(57)【要約】【課題】全閉型誘導電動機の組立後に、短絡環に取り付けるバランス調整用のおもりを増減してバランスを取る作業の省力化と時間短縮を図る。【解決手段】全閉型誘導電動機のバランス調整方法は、ロータシャフトのブラケットの外側に調整用円板を取り付けるステップＳ１０と、調整用円板に調整おもりを取り付けたうえで回転子を回転させてバランスを検査するステップＳ２０と、調整おもりを調整用円板から取り外すとともに調整用円板をロータシャフトから取り外すステップＳ３０と、ブラケットをフレームから取り外すステップＳ４０と、調整おもりを調整おもりが調整用円板に取り付けられたのと同じ径方向および周方向の位置で短絡環に取り付けるステップＳ５０と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸周りに回転可能なロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側を周方向に囲んで前記ロータシャフトに固定された回転子鉄心と、前記回転子鉄心を軸方向に貫通して互いに周方向に間隔をあけて配置された複数の導体バーと、前記導体バーの軸方向端部同士を周方向に短絡する第１および第２の短絡環と、を備えた回転子と、
前記回転子を周方向に取り囲んで配置された固定子と、
前記固定子を取り囲んで前記固定子を支持する筒状のフレームと、
前記回転子を前記第１および第２の短絡環の軸方向外側でそれぞれ回転支持する第１および第２の軸受けと、
前記フレームの両端部に取り付けられて、前記第１および第２の軸受けそれぞれを支持して、前記フレームとともに密閉空間を形成する第１および第２のブラケットと、
を有する全閉型誘導電動機のバランス調整方法であって、
前記第１のブラケットを貫通する前記ロータシャフトの前記第１のブラケットの軸方向外側に前記回転軸と同軸の調整用円板を取り付ける調整用円板仮取り付けステップと、
前記調整用円板仮取り付けステップの後に、前記回転子の回転バランスを取る方向で前記調整用円板に調整おもりを取り付ける調整おもり仮取り付けステップと、
前記調整おもり仮取り付けステップの後に、前記回転子を回転させてバランスを検査するバランス検査ステップと、
前記バランス検査ステップの後に、前記調整おもりを前記調整用円板から取り外す調整おもり取り外しステップと、
前記バランス検査ステップの後に、前記調整用円板を前記ロータシャフトから取り外す調整用円板取り外しステップと、
前記調整おもり取り外しステップおよび前記調整用円板取り外しステップの後に、前記第１のブラケットを前記フレームから取り外すブラケット取り外しステップと、
前記ブラケット取り外しステップの後に、前記調整おもりを、当該調整おもりが前記調整用円板に取り付けられたのと同じ径方向および周方向の位置で前記第１の短絡環に取り付ける調整おもり本取り付けステップと、
を有することを特徴とするバランス調整方法。
【請求項２】
前記バランス検査ステップの後で、前記調整おもり取り外しステップおよび前記調整用円板取り外しステップの前に、
前記バランス検査ステップの結果に基づいて、前記回転子の回転バランスをさらに取る方向で、前記調整用円板に調整おもりを増減させる調整おもり増減ステップと、
前記調整おもり増減ステップの後に、前記回転子を回転させてバランスを検査する調整おもり増減後バランス再検査ステップと、
をさらに有すること、を特徴とする請求項１に記載のバランス調整方法。
【請求項３】
前記調整用円板は、前記調整おもりよりも比重の小さい材料からなること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載のバランス調整方法。
【請求項４】
前記調整用円板および前記第１の短絡環それぞれには、周方向に互いに間隔をあけて、前記調整おもりを取り付けるための複数の穴が形成されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のバランス調整方法。
【請求項５】
前記全閉型誘導電動機は、
前記ロータシャフトの前記回転軸とは別の回転軸周りに回転して外気を駆動する他力ファンと、
前記他力ファンおよび前記第２のブラケットを覆い、前記他力ファンによって駆動された外気を前記第２のブラケットの軸方向外側に向けて導くファンカバーと、
をさらに有すること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のバランス調整方法。
【請求項６】
回転軸周りに回転可能なロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側を周方向に囲んで前記ロータシャフトに固定された回転子鉄心と、前記回転子鉄心を軸方向に貫通して互いに周方向に間隔をあけて配置された複数の導体バーと、前記導体バーの軸方向端部同士を周方向に短絡する第１および第２の短絡環と、を備えた回転子と、
