特許 6976551 回転体のバランス修正装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6976551

(24)【登録日】2021年11月12日

(45)【発行日】2021年12月8日

(54)【発明の名称】回転体のバランス修正装置および方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/16 20060101AFI20211125BHJP

   G01M 1/34 20060101ALI20211125BHJP

   H02K 1/22 20060101ALI20211125BHJP

【ＦＩ】

   H02K15/16 A

   G01M1/34

   H02K1/22 B

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-155231(P2017-155231)

(22)【出願日】2017年8月10日

(65)【公開番号】特開2019-37021(P2019-37021A)

(43)【公開日】2019年3月7日

【審査請求日】2020年7月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】591097780

【氏名又は名称】電子精機工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076406

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 勝徳

(72)【発明者】

【氏名】奥村 廣光

【審査官】 三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−２４５０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３０７０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−１４７９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１７０８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２６７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３２１１６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １５／１６

Ｇ０１Ｍ １／３４

Ｈ０２Ｋ １／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転体のバランスを修正するために前記回転体の一部を切削する回転体のバランス修正装置において、
前記回転体の一直径線の延長線の両側に配置される２つのカッター刃と、
前記２つのカッター刃に個別に設けられ、修正ベクトル量に応じて、各カッター刃を、前記一直径線と平行方向に前記回転体に押圧しつつ回転駆動する一対の回転軸とを備えて構成されることを特徴とする回転体のバランス修正装置。

【請求項2】

前記カッター刃は、前記回転体の一直径線の延長線に対して相互に対称の形状に形成されることを特徴とする請求項１記載の回転体のバランス修正装置。

【請求項3】

前記カッター刃は、Ｒカッターであることを特徴とする請求項１または２記載の回転体のバランス修正装置。

【請求項4】

前記回転体は整流子モータの回転子であって、前記Ｒカッターの刃幅は、コア幅とスリット幅との和の長さであることを特徴とする請求項３記載の回転体のバランス修正装置。

【請求項5】

回転体のバランスを、該回転体の一部を切削することで修正する回転体のバランス修正方法において、
前記切削のために回転軸で回転駆動されるカッター刃を、前記回転体の一直径線の延長線の両側に配置し、
各カッター刃を回転駆動する前記回転軸に、修正ベクトル量に応じた前記一直径線と平行方向の変位をそれぞれ与えて、該カッター刃に前記切削を行わせることを特徴とする回転体のバランス修正方法。

【請求項6】

前記カッター刃は、Ｒカッターであり、前記回転体は整流子モータの回転子であって、前記Ｒカッターの刃幅は、コア幅とスリット幅との和の長さであることを特徴とする請求項５記載の回転体のバランス修正方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、整流子モータの回転子などの回転体のバランスを修正するために、前記回転体を切削して修正する回転体のバランス修正装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

モータの電機子やファンなどの回転体のバランスにズレがあると、回転ムラを生じ、振動や故障の原因となる。そのため、従来から、バランス測定装置で前記バランスを測定し、バランス修正装置において、前記の測定の結果得られたベクトル量に応じて、回転体の一部を削ることで、バランスが許容値内に入るように修正が行われている。そのような切削によるバランス修正は、たとえば特許文献１，２で示されている。

【0003】

上記の件は、コア（ティース）にＶカットの溝を形成するものであるが、Ｒカッター（鼓カッターとも言う）をカッター刃に用いた従来の調整方法を、図４で示す。図４は、１２極の整流子付きモータの回転子（電機子）１を示す。コア１１には前記１２個のスロット１３が形成され、そのスロット１３で切出されたティース１４に、コイル１５が巻回されている。この図４の例では、切削するコア１１が２箇所の例を示す。

【0004】

先ず、図４（ａ）で示すように、１箇所目の修正位置Ｖ１に、回転軸２１で回転されるカッター刃２２が、矢符２３で示すように押し当てられ、軸線方向（図４の紙面に垂直方向）に移動される。その押し当てる量、すなわち削り落とす深さ、および移動する範囲、すなわち削り落す長さは、前記バランス測定装置で測定された調整量のベクトルに応じて決定される。なお、カッター刃２２の対向位置には、ワーク押え２４が設けられている。

