通风扇冷却型电动机制造技术

一种全封闭外扇冷却型电动机，这种电动机具有：定子铁心，配设于该定子铁心内周侧的转子铁心，通过支架配设于前述定子铁心一端部的第一轴承，与前述支架一起通过以固定构件连接的壳体配设于前述定子铁心另一端部的第二轴承，安装着前述转子铁心、并可自由转动地支承于前述第一、第二轴承上的转子轴，构成于前述定子铁心外周部的通风路，外部热交换机，以及配装于前述转子轴上的轴承与铁心间、在前述支架侧成放射状设置第一叶片、并在铁心侧成放射状设置第二叶片的通风扇；　　　　其特征在于，从前述第一叶片内侧部的前述支架上开设的开口部将外气取入前述通风路内形成冷却风，并将该冷却风导入形成于前述定子铁心外周部的冷却孔排出到外部；从前述第二叶片排出的机内空气经由前述外部热交换机再度回到机内。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适用于车辆驱动用电动机等的全封闭外扇冷却型电动机。
技术介绍
一般在铁路车辆中，在配置于车身下的台车上装载车辆驱动用电动机，通过齿轮装置将该电动机的转动力传递给车轮、使车辆行驶。现有这种电动机成图15所示构造。图15所示的现有车辆驱动用电动机，具有作为固定侧构件的圆筒状构架1，在该构架1的一侧安装着支架2，在构架1的另一侧的中央部安装着壳体3，由分别装于该支架2与壳体3的中心部的轴承4、5可自由转动地支承着转子轴6的两端部。在转子轴6的轴向中央部分固定转子铁心7，在形成于该转子铁心7的外周面的各个沟槽中埋入转子杆8，各转子杆8的两端部从转子铁心7伸出，以端环201一体连接该伸出部分、形成感应式电动机的笼形转子。在转子铁心7上，设轴向贯穿的多个通风孔7a，由也开有通风孔的铁心压件202从两侧固定。在构架1的内周部，安装着圆筒状的定子铁心10，在形成于该定子铁心10的内周面的多个沟槽中收纳着定子线圈11。该定子线圈11的线圈端部，成从定子铁心10两侧伸出的形式。在定子铁心的内周面与转子铁心7的外周面间，形成一样的空隙200。转子轴6的驱动侧端6a突出于机外。在该突出的驱动侧端6a的部分，安装着用于和驱动用齿轮装置相结合的接头(联轴节)。在转子轴6的机内部分固定着通风扇9。该通风扇9具有从中央成放射状配置的多个叶片9a。在构架1上的对着该通风扇9的外周部的部分，沿圆周方向设多个排气口1a。在构架1的反驱动侧的上方设入气口1b，覆盖着该入气口1b设通风过滤器12，在通风过滤器12的外气取入口部，在整个入口面上安装用于捕获尘埃的过滤器12a。图15所示的电动机整体，将设在构架1的安装臂部以螺钉拧紧固定于台车框上，通过连接于转子轴端部6a的联轴节，从齿轮装置将电动机的转动力传递到车轮，使车辆行驶。在该电动机运转时，由于电动机的定子线圈11与转子杆8发热，使外气流通电动机内进行冷却，以限制电动机的温度上升。这种冷却作用如下所述。在运转时，由转子轴6使通风扇9转动，从排气口1a将机内空气排出到机外，随之，从入气口1b将外气吸入机内。吸入机内的外气，经通风过滤器12从入气口1b流入机内之后，通过转子铁心7的通风孔7a，再通过转子铁心7的外周与定子铁心10的内周间的空隙部，流过通风扇9侧，由通风扇的转动从排气口1a排出到机外。这样，借使外气流通过机内，冷却转子杆8、定子线圈11、轴承4、5，以及机内各部，使转子杆8、定子线圈11、轴承4、5以及润滑它们的润滑脂的温度上升不超过容许温度。但是，在搭载于电车等的底板下台车上的车辆驱动用电动机周围的外气中，存在着大量车辆行驶时卷起的尘埃，所取入外气存在于严重污染了的环境中。因此，在图15所示的现有例的车辆驱动用电动机中，取入电动机机内的外气，试图由通风过滤器12的过滤器12a捕捉尘埃，以求清净化，但由于连续运转，过滤器12a相继产生堵塞，机内通风量逐渐减少。因此，必须对过滤器进行短间隔的定期清扫维护，因而有着花费过多劳力的问题。为了解决该问题，近年来进行了全封闭外扇冷却型车辆驱动用电动机的开发。下边参照图16说明这种全封闭外扇冷却型电动机。在图16中，在有底圆筒形构架13的驱动侧端部设支架14，在反驱动侧的中央部设壳体3。在构架13的内周部设定子铁心10。