(57)【要約】【課題】汎用性を高め、製造コストを低減できる回転電機を提供することである。【解決手段】実施形態の回転電機は、筒状のモータケースと、取付孔と、被取付け体と、を持つ。モータケースは、回転子を収容する。取付孔は、モータケースの外側面に複数設けられ、モータケースを固定するための取付座が取り付け可能である。被取付け体は、取付座に取り付けられる。【選択図】図１
2019050704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子を収容する筒状のモータケースと、
前記モータケースの外側面に複数設けられ、前記モータケースを固定するための取付座が取り付け可能な取付孔と、
前記取付座に取り付けられる被取付け体と、
を備えた
回転電機。
【請求項２】
前記被取付け体はプレート体であり、該プレート体の一面が前記モータケースの前記外側面と対向するように配置されており、
前記プレート体の一面に、凹部が形成されている
請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記モータケースは円筒状に形成されており、
前記凹部は円弧状に形成されている
請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記モータケースの前記外側面、及び前記プレート体の前記凹部の少なくともいずれか一方に、前記回転子の軸方向に沿うフィンを、前記外側面の周方向に沿って複数配置した
請求項２又は請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記回転子の一端に設けられた冷却ファンと、
前記モータケースに設けられ、前記冷却ファンを覆うカバーと、
を備えた
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機は、筒状のモータケース内に固定子と回転子とが収容されている。固定子は、複数のコイルが巻回された状態でモータケース内に固定されている。一方、回転子は、固定子に対して回転自在に設けられている。
モータケースには、回転電機を所定の設置場所に固定するための取付座が設けられている。また、モータケースの外側面には、固定子に巻回されたコイルに給電を行うための端子箱やインバータが設けられる場合がある。このような場合、端子箱にコイルの端末部が引き出される一方、インバータに外部電源が接続される。端子箱とインバータは、リード線等を介して電気的に接続される。これにより、インバータ及び端子箱を介して外部電源の電力がコイルに供給されると、固定子に所定の磁界が発生し、この磁界の影響を受けて回転子が回転する。
【０００３】
ところで、回転電機を設置する場合、他の機械部品等を含めて設置スペースの省スペース化を図るために、レイアウトの制約を受ける場合が多い。例えば、インバータの設置向きを、回転電機の設置条件に応じて変更する必要も生じる。
しかしながら、回転電機とは別体のインバータ等、通常範囲を超えるオプションを一体型としたい場合、その都度モータケースの再設計が必要になる場合があった。このため、回転電機の製造コストが増大する可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−６５５９６号公報
【特許文献２】特開平１０−２５７７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、汎用性を高め、製造コストを低減できる回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の回転電機は、筒状のモータケースと、取付孔と、被取付け体と、を持つ。モータケースは、回転子を収容する。取付孔は、モータケースの外側面に複数設けられ、モータケースを固定するための取付座が取り付け可能である。被取付け体は、取付座に取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の回転電機を示す正面図。
【図２】実施形態のモータ部を示すベースプレートが取り付けられる側からみた側面図。
【図３】実施形態の取付座を示し、（ａ）は、軸方向からみた側面図、（ｂ）は、径方向外側からみた平面図。
【図４】実施形態のベースプレートを示し、（ａ）は、軸方向からみた側面図、（ｂ）は、径方向外側からみた平面図。
