JP3658483B2 - 回転電機の回転子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、かご形巻線を備えた誘導型回転電機の回転子に係り、特に汎用の誘導電動機に好適な回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
比較的小容量の汎用誘導電動機としては、従来からかご形誘導電動機が広く使用されている。
ところで、当初、このような汎用小型誘導電動機の回転子としては、電磁鋼板を積層して形成した回転子鉄心のスロット(かご形巻線収納用の溝、又は孔)に、所定の断面形状の銅製の導体バーを１本づつ挿入し、これら複数本の導体バーの両端部にエンドリングをロー付け溶接してかご形巻線を形成させたものが、主として用いられていた。
【０００３】
しかしながら、このような回転子では、かご形巻線の製作に手間が掛るのでコストアップになり易い上、電磁鋼板の積層体からなる回転子鉄心のスロットに、後からかご形巻線用の導体バーを挿入しなければならないので、そのスロットの大きさよりかなり小さい断面積の導体バーでないと挿入することができず、従って、所望の充分に低い抵抗値のかご形巻線が得られず、電動機としての電気特性が低下してしまうという不具合があった。
【０００４】
一方、このような隘路の打開策として、かご形巻線の鋳造化が考えられるが、この場合には、銅の融点がかなり高い点が新たな隘路となってしまう。
すなわち、銅の融点は約１１００℃で、融点が約６６０℃のアルミニウムよりもかなり高温なので、これによるダイキャスト鋳造では成形金型が高価につき、しかも耐久性に乏しいと云う不具合があり、且つその保守点検が煩雑になるという不具合も生じてしまうのである。
【０００５】
そこで、汎用小型誘導電動機としては、従来から、導体バー及びエンドリングからなるかご形巻線をアルミニウム材のダイカスト鋳造で形成した、いわゆるキャストロータが広く使用されている。
図１５は、このようなキャストロータを用いた従来技術によるかご形誘導電動機の一例を示したものである。
【０００６】
この図１５において、１はハウジングで、鋳鉄など鉄系材料やアルミニウムなどの軽金属材料の鋳造などによりほぼ筒状に形成され、電動機の外被を構成している。
１ａは放熱フィンで、軸方向に沿って並んだ複数の条片として、ハウジング１の外周に放射状に配列され、ハウジング１と一体的に形成されている。
２Ａ、２Ｂはエンドブラケットで、ハウジング１の両側の開口部にそれぞれインロー嵌合して取付けられている。
【０００７】
３は固定子で、ケイ素鋼板などの電磁鋼板を複数枚積層して形成された固定子鉄心３ａと、この固定子鉄心３ａの内周部に複数形成されているスロットに巻回された固定子コイル３ｂとで構成され、ハウジング１内に挿入した上で、その内周部に嵌合し、固定されている。
【０００８】
５は回転子で、中心に軸孔を有する円板形状に打ち抜かれたケイ素鋼板を複数枚積層して形成された回転子鉄心と、その両端面に配置されたエンドリング部７及び図示されていない導体部からなるかご形巻線とで構成されている。
そして、このエンドリング部７と、導体部からなるかご形巻線がアルミニウムのダイキャスト鋳造により形成され、さらに、このエンドリング７に内部冷却用の内ファン８が一体的に形成されている。
【０００９】
回転軸６は回転子５に取付けられ、これを保持した状態で、軸受４Ａ、４Ｂにより、エンドブラケット２Ａ、２Ｂに対して回転自在に保持されている。
そして、この回転軸６の一方の端部(図では右端部)はエンドブラケット２Ｂを挿通して外部に突出し、出力軸をなしており、その他端部(図では左端部)で、エンドブラケット２Ａを挿通して外部に突出した部分には、外部冷却用の外ファン９が装着されている。
【００１０】
