JP2015204738A - ファンモータを備える電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な負荷装置の使用条件及び振動状態に適合可能な電動機を提供する。【解決手段】電動機本体１と、電動機本体１を冷却するファンモータ２と、電動機本体１に取り付けられ、ファンモータ２を収容するケーシング３と、を備える電動機Ｍにおいて、ファンモータ２が係合部２Ｅを有しており、ファンモータ２の係合部２Ｅと係合してファンモータ２を固定可能な係合部１Ｅ，３Ｅが、電動機本体１とケーシング３の両方に設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、ファンモータを備える電動機に関する。

従来、空冷式の電動機として、専用の駆動源によって駆動されるファンモータを内蔵したものが知られている。このような電動機におけるファンモータの取付位置は、電動機本体の外壁と、ファンモータを収容するケーシングの内壁の２通りが考えられる。特許文献１には、前者の取付位置を採用した電動機が例示されている。より具体的に、特許文献１には、電動機本体の反負荷側ブラケットに固定されたファンモータを備える、かご型モータが開示されている。このようにファンモータを電動機本体に取り付ける場合には、ファンモータの取付部の剛性が向上するので、負荷装置から電動機本体を介してファンモータに伝達される振動を軽減できる。ところが、電動機本体にファンモータを取り付けるためには、ケーシングの固定、ファンモータの固定、及びファンモータの配線の接続等を含む多大な工数が必要になるので、ファンモータの組み付け作業が煩雑化することがあった。同様に、ファンモータを交換する際にも、ファンモータの取り外し及び再度の組み付けに伴う多大な工数が必要になるので、交換作業が長期化することがあった。

他方、ファンモータをケーシングに取り付ける場合には、ファンモータ、ケーシング、及びファンモータの配線が一体化されたユニット構造を採用できる。これによりユニット単位の取り扱いが可能になるので、ファンモータの組み付け作業及び交換作業の工数を大幅に削減できる。ところが、ファンモータをケーシングに取り付ける場合には、ファンモータの取付部の剛性が低くなるので、負荷装置からファンモータに伝達される振動が原因でファンモータの共振現象が発生し、それによりファンモータ又はケーシングが破損する虞がある。このように、上述した２通りの取付位置にはそれぞれの長所と短所が認められるので、電動機の使用者は、負荷装置の使用条件及び振動状態等を考慮して、ファンモータの取付位置を選択する必要があった。ところが、負荷装置の使用条件及び振動状態等を事前に把握することは困難であるので、選択した取付位置が適切であったかどうかは、負荷装置を稼働してみないと分からないのが実情であった。そして、負荷装置の稼働途中でファンモータの取付位置を変更するためには、ファンモータだけでなく電動機を丸ごと交換する必要があったので、費用と工数の面で使用者の負担が大きかった。

実開平４−７６１５２号公報

様々な負荷装置の使用条件及び振動状態に適合可能な電動機が求められている。

本発明の第１の態様によれば、電動機本体と、電動機本体を冷却するファンモータと、電動機本体に取り付けられ、ファンモータを収容するケーシングと、を備える電動機であって、ファンモータが係合部を有し、ファンモータの係合部と係合してファンモータを固定可能な係合部が、電動機本体とケーシングの両方に設けられる電動機が提供される。
本発明の第２の態様によれば、第１の態様において、ファンモータの係合部が、ファンモータの送風方向におけるファンモータの両端面のうちの一面のみに設けられ、電動機本体の係合部とケーシングの係合部が、互いに共通の構造を有する電動機が提供される。
本発明の第３の態様によれば、第１の態様において、ファンモータの係合部が、ファンモータの送風方向におけるファンモータの両端面の各々に設けられる電動機が提供される。
本発明の第４の態様によれば、第１〜第３の態様のいずれか１つにおいて、ファンモータが電動機本体及びケーシングの両方に嵌合可能な嵌合部を有する電動機が提供される。
本発明の第５の態様によれば、第４の態様において、嵌合部が、ファンモータの送風方向におけるファンモータの両端面の各々に形成される電動機が提供される。

