(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸径を有する一端部と、前記第１の軸径よりも大きい第２の軸径を有する他端部とを備え、前記一端部に第１のキー溝が設けられたシャフトを用いて形成された回転子と、前記シャフトの一端部に取り付けられる外扇ファンと、前記第１のキー溝に配置されて該外扇ファンを前記シャフトに固定するキーとを備えた回転電機であって、
前記第１のキー溝は、前記キーが嵌合する第１の深さのキー嵌合溝と、該キー嵌合溝の底面の一部領域が掘り下げられて前記第１の深さよりも深い第２の深さを有するように形成されたバランス調整溝とを有し、
前記キーは、前記第１のキー溝のうちの前記キー嵌合溝の部分のみに侵入していることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記バランス調整溝は、前記キー嵌合溝と同じ幅であり、前記シャフトの一端での前記キー溝の深さは第１の深さであることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
第１の軸径を有する一端部と、前記第１の軸径よりも大きい第２の軸径を有する他端部とを備え、前記一端部に第１のキー溝が設けられたシャフトを用いて形成された回転子と、前記シャフトの一端部に取り付けられる外扇ファンと、前記第１のキー溝に配置されて該外扇ファンを前記シャフトに固定するキーとを備えた回転電機であって、
前記第１のキー溝は、キーが嵌合する第１の幅のキー嵌合溝と、該キー嵌合溝の奥端から前記シャフトの軸方向に沿って前記第１の幅未満の第２の幅で前記他端部側に延在するバランス調整溝とを有し、
前記キーは、前記第１のキー溝のうちの前記キー嵌合溝の部分のみに侵入していることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
第１の軸径を有する一端部と、前記第１の軸径よりも大きい第２の軸径を有する他端部とを備え、前記一端部に第１のキー溝が設けられたシャフトを用いて形成された回転子と、前記シャフトの一端部に取り付けられる外扇ファンと、前記第１のキー溝に配置されて該外扇ファンを前記シャフトに固定するキーとを備えた回転電機であって、
前記第１のキー溝は、キーが嵌合する第１の幅のキー嵌合溝と、該キー嵌合溝の奥端から前記シャフトの軸方向に沿って前記他端部側に延在するバランス調整溝とを有し、
前記バランス調整溝は、前記キー嵌合溝と同じ幅であり、かつ前記キー嵌合溝よりも浅く形成されており、
前記キーは、前記第１のキー溝のうちの前記キー嵌合溝の部分のみに侵入していることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
第１の軸径を有する一端部と、前記第１の軸径よりも大きい第２の軸径を有する他端部とを備え、前記一端部に第１のキー溝が設けられたシャフトを用いて形成された回転子と、前記シャフトの一端部に取り付けられる外扇ファンと、前記第１のキー溝に配置されて該外扇ファンを前記シャフトに固定するキーとを備えた回転電機であって、
前記第１のキー溝は、キーが嵌合する第１の深さのキー嵌合溝と、該キー嵌合溝の底面の一部領域が掘り下げられて前記第１の深さよりも深い第２の深さを有するように形成された第１のバランス調整溝と、前記キー嵌合溝の奥端から前記シャフトの軸方向に沿って前記キー嵌合溝の幅未満の幅で前記他端部側に延在する第２のバランス調整溝とを有し、
前記キーは、前記第１のキー溝のうちの前記キー嵌合溝の部分のみに侵入していることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
前記シャフトは、前記他端部に第２のキー溝を有し、
前記第１のキー溝と前記第２のキー溝とは、前記シャフトの中心に対して対称に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機において、回転子の重心が回転軸からずれていると、振動などの原因となるため、精度の良いバランス修正が必要である。回転電機の回転子は、シャフトやコア、ベアリングなどから構成されているが、これまでバランス修正は、回転子完成後にコアのエンドリングダボ部分にバランスウェイトとしてのおもりをかしめる方法などで行っていた。【０００３】