１０はエンドカバーで、外ファン９を覆うものであり、一方が開放された皿状の短い円筒形に形成され、その底面に相当する一方の端面には外気を取り込むための開孔１０ａが設けられ、その開放端は、このエンドカバー１０がエンドブラケット２Ａに組み付けられたとき、エンドブラケット２Ａ及びハウジング１の外径部との間に径方向の隙間部１０ｂが形成されるように形成されている。
【００１１】
この誘導電動機は、予め固定子３をハウジング１の内周壁に嵌合して固定しておき、その後、この固定子３内に回転軸６を有する回転子５を挿入し、かつ回転軸６にエンドブラケット２Ａ、２Ｂ内の軸受４Ａ、４Ｂが嵌合するよう、エンドブラケット４Ａ、４Ｂをハウジング１の両端にそれぞれインロー嵌合させ、これらを複数本のボルト(図示せず)により取付けることにより組立られている。
【００１２】
そして、回転子５により外ファン９が回転すると、エンドカバー１０の開孔１０ａから、矢印イで示すように外気が吸い込まれ、吸い込まれた空気は、隙間部１０ｂからエンドカバー１０の他端側の外部に吹き出され、エンドブラケット２Ａ、ハウジング１の放熱フィン１ａ、エンドブラケット２Ｂの表面を通風することにより、冷却作用が得られるようになっている。
【００１３】
一方、電動機の内部では、回転子５が回転すると、それに伴い内ファン８が回転して内部の空気に流れを発生させ、発生した空気流が回転子５、エンドリング７、固定子コイル３Ｂ及び固定子鉄心３Ａを冷却しながら通過した後、ハウジング１に比べ、比較的温度上昇の低いエンドブラケット２Ａ、２Ｂの内側を通過することにより冷却されるようにしている。
【００１４】
なお、この種の技術として、関連する公知例としては、特開昭６１−２５１４４０号公報等が挙げられる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、かご形巻線に適用した際での、アルミニウムの導電材料としての適格性について、充分な配慮がされているとは言えず、かご形誘導電動機の高性能化促進の点に問題があった。
すなわち、かご形誘導電動機の高性能化の一手段として、かご形巻線の低抵抗化があるが、アルミニウムの導電率(約３．４μΩｃｍ、７５℃)は、銅の導電率(約２．１μΩｃｍ、７５℃)よりもかなり低く、従って、二次抵抗(かご形巻線の抵抗)の低減が充分に図れず、この結果、従来技術では、充分な高性能化が得られないのである。
【００１６】
また、二次抵抗損失が大きくなると、回転子の温度上昇が著しくなるという問題が生じる上、この回転子の温度上昇が二次抵抗値の増加をもたらし、更に二次抵抗損失を増加させることになり、この結果、従来技術では、電動機の滑りが増加して更なる性能の低下をきたしてしまう。
【００１７】
一方、上記したように、回転子鉄心のスロットに予め成形した銅製の導体バーを挿入し、挿入した導体バーと、エンドリングとをロー付け溶接してかご形巻線を形成するようにした従来技術では、これも上記したように、かご形巻線の製作上、手間が著しくかかり過ぎ、しかも回転子鉄心が薄電磁鋼板を積層して形成されるので、かご形巻線の導体バーを挿入しようとすると、そのスロットよりかなり小さい径のものでないと挿入することができず、従って、所望の径より遙かに小さい形状の導体バーとなってしまうので、電動機としての電気特性が低下する不具合があった。
【００１８】
しかして、要求される電気特性を得るの必要な太さの導体バーを用いた場合には、今度は、挿入を容易にするため、スロットの寸法を導体バーの寸法より大きくしなければならないが、この場合には、回転子鉄心の体積が少なくなるので磁束密度が増加し、この結果、励磁電流が増え、電動機としての電気特性が低下するという問題があった。そして、この場合、導体バーにスキューを付けようとすると、さらにかご形巻線用のスロットを大きくする必要があり、一層、不具合が増してしまう。