【図５】実施形態の変形例のベースプレートを示し、（ａ）は、軸方向からみた側面図、（ｂ）は、径方向外側からみた平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の回転電機を、図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、回転電機１の正面図である。
同図に示すように、回転電機１は、モータ部２と、モータ部２に取り付けられている端子箱３、取付座４、ベースプレート５、及びインバータ６と、を備えている。なお、以下の説明では、モータ部２の回転軸線方向を単に軸方向、モータ部２の回転方向を周方向、軸方向及び周方向に直交するモータ部２の径方向を単に径方向、と称して説明する場合がある。
【００１０】
図２は、モータ部２をベースプレート５が取り付けられる側からみた側面図である。
図１、図２に示すように、モータ部２は、円筒状のモータケース７と、モータケース７の一端（図１における紙面手前側、図２における左端）に設けられたブラケット部８と、モータケース７の他端（図２における右端）に設けられたカバー９と、モータケース７内に回転自在に支持されている回転子１０と、モータケース７内に固定されている不図示の固定子と、を備えている。
【００１１】
ブラケット部８は、モータケース７の一端の開口を閉塞するように略円板状に形成されている。また、ブラケット部８の外周部には、ボルト１１を挿通可能なボルト座１２が径方向外側に向かって突出形成されている。このボルト座１２に、軸方向外側からボルト１１が挿通され、このボルト１１がモータケース７に螺合されることにより、モータケース７にブラケット部８が締結固定される。
【００１２】
さらに、ブラケット部８の径方向中央には、軸受ハウジング１３が一体成形されている。この軸受ハウジング１３の内面側に、不図示の軸受が設けられている。軸受は、回転子１０を構成する回転軸１４の一端を回転自在に支持するためのものである。
回転子１０の回転軸１４は、一端がブラケット部８を介して軸方向外側に突出されている。また、回転軸１４の他端は、モータケース７の他端側から突出されている。さらに、回転軸１４の軸方向中央の大部分には、不図示の回転子鉄心が固定されている。なお、回転子として、アルミの籠形回転子や永久磁石を持った回転子が設けられている。この回転子が、固定子によって形成される磁界に対して磁気的に吸引されたり反発されたりする。これにより、回転軸１４が回転する。
【００１３】
また、回転軸１４のモータケース７の他端側から突出した箇所には、ファン１５が取り付けられている。ファン１５は、回転軸１４と一体となって回転する。ファン１５は、モータケース７を冷却するためのものであり、いわゆるラジアルファンとして構成されている。すなわち、ファン１５は、正逆回転に関わらず風を発生させる。
【００１４】
モータケース７の他端に設けられたカバー９は、ファン１５を外側から覆うように略御椀状に形成されている。カバー９は、開口側をモータケース７側に向けて配置されている。また、カバー９は、モータケース７の他端、及びこの他端の周囲との間に所定の隙間が形成されるように配置された状態で、モータケース７の他端に固定されている。さらに、カバー９には、外気をカバー９内に取り込むための複数の開口部（不図示）が形成されている。
【００１５】
モータケース７は、熱伝達率の高い、例えば、アルミ合金等により形成されている。モータケース７の外周面（外側面）には、全体に渡って複数のフィン１６が突出形成されている。また、各フィン１６は、モータケース７の軸方向に沿って形成されており、周方向にほぼ等間隔で配置されている。これらフィン１６は、モータケース７の放熱効果を高めるためのものである。
また、モータケース７の外周面に、端子箱３が設けられている。端子箱３には、モータケース７内に設けられている不図示の固定子から引き出されたコイルの端末が接続されている。
【００１６】
ここで、モータケース７の外周面には、取付座４を取り付け可能な複数の雌ネジ部１７が複数個所刻設されている。なお、本実施形態では、モータケース７の外周面の全周に渡って雌ネジ部１７が刻設されているが、これに限られるものではない。すなわち、モータケース７の外周面に、雌ネジ部１７が複数個所刻設されていればよい。また、これら雌ネジ部１７が配置されている具体的な箇所については、以下の取付座４の説明の後、詳述する。
【００１７】
図３は、取付座４を示し、（ａ）は、軸方向からみた側面図、（ｂ）は、径方向外側からみた平面図である。
