JP3211826B2 - 車両駆動用開放型電動機 - Google Patents
車両駆動用開放型電動機Info
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Description
機に係り、特に冷却風に含まれている塵埃除去に好適な
車両駆動用開放型電動機に関するものである。
は、例えば特開平6−6958号公報及び米国特許5,
000,769号公報に開示されたのものが知られてい
る。このうち前者の電動機は、冷却風である外気を機内
に取込む際に、入気口に設けたフィルターを介して取込
み、冷却風に含まれている塵埃を除去している。後者の
電動機は、冷却風である外気を機内に取込む際に、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、冷却風に含まれてい
る塵埃を除去している。
機としては前者の電動機が主流である。最近、この電動
機に対して保守回帰の延長化,低騒音化などの様々な要
求がある。その中でも保守回帰の延長化の要求が高い。
この要求が高いのは、前者の電動機では、フィルターの
除去機能が完全でないため、フィルターにより除去され
ない塵埃が機内に侵入し、それが長期間の運転により機
内に堆積し、これを取除くために5,6年毎に分解掃除
を行う必要があるためである。
ことなく塵埃を除去できる車両駆動用開放型電動機とし
て後者の電動機に着目した。ところが、後者の電動機
は、2つの部屋を形成しているので、電動機の軸方向の
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虞れが
ある。
て冷却風に含まれている塵埃を除去しているので、機内
に近い方の部屋を省略できない。もしも仮に、機内に近
い方の部屋を省略すれば、冷却風に含まれている塵埃が
機内に侵入し、それが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。
径方向に対して垂直な方向に開口しているので、入気し
た冷却風は入気方向に対して直角な方向に折れ曲がる。
このため、冷却風の損失が大きくなり、冷却に必要な風
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。
ついて全く考慮しておらず、機内を冷却した高温の冷却
風が軸受カバーに直接当たり、排気側の軸受装置の温度
が上昇するという課題がある。
帰の延長化が図れる車両駆動用開放型電動機を提供する
ことにある。本発明の代表的な目的の2つ目は、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
れる信頼性の高い車両駆動用開放型電動機を提供するこ
とにある。本発明の代表的な目的の3つ目は、冷却風の
排気側の軸受装置の冷却効率の向上、例えば温度上昇を
抑えることができる車両駆動用開放型電動機を提供する
ことにある。
る車両駆動用開放型電動機は、固定子枠の内側に設けら
れた固定子と、固定子の内側に設けられた回転子と、回
転子の回転軸を支承する軸受装置と、固定子枠の端部に
設けられたブラケットと、回転子と軸受装置との間の回
転軸部分に設けられると共にファン主板及びファンベー
ンを備えたファンと、ファンベーンの内径側と対向する
部分に設けられた入気口と、ファンベーンの外径側と対
向する部分に設けられた排気口と、ファン主板の外径側
と対向する部分に設けられた塵埃分離機構とを有し、ブ
ラケットが固定子枠と軸受装置との間で反鉄心側に張出
し、ファンベーンがファン主板のブラケット側に設けら
れると共にブラケットの張出した空間内に配置され、フ
ァン主板の外径と塵埃分離機構の内径との間の間隙の通
風断面積が排気口の通風断面積よりも大きいことを特徴
とするものである。
型電動機は、固定子枠の内側に設けられた固定子と、固
定子の内側に設けられた回転子と、回転子の回転軸を支
承する軸受装置と、固定子枠の端部に設けられたブラケ
ットと、回転子と軸受装置との間の回転軸部分に設けら
れると共にファン主板及びファンベーンを備えたファン
と、ファンベーンの内径側と対向する部分に設けられた
入気口と、ファンベーンの外径側と対向する部分に設け
られた排気口と、ファン主板の外径側と対向する部分に
設けられた塵埃分離機構とを有し、ブラケットが、固定
子枠との接続部からほぼ軸方向反鉄心側に伸びた外周面
部,軸受装置との接続部からほぼ軸方向反鉄心側に伸び
た内周面部及び内周面部と外周面部との間に設けられた
側面部からなり、ファン主板が、側面部と平行な部分及
び平行部分から回転軸との接続部に至る傾斜した部分か
らなり、ファンベーンが、ファン主板のブラケット側に
設けられると共に外周面部,内周面部及び側面部によっ
て囲まれた空間内に配置され、ファン主板の外径と塵埃
分離機構の内径との間の間隙の通風断面積が排気口の通
風断面積よりも大きいことを特徴とするものである。
型電動機は、固定子枠の内側に設けられた固定子と、固
定子の内側に設けられた回転子と、回転子の回転軸を支
承する軸受装置と、固定子枠の端部に設けられたブラケ
ットと、回転子と軸受装置との間の回転軸部分に設けら
れると共にファン主板及びファンベーンを備えたファン
と、ファンベーンの内径側と対向する部分に設けられた
入気口と、ファンベーンの外径側と対向する部分に設け
られた排気口と、ファン主板の外径側と対向する部分に
設けられた塵埃分離機構とを有し、ブラケットが固定子
枠と軸受装置との間で反鉄心側に張出し、ファンベーン
が、ブラケット側に傾斜させて設けられたファン主板の
