(57)【要約】  【課題】モータ作動時により熱膨張するケーシングを含む発電機や周辺装置に与えるダメージを低減しつつ、支持部材の破損も防止でき、さらには発電機の安定した動作も実現することができる支持部材を備えた発電機を提供する。  【解決手段】発電機１を、筒状のケーシング２１を備えた発電機本体２と、ケーシング２１の長手方向において他の周辺装置５と接続される側の端部をケーシング２１の周方向に支持する第１支持板３２を有する第１支持部材３と、他の周辺装置が接続されない側の端部をケーシング２１の周方向に支持し可撓変形可能な第２支持板４２を有する第２支持部材４とを具備するものとして、第２支持板４２の上端部における略中央部に切欠き４２ａとその両側端部にそれぞれ連通して開口する部分円弧状をなす一対の開口部４２ｂ，４２ｂを形成した。  【選択図】図１
2009284609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸方向を長手方向とする筒状のケーシングを備えた発電機本体と、
前記ケーシングの長手方向において他の周辺装置と接続される側の端部を当該ケーシングの周方向に支持する第１支持板を有する第１支持部材と、
前記ケーシングの長手方向において他の周辺装置が接続されない側の端部を当該ケーシングの周方向に支持し可撓変形可能な第２支持板を有する第２支持部材とを具備し、
前記第２支持板の上端部における略中央部に切欠きを形成するとともに、当該切欠きの両側端部にそれぞれ連通して開口する部分円弧状をなす一対の開口部を形成していることを特徴とする発電機。
【請求項２】
前記切欠きは、前記第２支持板と前記ケーシングとの間に空間を形成するものである請求項１に記載の発電機。
【請求項３】
前記第２支持板の肉厚を、前記第１支持板の肉厚よりも薄く形成している請求項１又は２の何れかに記載の発電機。
【請求項４】
前記第２支持板は、左右両端部に前記ケーシングへの取付代を形成したものであり、両取付代の間に前記切欠きを形成し、当該両取付代に近接してそれぞれ前記開口部を形成したものである請求項１乃至３の何れかに記載の発電機。
【請求項５】
前記第２支持板は、左右対称形状である請求項１乃至４の何れかに記載の発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持部材を備えた電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイナモ装置やエンジン等の発電機は、安定した台座に取り付けられる支持部材に支持させて使用される場合が多い。発電機の本体部分は、モータ等を収容した円筒形のケーシングを備えており、このケーシングを支持部材によって支持されているという構成が通例である。ところが、モータは運転によって高熱を発するために、ケーシングが熱膨張して伸び、反り、曲がり等の熱変形が生じる場合がある。特に、全長と直径との比、所謂Ｌ／Ｄ比が大きいケーシングを有するダイナモ装置においては、モータの運転によって熱膨張した場合、全長方向に関する熱変形量（膨張量、伸び量）が大きくなり、ケーシングの反りや曲がりだけでなく、ダイナモ装置を周辺装置とベアリングにより接続している場合には、ベアリングとそれに支持されている軸との間に過剰なこじれ力が生じ、軸受けのアライメントに狂いが生じたり、ベアリングの温度が上昇したり焼き付いたりするなどして、ベアリングが破損したり円滑な回転ができなくなる等の不都合が生じる可能性がある。また、発電装置との接続機構（ベアリングの他、カップリング等）等も破損したり、周辺装置の動作が円滑に行われなくなる可能性もある。
【０００３】
そこで、本出願人はこれまでに、モータの運転に伴うケーシングの熱膨張が生じても、ケーシングの破損や周辺装置への影響を極力抑えつつ、ケーシングを含む発電機の本体部分を安定的に支持することができる支持部材を提案してきている（特許文献１参照）。同文献に記載の支持部材（同文献中の表記では「支持装置」）は、ケーシングの長手方向両端部を支持する一対の支持板を有し、ケーシングのうち周辺装置に接続されない側の端部を支持する支持板（第２支持板）を他方の支持板よりも肉厚の薄いものとして、さらにその第２支持板においてケーシングの表面と対向する上面に切欠きを形成したものである。このような構成により、同文献に記載の発電機（ダイナモ装置）では、ケーシングの熱膨張を薄い支持板の変形により吸収してその膨張分を周辺装置とは反対側へケーシングを伸ばして逃がすことで、ケーシングの熱変形を抑えるようにしている。
【特許文献１】特開２００７−２０５９２８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の通り、ケーシングや発電機に与えるダメージを低減した特許文献１に記載の支持部材であっても、第２支持板においてケーシングの表面と対向する上面に形成された切欠きの端部近傍には、モータの運転によりケーシングが熱膨張し長手方向に伸長するのに伴って変形する際に比較的大きな応力が作用するため、その切欠きの端部から第２支持板が破損する可能性が考えられる。
