JP2010148294A - Rotor of electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電動送風機用等の高速回転される電動機の回転子に関する。 The present invention relates to a rotor of an electric motor that is rotated at a high speed, such as for an electric blower.
一般に電気掃除機の電動送風機等に用いられる電動機は高速回転される。そのため、回転子の電機子巻線を電機子鉄心に形成されたスロット内に保持するタイプの電動機においては、遠心力により電機子巻線が変形しないように、電機子ウエッジにより強固にスロット内に保持する必要があり、また回転子のアンバランスは電動機のの振動不良を発生させ、軸受、ブラシ寿命に影響を与える原因となっていた。 Generally, an electric motor used for an electric blower of a vacuum cleaner is rotated at a high speed. Therefore, in an electric motor of the type in which the armature winding of the rotor is held in a slot formed in the armature core, the armature wedge is firmly placed in the slot so that the armature winding is not deformed by centrifugal force. It is necessary to hold the rotor, and the rotor imbalance causes a vibration failure of the electric motor, which affects the life of the bearing and the brush.
そのため、回転時の振動を生じないように回転子のバランス修正を行なうが、電機掃除機用電動機の場合回転数が高いため、小型整流子電動機に使われるような電機子巻線のコイルエンドのパテ接着によるバランス修正は、遠心力により飛散するため採用できず、電機子コア表面の切削により行なっている。また、他のバランス修正方法として、直接バランスウエイトをスロット内に配置する方法がある。 For this reason, the balance of the rotor is corrected so as not to generate vibration during rotation. However, since the number of rotations is high in the case of an electric vacuum cleaner motor, the coil end of the armature winding used in a small commutator electric motor is not suitable. The balance correction by putty adhesion cannot be adopted because it is scattered by centrifugal force, and is performed by cutting the armature core surface. As another balance correction method, there is a method in which a balance weight is directly placed in a slot.
回転子に永久磁石を有するタイプの電動機において、合成樹脂からなる永久磁石保持板を回転軸に熱溶着にて固定し、永久磁石保持板の端面に設けた穴または凹部または凸部を基準位置として外周面切削中心位置を割り出し、回転子鉄心および永久磁石保持板の外周面を切削し、回転子のバランス調整を自動化するものは公知である(例えば、特許文献1参照)。 In a motor having a permanent magnet in the rotor, a permanent magnet holding plate made of synthetic resin is fixed to the rotating shaft by thermal welding, and a hole, a concave portion or a convex portion provided on the end surface of the permanent magnet holding plate is used as a reference position. It is known that the outer peripheral surface cutting center position is determined, the outer peripheral surface of the rotor iron core and the permanent magnet holding plate is cut, and the balance adjustment of the rotor is automated (see, for example, Patent Document 1).
また、従来、回転子のバランス調整のため、積層鉄心部の両端面に端板を配設し、端板の外周部に修正孔を加工していたので、構成が極めて複雑であったのを改善するために、電動機の回転子は積層鉄心部の所定位置に複数の永久磁石を内挿させ、永久磁石と積層鉄心部の軸方向両端に構成する段差部を利してバランスパテを固着させて、極めて簡単な構成でバランス修正と永久磁石の抜け止めの固定を行なうものも公知である(例えば、特許文献2参照)。 In addition, conventionally, for adjusting the balance of the rotor, end plates were provided on both end faces of the laminated core, and correction holes were machined on the outer periphery of the end plates, so the configuration was extremely complicated. In order to improve, the rotor of the electric motor has a plurality of permanent magnets inserted at predetermined positions of the laminated core part, and the balance putty is fixed by using the stepped parts formed at the axial ends of the permanent magnet and the laminated core part. In addition, it is also known that the balance is corrected and the permanent magnet is prevented from coming off with a very simple configuration (for example, see Patent Document 2).
