CN106662200B - 具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够作为球式平衡器充分发挥作用的旋转驱动系统的支承结构。具有所述球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构具有：电机(1)，所述电机(1)具有与转动体(2)的旋转轴结合的旋转轴(1a)；球式平衡器(7)，所述球式平衡器(7)为了抑制转动体的摇头运动而设置于所述转动体；及支承部，所述支承部将所述电机与框体(4)结合，在所述旋转驱动系统的支承结构中，在与所述电机的旋转轴的轴向(z轴)垂直的一个方向(x轴)的线上，所述电机经由弹性部件(9)与所述框体结合，通过所述弹性部件的弹性变形所述电机能够绕x轴摆动。

Description

具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构

技术领域

本发明涉及旋转驱动系统的支承结构，上述旋转驱动系统用于对离心分离机、洗衣机等的转动体进行旋转驱动，上述旋转驱动系统的支承结构具有：电机，上述电机具有与上述转动体结合的旋转轴；球式平衡器，上述球式平衡器用于抑制由于转动体的质量分布的各向异性而导致的转动体的摇头运动(包括振动)；以及支承部，上述支承部将上述电机与框体结合。

背景技术

图9是概括地示出了现有技术所涉及的离心分离机的电机和框体之间的支承结构的一例的侧视图，上述离心分离机具有通过电机而使转动体旋转的机构。

在该离心分离机中，电机1的旋转轴1a与转动体2结合，在转动体2上设置有试样载置部2a。凸缘3固定于电机1的底部或者与电机1一体地形成。

图10是图9的A-A线向视图。上述凸缘3和框体4隔着弹性部件5通过螺钉6结合。此时，为了利用框体4均等地挡住电机1对转动体2进行旋转驱动时的反作用，上述螺钉6如图10所示那样地在以电机1为中心的圆周上等间隔地配置例如4组、6组或8组(在图示的例子中为6组)，电机1在周向上均等地被固定支承于框体4。

在利用电机使离心分离机、洗衣机等的转动体进行旋转的装置中，存在由于转动体上的质量分布的不均衡而导致转动体的实质的重心相对于电机的旋转轴的轴心偏心的情况。在这种情况下，转动体相对于电机的旋转轴产生所谓的摇头运动，根据不同情况转动体与框体的一部分碰撞而可能产生破损事故。

为了减少该摇头运动，在转动体的旋转轴的周围以质量分布对称的方式配置虚设的质量，对转动体上的质量分布的不均衡进行补偿。但是，仅仅如此是不够的，因此有时作为其他的对策会安装球式平衡器(ball balancer)。图9所记载的离心分离机是具有球式平衡器7的例子，图11是图9的B-B线向视图。

球式平衡器7是如下的平衡器：具有环状通路7a，将以不完全填充环状通路7a的方式能够移动自如地填充金属球等球7b的环状通路7a配置为使转动体2的旋转轴与该环状通路7a的中心线一致。当转动体2旋转时，球式平衡器7的环状通路7a也旋转。而且，借助环状通路7a和球7b之间的摩擦，随着转动体2的旋转，球7b也在环状通路7a内旋转。

在转动体2偏心的情况下，即在放置有试样的转动体2的实质的重心W与转动体2的旋转轴O不一致的情况下，转动体2绕旋转轴进行摇头运动。此时，球式平衡器7绕从环状通路7a的中心线偏离的旋转轴进行旋转，在环状通路7a的内壁和球7b之间摩擦起作用，球7b受到复杂的作用。当在进行摇头运动的同时球式平衡器7旋转时，球7b成为减小该摇头运动这样的配置这种情形是已知的。

图11示意地示出了在球式平衡器7发挥作用时的球式平衡器7内的球7b的配置的一例。当在与正在旋转的转动体2一起旋转的坐标系下观察时，若转动体2的实质的重心W从球式平衡器7的环状通路7a的中心线O偏心，则球7b取得如下这样的配置(以下将该配置称为“平衡配置”)：球7b移动到隔着上述中心线O与上述实质的重心W相反的一侧的位置的适当位置，实质的重心W与环状通路7a的中心线O一致。这意味着消除包括转动体2和球式平衡器7在内的系统的实质的偏心，其结果是，得到摇头运动变小的效果。

