JP5969916B2 - かご形誘導電動機の回転子およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、鉄心とロータバーとを備えたかご形誘導電動機の回転子、およびその製造方法に関する。

かご形誘導電動機は、巻線形誘導電動機や直流電動機と比べて構造が簡単で堅牢であるが、他の形式の電動機にはない始動時のラッシュ電流（定格電流の３〜８倍の電流）が発生する。この事象はロータバーに熱応力や電磁力を与え、最悪の場合は、疲労してき裂発生あるいは折損するという事象に進展する。

この不適合事象を防止するために、ロータバーをロータ鉄心のスロット（溝）に固く固定する必要がある。

従来、ロータバーをロータ鉄心のスロットに固く固定する方法として、ロータバーを外周方向からたたいてスウェージングを施し、ロータバーを周方向に広げることによりスロットに固着させ長手方向（軸方向）に動かないように固定している。また、スウェージングを施す長さに関しては、各鉄心長において、回転子のロータバーに発生する共振応力を極力小さくし、ロータバーの折損を防止することができるスウェージング長さとする必要がある（特許文献１参照）。

特開平１１−１８３４４号公報

従来のロータバーのかしめ方法では、以上のようなスウェージング長さにする必要があり、鉄心長が長ければ長いほどスウェージング長さが長くなり、スウェージング作業に多くの時間を要している。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、かご形誘導電動機の回転子のロータバーをロータ鉄心のスロットに固く固定するための作業時間を短くすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るかご形誘導電動機の回転子は、回転軸と、前記回転軸の軸方向に垂直に広がっていて外周に互いに周方向の間隔をあけて複数のスロットが形成された複数の鋼板を軸方向に積層して、当該複数の鋼板の前記複数のスロットそれぞれが軸方向に並ぶように、前記回転軸に装着した鉄心と、前記複数のスロットそれぞれに挿入されて軸方向に延びる複数のロータバーと、を備えたかご形誘導電動機の回転子であって、前記複数のスロットそれぞれは、外周に面した開口部と、前記開口部よりも半径方向内側に前記開口部に隣接して配置されて前記開口部よりも周方向の幅が広い幅広部とを備え、前記複数のロータバーそれぞれは、前記開口部よりも周方向の幅が広く、前記幅広部内を軸方向に貫通して配置され、前記複数のロータバーそれぞれの軸方向の両端は軸方向に垂直な方向に分割されて広げられることにより前記スロットの軸方向端部に押し付けられて当該スロットに固着されており、前記複数のロータバーそれぞれの軸方向の両端の分割された分割部の最も奥の位置に、当該ロータバーの分割部の進展を止めるために、前記分割部に沿って貫通する円形の貫通孔たる進展止めが形成されていること、を特徴とする。

また、本発明に係るかご形誘導電動機回転子の製造方法は、回転軸と、前記回転軸の軸方向に垂直に広がっていて外周に互いに周方向の間隔をあけて複数のスロットが形成された複数の鋼板を軸方向に積層して、当該複数の鋼板の前記複数のスロットそれぞれが軸方向に並ぶように、前記回転軸に装着した鉄心と、前記複数のスロットそれぞれに挿入されて軸方向に延びる複数のロータバーと、を備えたかご形誘導電動機の回転子の製造方法であって、前記複数のスロットそれぞれは、外周に面した開口部と、前記開口部よりも半径方向内側に前記開口部に隣接して配置されて前記開口部よりも周方向の幅が広い幅広部とを備え、前記複数のロータバーそれぞれは、前記開口部よりも周方向の幅が広く、当該製造方法は、前記複数のロータバーそれぞれの軸方向の両端にスリットを形成するスリット形成ステップと、前記ロータバーの両端の前記スリットの最も奥の位置に、スリットの進展を止めるために、前記スリットの面に沿って貫通する円形の貫通孔たる進展止めを形成する進展止め形成ステップと、前記スリット形成ステップの後でかつ前記進展止め形成ステップの後に、前記スロットの幅広部それぞれに前記複数のロータバーを挿入するとともに当該ロータバーの軸方向両端が前記スロットの軸方向端部から突出するように配置するロータバー挿入ステップと、前記ロータバー挿入ステップの後に、前記スリットを広げることにより前記ロータバーを前記スロットの軸方向端部に押し付けて前記ロータバーを前記スロットに固着させる固着ステップと、を有すること、を特徴とする。

この発明によれば、かご形誘導電動機の回転子のロータバーをロータ鉄心のスロットに固く固定するための作業時間を短くすることができる。

本発明に係るかご形誘導電動機の回転子の製造過程で、ロータバーを鉄心のスロット内に挿入した直後の状態を示し、回転子を外周側から見たときの最も手前側の部分を示す部分正面図であって、図２のＩ方向矢視図である。 図１のかご形誘導電動機の回転子の外周付近の部分側面図であって、図１のII方向矢視図である。 本発明に係るかご形誘導電動機の回転子の製造方法の手順を示すフロー図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明に係るかご形誘導電動機の回転子の製造過程で、ロータバーを鉄心のスロット内に挿入した直後の状態を示し、回転子を外周側から見たときの最も手前側の部分を示す部分正面図であって、図２のＩ方向矢視図である。図２は、図１のかご形誘導電動機の回転子の外周付近の部分側面図であって、図１のII方向矢視図である。図３は、本発明に係るかご形誘導電動機の回転子の製造方法の手順を示すフロー図である。

