JP2006033924A - 車両用通風冷却形主電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブロアの押し込み力、あるいは、ファンの吸引力に依存せずに、ロータダクトやエアギャップを通過する風速を上げて冷却性能を高めることのできる車両用通風冷却形主電動機を提供する。
【解決手段】 フレーム１１に形成された冷却風導入口１６から送り込まれた冷却風が軸方向一端部の入気側に流入し、ステータ鉄心８及びロータ鉄心２が装着された部位を軸方向に通過して軸方向他端部の排気側に流入し、排気口１８から機外に排出される車両用通風冷却形主電動機において、リボン状の薄板を長手方向に円弧状に曲げたものでなり、円弧の中心をロータ鉄心２が装着される回転軸１の軸芯に一致させて入気側における冷却風導入口１６とは反対側に設置された整風板１９Ａを備えたことを特徴とするものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用通風冷却形主電動機に関する。

車両用主電動機は、その運転時に鉄損、銅損、機械損などの損失によって発熱する。この発熱により電動機を構成する材料に定められている温度上昇限界値を超えてしまうと寿命の低下や強度の低下を引き起こすため、運転時には電動機の内部を十分に冷却しなければならない。

電動機の主な冷却方法として、通風冷却形、全閉外扇形、全閉内扇形があり、特に十分な冷却が必要な電動機には通風冷却形が採用されている。通風冷却形には、さらに、自己通風冷却形と強制通風冷却形の２種類がある。これらの冷却方法を用いた主電動機をまとめて車両用通風冷却形主電動機と称している。

図２０は強制通風冷却形に属する従来の車両用通風冷却形主電動機の縦断面図である（例えば、下記の特許文献１参照）。同図において、円筒形のフレーム１１の内周面にステータ鉄心８が図示省略のステータ鉄心押さえによって軸方向の両端から押さえて取り付けられている。このステータ鉄心８は鋼板を積層したものでなり、内周面に複数のスロットを有している。そして、このスロットを通してステータコイル９が集中巻されており、そのコイルエンド１０が軸方向の両端部に張り出している。これらがステータ（固定子）を構成している。

フレーム１１の一端に側板１２が取り付けられ、その他端に鏡蓋１４が嵌合されている。側板１２の軸芯部の内側にはハウジング１３が取り付けられ、このハウジング１３内に軸受け１５が組み込まれ、鏡蓋１４の軸芯部にも軸受け１５が組み込まれている。これら一対の軸受け１５には回転軸１の両端部がそれぞれ挿入され、これによって、回転軸１が回転自在に支持される。回転軸１の軸方向中間部には鋼板を積層したロータ鉄心２が、一対のロータ鉄心押さえ３によって押さえて取り付けられている。ロータ鉄心２の外周部には軸方向に多数の溝が形成され、これらの溝にそれぞれロータバー４が挿入され、それらの両端がエンドリング５に固着されている。このうち、回転軸１、ロータ鉄心２、ロータバー４及びエンドリング５がカゴ形のロータ（回転子）を構成している。

ここで、ロータ鉄心２の外周面とステータ鉄心８の内周面との間は、寸法が略一定のエアギャップ７になっており、ロータ鉄心２の径方向中間部に複数のロータダクト６が軸方向に形成されている。側板１２が取り付けられる側のフレーム１１の軸方向端部に冷却風導入口１６が形成され、この冷却風導入口１６にたわみ風洞１７の一端が結合され、その他端が図示省略の列車床下側ダクトに連結されている。また、鏡蓋１４にはその内部と外部を連通させる複数の排気口１８が形成されている。

かくして、この車両用通風冷却形主電動機では、車体に設置された図示省略のブロアから冷却風が強制的にダクトに送られ、たわみ風洞１７を通り、冷却風導入口１６から電動機内部に送り込まれる。この電動機内部の冷却風導入口１６が形成された軸方向の一端部を入気側、排気口１８が形成された軸方向の他端部を排気側と称することとする。矢印で示した冷却風Ａ１が電動機内に押し込まれ、入気側の圧力が高まると、この冷却風はロータダクト６及びエアギャップ７を通り、排気側に流れて電動機から発生する熱を吸収し、暖められた風として排気口１８から電動機外部に排出される。

