JP2005223980A - 電動機の回転子 - Google Patents
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Abstract
【課題】 電動機が高温になっても回転子のバランスを常に一定に保ち、振動、騒音の発生を防止することができる電動機の回転子を提供する。
【解決手段】 回転軸１に嵌合された回転子２の両側にバランスリング３を装着し、高温時に生じる回転子２のアンバランスを補正できるよう、温度上昇に伴って形状が変化するアンバランス補正部材４１をバランスリング３に設けたもので、バランス補正部材４１はバイメタルあるいは形状記憶合金で構成してある。
【選択図】図１
【解決手段】 回転軸１に嵌合された回転子２の両側にバランスリング３を装着し、高温時に生じる回転子２のアンバランスを補正できるよう、温度上昇に伴って形状が変化するアンバランス補正部材４１をバランスリング３に設けたもので、バランス補正部材４１はバイメタルあるいは形状記憶合金で構成してある。
【選択図】図１
Description
本発明は工作機主軸等に用いられる電動機の回転子に関する。
一般に、工作機主軸等に用いられる電動機は、高速回転時の振動を防ぐため、その回転子のバランスを取っている。回転子のバランスを取る際は。回転子の構成部材のアンバランスや組立の際の変形による回転アンバランスを補正するために、回転子の一部に錘をつけたり、部材の一部を削り取るといった手段を講じる（例えば、特許文献１参照）。
図１１は従来例を示す電動機の回転子の側面図である。
１は回転軸、２は回転軸１に嵌合され、電磁鋼板を積層した回転子鉄心にアルミニウム合金からなる導体を備えて電磁部を構成する回転子、３は回転軸１の両端に嵌合され、回転アンバランスを補正するためのバランスリング、４は回転バランスをとるための錘であり、錘にはネジやワシャなどがよく使用される。
次に、図１２はバランスリングに取り付けたアンバランス補正部材の側面図で、図１１を拡大したもの、図１３は図１２の正面図である。回転アンバランス補正は、図１１に示すように回転軸１を水平にした状態で図示しない回転釣合い検出器にかけ、アンバランスの大きさと角度を検出し、アンバランスの大きさと角度にみあった錘４をバランスリング３の補正が必要な角度部分に取り付けて行うようになっている。また、補正量が小さい場合は、図１２、図１３に示すように、バランスリング３の一部であるバランス補正箇所１０を切り欠く場合もある。
このように、従来の回転子は室温において、回転子の一部に錘をつけたり、切り欠いたりして回転バランスをとっていた。
特開平９−１６３６４４号公報（３頁、図１）
図１１は従来例を示す電動機の回転子の側面図である。
１は回転軸、２は回転軸１に嵌合され、電磁鋼板を積層した回転子鉄心にアルミニウム合金からなる導体を備えて電磁部を構成する回転子、３は回転軸１の両端に嵌合され、回転アンバランスを補正するためのバランスリング、４は回転バランスをとるための錘であり、錘にはネジやワシャなどがよく使用される。
次に、図１２はバランスリングに取り付けたアンバランス補正部材の側面図で、図１１を拡大したもの、図１３は図１２の正面図である。回転アンバランス補正は、図１１に示すように回転軸１を水平にした状態で図示しない回転釣合い検出器にかけ、アンバランスの大きさと角度を検出し、アンバランスの大きさと角度にみあった錘４をバランスリング３の補正が必要な角度部分に取り付けて行うようになっている。また、補正量が小さい場合は、図１２、図１３に示すように、バランスリング３の一部であるバランス補正箇所１０を切り欠く場合もある。
このように、従来の回転子は室温において、回転子の一部に錘をつけたり、切り欠いたりして回転バランスをとっていた。
従来、電動機の回転子のアンバランス補正は、回転子を図示しない固定子と共に電動機として組み立てる前に、室温の状態で回転子単体により行われていた。
ところが、回転子を実機に組み込み、電動機を駆動させて出力を上げていくと、回転子は回転中に出力増加と共に温度が上昇する。温度が上昇すると、回転子を構成する部材自体の熱膨脹によるアンバランス、あるいは回転子を回転軸に焼きばめにより嵌合した部分における焼きばめ応力のアンバランスから、回転子にアンバランスが生じ、電動機に振動や騒音が発生するという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、電動機が高温になっても回転子のバランスを常に一定に保ち、振動、騒音の発生を防止することができる電動機の回転子を提供することを目的とする。
