JP2911315B2 - 高速誘導電動機の籠形回転子 - Google Patents

高速誘導電動機の籠形回転子

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    • Y10T29/49012Rotor

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機の籠形回転
子に関し、特に、アルミニウムのダイカストによって形
成された端絡環の高速回転時の変形を防止する補強部材
を備えた籠形回転子の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、工作機械の能力向上のために、主
軸駆動用のスピンドルモータの高速化及び高出力化が進
められている。一般にスピンドルモータとして使用され
る誘導電動機には、二次側の導体及び端絡環をアルミニ
ウムのダイカストにより回転子コアに一体的に形成した
籠形回転子を備えるものがある。このような籠形回転子
を備えた誘導電動機を高速化すると、回転子コアの軸線
方向両端部に配置される環状要素であるアルミニウム製
の端絡環は、毎分20000回転を超えるような高速回
転時に遠心力によって容易に撓みを生じ、回転精度に影
響を及ぼすのみならず、例えばダイカスト時に巣等の欠
陥を有していた場合は破壊されることもある。そこで、
鉄やステンレス等の高剛性材料からなる別体の環状要素
を、補強部材として端絡環を包囲して回転子に固定配置
することにより、端絡環の変形を防止した高速回転用の
籠形回転子が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の高速用籠形回転
子の端絡環補強部材は、端絡環の外周面に接する筒状部
と端絡環の端面に接する端壁部とを備えた略L字状の周
部断面を有する環状外郭要素であり、回転子コアに一体
形成された端絡環を被覆して配置され、端壁部を端絡環
の端面にボルト留めすることにより固定される。したが
って、遠心力による端絡環の変形は補強部材の筒状部の
支持によって防止される。しかしながら、従来構造の補
強部材では、筒状部が端壁部を介して端絡環に片持ち式
に固定支持されているので、高速化がさらに進み回転速
度が例えば毎分30000〜40000回転に達する
と、筒状部の自由端が遠心力によってそれ自体外方へ撓
み、端絡環の変形を支持しきれなくなる課題があった。
【0004】本発明の目的は、毎分数万回転に達するよ
うな超高速回転時にも、アルムニウムダイカスト製の端
絡環の遠心力による変形及び破壊がなく、高い信頼性を
有した高速誘導電動機の生産を可能とする籠形回転子を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、回転軸に固定連結される電磁鋼板の積層
コアと、積層コアに設けられた複数の軸線方向貫通穴に
配置される複数の導体と、積層コアの軸線方向両端に配
置され、導体を相互に短絡する一対の端絡環と、各々の
端絡環の少なくとも外周部を包囲して端絡環に固定さ
れ、高剛性材料からなる一対の補強部材とを具備し、導
体及び端絡環をアルミニウムのダイカストにより積層コ
アに一体形成してなる高速誘導電動機の籠形回転子にお
いて、上記補強部材は、内径部で開口する略コ字状の周
部断面を有した環状要素からなり、端絡環の外周部を包
囲する筒状部と、端絡環と積層コアとの間に挟持され、
積層コアの貫通穴に連通する複数の貫通孔を備える多孔
壁部と、端絡環の外側端面に当接される端壁部とを備え
ることを特徴とする籠形回転子を提供する。
【0006】
【作用】補強部材の多孔壁部を、その複数の貫通孔が積
層コアの複数の貫通穴のそれぞれに連通するように積層
コアの端面に当接させた状態で、積層コアの軸線方向両
端に補強部材を配置する。その状態で積層コア及び補強
部材を鋳造治具に固定して、アルミニウムのダイカスト
を行う。このとき、湯口は補強部材の内径部の開口に設
ける。このようにして、複数の導体及び一対の端絡環を
ダイカスト成形すると、補強部材は端絡環及び積層コア
によって一体的に保持されることとなり、その筒状部は
多孔壁部及び端壁部を介して強固に両端支持される。し
たがって、毎分数万回転の超高速回転時にも、補強部材
はそれ自体変形することなく、アルムニウムダイカスト
製の端絡環の遠心力による変形及び破壊を防止する。
【0007】
【実施例】以下、添付図面に示した好適な実施例に基づ
き、本発明をさらに詳細に説明する。図1は、本発明の
一実施例による高速誘導電動機の籠形回転子10を断面
図で示す。籠形回転子10は、回転軸12と、珪素鋼板
等の磁性薄板の積層体からなり、回転軸12に固定され
る回転子コア14と、回転子コア14の周縁に近接して
軸線方向へ貫通形成された複数の貫通穴16のそれぞれ
に配置される複数の導体18と、回転子コア14の軸線
方向両端に配置され、複数の導体18を相互に短絡する
一対の端絡環20と、各々の端絡環20を包囲して端絡
環20に固定される補強部材22及び23とを備える。
導体18及び端絡環20は、アルムニウムのダイカスト
により回転子コア14及び補強部材22,23と一体的
に形成される。
【0008】補強部材22及び23は、内径部24で回
転中心方向へ開口する略コ字状の周部断面を有した環状
要素からなり、鉄、ステンレス、チタン等の高剛性材料
から例えば切削加工により形成される。なお、電動機の
特性を考慮する場合は、補強部材22,23を非磁性材
料から形成することが好ましい。補強部材22,23
は、回転子コア14の外径に略等しい外径を有する筒状
