特開 2024-128303 外扇カバー、回転電機、および外扇検出方法

(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】P2024128303

(43)【公開日】2024-09-24

(54)【発明の名称】外扇カバー、回転電機、および外扇検出方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/00 20060101AFI20240913BHJP

   H02K 9/06 20060101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

H02K5/00 Z

H02K9/06 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023037222

(22)【出願日】2023-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】株式会社ＴＭＥＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩本 孝輔

【テーマコード（参考）】

5H605

5H609

【Ｆターム（参考）】

5H605AA01

5H605AA20

5H605BB05

5H605BB10

5H605BB17

5H605CC02

5H605DD01

5H605DD11

5H605GG06

5H609BB02

5H609BB19

5H609PP01

5H609PP05

5H609QQ02

5H609RR03

5H609RR63

(57)【要約】

【課題】外扇を光学的に検出する際に外扇と人とが接触するのを抑制する。
【解決手段】外扇カバー２３は、第１の取付部と、周壁６２と、を備える。第１の取付部は、回転中心軸回りに回転可能な外扇を備えた回転電機１０のカバー取付部に取り付け可能である。周壁６２は、外扇に対して回転中心軸の径方向の外側で外扇を囲う周壁６２であって、周壁６２の径方向の外側からの外扇の光学的な検出が可能である。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転中心軸回りに回転可能な外扇を備えた回転電機のカバー取付部に取り付け可能な第１の取付部と、
前記外扇に対して前記回転中心軸の径方向の外側で前記外扇を囲う周壁であって、当該周壁の前記径方向の外側からの前記外扇の光学的な検出が可能な周壁と、
を備えた外扇カバー。

【請求項2】

前記周壁には、当該周壁の前記径方向の外側からの前記外扇の光学的な検出が可能な開口部が設けられた、
請求項１に記載の外扇カバー。

【請求項3】

前記開口部を塞ぐ第１の開口部用カバーと、前記開口部と通じ前記開口部よりも小さい複数の貫通孔が設けられ、前記開口部を覆う第２の開口部用カバーと、を取り付け可能な第２の取付部を備え、
前記第２の開口部用カバーが前記第２の取付部に取り付けられた状態で、前記第２の開口部用カバーの前記貫通孔および前記開口部を介して前記周壁の前記径方向の外側からの前記外扇の光学的な検出が可能である、
請求項２に記載の外扇カバー。

【請求項4】

前記周壁は、少なくとも一部が前記周壁の外側からの前記外扇の光学的な検出が可能な透明である、
請求項１に記載の外扇カバー。

【請求項5】

前記周壁は、円筒状に丸められた板状部材によって構成され、径を変更可能である、
請求項１に記載の外扇カバー。

【請求項6】

請求項１～５のうちいずれか一つに記載の外扇カバーを備えた回転電機。

【請求項7】

回転中心軸回りに回転可能な外扇と、カバー取付部と、外扇カバーと、を備えた回転電機の前記外扇を検出する外扇検出方法であって、
前記外扇カバーは、前記カバー取付部に取り付け可能な第１の取付部と、前記外扇に対して前記回転中心軸の径方向の外側で前記外扇を囲う周壁であって、当該周壁の前記径方向の外側からの前記外扇の光学的な検出が可能な開口部が設けられた周壁と、第２の取付部と、を備え、
前記第２の取付部は、前記開口部を塞ぐ第１の開口部用カバーと、前記開口部と通じる複数の貫通孔が設けられ前記開口部を覆う第２の開口部用カバーと、を取り付け可能であり、
前記第２の開口部用カバーが前記第２の取付部に取り付けられた状態で、前記第２の開口部用カバーの前記貫通孔および前記開口部を介して前記周壁の前記径方向の外側からの前記外扇の光学的な検出が可能であり、
前記外扇検出方法は、
前記第２の取付部に取り付けられた前記第１の開口部用カバーを前記第２の取付部から取り外し、前記第２の取付部に前記第２の開口部用カバーを取り付けるカバー交換工程と、
光学センサによって、前記第２の取付部に取り付けられた前記第２の開口部用カバーの前記貫通孔および前記開口部を介して前記周壁の前記径方向の外側から前記外扇を検出する検出工程と、
を含む外扇検出方法。

【請求項8】

回転中心軸回りに回転可能な外扇と、カバー取付部と、前記カバー取付部に取り付けられ、前記外扇を覆う第１の外扇カバーと、を備え、前記カバー取付部に前記第１の外扇カバーに替えて第２の外扇カバーを取り付け可能な回転電機の前記外扇を検出する外扇検出方法であって、
前記第２の外扇カバーは、前記カバー取付部に取り付け可能な第１の取付部と、前記外扇に対して前記回転中心軸の径方向の外側で前記外扇を囲う周壁であって、当該周壁の前記径方向の外側からの前記外扇の光学的な検出が可能な周壁と、を備え、
前記外扇検出方法は、
前記カバー取付部に取り付けられた前記第１の外扇カバーを前記カバー取付部から取り外し、前記カバー取付部に前記第２の外扇カバーを取り付けるカバー交換工程と、
光学センサによって、前記カバー取付部に取り付けられた前記第２の外扇カバーの前記周壁の前記径方向の外側から前記外扇を検出する検出工程と、
を含む外扇検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、外扇カバー、回転電機、および外扇検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、外扇を有する回転子と、外扇を覆う外扇カバーと、を備えた回転電機が知られている。この種の回転電機では、外扇が回転することで回転電機が冷却される。