このように、電機掃除機用電動機の場合には回転数が高いため、小型整流子電動機に使われるような電機子巻線のコイルエンドのパテ接着によるバランス修正は、遠心力により飛散するため採用できず、電機子コア表面の切削により行なっていたが、バランス修正のため、電機子コア表面を切削するとエアギヤップが大きくなり、特性の変化、効率の悪化の原因となる。また、スロット内に直接バランスウエイトを入れる方法では、確実な固定のためにワニス加工前にバランスウエイトを入れる必要があり、ワニス加工によるアンバランスの発生には対応できなかった。そこで本発明は、開口を有する中空構造の部材を電機子鉄心に装着し、該中空構造の必要な部位にバランスウエイトを注入できるようにし、かつバランスウエイトが運転時の遠心力に耐えうる構造にした電動機の回転子を提供することを目的とする。 In this way, in the case of electric motors for electric vacuum cleaners, the number of revolutions is high, so the balance correction by putty bonding of the coil end of the armature winding used in small commutator motors is adopted because it is scattered by centrifugal force However, it was performed by cutting the armature core surface, but when the armature core surface was cut for balance correction, the air gap was increased, causing changes in characteristics and deterioration of efficiency. Further, in the method of directly inserting the balance weight into the slot, it is necessary to insert the balance weight before the varnish processing for secure fixing, and it is not possible to cope with the occurrence of unbalance due to the varnish processing. In view of this, the present invention has a structure in which a hollow structure member having an opening is attached to an armature core so that a balance weight can be injected into a necessary portion of the hollow structure, and the balance weight can withstand centrifugal force during operation. An object of the present invention is to provide a rotor for an electric motor.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に係る電動機の回転子は、シャフトに電機子鉄心及び整流子を固定し、前記電機子鉄心に巻回された複数の電機子コイルを屈曲させて前記整流子の円筒状に配置された複数のセグメントに接続する構造の電動機の回転子において、開口を有する中空構造の部材を電機子鉄心に装着し、該中空構造の必要な部位にパテ等のバランスウエイトを注入できるようにし、かつバランスウエイトが運転時の遠心力に耐えうる構造とした。
In order to solve the above-described problems, a rotor of an electric motor according to
本発明の請求項2に係る電動機の回転子は、シャフトに電機子鉄心及び整流子を固定し、前記電機子鉄心に巻回された複数の電機子コイルを屈曲させて前記整流子の円筒状に配置された複数のセグメントに接続する構造の電動機の回転子において、電機子コイルを電機子鉄心に形成されたスロット内に保持する電機子ウエッジを両端に開口が設けられた中空構造として、該中空構造の必要な部位にパテ等のバランスウエイトを注入できるようにし、かつバランスウエイトが運転時の遠心力に耐えうる構造とした。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a rotor for an electric motor in which an armature core and a commutator are fixed to a shaft, and a plurality of armature coils wound around the armature core are bent to form a cylindrical shape of the commutator. In a rotor of an electric motor having a structure connected to a plurality of segments arranged in a hollow structure in which an armature wedge that holds an armature coil in a slot formed in an armature core is provided with openings at both ends, A balance weight such as putty can be injected into a required portion of the hollow structure, and the balance weight can withstand the centrifugal force during operation.
こうして、開口を有する中空構造の部材を電機子鉄心に装着し、該中空構造の必要な部位に熱を加えることにより凝固するパテ等の材料のバランスウエイトを注入すること、特に、ウエッジ内部にバランスウエイトを保持することで、高速回転時のバランスウエイトの飛散を防止できる。 In this way, a hollow structure member having an opening is attached to the armature core, and a balance weight of a material such as a putty that solidifies by applying heat to the necessary portion of the hollow structure is injected, and in particular, the balance is balanced inside the wedge. By holding the weight, it is possible to prevent the balance weight from being scattered during high-speed rotation.