本発明の第１の態様によれば、ファンモータを固定可能な係合部が電動機本体とケーシングの両方に設けられるので、負荷装置の稼働途中であってもファンモータの取付位置を電動機本体とケーシングの間で容易に変更できる。従って、第１の態様によれば、様々な負荷装置の使用条件及び振動状態に適合可能な電動機を提供できる。さらに、第１の態様によれば、ファンモータの構造がその取付位置によらずに共通化されるので、電動機の製造工程及び保守作業が簡便化される。
本発明の第２の態様によれば、ファンモータの係合部がファンモータの一端面のみに設けられるので、ファンモータの製造工程が簡便化される。
本発明の第３の態様によれば、ファンモータの係合部がファンモータの両端面に設けられるので、電動機本体に対するファンモータの向きを反転させることなくファンモータの取付位置を変更できる。従って、第３の態様によれば、ファンモータの取付位置を変更した後も、取付位置を変更する前と同等の冷却効率を維持できる。さらに、第３の態様によれば、ファンモータの取付位置の変更作業が簡便化される。
本発明の第４の態様によれば、ファンモータの嵌合部と電動機本体又はケーシングとの間に作用する静止摩擦力によって、ファンモータが電動機本体又はケーシングに安定的に固定される。従って、第４の態様によれば、負荷装置から伝達される振動に対する電動機の耐振動性が向上する。
本発明の第５の態様によれば、ファンモータの嵌合部がファンモータの両端面に設けられるので、ファンモータが電動機本体とケーシングのどちらに固定される場合であってもファンモータの固定状態が安定化される。

本発明の第１の実施形態の電動機の部分破断側面図である。 図１の部分拡大図であり、図１の電動機におけるケーシングの近傍の断面を示している。 図２の電動機において、ファンモータが電動機本体ではなくケーシングに固定された状態を示している。 本発明の第２の実施形態の電動機におけるケーシングの近傍の断面を示す、図２と同様の部分拡大図である。 図４の電動機において、ファンモータが電動機本体ではなくケーシングに固定された状態を示している。 本発明の第３の実施形態の電動機におけるケーシングの近傍の断面を示す、図４と同様の部分拡大図である。 図６の電動機において、ファンモータが電動機本体ではなくケーシングに固定された状態を示している。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に記載される内容は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲や用語の意義等を限定するものではない。

図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施形態の電動機について説明する。図１は、本実施形態の電動機Ｍの部分破断側面図である。図１では、後述するケーシングの近傍のみが断面図で示されている。図１のように、本例の電動機Ｍは、駆動軸ＤＳを有する電動機本体１と、電動機本体１を冷却するファンモータ２と、ファンモータ２を収容するケーシング３と、を備えている。これらについて以下に順に説明する。先ず、本例の電動機本体１は、図示しない回転子と固定子の相互作用によって発生する動力を、駆動軸ＤＳの回転運動として出力する回転式モータである。図１のように、電動機本体１は図中の左右方向に延在する柱状の外形を有しており、駆動軸ＤＳは、電動機本体１の延在方向の一端面から電動機本体１の外部に突出している。そして、駆動軸ＤＳの突出方向の先端ＳＥは、工作機械又は周辺機器等の負荷装置（図示しない）の被駆動軸に連結される。以下では、駆動軸ＤＳの回転軸線ＲＡと平行な方向における、先端ＳＥに近い方の電動機本体１の端部を出力側の端部と称し、出力側の端部とは反対側の電動機本体１の端部を反出力側の端部と称することがある。

続いて、本例のファンモータ２は、図中の左右方向に延在する柱状の外形を有し、専用のモータを内蔵する本体部２１と、本体部２１内のモータの駆動軸に装着された冷却ファン２２と、を備えている。本例の電動機Ｍにおけるファンモータ２の取付構造については後述する。そして、本例のファンモータ２は、本体部２１内のモータが冷却ファン２２を回転駆動することによって、冷却ファン２２が本体部２１の延在方向と平行な方向に（すなわち、図中の左右方向に）送風するように構成されている。このようにファンモータ２は、電動機本体１の運転中に発生する熱を電動機本体１の外部に放出し、それにより電動機本体１を冷却する機能を有する。電動機Ｍの発熱は、主として、固定子において発生する銅損及び鉄損等の電気的損失、並びに回転子に作用する摩擦による機械的損失等に起因する。なお、本体部２１内のモータは正方向と逆方向の双方向に回転可能であり、その回転方向を切り替えることで冷却風の進行方向を反転させることができる。続いて、本例のケーシング３は、図中の左右方向に延在する筒状の本体部３１と、本体部３１の延在方向の一端部を閉塞する閉塞部３２と、を有している。また、本体部３１の延在方向における閉塞部３２とは反対側の端部は、電動機本体１の反出力側の端部１１に取り付けられている。

