(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機シャフトを中心として回転するロータと、このロータの外周に配置されたステータと、上記ロータ及びステータが収容されるハウジングを具備し、上記ロータは、電磁鋼板が積層されたロータコアと、このロータコアの軸方向両側に取付けられたエンドプレートを有する電動機において、上記両側エンドプレートのうち少なくとも一方のエンドプレートに、上記ロータのバランスを調整するための固形部材であるバランサーが収容されるバランサー収容部を、上記バランサーが挿入される入口部分が上記ロータの外部に開口する穴として設け、上記バランサー収容部を、上記入口部分が、バランサーを収容する部分よりも狭い穴として形成し、上記バランサーを、上記入口部分を通過し得るサイズに設定したことを特徴とする電動機。
【請求項２】
上記バランサー収容部を、上記エンドプレートの円周方向の複数個所に間隔を置いて設けたことを特徴とする請求項１記載の電動機。
【請求項３】
上記バランサー収容部を上記エンドプレートに上記ロータの軸方向に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の電動機。
【請求項４】
上記バランサー収容部を、上記入口部分としての相対的に小寸法の入口側空間と、上記ロータコアの端面に面する相対的に大寸法の収容空間とから成る段穴状に形成したことを特徴とする請求項１記載の電動機。
【請求項５】
上記バランサー収容部を、上記バランサーを収容する部分から上記入口部分に向かって先すぼまりに狭くなる円錐台状に形成したことを特徴とする請求項１記載の電動機。
【請求項６】
上記バランサーを接着剤によって上記バランサー収容部内に接着したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項７】
上記接着剤を、上記バランサーを覆う状態で上記バランサー収容部内に充填したことを特徴とする請求項６記載の電動機。
【請求項８】
上記エンドプレート及びバランサーを非磁性体にて形成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロータのバランス調整構造を改良した電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石型電動機のようにロータに永久磁石を装着する電動機においては、電磁鋼板の積層体であるロータコアの両側に、永久磁石の抜け止めのためのエンドプレートを取付けて構成している。
【０００３】
この種の電動機において、組立状態でのロータ全体の重量アンバランスを修正する手段として、特許文献１に示されるようにエンドプレートにアンバランス量に相当する修正孔(所謂「盗み」)を設けた技術が公知である。
【０００４】
また、特許文献１には別のバランス調整構造として、ロータコアの軸方向両端面における、永久磁石挿入用の開口部に永久磁石の抜け止めを兼ねるバランスパテを固着する技術が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献２に記載されているように、ロータコアの外周一部を切削してバランス調整する技術も公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２８９６９９号公報
【特許文献２】特開２００２−１４２３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１，２に記載された、修正孔を設けたり部分切削したりする技術(切除方式)によると、調整作業が面倒で時間がかかる上に、切除し過ぎによって調整精度が悪くなる問題があった。
【０００８】
また、バランスパテを固着する構造によると、パテの計量という余分な工程が必要となるため作業効率が悪くなる。
【０００９】
しかも、パテをロータ表面に張り付けるだけであるため、とくにショベルの旋回電動機のような車載の電動機に発生し易い振動や衝撃によりパテがロータから飛び出してバランス調整機能が失われるとともに、周囲の構造物と衝突して損傷させるおそれがある。
【００１０】
そこで本発明は、バランス調整作業を短時間で効率良く、そして精度良く行うことができ、かつ、バランス調整部材のロータからの飛び出しを抑えることができる電動機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する手段として、本発明においては、電動機シャフトを中心として回転するロータと、このロータの外周に配置されたステータと、上記ロータ及びステータが収容されるハウジングを具備し、上記ロータは、電磁鋼板が積層されたロータコアと、このロータコアの軸方向両側に取付けられたエンドプレートを有する電動機において、上記両側エンドプレートのうち少なくとも一方のエンドプレートに、上記ロータのバランスを調整するための固形部材であるバランサーが収容されるバランサー収容部を、上記バランサーが挿入される入口部分が上記ロータの外部に開口する穴として設けたものである。
【００１２】
この構成によれば、バランス調整用の固形部材であるバランサーを、エンドプレートに設けたバランサー収容部に収容するだけでよいため、ロータコアの一部を切除する公知技術やパテを固着する公知技術と比較して、バランス調整作業を短時間で効率良く行うことができる。
【００１３】
しかも、予め重量が決められたバランサーを使用するため、切除式やパテ式と比較してバランス調整の精度を格段に高めることができる。
【００１４】
