(57)【要約】【課題】制御装置と電動機とを一体型にした場合でも、制御装置に加わる振動を抑制し、かつ、制御装置の温度を許容値以下に維持することが可能な車両用駆動装置を提供する。【解決手段】車両用駆動装置は、モータケース３、回転軸１、回転軸に設けられたロータ６、およびステータ７を有する電動機３０と、モータケースと脱着可能に取付けられ、外気の流入、流出が可能な着脱ケース１２と、着脱ケース内に設けられ、防振部材１１によって弾性的に支持された取付け板１３と、取付け板に設けられ、電動機に電力を供給する制御装置１６と、取付け板に設けられ制御装置を冷却するヒートシンク１５と、を備えている。【選択図】    図１
2009124829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータケースと、前記モータケースに回転自在に支持されているとともに、前記モータケースの外側に突出した端部を有する回転軸と、前記モータケース内で前記回転軸に設けられたロータと、前記モータケース内に設けられたステータと、を有する電動機と、
前記モータケースと脱着可能に取付けられ、外気の流入、流出が可能な着脱ケースと、
前記着脱ケース内に設けられ、防振部材によって弾性的に支持された取付け板と、
前記取付け板に設けられ、前記電動機に電力を供給する制御装置と、
前記取付け板に設けられ前記制御装置を冷却するヒートシンクと、
を備えた車両用の駆動装置。
【請求項２】
前記モータケースの外方で前記回転軸の端部に取り付けられ、前記回転軸と一体に回転可能な冷却ファンと、前記モータケースに形成され前記冷却ファンと対向した排気口と、を備え、
前記着脱ケースは、前記冷却ファンと対向して前記モータケースに取付けられ、
前記着脱ケースは、吸気口と、前記冷却ファンにより前記吸気口から着脱ケース内に吸い込まれ前記制御装置およびヒートシンクの周囲を流れた冷却風を前記冷却ファンに導く通風孔と、を有している請求項１に記載の車両用の駆動装置。
【請求項３】
前記モータケース内で前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と一体に回転可能な冷却ファンと、前記モータケースに形成され、冷却風を吸い込むモータ通風孔と、前記モータケースに形成され前記冷却ファンと対向した排気口と、を備え、
前記着脱ケースは、前記モータ通風孔に対向して前記モータケースに取付けられ、
前記着脱ケースは、吸気口と、前記冷却ファンにより前記吸気口から着脱ケース内に吸い込まれ前記制御装置およびヒートシンクの周囲を流れた冷却風を前記モータ通気孔に導く通風孔と、を有している請求項１に記載の車両用の駆動装置。
【請求項４】
前記着脱ケースに接続され、前記着脱ケース内に冷却風を導く吸気ダクトを備えている請求項１に記載の車両用の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機とこの電動機を制御する制御装置とを備えた車両用の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用駆動装置、例えば、鉄道車両用の駆動装置は、車輪の近傍で台車内にそれぞれ設置された複数の主電動機と、これらの主電動機を駆動する制御装置と、を備えている。従来、主電動機として使用されている誘導電動機では、一台の制御装置で複数台の主電動機を駆動するため、制御装置は、車両の床下に設置され、配線により各主電動機に接続されている。
【０００３】
近年、磁石の高性能化や磁束密度を向上させる技術の進歩により、主電動機として永久磁石同期電動機が適用されるようになってきた。この場合、主電動機と、電力を供給する制御装置とは１：１に対応する。そのため、制御装置は、車両の床下に設置する必要はなく、各主電動機の近傍に設置、または主電動機と一体型にすることが可能となる。主電動機と制御装置とを一体型にすると以下のような様々なメリットが生じる。
【０００４】
一つ目として、従来の主電動機と制御装置とはケーブルで接続されている。両者が近接して配置されると配線距離が短くなり、または配線が不要となることからコスト低減を図ることができる。また、配線ノイズが発生しないため、信号線へのノイズの影響がなくなる。
【０００５】
二つ目として、主電動機と制御装置とが１：１で個別対応しているため、制御装置を小型にすることができ、主電動機と制御装置を含めたトータルコストが低減する。  
三つ目として、制御装置の占有していた車両の床下スペースが空くことから、この部分への他の電源装置の設置や２階建て車両の設置など有効に利用できる。  
しかし、主電動機および制御装置を寸法制約の多い台車内に収めるには、これらを小型化することが必要となる。また、主電動機、制御装置ともに熱を発生するため、許容温度を越えないように十分に冷却しなければならない。
【０００６】
電動機と制御装置が一体的に設けられた駆動装置としては、例えば特許文献１に開示された装置があげられる。この装置によれば、ロータに設けられたファンの回転で冷却風を外部から吸引し、吸引された風がインバータのスイッチング素子の周囲を通過するときに熱を奪い、外部に排気する構成となっている。
