JPH10290554A - 回転機械のロータ及びそのバランシング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸方向の一部に生じている不釣合部位６の表
面を切削することにより不釣合振動を低減させるための
バランシングを行うようにしたモータロータ１に対し
て、その不釣合部位６が永久磁石３を有するコア部２に
存在していても、その永久磁石３の能力を維持しつつ、
３面修正によるバランシングを行えるようにする。 【解決手段】 不釣合部位６に切削可能でかつ非磁性材
料からなるバランシング用スリーブ７を外嵌合し、この
スリーブ７の不釣合部位６に対応する箇所を切削してバ
ランス用凹部７ａを形成することによりモータロータ１
に対して上記バランシングを行うようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸方向の一部に生
じている不釣合部位の表面を切削することにより不釣合
振動を低減させるためのバランシングが行われている回
転機械のロータ及びそのバランシング方法に関する技術
分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、モータ等の回転機械のロータに
おいては、不釣合振動を低減させるためにバランシング
を行うことが知られている。例えば図５に示すように、
モータロータ（２１）のコア部（２２）の軸方向中央部
に不釣合部位（２６）が存在する（軸方向と垂直な方向
に錘（Ｍ）が取り付けられているのと同じ状態となって
いる）場合、このロータ（２１）に対してバランシング
を行うには、ロータ（２１）のコア部（２２）を除く両
端部において軸方向の任意の２面に錘（ｍ１），（ｍ
２）をそれぞれ取り付ける（又はその錘（ｍ１），（ｍ
２）と軸心に対して反対側の表面を切削して錘（ｍ
１），（ｍ２）を取り付けたのと同じ状態とする）こと
で上記錘（Ｍ）とベクトル的に釣り合わせるようにして
いる（２面修正）。このとき、通常、ロータ（２２）を
釣合試験機等により回転させながらそのバランシングを
行う。尚、図５中、（２５）はこのロータ（２１）の両
端部に配置されて該ロータ（２１）の回転支持を行う軸
受である。

【０００３】ところが、上記２面修正によるバランシン
グ方法は、ロータ（２１）が剛体であれるか又は剛体と
見做せる場合には問題は生じないが、ロータ（２１）が
弾性体であって運転時にバランシング時よりも高速で回
転する場合には上記３つの錘（Ｍ），（ｍ１），（ｍ
２）に大きな遠心力が作用してロータ（２１）が撓み、
質量分布が変化して釣合状態が変わってしまうという問
題がある。

【０００４】そこで、従来、不釣合部位（２６）の軸方
向位置を特定することができる場合には、例えば図６に
示すように、上記錘（Ｍ）と軸心に対して反対側の表面
にその錘（Ｍ）と殆ど同じ重量の錘（ｍ３）を取り付け
ることで静的なバランスをとり、ロータ（２１）のコア
部（２２）を除く両端部において錘（ｍ１），（ｍ２）
により僅かに残っている偶力の不釣合をとるようにする
ことが知られている（３面修正）。この場合、通常、不
釣合部位（２６）における錘（Ｍ）と同じ側の表面を切
削してバランス用凹部（切削部）（２２ａ）を形成する
ことで、上記錘（ｍ３）を取り付けたのと同じ状態とし
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記３面修正
によるバランシング方法は、不釣合部位の切削が困難で
ある場合には採用することができなくなってしまう。例
えば所謂表面型ＤＣモータのようにロータのコア部表面
に磁石を有し、その磁石を有するコア部の一部が不釣合
部位となる場合に、その磁石を切削すること自体が非常
に困難となり、たとえ磁石を切削することができたとし
てもモータとしての性能に影響を及ぼすことになるの
で、磁石の切削は避ける必要がある。