【0003】

この種の回転電機では、回転子の重量バランス（回転バランス）調整が行われる。回転子の重量バランス調整では、外扇カバーを取り外した後、回転する外扇を光学センサにより光学的に検出し、バランサ装置が光学センサの検出結果等に基づいて回転子の重量バランスを測定する。そして、測定された重量バランスに基づいて、外扇に錘が取り付けられて、回転子の重量バランスが調整される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１８７１２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来技術では、外扇が外扇カバーによって覆われているため、外扇カバーが取り付けられた状態では、外扇を光学的に検出することができない。このため、外扇カバーを取り外してから、外扇を光学的に検出している。このように、従来技術では、外扇カバーを取り外した状態で、回転する外扇を光学的に検出するので、回転する外扇に作業員等の人が接触する虞があった。

【0006】

本発明が解決する課題の一例は、外扇を光学的に検出する際に外扇と人とが接触するのを抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一つの実施形態に係る外扇カバーは、回転中心軸回りに回転可能な外扇を備えた回転電機のカバー取付部に取り付け可能な第１の取付部と、前記外扇に対して前記回転中心軸の径方向の外側で前記外扇を囲う周壁であって、当該周壁の前記径方向の外側からの前記外扇の光学的な検出が可能な周壁と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、例えば、外扇を光学的に検出する際に外扇と人とが接触するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１の実施形態の回転電機を概略的に示す断面図である。

【図2】図２は、第１の実施形態の回転電機の外扇カバーを概略的に示す平面図である。

【図3】図３は、第１の実施形態の外扇カバーを概略的に示す側面図であって、第１の開口部用カバーが取り付けられた状態を示す図である。

【図4】図４は、第１の実施形態の外扇カバーを概略的に示す側面図であって、第１の開口部用カバーが取り外された状態を示す図である。

【図5】図５は、第１の実施形態の外扇カバーを概略的に示す側面図であって、第２の開口部用カバーが取り付けられた状態を示す図である。

【図6】図６は、第１の実施形態の回転電機およびバランス検出システムを概略的に示す図である。

【図7】図７は、第１の実施形態の回転子のバランス調整方法を示すフローチャートである。

【図8】図８は、第２の実施形態の回転電機を概略的に示す断面図であって、通常運転用の外扇カバーが取り付けられた状態の図である。

【図9】図９は、第２の実施形態の回転電機を概略的に示す断面図であって、バランス調整用の外扇カバーが取り付けられた状態の図である。

【図10】図１０は、第２の実施形態のバランス調整用の外扇カバーを概略的に示す斜視図である。

【図11】図１１は、第２の実施形態のバランス調整用の外扇カバーを概略的に示す図であって、外扇カバーが展開された状態の図である。

【図12】図１２は、第２の実施形態の変形例のバランス調整用の外扇カバーを概略的に示す図であって、外扇カバーが展開された状態の図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

【0011】

また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0012】

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態の回転電機１０を概略的に示す断面図である。回転電機１０は、いわゆる立形の全閉外扇型回転電機であり、例えば電動機又は発電機として利用される。なお、回転電機１０は、この例に限られない。

【0013】

回転電機１０は、固定子１１と、回転子１２と、筐体１３と、複数（一例として二つ）の軸受１５と、内扇２１と、外扇２２と、外扇カバー２３とを有する。本実施形態では、外扇カバー２３と筐体１３とによって、収容体２６が構成されている。なお、回転電機１０は、この例に限られない。

【0014】

固定子１１は、固定子鉄心３１と、固定子巻線３２とを有する。固定子鉄心３１は、回転中心軸Ａｘを囲む略円筒状に形成されている。固定子巻線３２は、固定子鉄心３１に設けられたスロットを貫通して、当該固定子鉄心３１に取り付けられている。

【0015】

回転中心軸Ａｘは、回転電機１０における回転子１２のシャフト１４の回転の中心であり、例えばシャフト１４の中心を通る仮想的な直線である。本実施形態では、回転中心軸Ａｘは、鉛直方向に沿う。すなわち、シャフト１４は、鉛直方向に沿う。回転中心軸Ａｘの軸方向、径方向、および周方向は、回転子１２（シャフト１４）の軸方向、径方向、および周方向と同じである。なお、以下の説明では、特に言及しない限り、軸方向、径方向、および周方向は、回転中心軸Ａｘの軸方向、径方向、および周方向、すなわちシャフト１４の軸方向、径方向、および周方向である。

【0016】

軸方向は、第１の軸方向Ｄａ１と、第２の軸方向Ｄａ２とを含む。第１の軸方向Ｄａ１は、回転中心軸Ａｘに沿う一方向である。第２の軸方向Ｄａ２は、第１の軸方向Ｄａ１の反対方向である。

【0017】

回転子１２は、シャフト１４と、回転子鉄心４１と、導体４２とを有する。シャフト１４は、回転中心軸Ａｘ回りに回転可能に、軸受１５を介して筐体１３に支持されている。これにより、シャフト１４（回転子１２）は、固定子１１に対して回転中心軸Ａｘ回りに回転可能である。本実施形態では、シャフト１４および回転中心軸Ａｘは、鉛直方向に沿う。

【0018】

シャフト１４は、回転中心軸Ａｘに沿って延びる略円柱状に形成されている。シャフト１４は、筐体１３の内部と外部とに亘って延びている。シャフト１４は、中部１４ａと、二つの外延部１４ｂ，１４ｃとを有する。

