JP2005278321A - 電動機の回転子の防振構造。 - Google Patents

Abstract

【課題】 発明が解決しようとする問題点は、永久磁石電動機の回転子において、ロータの振動を回転軸に伝達しないようにするために弾性体を介在させる構成で、弾性体を両方から強く加圧し、圧縮していると振動を吸収する作用が有効に働かず、ロータの振動が弾性体で全て吸収されず、回転軸に伝達される点である。
【解決手段】 本発明は、弾性体と押さえ板の形状を改良して滑を伴わずトルクを伝達する経路と、弾性体の押さえ板との当接面に小円筒形、もしくは半球状の凸面を多数設けて、弾性体と押さえ板との振動の伝達に関わる部分の面積を減らすことにより、振動の伝達を減少させる構成との二つの伝達経路設けて課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、永久磁石を備えるモータのロータ部材と回転軸とを結合する防振構造に関するものである。

本発明は、家庭用電気機器あるいは事務機用電子機器などで広く用いられる冷却用フアンモータ等の駆動源となるモータの防振構造に関するものである。

図９は、従来から実施されている防振型モータの構造の一例を示す半断面図で、１０はステータハウジング、１１はステータ鉄心、１２はステータコイル、１３はロータ、１４は回転軸、１５は軸受け、１６は弾性体である。
ステータハウジング１０の内径部に、コイル１２を巻装したステータ鉄心１１を固着したステータの内径部に空隙を介して、ロータ１３を配置し、該ロータ１３は回転軸１４に対し弾性体１６により軸方向及び回転方向に対し弾性的に支持されている。

しかしながら、このような構造は、弾性体１６を薄くすると振動が十分に除去できず、弾性体１６を厚くするとロータ１３の固定が不十分となり、磁気吸引力によりステータ鉄心１１とロータ１３間の空隙長さが不均一となり、十分な防振効果が得られないという問題があった。

この改善策として、図１０に示すような弾性体によりロータと回転軸を結合する構成のロータ組み立て構造が提案された。
図１０においては、ロータ１３のハブ部１３−１の両端面に円板状の弾性体１７を当接し、弾性体１７の外側に当板１８を介して、両側からプッシユナット２０で加圧して回転子軸１４に固着する構成が提案された。この構造により、ステータ鉄心１１の内径とロータ１３の外径との空隙を容易に均一に保つことができる。その結果、ステータ鉄心１１とロータ１３の間で発生した回転方向及び軸方向の振動は、ロータ１３のハブ部１３−１の両側に設けた弾性体１７により吸収され、回転軸１４への振動伝達は十分抑制できる。
特願２００２−１３２１９３号

発明が解決しようとする問題点は、先に特願２００２−１３２１９３で開示された発明においては、弾性体１７を両方から強く加圧し、圧縮しているので弾性体を介しても、振動を吸収する作用が有効に働かず、ロータの振動が弾性体で全て吸収されず、回転軸に伝達される点である。

本発明は、弾性体と押さえ板の形状を改良して滑を伴わずトルク伝達する経路と、弾性体の押さえ板との当接面に小円筒形、もしくは半球状の凸面を多数設けて、弾性体と押さえ板との振動の伝達に関わる部分の面積を減らすことにより、振動の伝達を減少させる構成との二つの伝達経路を設けたことを最も主要な特徴とする。

本発明における主要な効果は、弾性体と押さえ板の形状を改良し、滑を伴はない主要トルクの伝達経路と、摩擦による振動の伝達経路を分離したので、それぞれの効果が他の経路の影響を受けずに構成できるという利点がある。

円筒形ロータマグネットの内径部に６個の台形窪みを設けたロータブッシュを固着し、円板部の片面に前記６個の台形窪みと勘合する台形突起を設け、反対面に小円筒形、もしくは半球状の突起を多数設け、かつ押さえ板の爪部が繋合する３個の矩形の穿孔を設けた防振ゴム部材２個と、外周近傍に３個の爪部を軸方向に突出させ、回転軸と繋合するボス部を中央に設けた２個の押さえ板を備え、前記ロータブッシュの６個の台形窪みに、２個の防振ゴム部材の６個の台形突起を前後より篏合させ、回転軸を貫挿し該防振ゴム部材の多数の突起を設けた端面に２個の押さえ板の爪部を対面させて、爪部を前記多数の突起を設けた端面に設けた３個の矩形穿孔に繋合させ、軸方向前後から押し圧して回転軸に固着する。

図１は、本発明になる防振部材を備えたロータ組み立てを備えたモータの概要を示す断面図で、１はハウジングとコイルを巻装したステータ鉄心を備えたステータ、２はマグネットロータ、３はロータブッシュ、４が防振ゴム部材、５が押さえ板、６が回転軸である。