ブラケット側に設けられ、ファン主板の外径と塵埃分離
機構の内径との間の間隙の通風断面積が排気口の通風断
面積よりも大きいことを特徴とするものである。
明に係る車両駆動用開放型電動機において、ファンベー
ンの内径側と入気口との間の距離は30mm以上に設定
されていることを特徴とする。ファンベーンの枚数と前
記入気口の個数は、互いに割切れない数に設定されてい
ることを特徴とする。塵埃分離機構は、ファン主板の外
径よりも大きい内径を有するリング状の板部材であるこ
とを特徴とする。塵埃が含まれていない冷却風の排出側
には補助ファンが設けられていることを特徴とする。補
助ファンのファン主板は、塵埃が含まれていない冷却風
の排出側に設けられた軸受カバーの形状に沿って径方向
に伸びるように形成されていることを特徴とする。
放型電動機は、固定子,固定子の内側に設けられた回転
子及び回転子の回転軸に設けられたファンを収納する固
定子枠の軸方向の両側がブラケットによって塞がれてな
り、ブラケットの一方には冷却風の入気口が設けられ、
ブラケットの一方又は固定子枠には冷却風の第1の排気
口が設けられ、ブラケットの他方又は固定子枠には冷却
風の第2の排気口が設けられ、ブラケットの一方又は前
記固定子枠の内周には、ファンの外径側と対向するよう
に円環状の突出部が形成され、突出部とブラケットの一
方との間には第1の排気口の開口部が配置されていると
共に、ファンの外径と前記突出部の内径との間の間隙の
通風断面積が第1の排気口の通風断面積よりも大きいも
のであることを特徴とする。
放型電動機は、固定子,固定子の内側に設けられた回転
子及び回転子の回転軸に設けられたファンを収納する固
定子枠の軸方向の両側がブラケットによって塞がれてな
り、ブラケットの一方には冷却風の入気口が設けられ、
ブラケットの一方又は固定子枠には冷却風の第1の排気
口が設けられ、ブラケットの他方又は固定子枠には冷却
風の第2の排気口が設けられ、ブラケットの一方又は固
定子枠の内周には、ファンの外径側と対向するように円
環状の突出部が形成され、突出部とブラケットの一方と
の間には第1の排気口の開口部が配置され、第1の排気
口と第2の排気口側に設けられた第2の入気口との間に
は、それらを連通する通風管が設けられていることを特
徴とするものである。
両駆動用開放型電動機において、突出部は、入気口から
取込んだ外気を塵埃が含まれている外気と塵埃が含まれ
ていない外気とに分離する分離板を含む分離機構である
ことを特徴とする。第1の排気口はブラケットの一方の
外周面に1つ設けられていることを特徴とする。ブラケ
ットの一方は中心部側に凹部を有すると共に、凹部の内
周面には入気口が複数設けられていることを特徴とす
る。
型電動機は、固定子枠の内側に設けられた固定子と、固
定子の内側に設けられた回転子と、回転子の回転軸を支
承する軸受装置と、固定子枠の端部に設けられたブラケ
ットと、回転子と軸受装置との間の回転軸部分に設けら
れたファンと、外気を機内に取込むための入気口と、機
内に取込んだ外気を機外に排出するための第1の排気口
とを有し、ファンの外径側と対向する部分には内径側に
伸びる部材が設けられ、内径側に伸びる部材よりも外側
の部分には機内に取込んだ外気を機外に排出するための
第2の排出口が設けられていると共に、ファンの外径と
内径側に伸びる部材の内径との間の間隙の通風断面積が
排気口の通風断面積よりも大きいことを特徴とするもの
である。
型電動機は、固定子枠の内側に設けられた固定子と、固
定子の内側に設けられた回転子と、回転子の回転軸を支
承する軸受装置と、固定子枠の端部に設けられたブラケ
ットと、回転子と軸受装置との間の回転軸部分に設けら
れたファンと、外気を機内に取込むための入気口と、機
内に取込んだ外気を機外に排出するための第1の排気口
とを有し、ファンの外径側と対向する部分には内径側に
伸びる部材が設けられ、内径側に伸びる部材よりも外側
の部分には機内に取込んだ外気を機外に排出するための
第2の排出口が設けられ、第2の排気口と第1の排気口
側に設けられた第2の入気口との間には、それらを連通
する通風管が設けられていることを特徴とするものであ
る。
両駆動用開放型電動機において、内径側に伸びる部材
は、入気口から取込んだ外気を塵埃が含まれている外気
と塵埃が含まれていない外気とに分離する分離板を含む
分離機構であることを特徴とする。
型電動機は、固定子と、固定子の内側に位置する回転子
と、回転子の回転軸に設けられた1つ又は2つのファン
と、これらを内蔵するように形成されたハウジングと、
ファンの外径側と対向する部分に設けられた塵埃分離機
構と、ハウジングの軸方向の片側又は両側を塞ぐ閉塞部
材とを備え、閉塞部材がハウジングの一部を兼ね、閉塞
部材の一方にはファンとほぼ直線状に入気孔又は入気管
が開かれ、閉塞部材又はハウジングには少なくとも2つ
の排気孔又は排気管が開かれ、排気孔又は排気管のうち
の1つが入気孔又は入気管側に設置され、他の排気孔又
は排気管が入気孔又は入気管とは軸方向にて反対側に位
置するように設置されていると共に、ファンの外径と塵
埃分離機構の内径との間の間隙の通風断面積が入気孔又
は入気管側に設置された排気孔又は排気管の通風断面積
よりも大きいことを特徴とするものである。
型電動機は、固定子と、固定子の内側に位置する回転子
と、回転子の回転軸に設けられた1つ又は2つのファン
と、これらを内蔵するように形成されたハウジングと、
ハウジングの軸方向の片側又は両側を塞ぐ閉塞部材とを
備え、閉塞部材がハウジングの一部を兼ね、閉塞部材の
一方には入気孔又は入気管が開かれ、閉塞部材又はハウ
