JPS62244256A - 回転電機の積層回転子のバランス補正方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動機等のような回転電気において、鉄心を
積層させて形成された積層回転子のアンバランス量を除
去し、バランスさせるのに好適な積層回転子のバランス
補正方法及びその装置に関する。

〔従来技術〕

一般に、この種の積層回転子は、加工材から打ち抜いて
第８図に示す如き円板形状の鉄心１が成形され、その鉄
心１を所定枚数積層することによシ構成されている。６
は軸穴、７はスロットである。

ところで、鉄心を成形する加工材は、圧延ロールを通過
して製造される薄削板のものであるが、この板厚寸法の
偏差量が縮少の方向になシつつあるものの、偏差を完全
に無くするまでの技術には至っていない。

その為、板厚寸法に偏差のある加工材から鉄心１を成形
すると、鉄心１は、第９図に断面図で示すように、中心
線Ａを中心とする径方向において左端縁の板厚寸法ｔ１
と左端縁の板厚寸法ｔ２とでは板厚偏差が生じるので、
薄肉側りと厚肉側Ｒとに重量差が生じる。

即ち、鉄心１における薄肉側りと厚肉側Ｒとの関係は、
薄肉側りの重量をＷＬ、薄肉側りの面積をＡＬ、鉄心中
央部の板厚寸法をｔｏ、厚肉側Ｒの重量をＷＲ，厚肉側
Ｒの面積をＡＲ，加工材料の比重をｒとすると、下記の
式になる。

１０＋１．　　　　　　　　　　　・・・・・・・・・
・・・（２）ＷＲ＝Ａ几　　２　　γ ＷＬ＜ＷＲ・・・・・・・・・・・・（３）これらの式
（１）、　（２）、　（３）によれば、鉄心１の薄肉側
りと厚肉側Ｒとでは、面積が同じでも、板厚寸法の偏差
分が重量差となることがわかる。。

従って、鉄心を所定枚数（Ｎ）に積層して積層回転子を
形成した場合、積層回転子の薄肉側と厚肉側の重量差が
Ｎ倍となシ、回転時、積層回転子がアンバランスし、振
動や騒音が著しく大きくなるので、アンバランス量を補
正することが必要である。

従来、アンバランスを補正するには、第１０図及び第１
１図に示すように、積層回転子２の短絡環３に予め突起
４を設けておき、バランス計測手段等によってアンバラ
ンスが検出されたとき、所望の突起４にアンバランス量
に相当する重量のバランスウェイト５を加締めて固定し
、これによってバランスさせるようにしている。なお、
第１０図、第１１図において、６は軸穴、８は羽根であ
る。

また、アンバランスを補正する他の例としては、実開昭
５８−１７９８５１号公報に示される公知技術がある。

この公知技術は、鉄心に設けられたキー溝と、鉄心のキ
ー溝と対向する位置に設けられ、回転モーメントを等し
くする為のバランス穴との双方によってバランスさせる
ように構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、第１０図９、第１１図に示す従来例は、積層
回転子２を組付けた後で、アンバランスの補正処理を行
うので、その補正処理の工程が必要になシ、しかもそれ
が殆んどの場合手作業で行われるので、労力やコストが
それだけかさみ、そのため、回転電機の生産性や経済性
が低下する問題があった。

また、公知技術のものは、バランス穴によって鉄心の回
転モーメントを等しくすることができるものの、板厚寸
法の偏差については何部配慮されていない。

本発明の目的は、上記事情に鑑み、加工材に板厚偏差が
あっても、容易かつ確実にバランス補正でき、しかも組
付は後にバランス補正することがないようし、以て生産
性を高め得ると共に、コストダウンを図シ得る回転電機
の積層回転子のバランス補正方法を提供することにあシ
、本発′明の他の目的は上記方法を的確に実施し得る回
転電機の積層回転子のバランス補正装置を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の１番目の発明では、加工材の巾方向における両
端部の板厚寸法を測定する。そして、測定された板厚寸
法から加工材の鉄心部における径方向の厚肉側と薄肉側
との板厚偏差を演算し、該演算値に基づいて鉄心の積層
枚数と積層時のアンバランス重量とを演算し、かつ該演
算値に基づき予め設定されたバランス穴の大きさの関係
から、バランス穴を設けるのに必要な鉄心の枚数を演算
すると共に、その鉄心の厚肉側の位置を判定する。

その後、前記処理結果に応じて加工材における所定鉄心
部の厚肉側の所定位置にバランス穴を明け、積層回転子
の厚肉側と薄肉側とのアンバランスを補正するようにし
ている。