部26と、筒状部26の軸線方向両端から回転中心方向
へ延設される輪状の多孔壁部28及び端壁部30とを備
える。多孔壁部28は、回転子コア14の貫通穴16に
それぞれ連通する複数の貫通孔32を備える(図2参
照)。後述するアルミニウムのダイカストにより端絡環
20を形成したときに、補強部材22,23の筒状部2
6は端絡環20の外周部を包囲し、多孔壁部28は端絡
環20と回転子コア14との間に挟持され、端壁部30
は端絡環20の外側端面に当接される。なお、一方の補
強部材22(図で左側に配置される)は、複数の貫通孔
32の各々に対向する端壁部30の各部分に、ダイカス
ト時の湯流れを安定化するための空気孔33を備える。
【0009】上記構成を有する籠形回転子10の製造方
法を以下に説明する。まず、各補強部材22,23を、
その多孔壁部28を回転子コア14の端面に当接させた
状態で、回転子コア14の軸線方向両端のそれぞれに同
心状に配置する。このとき多孔壁部28は、その複数の
貫通孔32が回転子コア14の複数の貫通穴16のそれ
ぞれに連通するように、回転子コア14の端面に当接さ
れる。その状態で回転子コア14及び補強部材22,2
3を、図3に示すような鋳造治具34に固定して、アル
ミニウムのダイカストを行う。ここで他方の補強部材2
3(図で右側に配置される)は、積層体である回転子コ
ア14を図示の如き鋳造治具34によって各補強部材2
2,23間に所定圧力下で挟持できるように、その多孔
壁部28の内径部分が回転中心方向へ延長されている
が、この延長部はダイカスト工程後に切除される。湯口
36は、図示の如く補強部材23の内径部24の開口に
設ける。このようにしてダイカストを行うと、溶融した
アルミニウムは、湯口36を設けた補強部材23の袋状
の環状内部に流れ込み、次いで貫通孔32を介して回転
子コア14の複数の貫通穴16内に流入し、さらに補強
部材22の袋状の環状内部に流入する。このようにし
て、複数の導体18及び一対の端絡環20を一体にダイ
カスト成形した後、回転子コア14を例えば焼き嵌めに
より回転軸12(図1)に固定する。
【0010】上記のように籠形回転子10では、導体1
8及び端絡環20をダイカスト成形すると、磁性薄板の
積層体からなる回転子コア14が一体に固定されるとと
もに、補強部材22,23が回転子コア14及び端絡環
20によって一体的に強固に保持されることになる。こ
のとき、補強部材22,23の筒状部26は、多孔壁部
28及び端壁部30を介して強固に両端支持される。し
たがって、毎分30000〜40000回転に達する超
高速回転時にも、補強部材22,23はそれ自体の変形
を生じることなく、アルムニウムダイカスト製の端絡環
20の遠心力による変形及び破壊を防止することができ
る。
【0011】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、端絡環の外周部を包囲する補強部材の筒状部
が、多孔壁部及び端壁部を介して積層コア及び端絡環に
よって強固に両端支持されるので、毎分数万回転に達す
る超高速回転時にも、補強部材はそれ自体変形すること
なく、アルムニウムダイカスト製の端絡環の遠心力によ
る変形及び破壊を防止することができる。したがって、
本発明による籠形回転子を使用して、高い構造信頼性を
有した高速誘導電動機の生産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による籠形回転子の断面図で
ある。
【図2】図1の線II−IIに沿って示した補強部材の端面
図である。
【図3】図1の籠形回転子の製造工程を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
12…回転軸 14…回転子コア 16…貫通穴 18…導体 20…端絡環 22,23…補強部材 26…筒状部 28…多孔壁部 30…端壁部 32…貫通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有松 洋平 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−109164(JP,A) 特開 平1−133546(JP,A) 特開 昭57−52732(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 17/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸に固定連結される電磁鋼板の積層
    コアと、該積層コアに設けられた複数の軸線方向貫通穴
    に配置される複数の導体と、該積層コアの軸線方向両端
    に配置され、該導体を相互に短絡する一対の端絡環と、
    各々の該端絡環の少なくとも外周部を包囲して該端絡環
    に固定され、高剛性材料からなる一対の補強部材とを具
    備し、該導体及び該端絡環をアルミニウムのダイカスト
    により該積層コアに一体形成してなる高速誘導電動機の
    籠形回転子において、 前記補強部材は、内径部で開口する略コ字状の周部断面
    を有した環状要素からなり、前記端絡環の外周部を包囲
    する筒状部と、該端絡環と前記積層コアとの間に挟持さ
    れ、該積層コアの前記貫通穴に連通する複数の貫通孔を
    備える多孔壁部と、該端絡環の外側端面に当接される端
    壁部とを備えることを特徴とする高速誘導電動機の籠形
    回転子。
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