ジングには少なくとも2つの排気孔又は排気管が開か
れ、排気孔又は排気管のうちの1つが前記入気孔又は入
気管側に設置され、他の排気孔又は排気管が入気孔又は
入気管とは軸方向にて反対側に位置するように設置され
ていると共に、入気孔又は入気管側に設置された排気孔
又は排気管が、他の排気孔又は排気管側に開けられた第
2の入気孔又は入気管と連通することを特徴とするもの
である。
放型電動機は、固定子と、固定子の内側に設けられた回
転子と、これらを取り囲むハウジングと、回転子の回転
軸と、ハウジングの両側を塞ぐ閉塞部材と、閉塞部材の
一方と固定子及び回転子との間にあたる回転軸部分に設
けられたファンとを備え、閉塞部材の一方には入気孔が
設けられ、閉塞部材の一方又はハウジングには第1の排
気孔が設けられ、閉塞部材の他方又はハウジングには第
2の排気孔が設けられ、ファンの外径側と対向する部分
には塵埃分離機構が設けられていると共に、ファンが、
入気孔から第1の排気孔が設けられた閉塞部材の一方又
はハウジングの内面側に向かう空気流と、ファンの外径
と塵埃分離機構の内径との間の間隙を介して機内に分流
する空気流とを形成し、機内に分流する空気流の通風断
面積が、第1の排気孔から排出される空気流の通風断面
積よりも大きいことを特徴とするものである。
放型電動機は、固定子と、固定子の内側に設けられた回
転子と、これらを取り囲むハウジングと、回転子の回転
軸と、ハウジングの両側を塞ぐ閉塞部材と、閉塞部材の
一方と固定子及び回転子との間にあたる回転軸部分に設
けたファンとを備え、閉塞部材の一方には入気孔が設け
られ、閉塞部材の一方又はハウジングには第1の排気孔
が設けられ、閉塞部材の他方又はハウジングには第2の
排気孔が設けられていると共に、ファンが、入気孔から
第1の排気孔が設けられた閉塞部材の一方又はハウジン
グの内面側に向かう空気流と機内に分流する空気流とを
形成し、第1の排気孔が設けられた閉塞部材の一方又は
ハウジングの内面側に向かう空気流が、第1の排気孔を
介して機外側に排出されてから閉塞部材の他方と固定子
及び回転子との間の空間に導かれることを特徴とするも
のである。
る車両駆動用開放型電動機において、入気孔から第1の
排気孔が設けられた閉塞部材の一方又はハウジングの内
面側に向かう空気流には塵埃が含まれており、機内に分
流する空気流には塵埃が含まれていないことを特徴とす
る。
放型電動機は、固定子と、固定子の内側に設けられた回
転子と、固定子及び回転子を取り囲む固定子枠と、固定
子枠の両端を塞ぐブラケットと、ブラケットの一方に設
けられた入気孔と、ブラケットの一方に設けられた第1
の排気孔と、ブラケットの他方に設けられた第2の排気
孔と、ブラケットの一方と固定子及び回転子との間の空
間に配置された第1のファンと、ブラケットの他方と固
定子及び回転子との間の空間に配置された第2のファン
と、第1のファンの外径側と対向する部分に設けられた
塵埃分離機構とを備え、第1のファンの外径と塵埃分離
機構の内径との間の間隙の通風断面積が第1の排気孔の
通風断面積よりも大きいことを特徴とするものである。
放型電動において、第2のファンは回転子の回転軸に取
付けられており、この取付部分から径方向に遠ざかるに
したがって回転子から遠ざかるように形成されているこ
とを特徴とする。第2のファンには整流板が用いられる
ことを特徴とする。
車両駆動用開放型電動機を図1乃至図4に示す。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(又はハウジング
若しくはケーシング)であり、その内周側には円筒状の
固定子鉄心2を設けている。固定子鉄心2の内周部に
は、軸方向に連続する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、このスロットには固定子巻線
4を収納している。
定子鉄心2と同心円上に回転子鉄心3を設けている。回
転子鉄心3の外周部には、軸方向に連続するスロットを
周方向に所定の間隔をもって複数形成しており、このス
ロットには回転子巻線5をダイキャスト方法によって収
納している。回転子鉄心3の中心軸上には回転軸6を設
けている。回転軸6は、固定子枠1の両端部に設けられ
た軸受装置9,10によって回転自在に支承されてい
る。
って、本図では鉄心に向かって左側)には、閉塞部材で
ある環状のエンドブラケット7を設けており、その内周
側には軸受装置9を固定支持している。エンドブラケッ
ト7は固定子枠1の端部と軸受装置9の外周側との間で
反鉄心側に張出した形状のものである。具体的には、固
定子枠1の端部との接続部からほぼ軸方向反鉄心側(又
はほぼ水平)に伸びる外周面部7aと、軸受装置9の外
周側の接続部からほぼ軸方向反鉄心側(又は回転軸6に
対して若干斜め若しくはほぼ水平)に伸びる内周面部7
bと、外周面部と内周面部とを結合しほぼ垂直に伸びる
側面部7cとを有する形状のものである。尚、エンドブ
ラケット7の外周面部7aに相当する部分は固定子枠1
が兼ねてもよい。
6部分には主ファン11を設けている。主ファン11は
ファン主板11aとファンベーン11bと側板11cか
らなるものである。ファン主板11aはエンドブラケッ
ト7の内周面部に沿って反鉄心側に伸びて湾曲し、エン
ドブラケット7の側面部に沿って径方向外側に伸びる形
状のものである。換言すれば、その取付部から径方向に
遠ざかるにしたがって回転子鉄心3から遠ざかるように
形成したものである。具体的には、エンドブラッケト7
の側面部に平行な部分と、この平行部から湾曲し回転軸
