(57)【要約】【課題】小型で製品寿命が長い回転電機及び送風機を提供する。【解決手段】回転電機１Ａは、回転中心に配置されたシャフト７０と、シャフト７０に固定されたロータ５０と、ロータ５０に対向し、ロータ５０の径方向外側に配置されたステータ４０と、ステータ４０を収容する筒状の第１円筒部２０Ａと、第１円筒部２０Ａとシャフト７０を中心軸として共有し、中心軸の軸方向一方の側で第１円筒部２０Ａと接続され、シャフト７０を回転可能に保持する軸受８０、８１を収容する筒状の第２円筒部３０Ａと、を備える。軸受８０、８１の少なくとも一部は、第１円筒部２０Ａの、軸方向一方の側にある端部よりも内側、かつ、第１円筒部２０Ａの径方向内側に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心に配置されたシャフトと、
該シャフトに固定されたロータと、
該ロータに対向し、該ロータの径方向外側に配置されたステータと、
該ステータを収容する筒状の第１筒部と、
該第１筒部と前記シャフトを中心軸として共有し、前記中心軸の軸方向一方の側で前記第１筒部と接続され、前記シャフトを回転可能に保持する軸受を収容する筒状の第２筒部と、
を備え、
前記軸受の少なくとも一部は、前記第１筒部の、前記軸方向一方の側にある端部よりも内側、かつ、前記第１筒部の径方向内側に配置されている、
回転電機。
【請求項２】
前記第１筒部と前記第２筒部は、前記第１筒部の、前記軸方向一方の側にある端面と前記第２筒部の外周面との間に位置し、該外周面に沿った環状の凹部によって接続されている、
請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
前記ステータに巻回されたコイルと、
該コイルと前記ステータとを絶縁するインシュレータと、
を備え、
前記インシュレータの、前記軸方向一方の側の径方向内側には、前記環状の凹部の内面との干渉を防ぐ切り欠きが設けられている、
請求項２記載の回転電機。
【請求項４】
前記インシュレータは、前記コイルが取り付けられた取り付け部、該取り付け部よりも前記第１筒部の径方向内側に位置する内壁部及び、該取り付け部よりも径方向外側に位置する外壁部を有し、
前記切り欠きは、前記内壁部に形成され、前記内壁部を貫通する貫通孔を有する、
請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記第１筒部は、前記軸方向一方の側にある前記端面に、前記第２筒部の外径よりも内径が大きい第１円環部を有し、
前記環状の凹部は、前記第１円環部の側に向かって径が拡大して前記第１円環部の内周壁につながる円錐台の形状を有し、
前記切り欠きは、前記環状の凹部よりも前記第１筒部の内周壁の側に凹んだ形状を有する、
請求項３又は４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記第１筒部は、前記軸方向一方の側にある端面に、前記第２筒部の外径と同径の内径を有する第２円環部を有し、
前記第２筒部は、前記第２円環部に挿通されている、
請求項１に記載の回転電機。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の回転電機と、
前記回転電機によって回転する羽根車と、
を備え、
前記シャフトの先端は、前記第２筒部の、前記軸方向一方の側にある筒端部から筒外部へ延在し、
前記羽根車は、前記シャフトの先端に設けられている、
送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機及び送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機には、ステータ及びロータを収容する第１円筒部と、シャフトを回転可能に保持する軸受を収容する第２円筒部と、を有するハウジングを備えるものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、第１円筒部と第２円筒部が同軸に配置されたハウジングを備える回転電機が開示されている。特許文献１に記載の回転電機では、第２円筒部が第１円筒部の一方の円筒端側で第１円筒部と円筒軸方向に隣接している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２２０９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の回転電機では、第２円筒部が第１円筒部と円筒軸方向に隣接している。このため、ハウジングは、第１円筒部と第２円筒部の円筒軸方向の長さをあわせた長さよりも小さくできない。その結果、回転電機がシャフトの軸方向に大型化してしまう。また、回転電機が送風機に組み込まれた場合、その送風機が大型化してしまう。