【0005】

こうして１箇所目の修正位置Ｖ１の修正が終了すると、ワーク押え２４およびカッター刃２２が離され、図４（ｂ）で示すように、コア１１（回転子（電機子）１）が、３６０／１２＝３０°だけ回転され、図４（ｃ）で示すように、２箇所目の修正位置Ｖ２にカッター刃２２が押し当てられ、対向位置にワーク押え２４が押し当てられる。このようなベクトル修正は、回転子（電機子）１の局数などにもよるが、１〜４箇所行われるのが通常である。

【0006】

カッター刃２２は、前記Ｒカッター（鼓カッター）であり、図５（ａ）はその側面図であり、図５（ｂ）は正面図である。カッター刃２２には、上述のように、回転軸２１が固着されている。回転軸２１には、その外周面に切り欠き２１１が形成されて、スピンドルのチャック（クランパ）への取付け角が規定されたり、フランジ２１２が設けられて前記チャック（クランパ）への噛込み量が規定されたりして、前記修正位置Ｖ１，Ｖ２に正確に位置決めされる。

【0007】

カッター刃２２は、その外形線が鼓状或いは糸巻き状となっており、図５（ａ）の側面視で、側面は円弧（Ｒ）状に形成される。その円弧の外周面に、周方向に等間隔（図５では６箇所）に、かつ捻れて（急な（角度の深い）螺旋を描くように）、切り刃２２１が形成されている。この切り刃２２１で前記修正位置Ｖ１，Ｖ２の切削を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００７−８９２５４号公報

【特許文献2】特開２０１１−１０１４４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上述の従来技術では、２箇所の修正位置Ｖ１，Ｖ２に、順次、カッター刃２２を当ててゆくので、たとえば１箇所目Ｖ１の修正に１．５秒、コア１１（回転子（電機子）１）の修正位置Ｖ１からＶ２への回転に０．５秒、２箇所目Ｖ２の修正に１．５秒の計３．５秒を要しており、複数箇所の修正に時間が掛るという問題がある。

【0010】

本発明の目的は、回転体の切削によるバランス調整を複数箇所で行うにあたって、短時間で行うことができる回転体のバランス修正装置および方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の回転体のバランス修正装置は、回転体のバランスを修正するために前記回転体の一部を切削する回転体のバランス修正装置において、前記回転体の一直径線の延長線の両側に配置される２つのカッター刃と、前記２つのカッター刃に個別に設けられ、修正ベクトル量に応じて、各カッター刃を、前記一直径線と平行方向に前記回転体に押圧しつつ回転駆動する一対の回転軸とを備えて構成されることを特徴とする。

【0012】

また、本発明の回転体のバランス修正方法は、回転体のバランスを、該回転体の一部を切削することで修正する回転体のバランス修正方法において、前記切削のために回転軸で回転駆動されるカッター刃を、前記回転体の一直径線の延長線の両側に配置し、各カッター刃を回転駆動する前記回転軸に、修正ベクトル量に応じた前記一直径線と平行方向の変位をそれぞれ与えて、該カッター刃に前記切削を行わせることを特徴とする。

【0013】

上記の構成によれば、回転体のバランスを、該回転体の一部を切削することで修正するにあたって、その切削を行うカッター刃およびカッター刃を回転駆動する回転軸を２組設け、それらのカッター刃および回転軸を、前記回転体の一直径線の延長線の両側に設ける。そして、各カッター刃には、修正ベクトル量に応じて、変位、つまり削り落とす深さ、および移動する範囲、すなわち削り落す長さがそれぞれ定められ、個別に切削加工を行う。

【0014】

したがって、２箇所の修正位置を同時に切削することができ、短時間でバランス修正を行うことができる。

【0015】

さらにまた、本発明の回転体のバランス修正装置では、前記カッター刃は、前記回転体の一直径線の延長線に対して相互に対称の形状に形成されることを特徴とする。

【0016】

上記の構成によれば、前記２組のカッター刃は、たとえばＶカッターとＲカッターとのように、異なる種類の組合わせであってもよいが、前記回転体の一直径線の延長線に対して相互に対称とすることで、削れ方が等しくなる。