図１、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、取付座４は、モータケース７を所定の設置スペースに固定するためのものである。取付座４は、熱伝達率の高い、例えば、アルミ合金等により形成されている。取付座４は、軸方向に長い略板状に形成されている。取付座４には、複数のボルト挿通孔１８が形成されている。このボルト挿通孔１８には、ボルト３０（図２参照）が挿通される。このボルト３０は、モータケース７に刻設されている雌ネジ部１７に螺合される。これにより、モータケース７に取付座４が締結固定される。
【００１８】
また、取付座４には、長手方向の両端側で、且つ短手方向の略中央に、それぞれ雌ネジ部１９が刻設されている。雌ネジ部１９は、ベースプレート５を取付座４に締結固定するために用いられると共に、所定の設置スペースに取付座４を締結固定するために用いられる。取付座４には、ボルト挿通孔１８に対応する位置に、モータケース７側に突出する凸部２１が一体成形されている。この凸部２１が、モータケース７の外周面のうち、雌ネジ部１７に対応する位置に当接される。一方、取付座４の凸部２１と反対側の面は、ベースプレート５や所定の設置スペースが当接される設置面４ａとなる。
【００１９】
ここで、図１に詳示するように、取付座４は、２つで１つの対とされて利用される。この際、２つの取付座４は、回転軸１４の軸心を通る任意の平面に対して面対称に配置される。そして、２つの取付座４の設置面４ａが同一平面上に位置するように、配置される。
すなわち、モータケース７に刻設されている雌ネジ部１７は、２つの取付座４が対となって設置面４ａが同一平面上に位置するように、複数配置されている。本実施形態では、モータケース７の周囲において、端子箱３が配置されている箇所を除いて３方向（図１における上方向、下方向、及び右方向）に２つの取付座４の設置面４ａが向くように、雌ネジ部１７が配置されている。
【００２０】
ここで、図１においては、３方向のうち、２方向（図１における上下方向）に設置面４ａが向くように、２対の取付座４（１対の取付座４が２組）が取り付けられている。そして、本実施形態では、２方向のうちの一方向（図１における下方向）に設置面４ａが向いている２つの取付座４を、所定の設置スペースに締結固定するための取付座４として利用している。また、２方向のうちの他方向（図１における上方向）に設置面４ａが向いている２つの取付座４を、ベースプレート５が取り付けられる取付座４として利用している。
【００２１】
図４は、ベースプレート５を示し、（ａ）は、軸方向からみた側面図、（ｂ）は、径方向外側からみた平面図である。
図１、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、ベースプレート５は、熱伝達率の高い、例えば、アルミ合金等により形成されている。ベースプレート５は、２つの取付座４に跨るように平面視略四角形状で、且つ板状に形成されている。ベースプレート５には、取付座４の雌ネジ部１９に対応する位置に、ボルト２３を挿通可能なボルト挿通孔２２が形成されている。ボルト挿通孔２２は、ベースプレート５上にボルト２３の頭部が突出しないように、ザグリ加工が施されている。そして、ボルト挿通孔２２に、ベースプレート５のモータケース７とは反対側の一面５ａからボルト２３を挿入し、このボルト２３を取付座４の雌ネジ部１９に螺合することにより、取付座４にベースプレート５が締結固定される。
【００２２】
ベースプレート５の一面５ａは、平坦な面に形成されている。一方、ベースプレート５のモータケース７側の他面５ｂは、モータケース７の外周面と径方向で対向した状態になる。このようなベースプレート５の他面５ｂには、凹部２４が形成されている。
凹部２４は、ベースプレート５の軸方向全体に渡って形成され、且つ軸方向と直交する方向の略中央の大部分に形成されている。また、凹部２４は、モータケース７の外周面の形状に対応するように、略円弧状に形成されている。凹部２４を形成することにより、ベースプレート５とモータケース７との接触が回避され、且つ、ベースプレート５とモータケース７との間に、所定の隙間Ｓが形成される。
【００２３】
図１に示すように、ベースプレート５の一面５ａには、インバータ６が配置されている。インバータ６は、モータ部２の回転子１０の回転制御を行うためのものである。インバータ６には、外部電源から延びるリード線（いずれも不図示）が接続されている。また、インバータ６と端子箱３は、不図示のリード線を介して電気的に接続されている。これにより、外部電源の電力が、インバータ６、及び端子箱３を介して固定子に巻回されているコイル（いずれも不図示）に供給される。