しかし、シャフトやコアなどの個別部品のアンバランスをまとめて修正するために、回転子全体での修正量が増え、作業工数が多くなるという課題がある。また、バランスウェイト量の増加や、それに伴うかしめしろの不足により、バランスウェイトが脱落するなどの問題も発生する。【０００４】
回転子のバランス調整作業を軽減するために、回転子を構成する部品それぞれで、予めバランス修正を行う方法があり、例えば特許文献１には、ファンを取り付けるために外周面の一部を平面状に切削加工したシャフトにおいて、切削加工によって削除された部分と略同質量となるように軸対称に切削加工を施す技術が開示されている。【０００５】
また、特許文献２には、キーの未装着部分とキーの嵌合部分との回転軸中心に対するモーメントの総和が零になるようにキー溝の寸法を設定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７１１０７号公報
【特許文献２】特開２００２−１４２３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１においては、シャフト単体でバランス調整が可能になるが、そのために切削加工などが追加で必要であり、作業工数が大きく増加するという問題がある。また、特許文献２においては、キー溝加工だけでバランス調整が可能であるものの、キーが取り付けられる部分の大きさが広がってしまうため、キーが不用意に動いてしまうといったことがありうると考えられる。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、単体でバランス調整済みでキーが不用意に動いてしまうことのないシャフトを備えた回転電機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１の軸径を有する一端部と、第１の軸径よりも大きい第２の軸径を有する他端部とを備え、一端部に第１のキー溝が設けられたシャフトを用いて回転子が形成された回転電機であって、第１のキー溝は、キーが嵌合する第１の深さのキー嵌合溝と、キー嵌合溝の底面の一部領域が掘り下げられて第１の深さよりも深い第２の深さを有するように形成されたバランス調整溝とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る回転電機は、シャフト単体でバランス調整済みであるため回転子全体でのバランス修正の工数を少なくできることに加え、キーが不用意に動いてしまうことを防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明に係る回転電機の実施の形態１の断面形状を示す図である。
【図２】図２は、回転子の構造を示す図である。
【図３】図３は、シャフトの構造を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＰ側の端部の拡大図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＰ側の端部の拡大図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＰ側の端部の拡大図である。
【図７】図７は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＯ側の端部の拡大図である。
【図８】図８は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＯ側の端部の拡大図である。
【図９】図９は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＯ側の端部の拡大図である。
【図１０】図１０は、一般的な回転電機のシャフトの構成を示す図である。
【図１１】図１１は、一般的な回転電機のシャフトのＯ側の端部の拡大図である。
【図１２】図１２は、一般的な回転電機のシャフトのＯ側の端部の拡大図である。
【図１３】図１３は、一般的な回転電機のシャフトのＯ側の端部の拡大図である。
【図１４】図１４は、一般的な回転電機のシャフトのＰ側のキー溝に実際にキーを入れた状態を示す図である。
