JPH09233766A - 車輪一体形電動機 - Google Patents
車輪一体形電動機Info
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- JPH09233766A JPH09233766A JP3210096A JP3210096A JPH09233766A JP H09233766 A JPH09233766 A JP H09233766A JP 3210096 A JP3210096 A JP 3210096A JP 3210096 A JP3210096 A JP 3210096A JP H09233766 A JPH09233766 A JP H09233766A
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- JP
- Japan
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- wheel
- cooling air
- ventilation
- stator
- air duct
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
量の増大によるモータの出力の増大を可能にすることに
ある。 【構成】車軸の一端部に軸受を介して車輪を回転自在に
支持し、車輪の内側位置の車軸に固定子鉄心を固定子部
材を介して取付けると共に、外周面に所定の空隙を存し
て回転子フレームを配設してその車輪側端部を車輪に一
体的に結合すると共に、反車輪側端部を軸受により回転
自在に支持してなるアウタロータタイプの車輪一体形電
動機において、反車輪側の軸受の外側に冷却空気ダクト
を固定子部材に支持させ、その内周部及び固定子部材に
機内に連通する複数個の第1の通風穴をそれぞれ設ける
と共に、回転子フレームの端面及び冷却空気ダクトの外
周部に機内に連通する第2の通風穴をそれぞれ設け、冷
却空気ダクトの上部より取入れた冷却空気を各第1及び
第2の通風穴を通して機内へ流通させる。
Description
るアウタロータタイプの車輪一体形電動機に関する。
体化された車軸に大歯車を取付け、この大歯車に噛合さ
せて設けられた小歯車の軸に主電動機(以下モータと呼
ぶ)の回転軸を接続し、モータの回転力を歯車機構を介
して車輪に伝達して車輪を駆動するものである。
化、歯車機構をなくして低騒音化、保守の省力化等を図
るものとして、図5に示すような車輪・モータ一体形の
各輪駆動方式の開発が進められている。
の車軸1の両端部は軸支持箱2を介して台車枠3に固定
支持されている。この車軸1の両側位置には軸受4を介
してレール上を走行する車輪5が回転自在に支持されて
いる。また、車軸1の内側の所定位置には固定子コイル
7を備えた固定子鉄心6が固定子部材6aを介して取付
けられている。
16を有するブラケット11が取付けられ、その他端に
は内周側に永久磁石9を有する円筒状の回転子フレーム
8の一端部が固定され、この回転子フレーム8の他端は
固定子部材に取付けられた軸受10に回転自在に支持さ
れている。
の内周面との間には約2mm位の空隙を存している。一
方、モータの反車輪側の軸受10の外側に、図6に示す
ように回転子フレーム8よりも大きな外径の冷却空気ダ
クト13が設けられると共に、固定子部材6aに取付ボ
ルト17により固定されている。
部位に位置する固定子部材6aに設けられた複数個の通
風穴15aに対応させて通風穴15bが設けられ、これ
ら通風穴15a,15bにより冷却空気ダクト内とモー
タ機内とを連通させている。また、冷却空気ダクト13
の上部には開口部13aが設けられ、この開口部13a
にベローズからなるたわみ風道14を介して冷却用ブロ
アの送気ダクトと連通させてある。
は固定子部材6aに設けられた通風穴15a及び冷却空
気ダクト13に設けられた通風穴15bを通して冷却空
気ダクト13の内部に引通した後、冷却空気ダクト13
の上方から引出している。