【特許文献１】特開２００７−３７２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の電機車駆動装置では、次のような解決すべき課題が存在する。  
従来のように車両の床下に制御装置が設置されている場合、列車の走行による振動は、台車と車両の間に設けられた空気ばねで減衰するため、制御装置に過大な振動は伝播しなかった。しかし、制御装置を台車内に設置した場合、空気ばねでの防振ができないため、制御装置が台車や主電動機からの振動を直接受けてしまう。主電動機は台車の振動に耐えるように設計されているため問題ないが、現状の制御装置は十分な防振がされていないため、故障してしまう可能性がある。また、制御装置と主電動機を一体的に設けた場合、主電動機から制御装置に熱が伝導し、制御装置内の温度が上昇し、許容温度を越えてしまう可能性がある。
【０００８】
この発明は、上記の課題を解決させるためになされたもので、その目的は、主電動機と制御装置を一体にした場合でも、制御装置に加わる振動を抑制し、かつ、制御装置の温度を許容値以下に維持することが可能な車両用の駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の態様に係る車両用の駆動装置は、モータケースと、前記モータケースに回転自在に支持されているとともに、前記モータケースの外側に突出した端部を有する回転軸と、前記モータケース内で前記回転軸に設けられたロータと、前記モータケース内に設けられたステータと、を有する電動機と、前記モータケースと脱着可能に取付けられ、外気の流入、流出が可能な着脱ケースと、前記着脱ケース内に設けられ、防振部材によって弾性的に支持された取付け板と、前記取付け板に設けられ、前記電動機に電力を供給する制御装置と、前記取付け板に設けられ前記制御装置を冷却するヒートシンクと、を備えている。
【００１０】
前記制御装置は、前記取付け板の一方の表面に設けられ、前記ヒートシンクは、前記取付け板の他方の表面に設けられ前記制御装置と取付け板を挟んで対向した複数の放熱フィンを有している。前記取付け板は、冷却風が流れる通風孔を有している。
【００１１】
前記モータケース内で前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と一体に回転可能な冷却ファンと、前記モータケースに形成され、冷却風を吸い込むモータ通風孔と、前記モータケースに形成され前記冷却ファンと対向した排気口と、を備え、前記着脱ケースは、前記モータ通風孔に対向して前記モータケースに取付けられ、前記着脱ケースは、吸気口と、前記冷却ファンにより前記吸気口から着脱ケース内に吸い込まれ前記制御装置およびヒートシンクの周囲を流れた冷却風を前記モータ通気孔に導く通風孔と、を有している。
【００１２】
前記制御装置は、前記取付け板の一方の表面に設けられ、前記ヒートシンクは、前記取付け板の他方の表面に設けられ前記制御装置と取付け板を挟んで対向した複数の放熱フィンを有している。前記取付け板は、冷却風が流れる通風孔を有している。
【００１３】
前記着脱ケース内にそれぞれ前記回転軸と平行な方向に沿って設けられた複数の取付け板を備え、前記各取付け板は、防振部材により前記着脱ケースに弾性的に支持され、各取付け板に前記制御装置およびヒートシンクが取付けられている。
【００１４】
前記回転軸が前記着脱ケースの内部まで延設され、前記回転軸の延出端に取付けられ前記回転軸と一体に回転可能であるとともに前記着脱ケース内に設けられた冷却ファンを備え、前記着脱ケースは、前記冷却ファンの半径方向外側に位置した排気口と、前記冷却ファンにより前記着脱ケース内に外気を吸い込む吸気口と、を有している。  
前記ヒートシンクは、前記取付け板に取り付けられ前記冷却ファンの径方向内側に設けられた複数の放熱フィンを有している。
【００１５】
前記着脱ケースに接続され、前記着脱ケース内に冷却風を導く吸気ダクトを備え、前記モータケースは、前記着脱ケースと対向して位置し冷却風を吸い込むモータ通風孔と、冷却風を排気する排気口と、を有し、前記着脱ケースは、前記モータ通風孔に対向して前記モータケースに取付けられ、前記着脱ケースは、前記吸気ダクトから着脱ケース内に導かれ前記制御装置およびヒートシンクの周囲を流れた冷却風を前記モータ通気孔に導く通風孔を有している。
【００１６】
前記制御装置は、前記取付け板の一方の表面に設けられ、前記ヒートシンクは、前記取付け板の他方の表面に設けられ前記制御装置と取付け板を挟んで対向した複数の放熱フィンを有している。
【発明の効果】
【００１７】
発明の様態によれば、主電動機と制御装置を一体にした場合でも、制御装置に加わる振動を抑制し、かつ、制御装置の温度を許容値以下に維持することが可能な車両用の駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る車両用駆動装置について詳細に説明する。