前記回転子を周方向に取り囲んで配置された固定子と、
前記固定子を取り囲んで前記固定子を支持する筒状のフレームと、
前記回転子を前記第１および第２の短絡環の軸方向外側でそれぞれ回転支持する第１および第２の軸受けと、
前記フレームの両端部に取り付けられて、前記第１および第２の軸受けそれぞれを支持して、前記フレームとともに密閉空間を形成する第１および第２のブラケットと、
を有する全閉型誘導電動機のバランス調整のためのバランス調整用円板であって、
前記第１のブラケットを貫通する前記ロータシャフトの前記第１のブラケットの軸方向外側に、前記回転軸と同軸に着脱可能であり、
前記第１の短絡環の周方向に互いに間隔をあけて設けられた複数の調整おもり取り付け用短絡環穴と同じ径方向および周方向の位置に複数の調整おもり取り付け用調整用円板穴が形成されたこと、
を特徴とするバランス調整用円板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全閉型誘導電動機のバランス調整方法およびそのためのバランス調整用円板に関する。
【背景技術】
【０００２】
全閉型誘導電動機の組立後に行うバランス調整方法としては、ロータシャフトの反負荷側に取り付けられた外扇にバランス調整用おもりを取り付けるのが一般的である。これに対して、外扇として他力ファンを用いる場合などに、短絡環（エンドリング）にバランス調整用おもりを取り付ける技術が知られている（特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−９０４４７号公報
【特許文献２】実開平２−１１８４５０号公報
【特許文献３】特開２００９−２６８１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
全閉型誘導電動機の組立後に、短絡環にバランス調整用のおもりを取り付ける、あるいは取り外すためには、軸受を支持するブラケットを取り外す必要がある。従来技術によれば、バランスを調整するためには、おもりを増やしたり減らしたりした後に、ブラケットを再び取り付けて、その後にロータシャフトを回転させてバランス検査を行う必要がある。通常は、このバランス検査の結果に基づいて、さらにおもりを増減する必要があり、ブラケットを再び外しておもりを増減する作業を再び行い、その後にブラケットを再び取り付けて、その後にロータシャフトを回転させてバランス検査をまた行う。このように、おもりを増減するごとにブラケットの取り外し、取り付けの作業を繰り返すことは、大きな手間となっていた。
【０００５】
この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、全閉型誘導電動機の組立後に、短絡環に取り付けるバランス調整用のおもりを増減してバランスを取る作業の省力化と時間短縮を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るバランス調整方法は、回転軸周りに回転可能なロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側を周方向に囲んで前記ロータシャフトに固定された回転子鉄心と、前記回転子鉄心を軸方向に貫通して互いに周方向に間隔をあけて配置された複数の導体バーと、前記導体バーの軸方向端部同士を周方向に短絡する第１および第２の短絡環と、を備えた回転子と、前記回転子を周方向に取り囲んで配置された固定子と、前記固定子を取り囲んで前記固定子を支持する筒状のフレームと、前記回転子を前記第１および第２の短絡環の軸方向外側でそれぞれ回転支持する第１および第２の軸受けと、前記フレームの両端部に取り付けられて、前記第１および第２の軸受けそれぞれを支持して、前記フレームとともに密閉空間を形成する第１および第２のブラケットと、を有する全閉型誘導電動機のバランス調整方法であって、前記第１のブラケットを貫通する前記ロータシャフトの前記第１のブラケットの軸方向外側に前記回転軸と同軸の調整用円板を取り付ける調整用円板仮取り付けステップと、前記調整用円板仮取り付けステップの後に、前記回転子の回転バランスを取る方向で前記調整用円板に調整おもりを取り付ける調整おもり仮取り付けステップと、前記調整おもり仮取り付けステップの後に、前記回転子を回転させてバランスを検査するバランス検査ステップと、前記バランス検査ステップの後に、前記調整おもりを前記調整用円板から取り外す調整おもり取り外しステップと、前記バランス検査ステップの後に、前記調整用円板を前記ロータシャフトから取り外す調整用円板取り外しステップと、前記調整おもり取り外しステップおよび前記調整用円板取り外しステップの後に、前記第１のブラケットを前記フレームから取り外すブラケット取り外しステップと、前記ブラケット取り外しステップの後に、前記調整おもりを、当該調整おもりが前記調整用円板に取り付けられたのと同じ径方向および周方向の位置で前記第１の短絡環に取り付ける調整おもり本取り付けステップと、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るバランス調整用円板は、回転軸周りに回転可能なロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側を周方向に囲んで前記ロータシャフトに固定された回転子鉄心と、前記回転子鉄心を軸方向に貫通して互いに周方向に間隔をあけて配置された複数の導体バーと、前記導体バーの軸方向端部同士を周方向に短絡する第１および第２の短絡環と、を備えた回転子と、前記回転子を周方向に取り囲んで配置された固定子と、前記固定子を取り囲んで前記固定子を支持する筒状のフレームと、前記回転子を前記第１および第２の短絡環の軸方向外側でそれぞれ回転支持する第１および第２の軸受けと、前記フレームの両端部に取り付けられて、前記第１および第２の軸受けそれぞれを支持して、前記フレームとともに密閉空間を形成する第１および第２のブラケットと、を有する全閉型誘導電動機のバランス調整のためのバランス調整用円板であって、前記第１のブラケットを貫通する前記ロータシャフトの前記第１のブラケットの軸方向外側に、前記回転軸と同軸に着脱可能であり、前記第１の短絡環の周方向に互いに間隔をあけて設けられた複数の調整おもり取り付け用短絡環穴と同じ径方向および周方向の位置に複数の調整おもり取り付け用調整用円板穴が形成されたこと、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、全閉型誘導電動機の組立後に、短絡環に取り付けるバランス調整用のおもりを増減してバランスを取る作業の省力化と時間短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る全閉型誘導電動機のバランス調整作業前の状態を示す模式的縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る全閉型誘導電動機のバランス調整方法において、ロータシャフトに調整用円板を取り付けて、さらに調整用円板に調整おもりを取り付けた状態を示す模式的縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る全閉型誘導電動機の短絡環に調整おもりが取り付けられてバランス調整方法が完了した状態を示す模式的縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る全閉型誘導電動機のバランス調整方法の手順を示す流れ図である。
【図６】図５における調整用円板と調整おもりによるバランス調整工程の詳細手順を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明に係る全閉型誘導電動機のバランス調整方法およびそのためのバランス調整用円板について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る全閉型誘導電動機のバランス調整作業前の状態を示す模式的縦断面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る全閉型誘導電動機のバランス調整方法において、ロータシャフトに調整用円板を取り付けて、さらに調整用円板に調整おもりを取り付けた状態を示す模式的縦断面図である。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。図４は、本発明の一実施形態に係る全閉型誘導電動機の短絡環に調整おもりが取り付けられてバランス調整方法が完了した状態を示す模式的縦断面図である。図５は、本発明の一実施形態に係る全閉型誘導電動機のバランス調整方法の手順を示す流れ図である。図６は、図５における調整用円板と調整おもりによるバランス調整工程の詳細手順を示す流れ図である。
【００１２】
図１に示すように、この実施形態に係る全閉型誘導電動機は、回転子１１と、固定子１２と、フレーム１３と、第１および第２の軸受け１４、１５と、第１および第２のブラケット１６、１７とを有する。
【００１３】
