JP3624321B2 - 電動機の回転子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
電動機の回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エアコンまたは、洗濯機等の家電製品に用いられる電動機は、振動、騒音の少ない電動機が求められている。そこで、電動機より発生する振動を防止するためにさまざまな方法がとられてきた。従来における振動の伝達を減衰させるための回転子を使用した電動機についてブラシレスＤＣモータを例に、図４〜図８を用いて説明する。図４は、第一の従来例の回転子の斜視図である。図５は、図４における回転子のＢ−Ｂ断面図である。図６は、第二の従来例の回転子の斜視図である。図７は、図６における回転子のＣ−Ｃ断面図である。図８は、第一の従来例の回転子を使用したブラシレスＤＣモータの側断面図である。
【０００３】
図４、図５において、回転子３５は、ドーナツ状の鉄板を積層して、筒状に形成された回転子鉄心３６と、この回転子鉄心３６の内周に固着された筒状のゴム３７と、このゴム３７の内周に固着されたシャフト３８と、回転子鉄心３６の外周に固着されたマグネット３９とで構成されている。
【０００４】
図６、図７において、第一の回転子鉄心４０ａは、ドーナツ状の鉄板を積層して筒状に形成されている。第二の回転子鉄心４０ｂは、ドーナツ状の鉄板を積層して筒状に形成されている。また、第二の回転子鉄心４０ｂの外周の径は、第一の回転子鉄心４０ａの内周の径よりも小さくすることにより、第一の回転子鉄心４０ａと第二の回転子鉄心４０ｂを同軸上に配設したときに、第一の回転子鉄心４０ａの内周と第二の回転子鉄心４０ｂの外周に隙間を設ける。そして、この隙間に筒状のゴム４２を挿入し、このゴム４２により、第一の回転子鉄心４０ａと第二の回転子鉄心４０ｂを固着する。そして、第二の回転子鉄心４０ｂの内周にシャフト４３を固着する。そして、第一の回転子鉄心４０ａの外周にマグネット４４を固着する。以上のように回転子４１を構成する。
【０００５】
図８において、ブラシレスＤＣモータ５５は、固定子５０をプリミックス５６でモールド形成したフレーム５７と、このフレーム５７の内部に取り付けられた回転子３５で構成されている。
【０００６】
上述したブラシレスＤＣモータに電力が通電されると、固定子と回転子が対向している面の隙間に回転子を回転させるための力が一定した回転トルクが発生する。この回転トルクは、回転子鉄心、シャフトを経由して、負荷に伝達される。
【０００７】
また、このブラシレスＤＣモータにおいては、駆動回路にトランジスタを用いているため、各巻線に流れる電流の切り替え時に発生するトランジスタのスイッチングノイズにより、また、マグネットを着磁する際の着磁ピッチのずれにより、力の方向が時間とともに変化する振動トルクが発生する。この振動トルクにより、振動が発生し、上述した回転トルクと合成されて、回転子鉄心、シャフトを経由して、負荷たとえば、ファン等に伝達される経路と、固定子を介して取付板等に伝達する経路に分かれ、それぞれ共振等により騒音となる。
【０００８】
そこで、第一の従来例および第二の従来例においては、回転子鉄心、シャフトを経由して伝達される振動の防止を目的としたものである。つまり、回転子鉄心の内周とこの内周に固着されるシャフトの外周の間にゴムを挿入することにより、また、回転子鉄心の内部にゴムを挿入することにより、振動をゴムにより吸収させて、振動の防止を行うことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この第一の従来例および第二の従来例の回転子においては、回転子鉄心とシャフトの間または回転子鉄心間にゴムが設けてあるため、このゴムの収縮運動により、また、ゴムの劣化により、回転子鉄心が大きく偏心して、アンバランスになり、逆に振動を助長してしまう可能性がある。また、回転子とこの回転子と対向する固定子との隙間がなくなり、回転子と固定子が接触して回転子がロックする不具合を発生する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、電動機の回転子において、中央部に貫通した孔を有する回転体と