6の接続部に伸びる傾斜部とを有する形状のものであ
る。ファン主板11aの平行部のエンドブラケット7側
にはファンベーン11bを複数設けている。ファンベー
ン11bのエンドブラケット7側には側板11cを設け
ている。尚、側板11cとしてエンドブラケット7を代
用しても構わない。
冷却風として外気を取込むための入気口13(又は入気
孔若しくは入気管)をファンベーン11bとほぼ直線配
置となるように複数設けており、図1に示すように、フ
ァンベーン11bの内径側11dに位置している。入気
口13とファンベーン11bの内径側との間には30m
m以上の間隔をあけている。エンドブラケット7の外周
面部7aには、塵埃が含まれている冷却風を機外に排出
するための塵埃排出口14(又は塵埃排出孔若しくは塵
埃排出管)をファンベーン11bとほぼ直線配置となる
ように1つ設けており、図1に示すように、ファンベー
ン11bの外径側11eに位置している。ファンベーン
11bの枚数と入気口13の個数は、互いに割切れない
(1以外の公約数を持たない)数の組合わせとしてい
る。軸受装置9の軸方向の位置はファンベーン11bの
位置よりも鉄心側又は同じ位置としている。
却風を、塵埃が含まれている冷却風と塵埃が含まれてい
ない冷却風とに分離すると共に、分離され塵埃が含まれ
ている冷却風が機内に流れ込まないようにするための分
離機構の1つである塵埃分離板17を設けている。ここ
で、外径側とは、次第に外方に開くように形成されたフ
ァンの外形の周方向端部側のことをいう。従って、分離
板等の分離機構はこの端部自体ではなく、この端部に対
向するように形成された円環状の突起物であって、図1
に示すように、その突起物がファン主板11aの外径側
に位置するものである。
径よりも大き内径を有するリング状の円板である。尚、
塵埃分離板17はエンドブラケット7と一体に形成され
いてもよい。ファン主板11aの外径と塵埃分離板17
の内径との間の空隙の通風断面積は塵埃排出口14の通
風断面積よりも大きい。
って、本図の鉄心に向かって右側)には、閉塞部材であ
る環状のエンドブラケット8を固定子枠1と一体に設け
ており、その内周側には軸受装置10を固定支持してい
る。エンドブラケット8の側面には、機内を冷却し終え
た冷却風を機外に排出するための排気口15(又は排気
孔若しくは排気管)を複数設けている。排気口15の外
側には、排気口15から塵埃が機内に侵入しないように
フィルター19を設けている。本実施の形態によれば、
固定子枠1とエンドブラケット8が一体になった場合に
ついて説明したが、固定子枠1とエンドブラケット8が
別々になっていても構わない。また、エンドブラケット
8が固定子枠1の一部を兼ねたもの、すなわち一方が開
放された容器状のものであってもよい。
助ファン12を設けている。補助ファン12はファン主
板12aとファンベーン12bと側板12cからなるも
のである。ファン主板12aは軸受装置10の軸受カバ
ー16の湾曲形状に沿って湾曲し、エンドブラケット8
に沿って径方向外側に伸びる形状のものである。換言す
れば、その取付部から径方向に遠ざかるにしたがって回
転子鉄心3から遠ざかるように形成したものである。フ
ァン主板12aの鉄心側にはファンベーン12bを複数
設けている。ファンベーン12bの鉄心側には側板12
cを設けている。尚、補助ファン12は側板12cを省
略してもよい。また、補助ファン12の代わりに、ファ
ンベーン12bが省略されたファン主板12aを遮蔽板
として代用してもよい。
9にグリースを供給するグリース供給装置20を設けて
いる。エンドブラケット8の外側には、軸受装置10に
グリースを供給するグリース供給装置21と、回転軸6
の回転速度を検出する速度検出装置24を設けている。
固定子巻線4のエンド部の一方側には、固定子枠1を貫
いて機内に引込まれたリード線23を三相分接続してい
る。リード線23は固定子巻線4に電力を供給するため
のものである。
取付けるための取付部25,26を設けている。また、
固定子枠1の外周部には、リード線23,インバータの
接地線28,速度検出装置24の信号線を支持するため
の支持台27を設けている。支持台27には電動機の接
地線22を接続している。
動機の冷却風の流れについて説明する。尚、図1に示す
矢印は冷却風の流れである。回転軸6の回転により主フ
ァン11が回転すると、ファンベーン11bの内径側と
入気口13との間の空間に吸込力が作用し、入気口13
から冷却風である外気が吸込まれる。吸込まれた外気は
主ファン11の押込力によってエンドブラケット7の外
周面部の内面に向かって押込まれる。この時、押込まれ
た外気は、塵埃分離板17によってファンベーン11b
の外径側と、エンドブラケット7との空間で2つの冷却
風に分離される。
ており、エンドブラケット7の外周側内面に流れ、主フ
ァン11の回転力によってエンドブラケット7の外周側
内面を周方向に流れ、塵埃排出口14に到達して機外に
排出される。この時、塵埃が含まれている冷却風は塵埃
分離板17が壁となるので、機内に流れ込むことがな
い。
ておらず、塵埃分離板17の内径側とファン主板11a
の外径側との間の間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2及び回転子鉄心3の一方
の端部を冷却し、固定子鉄心2と回転子鉄心3との間の
空隙及び回転子鉄心3に複数設けられると共に軸方向に
連続する通風ダクト18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2及び回転子
