(57)【要約】【課題】回転子鉄心と固定子鉄心との間の間隙を広げることがなく、電動機性能を維持することができると共に、組立時、分解時に回転子鉄心または固定子鉄心を剥離損傷することがなく、組立性、分解性を向上させ得る電動機及びその組立方法を提供する。【解決手段】筒状に形成された固定子鉄心１０に固定子コイル１１が巻き込まれた固定子と、筒状に形成された回転子鉄心２０に回転軸３０ａを挿通固定され、該回転子鉄心２０の周縁部に永久磁石２１が埋め込まれた回転子と、前記回転軸３０ａ上において前記回転子鉄心２０の両側に挿入固定された一対のバランスリング４０ａ，４０ｂを備え、一対のバランスリング４０ａ，４０ｂの外径が、回転子鉄心２０の外径より大きく、かつ、固定子鉄心１０の内径より小さな寸法に設定されている。【選択図】図１
2012039732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成された固定子鉄心に固定子コイルが巻き込まれた固定子と、筒状に形成された回転子鉄心に回転軸を挿通固定され、該回転子鉄心の周縁部に永久磁石が埋め込まれた回転子と、前記回転軸上において前記回転子鉄心の両側に挿入固定された一対のバランスリングを備え、
前記一対のバランスリングの外径が、前記回転子鉄心の外径より大きく、かつ、前記固定子鉄心の内径より小さな寸法に設定されたことを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記一対のバランスリングは、外周部の角部が除去されていることを特徴とする請求項１記載の電動機。
【請求項３】
筒状に形成された固定子鉄心に固定子コイルが巻き込まれた固定子と、筒状に形成された回転子鉄心に回転軸を挿通固定され、該回転子鉄心の周縁部に永久磁石が埋め込まれた回転子と、前記回転軸の両端に固定された軸受と、前記回転軸上において前記回転子鉄心と前記軸受との間に挿入固定された一対のバランスリングと、前記固定子を支持するフレームの両端に取り付けられ、前記軸受を介して前記回転子及びバランスリングを回転自在に支持するブラケットとを備えた電動機の組立方法において、
前記一対のバランスリングの外径を、前記回転子の外径より大きく、かつ、前記固定子の内径より小さな寸法に設定し、
前記回転子を前記固定子に挿入し組み立てる際、
前記一対のバランスリングのうち、挿入端側のバランスリングの外周面を前記固定子鉄心の内周面に沿って接触させながら挿入し、
前記挿入端側のバランスリングが前記固定子鉄心の内周面の端部を抜けたとき、挿入端側の前記軸受が挿入端側の前記ブラケットに係合して組み付けられるようにした
ことを特徴とする電動機の組立方法。
【請求項４】
筒状に形成された固定子鉄心に固定子コイルが巻き込まれた固定子と、筒状に形成された回転子鉄心に回転軸を挿通固定され、該回転子鉄心の周縁部に永久磁石が埋め込まれた回転子と、前記回転軸の両端に固定された軸受と、前記回転軸上において前記回転子と前記軸受との間に挿入固定された一対のバランスリングと、前記固定子を支持するフレームの両端に取り付けられ、前記軸受を介して前記回転子及びバランスリングを回転自在に支持するブラケットとを備えた電動機の組立方法において、
前記一対のバランスリングの外径を、前記回転子の外径より大きく、かつ、前記固定子の内径より小さな寸法に設定し、
前記回転子を前記固定子に挿入し組み立てる際、
前記一対のバランスリングのうち、挿入端側のバランスリングの外周面を前記固定子鉄心の内周面に沿って接触させながら挿入し、
前記挿入端側のバランスリングが前記固定子鉄心の内周面の端部を抜けたとき、前記挿入端側のバランスリングを、挿入端側に位置するブラケットを貫通して設けられた柱形状のピンに係合支持し、挿入端側の前記軸受が前記挿入端側のブラケットに組み付けられるようにした
ことを特徴とする電動機の組立方法。
【請求項５】
柱形状のピンは、前記挿入端側に位置するブラケットに設けられたピン穴と前記挿入端側のバランスリングに設けられたピン穴に挿通されていることを特徴とする請求項４記載の電動機の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子鉄心に永久磁石を埋め込んだ回転子を有する電動機及びその組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転子鉄心に永久磁石を埋め込んだ回転子を有する電動機の構造において、回転子鉄心の端部の外周部をぐるりと覆う、非磁性体で可とう性のマグネットキャップの使用が知られている（特許文献１参照）。