【図１５】図１５は、一般的な回転電機のシャフトのＰ側のキー溝に実際にキーを入れた状態を示す図である。
【図１６】図１６は、一般的な回転電機のシャフトのＰ側のキー溝に実際にキーを入れた状態を示す図である。
【図１７】図１７は、一般的な回転電機のシャフトのＯ側のキー溝に実際にキーを入れた状態を示す図である。
【図１８】図１８は、一般的な回転電機のシャフトのＯ側のキー溝に実際にキーを入れた状態を示す図である。
【図１９】図１９は、一般的な回転電機のシャフトのＯ側のキー溝に実際にキーを入れた状態を示す図である。
【図２０】図２０は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＯ側のキー溝に実際にキーを入れた状態を示す図である。
【図２１】図２１は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＯ側のキー溝に実際にキーを入れた状態を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＯ側のキー溝に実際にキーを入れた状態を示す図である。
【図２３】図２３は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＯ側の別の構造例を示す図である。
【図２４】図２４は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＯ側の別の構造例を示す図である。
【図２５】図２５は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＯ側の別の構造例を示す図である。
【図２６】図２６は、実施の形態１に係る回転電機の別構造のシャフトのＯ側のキー溝にキーを入れた状態を示す図である。
【図２７】図２７は、実施の形態１に係る回転電機の別構造のシャフトのＯ側のキー溝にキーを入れた状態を示す図である。
【図２８】図２８は、実施の形態１に係る回転電機の別構造のシャフトのＯ側のキー溝にキーを入れた状態を示す図である。
【図２９】図２９は、本発明に係る回転電機の実施の形態２のシャフトのＯ側の端部の拡大図である。
【図３０】図３０は、本発明に係る回転電機の実施の形態２のシャフトのＯ側の端部の拡大図である。
【図３１】図３１は、本発明に係る回転電機の実施の形態２のシャフトのＯ側の端部の拡大図である。
【図３２】図３２は、本発明に係る回転電機の実施の形態２のシャフトのＯ側のキー溝にキーを入れた状態を示す図である。
【図３３】図３３は、本発明に係る回転電機の実施の形態２のシャフトのＯ側のキー溝にキーを入れた状態を示す図である。
【図３４】図３４は、本発明に係る回転電機の実施の形態２のシャフトのＯ側のキー溝にキーを入れた状態を示す図である。
【図３５】図３５は、実施の形態２に係る回転電機のシャフトのＯ側の別の構造例を示す図である。
【図３６】図３６は、実施の形態２に係る回転電機のシャフトのＯ側の別の構造例を示す図である。
【図３７】図３７は、実施の形態２に係る回転電機のシャフトのＯ側の別の構造例を示す図である。
【図３８】図３８は、実施の形態２に係る回転電機の別構造のシャフトのＯ側のキー溝にキーを入れた状態を示す図である。
【図３９】図３９は、実施の形態２に係る回転電機の別構造のシャフトのＯ側のキー溝にキーを入れた状態を示す図である。
【図４０】図４０は、実施の形態２に係る回転電機の別構造のシャフトのＯ側のキー溝にキーを入れた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る回転電機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の説明においては、シャフトのカップリングや機械装置と連結されて回転力を伝達する側を“Power”の頭文字を取ってＰ側、外扇ファンと連結されるＰ側とは反対側を“Opposite  side”の頭文字を取ってＯ側と表記する。本発明は、Ｐ側及びＯ側の少なくとも一方にキー溝等の加工が施されるものを対象としている。
【００１３】
