专利名称：全封闭外冷式电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种作为车辆用主电动机使用的全封闭外冷式电动机。
如
图10所示，主电动机30的转子由转子铁心43、铁心推压构件44、45、杆46及端环47构成。主电动机30的定子侧由定子铁心40、线圈56、及机架57构成。在定子铁心40的上部形成通风孔40a。
在转子的一方的端部安装用于将回转力传递到齿轮装置31侧的联轴节50、52。另外，在转子的另一方的端部安装轴承装置48和冷却扇49，由推压构件55固定。在定子一方的端部相对机架57安装排气侧托架41，另外，在排气侧托架的端部安装罩51。另外，在定子的另一方的端部相对机架57安装进气侧托架42。在该进气侧托架42的端部设置端板53，另外，并在其中央开口部设置进气网54。
在这样的现有的全封闭外冷式电动机中，由转子的回转使冷却扇49回转，通过进气网54吸入外气，使其流过通风孔42a、40a、41a，对电动机进行风冷。
可是，在这样的现有全封闭外冷式的车辆用主电动机的场合，存在以下那样的问题。如上述那样，在现有的车辆用主电动机中，由冷却扇49从外部吸入空气，通过配置到铁心40外周的通风孔40a，由排出到外部的冷却风抑制电动机的发热，在外冷式电动机的场合，与在内部安装风扇的电动机不同，构成该外扇的冷却扇49的摩擦风音立即通过进气网54作为噪声传到外部。
图11(a)为现有技术例的全封闭外冷式的车辆用主电动机的冷却扇49的放大图，图11(b)示出其X-X线断面。由于冷却扇49的翅片49a的形状全部为相同形状和相同尺寸，另外，厚度在径向上也一定，所以，噪声测定结果如图12的图所示，发生突出于1000Hz-2000Hz中间的噪声Y，由翅片数×转速的调谐波和摩擦风声压决定的频带的噪声能量高达116dB，所以，作为车辆噪声存在破坏环境的问题。
本发明的第1方面的全封闭外冷式电动机由冷却风冷却在电动机内部产生的损失所带来的热，该冷却风可由安装于电动机回转轴的冷却扇获得；其中，上述冷却扇的多个翅片的径向长度不一致。
本发明的第2方面在本发明第1方面的全封闭外冷式电动机的基础上，隔1个或隔几个地将上述冷却扇的翅片的直径设定得较短。
本发明的第3方面的全封闭外冷式电动机由冷却风冷却在电动机内部产生的损失所带来的热，该冷却风可由安装于电动机回转轴的冷却扇获得；其中，上述冷却扇的翅片形成为其径向外侧薄而内侧厚的形状。
本发明的第4方面的全封闭外冷式电动机由冷却风冷却在电动机内部产生的损失所带来的热，该冷却风可由安装于电动机回转轴的冷却扇获得；其中，上述冷却扇的多个翅片的径向长度不一致，而且，各翅片形成为其外周侧薄而内周侧厚的形状。
本发明的第5方面在本发明的第3或第4方面的全封闭外冷式电动机的基础上，使各翅片的形状相对径向中心线在回转方向的前后不对称。
本发明的第6方面的全封闭外冷式电动机由冷却风冷却在电动机内部产生的损失所带来的热，该冷却风可由安装于电动机回转轴的冷却扇获得；其中，在上述冷却扇的多个翅片分别设置凹坑。
本发明的第7方面在本发明第1-5方面中任一方面的全封闭外冷式电动机的基础上，在上述冷却扇的多个翅片分别设置凹坑。
本发明的第8方面的全封闭外冷式电动机由冷却风冷却在电动机内部产生的损失所带来的热，该冷却风可由安装于电动机回转轴的冷却扇获得；其中，使将上述冷却扇的回转中心部固定到回转轴的螺母的形状为圆滑的形状。
在本发明的全封闭外冷式电动机中，通过使构成外扇的冷却扇的多个翅片的径向长度不相同，使各翅片的厚度在径向不相同，或在各翅片形成凹坑等，可不集中到特定频率地使噪声能量分散，降低传到外部的噪声能量。