以上、強制通風冷却形主電動機について図１を用いて説明したが、自己通風冷却形主電動機では、機内の排気側の回転軸１に図示を省略したラジアル形状のファンが固定され、ファンから径方向に風が吹き出す位置のフレーム１１上に多数の排気口が形成されている。この自己通風冷却形主電動機では、その運転時に回転軸１と共にファンが回転し、このファンの吸引作用でダクトに冷却風が入り込み、たわみ風洞１７、冷却風導入口１６を順に通り、電動機内部の入気側に流入する。その後、ロータダクト６及びエアギャップ７を通り、ファンに吸引されて、排気口から電動機外部に排出される。
特開平６−１６９５４８号公報

上述した従来の車両用通風冷却形主電動機にあっては、冷却風が冷却風導入口１６を通って、機内の入気側に対して径方向外側から内側に向かって流入し、ハウジング１３やコイルエンド１０、あるいは壁面などに衝突して乱れた流れとなり、その後、圧力の低いロータダクト６やエアギャップ７に吸い込まれ、機内の排気側へと流れる。したがって、機内の冷却に主として影響するロータダクト６、エアギャップ７を通過する風速が、ブロアの押し込み力、あるいは、ファンの吸引力に依存している。そのため、冷却効率を上げようとすると、強制通風冷却形主電動機ではブロアの回転数の増大によって騒音が増大したり、あるいは、ブロアの大型化により占有スペースが増大したり、重量が増加してしまうという問題があり、自己通風冷却形主電動機では吸引力を増すためのファン径の長大によって騒音が増大するという問題があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、ブロアの押し込み力、あるいは、ファンの吸引力に依存せずに、ロータダクトやエアギャップを通過する風速を上げて冷却性能を高めることのできる車両用通風冷却形主電動機を提供することを目的とする。

本発明は、フレームに形成された冷却風導入口から送り込まれた冷却風が機内を軸方向に通過して、排気口から機外に排出される車両用通風冷却形主電動機において、リボン状の薄板を長手方向に円弧状に曲げたものでなり、円弧の中心をロータ鉄心が装着される回転軸の軸芯に略一致させて入気側における冷却風導入口とは反対側に設置された整風板を備えたことを特徴とするものである。

本発明は上記のように構成したことにより、ブロアの押し込み力、あるいは、ファンの吸引力に依存せずに、ロータダクトやエアギャップを通過する風速を上げて冷却性能を高めることのできる車両用通風冷却形主電動機が提供される。

〔第１の実施の形態〕
図１は本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第１の実施の形態の構成を示す入気側の縦断面図で、図２は図１に示した車両用通風冷却形主電動機のＢ−Ｂ矢視横断面図であり、各図中、従来装置を示す図２０と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施の形態では冷却風導入口１６とは反対側に、リボン状の薄板を長手方向に円弧状に曲げて形成される整風板１９Ａを、円弧の中心を回転軸１の軸芯に一致させてハウジング１３の径方向外側に設置した点が図２０に示す従来装置と構成を異にし、これ以外は従来装置と同一に構成されている。

ここで、車両用通風冷却形主電動機の横断面で見たとき、冷却風導入口１６は図面上で垂直な中心線の頂部に形成されており、整風板１９Ａは水平な中心線の一方の線上から、ハウジング１３の下部を経由して、他方の線上まで１８０度の角度範囲にわたって設けられている。この整風板１９Ａの位置は、ロータ鉄心２の直径をＲ、回転軸１の軸芯に対する円弧部の半径をＣとしたとき、ロータ鉄心２の半径Ｒ／２に対してＣを略９０〜１１０％の範囲に定めた円周上である。そして、整風板１９Ａの幅、すなわち、軸方向長さＤは、コイルエンド１０と側板１２との間隔を基準にして、略３０〜１１０％の範囲であり、幅方向の一端が側板１２に接合されている。