【0017】

したがって、たとえば３箇所以上切削する場合など、バランス測定装置の測定結果（ベクトル量）を何れのカッター刃でも反映することができ、利便性を向上することができる。

【0018】

また、本発明の回転体のバランス修正装置では、前記カッター刃は、Ｒカッターであることを特徴とする。

【0019】

上記の構成によれば、カッター刃には、Ｖカッターなどもあるが、回転体の外周に沿ったＲカッターは、１つのコアを一様に切削するので、切削する深さを抑え、磁路やエアギャップに対する影響を少なくすることができる。

【0020】

さらにまた、本発明の回転体のバランス修正装置では、前記回転体は整流子モータの回転子であって、前記Ｒカッターの刃幅は、コア（ティース）幅とスリット幅との和の長さであることを特徴とする。

【0021】

また、本発明の回転体のバランス修正方法では、前記カッター刃は、Ｒカッターであり、前記回転体は整流子モータの回転子であって、前記Ｒカッターの刃幅は、コア幅とスリット幅との和の長さであることを特徴とする。

【0022】

上記の構成によれば、上述のように、Ｒカッターはコアを一様に削るので、それを利用し、カッターの刃幅を、コア（ティース）幅ぎりぎりに設定するのではなく、スリット幅を加えた長さに設定する。

【0023】

したがって、コア（ティース）とカッター刃の中心が一致した状態では、カッター刃の周方向の両端部はスリット幅の１／２ずつはみ出すことになり、そのはみ出した範囲内であれば、コア（ティース）の回転位置がずれても、同様に切削することができる。これによって、前記スリット幅の１／２以内であれば、角度誤差無しに修正することができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明の回転体のバランス修正装置および方法は、以上のように、回転体の切削によるバランス修正を複数箇所で行うにあたって、切削を行うカッター刃およびカッター刃を回転駆動する回転軸を、回転体の一直径線の延長線の両側に設け、各カッター刃には、修正ベクトル量に応じて、個別に切削加工を行わせる。

【0025】

それゆえ、２箇所の修正位置を同時に切削することができ、短時間でバランス修正を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施の一形態に係るバランス修正装置における修正方法を説明する模式的な断面図である。

【図2】前記バランス修正装置で修正された整流子付きモータの回転子の斜視図である。

【図3】カッター刃の刃幅の設定方法を説明する模式図である。

【図4】従来技術のバランス修正装置における修正方法を説明する模式的な断面図である。

【図5】図４のバランス修正装置に用いられるカッター刃の図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１は、本発明の実施の一形態に係るバランス修正装置における修正方法を説明する模式的な断面図である。本実施形態のバランス修正装置で修正される整流子付きモータの回転子１は、図４と同様であり、図２に、その調整後の斜視図を示し、図１および図２において、図４に対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

【0028】

図２の例では、回転子１は、前記１２極のコア１１（ティース１４）の２極に、参照符号１１１，１１２で示すように、Ｒカッターによる切削によって、バランスの修正が行われている。本実施形態では、コア１１の整流子１０側の一部分が切削対象となっており、切削部１１１は切削部１１２に比べて大きく削られている。この削り取りの量は、前述のように、前工程のバランス測定装置によって計測されている。

【0029】

図１を参照して、注目すべきは、本実施形態のバランス修正装置およびバランス修正方法では、回転体である回転子１のバランスを、該回転子１の一部を切削することで修正するにあたって、その切削を行うカッター刃５１，５２およびそのカッター刃５１，５２を回転駆動する回転軸５３，５４を２組設け、それらのカッター刃５１，５２および回転軸５３，５４を、回転子１の一直径線の延長線１９の両側に設けることである。そして、２つのカッター刃５１，５２には、回転軸５３，５４から、前記のバランス測定装置によって求められた修正ベクトル量に応じて、参照符号５５，５６で示す変位、つまり削り落とす深さＤ１，Ｄ２、および移動する範囲、すなわち削り落す長さＬ１，Ｌ２（図２参照）がそれぞれ定められ、個別に切削加工が行われる。回転軸５３，５４は、それをチャック（クランプ）したスピンドルで回転駆動される。