本発明の請求項3に係る電動機の回転子は、シャフトに電機子鉄心及び整流子を固定し、前記電機子鉄心に巻回された複数の電機子コイルを屈曲させて前記整流子の円筒状に配置された複数のセグメントに接続する構造の電動機の回転子において、電機子コイルを電機子鉄心に形成されたスロット内に保持する電機子ウエッジを両端に開口が設けられた中空構造として、かつ、中空構造の中間に仕切を設けて2分割構造とし、該2分割の中空構造の必要な部位にパテ等のバランスウエイトを注入できるようにし、かつバランスウエイトが運転時の遠心力に耐えうる構造とした。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a rotor for an electric motor in which an armature core and a commutator are fixed to a shaft, and a plurality of armature coils wound around the armature core are bent to form a cylindrical shape of the commutator. In the rotor of the electric motor having a structure connected to a plurality of segments arranged in a hollow structure in which an armature wedge holding an armature coil in a slot formed in the armature core is provided with openings at both ends, and A structure in which a partition is provided in the middle of the hollow structure to form a two-part structure, and balance weight such as putty can be injected into a necessary portion of the two-part hollow structure, and the balance weight can withstand centrifugal force during operation It was.
こうして、電機子ウエッジを両端に開口が設けられた中空構造として、かつ、中空構造の中間に仕切を設けて2分割構造とし、該2分割の中空構造の必要な部位に熱を加えることにより凝固するパテ等の材料のバランスウエイトを注入することにより、より正確なバランス修正ができる。 Thus, the armature wedge has a hollow structure with openings at both ends, and a partition is provided in the middle of the hollow structure to form a two-part structure, and heat is applied to a necessary portion of the two-part hollow structure to solidify. The balance can be corrected more accurately by injecting a balance weight of the material such as putty.
本発明の請求項4に係る電動機の回転子は、シャフトに電機子鉄心及び整流子を固定し、前記電機子鉄心に巻回された複数の電機子コイルを屈曲させて前記整流子の円筒状に配置された複数のセグメントに接続する構造の電動機の回転子において、電機子コイルを電機子鉄心に形成されたスロット内に保持する電機子ウエッジを設け、電機子ウエッジと一体構造の溝付きリングを電機子ウエッジの両端に取り付け、該溝部分の所定の位置にパテ等のバランスウエイトを取り付けることができるようにし、かつバランスウエイトが運転時の遠心力に耐えうる構造とした。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a rotor for an electric motor in which an armature core and a commutator are fixed to a shaft, and a plurality of armature coils wound around the armature core are bent to form a cylindrical shape of the commutator. In the rotor of the motor having a structure connected to a plurality of segments arranged in the armature, the armature wedge is provided to hold the armature coil in the slot formed in the armature core, and the grooved ring is integrated with the armature wedge. Are attached to both ends of the armature wedge so that a balance weight such as a putty can be attached to a predetermined position of the groove portion, and the balance weight can withstand centrifugal force during operation.
本発明の請求項5に係る電動機の回転子は、シャフトに電機子鉄心及び整流子を固定し、前記電機子鉄心に巻回された複数の電機子コイルを屈曲させて前記整流子の円筒状に配置された複数のセグメントに接続する構造の電動機の回転子において、電機子コイルを電機子鉄心に形成されたスロット内に保持する電機子ウエッジを設け、電機子ウエッジと一体構造の溝付きリングを電機子ウエッジの両端に取り付け、かつ、溝付きリングは電機子鉄心の軸方向に開口されたコ字状体に形成され、該溝部分の所定の位置にパテ等のバランスウエイトを取り付けることができるようにし、かつバランスウエイトが運転時の遠心力に耐えうる構造とした。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a rotor for an electric motor in which an armature core and a commutator are fixed to a shaft, and a plurality of armature coils wound around the armature core are bent to form a cylindrical shape of the commutator. In the rotor of the motor having a structure connected to a plurality of segments arranged in the armature, the armature wedge is provided to hold the armature coil in the slot formed in the armature core, and the grooved ring is integrated with the armature wedge. Are attached to both ends of the armature wedge, and the grooved ring is formed in a U-shaped body opened in the axial direction of the armature core, and a balance weight such as a putty is attached to a predetermined position of the groove portion. The balance weight can withstand the centrifugal force during operation.