また、バランサー収容部という穴の中にバランサーを収容するため、車載の電動機にあってもロータからの飛び出しを抑えることができる。
【００１５】
本発明において、上記バランサー収容部を、上記エンドプレートの円周方向の複数個所に間隔を置いて設けるのが望ましい(請求項２)。
【００１６】
この構成により、バランサーを取付ける位置と数の選択肢が広がるため、バランス調整の精度を一層高めることができる。
【００１７】
本発明において、上記バランサー収容部を上記エンドプレートに上記ロータの軸方向に設けるのが望ましい(請求項３)。
【００１８】
この構成によれば、ロータ回転時の遠心力によるバランサーの飛び出しを一層抑制することができる。
【００１９】
本発明において、上記バランサー収容部を、上記入口部分が、バランサーを収容する部分よりも狭い穴として形成し、上記バランサーを、上記入口部分を通過し得るサイズに設定する (請求項１)。
【００２０】
この構成によれば、バランサーをバランサー収容部に簡単に挿入でき、しかも入口が絞られていることで、収容後の飛び出し抑制効果を高めることができる。
【００２１】
この場合、上記バランサー収容部を、上記入口部分としての相対的に小寸法の入口側空間と、上記ロータコアの端面に面する相対的に大寸法の収容空間とから成る段穴状に形成してもよいし(請求項４)、上記バランサーを収容する部分から上記入口部分に向かって先すぼまりに狭くなる円錐台状に形成してもよい(請求項５)。
【００２２】
一方、上記バランサーを接着剤によって上記バランサー収容部内に接着するのが望ましい(請求項６，７)。
【００２３】
とくに、上記接着剤を、上記バランサーを覆う状態で上記バランサー収容部内に充填するのが望ましい(請求項７)。
【００２４】
こうすれば、バランサーをバランサー収容部に挿入しただけの場合と比較して、バランサーのロータからの離脱そのものを防止できるため、飛び出し抑制効果がさらに高いものとなる。
【００２５】
また本発明において、上記エンドプレート及びバランサーを非磁性材料にて形成するのが望ましい(請求項８)。
【００２６】
これにより、エンドプレート及びバランサーが、生成される磁気回路に悪影響を及ぼすおそれがない。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、バランス調整作業を短時間で効率良く、そして精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電動機の全体断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１の一部を拡大した図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す図３相当図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示す図３相当図の一部をさらに拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
第１実施形態(図１〜図３参照)
第１実施形態に係る電動機は、図１に示すように電動機シャフト１を中心として回転するロータ２と、このロータ２の外周に配置されたステータ３がハウジング４に収容されて構成される。
【００３０】
ここでは、ショベルの旋回電動機のように電動機シャフト１が鉛直となる縦置き姿勢で設置される縦型電動機を適用対象としている。
【００３１】
以下、これを前提として、電動機軸方向(電動機シャフト１の軸方向)を上下方向として説明する。また、図の上下関係をそのまま電動機及び各部の上下関係として説明する。
【００３２】
さらに、この明細書において、「電動機」とは、電動機と同一原理の発電機及び発電電動機を含むものとする。
【００３３】
ハウジング４は、上下両面が開口した筒状のハウジング本体５と、このハウジング本体５の上下両面に図示しないボルトによって取付けられた上部及び下部両モータカバー６，７によって構成され、電動機シャフト１の上部が上部モータカバー６に、下部が下部モータカバー７にそれぞれ軸受８，８を介して回転自在に支持される。
【００３４】
ステータ３は、電磁鋼板を積層して成るステータコア(ステータ鉄心)９と、このステータコア９に上下方向に巻装されたステータコイル１０によって構成される。
【００３５】
ロータ２は、電磁鋼板を積層して成るロータコア(ロータ鉄心)１１と、このロータコア１１の円周方向の複数個所に内挿された永久磁石(図示省略)と、この永久磁石の抜け止めのためにロータコア１１の軸方向(上下)両側に接着または図示しないボルトによって取付けられた上部及び下部両エンドプレート１２，１３によって構成される。
【００３６】
このロータ２の組立後にロータ全体の重量アンバランスを修正する手段として、図２，３にも示すように上部エンドプレート１２の円周方向複数個所に一定間隔を置いてバランサー収容部１４…がロータ軸方向に設けられ、この複数のバランサー収容部１４…のうちアンバランス修正に最適のもの(たとえば図２中に斜線を付した二つのバランサー収容部１４，１４)が選択されてバランス調整用の固形部材である円板状のバランサー１５が挿入、収容される。
【００３７】
なお、一個所のみのバランサー収容部１４が選択される場合もあるし、隣接または離間した三個所またはそれ以上のバランサー収容部１４が選択される場合もある。
【００３８】
バランサー収容部１４は、外部(上部エンドプレート１２の上面側)からバランサー１５が挿入される入口部分としての相対的に小寸法の入口側空間１４ａ(図３のみに符号を付している)と、ロータコア１１の上端面に面する相対的に大寸法の収容空間１４ｂ(同上)が同軸上でロータ軸方向に連続する円形の段穴状に形成されている。