、この回転体の孔に挿入されたシャフトと、前記シャフトに挿入された軸受と、前記軸受の回転体側側面に配したワッシャと、前記回転体と軸受の間に配設されたスプリングワッシャとを備え、前記シャフトの任意の場所に配設されたワッシャ固定装置とを備え、前記回転体の孔をシャフトの外周よりも大きくすることにより、回転体の内周面と、この内周面に対向するシャフトの外周面にわずかな隙間を設け、この隙間は、シャフトに対する回転体の偏心を最小限に押さえ、かつ、前記回転体が円周方向にわずかに移動でき、かつ、回転体が軸方向上に自由に移動できる隙間を形成し、また、前記ワッシャを介した前記軸受と前記回転体の端面で前記スプリングワッシャを押圧することにより、前記回転体を前記シャフトに保持したことを特徴とする電動機の回転子を提供する。
【００１１】
【作用】
電動機に電力が通電されると、回転体に、回転子を所定の方向に回転させるための力の方向が一定で、力の大きさがほぼ一定した回転トルクとともに、前述したトランジスタのスイッチングノイズ等により、力の方向が時間とともに回転方向が変化する振動トルクが発生する。
【００１２】
そして、この回転トルクおよび振動トルクは、回転体からシャフトを経由して負荷に伝達される。
【００１３】
その際、回転トルクは、その力が一定しているため、回転体が任意の方向に回転すると、回転体の内周面の一部がシャフトの外周面の一部に接触し回転体からシャフトに回転トルクが伝達される。一方、振動トルクは、その力の方向が時間とともに変化するため、回転体が回転トルクを伝達する回転方向と反対方向に回転すると回転体とシャフトは、非接触となり、振動トルクを伝達しない。よってシャフトから負荷には回転トルクのみが伝達される。
【００１４】
【実施例】
本発明の実施例を図１〜図３を用いて説明する。図１は、本発明における回転子の部分断面図である。図２は、図１における回転子のＡ−Ａ部の断面図である。図３は、本発明における回転子を使用したブラシレスＤＣモータの側断面図である。
【００１５】
図１、図２において、回転体１は、ドーナツ状の鉄板を積層して、筒状に形成された回転子鉄心２と、この回転子鉄心２の外周に固着されたマグネット３とで構成されている。回転子鉄心２の中央部の孔２ａはＤ字状に形成されている。シャフト３は、両端部の外径が中央部の外径より小さく形成されており、両端部と中央部の境目に、それぞれ、段付き４ａ、４ｂが形成されている。また、シャフト３の中央部は、回転子鉄心２の孔２ａに対応するようにＤ字状に形成されている。
【００１６】
そして、回転子鉄心２の孔２ａにシャフト４を挿入し、シャフト４の中央部に回転体１を仮固定する。また、回転子鉄心２の内径をシャフト５の外径よりも大きくすることにより、回転子鉄心２の内周面と、この内周面に対向するシャフト５の外周面にわずかな隙間Ｓを設ける。この隙間Ｓは、シャフト４に対する回転体１の偏心を最小限に押さえることのできる程度で、かつ、回転体１が円周方向にわずかに移動でき、かつ、回転体１が軸方向上に自由に移動できる程度の隙間にする。そして、シャフト４の両端からそれぞれスプリングワッシャ６ａ、６ｂを挿入する。そして、シャフト４の両端から段付き４ａ、４ｂまで軸受７ａ、７ｂをそれぞれ挿入することにより、スプリングワッシャ６ａ、６ｂが、軸受７ａ、７ｂと回転体１の両端面との間で押圧されるようにする。また、軸受の変わりにワッシャ固定装置として止め輪等を用いてもよい。そして、スプリングワッシャ６ａ、６ｂの間に回転体１を固定する。以上のように回転子５が構成されている。
【００１７】
図３において、ブラシレスＤＣモータ１０は、固定子１１をプリミックス１２でモールド形成したフレーム１３と、このフレーム１３の内部に取り付けられた回転子５で構成されている。
【００１８】
上述したブラシレスＤＣモータ１０に電力が通電されると、回転体１に、回転子５を所定の方向に回転させるための力の方向が一定で、力の大きさがほぼ一定した回転トルクとともに、前述したトランジスタのスイッチングノイズ等により、力の方向が時間とともに回転方向が変化する振動トルクが発生する。そして、この回転トルクおよび振動トルクは、回転体１からシャフト４を経由して負荷に伝達される。
【００１９】
その際、回転トルクは、その力が一定しているため、回転体１が任意の方向に回転すると、回転子鉄心２の内周面の一部がシャフトの外周面の一部に接触し、回転体１からシャフト４に回転トルクが伝達される。一方、振動トルクは、その力の方向が時間とともに変化するため、回転体１が回転トルクを伝達する回転方向と反対方向に回転すると、回転体１とシャフト４は、非接触状態となり、振動トルクを伝達しない。よってシャフト４から負荷には、回転トルクのみが伝達される。さらに、マグネットスキュー等による軸方向上の振動が発生した場合においても、スプリングワッシャ６ａ、６ｂにより、振動を減衰させて、負荷に伝達させることができる。また、スプリングワッシャを回転子鉄心の一方の端面のみに配設し、他方の端面は、止め輪等を用いることにより、回転体を固定してもよい。