【0019】

中部１４ａは、筐体１３の内部に位置するシャフト１４の一部である。中部１４ａは、二つの外延部１４ｂ，１４ｃの間に位置する。軸方向における中部１４ａの両端部は、軸受１５によって支持されている。これにより、シャフト１４は、回転中心軸Ａｘまわりに回転可能に軸受１５に支持されている。

【0020】

外延部１４ｂ，１４ｃは、筐体１３の外部に位置するシャフト１４の一部である。外延部１４ｂは、第１の軸方向Ｄａ１における中部１４ａの端から、軸受ブラケット５２を越えて筐体１３の外部に突出している。外延部１４ｃは、第２の軸方向Ｄａ２における中部１４ａの端から、軸受ブラケット５３を越えて筐体１３の外部へ突出している。

【0021】

外延部１４ｂは、例えば、フランジ、キー溝、又はスプラインが設けられ、外部の機器に回転を伝達可能に結合される。これにより、回転電機１０は、当該外部の機器にトルクを出力し、又は外部の機器からトルクを入力される。

【0022】

シャフト１４の中部１４ａは、回転子鉄心４１と結合されている。回転子１２およびシャフト１４は、固定子１１に対して回転中心軸Ａｘまわりに一体的に回転することができる。

【0023】

回転子鉄心４１は、シャフト１４の中部１４ａと結合（固定）されている。回転子鉄心４１は、回転中心軸Ａｘを囲む略円筒状に形成され、固定子１１の固定子鉄心３１の内側に配置されている。導体４２は、互いに周方向に間隔を介して配置されている。導体４２は、例えば、回転子鉄心４１を軸方向に貫通する導体バーと、全ての導体バーの軸方向における端部に結合された短絡リングとを有する。回転子鉄心４１および導体４２は、シャフト１４と一体に回転する。

【0024】

筐体１３は、フレーム５１と、二つの軸受ブラケット５２，５３と、複数の放熱フィン５４とを有する。フレーム５１は、回転中心軸Ａｘを囲む略円筒状に形成されている。固定子１１および回転子１２は、フレーム５１の内側に配置されている。固定子鉄心３１は、フレーム５１に固定されている。

【0025】

フレーム５１は、内面５１ａと、外面５１ｂと、複数のボス５１ｃとを有する。内面５１ａは、筐体１３の内部に向く。外面５１ｂは、内面５１ａの反対側に位置し、筐体１３の外部に向く。ボス５１ｃは、第２の軸方向Ｄａ２におけるフレーム５１の端部の近傍において、外面５１ｂから筐体１３の外部に突出している。複数のボス５１ｃは、周方向に間隔を介して配置されている。ボス５１ｃは、円筒状に形成されており、ボスの内周面には、雌ネジが形成されている。複数のボス５１ｃは、カバー取付部５５を構成している。

【0026】

軸受ブラケット５２は、第１の軸方向Ｄａ１におけるフレーム５１の端部に取り付けられている。軸受ブラケット５３は、第２の軸方向Ｄａ２におけるフレーム５１の端部に取り付けられている。軸受ブラケット５２，５３は、フレーム５１の内部の空間を塞いでいる。軸受ブラケット５２，５３のそれぞれは、対応する軸受１５を支持している。

【0027】

筐体１３の内部に、閉空間Ｓｉが設けられている。筐体１３は、閉空間Ｓｉに、固定子１１と、回転子鉄心４１と、シャフト１４の中部１４ａとを収容している。筐体１３は、閉空間Ｓｉと、当該閉空間Ｓｉの外部との間を、略気密に封止している。なお、閉空間Ｓｉは、筐体１３に取り付けられる冷却器のような装置によってフレーム５１の外部まで拡張されても良い。閉空間Ｓｉには、空気のような冷却用気体が満たされている。

【0028】

複数の放熱フィン５４は、例えば、フレーム５１の外面５１ｂから筐体１３の外部に突出している。複数の放熱フィン５４のそれぞれは、略軸方向に延びている。放熱フィン５４は、軸受ブラケット５２，５３から突出しても良いし、他の方向に延びても良い。

【0029】

内扇２１は、筐体１３の閉空間Ｓｉにおいて、シャフト１４の中部１４ａに結合（固定されている。内扇２１は、シャフト１４と一体的に回転中心軸Ａｘまわりに回転することができる。内扇２１は、回転することで、閉空間Ｓｉに冷却用気体の気流を生じさせる。当該気流は、例えば、固定子１１と回転子１２との間を略軸方向に通過し、固定子１１および回転子鉄心４１を冷却する。内扇２１は、一例として、回転子１２に含まれる。

【0030】

筐体１３に、閉空間Ｓｉで冷却用気体を循環させるための種々の構造が設けられても良い。例えば、筐体１３は、内扇２１に隣接するとともに、回転する内扇２１へ冷却用気体を導入するダクトを有しても良い。また、筐体１３に、固定子１１および回転子１２を通過した冷却用気体を内扇２１の近傍へ戻す流路が設けられても良い。