【００３９】
バランサー１５は、バランサー収容部１４の入口側空間１４ａを通過し得るように同空間１４ａよりも少し小径の円板状に形成され、外部から入口側空間１４ａを介して収容空間１４ｂに挿入され収容される。
【００４０】
この収容状態でのバランサー１５の定着力を強化する手段として、バランサー１５が接着剤(接着性の合成樹脂)１６によって収容空間１４ｂに接着されている。
【００４１】
この接着剤１６は、図３に拡大して示すようにバランサー１５の上面及び外周面を覆う状態で収容空間１４ｂに充填され、バランサー１５がこの接着剤１６によりバランサー収容部１４(収容空間１４ｂ)に固定され、振動や衝撃、回転時の遠心力による外部への飛び出しが抑制される。
【００４２】
なお、両側エンドプレート１２，１３及びバランサー１５は、運転時に生成される磁気回路に影響を与えないように非磁性金属材料(たとえば真鍮)によって形成される。また、同じ理由で接着剤１６にも非磁性材料が用いられる。
【００４３】
上記構成によれば、バランス調整用のバランサー１５を、上部エンドプレート１２に設けたバランサー収容部１４に収容するだけでよいため、ロータコア１１等の一部を切除する公知技術やパテを固着する公知技術と比較して、バランス調整作業を短時間で効率良く行うことができる。
【００４４】
しかも、予め重量が決められたバランサー１５を使用するため、切除式やパテ式と比較して目標のバランス状態を実現し易く、バランス調整の精度を格段に高めることができる。
【００４５】
また、バランサー収容部１４という穴の中にバランサー１５を収容するため、基本的に、車載の電動機にあってもロータ２からの飛び出しを抑えることができる。
【００４６】
この場合、第１実施形態においては、バランサー収容部１４を、上部エンドプレート１２の円周方向の複数個所に間隔をおいて設けているため、バランサー１５を取付ける位置と数の選択肢が広がる。このため、バランス調整の精度を一層高めることができる。
【００４７】
また、バランサー収容部１４を上部エンドプレート１２にロータ軸方向に設けているため、ロータ回転時の遠心力によるバランサー１５の飛び出し抑制効果が高いものとなる。
【００４８】
さらに、バランサー収容部１４を、入口部分が、バランサー収容部分よりも狭い穴、具体的には入口部分としての相対的に小寸法の入口側空間１４ａと、ロータコア１１の上面に面する相対的に大寸法の収容空間１４ｂとから成る段穴状に形成しているため、バランサーをバランサー収容部に簡単に挿入でき、しかも入口が絞られていることで、収容後の飛び出し抑制効果を高めることができる。
【００４９】
加えて、
(ｉ)  バランサー１５を接着剤１６によってバランサー収容部１４内に接着したこと、
(ｉｉ)  バランサー１５を覆う状態で接着剤１６をバランサー収容部１４内に充填したこと、
により、バランサー１５をバランサー収容部１４に挿入しただけの場合と比較して、バランサー１５のロータ２からの離脱そのものを防止することができる。
【００５０】
このため、バランサー１５の飛び出し抑制効果がさらに高いものとなる。
【００５１】
さらに、両側エンドプレート１２，１３及びバランサー１５を非磁性体にて形成し、接着剤１６もまた非磁性材料製としているため、生成される磁気回路に悪影響を及ぼすおそれがない。
【００５２】
他の実施形態
以下の実施形態において、第１実施形態との相違点てのみを説明する。
【００５３】
上記第１実施形態ではバランサー収容部１４を入口空間１４ａと収容空間１４ｂから成る段穴状としたのに対し、図４に示す第２実施形態においては、バランサー収容部１４を図示のようにバランサー１５を収容する部分(下部)から入口部分(上部)に向かって先すぼまりに狭くなる円錐台状に形成している。
【００５４】
この構成によっても、基本的に第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５５】
図５に示す第３実施形態においては、バランサー収容部１４を上部エンドプレート１２の外周面に直径方向に開口して設けている。
【００５６】
この場合、バランサー収容部１４を円周方向の複数個所に間隔を置いて設ける点は第１実施形態と同じである。
【００５７】
なお、図５ではバランサー収容部１４を相対的に小寸法の入口空間１４ａと相対的に大寸法の収容空間１４ｂとから成る段穴状にした場合を例示しているが、第２実施形態の円錐台状としてもよい。
【００５８】
その他の実施形態として、バランサー収容部１４を下部エンドプレート１３に設け、ロータ下側でバランサー１５によるバランス調整を行う構成をとってもよい。あるいは、上下両側エンドプレート１２，１３にバランサー収容部１４を設けて、両側でバランス調整を行う構成をとってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１  電動機シャフト
２  ロータ
３  ステータ
４  ハウジング
５  ハウジング本体
６，７  ハウジングの上部、下部モータカバー
１１  ロータを構成するロータコア
１２  同、上部エンドプレート
１３  同、下部エンドプレート
１４  バランサー収容部
１４ａ  バランサー収容部の入口側空間(入口部分)
１４ｂ  同、収容空間
１５  バランサー
１６  接着剤
【図１】
0006447146.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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