【００２４】
次に、回転電機１の動作について説明する。
外部電源の電力が、インバータ６、及び端子箱３を介して固定子に巻回されているコイルに供給されると、固定子に所定の磁界が発生する。そして、この磁界に対して回転子１０の永久磁石が磁気的に吸引されたり反発されたりして、回転子１０が回転する。
回転子１０が回転すると、回転軸１４に固定されているファン１５が回転する。このファン１５はラジアルファンであるので、ファン１５が回転すると、回転中心から風が吸入されて遠心方向に風が流れる。遠心方向に流れた風は、モータケース７の他端に設けられたカバー９の内面に沿って流れる。
【００２５】
ここで、カバー９は、モータケース７の他端、及びこの他端の周囲との間に所定の隙間が形成されるように配置された状態で、モータケース７の他端に固定されている。このため、カバー９とモータケース７の他端との間の隙間から風が吐き出され、この風がモータケース７の外周面上を、軸方向に沿って流れる（図２における矢印Ｙ１参照）。
【００２６】
この際、モータケース７の外周面に形成されている複数のフィン１６は、軸方向に沿って形成されているので、フィン１６によって風の流れが阻害されることがない。また、モータケース７の外周面に配置されているベースプレート５の他面５ｂには凹部２４が形成されており、ベースプレート５の他面５ｂとモータケース７の外周面との間には、所定の隙間Ｓが形成されている。このため、この隙間Ｓを介して風が流れるので、ベースプレート５によって風の流れが阻害されることもない。
【００２７】
モータケース７の外周面に風が流れるうえ、モータケース７の外周面に複数のフィン１６が形成されているので、モータケース７の冷却が促進される。また、ベースプレート５もファン１５の風を受けて冷却されるので、インバータ６の熱が効率よく発熱される。
さらに、モータケース７、取付座４、及びベースプレート５は、熱伝達率の高い、例えば、アルミ合金等により形成されている。このため、モータケース７、取付座４、及びベースプレート５が速やかに冷却され、回転電機１やインバータ６の熱害を確実に防止できる。
【００２８】
次に、取付座４の利用方法について説明する。
上述したように、モータケース７には、端子箱３が配置されている箇所を除いて３方向に一対の（２つの）取付座４の設置面４ａが向くように、雌ネジ部１７が配置されている。このため、設置スペースの制約に応じて、取付座４の設置面４ａの取付向きを変更し、これによって、端子箱３の向きを変更できる。また、設置スペースへのモータケース７の固定用として利用された取付座４（雌ネジ部１７）以外の取付座４（雌ネジ部１７）は、ベースプレート５を取り付けるために用いることが可能である。つまり、ベースプレート５を介して取り付けられるインバータ６の配置向きも、モータケース７の外周面に沿って、端子箱３を除いたさまざまな向きに変更することが可能である。
【００２９】
このように、上述の回転電機１のモータケース７には、外周面に、取付座４を取り付け可能な複数の雌ネジ部１７が全周に渡って刻設されている。そして、雌ネジ部１７は、モータケース７の外周面のうち、端子箱３を除いた３方向に一対の（２つの）取付座４の設置面４ａが向くように配置されている。
このため、モータケース７を設計変更することなく、設置スペースの制約に応じて端子箱３の向きを変更して、設置スペースにモータケース７を締結固定することができる。換言すれば、モータケース７の汎用性を高めることができる。
また、使用していない取付座４を利用して、ベースプレート５を介してインバータ６を取り付けることができる。このため、モータ部２とインバータ６とを一体化することができ、インバータ６の設置スペースを別途設ける必要がなくなる。さらに、モータ部２からインバータ６に至る間のリード線の引き回しも容易に行うことができる。
【００３０】
また、ベースプレート５の他面５ｂに、凹部２４を形成している。この凹部２４は、ベースプレート５の軸方向全体に渡って形成され、且つモータケース７の外周面の形状に対応するように、略円弧状に形成されている。このため、ベースプレート５とモータケース７との接触を回避できる。また、ベースプレート５とモータケース７との間に、所定の隙間Ｓを形成できるので、この隙間Ｓを通してファン１５の風を流すことができる。このため、モータケース７やベースプレート５に取り付けられたインバータ６の冷却効果を高めることができる。