【0031】

外扇２２は、筐体１３の外部でシャフト１４の外延部１４ｃに結合（固定）されている。これにより、外扇２２は、シャフト１４および内扇２１と一体に、回転中心軸Ａｘまわりに回転することができる。外扇２２は、例えば、略径方向の気流を生じる遠心ファンである。具体的には、外扇２２は、ベース２２ａと、複数の羽根２２ｂとを有する。ベース２２ａは、シャフト１４の外延部１４ｃに結合（固定）されている。複数の羽根２２ｂは、ベース２２ａに固定されている。複数の羽根２２ｂは、シャフト１４に対して径方向の外側で周方向に間隔をあけて設けられている。外扇２２は、一例として、回転子１２に含まれる。

【0032】

外扇カバー２３は、筐体１３の外部に位置し、外扇２２を覆う。外扇カバー２３は、例えば、金属により作られている。

【0033】

図２は、第１の実施形態の回転電機１０の外扇カバー２３を概略的に示す平面図である。図３は、第１の実施形態の外扇カバー２３を概略的に示す側面図であって、第１の開口部用カバー８２Ａが取り付けられた状態を示す図である。図３は、図２のIII矢視図である。図４は、第１の実施形態の外扇カバー２３を概略的に示す側面図であって、第１の開口部用カバー８２Ａが取り外された状態を示す図である。図５は、第１の実施形態の外扇カバー２３を概略的に示す側面図であって、第２の開口部用カバー８２Ｂが取り付けられた状態を示す図である。

【0034】

図１～図５に示すように、外扇カバー２３は、カバー本体８１と、第１の開口部用カバー８２Ａ（図２～図４）と、第２の開口部用カバー８２Ｂ（図５）とを備える。カバー本体８１には、第１の開口部用カバー８２Ａと、第２の開口部用カバー８２Ｂとを選択的に取り付け可能である。すなわち、カバー本体８１には、第１の開口部用カバー８２Ａと、第２の開口部用カバー８２Ｂとが着脱可能である。このように、外扇カバー２３は、複数の部材の組み合わせによって構成される。

【0035】

図１および図２に示すように、カバー本体８１は、端壁６１と、周壁６２とを有する。なお、外扇カバー２３は、この例に限られない。

【0036】

端壁６１は、筐体１３、シャフト１４、および外扇２２から第２の軸方向Ｄａ２に離間した位置に配置されている。端壁６１は、例えば、回転中心軸Ａｘと略直交する略円盤状に形成される。端壁６１の外径は、第２の軸方向Ｄａ２におけるフレーム５１の端部の外径よりも長く、且つ軸受ブラケット５３の外径よりも長い。なお、端壁６１の形状は、この例に限られない。

【0037】

端壁６１は、内面６１ａと、外面６１ｂとを有する。内面６１ａは、第１の軸方向Ｄａ１に向く。内面６１ａは、間隔を介して筐体１３、シャフト１４、および外扇２２に向く。外面６１ｂは、内面６１ａの反対側に位置し、第２の軸方向Ｄａ２に向く。

【0038】

図１～図３に示すように、周壁６２は、端壁６１の外縁からおおよそ第１の軸方向Ｄａ１に延びる略円筒状に形成されている。周壁６２は、回転中心軸Ａｘ回りの筒状である。詳細には、図２および図３に示すように、周壁６２は、第１の筒部６２ａと、第２の筒部６２ｂとを有する。第１の筒部６２ａは、外扇２２の径方向外側に位置し、外扇２２を囲んでいる。第１の筒部６２ａの内径は、第２の軸方向Ｄａ２におけるフレーム５１の端部の外径よりも長く、且つ軸受ブラケット５３の外径よりも長い。第２の筒部６２ｂは、第１の筒部６２ａと端壁６１とを接続している。

【0039】

第１の筒部６２ａは、軸受ブラケット５３と、第２の軸方向Ｄａ２におけるフレーム５１の端部とを囲む。周壁６２は、フレーム５１の外面５１ｂおよび軸受ブラケット５３から、径方向に離間している。これにより、周壁６２と筐体１３との間に、隙間Ｇが形成される。

【0040】

周壁６２は、フレーム５１のカバー取付部５５に取り付けられる第１の取付部６２ｃを有する。第１の取付部６２ｃは、第１の筒部６２ａにおける第１の軸方向Ｄａ１側の端部に設けられている。第１の取付部６２ｃは、回転中心軸Ａｘ回りの筒状であり、カバー取付部５５に対して径方向の外側に位置して、カバー取付部５５に重ねられている。ここで、カバー取付部５５は、一例として、フレーム５１において、第１の取付部６２ｃと重なる部分である。第１の取付部６２ｃには、ボルト６５が挿入される複数の貫通孔６７が設けられている。第１の取付部６２ｃは、例えば、貫通孔６７に挿入されたボルト６５によって、フレーム５１のカバー取付部５５のボス５１ｃに固定されている。

【0041】

図４に示すように、周壁６２の第１の筒部６２ａには、開口部６３ｂが設けられている。開口部６３ｂは、第１の筒部６２ａを径方向に貫通している。開口部６３ｂは、一例として、四角形状である。なお、開口部６３ｂは、円形状等であっても良い。開口部６３ｂは、径方向で内扇２１（ベース２２ａ、羽根２２ｂ）と並んでおり、内扇２１を外扇カバー２３の外側に露出させる。開口部６３ｂは、光が通過可能である。この開口部６３ｂを介して周壁６２の径方向の外側からの外扇２２の光学的な検出および目視が可能である。なお、図４では、開口部６３ｂが一つの例が示されているが、開口部６３ｂは複数であっても良い。開口部６３ｂは、光通過部、検出用開口部、検査用開口部、作業用開口部等とも称される。

