JP3480185B2 - 高速回転するかご形誘導電動機のロータとその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 この発明は一般に回転電機
に関し、特に高速回転用かご形誘導電動機のロータとそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】誘導電動機のロータはかご形構造が効率
が良く、また高速回転させるために鉄心とエンドリング
を高強度材にして強大な遠心力に耐えるようにする必要
がある。そこで、例えば、ロータコアをソリッド状、 ま
たはソリッドに近い状態にしたり、エンドリングに導電
性高強度材としてのベリリウム銅などを使用する。とこ
ろが、ベリリウム銅などの導電性高強度材料製のエンド
リングをロータバーと接合するために銀ろう付けやＴＩ
Ｇ溶接（Tungusten Innert Gas Welding）を行うと、ベ
リリウム銅合金では、 その発生熱により析出硬化熱処理
された材料の強度が低下する傾向があるため、最近では
下記に示すように、 このような強度低下の懸念のない構
造を有するロータとその製造方法が開発された。このロ
ータの半体断面図としての図４（Ａ）と、図４（Ａ）の
Ａ部拡大図としての図４（Ｂ）及び正面図としての図５
を参照して説明する。 このロータは、 回転軸１、鉄心２、ロータバー３、及び
左、 右のエンドリング４、４’から構成される。この製
造方向は回転軸１の軸方向左右両端に、長手方向外周に
複数個のスロット２ａを有するソリッドの鉄心２を圧入
し、スロット２ａの各々にロータバー３を挿入して左、
右からエンドリング４、４’を組み付ける。次に、 図４
（Ｂ）に示されるように、 右方のエンドリング４’とロ
ータバー３の係合部を、 電子ビームで溶接（Ｗは溶接
部）して左方のエンドリングについても同様に加工と組
立を行う。この際、エンドリングのスロット４’ａは、
エンドリング４’を貫通しないようにし、 また、 この改
良以前の従来技術による銀ろう付けやＴＩＧ溶接に代
え、電子ビーム溶接を採用したことにより、幅に比較し
深い溶け込みが得られことにより遠心力に対し、ある程
度強度の向上を得ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、鉄心と左、
右のエンドリングに、 それぞれ別個にスロット加工を行
う関係でスロットのピッチｐ（図５参照）の精度を高く
設定する必要がある。 従って加工工数も多くなる問題があり、このスロット加
工時の加工工数及び組立時の組立工数を低減するのが本
発明の目的である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 本発明による高速回転
用誘導電動機のロータは、意図された製造方法を実施可
能にするための構造と、製造工程とを含む。 （１）製造方法としては、 （イ）鉄心の左、右両端に、それぞれの内側エンドリン
グを装着し、 （ロ）内側エンドリングが鉄心と一体になった状態で、
一体的にスロット孔を切削し； （ハ）このように加工されたスロットに、前記ロータバ
ーが挿入され、その外方に、外側のエンドリングが配置
されて、電子ビーム溶接によりエンドリングとロータバ
ーとが一体に接合される高速回転用かご形誘導電動機の
ロータの製造方法である。 （２）ロータの構造としては、 （イ）従来技術による左右のエンドリングのそれぞれ
を、内側と外側の２部分ＡとＢに分割して、 （ロ）スロット付き鉄心両端部にスロット付き内側エン
ドリングが装着された状態で、前記ロータバーが挿入さ
れ、 （ハ）このロータバーの外方に配置された外側エンドリ
ングとを含んで成り、 （ニ）内側エンドリングと外側エンドリングとロータバ
ーとが電子ビーム溶接により一体に接合された構造であ
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明による誘導電動機のロータ
の半体断面を図１（Ａ）に、図１（Ａ）のＭ部拡大図を
図１（Ｂ）に、側面を図２に示し、図４及び図５と同じ
部品には同じ符号を付し、異なる点のみを説明する。図
４（Ａ）に示した、 従来のエンドリング４と４’は、図
１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すようにエンドリング１
４と１４’とされ、 これらが、 それぞれ、内側と外側の
エンドリング１４Ａ、１４Ｂと１４’Ａ、１４’Ｂとに
分割された以外は従来と同様である。このロータの製造
方法は次の手順による。 （１）図３（Ａ）に示すように、 回転軸１にスロットを
未加工の鉄心２を圧入して、鉄心の左、右両側面に内側
のエンドリング１４Ａと１４’Ａを組み込む。 （２）上記の状態で、 左、右両側面の内側のエンドリン
グ１４Ａ、１４’Ａの外周に軸線方向に、スロット１４
ａ、１４’ａを、鉄心２の外周に複数列のスロット１２
ａを整列させて同一工程で加工する。この場合スロット
同士間の間隔は等角度間隔が好ましい。 （３）このように、整列して加工されたスロット１２ａ
のそれぞれに図３（Ｃ）に示されるように、ロータバー
３を各スロット１２ａ、１４ａ、１４’ａに挿入し左、
右両側面に外側のエンドリング１４Ｂ、１４’Ｂを組み
込む。 （４）左右のエンドリング１４Ａ、１４Ｂ及びロータバ
ー３とを電子ビーム溶接Ｗ’によって一体化する（図３
（Ｄ）参照）。

