(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子を保持するハウジング，吸込ファン及び回転軸を有する回転子、回転軸を支承する一対の軸受装置、一方の軸受装置に取付けられた閉塞部材及び吸込ファンによって形成される吸気の入気孔に設置された除塵フィルターを備えた車両駆動用開放型電動機の改造にあたり、
（１）ハウジングから除塵フィルター及び閉塞部材を除去し、
（２）吸込ファンを押込ファンに交換し、
（３）押込ファンを取囲み、かつ入気孔を有し、ハウジングとともに排塵孔を形成する閉塞部材を軸受装置に取付け、
（４）ハウジングの入気孔に対応する位置に排気孔を形成する
工程を含むことを特徴とする車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項２】
固定子を保持するハウジング、吸込ファン及び回転軸を有する回転子、回転軸を支承する一対の軸受装置、一方の軸受装置に取付けられた第１の閉塞部材及び吸込ファンによって形成される吸気の入気孔に設置された除塵フィルターを備えた車両駆動用開放型電動機の改造にあたり、
（１）ハウジングから除塵フィルターを除去し、
（２）吸込ファンを押込ファンに交換し、
（３）第１の閉塞部材を、押込ファンを取囲み、かつ入気孔を有し、ハウジングと共に排塵孔を形成する第２の閉塞部材と交換し、
（４）第２の閉塞部材を軸受装置に取付け、
（５）ハウジングの入気孔に対する位置に排気孔を形成する工程を含むことを特徴とする車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項３】
前記排気孔に対応する側の軸受装置に近接して該軸受装置に対する空気流の衝突を防止する手段を回転軸に直接又は他の部材を介して取付ける工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項４】
前記軸受装置に対する空気流の衝突を防止する手段は、ファンであることを特徴とする請求項３に記載の車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項５】
前記押込ファンは、固定子側にファン主板及び固定子と反対側にファンベーンを備えるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項６】
改造後のハウジング，閉塞部材は、改造前のハウジング，閉塞部材を利用して入気孔及び排気孔を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項７】
入排気孔を有する第１のハウジング内に固定子及び吸込ファンを有する回転子を収納し、前記第１のハウジングの一方側を閉塞部材により塞ぎ、前記入気孔に除塵フイルターを取付けた車両駆動用開放型電動機の改造にあたり、前記第１のハウジングに替えて排気孔を有する第２のハウジングを用意し、ファンベーンをファン主板の反鉄心側となるように設けた押込ファンと前記吸込ファンとを交換し、前記第２のハウジングに前記固定子及び前記押込ファンを有する回転子を収納し、前記押込ファンの内径側と対向するように形成した入気孔と前記押込ファンの外径側と対向するように形成した排塵孔及び環状の突出部とを有する閉塞部材により前記第２のハウジングの一方側を塞いだことを特徴とする車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項８】
入排気孔を有する第１のハウジング内に固定子及び吸込ファンを有する回転子を収納し、前記第１のハウジングの一方側を閉塞部材により塞ぎ、前記入気孔に除塵フイルターを取付けた車両駆動用開放型電動機の改造にあたり、前記第１のハウジングに替えて排気孔と前記押込ファン外径側と対向するように形成した排塵孔及び環状の突出部とを有する第２のハウジングを用意し、ファンベーンをファン主板の反鉄心側となるように設けた押込ファンと前記吸込ファンとを交換し、前記第２のハウジング内に前記固定子及び前記押込ファンを有する回転子を収納し、前記押込ファンの内径側と対向するように形成した入気孔を有する閉塞部材により前記第２のハウジングの一方側を塞いだことを特徴とする車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項９】
入排気孔を有するハウジング内に固定子及び吸込ファンを有する回転子を収納し、前記ハウジングの一方側を第１の閉塞部材により塞ぎ、前記入気孔に除塵フイルターを取付けた車両駆動用開放型電動機の改造にあたり、ファンベーンをファン主板の反鉄心側となるように設けた押込ファンと前記吸込ファンとを交換し、前記入気孔を利用した冷却風の排気孔と前記排気孔を利用した排塵孔とを前記ハウジングに形成し、前記押込ファンの外径側と対向するように前記ハウジングに環状の突出部を形成し、前記押込ファンの内径側と対向するように形成した入気孔を有する第２の閉塞部材と前記第１の閉塞部材とを交換したことを特徴とする車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項１０】