如图12所示，有时也会通过多个(例如4个)隔壁7c将球式平衡器7的通路7a分割成多个部分。在该情况下，球式平衡器7的球7b仅能够在各自的部分中移动。此举目的在于防止在转动体停止时等球7b由于惯性力而在环状通路7a内继续旋转。即使环状通路7a如上述那样地被分割，也与如图11所图示那样地没有隔壁的环状通路7a的情况同样地，在旋转时球7b向与转动体的实质的重心W相对于转动体2的旋转中心O偏心的方向相反的方向移动，成为抵消由偏心带来的效果的配置(平衡配置)，这种情形是已知的。但是，由于球7b不能越过隔壁而移动，因此球7b成为如下的配置：例如像图12所示那样地在各自的区间内抵消实质的重心W的偏心。

在专利文献1中公开了如下的技术：在采用了上述球式平衡器的离心分离机中，出于当转动体共振时转动体的振动不会过度地变大而能够顺利地运转、当高速旋转时能够增大不均衡质量的修正量并减小转动体的振动这种目的，使球式平衡器的环状通路的截面形状为规定形状。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-262683号公报

发明内容

发明所要解决的问题

球式平衡器7的环状通路7a内的球7b的运动被微妙的平衡支配。大体上，在高速旋转时如图11所示那样地成为减少偏心这样的平衡配置，但在低速旋转时也可能产生如下现象：如图13所示那样地球7b相对于上述中心线O聚集在与上述实质的重心W相同的一侧，并且该状态被维持(以下将该配置称为“反平衡配置”)。在该反平衡配置中，球7b的配置加剧了转动体2的偏心，摇头运动可能剧烈地产生，因此需要迅速消除。另外，在高速旋转时，有时也会由于球7b和环状通路7a之间的摩擦力或者小凹凸的存在而导致球7b未成为正确的平衡配置的状态，不平衡状态微妙地残留，使得转动体继续振动。即，存在球式平衡器没有充分发挥作用的情况。

本发明是鉴于上述背景技术所具有的实际情况而作出的，其课题在于提供一种旋转驱动系统的支承结构，上述旋转驱动系统用于对离心分离机、洗衣机等的转动体进行旋转驱动，上述旋转驱动系统包括：电机，上述电机具有与上述转动体结合的旋转轴；球式平衡器，上述球式平衡器用于抑制由于转动体的质量分布的各向异性而导致的转动体的摇头运动；及支承部，上述支承部将上述电机与框体结合，在上述旋转驱动系统中，上述球式平衡器的球配置容易成为正确的平衡配置的状态，其结果是，能够充分发挥作为球式平衡器的作用。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明采用了以下(1)～(6)所记载的具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构。

(1)一种具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构，所述旋转驱动系统的支承结构用于使绕铅垂的旋转轴旋转的转动体旋转，并具有：电机，所述电机具有与所述转动体的旋转轴结合的旋转轴；球式平衡器，所述球式平衡器为了抑制转动体的摇头运动而设置于所述转动体；及支承部，所述支承部将所述电机与框体结合，所述旋转驱动系统的支承结构的特征在于，在与所述电机的旋转轴的轴向即z轴垂直的一个方向即x轴的线上，所述电机经由弹性部件与所述框体结合，通过所述弹性部件的弹性变形所述电机能够绕x轴摆动。

(2)如上述(1)所记载的具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构，其特征在于，具有撑条，所述撑条在与所述电机的旋转轴的轴向即z轴垂直的一个方向即x轴的线上与框体结合，所述电机悬吊或载置于所述撑条的中间部分而被结合，所述撑条的两端部分与所述框体结合，所述撑条和所述电机的结合部分及所述撑条和所述框体的结合部分为经由弹性部件的结合、或者所述撑条和所述电机的结合部分及所述撑条和所述框体的结合部分中的任一方的结合部分为经由弹性部件的结合，通过所述弹性部件的弹性变形所述电机能够绕x轴摆动。

(3)如上述(2)所记载的具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构，其特征在于，与所述撑条的中间部分连续的部分被弯折而使所述撑条沿着所述电机的侧部延伸设置，进而所述撑条的两端部分以沿着所述框体的方式被弯折而通过该部分将所述撑条与所述框体结合。

(4)如上述(2)所记载的具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构，其特征在于，所述撑条为大致直线形状的板，所述电机悬吊或载置于所述撑条的中间部分而将所述撑条和所述电机结合，所述撑条和所述框体通过所述撑条的两端部分被结合。