上記ように構成された第１の実施の形態の作用について説明する。強制通風冷却形主電動機ではブロアからの圧力によって、また、自己通風冷却形主電動機ではファンの吸引作用によって、どちらの場合も冷却風Ａ１は、冷却風導入口１６から機内の入気側へ流入する。流入した冷却風はステータコイル９の隙間や、コイルエンド１０と側板１２との間の空間を通して径方向内側に向かって流れる。そして、回転軸１やハウジング１３に衝突した冷却風は２方向に分流し、整風板１９Ａの周方向端部で再度分流してその内周側と外周側にそれぞれ流れる。整風板１９Ａの両端部からそれぞれ流入する内周側の冷却風は整風板１９Ａの周方向中間部で合流して軸方向に向かい、一部がコイルエンド１０とロータバー４との間に流れ、続いてロータダクト６やエアギャップ７へ流入する。また、整風板１９Ａの両端部から流入する外周側の冷却風はフレーム１１に沿って流れ、整風板１９Ａの周方向中間部で合流して軸方向にその向きを変え、ステータコイル９の隙間や、整風板１９Ａとコイルエンド１０との隙間からステータコイル９の内周側空間へと流れ込み、エアギャップ７へ流入する。ロータダクト６やエアギャップ７へ流入した冷却風は、回転しながら機内の排気側へと流れて混合され、強制通風冷却形主電動機ではそのまま排気口１８を通して機外に排出され、図示を省略した自己通風冷却形主電動機ではファンに吸引され、このファンから径方向外側に向かって吹き出され、排気口から機外に排出される。

このように、第１の実施の形態では、整風板１９Ａで冷却風が分流され、その内周側の冷却風が軸方向に向きを変えるため、ロータダクト６やエアギャップ７に流入しやすくなり、それらを通過する際の流速が増大する。したがって、熱伝達率が大きくなって、冷却効率が高められる。

図３は従来の強制通風冷却形主電動機と第１の実施の形態に係る強制通風冷却形主電動機のエアギャップ内の軸方向の平均流速の測定値を比較した図であり、図３は同じく従来の強制通風冷却形主電動機と第１の実施の形態に係る強制通風冷却形主電動機のステータコイルの平均流速を比較した図である。これらの図から明らかなように、従来例と比較して第１の実施の形態ではエアギャップ内軸方向平均流速が約１０％増し、ステータコイルの平均温度が約５％低下していることが分かる。

図５はロータ鉄心２の直径をＲ、回転軸１の軸芯に対する円弧部の半径をＣとしたとき、ロータ鉄心２の半径Ｒ／２に対してＣの値を８０〜１２０％の範囲で順次変え、エアギャップ内軸方向平均流速をそれぞれ測定して得られた結果をプロットした図であり、図６は整風板１９Ａの軸方向長さＤを、コイルエンド１０と側板１２との間隔に対して約２０〜１２０％の範囲で変え、ステータコイル平均温度を測定して得られた値をプロットした図である。これらの図から明らかなように、整風板１９Ａの位置は、ロータ鉄心２の半径Ｒ／２に対して略９０〜１１０％の範囲に定めた円周上に配置し、かつ、整風板１９Ａの軸方向長さを、コイルエンド１０と側板１２との間隔を基準にして、略３０〜１１０％の範囲に定めることが効果的であるが、軸方向長さは、略６０〜１００％であることが好ましい。

かくして、第１の実施の形態によれば、ブロアの押し込み力、あるいは、ファンの吸引力に依存せずに、ロータダクトやエアギャップを通過する風速を上げて冷却性能を高めることができる。

〔第２の実施の形態〕
図７は本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第２の実施の形態の入気側の横断面図であり、第１の実施の形態を示す図２に対応している。図中、第１の実施の形態を示す図２と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、回転軸１の軸芯を中心にして１８０度の角度範囲にわたって設けられている整風板１９Ｂの周方向の中心位置における内周面に、すなわち、冷却風導入口１６の中心から周方向に略１８０度ずれた角度位置の整風板１９Ｂの内周面に、径方向内側に突出する小整風板２０を設けた点が第１の実施の形態と構成を異にし、これ以外は第１の実施の形態と同一に構成されている。

以下、第１の実施の形態と構成を異にする点を中心にしてその作用を説明する。冷却風導入口１６から機内の入気側へ流入する冷却風Ａ１は回転軸１やハウジング１３で分流して冷却風Ａ２となる。この冷却風Ａ２は整風板１９Ｂの端でそれぞれ内周側の冷却風Ａ３と外周側の冷却風Ａ４とに分流する。冷却風Ａ３は整風板１９Ｂに沿って流れ、小整風板２０に衝突し径方向内側に向きを変える。この結果、整風板１９Ｂの内周側に流れた冷却風Ａ３が互いに衝突することを防ぎ、衝突によって発生する風の乱れをなくして径方向内側へそのまま向きが変えられてロータダクト６やエアギャップ７に流入しやすくなる。

