JP7431664B2 - 回転電機の回転子 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、回転電機の回転子に関する。

永久磁石型回転電機の回転子には複数の永久磁石が配置されるため、径方向に重量のアンバランスが発生していることが多く、製品として出荷する前にアンバランスを解消するための調整作業を行っている。その調整は、一般には工作機械等を用いて回転子の一部を削って行うことが多いが、例えば特許文献１に開示されているように、より簡易にバランス調整を行うことができる回転子の構造も提案されている。

特開２００５－２１８２９３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている回転子の構造では、バランス調整を行う際の自由度が高いとは言えず、必ずしも調整作業を短時間内に完了できる保証はない。
そこで、バランス調整の自由度をより向上させることができる構造を有した回転電機の回転子を提供する。

実施形態の回転電機の回転子は、複数の永久磁石が配置される鉄心と、この鉄心の軸方向前端面及び後端面にそれぞれ取り付けられる負荷側及び反負荷側端板とを備え、前記負荷側及び反負荷側端板の少なくとも一方には、バランス調整用の重りを取付ける位置を、回転中心側と外周側との間において複数段階で変更可能にする重り取付け部が形成されている。前記重り取付け部は、径方向に並ぶ複数の取付け穴の列が、周方向に複数形成された構成である。加えて、同じ周上に並んでいる複数の取付け穴の列を周方向列とすると、前記重り取付け部は、同じ周方向列に形成されている複数の取付け穴に、径が異なる穴を含んでおり、径が大である第１取付け穴と、径が小である第２取付け穴とが交互に配置されている。

第１実施形態であり、回転子鉄心に取り付けられた端板を負荷側から見た図 端板が取り付けられた回転子鉄心の軸方向断面図 バランサの正面図及び側面図 バランサを挿入穴に圧入した状態を示す正面図 第２実施形態であり、回転子鉄心に取り付けられた端板を負荷側から見た図 端板が取り付けられた回転子鉄心の軸方向断面図 第３実施形態であり、回転子鉄心に取り付けられた端板を反負荷側から見た図 端板が取り付けられた回転子鉄心の軸方向断面図 第４実施形態であり、回転子鉄心に取り付けられた端板を反負荷側から見た図

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１から図４を参照して説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態の回転子１は、図示しない回転軸に取り付けられる回転子鉄心２と、端板３Ｌ及び３Ｏとを備えている。回転子１は、図示しない固定子と共にインナーロータ形の永久磁石モータを構成するもので、固定子の内周部に収納される。回転子鉄心２は、複数枚の打抜鋼板を軸方向に積層して構成されており、外周部には、永久磁石４を収納するためのスロット５が複数形成されている。

端板３Ｌ及び３Ｏは、回転子鉄心２に収容された、図１に破線で示す永久磁石４の脱落を防止するため、回転子鉄心２の図中左側である負荷側端面と、同右側である反負荷側端面とにそれぞれ取り付けられる。図１に示すように、本実施形態の端板３は、回転軸の挿入穴６と外周側との間に、径方向に沿って並ぶ３つの挿入穴７の列が、周方向に１６列並ぶように形成されている。取付け穴に相当する挿入穴７の形状は、例えば六角形である。これら複数の挿入穴７が重り取付け部８である。

挿入穴７には、図３に示すように、概ね円筒状のバランサ９が図４に示すように圧入される。バランサ９は、例えば軟鋼のような金属製や樹脂製等であり、挿入穴７に圧入される側の端部には、面取り加工が施されている。バランサ９はバランス調整用重りの一例である。

以上のように構成される本実施形態によれば、回転子鉄心２の軸方向負荷側及び反負荷側にそれぞれ取り付けられる端板３Ｌ，３Ｏを備え、端板３に、バランサ９を取付ける位置を、回転中心側と外周側との間において複数段階で変更可能にする重り取付け部８を形成した。重り取付け部８は、バランサ９が挿入される挿入穴７を径方向に複数並べた列を、周方向に複数形成した構成である。これにより、バランサ９を取り付ける径方向位置が従来よりも多様になり、作業者は、バランス調整作業をより簡単に効率良く行うことができる。

また、端板３を、径方向に並ぶ挿入穴７の列の少なくともの一部が、回転子鉄心２に隣り合って配置されている永久磁石４の端部の間に係るように鉄心３に取り付ける。すなわち、回転子１の径方向にアンバランスが生じる主な要因の１つは、個別の永久磁石４の重量がばらつくことである。したがって、２つの永久磁石４の端部の間に位置するバランサ９を取り付けてバランス調整を行うことで、調整を効率的に行うことができる。