この回転子構造によれば、組立時に回転子鉄心と固定子鉄心が直接接触し擦れ合うことが無いため、回転子の永久磁石が欠損し損傷することがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−１１０９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の構造には、以下のような問題点がある。
回転子鉄心の外周角部の両端をマグネットキャップで覆い、回転子鉄心と固定子鉄心とが接触しないようにしているが、この場合、回転子が回転する時にマグネットキャップと固定子鉄心とが接触しないようにする必要がある。そのため、回転子鉄心と固定子鉄心との間隙をマグネットキャップの厚み分だけ広くしている。
しかし、回転子鉄心と固定子鉄心との間の間隙を大きくすると電動機性能が低下する。電動機性能を維持するためには、コア長さを長くするなど、電動機寸法を大きくしなければならないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑み、回転子鉄心と固定子鉄心との間の間隙を広げることがなく、電動機性能を維持することができると共に、組立時、分解時に回転子鉄心または固定子鉄心を剥離損傷することがなく、組立性、分解性を向上させ得る電動機及びその組立方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る電動機は、筒状に形成された固定子鉄心に固定子コイルが巻き込まれた固定子と、筒状に形成された回転子鉄心に回転軸を挿通固定され、該回転子鉄心の周縁部に永久磁石が埋め込まれた回転子と、前記回転軸上において前記回転子鉄心の両側に挿入固定された一対のバランスリングを備え、前記一対のバランスリングの外径が、前記回転子鉄心の外径より大きく、かつ、前記固定子鉄心の内径より小さな寸法に設定されたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、回転子を固定子に挿入する組立時及び回転子を固定子から引き抜く分解時に、回転子鉄心の外周部に取付けた永久磁石又は回転子鉄心が固定子鉄心に吸着したまま擦れ合うことがなく、永久磁石の損傷や回転子鉄心、固定子鉄心の電磁鋼板が剥離して損傷することを防ぐことができる。また、回転子鉄心に保護材を取付けないので、回転子鉄心と固定子鉄心との間の間隙を大きくする必要がないので、電動機性能の低下を防ぐことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電動機の断面図である。
【図２】実施の形態１におけるバランスリングを示す側面図及び平面図である。
【図３】実施の形態１に係る電動機の組立工程及び分解工程を示す断面図である。
【図４】実施の形態１に係る電動機の組立工程及び分解工程を示す他の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る電動機の組立工程及び分解工程を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２におけるバランスリングを示す側面図及び平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１に示すように、電動機のフレーム３３の内周面に沿って、固定子鉄心１０が挿入固定されている。固定子鉄心１０は、電磁鋼板１２を積層して円筒状に形成したものであり、また固定子鉄心１０には固定子コイル１１が巻きこまれている。固定子コイル１１のリード線１１ａは図示しない電源ユニットに接続されている。固定子コイル１１のリード線１１ａに例えば、３相のＵ，Ｖ，Ｗ相を順次通電することで、固定子コイル１１に回転磁界を発生する。
