(57)【要約】【課題】ケーシングが揺動自在に支持される回転電機であっても、ケーシングの揺動に外乱を与えることなく、ケーシングの内部を効率よく空冷できるようにすることである。【解決手段】ケーシング２の胴部２ｂの内周面とステータ３の外周面との間に環状の間隙１０を設け、冷却空気の供給口６をケーシング２の胴部２ｂの軸方向中央部に設けて、間隙１０に開口させることにより、ケーシング２が揺動自在に支持される回転電機１であっても、冷却空気の風圧がケーシング２の揺動の外乱とならないようにして、ケーシング２の内部を効率よく空冷できるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のケーシング内に固定されたステータと、
前記ステータの内周側で回転するロータとを備え、
前記ケーシングの内部に冷却空気を強制的に供給する供給口と、供給された冷却空気を外部に排出する排出口とを設けたダイナモ試験装置用回転電機において、
前記ケーシングの胴部の内周面と前記ステータの外周面との間に環状の間隙を設け、
前記冷却空気の供給口を前記ケーシングの胴部の軸方向中央部に設けて、前記環状の間隙に開口させたことを特徴とするダイナモ試験装置用回転電機。
【請求項２】
前記回転電機が、前記ケーシングを周方向へ揺動自在に支持するダイナモ試験装置に用いられるものである請求項１に記載のダイナモ試験装置用回転電機。
【請求項３】
前記環状の間隙を周方向で仕切る複数のリブを設けた請求項１または２に記載のダイナモ試験装置用回転電機。
【請求項４】
前記冷却空気の排出口を、前記ケーシングの胴部の軸方向中央部に、前記供給口と周方向の反対側の位置で設けた請求項１乃至３のいずれかに記載のダイナモ試験装置用回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイナモ試験装置の疑似負荷源として用いられるダイナモ試験装置用回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイナモ試験装置は自動車等の被試験体の各種性能を測定するものであり、被試験体の出力に対して疑似負荷を付与したり、被試験体に疑似負荷を出力したりする疑似負荷源として回転電機を用いている。この疑似負荷源として用いられるダイナモ試験装置用回転電機は、筒状のケーシング内に固定したステータの内周側に回転するロータを配設したものであり、被試験体の出力に対して疑似負荷を付与する場合は発電機として作用し、被試験体に疑似負荷を出力する場合はモータとして作用する。
【０００３】
ダイナモ試験装置には、回転電機のケーシングを基台に固定するものと、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示すシャシダイナモ試験装置のように、筒状のケーシング２を周方向に揺動自在に基台２２に支持して、揺動する回転電機１に作用する疑似負荷のトルク等を測定するようにしたものがある。
【０００４】
上述したダイナモ試験装置用回転電機は、その発生トルクと逆向きの大きなトルクを受け続けるので、通常の発電機やモータに比べて、ケーシング内部におけるステータやロータ等での発熱量が多い。この発熱を抑制するために、ケーシング内に冷却空気を強制的に供給して内部を空冷するようにしたダイナモ試験装置用回転電機がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたものでは、ケーシングの胴部の両端部に設けた供給口からブロワで冷却空気を内部に供給し、供給した冷却空気を胴部の中央部に設けた排出口から外部に排出するようにしている。
【０００５】
また、ダイナモ試験装置用回転電機ではないが、筒状のケーシングの軸方向一端側に設けた供給口から冷却ファンで冷却空気を供給し、供給した冷却空気を他端側の端面に設けた排出口から排出するようにしたモータもある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−６１４６８号公報
