特開 2022-109626 回転電機の製造方法、及び回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022109626

(43)【公開日】2022-07-28

(54)【発明の名称】回転電機の製造方法、及び回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20220721BHJP

   H02K 15/14 20060101ALI20220721BHJP

   H02K 9/06 20060101ALI20220721BHJP

【ＦＩ】

H02K15/02 Z

H02K15/14 Z

H02K9/06 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021005029

(22)【出願日】2021-01-15

(71)【出願人】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 健司

【テーマコード（参考）】

5H609

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H609BB18

5H609PP10

5H609QQ02

5H609QQ08

5H609RR04

5H615AA01

5H615BB14

5H615PP02

(57)【要約】

【課題】シャフトに対するファンの変更を容易に行うことができる回転電機を提供する。
【解決手段】回転電機の製造方法は、筐体と、筐体内に固定される固定子と、固定子に対して隙間を介して回転可能に設けられる回転子と、回転子を回転可能に支持し回転子の回転に伴って回転するシャフトと、シャフトの回転に伴って回転するファンと、ファンに取付けられ、シャフトの反負荷側の端部に設けられた被接続部に対応した形状に形成され被接続部に対して着脱可能に取付けられる接続部を有する連結部材と、を備える。回転電機の製造方法は、連結部材が取付けられた性能の異なる複数のファンの中から選択された一のファンを連結部材を介してシャフトの反負荷側の端部に取付けるファン取付け工程を含む。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体内に固定される固定子と、
前記固定子に対して隙間を介して回転可能に設けられる回転子と、
前記回転子を回転可能に支持し前記回転子の回転に伴って回転するシャフトと、
前記シャフトの回転に伴って回転するファンと、
前記ファンに取付けられ、前記シャフトの反負荷側の前記端部に設けられた被接続部に対応した形状に形成され前記被接続部に対して着脱可能に取付けられる接続部を有する連結部材と、を備える回転電機の製造方法であって、
前記連結部材が取付けられた性能の異なる複数のファンの中から選択された一のファンを前記連結部材を介して前記シャフトの反負荷側の前記端部に取付けるファン取付け工程を含む、
回転電機の製造方法。

【請求項2】

前記ファン取付け工程の前に実行され、前記シャフトの負荷側に固定用治具を取付けて、前記シャフトの回転を規制する規制工程を更に含む、
請求項１に記載の回転電機の製造方法。

【請求項3】

筐体と、
前記筐体内に固定される固定子と、
前記固定子に対して隙間を介して回転可能に設けられる回転子と、
前記回転子を回転可能に支持し前記回転子の回転に伴って回転するシャフトと、
前記シャフトの回転に伴って回転するファンと、
前記ファンに取付けられ、前記シャフトの反負荷側の前記端部に設けられた被接続部に対応した形状に形成され前記被接続部に対して着脱可能に取付けられる接続部を有する連結部材と、を備える、
回転電機。

【請求項4】

前記被接続部は、円筒状に構成され、内周面に雌ねじ部を有し、
前記接続部は、前記シャフトに前記連結部材を取付けた状態において前記連結部材の前記シャフトの反負荷側の前記端部に対向する面に設けられ、前記雌ねじ部に嵌合可能に形成された雄ねじ部を有し、
前記連結部材は、前記雌ねじ部と前記雄ねじ部とが嵌合した状態において前記シャフトの反負荷側の前記端部に接触し前記シャフトの回転に対する前記雌ねじ部と前記雄ねじ部との固定の緩みを防止する緩み止め部材を更に有する、
請求項３に記載の回転電機。

【請求項5】

前記連結部材は、前記雄ねじ部の周囲を窪ませて形成された座ぐり部を更に有し、
前記緩み止め部材は、前記雄ねじ部に挿入可能に形成され、前記座ぐり部に一部が収容されている、
請求項４に記載の回転電機。

【請求項6】

前記連結部材は、前記雌ねじ部と前記雄ねじ部とが嵌合した状態において前記シャフトの反負荷側の前記端部に対向する面の反対側の面に溝状に形成され前記連結部材を前記シャフトの回転中心軸まわりに回転させるための溝部を更に有する、
請求項４又は５に記載の回転電機。

【請求項7】

前記連結部材は、前記雌ねじ部と前記雄ねじ部とが嵌合した状態において前記シャフトの反負荷側の前記端部に対向する面の反対側の面から外側へ突出して設けられ前記連結部材を前記シャフトの回転中心軸まわりに回転させるための凸部を更に有し、
前記凸部は、前記連結部材の軸方向に沿って延びる平行な一対の側面部を有する、
請求項４又は５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、回転電機の製造方法、及び回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、全閉外扇形の回転電機において、回転電機のシャフトの反負荷側にファンを設け、シャフトが回転するとファンが共回りして外気を取り込むことによって回転電機の冷却を行う構造が採用されている。回転電機の冷却性能は、ファンの外径つまりファンサイズが影響し、ファンサイズが大きくなれば送風量が増加するため回転電機の冷却性能も向上する。