かくして、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態よりもロータダクトやエアギャップを通過する風速を上げて冷却性能を高めることができる。

〔第３の実施の形態〕
図８は本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第３の実施の形態の入気側の横断面図であり、第２の実施の形態を示す図７に対応している。図中、第２の実施の形態を示す図７と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、回転軸１の軸芯を中心にして１８０度の角度範囲にわたって設けられている整風板１９Ｃを周方向の中心位置にて径方向内側に対称に切り起こしてなる一対の小整風板２０を設けた点が第２の実施の形態と構成を異にし、これ以外は第２の実施の形態と同一に構成されている。

以下、第２の実施の形態と構成を異にする点を中心にしてその作用を説明する。冷却風Ａ３は整風板１９Ｃに沿って流れ、小整風板２０に衝突して径方向内側に向きを変える。また、冷却風Ａ４は一対の小整風板２０の外周部で互いに衝突し、一対の小整風板２０に挟まれた空間に流れ込み、冷却風Ａ３とともにロータダクト６やエアギャップ７に流入し、その通過風量を増やすことができる。

かくして、第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態よりもロータダクトやエアギャップを通過する風速を上げて冷却性能を高めることができる。

〔第４の実施の形態〕
図９は本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第４の実施の形態の構成を示す入気側の縦断面図であり、図１０は図９に示した車両用通風冷却形主電動機のＢ−Ｂ矢視横断面図であり、各図中、第１の実施の形態を示す図１及び図２と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施の形態は回転軸１を中心として、径方向にその位置を異ならせて２枚の整風板１９Ｄ、１９Ｅが設けられており、これらの整風板１９Ｄ、１９Ｅの位置は、いずれもロータ鉄心２の半径Ｒ／２に対して略９０〜１１０％の範囲に定めた円周上にあり、径方向内側の整風板１９Ｄの半径を基準にしたとき、径方向外側の整風板１９Ｅの半径Ｅは略１．１〜１．５倍の範囲に設置されている。なお、２枚の整風板１９Ｄ、１９Ｅの周方向端はいずれも図面の水平な中心線の一方の線上から、ハウジング１３の下部を経由して、他方の線上まで１８０度の角度範囲にわたって設けられているが、内側と外側とでその周方向の端部位置を異ならせてもよい。

上記のように構成された第４の実施の形態の作用について、特に、第１の実施の形態と構成を異にする部分を中心にして以下に説明する。回転軸１やハウジング１３で分流した冷却風Ａ２は２枚の整風板１９Ｄ、１９Ｅの両端部において、径方向内側から外側にそれぞれ冷却風Ａ５、冷却風Ａ６、冷却風Ａ７の３つに分流する。このうち、冷却風Ａ５は内側の整風板１９Ｄの内周面に沿って流れ、周方向の中間部で合流して径方向内側に向き変えた後、ロータダクト６へ流入する。また、冷却風Ａ６は外側の整風板１９Ｅの内周面に沿って流れ、周方向の中間部で合流して径方向内側に向き変えた後、エアギャップ７へ流入する。さらに、冷却風Ａ７はフレーム１１の内周面に沿って流れ、冷却風Ａ５、Ａ６と同様にして合流して径方向内側に向きを変えた後、ステータコイル９の隙間を通り、エアギャップ７へ流入する。このように、回転軸１やハウジング１３で分流した冷却風を、さらに、３方向に分流することにより、内側の整風板１９Ｄはロータダクト６へ、外側の整風板１９Ｅはエアギャップ７へとそれぞれ冷却風を分担して誘導することとなり、ロータダクト６やエアギャップ７に正確に冷却風を流し、それぞれを通過するときの冷却風の風速を上げて冷却性能を高めることができる。

図１１は径方向内側の整風板１９Ｄの半径を基準にして、径方向外側の整風板１９Ｅの半径Ｅを１．０倍から１．５倍の範囲で順次変化させたときのエアギャップ内の軸方向の平均風速を測定し、その値をプロットして得られた線図であり、この図から明らかなように、内外整風板１９Ｄ、１９Ｅの半径の比率Ｅを略１．１〜１．５の範囲に決めれば冷却効率が高められることが分かる。

かくして、第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態よりもロータダクトやエアギャップを通過する風速を上げて冷却性能を高めることができる。