由分别安装于支架14与壳体3的轴承4、5可自由转动地支承转子轴6。在该转子轴6的轴向中央部，设转子铁心7。转子轴6的驱动侧端部伸出到机外，在该伸出部分上安装通风扇15。在构架13的外周面，设多个沿轴向延伸形状的冷却孔16，形成通风路17。通风路17，也构成于支架14，驱动侧向着通风扇15的外周侧开口。另外，反驱动侧对外气敞开的电动机驱动侧的通风扇15的入气口15a形成了外气吸入口。该图16所示的全封闭外扇冷却型电动机，由于在电动机内部成了与外部完全隔断的全封闭型，其内部产生的热量，主要由设于支架13的外周面的多个冷却孔16排出。在运转时，由通风扇15的转动，使外气在构架13外周部的冷却孔16经由通风路17轴向流通，从该冷却孔16内的壁面将传至铁心10、构架13的定子线圈11的发热量排出到外气。这种全封闭外扇冷却型电动机，由于外气不在机内流通，不会由混入外气的尘埃污损机内，另外由于以外气冷却机外部分，因而有着不需用除去外气中的尘埃的过滤器的优点。但是，在这种一般的全封闭外扇冷却型电动机中，定子线圈11的发热传至铁心10、构架13可由冷却孔16排出到外气，然而，转子杆8的发热却滞留于机内，成了转子发热、所谓局部发热产生的原因。对此的对策是，作为一例如图17所示，开发了具有冷却风扇9的全封闭外扇冷却型发电机。图17的全封闭外扇冷却型电动机，是在图16的冷却功能的基础上，使用现有的冷却风扇9使机内空气循环，在中途以成散热器的热交换机18将在机内变热的空气的热量排出到外气进行冷却。在热交换机18中，设置了多个排热叶片18a，以提高排热效率。由此，在转子杆8产生的热也可不滞留于机内，而可排热到外气。作为与图15相关的全封闭式电动机的例子，在机内设风扇、将在机内产生的热强制排出到机外的装置已为公知(例如，参照专利文献1)。作为与图16相关的全封闭式电动机的例子，在机外设风扇，将在机内产生的热强制排出到机外的装置也为公知。(例如参照专利文献2)。专利文献1日本特开2002-78282(P1～P2、图1)。专利文献2日本特开昭57-77889号公报(P1～P3、图1)。但是，在图15-图17与专利文献1、2中所示的全封闭式电动机中，有下述的技术课题，作为车辆用电动机有待改善。第一，转子杆8的发热的冷却，与由定子铁心10的传热对定子线圈11的冷却相比，由于成了通过热传导恶化了的空气的间接传热进行冷却，而有着冷却性能变坏的缺点。因此，转子的发热成了直接地通过转子铁心7与转子轴6、间接地通过机内变热的空气使轴承4.5升温的原因。而轴承4、5与润滑它们的润滑脂的容许温度与转子杆8和定子线圈11相比较低，其容许温度要低约一半。因此，由于不能设计成使转子杆8发热到达容许限度，因而不得不进行考虑轴承4、5和润滑脂的容许温度进行设计，其结果，不得不使用比现有电动机输出低的电动机。另外，由于润滑脂的温度也变高，其寿命降低，有着达不到希望以全封闭式减少维护的目的的缺点。第二，如表示铁路车辆用的驱动电动机的图18、图19所示，称为台车的铁道车辆，构成为安装于行驶的转轮装置中。驱动电动机301借助安装于该电动机的安装臂302固定在台车303的梁304上构成的安装座305上。在图18的驱动电动机301的转子轴306上，安装着联轴节306a，并与齿轮装置307相连接。齿轮装置的动力轴成了连接联轴节306a的轴308，而从动轴成了车轴309。在车轴309的两端部安装着车轮310、310，该车轮310、310在轨道311、311滚动行驶。车轴309在其两端部安装着轴承312、312，安装于台车303，可自由转动地支承着车轴309。在台车303上，搭载着车身313，由电动机301通电转动，由转子轴306、联轴节306a、齿轮装置307、车轴309、车轮310传递转动力，车身313运动。这里，电动机的轴向尺寸L由图18中的车轮的内宽Ls所限制，不能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：永山孝，喜多村稔，白石茂智，松浦忠，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：