鉄心3の他方の端部を冷却し、排気口15から機外に排
出される。この時、回転軸6の回転により補助ファン1
2が回転しているので、固定子鉄心2及び回転子鉄心3
の他方の端部の空間には空気の流動が起きる。
主ファン11によって押込んだ冷却風が塵埃分離板17
によって2つの冷却風、すなわち塵埃が含まれている冷
却風と塵埃が含まれていない冷却風とに分離し、塵埃が
含まれている冷却風は塵埃排出口14から機外へ排出
し、塵埃が含まれていない冷却風は塵埃分離板17の内
径側とファン主板11aの外径側との間の空隙を介して
機内に押込むようにしたので、塵埃が含まれていない冷
却風によって機内を冷却でき、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。従って、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。
ブラケット7,主ファン11,主ファン11のファン主
板11aの外径側と対向するエンドブラケット7部分に
設けられた塵埃分離板17によって囲まれた空間内で、
塵埃が含まれている冷却風と塵埃が含まれていない冷却
風とに分離できるので、塵埃除去の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。
主板11aの外径側と塵埃分離板17の内径側との間の
空隙の通風断面積が塵埃排出口14の通風断面積よりも
大きくしたので、その空隙を介して機内に押込まれる冷
却風の風量を多く、かつ風速を遅くでき、塵埃排出口1
4から排出される冷却風の風量を少なく、かつ風速を速
くできる。従って、塵埃が含まれている冷却風を風速の
速い塵埃排出口14から確実に排出できると共に、機内
を多量の冷却風で冷却でき、上記効果を向上できる。
ブラケット7を反鉄心側に張出した形状とすると共に、
主ファン11のファン主板11aをエンドブラケット7
に沿った形状とし、ファン主板11aのエンドブラケッ
ト7側にファンベーン11bを設けたので、回転軸6の
回転子鉄心3と軸受装置9との間の部分に主ファン11
を設置でき、軸方向の長さを短くできる。従って、電動
機の小型軽量化が図れる。
13とファンベーン11bとをほぼ直線配置としたの
で、入気口13を介して取込まれる冷却風の通風損失を
小さくでき、主ファン11の径を小さくしても必要な冷
却風の風量を容易に確保できる。従って、電動機の低騒
音化が図れる。
ベーン11bの内径側と入気口13との間の間隔を30
mm以上あけたので、ファンベーン11bと入気口13
との間の空間に発生する騒音を低減できる。すなわちフ
ァンの騒音はファンベーンが空気を切る音であり、その
発生は空気の疎密が原因である。ここで、主ファン11
の騒音について考えると、主ファン11の騒音は入気口
13とファンベーン11bとの間の空間が発生源であ
り、入気口13のある部分と入気口13のない部分との
空気の密度の変化によるものである。しかし、この騒音
は入気口13とファンベーン11bとの空間距離を大き
くあけることで、空気の疎密の変化が小さくなり低減で
きる。従って、第1の実施の形態ではその低減効果が顕
著になる空間距離、すなわち30mm以上あけて、上記
効果を向上している。
ベーン11bの枚数と入気口13との個数を互いに割切
れない(1以外の公約数を持たない)数の組合わせとし
たので、ファンベーン11bと入気口13との間の空間
に発生する騒音のレベルを低減できる。例えば入気口の
個数を12、ファンベーンの枚数を15及び17とした
とき、12と15の組合わせでは、公約数が1の他に3
が存在するので、一周360゜のうち120゜の3ヶ所
においてファンベーンと入気口の位置(位相)が全く同
じになり、騒音を強め合い騒音レベルを高める。一方、
12と17の組合わせでは、公約数が1以外存在しない
ので、一周360゜においてファンベーンと入気口の位
置(位相)が全て異なり、騒音を強め合うことがない。
従って、騒音レベルを低減できる。
の個数をNs,ファンベーンの枚数と入気口の個数の公
約数をM,回転数をrpmとしたとき、発生する騒音の
周波数fは、 f=Nb×rpm×M/60(Hz) 又は、 f=Ns×rpm×M/60(Hz) となり、12と15の組合わせでは、1,3の公約数を
持つので、12倍,15倍,36倍,45倍の周波数を
有する騒音が発生する。一方、12と17の組合わせで
は、1の公約数を持つので、12倍,17倍の周波数を
有する騒音を発生する。ここで、ある部分が管を構成
し、この管の長さがLであった場合、その管における共
鳴する波長は、4L,4L/2,4L/3,4L/4…
となり、騒音の発生周波数の多い12と15の組合わせ
では共鳴しやすく、騒音のレベルを高めやすい。しか
し、騒音の発生周波数の少ない12と17の組合わせで
は共鳴を少なくでき、騒音のレベルを低減できる。従っ
て、上記効果をさらに向上できる。
鉄心3の軸受装置10側の端部に補助ファン12を設け
たので、鉄心とエンドブラケット8との間の空間に空気
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、軸受装置10の温度上昇を抑制できる。
ァン12のファン主板12aを軸受装置10の軸受カバ
ー16に沿った形状としたので、ファン主板12aと軸
受カバー16との間の空隙を小さくしてこの空隙の負圧
を大きくでき、径方向に流れる冷却風の風量を増やして
ファン主板12aと軸受カバー16との間の熱をより逃
げやすくできる。従って、軸受装置10の温度上昇を更
に抑制できる。また、径方向に流れる冷却風の風量を増