【００１９】
始めに、この発明の実施形態に係る電機車駆動装置を備えた鉄道車両について説明する。図２１は鉄道車両を概略的に示している。この鉄道車両は、それぞれ車輪５０が設けられた一対の台車フレーム５２と、台車フレーム上に空気ばね５４を介して支持された車両５５と、を備えている。各台車フレーム５２上で車輪５０の近傍には電機車駆動装置５６が載置されている。電機車駆動装置５６は、後述するように、電動機とこの電動機に取り付けられた制御装置とを一体に備えている。電機車駆動装置５６は、図示しないギアボックスおよびカップリングを介して回転力を車輪５０に伝達できるように接続されている。車輪５０は図示しないレール上に載置されている。車輪５０、台車フレーム５２、空気ばね５４で構成される構造を総称して台車と呼ぶ。
【００２０】
車両５５の天井側にはパンタグラフ５７が設けられ、このパンダグラフは架線５８と接触している。架線５８からパンタグラフ５７に供給された電力は、図示しない他の機器を通過し、制御装置に供給される。電力は制御装置により直流から交流に変換され、図示しない配線を通して、各電動機に供給される。電動機は供給された電力により稼動し、ギアボックスとカップリングを介して車輪５０を回転させ、これにより、車両５５はレール上を走行する。
【００２１】
次に、実施形態に係る電機車駆動装置について説明する。  
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図、図２は、図１に示した電機車駆動装置の線Ａ１−Ａ１に沿った断面図、図３は図１に示した電機車駆動装置の線Ｂ１−Ｂ１に沿った断面図である。
【００２２】
図１ないし図３示すように、電機車駆動装置は、電動機３０および電動機の一端部外側に脱着可能に取り付けられた制御装置ユニット３２と、を一体的に備えている。
【００２３】
図１に示すように、電動機３０は、両端が閉塞したほぼ円筒状のモータケース３と、モータケースをほぼ同軸的に貫通して設けられた回転軸１とを備えている。回転軸１の両端部は、それぞれ軸受２により、モータケース３に対して回転自在に支持されているとともに、これらの両端部は、モータケースから外方に突出している。回転軸１の一方の端部は、図示しないカップリング、ギアボックス等を介して車輪５０に駆動力を出力する出力端を構成している。
【００２４】
モータケース３内において、回転軸１の軸方向中央部に、円筒状のロータ鉄心６が固定されている。ロータ鉄心６は、一対のロータ鉄心押さえ３４により、軸方向両側面から挟まれるように支持されている。ロータ鉄心６およびロータ鉄心押さえ３４には、両者を軸方向に貫通するロータダクト５が複数個形成されている。
【００２５】
ロータ鉄心６の外周側にはエアギャップ（空隙）を介して、積層鉄心で形成された円筒状のステータ７が設けられている。ステータ７は、モータケース３の内周面に固定されている。ステータ７の内周部には、軸方向に延びた複数の溝が形成され、これらの溝にステータコイル４が埋め込まれている。ステータコイル４のコイルエンドはステータ７の両側面から軸方向に張り出している。
【００２６】
モータケース３の外面には、電動機３０を台車フレーム５２に取り付けるための図示しない複数の台座、および他の機器と接続するための取付け座が設けられている。また、モータケース３は、その他端部から延出した円筒状の取付けリム３６を一体に有している。取付けリム３６は、回転軸１と同軸的に形成されているとともに、モータケース３の周壁と面一に延びている。この取付けリム３６とモータケース３の端壁とにより、後述する冷却ファンが収容された凹所３７が形成されている。
【００２７】
回転軸１の反負荷側端部には、冷却ファンとして、外扇ファン８が取り付けられている。この外扇ファン８は、一般にラジアルファンと呼ばれ、回転軸１の両回転方向に対応できるように形成されている。すなわち、外扇ファン８は円盤状のファンベースを有し、このファンベースは回転軸１に同芯状に固定され回転軸と一体的に回転される。ファンベースには、複数の板状の羽根８ａが設けられ、それぞれ回転軸１を中心として半径方向に延びているとともに円周方向に等間隔を置いて位置している。
【００２８】
外扇ファン８は、モータケース３の凹所３７内に位置している。外扇ファン８の羽根８ａは取付けリム３６と対向している。そして、取付けリム３６には、外扇ファン８と対向して複数の排気口９が形成され、円周方向に沿って離間して設けられている。
【００２９】
図１に示すように、制御装置ユニット３２は、電動機３０の取付けリム３６に取り付けられ、電動機の他端部、つまり、外扇ファン８と対向して位置している。制御装置ユニット３２は、円柱形状に形成された着脱ケース１２を有している。この着脱ケース１２は、円筒状の周壁１２ａ、周壁の一方の開口を閉塞した円盤状の第１端壁１２ｂ、および周壁の他方の開口を閉塞した円盤状の第２端壁１２ｃを一体に有している。
【００３０】