〔第５の実施の形態〕
図１２は本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第５の実施の形態の構成を示す入気側の縦断面図であり、図１３は図１２に示した車両用通風冷却形主電動機のＢ−Ｂ矢視横断面図であり、各図中、第１の実施の形態を示す図１及び図２と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施の形態は第１の実施の形態に対して、整風板１９Ｆよりも半径の小さい円弧形の入口側整風板２１を、その軸芯を回転軸１の軸芯と一致させて、整風板１９Ｆと対向するように、すなわち、冷却風導入口１６から冷却風が導入される側に配置し、軸方向の一端を側板１２に接合している。この場合、整風板１９Ｆ及び入口側整風板２１の周方向端はそれぞれ図中の水平の中心線上に位置するようにしたが、この両者の端部を水平の中心線に届かないようにしても、あるいは、超えるようにしてもよい。入口側整風板２１の軸方向の長さは整風板１９Ｆと略等しくしている。入口側整風板２１を設けた以外は全て第１の実施の形態と同様に構成されている。

上記のように構成された第５の実施の形態の作用について、特に、第１の実施の形態と構成を異にする部分を中心にして以下に説明する。冷却風導入口１６から流入した冷却風Ａ１は入口側整風板２１に衝突し、その大部分が周方向に分流し、残りの一部が入口側整風板２１の軸方向に向きを変える。周方向に分流した冷却風は入口側整風板２１に沿って流れ、整風板１９Ｆの端部でその内周側と外周側とに分流し、それ以降は第１の実施の形態で説明したと同様にして流れる。入口側整風板２１の軸方向に向きを変えた冷却風は図面の上側のロータダクト６及びエアギャップ７に流入し、排気側へと流れる。

このように、第５の実施の形態では、冷却風導入口１６から流入した冷却風の一部が入口側整風板２１によって軸方向に向きを変えるため、ロータダクト６やエアギャップ７に流入しやすくなり、それらを通過する風速が上がり冷却効率が高められる。

かくして、第５の実施の形態によれば、第１の実施の形態よりもロータダクトやエアギャップを通過する風速を上げて冷却性能を高めることができる。

〔第６の実施の形態〕
図１４は本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第６の実施の形態の入気側の横断面図であり、第１の実施の形態を示す図１のＢ−Ｂ矢視横断面に対応している。図中、第１の実施の形態を示す図２と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この第５の実施の形態では、冷却風導入口１６を、冷却風の流入方向と直交する方向に３分割するように、図中の水平の中心線の部分から冷却風導入口１６まで両端部を延設させた整風板１９Ｇを設けた構成になっている。ここでは、冷却風導入口１６に位置する部分とハウジング１３を取り囲む部分とが滑らかな曲線でつながれた場合を示しているが、直線と円弧とをつなぐように構成してもよい。整風板１９Ｇの図面の下半分の形状、及び整風板１９Ｇ全体の軸方向寸法は図１に示す第１の実施の形態と同じになっている。

上記のように構成された第６の実施の形態の作用について、特に、第１の実施の形態と構成を異にする部分を中心にして以下に説明する。冷却風導入口１６で側板１２の近くの冷却風は、冷却風Ａ８、冷却風Ａ９、冷却風Ａ１０の３つに分流する。このうち、冷却風Ａ９は整風板１９Ｇの内周側に流れ、その後は第１の実施の形態と同様にして流れる。冷却風８及び冷却風Ａ１０は整風板１９Ｇの外周側に沿って流れ、その後は第１の実施の形態と同様にして流れる。

このように、冷却風導入口１６で予め冷却風を３つの方向に分けることにより、機内のみに設けた整風板の端部で冷却風が分割されて流れが乱れるのを防ぐことができ、第１の実施の形態よりもロータダクト６やエアギャップ７を通過する風速が上がり冷却効率が高められる。

かくして、第６の実施の形態によれば、第１の実施の形態よりもロータダクトやエアギャップを通過する風速を上げて冷却性能を高めることができる。

〔第７の実施の形態〕
図１５は本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第７の実施の形態の構成を示す入気側の縦断面図であり、第１の実施の形態を示す図１と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。第１の実施の形態では整風板を側板１２に対して垂直に、すなわち、回転軸１の軸芯に対して円筒面の一部をなす形状としたが、この第７の実施の形態では側板１２に接合される基端部よりも、ロータ鉄心２に向かって延伸する先端部が拡がった円錐面の一部をなす形状の整風板１９Ｈを設けたものである。これ以外は、第１の実施の形態と同一に構成されている。なお、この整風板１９Ｈは側板１２から垂直に引いた仮想線分に対して先端部の拡がり角度θを０〜６０度の範囲に定めたものである。