8は車輪5と一体となって回転部分を形成し、アウター
ロータタイプで車輪一体形の永久磁石形の同期電動機を
構成している。なお、図示していないが反対側の車輪に
も全く同様の構成の駆動モータが取付けられている。
一体形モータにおいて、ブロアより送られた冷却空気は
冷却空気ダクト13に導入された後、冷却空気ダクト1
3及び固定子部材6aの通風穴15b,15aを通して
機内に入る。そして、この機内に流入した冷却空気は、
固定子鉄心6の外周面と回転子フレーム8に取付けられ
た永久磁石9の内周面との間に形成されている空隙部を
通過すると同時に固定子鉄心6及び固定子部材6aに設
けられた軸方向に貫通する通風穴15a内を通過し、ブ
ラケット11に設けられた排気口16を通して機外に排
気する構造となっている。
タにおいては、次のような問題点があり、改善が望まれ
ている。 (1)機内に取入れられる冷却空気は、冷却空気ダクト
13から車軸の内周側の固定子部材6aに設けられた複
数個の通風穴15aを通して導入されるため、大部分の
冷却空気は固定子鉄心6及び固定子部材6aに設けられ
た軸方向に貫通する通風穴6b内を通過し、固定子鉄心
6の外周面と永久磁石9の内周面との間に存する通風抵
抗の大きな空隙部へは殆ど流れない。このため、発熱体
である固定子コイル7及び永久磁石9の冷却効率が低下
する。
通風穴6bを塞ぐと、固定子鉄心6と永久磁石9との間
の空隙部側への通風量は増える方向に作用するが、逆に
機内の通風抵抗が大きくなって機内に取込まれる風量が
減少し、あまり空隙部側への通風量の増加につながらな
い。 (2)一方、回転子フレーム8を支持する軸受10はそ
の直径が大きく、しかも発熱し易いが、機内への冷却空
気の取入口が軸受10の内径側にあるため、冷却が効果
的に行われず、温度上昇がし易くなる。
めになされたもので、機内の各部を効果的に冷却できる
と共に、通風量の増大によるモータの出力の増大を可能
にして車両限界内での構成を容易にし、車両性能の向上
を図ることができる車両一体形電動機を提供することを
目的とする。
決するため、次のような手段により車輪一体形回転電機
を構成する。請求項1に対応する発明は、台車に固定支
持された車軸の一端部に軸受を介して車輪を回転自在に
支持すると共に、前記車輪の内側位置の車軸に固定子を
取付け、この固定子の外周面に所定の空隙を存して配設
された回転子フレームの内周面に回転子を取付けると共
に、前記回転子フレームの車輪側端部をブラケットによ
り前記車輪に一体的に結合し、回転子フレームの反車輪
側端部を前記固定子に支持された軸受により回転自在に
支持してなるアウタロータタイプの車輪一体形電動機に
おいて、前記反車輪側の軸受の外側に冷却空気ダクトを
前記固定子に支持させて設け、前記軸受の内径側に位置
する前記冷却空気ダクトの内周部及び固定子に機内に連
通する複数個の第1の通風穴をそれぞれ設け、前記軸受
の外径側に位置する前記回転子フレームの端面に複数個
の第2の通風穴を設けると共に、前記冷却空気ダクトに
前記車軸を中心半径とし、且つ前記第2の通風穴を通し
て機内に連通する環状の通風穴をそれぞれ設け、前記冷
却空気ダクトの上部より取入れた冷却空気を前記軸受の
内径側の前記各第1の通風穴と外径側の環状の通風穴及
び第2の通風穴を通して機内へ流通させて回転子側及び
固定子側を通風冷却するようにしたものである。
応する発明において、前記回転子フレームの端面に設け
られた複数個の第2の通風穴部を囲むように車軸を中心
半径とする環状の通風ガイドを設けると共に、前記冷却
空気ダクトに設けられた環状の第2の通風穴部を囲むよ
うに通風ガイドを設け、前記環状の通風穴部の通風ガイ
ドを前記各第2の通風穴部の通風ガイドにその内外周面
間に微少間隙が存するように挿入する構成したものであ
る。
電機にあつては、車輪側とは反対の軸受の外側に冷却空
気を機内に導入する冷却空気ダクトを設け、且つ軸受の
外径側に対応する冷却空気ダクト及び回転子フレームに
通風穴をそれぞれ設けると共に、軸受の内径側に対応す