【０００６】
また、第２円筒部が第１円筒部と円筒軸方向に隣接しているため、第２円筒部内のロータから第２円筒部内の軸受までの距離が大きくなってしまう。これにより、ロータが回転したときに軸受にかかる負荷が大きくなってしまう。その結果、軸受の製品寿命が短くなってしまい、ひいては回転電機とその回転電機が組み込まれた送風機の製品寿命が短くなってしまう。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、小型で製品寿命が長い回転電機及び送風機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明に係る回転電機は、回転中心に配置されたシャフトと、シャフトに固定されたロータと、ロータに対向し、ロータの径方向外側に配置されたステータと、ステータを収容する筒状の第１筒部と、第１筒部とシャフトを中心軸として共有し、中心軸の軸方向一方の側で第１筒部と接続された筒状の第２筒部と、を備える。第２筒部は、シャフトを回転可能に保持する軸受を収容する。軸受の少なくとも一部は、第１筒部の、軸方向一方の側にある端部よりも内側、かつ、第１筒部の径方向内側に配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の構成によれば、軸受の少なくとも一部が第１筒部の、軸方向一方の側にある端部よりも内側、かつ、第１筒部の径方向内側に配置されているので、軸受とロータとの距離を短くして、軸受にかかる負荷を小さくすることができる。その結果、軸受が破損しにくく、回転電機の製品寿命を長くすることができる。また、回転電機を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る回転電機を備える送風機の断面図
【図２Ａ】本発明の実施の形態１に係る回転電機が備えるステータコアの斜視図
【図２Ｂ】本発明の実施の形態１に係る回転電機が備えるステータコアの上面図
【図３Ａ】本発明の実施の形態１に係る回転電機が備えるハウジングを上側から視たときの斜視図
【図３Ｂ】本発明の実施の形態１に係る回転電機が備えるハウジングを下側から視たときの斜視図
【図４】本発明の実施の形態１に係る回転電機が備えるステータのインシュレータの斜視図
【図５】本発明の実施の形態２に係る回転電機を備える送風機の断面図
【図６Ａ】本発明の実施の形態２に係る回転電機が備えるハウジングを上側から視たときの斜視図
【図６Ｂ】本発明の実施の形態２に係る回転電機が備えるハウジングを下側から視たときの斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態に係る回転電機及び送風機について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。図に示す直交座標系ＸＹＺにおいて、回転電機のシャフトの動力出力側を上に向けたときの、左右方向がＸ軸、上下方向がＺ軸、Ｘ軸とＺ軸とに直交する方向がＹ軸である。以下、適宜、この座標系を引用して説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る回転電機は、装置を小型化するため、ステータ及びロータを収容する第１円筒部の内側に、軸受を収容する第２円筒部が差し込まれた形状のハウジングを備える。そして、差し込まれた第２円筒部の円筒端が、干渉することを防ぐため、第１円筒部内のステータに設けられたインシュレータに切り欠きが形成されている。まず、図１、図２Ａ及び図２Ｂを参照して、回転電機のハウジングに収容されたステータ、ロータ等の各部品の構成について説明する。次に、図３Ａ、図３Ｂ及び図４を参照して、ハウジングの形状とインシュレータの切り欠きについて説明する。続いて、ハウジングの形状及び切り欠きの作用について説明する。なお、以下、回転電機１Ａが送風機２Ａに組み込まれた形態を例に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態１に係る回転電機１Ａを備える送風機２Ａの断面図である。図２Ａは、回転電機１Ａが備えるステータコア４１の斜視図である。図２Ｂは、ステータコア４１の上面図である。なお、図１では、理解を容易にするため、コイルを形成する電線の図示を省略している。
図１に示すように、回転電機１Ａは、部品を収容するハウジング１０Ａを備える。そして、ハウジング１０Ａは、第１円筒部２０Ａと、第１円筒部２０Ａよりも外径の小さい第２円筒部３０Ａと、を有する。
【００１４】
第１円筒部２０Ａは、＋Ｚ側、すなわち上側が円環部２１Ａで覆われ、下側が開放されている。第１円筒部２０Ａ内には、ステータ４０と、ロータ５０と、が収容されている。なお、本明細書では、第１円筒部２０Ａが筒状であることから、第１円筒部２０Ａのことを第１筒部ともいう。