【０００５】
また別の問題として、この種の発電機では、ケーシングの中心部を通る軸の高さ（センターハイト）を極力低くすることにより、発電機の本体部分の重心を低く位置付けて、加振源である発電機の動作を安定させたいという要望が存在する。
【０００６】
そこで本発明は、モータ作動時により熱膨張するケーシングを含む発電機や周辺装置に与えるダメージを低減しつつ、支持部材の破損も防止でき、さらには発電機の安定した動作も実現することができる支持部材を備えた発電機を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、中心軸方向を長手方向とする筒状のケーシングを備えた発電機本体と、ケーシングの長手方向において他の周辺装置と接続される側の端部をケーシングの周方向に支持する第１支持板を有する第１支持部材と、ケーシングの長手方向において他の周辺装置が接続されない側の端部をケーシングの周方向に支持し可撓変形可能な第２支持板を有する第２支持部材とを具備し、第２支持板の上端部における略中央部に切欠きを形成するとともに、この切欠きの両側端部にそれぞれ連通して開口する部分円弧状をなす一対の開口部を形成していることを特徴とする発電機である。なお、筒状のケーシングには、長手方向断面形状が円形状のもの、多角形（正多角形を含む）のものなど適宜のものを適用すればよく、本発明においてはケーシングが筒状であれば形状を問わず同等の効果を得ることができる。
【０００８】
このような第１支持部材と第２支持部材とによりケーシングを支持させた構成の発電機であれば、まず、第１支持板を有する第１支持部材によりケーシングの他の周辺装置と接続される側を強固に支持する一方で、可撓変形可能な第２支持板を有する第２支持部材によって周辺装置と接続されない側を支持するように構成されるため、ケーシング内のモータの作動によりケーシングが熱膨張した場合に周辺装置側へはケーシングが伸長させることなく、第２支持部材の撓みによって周辺装置とは反対側へケーシングを伸長させることで、周辺装置や接続部材へ悪影響を与えることなくケーシングの熱変形を吸収することができる。また、第１支持板と第２支持板は共にケーシングの端部を周方向に支持するものであるため、ケーシングを長手方向から見た場合における左右への倒れ剛性を高め、安定的にモータを稼働させることができる。
【０００９】
特に、第２支持部材の撓みに関しては、第２支持板自体が可撓変形可能である上に、上端部に上述のような切欠きを形成しているため、ケーシングの長手方向への剛性を小さくしてより撓み易くし、ケーシングを安定的に支持しながら熱膨張による伸長させて逃がすことができる。さらに、切欠きの両側端部にはそれぞれ部分円弧状の開口部を連通させて形成しているため、第２支持板の撓み時に切欠きの端部にかかる応力を好適に逃がし、第２支持板自体の破損を防止することができる。
【００１０】
さらに、第２支持板に切欠きとそれに連続する開口部を形成していることから、本発明における第２支持板には、上述した従来の第２支持板に形成された切欠きの開口よりも実質的に広い開口を形成することが可能であるため、その広がった分に応じてケーシングの中心軸の高さ（センターハイト）を低位置に位置付けて重心を低くすることで、より安定したモータの作動を実現することも可能となる。また、第２支持板に形成される切欠きと開口部とからなる開口が広いことにより、ケーシングと第２支持板との間の空気の通り道が広がり、また第２支持板の表面積が大きくなることから、ケーシングに対する放熱性を向上させることもできるようになる。
【００１１】
特に、第２支持板に形成される切欠きを、第２支持板とケーシングとの間に空間を形成するものとすれば、第２支持板の撓み易さを向上しつつ、ケーシングのセンターハイトを低い位置に設定し易くなる。
【００１２】
このような本発明の発電機において、第１支持板によるケーシングへの強固な支持と、第２支持板の撓みによるケーシングへの柔軟な支持とを両立させるには、第２支持板の肉厚を第１支持板の肉厚よりも薄くすることが有効となる。
【００１３】
また、第２支持板によるケーシングへの高い倒れ剛性を維持しつつケーシングの長手方向へは適度に撓むようにするためには、第２支持板において、その左右両端部にケーシングへの取付代を形成し、両取付代の間に切欠きを形成し、さらに両取付代に近接してそれぞれ開口部を形成することが好適である。
【００１４】