【0003】

このような回転電機において、例えば同じ筐体を用いて同一の形態で構成された回転電機であっても、極数が異なる場合は回転数が異なり、回転数に応じてファンに要求される冷却性能も異なってくる。ここで、回転数は極数に反比例し、例えば極数が１対の２極機と極数が２対の４極機とでは、４極機よりも２極機のほうが回転数は大きくなり高速回転となる。また、同等の冷却性能を得ようとする場合、回転数が大きいほどファンサイズは小さいファンが使用される。したがって、４極機よりも回転数の大きい２極機のほうがファンのファンサイズは小さいものが選定される。このように、極数が異なる場合つまり回転数が異なる場合は、ファンサイズを選定することで所望の冷却性能が得られるようにしている。

【0004】

ところで、従来の構成においてファンは、ファンサイズ毎に専用のシャフトがあり、そのため使用するファンサイズに応じてシャフトを変更する必要があった。したがって、同一のシャフトでは多種類のファンサイズに対応できず、シャフトの種類が増加していた。その結果、回転電機の製造において部品の共有化が十分に図られていなかった。さらに、回転子鉄心とシャフトとが焼き嵌め等によって固定されると、シャフトを交換するための作業負担は非常に大きくなってしまい、ファンサイズの変更を効率的に行うことができなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－０５４６５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで、本発明の実施形態は、シャフトに対するファンの変更を容易に行うことができる回転電機を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態の回転電機の製造方法は、筐体と、前記筐体内に固定される固定子と、前記固定子に対して隙間を介して回転可能に設けられる回転子と、前記回転子を回転可能に支持し前記回転子の回転に伴って回転するシャフトと、前記シャフトの回転に伴って回転するファンと、前記ファンに取付けられ、前記シャフトの反負荷側の前記端部に設けられた被接続部に対応した形状に形成され前記被接続部に対して着脱可能に取付けられる接続部を有する連結部材と、を備える回転電機の製造方法であって、前記連結部材が取付けられた性能の異なる複数のファンの中から選択された一のファンを前記連結部材を介して前記シャフトの反負荷側の前記端部に取付けるファン取付け工程を含む。

【0008】

実施形態の回転電機は、筐体と、前記筐体内に固定される固定子と、前記固定子に対して隙間を介して回転可能に設けられる回転子と、前記回転子を回転可能に支持し前記回転子の回転に伴って回転するシャフトと、前記シャフトの回転に伴って回転するファンと、前記ファンに取付けられ、前記シャフトの反負荷側の前記端部に設けられた被接続部に対応した形状に形成され前記被接続部に対して着脱可能に取付けられる接続部を有する連結部材と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態による回転電機の一例を一部を破断して示す側面図

【図2】第１実施形態による回転電機の一例についてファンがシャフトに取り付けられる前の状態を拡大して示す断面図（その１）

【図3】第１実施形態による回転電機の一例についてファンがシャフトに取り付けられる前の状態を拡大して示す断面図（その２）

【図4】第１実施形態による回転電機の一例について溝部の一例を拡大して示す図

【図5】第１実施形態による回転電機の製造方法の一例について製造工程の一例を示すフローチャート

【図6】第１実施形態による回転電機の製造方法の一例について固定用治具によってシャフトの回転が規制された状態を一部を破断して示す側面図

【図7】第１実施形態による回転電機の一例についてシャフトが固定用治具に収容された状態を図６のＸ７－Ｘ７線に沿って示す断面図

【図8】第２実施形態による回転電機の一例についてファンがシャフトに取り付けられる前の状態を拡大して示す断面図

【図9】第２実施形態による回転電機の一例について凸部の一例を拡大して示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0011】

（第１実施形態）
図１に示す実施形態の回転電機１は、全閉形の外被構造による保護方式で構成され、例えば全閉外扇形で構成されている。回転電機１は、例えばポンプや送風機等の図示しない負荷機械を回転駆動させるためのものである。回転電機１は、筐体１０、固定子２１、回転子２２、及びシャフト２３を備えている。なお、以下の説明において、回転子２２の回転中心軸Оに対して平行な方向を軸方向と称する。回転中心軸Ｏを中心に回転子２２を回転させたとき、回転子２２の外周面が回転する方向を周方向と称する。回転中心軸Ｏに対して直交する方向を径方向と称する。また、図１の紙面における右側を回転電機１が負荷機械とつながる側つまり負荷側と称し、図１の紙面における左側を反負荷側と称する。

