JP6121967B2 - バランサ錘を備える回転子、およびモータ - Google Patents

Description

本発明は、回転バランスを調整するためのバランサ錘を備える回転子、およびモータに関する。

モータの回転子において、稼働時における回転バランスを調整するためのバランサ錘を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１〜４）。

特開平２−２４６７４８号公報 特開２００３−３１９６２４号公報 実開平２−１１８４５０号公報 実公平７−９５８３号公報

回転子の製造工程を円滑に自動化するために、回転子にバランサ錘をより簡単な方法で固定可能とする技術が求められている。

本発明の一態様において、モータの回転子は、シャフトと、シャフトの径方向外側に固定され、軸方向に貫通する鉄心孔を有する鉄心と、鉄心の軸方向一方の端面から該軸方向一方側へ突出するように、鉄心孔に挿入されるロッドとを備える。

また、この回転子は、ロッドが挿通される錘孔を有し、該錘孔に該ロッドが挿通された状態で、端面の上に設置されるバランサ錘と、ロッドが挿通される固定孔を有し、該固定孔に該ロッドが挿通された状態で、バランサ錘に軸方向一方側から当接し、端面との間でバランサ錘を挟み込んで該バランサ錘を固定する固定部材とを備える。

バランサ錘および固定部材は、円環状であってもよい。固定部材は、固定孔の周囲に配置されて該固定孔を画定するバネ部を有してもよい。バネ部は、固定孔にロッドが挿通されたときに、該ロッドによって押し拡げられて弾性変形し、その弾性復元力によって該ロッドを締め付けてもよい。

バネ部には、固定孔を画定する該バネ部の内縁から、固定部材の外縁に向かって延びるスリットが形成されてもよい。本発明の他の態様において、モータは、上述の回転子を備える。

本発明の一実施形態に係るモータの側方図である。 図１に示す回転子の側方図である。 図２に示す回転子を、図２中のIII−IIIで切断した断面図である。 図２に示す回転子を軸方向前方側から見た斜視図である。 図４に示すバランサ錘の正面図である。 図４に示す固定部材の正面図である。 図６に示す固定部材を図６中のVII-VIIで切断した断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るモータ１０について説明する。なお、以下の説明における軸方向とは、図１に示すシャフト３２の回転軸線Ｏ_１に沿う方向を示し、径方向とは、軸線Ｏ_１を中心とする円の半径方向を示し、周方向とは、軸線Ｏ_１を中心とする円の円周方向を示す。また、軸方向前方とは、図１の紙面左方を示すものとする。

モータ１０は、内部空間１２を画定するハウジング１４と、ハウジング１４の内部空間１２に固定される固定子１６と、固定子１６の径方向内側に回転可能に設置された回転子３０とを備える。固定子１６は、固定子鉄心１８と、固定子鉄心１８に巻回されたコイル２０とを有する。

次に、図２および図３を参照して、本実施形態に係る回転子３０について説明する。回転子３０は、軸方向に延びるシャフト３２と、シャフト３２の径方向外側に固定された回転子鉄心３４と、回転子鉄心３４に配置された複数の磁石３６とを備える。

本実施形態に係る回転子３０は、いわゆるラジアル型回転子である。回転子鉄心３４は、周方向に等間隔で整列する複数の鉄心セグメント３８と、これら鉄心セグメント３８の軸方向後方側に配置され、周方向に等間隔で整列する複数の鉄心セグメント４０とを有する。

鉄心セグメント３８および４０の各々は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板（図示せず）から構成されている。本実施形態においては、計８個の鉄心セグメント３８と、計８個の鉄心セグメント４０が設置されている。

鉄心セグメント３８の各々は、該鉄心セグメント３８を軸方向に貫通する孔４６を有する。同様に、鉄心セグメント４０の各々は、該鉄心セグメント４０を軸方向に貫通する孔４８を有する。

鉄心セグメント３８および鉄心セグメント４０は、孔４６と孔４８とが軸方向に一直線となって連通するように、互いに位置決めされる。周方向に互いに隣り合う鉄心セグメント３８の間には、１つの磁石３６が配置されている。同様にして、周方向に互いに隣り合う鉄心セグメント４０の間にも、１つの磁石３６が配置されている。したがって、本実施形態においては、計１６個の磁石３６が配置されている。

磁石３６の各々は、四角柱状であり、予め定められた長さ、高さ、および幅を有する。磁石３６の各々は、その長さ方向が軸方向に沿い、その高さ方向が径方向に沿い、且つ、その幅方向が周方向に沿うように、鉄心セグメント３８および４０に対して位置決めされる。