る冷却空気ダクト及び固定子にそれぞれ複数の通風穴を
設けてそれぞれの通風穴より機内に冷却空気が取入れら
れる構成としているので、固定子と回転子との間の間隙
部の通風量が増大し、発熱体部分を効果的に冷却するこ
とができる。
持された車軸の両端部に各々軸受を介して車輪を回転自
在に支持すると共に、前記各車輪の内側位置の車軸に固
定子を取付け、この固定子の外周面に所定の空隙を存し
てそれぞれ配設された回転子フレームの内周面に回転子
を取付けると共に、これら各回転子フレームの車輪側端
部をブラケットにより前記各車輪に一体的に結合し、各
回転子フレームの反車輪側端部を前記固定子に支持され
たそれぞれの軸受により回転自在に支持してなる各車輪
駆動式の車輪一体形電動機において、各車輪を駆動する
電動機間に一個の共通の冷却空気ダクトを設け、この冷
却空気ダクトの内周部に各々機内に連通する複数個の通
風穴をそれぞれ設け、前記冷却空気ダクトの上部より取
入れた冷却空気を各通風穴を通して各電動機内へ流通さ
せて通風冷却するようにしたものである。
機にあっては、各車輪を駆動する電動機に1個の冷却空
気ダクトを共通に設けて冷却風量の増大とリード線の外
部への導出を可能としているので、狭いスペースを有効
利用と構造の単純化を図るすることができる。
持された車軸の両端部に各々軸受を介して車輪を回転自
在に支持すると共に、前記各車輪の内側位置の車軸に固
定子を取付け、これら各固定子の外周面に所定の空隙を
存して配設された回転子フレームの内周面に回転子をそ
れぞれ取付けると共に、これら各回転子フレームの車輪
側端部をブラケットにより前記各車輪に一体的に結合
し、各回転子フレームの反車輪側端部を前記固定子に支
持されたそれぞれの軸受により回転自在に支持してなる
各車輪駆動式の車輪一体形電動機において、各車輪を駆
動する電動機間に一個の共通の冷却空気ダクトを前記各
固定子に支持させて設け、前記各軸受の内径側に位置す
る前記冷却空気ダクトの内周部及び固定子に機内に連通
する複数個の第1の通風穴をそれぞれ設け、前記各軸受
の外径側に位置する前記両電動機の回転子フレームの端
面に複数個の第2の通風穴をそれぞれ設けると共に、前
記冷却空気ダクトに前記車軸を中心半径とし、且つ前記
各第2の通風穴を通して両機内に連通する環状の通風穴
をそれぞれ設け、前記冷却空気ダクトの上部より取入れ
た冷却空気を前記各軸受の内径側の前記各第1の通風穴
と外径側の各環状の通風穴及び第2の通風穴を通して両
機内へそれぞれ流通させて各電動機の回転子側及び固定
子側を通風冷却するようにしたものである。
ば、請求項1及び請求項2に対応する発明と同様の作用
効果を得ることができることは勿論、スペースの有効利
用並びに構造の単純化を図ることができる。
項1乃至請求項4の何ずれかの項に対応する発明におい
て、前記冷却空気ダクトに流入する空気を機外に設けた
ブロアにより送風するようにしたものである。
機にあっては、冷却空気ダクトに流入する空気を機外に
設けたブロアにより送風されるので、その冷却風量を増
大させることができる。
て説明する。図1及び図2は本発明の第1の実施例をそ
れぞれ示すもので、図1は車輪一体形モータを示す断面
図であり、図2は冷却空気ダクト及び機内への冷却空気
導入部を拡大して示す断面図である。なお、図5と同一
部品には同一符号を付して説明する。
の車軸1の両端部は軸支持箱2を介して台車枠3に固定
支持されている。この車軸1の両側位置には軸受4を介
してレール上を走行する車輪5が回転自在に支持されて
いる。また、車軸1の内側の所定位置にはコイル7を備
えた固定子鉄心6が固定子部材6aを介して取付けられ
ている。
16を有するブラケット11が取付けられ、その他端に
は内周側に永久磁石9を有する円筒状の回転子フレーム
8の一端部が固定され、この回転子フレーム8の他端は
固定子部材6aに取付けられた軸受10に回転自在に支
持されている。
石9の内周面との間には約2mm位の空隙を存している。