【0012】

筐体１０は、回転電機１の外殻を構成している。筐体１０は、フレーム１１、ブラケット１２、１３、軸受１４、１５、及びファンカバー１６を有している。フレーム１１は、軸方向の両端部が開口した円筒形状に構成されている。フレーム１１は、放熱用の図示しないフィンを多数有している。フィンは、フレーム１１の径方向に突出し、軸方向に延びている。ブラケット１２、１３は、フレーム１１の両端部の開口に取付けられている。つまり、ブラケット１２、１３は、回転電機１の軸方向の外周を覆っている。軸受１４、１５は、ブラケット１２、１３に設けられ、シャフト２３を回転自在に支持する。

【0013】

ファンカバー１６は、フレーム１１の反負荷側の端部に設けられている。ファンカバー１６は、ファン３０の全体を覆っており、ファン３０を保護している。ファンカバー１６は、図示しない吸気口を有しており、吸気口から外部の空気が回転電機１内に取り込まれる。

【0014】

固定子２１は、筐体１０内に固定されている。固定子２１は、固定子鉄心２１１と、固定子巻線２１２とを有している。固定子鉄心２１１は、円筒状に構成され、例えば円板形状の電磁鋼板を複数枚積層して形成されている。固定子巻線２１２は、固定子鉄心２１１に挿通されている。固定子巻線２１２は、図示しない電源ユニットと電気的に接続され、電源ユニットから駆動電流が供給される。

【0015】

回転子２２は、固定子２１の内側に配設され、固定子２１に対して隙間を介して回転可能に設けられている。回転子２２は、回転子鉄心２２１と、貫通孔２２２とを有している。回転子鉄心２２１は、例えば円板形状の電磁鋼板を複数枚積層して形成されている。また、回転子鉄心２２１には、図示しない永久磁石が埋設されている。貫通孔２２２は、回転子２２の中心部に設けられており、シャフト２３が挿通される。

【0016】

シャフト２３は、円柱状に構成され、貫通孔２２２を貫通している。そして、シャフト２３の軸方向の両端は、両ブラケット１２、１３から外方に突出している。シャフト２３は、回転子鉄心２２１と焼き嵌めや圧入等により嵌め合わされることによって回転子鉄心２２１に強固に固定されている。このようにして、シャフト２３は、回転子２２の回転に伴って回転子２２と一体的に回転する。

【0017】

また、シャフト２３には、キー２４が取付けられている。キー２４は、シャフト２３の負荷側の端部付近に設けられたキー溝２３２に嵌め込まれている。そして、キー２４の一部は、シャフト２３の外周面から径方向に突出している。キー２４は、シャフト２３と負荷機械とを連結し、シャフト２３からの動力を負荷機械に伝達するためのものである。

【0018】

シャフト２３は、被接続部２５を有している。被接続部２５は、シャフト２３の反負荷側の端部２３１に設けられている。被接続部２５は、例えば端部２３１の一部を円筒形状に窪ませて形成されている。この場合、被接続部２５は、シャフト２３の回転中心軸Ｏと少なくとも一部が重なる位置に設けられている。本実施形態では、被接続部２５の中心は、シャフト２３の回転中心軸Ｏと一致している。被接続部２５は、雌ねじ部２５１を有している。雌ねじ部２５１は、被接続部２５の内周面に形成された雌ねじである。この場合、雌ねじ部２５１は、被接続部２５の内周面の全長にわたって形成されている。

【0019】

また、回転電機１は、ファン３０と、連結部材４０とを有している。ファン３０は、シャフト２３の反負荷側の端部２３１に設けられ、シャフト２３の回転に伴って回転する。ファン３０が回転することによって筐体１０の外周へ向かって送風が行われ、放熱フィンとの熱交換によって回転電機１が冷却される。ファン３０は、羽根３１と、嵌合孔３２と、を有している。羽根３１は、ファン３０の中心から外周へ向かって放射状に延びている。嵌合孔３２は、ファン３０の中心に設けられている。嵌合孔３２は、例えば円筒形状に形成され、ファン３０を軸方向に貫いている。

【0020】

連結部材４０は、ファン３０に取付けられ、ファン３０とシャフト２３とを一体にするためのものである。つまり、ファン３０は、連結部材４０を介してシャフト２３に固定される。連結部材４０は、先端部４１、台座部４２、接続部４３、緩み止め部材４４、座ぐり部４５、及び溝部４６を有している。先端部４１及び台座部４２は、例えば円柱状に形成されている。先端部４１の一方の端部は、台座部４２と溶接等により固定されている。この場合、先端部４１の外径つまり断面積は、台座部４２の外径つまり断面積よりも小さい。これにより、連結部材４０は、断面視において全体として凸形状に形成される。