【０００６】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、回転機械のロータに対
して不釣合部位を切削することによりバランシングを行
うようにする場合に、その不釣合部位が、上記モータロ
ータの磁石を有するコア部のように、ロータ表面を直接
切削することが困難な箇所に存在していても、ロータの
構成を改良することによって、そのロータに必要な機能
や性能を維持しつつ、３面修正によるバランシングを行
えるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、ロータに切削可能なバランシング
用スリーブを回転一体に外嵌合し、そのスリーブの不釣
合部位に対応する箇所を切削することによりバランシン
グを行うようにした。

【０００８】具体的には、請求項１の発明では、図１及
び図３に示すように、軸方向の一部に生じている不釣合
部位（６）の表面が切削されていて、該切削部により不
釣合振動を低減させるためのバランシングが行われてい
る回転機械のロータを前提とする。

【０００９】そして、切削可能なバランシング用スリー
ブ（７）が回転一体に外嵌合されており、該スリーブ
（７）の上記不釣合部位（６）に対応する箇所を切削す
ることにより上記バランシングを行うように構成されて
いるものとする。

【００１０】上記の構成により、ロータの表面を直接切
削することができなくても、不釣合部位（６）に外嵌合
されたバランシング用スリーブ（７）を切削することで
容易に不釣合部位（６）を切削することができる。しか
も、このバランシング用スリーブ（７）は、ロータに対
して容易に回転一体に外嵌合することができる。また、
ロータを直接切削しないので、切削によってロータに必
要とされる機能や性能に悪影響を及ぼすことはない。よ
って、簡単な構成で、ロータに必要な機能や性能を維持
しつつ、そのロータに対して３面修正によるバランシン
グを良好に行うことができる。

【００１１】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、図２に示すように、表面に磁石（３）を有するモ
ータロータ（１）であるものとする。

【００１２】この発明により、不釣合部位（６）の表面
に磁石（３）を有する場合には、その磁石（３）を切削
すること自体が困難であると共に、モータの性能を低下
させることになるので、請求項１の発明の構成を採用す
る価値が高くなる。よって、請求項１の発明の有効な利
用を図ることができる。

【００１３】請求項３の発明では、請求項２の発明にお
いて、バランシング用スリーブ（７）は、非磁性材料か
らなるものとする。

【００１４】このことで、バランシング用スリーブ
（７）を磁石（３）表面に外嵌合することによる磁石
（３）の性能低下を確実に防止することができる。よっ
て、磁石（３）本来の性能を維持しつつ、モータロータ
（１）に対して３面修正によるバランシングを行うがで
きる。

【００１５】請求項４の発明では、請求項１、２又は３
の発明において、バランシング用スリーブ（７）は、圧
入、焼嵌又は冷嵌により外嵌合されているものとする。

【００１６】このことにより、容易にかつ確実にバラン
シング用スリーブ（７）をロータに回転一体に外嵌合す
ることができる。よって、バランシング用スリーブ
（７）の簡単な外嵌合方法が容易に得られる。

【００１７】請求項５の発明は、回転機械のロータにお
ける軸方向の一部に生じている不釣合部位（６）の表面
を切削することにより、該ロータの不釣合振動を低減さ
せるバランシング方法の発明である。

【００１８】そして、この発明では、図１及び図３に示
すように、上記ロータに切削可能なバランシング用スリ
ーブ（７）を回転一体に外嵌合し、上記スリーブ（７）
の上記不釣合部位（６）に対応する箇所を切削すること
により上記バランシングを行うようにする。こうするこ
とで、請求項１の発明と同様の作用効果を得ることがで
きる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１及び図２は、本発明の実施形態
に係る回転機械のロータとしてのモータロータ（１）を
示す。このロータ（１）は、所謂表面型ＤＣモータを構
成するためのもので、左右方向に延びる軸（４）を備え
ている。この軸（４）の軸方向略中央部に径が両端部よ
りも大きくされたコア部（２）が設けられ、図２（ａ）
に示すように、このコア部（２）の表面に４つの永久磁
石（３），（３），…を有している。尚、図２（ｂ）に
示すように、コア部（２）の表面全周にリング状の磁石
（３）が１つのみ有していてもよい。そして、上記ロー
タ（１）は、そのコア部（２）の周囲に巻線を備えた固
定子が位置するように該固定子内に嵌挿されるようにな
っている。また、このロータ（１）は、その軸（４）の
両端部において２つの軸受（５），（５）により回転支
持されるようになっている。