本発明では、回転子を構成する部品それぞれで、予めバランス調整を行う。特に、最もアンバランスになりやすいシャフトに対して、バランス調整する方法について説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る回転電機の実施の形態１の断面形状を示す図である。回転電機１は、回転子２と固定子３とから構成され、回転子２の片側には回転電機１の発熱を冷却するために外扇ファン４が取り付けられている。固定子３の外側には、ブラケット５ａ，５ｂ及びフレーム６が取り付けられ、外扇ファン４の外側にはファンカバー７が取り付けられている。
【００１５】
図２は、回転子の構造を示す図である。回転子２は、コア２２の中心にシャフト２１が通っており、それらをベアリング２３ａ，２３ｂで保持する構造となっている。図３は、シャフトの構造を示す図である。シャフト２１のＰ側には、カップリングや機械装置と連結するためのキーを入れるキー溝３０が彫られている。また、シャフト２１のＯ側にも、外扇ファン４と連結するためのキーを入れるキー溝３４が彫られている。
【００１６】
本実施の形態では、Ｐ側のキー溝３０とＯ側のキー溝３４とを、軸の中心から見て反対側に設けている。なお、シャフトの長さや加工形状によっては、Ｐ側のキー溝３０とＯ側のキー溝３４とが、軸の中心から見て反対側となる位置に配置されない可能性もあるが、最もバランスが取れる位置に設ければ良く、軸の中心から見て反対側となる位置からずれていても良い。本実施の形態においては、シャフト２１のＯ側の軸径は、Ｐ側の軸径よりも小さくなっている。したがって、本実施の形態においては、Ｏ側の軸径が第１の軸径であり、Ｐ側の軸径が第１の軸径よりも大きい第２の軸径である。また、シャフトの径が小さい方の端部に設けられる第１のキー溝はキー溝３４であり、径が大きい方の端部に設けられる第２のキー溝はキー溝３０である。
【００１７】
図４、図５及び図６は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＰ側の端部の拡大図であり、図４は上面図、図５は正面図、図６は側面図である。キー溝３０はフライス加工によって形成するため、溝の端の部分がＲ形状になっている。
【００１８】
図７、図８及び図９は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＯ側の端部の拡大図であり、図７は上面図、図８は正面図、図９は側面図である。キー溝３４は、キー嵌合溝となる第１の深さの浅い溝３４１の底面の一部領域を掘り下げることによって第１の深さよりも深い第２の深さとして、キーが侵入しないバランス調整溝として深い溝３４２を追加した形状となっている。キー溝３４の深さは任意であるが、浅い溝３４１の幅Ｗ１と深い溝３４２の幅Ｗ２は、Ｗ１＞Ｗ２であるとする。なお、図７、図８及び図９では、浅い溝３４１の長さをＬ１、深い溝３４２の長さをＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２のように図示しているが、同じ長さ（Ｌ１＝Ｌ２）としても、浅い溝３４１の方を長く（Ｌ１＜Ｌ２）してもよい。また、図７、図８及び図９では、深い溝３４２をシャフト２１の軸端から加工しているが、必ずしもそのようにする必要はなく、シャフト２１の途中部分から深い溝３４２を設け、シャフト２１の端部に深い溝３４２が非形成の部分が存在するようにしてもよい。
【００１９】
次に、本実施の形態に係る回転電機の特徴を説明するための背景技術として、一般的な回転電機のシャフトについて説明する。
【００２０】
図１０は、一般的な回転電機のシャフトの構成を示す図である。一般的な回転電機のシャフトは、キー溝３０及びキー溝３１が、シャフト２１’の中心から見て同じ側に加工されている。
【００２１】
シャフトのＰ側の構造に関しては、実施の形態１に係る回転電機のシャフト２１と一般的な回転電機のシャフト２１’とで特別な相違はない。すなわち、一般的な回転電機のシャフト２１’のＰ側には、図４〜図６に示した構造と同様のキー溝３０が設けられている。
【００２２】
図１１、図１２及び図１３は、一般的な回転電機のシャフトのＯ側の端部の拡大図であり、図１１は上面図、図１２は正面図、図１３は側面図である。シャフト２１’のＯ側にはＰ側と同じく単一段のキー溝３１が施されている。
