JP7652575B2

JP7652575B2 - 電動機

Info

Publication number: JP7652575B2
Application number: JP2021010343A
Authority: JP
Inventors: 直樹稲村
Original assignee: Toshiba Industrial Products and Systems Corp
Current assignee: Toshiba Industrial Products and Systems Corp
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2025-03-27
Anticipated expiration: 2041-01-26
Also published as: JP2022114169A

Description

本発明の実施形態は、冷却用ファンを備える電動機に関する。

例えば各種産業機器用の電動機としては、電動機本体の後部に回転軸に取付けられた冷却用ファンを備えると共に、その冷却用ファン部分を円形蓋状のファンカバーで覆って構成したものがある（例えば特許文献１参照）。前記電動機本体は、円筒状のフレームの前後両端部に、モータブラケットをボルト締めにより取付けて構成され、前記フレームの外周部には、複数本の放熱用のフィンや前記モータブラケットのボルト締め用の複数個の取付座が設けられる。このとき、後部側の複数個の取付座には、外周方向に開口するねじ穴が設けられる。前記ファンカバーは、開口端部がフレームの後端部外周面に被せられるように配置され、円周方向の例えば３箇所又は４箇所に設けられたねじ挿通穴を通して、前記取付座のねじ穴に対しねじ止めされて取付けられる。

特開２０１９－１４６３４６号公報

しかしながら、上記したファンカバーの取付け構造では、次のような問題点があった。即ち、作業者がファンカバーをねじ止めする際には、位置合わせやねじの締付けの工程が必要であり、作業が比較的面倒となっていた。複数個のねじを用いるため部品点数が多く、工具が必要となる事情もあった。作業者が一部のねじ止めを忘れてしまう虞もあり、また、例えば作業者の熟練度合いによって締め付け力のばらつきが生ずることもあった。
そこで、冷却用ファンを備えるものにあって、ファンカバーの取付けの構造の簡単化や、取付作業性の向上を図ることができる電動機を提供する。

実施形態の電動機は、筒状のフレームの前後両面に、回転軸を支持するモータブラケットを有する電動機本体と、前記回転軸の前記後部のモータブラケットから後方に突出する部分に設けられた冷却用ファンと、前面が開口した円筒状をなし、前記電動機本体の後部に前記冷却用ファンを覆うように設けられるファンカバーとを備え、前記ファンカバーは、開口端部側に位置して係合穴が設けられると共に、前記フレームの後端部外周面又は前記後部のモータブラケットの外周面に、凸状の係合突起が設けられ、前記ファンカバーの開口端部が、前記電動機本体の後端部外周面に被さるようにして、前記係合穴が前記係合突起に対し、円周方向の３箇所以上で係合することにより取付けられている。

第１の実施形態を示すもので、ファンカバーの取付け構成を示す要部の縦断面図電動機の全体構成を概略的に示す断面図電動機本体の後部部分の拡大斜視図ファンカバーの背面図第２の実施形態を示すもので、ファンカバーの要部の縦断側面図ファンカバーの要部の正面図第３の実施形態を示すもので、ファンカバーの取付け構成を示す要部の縦断面図第４の実施形態を示すもので、電動機本体の後部部分の拡大斜視図他の実施形態を示すもので、形状の異なる複数の係合突起を示す斜視図

以下、例えば各種産業機器用の電動機に適用したいくつかの実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、複数の実施形態間で、電動機本体等の構成は共通するので、同一部分には、同一符号を付して詳しい説明や新たな図示を省略することとする。また、図面では、電動機の軸方向すなわち回転軸の中心線の延びる方向を左右方向として示しており、図２等では、右側を負荷側である前側、左側を反負荷側である後側としている。

（１）第１の実施形態
図１から図４を参照して、第１の実施形態について述べる。まず、図２は、本実施形態に係る電動機の本体１の全体構成を概略的に示しており、ここで、電動機本体１は、例えば全体として円筒状をなす金属製のフレーム２内に、固定子３及び回転子４を備えて構成される。前記回転子４には、回転軸５が固定されている。前記固定子３は、固定子鉄心３ａに巻線３ｂを巻装して構成され、フレーム２の内周面に取付けられている。前記回転子４は、例えばかご型回転子からなり、前記固定子３の内周部に配置されている。