【0042】

また、周壁６２の第１の筒部６２ａは、第２の取付部６２ｄを有する。第２の取付部６２ｄは、第１の開口部用カバー８２Ａ（図３）と、第２の開口部用カバー８２Ｂ（図５）と、を選択的に取り付け可能である。第１の開口部用カバー８２Ａ（図３）は、通常運転時用のカバーであり、回転電機１０の通常運転時に第２の取付部６２ｄに取り付けられる。一方、第２の開口部用カバー８２Ｂ（図５）は、バランス調整時用のカバーであり、回転子１２のバランス調整時に第２の取付部６２ｄに取り付けられる。第２の取付部６２ｄは、第１の筒部６２ａにおける開口部６３ｂの周囲の部分であり、第１の開口部用カバー８２Ａ又は第２の開口部用カバー８２Ｂと重なる部分である。第２の取付部６２ｄには、複数の雌ネジ８４が設けられている。第２の取付部６２ｄ、第１の開口部用カバー８２Ａ、および第２の開口部用カバー８２Ｂは、それぞれ、開口部６３ｂに対応して設けられる。すなわち、第２の取付部６２ｄ、第１の開口部用カバー８２Ａ、および第２の開口部用カバー８２Ｂのそれぞれの数は、開口部６３ｂの数と同じである。

【0043】

図３および図４に示すように、第１の開口部用カバー８２Ａは、第２の取付部６２ｄに取り付けられた状態で、開口部６３ｂを塞ぐ。第１の開口部用カバー８２Ａが開口部６３ｂを塞いだ状態では、開口部６３ｂに対して径方向の外側からの外扇２２の光学的な検出および目視が不能である。

【0044】

第１の開口部用カバー８２Ａは、例えば金属により作られている。第１の開口部用カバー８２Ａは、第１の筒部６２ａの外面に沿う湾曲状に形成されている。第１の開口部用カバー８２Ａには、複数の貫通孔８５が形成されている。第１の開口部用カバー８２Ａは、貫通孔８５に挿入されたボルト８３（図３）によって、第２の取付部６２ｄに固定される。ボルト８３は、雌ネジ８４と結合している。ボルト８３を取り外すことにより、第１の開口部用カバー８２Ａを第２の取付部６２ｄから取り外すことができる。

【0045】

図５に示すように、第２の開口部用カバー８２Ｂには、複数の貫通孔６３ａが設けられている。第２の開口部用カバー８２Ｂは、第２の取付部６２ｄに取り付けられた状態では、開口部６３ｂを覆う。このとき、複数の貫通孔６３ａは、開口部６３ｂに対して径方向の外側に位置し、開口部６３ｂと通じている。複数の貫通孔６３ａは、径方向で内扇２１（ベース２２ａ、羽根２２ｂ）および開口部６３ｂと並んでおり、内扇２１を外扇カバー２３の外側に露出させる。貫通孔６３ａは、光が通過可能である。この貫通孔６３ａおよび開口部６３ｂを介して周壁６２の径方向の外側からの外扇２２の光学的な検出および目視が可能である。複数の貫通孔６３ａと開口部６３ｂは、開口部６３を構成している。貫通孔は、光通過部等とも称される。

【0046】

第２の開口部用カバー８２Ｂは、例えば金属により作られている。第２の開口部用カバー８２Ｂは、第１の筒部６２ａの外面に沿う湾曲状に形成されている。第２の開口部用カバー８２Ｂには、第１の開口部用カバー８２Ａの複数の貫通孔８５と同様の複数の貫通孔が形成されている。第２の開口部用カバー８２Ｂは、貫通孔に挿入されたボルト８３によって、第２の取付部６２ｄに固定される。ボルト８３は、雌ネジ８４と結合している。ボルト８３を取り外すことにより、第２の開口部用カバー８２Ｂを第２の取付部６２ｄから取り外すことができる。

【0047】

上記の構成の端壁６１および周壁６２は、筐体１３の軸受ブラケット５３と、シャフト１４の外延部１４ｃと、外扇２２と、を覆う。外扇カバー２３は、軸受ブラケット５３と、端壁６１と、周壁６２とに囲まれた流路空間Ｓｃを形成（規定、区画）する。シャフト１４の外延部１４ｃと外扇２２とは、流路空間Ｓｃに配置されている。端壁６１の内面６１ａは、流路空間Ｓｃの内部に向く。

【0048】

端壁６１の中央部には、孔７０が設けられている。孔７０は、端壁６１を軸方向に貫通し、端壁６１の内面６１ａおよび外面６１ｂに開口している。孔７０には、シャフト１４が入れられている。

【0049】

外扇カバー２３には、吸気口７１が設けられている。吸気口７１は、複数の孔７１ａによって構成されている。本実施形態において、吸気口７１は、端壁６１に設けられる。吸気口７１は、端壁６１を軸方向に貫通し、端壁６１の内面６１ａおよび外面６１ｂに開口している。これにより、吸気口７１は、流路空間Ｓｃと、当該流路空間Ｓｃの外部とを連通する。なお、吸気口７１は、周壁６２に設けられても良い。

【0050】

図２に示すように、吸気口７１の複数の孔７１ａのそれぞれは、孔７０の周囲に形成されている。各孔７１ａは、長孔状に形成されている。なお、孔７１ａの形状は、他の形状であっても良い。