入排気孔を有するハウジング内に固定子及び吸込ファンを有する回転子を収納し、前記ハウジングの一方側を第１の閉塞部材により塞ぎ、前記入気孔に除塵フイルターを取付けた車両駆動用開放型電動機の改造にあたり、ファンベーンをファン主板の反鉄心側となるように設けた押込ファンと前記吸込ファンとを交換し、前記入気孔を利用した排気孔を前記ハウジングに形成し、前記押込ファンの内径側と対向するように形成した入気孔と前記押込ファンの外径側と対向するように形成した排塵孔及び環状の突出部を有する第２の閉塞部材と前記第１の閉塞部材とを交換したことを特徴とする車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項１１】
前記環状の突出部は、前記押込ファンの外径よりも大きい内径を有する環状の塵埃分離部材を設けたもの又は前記ハウジング内に設けられていた冷却風の整流板を加工して設けたものであることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項１２】
前記ハウジングの前記排気孔側に入気孔を形成し、該入気孔と前記排塵孔とを連通する管を付設したことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項１３】
前記押込ファンのファンベーンの枚数と前記入気孔の個数とを互いに割り切れない数の組合せとしたことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項１４】
前記押込ファンのファンベーンの内径側と前記入気孔との間の空間距離を３０mm以上としたことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項１５】
前記排気孔に対応する側には、軸受装置に近接させて該軸受装置に対する空気の衝突を阻止する手段を設けたことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項１６】
固定子を保持するハウジング，回転軸及び該回転軸の一方側に設けられた吸込ファンを有する回転子、前記回転軸を支承する一対の軸受装置、一方の軸受装置に取付けられた閉塞部材及び前記吸込ファンによって形成される吸気の大気孔に設置された除塵フィルターを備えた車両駆動用開放型電動機の改造にあたり、前記ハウジングから除塵フィルター及び閉塞部材を除去し、前記吸込ファンを押込ファンに交換し、前記回転軸の他方側に補助ファンを取付け、前記押込ファンを取囲み、かつ、入気孔を有し、ハウジングと共に排塵孔を形成する閉塞部材を軸受装置に取付け、ハウジングの入気孔に対応する位置に排気孔を形成することを特徴とする車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【請求項１７】
前記補助ファンの代わりに整流板を取付けたことを特徴とする請求項１６に記載の車両駆動用開放型電動機の改造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は除塵フィルター付き車両駆動用開放型電動機の改造方法に係り、本質的に除塵フィルターを不要とし、保守・点検期間の延長を図ることができる車両駆動用開放型電動機への改造方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両駆動用開放型電動機としては特開平6−6958号公報，米国特許第5,000,769号公報に開示のものが知られている。このうち前者の電動機は、機内に外気を取込む際に入気口に設けた除塵フィルターを介して取込み、外気に含まれている塵埃を除去するものである。後者の電動機は、機内に外気を取込む際に複数の丸孔又はルーバー形状の孔を有する平面板により仕切られた２つの部屋を介して取込み、外気に含まれている塵埃を除去するものである。
【０００３】
車両駆動用開放型電動機として前者の電動機が主流であるが、最近になって前者の電動機に対する保守回帰の延長化の要求が高い。その理由は、前者の電動機では除塵フィルターの除塵機能が不完全なため、除塵フィルターにより除去されない塵埃が機内に侵入し、長期間の運転により機内に堆積し、これを取除くための分解掃除を５，６年毎に行う必要があるためであった。
【０００４】
そこで、除塵フィルターなしで塵埃の除去ができる後者の電動機に本発明者は着目した。ところが、２つの部屋を備えている後者の電動機では軸方向の寸法を大きくとる必要があると共に、塵埃除去のための構造が複雑化し、故障ポテンシャルの増大を招く恐れがある。また、２つの部屋を通さなければ除塵機能を十分に発揮できないので、機内に近い方の部屋を省略できない。もし機内に近い方の部屋を省略すれば、外気に含まれている塵埃が機内に侵入し、長期間の運転により機内に堆積し、前者の電動機と同様に定期的な分解清掃が必要になる。
【０００５】
また、径方向に対して垂直な方向に外気の入気孔を開口している後者の電動機では入気した外気が入気方向に対して直角な方向に折れ曲がるので、通風損失が大きくなり、所定の風量を確保するためには冷却ファンの径を大きくする必要がある。冷却ファンの径を大きくし過ぎると騒音が顕著になる。