図２に一部のみ示すように、前記フレーム２の外周面には、軸方向すなわち前後方向に延びて、複数本の放熱フィン６が例えば一体的に設けられている。このフレーム２の前後両端には、金属製のモータブラケット７、８が設けられている。図２に示すように、これらモータブラケット７、８には、夫々軸受９、１０が取付けられている。これら軸受９、１０により、前記回転軸５が回転自在に支持されている。図１にも示すように、前記回転軸５の後端部は、モータブラケット８から後方に突出しており、その突出端部に、冷却用ファン１１が取付けられている。

そして、図１等にも示すように、上記電動機本体１の後端部には、前記冷却用ファン１１を覆うように板金製のファンカバー１２が取付けられる。このファンカバー１２は、図４にも示すように、前面が開放したほぼ円筒状をなし、その後面部には、多数個の通風孔１２ａが設けられている。このファンカバー１２は、前端開口部が、前記電動機本体１の後端部外周に被さるようにして取付けられるようになっている。このファンカバー１２の取付け構造については後述する。

ここで、前記フレーム２と、前記モータブラケット７、８との結合構造、特に後部のモータブラケット８との結合構造について述べる。図１～図３に示すように、モータブラケット８の外周部には、円周方向の例えば３箇所に位置し、外周方向に凸となるようにして、矩形ブロック状の取付座１３が一体に設けられている。これら取付座１３には、ボルト用の挿通穴１３ａが軸方向に貫通して形成されている。

一方、前記フレーム２の後端部外周部には、前記取付座１３に対応した円周方向３箇所に位置して、取付座１４が一体に設けられている。これら取付座１４は、前記放熱フィン６同士間に位置して、軸方向にやや長いブロック状に設けられると共に、後端面で開口し軸方向に延びるねじ穴１４ａが形成されている。これにて、モータブラケット８を、その各取付座１３が、フレーム２の各取付座１４に宛てがわれるように位置合せし、後方からボルト１５を挿通穴１３ａを通してねじ穴１４ａに締付ける。これにより、モータブラケット８がフレーム２に結合される。前側のモータブラケット７についても、前後に対称的な同様の結合構造で結合される。

さて、前記電動機本体１に対するファンカバー１２の取付け構造について説明する。本実施形態では、図１、図３に示すように、前記ファンカバー１２には、開口端部側に位置して係合穴１６が設けられている。この係合穴１６は、円周方向の３箇所つまり前記取付座１３に対応する位置に設けられている。これに対し、前記後部のモータブラケット８の外周面、この場合前記各取付座１３の外周面には、凸状の係合突起１７が例えば一体に設けられている。この場合、図３に示すように、係合突起１７は円形つまり円柱状に設けられている。

これにて、図１、図２に示すように、ファンカバー１２の開口端部が、電動機本体１の後端部外周面に被さるようにして、ファンカバー１２に設けられた係合穴１６が、後部のモータブラケット８の外周面に設けられた係合突起１７に対し、円周方向の３箇所で係合することにより、ファンカバー１２が電動機本体１に対し取付けられる。また、例えばメンテナンス時などにおいては、ファンカバー１２の係合穴１６を、モータブラケット８の係合突起１７から抜出すようにすることにより、ファンカバー１２を電動機本体１から容易に取外すことができる。

このような本実施形態の電動機本体１に対するファンカバー１２の取付け構造によれば、次のような作用、効果を得ることができる。即ち、本実施形態では、後部のモータブラケット８の外周面に設けられた係合突起１７に対し、ファンカバー１２に設けられた係合穴１６が、円周方向の３箇所で係合することにより、ファンカバー１２が電動機本体１に取付けられる。

この場合、従来のようなねじ止めを行う場合と異なり、複数個のねじが不要となって部品点数が削減される。しかも、作業を行うにあたって、ねじ止め用の工具が不要となると共に、ねじ止めの場合と比較して工数が低減され、誰が行っても同等の作業品質で取付けを行うことができる。従って、本実施形態によれば、冷却用ファン１１を備えるものにあって、ファンカバー１２の取付けの構造の簡単化や、取付作業性の向上を図ることができるという優れた効果を得ることができる。

特に本実施形態では、フレーム２とモータブラケット８とをボルト１５により結合するための取付座１３の外周に、係合突起１７を設ける構成とした。これにより、元々設けられる取付座１３に係合突起１７を設けるものであるから、係合突起１７を容易に設けることができる。また、取付座１３の全体としての径方向寸法を徒に大きくすることもない。さらに、ファンカバー１２の取付け作業時には、作業者にとって係合突起１７の位置が判りやすいものとすることができる。

