JPH08182234A - 電動機用回転子の防振構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転子の回転中に生ずる振動を抑制して電動
機の低トルクリプル化をはかることにある。 【構成】 回転子１１のローターヨーク１２と回転子軸
１４とを、回転子１１外側の空所Ｓにおいてコイルばね
からなる緩衝部材１８により連繋し、回転子１１の運転
トルクを前記緩衝部材１８を介して回転子軸１４に伝達
することにより、回転子１１の回転中に発生する振動を
前記緩衝部材１８により吸収緩和させて、回転子軸１４
に固定した負荷部材を騒音を発生させることなく、静か
に運転できるように構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動機用回転子に係わ
り、その目的は回転子の回転中に発生する振動を極力抑
制する改良された防振構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】空調機や石油ファンヒータの送風機及び
扇風機、換気扇、更にはＯＡ機器等の駆動源は、一般に
無整流子直流電動機とか誘導電動機等が、その使用機器
に対応して具備されている。そして、前記電動機はこれ
まで単なる駆動源として高効率で十分な起動トルクが得
られればよかった。しかし、生活様式が順次向上するに
つれて前記機器の使用等に際しては、その静音化が使用
者等から強く要求されるようになってきた。

【０００３】即ち、前記各電動機には、従来からの性能
向上に加えて低トルクリプル化を必要とするようになっ
てきた。この低トルクリプル化とは駆動源の低騒音化を
はかることである。然るに、例えば、無整流子電動機に
おける低トルクリプル化を阻む主な要因としては、従来
から通電電流波形の不円滑な出力と、ホールＩＣの取付
位置精度の不備に起因していた。

【０００４】前者の通電電流波形の不円滑な出力につい
ては、電動機の駆動電流が矩形波電流であるため、その
電流通電区間において、平坦であれば問題はないが、正
弦波形のように滑らかに出力させることが難しく、高調
波の成分を含んで出力される結果、電動機の回転子は、
その回転がぎくしゃくして円滑さを欠き振動発生の大き
な要因をなしていた。この場合、通電電流波形を特殊な
制御回路を用いて正弦波化することは可能であるもの
の、制御回路の製作に多大な費用を要するため現実に使
用することは困難であった。一方、後者はホールＩＣの
取付精度が、そのまま電流切換えのタイミング精度に影
響する結果、取付精度のずれによって通電電流波形の平
坦度が前者に比べて更に崩れてしまい、回転子の回転を
円滑に行うことは困難であった。

【０００５】一方、誘導電動機においては、その運転中
回転子に回転磁界が発生し、回転子と固定子との間の空
隙が不均一である場合、交番トルクが発生しこれが脈動
振動となって騒音を誘発していた。このため、回転子の
回転によって発生する前記振動を抑制するために、例え
ば、図３ないし図５で示すように、回転子１，１ａと回
転子軸２との間にゴム等の緩衝部材５，弾性部材８を介
在させていた。

【０００６】即ち、図３，４において、回転子軸２に４
個の凸部ａを外方に突設した軸筒３を挿着し、回転子１
には軸筒３の外側において４個の凸部ｂを内方に突設し
て、前記軸筒３の凸部ａと入れ違い状となして回転筒体
４を嵌着し、この回転筒体４の凸部ｂと軸筒３の凸部ａ
との間の空所には、ゴム等の柔軟性のある緩衝部材５を
介挿して回転子１を構成し、この回転子１の回転中に発
生した交番トルクの脈動振動を回転筒体４から緩衝部材
５を介して軸筒３に伝達することになるものの、前記の
脈動振動はその大部分が緩衝部材５により吸収緩和され
て回転子軸２に伝達されない結果、電動機は振動・騒音
を抑制して運転することができる。