さらに、第２支持板によるケーシングへの安定した支持を確保するには、第２支持板は、左右対称形状とすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ケーシングを周方向に支持する第１支持板と第２支持板とにより、モータ作動時の倒れを効果的に防止しつつ、第１支持板で周辺装置側の端部を高い剛性で支持することで、モータ作動によるケーシングの熱膨張を周辺装置や他の接続装置側へは影響させず、第２支持板を撓ませることでケーシングの熱膨張を周辺機器とは反対側への伸長により逃がすことができる。特に、第２支持板にはケーシングと対面するように上面中央部に形成された切欠きと、その切欠きの両端部に形成された部分円弧状の開口部とを形成しているため、撓み時に切欠きの端部にかかる応力を緩和して第２支持板の破損を有効に防止することができ、またケーシングの中心高さ（軸の高さ位置；センターハイト）を低くして発電機本体の重心を下げ、安定した運転を可能とすることが可能である。さらに、第２支持板に形成した切欠きと開口部により、ケーシングの放熱性を向上することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係る発電機の一種であるダイナモ装置１を正面側から見た斜視図、図２は同ダイナモ装置１を背面側から見た斜視図、図３は同ダイナモ装置１の側面図、図４は同ダイナモ装置１の背面図である。また図５は、同ダイナモ装置１の模式的な側断面図である。このダイナモ装置１は、例えば自動車試験装置等として用いられるものであって、ケーシング２１で覆われたダイナモ装置本体２と、ケーシング２１を支持する第１支持部材３及び第２支持部材４とを備えている。
【００１７】
ダイナモ装置本体２は、従来のダイナモ装置におけるものと同様であるので簡単に説明するものとする。図５には、ダイナモ装置本体２の主要な内部部品が示されている。本実施形態においてダイナモ装置本体２は、水平方向に長手寸法を有する円筒形状のケーシング２１と、ケーシング２１の内側に配置された筒状のステータコア２２と、ステータコア２２の内側に配置されたロータ２３と、ロータ２３の一端部に中心を一致させて設けられた第１軸２４と、ローラ２３の他端部に中心を一致させて設けられた第２軸２５とを備えている。第１軸２４及び第２軸２５は、それぞれケーシング２１の前壁２１ａ及び後壁２１ｂの各中央部に設けられたベアリング２６ａ，２６ｂにより回転可能に支持されており、この構成によりロータ２３をベアリング２６ａ，２６ｂにより回転可能とされている。そして、第１軸２４には、出力軸２７を介して周辺装置５（図５参照）が接続される。出力軸２７は、ロータ２３及び第１軸と共に回転して、ロータ２３の回転力を周辺装置５へ伝達するものである。ここで、ロータ２３，第１軸２４、第２軸２５、出力軸２７の各回転軸（中心軸）は一直線（以下、軸心ｍと呼ぶ。図４及び図５に一点鎖線で示す。）上に一致させている。周辺装置５としては、例えば減速機、被駆動装置、付加装置、軸受等を挙げることができる。
【００１８】
第１支持部材３及び第２支持部材４は、それぞれ床面Ｆ上に設けられ、ケーシング２１を支持するものであり、本実施形態ではダイナモ装置本体２の軸心ｍを水平に支持している。第１支持部材３には、ケーシング２１の周辺装置５側の端部を支持させており、第２支持部材４には、ケーシング２１の周辺装置５とは反対側の端部を支持させている。
【００１９】
具体的に、第１支持部材３は、床面Ｆにボルト３１ａ（図５参照、他の図では省略している）で固定された平板状の第１底板３１と、底面を溶接等により第１底板３１に固定された第１支持板３２とから構成される。この第１支持板３２は、比較的分厚い金属板からなり、軸心ｍと略直交する方向を幅方向として配置されるものであり、ケーシング２１の周壁２１ｃにおける底側の湾曲形状に対応して湾曲させた上面をケーシング２１の周壁２１ｃに溶接等により固定することで、ケーシング２１を周方向に亘って支持している。
【００２０】
第２支持部材４は、第１支持部材３と同様に、床面Ｆにボルト４１ａ（図５参照、他の図では省略している）で固定された平板状の第２底板４１と、底面を溶接等により第２底板４１に固定された第２支持板４２とから構成される。この第２支持板４２は、第１支持板３２よりも肉厚が薄く可撓変形可能な金属板からなり、軸心ｍと略直交する方向を幅方向として配置されるものであり、ケーシング２１の周壁２１ｃにおける底側の湾曲形状に対応して湾曲させた上面の両側端部４２ｃ，４２ｃをケーシング２１の周壁２１ｃに溶接等により固定することで、ケーシング２１を周方向に亘って支持している。すなわち、第２支持板４２の上面における両側端部４２ｃ，４２ｃは、ケーシング２１への取付代（溶接代）として機能している。そして、第２支持板４２には、ケーシング２１への取付代である両側端部４２ｃ，４２ｃの内側に亘って、ケーシング２１の周壁２１ｃよりもやや低位置から、上面をケーシング２１の周壁２１ｃの表面から離間させるように湾曲した弓形をなす切欠き４２ａを形成している。さらに、この切欠き４２ａの両側端部には、切欠き４２ａによる第２支持板４２とケーシング２１との間の空間に連通するように、それぞれ部分円弧状をなす開口部４２ｂ，４２ｂを形成している。これら切欠き４２ａと開口部４２ｂ，４２ｂは、いずれも第２支持板４２の肉厚を貫通して形成されている。このような形状の第２支持板４２は、軸心ｍを前後方向として正面視又は背面視した場合、左右対称形状となるように形成されている。