【0051】

図１に示すように、第２の軸方向Ｄａ２における流路空間Ｓｃの端部は、吸気口７１を通じて外部に連通する。また、第１の軸方向Ｄａ１における流路空間Ｓｃの端部は、隙間Ｇを通じて外部に連通する。

【0052】

外扇２２は、回転することにより、吸気口７１から流路空間Ｓｃに外気を吸引することができる。回転する外扇２２によって生じた外気の気流は、例えば、隙間Ｇを通って流路空間Ｓｃの外部へ放出され、フレーム５１の外面５１ｂに沿って流れる。

【0053】

外気の気流は、放熱フィン５４に沿って流れることで、フレーム５１と熱交換を行う。これにより、外気の気流は、当該フレーム５１を介して、フレーム５１に結合された固定子１１および閉空間Ｓｉの冷却用気体を冷却する。

【0054】

次に、回転子１２のバランス調整方法について説明する。図６は、第１の実施形態の回転電機１０およびバランス検出システム２００を概略的に示す図である。図７は、第１の実施形態の回転子１２のバランス調整方法を示すフローチャートである。

【0055】

図６に示すように、回転子１２のバランス調整は、バランス検出システム２００を用いて行われる。

【0056】

バランス検出システム２００は、光学センサ２０１と、振動センサ２０２と、バランサ装置２０３と、を備える。

【0057】

光学センサ２０１は、外扇２２を光学的に検出可能である。光学センサ２０１は、例えば、フォトセンサとイメージセンサとを含んで構成されている。フォトセンサは、例えば、反射型であり、光を出射する発光部と、反射波を受光する受光部とを有する。フォトセンサは、外扇カバー２３の開口部６３（貫通孔６３ａ、開口部６３ｂ）の径方向の外側に配置された状態で、発光部から外扇２２に光を出射する。光は、開口部６３を通って外扇２２の羽根２２ｂに当たって反射する。フォトセンサは、羽根２２ｂで反射された反射光を受光ことにより、外扇２２の羽根２２ｂを検出する。また、フォトセンサは、外扇２２の回転パルスを検出することができる。イメージセンサは、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ等のエリアカメラとして構成されている。イメージセンサは、外扇カバー２３の開口部６３（貫通孔６３ａ、開口部６３ｂ）の径方向の外側に配置された状態で、開口部６３を介して外扇２２の羽根２２ｂを撮像することにより羽根２２ｂを検出する。光学センサ２０１は、検出結果をバランサ装置２０３に送信する。

【0058】

振動センサ２０２は、例えば磁石等によってフレーム５１の外面に固定され、フレーム５１（回転電機１０）の振動（振動値）を検出する。振動値は、振幅値を含む。

【0059】

次に、バランス調整方法の手順を図７のフローチャートを参照して説明する。バランス調整は、回転電機１０の出荷前の点検や出荷後の定期点検時等に行われる。図７の例は、第２の取付部６２ｄに第１の開口部用カバー８２Ａが取り付けられた状態でバランス調整方法の実行が開始される例である。

【0060】

図７に示すように、まずは、第１の準備工程が行われる（Ｓ１０１）。具体的には、作業者が、振動センサ２０２をフレーム５１に取り付ける。

【0061】

次に、振動測定工程が行われる（Ｓ１０２）。具体的には、作業者は、回転電機１０の運転の開始操作を行う。これにより、回転子１２が回転する。回転子１２が回転している状態で、振動センサ２０２がフレーム５１（回転電機１０）の振動（振動値）を検出し、バランサ装置２０３が、振動センサ２０２の検出結果を表示装置に表示する。

【0062】

次に、バランサ装置２０３が、振動センサ２０２によって検出された振動すなわち振動値が基準内かを判定する（Ｓ１０３）。基準は、所定の閾値である。バランサ装置２０３は、振動値が閾値以下である場合には、振動値が基準内であると判定する（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）。振動値が基準内であると判定された場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）バランス調整方法は終了する。バランサ装置２０３は、振動値が閾値を超える場合には、振動値が基準内ではないと判定する（Ｓ１０３：Ｎｏ）。振動値が基準内でないと判定された場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、Ｓ１０４の第２の準備工程が行われる。なお、振動センサ２０２によって検出された振動値が基準内かの判定は、作業員が行っても良い。

【0063】

Ｓ１０４の第２の準備工程では、作業員が、回転電機１０の運転を停止した状態で、第２の取付部６２ｄに取り付けられた第１の開口部用カバー８２Ａを第２の取付部６２ｄから取り外し、第２の取付部６２ｄに第２の開口部用カバー８２Ｂを取り付ける。第２の準備工程Ｓ１０４は、カバー交換工程の一例である。また、作業員は、光学センサ２０１が外扇カバー２３の開口部６３（貫通孔６３ａ、開口部６３ｂ）の径方向の外側から外扇２２を検出可能となるように、回転電機１０と光学センサ２０１とを配置する。また、作業員は、各羽根２２ｂに番号を記載する。

【0064】

次に、振動測定・外扇検出工程が行われる（Ｓ１０５）。具体的には、光学センサ２０１によって、第２の取付部６２ｄに取り付けられた第２の開口部用カバー８２Ｂの貫通孔６３ａおよび開口部６３ｂを介して周壁６２の径方向の外側から外扇２２を検出する。より、具体的には、フォトセンサによって、羽根２２ｂの回転パルス等が検出され、イメージセンサによって、羽根２２ｂおよび羽根２２ｂの番号が撮像により検出される。振動測定・外扇検出工程Ｓ１０５は、検出工程の一例である。