【００１５】
ステータ４０は、第１円筒部２０Ａの円筒軸Ａ側にロータ５０を配置するため、第１円筒部２０Ａ内の内壁の側に配置されている。詳細には、ステータ４０は、第１円筒部２０Ａの内壁に沿って配置されたステータコア４１と、そのステータコア４１の上端、下端にそれぞれに組み付けられたインシュレータ４２、４３と、インシュレータ４２、４３に巻き付けられたコイル４４と、を備えている。
【００１６】
ステータコア４１は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第１円筒部２０Ａの内壁側に配置されるヨーク部４１１と、ヨーク部４１１から第１円筒部２０Ａの円筒軸側に延在するティース部４１２と、を有している。ステータ４０には、図示しないが、このステータコア４１が４つ設けられている。そして、４つのステータコア４１は、ヨーク部４１１の、図２Ａ及び図２Ｂに示す端部４１３を互いに当接させた状態で、第１円筒部２０Ａに焼嵌又は圧入されている。これにより、４つのステータコア４１は第１円筒部２０Ａの図１に示す円筒軸Ａから等距離に配置されている。その結果、ステータ４０のロータ５０までの距離がそろえられている。これにより、ロータ５０が回転するときのロータ５０の、第１円筒部２０Ａの半径方向への振動が抑制されている。
ここで、半径方向とは、円筒断面において、その中心から円周上の任意の点に向かう半径の方向のことである。
【００１７】
図１に戻って、インシュレータ４２、４３は、電気を絶縁する樹脂材料で形成されている。そして、インシュレータ４２と４３は、ティース部４１２の上側と下側とに配置されている。インシュレータ４２と４３は、溝４２７を介して第１円筒部２０Ａの半径方向に隔てられた内壁部４２１、４３１と外壁部４２２、４３２で構成される。そして、内壁部４２１、４３１と外壁部４２２、４３２の間の溝４２７には、コイル４４の電線が通されている。これにより、コイル４４の位置が決められている。図示しないが、コイル４４の電線の端部は、インシュレータ４３の下側に引き出されている。なお、インシュレータ４２とインシュレータ４３は別部品である。
【００１８】
インシュレータ４３は、電線を保持するための溝４３３と、ネジ４３５を取り付けるためのネジ穴４３４と、を有する。溝４３３には、上述したコイル４４から引き出された電線が嵌め込まれている。ここで、インシュレータ４３の一部、例えば溝４３３には、ハウジング１０Ａ、すなわち、第１円筒部２０Ａの外形よりも半径方向に突出して配置された部分が設けられている。この部分によって、コイル４４が、狭いスペースで他の部品と干渉することなく、簡単に固定されている。また、コイル４４と電位差のある箇所との確実な絶縁が実現されている。その結果、ハウジング１０Ａの第１円筒部２０Ａとの干渉が防がれている。また、第１円筒部２０Ａが拡大して回転電機１Ａの大型化が防がれている。一方、ネジ穴４３４には、基板６０に形成された貫通孔６１に通されたネジ４３５が取り付けている。これにより、基板６０がインシュレータ４３に固定されている。基板６０には、その電線の端部に接合された端子４３６と電気的に接続された、図示しない駆動回路が設けられている。そして、駆動回路が電力を供給することにより、コイル４４の電線に電流が流される。
【００１９】
コイル４４は、エナメルで被覆された電線がインシュレータ４２、４３に巻回されることにより、形成されている。コイル４４は、上述した駆動回路が電流を流すことにより、電磁気力を発生させて、ロータ５０を回転させる。
【００２０】
ロータ５０は、フェライト磁石、ネオジム磁石又はこれらを含有したプラスチックマグネット等の永久磁石で形成されている。そして、円柱状に形成されている。ロータ５０の中心軸には、シャフト７０が通されている。ロータ５０は、シャフト７０に固定されている。シャフト７０は、ロータ５０よりも上方に延在して、第２円筒部３０Ａを貫通している。なお、本明細書では、ロータ５０は、ステータ４０よりも第１円筒部２０Ａの半径方向の内側にある部分のことをいう。
【００２１】
第２円筒部３０Ａは、第１円筒部２０Ａ側、すなわち下側が開放され、かつ上側が円板３１で覆われている。そして、円板３１には、シャフト７０を挿通させるための貫通孔３２が形成されている。また、第２円筒部３０Ａは、第１円筒部２０Ａと同軸に配置されている。第２円筒部３０Ａは、第１円筒部２０Ａと同軸に位置合わせをする工程を省略するため、第１円筒部２０Ａと一体成形されている。それら第２円筒部３０Ａと第１円筒部２０Ａの材料はアルミニウムである。第２円筒部３０Ａ内には、上述したシャフト７０を回転可能に保持する軸受８０、８１が一対で収容されている。