【０００６】
また、冷却風の排気側について全く考慮していない後者の電動機では、機内を冷却した高温の冷却風が軸受カバーに直接当たるので、排気側の軸受装置が温度上昇する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の事情に鑑みなされたものであり、既存の除塵フィルター付き車両駆動用開放型電動機を除塵フィルターなしで塵埃の除去が可能な電動機に改造できる方法を提供する。また、既存の除塵フィルター付き車両駆動用開放型電動機を保守回帰の延長化が図られる電動機に改造できる方法を提供する。また、既存の除塵フィルター付き車両駆動用開放型電動機を故障ポテンシャルの増大を招くことなく保守回帰の延長化が図られる信頼性の高い電動機に改造できる方法を提供する。また、冷却風の排気側の軸受装置の冷却効率の向上、例えば温度上昇の抑制が図られる車両駆動用開放型電動機に改造できる方法を提供する。
【０００８】
本発明の特徴は、既存の除塵フィルター付き車両駆動用開放型電動機の吸込ファンが、電動機の軸方向に膨らんだ形状の閉塞部材内に取付けられている点を最大限に利用したものである。具体的には、上記吸込ファンの取付けスペースにおいて吸込ファンと押込ファンとを交換したものである。結果として機内を循環する空気流の方向は従来と反対方向になる。
【０００９】
第１番目の発明に係る車両駆動用開放型電動機の改造方法は、固定子を保持するハウジング，吸込ファン及び回転軸を有する回転子、回転軸を支承する一対の軸受装置、一方の軸受装置に取付けられた閉塞部材及び吸込ファンによって形成される吸気の入気孔に設置された除塵フィルターを備えた車両駆動用開放型電動機の改造にあたり、次の工程を含むものである。
（１）ハウジングから除塵フィルター及び閉塞部材を除去する。
（２）吸込ファンを押込ファンに交換する。
（３）押込ファンを取囲み、かつ入気孔を有し、ハウジングとともに排塵孔を形成する閉塞部材を軸受装置に取付ける。
（４）ハウジングの入気孔に対応する位置に排気孔を形成する。
【００１０】
第２番目の発明に係る車両駆動用開放型電動機の改造方法は、固定子を保持するハウジング，吸込ファン及び回転軸を有する回転子、回転軸を支承する一対の軸受装置、一方の軸受装置に取付けられた第１の閉塞部材及び吸込ファンによって形成される吸気の入気孔に設置された除塵フィルターを備えた車両駆動用開放型電動機の改造にあたり、次の工程を含むものである。
（１）ハウジングから除塵フィルターを除去し、
（２）吸込ファンを押込ファンに交換し、
（３）第１の閉塞部材を、押込ファンを取囲み、かつ入気孔を有し、ハウジングと共に排塵孔を形成する第２の閉塞部材と交換し、
（４）第２の閉塞部材を軸受装置に取付け、
（５）ハウジングの入気孔に対する位置に排気孔を形成する。
【００１１】
上記第１番目又は第２番目の発明に係る車両駆動用開放型電動機の改造方法は、排気孔に対応する側の軸受装置に近接して該軸受装置に対する空気流の衝突を防止する手段を回転軸に直接又は他の部材を介して取付ける工程を含む。この軸受装置に対する空気流の衝突を防止する手段はファンである。
【００１２】
上記第１番目又は第２番目の発明に係る車両駆動用開放型電動機の改造方法において押込ファンは、固定子側にファン主板及び固定子と反対側にファンベーンを備えるものである。また、改造後のハウジング，閉塞部材は改造前のハウジング，閉塞部材を利用して入気孔及び排気孔を形成するものでもよい。また、軸受装置に取付けられた閉塞部材が取外し可能なものならば、上記改造の際、閉塞部材と交換してもよい。または、そのまま利用してもよく、適宜選択すればよい。
【００１３】
第３番目の発明に係る車両駆動用開放型電動機の改造方法は、入排気孔を有する第１のハウジング内に固定子及び吸込ファンを有する回転子を収納し、前記第１のハウジングの一方側を閉塞部材により塞ぎ、前記入気孔に除塵フィルターを取付けた車両駆動用開放型電動機を改造するにあたり、前記第１のハウジングに替えて排気孔を有する第２のハウジングを用意し、ファンベーンをファン主板の反鉄心側となるように設けた押込ファンと前記吸込ファンとを交換し、前記第２のハウジングに前記固定子及び前記押込ファンを有する回転子を収納し、前記押込ファンの内径側と対向するように形成した入気孔と前記押込ファンの外径側と対向するように形成した排塵孔及び環状の突出部とを有する閉塞部材により前記第２のハウジングの一方側を塞ぐという一連の工程を介して行うものである。
【００１４】
第４番目の発明に係る車両駆動用開放型電動機の改造方法は、入排気孔を有する第１のハウジング内に固定子及び吸込ファンを有する回転子を収納し、前記第１のハウジングの一方側を閉塞部材により塞ぎ、前記入気孔に除塵フィルターを取付けた車両駆動用開放型電動機を改造するにあたり、前記第１のハウジングに替えて排気孔と前記押込ファンの外径側と対向するように形成した排塵孔及び環状の突出部とを有する第２のハウジングを用意し、ファンベーンをファン主板の反鉄心側となるように設けた押込ファンと前記吸込ファンとを交換し、前記第２のハウジング内に前記固定子及び前記押込ファンを有する回転子を収納し、前記押込ファンの内径側と対向するように形成した入気孔を有する閉塞部材により前記第２のハウジングの一方側を塞ぐという一連の工程を介して行うものである。