電動機の回転軸３０ａには、回転子鉄心２０、バランスリング４０ａ，４０ｂ並びに軸受３１ａ，３１ｂが挿入固定されている。回転子鉄心２０は、電磁鋼板２２を積層して円筒状に形成され、その周縁部において回転軸３０ａと平行に形成された複数のスロット２３に、強い磁力を持つ永久磁石２１が埋め込まれている。回転子鉄心２０は、固定子コイル１１による回転磁界と永久磁石２１の磁気力とにより回転する。
そして、フレーム３３の両端には、後部ブラケット３２ａ、前部ブラケット３２ｂが取り付けられ、回転軸３０ａは軸受３１ａ，３１ｂを介して後部ブラケット３２ａ、前部ブラケット３２ｂにそれぞれ回転自在に支持されている。
【００１０】
上記の構造において、バランスリング４０ａ，４０ｂは、回転子の回転アンバランスを補正するためのもので、回転子鉄心２０と軸受３１ａ，３１ｂとの間に配置されている。更に、このバランスリング４０ａ、４０ｂは、図２に示すように環状に形成され、その外周面の角部が面取りなどで除去されていると共に、図１に示すようにその外径ｄBを、回転子鉄心２０の外径ｄ以上及び固定子鉄心１０の内径Ｄ未満(ｄ≦ｄB＜Ｄ)の寸法に設定されている。一例を示すと、外径ｄ＝１００ｍｍ、内径Ｄ＝１０２ｍｍ場合、外径ｄＢは１０１ｍｍに設定される。
【００１１】
そして、回転子を固定子に挿入し組立てる時、図３に示すように、回転軸３０ａに回転子鉄心２０、バランスリング４０ａ，４０ｂ、軸受３１ａ，３１ｂ及び前部ブラケット３２ｂが取り付けられた状態で、まず回転軸３０ａの端部が固定子鉄心１０の端部に挿入される。続いて挿入端側のバランスリング４０ａの端部が固定子鉄心１０の端部に挿入されるとき、そのバランスリング４０ａの外周面を固定子鉄心１０の内周面に沿って接触させながら挿入する。
この場合、バランスリング４０ａの外周面の角部は面取りなどで除去されているので、バランスリング４０ａと固定子鉄心１０の接触面積が大きくなり、接触時の負荷を分散させ、固定子鉄心１０の電磁鋼板１２が損傷することを防ぐ。
【００１２】
次に、回転子鉄心２０を固定子鉄心１０に挿入するときは、永久磁石２１を埋め込んでいる回転子鉄心２０は固定子鉄心１０に吸引される。しかし、図５に示すように回転子鉄心２０の外径ｄ以上の外径ｄBを有するバランスリング４０ａの外周部を、そのまま固定子鉄心１０に内周面に沿わせ続けて挿入することにより、回転子鉄心２０が固定子鉄心１０に吸着するのを防ぐことができる。これにより、回転子鉄心２０と固定子鉄心１０が強く磁着したまま擦れないので、固定子鉄心１０の電磁鋼板１２及び回転子鉄心２０の電磁鋼板２２が剥離損傷するのを防ぐことができる。
そのまま更に挿入し、図４に示すように、バランスリング４０ａが固定子鉄心１０の左端の抜けたときには、挿入端側の軸受３１ａが後部ブラケット３２ａに係合して組みつけられる構造にすることで、回転子鉄心２０と固定子鉄心１０が接触するのを防ぐことができる。以上により、回転軸３０ａの組立てが完了する。
【００１３】
一方、回転子鉄心２０を固定子鉄心１０から引き抜き分解する場合、まず軸受３１ａを後部ブラケット３２ａに係合させながら分解でき、回転子鉄心２０と固定子鉄心１０が接触するのを防ぐことができる。
次に、図４に示すように、軸受３１ａが後部ブラケット３２ａを抜けたときは、バランスリング４０ａの外周面を固定子鉄心１０の内周面に沿って接触させながら分解することで、回転子鉄心２０と固定子鉄心１０が接触するのを防ぐことができる。
そして、そのまま該バランスリング４０ａの外周面を固定子鉄心１０に内周面に沿って引き抜くことで、分解が完了する。
【００１４】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る電動機及びその組み立て方法によれば、回転軸３０ａ上において回転子鉄心２０の両側に挿入固定された一対のバランスリング４０ａ，４０ｂの外径が、回転子鉄心２０の外径より大きく、かつ、固定子鉄心１０の内径より小さな寸法に設定されているので、回転子を固定子に挿入する組立時及び回転子を固定子から引き抜く分解時に、回転子鉄心２０の外周部に取付けた永久磁石２１又は回転子鉄心２０の電磁鋼板２２が固定子鉄心１０に吸着したまま擦れ合うことがなく、永久磁石２１の損傷や回転子鉄心２０の電磁鋼板２２、固定子鉄心１０の電磁鋼板１２が剥離して損傷するのを防ぐことができる。また、回転子鉄心２０に保護材を取付けないので、回転子鉄心２０と固定子鉄心１０との間の間隙を大きくする必要がなく、電動機性能の低下を防ぐことができる。