なお、本明細書では、第２円筒部３０Ａが軸受８０、８１を収容して保持することから、第２円筒部３０Ａのことを軸受保持部ともいう。また、第２円筒部３０Ａが筒状であることから、第２円筒部３０Ａのことを第２筒部ともいう。さらに、実施の形態１では、ハウジング１０Ａの材料がアルミニウムである例を説明しているが、本発明はこれに限定されず、例えば鉄、マグネシム、銅等の金属材料であってもよい。
【００２２】
軸受８０、８１には、玉状の転動体を備える玉軸受が使用されている。図示しないが、第２円筒部３０Ａの内壁の上端側と下端側には、それぞれ嵌合部が形成されている。軸受８０、８１は、それらの嵌合部に嵌合することにより、位置決めされると共に、第２円筒部３０Ａに固定されている。また、軸受８０、８１の中心軸が円筒軸Ａと同軸に配置されている。そして、軸受８０と８１の間には、円筒軸Ａの方向に向けて予圧を加えるため、弾性変形した状態のバネ８０１が配置されている。これにより、バネ８０１は、転動体の遊びを小さくして、シャフト７０のぶれと振動を小さくしている。
【００２３】
軸受８０と８１は、第２円筒部３０Ａ内に設けられることにより、両方ともロータ５０よりも上側に位置している。その結果、軸受８０と８１は、いわゆるシャフト７０の片持ちをしている。ここで、本明細書では、軸受８０と８１が、シャフト７０の、ロータ５０に対して一方の端部側だけに配置された状態で、シャフト７０を保持することを、片持ちという。また、このような構造を片持ち構造という。
【００２４】
この片持ち構造では、軸受８１は、ステータ４０及びロータ５０と干渉することを防ぐため、ステータ４０及びロータ５０から離される必要がある。このため、片持ち構造では、第２円筒部３０Ａの下端を第１円筒部２０Ａの上端と同じ高さにして、軸受８１を第１円筒部２０Ａよりも上に配置するのが一般的である。しかし、このような配置では、ハウジング１０Ａが上方向に大型化しやすい。そこで、ハウジング１０Ａを小型化するため、回転電機１Ａでは、第１円筒部２０Ａの内側に第２円筒部３０Ａの下端が差し込まれている。すなわち、第２円筒部３０Ａの下端が第１円筒部２０Ａ内へ突出している。その第１円筒部２０Ａの下端がステータ４０と干渉することを防止するため、ステータ４０のインシュレータ４２に切り欠き４２３Ａが形成されている。次に、図３Ａ、図３Ｂ、図４を参照して、ハウジング１０Ａの形状とインシュレータ４２の切り欠き４２３Ａについて説明する。
【００２５】
図３Ａは、回転電機１Ａが備えるハウジング１０Ａを上側から視たときの斜視図である。図３Ｂは、ハウジング１０Ａを下側から視たときの斜視図である。図４は、ステータ４０のインシュレータ４２の斜視図である。
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ハウジング１０Ａは、上述した第１円筒部２０Ａ及び第２円筒部３０Ａと、第１円筒部２０Ａに設けられ、第１円筒部２０Ａの上側を覆う円環部２１Ａと、第２円筒部３０Ａに設けられ、第２円筒部３０Ａの下端から円環部２１Ａの内周壁へ延在する円錐台部３３Ａと、を有している。
【００２６】
円環部２１Ａには、図３Ａに示すように、第１円筒部２０Ａ内の空気を通過させるための通気孔２１１が複数個形成されている。また、円環部２１Ａは、第１円筒部２０Ａの外径Ｄ２よりもわずかに小さい外径Ｄ１を有する。そして、円環部２１Ａの外周側は、第１円筒部２０Ａにつながっている。一方、円環部２１Ａの内径Ｄ３は、第２円筒部３０Ａの外径Ｄ４よりも大きく、円環部２１Ａには、第２円筒部３０Ａの下端側が差し込まれている。また、円環部２１Ａの内周側は、円錐台部３３Ａの上端につながっている。なお、本明細書では、円環部２１Ａを第１円環部ともいう。
【００２７】
円錐台部３３Ａの上端の外径Ｄ５は、図３Ｂに示すように、円環部２１Ａの内径Ｄ３と同径である。そして、円錐台部３３Ａの上端側は、円環部２１Ａと連続している。これに対して、円錐台部３３Ａの下端の内径Ｄ６は、第２円筒部３０Ａと同じ径である。そして、円錐台部３３Ａの下端側は、第２円筒部３０Ａと連続している。これにより、円錐台部３３Ａと第２円筒部３０Ａは、環状の凹部を形成している。その結果、第２円筒部３０Ａと円環部２１Ａとの間には、図３Ａに示すように空間が形成されている。この空間によって、円錐台部３３Ａがなくフラットな場合と比べて表面積が増えている。これにより、放熱面積が増え、回転電機１Ａの冷却効果がより高められている。
【００２８】
