(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機回転軸に取り付けられた外扇により電動機の一方の端面部から導入された冷却風が電動機端面外周部で放射方向から軸方向へと方向変換し、電動機外周面に軸方向に沿って形成された風道に導かれるようにした車両用全閉外扇形電動機において、
前記外扇に対向するように、前記電動機の一方の端面部に形成された入気室と、
前記入気室の外部下方に配設され、入気室外部下方からの冷却風を上向きに入気室内部へ入気させる第１の入気口と、
前記入気室の側方を外部と画成する入気ネットに多数の網目として形成され、入気室外部側方からの冷却風を電動機軸方向へ向けて入気室内部へ向けて入気させる第２の入気口と、
前記入気室の前記外扇に対向する位置に小径の複数個の孔部として形成され、前記第１の入気口及び前記第２の入気口から入気室内部へ入気された冷却風を前記風道へ導く第３の入気口と、
を備えたことを特徴とする車両用全閉外扇形電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気車において主電動機として用いられる車両用全閉外扇形電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用主電動機は車両の床下に、台車枠に取り付けられた形で配置される。この種の主電動機はダストや雨水等の多い厳しい環境条件のもとで運転されるので、全閉外扇形電動機が用いられる。図７は、この種の主電動機の配置状況を示すものである。
【０００３】
図７において、両端部に車輪２１ａ，２１ｂを固定した車軸２２が車両の台車枠２３に回転可能に取り付けられている。車輪２１ａ，２１ｂはレール２４ａ，２４ｂの上を回転走行する。車軸２２の近くに主電動機２５が配置されている。主電動機２５は台車枠２３に取付ボルト２６によって取り付けられている。主電動機２５の出力軸は継手２７および減速歯車２８を介して車軸２２に連結されている。主電動機２５は全閉外扇形電動機として構成された誘導電動機からなっている。
【０００４】
図８は、この種の全閉外扇形主電動機を示すものである。図８の主電動機では、両端面側のベアリングブラケット１ａ，１ｂおよびフレーム２によってハウジングが構成されている。ベアリングブラケット１ａ，１ｂを貫通し、軸受２ａ，２ｂを介して軸３が回転自在に設けられている。ベアリングブラケット１ａに鉄心押え１４ａ，１４ｂを介してステータ鉄心４が固定され、ステータ鉄心４と所定の磁気空隙を介して対向するようにロータ鉄心５が軸３上に取り付けられている。ロータ鉄心５は鉄心押え６ａ，６ｂによって軸方向に固定されている。ステータ鉄心４にはステータコイル７が巻装され、ロータ鉄心５にはエンドリング８を有するロータバー９が設けられている。
【０００５】
この電動機は軸受２ｂ側が軸３の駆動側であり、軸受２ａ側が非駆動側である。軸３の非駆動側はベアリングブラケット１ａからわずかに外部に突出しており、その突出部に外扇１０が取り付けられている。外扇１０を含んでステータ鉄心４の外周部に風道１１を形成するためにベアリングブラケット１ａの外周側に付加的にフレーム１２が配設されている。外扇１０の電動機端面側には通風を妨げない程度の入風ガード１３が配置され、ステータ鉄心４の駆動側端面部に風道１１の終点として排気口１５が形成されている。
【０００６】
図８に示す電動機においては、外扇１０により非駆動側の電動機端面部で入風ガード１３を通して冷却風が取り入れられ、ここから導入された冷却風は当初放射方向へと進み、電動機端面外周部で放射方向から軸方向へと方向変換し、電動機外周面に軸方向に沿って形成された風道１１に導かれ、電動機の冷却作用を行う。ステータ鉄心４上に形成された風道１１に導かれた冷却風は、矢印Ｐで示す通流の過程でステータ鉄心４の周辺の熱を奪い、主電動機の温度上昇を抑える。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
外扇１０は、風道１１に冷却風を送るという本来の機能を達成するばかりでなく、他面では好ましくない騒音を発生する。すなわち、この騒音は車内の乗客に不快感を与えることになるのである。この騒音を低いレベルに抑えるためにまず考えられるのは外扇の径を小さくすることであるが、外扇の径を小さくすることは同時に冷却風量の低下を招くことに直結する。冷却風量が低下するとそれだけ冷却性能が低下して温度上昇が高くなり、主電動機の小型化を阻害する要因となる。
【０００８】