【００２０】
また、回転子鉄心２の孔２ａおよびシャフト４の中央部の形状は、Ｄ字状の他に多角形状または鍵孔状でもよい。つまり、円周方向にわずかに移動できる自由度があり、かつ、回転体１が回転するとシャフト４に回転トルクが伝達できるようにする。
【００２１】
本実施例においては、ブラシレスＤＣモータについて述べたが、回転子とこの回転子に対向する固定子の隙間に振動トルクが発生する他の電動機においても同様の効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、回転子鉄心が偏心することなく、負荷に伝達する振動を減衰させ、共振などのよる騒音を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における回転子を軸方向より見た正面図。
【図２】図１における回転子のＡ−Ａ部の断面図。
【図３】本発明における回転子を使用したブラシレスＤＣモータの側断面図。
【図４】第一の従来例の回転子の斜視図。
【図５】図４における回転子のＢ−Ｂ断面図。
【図６】第二の従来例の回転子の斜視図。
【図７】図６における回転子のＣ−Ｃ断面図。
【図８】第一の従来例の回転子を使用したブラシレスＤＣモータの側断面図。
【符号の説明】
１ ・・・回転体
２、３６ ・・・回転子鉄心
３、３９、４４・・・マグネット
４、３８、４３・・・シャフト
５、３５、４１・・・回転子
６ａ、６ｂ ・・・スプリングワッシャ
７ａ、７ｂ ・・・軸受
１０、５５ ・・・ブラシレスＤＣモータ
１１、５０ ・・・固定子
１２、５６ ・・・プリミックス
１３、５７ ・・・フレーム
３７、４２ ・・・ゴム
【産業上の利用分野】
電動機の回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エアコンまたは、洗濯機等の家電製品に用いられる電動機は、振動、騒音の少ない電動機が求められている。そこで、電動機より発生する振動を防止するためにさまざまな方法がとられてきた。従来における振動の伝達を減衰させるための回転子を使用した電動機についてブラシレスＤＣモータを例に、図４〜図８を用いて説明する。図４は、第一の従来例の回転子の斜視図である。図５は、図４における回転子のＢ−Ｂ断面図である。図６は、第二の従来例の回転子の斜視図である。図７は、図６における回転子のＣ−Ｃ断面図である。図８は、第一の従来例の回転子を使用したブラシレスＤＣモータの側断面図である。
【０００３】
図４、図５において、回転子３５は、ドーナツ状の鉄板を積層して、筒状に形成された回転子鉄心３６と、この回転子鉄心３６の内周に固着された筒状のゴム３７と、このゴム３７の内周に固着されたシャフト３８と、回転子鉄心３６の外周に固着されたマグネット３９とで構成されている。
【０００４】
図６、図７において、第一の回転子鉄心４０ａは、ドーナツ状の鉄板を積層して筒状に形成されている。第二の回転子鉄心４０ｂは、ドーナツ状の鉄板を積層して筒状に形成されている。また、第二の回転子鉄心４０ｂの外周の径は、第一の回転子鉄心４０ａの内周の径よりも小さくすることにより、第一の回転子鉄心４０ａと第二の回転子鉄心４０ｂを同軸上に配設したときに、第一の回転子鉄心４０ａの内周と第二の回転子鉄心４０ｂの外周に隙間を設ける。そして、この隙間に筒状のゴム４２を挿入し、このゴム４２により、第一の回転子鉄心４０ａと第二の回転子鉄心４０ｂを固着する。そして、第二の回転子鉄心４０ｂの内周にシャフト４３を固着する。そして、第一の回転子鉄心４０ａの外周にマグネット４４を固着する。以上のように回転子４１を構成する。
【０００５】
図８において、ブラシレスＤＣモータ５５は、固定子５０をプリミックス５６でモールド形成したフレーム５７と、このフレーム５７の内部に取り付けられた回転子３５で構成されている。
【０００６】
上述したブラシレスＤＣモータに電力が通電されると、固定子と回転子が対向している面の隙間に回転子を回転させるための力が一定した回転トルクが発生する。この回転トルクは、回転子鉄心、シャフトを経由して、負荷に伝達される。
【０００７】
また、このブラシレスＤＣモータにおいては、駆動回路にトランジスタを用いているため、各巻線に流れる電流の切り替え時に発生するトランジスタのスイッチングノイズにより、また、マグネットを着磁する際の着磁ピッチのずれにより、力の方向が時間とともに変化する振動トルクが発生する。この振動トルクにより、振動が発生し、上述した回転トルクと合成されて、回転子鉄心、シャフトを経由して、負荷たとえば、ファン等に伝達される経路と、固定子を介して取付板等に伝達する経路に分かれ、それぞれ共振等により騒音となる。