着脱ケース１２は、第１端壁１２ｂの周縁部をモータケース３の取付けリム３６に複数の接続ボルト１０でボルト止めすることにより、モータケースに脱着可能に取り付けられている。第１端壁１２ｂはモータケース３の凹所３７を塞ぐように取り付けられ、外扇ファン８と対向している。着脱ケース１２の周壁１２ａは、取付けリム３６とほぼ面一に並んで延びている。
【００３１】
図１ないし図３に示すように、電動機３０側に位置した着脱ケース１２の第１端壁１２ｂの中央には円形の通風孔１４が形成され、第２端壁１２ｃには外気を導入するための複数の吸気口１７が形成されている。吸気口１７の形状は自由に設定することができる。
【００３２】
着脱ケース１２内には円盤状の取付け板１３が配設されている。取付け板１３は第１および第２端壁１２ｂ、１２ｃよりも僅かに小さい径に形成され、第１および第２端壁の間にこれらの端壁と対向して配置されている。取付け板１３は、この取付け板の外周縁と着脱ケース１２の内周面との間にそれぞれ配設された複数の防振部材、例えば、コイルばね１１により、着脱ケース１２内に弾性的に支持されている。
【００３３】
各コイルばね１１は、その一端が着脱ケース１２の周壁１２ａ内面に固定され、他端が取付け板１３の外周縁に固定されている。コイルばね１１は、取付け板１３の円周方向に沿って互いに間隔を置いて複数設けられ、特に、取付け板の下側の領域では、上側に比較して短い間隔で複数個設けられている。
【００３４】
防振部材は、取付け板１３を防振できるものであれば良く、コイルばねに限らず、例えば、ゴム材、樹脂材、ワイヤーロープ防振材など、所望の防振を可能にする材料を用いることができる。
【００３５】
取付け板１３の電動機３０と反対側の面、つまり、着脱ケース１２の第２端壁１２ｃと対向する面には、電動機３０に電力を供給するとともに電動機の動作を制御する複数の制御装置１６が載置されている。各制御装置１６は矩形箱状に形成され、ここでは取付け板１３の上下２箇所に設置されている。制御装置１６の設置個数は自由に選択でき、配置も上下以外に左右でもよい。
【００３６】
取付け板１３の電動機３０と対向した面には、ヒートシンクとして機能する、それぞれ薄い矩形板状に形成された複数の放熱フィン１５が設けられている。これらの放熱フィン１５は、第１端壁１２ｂに形成された通風孔１４に対して放射方向に延びているとともに、円周方向に沿って互いに等間隔離間して設けられている。放熱フィン１５の寸法や設置方向は自由に設定でき、所望の冷却性能が得られるように取り付けられる。
【００３７】
上記のように構成された電機車駆動装置５６の作用について説明する。  
電動機３０の運転稼動時、電動機により回転軸１が回転されると、これと一体に外扇ファン８が回転される。すると、外気（冷却風）が着脱ケース１２に形成された吸気口１７から着脱ケース１２内に吸込まれ、制御装置１６を冷却した後、着脱ケース１２と取付け板１３との隙間を通り、放熱フィン１５の方向へ流れる。放熱フィン１５間を通過した冷却風は通風孔１４を通り、外扇ファン８で半径方向に吹き出し、排気口９から外部に排気される。また、制御装置１６で発生した熱は、取付け板１３を介して放熱フィン１５に伝導し、拡散していく。
【００３８】
車両５５の走行時、振動が車輪５０から台車フレーム５２に伝播する。台車フレーム５２に載置されている電動機３０が共に振動することで、着脱ケース１２が振動する。振動は着脱ケース１２からコイルばね１１を介して取付け板１３に伝播し、取付け板１３に設置された制御装置１６に到達する。  
これらの振動伝播、冷却風の流れ、熱の拡散は、各制御装置１６の個数や配置、放熱フィン１５の形状、吸気口形状を自由に設定しても、ほぼ同様の作用となる。
【００３９】
上記の作用により、車輪５０から台車フレーム５２、電動機３０に伝播した振動は、コイルばね１１で十分に減衰し、制御装置１６に到達する。したがって、制御装置１６に伝わる振動を十分に低減することができ、制御装置１６を電動機３０と一体にした構成としても、振動に起因する制御装置の不具合を防止することができる。
【００４０】
また、外扇ファン８の回転に伴う吸引力で着脱ケース１２内を冷却風が流れ、放熱フィン１５間を通過する際に制御装置１６から発生した熱を奪い、外部に排気される。つまり、制御装置１６を強制空冷することができ、冷却効率を高めることで制御装置を許容温度以下に維持することができる。
【００４１】
一般的に電動機３０よりも制御装置１６のほうが耐用年数が短いため、制御装置だけを交換することになるが、その場合にも、着脱ケース１２に設けられた接続ボルト１０をはずすだけで制御装置ユニット３２を容易に交換することできる。これにより、電機車駆動装置のメンテナンス性が向上する。
【００４２】
以上により、制御装置と電動機を一体型にした場合にでも、制御装置に加わる振動を抑制し、かつ、制御装置の温度を許容値以下に維持することが可能な車両用駆動装置が得られる。
【００４３】
（第２の実施形態）  
次に、この発明の第２の実施形態に係る電機車駆動装置について説明する。  