ところが、回転子を実機に組み込み、電動機を駆動させて出力を上げていくと、回転子は回転中に出力増加と共に温度が上昇する。温度が上昇すると、回転子を構成する部材自体の熱膨脹によるアンバランス、あるいは回転子を回転軸に焼きばめにより嵌合した部分における焼きばめ応力のアンバランスから、回転子にアンバランスが生じ、電動機に振動や騒音が発生するという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、電動機が高温になっても回転子のバランスを常に一定に保ち、振動、騒音の発生を防止することができる電動機の回転子を提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１の発明は、工作機用主軸等に用いられる電動機の回転子において、回転軸に嵌合された回転子の両側にバランスリングを装着し、高温時に生じる該回転子のアンバランスを補正できるよう、温度上昇に伴って形状が変化するアンバランス補正部材を前記バランスリングに設けたことを特徴としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の電動機の回転子において、前記アンバランス補正部材にバイメタルを用いたことを特徴としている、
請求項３の発明は、請求項１記載の電動機の回転子において、前記アンバランス補正部材に形状記憶合金を用いたことを特徴としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の電動機の回転子において、前記アンバランス補正部材に熱膨張率の高い材料を用いたことを特徴としている。
請求項１の発明は、工作機用主軸等に用いられる電動機の回転子において、回転軸に嵌合された回転子の両側にバランスリングを装着し、高温時に生じる該回転子のアンバランスを補正できるよう、温度上昇に伴って形状が変化するアンバランス補正部材を前記バランスリングに設けたことを特徴としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の電動機の回転子において、前記アンバランス補正部材にバイメタルを用いたことを特徴としている、
請求項３の発明は、請求項１記載の電動機の回転子において、前記アンバランス補正部材に形状記憶合金を用いたことを特徴としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の電動機の回転子において、前記アンバランス補正部材に熱膨張率の高い材料を用いたことを特徴としている。
請求項１、２に記載の発明によると、電動機の温度が上昇しても、常に回転子の回転バランスが保つことができ、アンバランス発生に伴う振動や騒音をなくすことができる。
また、請求項３、４に記載の発明によると、温度上昇によるバランスの補正を請求項１、２とは異なった温度と偏心荷重の関係で行うことができる。
また、請求項３、４に記載の発明によると、温度上昇によるバランスの補正を請求項１、２とは異なった温度と偏心荷重の関係で行うことができる。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じものついてはその説明を省略し、異なる点について説明する。
図１は本発明の実施例に共通な電動機の回転子の側面図を示したものであって、図２は本発明の第１実施例を示すバランスリングに取り付けたアンバランス補正部材の側面図で、図１を拡大したもの、図３は図２の正面図である。
図において、４１は回転バランスをとるアンバランス補正部材である。
本発明が従来技術と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、回転軸１に嵌合された回転子２の両側にバランスリング３を装着し、高温時に生じる該回転子２のアンバランスを補正できるよう、温度上昇に伴って形状が変化するアンバランス補正部材４１をバランスリング３に設けた点である。
図２において、バランス補正部材４１にバイメタルで構成したものを示しており、バイメタルが温度変化により図示の如く湾曲することにより、重心の位置が変化するようになっている。また、図３において、バイメタルよりなるバランス補正部材４１を、回転子のアンバランスの位置に応じて、バランスリング３の円周方向に取り付ける角度（位置）を任意に選択できるようになっている。
図において、４１は回転バランスをとるアンバランス補正部材である。
本発明が従来技術と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、回転軸１に嵌合された回転子２の両側にバランスリング３を装着し、高温時に生じる該回転子２のアンバランスを補正できるよう、温度上昇に伴って形状が変化するアンバランス補正部材４１をバランスリング３に設けた点である。
図２において、バランス補正部材４１にバイメタルで構成したものを示しており、バイメタルが温度変化により図示の如く湾曲することにより、重心の位置が変化するようになっている。また、図３において、バイメタルよりなるバランス補正部材４１を、回転子のアンバランスの位置に応じて、バランスリング３の円周方向に取り付ける角度（位置）を任意に選択できるようになっている。