【特許文献２】特開２００８−１８７７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されたダイナモ試験装置用回転電機は、冷却空気の供給口を筒状のケーシングの端部に設けているので、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示したような、ケーシングを揺動自在に支持するシャシダイナモ試験装置に用いると、ケーシングの端部の供給口から強制的に供給される冷却空気の風圧が揺動自在なケーシングのバランスを崩す恐れがある。このため、冷却空気の風圧がケーシングの揺動の外乱となって、疑似負荷トルク等の正確な測定を阻害する問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、ケーシングが揺動自在に支持される回転電機であっても、ケーシングの揺動に外乱を与えることなく、ケーシングの内部を効率よく空冷できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、筒状のケーシング内に固定されたステータと、前記ステータの内周側で回転するロータとを備え、前記ケーシングの内部に冷却空気を強制的に供給する供給口と、供給された冷却空気を外部に排出する排出口とを設けたダイナモ試験装置用回転電機において、前記ケーシングの胴部の内周面と前記ステータの外周面との間に環状の間隙を設け、前記冷却空気の供給口を前記ケーシングの胴部の軸方向中央部に設けて、前記環状の間隙に開口させた構成を採用した。
【００１０】
すなわち、ケーシングの胴部の内周面とステータの外周面との間に環状の間隙を設け、冷却空気の供給口をケーシングの胴部の軸方向中央部に設けて、環状の間隙に開口させることにより、ケーシングが揺動自在に支持される回転電機であっても、冷却空気の風圧がケーシングの揺動の外乱とならないようにして、ケーシングの内部を効率よく空冷できるようにした。
【００１１】
前記回転電機は、前記ケーシングを周方向へ揺動自在に支持するダイナモ試験装置に用いられるものに好適である。
【００１２】
前記環状の間隙を周方向で仕切る複数のリブを設けることにより、環状の間隙に供給される冷却空気を環状の間隙の軸方向両側へ流出させて、環状の間隙の軸方向両側で露出する発熱しやすいステータの両側のコイルエンドを均等に効率よく空冷することができる。
【００１３】
前記冷却空気の排出口を、前記ケーシングの胴部の軸方向中央部に、前記供給口と周方向の反対側の位置で設けることにより、冷却空気の排出反力がケーシングの揺動の外乱とならないようにするとともに、冷却空気をケーシング内部の軸方向両側へ均等に流通させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るダイナモ試験装置用回転電機は、ケーシングの胴部の内周面とステータの外周面との間に環状の間隙を設け、冷却空気の供給口をケーシングの胴部の軸方向中央部に設けて、環状の間隙に開口させたので、ケーシングが揺動自在に支持される回転電機であっても、冷却空気の風圧がケーシングの揺動の外乱とならないようにして、ケーシングの内部を効率よく空冷することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ダイナモ試験装置用回転電機の実施形態を示す縦断面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図２の環状間隙を外径側から見た展開図
【図４】（ａ）は図１の回転電機を用いたシャシダイナモ試験装置を示す模式的側面図、（ｂ）は（ａ）の一部省略平面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このダイナモ試験装置用回転電機１は、図１および図２に示すように、筒状のケーシング２内に固定されたステータ３の内周側に回転するロータ４を配設したものであり、ロータ４の回転軸５の一端側または両端側から、被試験体の出力に対して疑似負荷を付与したり、被試験体に疑似負荷を出力したりする。
【００１７】
前記ケーシング２は、両端側を蓋部２ａで閉塞され、胴部２ｂの軸方向中央部に、内部を空冷する冷却空気を強制的に供給する供給口６と、供給された冷却空気を外部に排出する排出口７とが、互いに周方向の反対側の位置で設けられている。ケーシング２内に冷却空気を強制的に供給する際は、供給口６に送風ブロワを接続するか、または排出口７に吸引ブロワを接続する。