図４は、第２の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図、図５は、図４に示した電機車駆動装置の線Ａ２−Ａ２に沿った断面図、図６は図４に示した電機車駆動装置の線Ｂ２−Ｂ２に沿った断面図である。図中、第１の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４４】
図４ないし図６に示すように、制御装置ユニット３２の取付け板１３の中央部に通風孔１８が形成されている。取付け板１３の電動機３０と反対側の面、つまり、着脱ケース１２の第２端壁１２ｃと対向する面には、電動機３０に電力を供給するとともに電動機の動作を制御する複数の制御装置１６が載置されている。取付け板１３の電動機３０と対向した面には、それぞれ薄い矩形板状に形成された複数の放熱フィン１５が設けられている。放熱フィン１５は、垂直方向に沿って互いに平行に延びている。両端部の放熱フィン１５は垂直方向に延設され、通風孔１８の両側に位置しているとともに仕切り板１９を構成している。上部、下部に設けられた放熱フィン１５は、それぞれ一つの部品として構成され、仕切り板１９間に設けられている。
【００４５】
また、着脱ケース１２の第１端壁１２ｂには、上部、下部の２箇所に矩形状の通風孔１４が形成され、それぞれ放熱フィン１５と対向している。第２の実施形態において、制御装置１６を上部、下部の２箇所に限らず、３箇所以上に設置してもよく、その個数によって、放熱フィンの取付け構成を変更できる。第２の実施形態において、他の構成は第１の実施形態と同一である。
【００４６】
第２の実施形態に係る電機車駆動装置５６によれば、吸気口１７から着脱ケース１２内に流入した冷却風は、着脱ケース１２と取付け板１３との隙間に向かう流れと、通風孔１８に向かう流れとに分流する。着脱ケース１２と取付け板１３との隙間を通過した流れは、仕切り板１９の外部を流れ、通風孔１４に向かう。また、通風孔１８を通過した流れは、仕切り板１９間を上下に分流し、放熱フィン１５間を通過した後、通風孔１４に向かう。通風孔１４を通過した風は、外扇ファン８により排気口９から外部に排気される。  
上記以外の作用は、防振作用を含め、第１の実施形態と同様である。
【００４７】
第２の実施形態に係る電機車駆動装置においても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。更に、第２の実施形態によれば、取付け板１３の通風孔１８を通過した冷却風が、集中的に放熱フィン１５間を通過するため、制御装置１６で発生した熱を効率よく放熱でき、制御装置１６の冷却性能を向上させることができる。
【００４８】
（第３の実施形態）  
次に、この発明の第３の実施形態に係る電機車駆動装置について説明する。  
図７は、第３の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図、図８は、図７に示した電機車駆動装置の線Ａ３−Ａ３に沿った断面図、図９は図７に示した電機車駆動装置の線Ｂ３−Ｂ３に沿った断面図である。図中、第１の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４９】
図４ないし図６に示すように、モータケース３内においてロータ鉄心６の負荷側に、回転軸１と一体的に回転できるように固定された内扇ファン２０が設けられている。内扇ファン２０の外周部と対向したモータケース３の周壁に複数の排気口９が形成されている。一般的にこのような構成の電動機３０を自己通風型電動機と称する。
【００５０】
モータケース３の反負荷側の端壁３ａには、複数のモータ通風孔１４ａが形成されている。制御装置ユニット３２の着脱ケース１２は、その第１端壁１２ｂがモータケース３の端壁３ａと対向した状態でモータケースに脱着可能に取り付けられている。第１端壁１２ｂには複数の通風孔１４が形成され、それぞれモータケース３のモータ通風孔１４ａと対向している。取付け板１３の中央部には通風孔１８が形成され、複数の放熱フィン１５は、通風孔１８の周囲に放射状に配設されている。  
他の構成は、第１または第２の実施形態と同一の構成である。
【００５１】
上記のように構成された電機車駆動装置５６によれば、回転軸１と一体的に回転する内扇ファン２０の吸引作用により、外気（冷却風）が着脱ケース１２の内部に流入する。着脱ケース１２内での冷却風の流れは第２の実施形態と同様である。通風孔１４、モータ通風孔１４ａを通過した冷却風は、電動機３０のモータケース３内部に流入し、エアギャップやロータダクト５を通過した後、内扇ファン２０により排気口９から外部に排気される。
【００５２】
これ以外は、防振作用を含め、第２の実施形態と同様の作用である。  
上記のように構成された第３の実施形態に係る電機車駆動装置においても、第２の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００５３】
（第４の実施形態）  
次に、この発明の第４の実施形態に係る電機車駆動装置について説明する。  