また、本発明の２番目の発明では、加工材の巾方向にお
ける両端部の板厚寸法を測定する板厚測定器と、測定さ
れた板厚寸法から加工材の鉄心部における径方向の厚肉
側と薄肉側との板厚偏差を演算し、該演算値に基づいて
鉄心の積層枚数と積層時のアンバランス重量とを演算し
、かつ該演算値に基づき予め設定されたバランス穴の大
きさの関係から、バランス穴を設けるのに必要な鉄心の
枚数を演算すると共に、その鉄心の厚＾側の位置を判定
する演算処理制御手段と、前記処理結果に応じて加工材
における所定鉄心部の厚肉側の所定位置にバランス穴を
明け、積層回転子の厚肉側と薄肉側とのアンバランスを
補正する穴明は手段とを備えている。

〔作用〕

本発明の１番目の発明では、加工材の巾方向の両端部の
板厚を測定し、またその板厚偏差に基づき鉄心の積層枚
数、アンバランス重量、バランス穴を設けるべき積層位
置、厚肉部の位置を求め、加工材から鉄心を形成する際
に、上記求められた処理結果に応じて加工材の鉄心部の
厚肉側にバランス穴を設けて積層回転子の回転アンバラ
ンスを補正するので、鉄心の製造工程中にアンバランス
を補正でき、従来のように積層回転子の組付は後にバラ
ンス補正を行うことが不要になる結果、積層回転子の生
産性を高め、かつコストダウンを図シ得、しかも加工材
の板厚偏差を測定した結果に基づいてバランス補正する
ので、簡単にかつ確実にバランス補正を行うことができ
る。

また、本発明の２番目の発明では、前述の如く、前記板
厚測定器と、演算処理制御手段と、穴明は手段とで、鉄
心の製造工程中にアンバランス補正し得るように構成し
たので、１番目の発明を的確に実施し得る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によ）説明する。

第１図は本発明方法を実施するバランス補正装置を適用
した鉄心製造機械を示す側面図、第２図は本発明方法を
実施するバランス補正装置の一実施例を示す説明用ブロ
ック図、第３図は鉄心製造機械の成形工程を示す加工材
の平面図、第４図は本発明方法の一実施例を示すフロー
チャート、第５図は積層回転子の平面図、第６図は第５
図の■−■線断面図である。

第１図に示す鉄心製造機械は、材料供給部３１に薄鋼板
をロール状に巻き付けた加工材１０が保持され、その加
工材１０が材料供給部３１によシ引出され、レベラー３
２等を経てプレス３３の所定位置に送シ込まれる。

プレスおけ加工材１０を所望形状に打ち抜く金型部３４
ａ、３４ｂと、これを制御する制御部邸とを有し、加工
材１０が送シ込まれると、制御部話の指令によシ金型部
３４ａ、３４ｂが加工材１０の鉄心部１１′に、例えば
第３図（ａ）に示すように軸穴１６．スロット１７を成
形した後、同図（ｂ）に示すように、その加工材ｌＯの
鉄心部１１′を打ち抜いて鉄心１１を成形するように構
成されている。

そして、プレス３３によって成形された鉄心１１が、図
示しない積層手段で第５図及び第６図に示すように所定
枚数積層されることによシ、積層回転子ｎを構成するよ
うにしている。

その際、前記積層回転子１２においては第６図に明示す
るように、加工材１０の板厚偏差によシ鉄心１１の中心
線Ａを中心とする径方向の両端縁の板厚寸法が１１＞　
１２の関係となシ、かつ鉄心１１を所定枚数積層した積
厚寸法がＴ□＞Ｔ２の関係となるので、薄肉側りと厚肉
側几との間で重量差が生じ、重量の大きい厚肉側Ｒにそ
の重量差に和尚するバランス穴１３を設けることが必要
である。

ここで、積層回転子ｎにおける薄肉側りの重量ＷＬと厚
肉側Ｒの重量ＷＲの関係は次式のとおりである。

ＷＬ　＃　ＷＲ・・・・・・・・・・・・（６）〔但し
、ｄ：バランス穴の面積／１枚、１ｉＨ）（ランス穴の
必要個数（枚数）×板厚寸法、ＡＬ：積層回転子の薄肉
側の面積、ＡＲ：積層回転子の厚肉側の面積〕 上記（４）、　（５）、　（６）式によれば、積層回転
子化の薄肉側り及び厚肉側Ｂの積厚偏差による重量差と
、ｎ個のバランス穴１３の重量とが略同じになるので、
アンバランスを補正できることがわかる。

