JP2010090967A - 制振構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁力の影響があるモータ等の構造物から振動や騒音が発生することを抑制することができる制振構造を提供することを課題とする。
【解決手段】電磁力の影響を受ける筒状の構造物の制振構造であって、構造物を構成する筒状本体２ａには中空部４が形成されており、中空部４内には制振材５が内蔵されている。また、中空部４は、筒状本体２の円周方向に略等間隔で形成された、略同一形状の複数の中空部４であり、制振材５は複数の粒状体６、或いは複数の粒状体６と粘弾性体７で構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータに用いられるステータ等、電磁力の影響がある筒状の構造物の制振構造に関するものである。

モータはステータが用いられることで構成されているが、モータ等の固定子であるステータは、回転子であるロータと必ず対になって設けられる。このステータ自体は動くことがない構造物であるが、対になったロータは回転するため、そのロータの回転に伴う電磁力の不釣合いにより、モータからは振動や騒音が発生することになる。

このようにモータからはから振動や騒音が発生するが、その振動や騒音が発生する原因の主要因である、回転するロータに対する制振技術は種々開発されているものの、ステータに対する適正な制振技術は開発されていないのが現状である。

このように、構造物から振動や騒音が発生することを抑制する制振技術の一例として、粒状体を用いた制振技術が種々提案されている。特許文献１に記載の技術は、ターボ流体機械の本体表面、配管、カップリングカバー等からの放射音を効果的に抑制しようとする技術であり、その図６および図７には、その伝播減衰手段の一実施形態として、円筒状パイプ内の空洞部に粒状の減衰材を封入した技術が開示されている。

また、特許文献２に記載の技術は、鉄道車両用台車において、駆動系のアンバランスに起因する振動を抑制し、振動に伴う車内騒音を低減しようとする技術であり、車体の連結部材と台車枠とを連結するリンクの外周に、鉄系または鉛系の材料からなる粒状体を入れた容器を設置した技術が開示されている。

また、特許文献３に記載の技術は、高い制振性能を有するシート状制振材及び制振パネルに関する技術であり、中空状のシート材の内部空間に、振動エネルギーを吸収する粉粒体層が、挙動可能な状態で封入されているシート状制振材と、そのシート状制振材が、金属板、木板等のパネル面に貼付されてなる制振パネルに関する技術が開示されている。

特開平８−９３６９３号公報 特開２００５−２８９３７０号公報 特開２００１−１２５４３号公報

本発明は、これら従来の実情を鑑みてなされたもので、電磁力の影響があるモータ等の構造物から振動や騒音が発生することを抑制することができる制振構造を提供することを課題とするものである。

請求項１記載の発明は、電磁力の影響を受ける筒状の構造物の制振構造であって、構造物を構成する筒状本体には中空部が形成されており、前記中空部内には制振材が内蔵されていることを特徴とする制振構造である。

請求項２記載の発明は、前記中空部は、前記筒状本体の円周方向に略等間隔で形成された、略同一形状の複数の中空部であることを特徴とする請求項１記載の制振構造である。

請求項３記載の発明は、前記中空部は、前記筒状本体の厚み方向中央より外周側の磁束密度が低い部位に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の制振構造である。

請求項４記載の発明は、前記制振材は、複数の粒状体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の制振構造である。

請求項５記載の発明は、前記制振材は、複数の粒状体と粘弾性体であり、前記粘弾性体中に略均等に前記粒状体が分散されて前記中空部内に内蔵充填されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の制振構造である。

請求項６記載の発明は、前記中空部内に内蔵された粒状体と粘弾性体の質量ならびに体積、および前記粘弾性体中の粒状体密度は、全ての中空部で略同一であることを特徴とする請求項５記載の制振構造である。

請求項７記載の発明は、前記粒状体は、非磁性材から形成されていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の制振構造である。

請求項８記載の発明は、前記粘弾性体は、シリコーンオイル、シリコーンゴム、シリコーンゲルのいずれかであることを特徴とする請求項５または６記載の制振構造である。

本発明の請求項１記載の制振構造によると、電磁力の不釣合いが発生しても、中空部内に内蔵された制振材の制振作用により構造物から振動や騒音が発生することを抑制することができる。