(5)如上述(2)所记载的具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构，其特征在于，所述弹性部件为橡胶垫圈，所述橡胶垫圈嵌入到开设于所述撑条的孔中，通过贯通所述橡胶垫圈的螺钉来进行所述撑条和所述电机的结合及所述撑条和所述框体的结合、或者进行所述撑条和所述电机的结合及所述撑条和所述框体的结合中的任一方的结合。

(6)如上述(2)所记载的具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构，其特征在于，所述弹性部件为防振橡胶，在所述撑条和所述电机之间及所述撑条和所述框体之间配设有所述防振橡胶、或者在所述撑条和所述电机之间及所述撑条和所述框体之间中的任一方之间配设有所述防振橡胶，通过设置于所述防振橡胶的两端的螺钉来进行所述撑条和所述电机的结合及所述撑条和所述框体的结合、或者进行所述撑条和所述电机的结合及所述撑条和所述框体的结合中的任一方的结合。

发明效果

根据上述本发明所涉及的具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构，能够提供如下的装置：能够使不规则运动与电机的旋转运动重叠，在球式平衡器的球例如处于反平衡配置的状态下或在由于其与环状通路的摩擦等而导致球未完全移动到适当的位置等情况下，也能使球转移到正确的平衡配置的状态，从而能够充分发挥作为球式平衡器的作用。

附图说明

图1是表示由本发明所涉及的旋转驱动系统的支承结构支承的离心分离机的一实施方式的分解立体图。

图2是图1所示的离心分离机的半剖视主视图。

图3是撑条与框体的结合部分的放大剖视图。

图4是图1所示的离心分离机的侧视图。

图5是表示撑条与框体的结合部分的其他的实施方式的放大剖视图。

图6是表示由本发明所涉及的旋转驱动系统的支承结构支承的离心分离机的其他的实施方式的图，其中，(a)是主视图，(b)是侧视图。

图7是表示由本发明所涉及的旋转驱动系统的支承结构支承的离心分离机的另外的实施方式的图，其中，(a)是主视图，(b)是侧视图。

图8是表示由本发明所涉及的旋转驱动系统的支承结构支承的电机的另外的各种各样的实施方式的示意图。

图9是表示由现有技术所涉及的旋转驱动系统的支承结构支承的离心分离机的一例的主视图。

图10是图9的A-A线向视图。

图11是图9的B-B线向视图(平衡配置的状态)。

图12是表示球式平衡器的其他的实施方式的图。

图13是图9的B-B线向视图(反平衡配置的状态)。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对本发明所涉及的具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构的实施方式详细地进行说明。需要说明的是，对与现有技术所涉及的支承结构的说明中的部件对应的部件标注相同的附图标记，针对它们的说明有时会省略。

图1是表示由本发明所涉及的旋转驱动系统的支承结构支承的离心分离机的一个实施方式的分解立体图，图2是该离心分离机的半剖视主视图。在与电机1结合的转动体2上设置有试样收容部2a，上述试样收容部2a收容装入了供离心分离的试样的管T。在该实施方式中，试样收容部2a在转动体2上设置有4处。

在将装入有试样的管T收容于试样收容部2a时，以在旋转轴1a周围转动体2的质量分布尽量均等的方式进行配置。然而，装入到管T内的试样的量大多数情况下不均匀，有时会由于该试样的量的差而导致转动体2的实质的重心从转动体2的旋转中心偏心，由此可能产生转动体2的摇头运动。为了抑制转动体2的摇头运动，球式平衡器7被安装于转动体2。需要说明的是，球式平衡器7的结构与上述现有技术的结构相同，新追加的标注了7d的符号的部件是将球7b保持在环状通路7a内的罩。

转动体2通过电机1的旋转轴1a结合于电机1。即，电机1的旋转轴1a成为电机和转动体的共用的旋转轴。而且电机1通过撑条8结合于框体4。在根据现有技术时，如图10所示那样地电机1通过在旋转轴1a周围大致呈圆对称地配置的螺钉6等安装件均等地结合于框体4，但在本发明所涉及的支承结构中，电机1通过撑条8在一个方向的线上结合于装置的框体4(包括固定于框体的隔板等中间部件。)。

在图1、图2所示的实施方式中，撑条8呈将带状部件弯折成大致コ字形的形状。此外，撑条8在其中间部分8a处与电机1的上表面结合。结合方法有螺钉、焊接、粘结等。撑条8的两侧部分8b沿着电机1的侧部而延伸设置，而且撑条8的两端部分8c以沿着框体4的方式分别被弯折，在其两端部分8c处分别与框体4结合。