【００２１】
このように、第２支持板４２に、ケーシング２１との間に連続して空間を形成する切欠き４２ａと開口部４２ｂ，４２ｂを設けることにより、第２支持板４２の肉厚を第１支持板３２よりも薄くしていることと相俟って、第２支持板４２の軸心ｍ方向の剛性を第１支持板３２の軸心ｍ方向への剛性よりも小さいものとしている。ただし、第１支持板３２と第２支持板４２の幅方向への剛性、換言すればケーシング２１の軸心ｍに対する直交方向への倒れ方向への剛性は、同程度に十分確保されている。特に、第２支持板４２の肉厚が存在する軸心ｍと直交する平面内においては、軸心ｍから左右斜め下方に略４５°の位置に第２支持板４２の両側端部４２ｃ，４２ｃを位置付けてその部位をケーシング２１に溶接することで、第２支持板４２のケーシング２１に対する倒れ剛性を確保している。
【００２２】
上述した構成の本実施形態に係るダイナモ装置１では、ロータ２３の作動に伴ってケーシング２１が熱を帯びて膨張した場合、周辺装置５側の端部は、肉厚が大きく軸心ｍ方向への剛性の高い第１支持板３２を有する第１支持部材３により支持されているため変形しないが、周辺装置５とは反対側の端部は、肉厚が小さく切欠き４２ａと開口部４２ｂ，４２ｂを形成することにより軸心ｍ方向への剛性を積極的に低くした第２支持板４２を備えた第２支持部材４により支持されているために、図６に想像線で示すように、第２支持板４２を可撓変形させながら周辺装置５とは反対側へ伸長する。したがって、ケーシング２１の熱膨張分は、第２支持部材４２の可撓変形を伴った伸長により吸収できることとなる。そのため、ケーシング２１の熱膨張による反りや曲がりを抑制することができるため、ロータ２３，第１軸２４、第２軸２５、出力軸２７等のダイナモ装置本体２の内部部材や周辺装置５の破損を与えることなく、ダイナモ装置本体２を運転することができる。
【００２３】
また、第２支持部材４の第２支持板４２の上端部に形成した切欠き４２ａの両側端部に連通して開口部４２ｂ，４２ｂを形成していることから、第２支持板４２とケーシング２１との間の空間を従来のもの（前掲、特許文献１参照）よりも広げることができることとなり、それだけ軸心ｍの位置を低位置に位置付け、ケーシング２１を含むダイナモ装置本体２の重心を低くして、ダイナモ装置本体２をより安定して稼働させることができる。さらに、切欠き４２ａと開口部４２ｂ，４２ｂを形成したことにより、ケーシング２１と第２支持部材４２との間の空間が広がることで、空気の通り道が広がるとともに、第２支持部材４２の表面積も大きくなるため、ケーシング２１への放熱効果も向上することができる。
【００２４】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、図７に示す第２支持部材４’における第２支持板４２’は、切欠き４２ａ’の両側端部に形成した開口部４２ｂ’，４２ｂ’を、ケーシング２１の周壁２１と接するように、上面の取付代である両側端部４２ｃ’，４２ｃ’から連続的に形成したものである。このようにすることで、ケーシング２１のセンターハイト（軸心ｍの高さ位置）をさらに低くし、より安定したダイナモ装置本体２の稼働に資することができる。なお、同図では第２支持板４以外の構成については上述した実施形態のものと同様であるので、特に説明することなく同一の符号を用いて示している。
【００２５】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイナモ装置を示す前方斜視図。
【図２】同ダイナモ装置を示す後方斜視図。
【図３】同ダイナモ装置を示す側面図。
【図４】同ダイナモ装置を示す背面図。
【図５】同ダイナモ装置の模式的な断面図。
【図６】同ダイナモ装置の作動時におけるケーシングの伸長の状態を模式的に示す側面図。
【図７】同ダイナモ装置の他の例を示す背面図。
【符号の説明】
【００２７】
１…ダイナモ装置（発電機）
２…ダイナモ装置本体（発電機本体）
３…第１支持部材
４…第２支持部材
５…周辺装置
２１…ケーシング
３１…第１支持板
４１…第２支持板
４１ａ…切欠き
４１ｂ…開口部
４１ｃ，４１ｃ…側端部（取付代）
【図１】
2009284609.tif 000003
【図２】
2009284609.tif 000004
【図３】
2009284609.tif 000005
【図４】
2009284609.tif 000006
【図５】
2009284609.tif 000007
【図６】
2009284609.tif 000008
【図７】
2009284609.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月20日(2008.5.20)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、支持部材を備えた発電機に関するものである。