【０００８】
そこで、第一の従来例および第二の従来例においては、回転子鉄心、シャフトを経由して伝達される振動の防止を目的としたものである。つまり、回転子鉄心の内周とこの内周に固着されるシャフトの外周の間にゴムを挿入することにより、また、回転子鉄心の内部にゴムを挿入することにより、振動をゴムにより吸収させて、振動の防止を行うことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この第一の従来例および第二の従来例の回転子においては、回転子鉄心とシャフトの間または回転子鉄心間にゴムが設けてあるため、このゴムの収縮運動により、また、ゴムの劣化により、回転子鉄心が大きく偏心して、アンバランスになり、逆に振動を助長してしまう可能性がある。また、回転子とこの回転子と対向する固定子との隙間がなくなり、回転子と固定子が接触して回転子がロックする不具合を発生する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、電動機の回転子において、中央部に貫通した孔を有する回転体と
、この回転体の孔に挿入されたシャフトと、前記シャフトに挿入された軸受と、前記軸受の回転体側側面に配したワッシャと、前記回転体と軸受の間に配設されたスプリングワッシャとを備え、前記シャフトの任意の場所に配設されたワッシャ固定装置とを備え、前記回転体の孔をシャフトの外周よりも大きくすることにより、回転体の内周面と、この内周面に対向するシャフトの外周面にわずかな隙間を設け、この隙間は、シャフトに対する回転体の偏心を最小限に押さえ、かつ、前記回転体が円周方向にわずかに移動でき、かつ、回転体が軸方向上に自由に移動できる隙間を形成し、また、前記ワッシャを介した前記軸受と前記回転体の端面で前記スプリングワッシャを押圧することにより、前記回転体を前記シャフトに保持したことを特徴とする電動機の回転子を提供する。
【００１１】
【作用】
電動機に電力が通電されると、回転体に、回転子を所定の方向に回転させるための力の方向が一定で、力の大きさがほぼ一定した回転トルクとともに、前述したトランジスタのスイッチングノイズ等により、力の方向が時間とともに回転方向が変化する振動トルクが発生する。
【００１２】
そして、この回転トルクおよび振動トルクは、回転体からシャフトを経由して負荷に伝達される。
【００１３】
その際、回転トルクは、その力が一定しているため、回転体が任意の方向に回転すると、回転体の内周面の一部がシャフトの外周面の一部に接触し回転体からシャフトに回転トルクが伝達される。一方、振動トルクは、その力の方向が時間とともに変化するため、回転体が回転トルクを伝達する回転方向と反対方向に回転すると回転体とシャフトは、非接触となり、振動トルクを伝達しない。よってシャフトから負荷には回転トルクのみが伝達される。
【００１４】
【実施例】
本発明の実施例を図１〜図３を用いて説明する。図１は、本発明における回転子の部分断面図である。図２は、図１における回転子のＡ−Ａ部の断面図である。図３は、本発明における回転子を使用したブラシレスＤＣモータの側断面図である。
【００１５】
図１、図２において、回転体１は、ドーナツ状の鉄板を積層して、筒状に形成された回転子鉄心２と、この回転子鉄心２の外周に固着されたマグネット３とで構成されている。回転子鉄心２の中央部の孔２ａはＤ字状に形成されている。シャフト３は、両端部の外径が中央部の外径より小さく形成されており、両端部と中央部の境目に、それぞれ、段付き４ａ、４ｂが形成されている。また、シャフト３の中央部は、回転子鉄心２の孔２ａに対応するようにＤ字状に形成されている。
【００１６】
そして、回転子鉄心２の孔２ａにシャフト４を挿入し、シャフト４の中央部に回転体１を仮固定する。また、回転子鉄心２の内径をシャフト５の外径よりも大きくすることにより、回転子鉄心２の内周面と、この内周面に対向するシャフト５の外周面にわずかな隙間Ｓを設ける。この隙間Ｓは、シャフト４に対する回転体１の偏心を最小限に押さえることのできる程度で、かつ、回転体１が円周方向にわずかに移動でき、かつ、回転体１が軸方向上に自由に移動できる程度の隙間にする。そして、シャフト４の両端からそれぞれスプリングワッシャ６ａ、６ｂを挿入する。そして、シャフト４の両端から段付き４ａ、４ｂまで軸受７ａ、７ｂをそれぞれ挿入することにより、スプリングワッシャ６ａ、６ｂが、軸受７ａ、７ｂと回転体１の両端面との間で押圧されるようにする。また、軸受の変わりにワッシャ固定装置として止め輪等を用いてもよい。そして、スプリングワッシャ６ａ、６ｂの間に回転体１を固定する。以上のように回転子５が構成されている。