次に動作および作用効果を説明する。
図１０は本発明の実施段階で行う高温下でのアンバランスの測定を説明するための図である。６は回転センサ、７は軸受、８はアンバランス検出器、９は高周波加熱電極、１０は回転駆動ベルトである。まず、図１０に示すように、回転子２を備えた回転軸１の両端を軸受８により支持し、室温の状態で回転子２を回転駆動ベルト１０により回転させ、アンバランス検出器８を用いて、回転子２のバランス補正を行う。次に、高周波加熱装置９により回転子２が実機で使用される時の温度に至るまで回転子２を加熱し、アンバランス検出器８を用いて温度上昇により発生するアンバランス量とその位置を検出し、その量と角度にみあったアンバランス補正部材をバランスリング３に取り付ける。アンバランス補正部材は回転子２の温度上昇に応じて、該部材の形状が変化するため、重心位置が変わり、回転子のアンバランスを打ち消すように作用する。
これにより、第１実施例は予め把握した温度上昇に対するアンバランス量を補正することができる、
図１０は本発明の実施段階で行う高温下でのアンバランスの測定を説明するための図である。６は回転センサ、７は軸受、８はアンバランス検出器、９は高周波加熱電極、１０は回転駆動ベルトである。まず、図１０に示すように、回転子２を備えた回転軸１の両端を軸受８により支持し、室温の状態で回転子２を回転駆動ベルト１０により回転させ、アンバランス検出器８を用いて、回転子２のバランス補正を行う。次に、高周波加熱装置９により回転子２が実機で使用される時の温度に至るまで回転子２を加熱し、アンバランス検出器８を用いて温度上昇により発生するアンバランス量とその位置を検出し、その量と角度にみあったアンバランス補正部材をバランスリング３に取り付ける。アンバランス補正部材は回転子２の温度上昇に応じて、該部材の形状が変化するため、重心位置が変わり、回転子のアンバランスを打ち消すように作用する。
これにより、第１実施例は予め把握した温度上昇に対するアンバランス量を補正することができる、
図４は第２実施例の構成を示すアンバランス補正部材の側面図である。図４において、第２実施例はバランス補正部材４２はバイメタルの先端に錘をつけ、バランス補正量を大きくしたものとなっている。これにより、バイメタルの先端に錘をつけることで、第１実施例と同様に温度上昇に対するアンバランス量を補正することができる、
図５は第３実施例の構成を示すアンバランス補正部材の側面図である。図５において、第３実施例はバランス補正部材４３に熱膨張率の高い材料を用い、略Ｌ字状のものを使用している。これにより、熱膨張率の高い材料からなるバランス補正部材４３を用いることで、バランス補正部材４３がねじ５の取付けた位置から径方向に向かって熱膨脹による伸縮するため、部材の重心位置を変化させることができる。
図６は第４実施例の構成を示すアンバランス補正部材の側面図である。図７は図６の正面図である。図６において、第４実施例はアンバランス補正部材４４を略Ｌ字状の形状記憶合金で構成したものである、これにより、形状記憶合金にあらかじめ所定の温度に基づいた形状になるように形状を記憶させておくことで、温度上昇に応じて略Ｌ字状の形状記憶合金が開いたり閉じたりする方向に形状が変化し、重心の位置を変化させることができる。
図８は第５実施例の構成を示すアンバランス補正部材の側面図である。図９は図８の正面図である。図８において、アンバランス補正部材４５は略Ｖ字状の形状記憶合金でできており、第４実施例と同じ作用で重心の位置を変化させるが、形状記憶合金を略Ｖ字状の形状にすることにより、高温変形時にバランスリング３の外径からアンバランス補正部材４５が突出して周辺の図示しない電動機の固定子巻線などと干渉しないようになっている。
このように、電動機の回転子に温度変化によるアンバランスを補正する部材を取り付けることにより、電動機の温度が上昇しても、振動や騒音をなくすことができる。
このように、電動機の回転子に温度変化によるアンバランスを補正する部材を取り付けることにより、電動機の温度が上昇しても、振動や騒音をなくすことができる。
電動機の温度上昇に伴う回転アンバランスを補正することによって、振動がなくなり、例えば工作機の加工精度をあげたり、より高速切削することができるのようになる。
１ 回転軸
２ 回転子
３ バランスリング
４、４１、４２、４３、４４、４５ アンバランス補正部材
５ ねじ
６ 回転センサ
７ 軸受
８ アンバランス検出器
９ 高周波加熱電極
１０ 回転駆動ベルト
２ 回転子
３ バランスリング
４、４１、４２、４３、４４、４５ アンバランス補正部材
５ ねじ
６ 回転センサ
７ 軸受
８ アンバランス検出器
９ 高周波加熱電極
１０ 回転駆動ベルト
Claims (4)
- 工作機用主軸等に用いられる電動機の回転子において、