【００２３】
図１４、図１５及び図１６は、一般的な回転電機のシャフトのＰ側のキー溝に実際にキーを入れた状態を示す図であり、図１４は上面図、図１５は正面図、図１６は側面図である。キー３２をキー溝３０に入れた状態において、キー３２で埋められない空間３０ａが形成される。
【００２４】
図１７、図１８及び図１９は、一般的な回転電機のシャフトのＯ側のキー溝に実際にキーを入れた状態を示す図であり、図１７は上面図、図１８は正面図、図１９は側面図である。キー３３をキー溝３１に入れた状態において、キー３３で埋められない空間３１ａが形成される。
【００２５】
キー溝３０，３１のＲ形状部分を塞ぐために、キー３２，３３の先端形状を尖らせたりＲ形状を付けたりする場合もあるが、一般的には加工の手間が増えるため、図１４〜図１９に示すように直方体形状のキー３２，３３を使うことが多い。結果として、直方体形状のキー３２，３３で埋められない空間３０ａ，３１ａが、シャフト２１’のアンバランス要因となる。
【００２６】
シャフト２１’の径の大きさがＰ側とＯ側とで同じで、使用するキー３２，３３の大きさも同じような場合は、キー３２，３３で埋められない空間３０ａ，３１ａの回転軸に対する慣性モーメントが釣り合うため、Ｐ側とＯ側とで軸の中心に対して反対に位置するようにキー溝３０，３１を配置するだけでバランスを取ることが可能である。また、シャフト２１’の径やキー３２，３３の大きさが多少違っている場合でも、キー３２，３３で埋められない空間３０ａ，３１ａの回転軸に対する慣性モーメントが同一となるように、空間３１ａの部分を微調整すれば、同じようにバランスを取ることが可能である。
【００２７】
しかし一般には、回転電機においては、Ｐ側とＯ側とでシャフト２１’の径が異なり、使用するキー３２，３３の大きさも異なる。ほとんどの場合は、シャフト径はＯ側の方が小さく、キーも小さいものを使用しており、図１７、図１８及び図１９に示したキー３３で埋められない空間３１ａの大きさを微調整するくらいでは、Ｐ側の空間３０ａとのバランスを取ることは困難である。
【００２８】
このため、本実施の形態では、Ｏ側のキー溝３４をキー３３による連結機能を持たせたまま、バランスを取るための空間を増やすような形状に変更している。
【００２９】
図２０、図２１及び図２２は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＯ側のキー溝に実際にキーを入れた状態を示す図であり、図２０は上面図、図２１は正面図、図２２は側面図である。キー３３で埋められない空間３４ａ，３４ｂが、シャフト２１のアンバランス要因となる。空間３４ａは、図１７、図１８及び図１９における空間３１ａと同じであり、バランス調整溝としての深い溝３４２を設けることで、空間３４ｂの分だけバランスを取るための空間を増やすことができ、Ｐ側とＯ側の回転軸に対する慣性モーメントを同一にすることが可能となる。なお、図７、図８及び図９のキー溝形状は、深さ方向に加工を行うものであるため、Ｏ側のシャフト径が比較的太い場合に有効な手段である。
【００３０】
図２３、図２４及び図２５は、実施の形態１に係る回転電機のシャフトのＯ側の別の構造例を示す図であり、図２３は上面図、図２４は正面図、図２５は側面図である。図２３、図２４及び図２５に示す構造は、キー溝の形状が、図７、図８及び図９に示した例とは異なっている。キー溝３５は、軸端から見て手前側に位置するキー嵌合溝としての手前の溝３５１の奥の位置に、キーが侵入しないバランス調整溝とし奥の溝３５２を幅細で追加した形状となっている。キー溝３５の長さは任意であるが、軸端から見て手前の溝３５１の幅である第１の幅Ｗ１と奥の溝３５２の幅である第２の溝の幅Ｗ２は、Ｗ１＞Ｗ２であるとする。なお、図２３、図２４及び図２５では、軸端から見て手前の溝３５１の深さをＤ１、奥の溝３５２の深さをＤ２としたとき、Ｄ１＝Ｄ２のように図示しているが、奥の溝３５２の方を浅く（Ｄ１＞Ｄ２）しても構わない。
【００３１】