【００１７】
図３において、ブラシレスＤＣモータ１０は、固定子１１をプリミックス１２でモールド形成したフレーム１３と、このフレーム１３の内部に取り付けられた回転子５で構成されている。
【００１８】
上述したブラシレスＤＣモータ１０に電力が通電されると、回転体１に、回転子５を所定の方向に回転させるための力の方向が一定で、力の大きさがほぼ一定した回転トルクとともに、前述したトランジスタのスイッチングノイズ等により、力の方向が時間とともに回転方向が変化する振動トルクが発生する。そして、この回転トルクおよび振動トルクは、回転体１からシャフト４を経由して負荷に伝達される。
【００１９】
その際、回転トルクは、その力が一定しているため、回転体１が任意の方向に回転すると、回転子鉄心２の内周面の一部がシャフトの外周面の一部に接触し、回転体１からシャフト４に回転トルクが伝達される。一方、振動トルクは、その力の方向が時間とともに変化するため、回転体１が回転トルクを伝達する回転方向と反対方向に回転すると、回転体１とシャフト４は、非接触状態となり、振動トルクを伝達しない。よってシャフト４から負荷には、回転トルクのみが伝達される。さらに、マグネットスキュー等による軸方向上の振動が発生した場合においても、スプリングワッシャ６ａ、６ｂにより、振動を減衰させて、負荷に伝達させることができる。また、スプリングワッシャを回転子鉄心の一方の端面のみに配設し、他方の端面は、止め輪等を用いることにより、回転体を固定してもよい。
【００２０】
また、回転子鉄心２の孔２ａおよびシャフト４の中央部の形状は、Ｄ字状の他に多角形状または鍵孔状でもよい。つまり、円周方向にわずかに移動できる自由度があり、かつ、回転体１が回転するとシャフト４に回転トルクが伝達できるようにする。
【００２１】
本実施例においては、ブラシレスＤＣモータについて述べたが、回転子とこの回転子に対向する固定子の隙間に振動トルクが発生する他の電動機においても同様の効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、回転子鉄心が偏心することなく、負荷に伝達する振動を減衰させ、共振などのよる騒音を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における回転子を軸方向より見た正面図。
【図２】図１における回転子のＡ−Ａ部の断面図。
【図３】本発明における回転子を使用したブラシレスＤＣモータの側断面図。
【図４】第一の従来例の回転子の斜視図。
【図５】図４における回転子のＢ−Ｂ断面図。
【図６】第二の従来例の回転子の斜視図。
【図７】図６における回転子のＣ−Ｃ断面図。
【図８】第一の従来例の回転子を使用したブラシレスＤＣモータの側断面図。
【符号の説明】
１ ・・・回転体
２、３６ ・・・回転子鉄心
３、３９、４４・・・マグネット
４、３８、４３・・・シャフト
５、３５、４１・・・回転子
６ａ、６ｂ ・・・スプリングワッシャ
７ａ、７ｂ ・・・軸受
１０、５５ ・・・ブラシレスＤＣモータ
１１、５０ ・・・固定子
１２、５６ ・・・プリミックス
１３、５７ ・・・フレーム
３７、４２ ・・・ゴム
Claims (1)
- 電動機の回転子において、
中央部に貫通した孔を有する回転体と、
この回転体の孔に挿入されたシャフトと、
前記シャフトに挿入された軸受と、
前記軸受の回転体側側面に配したワッシャと、
前記回転体と軸受の間に配設されたスプリングワッシャとを備え、
前記シャフトの任意の場所に配設されたワッシャ固定装置とを備え、
前記回転体の孔をシャフトの外周よりも大きくすることにより、回転体の内周面と、この内周面に対向するシャフトの外周面にわずかな隙間を設け、この隙間は、シャフトに対する回転体の偏心を最小限に押さえ、かつ、前記回転体が円周方向にわずかに移動でき、かつ、回転体が軸方向上に自由に移動できる隙間を形成し、また、前記ワッシャを介した前記軸受と前記回転体の端面で前記スプリングワッシャを押圧することにより、前記回転体を前記シャフトに保持したことを特徴とする電動機の回転子。
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| JP19729094A Expired - Fee Related JP3624321B2 (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 電動機の回転子 |
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