【００１５】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２に係る電動機を示す断面図、図６は実施の形態２におけるバランスリング４０ｃを示す図である。
回転子鉄心２０を固定子鉄心１０に挿入し組立てる工程で、図５に示すように、バランスリング４０ｃが固定子鉄心１０の端部を抜けたときに、回転軸３０ｂの寸法が短く、軸受３１ａが後部ブラケット３２ｃに係合して組みつけられる構造でないことがある。
このため実施の形態２では、図５に示すように、柱形状をしたピン５０と、該ピン５０の柱形状と係合するピン穴３４を有する後部ブラケット３２ｃ及びピン穴４４を有するバランスリング４０ｃを備え、回転子を固定子に挿入し組立てる段階で、バランスリング４０ｃをピン５０に係合して挿入する。それにより、回転子鉄心２０が固定子鉄心１０に吸着されるのを防ぐことができる。
そして、そのまま、挿入端側の軸受３１ａが挿入端側のブラケットである後部ブラケット３２ｃの左端に到達するまで挿入し、その後は、軸受３１ａを後部ブラケット３２ｃに係合して挿入する。
以上により、回転軸３０ｂの組立てが完了する。組立て完了後は、ピン５０をバランスリング４０ｃ、後部ブラケット３２ｃから引き抜く。
【００１６】
一方、回転子鉄心２０を固定子鉄心１０から引き抜き分解する場合、軸受３１ａを後部ブラケット３２ｃに係合して分解する。軸受３１ａが後部ブラケット３２ｃを抜けたときは、ピン５０を後部ブラケット３２ｃのピン穴３４及びバランスリング４０ｃのピン穴４４に挿入する。そして、ピン５０に係合させながら分解することで、回転子鉄心２０と固定子鉄心１０が接触するのを防ぐことができる。バランスリング４０ｃがピン５０を抜けたときは、バランスリング４０ｃの外周面を固定子鉄心１０の内周面に沿わせて分解することで、回転子鉄心２０と固定子鉄心１０が接触するのを防ぐことができる。そして、そのままバランスリング４０ｃの外周面を固定子鉄心１０に内周面に沿って引き抜くことで、分解が完了する。
【００１７】
以上のように、本発明の実施の形態２によれば、回転軸３０ｂ上において回転子鉄心２０の両側に挿入固定された一対のバランスリング４０ｂ，４０ｃの外径が、回転子鉄心２０の外径より大きく、かつ、固定子鉄心１０の内径より小さな寸法に設定し、回転子を固定子に挿入し組み立てる際、一対のバランスリング４０ｂ，４０ｃのうち、挿入端側のバランスリング４０ｃの外周面を固定子鉄心１０の内周面に沿って接触させながら挿入し、挿入端側のバランスリング４０ｃが固定子鉄心１０の内周面の端部を抜けたとき、挿入端側のバランスリング４０ｃを、挿入端側に位置するブラケット３２ｃを貫通して設けられた柱形状のピン５０に係合支持し、挿入端側の軸受３１ａが挿入端側のブラケット３２ｃに組み付けられるようにしたので、軸受３１ａが後部ブラケット３２ｃに係合して組みつけられる構造でない場合でも、バランスリング４０ｃが固定子鉄心１０の端部を通過した後、挿入端側のバランスリング４０ｃを、ピン５０と係合しながら挿入して組み立てることが可能となり、回転子鉄心２０と固定子鉄心１０を直接接触し擦れ合うことを防ぎ、それにより、固定子鉄心１０および回転子鉄心２０の電磁鋼板が剥離損傷しない。
【符号の説明】
【００１８】
１０  固定子鉄心
１１  固定子コイル
１１ａ  リード線
１２  電磁鋼板
２０  回転子鉄心
２１  永久磁石
２２  電磁鋼板
２３  スロット
３０ａ，３０ｂ  回転軸
３１ａ，３１ｂ  軸受
３２ａ  後部ブラケット
３２ｂ  前部ラケット
３２ｃ  後部ブラケット
３３  フレーム
３４  ピン穴
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ  バランスリング
４１  外周部
４４  ピン穴
５０  ピン
【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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