【００１９】
また、誘導電動機を始動する場合には、一般に大きな電流が導体バーに流れるが、このため、導体バーには大きな電磁力が掛かり、この結果、導体バーに大きな加振力、いわゆる電磁振動力が働いてしまう。
このとき導体バーとスロットの間に隙間があると、導体バーがスロット内で動き、長時間の繰り返しにより導体バーとエンドリングの接合部が破壊されるという問題があった。
【００２０】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、スロット内での巻線の充填率が１００％のかご形巻線を銅で形成でき、これにより充分に二次抵抗損失が抑えられ、高トルクで高効率の電動機を容易に得ることができるようにした回転電機の回転子を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、全閉形のスロットを有する回転子鉄心に、スロット内導体とエンドリングからなるかご形巻線を備えた回転電機の回転子において、上記スロット内導体が、上記スロット内に予め挿入した導体バーと、上記スロット内で上記導体バーとの間の空隙部分に後から溶融状態で充填した導電性材料とで形成され、上記エンドリングの少なくとも一方が、上記導電材料の充填時、上記導体バーと同じ導電材料で鋳型により、上記導体バーの端部を鋳込んで同時に形成され、上記導体バーの少なくとも上記エンドリングに鋳込まれる方の端部が、中央部よりも小さい断面積となるように形成され、且つ該端部には、上記エンドリングに鋳込まれた後、抜け止めとして働く係合部が形成されているようにして達成される。
【００２２】
この結果、本発明では、導体バーを回転子鉄心のスロット内に軸方向に沿って挿通し、導体バーの他端側に所定の形状の金型を装着し、導体バーと同じ材料で低圧鋳造することより、導体バーの他端部にエンドリングが鋳込み形成され、かご形巻線が得られるようにすることができる。
【００２３】
従って、本発明によれば、導体バーとスロットの間に空隙が有っても、そこには後から導電性材料が充填されるので、スロットよりも細い導体バーを用いることができ、この結果、導体バーの挿入が容易になる上、エンドリングと導体バーの溶接作業が不要になるので、製作が極めて容易になる。
【００２４】
さらに、エンドリングを鋳込み形成する際、導体バーと積層鉄心のスロットとの隙間には鋳込み材が充填されるため、両者間の隙間は完全に塞がるので、スロット内でのかご形巻線の充填率は１００％になる。
この結果、導体バーが電磁振動力を受けても、該導体バーがスロット内で振動する虞れが無くなるので、従来技術のように、長時間にわたって、始動が繰り返されたとしても、導体バーとエンドリングとの接続部が破壊される虞れはなくなる。
【００２５】
また、本発明では、低圧鋳造工法で鋳込むので、導体バーと鋳込み材を銅にすることができ、この結果、以下の利点が得られる。
すなわち、まず、銅の方が、アルミニウムより約４０％ほど固有抵抗が低いので、二次抵抗も４０％、少なくすることができ、それだけ温度上昇を抑えることができる。
【００２６】
また、このように、二次抵抗損失が４０％も減少できる結果、電動機の効率を確実に向上させることができ、例えば、出力３.７ｋＷの４極汎用誘導電動機での計算値において、最大出力を１０％、最大トルクは２％、それぞれ向上できるので、滑りを確実に低減することができる。
【００２７】
また、本発明では、導体バーのエンドリング鋳込み側先端の太さが、中心部よりも小さくしてあり、これにより、導体バー鋳込み側先端部の熱容量が小さくなるので、導体バーとエンドリングとの接合が容易に得られる。
【００２８】