【０００７】一方、図５に示す回転子１ａは、回転子軸
２と、この回転子軸２が挿通する回転子１ａの貫通孔６
との間に所定の空隙７を設け、この空隙７にゴム等の弾
性部材８を介在させて回転子軸２を回転子１に同心的に
固着することにより回転子１ａを構成し、この回転子１
ａの回転中に発生する振動を弾性部材８により吸収緩和
させて回転子軸２を円滑に駆動させるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】然るに、図３に示す回
転子１の製作に際しては、軸筒３と回転筒体４とをそれ
ぞれ回転子軸２及び回転子１に挿着するとともに、軸筒
３と回転筒体４との間の空所には、ゴム等の緩衝部材５
を液状化させて圧入し、かつ、これを固化させて製作す
ることになるため、回転子１の製作には、結果的に多く
の部品を必要とするとともに、その組立に手間等がかか
るため、回転子１の生産性を阻害することはもとより、
部品点数の増加に伴い製作コストを高くする問題があっ
た。

【０００９】又、図５に示す回転子１ａの製作に当って
は、回転子１ａに回転子軸２を挿着する場合、回転子１
ａの貫通孔６に弾性部材８を介して回転子軸２を挿着す
ることになるため、弾性部材８は回転子軸２の挿着時、
一方に片寄って挿着されたりすると、回転子軸２と回転
子１との同心配置が崩れ、回転子１の円滑な回転を阻害
するおそれがあった。

【００１０】更に、回転子１，１ａはそれぞれ緩衝部材
５、弾性部材８を介在させた状態で、自体の回転力を回
転子軸１ａに伝達する構造が採用されているので、緩衝
部材５，弾性部材８は常時摺接状態にあるため、早期に
劣化損傷し、回転子１，１ａの回転力を回転子軸２に円
滑に伝達できない問題があった。

【００１１】本発明は、前記の種々な問題に鑑み、回転
子と回転子軸とをコイルばねからなる緩衝部材により駆
動結合して、回転子の回転時に生じる振動を抑制するよ
うにした電動機用回転子の防振構造を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来の問題を
解決するために、回転子軸を回転子の挿入孔に遊嵌し、
この回転子軸と前記回転子とを緩衝機能に優れたコイル
ばねにより駆動結合し、回転子の回転力、即ち、電動機
の運転トルクを前記コイルばねを通して回転子軸に伝達
することにより、回転子軸に取付けた負荷を回転させ
る。

【００１３】

【作用】回転子には回転子軸がフリーな状態で遊嵌され
ているため、回転子はその始動時回転子軸に対して空転
するような状態で起動するものの、回転子と回転子軸と
はコイルばねによって駆動連結されているので、回転子
はコイルばねを介して回転子軸を回転させる。この場
合、回転子に振動が生じた場合、この振動はコイルばね
により良好に吸収されて回転子軸への伝達を抑制する。
この結果、回転子軸に止着した負荷には電動機の運転ト
ルクのみが良好に伝達されるため、負荷部材の運転中に
生ずる振動・騒音を低減化し、電動機の低トルクリプル
化を容易にはかることが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を、例えば、無整流子直流電動
機の回転子に実施した例を図１，２によって説明する。
図１において、１１は電動機の回転子を示し、その構造
はけい素鋼帯を中空円形状に打抜いて設けた磁性体を所
要枚数積層して固定したローターヨーク１２と、このロ
ーターヨーク１２の外周面に、例えば、フェライト等か
らなる磁性粉とポリアミド樹脂等熱可塑性の合成樹脂と
を混練してこれを射出成形手段等により射出して形成し
たプラスチックマグネット（以下、磁石体という）１３
とによって構成されている。なお、ローターヨーク１２
の外周に永久磁石（図示せず）を配設する等して磁石体
１３を形成するようにしてもよい。そして、前記磁石体
１３は図１で示すように、ローターヨーク１２の両端か
らそれぞれ一定の長さ突出して形成されている。

【００１５】１４はローターヨーク１２の中心部に設け
た挿通孔１５にフリーな状態で遊嵌した回転子軸を示
し、この回転子軸１４の一方（磁石体１３のローターヨ
ーク１２から長く突出する方向）には、磁石体１３の側
端面と合致する位置において、円形状のボス１６が止ね
じ１７を用いて止着されている。１８は前記ボス１６と
ローターヨーク１２との間の空所Ｓに介挿したコイルば
ね等弾力性に優れた金属材料からなる緩衝部材で、図１
で示すように、コイルばねの一方をローターヨーク１２
に圧入あるいは溶接等の手段により固着し、他方は回転
子軸１４を挿通してボス１６に溶接，圧入等の手段にて
止着されている。なお、前記回転子１１から突出する回
転子軸１４の端部には図示しない軸受が取付けられる。
又、前記緩衝部材１８はローターヨーク１２内の空所Ｓ
に具備させてあるので、外部に露呈することはない。