【0065】

次に、バランス検出工程が行われる（Ｓ１０６）。具体的には、バランサ装置２０３が、光学センサ２０１の検出結果と、振動センサ２０２の検出結果とに基づいて、振動位相を算出し、算出した振動位相に基づいて、回転子１２における重量のアンバランスの位置と重量のアンバランスの両とを算出する。

【0066】

次に、バランス調整工程が行われる（Ｓ１０７）。具体的には、作業員が、アンバランスの位置の羽根２２ｂと１８０°ずれた位置の羽根２２ｂに釣り合い用の錘を取り付ける。これにより、アンバラン位置が変化し、アンバラン量（重量）が減少する。

【0067】

次に、振動測定工程が行われる（Ｓ１０８）。具体的には、作業者は、回転電機１０の運転の再開操作を行う。これにより、回転子１２が回転する。回転子１２が回転している状態で、振動センサ２０２がフレーム５１（回転電機１０）の振動（振動値）を検出し、バランサ装置２０３が、振動センサ２０２の検出結果を表示装置に表示する。

【0068】

次に、バランサ装置２０３が、Ｓ１０３と同様に、振動センサ２０２によって検出された振動すなわち振動値が基準内かを判定する（Ｓ１０９）。振動値が基準内であると判定された場合（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）バランス調整方法は終了する。振動値が基準内でないと判定された場合（Ｓ１０９：Ｎｏ）、振動値が基準内になるまで、Ｓ１０５～Ｓ１０９の工程が繰り返し行われる。

【0069】

以上のように、本実施形態の外扇検出方法は、第２の取付部６２ｄに取り付けられた前記第１の開口部用カバー８２Ａを第２の取付部６２ｄから取り外し、第２の取付部６２ｄに第２の開口部用カバー８２Ｂを取り付ける第２の準備工程Ｓ１０４（カバー交換工程）を含む。また、外扇検出方法は、光学センサ２０１によって、第２の取付部６２ｄに取り付けられた第２の開口部用カバー８２Ｂの貫通孔６３ａおよび開口部６３ｂを介して周壁６２の径方向の外側から外扇２２を検出する振動測定・外扇検出工程Ｓ１０５（検出工程）を含む。

【0070】

以上のバランス調整方法により回転子１２の重量バランス（回転バランス）が調整され、振動が減少する。

【0071】

以上のように、本実施形態の外扇カバー２３は、第１の取付部６２ｃと、周壁６２と、を備える。第１の取付部６２ｃは、回転中心軸Ａｘ回りに回転可能な外扇２２を備えた回転電機１０のカバー取付部５５に取り付け可能である。周壁６２は、外扇２２に対して前記回転中心軸Ａｘの径方向の外側で外扇２２を囲う周壁６２であって、当該周壁６２の径方向の外側から外扇２２の検出が可能である。

【0072】

このような構成によれば、周壁６２の径方向の外側から外扇２２の検出が可能であるので、カバー取付部５５に外扇カバー２３が取り付けられた状態で、周壁６２の径方向の外側から外扇２２を光学的に検出をすることができる。よって、外扇２２の光学的な検出の際に外扇２２と人とが接触するのを抑制することができる。

【0073】

また、周壁６２には、当該周壁６２の径方向の外側からの外扇２２の光学的な検出が可能な開口部６３ｂが設けられている。

【0074】

このような構成によれば、カバー取付部５５に外扇カバー２３が取り付けられた状態で、周壁６２の径方向の外側から開口部６３ｂを介して外扇２２の検出をすることができる。

【0075】

また、外扇カバー２３は、第２の取付部６２ｄを備える。第２の取付部６２ｄは、第１の開口部用カバー８２Ａと、第２の開口部用カバー８２Ｂと、を選択的に取り付け可能である。第１の開口部用カバー８２Ａは、開口部６３ｂを塞ぐ。第２の開口部用カバー８２Ｂは、開口部６３ｂと通じ前記開口部６３ｂよりも小さい複数の貫通孔６３ａが設けられ、開口部６３ｂを覆う。第２の開口部用カバー８２Ｂが第２の取付部６２ｄに取り付けられた状態で、第２の開口部用カバー８２Ｂの貫通孔６３ａおよび開口部６３ｂを介して周壁６２の径方向の外側からの外扇２２の光学的な検出が可能である。

【0076】

このような構成によれば、回転電機１０の通常運転時には、第１の開口部用カバー８２Ａを第２の取付部６２ｄに取り付けることにより、外扇２２によって送風される空気が開口部６３ｂから漏れるのを抑制することができる。よって、外扇２２の送風による回転電機１０の冷却性の低下を抑制することができる。一方、回転電機１０のバランス調整時には、第２の開口部用カバー８２Ｂを第２の取付部６２ｄに取り付けることにより、周壁６２の径方向の外側から開口部６３ｂを介して外扇２２の検出をすることができる。このとき、貫通孔６３ａが開口部６３ｂよりも小さいので、外扇２２の検出の際に外扇２２と人とが接触するのをより一層抑制することができる。

【0077】

＜第２の実施形態＞
図８は、第２の実施形態の回転電機１０Ａを概略的に示す断面図であって、通常運転用の外扇カバー２３Ａが取り付けられた状態の図である。図９は、第２の実施形態の回転電機１０Ａを概略的に示す断面図であって、バランス調整用の外扇カバー２３Ｂが取り付けられた状態の図である。