图3是撑条与框体的结合部分的放大剖视图。在撑条8的端部分8c开设有孔8d，在该孔8d中嵌入有橡胶垫圈9和套环10，螺钉11插通该橡胶垫圈9和套环10，并且使该螺钉11与在框体4上加工出的螺纹4a拧合，从而将撑条8与框体4结合。

图4是图1所示的离心分离机的侧视图。如图2的主视图及图4的侧视图所示，将电机1的旋转轴1a的轴向设为z轴，将连接撑条8的两端部分8c的螺钉11的方向设为x轴，将与上述z轴和上述x轴垂直的方向设为y轴。此时，装置的框体4处于与z轴垂直的xy平面内。

从图2、图4可知，电机1仅在与x轴平行的一条直线上经由橡胶垫圈9(弹性部件)通过撑条8与框体4结合，因此电机1能够绕与x轴平行的轴摆动。另一方面，不能绕与该轴垂直的y轴摆动。

当通过如上述那样地被支承的电机1使转动体2及球式平衡器7旋转时，电机1的旋转轴进行旋转运动，并且，电机1能够绕与x轴平行的轴摆动，因此转动体2的运动成为绕x轴的摆动运动与电机1的旋转运动重叠的不规则运动。其结果是，对与转动体2一起运动的球式平衡器7内的球7b施加绕x轴的摆动运动与旋转运动重叠的力而不是施加单纯的旋转运动的力。摆动运动的周期会受橡胶垫圈9的弹性常数等影响，因此摆动运动和电机的旋转运动不同步。即，摆动运动作为针对旋转运动的不规则外力起作用。

例如在球式平衡器7的内部的球7b取得图13所示的反平衡配置时若上述那样的不规则外力进行作用，则该反平衡配置的状态迅速地被搅乱而转移到平衡配置的状态，这种情形已被确认。另外，在球式平衡器7的内部的球7b由于其与环状通路7a之间的摩擦力或小凹凸的存在等而未成为正确的平衡配置的状态并停止于微妙地偏离的位置时，若上述那样的不规则外力进行作用，则成为正确的平衡配置，这种情形也已被确认。该效果既在球式平衡器7的通路7a为环状通路的情况下被确认，也在球式平衡器7的通路7a被隔壁7c分割的情况下被确认。

本发明的最大特征在于：使电机1能够绕x轴摆动，通过其绕x轴的摆动运动来实现不规则外力，并且借助所生成的不规则外力对未以正确的平衡配置的状态停止的球提供能量，从而使所述球转移到正确的平衡配置。

图5是表示作为本发明的其他的实施方式，将撑条8经由防振橡胶12与装置的框体4结合的结构的放大剖视图。在该结合结构中，在撑条8的端部分8c和框体4各自之间配设有上述防振橡胶12，通过设置于上述防振橡胶12的两端的螺钉13，上述撑条8和上述框体4被结合。另外，图6及图7是分别表示由本发明所涉及的旋转驱动系统的支承结构支承的离心分离机的其他的实施方式的图。对与图1的实施方式中的部件对应的部件标注共用的附图标记而省略它们的说明。在这些实施方式中，撑条8为在x方向上延伸的大致直线形状的板，电机1被悬吊(参照图6)或载置(参照图7)于该撑条8的中间部分8a，并且上述撑条8和上述电机1被结合。而且，在这些实施方式，撑条8和框体4(包括固定于框体的隔板等中间部件。)也经由防振橡胶12等弹性部件被结合。因此，电机1无论是悬架于撑条8的下方，还是载置于撑条8的上方，电机1都能够绕x轴方向的轴摆动，与图1的支承结构的情况同样地，摆动运动与电机1的旋转运动重叠地施加于转动体2。其结果是，在球式平衡器中的球因摩擦力等而未完全成为正确的平衡配置的状态的情况下，能够对球提供用于移动的能量，从而得到使球转移到正确的平衡配置的效果。

如上所述，本发明的核心为：在包括与电机共有旋转轴的转动体、且为了抑制摇头运动而具有球式平衡器的设备中，为了使球式平衡器的球转移到正确的平衡配置的状态，使不规则运动与电机的旋转运动重叠。

以上，对本发明所涉及的具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构的实施方式详细地进行了说明，但本发明不限定于任一个已论述的实施方式。