やせるので、主ファン11の径を小さくでき、更なる低
騒音化を可能にできる。
用開放型電動機を図5乃至図8に示す。尚、前述した第
1の実施の形態と同様の部分には同符号を付し、その説
明を省略する。本実施の形態では、エンドブラケット7
と第1の実施の形態で述べた分離機構の1つである塵埃
分離板17を一体化し、ファン主板11aの外径側と対
向するエンドブラケット7の固定子枠1との接続部を内
径側に突出させている。すなわち突出部7dを形成して
いる。尚、主ファン11の側板は省略し、エンドブラケ
ット7の側面部7cを代用している。
埃排出口14と固定子枠1の軸受装置10側の外周部に
1つ設けた入気口29との間には、塵埃排出口14から
排出されると共に塵埃が含まれている冷却風を鉄心とエ
ンドブラケット8との間の空間に供給する通風管30を
設けている。尚、本実施の形態では、機内を冷却し終え
た冷却風の複数の排出口15をエンドブラケット8では
なく、固定子枠1の外周部に入気口29と同一周面上に
配置されるように複数設けている。
軸受装置10側の端部には第1の実施の形態で述べた補
助ファン12の代わりに、整流板31を設けている。整
流板31は通風ダクト18を流れてきた冷却風を径方向
外側に案内できるように、回転子鉄心3の端部から径方
向外側に向かって傾斜した形状のものである。換言すれ
ば、その取付部から径方向に遠ざかるに従って回転子鉄
心3から遠ざかるように形成したものである。
エンドブラケット7の外周面部に設けた塵埃排出口14
と固定子枠1の軸受装置10側の外周部に1つ設けた入
気口29との間に通風管30を設けたので、エンドブラ
ッケット7に一体形成した塵埃分離するための突出部分
において2つに分離された冷却風のうち、塵埃が含まれ
ている冷却風を通風管30を介して冷却風の排出側、す
なわち鉄心とエンドブラッケト8との空間部分に供給で
きる。このようにすれば、機内を冷却しながら流れると
共に塵埃が含まれていない冷却風よりも温度が低く塵埃
が含まれている冷却風によって鉄心とエンドブラッケト
8との空間部分を冷却することができ、その空間部分の
冷却効果を第1の実施の形態よりも向上できる。尚、塵
埃が含まれている冷却風は塵埃が含まれていない冷却風
よりも風量が少ないので、鉄心とエンドブラケット8と
の空間部分を冷却した後は、塵埃が含まれていない冷却
風と共に排気口15を介して機外に排出される。従っ
て、第1の実施の形態の効果に加え、冷却効率の向上が
図れる。
れる車両駆動用開放型電動機を提供できる。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
図れる信頼性の高い車両駆動用開放型電動機を提供でき
る。さらに、冷却風の排気側の軸受装置の冷却効率の向
上、例えば温度上昇を抑えることができる車両駆動用開
放型電動機を提供できる。 [図面の簡単な説明]
放型電動機の構成を示す断面図である。
放型電動機の構成を示す断面図である。
Claims (24)
- 【請求項1】 固定子枠の内側に設けられた固定子と、
該固定子の内側に設けられた回転子と、該回転子の回転
軸を支承する軸受装置と、前記固定子枠の端部に設けら
れたブラケットと、前記回転子と前記軸受装置との間の
前記回転軸部分に設けられると共にファン主板及びファ
ンベーンを備えたファンと、前記ファンベーンの内径側
と対向する部分に設けられた入気口と、前記ファンベー
ンの外径側と対向する部分に設けられた排気口と、前記
ファン主板の外径側と対向する部分に設けられた塵埃分
離機構とを有し、前記ブラケットは前記固定子枠と前記
軸受装置との間で反鉄心側に張出し、前記ファンベーン
は前記ファン主板の前記ブラケット側に設けられる共に
前記ブラケットの張出した空間内に配置され、前記ファ
ン主板の外径と前記塵埃分離機構の内径との間の間隙の
通風断面積は前記排気口の通風断面積よりも大きいこと
を特徴とする車両駆動用開放型電動機。 - 【請求項2】 固定子枠の内側に設けられた固定子と、
該固定子の内側に設けられた回転子と、該回転子の回転
軸を支承する軸受装置と、前記固定子枠の端部に設けら
れたブラケットと、前記回転子と前記軸受装置との間の
前記回転軸部分に設けられると共にファン主板及びファ
ンベーンを備えたファンと、前記ファンベーンの内径側
と対向する部分に設けられた入気口と、前記ファンベー
ンの外径側と対向する部分に設けられた排気口と、前記
ファン主板の外径側と対向する部分に設けられた塵埃分
離機構とを有し、前記ブラケットは、前記固定子枠との
接続部からほぼ軸方向反鉄心側に伸びた外周面部、前記
軸受装置との接続部からほぼ軸方向反鉄心側に伸びた内
周面部及び該内周面部と前記外周面部との間に設けられ
た側面部からなり、前記ファン主板は、前記側面部と平
行な部分及び該平行部分から前記回転軸との接続部に至
る傾斜した部分からなり、前記ファンベーンは、前記フ
ァン主板の前記ブラケット側に設けられると共に前記外
周面部,前記内周面部及び前記側面部によって囲まれた
空間内に配置され、前記ファン主板の外径と前記塵埃分
離機構の内径との間の間隙の通風断面積は前記排気口の
通風断面積よりも大きいことを特徴とする車両駆動用開
放型電動機。 - 【請求項3】 固定子枠の内側に設けられた固定子と、
該固定子の内側に設けられた回転子と、該回転子の回転
軸を支承する軸受装置と、前記固定子枠の端部に設けら
れたブラケットと、前記回転子と前記軸受装置との間の
前記回転軸部分に設けられると共にファン主板及びファ
ンベーンを備えたファンと、前記ファンベーンの内径側