【0021】

また、先端部４１の径方向の中心は、台座部４２の径方向の中心と一致している。すなわち、先端部４１は、台座部４２の径方向の中心を軸に対称となる形状に形成されている。なお、先端部４１と台座部４２とは、別々に形成したものに限らず、一体形成されていても良い。

【0022】

本実施形態の場合、先端部４１は、ファン３０の嵌合孔３２と嵌合可能に形成されている。つまり、嵌合孔３２の孔径は、先端部４１の外径よりもやや大きく設定されている。また、嵌合孔３２の長さ寸法は、先端部４１の長さ寸法よりも小さく設定されている。そして、先端部４１と嵌合孔３２とが嵌合することによって、ファン３０が連結部材４０に取付けられる。

【0023】

また、ファン３０は、嵌合孔３２に先端部４１を嵌合させてファン３０の台座部４２に対向する部分が台座部４２の端部に接触するまで押し込まれると、連結部材４０に対する軸方向の移動が規制される。これにより、ファン３０と連結部材４０とを一体にした場合のファン３０の軸方向の位置が確定する。すなわち、連結部材４０に対してファン３０が位置決めされる。そして、ファン３０は、位置決めされた状態のまま連結部材４０に対してねじ等の締結部材によって強固に固定される。

【0024】

接続部４３は、シャフト２３の反負荷側の端部２３１に設けられた被接続部２５に対応した形状に形成され、被接続部２５に対して着脱可能に取付けられる。本実施形態では、被接続部２５に対する接続部４３の着脱方向は、シャフト２３の軸方向と一致している。

【0025】

接続部４３は、例えば円柱の棒状部材で形成されている。接続部４３は、一方の端部が台座部４２の先端部４１が設けられた端部と反対の端部に固定され、台座部４２の端部の面に対して直交する方向に延びている。この場合、接続部４３の径方向の中心は、連結部材４０の径方向の中心と一致している。すなわち、接続部４３は、台座部４２の径方向の中心を軸に対称となる形状に形成されている。

【0026】

接続部４３は、雄ねじ部４３１を有している。雄ねじ部４３１は、接続部４３の外周面に形成された雄ねじであり、被接続部２５の雌ねじ部２５１と噛み合う。この場合、雄ねじ部４３１は、接続部４３の外周面の全長にわたって形成されている。そして、雄ねじ部４３１が雌ねじ部２５１に締め付けられることによって、連結部材４０とシャフト２３とが連結される。これにより、ファン３０は、連結部材４０に形成された接続部４３を介してシャフト２３に対して取付けることができる。つまり、ファン３０は、連結部材４０を介してシャフト２３と一体的に固定される。

【0027】

この場合、被接続部２５の中心は、上述したように、シャフト２３の回転中心軸Ｏと一致しており、接続部４３の中心は、連結部材４０の径方向の中心と一致している。したがって、接続部４３を被接続部２５に取付けた場合、ファン３０の中心は、シャフト２３の回転中心軸Ｏと一致する。これにより、ファン３０は、シャフト２３が回転した際に、シャフト２３の回転中心軸Ｏを中心に回転する。

【0028】

また、雄ねじ部４３１の雄ねじは、回転電機１の回転方向に対して雄ねじ部４３１をねじ込む方向が反対となる向きに形成されている。ここで、ファン３０が連結部材４０を介してシャフト２３に取付けられた状態でシャフト２３が回転すると、ファン３０には、シャフト２３の回転の開始や停止のタイミングでシャフト２３の回転方向とは反対方向への慣性力が働く。そのため、シャフト２３の回転方向と雄ねじ部４３１をねじ込む方向とが同一の向きの場合、ファン３０に作用する慣性力の方向と雄ねじ部４３１を緩める方向とが一致してしまい、その結果、上述したタイミングにおいて雌ねじ部２５１と雄ねじ部４３１との締結が緩むおそれがある。

【0029】

そこで、雄ねじ部４３１の雄ねじは、回転電機１の回転方向によって右ねじ又は左ねじのいずれか一方で形成される。例えば、回転電機１の回転方向が右回転の場合、雄ねじ部４３１に対しては左回転の方向の力がかかるため、雄ねじ部４３１は左ねじで形成される。一方、回転電機１の回転方向が左回転の場合、雄ねじ部４３１に対しては右回転の方向の力がかかるため、雄ねじ部４３１は右ねじで形成される。

【0030】

これによれば、シャフト２３が回転してファン３０にシャフト２３の回転方向とは逆向きの慣性力が作用した場合であっても、その慣性力は雌ねじ部２５１に対して雄ねじ部４３１が締まる方向に作用するため、雌ねじ部２５１と雄ねじ部４３１との締結が緩むことを抑制することができる。なお、回転電機１が両回転の場合、雄ねじ部４３１の雄ねじは右ねじ又は左ねじのいずれで形成されても良い。同様に、被接続部２５の雌ねじ部２５１も、回転電機１の回転方向に応じて右ねじ又は左ねじのいずれか一方で形成される。