さらに、この導体バーの鋳込み側先端部分には、エンドリングに鋳込まれたとき、該エンドリングを形成する導電材料と入れ違い部分が形成されており、この結果、エンドリングが鋳込まれたとき、導体バー鋳込み側先端部分が鋳込み材に契合した状態でエンドリングと一体になって形成されるため、丈夫で信頼性の高い接合が得られ、導体バーとエンドリングの接合部に電磁振動力が働いても、確実に接合を維持することができる。
【００２９】
従って、本発明によれば、二次抵抗損失が少なく、高トルクで高効率、しかも信頼性の高い誘導電動機を得ることのできる回転子を容易に製作することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による回転電機の回転子について、図示の実施形態により詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による回転子５を用いた誘導電動機の一例で、図において、５ａは回転子鉄心、７ａは導体バー、７ｂ、７ｃはエンドリング、それに７ｄは銅の鋳込み材であり、その他、この回転子５の構成以外は、図１５で説明した従来の誘導電動機と同じであり、従って、以下、主としてこの回転子５について説明する。
【００３１】
図２は、この図１の実施形態における回転子５の詳細を示したもので、まず、この回転子５の回転子鉄心５ａは、電磁鋼板から図３(b)に示す形状に打ち抜いた回転子鉄板５ｂを、所定枚数、積層して形成されている。
この回転子鉄板５ｂには、図示のように、中心の回転軸孔(図では実際より大きく描いてある)と、外周部の近傍に周方向に並んで配置された所定個数のかご形巻線収納用のスロット(孔)５ｃが形成してあり、これを所定枚数、図３(a)に示すように、積層して回転子鉄心５ａを形成する。
【００３２】
そして、この図１の本発明の実施形態による回転子５が、従来技術と異なる点は、図２に示すように、回転子鉄心５ａに施されているかご形巻線のうち、スロット５ｃ内に挿通される部分が、銅の導体バー７ａと、この導体バー７ａとスロット５ａとの間に存在する空隙内に溶融した状態で鋳込み充填した銅の鋳込み材７ｄとで形成されている点にある。
【００３３】
このため、図４に示すように、まず回転子鉄心５ａのスロット５ｃ内に、所定の太さの導体バー７ａを軸方向に沿ってそれぞれ挿通し、これら導体バー７ａの一方の端部に、予め所定の形状で、所定の位置に複数の孔が設けられているエンドリング７ｂを嵌合させた上で、ろう付け部Ｓで示すように、両者をろう付け接合する。
【００３４】
このとき、導体バー７ａは、図５に示すように、その他方の端部、すなわち、鋳込み側先端部に、その径方向の寸法が、先端に行くほど薄くなってゆくテーパー状の端部７ｅが形成されており、さらに、このテーパー状の端部７ｅには、孔７ｆが設けてある。
【００３５】
次に、所定の鋳型を用い、銅の溶湯(溶解している銅)による低圧鋳造を行い、これにより、導体バー７ａとスロット５ｃとの間に存在する空隙内に溶融された銅が鋳込み材７ｄとして充填され、この状態で、この充填された鋳込み材７ｄと一体に、導体バー７ａの他方の端部に銅のエンドリング７ｃが鋳造されるようにしたものである。
【００３６】
このため、まず、この実施形態では、図６に示すような鋳型Ｄを用いる。
この図において、図６(a)は鋳型Ｄを上面からみた図で、図６(b)は側面からみた断面図であり、この鋳型Ｄは、図示のように、作成すべきエンドリング７ｃの形状に合わせて作られたリング状の鋳型部分Ｄ１と、溶湯通路Ｄ２が形成してある金属性の鋳型(金型)で、図７に示すように、鋳造炉Ｔの上に設置されて使用される。
【００３７】
この図７において、Ｔは鋳造炉で、Ｍは鋳造炉内の銅の溶湯を表し、Ｇは鋳造炉内の溶湯の上部に残されている空間を表わしている。そして、この上に鋳型Ｄが設置する。