これらブラケット11及び回転子フレーム8は車輪5と
一体となって回転部分を形成し、アウターロータタイプ
で車輪一体形の永久磁石形の同期電動機を構成してい
る。
て、第1の実施の形態では図2に示すようにモータの反
車輪側の回転子フレーム8及び軸受10の外側に、回転
子フレーム8よりも大きな外径の冷却空気ダクト18が
設けられると共に、固定子部材6aに図示しない取付ボ
ルトにより固定される。
径側に対応する車軸1の外周部位に位置する固定子部材
6aに設けられた複数個の通風穴19aに対応させて通
風穴19bが設けられ、これら通風穴19a,19bに
より冷却空気ダクト18内とモータ機内とを連通させて
いる。
径側の回転子フレーム8側に対応する位置に図3に示す
ように車軸を中心半径とする環状の通風穴20が設けら
れると共に、回転子フレーム8の側面にも通風穴20に
対応させて複数個の通風穴21が適宜の間隔を存して設
けられる。そして、フレーム側の各通風穴21部に車軸
を中心半径とする通風ガイド23をダクト側に突出させ
て設けると共に、ダクト側の環状の通風穴20部にも通
風ガイド22をフレーム側に突出させて設けられ、通風
ガイド22が通風ガイド23内に挿入される。
3の内外周面との間x,yが微少隙間となるような寸法
関係にして機外への空気の漏れを最小限とする構造にし
てある。また、冷却空気ガイド18側に設けられた環状
の通風穴20には適宜の間隔を存して補強のためのリブ
24がそれぞれ設けれらる。
口部が設けられ、この開口部にベローズからなるたわみ
風道25を介して冷却用ブロアの送気ダクトと連通させ
てある。
は固定子部材6aに設けられた通風穴19a及び冷却空
気ダクト18に設けられた通風穴19bを通して冷却空
気ダクト18の内部に引通した後、冷却空気ダクト18
の上方から引出している。
全く同様の構成の駆動モータが取付けられている。上記
ように構成された車輪一体形モータにおいて、ブロアよ
り送られた冷却空気は冷却空気ダクト18に導入された
後、軸受10の外径側に有する環状の通風20部に設け
られた通風ガイド22及び回転子フレーム8の側面に有
する複数個の通風穴21部を囲むように設けられた環状
の通風ガイド23を通して機内に流入すると共に、軸受
10の内径側に有する冷却空気ダクト18及び固定子部
材6aの通風穴19b,19aを通して機内に流入す
る。
22及び23を通して機内に流入した冷却空気は、軸受
10の内径側の通風穴19a,19bを通して機内に流
入する冷却空気よりも風圧が高くなっている。
ト18の環状の通風穴20より通風ガイド22及び23
を通して回転子フレーム8側の複数個の通風穴21を経
て機内に流入した冷却空気は、固定子鉄心6の外周面と
回転子フレーム8に取付けられた永久磁石9の内周面と
の間に形成されている空隙部を通過し、また軸受10の
内径側の通風穴19a,19bを通して機内に流入した
冷却空気は軸受10の内径側の固定子鉄心6及び固定子
部材6aに設けられた軸方向に貫通する通風穴6b内を
通過し、ブラケット11に設けられた排気口16を通し
て機外に放出される。
とは反対の軸受10の外側に冷却空気を機内に導入する
冷却空気ダクト18を設け、且つ軸受10の外径側に対
応する冷却空気ダクト18及び回転子フレーム8に通風
穴20及び21を設けると共に、軸受10の内径側に対
応する冷却空気ダクト18及び固定子部材6aに複数の
通風穴19a,19bを設けてそれぞれの通風穴より機
内に冷却空気が取入れられる構成としているので、固定
子鉄心6と永久磁石9と間の間隙部の通風量が増大し、
固定コイル7及び永久磁石9の発熱体部分を効果的に冷
却することができる。特に軸受10の外径側に対応する
回転子フレーム8に設けられた車軸を中心とする環状の
通風穴21部に通風ガイド23を設け、この通風ガイド
23内に冷却空気ダクト18に有する複数の通風穴20
部に設けられた通風ガイド22をその内外周面間が微少
間隙となるように挿入したので、機外への空気の漏れを
最小限として機内への送風効果を向上させることができ