【0031】

緩み止め部材４４は、シャフト２３の回転に対する雌ねじ部２５１と雄ねじ部４３１との固定の緩みを防止するためのものである。緩み止め部材４４は、雌ねじ部２５１と雄ねじ部４３１が嵌合した状態つまり連結部材４０がシャフト２３に固定された状態において、シャフト２３の反負荷側の端部２３１に接触することで、シャフト２３に対する摩擦力を増大させている。これにより、緩み止め部材４４は、シャフト２３に対する連結部材４０の取付け、つまり雄ねじ部４３１と雌ねじ部２５１との締結が緩んでしまうことを抑制できる。緩み止め部材４４の一部は、連結部材４０に形成された座ぐり部４５に収容されている。座ぐり部４５は、雄ねじ部４３１の周囲を例えば円環状に窪ませて形成されている。

【0032】

緩み止め部材４４は、例えば円環状の歯付き座金で構成され、径方向へ向かって延びる図示しない複数の歯が周方向の所定間隔ごとに形成されている。緩み止め部材４４は、雄ねじ部４３１に挿入可能に形成され、座ぐり部４５に一部が収容されている。すなわち、緩み止め部材４４の外径は、座ぐり部４５の外径よりも小さい寸法に設定されている。これにより、座ぐり部４５の内側に緩み止め部材４４を収容することが可能になっている。また、緩み止め部材４４は、台座部４２に対して溶接等によって固定されていない。このため、緩み止め部材４４は、台座部４２に対して着脱可能となっている。

【0033】

また、緩み止め部材４４の厚さ寸法は、座ぐり部４５の深さ寸法よりも若干大きい寸法に設定されている。つまり、緩み止め部材４４は、座ぐり部４５に収容された状態において、座ぐり部４５に収容された側と反対側の一部が台座部４２から外側に突出している。このため、緩み止め部材４４は、雄ねじ部４３１を雌ねじ部２５１に締結した場合、台座部４２のシャフト２３の反負荷側の端部２３１に対向する面が端部２３１に接触する前に端部２３１と接触し、台座部４２とシャフト２３の端部２３１との間で挟み込まれる。そして、緩み止め部材４４は、台座部４２とシャフト２３の端部２３１との間で付与される押圧力に対する弾性力や摩擦力等によって、雌ねじ部２５１と雄ねじ部４３１との緩み止めとして機能する。

【0034】

なお、緩み止め部材４４は、歯付き座金の他に、ばね座金等によって構成されても良い。また、緩み止め部材４４は、回転電機１が両回転の場合に緩み止めとしての優れた効果を発揮するものである。そのため、回転電機１が一方向にのみ回転する場合は、雌ねじ部２５１及び雄ねじ部４３１を回転電機１の回転方向に対応して右ねじ又は左ねじのいずれか一方にすることで緩み止め部材４４を省略しても良い。

【0035】

溝部４６は、雌ねじ部２５１と雄ねじ部４３１とが嵌合した状態において、連結部材４０のシャフト２３の反負荷側の端部２３１に対向する面の反対側の面に形成されている。つまり、溝部４６は、先端部４１の台座部４２と固定される端部と反対側の端部に形成されている。溝部４６は、図４に示すように、例えば十字溝に形成され、連結部材４０をシャフト２３の回転中心軸Оまわりに回転させるためのものである。

【0036】

この場合、溝部４６は、例えば電動ドライバ等の工具の先端が挿入できる程度の大きさに形成されている。これにより、連結部材４０は、溝部４６に対して電動ドライバ等の工具を用いて回転するだけの容易な操作によって、シャフト２３との組み付け又は取り外しを行うことができる。なお、溝部４６の形状は、溝部４６に挿入した工具が溝部４６に係止してその工具と連結部材４０との相対的な回転を規制することができる形状であれば、十字溝に限られず、例えば四角形や六角形等の多角形形状であっても良い

【0037】

ここで、本実施形態では、回転電機１は、性能の異なる複数種類のファン３０この場合ファン３０ａ、３０ｂの中から選択されたいずれかのファン３０を備えて構成される。ファン３０ａ、３０ｂは、図２及び図３に示すように、基本的な構造は同様であるが、外径つまりファンサイズが異なっている。この場合、ファン３０ａの外径は、ファン３０ｂの外径よりも小さい。したがって、同じ回転数で回転した場合、ファン３０ａの方がファン３０ｂよりも送風量は小さくなる。

【0038】

ファン３０ａ、３０ｂは、羽根３１ａ、３１ｂと、嵌合孔３２ａ、３２ｂと、を有している。この場合、羽根３１ａの外径は、３１ｂの外径よりも小さい。また、嵌合孔３２ａの孔径は、嵌合孔３２ｂの孔径よりも小さい。