【００１６】前記の構成において、回転子１１を回転さ
せると、回転子軸１４は回転子１１の挿通孔１５にフリ
ーな状態で嵌入されているため、回転子１１とこれを緩
衝部材１８を介してつなぐ回転子軸１４との間で若干の
遅れが発生する。即ち、前記回転子軸１４は回転子１１
の起動により若干遅れて、回転子１１のトルクが緩衝部
材１８に伝達されて回転し、回転子軸１４に固定した負
荷、例えば、図２に示す送風機１９の羽根２０を回転さ
せる。

【００１７】そして、前記回転子１１の回転中に何らか
の理由によって振動が発生すると、その振動は緩衝部材
１８に伝達される。この緩衝部材１８はコイルばねによ
って形成されているため、前記振動はコイルばねの弾性
力によって吸収緩和され、緩衝部材１８と連結する回転
子軸１４への伝達を極力抑制することができる。この結
果、前記回転子軸１４には回転子１１の運転トルクのみ
が良好に伝達されるので、図２で示すように、例えば、
本発明の防振構造を具備した回転子１１を有する電動機
２１に羽根２０を取付けて構成した空調機の送風機１９
においては、回転子１１からの振動の伝達が大幅に抑制
することができるため、径大な羽根２０を回転させて
も、回転子１１の振動が羽根２０の回転力と送風機１９
内において共鳴することがないので、送風機１９の運転
により騒音が発生するという問題を確実に解決すること
ができる。この結果、電動機２１は高速回転時に生ずる
振動が防止できるので、回転子１１全体に蓄積される磁
気エネルギーの増大化がはかれ、小型で高性能の電動機
２１を得ることができる。

【００１８】なお、本発明は、緩衝部材１８をローター
ヨーク１２とボス１６との間に挿設した例で説明した
が、これに限定することなく、緩衝部材１８をローター
ヨーク１２と回転子軸１４との間で取付けて、回転子１
１の運転トルクを回転子軸１４に伝達させるようにして
も本発明は成立するものである。又、本発明は、無整流
子直流電動機の回転子に実施した例で説明したが、これ
に限ることなく誘導電動機に使用する回転子に実施して
もよいことは勿論である。．

【００１９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したようにして構成
したので、回転子軸には回転子の運転中に発生する振動
の伝達を極力抑制することができるため、回転子軸に固
着した羽根等の負荷から騒音をほとんど発生させること
なく、電動機の低トルクリプル化を可能としたので、こ
の種電動機を具備する機器を低騒音で運転することが可
能となる。

【００２０】又、低トルクリプル化を可能とした回転子
の防振構造は、回転子とこの回転子に遊嵌した回転子軸
とを、回転子の外側の狭隘な空所（デットスペース）を
有効利用して緩衝部材により駆動可能に連結して構成さ
れているため、電動機は大型化せず、しかも、緩衝部材
は回転子の外側において、回転子軸の間で連繋すればよ
いので、電動機の組立作業を容易に行うことができ、こ
の種電動機の生産性を向上させ、経済的に製作すること
ができるという利便性をも備えている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の防振構造を具備した回転子の縦断面図
である。

【図２】本発明の防振構造を備えた回転子を有する電動
機の使用状態を示す説明図である。

【図３】従来の防振構造を備えた回転子の正面図であ
る。

【図４】同じく要部の断面図である。

【図５】従来の他の防振構造を備えた回転子の縦断面図
である。

【符号の説明】

１１ 回転子 １２ ローターヨーク １４ 回転子軸 １６ ボス １８ 緩衝部材 ２０ 羽根 Ｓ 空所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転子の挿通孔に回転子軸を遊嵌し、こ
   の回転子軸と回転子との間の空所に、コイルばね等から
   なる緩衝部材を回転子と回転子軸とが駆動できるように
   連結させたことを特徴とする電動機用回転子の防振構
   造。