そこで、アンバランスを補正する為のバランス補正装置
が前記鉄心製造機械に設置されている。

該アンバランス補正装置は、第１図、第２図に示すよう
に、板厚測定器２１と、演算処理制御部２２と、バラン
ス用の穴明は機構２３とを備えて構成されている。

前記板厚測定器２１は、その測定点りと後述するバラン
ス穴明は機構２３の穴明は位置Ｅとの間に適度の距離を
もって加工材１０の搬送路の途中位置に設置され、加工
材１０の巾方向における両端部の板厚寸法を測定するよ
うにしている。

前記演算処理制御部２２は、その入力側が板厚測定器２
１の出力部に接続され、その出力側に金型制御部３５を
介して穴明は機構２３の入力側が接続されている。

この演算処理制御部２２は、板厚測定器２１の測定デー
タから加工材１０の鉄心部１１′における径方向の薄肉
側りと厚肉側Ｒとの板厚偏差を演算し、該演算値に基づ
き予め与えられたデータと比較して積層回転子νを構成
する鉄心１１の積層枚数（Ｎ）と積層時のアンバランス
重量とを演算し、さらに該演算値に基づき予め設定され
たバランス穴の大きさの関係から該バランス穴を設ける
のに必要な鉄心１１の枚数（ｎ）を求めると共に、その
鉄心１１の厚肉側孔の位置を判定するように構成されて
いる。その場合、バランス穴を設けるべき鉄心１１の積
層位置は鉄心枚数（ｎ）によって予め定められている◎
前記穴明は機構詔は、第２図に明示するように、２組で
構成されておシ、演算処理制御部器の出力側に金型制御
部あを介して接続されたソレノイド２４と、ソレノイド
２４の電磁力でロッドが動作し得るシリンダ２５と、シ
リンダ２５のロッドに連結ゾレート２６を介して取付け
られたスライドカムＩと、金型３４ａ及びストリッパ３
４ｃ間に加工材ｌＯ力方向移動可能に支持され、かつス
ライドカムｎの押し込み動作によって加工材１０の鉄心
部１１’の所定位置にバランス穴１３を明けるパンチ囚
と、加工材１０を金型３４ｂの所定位置に位置決めする
ストン／＜２９とを有している。そして、この２組の穴
明は機構ｎは、バランス穴１３を設けるべき加工材１０
の鉄心部１１’が金型３４ａ、３４ｂに搬送されたとき
、前記□演算処理制御部２２の処理結果に応じ、一方の
組のソレノイド２４．シリンダ２５．連結プレート２６
．スライドカム４によってパンチ詔が穴明は動作するこ
とによシ、加工材１０における鉄心部１１′の厚肉側Ｒ
の所定位置、即ち軸穴６とスロット７との間にバランス
穴１３を明け、積層回転子１２の厚肉側Ｂと薄肉側りと
のアンバランスを補正す、るようにしている。

その際、穴明は機構２３のバランス穴工程は第３図（ａ
）に示すように、加工材１０から鉄心１１を打ち抜く前
の段階、例えば軸受６やスロット７を打ち抜く前の段階
で行うようにしている。

なお、穴明は機構２３は、本例では一枚の鉄心１１に単
一のバランス穴１３を明ける為に１本のパンチ２８が設
けられた例を示したが、第７図に示すように、複数のバ
ランス穴１３．１３ａ、　１３ｂを明は得るように複数
本のパンチを設けても良く、何れにしろバランス穴１３
が加工材１０における鉄心部１１′の厚肉側孔の所定位
置に所定形状で明は得れば良い。

次に、実施例のアンバランス補正装置の作用に関連して
本発明方法の一実施例を説明する。

鉄心製造機械の材料供給部３１が加工材１０をプレス羽
の所定位置に搬送し、プレス羽が金型制御部部によシ制
御されて加工材１０から所定形状の鉄心１１を順次積層
する。

この鉄心１１の製造時、アンバランス補正装置では、板
厚測定器２１の測定点りと穴明は機構２３の穴明は点Ｅ
とが距離をもっているので、演算制御部２２は、まずス
テップ４１において１台分の積層回転子１２を構成する
１枚目の鉄心１１が打ち抜かれたか否かを判定し、該判
定結果、１枚目の鉄心１１の打ち抜きが完了したときに
ステップ招の処理を実行する。