【００１５】
第５番目の発明に係る車両駆動用開放型電動機の改造方法は、入排気孔を有するハウジング内に固定子及び吸込ファンを有する回転子を収納し、前記ハウジングの一方側を第１の閉塞部材により塞ぎ、前記入気孔に除塵フィルターを取付けた車両駆動用開放型電動機を改造するにあたり、ファンベーンをファン主板の反鉄心側となるように設けた押込ファンと前記吸込ファンとを交換し、前記入気孔を利用した冷却風の排気孔と該排気孔を利用した排塵孔とを前記ハウジングに形成し、前記押込ファンの外径側と対向するように前記ハウジングに環状の突出部を形成し、前記押込ファンの内径側と対向するように形成した入気孔を有する第２の閉塞部材と前記第１の閉塞部材とを交換するという一連の工程を介して行うものである。
【００１６】
第６番目の発明に係る車両駆動用開放型電動機の改造方法は、入排気孔を有するハウジング内に固定子及び吸込ファンを有する回転子を収納し、前記ハウジングの一方側を第１の閉塞部材により塞ぎ、前記入気孔に除塵フィルターを取付けた車両駆動用開放型電動機を改造するにあたり、ファンベーンをファン主板の反鉄心側となるように設けた押込ファンと前記吸込ファンとを交換し、前記入気孔を利用した排気孔を前記ハウジングに形成し、前記押込ファンの内径側と対向するように形成した入気孔と前記押込ファンの外径側と対向するように形成した排塵孔及び環状の突出部を有する第２の閉塞部材と前記第１の閉塞部材とを交換する一連の工程を介して行うものである。
【００１７】
上記第３番目乃至第６番目の発明に係る車両駆動用開放型電動機の改造方法において、前記環状の突出部は、前記押込ファンの外径よりも大きい内径を有する環状の塵埃分離部材を設けたもの又は前記ハウジング内に設けられた冷却風の整流板を加工して設けたものである。前記排気孔に対応する側には、軸受装置に近接させて該軸受装置に対する空気の衝突を阻止する手段を設けている。この手段はファン又は整流板である。
【００１８】
上記第３番目乃至第６番目の発明に係る車両駆動用開放型電動機の改造方法は、前記ハウジングの前記排気孔側に入気孔を形成し、該入気孔と前記排塵孔とを連通する管を付設するものである。また、前記押込ファンのファンベーンの枚数と前記入気孔の個数とを互いに割り切れない数の組合せとするものである。また、前記押込ファンのファンベーンの内径側と前記入気孔との間の空間距離を３０mm以上とするものである。
【００１９】
上記第１番目乃至第６番目の発明に係る車両駆動用開放型電動機の改造方法によれば、上記改造を実施することにより、除塵フィルターなしで、機内に取込む外気に含まれている塵埃を除去でき、機内塵埃を含まない外気で冷却できる車両駆動用開放型電動機を得ることができる。従って、除塵フィルターなしで塵埃の除去が可能な電動機に改造できる方法を提供するという課題を解決できる。また、保守回帰の延長化が図られる電動機に改造できる方法を提供するという課題を解決できる。また、故障ポテンシャルの増大を招くことなく保守回帰の延長化が図られる信頼性の高い電動機に改造できる方法で提供するという課題を解決できる。
【００２０】
上記第７番目の発明に係る車両駆動用開放型電動機の改造方法によれば、上記改造を実施することにより、冷却風の排気側の軸受装置に高温の冷却風が直接当たり、高温の冷却風の熱がその空間にこもるのを抑制できる車両駆動用開放型電動機を得ることができる。従って、冷却風の排気側の軸受装置の冷却効率の向上、例えば温度上昇の抑制が図られる。車両駆動用開放型電動機に改造できる方法を提供するという課題を解決できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１乃至図２０は本発明に係る車両駆動用開放型電動機の改造方法を説明するための図面であり、図１乃至図４は改造後の車両駆動用開放型電動機の構造を示し、図５はその改造手順を示し、図６乃至図１９は図５の改造手順に沿った改造状態を示し、図２０は既存の除塵フィルター付き車両駆動用開放型電動機の構造を示す。
【００２２】
先ず、既存の除塵フィルター付き車両駆動用開放型電動機の構造を図２０に基づき説明する。尚、本実施の形態の車両駆動用開放型電動機は三相誘導電動機である。図面において１は筒状の固定子枠（又は固定子枠若しくはケーシング）であり、その内側には円筒状の固定子鉄心３を設けている。固定子鉄心３の内周部には軸方向に連続したスロットを周方向に所定の間隔をもって複数形成しており、固定子巻線４をそこに収納している。
【００２３】
固定子鉄心３の内周側には空隙を介して固定子鉄心３と同心円上に回転子鉄心５を設けている。回転子鉄心３の外周部には軸方向に連続したスロットを周方向に所定の間隔をもって複数形成しており、回転子巻線６をそこに収納している。回転子鉄心５の中心軸上には回転軸７を設けており、固定子枠１の軸方向の両側に設けた軸受装置１２，１３によりそれを回転自在に支承している。回転子鉄心５には回転子巻線６を収納するスロットよりも内径側の部分に軸方向に連続した通風ダクト２５を周方向に所定の間隔をもって複数形成している。