続いて、本例の電動機Ｍにおけるファンモータ２の取付構造について説明する。図２は、図１の部分拡大図であり、図１の電動機Ｍにおけるケーシング３の近傍の断面を示している。図２のように、ファンモータ２の本体部２１の延在方向における一端部２１１には、雌ねじの形態を有する複数の係合部２Ｅが設けられている。これら係合部２Ｅを以下ではファンモータ２側の係合部２Ｅと称することがある。そして、電動機本体１の反出力側の端部１１には、ファンモータ２側の係合部２Ｅと係合してファンモータ２を固定可能な複数の係合部１Ｅが設けられている。これら係合部１Ｅを以下では電動機本体１側の係合部１Ｅと称することがある。図２のように、電動機本体１側の係合部１Ｅの各々は、座繰り加工された貫通穴の形態を有しており、その貫通穴には、ファンモータ２を固定する固定ねじＦＳが挿通されるようになっている。そして、電動機本体１側の係合部１Ｅの各々に挿通された固定ねじＦＳが、ファンモータ２側の係合部２Ｅの各々にさらに挿入されることによって、ファンモータ２が電動機本体１の反出力側の端部１１に固定される。

引き続き図２を参照すると、電動機本体１の端部１１に加えて、ケーシング３の閉塞部３２にも、ファンモータ２側の係合部２Ｅと係合してファンモータ２を固定可能な複数の係合部３Ｅが設けられていることが分かる。これら係合部を以下ではケーシング３側の係合部３Ｅと称することがある。ケーシング３側の係合部３Ｅは、上述した電動機本体１側の係合部１Ｅと共通の構造を有している。すなわち、ケーシング３側の係合部３Ｅの各々は、座繰り加工された貫通穴の形態を有しており、ケーシング３側の係合部３Ｅの個数及び配置は、電動機本体１側の係合部１Ｅの個数及び配置と同様である。このように、本例の電動機Ｍは、ファンモータ２側の係合部２Ｅと係合してファンモータ２を固定可能な係合部を、電動機本体１とケーシング３の両方に有している。

図３は、図２と同様の部分拡大図であり、図２の電動機Ｍにおいて、ファンモータ２が電動機本体１ではなくケーシング３に固定された状態を示している。図３のように、ファンモータ２をケーシング３に固定するためには、ファンモータ２側の係合部２Ｅがケーシング３側の係合部３Ｅと対向するように、ファンモータ２の向きを反転させる必要がある。そして、ケーシング３側の係合部３Ｅの各々に挿通された固定ねじＦＳが、ファンモータ２側の係合部２Ｅの各々にさらに挿入されることによって、ファンモータ２がケーシング３の閉塞部３２に固定される。なお、図３の状態では、図２の状態と比較して、電動機本体１に対するファンモータ２の向きが反転されているので、ファンモータ２の回転方向を切り替えることで冷却風の進行方向を反転させる必要がある。図２及び図３から分かるように、本例の電動機Ｍでは、負荷装置の稼働途中であっても、ファンモータ２の取付位置を、電動機本体１の反出力側の端部１１と、ケーシング３の閉塞部３２との間で容易に変更できる。従って、負荷装置の稼働開始後にファンモータ２の取付位置が適切でないことが分かったとしても、電動機Ｍを丸ごと他の電動機と交換する必要はない。

次に、図４及び図５を参照して、本発明の第２の実施形態の電動機について説明する。本実施形態の電動機は、以下で具体的に説明される部分を除いて、上述した第１の実施形態の電動機Ｍと同様の構成を有する。従って、第１実施形態と同様の構成を有する部分には第１実施形態と同一の符号を用いることとし、それら同様の構成を有する部分についての説明は省略する。

図４は、本実施形態の例示的な電動機Ｍにおけるケーシング３の近傍の断面を示す、図２と同様の部分拡大図である。図４は、図２と同様に、ファンモータ２が電動機本体１に固定された状態を示している。図４のように、ファンモータ２の本体部２１の端部２１１には、複数の係合部２Ｅに加えて、端部２１１から突出した凸状の嵌合部２Ｆが設けられている。また、電動機本体１の反出力側の端部１１には、複数の係合部１Ｅに加えて、凸状の嵌合部２Ｆと嵌合可能な凹状の嵌合部１Ｆが設けられている。同様に、ケーシング３の閉塞部３２には、複数の係合部３Ｅに加えて、凸状の嵌合部２Ｆと嵌合可能な凹状の嵌合部３Ｆが設けられている。図４のように、ファンモータ２が電動機本体１に固定されるときには、ファンモータ２の凸状の嵌合部２Ｆがケーシング３の凹状の嵌合部３Ｆに嵌入する。

