(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-08-30
(45)【発行日】2022-09-07
(54)【発明の名称】減速機付電動機
(51)【国際特許分類】
H02K 5/22 20060101AFI20220831BHJP
H02K 5/04 20060101ALI20220831BHJP
H02K 7/116 20060101ALI20220831BHJP
【FI】
H02K5/22
H02K5/04
H02K7/116
(21)【出願番号】P 2016237557
(22)【出願日】2016-12-07
【審査請求日】2019-10-24
【審判番号】
【審判請求日】2021-08-20
(73)【特許権者】
【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】沈 慶春
(72)【発明者】
【氏名】西野 敏正
(72)【発明者】
【氏名】古市 貴行
【合議体】
【審判長】柿崎 拓
【審判官】窪田 治彦
【審判官】長馬 望
(56)【参考文献】
【文献】特開平10-285869(JP,A)
【文献】特開2016-19352(JP,A)
【文献】特開2009-290953(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02K5/04,5/22,7/116
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸と共に回転するロータと、
前記ロータの径方向外側に配置されたステータと、
前記ステータを収容する筒状の電動機フレームと、
前記電動機フレームの外周側に固定された端子箱と、
前記回転軸の出力側に連結され、その回転軸の回転を減速して伝達する減速機構と、
前記回転軸の出力側で前記減速機構を収容する減速機フレームと、
前記電動機フレームと前記減速機フレームとの間に夫々の収容空間を隔てるように配置され、前記回転軸が貫通する貫通孔を有するブラケットと、を備え、
前記減速機フレームは、減速機付電動機を据え付けるための脚部を有し、
前記電動機フレームは、その外周に周方向へ離間して複数箇所に設けられた取付部からなる取付部群を有する一方、脚部を有さず、前記ブラケットを介して前記減速機フレーム側に片持ち支持され、
前記ブラケットは、これを補強する複数の補強リブと、前記減速機フレームに対して径方向内側に段落ちした外形をなす周壁と、を有するとともに、前記周壁における前記減速機フレームとは反対側の端部で径方向外側へ張出す張出状の被取付部であって、前記取付部群と対応するボルト用の挿通孔を有する被取付部群を複数組有し、
当該ブラケットにおいて一の組の被取付部群と他の組の被取付部群とが相互に周方向へ所定角度ずらした位置に設けられ、当該ブラケットが前記減速機フレームに取付けられた状態で、前記複数組の被取付部群のうちの何れかの組の被取付部群に前記取付部群を選択的に合わせて前記電動機フレームが取付けられることにより、前記電動機フレームの周方向の位置を変更可能な構成にあって、前記周壁の段落ちにより、前記減速機フレームと前記被取付部との間に前記挿通孔に対するボルトの挿通が可能なスペースを形成しており、
前記複数の補強リブは
、前記回転軸側から
前記被取付部群側へ向かって放射状に延びるように設けられていることを特徴とする減速機付電動機。
【請求項2】
前記取付部群は、前記電動機フレームにおける前記出力側の端部に周方向に等間隔で設けられた3箇所の前記取付部で構成され、
前記被取付部群は、前記取付部に対応する3箇所の前記被取付部を一組の被取付部群として、他の組の被取付部群と併せて6箇所又は9箇所の前記被取付部で構成されることを特徴とする請求項1記載の減速機付電動機。
【請求項3】
前記複数組の被取付部群は、120度間隔で設けられた3箇所の被取付部からなる第1被取付部群と、当該第1被取付部群の各被取付部の位置から時計回りに30度の位置に夫々設けられた3箇所の被取付部からなる第2被取付部群と、当該第1被取付部群の各被取付部の位置から反時計回りに30度の位置に夫々設けられた3箇所の被取付部からなる第3被取付部群と、の3組で構成され、