【００１８】
前記ケーシング２の両側の蓋部２ａには、転がり軸受ロータ８を収納した軸受ケース９が固定され、ロータ４の回転軸５がケーシング２の両側で支持されている。また、ケーシング２の胴部２ｂの内周面と、ステータ３の外周面との間には環状の間隙１０が設けられ、ステータ３のコイルエンド３ａが、間隙１０の軸方向両側で露出している。
【００１９】
図２および図３に示すように、前記環状の間隙１０には、間隙１０を周方向で仕切るように軸方向に延びる複数のリブ１１が設けられており、ステータ３はこれらのリブ１１でケーシング２に固定されている。また、各リブ１１の軸方向中央部には、ステータ３の外周面との間に隙間を形成して、仕切られた隣の間隙１０と連通する切欠き部１２が設けられている。
【００２０】
前記冷却空気の供給口６と排出口７は、環状間隙１０の軸方向中央部に開口している。供給口６は２本のリブ１１ａの間で開口し、排出口７は中央部が途切れたリブ１１ａの両側に跨って開口している。なお、供給口６と排出口７は、リブ間に開口させてもよいし、リブに跨って開口させてもよい。
【００２１】
図３に矢印で示すように、前記供給口６から２本のリブ１１間の間隙１０の中央部に供給される冷却空気の多くは、２本のリブ１１間の間隙１０から軸方向両側へ流出し、ステータ３の軸方向両側で露出する発熱しやすいコイルエンド３ａを効率よく空冷する。また、一部の冷却空気は、リブ１１の切欠き部１２から仕切られた隣接する各間隙１０へ順次流れ込み、これらの周方向で隣接する各間隙１０からも軸方向両側へ流出して、ステータ３のコイルエンド３ａを空冷する。各間隙１０から軸方向両側へ流出してケーシング２の内部を空冷した冷却空気は、排出口７が設けられた間隙１０の仕切り部に軸方向両側から流入して、その軸方向中央部に開口する排出口７から外部に排出される。
【００２２】
したがって、ケーシング２が揺動自在に支持される回転電機１であっても、強制的に供給される冷却空気の風圧や排出反力がケーシング２の揺動に外乱を与えることはなく、かつ、ケーシング２の内部が軸方向両側で均等に効率よく空冷される。
【００２３】
図４（ａ）、（ｂ）は、上述した回転電機１を用いたシャシダイナモ試験装置を示す。このダイナモ試験装置は、回転電機１の回転軸５の両側に、被試験体となる自動車３０の駆動輪３１を載せる一対の回転ドラム２１を取り付け、回転電機１のケーシング２の外周面を、基台２２に設けた円弧面の油膜軸受部２３に揺動自在に支持したものである。ケーシング２の径方向に延びるアーム２４と基台２２との間には、回転電機１に作用するトルクを測定するロードセル２５が取り付けられている。
【００２４】
図３（ａ）に実線の矢印で示すように、駆動輪３１を回転駆動すると、回転電機１は発電機となって、回転ドラム２１を介して駆動輪３１の回転に抵抗する疑似負荷を付与する。また、図３（ａ）に点線の矢印で示すように、回転電機１をモータとして回転ドラム２１を回転駆動し、駆動輪３１に疑似負荷を出力することもできる。
【００２５】
上述した実施形態では、ケーシングとステータ間の環状の間隙を周方向で仕切る複数のリブを設けてステータを固定したが、これらのリブは省略することもでき、ステータの固定手段は任意に設計することができる。
【００２６】
上述した実施形態では、回転電機のケーシングを揺動自在に支持し、回転軸の両側から疑似負荷を付与または出力するシャシダイナモ試験装置に用いたが、本発明に係るダイナモ試験装置用回転電機は、ケーシングを固定するタイプや、回転軸の片側から疑似負荷を付与または出力するタイプ等の他のダイナモ試験装置にも用いることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  回転電機
２  ケーシング
２ａ  蓋部
２ｂ  胴部
３  ステータ
３ａ  コイルエンド
４  ロータ
５  回転軸
６  供給口
７  排出口
８  軸受
９  軸受ケース
１０  間隙
１１、１１ａ  リブ
１２  切欠き部
２１  回転ドラム
２２  基台
２３  油膜軸受部
２４  アーム
２５  ロードセル
３０  自動車
３１  駆動輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015033176.tif 000006