図５は、図４と同様の部分拡大図であり、図４の電動機Ｍにおいて、ファンモータ２が電動機本体１ではなくケーシング３に固定された状態を示している。図５のように、ファンモータ２がケーシング３に固定されるときには、ファンモータ２の凸状の嵌合部２Ｆがケーシング３の凹状の嵌合部３Ｆに嵌入する。図４及び図５から分かるように、本実施形態の電動機Ｍでは、凸状の嵌合部２Ｆと凹状の嵌合部１Ｆ又は凹状の嵌合部３Ｆとの間に作用する静止摩擦力によって、ファンモータ２が電動機本体１又はケーシング３に安定的に固定される。その結果、負荷装置から電動機本体１に伝達される振動等が原因で固定ねじＦＳが緩むことを防止できるので、負荷装置から伝達される振動に対する電動機Ｍの耐振動性を向上させることができる。なお、図４及び図５の例では、ファンモータ２に凸状の嵌合部２Ｆが設けられ、電動機本体１及びケーシング３のそれぞれに凹状の嵌合部１Ｆ，３Ｆが設けられているものの、ファンモータ２に凹状の嵌合部２Ｆが設けられ、電動機本体１及びケーシング３のそれぞれに凸状の嵌合部１Ｆ，３Ｆが設けられてもよい。

次に、図６及び図７を参照して、本発明の第３の実施形態の電動機について説明する。本実施形態の電動機は、以下で具体的に説明される部分を除いて、上述した第２の実施形態の電動機Ｍと同様の構成を有する。従って、第２実施形態と同様の構成を有する部分には第２実施形態と同一の符号を用いることとし、それら同様の構成を有する部分についての説明は省略する。

図６は、本実施形態の例示的な電動機Ｍにおけるケーシング３の近傍の断面を示す、図４と同様の部分拡大図である。図６は、図４と同様に、ファンモータ２が電動機本体１に固定された状態を示している。図４と図６を比較すると分かるように、上述した第２の実施形態の電動機Ｍでは、ファンモータ２側の係合部２Ｅが、本体部２１の延在方向（すなわち、ファンモータ２の送風方向）における一方の端部２１１のみに設けられているのに対し、本実施形態の電動機Ｍでは、ファンモータ２側の係合部２Ｅが、ファンモータ２の送風方向における本体部２１の一方の端部２１１と他方の端部２１２の両方に設けられている。同様に、上述した第２の実施形態の電動機Ｍでは、凸状の嵌合部２Ｆが、ファンモータ２の送風方向における一方の端部２１１のみに設けられているのに対し（図４参照）、本実施形態の電動機Ｍでは、凸状の嵌合部２Ｆが、ファンモータ２の送風方向における本体部２１の一方の端部２１１と他方の端部２１２の両方に設けられている。ただし、凸状の嵌合部２Ｆ及び凹状の嵌合部１Ｆ，３Ｆは、電動機Ｍにおけるファンモータ２の固定状態を安定化するための付加的な要素であるので、これらは省略されてもよい。

図６のように、ファンモータ２が電動機本体１に固定される場合は、一方の端部２１１に位置する係合部２Ｅが電動機本体１側の係合部１Ｅと係合する。より具体的には、貫通穴の形態を有する係合部１Ｅに挿通された固定ねじＦＳが、上記の端部２１１に設けられた雌ねじ状の係合部２Ｅにさらに挿入されることによって、ファンモータ２が電動機本体１の反出力側の端部１１に固定される。このようにしてファンモータ２が固定されるときには、上記の端部２１１に設けられた凸状の嵌合部２Ｆが、電動機本体１の凹状の嵌合部１Ｆに嵌入する。これにより電動機本体１に対するファンモータ２の固定状態が安定化される。