前記ブラケットは、前記貫通孔中心を通る鉛直方向の仮想線を基準にして、各被取付部が線対称の配置となるよう、前記第1被取付部群のうちの何れか1箇所の被取付部が前記仮想線上に位置する向きで、前記減速機フレームに取付けられることを特徴とする請求項2記載の減速機付電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、減速機付電動機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、電動機の回転軸の回転を減速して伝達する歯車減速機構を備えた減速機付電動機が供されている(例えば特許文献1参照)。
また、この種の電動機では、例えば特許文献2に示されるように電動機フレームの外周側に端子箱を設けている。端子箱は、周知のように電源側電線を接続するためのものであるが、その電動機フレーム上の端子箱の位置が、電源側電線の配線等に合わない場合が生じうる。この場合、端子箱の取付け位置を、電動機フレームの上面側或いは側面側にずらす等して異ならせた複数種類の電動機フレームを用意すると製造コストが嵩むこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】実開昭58-136958号公報
【文献】特開2009-290953号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そこで、電動機フレームを端子箱ごと周方向に回転させた位置で取付けることが考えられるが、その取付時に歯車減速機構がフレームから開放された状態となる等、容易に行いうるものではない。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、端子箱の位置変更を容易にした減速機付電動機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために本実施形態の減速機付電動機は、回転軸と共に回転するロータと、前記ロータの径方向外側に配置されたステータと、前記ステータを収容する筒状の電動機フレームと、前記電動機フレームの外周側に固定された端子箱と、前記回転軸の出力側に連結され、その回転軸の回転を減速して伝達する減速機構と、前記回転軸の出力側で前記減速機構を収容する減速機フレームと、前記電動機フレームと前記減速機フレームとの間に夫々の収容空間を隔てるように配置され、前記回転軸が貫通する貫通孔を有するブラケットと、を備え、
前記減速機フレームは、減速機付電動機を据え付けるための脚部を有し、
前記電動機フレームは、その外周に周方向へ離間して複数箇所に設けられた取付部からなる取付部群を有する一方、脚部を有さず、前記ブラケットを介して前記減速機フレーム側に片持ち支持され、
前記ブラケットは、これを補強する複数の補強リブと、前記減速機フレームに対して径方向内側に段落ちした外形をなす周壁と、を有するとともに、前記周壁における前記減速機フレームとは反対側の端部で径方向外側へ張出す張出状の被取付部であって、前記取付部群と対応するボルト用の挿通孔を有する被取付部群を複数組有し、
当該ブラケットにおいて一の組の被取付部群と他の組の被取付部群とが相互に周方向へ所定角度ずらした位置に設けられ、当該ブラケットが前記減速機フレームに取付けられた状態で、前記複数組の被取付部群のうちの何れかの組の被取付部群に前記取付部群を選択的に合わせて前記電動機フレームが取付けられることにより、前記電動機フレームの周方向の位置を変更可能な構成にあって、前記周壁の段落ちにより、前記減速機フレームと前記被取付部との間に前記挿通孔に対するボルトの挿通が可能なスペースを形成しており、
前記複数の補強リブは、前記回転軸側から前記被取付部群側へ向かって放射状に延びるように設けられている。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】一実施形態の減速機付電動機の全体を示す平面図(a)と、一部破断して示す側面図(b)
【
図2】ブラケット単体を電動機側たる背面側から見た斜視図(a)と背面図(b)
【
図3】第3取付位置に電動機を合わせた状態で示す、分解斜視図(a)と減速機側から見た正面図(b)
【