図２はロータマグネット２の断面図で、内径をＤm、内径部の長さをＬmと示す。

図３はロータブッシュ３の断面図（ａ）と正面図（ｂ）である。ロータブッシュ３は非磁性体（たとえばプラスチックス）で一体成型され、その外径はロータマグネット２の内径Ｄmと同じで適宜の厚みで長さがロータマグネット２の内径部の長さＬmと同じ長さの円筒部３−１と、該円筒部３−１より小径で中心に回転軸より、僅かに径大の孔３−６を備え、円筒部３−１の長さよりある長さ短いボス部３−２と、該ボス部３−２と円筒部３−１との間を６０度の間隔で設けられ、同じ径方向長さのスポーク３−３又は３−４により連結されている。

そしてロータブッシュ３は軸方向の前後から見て、前記円筒部３−１の内径部と、ボス部３−２の外径部とスポーク３−３と３−４とに囲まれた台形の窪み３−５が６個形成されている。

図４は防振ゴム部材４の形状を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は右傾視図である。図（ａ）〜図（ｄ）において４−１は円板部、４−９は回転軸の貫挿部で、図（ａ）、図（ｂ）において、４−２と４−３は円板部４−１の一方の端面に形成された台形の突起部で、該突起部は前記ロータブッシュ３に設けられた６個の窪み３−５と篏合する形状で、（ｃ）図において円板部４−１の他の端面に外周近傍に３個の矩形の穿孔４−４が台形突起３−２の奥まで押さえ板５の爪５−３と繋合する深さで形成され、該矩形の穿孔４−４の出口を囲む保強部材４−５が設けられ、かつ円板部４−１の端面に円筒形の突起が、同心円上に大径の４−６と、中径の４−７と、小径の４−８とが、それぞれほぼ等間隔に、同じ長さに形成されている。

図５は、押さえ板５の説明図で押さえ板５は金属板で形成され、５−１は円板部で前記防振ゴム部材4の円板部４−１の外径より僅かに小径で、円板部５−１の外周近傍に爪５−３が３個、等間隔で円板部５−１と直角方向に起立され、円板部５−１の中心位置に回転軸６と繋合する円筒形ボス部５−２が、前記爪５−３の起立方向と反対方向に突出されている。

図６は回転軸６の説明図で、ロータブッシュ３と防振ゴム４が貫挿する軸部６−１と押さえ板５のボス部５−２と繋合するローレット部６−２が設けられている。

本発明になるロータ部と防振部材と回転軸の組み立ては、ロータマグネット２の内径部にロータブッシュ３を挿入してロータブッシュの円筒部３−１をロータマグネット２の内径部と位置を合せて固着し、ロータブッシュ３の前後の端面に設けた台形窪みに防振ゴム部材４の台形突起４−２と４−３を篏着し、２個の防振ゴム部材４とロータブッシュ３の内径部に回転軸６を貫挿し、２個の押さえ板５を防振ゴム部材４の多数の円筒形部材４−６、４−７、４−８が突出した面に対向させ、押さえ板５の爪５−３を防振ゴム部材４の端面に設けられた穿孔４−４に挿入し、円筒形部材４−６、４−７、４−８に適度の圧縮を加え、押さえ板５を回転軸に固着する。

以上のように組み立てたロータ部を図１に示すモータのステータ内に組み付けてモータとして運転すると、ロータに発生したトルクはロータブッシュ３の６個の台形窪みから防振ゴム部材４の６個の台形突起部４−２、４−３に伝達され、円板部４−１から多数の円筒形部材４−６、４−７、４−８へ伝達され、該多数の円筒形部材４−６、４−７、４−８と当接している押さえ板５との摩擦で押さえ板５に伝達され回転軸６に伝達される第１の伝達経路と、防振ゴム部材４の端面に設けられた穿孔４−４に挿入された押さえ板５の爪５−３を介して押さえ板５から回転軸６に伝達される第２の伝達経路がある。

上記の第１の伝達経路は、多数の円筒形部材４−６、４−７、４−８と当接している押さえ板５との摩擦で発生するので振動の減衰効果は大きいが、大きなトルクの伝達は滑りが発生するのでできない。一方、第２の伝達経路は、防振ゴム部材４の端面に設けられた穿孔４−４に挿入された押さえ板５の爪５−３を介して押さえ板５から回転軸６に伝達されるので、防振ゴム部材４と押さえ板５の間で滑が生じないから大きなトルクを伝達できる特徴があり、第１の伝達経路での多数の円筒形部材４−６、４−７、４−８と当接している押さえ板５との摩擦力は、押さえ板５を装着するときの圧力により調節可能である。
上記のように第１の伝達経路により大きなトルクを伝達し、第２の伝達経路により振動トルクを減衰させるように構成されているので大きな振動の減衰効果が得られる。