図１０は、第４の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図、図１１は、図１０に示した電機車駆動装置の線Ａ４−Ａ４に沿った断面図、図１２は図１０に示した電機車駆動装置の線Ｂ４−Ｂ４に沿った断面図である。図中、第１の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５４】
図１０ないし図１２に示すように、第４の実施形態では、取付け板１３の電動機３０と対向した面に制御装置１６が設けられ、取付け板の反対側の面に放熱フィン１５と仕切り板１９が設けられている。つまり、第４の実施形態によれば、着脱ケース１２内部に設けられた制御装置１６と放熱フィン１５、仕切り板１９との配置が、第２の実施形態におけるこれらの配置と、取付け板１３を対称に反対となっている。また、放熱フィン１５の上下端部には水平方向に延びた仕切り板１９ａがそれぞれ設けられている。  
他の構成は、第１および第２の実施形態と同一の構成である。
【００５５】
上記のように構成された電機車駆動装置５６によれば、外扇ファン８の回転による吸引作用で冷却風が矩形状の吸気口１７ａから着脱ケース１２内に流入し、放熱フィン１５間を通過し、取付け板１３の通風孔１８に向かう。仕切り板１９および仕切り板１９ａにより、吸気された冷却風は全て通風孔１８に向かう流れとなる。
【００５６】
通風孔１８を通過した冷却風は第１端壁１２ｂに複数個設けられた通風孔１４に向かって分流し、更に、外扇ファン８により排気口９を通して外部に排気される。上記以外の作用は、防振作用を含め、第１の実施形態に係る電機車駆動装置と同様である。
【００５７】
上記のように構成された第４の実施形態に係る電機車駆動装置においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、上記構成の電機車駆動装置によれば、着脱ケース１２内部に流入した冷却風は全て放熱フィン１５間を通過し、取付け板の通風孔１８に向かうため、放熱フィン１５間を通過する冷却風の風量や流速が増加する。したがって、制御装置１６から発生する熱を効率よく奪うことができ、冷却性能を向上させることができる。
【００５８】
（第５の実施形態）  
次に、この発明の第５の実施形態に係る電機車駆動装置について説明する。  
図１３は、第５の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図、図１４は、図１３に示した電機車駆動装置の線Ａ５−Ａ５に沿った断面図である。図中、第１の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５９】
図１３および図１４に示すように、第５の実施形態では、着脱ケース１２は、モータケース３の周壁よりも径の小さい周壁１２ａと、周壁１２ａの一端を閉塞しているとともにモータケースの径とほぼ等しい外径を有した円盤状の第１端壁１２ｂと、周壁１２ａの他端を閉塞した第２端壁１２ｃとを一体に備えている。また、着脱ケース１２内には、筒状、例えば、角筒状の支持枠３８が配設され、第１端壁と第２端壁との間を周壁１２ａと同軸的に延びている。
【００６０】
着脱ケース１２内には、２つの矩形状の取付け板１３が配設されている。これらの取付け板１３はそれぞれ水平方向に延びているとともに、支持枠３８の上方および下方の２箇所に設けられている。各取付け板１３の４つの角部と支持枠３８との間、および取付け板の４つの角部と周壁１２ａとの間には、それぞれ垂直方向に延びた防振部材、例えば、コイルばね１１が設けられている。これにより、各取付け板１３は、コイルばね１１により弾性的に、つまり、振動を減衰可能に支持されている。なお、周壁１２ａの内面には、それぞれ軸方向に延びたベース２１が固定され、コイルばね１１は、このベース２１に固定されている。
【００６１】
着脱ケース１２内において、各取付け板１３の半径方向外側の表面上には制御装置１６が設置され、取付け板の反対表面上には放熱フィン１５が設けられている。着脱ケース１２の第２端壁１２ｃには、複数の矩形状の吸気口１７が形成され、それぞれ放熱フィン１５と対向している。着脱ケース１２の第１端壁１２ｂには複数の通風孔１４が形成され、それぞれ放熱フィン１５と対向して位置している。他の構成は、前述した第１の実施形態と同一の構成である。
【００６２】
上記のように構成された第５の実施形態に係る電機車駆動装置５６によれば、外扇ファン８の回転による吸引作用で、冷却風が吸気口１７から着脱ケース１２内に流入し、放熱フィン１５間を通過した後、通風孔１４から外扇ファン８に向かい、更に、外扇ファン８により排気口９を通して外部に排気される。上記以外の作用は、防振作用を含め、第１の実施形態に係る電機車駆動装置と同様である。
【００６３】
上記のように構成された第５の実施形態に係る電機車駆動装置においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、上記構成の電機車駆動装置によれば、複数の取付け板１３が水平方向に設置され、各取付け板に１つの制御装置が設けられ、他の取付け板と別個に支持に支持されていることから、振動が伝播した際に、一方の取付け板の振動が他方の取付け板には影響しない。