【００２４】
固定子枠１の軸方向の一方側（冷却風の排気側であり、固定子鉄心３及び回転子鉄心５に対して左側）には固定子，回転子及び後述する吸込ファン１４を収納した状態で、その一方側を塞ぐ環状のエンドブラケット８（又は閉塞部材）を設けている。エンドブラケット８の内周側には軸受装置１２を固定支持している。エンドブラケット８は固定子枠１の接続部と軸受装置１２の接続部との間で反鉄心側に張出した形状となっている。
【００２５】
回転子鉄心５と軸受装置１２との間の回転軸７には吸込ファン１４を設けている。吸込ファン１４はファン主板１４ａ，ファンベーン１４ｂ及び側板１４ｃからなるものである。ファン主板１４ａはエンドブラケット８の形状に沿って径方向に伸びた環状部材、換言すれば回転子鉄心５の鉄心押２６の固定部から径方向に遠ざかるに従って回転子鉄心５から遠ざかるように形成した環状部材である。ファン主板１４ａの鉄心側には翼部材であるファンベーン１４ｂを複数設けている。ファンベーン１４ｂの鉄心側には環状部材である側板１４ｃを設けている。
【００２６】
吸込ファン１４のファンベーン１４ｂの外径側と対向する固定子枠１のほぼ全周には冷却風の排出孔２０（又は排気管）を設けている。吸込ファン１４の側板１４ｃと対向する固定子枠１の内周面には内径側に伸びた環状の整流板２８を設けている。整流板２８は排出口２０に向かう冷却風の流れを安定させるためのものであり、その内径は側板１４ｃの外径に比べて若干大きい。
【００２７】
固定子枠１の軸方向の他方側（冷却風の入気側であり、固定子鉄心３及び回転子鉄心５に対して右側）にはその端部を塞ぐ環状のエンドブラケット１０（又は閉塞部材）を設けている。エンドブラケット１０は固定子枠１と一体に形成したもの（又は別体で形成したもの）であり、その内周側には軸受装置１３を固定支持している。固定子鉄心３とエンドブラケット１０との間の空間に突出している固定子巻線４のコイルエンドの一方側と対向する固定子枠１には冷却風の入気孔１７(又は入気管)を設けている。
【００２８】
固定子枠１の外周側の入気孔１７部分には入気孔１７を介して機内に取込まれる冷却風（外気）に含まれる塵埃を除去するためのフィルター２２を設けている。エンドブラケット８の外側には軸受装置１２にグリスを供給するためのグリス供給装置２３を設けている。エンドブラケット１０の外側には回転軸７の回転速度を検出する速度検出装置２４を設けている。
【００２９】
以上のような構造の電動機では、吸込ファン１４の回転により発生する吸込力により、フィルター２２を介して入気孔１７から冷却風(外気)を機内に取込む。この時、フィルター２２において冷却風に含まれている塵埃は除去されるが、従来よりその機能は十分ではなく、電動機の長期運転によりフィルター２２において除去されない塵埃が機内に進入し堆積する。機内に取込まれた冷却風は鉄心部等を冷却しながら機内を排気側に流れ、排出孔２０より機外に排出される。
【００３０】
次に、概略以上のように説明した既存の除塵フィルター付き車両駆動用開放型電動機の改造手順及び改造後の車両駆動用開放型電動機の構造について図１乃至図１９に基づき説明する。以下の説明では既存の除塵フィルター付き車両駆動用開放型電動機を旧電動機、改造後の車両駆動用開放型電動機を新電動機と呼ぶことにする。図２０に示す車両駆動用開放型電動機と同様の部品には同符号を付している。尚、以下に示す改造手順は本発明を理解するための例に過ぎず、以下の例の他、多くの改造方法がある。従って、本発明の範囲が以下に示す手順に限定されないことは言うまでもない。
【００３１】
（改造手順１００）
旧電動機のフィルター２２，速度検出装置２４，グリス供給装置２３などの外部部品を取外す（図６参照）。
【００３２】
（改造手順１１０）
旧電動機の固定子枠１からエンドブラケット８と軸受装置１２との一体ものを取外す
（図７参照）。
【００３３】
（改造手順１２０）
エンドブラケット８から軸受装置１２を取外す（図８参照）。
【００３４】
（改造手順１３０）
改造手順１２０において取外した軸受装置１２を新電動機のエンドブラケット９に取付ける（図９参照）。
【００３５】
ここで、エンドブラッケト９は図１に示すように、固定子枠２の接続部と軸受装置１２の接続部との間で反鉄心側に張出した環状のものである。具体的には固定子枠１の接続部からほぼ軸方向反鉄心側にほぼ水平に伸びた外周面部９ａと、軸受装置１２の接続部から反鉄心側に斜め径方向に伸びた内周面部９ｂと、外周面部９ａと内周面部９ｂとを結合しほぼ垂直に伸びた側面部９ｃからなるものである。尚、外周面部９ａに相当する部分は固定子枠２が兼ねてもよい。
【００３６】