回転子鉄心３４は、２枚の端板４２および４４をさらに有する。端板４２は、鉄心セグメント３８の軸方向前方の端面３８ａの上に配置されている。一方、端板４４は、鉄心セグメント４０の軸方向後方の端面４０ａの上に配置されている。

端板４２は、鉄心セグメント３８の孔４６に対応する位置に形成された計８個の孔５０を有する。一方、端板４４は、鉄心セグメント４０の孔４８に対応する位置に形成された計８個の孔５２を有する。

このように、端板４２の孔５０、鉄心セグメント３８の孔４６、鉄心セグメント４０の孔４８、および端板４４の孔５２は、軸方向に連通するように整列し、これにより、回転子鉄心３４を軸方向に貫通する鉄心孔５４を構成する。すなわち、回転子鉄心３４には、周方向に等間隔で整列する計８個の鉄心孔５４が形成される。

鉄心孔５４の各々には、軸方向に延びるロッド５６が挿通される。本実施形態においては、図３に示すように、略円柱状のロッド５６が、計８本配置されている。ロッド５６の各々は、端板４２の軸方向前方の端面４２ａから軸方向前方側に突出し、且つ、端板４４の軸方向後方の端面４４ａから軸方向後方側に突出するように、配置される。

ここで、本実施形態に係る回転子３０は、少なくとも１個のバランサ錘６０と、該バランサ錘６０を固定するための少なくとも１個の固定部材６２とをさらに備える。次に、図４〜図７を参照して、本実施形態に係るバランサ錘６０および固定部材６２について説明する。

図４においては、１本のロッド５６に、バランサ錘６０および固定部材６２が取り付けられている一方、他の２本のロッド５６には、固定部材６２のみが取り付けられている。図５に示すように、バランサ錘６０は、錘孔６０ａを有する円環状の部材である。バランサ錘６０は、回転子３０の回転時において、回転子３０の回転バランスを調整するための部材であって、予め定められた重量を有する。

図６および図７に示すように、固定部材６２は、固定孔６４を有する円環状の部材である。より具体的には、固定部材６２は、円環状の平板部６６と、平板部６６の外周縁から軸方向前方へ延出する円筒状の外板部６８と、平板部６６に対して傾斜するように該平板部６６の内周縁から軸方向前方へ延出する円錐台状のバネ板部７０とを含む。

固定部材６２の固定孔６４は、バネ板部７０によって周囲を取り囲まれており、該バネ板部７０の内縁によって画定されている。バネ板部７０には、複数のスリット７２が形成されている。スリット７２の各々は、バネ板部７０の内縁（すなわち、固定孔６４）から外板部６８に向かって、固定部材６２の中心軸線Ｏ_２から放射状に延びる仮想線Ｌに沿って延在するように、バネ板部７０に形成されている。

再度図４を参照して、バランサ錘６０は、その錘孔６０ａにロッド５６が挿通されて、端板４２の端面４２ａに当接するように配置されている。一方、固定部材６２は、その固定孔６４にロッド５６が挿通されて、バランサ錘６０に対して軸方向前方側から当接するように、配置されている。

ここで、固定部材６２の固定孔６４の内径は、ロッド５６の外径よりも小さく設定されている。したがって、固定部材６２の固定孔６４にロッド５６が挿通されたとき、バネ板部７０がロッド５６によって押し拡げられて弾性変形し、これにより、該バネ板部７０の内縁、すなわち固定孔６４が拡径される。

そして、バネ板部７０の弾性復元力によって、ロッド５６は、バネ板部７０の内縁によって締め付けられることになる。これにより、固定部材６２のロッド５６に対する相対移動が防止され、固定部材６２は、ロッド５６に、いわゆる締り嵌めによって固定されることになる。

バランサ錘６０は、端板４２の端面４２ａと固定部材６２との間で挟み込まれて固定される。なお、ロッド５６に、バランサ錘６０が設置されず、固定部材６２のみ設置される場合は、固定部材６２は、端板４２の端面４２ａと当接して配置される。

バランサ錘６０の個数および重量は、モータ１０の最大回転数等のパラメータに応じて、適宜設定される。また、本実施形態においては、固定部材６２は、バランサ錘６０とともに回転子３０の回転バランスを調整するための第２のバランサ錘として機能する。したがって、固定部材６２の個数および重量は、モータ１０の最大回転数等のパラメータと、バランサ錘６０の個数および重量とに応じて、適宜設定される。