【００６４】
また、着脱ケース１２内において、冷却風の通風路が放熱フィン１５間だけとなっていることから、放熱フィン１５には風量が多く、流れの速い冷却風が通過する。したがって、制御装置１６で発生した熱を効率よく放熱でき、冷却性能を高めることができる。
【００６５】
更に、着脱ケース１２の半径方向寸法を短縮することができ、着脱ケースとしての占有スペースを減少させることが可能となる。これにより、電機車駆動装置全体の小型化を測ることができる。
【００６６】
（第６の実施形態）  
次に、この発明の第６の実施形態に係る車両用駆動装置について説明する。  
図１５は、第６の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図、図１６は、図１５に示した電機車駆動装置の線Ａ６−Ａ６に沿った断面図、図１７は図１６に示した電機車駆動装置の線Ｂ６−Ｂ６に沿った断面図である。図中、第１の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６７】
図１５ないし図１７に示すように、第６の実施形態では、電動機３０の回転軸１が着脱ケース１２の内部にまで延出し、その端部に外扇ファン８が取り付けられている。すなわち、外扇ファン８は着脱ケース１２内に設けられている。
【００６８】
着脱ケース１２は、円筒状の周壁１２ａ、周壁の一方の開口を閉塞した円盤状の第１端壁１２ｂ、および周壁の他方の開口を閉塞した円盤状の第２端壁１２ｃとを一体に有している。着脱ケース１２は、第１端壁１２ｂの周縁部をモータケース３の取付けリム３６に複数の接続ボルト１０でボルト止めすることにより、モータケースに脱着可能に取り付けられている。着脱ケース１２の周壁１２ａは、取付けリム３６とほぼ面一に並んで延びている。
【００６９】
着脱ケース１２内には円盤状の取付け板１３が配設されている。取付け板１３は第１および第２端壁の間にこれらの端壁と対向して配置されている。取付け板１３は、この取付け板の外周縁と着脱ケース１２の内周面との間にそれぞれ配設された複数のコイルばね１１により、着脱ケース１２内に弾性的に支持されている。
【００７０】
着脱ケース１２の第１端壁１２ｂの中央部には透孔４０が形成され、仕切り板１３の中央部には通風孔１８が形成されている。回転軸１は、透孔４０および通風孔１８を通って取付け板１３と第２端壁１２ｃとの間まで延びている。透孔４０、通風孔１８および回転軸１は、お互いが干渉しない寸法構成となっている。回転軸１の延出端に取付けられた外扇ファン８は、取付け板１３と第２端壁１２ｃとの間に位置している。
【００７１】
取付け板１３の第２端壁１２ｃと対向する面には、複数の放熱フィン１５が固定されている。これらの放熱フィン１５は、通風孔１８に対して放射方向に延びているとともに、外扇ファン８の羽根８ａの径方向内側に配置されている。取付け板１３の第１端壁１２ｂと対向する面には、複数、例えば、２つの制御装置１６が取り付けられている。
【００７２】
着脱ケース１２の周壁１２ａにおいて、外扇ファン８の外周と対向する部分には、複数例えば、４つの排気口９が形成され、円周方向に沿って互いに離間して位置している。着脱ケース１２の周壁１２ａにおいて、制御装置１６の径方向外側に位置した部分には、複数例えば、４つの吸気口１７が形成され、円周方向に沿って互いに離間して位置している。吸気口１７および排気口９は着脱ケース１２の周壁に４箇ずつ形成されているが、特にこの限りではなく、設置数、形成位置、および形状は自由に設定可能である。  
電機車駆動装置５６の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一の構成である。
【００７３】
上記のように構成された第６の実施形態に係る電機車駆動装置５６によれば、外扇ファン８の回転に伴う吸引作用により、冷却風が吸気口１７から着脱ケース１２内に流入し、制御装置１６の周囲を通って取付け板１３の通風孔１８に向かう。通風孔１８を通過した風は、放熱フィン１５の間を通って半径方向外側に流れ、外扇ファン８により排気口９から外部に排気される。上記以外の作用は、防振作用を含め、第１の実施形態に係る電機車駆動装置と同様である。
【００７４】
上記のように構成された第６の実施形態に係る電機車駆動装置においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、外扇ファン８の吸引作用効果の高い箇所に放熱フィン１５が設けられているため、放熱フィン間を通過する流速が増し、制御装置１６で発生する熱を効率よく放熱でき、冷却性能を高めることができる。
【００７５】
（第７の実施形態）  
次に、この発明の第７の実施形態に係る車両用駆動装置について説明する。  