また、エンドブラケット９は後述する押込ファン１５のファンベーン１５ｂの外径側と対向する外周面部９ａ部分に塵埃を含む冷却風を排出するための排出孔２１(又は排気管)を一つ設け、ファンベーン１５ｂの内径側と対向する内周面部９ｂ部分に冷却風（外気）を取込むための入気孔１８（又は入気管）を複数設けたものである。また、後述する押込ファン１５のファンベーン１５ｂ，入気孔１８及び排出孔２１はエンドブラケット９を固定子枠２に取付けた際、ほぼ同一直線上に配置されるようになっている。尚、外周面部
９ａに相当する部分を固定子枠２が兼ねる場合には排出孔２１はファンベーン１５ｂの外径側と対向する固定子枠２部分に一つ設けられる。
【００３７】
また、エンドブラケット９は後述する押込ファン１５のファン主板１５ａの外径側と対向する外周面部９ａ部分に内径側に突出した環状の突出部である塵埃分離部材９ｄを設けたものである。塵埃分離部材９ｄの内径は後述する押込ファン１５のファン主板１５ａの外径よりも大きく、それらによって挟まれた空隙の断面積、すなわち冷却風の通風面積は外周面部９ａに設けた入気孔２１の通風面積よりも大きくなるようにしている。尚、塵埃分離部材９ｄはエンドブラケット９と一体になっていてもよいが、旧電動機に設けてある整流板２８を加工し、上記の部位に取付けてもよい。また、整流板２７を加工し取付ける改造手順としては、後述する旧電動機の固定子枠１から固定子鉄心３を取外す前に整流板２８を取外して加工し、新電動機の固定子枠２に固定子鉄心３を取付けた後に加工した整流板２８を取付ける。
【００３８】
（改造手順１４０）
旧電動機の固定子枠１内から回転子、すなわち回転子鉄心５，回転子巻線６，回転軸７，吸込ファン１４及び鉄心押え２６，２７から構成されたものを取外す（図１０参照）。
【００３９】
（改造手順１５０）
改造手順１４０において取外した回転子の回転軸７の一方側から吸込ファン１４を取外す（図１１参照）。
【００４０】
（改造手順１６０）
回転子の回転軸７の他方側から軸受装置１３を取外す(図１２参照)。
【００４１】
（改造手順１７０）
回転子の鉄心押え２７に補助ファン１６を取付ける(図１３参照)。
【００４２】
ここで、補助ファン１６は図１に示すように、ファン主板１６ａとファンベーン１６ｂと側板１６ｃから構成されたものである。ファン主板１６ａは軸受装置１３の軸受カバー１３ａの形状にほぼ沿って径方向外側に伸びた環状部材、換言すれば鉄心押え２７の接続部から径方向に遠ざかるに従って回転子鉄心５から遠ざかるように形成された環状部材である。ファン主板１６ａの鉄心側には翼部材であるファンベーン１６ｂを複数設けている。ファンベーン１６ｂの鉄心側には環状部材である側板１６ｃを設けている。尚、補助ファン１６の側板１６ｃは省略してもよく、さらにはファン主板１６ａのみ用いた整流板としてもよい。
【００４３】
（改造手順１８０）
改造手順１６０において取外した軸受装置１３を再び回転軸７の他方側に取付ける（図１４参照）。
【００４４】
（改造手順１９０）
回転子の回転軸７の一方側に押込ファン１５を取付ける（図１５参照）。
【００４５】
ここで、押込ファン１５は図１に示すように、ファン主板１５ａとファンベーン１５ｂと側板１５ｃから構成してなるものである。ファン主板１５ａはエンドブラケット９の内周面部９ｂに沿って反鉄心側に伸びて湾曲し、エンドブラケット９の側面部９ｃに沿って径方向外側に伸びた環状部材、換言すれば鉄心押え２６の接続部から径方向に遠ざかるに従って回転子鉄心５から遠ざかるように形成された環状部材である。具体的にはエンドブラケット９の側面部９ｃに平行な部分と、この平行部から湾曲し鉄心押え２６の接続部に伸びる傾斜部分からなる環状部材である。ファン主板１５ａのエンドブラケット９側（反鉄心側）には翼部材であるファンベーン１５ｂを複数設けている。ファンベーン１５ｂのエンドブラケット９側（反鉄心側）には環状部材である側板１５ｃを設けている。尚、側板１５ｃにはエンドブラケット９を代用してもよい。
【００４６】
（改造手順２００）
旧電動機の固定子枠１内から整流板２８，固定子鉄心３（固定子巻線４を含む）を取外す（図１６参照）。
【００４７】
（改造手順２１０）
改造手順２００において取外した固定子鉄心３(固定子巻線４を含む)を新電動機の固定子枠２内に取付ける（図１７参照）。
【００４８】
尚、固定子枠２のエンドブラケット１１側の外周部には予め、機内を冷却した塵埃を含まない冷却風を排出するための排出孔１９（又は排出管）を複数設けている。また、排出孔１９はエンドブラケット１１の側面に設けられていてもよい。
【００４９】
（改造手順２２０）
改造手順１４０乃至１９０において改造した回転子、すなわち回転子鉄心５，回転子巻線６，回転軸７，押込ファン１５，補助ファン１５及び鉄心押え２６，２７から構成されたものを新電動機の固定子枠２内に取付ける（図１８参照）。
【００５０】
（改造手順２３０）
改造手順１３０において改造したエンドブラケット９と軸受装置１２との一体ものを新電動機の固定子枠２に取付ける（図１９参照）。
【００５１】
（改造手順２４０）