ステップ佃では、板厚測定器２１が加工材１０の巾方向
の両端部の板厚寸法を測定するので、その測定された板
厚寸法を読み込み、このデータをステップ４３でル巾変
換した後、ステップ４４において測定された板厚寸法に
基づいて加工材１０の鉄心部１１′における径方向の厚
肉側Ｒと薄肉側りの板厚偏差を演算し、次いでステップ
４５において、ステップ朝の演算値に基づき積層回転子
１２を構成するのに必要な鉄心１１の枚数（Ｎ枚）と、
積層したときの薄肉部りと厚肉部分Ｒとのアンバランス
重量を演算する。その際、ステップ荀においては、測定
点りと穴明は点Ｅとに距離があるので、その距離を考慮
して演算している。

そして、ステップ４６では、ステップ４５での演算され
た積層時のアンバランス重量Ｗ１と、予め定められた許
容アンパラ、ンス量Ｗ。とを比較する。その結果、積層
時のアンバランス重量Ｗ１が許容アンバランス量Ｗ。よ
シ小さい場合、この積層回転子１１がバランスしている
とみなし、次の積層回転子を成形するときにステップ４
１以降の処理を繰シ返し実行し、またアンバランス重量
Ｗｌが許容アンバランス量Ｗ。よシ大きいと、この積層
回転子１１がアンバランスであるので、バランス穴を設
ける為に次の処理を実行する。

即チ、ステップ４７において、ステップ４５での演算値
に基づきバランス穴１３を設けるべき鉄心１１の枚数（
ｎ）を演算すると共に、その鉄心の厚肉部Ｒの位置を判
定する。その場合、バランス穴１３を明けけるべき鉄心
１１の積層時の位置は、予めバランス穴を明ける鉄心の
必要枚数に応じて設定されている。

次いで、ステップ４７の処理後、ステップ拐でバランス
穴を設けるべき鉄心枚数（ｎ）と位置とのデ′−夕ヲセ
ットし、穴明はカウンタをイニシャルした後、ステップ
４９でブレスおによって穴明は機構２３のパンチ２８が
バランス穴１３を明は得るように上昇するので、そのプ
レス３３のクランク角度情報を読み込み、その後ステッ
プ団でパンチ２８が下降して良いか否かが、即ちパンチ
２８かセットされたかが判定される。該判定結果、パン
チ２８がセットされると、ステップ５１でパンチ２８を
下降させる。

これによシ、加工材１０には所定鉄心部１１′の厚肉側
Ｒの所定位置にバランス穴１３が打ち抜かれる。

またステップ５１の後、バランス穴１３を打ち抜いたか
否かが判定され、その結果バランス穴１３が抜かれると
、ステップおでカウントされ、そのカウント値がステッ
プ５４で鉄心の打ち抜き枚数（ｎ）と比較判定される。

そして、カウント値が打ち抜き枚数（ｎ）よシ少ない場
合には一致するまで所望の鉄心に打ち抜いた後、ステッ
プ５５でパンチ２８を上昇させる。

これによシ、鉄心１１の製造時、所望の鉄心部１１’の
厚肉部几にバランス穴１３が全て設けられるので、これ
らの鉄心１１を積層して積層回転子１２を形成した場合
、積層回転子１２は第５同友、び第６図に示すように、
バランス穴１３によって肉厚部几と薄肉部りとの重量が
同じになる。その結果、加工材１０に板厚偏差があって
も、これを考慮するので、アンバランスを確実に補正し
得、しかも従来例に比較すると、積層回転子の組付は後
にアンバランス補正することが不要になる。

また図示実施例では、板厚偏差が一枚の加工材ｌＯにお
いては勿論の他、夫々の加工材１０によっても極端に変
わるものでない結果、１台分の積層回転子の中で初期に
積層すべき加工材１０について板厚測定を行なうので、
１回の板厚測定で正確にバランス補正し得る。

なお、本発明装置において、板厚測定器２１及び穴明は
機構２３の具体的な構造は図示例に限らず、要は所期の
機能を有する構造であれば良い。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の１番目の発明によれば、予め加工
材の巾方向における両端部の板厚寸法を測定し、測定さ
れた板厚寸法から加工材の鉄心部における径方向の厚肉
側と薄肉側の板厚偏差を演算し、該演算値に基づいて鉄
心の積層枚数と積層時のアンバランス重量とを演算し、
かつ該演算値に基づき予め設定されたバランス穴の大き
さの関係から、バランス穴を設けるのに必要な鉄心の枚
数を求めると共に、その鉄心の厚肉側の位置を判定し、
前記処理結果に応じ加工材における所定鉄心部の厚肉側
の所定位置にバランス穴を明け、積層回転子の厚肉側と
薄肉側とのアンバランスを補正するようにしたので、加
工材の板厚偏差に拘わることなく容易にかつ確実にバラ
ンスさせることができ、また積層回転子の組付は後にバ
ランス補正することが不要になる結果、それだけ生産性
を高め得ると共にコストダウンを図シ得る効果がある。