図１に戻って、上述した、円環部２１Ａへの第２円筒部３０Ａの差し込みの長さ、すなわち、円環部２１Ａの上面から円錐台部３３Ａの下端までのＺ方向の距離Ｌ１は、円環部２１Ａの上面からロータ５０までの距離Ｌ２よりも小さい。このため、円錐台部３３Ａの下端は、ロータ５０と干渉しない。これに対して、上記の距離Ｌ１は、円環部２１Ａの上面からインシュレータ４２までの距離Ｌ３よりも大きい。そして、円錐台部３３Ａの下端の内径Ｄ６は、図１に示す＋Ｘ側にあるステータコア４１と−Ｘ側にあるステータコア４１との間隔、すなわち、＋Ｘ側にあるインシュレータ４２と−Ｘ側にあるインシュレータ４２との間隔Ｇよりも小さいものの、円錐台部３３Ａ上端の外径Ｄ５は、間隔Ｇよりも大きい。このため、この位置関係のままでは、円錐台部３３Ａがインシュレータ４２と干渉する。そこで、インシュレータ４２には、円錐台部３３Ａとの干渉を防ぐため、図４に示す切り欠き４２３Ａが形成されている。
【００２９】
切り欠き４２３Ａは、図４に示すように、インシュレータ４２の内壁部４２１に形成されている。インシュレータ４２は、上述したように、溝４２７によって第１円筒部２０Ａの半径方向に隔てられた、すなわち、第１円筒部２０Ａの、図４に示す内壁側の方向に隔てられた内壁部４２１と外壁部４２２を有する。そして、内壁部４２１と外壁部４２２の両方の下側には、ステータコア４１の上端を挿入するため、上側に向かって凹んだ形状のステータコア挿入部４２４が形成されている。また、図示しないが、内壁部４２１と外壁部４２２の間には、上述したようにコイル４４の電線が通される。ステータコア挿入部４２４は、コイル４４の電線がステータコア４１に接触することを防ぐために、内壁部４２１と外壁部４２２の間に形成された隔離壁４２５を有する。切り欠き４２３Ａは、この隔離壁４２５よりも上側かつ内壁部４２１の、第１円筒部２０Ａの円筒軸側に形成されている。なお、本明細書では、隔離壁４２５は、コイル４４の電線が通されることにより、コイル４４が取り付けられる部分である。このため、隔離壁４２５を取り付け部ともいう。
【００３０】
切り欠き４２３Ａは、円錐台部３３Ａとの干渉を防ぐため、第１円筒部２０Ａの、図４に示す内壁側へ、円筒状に凹んだ形状に形成されている。換言すると、図１に示すＸＹＺ座標において、Ｚ方向視で円弧状に形成され、その円弧状のままＺ方向に延在する凹面を有する形状に形成されている。そして、図１に示すように、切り欠き４２３Ａと円錐台部３３Ａとの間には隙間が設けられている。これにより、円錐台部３３Ａとインシュレータ４２は第１円筒部２０Ａの半径方向に並べられて配置されている。そして、切り欠き４２３Ａの最も凹んだ部分には、図４に示すように、上側が開放された矩形状の貫通孔４２６が形成されている。これにより、インシュレータ４２の内壁部４２１と外壁部４２２を半径方向に連通させて空気を流す。続いて、図１を参照して、切り欠き４２３Ａの貫通孔４２６による作用について説明する。
【００３１】
なお、以下の説明では、回転電機１Ａが送風機２Ａに組み込まれているものとする。すなわち、図１に示すように、シャフト７０の上端は、第２円筒部３０Ａの上端からさらにその筒の外部まで延在している。そして、そのシャフト７０の上端には、羽根車９０が設けられている。回転電機１Ａは、シャフト７０の上端に羽根車９０が設けられることにより、回転電機１Ａが送風機２Ａに組み込まれているものとする。そして、回転電機１Ａが動作したときの、切り欠き４２３Ａの貫通孔４２６による作用について説明する。また、あわせてハウジング１０Ａの形状の作用について説明する。
【００３２】
まず、基板６０の駆動回路に電力が供給されると、駆動回路は、コイル４４の電線に電流を流す。これにより、ロータ５０が回転する。
【００３３】
ロータ５０が回転すると、シャフト７０が回転する。このとき、シャフト７０には、ロータ５０の遠心力がかかる。そして、シャフト７０の上端側を支える軸受８０、８１にも、その遠心力による負荷がかかる。
【００３４】
上述したように、ハウジング１０Ａは、第１円筒部２０Ａの上端にある円環部２１Ａに第２円筒部３０Ａの下端側が距離Ｌ１だけ差し込まれた形状を有する。その結果、ハウジング１０Ａは、円環部２１Ａに第２円筒部３０Ａの下端側が差し込まれた形状でない従来の回転電機と比較して、ハウジング１０Ａが円筒軸Ａ方向に小さく、シャフト７０の長さが短い。また、軸受８１には、ロータ５０が回転したときに、ロータ５０との距離に応じた負荷がかかるところ、第２円筒部３０Ａの下端側には軸受８１が収容されている。このため、従来の回転電機より第２円筒部３０Ａが差し込まれた距離Ｌ１だけ、軸受８１とロータ５０との距離が近い。このため、軸受８１にかかる負荷が小さい。その結果、軸受８１が壊れにくい。これにより、シャフト７０は、円滑に回転する。
【００３５】