【0039】

さらに、回転電機１は、ファン３０ａ、３０ｂに対応した連結部材４０ａ、４０ｂのいずれかの連結部材４０を備えて構成される。すなわち、本実施形態では、各ファン３０ａ、３０ｂと各連結部材４０ａ、４０ｂとは、一対に構成されている。この場合、ファン３０ａは、連結部材４０ａに取付けられ、ファン３０ｂは、連結部材４０ｂに取付けられる。

【0040】

また、各連結部材４０ａ、４０ｂは、先端部４１ａ、４１ｂを有している。先端部４１ａの外径は、先端部４１ｂの外径よりも小さい。本実施形態では、連結部材４０ａと連結部材４０ｂとは、先端部４１ａと先端部４１ｂとの構成以外に相違はない。換言すれば、各連結部材４０ａ、４０ｂにおいて、台座部４２、接続部４３、緩み止め部材４４、座ぐり部４５、及び溝部４６は、共通の部材である。これら共通の部材は、連結部材４０ａ、４０ｂをシャフト２３に接続するためのものである。すなわち、各連結部材４０ａ、４０ｂにおいて、シャフト２３と接続するための構成は共通している。このように、ファンサイズの異なる各ファン３０ａ、３０ｂは、シャフト２３と接続するための構成が共通しているため、同一のシャフト２３に対してファンサイズの異なるファン３０ａ、３０ｂの変更が可能となる。

【0041】

次に、図５から図７も参照して、回転電機１の製造方法について説明する。本実施形態の回転電機１は、図５に示すように、前工程（ステップＳ１１）、規制工程（ステップＳ１２）、及びファン取付け工程（ステップＳ１３）を順に行い組立てられる。前工程は、一体化された回転子２２及びシャフト２３をフレーム内に挿通し、シャフト２３を軸受１４、１５に支持させて、回転子２２を固定子２１の内部に組み付ける工程である。規制工程は、シャフト２３の負荷側に固定用治具５０を取付けて、シャフト２３の回転を規制する工程を含む。

【0042】

固定用治具５０は、図６及び図７に示すように、シャフト２３の負荷側に取付可能であって、シャフト２３の回転を規制するためのものである。固定用治具５０は、固定用孔部５１を有している。固定用孔部５１は、シャフト２３の形状に対応した形状に形成され、固定用治具５０を軸方向に貫いて形成されている。すなわち、固定用孔部５１は、シャフト２３を収容可能に形成されている。また、固定用孔部５１は、窪み部５１２を有している。窪み部５１２は、シャフト２３に設けられたキー２４に対応した形状に形成され、シャフト２３を固定用孔部５１に収容した状態でキー２４と嵌合する。

【0043】

そして、規制工程は、ファン取付け工程の前に実行される。これにより、規制工程によってシャフト２３の回転を予め規制しておくことで、ファン３０をシャフト２３に取付ける際に、ファン３０とシャフト２３とが共回りすることがない。これにより、シャフト２３に対してファン３０を確実に固定することができる。

【0044】

ファン取付け工程は、各連結部材４０ａ、４０ｂが取付けられた性能の異なる複数のファン３０ａ、３０ｂの中から選択された一のファン３０を連結部材４０を介してシャフト２３の端部２３１に取付ける工程を含む。この場合、連結部材４０に設けられた溝部４６に対して、例えば電動ドライバ等の工具を用いて回転する操作を行うことによって、ファン３０をシャフト２３に一体的に組み付けることができる。

【0045】

以上説明した実施形態によれば、回転電機１の製造方法は、筐体１０、固定子２１、回転子２２、シャフト２３、ファン３０、及び連結部材４０を備える回転電機１の製造方法である。固定子２１は、筐体１０内に固定される。回転子２２は、固定子２１に対して隙間を介して回転可能に設けられる。シャフト２３は、回転子２２を回転可能に支持し回転子２２の回転に伴って回転する。ファン３０は、シャフト２３の回転に伴って回転する。

【0046】

連結部材４０は、ファン３０に取付けられる。また、連結部材４０は、接続部４３を有する。接続部４３は、シャフト２３の反負荷側の端部２３１に設けられた被接続部２５に対応した形状に形成され被接続部２５に対して着脱可能に取付けられる。そして、この回転電機１の製造方法は、連結部材４０が取付けられた性能の異なる複数のファン３０ａ、３０ｂの中から選択された一のファン３０を連結部材４０を介してシャフト２３の反負荷側の端部２３１に取付けるファン取付け工程を含む。