こうして、電機子鉄心の軸方向に開口されたコ字状体に形成された溝つきリング内の必要な部位に、熱を加えることにより凝固するパテ等の材料のバランスウエイトを注入することで、バランスウエイトを保持することができ、高速回転時のバランスウエイトの飛散を防止できる。 Thus, by injecting a balance weight of a material such as a putty that solidifies by applying heat to a required portion in the grooved ring formed in the U-shaped body opened in the axial direction of the armature core, The balance weight can be held, and the balance weight can be prevented from scattering during high-speed rotation.
以上のように本発明の電動機の回転子は、開口を有する中空構造の部材を電機子鉄心に装着し、該中空構造の必要な部位に熱を加えることにより凝固するパテ等の材料のバランスウエイトを注入することにより、特に、電機子ウエッジを両端に開口が設けられた中空構造としたものでは、ウエッジ内部にバランスウエイトを保持することで、高速回転時のバランスウエイトの飛散を防止することができる。また、電機子ウエッジと一体構造の溝付きリングを電機子ウエッジの両端に取り付けたものでは、溝つきリング内にバランスウエイトを保持することで、高速回転時のバランスウエイトの飛散を防止できる。 As described above, the rotor of the electric motor of the present invention has a balance weight of a material such as a putty that is solidified by attaching a member having a hollow structure to the armature core and applying heat to a necessary portion of the hollow structure. In particular, when the armature wedge has a hollow structure with openings at both ends, it is possible to prevent the balance weight from being scattered during high-speed rotation by holding the balance weight inside the wedge. it can. Further, in the case where a grooved ring integrated with the armature wedge is attached to both ends of the armature wedge, the balance weight can be prevented from scattering during high-speed rotation by holding the balance weight in the grooved ring.
そして、ロータ生産工程の最後にバランス修正を行なうことができるので、精度の良いバランス修正が可能になり、従来の電機子コア表面切削でバランス修正した時に生じるモータ入力の増加、特性のばらつき、効率低下を防止できる。 And since the balance can be corrected at the end of the rotor production process, it is possible to correct the balance with high accuracy, and the increase in motor input, characteristic variation, and efficiency that occur when the balance is corrected by conventional armature core surface cutting. Decline can be prevented.
本発明の電動機の回転子の実施形態について図を参照して説明する。図1、図2、図3は本発明の第1の実施形態であり、図4、図5、図6は本発明の第2の実施形態である。 An embodiment of a rotor of an electric motor of the present invention will be described with reference to the drawings. 1, 2, and 3 are the first embodiment of the present invention, and FIGS. 4, 5, and 6 are the second embodiment of the present invention.
次に、本発明の電動機の回転子の第1の実施形態を説明する。図1は本発明の回転子の一部破断面図、図2は本発明の電機子ウエッジの断面図、図3は本発明の電機子の横断面図である。 Next, a first embodiment of the rotor of the electric motor of the present invention will be described. FIG. 1 is a partially broken sectional view of a rotor of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of an armature wedge of the present invention, and FIG. 3 is a transverse sectional view of the armature of the present invention.
図において、1は電動機の回転子、2は回転子軸、3は電機子鉄心、4は電機子コイル、5は整流子、6は整流子のセグメント、7は電機子コイルとセグメントを接続するライザー、8は電機子ウエッジ、9はウエッジの中空部分、10は中空部分に注入されるバランスウエイト、11は電機子鉄心に形成された電機子コイルを挿入するスロット、12は中空部分の中間部に設けられた仕切である。 In the figure, 1 is a rotor of an electric motor, 2 is a rotor shaft, 3 is an armature core, 4 is an armature coil, 5 is a commutator, 6 is a segment of the commutator, and 7 is a segment connecting the armature coil and the segment. Riser, 8 is an armature wedge, 9 is a hollow portion of the wedge, 10 is a balance weight injected into the hollow portion, 11 is a slot for inserting an armature coil formed in the armature core, and 12 is an intermediate portion of the hollow portion It is the partition provided in.