図4】第1取付位置に電動機を合わせた状態で示す、分解斜視図(a)と減速機側から見た正面図(b)
【
図5】第2取付位置に電動機を合わせた状態で示す、分解斜視図(a)と減速機側から見た正面図(b)
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本実施形態の減速機付電動機1について、
図1~
図5を参照しながら説明する。減速機付電動機1は、
図1(a)(b)おいて右側に位置する電動機2を備えると共に、当該電動機2の回転を減速して伝達する左側の減速機3とを備える。
【0009】
図1(b)に示すように、電動機2は、ロータ11と、このロータ11の外周に対向配置されたステータ12と、ロータ11及びステータ12を収容する電動機フレーム13とを備えている。
【0010】
ロータ11は、例えば積層鋼板で形成された略円柱状をなすロータコア11a及び当該ロータコア11a外周部に埋設された磁極形成用の永久磁石(図示略)を含み、当該ロータコア11a中央部に貫通するように装着された回転軸10と共に回転する。ステータ12は、積層鋼板からなる環状のステータコア12a及び当該ステータコア12aのスロット内に巻装されたコイル12bを含む。ステータ12は、電動機フレーム13内周部に固定されて、ロータコア11aと径方向外側で対向する。なお、ロータ11やステータ12は、係る構成要素11a,12a,12bに限らず、回転軸10と共に回転するロータ及び当該ロータの径方向外側に配置されたステータを含む電動機であれば、適宜他の構成を採用することができる。
【0011】
図3に示すように、回転軸10は略丸棒状に形成されており、その軸線方向は
図1の紙面で左右方向を指向する。回転軸10は、その出力側たる一端側が後述するブラケット15の軸受け部により支持され、非出力側たる他端側がカバー16で囲われた図示しないリヤブラケットの軸受け部により支持されて、回動自在となっている。この回転軸10の軸線上に、電動機2と減速機3とが直列に配された位置関係にある。
【0012】
電動機2の外郭をなす電動機フレーム13は、例えば金属材料としてアルミニウムを用いたダイキャスト成形により、略円筒状に成形されている。電動機フレーム13は、その他端側に固定された前記リヤブラケットを含み、一端側のブラケット15に対して固定されている。電動機フレーム13の外周面には、放熱用の複数のフィン13aと、矩形箱状の端子箱17とが設けられている。フィン13aは、電動機フレーム13の一端側から他端側にわたって回転軸10の軸線方向に延びる直線状に形成されている。
【0013】
端子箱17の内部には、前記コイル12bに電力を供給するための図示しない接続部を有しており、周知のように電源側電線が当該接続部にて結線される。端子箱17には、
図1(a)の破線で示す電源側電線を通すための円形口17aが形成されている(
図4参照)。なお、
図1(a)の平面図と(b)の側面図で示す端子箱17の位置は、減速機3を省略して示す
図3(b)の正面図において、電動機フレーム13の右方へ突出した位置にある。この端子箱17の位置は変更が可能であるが、詳しくは後述する。
【0014】
また、電動機フレーム13の外周面には、ブラケット15側の端部に位置させて、複数の取付部18が設けられている。取付部18は、
図3(a)に示すように電動機フレーム13の周方向に等間隔(例えば120度間隔)で3箇所に設けられている。これらの取付部18は、何れも前記軸線方向に延びるねじ穴18aが形成された取付部18群とされている。
【0015】
減速機3は、例えば図示しない歯車減速機構を減速機フレーム21内に収容している。歯車減速機構について図示は省略するが、例えば回転軸10の出力側端部に取付けられた小歯車と歯合する歯車等、複数の歯車を有して構成されており、回転軸10の回転力が入力されると、その回転軸10の回転を減速して、出力軸22に伝達する。この歯車減速機構については、減速機3で用いられる周知の構成を採用することができ、その詳細な説明を省略する。
【0016】
減速機フレーム21は、電動機フレーム13と略同じ大きさの筒状をなす本体部23と、設置面Fに対し据え付けるための脚部24とを一体的に有する。本体部23は、