これに加え、モータケース７の外周面に形成されている複数のフィン１６は、軸方向に沿って形成されている。このため、フィン１６によって風の流れが阻害されることがなく、効果的にモータケース７を冷却することできる。
【００３１】
なお、上述の実施形態では、モータ部２を構成する回転子として、アルミの籠形回転子や永久磁石を持った回転子が設けられている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、モータ部２としてさまざまな仕様のモータ（回転子）を採用することが可能である。
【００３２】
さらに、上述の実施形態では、モータケース７には、端子箱３が配置されている箇所を除いて３方向に一対の（２つの）取付座４の設置面４ａが向くように、雌ネジ部１７が配置されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、取付座４の設置面４ａが少なくとも２方向に向くように、モータケース７に雌ネジ部１７が形成されていればよい。また、取付座４の設置面４ａが３方向以上に向くように、モータケース７に雌ネジ部１７を形成してもよい。
また、上述の実施形態では、取付座４は、２つで１つの対とされて利用されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、各取付座４をそれぞれ別の用途で利用してもよい。
【００３３】
さらに、上述の実施形態では、ベースプレート５の他面５ｂに形成されている凹部２４が、モータケース７の外周面の形状に対応するように略円弧状に形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、凹部２４は、ベースプレート５とモータケース７との接触が回避可能で、且つベースプレート５とモータケース７との間に所定の隙間Ｓが形成可能な形状であればよい。例えば、軸方向からみて（図４（ａ）参照）凹部２４が矩形状となるように形成されていてもよい。また、軸方向からみて凹部２４が三角形状となるように形成されていてもよい。
【００３４】
また、上述の実施形態では、モータケース７に取り付けられたベースプレート５に、インバータ６を取り付けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ベースプレート５をさまざまな用途で利用することが可能である。例えば、インバータ６を取り付けずに、ベースプレート５を、銘板を取り付けるためのプレートとして利用してもよい。モータケース７の外周面には、冷却効果を高めるために複数のフィン１６が設けられているので、モータケース７の外周面に銘板を取り付けるには、モータケース７に銘板を取り付けるための加工を別途施す必要がある。しかしながら、ベースプレート５を利用して銘板を取り付けることにより、モータケース７の外周面に銘板を取り付けるための加工を施すことを省くことができる。
【００３５】
また、上述の実施形態では、設置スペースにモータケース７を締結固定するために使用した取付座４以外の取付座４に、ベースプレート５を締結固定した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、取付座４には、さまざまなものを取り付けることが可能である。例えば、ベースプレート５に代わって、各種センサ（温度計等）や日よけ笠、雨よけ笠を取り付けることが可能である。
例えば、温度計を設けることにより、モータケース７の温度管理を行うことができる。このため、必要に応じて回転電機１を停止させることにより、回転電機１の熱害を防止できる。また、日よけ笠、雨よけ笠は、モータケース７への直射日光や雨水等の被水を抑制でき、回転電機１の防水性能を高めることが可能になる。
【００３６】
さらに、上述の実施形態では、モータケース７に取付座４を取り付けるために、モータケース７に雌ネジ部１７を刻設し、この雌ネジ部１７を用いてモータケース７に取付座４を締結固定する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、モータケース７に取付座４を取り付け可能な取付孔が形成されていればよい。例えば、取付孔としての雌ネジ部１７に代わって、カシメピン固定用の孔を形成してもよい。そして、このカシメピン固定用の孔にカシメピンを固定することにより、モータケース７に取付座４を取り付けてもよい。