【0047】

ここで、従来構成において、ファンは、ファンサイズ毎に専用のシャフトがあり、使用するファンサイズに応じてシャフトを変更する必要があった。したがって、同一のシャフトでは多種類のファンサイズに対応できず、シャフトの種類が増加していた。その結果、回転電機の製造において部品の共有化が十分に図られていなかった。さらに、回転子鉄心とシャフトとが焼き嵌め等によって固定されると、シャフトを交換するための作業負担は非常に大きくなってしまい、ファンサイズの変更を効率的に行うことができなかった。

【0048】

そこで、本実施形態では、冷却性能の異なる複数種類のファン３０ａ、３０ｂは、それぞれ連結部材４０ａ、４０ｂが取付けられ、複数種類のファン３０ａ、３０ｂの中から選択されたいずれかのファン３０は連結部材４０を介してシャフト２３に取付けられる。シャフト２３には被接続部２５が形成されており、各連結部材４０ａ、４０ｂは被接続部２５に対応した共通の接続部４３を有している。

【0049】

これによれば、各連結部材４０ａ、４０ｂの接続部４３が共通している、換言すれば各ファン３０ａ、３０ｂは、共通形状の接続部４３を有しているため、シャフト２３に対して使用するファン３０ａ、３０ｂを容易に変更することができる。そして、シャフト２３を変更することなく多様なファン３０ａ、３０ｂが変更できる結果、回転電機１は、使用態様に応じて冷却性能を容易に変更することができる。なお、ファン３０は、上述したファン３０ａ、３０ｂ以外にも、ファンサイズに応じた種類を適宜採用することができる。

【0050】

また、回転電機１の製造方法は、ファン取付け工程の前に実行され、シャフト２３の負荷側に固定用治具５０を取付けて、シャフト２３の回転を規制する規制工程を更に含む。これによれば、ファン取付け工程の前に予め規制工程によってシャフト２３の回転を規制しておくことで、ファン３０をシャフト２３に取付ける際に、ファン３０とシャフト２３とが共回りすることがない。これにより、シャフト２３に対してファン３０を確実に固定することができる。

【0051】

また、本実施形態の回転電機１は、筐体１０、固定子２１、回転子２２、シャフト２３、ファン３０、及び連結部材４０を備える。連結部材４０は、ファン３０に取付けられる。また、連結部材４０は、接続部４３を有する。接続部４３は、シャフト２３の反負荷側の端部２３１に設けられた被接続部２５に対応した形状に形成され被接続部２５に対して着脱可能に取付けられる。これによれば、ファン３０は、連結部材４０の接続部４３をシャフト２３の被接続部２５に対して取付け又は取り外しすることによって、シャフト２３に対して組み付け又は取り外しすることができる。

【0052】

そして、接続部４３の形状は、被接続部２５に対応した形状に形成されているため、例えば連結部材４０にファンサイズが異なる複数のファン３０ａ、３０ｂを交換して取付けて使用する場合であっても、シャフト２３に対するファン３０ａ、３０ｂの取付仕様は同一である。つまり、同一のシャフト２３に対して複数種類のファン３０ａ、３０ｂを変更することができる。これにより、シャフト２３を変更することなく多様なファン３０ａ、３０ｂが変更できる結果、回転電機１は、使用態様に応じて冷却性能を容易に変更することができる。

【0053】

また、被接続部２５は、円筒状に構成され、内周面に雌ねじ部２５１を有する。接続部４３は、雄ねじ部４３１を有する。雄ねじ部４３１は、シャフト２３に連結部材４０を取付けた状態において連結部材４０のシャフト２３の反負荷側の端部２３１に対向する面に設けられ、雌ねじ部２５１に嵌合可能に形成されている。また、連結部材４０は、緩み止め部材４４を更に有する。

【0054】

緩み止め部材４４は、雌ねじ部２５１と雄ねじ部４３１とが嵌合した状態において、シャフト２３の反負荷側の端部２３１に接触しシャフト２３の回転に対する雌ねじ部２５１と雄ねじ部４３１との固定の緩みを防止する機能を有する。これによれば、シャフト２３にファン３０が組み付けられた状態において、シャフト２３が回転した際、連結部材４０とシャフト２３との固定を維持することができる。その結果、ファン３０による回転電機１の冷却性能を安定して得ることができる。

【0055】

また、連結部材４０は、座ぐり部４５を更に有する。座ぐり部４５は、雄ねじ部４３１の周囲を窪ませて形成されている。緩み止め部材４４は、雄ねじ部４３１に挿入可能に形成され、座ぐり部４５に一部が収容されている。これによれば、雄ねじ部４３１を雌ねじ部２５１に締結した場合、台座部４２のシャフト２３の反負荷側の端部２３１に対向する面が端部２３１に接触する前に、緩み止め部材４４が端部２３１と接触し、台座部４２とシャフト２３の端部２３１との間で挟み込まれる。