図２６、図２７及び図２８は、実施の形態１に係る回転電機の別構造のシャフトのＯ側のキー溝にキーを入れた状態を示す図であり、図２６は上面図、図２７は正面図、図２８は側面図である。キー３３で埋められない空間３５ａ，３５ｂが、シャフト２１のアンバランス要因となる。空間３５ａは、一般的な回転電機のシャフト２１’における空間３１ａと同じであり、バランス調整溝として奥の溝３５２を設けることで、空間３５ｂの分だけバランスを取るための空間を増やすことができ、Ｐ側とＯ側の回転軸に対する慣性モーメントを同一にすることが可能となる。なお、図２３、図２４及び図２５に示したキー溝形状は、軸方向に加工を行うものであるため、Ｏ側のシャフトが比較的長い場合に有効な手段である。
【００３２】
以上、実施の形態１について説明したが、シャフトのキー溝加工の工程において、キーを取り付けるためのキー溝よりも細い幅の溝を設けることで、シャフト単体でのバランス調整が可能となる。また、その加工において、キーが取り付けられる部分の大きさを広げているわけではないため、キーが不用意に動くようなことはない。
【００３３】
Ｏ側のキー溝のキーによって埋められない空間の大きさを変えてシャフトのバランスを調整するため、バランスウェイトの使用量を低減できる。したがって、バランスウェイトの脱落に起因する回転電機の不具合が発生しにくくなり、回転電機の長寿命化を図ることができる。
【００３４】
実施の形態２．
実施の形態１では、シャフトのキー溝加工の工程において、幅が異なる２本のキー溝を作らなくてはならない。そのためには、キー溝のフライス加工時にサイズの異なる工具を用意する必要があり、作業の手間が増大する。実施の形態２では、同じ幅の溝で実現する方法について説明する。
【００３５】
図２９、図３０及び図３１は、本発明に係る回転電機の実施の形態２のシャフトのＯ側の端部の拡大図であり、図２９は上面図、図３０は正面図、図３１は側面図である。キー溝３６は、キー嵌合溝としての第１の深さの浅い溝３６１に加え、浅い溝３６１と同じ幅で、第１の深さよりも深い第２の深さでバランス調整溝として深い溝３６２を設けた形状となっている。キー溝３６の深さは任意であるが、浅い溝３６１の長さをＬ１、深い溝３６２の長さをＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２であるとする。実施の形態１では、キー溝３６の長さには制約が無かったが、実施の形態２では、二つの溝３６１，３６２の幅を同じとしたため、キー溝３６の長さに制約が生じている。また、キー３３を固定させるために、深い溝３６２を端部まで伸ばすことはできなくなっている。すなわち、シャフト２１の端部に深い溝３６２が非形成の部分が存在し、シャフト２１の端部ではキー溝３６の深さが第１の深さとなるようにしている。
【００３６】
図３２、図３３及び図３４は、本発明に係る回転電機の実施の形態２のシャフトのＯ側のキー溝にキーを入れた状態を示す図であり、図３２は上面図、図３３は正面図、図３４は側面図である。キー３３で埋められていない空間３６ａ，３６ｂが、シャフト２１のアンバランス要因となる。空間３６ａは、一般的な回転電機のシャフト２１’における空間３１ａと同じであり、バランス調整溝として深い溝３６２を設けることで、空間３６ｂの分だけバランスを取るための空間を増やすことができ、Ｐ側とＯ側の回転軸に対する慣性モーメントを同一にすることが可能となる。なお、図２９、図３０及び図３１に示したキー溝３６の形状は、深さ方向に加工を行うものであるため、Ｏ側のシャフト径が大きい場合に有効な手段である。
【００３７】
図３５、図３６及び図３７は、実施の形態２に係る回転電機のシャフトのＯ側の別の構造例を示す図であり、図３５は上面図、図３６は正面図、図３７は側面図である。キー溝３７は、軸端から見て手前側に位置するキー嵌合溝としての手前の溝３７１の奥の位置に、キーが侵入しないバランス調整溝としての奥の溝３７２を手前の溝３７１と同じ幅で追加した形状となっている。すなわち、手前の溝３７１の幅である第１の幅と、奥の溝３７２の幅である第２の幅とを同じ幅にしている。キー溝３７の長さは任意であるが、手前の溝３７１の深さをＤ１、奥の溝３７２の深さをＤ２としたとき、Ｄ１＞Ｄ２であるとする。実施の形態１では、キー溝３７の深さには制約が無かったが、実施の形態２では、手前の溝３７１の幅と奥の溝３７２の幅とを同じとしたため、キー溝３７の深さに制約が生じている。
【００３８】