改造手順１００において取外した速度検出装置２４，グリス供給装置２３などの外部部品を新電動機に取付け、改造作業を完了し、フィルター無しで冷却風（外気）に含まれる塵埃を除去できる車両駆動用開放型電動機、すなわち図１に示す電動機を得る。尚、図において２８は電動機の接地線、２９は固定子巻線４に接続されるリード線、３０はインバータの接地線、３１はリード線２９，速度検出装置２４の信号線及びインバータの接地線３０を支持するための支持台である。また、３３は軸受装置１３のグリスを供給するためのグリス供給装置、３２，３４は電動機を台車に取付けるための取付部である。
【００５２】
以上の改造手順によって得られた電動機によれば、回転軸７の回転により押込ファン
１５が回転すると、ファンベーン１５ｂの内径側と入気孔１８との間の空間に吸込力が作用し、入気孔１８から冷却風である外気が吸込まれる。吸込まれた外気は押込ファン１５の押込力によってエンドブラケット９の外周面部９ａの内面に向かって押込まれる。この時、塵埃分離部材９ｄによってファンベーン１５ｂの外径側とエンドブラケット９との空間で２つの冷却風に分離される。
【００５３】
分離された一方の冷却風には塵埃が含まれており、エンドブラケット９の外周面部９ａの内面に流れ、押込ファン１５の回転力によってエンドブラケット９の外周面部９ａの内面を周方向に流れ、排出孔２１に到達し機外に排出される。この時、塵埃を含む冷却風は塵埃分離部材９ｄが壁となって機内に流れ込むことがない。
【００５４】
分離された他方の冷却風は塵埃を含んでおらず、塵埃分離部材９ｄの内径側とファン主板１５ａの外径側との間の空隙を介して鉄心側に押込まれる。押込まれた冷却風は固定子鉄心３及び回転子鉄心５の一方の端部を冷却し、固定子鉄心３と回転子鉄心５との間の空隙及び回転子鉄心５に複数設けた軸方向に連続した通風ダクト２５を冷却しながら排気側に流れる。排気側に到達した冷却風は固定子鉄心３及び回転子鉄心５の他方の端部を冷却し、排気孔１９から機外に排出される。この時、回転軸７の回転により補助ファン１６が回転しているので、固定子鉄心３及び回転子鉄心５の他方の端部の空間には空気の流動が起き、そこに温かい空気が滞留することがない。
【００５５】
尚、本実施の形態では、旧電動機を新電動機に改造する場合、旧電動機の固定子枠１を固定子枠２に取替えたが、その固定子枠１をそのまま利用することも可能である。この場合、固定子枠１に設けられている排出孔２０の一つを排出孔２１として、入気孔１７を排出孔１７として利用し、不足な部分や余計な部分は加工すればよい。また、エンドブラケット１０が取外し可能な場合は、エンドブラケット１１と交換してもよい。または、そのまま利用してもよい。
【００５６】
また、本実施の形態では図示していないが、固定子枠２の排気孔１９側の外周部に入気孔を設けると共に、設けた入気孔と排気孔１９とを連通する連通管を設け、機外に排出すべき塵埃を含む冷却風を排気孔１９側の空間に取込み、それから排気孔１９を介して機内を冷却してきた塵埃を含まない冷却風と共に機外に排出することもできる。すなわち塵埃を含む冷却風は温度が低いので冷却効果が高い。従って、温度の低い塵埃を含む冷却風を排気側に取込むことで、排気側の冷却効率を高めることができる。尚、塵埃を含む冷却風は塵埃を含まない冷却風よりも風量が少ないので、塵埃が機内に堆積することはない。
【００５７】
また、本実施の形態では、押込ファン１５のファンベーン１５ｂの内径側とエンドブラケット９の内周面部９ｂに設けた入気孔１８との間に３０mm以上の空間が形成されるようにしている。このように３０mm以上の空間が形成されると、ファンベーン１５ｂと入気孔１８との間の入気孔１８のある部分と入気孔１８のない部分との空気の密度の変化が小さくなるので、ファンベーン１５ｂと入気孔１８との間の空間に発生する騒音を低減できる。
【００５８】
また、本実施の形態では、ファンベーン１５ｂの枚数と入気孔１８との個数を互いに割り切れない（１以外の公約数を持たない）数の組合せとしている。このようにすると、エンドブラケット９の内周面部９ｂの３６０°においてファンベーン１５ｂと入気孔１８の位置（位相）が全て異なるので、ファンベーン１５ｂと入気孔１８との間の空間に発生する騒音を強めあうことがない。また、騒音の発生周波数を少なくできるので、ファンベーン１５ｂと入気孔１８との間の空間において共鳴がし難くなり、騒音のレベルが高まり難くなる。従って、ファンベーン１５ｂと入気孔１８との間の空間に発生する騒音を低減できる。
【００５９】
以上説明した本実施の形態によれば、旧電動機の吸込ファン１４を押込ファン１５に取替え、すなわちファン主板１５ａの反鉄心側にファンベーン１５ｂを設けたものに取替え、押込ファン１５の内径側と対向する部分に入気孔１８を、押込ファン１５の外径側と対向する部分に排気孔２１を、押込ファン１５の外径側と対向し排気孔２１よりも鉄心側の部分に塵埃分離部材９ｄを、鉄心の押込ファン１５側の空間とは反対側の空間を形成するものに排気孔１９を備える改造をしたので、フィルター２２を用いることなく冷却風に含まれる塵埃を除去し、機内は塵埃を含まないきれいな冷却風で冷却できる車両駆動用開放型電動機を得ることができる。従って、機内への塵埃進入及び長期間の運転による塵埃堆積を防げるので、定期的な分解清掃が不要であり、保守回帰の延長が図れる。
【００６０】