電動機の回転子を製造する場合は、まず多数の電機子コイル4を、回転子軸2に固定された電機子鉄心3に形成された各スロット11に複数本ずつ挿入して巻回する。各スロット11に挿入された電機子コイル4は、高速回転時に遠心力によりスロットから飛び出さないように、図3に示すように、電機子ウエッジ9をスロット11に挿入することにより押し込められている。この複数の電機子コイル4の両端部は回転子軸2に固定されると共に電機子鉄心3より小径の整流子5の円筒状に配された各セグメント6のライザー7に接続される。
When manufacturing a rotor of an electric motor, first, a large number of armature coils 4 are inserted into a plurality of
電機子コイル4を電機子鉄心3に形成された各スロット11内に保持する電機子ウエッジ9は、図2(A)(B)に示すように、両端に開口が設けられ内部に中空9を有する中空構造とされている。図2(A)は中空9が両端まで貫通しているものを示し、図2(B)は電機子ウエッジ9の中空構造の中間に仕切12を設けて2分割構造としたものを示している。そしてこれらの中空構造の必要な部位にバランスウエイト10を挿入して回転子のバランスの修正を行なうことができる。バランスウエイト10としては、熱を加えることにより凝固するパテ等の材料を使用することができる。これにより、高速回転時のバランスウエイトの飛散を防止する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the armature wedge 9 that holds the armature coil 4 in each
バランスの修正は製造された回転子1を回転させながらバランス検出器でどの部分に重さの片寄りがあるかを検知して、その部分の電機子ウエッジ8の中空9にバランスウエイト10の材料を注入し、熱を加えることにより凝固させる。電機子ウエッジ8の中空9におけるバランスウエイトの量と位置は、バランス検出器での監視により所定の量と位置を決定することができる。図3の実施例では、6個の電機子ウエッジ8の中空9にバランスウエイト10が挿入されている状態である。
The balance is corrected by rotating the manufactured
この場合、図2(A)の中空9が両端まで貫通しているものでは、バランスウエイト10の位置は全体の中空の所定の位置に選択できる。また、図2(B)は電機子ウエッジ9の中空構造の中間に仕切12を設けて2分割構造としたものでは、図1のように、中空9の半分の全部にバランスウエイト材を注入しても良いし、その一部にのみ注入することもバランス検出器での監視により行なうことができる。
In this case, if the hollow 9 in FIG. 2A penetrates to both ends, the position of the
次に、本発明の電動機の回転子の第2の実施形態を図4、図5、図6に示す。図において、図1、図2、図3のものと同一物には同じ符号を付している。図4は本発明の回転子の一部波断面図、図5は本発明の電機子ウエッジと一体構造の溝付きリングの断面図、図6は本発明の電機子端部の側面図である。 Next, a second embodiment of the rotor of the electric motor of the present invention is shown in FIG. 4, FIG. 5, and FIG. In the figure, the same components as those in FIGS. 1, 2, and 3 are denoted by the same reference numerals. 4 is a partial wave cross-sectional view of the rotor of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view of a grooved ring integrated with the armature wedge of the present invention, and FIG. 6 is a side view of the armature end of the present invention. .