シャフト７０が回転すると、シャフト７０の上端にある羽根車９０も回転する。これにより、第１円筒部２０Ａと第２円筒部３０Ａの周辺の空気が上下方向に移動する。このとき、第１円筒部２０Ａと第２円筒部３０Ａとの間の空気、すなわち、円錐台部３３Ａの上側の空気も上下方向に移動する。その結果、第１円筒部２０Ａと第２円筒部３０Ａのほか、円錐台部３３Ａも空冷される。回転電機１Ａでは、第１円筒部２０Ａと第２円筒部３０Ａだけを備える従来の回転電機と比較して、円錐台部３３Ａだけ、その表面積が大きい。このため、ハウジング１０Ａ全体は、従来の回転電機が備えるハウジングよりも高い効率で空冷される。また、ハウジング１０Ａ全体は、アルミニウムで形成されているため、熱が伝導されやすく、その結果、空冷されやすい。
【００３６】
一方、回転電機１Ａでは、コイル４４の電線に電流が流れることにより、コイル４４が発熱して、その熱がハウジング１０Ａ内にこもりやすい。これに対して、上述したように、ハウジング１０Ａが高い効率で空冷される。また、空冷されやすい。その結果、回転電機１Ａは、内部の熱を外部の空気に高い効率で放熱する。これにより、ハウジング１０Ａ内は、高熱になりにくい。その結果、ハウジング１０Ａ内にある軸受８０、８１の潤滑油が劣化しにくく、その結果、シャフト７０が安定して回転する。
【００３７】
また、ハウジング１０Ａ内では、ロータ５０が回転して、その周辺の空気を移動させる。このとき、ロータ５０周辺の空気は、インシュレータ４２の切り欠き４２３Ａに、図４に示す貫通孔４２６が形成されているため、その貫通孔４２６を通ってコイル４４の電線まで移動する。これにより、コイル４４の電線が空冷される。ハウジング１０Ａ内の空気の熱は、ハウジング１０Ａに伝えられる。その結果、コイル４４の電線の熱は、ハウジング１０Ａを介して、ハウジング１０Ａの外の空気に放熱される。また、円環部２１Ａに形成された通気孔２１１を介して空気が出入りすることにより、ハウジング１０Ａ内の空気の熱は、外の空気に放熱される。これにより、シャフト７０が安定して回転する。
【００３８】
なお、インシュレータ４３には、円錐台部３３Ａと干渉しないため、切り欠き４２３Ａが形成されていない。
【００３９】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る回転電機１Ａでは、インシュレータ４２が第１円筒部２０Ａの内壁側、すなわち、内周面の側に凹んだ切り欠き４２３Ａを有しているので、インシュレータ４２と第２円筒部３０Ａの円錐台部３３Ａが、第１円筒部２０Ａの半径方向に並べられて配置されても、互いに干渉しない。これにより、第２円筒部３０Ａの下端側を第１円筒部２０Ａ内に配置して、回転電機１Ａを円筒軸Ａ方向に小型化することができる。
【００４０】
切り欠き４２３Ａには、インシュレータ４２の内壁部４２１を貫通する貫通孔４２６が形成されているので、切り欠き４２３Ａと円錐台部３３Ａの間を通る空気を貫通孔４２６から内壁部４２１と外壁部４２２の間に流すことができる。その結果、内壁部４２１と外壁部４２２の間にあるコイル４４の電線を空冷することができる。
【００４１】
第２円筒部３０Ａが円錐台部３３Ａを有するので、円錐台部３３Ａの分だけ、ハウジング１０Ａの表面積が大きい。その結果、ハウジング１０Ａの空冷効率が高い。
【００４２】
第２円筒部３０Ａの下端側には、軸受８１が収容されているので、軸受８１とロータ５０との距離が短い。その結果、ロータ５０が回転したときの、軸受８１にかかる負荷が小さい。これにより、軸受８１の製品寿命を長くすることができる。
【００４３】
（実施の形態２）
実施の形態１に係る回転電機１Ａでは、第２円筒部３０Ａに円錐台部３３Ａが設けられ、その円錐台部３３Ａが第１円筒部２０Ａとつながっている。これに対して、実施の形態２に係る回転電機１Ｂでは、第２円筒部３０Ａが円錐台部３３Ａを有しておらず、第２円筒部３０Ａが第１円筒部２０Ａに直接つながっている。以下、図５、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、実施の形態２に係る回転電機１Ｂを説明する。実施の形態２では、実施の形態１と異なる構成について説明する。
【００４４】
図５は、本発明の実施の形態２に係る回転電機１Ｂを備える送風機２Ｂの断面図である。図６Ａは、回転電機１Ｂを備えるハウジング１０Ｂを上側から視たときの斜視図である。図６Ｂは、ハウジング１０Ｂを下側から視たときの斜視図である。
図５に示すように、回転電機１Ｂは、第２円筒部３０Ｂが、その外周壁を第１円筒部２０Ｂの上面を覆う円環部２１Ｂの内周壁に密着させた状態で、円環部２１Ｂに差し込まれた形状のハウジング１０Ｂを備えている。
【００４５】