【０００６】

【発明の効果】内側のエンドリングＡに加工されたスロ
ットは、 外側のエンドリングＢの方へ貫通していないの
で高速回転による強大な遠心力に耐えられ、スロット加
工は一度で済み、スロットピッチの精度も必要最小限で
よいので加工工数が大幅に削減され、エンドリングＡと
Ｂを組み込む時にも、従来のようなスロット位置の確認
及び合わせが不必要であるので、組立時の工数も削減さ
れる。また、電子ビーム溶接の発生熱による影響も低減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】同図の（Ａ）は、本発明による高速誘導電動機
のロータの半体断面図であり、同図の（Ｂ）は同図
（Ａ）のＭ部拡大図である。

【図２】図１（Ａ）の側面図である。

【図３】同図の（Ａ）〜（Ｄ）は、図１（Ａ）に示すロ
ータの製造方法の手順を示す説明図である。

【図４】同図の（Ａ）は、従来の高速誘導電動機のロー
タの半体断面図であり、同図の（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ
部拡大図である。

【図５】図４（Ａ）の側面図である。

【符号の説明】

１：回転軸 ２：鉄心 ３：ロータバー １２ａ、１４ａ、１４’ａ：スロット １４、１４’、１４Ａ、１４Ｂ、１４’Ａ、１４’Ｂ：
エンドリング Ｍ：拡大して示す部分 ｐ：ピッチ Ｗ、Ｗ’：電子ビーム溶接部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸（１）と、スロットを未加工の中
   空環状の鉄心（２）と、複数個のロータバー（３）と、
   それぞれが、内側エンドリングと外側エンドリングとか
   ら成る左右１対のエンドリング（１４Ａ、１４Ｂ、１
   ４’Ａ、１４’Ｂ）を準備し； 前記回転軸（１）の外周に前記中空環状の鉄心（２）を
   圧入し；前記鉄心（２）の両端に内側エンドリング（１４Ａ、１
   ４Ａ’）を装着し ；内側エンドリング（１４Ａ、１４Ａ’）が鉄心（２）と
   一体になった状態で、一体的にスロット孔を切削し ； 前記ロータバー（３）を各スロット（１２ａ）に挿入し
   て、左、右の外側のエンドリング（１４Ｂ、１４Ｂ’）
   を組み込み； 内側と外側のエンドリングとロータバーとを電子ビーム
   溶接により一体化することを特徴とする高速回転用かご
   形誘導電動機のロータの製造方法。
2. 【請求項２】 回転軸と、その外周に固定された、かご
   形で中空環状の鉄心と、この鉄心の外周上にほぼ略両軸
   端間にはめ込まれて平行に延在する複数のロータバー
   と、これらのロータバーのそれぞれを両軸端において連
   結して支持するエンドリングとを含んで成り、前記鉄心
   とエンドリングとが高強度材料で製作されＴＩＧ溶接に
   より接合されている高速回転用かご形誘導電動機におい
   て； 軸方向両端の前記エンドリングは、それぞれが内側エン
   ドリング（１４Ａ、１４Ａ’）と外側エンドリング（１
   ４Ｂ、１４Ｂ’）とに分割されて、スロット（１２ａ）
   付き鉄心（２）両端部にスロット付き内側エンドリング
   （１４Ａ、１４Ａ’）が装着された状態で、前記ロータ
   バー（３）が挿入され、その外方に外側エンドリング
   （１４Ｂ、１４Ｂ’）が配置されて、電子ビーム溶接に
   より前記エンドリング（１４、１４’）とロータバー
   （３）とが一体に接合されていることを特徴とする高速
   回転用かご形誘導電動機のロータ。