【００３７】
また、上述の実施形態では、モータケース７、取付座４、及びベースプレート５が、熱伝達率の高い、例えば、アルミ合金等により形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな材料により、モータケース７、取付座４、及びベースプレート５を形成することが可能である。但し、熱伝達率の高い材料により、モータケース７、取付座４、及びベースプレート５を形成することが好ましい。
【００３８】
さらに、ベースプレート５の他面５ｂに形成された凹部２４に、複数のフィン２５を設けることも可能である。これについて、図面を用いて以下に詳述する。
【００３９】
図５は、ベースプレート５の変形例を示し、（ａ）は、軸方向からみた側面図、（ｂ）は、径方向外側からみた平面図である。なお、これら図５（ａ）、図５（ｂ）は、前述の図４（ａ）、図４（ｂ）に対応している。
図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、ベースプレート５の凹部２４に形成された複数のフィン２５は、ベースプレート５の軸方向全体に渡って突出形成されている。また、各フィン２５は、軸方向に直交する方向に沿って凹部２４全体にほぼ等間隔に配置されている。さらに、フィン２５は、モータケース７のフィン１６との接触を回避可能に形成されている。具体的には、各フィン２５の突出高さを制限してもよいし、モータケース７の周方向で隣り合う各フィン１６の間に、ベースプレート５のフィン２５が介在するようにしてもよい。
【００４０】
このように、ベースプレート５に複数のフィン２５を突出形成することにより、ベースプレート５の放熱面積を増大させることができる。この結果、ベースプレート５の冷却効率を高めることができ、さらに、ベースプレート５に取り付けられるインバータ６（図１参照）の冷却効率を高めることができる。
【００４１】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、モータケース７の外周面に、取付座４を取り付け可能な複数の雌ネジ部１７が全周に渡って刻設されている。そして、雌ネジ部１７は、モータケース７の外周面のうち、端子箱３を除いた３方向に一対の（２つの）取付座４の設置面４ａが向くように配置されている。
このため、モータケース７を設計変更することなく、設置スペースの制約に応じて端子箱３の向きを変更して、設置スペースにモータケース７を締結固定することができる。換言すれば、モータケース７の汎用性を高めることができる。
また、使用していない取付座４を利用して、ベースプレート５を介してインバータ６を取り付けることができる。このため、モータ部２とインバータ６とを一体化することができ、インバータ６の設置スペースを別途設ける必要がなくなる。さらに、モータ部２からインバータ６に至る間のリード線の引き回しも容易に行うことができる。
【００４２】
また、ベースプレート５の他面５ｂに、凹部２４を形成している。この凹部２４は、ベースプレート５の軸方向全体に渡って形成され、且つモータケース７の外周面の形状に対応するように、略円弧状に形成されている。このため、ベースプレート５とモータケース７との接触を回避できる。また、ベースプレート５とモータケース７との間に、所定の隙間Ｓを形成できるので、この隙間Ｓを通してファン１５の風を流すことができる。このため、モータケース７やベースプレート５に取り付けられたインバータ６の冷却効果を高めることができる。
これに加え、モータケース７の外周面に形成されている複数のフィン１６は、軸方向に沿って形成されている。このため、フィン１６によって風の流れが阻害されることがなく、効果的にモータケース７を冷却することできる。
【００４３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４４】
１…回転電機、５…ベースプレート（被取付け体、プレート体）、５ｂ…他面（一面）、７…モータケース、１０…回転子、１６，２５…フィン、１７…雌ネジ部（取付孔）、２４…凹部
【図１】
2019050704.tif 000003
【図２】
2019050704.tif 000004
【図３】
2019050704.tif 000005
【図４】
2019050704.tif 000006
【図５】
2019050704.tif 000007