本発明の請求項２記載の制振構造によると、複数の粒状体が内蔵された略同一形状の中空部が筒状本体の全周に亘り略等間隔に配置されるので、バランス良く確実に、制振作用を発揮することができ、振動や騒音の発生をより確実に抑制することができる。また、中空部内に制振材を設けたことによる磁界のひずみを最小限に抑えることができる。

本発明の請求項３記載の制振構造によると、複数の粒状体が内蔵された中空部を磁束密度が比較的低い部位に配置することができるので、構造物をステータとした場合に、モータの性能を損なうことなく、確実に振動や騒音の発生を抑制することができる。

本発明の請求項４記載の制振構造によると、構造物に電磁力の不釣合いが発生して振動が生じても、中空部内に内蔵された複数の粒状体同士が衝突したり、中空部の内壁と摩擦したりして制振作用を生じるので、振動や騒音が発生することを抑制することができる。

本発明の請求項５記載の制振構造によると、構造物に電磁力の不釣合いが発生して振動が生じると、粒状体の振動により粘弾性体に生じる応力が粘弾性体中を伝播し、別の粒状体の振動と相互干渉することにより制振性が発揮され、振動や騒音が発生することを確実に抑制することができる。

本発明の請求項６記載の制振構造によると、更に確実に制振作用を発揮することができ、振動や騒音の発生をより確実に抑制することができる。

本発明の請求項７記載の制振構造によると、粒状体は、非磁性材から形成されているため、構造物をステータとした場合にモータの性能を損なうことがなく、また、振動や騒音の発生をより確実に抑制することができる。

本発明の請求項８記載の制振構造によると、温度変化によって粘弾性特性が殆ど変化することのないシリコーンオイル、シリコーンゴム、シリコーンゲルのいずれかを粘弾性体として用いることで、温度変化の影響なく確実に制振作用を発揮することができる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて更に詳細に説明する。尚、本発明が対象とする構造物は、電磁力の影響がある構造物であるが、モータを構成するステータ１を例にして本発明の説明を行う。

図１は、本発明の制振構造をステータに採用した場合の一実施形態を示し、図２は図１のステータを組み込んだモータの概要を示す。

ステータ１は、筒状本体２ａである円環状のヨーク部２と、そのヨーク部２の内面からステータ１の中央の空洞部に向かい突出するようにして略等間隔に配置されたティース部３より構成されており、ティース部３には巻線８が巻き付けられている。また、略円環状のステータ１の中央の空洞部には、ロータ９が配置され、ステータ１と共になって、モータを構成している。尚、ステータ１とロータ９は、例えば、鉄粉や鉄基合金粉末等の軟磁性粉末を圧粉成形した圧粉磁性体より形成されている。

図１に示すように、ステータ１のヨーク部２には中空部４が形成されている。中空部４は、ヨーク部２の円周方向に略等間隔に並べて配置されており、それら複数の中空部４の断面形状は略同一形状である。また、中空部４は、ヨーク部２の厚み方向の中央より外周側に形成されていることが望ましい。中空部４をヨーク部２の厚み方向の中央より外周側に形成することで、その中空部４をステータ１の中で磁束密度が比較的低い位置に配置することができる。尚、図１では中空部４はステータ１の端面に露出するように図示されているが、図１はステータ１の端面を切り欠いた図面であり、実際には中空部４はステータ１の端面には露出しない。

この中空部４内には制振材５が内蔵されている。制振材５は、複数の粒状体６の単独であっても良く、或いは複数の粒状体６と粘弾性体７の混合物であっても良い。図１および図２は制振材５が複数の粒状体６と粘弾性体７の混合物でなる後者の事例を示す。尚、制振材５は、必ずしもこれら二種の構成でなくても良く、粘弾性体７の単独、或いは他の制振材料で形成されていても良い。