図1中、右側が開放された開放面を有し、その開放面をブラケット15が閉塞するようにして取付けられることにより、内部の歯車減速機構が露出しない収容空間を形成する。なお、
図3(a)に示すように、出力軸22は、電動機2の回転軸10に比して若干上寄りの位置に配設されており、本体部23の正面23a側を貫通している。
【0017】
また、
図3(a)に示す脚部24は、本体部23の底側で左右両側部に張出す平板状をなしている。各脚部24には、その板厚方向に貫通する一対の挿通穴24aが、前記軸線方向に離間して形成されている。各脚部24において、例えば固定手段としてのボルトが挿通穴24aに挿通され、そのボルト先端側が設置面Fに埋設されるようにして固定されることで、減速機3ひいては電動機2を含む全体1が設置面Fに対して固定される。他方、電動機フレーム13は、脚部を有さないことから、ブラケット15を介して減速機フレーム21側に片持ち支持される。
【0018】
ここで、
図2(a)は、ブラケット15単体を電動機2側から見た斜視図を示し、(b)は、その電動機2側から見た背面図を示している。同
図2(a)(b)に示すように、ブラケット15は、全体として浅底なボウル状乃至円形椀状をなしており、電動機フレーム13と減速機フレーム21との夫々の収容空間を隔てる隔壁15aと、その隔壁15a外周部の被取付部31群とを一体に有する。
【0019】
詳細には、ブラケット15における隔壁15aの中央部には、回転軸10に貫通される貫通孔15bが形成されている。
図2(a)に示すように、隔壁15aの内面側には、貫通孔15bの外周縁側に位置して電動機2側へ突出する円周リブ15cが形成され、その円周リブ15cの内側に、回転軸10用の図示しない軸受け部が嵌め込まれる。また、同
図2(b)にも示すように、隔壁15aの内面側には、円周リブ15cから外周側の周壁15dへと放射方向に延びる例えば6つの補強リブ32が、周方向に等間隔(例えば60度間隔)で一体形成されている。
【0020】
図3(a)に示すように、ブラケット15の周壁15dは、減速機3側から見て径方向内側に段落ちした外形をなしており、その外周面には減速機フレーム21に取付けるための例えば6つのねじ穴34(
図3(b)参照)が形成されている。図示は省略するが、減速機フレーム21の内周部には取付用プレートが設けられており、その取付用プレートに挿通されたボルトが、ねじ穴34に螺挿されることにより、ブラケット15が減速機フレーム21に対して取付け固定される。また、
図3(b)に示すように、ブラケット15の隔壁15aには、その中央部から周壁15dのねじ穴34側へと放射方向に延びる例えば6つの補強リブ33が設けられている。これら補強リブ33やねじ穴34も、周方向に等間隔(例えば60度間隔)で形成されている。
【0021】
図3(a)に示すように、ブラケット15の周壁15dは、電動機2側の端部にフランジ15eを有して段付き形状をなす。前記被取付部31群は、そのフランジ15eから、径方向外側へ張出す張出状の耳部で構成されており、各被取付部31は、前記軸線方向にボルトを通す挿通孔31aを有する。被取付部31の挿通孔31aは、取付部18のねじ穴18aと対応するボルト用孔として設けられている。
【0022】
具体的には、
図2(b)において、符号31
-1で表す120度間隔で設けられた3箇所の被取付部31を第1取付部31
-1群とし、当該第1被取付部31
-1群の各被取付部31
-1の位置から時計回りに30度の位置に夫々設けられた3箇所の被取付部31
-2を第2被取付部31
-2群とし、当該第1被取付部31
-1群の各被取付部31
-1の位置から反時計回りに30度の位置に夫々設けられた3箇所の被取付部31
-3を第3被取付部31
-3群とする。換言すれば、ブラケット15は、その外周に120度間隔で3つずつ設けられた取付部31
-1~31
-3を夫々の群として、互いに群が異なる取付部31
-1~31
-3間で30度ずつずらした配置形態により、対称性を有している。
【0023】
この場合、ブラケット15は、
図2(b)の貫通孔15bの中心Oを通る2点鎖線で表す鉛直方向の仮想線Lを基準にして、各被取付部31
-1~31
-3が線対称の配置となるよう、第1被取付部31
-1群のうちの1箇所の被取付部31