【００２０】上記モータロータ（１）は、そのコア部
（２）全体に切削可能でかつ非磁性材料からなるバラン
シング用スリーブ（７）が圧入により回転一体に外嵌合
されている。このバランシング用スリーブ（７）が外嵌
合される前の状態において、このロータ（１）の軸方向
の一部つまりコア部（２）の軸方向略中央部には不釣合
部位（６）が存在し、軸方向と垂直な方向に錘（Ｍ）が
取り付けられているのと同じ状態となっている。そし
て、上記モータロータ（１）は、そのスリーブ（７）の
上記不釣合部位（６）に対応する箇所（表面）を切削す
ることにより、不釣合振動を低減させるための３面修正
によるバランシングを行うように構成されている。

【００２１】以上の構成からなるモータロータ（１）に
対する３面修正によるバランシング方法を説明する。先
ず、上記コア部（２）の不釣合部位（６）を含むように
そのコア部（２）全体にバランシング用スリーブ（７）
を圧入により回転一体に外嵌合する。

【００２２】そして、図３に示すように、不釣合部位
（６）に対応する上記錘（Ｍ）と同じ側の上記スリーブ
（７）表面を切削してバランス用凹部（切削部）（７
ａ）を形成する。すなわち、錘（Ｍ）と反対側の表面に
錘（ｍ３）を取り付けたのと同じ状態とすることにより
錘（Ｍ）と釣り合わせて静的なバランスをとる。このと
き、錘（Ｍ）と錘（ｍ３）との重量は殆ど同じである。

【００２３】次に、図４に示すように、ロータ（１）の
コア部（２）を除く軸（４）の両端部において錘（ｍ
１），（ｍ２）を取り付ける（又はその反対側の表面を
切削する）ことにより僅かに残っている偶力の不釣合を
とる。このことで、このロータ（１）のバランシングは
完了する。

【００２４】したがって、上記実施形態では、モータロ
ータ（１）における複数の永久磁石（３），（３），…
（又は１つの永久磁石（３））を有するコア部（２）の
不釣合部位（６）に、切削可能なバランシング用スリー
ブ（７）を外嵌合し、このスリーブ（７）を切削するこ
とによりロータ（１）に対して３面修正によるバランシ
ングを行うようにしたので、切削が困難でかつモータ性
能に影響を及ぼす各永久磁石（３）を切削しなくても済
み、不釣合部位（６）に外嵌合されたバランシング用ス
リーブ（７）を切削することで容易にバランシングを行
うことができる。しかも、このバランシング用スリーブ
（７）は、ロータ（１）に対して圧入によって簡単に外
嵌合することができる。よって、簡単な構成で、モータ
ロータ（１）として必要な機能や性能を維持しつつ、そ
のモータロータ（１）に対して３面修正によるバランシ
ングを良好に行うことができる。

【００２５】また、バランシング用スリーブ（７）は非
磁性材料からなるので、このスリーブ（７）を各永久磁
石（３）の表面に外嵌合することによる永久磁石（３）
の性能低下を確実に防止することができる。よって、モ
ータ性能を維持しつつ、モータロータ（１）に対して３
面修正によるバランシングを行うことができる。

【００２６】尚、上記実施形態では、モータロータ
（１）に対してバランシングを行うようにしたが、他の
どのような回転機械のロータであっても本発明を適用す
ることができ、特に、不釣合部位（６）を直接切削する
ことができない場合に、本発明は極めて有効なものとす
ることができる。