回転軸に嵌合された回転子の両側にバランスリングを装着し、高温時に生じる該回転子のアンバランスを補正できるよう、温度上昇に伴って形状が変化するアンバランス補正部材を前記バランスリングに設けたことを特徴とする電動機の回転子。 - 前記アンバランス補正部材にバイメタルを用いたことを特徴とする請求項１記載の電動機の回転子。
- 前記アンバランス補正部材に形状記憶合金を用いたことを特徴とする請求項１記載の電動機の回転子。
- 前記アンバランス補正部材に熱膨張率の高い材料を用いたことを特徴とする請求項１記載の電動機の回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004027811A JP2005223980A (ja) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | 電動機の回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004027811A JP2005223980A (ja) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | 電動機の回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005223980A true JP2005223980A (ja) | 2005-08-18 |
Family
ID=34999193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004027811A Pending JP2005223980A (ja) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | 電動機の回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005223980A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104135116A (zh) * | 2013-04-30 | 2014-11-05 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有定子和转子的电动机 |
| WO2014204612A1 (en) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | Tesla Motors, Inc. | Controlling end ring balance in pre-balancing spinning process |
| JP2019176579A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | マブチモーター株式会社 | 回転子および回転電機 |
| CN110718988A (zh) * | 2018-07-13 | 2020-01-21 | 美蓓亚三美株式会社 | 电动机 |
-
2004
- 2004-02-04 JP JP2004027811A patent/JP2005223980A/ja active Pending
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| CN104135116A (zh) * | 2013-04-30 | 2014-11-05 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有定子和转子的电动机 |
| WO2014204612A1 (en) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | Tesla Motors, Inc. | Controlling end ring balance in pre-balancing spinning process |
| CN105264746A (zh) * | 2013-06-19 | 2016-01-20 | 特斯拉汽车公司 | 在预平衡旋转过程中控制端环平衡 |
| CN105264746B (zh) * | 2013-06-19 | 2018-08-24 | 特斯拉公司 | 在预平衡旋转过程中控制端环平衡 |
| JP2019176579A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | マブチモーター株式会社 | 回転子および回転電機 |
| CN110718988A (zh) * | 2018-07-13 | 2020-01-21 | 美蓓亚三美株式会社 | 电动机 |
| US12046961B2 (en) | 2018-07-13 | 2024-07-23 | Minebea Mitsumi Inc. | Motor |
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