できる。
大きな軸受10であっても、その内径側及び外径側の通
風穴を通して冷却空気が流れるので、軸受10の内周及
び外周が冷却され、軸受10の温度上昇を抑制すること
ができる。
ように軸受10の内径側への通風路幅aに対して軸受1
0の外径側に対応する位置の通風穴20部の通風路幅b
を拡大した構成としてあるので、軸受10の内径側への
通風量を減らすことなく、通風穴20部への風量も確保
することができる。
面図である。第2の実施の形態においては、各々の車輪
と結合したモータ30とモータ31の間に共通の冷却空
気ダクト32を設け、この冷却空気ダクト32より第1
の実施の形態で述べたと同様の通風路を構成してモータ
30及びモータ31の機内にそれぞれ冷却風を導入し、
また各モータのコイルに接続されるリード線17もこの
冷却空気ダクト32の中を引通す構成とするものであ
る。即ち、各車輪を駆動するモータ間に一個の共通の冷
却空気ダクト32を各固定子に支持させて設け、各軸受
10の内径側に位置する冷却空気ダクト32の内周部及
び固定子に機内に連通する複数個の通風穴をそれぞれ設
け、各軸受10の外径側に位置する両モータ30,31
の回転子フレームの端面に複数個の通風穴をそれぞれ設
けると共に、冷却空気ダクト32に車軸を中心半径と
し、且つ各通風穴を通して両機内に連通する環状の通風
穴をそれぞれ設ける構成として、前記冷却空気ダクトの
上部より取入れた冷却空気を各軸受の内径側の各通風穴
と外径側の各環状の通風穴及び通風穴を通して両機内へ
それぞれ流通させて各モータの回転子側及び固定子側を
通風冷却する。
ば、第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることがで
きることは勿論、スペースの有効利用並びに構造の単純
化を図ることができる。
形電動機によれば、機内の各部を効果的に冷却できると
共に、通風量の増大によるモータの出力の増大を可能に
して車両限界内での構成を容易にし、車両性能の向上を
図ることができる車両一体形電動機を提供できる。
形態を示す断面図。
入部を拡大して示す断面図。
風穴部の構成を示す図。
図。
図。
Claims (5)
- 【請求項1】 台車に固定支持された車軸の一端部に軸
受を介して車輪を回転自在に支持すると共に、前記車輪
の内側位置の車軸に固定子を取付け、この固定子の外周
面に所定の空隙を存して配設された回転子フレームの内
周面に回転子を取付けると共に、前記回転子フレームの
車輪側端部をブラケットにより前記車輪に一体的に結合
し、回転子フレームの反車輪側端部を前記固定子に支持
された軸受により回転自在に支持してなるアウタロータ
タイプの車輪一体形電動機において、 前記反車輪側の軸受の外側に冷却空気ダクトを前記固定
子に支持させて設け、前記軸受の内径側に位置する前記
冷却空気ダクトの内周部及び固定子に機内に連通する複
数個の第1の通風穴をそれぞれ設け、前記軸受の外径側
に位置する前記回転子フレームの端面に複数個の第2の
通風穴を設けると共に、前記冷却空気ダクトに前記車軸
を中心半径とし、且つ前記第2の通風穴を通して機内に
連通する環状の通風穴をそれぞれ設け、前記冷却空気ダ
クトの上部より取入れた冷却空気を前記軸受の内径側の
前記各第1の通風穴と外径側の環状の通風穴及び第2の
通風穴を通して機内へ流通させて回転子側及び固定子側
を通風冷却するようにしたことを特徴とする車輪一体形
電動機。 - 【請求項2】 前記回転子フレームの端面に設けられた
複数個の第2の通風穴部を囲むように車軸を中心半径と
する環状の通風ガイドを設けると共に、前記冷却空気ダ
クトに設けられた環状の第2の通風穴部を囲むように通
風ガイドを設け、前記環状の通風穴部の通風ガイドを前
記各第2の通風穴部の通風ガイドにその内外周面間に微
少間隙が存するように挿入したことを特徴とする請求項
1記載の車輪一体形電動機。 - 【請求項3】 台車に固定支持された車軸の両端部に各
々軸受を介して車輪を回転自在に支持すると共に、前記
