JP5334447B2

JP5334447B2 - 回転電機

Info

Publication number: JP5334447B2
Application number: JP2008118647A
Authority: JP
Inventors: 隆一瀧口; 興起仲; 高志宮崎; 美佐中山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2028-04-30
Also published as: JP2009273194A

Description

本発明は、回転電機に関するものである。

従来、比較的小型の汎用誘導電動機などの回転子と固定子との間の空隙が小さいものや、永久磁石式回転電機などの回転子と固定子との間に磁気的な吸引力が働くものにおいて、回転子を固定子に挿入するとき、回転子と固定子の同芯を保つことができず、回転子が固定子に干渉（当接）してしまう、という問題がある。

この問題を解決するための、回転子と固定子の同芯を保ちながら組立てる方法として、回転子の端部に、回転子外径より大きく固定子内径より小さい径の端板を取付け、回転子を固定子に挿入する方法がある。この方法によれば、回転子を固定子に挿入するとき、回転子と固定子の同芯を保つことができるので、回転子が固定子と干渉して組立に工数がかかるのを防止することができる。

従来、筒状に一体成形されたハウジング内に、永久磁石モータを内蔵し、該永久磁石モータを、前記ハウジングの内周面に固定された固定子と、該固定子の内部に回転可能に配置された回転コアを有する回転子で構成し、前記回転子の回転子コアの軸方向両端部の少なくとも一方に、複数の突起を有して成るプレートを配置し、前記永久磁石モータの回転を工具に伝達してこれを回転駆動する電動工具において、前記プレートの少なくとも２つの突起の外径を前記回転子コアの外径より大きく、且つ、前記固定子の内径よりも小さく設定したものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、外周面にマグネットを貼着配設固定した外径Ｄ_３のロータのシャフトに固定した後部ベアリングに外径ｄ_２のベアリングホルダーを嵌着してロータ組立体とし、内径Ｄのステータの後部に内周面が、内径Ｄ_１の端部から長さｌ_１の傾斜ガイド面及び内径Ｄ_２の円筒ガイド面を有する後部ブラケットを配設しておき、Ｄ＞Ｄ_２≧ｄ_２≧Ｄ_３の関係の下で、ロータ外面先端を後部ブラケットの傾斜面で案内してロータの芯出しをしながらロータをステータ内に挿入し、次いでシャフト前端を前部ブラケットに固定した前部ベアリング内に挿入すると共に、後部ベアリングのベアリングホルダーを案内部材として後部ブラケット内周面に摺動させて、ロータ組立体をステータに挿入するものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−２８９５７１号公報（第３頁、図１）特開昭６３−２０２２５１号公報（第２頁左下欄〜右下欄、図２）

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術によれば、回転子を固定子に挿入した後、回転子に配置されたプレートを取外すことができないため、回転子のイナーシャがプレート分だけ大きくなる。そのため、そのイナーシャ分の出力を消費してしまう、という問題があった。

また、特許文献２に記載された技術によれば、ベアリングの剛性が小さいと、回転子組立体の磁石の吸引力により、回転子がベアリングを支点にして傾き、固定子に吸引されて干渉し組立性が悪化する、という問題があった。さらに、回転子と固定子を干渉させずに挿入するためには、後部ブラケットの軸方向長さを、回転子コアの軸方向長さより大きくする必要がある、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回転子と固定子を干渉させずに挿入することができるとともに、回転子を固定子に挿入した後、ガイド部材分のイナーシャを減らした回転電機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、筒状のフレームと、該フレーム内に保持される固定子と、前記フレームの端部に外周部が取付けられ内周部で軸受を保持するブラケットと、前記軸受に支持されるシャフトと該シャフトに支持される回転子コアから成り、該回転子コアが前記固定子内に配置される回転子と、ネジ穴を有し、前記回転子を前記固定子内に挿入するときに、前記回転子コアに外周部が該回転子コアの外周部から径方向に突出するように取付けられ、挿入後に、前記ブラケットのネジ通し孔から挿し込まれた引抜きネジが前記ネジ穴にねじ込まれ、前記引抜きネジを引っ張って、前記回転子コアから取外されるガイド部材と、を備え、前記ガイド部材は、外径が前記回転子コアの外径より大きい２つの円弧状の端板であることを特徴とする。