図３８、図３９及び図４０は、実施の形態２に係る回転電機の別構造のシャフトのＯ側のキー溝にキーを入れた状態を示す図であり、図３８は上面図、図３９は正面図、図４０は側面図である。キー３３で埋められていない空間３７ａ，３７ｂが、シャフト２１のアンバランス要因となる。空間３７ａは、一般的な回転電機における空間３１ａと同じであり、バランス調整溝として奥の溝３７２を設けることで、空間３７ｂの分だけバランスを取るための空間を増やすことができ、Ｐ側とＯ側の回転軸に対する慣性モーメントを同一にすることが可能となる。なお、図３５、図３６及び図３７に示したキー溝３７の形状は、軸方向に加工を行うものであるため、Ｏ側のシャフトが比較的長い場合に有効な手段である。
【００３９】
このように、シャフトのキー溝加工の工程において、キーを取り付けるためのキー溝と同じ幅の溝を設けることで、シャフト単体でのバランス調整が可能となる。また、その加工において、キーが取り付けられる部分の大きさを広げているわけではないため、キーが不用意に動くようなことはない。さらに、二つの溝の幅が同一であるため、溝のフライス加工時に同じサイズの工具で加工可能であり、作業工数を少なくすることができる。
【００４０】
なお、上記の説明では、キーが嵌合する溝の底面又は奥端にバランス調整溝を設けた構造を示したが、キー嵌合溝の底面及び奥端の両方にバランス調整溝を設けても良い。すなわち、キー嵌合溝の底面に設ける第１のバランス調整溝と、キー嵌合溝の奥端に設ける第２のバランス調整溝との合わせた空間の大きさを変えることでシャフトのバランスを調整するようにしても良い。
【００４１】
また、上記の説明においては、Ｏ側の方がシャフト径が小さく、キーも小さいものを使用しているとして、Ｏ側にキー溝にバランスを取るための空間を増やすような形状に変更する方法について述べた。しかし、Ｐ側の方がシャフト径が小さく、キーも小さいものを使用している場合などは、同様の手法をＰ側のシャフトに適用し、Ｐ側のキー溝にバランスを取るための空間を増やすような形状に変更してもよい。
【００４２】
また、シャフトに機械装置や外扇ファンを連結するときに、シャフト先端部をＤカットして、ねじ止めする場合もある。Ｄカットの場合はキー連結と違い、カットした部分が全てシャフトのアンバランス要因となる。Ｏ側及びＰ側の一方がＤカットで他方がキー連結の場合、キー加工の方に上記実施の形態１，２で説明した手法を適用し、Ｄカットした部分とバランスを取るようにすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明に係る回転電機は、単体でバランス調整済みでキーが不用意に動いてしまうことのないシャフトを備えている点で有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１  回転電機、２  回転子、３  固定子、４  外扇ファン、５ａ，５ｂ  ブラケット、６  フレーム、７  ファンカバー、２１，２１’  シャフト、２２  コア、２３ａ，２３ｂ  ベアリング、３０，３１，３４，３５，３６，３７  キー溝、３０ａ，３１ａ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ  空間、３２，３３  キー、３４１，３６１  浅い溝、３４２，３６２  深い溝、３５１，３７１  手前の溝、３５２，３７２  奥の溝。
【要約】
第１の軸径を有する一端部と、前記第１の軸径よりも大きい第２の軸径を有する他端部とを備え、一端部にキー溝（３４）が設けられたシャフト（２１）を用いて回転子が形成された回転電機であって、キー溝（３４）は、キーが嵌合する第１の深さのキー嵌合溝としての浅い溝（３４１）と、浅い溝（３４１）の底面の一部領域が掘り下げられて第１の深さよりも深い第２の深さを有するように形成されたバランス調整溝としての深い溝（３４２）とを有する。シャフト（２１）単体でバランス調整済みであるため回転子全体でのバランス修正の工数を少なくできることに加え、キーが不用意に動いてしまうことを防止できる。【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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