各車輪の内側位置の車軸に固定子を取付け、この固定子
の外周面に所定の空隙を存してそれぞれ配設された回転
子フレームの内周面に回転子を取付けると共に、これら
各回転子フレームの車輪側端部をブラケットにより前記
各車輪に一体的に結合し、各回転子フレームの反車輪側
端部を前記固定子に支持されたそれぞれの軸受により回
転自在に支持してなる各車輪駆動式の車輪一体形電動機
において、 各車輪を駆動する電動機間に一個の共通の冷却空気ダク
トを設け、この冷却空気ダクトの内周部に各々機内に連
通する複数個の通風穴をそれぞれ設け、前記冷却空気ダ
クトの上部より取入れた冷却空気を各通風穴を通して各
電動機内へ流通させて通風冷却するようにしたことを特
徴とする車輪一体形電動機。 - 【請求項4】 台車に固定支持された車軸の両端部に各
々軸受を介して車輪を回転自在に支持すると共に、前記
各車輪の内側位置の車軸に固定子を取付け、これら各固
定子の外周面に所定の空隙を存して配設された回転子フ
レームの内周面に回転子をそれぞれ取付けると共に、こ
れら各回転子フレームの車輪側端部をブラケットにより
前記各車輪に一体的に結合し、各回転子フレームの反車
輪側端部を前記固定子に支持されたそれぞれの軸受によ
り回転自在に支持してなる各車輪駆動式の車輪一体形電
動機において、 各車輪を駆動する電動機間に一個の共通の冷却空気ダク
トを前記各固定子に支持させて設け、前記各軸受の内径
側に位置する前記冷却空気ダクトの内周部及び固定子に
機内に連通する複数個の第1の通風穴をそれぞれ設け、
前記各軸受の外径側に位置する前記両電動機の回転子フ
レームの端面に複数個の第2の通風穴をそれぞれ設ける
と共に、前記冷却空気ダクトに前記車軸を中心半径と
し、且つ前記各第2の通風穴を通して両機内に連通する
環状の通風穴をそれぞれ設け、前記冷却空気ダクトの上
部より取入れた冷却空気を前記各軸受の内径側の前記各
第1の通風穴と外径側の各環状の通風穴及び第2の通風
穴を通して両機内へそれぞれ流通させて各電動機の回転
子側及び固定子側を通風冷却するようにしたことを特徴
とする車輪一体形電動機。 - 【請求項5】 前記冷却空気ダクトに流入する空気を機
外に設けたブロアにより送風するようにしたことを特徴
とする請求項1乃至請求項4の何ずれか1つの項に記載
の車輪一体形電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3210096A JP3162622B2 (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 車輪一体形電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3210096A JP3162622B2 (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 車輪一体形電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09233766A true JPH09233766A (ja) | 1997-09-05 |
| JP3162622B2 JP3162622B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=12349482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3210096A Expired - Fee Related JP3162622B2 (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 車輪一体形電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3162622B2 (ja) |
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