中空部４内に粒状体５が単独で内蔵される場合は、中空部４内を粒状体５で完全に満たすことがないように、一定の隙間を設けて粒状体５を内蔵する必要がある。一定の隙間を形成することで、中空部４内で粒状体５が振動することができ、制振作用を発揮することができる。尚、各中空部４内に内蔵される粒状体５質量ならびに体積は、全ての中空部４で同一であることが、制振効率の面から望ましい。

一方、中空部４内に内蔵される制振材５が複数の粒状体６と粘弾性体７の混合物である場合は、中空部４内に隙間なく制振材５を充填する必要がある。この場合、粒状体６は粘弾性体７中に略均等に分散されることになり、中空部４内での粒状体６の偏りがなくなる。この制振材５を中空部４内に内蔵充填した場合、ステータ１に振動が伝わると、粒状体６の振動により粘弾性体７に生じる応力が粘弾性体７中を伝播し、別の粒状体６の振動と相互干渉することにより制振性が発揮され、ステータ１から振動や騒音が発生することを確実に抑制することができる。

また、複数の粒状体６と粘弾性体７の混合物でなる制振材５を中空部４内に内蔵充填した場合、中空部４内に内蔵された粒状体６と粘弾性体７の質量ならびに体積、および粘弾性体７中の粒状体６の密度、並びに各粒状体６の形状は、全ての中空部４で同一であることが、制振効率の面から望ましい。

また、制振材５を、複数の粒状体６の単独とした場合も、複数の粒状体６と粘弾性体７の混合物とした場合も、粒状体６は非磁性材で形成されていることが望ましい。これは、粒状体６が鉄粉等の磁性材である場合、回転機や発電機の性能に影響を及ぼす可能性があるからである。粒状体６に用いる非磁性材としては、セラミックを主成分とする材料を例示することができる。また、粒状体６の形状は球体であることが望ましい。

一方、制振材５を、複数の粒状体６と粘弾性体７の混合物とした場合の粘弾性体７としては、高粘度（１００，０００〜１，０００，０００ｃｓｔ或いはそれ以上の粘度）のオイルや、液状ゴム、架橋させて流動を抑えたエラストマ等を採用することができる。それらの中でも温度により粘弾性特性（複素弾性率）が殆ど変化しないシリコーンオイルまたはシリコーンゴム、或いはシリコーンゲルが好適に用いられる。更には−５０℃でも硬化しない耐寒性ゲルを用いることが最適である。また、弾性係数を調整するために、粘弾性体中に多数の気泡を設けても良い。

本発明の制振構造をステータに採用した場合の一実施形態を示すステータの端面を欠切した斜視図である。 図１のステータを組み込んだモータを示す正面図である。

符号の説明

１…ステータ
２ａ…筒状本体
２…ヨーク部
３…ティース部
４…中空部
５…制振材
６…粒状体
７…粘弾性体
８…巻線
９…ロータ

Claims (8)

1. 電磁力の影響を受ける筒状の構造物の制振構造であって、構造物を構成する筒状本体には中空部が形成されており、前記中空部内には制振材が内蔵されていることを特徴とする制振構造。
2. 前記中空部は、前記筒状本体の円周方向に略等間隔で形成された、略同一形状の複数の中空部であることを特徴とする請求項１記載の制振構造。
3. 前記中空部は、前記筒状本体の厚み方向中央より外周側の磁束密度が低い部位に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の制振構造。
4. 前記制振材は、複数の粒状体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の制振構造。
5. 前記制振材は、複数の粒状体と粘弾性体であり、前記粘弾性体中に略均等に前記粒状体が分散されて前記中空部内に内蔵充填されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の制振構造。
6. 前記中空部内に内蔵された粒状体と粘弾性体の質量ならびに体積、および前記粘弾性体中の粒状体密度は、全ての中空部で略同一であることを特徴とする請求項５記載の制振構造。
7. 前記粒状体は、非磁性材から形成されていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の制振構造。
8. 前記粘弾性体は、シリコーンオイル、シリコーンゴム、シリコーンゲルのいずれかであることを特徴とする請求項５または６記載の制振構造。

Images