【0078】

図８および図９に示すように、本実施形態の回転電機１０Ａは、回転電機１０の外扇カバー２３に替えて外扇カバー２３Ａ，２３Ｂが設けられている点が第１の実施形態と異なる。外扇カバー２３Ａ，２３Ｂは、カバー取付部５５に着脱可能に取り付けられる。

【0079】

図８に示す外扇カバー２３Ａは、通常運転用のものであり、開口部６３ｂが設けられていない。外扇カバー２３Ａは、外扇２２を覆う。

【0080】

図９に示す外扇カバー２３Ｂは、バランス調整用のものであり、開口部６３ｂが設けられていない。

【0081】

図１０は、第２の実施形態のバランス調整用の外扇カバー２３Ｂを概略的に示す斜視図である。図１１は、第２の実施形態のバランス調整用の外扇カバー２３Ｂを概略的に示す図であって、外扇カバー２３Ｂが展開された状態の図である。

【0082】

図１０および図１１に示されるように、外扇カバー２３Ｂは、周壁６２Ｂを有するが、端壁６１は有さない。外扇カバー２３Ｂは、円筒状に丸められた透明な板状部材９０によって構成され、径を変更可能である。板状部材９０は、例えば透明なアクリル板である。このような外扇カバー２３の周壁６２は、光が通過可能である。少なくとも一部（一例として全部）が周壁６２の外側からの外扇２２の光学的な検出が可能である。なお、周壁６２は、一部だけが透明であっても良い。周壁６２の透明部は、光通過部とも称される。

【0083】

周壁６２には、カバー取付部５５に取り付け可能な第１の取付部６２ｃが設けられている。第１の取付部６２ｃには、複数の長孔９１が設けられている。複数の長孔９１の長手方向は、周壁６２の周方向に沿う。また、周壁６２には、複数の長孔９２が設けられている。複数の長孔９２の長孔の長手方向は、周壁６２の周方向に沿う。

【0084】

外扇カバー２３には、周壁６２の両端部が重ねられた重なり部９３が形成される。重な部９３では、二つの長孔９１が重なるとともに、二つの長孔９２が重なる。

【0085】

外扇カバー２３は、長孔９１に挿入されたボルト６５によって、カバー取付部５５に固定される。このとき、重なり部９３において重なった二つの長孔９２にボルト６５が挿入される。

【0086】

外扇カバー２３は、ボルト６５が取り外れた状態で、重なり部９３の重なり量を変更することで、径（直径および内径）を変更可能である。

【0087】

次に、本実施形態のバランス調整方法を説明する。本実施形態では、第２の準備工程（図７のＳ１０４）において、作業員は、カバー取付部５５に取り付けられた外扇カバー２３Ａ（第１の外扇カバー）をカバー取付部５５から取り外し、カバー取付部５５に外扇カバー２３２３Ｂ（第２の外扇カバー）を取り付ける。

【0088】

また、振動測定・外扇検出工程（図７のＳ１０５）では、光学センサ２０１によって、カバー取付部５５に取り付けられた外扇カバー２３Ｂの周壁６２の径方向の外側から外扇２２を検出する。

【0089】

上記の構成によれば、カバー取付部５５に外扇カバー２３Ｂが取り付けられた状態で、周壁６２の透明な部分の径方向の外側から外扇２２を光学的に検出することができる。よって、外扇２２の検出の際に外扇２２と人とが接触するのを抑制することができる。

【0090】

また、周壁６２は、円筒状に丸められた板状部材９０によって構成され、径を変更可能である。

【0091】

このような構成によれば、複数のカバー取付部５５をつなぐ仮想円の径に応じて、周壁６２の径を設定することができる。よって、複数のカバー取付部５５をつなぐ仮想円の径が互いに異なる複数の仕様の回転電機１０Ａに対して、一つの外扇カバー２３Ｂを共用することができる。

【0092】

図１２は、第２の実施形態の変形例のバランス調整用の外扇カバー２３Ｃ（第２の外扇カバー）を概略的に示す図であって、外扇カバー２３Ｃが展開された状態の図である。

【0093】

本変形例の外扇カバー２３Ｃは、複数の開口部９４が設けられている点が、外扇カバー２３Ｂに対して異なる。開口部６３Ｂは、光が通過可能な光通過部である。このような構成によれば、開口部９４を介して光学的に外扇２２を検出することができる。また、複数の開口部９４が設けられているので、外扇２２の大きさや形状に応じて使用する開口部９４を選択することができる。

【0094】

なお、上記実施形態では、回転電機１０が内扇２１を備えた例が示されたが、これに限定されない。例えば、内扇２１が設けられていなくても良い。また、第１の開口部用カバー８２Ａに重ねて第２の開口部用カバー８２Ｂを取り付けても良い。

【0095】

また、上記実施形態において、シャフト１４に摺動するアースブラシを設けても良い。

【0096】

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】

【0097】

１０，１０Ａ…回転電機、２２…外扇、２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ…外扇カバー、５５…カバー取付部、６２…周壁、６２ｃ…第１の取付部、６２ｄ…第２の取付部、６３ａ…貫通孔、６３ｂ…開口部、８２Ａ…第１の開口部用カバー、８２Ｂ…第２の開口部用カバー、９０…板状部材、Ａｘ…回転中心軸、Ｓ１０４…第２の準備工程（カバー交換工程）、Ｓ１０５…振動測定・外扇検出工程（検出工程）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】