図において、1は電動機の回転子、2は回転子軸、3は電機子鉄心、4は電機子コイル、5は整流子、6は整流子のセグメント、7は電機子コイルとセグメントを接続するライザー、8は通常の電機子ウエッジ、13は電機子ウエッジ8と一体構造の溝付きリングであり、電機子ウエッジ8の両端に装着されている。図5にはその一端部での装着状態を示している。溝付きリング13は、図6に示すように、電機子鉄心の軸方向に開口されたコ字状体に形成されている。
In the figure, 1 is a rotor of an electric motor, 2 is a rotor shaft, 3 is an armature core, 4 is an armature coil, 5 is a commutator, 6 is a segment of the commutator, and 7 is a segment connecting the armature coil and the segment. A
10は溝付きリング13の溝部分の所定の位置に注入されるバランスウエイトである。溝付きリング13は、電機子鉄心の軸方向に開口されたコ字状体に形成されているので、外部からの注入が容易になる。バランスウエイト10としては、熱を加えることにより凝固するパテ等の材料を使用することができる。これにより、高速回転時のバランスウエイトの飛散を防止する。
A
電動機の回転子を製造する場合は、まず多数の電機子コイル4を、回転子軸2に固定された電機子鉄心3に形成されたスロットに複数本ずつ挿入して巻回する。各スロットに挿入された電機子コイル4は、高速回転時に遠心力によりスロットから飛び出さないように通常の電機子ウエッジ8をスロットに挿入することにより押し込められている。この複数の電機子コイル4の両端部は回転子軸2に固定されると共に電機子鉄心3より小径の整流子5の円筒状に配された各セグメント6のライザー7に接続される。
When manufacturing a rotor of an electric motor, first, a large number of armature coils 4 are inserted into a slot formed in an
バランスの修正は製造された回転子1を回転させながらバランス検出器でどの部分に重さの片寄りがあるかを検知して、その部分の溝付きリング13の溝部分の所定の位置にバランスウエイト10の材料を注入し、熱を加えることにより凝固させる。電機子ウエッジ8の左右のいずれの溝付きリング13にバランスウエイトを注入するか、その量と位置はどうするかは、バランス検出器での監視により決定することができる。図5、図6の実施例では、溝部分の一部にバランスウエイト10が挿入されている状態を示している。これにより回転子のバランスの修正を行なうことができる。
The balance is corrected by detecting which part of the rotor is offset by the balance detector while rotating the
このように、本発明はロータ生産工程の最後にバランス修正を行なうことができるので、精度の良いバランス修正が可能になり、従来の電機子コア表面切削でバランス修正した時に生じるモータ入力の増加、特性のばらつき、効率低下を防止できる。 Thus, since the present invention can perform balance correction at the end of the rotor production process, it becomes possible to perform accurate balance correction, and increase in motor input that occurs when balance is corrected by conventional armature core surface cutting, Variations in characteristics and reduction in efficiency can be prevented.
1 電動機の回転子
2 回転子軸
3 電機子鉄心
4 電機子コイル
5 整流子
6 整流子のセグメント
7 ライザー
8 電機子ウエッジ
9 ウエッジの中空部分
10 バランスウエイト
11 スロット
12 仕切
13 溝付きリング
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008324830A JP2010148294A (en) | 2008-12-21 | 2008-12-21 | Rotor of electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008324830A JP2010148294A (en) | 2008-12-21 | 2008-12-21 | Rotor of electric motor |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008324830A Pending JP2010148294A (en) | 2008-12-21 | 2008-12-21 | Rotor of electric motor |
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Country | Link |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2987186A1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-08-23 | Renault Sa | Holding crown for holding rotor of electric motor, has contact interface designed as radial surface that is interrupted by portions along cylindrical axes, where axes are formed parallel to rotor axis and intersect bottom part of cap |
CN103441631A (en) * | 2013-09-10 | 2013-12-11 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | Large-power asynchronous traction motor rotor |
US9190879B2 (en) | 2011-07-06 | 2015-11-17 | General Electric Company | Laminated rotor machining enhancement |
US9325218B2 (en) | 2011-07-06 | 2016-04-26 | General Electric Company | Laminated rotor balancing provisions |
-
2008
- 2008-12-21 JP JP2008324830A patent/JP2010148294A/en active Pending
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FR2987186A1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-08-23 | Renault Sa | Holding crown for holding rotor of electric motor, has contact interface designed as radial surface that is interrupted by portions along cylindrical axes, where axes are formed parallel to rotor axis and intersect bottom part of cap |
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