-1が、仮想線L上の上端側に位置する向きで、減速機フレーム21に取付けられている(
図3(a)参照)。また、この取付状態において、ブラケット15は、上記した各補強リブ32,33や各ねじ穴34も仮想線Lに対して線対称となる構成とされている(
図2(b)、
図3(b)参照)。更に、この取付状態において、周壁15dはフランジ15eから段落ちした形状をなすことで、減速機フレーム21外周よりも径方向内側へ窪んだスペースSを形成している(
図3(a)、
図1(b)参照)。このスペースS側から、ボルト35を被取付部31の挿通孔31aに挿通して、取付部18のねじ穴18aへ螺挿することができる。
【0024】
そして、本実施形態では、ブラケット15を減速機フレーム21に取付けたまま、3組の被取付部31
-1~31
-3群のうちの何れか一の組の被取付部群に、電動機フレーム13の取付部18群を選択的に重ね合わせて、当該一の組の被取付部群の挿通孔31aに挿通したボルト35を取付部18群のねじ穴18aへ螺挿することで、ブラケット15と電動機フレーム13とをボルト35で締結する。これにより、減速機3に対しブラケット15を介して電動機2が組付けられると共に、電動機フレーム13の周方向の位置ひいては端子箱17の周方向の位置を変更可能としている。この電動機フレーム13の周方向の位置変更について、
図4、
図5も参照しながら説明する。
【0025】
先ず、
図1(a)(b)や
図3(b)に示す減速機付電動機1において、電動機フレーム13は、その取付部18群がブラケット15の第3被取付部31
-3群と重なり合う第3取付位置で、3つのボルト35が各々、挿通孔31aからねじ穴18aへ螺合している。この電動機フレーム13の第3取付位置では、
図3(b)の正面図において、端子箱17が電動機フレーム13の右方へ突出した位置にある。
【0026】
電動機フレーム13を第3取付位置から第1取付位置に変更する場合、
図3(a)に示すように一旦全部のボルト35を外して、電動機フレーム13を正面から見て反時計回りに90度回転させる。これにより、
図4(a)に示すように電動機フレーム13は、その取付部18群がブラケット15の第1被取付部31
-1群と重なり合う第1取付位置に位置することから、3つのボルト35を各々第1被取付部31
-1群の挿通孔31aに差換えて、取付部18のねじ穴18aへ螺合させる。この電動機フレーム13の第1取付位置では、
図4(b)の正面図において、端子箱17が電動機フレーム13の上方へ突出した位置にある。
【0027】
電動機フレーム13を第1取付位置から第2取付位置に変更する場合、
図4(a)に示すように一旦全部のボルト35を外して、電動機フレーム13を正面から見て反時計回りに90度回転させる。これにより、
図5(a)に示すように電動機フレーム13は、その取付部18群がブラケット15の第2被取付部31
-2群と重なり合う第2取付位置に位置することから、3つのボルト35を各々第2被取付部31
-2群の挿通孔31aに差換えて、取付部18のねじ穴18aへ螺合させる。この電動機フレーム13の第2取付位置では、
図5(b)の正面図において、端子箱17が電動機フレーム13の左方へ突出した位置にある。このように、電動機フレーム13は、第1取付位置~第3取付位置の何れかの位置に、当該フレーム13ごと端子箱17を周方向に回転させて固定することができる。
【0028】
なお、ブラケット15は、上記構成に限定するものではなく、例えば第2被取付部31-2群を省略し、第1被取付部31-1と第3被取付部31-3群との6箇所の被取付部31-1,31-3の構成としてもよい。この場合でも、第1取付位置と第3取付位置との間で電動機フレーム13ごと端子箱17の周方向の位置を変更することができ、又、当該位置変更に際して、ブラケット15を減速機フレーム21から分解する必要はない。
【0029】
以上説明したように、本実施形態の減速機付電動機1において、ブラケット15は、一組の被取付部31-1群と他の組の被取付部31-2,31-3群とが相互に周方向へ所定角度ずらした位置に設けられ、当該ブラケット15が減速機フレーム21に取付けられた状態で、複数組の被取付部31-1~31-3群のうちの何れかの組の被取付部群に取付部18群を選択的に合わせて電動機フレーム13が取付けられることにより、電動機フレーム13の周方向の位置を変更可能とした。これによれば、ブラケット15が減速機フレーム21に取付けられた状態、つまり減速機フレーム21の収容空間を開放することなく、電動機フレーム13ごと端子箱17を周方向に回転させて位置変更を行うことができる。