図７は、図６と同様の部分拡大図であり、図６の電動機Ｍにおいて、ファンモータ２が電動機本体１ではなくケーシング３に固定された状態を示している。図７のように、ファンモータ２がケーシング３に固定される場合は、上記の端部２１１とは反対側の端部２１２に設けられた係合部２Ｅが、ケーシング３側の係合部３Ｅと係合する。より具体的には、貫通穴の形態を有する係合部３Ｅに挿通された固定ねじＦＳが、反対側の端部２１２に設けられた雌ねじ状の係合部２Ｅにさらに挿入されることによって、ファンモータ２がケーシング３の閉塞部３２に固定される。このようにしてファンモータ２が固定されるときには、反対側の端部２１２に設けられた凸状の嵌合部２Ｆが、ケーシング３の凹状の嵌合部３Ｆに嵌入する。これにより電動機本体１に対するファンモータ２の固定状態が安定化される。

以上のように、本実施形態の電動機Ｍでは、ファンモータ２側の係合部２Ｅが、本体部２１の両端部２１１，２１２の両方に設けられているので、ファンモータ２の取付位置を電動機本体１とケーシング３との間で変更する際に、電動機本体１に対するファンモータ２の向きを反転させる必要がなくなる。これにより、ファンモータ２の取付位置を変更する作業を簡素化できる。さらに、本実施形態の電動機Ｍでは、ファンモータ２の取付位置が変更された後も、電動機本体１に対するファンモータ２の向きは変更されないので、取付位置が変更される前のファンモータ２の冷却効率を維持できる。

以上のように、上述した第１〜第３の実施形態によれば、ファンモータ２を固定可能な係合部１Ｅ，３Ｅが電動機本体１とケーシング３の両方に設けられるので、負荷装置の稼働途中であってもファンモータ２の取付位置を電動機本体１とケーシング３の間で容易に変更できる。従って、第１〜第３の実施形態の電動機Ｍは、様々な負荷装置の使用条件及び振動状態等に適合可能である。さらに、第１〜第３の実施形態によれば、ファンモータ２の構造が取付位置によらずに共通化されるので、電動機Ｍの製造工程及び保守作業を簡便化できる。

本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で種々改変されうる。例えば、上述した実施形態では、ファンモータ２を収容するケーシング３が電動機本体１の反負荷側の端部１１に取り付けられているものの、本発明の電動機Ｍにおけるケーシング３は、電動機本体１の他の部位、例えば、電動機本体１の外周面に取り付けられてもよい。さらに、本発明の電動機Ｍにおけるケーシング３は、電動機本体１に直接的に取り付けられる代わりに、アダプタ又はブラケット等の取付部材を介して電動機本体１に取り付けられてもよい。上述した各部の寸法、形状、材質等は一例にすぎず、本発明の効果を達成するために多様な寸法、形状、材質等が採用されうる。

１ 電動機本体
１１ 端部
１Ｅ 係合部
１Ｆ 嵌合部
２ ファンモータ
２１ 本体部
２１１ 端部
２１２ 端部
２２ 冷却ファン
２Ｅ 係合部
２Ｆ 嵌合部
３ ケーシング
３１ 本体部
３２ 閉塞部
３Ｅ 係合部
３Ｆ 嵌合部
ＤＳ 駆動軸
ＦＳ 固定ねじ
Ｍ 電動機
ＲＡ 回転軸線
ＳＥ 先端

Claims (5)

1. 電動機本体と、
   前記電動機本体を冷却するファンモータと、
   前記電動機本体に取り付けられ、前記ファンモータを収容するケーシングと、を備える電動機において、
   前記ファンモータが係合部を有し、
   前記ファンモータの係合部と係合して前記ファンモータを固定可能な係合部が、前記電動機本体と前記ケーシングの両方に設けられている、電動機。
2. 前記ファンモータの係合部が、前記ファンモータの送風方向における前記ファンモータの両端面のうちの一面のみに設けられ、
   前記電動機本体の係合部と前記ケーシングの係合部が、互いに共通の構造を有する、請求項１に記載の電動機。
3. 前記ファンモータの係合部が、前記ファンモータの送風方向における前記ファンモータの両端面の各々に設けられる、請求項１に記載の電動機。
4. 前記ファンモータが、前記電動機本体及び前記ケーシングの両方に嵌合可能な嵌合部を有する、請求項１〜３のいずれか１つに記載の電動機。
5. 前記嵌合部が、前記ファンモータの送風方向における前記ファンモータの両端面の各々に形成される、請求項４に記載の電動機。

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