在本发明的全封闭外冷式电动机中，通过使冷却扇的固定螺母为圆滑的形状，可降低高速回转时的摩擦风音，减少噪声。
图2为上述实施形式的冷却扇的断面图和其A-A线断面图。
图3为上述实施形式的噪声的频率分布测定图。
图4为示出本发明第2实施形式的冷却扇的断面图和其B-B线断面图。
图5为示出本发明第3实施形式的冷却扇的断面图和其C-C线断面图。
图6为示出本发明第4实施形式的冷却扇的安装构造的侧面图。
图7为本发明第5实施形式的冷却扇的断面图和其D-D线断面图。
图8为本发明第6实施形式的冷却扇的断面图和其E-E线断面图。
图9为示出主电动机相对现有技术的铁道车辆的台车的安装构造的正面图。
图10为现有技术例的全封闭外冷式车辆用主电动机的构造的断面图。
图11为现有技术例的冷却扇的断面图和其X-X线断面图。
图12为现有技术例的噪声的频率分布测定图。
本实施形式的特征在于图2(a)、(b)所示冷却扇1的构造。该冷却扇1由电动机30的回转轴驱动回转。该冷却扇1的多个翅片由径向长度(即高度)相差α的长翅片1a和短翅片1b构成，这些长翅片1a和短翅片1b在周向上交替配置。
这样，在第1实施形式的车辆用主电动机30中，当测定从进气网54传出的冷却扇1的摩擦风音的频率分布时发现，如图3所示那样，噪声的峰值分散成V1和V2，而且各噪声峰值V1、V2的声压在图12所示现有技术例的噪声Y的声压的一半以下，比5-20％现有技术的噪声还低。
虽然在上述实施形式中交替地配置长翅片1a和短翅片1b，但该配置也可在考虑到进气效率的同时形成每2个长翅片对应1个短翅片的配置或其它适当的配置。
下面，根据图4(a)、(b)说明本发明的第2实施形式。第2实施形式的车辆用主电动机30的特征也在于冷却扇2的构造。该冷却扇2用于图1所示第1实施形式的冷却扇1的部分。
在第2实施形式中，特征在于冷却扇2的翅片2a的形状形成为径向外侧的壁薄、越往径向内侧壁厚越大的形状。
这样，虽然冷却扇2的多个翅片2a的大小分别为一定，但通过使各翅片2a的壁厚在外侧和内侧不相等，也可减少通过翅片2a的空气的紊流而整流化，实现低噪声化。
下面，根据图5(a)、(b)说明本发明的第3实施形式。第3实施形式的车辆用主电动机30的特征也在于冷却扇3的构造。该冷却扇3用于图1所示第1实施形式的冷却扇1的部分。
在第3实施形式中，使冷却扇3的多个翅片与第1实施形式一样使径向的长度不相等，同时，与第2实施形式一样使各翅片的壁厚在径向外侧薄而在内侧厚。即，冷却扇3的多个翅片由高度相差β的长翅片3a和短翅片3b构成。这些长翅片3a和短翅片3b在周向交替配置。长翅片3a、短翅片3b的壁厚分别在径向外侧薄在内侧厚。
这样，在第3实施形式中，可同时获得第1实施形式和第2实施形式的作用效果，极力减小通过翅片3a、3b的空气的紊流的整流化，进一步低噪声化。
下面，在本发明的第4实施形式中，使用图6进行说明。第4实施形式的全封闭外冷式的车辆用主电动机30的特征在于具有冷却扇4的安装构造。即，特征在于，虽然相对电动机30的回转轴30a的端部由固定螺母4a安装冷却扇4，但该固定螺母4a的形状为在暴露于冷却风的气流中的场所不形成尖锐的边缘、表面圆滑的形状(例如半球状)。
这样，由第4实施形式也可减小高速回转的冷却扇4的回转轴部分的摩擦风音，实现低噪声化。该固定螺母5在第1-第3及后述的第5、第6实施形式中也可用于固定冷却扇，这样，可实现各实施形式的进一步低噪声化。