この発明によれば、回転子と固定子を干渉させずに挿入することができ、回転子と固定子に挿入した後、ガイド部材分のイナーシャを減らすことができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる回転電機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる回転電機の実施の形態１を示す断面図であり、図２は、実施の形態１の回転電機の組立途中の状態を示す断面図であり、図３は、図２のＢ―Ｂ線に沿う断面図である。図４は、実施の形態１の回転電機の他の例の組立途中の状態を示す断面図である。

図１〜図３に示すように、実施の形態１の回転電機１０は、円筒状のフレーム４１と、フレーム４１内に保持される固定子３０と、フレーム４１の両端部に外周部が取付けられ内周部で軸受４３の外輪４３ａを保持する円盤状のブラケット４２と、軸受４３の内輪に支持されるシャフト２２とシャフト２２に支持される回転子コア２１から成り、回転子コア２１が固定子３０内に配置される回転子２０と、回転子２０を固定子３０内に挿入するときに回転子コア２１に取付けられ、外周部が回転子コア２１の外周部から径方向に突出して回転子コア２１の外周部が固定子３０に干渉（当接）しないように回転子２０の挿入をガイドし、挿入後に回転子コア２１から取外されるガイド部材としての端板４４と、を備えている。

端板４４は、外径が回転子コア２１の外径より大きく、内径が軸受４３の外輪４３ａの外径より小さい環状に形成され、回転子コア２１から取外された後に、軸受４３の外輪４３ａの内側面に当接するようにブラケット４２の内側面に軸受固定ネジ４５によりネジ止めされる。

端板４４の外径は、回転子コア２１の外径より大きく、固定子３０の内径より小さくなっている。端板４４の内径は、シャフト２２に嵌合した軸受４３の外輪４３ａの外径より小さく、外輪４３ａの内径より大きく、かつ、回転子コア２１の段部２１ａに嵌合する寸法となっている。

また、環状の端板４４には、軸受固定ネジ４５がねじ込まれる複数のネジ穴４４ａが設けられ、ブラケット４２には、軸受固定ネジ４５を挿通する複数のネジ通し孔４２ａが設けられている。複数のネジ通し孔４２ａは、複数のネジ穴４４ａに対応して設けられている。

図２及び図３に示すように、回転電機１０の組立時には、端板４４は、回転子コア２１の段部２１ａに嵌合され、ブラケット４２に設けられたネジ通し孔４２ａの径より頭部の径が小さい１本以上の端板取付ネジ４６により、回転子コア２１の端面に固定されている。

回転電機１０の組立時には、端板４４が端板取付ネジ４６により固定されている回転子２０及び軸受４３が一体的に固定子３０内へ挿入され、端板４４が挿入ガイドとなって、固定子３０に回転子コア２１が当たることなく回転子２０を挿入することができる。

次に、図２に示すように、固定子３０内に回転子２０を挿入した後、回転子コア２１の端面に固定された端板４４から、ネジ通し孔４２ａを通して端板取付ネジ４６を取外す。次に、ネジ通し孔４２ａに軸受固定ネジ４５より長い端板引抜ネジ４７を挿入し、端板４４のネジ穴４４ａに端板引抜ネジ４７をねじ込む。

端板引抜ネジ４７を引っ張って、端板４４を回転子コア２１の段部２１ａから引抜き、ブラケット４２及び軸受４３の外輪４３ａの内側面に当接させる。端板引抜ネジ４７が挿入されていないブラケット４２のネジ通し孔４２ａに軸受固定ネジ４５を挿し込み、端板４４のネジ穴４４ａにねじ込んで端板４４をブラケット４２及び軸受４３の外輪４３ａに固定する。次に、端板引抜ネジ４７を取外し、替わりに軸受固定ネジ４５を挿し込んでねじ止めする。端板４４を回転子コア２１から取外して、ブラケット４２に固定するので、回転子２のイナーシャを小さくすることができる。

また、回転子コア２１の端面に端板４４を取付けるので、回転子コア２１と軸受４３との間に端板４４の厚さ分の隙間を設けるだけでよく、回転電機１０の全長を短くすることができる。なお、端板取付ネジ４６の替わりに、ピン等の連結部材により、端板４４を回転子コア２１の端面に取付けるようにしてもよい。