このように構成したことによって、冷却風が軸方向に向きを変えるときに滑らかに変化して乱れが少なくなり、ロータダクト６やエアギャップ７へ流入する冷却風の風速が上げられる。

図１６は先端部の拡がり角度θを０度から９０度まで１０度ずつ異なるものを作成し、それぞれについてエアギャップ内の軸方向の平均風速を測定し、その値をプロットした線図である。この図から明らかなように、先端部の拡がり角度θを略０〜６０度の範囲に形成することによって傾斜を持たせた効果が得られ、３０度に形成することによって最大の効果が得られることが分かる。

かくして、第７の実施の形態によれば、第１の実施の形態よりもロータダクトやエアギャップを通過する風速を上げて冷却性能を高めることができる。

〔第８の実施の形態〕
図１７は本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第８の実施の形態の構成を示す入気側の縦断面図であり、第８の実施の形態を示す図１５と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。第７の実施の形態では側板１２に接合される基端部から円錐面に沿って広がる整風板を用いたが、この実施の形態はその断面が円周の１／４に相当する円弧状に広がった整風板１９Ｊを用いた点が第７の実施の形態と構成を異にし、これ以外は第７の実施の形態と同一に構成されている。

この第８の実施の形態によっても、第１の実施の形態よりもロータダクトやエアギャップを通過する風速を上げて冷却性能を高めることができる。

〔第９の実施の形態〕
図１８は本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第９の実施の形態の構成を示す入気側の縦断面図であり、第１の実施の形態を示す図１と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。第１の実施の形態では整風板を側板１２に対して垂直に、すなわち、回転軸１の軸芯に対して円筒面の一部をなす形状としたが、この第９の実施の形態では側板１２に接合される基端部からその軸方向長さの半分程度まで先端部が拡がった円錐面の一部をなす形状で、その先が円筒面の一部をなす形状の整風板１９Ｋを設けたものである。

この実施形態によれば第１の実施の形態よりもロータダクトやエアギャップを通過する風速を上げ得る。そのことを実証するために先端部と基端部との間の角度θを０度から９０度まで１０度ずつ異なるものを作成し、それぞれについてエアギャップ内の軸方向の平均風速を測定し、その値をプロットすると図１９に示す線図が得られた。この図から明らかなように、先端部と基端部との間の角度θを略１２０〜１８０度の範囲に形成することによって傾斜を持たせた効果が得られ、１５０度に形成することによって最大の効果が得られることが分かる。

かくして、第９の実施の形態によっても、第１の実施の形態よりも冷却性能を高めることができる。

〔他の実施の形態〕
第７〜第９の実施の形態のように、縦断面にθの傾斜を持たせたり、円弧状に曲げた整風板１９Ｈ、１９Ｊ、１９Ｋを用いることは、第１〜第６の実施の形態に適用することができ、これによって冷却性能をさらに高めることができる。

本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第１の実施の形態の構成を示す入気側の縦断面図。 図１に示した車両用通風冷却形主電動機のＢ−Ｂ矢視横断面図。 従来の車両用通風冷却形主電動機と第１の実施形態の各エアギャップの軸方向平均風速を比較した図。 従来の車両用通風冷却形主電動機と第１の実施形態の各ステータコイルの平均温度を比較した図。 第１の実施の形態を構成する整風板の半径を変えてエアギャップ内軸方向平均流速をそれぞれ測定して得られた結果をプロットした図。 第１の実施の形態を構成する整風板の軸方向長さを変えてステータコイルの平均温度をそれぞれ測定して得られた結果をプロットした図。 本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第２の実施の形態の入気側の横断面図。 本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第３の実施の形態の入気側の横断面図。 本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第４の実施の形態の構成を示す入気側の縦断面図。 図９に示した車両用通風冷却形主電動機のＢ−Ｂ矢視横断面図。 第４の実施の形態を構成する径方向内側の整風板の半径を基準にして、径方向外側の整風板の半径を変化させたときのエアギャップ内の軸方向の平均風速を測定し、その値をプロットして得られた線図。 本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第５の実施の形態の構成を示す入気側の縦断面図。 図１２に示した車両用通風冷却形主電動機のＢ−Ｂ矢視横断面図。 本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第６の実施の形態の入気側の横断面図。 本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第７の実施の形態の構成を示す入気側の縦断面図。 第７の実施の形態を構成する整風板の先端部の拡がり角度の異なるものを作成し、それぞれについてエアギャップ内の軸方向の平均風速を測定し、その値をプロットした線図。 本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第８の実施の形態の構成を示す入気側の縦断面図。 本発明に係る車両用通風冷却形主電動機の第９の実施の形態の構成を示す入気側の縦断面図。 第９の実施の形態を構成する整風板の先端部と基端部との間の角度の異なるものを作成し、それぞれについてエアギャップ内の軸方向の平均風速を測定し、その値をプロットして得られた線図。 強制通風冷却形に属する従来の車両用通風冷却形主電動機の縦断面図。