【００２７】また、上記実施形態では、バランシング用
スリーブ（７）をロータ（１）のコア部（２）表面に圧
入により外嵌合するようにしたが、そのスリーブ（７）
を焼嵌又は冷嵌によりコア部（２）に回転一体に外嵌合
するようにしてもよく、このことで、スリーブ（７）を
コア部（２）に圧入するのと同様の作用効果を得ること
ができる。また、接着剤等を使用してスリーブ（７）を
コア部（２）に回転一体に外嵌合することもできる。

【００２８】さらに、上記実施形態では、バランシング
用スリーブ（７）を、不釣合部位（６）を含むコア部
（２）全体に外嵌合するようにしたが、不釣合部位
（６）のみに短いスリーブを外嵌合するようにしてもよ
い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１又は５の
発明によると、軸方向の一部に生じている不釣合部位の
表面が切削されていて、該切削部により不釣合振動を低
減させるためのバランシングが行われている回転機械の
ロータに対して、切削可能なバランシング用スリーブを
回転一体に外嵌合し、そのスリーブの上記不釣合部位に
対応する箇所を切削することにより上記バランシングを
行うようにしたので、簡単な構成で、ロータに必要な機
能や性能の維持を図りつつ、そのロータに対して良好に
３面修正によるバランシングを行うことができる。

【００３０】請求項２の発明によると、回転機械のロー
タを表面に磁石を有するモータロータとしたことによ
り、請求項１の発明の有効な利用を図ることができる。

【００３１】請求項３の発明によると、バランシング用
スリーブを非磁性材料からなるものとしたことにより、
磁石本来の性能を維持しつつ、モータロータに対して３
面修正によるバランシングを行うができる。

【００３２】請求項４の発明によると、バランシング用
スリーブを圧入、焼嵌又は冷嵌により外嵌合するように
したことにより、バランシング用スリーブの簡単な外嵌
合方法を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るモータロータを示す側
面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】バランシング用スリーブを切削して静的なバラ
ンスをとっている状態を示す図１相当図である。

【図４】３面修正によるバランシングが完了した状態を
示す図１相当図である。

【図５】従来の２面修正によるバランシング方法を示す
モータロータの側面図である。

【図６】従来の３面修正によるバランシング方法を示す
図５相当図である。

【符号の説明】

（１） モータロータ（回転機械のロータ） （３） 永久磁石 （６） 不釣合部位 （７） バランシング用スリーブ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向の一部に生じている不釣合部位
   （６）の表面が切削されていて、該切削部により不釣合
   振動を低減させるためのバランシングが行われている回
   転機械のロータにおいて、 切削可能なバランシング用スリーブ（７）が回転一体に
   外嵌合されており、該スリーブ（７）の上記不釣合部位
   （６）に対応する箇所を切削することにより上記バラン
   シングを行うように構成されていることを特徴とする回
   転機械のロータ。
2. 【請求項２】 表面に磁石（３）を有するモータロータ
   （１）であることを特徴とする請求項１記載の回転機械
   のロータ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の回転機械のロータにおい
   て、 バランシング用スリーブ（７）は、非磁性材料からなる
   ことを特徴とする回転機械のロータ。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の回転機械のロ
   ータにおいて、 バランシング用スリーブ（７）は、圧入、焼嵌又は冷嵌
   により外嵌合されていることを特徴とする回転機械のロ
   ータ。
5. 【請求項５】 回転機械のロータにおける軸方向の一部
   に生じている不釣合部位（６）の表面を切削することに
   より、該ロータの不釣合振動を低減させるバランシング
   方法において、 上記ロータに切削可能なバランシング用スリーブ（７）
   を回転一体に外嵌合し、 上記スリーブ（７）の上記不釣合部位（６）に対応する
   箇所を切削することにより上記バランシングを行うこと
   を特徴とする回転機械のロータのバランシング方法。