と対向する部分に設けられた入気口と、前記ファンベー
ンの外径側と対向する部分に設けられた排気口と、前記
ファン主板の外径側と対向する部分に設けられた塵埃分
離機構とを有し、前記ブラケットは前記固定子枠と前記
軸受装置との間で反鉄心側に張出し、前記ファンベーン
は、前記ブラケット側に傾斜させて設けられた前記ファ
ン主板の前記ブラケット側に設けられ、前記ファン主板
の外径と前記塵埃分離機構の内径との間の間隙の通風断
面積は前記排気口の通風断面積よりも大きいことを特徴
とする車両駆動用開放型電動機。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかにおいて、前
記ファンベーンの内径側と前記入気口との間の距離は3
0mm以上に設定されていることを特徴とする車両駆動
用開放型電動機。 - 【請求項5】 請求項1乃至3のいずれかにおいて、前
記ファンベーンの枚数と前記入気口の個数は、互いに割
切れない数に設定されていることを特徴とする車両駆動
用開放型電動機。 - 【請求項6】 請求項1乃至3のいずれかにおいて、前
記塵埃分離機構は、前記ファン主板の外径よりも大きい
内径を有するリング状の板部材であることを特徴とする
車両駆動用開放型電動機。 - 【請求項7】 請求項1乃至3のいずれかにおいて、塵
埃が含まれていない冷却風の排出側に補助ファンが設け
られていることを特徴とする車両駆動用開放型電動機。 - 【請求項8】 請求項7において、前記補助ファンのフ
ァン主板は、塵埃が含まれていない冷却風の排出側に設
けられた軸受カバーの形状に沿って径方向に伸びるよう
に形成されていることを特徴とする車両駆動用開放型電
動機。 - 【請求項9】 固定子,該固定子の内側に設けられた回
転子及び該回転子の回転軸に設けられたファンを収納す
る固定子枠の軸方向の両側がブラケットによって塞がれ
てなり、前記ブラケットの一方には冷却風の入気口が設
けられ、前記ブラケットの一方又は前記固定子枠には冷
却風の第1の排気口が設けられ、前記ブラケットの他方
又は前記固定子枠には冷却風の第2の排気口が設けら
れ、前記ブラケットの一方又は前記固定子枠の内周に
は、前記ファンの外径側と対向するように円環状の突出
部が形成され、該突出部と前記ブラケットの一方との間
には前記第1の排気口の開口部が配置されていると共
に、前記ファンの外径と前記突出部の内径との間の間隙
の通風断面積は前記第1の排気口の通風断面積よりも大
きいことを特徴とする車両駆動用開放型電動機。 - 【請求項10】 固定子,該固定子の内側に設けられた
回転子及び該回転子の回転軸に設けられたファンを収納
する固定子枠の軸方向の両側がブラケットによって塞が
れてなり、前記ブラケットの一方には冷却風の入気口が
設けられ、前記ブラケットの一方又は前記固定子枠には
冷却風の第1の排気口が設けられ、前記ブラケットの他
方又は前記固定子枠には冷却風の第2の排気口が設けら
れ、前記ブラケットの一方又は前記固定子枠の内周に
は、前記ファンの外径側と対向するように円環状の突出
部が形成され、該突出部と前記ブラケットの一方との間
には前記第1の排気口の開口部が配置され、前記第1の
排気口と前記第2の排気口側に設けられた第2の入気口
との間には、それらを連通する通風管が設けられている
ことを特徴とする車両駆動用開放型電動機。 - 【請求項11】 請求項9又は10において、前記突出
部は、前記入気口から取込んだ外気を塵埃が含まれてい
る外気と塵埃が含まれていない外気とに分離する分離板
を含む分離機構であることを特徴とする車両駆動用開放
型電動機。 - 【請求項12】 請求項9又は10において、前記第1
の排気口は前記ブラケットの一方の外周面に1つ設けら
れていることを特徴とする車両駆動用開放型電動機。 - 【請求項13】 請求項9又は10において、前記ブラ
ケットの一方は中心部側に凹部を有すると共に、該凹部
の内周面には前記入気口が複数設けられていることを特
徴とする車両駆動用開放型電動機。 - 【請求項14】 固定子枠の内側に設けられた固定子
と、該固定子の内側に設けられた回転子と、該回転子の
回転軸を支承する軸受装置と、前記固定子枠の端部に設
けられたブラケットと、前記回転子と前記軸受装置との
間の前記回転軸部分に設けられたファンと、外気を機内
に取込むための入気口と、機内に取込んだ外気を機外に
排出するための第1の排気口とを有し、前記ファンの外
径側と対向する部分には内径側に伸びる部材が設けら
れ、該部材よりも軸方向外側の部分には機内に取込んだ
外気を機外に排出するための第2の排出口が設けられて
いると共に、前記ファンの外径と前記部材の内径との間
の間隙の通風断面積は前記排気口の通風断面積よりも大
きいことを特徴とする車両駆動用開放型電動機。 - 【請求項15】 固定子枠の内側に設けられた固定子
と、該固定子の内側に設けられた回転子と、該回転子の
回転軸を支承する軸受装置と、前記固定子枠の端部に設
けられたブラケットと、前記回転子と前記軸受装置との
間の前記回転軸部分に設けられたファンと、外気を機内
に取込むための入気口と、機内に取込んだ外気を機外に
排出するための第1の排気口とを有し、前記ファンの外
径側と対向する部分には内径側に伸びる部材が設けら
れ、該部材よりも外側の部分には機内に取込んだ外気を
機外に排出するための第2の排出口が設けられ、該第2
の排気口と前記第1の排気口側に設けられた第2の入気
口との間には、それらを連通する通風管が設けられてい
ることを特徴とする車両駆動用開放型電動機。 - 【請求項16】 請求項14又は15において、前記部
材は、前記入気口から取込んだ外気を塵埃が含まれてい