したがって本発明は、冷却性能を大して低下させることなく、騒音、特に車内乗客に対する騒音を低減し得る車両用全閉外扇形電動機を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、電動機回転軸に取り付けられた外扇により電動機の一方の端面部から導入された冷却風が電動機端面外周部で放射方向から軸方向へと方向変換し、電動機外周面に軸方向に沿って形成された風道に導かれるようにした車両用全閉外扇形電動機において、前記外扇に対向するように、前記電動機の一方の端面部に形成された入気室と、前記入気室の外部下方に配設され、入気室外部下方からの冷却風を上向きに入気室内部へ入気させる第１の入気口と、前記入気室の側方を外部と画成する入気ネットに多数の網目として形成され、入気室外部側方からの冷却風を電動機軸方向へ向けて入気室内部へ向けて入気させる第２の入気口と、前記入気室の前記外扇に対向する位置に小径の複数個の孔部として形成され、前記第１の入気口及び前記第２の入気口から入気室内部へ入気された冷却風を前記風道へ導く第３の入気口と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は第１の参考例を示すものである。この電動機の基本構造は図８に示した電動機と同一である。この参考例の特徴は、電動機の反駆動側端面部に、車内客席から最も遠い下部すなわち地面対向側のみに入気口１６ａを有する入気カバー１６を設けたことにある。これにより、冷却風量を大して犠牲にすることなく、車内客席から見た外扇１０の騒音を低減することができる。
【００１５】
図２は第２の参考例を示すものである。この参考例の特徴は、入気口１６ａから取り込まれた冷却風を電動機全周にわたってできるだけ均等に分布させて流すための流量調整板１７を入気口１６ａの近くに設けたことにある。こうすることにより入気口１６ａから取り込まれた冷却風を電動機全周にわたってより均等に分布させて流すことができ、冷却効率の低下を防止することができる。
【００１６】
図３は第３の参考例を示すものである。この参考例の特徴は、電動機の反駆動側端面部に、端面に入気口１６ｂを有する入気カバー１６を設け、かつ、入気カバー１６内に、冷却風に対してあまり大きな抵抗体とならない程度の、外部に伝播する音のエネルギーを抑える仕切り板１８を配設したことにある。入気カバー１６の底面部には塵挨や水滴を排出するための排出口１６ａを形成している。これにより、冷却風量を大して犠牲にすることなく、車内客席から見た外扇１０の騒音を低減することができる。
【００１７】
図４は第４の参考例を示すものである。この参考例の特徴は、図８に示した電動機構造を基本とし、その排気口１５を、車内客席に近く、車内客席の方を向いた電動機上半部では閉鎖カバー１９により閉鎖し、それ以外の下半部を中心とした部分のみから排気されるようにしたことにある。こうすることにより、主電動機上部すなわち車内客席から最も近い電動機部分からの騒音伝搬を大幅に阻止することができる。
【００１８】
図５および図６は、本発明の実施の形態を示すものである。この実施の形態の特徴は、図８に示した電動機構造を基本とし、エンドプレート２０を用いて電動機端面に入気室２０ｄを構成し、この入気室２０ｄに、下方から上向きに入気する第１の入気口２０ａを通って入気する冷却風と、端面軸方向から入気ネット２０ｅに形成された第２の入気口２０ｂ（多数の網目）を介して入気する冷却風とを導入し、ここからさらに外扇１０の軸端部に対向する小径の複数個の孔部として形成された第３の入気口２０ｃを通って機内風道に冷却風を導く。この構成により、風量を増大させ、かつ、騒音を抑制することができ、電動機の小型軽量化および低騒音化を図ることができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、冷却性能を大して低下させることなく、騒音、特に車内乗客に対する騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の参考例を示す縦断面図。
【図２】  本発明の第２の参考例を示す縦断面図。
【図３】  本発明の第３の参考例を示す縦断面図。
【図４】  本発明の第４の参考例を示す縦断面図。
【図５】  本発明の実施の形態を示す要部の縦断面図。
【図６】  図５の実施の形態をＡ−Ａ線から見た図。
【図７】  台車に装備された車両用主電動機の状態を示す平面図。
【図８】  従来の全閉外扇形電動機を示す縦断面図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  ベアリングブラケット
２  フレーム
２ａ，２ｂ  軸受
３  軸
４  ステータ鉄心
５  ロータ鉄心
６ａ，６ｂ  鉄心押え
６  エンドリング
７  ステータコイル
８  エンドリング
９  ロータバー
１０  外扇
１１  風道
１２  フレーム
１３  入風ガード
１４ａ，１４ｂ  鉄心押え
１５  排気口
１６  入気カバー
１６ａ  入気口
１６ｂ  排出口
１７  流量調整板
１８  仕切り板
１９  閉鎖カバー
２０  エンドプレート
２０ａ  第１の入気口
２０ｂ  第２の入気口
２０ｃ  第３の入気口
２０ｄ  入気室
２０ｅ  入気ネット
２１ａ，２１ｂ  車輪
２２  車軸
２３  台車枠
２４ａ，２４ｂ  レール
２５  主電動機
２６  取付ボルト
２７  継手
２８  減速歯車
【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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