ハウジング１０Ｂでは、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、第１円筒部２０Ｂの上面に、第２円筒部３０Ｂの外径と同径の内径を有する円環部２１Ｂが設けられている。そして、円環部２１Ｂには、第２円筒部３０Ｂの下端側が差し込まれている。第２円筒部３０Ｂは、第１円筒部２０Ｂと同軸である。また、その差し込みの長さは、実施の形態１で説明した距離Ｌ１と同じである。また、円環部２１Ｂは、第２円筒部３０Ｂと連続している。なお、本明細書では、円環部２１Ｂを第２円環部ともいう。
【００４６】
図５に戻って、ハウジング１０Ｂでは、上記の距離Ｌ１が円環部２１Ａの上面からインシュレータ４２までの距離Ｌ３よりも大きい。そして、第２円筒部３０Ｂの外径Ｄ７は、インシュレータ４２間の間隔Ｇよりも大きい。その結果、この位置関係のままでは、第２円筒部３０Ｂがインシュレータ４２と干渉してしまう。そこで、実施の形態１と同様に、回転電機１Ｂでも、インシュレータ４２に切り欠き４２３Ｂが形成されている。
【００４７】
切り欠き４２３Ｂは、実施の形態１で説明した切り欠き４２３Ａよりも、凹みの深さ、すなわち、第１円筒部２０Ｂの半径方向への凹みの大きさが小さい。これは、実施の形態２のハウジング１０Ｂが円錐台部３３Ａを有していないため、第１円筒部２０Ｂの半径方向への凹みの大きさが小さくても、切り欠き４２３Ｂが、第２円筒部３０Ｂと干渉しないからである。これにより、第２円筒部３０Ｂが、第１円筒部２０Ｂの半径方向へインシュレータ４２と並んで配置されているにもかかわらず、第２円筒部３０Ｂは、インシュレータ４２と干渉しない。その結果、第２円筒部３０Ｂの下端を第１円筒部２０Ｂ内で突出させて、軸受８１をロータ５０に近づけることができる。また、ハウジング１０Ｂを、円筒軸Ａ方向に小さくすることができる。
【００４８】
なお、切り欠き４２３Ｂの構造は、この第１円筒部２０Ｂの半径方向への凹みの大きさを除いて、実施の形態１で説明した切り欠き４２３Ａの構造と同様である。また、回転電機１Ｂのその他の構成も、ハウジング１０Ｂの、第１円筒部２０Ｂと第２円筒部３０Ｂの接続の形式を除いて、実施の形態１のそれら構成と同様である。このため、回転電機１Ｂのその他の構成の説明を省略する。また、切り欠き４２３Ｂの作用は、切り欠き４２３Ｂの、図示しない貫通孔４２６の作用を含め、実施の形態１の切り欠き４２３Ａと同様である。このため、切り欠き４２３Ｂの作用の説明を省略する。
【００４９】
以上のように、本発明の実施の形態２に係る回転電機１Ｂでは、インシュレータ４２に切り欠き４２３Ｂが形成されているので、第１円筒部２０Ｂ内に差し込まれた第２円筒部３０Ｂにインシュレータ４２が干渉しない。このため、ハウジング１０Ｂを、第２円筒部３０Ｂが第１円筒部２０Ｂ内に差し込まれた形状に形成して、回転電機１Ｂを小型化することができる。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、実施の形態１及び２では、第１円筒部２０Ａ、２０Ｂと第２円筒部３０Ａ、３０Ｂが上下方向に向けられている。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、第２円筒部３０Ａ、３０Ｂが、第１円筒部２０Ａ、２０Ｂとシャフト７０を中心軸として共有し、さらに、その中心軸の軸方向一方の側で、第１円筒部２０Ａ、２０Ｂと接続されていればよい。従って、この限りにおいて、第１円筒部２０Ａ、２０Ｂと第２円筒部３０Ａ、３０Ｂの円筒軸Ａの向きは任意である。例えば、第１円筒部２０Ａ、２０Ｂと第２円筒部３０Ａ、３０Ｂは、円筒軸Ａを水平方向に向けてもよい。
【００５１】
また、実施の形態１及び２では、軸受８１が第１円筒部２０Ａ、２０Ｂの内部に配置されている。換言すると、軸受８１全体が第１円筒部２０Ａ、２０Ｂの上端よりも下側に配置されている。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、軸受８１にかかる負荷を小さくするため、軸受８１の少なくとも一部が、第１円筒部２０Ａ、２０Ｂの下端よりも内側かつ、第１円筒部２０Ａ、２０Ｂの円筒軸Ａの側に配置されていればよい。換言すると、軸受８１の少なくとも一部は、第１円筒部２０Ａ、２０Ｂの上記軸方向一方の側にある端部よりも内側、かつ、第１円筒部２０Ａ、２０Ｂの径方向内側に配置されていればよい。例えば、図１又は図５に示す軸受８１の上端と下端のうち、その下端だけが第１円筒部２０Ａ、２０Ｂの上端よりも下側に配置されてもよい。
【００５２】
また、実施の形態１及び２では、第１円筒部２０Ａと第２円筒部３０Ａ、３０Ｂが円筒状に形成されている。しかし本発明はこれに限定されない。本発明では、第１円筒部２０Ａと第２円筒部３０Ａ、３０Ｂは、筒状であればよい。例えば、第１円筒部２０Ａと第２円筒部３０Ａ、３０Ｂは、六角筒、八角筒等の断面多角形の筒形状であってもよい。