（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図５及び図６に示すように、第２実施形態の回転子１１は端板１２の構成が相違しており、挿入穴７と共に、より小さい六角形の挿入穴１３が併せて形成されている。挿入穴７が第１取付け穴に相当し、挿入穴１３が第２取付け穴に相当する。

端板１２では、径方向に並ぶ３つの穴のうち、２つの挿入穴７の間に挿入穴１３が形成されている列と、２つの挿入穴１３の間に挿入穴７が形成されている列とが、周方向に交互に並んでいる。そして、挿入穴１３には、具体的には示さないが、その形状に対応してバランサ９よりも径小となるバランサが挿入される。このように構成すれば、作業者は回転子１１のバランス調整を、重さが異なるバランサを用いてより精密に行うことができる。

（第３実施形態）
図７及び図８に示すように、第３実施形態の回転子２１は、第１実施形態における反負荷側の端板３Ｏを端板２２Ｏに置換えたものであり、端板２２は、端板３における挿入穴７を全て挿入穴１３に置換えた構成である。このように構成した場合も、回転子２１の負荷側と反負荷側とでそれぞれ重さが異なるバランサを取り付けることができ、作業者はバランス調整を精密に行うことができる。

（第４実施形態）
第１実施形態では、端板３Ｌ，３Ｏにおける挿入穴７が径方向に並ぶ配列は同一であったが、第４実施形態の回転子３１では、反負荷側の端板３Ｏを、図９に示すように、時計回り方向に１１．２５度回転させた状態で回転子鉄心２に取り付けている。このように構成した場合も、回転子３１の負荷側と反負荷側とでそれぞれ径方向に異なる位置でバランサ９を取り付けることができ、作業者はバランス調整を精密に行うことができる。

（その他の実施形態）
端板は、負荷側，反負荷側の何れか一方のみに配置しても良い。
第４実施形態において反負荷側をずらす回転角は、１１．２５度に限らない。
第４実施形態を第２，第３実施形態の構成に適用して、端板１２Ｏ，２２Ｏを、端板１２Ｌに対して回転させた状態で取り付けても良い。
端板のバーと永久磁石との配置関係は、例示したものに限らず、必ずしも径方向に並ぶ複数の挿入穴の列の少なくとも一部が、２つの永久磁石の間に係るようにする必要はない。
挿入穴７の数や永久磁石の極数は、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
取付け穴の形状は六角形に限らず、その他の多角形や円形でも良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１は回転子、２は回転子鉄心、３は端板、４は永久磁石、７は挿入穴、８は重り取付け部、９はバランサ、１１は回転子、１２は端板、２１は回転子、２２は端板、３１は回転子、３２は端板を示す。

Claims (5)

1. 複数の永久磁石が配置される鉄心と、
   この鉄心の軸方向前端面及び後端面にそれぞれ取り付けられる負荷側及び反負荷側端板とを備え、
   前記負荷側及び反負荷側端板の少なくとも一方には、バランス調整用の重りを取付ける位置を、回転中心側と外周側との間において複数段階で変更可能にする重り取付け部が形成されており、
   前記重り取付け部は、径方向に並ぶ複数の取付け穴の列が、周方向に複数形成された構成であり、
   同じ周上に並んでいる複数の取付け穴の列を周方向列とすると、
   前記重り取付け部は、同じ周方向列に形成されている複数の取付け穴に、径が異なる穴を含んでおり、
   径が大である第１取付け穴と、径が小である第２取付け穴とが交互に配置されている回転電機の回転子。
2. ある周方向列の第１取付け穴の位置と、その外周又は内周側となる周方向列の第２取付け穴の位置とが、同じ径上に並ぶように配置されている請求項１記載の回転電機の回転子。
3. 前記端板は、径方向に並ぶ複数の取付け穴の列の少なくとも一部が、前記鉄心に隣り合って配置されている永久磁石の端部の間に係るように、前記鉄心に取り付けられている請求項１又は２記載の回転電機の回転子。
4. 前記重り取付け部は、前記負荷側及び反負荷側端板の双方に形成されており、
   前記負荷側端板と、前記反負荷側端板とは、それぞれに形成されている重り取付け部の周方向位置にずれが生じるように、前記鉄心の各端面にそれぞれ取り付けられている請求項１から３の何れか一項に記載の回転電機の回転子。
5. 前記重り取付け部は、前記負荷側及び反負荷側端板の双方に形成されており、
   前記負荷側端板と、前記反負荷側端板とは、それぞれに形成されている取付け穴の径が異なっている請求項１から４の何れか一項に記載の回転電機の回転子。