このように、本実施形態によれば、固定部材６２によって、バランサ錘６０を端板４２の端面４２ａとの間で挟み込むことによって、バランサ錘６０を簡単に取り付けることができる。これにより、バランサ錘６０の取り付け作業を有利に自動化することができるので、製造効率を向上させることができる。また、バランサ錘６０を取り付けるための追加の構造を要することがないので、部品点数を削減できる。

なお、上述の実施形態においては、バランサ錘６０を、端板４２の端面４２ａ上に配置した場合について述べた。しかしながら、これに限らず、バランサ錘６０は、端板４４の端面４４ａ上に配置してもよい。この場合、固定部材６２は、バランサ錘６０に対して軸方向後方側から当接し、端板４４の端面４４ａとの間で該バランサ錘６０を挟み込んで固定する。

また、上述の実施形態においては、ロッド５６が円柱状である場合について述べたが、これに限らず、ロッド５６は、例えば多角形状であってもよい。この場合、鉄心孔５４（すなわち、端板４２の孔５０、鉄心セグメント３８の孔４６、鉄心セグメント４０の孔４８、および端板４４の孔５２）は、ロッド５６の外形に対応する形状を有する。そして、固定部材の固定孔は、ロッドの外周よりも小さい内法を有するように形成される。

また、上述の実施形態においては、回転子３０は、いわゆるラジアル型である場合について述べたが、これに限らず、如何なる型の回転子であってもよい。例えば、回転子は、周方向に連続的に延びる円環状の回転子鉄心と、該回転子鉄心に周方向に整列するように配置された複数の円弧状の磁石とを備えてもよい。

以上、発明の実施形態を通じて本発明を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、本発明の実施形態の中で説明されている特徴を組み合わせた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得るが、これら特徴の組み合わせの全てが、発明の解決手段に必須であるとは限らない。さらに、上述の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることも当業者に明らかである。

１０ モータ
３０ 回転子
３２ シャフト
３４ 回転子鉄心
３６ 磁石
６０ バランサ錘
６２ 固定部材

Claims (5)

1. モータの回転子であって、
   シャフトと、
   前記シャフトの径方向外側に固定され、軸方向に貫通する複数の鉄心孔を有する鉄心と、
   前記鉄心の軸方向一方の端面から該軸方向一方側へ突出するように、前記複数の鉄心孔に各々挿入される複数のロッドと、
   第１の前記ロッドが挿通される錘孔を有し、該錘孔に該第１のロッドが挿通された状態で、前記端面の上に設置されるバランサ錘と、
   前記第１のロッドが挿通される第１の固定孔を有し、該第１の固定孔に該第１のロッドが挿通された状態で、前記バランサ錘に前記軸方向一方側から当接し、前記端面との間で前記バランサ錘を挟み込んで該バランサ錘を固定する第１の固定部材であって、前記第１の固定孔に前記第１のロッドが挿通されたときに、前記第１の固定孔を画定する前記第１の固定部材の内縁が前記第１のロッドを締め付けて、該第１のロッドに対する前記第１の固定部材の移動が防止される、第１の固定部材と、
   第２の前記ロッドが挿通される第２の固定孔を有し、該第２の固定孔に該第２のロッドが挿通された状態で、前記端面に前記軸方向一方側から当接する第２の固定部材であって、前記第２の固定孔に前記第２のロッドが挿通されたときに、該第２の固定孔を画定する前記第２の固定部材の内縁が前記第２のロッドを締め付けて、該第２のロッドに対する前記第２の固定部材の移動が防止される、第２の固定部材と、を備える、回転子。
2. 前記バランサ錘、前記第１の固定部材、および前記第２の固定部材は、円環状である、請求項１に記載の回転子。
3. 前記第１の固定部材および前記第２の固定部材の各々は、前記固定孔の周囲に配置されて該固定孔を画定するバネ部を有し、
   前記第１の固定部材の前記バネ部は、前記第１の固定孔に前記第１のロッドが挿通されたときに、該第１のロッドによって押し拡げられて弾性変形し、その弾性復元力によって該第１のロッドを締め付け、
   前記第２の固定部材の前記バネ部は、前記第２の固定孔に前記第２のロッドが挿通されたときに、該第２のロッドによって押し拡げられて弾性変形し、その弾性復元力によって該第２のロッドを締め付ける、請求項１または２に記載の回転子。
4. 前記第１の固定部材の前記バネ部には、前記第１の固定孔を画定する該バネ部の内縁から、前記第１の固定部材の外縁に向かって延びるスリットが形成され、
   前記第２の固定部材の前記バネ部には、前記第２の固定孔を画定する該バネ部の内縁から、前記第２の固定部材の外縁に向かって延びるスリットが形成されている、請求項３に記載の回転子。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転子を備える、モータ。

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