なお、実施の形態１及び２では、第１円筒部２０Ａと第２円筒部３０Ａ、３０Ｂが円筒状であるため、その円筒断面の半径の方向のことを半径方向と称しているが、第１円筒部２０Ａと第２円筒部３０Ａ、３０Ｂが円筒以外の筒である場合、半径方向のことを径方向と称してもよい。この場合、筒の中心から筒の外周へ向かう側のことを径方向外側、筒の外周から筒の中心へ向かう側のことを径方向内側と称してもよい。
【００５３】
実施の形態１及び２では、切り欠き４２３Ａ、４２３Ｂが、第１円筒部２０Ａ、２０Ｂの内壁側へ円筒状に凹んだ形状に形成されている。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、第１円筒部２０Ａと第２円筒部３０Ａ、３０Ｂが、第１円筒部２０Ａの、上記軸方向一方の側にある端面と第２円筒部３０Ａ、３０Ｂの外周面との間に位置し、かつその外周面に沿った環状の凹部を有する場合に、切り欠き４２３Ａ、４２３Ｂが、その環状の凹部の内面との干渉を防いでいればよい。さらに、切り欠き４２３Ａ、４２３Ｂは、インシュレータ４２の、上記軸方向一方の側の径方向内側に設けられていてもよい。本発明では、この条件を満たす限り、切り欠き４２３Ａ、４２３Ｂの形状は任意である。例えば、切り欠き４２３Ａ、４２３Ｂは、第１円筒部２０Ａ、２０Ｂの内周面の側、すなわち、内壁側へ凹んだ円錐台の錐面の形状であってもよい。また、ハウジング１０Ａが実施の形態１で説明した円錐台部３３Ａを備える場合、切り欠き４２３Ａは、円錐台部３３Ａの錐面と同形状に形成され、第１円筒部２０Ａ、２０Ｂの内壁側へ凹んでもよい。そして、切り欠き４２３Ａは、円錐台部３３Ａの外周面から離れた位置に配置されていればよい。
【００５４】
実施の形態１及び２では、切り欠き４２３Ａ、４２３Ｂが貫通孔４２６を有している。しかし、本発明では、貫通孔４２６は任意の構成である。従って、切り欠き４２３Ａ、４２３Ｂが貫通孔４２６を有していなくてもよい。このような形態であっても、インシュレータ４２が切り欠き４２３Ａ、４２３Ｂを有するので、第２円筒部３０Ａ、３０Ｂとの干渉を防ぐことができる。
【００５５】
実施の形態１及び２では、インシュレータ４２が切り欠き４２３Ａ、４２３Ｂを有し、インシュレータ４３が切り欠き４２３Ａ、４２３Ｂを有していないが、インシュレータ４３が切り欠き４２３Ａ、４２３Ｂを有してもよい。この場合、インシュレータ４２と４３の両方の一部の形状が同じ形状となるため、製造工程を共通化することができる。
【００５６】
実施の形態１及び２では、ハウジング１０Ａ、１０Ｂがアルミニウムで形成されているが、ハウジング１０Ａ、１０Ｂの材料は任意である。例えば、ハウジング１０Ａ、１０Ｂは、剛性を高めるため、鉄鋼材料で形成されてもよい。
【００５７】
実施の形態１及び２では、軸受８０、８１が玉軸受である。そして、軸受８０、８１は、第２円筒部３０Ａ、３０Ｂに嵌め込まれている。しかし、本発明では、軸受８０、８１の軸受方式と軸受８０、８１の固定方法は任意である。例えば、軸受８０、８１は、ころ軸受、すべり軸受であってもよい。また、軸受８０、８１は、接着、溶接等によって第２円筒部３０Ａ、３０Ｂの内周壁に固定されてもよい。
【００５８】
実施の形態１及び２では、回転電機１Ａ、１Ｂは、送風機２Ａ、２Ｂに使用されている。しかし、本発明の用途は、送風機２Ａ、２Ｂの分野に限定されない。例えば、回転電機１Ａ、１Ｂは、発電機に使用されもよい。本発明は回転電機全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
Ａ  円筒軸、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ４、Ｄ５、Ｄ７  外径、Ｄ３、Ｄ６  内径、Ｇ  間隔、Ｌ１−Ｌ３  距離、１Ａ，１Ｂ  回転電機、２Ａ，２Ｂ  送風機、１０Ａ，１０Ｂ  ハウジング、２０Ａ，２０Ｂ  第１円筒部、２１Ａ，２１Ｂ  円環部、３０Ａ，３０Ｂ  第２円筒部、３１  円板、３２  貫通孔、３３Ａ  円錐台部、４０  ステータ、４１  ステータコア、４２，４３  インシュレータ、４４  コイル、５０  ロータ、６０  基板、６１  貫通孔、７０  シャフト、８０，８１  軸受、９０  羽根車、２１１  通気孔、４１１  ヨーク部、４１２  ティース部、４１３  端部、４２１，４３１  内壁部、４２２，４３２  外壁部、４２３Ａ，４２３Ｂ  切り欠き、４２４  ステータコア挿入部、４２５  隔離壁、４２６  貫通孔、４２７，４３３  溝、４３４  ネジ穴、４３５  ネジ、４３６  端子、８０１  バネ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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