例如，在已论述的实施方式中，使撑条8和框体4的结合部分为经由弹性部件的结合，但也可以使撑条8和电机1的结合部分为经由弹性部件的结合，或者这两者的结合部分为经由弹性部件的结合。另外，也可以采用如图8所示那样地经由弹性部件12将电机1与框体直接结合的结构而不使用作为别的零件的撑条。即，只要是在与电机1的旋转轴1a的轴向(z轴)垂直的一个方向(x轴)的线上电机1直接或间接地经由弹性部件与框体结合，并且通过上述弹性部件的弹性变形上述电机能够绕x轴摆动的支承结构即可，这些支承结构全部是本发明的技术思想的范围内的支承结构。另外，适用对象装置不限定于附图所例示的离心分离机，当然也能够以相同的技术思想作为其他的形态的装置进行实施。

工业上的利用可能性

本发明能够提供一种球式平衡器的球配置容易取得正确的平衡配置的状态，其结果是，能够充分发挥作为球式平衡器的作用的装置，作为用于对具有球式平衡器的离心分离机、洗衣机等的转动体进行旋转驱动的旋转驱动系统的支承结构，能够广泛地利用。

附图标记说明

1 电机

1a 旋转轴

2 转动体

2a 试样收容部

3 凸缘

4 框体

4a 螺纹

5 弹性部件

6 螺钉

7 球式平衡器

7a 环状通路

7b 球

7c 隔壁

7d 罩

8 撑条

8a 中间部分

8b 侧部分

8c 端部分

8d 孔

9 橡胶垫圈

10 套环

11 螺钉

12 防振橡胶

13 螺钉

T 管

Claims (5)

1.一种具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构，所述旋转驱动系统的支承结构用于使绕铅垂的旋转轴旋转的转动体旋转，并具有：电机，所述电机具有与所述转动体的旋转轴结合的旋转轴；球式平衡器，所述球式平衡器为了抑制转动体的摇头运动而设置于所述转动体；及支承部，所述支承部将所述电机与框体结合，所述旋转驱动系统的支承结构的特征在于，仅在与所述电机的旋转轴的轴向即z轴垂直的一个方向即x轴的线上，所述电机经由弹性部件与所述框体结合，通过所述弹性部件的弹性变形所述电机能够绕x轴摆动，所述旋转驱动系统的支承结构具有撑条，所述撑条仅在与所述电机的旋转轴的轴向即z轴垂直的一个方向即x轴的线上与框体结合，所述电机悬吊或载置于所述撑条的中间部分而被结合，所述撑条的两端部分与所述框体结合，所述撑条和所述电机的结合部分及所述撑条和所述框体的结合部分为经由弹性部件的结合、或者所述撑条和所述电机的结合部分及所述撑条和所述框体的结合部分中的任一方的结合部分为经由弹性部件的结合，通过所述弹性部件的弹性变形所述电机能够绕x轴摆动。

2.如权利要求1所述的具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构，其特征在于，

与所述撑条的中间部分连续的部分被弯折而使所述撑条沿着所述电机的侧部延伸设置，进而所述撑条的两端部分以沿着所述框体的方式被弯折而通过该部分将所述撑条与所述框体结合。

3.如权利要求1所述的具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构，其特征在于，

所述撑条为大致直线形状的板，所述电机悬吊或载置于所述撑条的中间部分而将所述撑条和所述电机结合，所述撑条和所述框体通过所述撑条的两端部分被结合。

4.如权利要求1所述的具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构，其特征在于，

所述弹性部件为橡胶垫圈，所述橡胶垫圈嵌入到开设于所述撑条的孔中，通过贯通所述橡胶垫圈的螺钉来进行所述撑条和所述电机的结合及所述撑条和所述框体的结合、或者进行所述撑条和所述电机的结合及所述撑条和所述框体的结合中的任一方的结合。

5.如权利要求1所述的具有球式平衡器的旋转驱动系统的支承结构，其特征在于，

所述弹性部件为防振橡胶，在所述撑条和所述电机之间及所述撑条和所述框体之间配设有所述防振橡胶、或者在所述撑条和所述电机之间及所述撑条和所述框体之间中的任一方之间配设有所述防振橡胶，通过设置于所述防振橡胶的两端的螺钉来进行所述撑条和所述电机的结合及所述撑条和所述框体的结合、或者进行所述撑条和所述电机的结合及所述撑条和所述框体的结合中的任一方的结合。

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