回転子１１は、ロータシャフト１８と、ロータシャフト１８に固定された回転子鉄心１９と、複数の導体バー２０と、第１および第２の短絡環２１、２２とを有する。ロータシャフト１８は、第１および第２の軸受け１４、１５によって回転支持され、回転軸方向に延びている。回転子鉄心１９は軸に垂直に広がる複数の鋼板を軸方向に積層したものである。複数の導体バー２０は、回転子鉄心１９を軸方向に貫通して延びていて、互いに周方向に間隔をあけて配置されている。
【００１４】
第１および第２の短絡環２１、２２は導体からなる。複数の導体バー２０の両端は、第１の軸受け１４側、第２の軸受け１５側それぞれで、第１の短絡環２１および第２の短絡環２２によって周方向に、電気的に接続されて短絡している。
【００１５】
固定子１２は、固定子鉄心３０と、複数の固定子巻線３１とを有する。固定子鉄心３０は、軸に垂直に広がる複数の穴あき円板状の鋼板を軸方向に積層したものである。固定子巻線３１は固定子鉄心３０の内周に沿って互いに周方向に間隔をあけて形成された複数の溝（図示せず）内に配置され、軸方向に延びている。固定子鉄心３０は回転子鉄心１９の径方向外側を取り囲むように配置されている。
【００１６】
フレーム１３は筒状であって、固定子１２の径方向外側を取り囲み、固定子１２を支持している。
【００１７】
第１および第２のブラケット１６、１７は、フレーム１３の軸方向両端に取り付けられ、第１および第２のブラケット１６、１７とフレーム１３とによって、密閉空間が形成されている。第１および第２のブラケット１６、１７は、それぞれ、第１および第２の軸受け１４、１５を支持している。フレーム１３の外表面に、軸方向および半径方向に広がる複数の冷却フィン３４が形成されている。
【００１８】
第２のブラケット１７の軸方向外側に隣接して外扇ダクト（ファンカバー）３５が配置され、外扇ダクト３５内に外扇（他力ファン）３６が配置されている。外扇３６は、ロータシャフト１８とは別に設けられた外扇電動機３７によって駆動されるように構成されている。外扇３６の回転により、外気が第２のブラケット１７の外側に送られ、さらに、冷却フィン３４に沿って第１のブラケット１６に向かって流され、この外気によってフレーム１３の外側が冷却されるように構成されている。
【００１９】
第１および第２のブラケット１６、１７とフレーム１３とによって形成された密閉空間内で、内扇３８がロータシャフト１８に取り付けられている。内扇３８は、ロータシャフト１８とともに回転して密閉空間内の気体を攪拌し、密閉空間内の冷却を促進する。ただし、内扇３８は必須構成要素ではなく、内扇３８を設けない構成とすることも可能である。
【００２０】
第１の短絡環２１には、複数のおもり取り付け用短絡環穴４０が形成されている。おもり取り付け用短絡環穴４０には雌ねじが形成されている。おもり取り付け用短絡環穴４０は、周方向に互いに間隔をあけて配列されていて、軸方向外向きに開口している。後述するように、おもり取り付け用短絡環穴４０の雌ねじにボルト４１をねじ込むことにより、調整おもり４２を取り付けることができるようになっている（図４参照）。
【００２１】
つぎに、図５および図６を参照しながら、この実施形態に係る全閉型誘導電動機のバランス調整方法を説明する。
【００２２】
はじめに、第１の短絡環２１に調整おもり４２が取り付けられていない図１の状態の後に、ロータシャフト１８の第１のブラケット１６から突出した部分に調整用円板５０を仮に取り付ける（ステップＳ１０）。調整用円板５０には、たとえばキー溝が形成され、キー５１により、調整用円板５０が、ロータシャフト１８に対して着脱可能に固定（仮取り付け）される。調整用円板５０には、第１の短絡環２１のおもり取り付け用短絡環穴４０と径方向および周方向に同じ位置に、複数の取り付け用調整用円板穴５２が形成されている。図３に示す例では、取り付け用調整用円板穴５２は、周方向に４５度間隔で８個が形成されている。ただし、取り付け用調整用円板穴５２の個数は８個に限定されない。
【００２３】
取り付け用調整用円板穴５２には、おもり取り付け用短絡環穴４０の雌ねじと同じ形状・寸法の雌ねじが形成されている。調整用円板５０は、周方向に質量のインバランスがないものとする。取り付け用調整用円板穴５２は、それ自体の質量のインバランスによるバランス調整の影響が小さいことが望ましく、その意味でアルミニウムなどの比重の小さい材料から構成されているのが望ましい。
【００２４】
つぎに、調整用円板５０に、適当な大きさかつ適当な個数の調整おもり４２を、ボルト４１によって取り付け、バランス調整を行う（ステップＳ２０）。このステップＳ２０の詳細は、図６を参照して後述する。このステップＳ２０では、第１のブラケット１６の外側に配置された調整用円板５０に調整おもり４２を取り付けたり取り外したりするので、第１のブラケット１６を取り付けたままで作業を進めることができる。ステップＳ２０完了時の状況を図２および図３に例示する。
【００２５】