図４に示すように、回転電機１０の組立時に、端板４４を、固定子３０への挿入側となる回転子コア２１の端面にのみ取付けるようにしてもよい。このようにしても、固定子３０に回転子コア２１が干渉することなく挿入することができる。

実施の形態２．
図５は、本発明にかかる回転電機の実施の形態２を示す断面図であり、図６は、実施の形態２の回転電機の組立途中の状態を示す断面図である。図５及び図６に示すように、実施の形態２の回転電機１２においては、ガイド部材として、実施の形態１の端板４４の替わりに、軸受ハウジング５０を用いている。

軸受ハウジング５０は、外径が回転子コア２１の外径より大きく、内径が軸受４３の外輪４３ａの外径と同一にされ、かつ、内径が、外輪４３ａの外径より小さく外輪４３ａの内径より大きい内フランジ５０ａを有し、全体として円筒状に形成されている。軸受ハウジング５０は、回転子コア２１から取外された後に、軸受４３の外輪４３ａを保持するようにブラケット４２に軸受固定ネジ４５によりネジ止めされる。

すなわち、実施の形態２の回転電機１２においては、内フランジ５０ａを有する円筒状の軸受ハウジング５０を用いて、回転子コア２１の挿入をガイドし、軸受４３のブラケット４２への固定を行っている。軸受ハウジング５０を用いると、ネジ穴５０ｂの深さを深くすることができ、軸受４３と回転子コア２１との間の距離を短くして、回転電機１２の全長を短くすることができる。

実施の形態３．
図７は、本発明にかかる回転電機の実施の形態３を示す組立途中の状態の断面図であり、図８は、図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。実施の形態３の回転電機１３においては、実施の形態１の環状の端板４４の替わりに、外径が回転子コア２１の外径より大きい環状の板を２つに分割した２つの円弧状の端板６０を用いている。２つの円弧状の端板６０を回転子コア２１に取付け、回転子コア２１の挿入ガイドとしている。

回転子２を、２つの円弧状の端板６０でガイドして固定子３０に挿入した後、回転子コア２１から端板６０を取外すことができる。端板６０を回転電機１３の軸受４３の抜止め用として用いない場合にも、固定子３０に回転子コア２１が干渉することなく挿入することができ、回転子２０の挿入後に端板６０を取外せば、回転子２０のイナーシャ及び回転電機１３の重量を小さくすることができる。

以上のように、本発明にかかる回転電機は、回転子のイナーシャが小さく、制御用回転電機として有用である。

本発明にかかる回転電機の実施の形態１を示す断面図である。実施の形態１の回転電機の組立途中の状態を示す断面図である。図２のＢ―Ｂ線に沿う断面図である。実施の形態１の回転電機の他の例の組立途中の状態を示す断面図である。本発明にかかる回転電機の実施の形態２を示す断面図である。実施の形態２の回転電機の組立途中の状態を示す断面図である。本発明にかかる回転電機の実施の形態３を示す組立途中の状態の断面図である。図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

符号の説明

１０回転電機
２０回転子
２１回転子コア
２１ａ段部
２２シャフト
３０固定子
４１フレーム
４２ブラケット
４２ａネジ通し孔
４３軸受
４３ａ外輪
４４端板（ガイド部材）
４４ａネジ穴
４５軸受固定ネジ
４６端板取付ネジ
４７端板引抜ネジ
５０軸受ハウジング
５０ａ内フランジ
５０ｂネジ穴
６０円弧状の端板

Claims

筒状のフレームと、
該フレーム内に保持される固定子と、
前記フレームの端部に外周部が取付けられ内周部で軸受を保持するブラケットと、
前記軸受に支持されるシャフトと該シャフトに支持される回転子コアから成り、該回転子コアが前記固定子内に配置される回転子と、
ネジ穴を有し、前記回転子を前記固定子内に挿入するときに、前記回転子コアに外周部が該回転子コアの外周部から径方向に突出するように取付けられ、挿入後に、前記ブラケットのネジ通し孔から挿し込まれた引抜きネジが前記ネジ穴にねじ込まれ、前記引抜きネジを引っ張って、前記回転子コアから取外されるガイド部材と、
を備え、前記ガイド部材は、外径が前記回転子コアの外径より大きい２つの円弧状の端板であることを特徴とする回転電機。