そして、溶湯通路Ｄ２の下側には溶湯管路Ｐが取り付けてあり、この溶湯管路Ｐの下端は、図５に示すように、鋳造炉Ｔの上に設置されたとき、鋳造炉Ｔ内の溶湯Ｍ内に入り込むようになっている。
【００３８】
鋳造炉Ｔは、密閉した容器として作られ、図示してない加熱手段を備え、内部に溶解した銅の溶湯Ｍを蓄える働きをすると共に、これも図示してない気体加圧手段を備え、空間Ｇ内の圧力が必要に応じて高められるように構成されている。
【００３９】
そこで、まず、図５に示すように、導体バー７ａを積層回転子鉄心５ａのスロット孔５ｃに軸方向に沿って挿通させ、導体バー７ａにろう付け部Ｓで一方のエンドリング７ｂが取り付けられた状態の回転子半完成品を用意し、エンドリング７ｂが上側になるようにして、この回転子半完成品の下端を鋳型Ｄの鋳型部分Ｄ１内に装着する。
【００４０】
そして、この後、上述したように、この半完成品が装着された鋳型Ｄを鋳造炉Ｔの上に設置し、次いで、上記した加圧手段により鋳造炉Ｔ内を加圧し、これにより、溶湯Ｍが溶湯管路Ｐを通って上方に押し上げられ、鋳型Ｄの鋳型部分Ｄ１内に流れ込み、さらに導体バー７ａと、回転子鉄心５ａのスロット５ｃとの間の空隙部に流れ込んで行くようにする。
【００４１】
すなわち、まず、溶湯Ｍは、溶湯通路Ｄ２から鋳型部分Ｄ１内に移動し、次いで、この鋳型部分Ｄ１を満たしてから、さらに導体バー７ａの方へも移動し、導体バー７ａとスロット５ｃの間の隙間に充填されて行く。
従って、鋳造完了後には、鋳型部分Ｄ１内にエンドリング７ｃが形成され、さらに導体バー７ａとスロット５ｃの間には、鋳込み材７ｄが形成されることになる。
このとき、溶湯Ｍに掛かる圧力は、押し上げられて行く溶湯Ｍの重量によるものだけとなって、ダイカスト工法の場合に比してかなり低い圧力で済み、これが低圧鋳造法という名称の由来となっているものである。
【００４２】
ここで、この実施形態によれば、導体バー７ａにテーパー状の端部７ｅが形成され、この部分の厚さが、導体バー本来の厚さ、すなわち、中央部の厚さから順次薄くなってほぼ０になっていて、これにより導体バー７ａの先端に行くほど導体バー７ａの単位長さ当りの体積が減少され、端部７ｅでの熱容量が小さくされいる。
【００４３】
そこで、溶湯Ｍが溶湯通路Ｄ２から鋳型部分Ｄ１内に移動し、さらに導体バー７ａの方へ移動して、導体バー７ａとスロット５ｃの間の隙間にも充填されたとき、熱容量の小さい端部７ｅの温度は、溶湯Ｍの温度にまで容易に上昇し、一部が溶解された状態になり、この結果、導体バー７ａとエンドリング７ｃとの接合が極めて強固に得られることになる。
【００４４】
さらに、この実施形態では、図５に示されているように、導体バー７ａの鋳込み側先端のテーパー状端部７ｅに孔７ｆが設けてあり、これにより、エンドリング７ｃの鋳込みに際して、溶湯Ｍが孔７ｆ内にも入り込み、固化した後、エンドリング７ｃを形成する銅材に係合して、抜け止めとして働く部分が一体に形成されるため、これによっても導体バー７ａとエンドリング７ｃの接合が強固に得られることになる。
【００４５】
従って、この実施形態によれば、導体バー７ａとエンドリング７ｃの強固な接合が容易に、しかも確実に得られるので、どのような電磁振動力に際しても、常に確実に接合が維持でき、高い信頼性を容易に持たせることができる。
【００４６】
また、この実施形態によれば、導体バー７ａと、回転子鉄心５ａのスロット孔５ｂの間に隙間があっても、この隙間は、後で銅の溶湯Ｍにより完全に塞がれてしまうので、導体バー７ａが大きな電磁振動力を受けたときでも、スロット孔５ｂ内で振動することはなくなり、この結果、始動の繰り返しが長期間にわたっても、導体バー７ａとエンドリング７ｂ、７ｃの接続部が破壊される虞れがなく、従って、この点でも高い信頼性を容易に得ることができる。
【００４７】
