されている。また、図１の電動機においては、内気ファン１１と外気ファン１４とを背中合わせに一体に構成している。その結果、内気ファン１１と外気ファン１４の設置に必要な軸方向スペースが小さくなり、電動機が一層小型化されている。
【００３５】
ここで、図１において、外気ファン１４とシールド３の軸受保持部３ａとの間に形成される空間５２に、この空間５２を前後（軸方向）に２分する鋼板からなる環状のエアガイド５３が設けられている。図示の場合、エアガイド５３は軸受保持部３ａの円錐形状に沿う円錐形に形成され、通風入口孔２８の一部に被さるように、上端部が軸受保持部３ａに例えば溶接により結合されている。このエアガイド５３は、空間５２内に通風入口孔２８から軸受保持部３ａに沿って回転子軸９側に向かい、次いで反転して外気ファン１４の羽根２７に向かうバイパス通風路（矢印で示す）５４を形成する。
【００３６】
シールド３の内側に外気ファン１４を配置すると、シールド３の軸受保持部３ａの内側に負圧が発生し、この負圧により外気が軸受７の隙間を通して機内に吸引され、軸受７が外気中の塵埃で汚損される可能性がある。その場合、バイパス通路５４を形成することにより、軸受保持部３ａの内側の負圧による外気の吸引が軸受７よりも通風抵抗の小さいバイパス通路５４を介して行われ、軸受７を通る外気の吸引が抑えられる。また、吸引された外気の一部が軸受保持部３ａに沿って空間５２を流れるため、この外気で軸受７が冷却される。反駆動側にも、エアガイド５３と同様のエアガイド５５が設けられている。このエアガイド５５は、固定子冷却用外気ファン３９により通風入口孔４２から吸引した外気の一部をバイパスさせるものであり、その構成・作用はエアガイド５３と同じである。
【００３７】
固定子冷却用外気ファン３９により通風入口孔４２から吸引された外気は、通風ダクト４４（空間４４ａ→４４ｃ→４４ｂ）を通して固定子鉄心１９の風穴４３に通流した後、通風ダクト４６（空間４６ａ→４６ｂ）を通して外枠２の通風出口孔４５から機外に排出される。固定子１を内気ファン１１で冷却するのみならず、固定子専用外気ファン３９を設け、この外気ファン３９により固定子１を外気で直接冷却することにより、冷却性能が大幅に向上する。その場合、図５に示す通り、風穴４３を多数の小穴４３ａを環状に密集させて形成することにより、固定子鉄心１９の機械的強度を損なうことなく、通風路断面積を増やすことができる。
【００３８】
図１において、内気ファン１１により機内を循環する内気の一部は、破線矢印で示す通り、通風入口孔５０→通風ダクト４８→補助熱交換器４７→通風ダクト４９→通風入口孔５１の経路で補助熱交換器４７を通過し外気と熱交換する。全熱交換器２０に加えて補助熱交換器４７を設けることにより、全熱交換器２０の反対側の循環内気の冷却性能が向上し、全熱交換器２０から遠い側の電動機の局所加熱が防止される。
【００３９】
図１の電動機においては、回転子軸９に熱伝導率の低いステンレス鋼材を用いている。その結果、回転子６及び内気から回転子軸９を介して軸受７,８に伝達される熱量が小さくなり、軸受７,８の温度上昇が抑えられている。
【００４０】
図６は、永久磁石形同期電動機におけるこの発明の実施の形態を示す縦断面図である。図６において、回転子６の外周部に永久磁石５６が装着されているが、冷却構造は図１の誘導電動機と実質的に同じなので説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の実施の形態を示す電動機の縦断面図である。
【図２】図１における全熱交換器の斜視図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う部分断面図である。
【図４】図１における回転子鉄心の正面図である。
【図５】図１における固定子鉄心の正面図である。
【図６】永久磁石形同期電動機におけるこの発明の実施の形態を示す縦断面図である。
【図７】従来例を示す電動機の上半部縦断面図である。
【図８】異なる従来例を示す電動機の上半部縦断面図である。
【図９】従来の電動機における回転子鉄心の正面図である。
【図１０】従来の電動機における固定子鉄心の正面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    固定子
２    外枠
３    駆動側シールド
４    反駆動側シールド
５    外被
６    回転子
７    軸受
８    軸受
９    回転子軸
１１    内気ファン
１３    回転子風穴
１４    外気ファン
２０    全熱交換器
３９    固定子冷却用外気ファン
４３    固定子風穴
４４    通風ダクト
４６    通風ダクト
４７    補助熱交換器
５３    エアガイド
５４    バイパス通風路
５５    エアガイド
【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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