る外気と塵埃が含まれていない外気とに分離する分離板
を含む分離機構であることを特徴とする車両駆動用開放
型電動機。 - 【請求項17】 固定子と、該固定子の内側に位置する
回転子と、該回転子の回転軸に設けられた1つ又は2つ
のファンと、これらを内蔵するように形成されたハウジ
ングと、前記ファンの外径側と対向する部分に設けられ
た塵埃分離機構と、該ハウジングの軸方向の片側又は両
側を塞ぐ閉塞部材とを備え、該閉塞部材は前記ハウジン
グの一部を兼ね、前記閉塞部材の一方には前記ファンの
径方向ほぼ直線延長上に入気孔又は入気管が開かれ、前
記閉塞部材又は前記ハウジングには少なくとも2つの排
気孔又は排気管が開かれ、該排気孔又は排気管のうちの
1つは前記入気孔又は入気管側に設置され、他の排気孔
又は排気管は前記入気孔又は入気管とは軸方向にて反対
側に位置するように設置されていると共に、前記ファン
の外径と前記塵埃分離機構の内径との間の間隙の通風断
面積は前記入気孔又は入気管側に設置された前記排気孔
又は排気管の通風断面積よりも大きいことを特徴とする
車両駆動用開放型電動機。 - 【請求項18】 固定子と、該固定子の内側に位置する
回転子と、該回転子の回転軸に設けられた1つ又は2つ
のファンと、これらを内蔵するように形成されたハウジ
ングと、該ハウジングの軸方向の片側又は両側を塞ぐ閉
塞部材とを備え、該閉塞部材は前記ハウジングの一部を
兼ね、前記閉塞部材の一方には入気孔又は入気管が開か
れ、前記閉塞部材又は前記ハウジングには少なくとも2
つの排気孔又は排気管が開かれ、該排気孔又は排気管の
うちの1つは前記入気孔又は入気管側に設置され、他の
排気孔又は排気管は前記入気孔又は入気管とは軸方向に
て反対側に位置するように設置されていると共に、前記
入気孔又は入気管側に設置された前記排気孔又は排気管
は、前記他の排気孔又は排気管側に開けられた第2の入
気孔又は入気管と連通することを特徴とする車両駆動用
開放型電動機。 - 【請求項19】 固定子と、該固定子の内側に設けられ
た回転子と、これらを取り囲むハウジングと、前記回転
子の回転軸と、前記ハウジングの両側を塞ぐ閉塞部材
と、該閉塞部材の一方と前記固定子及び前記回転子との
間にあたる前記回転軸部分に設けられたファンとを備
え、前記閉塞部材の一方には入気孔が設けられ、前記閉
塞部材の一方又はハウジングには第1の排気孔が設けら
れ、前記閉塞部材の他方又はハウジングには第2の排気
孔が設けられ、前記ファンの外径側と対向する部分には
塵埃分離機構が設けられていると共に、前記ファンは、
前記入気孔から前記第1の排気孔が設けられた前記閉塞
部材の一方又はハウジングの内面側に向かう空気流と、
前記ファンの外径と前記塵埃分離機構の内径との間の間
隙を介して機内に分流する空気流とを形成し、前記機内
に分流する空気流の通風断面積は、前記第1の排気孔か
ら排出される空気流の通風断面積よりも大きいことを特
徴とする車両駆動用開放型電動機。 - 【請求項20】 固定子と、該固定子の内側に設けられ
た回転子と、これらを取り囲むハウジングと、前記回転
子の回転軸と、前記ハウジングの両側を塞ぐ閉塞部材
と、該閉塞部材の一方と前記固定子及び前記回転子との
間にあたる前記回転軸部分に設けたファンとを備え、前
記閉塞部材の一方には入気孔が設けられ、前記閉塞部材
の一方又はハウジングには第1の排気孔が設けられ、前
記閉塞部材の他方又はハウジングには第2の排気孔が設
けられていると共に、前記ファンは、前記入気孔から前
記第1の排気孔が設けられた前記閉塞部材の一方又はハ
ウジングの内面側に向かう空気流と機内に分流する空気
流とを形成し、前記第1の排気孔が設けられた前記閉塞
部材の一方又はハウジングの内面側に向かう空気流は、
前記第1の排気孔を介して機外側に排出されてから前記
閉塞部材の他方と前記固定子及び前記回転子との間の空
間に導かれることを特徴とする車両駆動用開放型電動
機。 - 【請求項21】 請求項19又は20において、前記入
気孔から前記第1の排気孔が設けられた前記閉塞部材の
一方又はハウジングの内面側に向かう空気流には塵埃が
含まれており、前記機内に分流する空気流には塵埃が含
まれていないことを特徴とする車両駆動用開放型電動
機。 - 【請求項22】 固定子と、該固定子の内側に設けられ
た回転子と、前記固定子及び前記回転子を取り囲む固定
子枠と、該固定子枠の両端を塞ぐブラケットと、該ブラ
ケットの一方に設けられた入気孔と、前記ブラケットの
一方に設けられた第1の排気孔と、前記ブラケットの他
方に設けられた第2の排気孔と、前記ブラケットの一方
と前記固定子及び前記回転子との間の空間に配置された
第1のファンと、前記ブラケットの他方と前記固定子及
び前記回転子との間の空間に配置された第2のファン
と、前記第1のファンの外径側と対向する部分に設けら
れた塵埃分離機構とを備え、前記第1のファンの外径と
前記塵埃分離機構の内径との間の間隙の通風断面積は前
記第1の排気孔の通風断面積よりも大きいことを特徴と
する車両駆動用開放型電動機。 - 【請求項23】 請求項22において、前記第2のファ
ンは前記回転子の回転軸に取付けられており、該取付部
分から径方向に遠ざかるにしたがって前記回転子から遠
ざかるように形成されていることを特徴とする車両駆動
用開放型電動機。 - 【請求項24】 請求項22又は23において、前記第
2のファンとして整流板を用いたことを特徴とする車両
駆動用開放型電動機。
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