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鉄道車両の全閉形駆動電動機

国内特許コード P07A011797
整理番号 /NO33042
掲載日 2007年11月30日
出願番号 特願2000-049842
公開番号 特開2001-238396
登録番号 特許第3708781号
出願日 平成12年2月25日(2000.2.25)
公開日 平成13年8月31日(2001.8.31)
登録日 平成17年8月12日(2005.8.12)
発明者
  • 松岡 孝一
  • 近藤 稔
  • 八木 信行
  • 木下 力
出願人
  • (財)鉄道総合技術研究所
  • 東芝トランスポートエンジニアリング(株)
  • (株)東芝
発明の名称 鉄道車両の全閉形駆動電動機
従来技術、競合技術の概要 鉄道車両(特に電車)用の駆動電動機(モータ)では、運転時の温度上昇が規定値を超えないように通風冷却を行っている。この通風冷却の方法としては、駆動電動機内の回転軸に装着した通風ファンの回転によって駆動電動機内部に外気を取り入れて駆動電動機内部を流通させ、発熱部の通風冷却を行うのが一般的である。しかしながら、このように駆動電動機内に外気を取り入れて流通させて冷却を行うと、外気に含まれる塵埃が機内に付着して汚損し放熱効果を低下させることがある。したがって、定期的に駆動電動機を分解して清掃等の手入れを行う必要があり、保守面から改善が要望されている。また、外気を流通させるための自己通風ファンの回転音が機内空気の吐き出し口から周囲に漏れ、特に回転数が大きくなる領域(高速運転領域)では大きな騒音となるため、この騒音の改善も要望されている。これらの問題を改善するために、近年、全閉形のモータの開発が進められている。全閉形駆動電動機の場合には、外気を機内に流通させないため、長期にわたって機内が塵埃で汚損されることがない。したがって、長期間分解しなくてもよく保守の省力化が可能となる。また、通風ファンが不要となることから、ファンの回転による騒音がなくなり、大幅な低騒音化を図れる。図10は、この従来の全閉形駆動電動機の構造を示す断面図である。この図10では、全閉形駆動電動機の備えるシャフトの回転軸が水平となるように配置し、この回転軸と平行な側断面における全閉形駆動電動機の上半部分を示しており、回転軸でほぼ対称となる下半部分は省略している。この従来の全閉形駆動電動機1は円筒状に形成されたフレーム2を持つ。このフレーム2の内周面には、空円筒状のステータ鉄心3が取り付けられている。ステータ鉄心3の内周面に設けられた多数の長手方向の溝にはステータコイル4が納められている。フレーム2の一方の端部には、軸受け5を備えたベアリングブラケット6が設けられており、またフレーム2の他方の端部には、軸受け7を設けたハウジング8が設けられている。軸受け5及び軸受け7は回転子であるシャフト9を回転自在に支持する。シャフト9は、フレーム2、ステータ鉄心3と同軸に設けられている。また、この軸受け5及び軸受け7にはシャフト9の回転動作を円滑に実行させるための潤滑グリース等の潤滑剤が充填されている。シャフト9の中央部分にはロータ鉄心10が設けられており、このロータ鉄心10の外周面に設けられた多数の溝の中に、ロータバー11が取り付けられている。ロータ鉄心10に発生した回転力は、シャフト9の端部9aより駆動装置に伝達される。フレーム2の外周面、及び他方の端部側面には、多数の冷却フィン2a、2bが設けられており、機内に発生した熱を外気に放熱する。また、ベアリングブラケット6の側面にも多数の冷却フィン6aが設けられている。図11は、上記のような従来の全閉形駆動電動機1の取り付け状態を示す外観図である。この図11は、全閉形駆動電動機1の備えるシャフト9の回転軸垂直方向であり、ベアリングブラケット6からこの全閉形駆動電動機1を見た図である。全閉形駆動電動機1は、フレーム2の一部に設けられた支持腕2c、2dによって台車枠12に固定支持されている。全閉形駆動電動機1に隣接してギヤ(大歯車)13とピニオン(小歯車)14と歯車箱15とで構成される駆動装置が設けられる。全閉形駆動電動機1の回転力は、シャフト9の端部9aよりピニオン14に伝達され、ピニオン14と噛み合っているギヤ13を介して車輪16の車軸16aを回転させる。これにより、車両17がレール18上を走行する。
産業上の利用分野 本発明は、例えば鉄道車両用の全閉形駆動電動機に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 シャフトを回転可能に支持する軸受けを備える支持手段を、フレームの端部に備えた鉄道車両の全閉形駆動電動機において、 前記支持手段のうち前記軸受け近傍の部分である軸受け支持部と前記支持手段の他の部分との間に、外気と連通しており前記シャフトと同心となる環状の冷却空間を形成し、 車両の進行にしたがって流れる走行風を前記環状の冷却空間に導く案内風道を備えたことを特徴とする鉄道車両の全閉形駆動電動機。
【請求項2】 請求項1記載の鉄道車両の全閉形駆動電動機において、 前記案内風道は、前記走行風を受ける側を開口し、 前記案内風道の中央の上下に配置され、前記案内風道に突出して前記案内風道を前記走行風を受ける側と排出する側となるように左右に仕切る仕切りリブをさらに具備し、 前記仕切りリブによって、前記走行風が積極的に前記案内風道の前記走行風を受ける側から前記環状の冷却空間に流入されることを特徴とする鉄道車両の全閉形駆動電動機。
【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の鉄道車両の全閉形駆動電動機において、 前記軸受け支持部は、前記支持手段の他の部分と複数のリブによって支持されており、 前記複数のリブの間は、外気を前記環状の冷却空間に連通させるための連通口であることを特徴とする鉄道車両の全閉形駆動電動機。
【請求項4】 請求項3記載の鉄道車両の全閉形駆動電動機において、 前記複数のリブのうちの少なくとも一つに、冷却フィンを設けたことを特徴とする鉄道車両の全閉形駆動電動機。
【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の鉄道車両の全閉形駆動電動機において、 前記環状の冷却空間の壁に形成されているラビリンスよりも外気流入上流側の壁に備えられ、この外気流入上流側に開口しており、前記環状の冷却空間と同心となるように環状に設けられた回し溝を備えたことを特徴とする鉄道車両の全閉形駆動電動機。
【請求項6】 請求項5記載の鉄道車両の全閉形駆動電動機において、 前記回し溝のうち前記支持手段に備えられている回し溝近傍が、前記支持手段のうち回し溝近傍ではない部分と分離可能としたことを特徴とする鉄道車両の全閉形駆動電動機。
産業区分
  • 発電、電動
  • 鉄道
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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