【0030】
減速機フレーム21は、減速機付電動機1を据え付けるための脚部24を有し、電動機フレーム13は、脚部を有さず、ブラケット15を介して減速機フレーム21側に片持ち支持される。これによれば、電動機フレーム13側の構成の簡単化を図ることができると共に周方向の位置変更を、より容易に行うことができる。即ち本実施形態と異なり、電動機フレームに脚部を有するものと仮定すると、周方向の位置変更に伴い当該フレームにおける脚部の位置の変更も必要となり面倒であるが、本実施形態では、電動機フレーム13側に脚部が無いことはもとより、脚部24の位置の変更すら不要であり、全体構成の簡素化をも計ることができる。
【0031】
前記取付部18群は、電動機フレーム13における出力側の端部に周方向に等間隔で設けられた3箇所の取付部18で構成され、前記被取付部31群は、取付部18群に対応する3箇所の被取付部31を一組の被取付部31-1群として、他の組の被取付部31-2,31-3群と併せて6箇所又は9箇所の被取付部31で構成される。これによれば、取付部18の個数を極力少なくしながらも、電動機フレーム13を周方向の3箇所で確実に固定することが可能となる。また、電動機フレーム13について、その取付部18群を被取付部31-1~31-3群の何れかに合わせて、選択的な周方向の位置合わせを行うことができる。
【0032】
ブラケット15は、貫通孔15bの中心Oを通る鉛直方向の仮想線Lを基準にして、各被取付部31-1~31-3が線対称の配置となるよう、第1被取付部31-1群のうちの何れか1箇所の被取付部31-1が仮想線L上に位置する向きで、減速機フレーム21に取付けられる。これによれば、固定側たる減速機フレーム21に対し、ブラケット15が被取付部31-1~31-3の対称性を有する形で取付けられ、ひいては電動機フレーム13をバランスよく支持することができ、好適な取付構造とすることができる。
【0033】
ブラケット15は、その周壁15dにおける減速機フレーム21とは反対側の端部で径方向外側へ張出す張出状に形成された被取付部31-1~31-3であって、ボルト35用の挿通孔31aを有する被取付部31-1~31-3を有し、周壁15dの段落ちにより、減速機フレーム21と被取付部31-1~31-3との間に挿通孔31aに対するボルト35の挿通が可能なスペースSを形成した。これによれば、減速機付電動機1においてブラケット15が径方向に嵩張ることがなく、又、スペースSを利用してボルト35を減速機フレーム21に干渉させることなく締結作業を外部から直接行うことができる。
【0034】
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。
【0035】
例えば、取付部18や被取付部31-1~31-3のピッチは、上記した120度や30度に限定するものではなく、適宜変更してもよい。また、被取付部31-1~31-3は、少なくとも夫々のボルト用挿通孔31aが取付部18乃至ねじ穴18aと対応する位置関係にあればよく、被取付部31-1~31-3の張出形状をフランジ形状としてもよい。
【0036】
更に、取付部18は、そのねじ穴18aに代えて被取付部31-1~31-3と同じボルト用挿通孔としてもよい。この場合、取付部18群と被取付部31-1~31-3群の何れかとを重ね合わせた状態で、それらに挿通されるボルト並びナットを用いて、電動機フレーム13を固定することができる。
【0037】
こうした変更形態や実施形態は、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】
【0038】
図面中、1は減速機付電動機、10は回転軸、11はロータ、12はステータ、13は電動機フレーム、15はブラケット、15bは貫通孔、15dは周壁、17は端子箱、18は取付部、21は減速機フレーム、24は脚部、31,31-1~31-3は被取付部を示す。