調整用円板５０に調整おもり４２を取り付けることによるバランス調整（ステップＳ２０）が完了した後に、調整用円板５０に取り付けられた調整おもり４２およびボルト４１を取り外し、さらに、調整用円板５０をロータシャフト１８から取り外す（ステップＳ３０）。このとき、調整おもり４２とボルト４１とが調整用円板５０に取り付けられた状態のままで調整用円板５０をロータシャフト１８から取り外し、その後に調整おもり４２およびボルト４１を調整用円板５０から取り外してもよい。
【００２６】
つぎに、第１のブラケット１６をフレーム１３から取り外す（ステップＳ４０）。
【００２７】
つぎに、第１の短絡環２１に調整おもり４２およびボルト４１を取り付ける本取り付け作業を行う（ステップＳ５０）。このとき、バランス調整（ステップＳ２０）が完了したときの調整用円板５０における調整おもり４２の径方向および周方向の位置と同じ位置で同じ調整おもり４２を第１の短絡環２１に取り付ける。その後、調整おもり４２を増減して周方向のバランス調整を行う必要はない。調整用円板５０に調整おもり４２を取り付けることによるバランス調整（ステップＳ２０）がすでに完了しており、同じ調整おもり４２の軸方向の位置を変更するだけだからである。
【００２８】
つぎに、第１のブラケット１６をフレーム１３に再び取り付ける（ステップＳ６０）。ステップＳ６０完了時の状況を図４に例示する。
【００２９】
つぎに、図６を参照しながら、調整用円板５０に適当な調整おもり４２を取り付けることによるバランス調整ステップ（ステップＳ２０）の詳細手順について説明する。
【００３０】
初めに、ロータシャフト１８に調整用円板５０を仮取り付けする（ステップＳ２１）。
【００３１】
この状態で、バランス検査を行う（ステップＳ２２）。
【００３２】
ステップＳ２２のバランス検査でバランスが十分にとれていない場合（ステップＳ２３でＮｏの場合）は、調整用円板５０に取り付ける調整おもり４２の増減を行う（ステップＳ２４）。
【００３３】
この状態で、バランス再検査を行う（ステップＳ２５）。
【００３４】
ステップＳ２５のバランス再検査でバランスが十分にとれていない場合（ステップＳ２６でＮｏの場合）は、ステップＳ２４に戻って、調整用円板５０に取り付ける調整おもり４２の増減をさらに行う。
【００３５】
ステップＳ２２，Ｓ２５のバランス検査の結果、バランスが十分にとれていると判定された場合（ステップＳ２３，Ｓ２６のいずれかでＹｅｓの場合）は、調整用円板５０と調整おもり４２によるバランス調整（ステップＳ２０）を終了する。その後、調整用円板５０から調整おもり４２を取り外して調整用円板５０をロータシャフト１８から取り外す前述のステップＳ３０へ移行する。
【００３６】
以上説明したように、この実施形態によれば、バランス調整作業（ステップＳ２０）を、第１のブラケット１６をフレーム１３に取り付けたままで進めることができる。そのため、第１のブラケット１６の取り外しと取り付けを繰り返し行う必要がなくなり、バランス調整作業の省力化と時間短縮を図ることができる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、外扇３６を外扇電動機３７によって駆動するものとしたが、このような構成に限定されるものではない。たとえば、外扇３６をロータシャフト１８に取り付ける場合にも適用できる。また、上記実施形態では内扇３８がロータシャフト１８に取り付けられているものとしたが、内扇３８を設けない設計にすることもできる。
【００３８】
上記実施形態では、調整おもり４２をボルト４１によって調整用円板５０または短絡環２１に取り付けるものとしたが、調整おもり４２を着脱可能に取り付ける構造であれば、ボルトを用いなくてもよい。
【００３９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００４０】
１１…回転子、  １２…固定子、  １３…フレーム、  １４…第１の軸受け、  １５…第２の軸受け、  １６…第１のブラケット、  １７…第２のブラケット、  １８…ロータシャフト、  １９…回転子鉄心、  ２０…導体バー、  ２１…第１の短絡環、  ２２…第２の短絡環、  ３０…固定子鉄心、  ３１…固定子巻線、  ３４…冷却フィン、  ３５…外扇ダクト（ファンカバー）、  ３６…外扇（他力ファン）、  ３７…外扇電動機、  ３８…内扇、  ４０…おもり取り付け用短絡環穴、  ４１…ボルト、  ４２…調整おもり、  ５０…調整用円板、  ５１…キー、  ５２…取り付け用調整用円板穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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