図７は第２の実施例による防振ゴム部材４の形状を示す図で、（ａ）図、（ｂ）図は図４の図象と同じであるが、（ｃ）図と（ｄ）図の図象が異なる。図７の（ｃ）図と（ｄ）図においては、円板部４−１の端面に設けられた円筒形の突起４−１０の表面が半球状に形成され、ほぼ同じ形状の突起４−１０が同心円上にほぼ等間隔に配置されている。このように突起４−１０の形状を半球状と形成することにより、押さえ板５の圧力と摩擦力の調整が容易となる特徴がある。

図８は第３の実施例による防振ゴム部材４の形状を示す図で、（ａ）図、（ｂ）図は図４の図象と同じであるが、（ｃ）図と（ｄ）図の図象が異なる。図８の（ｃ）図と（ｄ）図においては、円板部４−１の端面に設けられた円筒形の突起４−１１の表面が、図７に示す第２の実施例より径の大きい半球状に形成され、ほぼ同じ形状の突起４−１１が同心円上にほぼ等間隔に配置されている。このように構成することにより、押さえ板５の圧力と摩擦力の調整が容易となる特徴がある。

モータのロータと回転軸の間を結合する防振ゴム部材と押さえ板の形状を、防振ゴム部材に設けた多数の突起と押さえ板との摩擦による第１のトルク伝達経路と、防振ゴム部材に設けた穿孔と押さえ板に設けた爪との結合による第２の伝達経路に分離して設けることにより、大きなトルクの伝達と振動の減少の効果を得られるもので、本実施例ではマグネットロータについての例を開示したが、他のロータ例えば誘導電動機のロータにも適用できる。

本発明になる防振部材を備えるロータを実施したモータの断面図（実施例１） 本発明になる防振部材を備えるロータに使用するマグネット 本発明になる防振部材を備えるロータに使用するロータブッシュ 本発明になる防振部材を備えるロータに使用する防振ゴム部材 本発明になる防振部材を備えるロータに使用する押さえ板 本発明になる防振部材を備えるロータに使用する回転軸 本発明になる防振部材を備えるロータに使用する防振ゴム部材の第２の実施例 本発明になる防振部材を備えるロータに使用する防振ゴム部材の第３の実施例 従来から実施されている防振部材を備えるモータの断面図 従来技術で改良された防振部材を備えるロータ構造

符号の説明

１ ステータ
２ ロータ
３ ロータブッシュ
４ 防振ゴム部材
５ 押さえ板
６ 回転軸
１０ ステータハウジング
１１ ステータ鉄心
１２ ステータコイル
１３ ロータ
１４ 回転軸
１５ 軸受け
１６ 弾性体
１７ 弾性体
１８押さえ板
１９、２０ プッシュナット

Claims (3)

1. 巻線を巻装したステータと該ステータと空隙を介して対向して回転自在に支持されたロータとよりなるモータの、ロータ部材と回転軸とを連結する防振部材において、ロータ部材の内径部に装着するロータブッシュと、該ロータブッシュと結合する防振ゴム部材と、該防振ゴム部材と回転軸と結合する押さえ板とより成り、
   防振ゴム部材は、円板部の一端にロータブッシュに設けた複数の軸方向台形窪みと篏合する台形突起と、他の一端に円筒形の複数の突起と、複数の穿孔とが設けられ、押さえ板は円板状金属でその外周近傍に前記防振ゴム部材の複数の穿孔と繋合する爪と、中心部に回転軸と繋合する円筒部が形成され、ロータ部材の内径部に装着したロータブッシユの台形窪みに、軸方向前後から２個で防振ゴム部材の複数の台形突起を篏合させ、その中心に回転軸を貫挿し、該回転軸に前後より押さえ板を防振ゴム部材の円筒形突起を設けた面に当接すると共に、複数の爪を前記防振ゴム部材に設けた穿孔に繋合し、前記押さえ板に前後より圧力を加え円筒形突起との摩擦力を調整して回転軸に固着した事を特徴とするロータ部材と回転軸とを連結する防振構造。
2. 請求項１に記載のものにおいて、防振ゴム部材は、円板部の一端にロータブッシュに設けた複数の軸方向窪みと勘合する台形突起と、他の一端に半球状の複数の突起と、複数の穿孔を設けたものであること、を特徴とするロータ部材と回転軸とを連結する防振構造。
3. 請求項１に記載のものにおいて、防振ゴム部材は、円板部の一端にロータブッシュに設けた複数の軸方向窪みと勘合する台形突起と、他の一端に大径の半球状と複数の突起と複数の穿孔を設けたものであること、を特徴とするロータ部材と回転軸とを連結する防振構造。