下面，根据图7(a)、(b)说明本发明的第5实施形式。第5实施形式的车辆用主电动机30的特征也在于冷却扇6的多个翅片60的构造。该冷却扇6用于图1所示第1实施形式的冷却扇1的部分。
在第5实施形式中，冷却扇6的多个翅片6a与第2实施形式一样使各翅片的壁厚在径向外侧薄、在内侧厚。另外，在各翅片6a的侧面形成多个半球状的凹坑7。
这样，在第5实施形式中也可使通过翅片6a的空气流整流化，实现低噪声化。另外，该凹坑7也可相对第1、第3实施形式的各翅片设置，分别进一步实现低噪声化。
下面，根据图8(a)、(b)说明本发明的第6实施形式。第6实施形式的车辆用主电动机30的特征也在于冷却扇8的构造。该冷却扇8用于图1所示第1实施形式的冷却扇1的部分。
在第6实施形式中，冷却扇8的翅片8a与图4所示第2实施形式一样形成为壁厚在径向外侧薄、越往内侧越厚的形状，而且，相对各翅片8a的径向中心线回转方向的前后形状不对称。即，如图8(b)所示那样，使各翅片8a的隆起宽度x1、x2不等(x1＞x2)。
形成这样的形状，也可使通过翅片8a的空气整流化而实现低噪声化。而且，该形状的非对称性不仅对于第2实施形式适用，而且对于图5所示第3实施形式、图7所示第5实施形式也适用。
如以上那样按照本发明，通过使构成外扇的冷却扇的多个翅片的径向长度不相同，使各翅片的厚度在径向不相同，或在各翅片形成凹坑等，可不集中到特定频率地使噪声能量分散，降低传到外部的噪声能量。
另外，按照本发明，通过使冷却扇的固定螺母为圆滑的形状，可降低高速回转时的摩擦风音，减少噪声。
权利要求
1.一种全封闭外冷式电动机，由冷却风冷却在电动机内部产生的损失所带来的热，该冷却风可由安装于电动机回转轴的冷却扇获得；其特征在于上述冷却扇的多个翅片的径向长度不一致。
2.根据权利要求1所述的全封闭外冷式电动机，其特征在于隔1个或隔多个地将上述冷却扇的翅片的直径设定得较短。
3.一种全封闭外冷式电动机，由冷却风冷却在电动机内部产生的损失所带来的热，该冷却风可由安装于电动机回转轴的冷却扇获得；其特征在于上述冷却扇的翅片形成为其径向外侧薄而内侧厚的形状。
4.一种全封闭外冷式电动机，由冷却风冷却在电动机内部产生的损失所带来的热，该冷却风可由安装于电动机回转轴的冷却扇获得；其特征在于上述冷却扇的多个翅片的径向长度不一致，而且，各翅片形成为其外侧薄而内侧厚的形状。
5.根据权利要求3或4所述的全封闭外冷式电动机，其特征在于使各翅片的形状相对径向中心线在回转方向的前后非对称。
6.一种全封闭外冷式电动机，由冷却风冷却在电动机内部产生的损失所带来的热，该冷却风可由安装于电动机回转轴的冷却扇获得；其特征在于在上述冷却扇的多个翅片分别设置凹坑。
7.根据权利要求1-5中任何一项所述的全封闭外冷式电动机，其特征在于在上述冷却扇的多个翅片分别设置凹坑。
8.一种全封闭外冷式电动机，由冷却风冷却在电动机内部产生的损失所带来的热，该冷却风可由安装于电动机回转轴的冷却扇获得；其特征在于用于将上述冷却扇的回转中心部固定到回转轴的螺母的形状为圆滑的形状。
全文摘要
一种全封闭外冷式电动机，可以降低通过进气网传出到外部的噪声能量。本发明的全封闭外冷式车辆用主电动机30通过使构成外扇的冷却扇1的多个翅片1a、1b的径向长度不相同，使各翅片2a的厚度在径向不相同，或在各翅片6a形成凹坑7等，可不集中到特定频率地使噪声能量分散，降低传到外部的噪声能量，实现低噪声化。
文档编号H02K9/06GK1405952SQ02131698
公开日2003年3月26日 申请日期2002年9月12日 优先权日2001年9月12日
发明者佐藤鹰志, 川路俊一, 江本隆 申请人:株式会社东芝