ところで、従来のねじ止め構造では、モータブラケット又はフレームに設けられた取付座の外周面に、直径方向に延びるねじ穴を形成することから、取付座自体の大きさが直径方向に高くなる事情があった。そのため、フレームやファンカバー自体が外周方向に大型化すると共に、ファンカバーの内周部の取付座周辺やフィン間の例えば人の手指が入るような大きな隙間が形成されてしまう事情もあった。これに対し、本実施形態の構成では、取付座１３、１４に直径方向のねじ穴が不要で、取付座１３、１４自体が径方向にさほど大きくなることはないので、ファンカバー１２の小型化、人の手指が入る隙間の減少、ひいては安全性の向上を図ることができる。

（２）第２の実施形態
図５及び図６は、第２の実施形態におけるファンカバー２１の要部構成を示しており、上記第１の実施形態と異なる点は、次の構成にある。即ち、板金製のファンカバー２１は、前面が開放したほぼ円筒状をなし、円周方向の３箇所に開口端部側に位置して係合穴２２が設けられている。上記第１の実施形態と同様に、ファンカバー２１の開口端部が、電動機本体１の後端部外周面に軸方向に被さるようにして、前記係合穴２２が、後部のモータブラケット８の外周面に設けられた係合突起１７に対し、円周方向の３箇所で係合することにより、ファンカバー２１が電動機本体１に対し取付けられる。

このとき、本実施形態では、前記ファンカバー２１の内周面には、該ファンカバー２１の開口端部から前記係合穴２２まで軸方向に直線的に延びて、前記係合突起１７を相対的にガイドするガイド溝２３が設けられている。この構成によれば、ファンカバー２１を電動機本体１に取付けるにあたって、係合突起１７を、ファンカバー２１のガイド溝２３に沿うようにしながら、軸方向にはめ込むことができる。

従って、この第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に、冷却用ファン１１を備えるものにあって、ファンカバー１２の取付けの構造の簡単化や、取付作業性の向上を図ることができるという優れた効果を得ることができる。そして、ファンカバー２１にガイド溝２３を設けたことにより、ファンカバー２１の取付作業途中における係合穴２２と係合突起１７との間の円周方向の位置ズレを抑制することができ、より一層の作業性の向上を図ることができる。

（３）第３の実施形態
図７は、第３の実施形態を示すもので、電動機本体１に対するファンカバー３１の取付け構成を示している。即ち、本実施形態では、電動機本体１のフレーム２の後端部に設けられる後部のモータブラケット３２には、円周方向の複数箇所に位置して、外周方向に凸となるように取付座３３が一体に設けられている。この取付座３３の外周面は、全体として、ファンカバー３１の前端部内周面に対応した仮想円に沿うように位置している。そして、モータブラケット３２の取付座３３の外周面には、回転軸５の中心軸を中心とした雄ねじ状の第１ねじ部３４が設けられている。

これに対し、前記ファンカバー３１は、板金から前面が開放したほぼ円筒状に構成され、その開口側端部つまり前端部の内周面に、円周方向全周にわたって、前記第１ねじ部３４に螺合する雌ねじ状の第２ねじ部３５が設けられている。これにて、ファンカバー３１が電動機本体１の後端部のモータブラケット３２の外周面に対し、スクリューキャップ状に着脱される構成とされている。

上記構成においては、ファンカバー３１の第２ねじ部３５を、後部のモータブラケット３２の外周面の第１ねじ部３４にねじ込むことにより、ファンカバー３１を電動機本体１の後部に取付けることができる。また、ファンカバー３１を螺退させることにより、電動機本体１から取外すことができる。

このとき、ねじ止めを行う場合と異なり、複数個のねじが不要となって部品点数が削減される。しかも、作業を行うにあたって、ねじ止め用の工具が不要となると共に、ねじ止めの場合と比較して工数が低減され、誰が行っても同等の作業品質で取付けを行うことができる。従って、この第３の実施形態によれば、冷却用ファン１１を備えるものにあって、ファンカバー３１の取付けの構造の簡単化や、取付作業性の向上を図ることができるという優れた効果を得ることができる。尚、第１ねじ部３４はモータブラケット３２の外周面に円周方向に間欠的に設けられているが、全周に渡って設ける構成としても良い。