【0056】

これにより、緩み止め部材４４は、台座部４２とシャフト２３の端部２３１との間で付与される押圧力に対して弾性力や摩擦力等を作用することによって、雌ねじ部２５１と雄ねじ部４３１との固定の緩みを抑制する。したがって、座ぐり部４５に緩み止め部材４４を収容することによる簡易な構造によって、連結部材４０とシャフト２３との固定を維持することができる。

【0057】

また、連結部材４０は、溝部４６を更に有する。溝部４６は、雌ねじ部２５１と雄ねじ部４３１とが嵌合した状態において、連結部材４０のシャフト２３の反負荷側の端部２３１に対向する面の反対側の面に溝状に形成されている。具体的には、溝部４６は、各連結部材４０ａ、４０ｂの先端部４１ａ、４１ｂの端部に形成されており、各連結部材４０ａ、４０ｂにおいて形状は同一である。溝部４６は、連結部材４０をシャフト２３の回転中心軸まわりに回転させるためのものである。

【0058】

これによれば、溝部４６に対して例えば電動ドライバ等の汎用的な工具を用いて連結部材を回転させることで、シャフト２３に対して連結部材４０を取付け又は取り外しが可能である。これにより、特殊な工具を用いることなく容易にシャフト２３に対する連結部材４０の着脱が可能となる。

【0059】

ここで、回転電機１は、ファン３０を取付けた状態においていわゆる全閉外扇形の冷却方式にて使用することができ、ファン３０を取り外した状態において例えば自然放熱によるいわゆる全閉自冷形又は外部からの一定の空気の流れによるファン３０と等価な役割によって冷却を行う全閉他扇形の冷却方式にて使用することができる。本実施形態では、溝部４６の操作によって容易にファン３０とシャフト２３との着脱を行うことができる。これにより、回転電機１の冷却方式の変更を容易に行うことができる。その結果、回転電機１を様々な使用態様において効率的に用いることができるため、回転電機１の利便性の向上を図ることができる。

【0060】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図８及び図９を参照して説明する。この第２実施形態の構成は、連結部材４０をシャフト２３の回転中心軸まわりに回転させるための構成が上記第１実施形態と異なる。すなわち、本実施形態は、連結部材４０をシャフト２３の回転中心軸まわりに回転させるための構成以外は上記第１実施形態と同様とする。具体的には、上記第１実施形態において、連結部材４０は、溝部４６を操作することによって連結部材４０をシャフト２３に取付け又は取り外しすることができる。

【0061】

一方、本実施形態において、連結部材４０は、凸部４７を有している。凸部４７は、連結部材４０をシャフト２３の回転中心軸まわりに回転させるためのものである。すなわち、連結部材４０は、凸部４７を操作することによって連結部材４０をシャフト２３に取付け又は取り外しすることができる。凸部４７は、雌ねじ部２５１と雄ねじ部４３１とが嵌合した状態において、連結部材４０のシャフト２３の反負荷側の端部２３１に対向する面の反対側の面から外側へ突出して設けられている。そして、凸部４７は、連結部材４０の軸方向に沿って延びる平行な一対の側面部４７１を有する。

【0062】

具体的には、凸部４７は、各連結部材４０ａ、４０ｂの先端部４１ａ、４１ｂの端部に設けられており、各連結部材４０ａ、４０ｂにおいて形状は同一である。なお、先端部４１と凸部４７とは、別々の部材で構成されても良く、一体形成されていても良い。先端部４１と凸部４７とが別々の部材で構成される場合、凸部４７は先端部４１に対して溶接等により固定される。

【0063】

これによれば、連結部材４０は、凸部４７の側面部４７１に対して例えばレンチ等の汎用的な工具を挟み、凸部４７を回転させることでシャフト２３に対して取付け又は取り外しが可能である。これにより、特殊な工具を用いることなく容易にシャフト２３に対する連結部材４０の着脱が可能となる。

【0064】

なお、上記した各実施形態において、規制工程の一例としてキー２４が窪み部５１２に嵌合した状態で固定用治具５０がシャフト２３に固定される構成を開示したが、これに限られない。例えば、キー２４が取り外された状態でシャフト２３のキー溝２３２に対して固定用孔部５１のキー溝２３２に対応した位置に設けられた突起部を嵌合されることによってシャフト２３に対して固定用治具５０を固定する構成であっても良い。

【0065】

以上、本発明の複数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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

【符号の説明】

【0066】

図面中１は回転電機、１０は筐体、２１は固定子、２２は回転子、２３はシャフト、２３１は端部、２５は被接続部、２５１は雌ねじ部、３０はファン、４０は連結部材、４３は接続部、４３１は雄ねじ部、４４は緩み止め部材、４５は座ぐり部、４６は溝部、４７は凸部、５０は固定用治具、を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】