また、本実施の形態の改造によって得られた電動機は、塵埃分離部材９ｄを含むエンドブラケット９と押込ファン１５のファン主板１５ａによって囲まれた空間において塵埃を含む冷却風と塵埃を含まない冷却風とに分離できるので、塵埃除去するための機構を従来のものより簡単に構成することができ、故障ポテンシャルの低減が図れる。従って、信頼性の向上が図れる。
【００６１】
また、本実施の形態の改造によって得られた電動機は、入気孔１８とファンベーン15ｂとをほぼ同一直線上に配置されているので、入気孔１８を介して取込む冷却風の通風損失を小さくでき、押込ファン１５に径の小さなものを用いても必要な冷却風の風量を容易に確保できる。従って、低騒音化が図れる。
【００６２】
また、本実施の形態の改造によって得られた電動機は、その外径寸法が改造前の外形寸法と同じなので、台車の取合い寸法も改造前と同一にでき、台車への取付けの際、何等支障をきたすことがない。また、電動機の電気的特性に影響する部品、すなわち固定子鉄心，回転子鉄心，固定子巻線及び回転子巻線は改造前のものを再利用するので、電気的特性も改造前と何等変化することがない。
【００６３】
また、本実施の形態によれば、回転子鉄心５の鉄心押え２７に補助ファン１６を備える改造をしたので、高温の冷却風が軸受装置１３の軸受カバー１３ａに直接当たることがなく、鉄心とエンドブラケット１１との間の空間で空気の流動が起き、高温の冷却風の熱がその空間にこもるのを抑制できる。従って、軸受装置１３の温度上昇を抑制できる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明は、実質的に外形寸法などを変更することなく、電気機関車などの車両駆動用開放型電動機の改造に適用することができる。従来の除塵フィルター付き車両駆動用開放型電動機を本質的に除塵フィルターなして、かつ保守・点検期間を延長した車両駆動用開放型電動機を提供することができる。本発明は、既存の車両駆動用開放型電動機のハウジング及び閉塞部材の両者又はいずれかを利用しても良いし、両者を新規のハウジング及び閉塞部材に交換しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る実施の形態の車両駆動用開放型電動機の構造を示す断面図であり、改造後の構造を示すものである。
【図２】  図１の上側外観構成を示す外観図である。
【図３】  図１の左側外観構成を示す外観図である。
【図４】  図１の右側外観構成を示す外観図である。
【図５】  本発明に係る実施の形態の車両駆動用開放型電動機の改造手順を示す作業工程図である。
【図６】  図５の作業行程図に沿った車両駆動用開放型電動機の改造状態を示す断面図である。
【図７】  図５の作業行程図に沿った車両駆動用開放型電動機の改造状態を示す断面図である。
【図８】  図５の作業行程図に沿った車両駆動用開放型電動機の改造状態を示す断面図である。
【図９】  図５の作業行程図に沿った車両駆動用開放型電動機の改造状態を示す断面図である。
【図１０】  図５の作業行程図に沿った車両駆動用開放型電動機の改造状態を示す断面図である。
【図１１】  図５の作業行程図に沿った車両駆動用開放型電動機の改造状態を示す断面図である。
【図１２】  図５の作業行程図に沿った車両駆動用開放型電動機の改造状態を示す断面図である。
【図１３】  図５の作業行程図に沿った車両駆動用開放型電動機の改造状態を示す断面図である。
【図１４】  図５の作業行程図に沿った車両駆動用開放型電動機の改造状態を示す断面図である。
【図１５】  図５の作業行程図に沿った車両駆動用開放型電動機の改造状態を示す断面図である。
【図１６】  図５の作業行程図に沿った車両駆動用開放型電動機の改造状態を示す断面図である。
【図１７】  図５の作業行程図に沿った車両駆動用開放型電動機の改造状態を示す断面図である。
【図１８】  図５の作業行程図に沿った車両駆動用開放型電動機の改造状態を示す断面図である。
【図１９】  図５の作業行程図に沿った車両駆動用開放型電動機の改造状態を示す断面図である。
【図２０】  既存の除塵フィルター付き車両駆動用開放型電動機の構造を示す断面図であり、本発明の改造方法の適用前の構造を示すものである。
【図１】
0003855660.tif 000002
【図２】
0003855660.tif 000003
【図３】
0003855660.tif 000004
【図４】
0003855660.tif 000005
【図５】
0003855660.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
0003855660.tif 000009
【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】
0003855660.tif 000016
【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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