（４）第４の実施形態
図８は、第４の実施形態を示すものであり、上記第１の実施形態と異なるところは、次の点にある。即ち、この第４の実施形態では、電動機本体１のフレーム４１の後端部外周部には、モータブラケット８の取付座１３に対応して、結合用の取付座４２が一体に設けられている。図示はしないが、取付座４２には、後端面で開口し軸方向に延びるねじ穴が形成されており、モータブラケット８は、取付座４２のねじ穴に対して、取付座１３の挿通穴を通してボルト１５を締付けることにより、フレーム４１に結合される。

そして、本実施形態では、前記取付座４２の外周面には、前記ファンカバー１２の先端部が当接して軸方向の位置決めを行うためのストッパ４３が一体に設けられている。この第４の実施形態の構成によれば、ファンカバー１２の先端部を、ストッパ４３に当接させることで、軸方向の位置決めを図ることができる。従って、ファンカバー１２の取付け作業時に軸方向に行き過ぎて戻すようにやり直すといったことを未然に防止することができ、取付け作業がより容易となる。取付け後のファンカバー２１の軸方向のずれ動きを防止する効果も得られる。

（５）その他の実施形態
図９は、他の実施形態を示すものであり、フレーム２の後端部外周面又は後部のモータブラケット８の外周面に設けられる凸状の係合突起の形状のいくつかの例を示している。上記第１の実施形態では、円柱状の係合突起１７を設けるようにしたが、四角形状の係合突起５１、三角形状の係合突起５２、円錐台形状の係合突起５３、山形の係合突起５４など、様々な形状とすることができる。上記第１の実施形態等では、係合突起１７を後部のモータブラケット８に設けるようにしたが、フレーム２の後端部外周面に設ける構成としても良い。

その他、上記実施形態では、係合突起及び係合穴を、円周方向の３箇所に設けるようにしたが、円周方向の４箇所、更には５箇所以上に設ける構成としても良い。フレームに対するモータブラケットの結合構造としても、例えばボルトとナットを用いて結合する構成としても良い等、適宜変更することができる。ファンカバーの形状や通風孔の構成についても、種々の変更が可能であり、電動機本体のフレームについても、放熱フィンの形状や構造等について、様々な変更が可能であり、放熱フィンを備えないものでも良い。

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。これら新規な実施形態は、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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。

図面中、１は電動機本体、２、４１はフレーム、３は固定子、４は回転子、５は回転軸、６は放熱フィン、７、８、３２はモータブラケット、１１は冷却用ファン、１２、２１、３１はファンカバー、１３、３３は取付座、１４、４２は取付座、１６、２２は係合穴、１７、５１、５２、５３、５４は係合突起、２３はガイド溝、３４は第１ねじ部、３５は第２ねじ部、４３はストッパを示す。

Claims

筒状のフレームの前後両面に、回転軸を支持するモータブラケットを有する電動機本体と、
前記回転軸の前記後部のモータブラケットから後方に突出する部分に設けられた冷却用ファンと、
前面が開口した円筒状をなし、前記電動機本体の後部に前記冷却用ファンを覆うように設けられるファンカバーとを備え、
前記ファンカバーは、開口端部側に位置して係合穴が設けられると共に、
前記後部のモータブラケットの外周面に、凸状の係合突起が設けられ、
前記ファンカバーの開口端部が、前記電動機本体の後端部外周面に被さるようにして、前記係合穴が前記係合突起に対し、円周方向の３箇所以上で係合することにより取付けられており、
前記ファンカバーの内周面には、該ファンカバーの開口端部から前記係合穴まで軸方向に延びて、前記係合突起を相対的にガイドするガイド溝が設けられており、
前記後部のモータブラケットの外周部には、前記フレームと後部のモータブラケットとをボルトにより結合するための取付座が円周方向の３箇所以上に設けられ、前記係合突起は、前記取付座の外周面に設けられており、
前記フレームの後端部の外周面に、前記ファンカバーの先端部が当接して軸方向の位置決めを行うためのストッパが設けられており、
前記ストッパは、前記フレームの後端部の外周面であって前記取付座に対応した円周方向の３箇所以上に形成された結合用の取付座の外周面に設けられ、周方向に長い矩形ブロック状に形成されている、
電動機。