符号の説明

１ 回転軸
２ ロータ鉄心
３ ロータ鉄心押さえ
４ ロータバー
５ エンドリング
６ ロータダクト
７ エアギャップ
８ ステータ鉄心
９ ステータコイル
１０ コイルエンド
１１ フレーム
１２ 側板
１３ ハウジング
１４ 鏡蓋
１５ 軸受け
１６ 冷却風導入口
１７ たわみ風洞
１８ 排気口
１９Ａ〜１９Ｋ 整風板

Claims (10)

1. フレームに形成された冷却風導入口から送り込まれた冷却風が機内を軸方向に通過して、排気口から機外に排出される車両用通風冷却形主電動機において、
   リボン状の薄板を長手方向に円弧状に曲げたものでなり、円弧の中心をロータ鉄心が装着される回転軸の軸芯に略一致させて入気側における前記冷却風導入口とは反対側に設置された整風板を備えたことを特徴とする車両用通風冷却形主電動機。
2. 前記フレームの軸方向の一端に側板が装着され、前記整風板は幅方向の一端が前記側板に接合されると共に、前記ロータ鉄心の半径に対して略９０〜１１０％の半径を持った円周上に接合され、前記側板からコイルエンドまでの距離の略３０〜１１０％の幅を持っていることを特徴とする請求項１記載の車両用通風冷却形主電動機。
3. 前記冷却風導入口の中心から周方向に略１８０度ずれた角度位置の前記整風板の内周面に、径方向内側に突出する小整風板を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用通風冷却形主電動機。
4. 前記冷却風導入口の中心から周方向に略１８０度ずれた角度位置で、前記整風板を径方向内側に対称に切り起こしてなる一対の小整風板を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用通風冷却形主電動機。
5. 前記整風板は曲げ半径が互いに異なる２枚の薄板を同芯に配置した内外整風板でなり、前記内外整風板の半径比率が略１．１〜１．５の範囲にあることを特徴とする請求項１または２記載の車両用通風冷却形主電動機。
6. 前記整風板よりも小さい半径でリボン状の薄板を長手方向に円弧状に曲げたものでなり、円弧の中心を前記回転軸の軸芯に一致させて入気側における前記冷却風導入口と同じ側に設置された入口側整風板を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用通風冷却形主電動機。
7. 前記整風板の各端部が前記冷却風導入口まで延設され、各延設端が前記冷却風導入口を冷却風の流れと直交する方向に３分割するように配置されたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用通風冷却形主電動機。
8. 前記整風板は前記側板に接合される幅方向の一端よりも、前記ロータ鉄心に向かって延伸する幅方向の他端が拡がった円錐面の一部をなし、前記側板に垂直に引いた仮想線分に対して他端部の拡がり角度を０〜６０度の範囲に定めたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の車両用通風冷却形主電動機。
9. 前記整風板は前記側板に接合される幅方向の一端よりも、前記ロータ鉄心に向かって延伸する幅方向の他端が拡がり、かつ、幅方向に円周の１／４に相当する円弧状に曲げたものであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の車両用通風冷却形主電動機。
10. 前記整風板は前記側板に接合される幅方向の一端からその幅の約半分程度まで先が拡がった円錐面の一部をなし、残りの約半分が円筒面の一部をなし、その縦断面における円錐面と円筒面とのなす角度が１２０〜１８０度であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の車両用通風冷却形主電動機。

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