図１８は、第７の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図、図１９は、図１８に示した電機車駆動装置の線Ａ７−Ａ７に沿った断面図、図２０は図１８に示した電機車駆動装置の線Ｂ７−Ｂ７に沿った断面図である。図中、第１の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７６】
図１８ないし図２０に示すように、第７の実施形態では、冷却ファンが省略され、代わりに、着脱ケース１２に吸気ダクト２２が接続され、吸気ダクト２２の先には図示しないブロアーが設けられている。
【００７７】
電動機３０のモータケース３の反負荷側端壁には、複数のモータ通風孔１４ａが形成され、負荷側の端壁には、複数のモータ排気口２３が形成されている。一般に、このような構成の電動機を強制通風型電動機と称する。着脱ケース１２の電動機側の第１端壁１２ｂには通風孔１４が形成され、モータ通風孔１４ａと対向している。  
電機車駆動装置５６の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一の構成である。
【００７８】
上記のように構成された第７の実施形態に係る電機車駆動装置５６によれば、図示しないブロアーから強制的に送り込まれた冷却風が、吸気ダクト２２を通過して着脱ケース１２内に流入し、制御装置１６の周囲を流れた後、取付け板１３と着脱ケース１２との隙間を通過する。その後、冷却風は、放熱フィン１５間を通過し、通風孔１４、モータ通風孔１４ａを通り、電動機３０のモータケース３内部に流入する。そして、冷却風は、エアギャップ、ロータダクト５を通過し、モータ排気口２３から外部に排気される。
【００７９】
上記以外の作用は、防振作用を含め、第１の実施形態に係る電機車駆動装置と同様である。上記のように構成された第７の実施形態に係る電機車駆動装置においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８０】
この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００８１】
この発明は、前述した車両用駆動装置の電動機に限らず、自動車用モータ、家電用モータ、産業用モータ、発電機などの回転電動機にも適用可能である。防振部材は、一種類に限らず、防振特性の異なる複数種類の防振部材を組み合わせて用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図。
【図２】図２は、図１の線Ａ１−Ａ１に沿った電機車駆動装置の断面図。
【図３】図３は、図１の線Ｂ１−Ｂ１に沿った電機車駆動装置の断面図。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図。
【図５】図５は、図４の線Ａ２−Ａ２に沿った電機車駆動装置の断面図。
【図６】図６は、図４の線Ｂ２−Ｂ２に沿った電機車駆動装置の断面図。
【図７】図７は、本発明の第３の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図。
【図８】図８は、図７の線Ａ３−Ａ３に沿った電機車駆動装置の断面図。
【図９】図９は、図７の線Ｂ３−Ｂ３に沿った電機車駆動装置の断面図。
【図１０】図１０は、本発明の第４の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図。
【図１１】図１１は、図１０の線Ａ４−Ａ４に沿った電機車駆動装置の断面図。
【図１２】図１２は、図１０の線Ｂ４−Ｂ４に沿った電機車駆動装置の断面図。
【図１３】図１３は、本発明の第５の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図。
【図１４】図１４は、図１の線Ａ５−Ａ５に沿った電機車駆動装置の断面図。
【図１５】図１５は、本発明の第６の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図。
【図１６】図１６は、図１５の線Ａ６−Ａ６に沿った電機車駆動装置の断面図。
【図１７】図１７は、図１５の線Ｂ６−Ｂ６に沿った電機車駆動装置の断面図。
【図１８】図１８は、本発明の第７の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図。
【図１９】図１９は、図１８の線Ａ７−Ａ７に沿った電機車駆動装置の断面図。
【図２０】図１９は、図１８の線Ｂ７−Ｂ７に沿った電機車駆動装置の断面図。
【図２１】図２１は、電機車駆動装置を備えた車両を示す側面図。
【符号の説明】
【００８３】
１…回転軸、３…モータケース、４…ステータコイル、６…ロータ鉄心、
７…ステータ鉄心、８…冷却ファン、１１…コイルばね（防振部材）、
１２…着脱ケース、１３…取付け板、１４…通風孔、１５…放熱フィン、
１６…制御装置、３０…電動機、３２…制御装置ユニット、５６…電機車駆動装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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