【0030】

したがって、本実施形態のバランス修正装置およびバランス修正方法によれば、２箇所の修正位置Ｖ１，Ｖ２を同時に切削することができ、短時間でバランス修正を行うことができる。たとえば、図４の例と比較すると、最初の１．５秒の切削だけ行えばよく、０．５秒のコア１１（回転子（電機子）１）の回転や、２回目の１．５秒の切削が不要になり、切削時間を３／７に削減することができる。

【0031】

たとえば、バランス測定装置で測定して、本実施形態のバランス修正装置で修正して、また結果を測定するという３工程が連続して行われる場合、バランス測定装置には、回転子１を規定の速度にまで加速して、測定し、減速するという作業が必要で、たとえば１．９秒を要する。したがって、本実施形態では、２箇所の修正が１．５秒で済むので、その測定の間に修正を済ませることができる。

【0032】

ここで、前記２組のカッター刃５１，５２は、たとえばＶカッターとＲカッターとのように、異なる種類の組合わせであってもよいが、本実施形態のバランス修正装置およびバランス修正方法では、回転子１の一直径線の延長線１９に対して、相互に対称な形状に形成されている。図１の例では、Ｒカッター（鼓カッター）である。これによって、たとえば３箇所以上切削する場合など、バランス測定装置の測定結果（ベクトル量）を何れのカッター刃５１，５２でも反映することができ、利便性を向上することができる。

【0033】

また、カッター刃５１，５２が、Ｒカッターであることで、回転子１の外周に沿ったＲカッターは、１つのコア１１を一様に切削するので、切削する深さＤ１，Ｄ２を抑え、磁路やエアギャップに対する影響を少なくすることもできる。

【0034】

ところで、前述の図５で示すカッター刃２２は、Ｒカッターでも、大径から小径になって大径に膨らむ両大径端部の径は相互に等しいのに対して、本実施形態のカッター刃５１，５２は、図１のように、互いに対向する前記一直径線の延長線１９側が小径に、反対側が大径に形成される概略円錐台の形状に形成される。これによって、２箇所の修正位置Ｖ１，Ｖ２を、それぞれ均一に切削することができるようになっている。

【0035】

そして、図４で示す両大径端部の径が相互に等しいカッター刃２２を用いると、本実施形態のように２箇所の修正位置Ｖ１，Ｖ２を同時に切削する場合、回転軸２１をＶ字に傾けて配置し、その傾きは回転子１の径に応じて切替えなければならない。これに対して、本実施形態のように概略円錐台形状のカッター刃５１，５２を用いることで、回転子１の径に応じて該カッター刃５１，５２を交換するだけでよく、回転軸５３，５４は、初期位置では一直線に並ぶように配置するだけでよい。

【0036】

また、図３には、本実施形態におけるカッター刃５１の刃幅Ｗの設定方法を説明する模式図を示す。カッター刃５２についても同様であり、説明は省略する。注目すべきは、回転体が整流子モータの回転子１であり、コア１１（ティース１４）を有し、Ｒカッターはコア１１（ティース１４）を一様に削るので、それの性質を利用し、カッター刃５１の幅Ｗを、コア１１（ティース１４）の幅Ｗ１ぎりぎりに設定するのではなく、該幅Ｗ１とスリット（１３）の幅Ｗ２との和の長さに設定することである。

【0037】

したがって、コア１１（ティース１４）とカッター刃５１の中心が一致した状態では、カッター刃５１の周方向の両端部はスリット幅の１／２ずつはみ出すことになり、そのはみ出した範囲内であれば、コア１１（ティース１４）の回転位置がずれても、同様に切削することができる。図３では、カッター刃５１とコア１１（ティース１４）との相対位置が最もずれた状態を、参照符号５１ａ，５１ｂで示しており、相対位置がこれらの範囲内にあれば、削り残しを生じることはない。これによって、前記スリット幅の１／２以内であれば、角度誤差無しに修正することができる。

【符号の説明】

【0038】

１ 整流子付きモータの回転子（電機子）
１０ 整流子
１１ コア
１１１，１１２ バランス調整のための切削部
１３ スロット
１４ ティース
１５ コイル
１９ 一直径線の延長線
２４ ワーク押え
５１，５２ カッター刃
５３，５４ 回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】