また、本発明の２番目の発明によれば、予め加工材の巾
方向における両端部の板厚寸法を測定する板厚測定器と
、測定された板厚寸法か、ら加工材の鉄心部における径
方向の厚肉側と薄肉側の板厚偏差を演算し、該演算値に
基づいて鉄心の積層枚数と積層時のアンバランス重量と
を演算し、かつ該演算値に基づき予め設定されたバラン
ス穴の大きさの関係から、バランス穴を設けるのに必要
な鉄心の枚数を求めると共に、その鉄心の厚肉側の位置
を判定する演算処理制御手段と、前記処理結果に応じ加
工材における所定鉄心部の厚肉側の所定位置にバランス
穴を明け、積層回転子の厚肉側と薄肉側とのアンバラン
スを補正する手段とを備えて構成したので、前記本発明
の１番目の発明である方法を的確に実施し得る効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する為のバランス補正装置を
適用した鉄心製造機械を示す側面図、第２図は本発明方
法を実施するバランス補正装置の一実施例を示す説明用
ブロック図、第３図（ａ）、　（ｂ）は鉄心製造機械の
成形工程順を示す加工材の平面図、第４図は本発明方法
の一実施例を示すフローチャート、第５図は積層回転子
の平面図、第６図は第５図のｃ　−ｃ’線断面図、第７
図はバランス穴の変形例を示す積層回転子の平面図であ
る。第８図は従来の鉄心を示す平面図、第９図は第８図
のＢ　−Ｂ’線断面図、第１０図は従来のバランス補正
方法を示す積層回転子の断面図、第１１図は積層回転子
の要部を示す破断斜視図である。 ｌＯ・・・加工材、１１・・・鉄心、１１′・・・加工
材の鉄心部、ル・・・積層回転子、１３・・・バランス
穴、２１・・・板厚測定器、２２・・・演算処理制御部
、２３・・・穴明は機構、Ｌ・・・薄肉側、几・・・厚
肉側。 代理人　弁理士　秋　本　正　実 察１図 お 第　２　図 虞乎図 第　５　図 ／Ａ 第　６　図 第　８　図 Ａ 栴　ｌθ　　図 躬　１１　ｚ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加工材から鉄心を形成し、該鉄心を複数枚積層して
   なる回転電機の積層回転子において、加工材の巾方向に
   おける両端部の板厚寸法を測定し、測定された板厚寸法
   から加工材の鉄心部における径方向の厚肉側と薄肉側と
   の板厚偏差を演算し、該演算値に基づいて鉄心の積層枚
   数と積層時のアンバランス重量とを演算し、かつ該演算
   値に基づき予め設定されたバランス穴の大きさの関係か
   ら、バランス穴を設けるのに必要な鉄心の枚数を演算す
   ると共に、その鉄心の厚肉側の位置を判定し、その後、
   前記処理結果に応じて加工材における所定鉄心部の厚肉
   側の所定位置にバランス穴を明け、積層回転子の厚肉側
   と薄肉側とのアンバランスを補正することを特徴とする
   回転電機の積層回転子のバランス補正方法。 ２、加工材から形成された鉄心を複数枚積層してなる積
   層回転子において、加工材の巾方向における両端部の板
   厚寸法を測定する板厚測定器と、測定された板厚寸法か
   ら加工材の鉄心部における径方向の厚肉側と薄肉側との
   板厚偏差を演算し、該演算値に基づいて鉄心の積層枚数
   と積層時のアンバランス重量とを演算し、かつ該演算値
   に基づき予め設定されたバランス穴の大きさの関係から
   、バランス穴を設けるのに必要な鉄心の枚数を演算する
   と共に、その鉄心の厚肉側の位置を判定する演算処理制
   御手段と、前記処理結果に応じて加工材における所定鉄
   心部の厚肉側の所定位置にバランス穴を明け、積層回転
   子の厚肉側と薄肉側とのアンバランスを補正する穴明け
   手段とを備えていることを特徴とする回転電機の積層回
   転子のバランス補正装置。