この実施形態の回転子１０は、回転軸１１に固定され、鉄心１２とロータバー２０とを備えている。鉄心１２は、複数枚の円板状の鋼板を軸方向に積層したものである。各円板は軸方向に垂直に広がり、中央に回転軸１１が貫通する孔が形成されている。鉄心１２は回転軸１１に固定されている。

鉄心１２の外周に沿って軸方向に延びる複数のスロット（溝）１３が周方向に互いに間隔をあけて形成されている。各スロット１３は、外周に面した幅のせまい開口部１４が形成されその奥の幅広部１５よりも幅が狭くなっている。

このスロット１３内にロータバー２０を挿入して固定する手順を説明する。

ロータバー２０を鉄心１２に挿入する前に、ロータバー２０の両端部には、スリット１６を形成し、さらにスリット１６の最奥部に進展止め１７を形成しておく（ステップＳ１）。進展止め１７は、たとえば、スリット１６の面に沿って貫通する円形の貫通孔である。

つぎに、スロット１３の幅広部１５内に、軸方向に延びる棒状のロータバー２０を軸方向に挿入する（ステップＳ２）。図１および図２はこのステップの終了時の状況を示している。このとき、ロータバー２０の両端は鉄心１２の軸方向の両端部から突出している。また、このとき、ロータバー２０に形成された二つの進展止め１７は、ともに、鉄心１２の軸方向端部より内側にある。

つぎに、ロータバー２０の両端のスリット１６を広げる（ステップＳ３）。たとえば、図示しない楔をスリット１６に打ち込むことによりスリット１６を広げることができる。このとき、進展止め１７があることにより、スリット１６がさらに奥まで進展してロータバー２０が破壊するのを防ぐことができる。このようにスリット１６を開くことにより、ロータバー２０はスロット１３の軸端部に押し付けられて固定される。このとき、スロット１３の外周に面して幅のせまい開口部１４が形成されていることにより、ロータバー２０が外周方向に動いてスロット１３から外れることはない。

この実施形態によれば、ロータバー２０にスウェージングを施す場合に比べて短時間の簡単な作業により、ロータバー２０をスロット１３内に固定することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０・・・回転子
１１・・・回転軸
１２・・・鉄心
１３・・・スロット（溝）
１４・・・開口部
１５・・・幅広部
１６・・・スリット
１７・・・進展止め
２０・・・ロータバー

Claims (2)

1. 回転軸と、
   前記回転軸の軸方向に垂直に広がっていて外周に互いに周方向の間隔をあけて複数のスロットが形成された複数の鋼板を軸方向に積層して、当該複数の鋼板の前記複数のスロットそれぞれが軸方向に並ぶように、前記回転軸に装着した鉄心と、
   前記複数のスロットそれぞれに挿入されて軸方向に延びる複数のロータバーと、
   を備えたかご形誘導電動機の回転子であって、
   前記複数のスロットそれぞれは、外周に面した開口部と、前記開口部よりも半径方向内側に前記開口部に隣接して配置されて前記開口部よりも周方向の幅が広い幅広部とを備え、
   前記複数のロータバーそれぞれは、前記開口部よりも周方向の幅が広く、前記幅広部内を軸方向に貫通して配置され、
   前記複数のロータバーそれぞれの軸方向の両端は軸方向に垂直な方向に分割されて広げられることにより前記スロットの軸方向端部に押し付けられて当該スロットに固着されており、
   前記複数のロータバーそれぞれの軸方向の両端の分割された分割部の最も奥の位置に、当該ロータバーの分割部の進展を止めるために、前記分割部に沿って貫通する円形の貫通孔たる進展止めが形成されていること、を特徴とするかご形誘導電動機の回転子。
2. 回転軸と、
   前記回転軸の軸方向に垂直に広がっていて外周に互いに周方向の間隔をあけて複数のスロットが形成された複数の鋼板を軸方向に積層して、当該複数の鋼板の前記複数のスロットそれぞれが軸方向に並ぶように、前記回転軸に装着した鉄心と、
   前記複数のスロットそれぞれに挿入されて軸方向に延びる複数のロータバーと、
   を備えたかご形誘導電動機の回転子の製造方法であって、
   前記複数のスロットそれぞれは、外周に面した開口部と、前記開口部よりも半径方向内側に前記開口部に隣接して配置されて前記開口部よりも周方向の幅が広い幅広部とを備え、
   前記複数のロータバーそれぞれは、前記開口部よりも周方向の幅が広く、
   当該製造方法は、
   前記複数のロータバーそれぞれの軸方向の両端にスリットを形成するスリット形成ステップと、
   前記ロータバーの両端の前記スリットの最も奥の位置に、スリットの進展を止めるために、前記スリットの面に沿って貫通する円形の貫通孔たる進展止めを形成する進展止め形成ステップと、
   前記スリット形成ステップの後でかつ前記進展止め形成ステップの後に、前記スロットの幅広部それぞれに前記複数のロータバーを挿入するとともに当該ロータバーの軸方向両端が前記スロットの軸方向端部から突出するように配置するロータバー挿入ステップと、
   前記ロータバー挿入ステップの後に、前記スリットを広げることにより前記ロータバーを前記スロットの軸方向端部に押し付けて前記ロータバーを前記スロットに固着させる固着ステップと、
   を有すること、を特徴とするかご形誘導電動機回転子の製造方法。

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