さらに、回転子鉄心５ａのスロット孔５ｂの間に隙間があっても、後でこの隙間は銅の溶湯Ｍにより完全に塞がれ、鋳込み材７ｄが形成されるので、二次巻線となる導体の太さは、元の導体バー７ａの太さとは特に関係無く、スロット孔５ｃの断面積一杯の太さにされ、この結果、かご形巻線のスロット内の部分での電気抵抗を充分に低く抑えることができ、二次抵抗の減少による性能向上を充分に得ることができる。
【００４８】
また、この結果、最初、スロット孔５ｂの中に挿入するときの導体バー７ａの太さを、スロット孔５ｂの太さよりも細くできるので、導体バー７ａのスロット孔５ｂ内への挿入が極めて容易に行なえるようになり、これにより、導体バー７ａの材質として銅を用いることができる。
【００４９】
そこで、次に、上記実施形態において、上述の如く、導体バー７ａと、エンドリング７ｂ、７ｃからなるかご形巻線を銅で形成したことによる効果について説明する。
まず、銅は、固有抵抗が約２．１μΩｃｍ(７５℃)であるのに対して、アルミニウムの固有抵抗は、同じく７５℃で３．４μΩｃｍである。
従って、銅のかご形巻線の方が、アルミニウムのものより約４０％ほど固有抵抗を小さくすることができ、それだけ温度上昇が少なくなる。
【００５０】
この結果、例えば４極で出力が３．７ｋＷの汎用誘導電動機で、上記したように、銅のかご形巻線を有する回転子を用いた場合には、アルミニウムのかご形巻線を有する従来の回転子を用いた電動機に比して、計算上、二次抵抗が約４０％小さくなるので、二次抵抗損失も４０％小さくなり、従って、電動機の効率を確実に１％向上させることができる。
【００５１】
この効率向上１％という数値は、単純に考えると少ないようであるが、アルミニウムをダイカスト成形した誘導電動機においては顕著な効果といえ、且つ上述の如く二次抵抗を４０％小さくできることから、同じく計算によると、最大出力で１０％、最大トルクで２％の向上が得られ、この結果、滑りを確実に低減することができる。
【００５２】
従って、この回転子の実施形態によれば、信頼性が高く、二次抵抗損失が少なく、且つ高トルクで高効率の誘導電動機を容易に提供することができる。
さらに、この実施形態によれば、エンドリングの取付け作業が、一方だけ、すなわち、上側のエンドリング７ｂについてだけで済むので、製作工程が簡略化できるという利点が得られる。
【００５３】
次に、この図２の回転子に使用される導体バー７ａの他の実施形態について説明する。
まず、図８の実施形態は、導体バー７ａの鋳込み側の端部７ｅの形状を、図８(a)に示す側面方向ではテーパー状にし、それと直交する側面方向では、同図(b)に示すように、先端に向かって幅が広くなる逆テーパー状にしたものであり、次に、図９の実施形態は、同図(a)に示すように、テーパー状の端部７ｅの両側に切欠き７ｇを設けたもので、側面形状は、同図(b)に示すように、図５の実施形態と同じにしたものである。
【００５４】
これら図８と図９の実施形態によっても、導体バー７ａの熱容量が鋳込み側の端部７ｅで小さくなっており、且つ、その逆テーパー部分、又は切欠き７ｇにより、エンドリング７ｃに対して抜け止め機能が得られることになり、従って、導体バー７ａとエンドリング７ｃとの接合が確実に維持でき、図５の実施形態と同じ効果が得られ、信頼性の高い回転子を得ることができる。
【００５５】
次に、図１０は、本発明による回転子の他の実施形態で、この図１０の実施形態は、図２の実施形態におけるエンドリング７ｂも、エンドリング７ｃと同じく鋳型を用いた低圧鋳造により形成したものである。
この図１０の実施形態では、まず、スロット５ｃとして、図１１(b)に示すように、角孔を形成した回転子鉄板５ｂを用い、これを所定枚数、図１１(a)に示すように積層し、溶接などの方法で固着させて回転子鉄心５ａを構成する。
【００５６】
そして、このとき、回転子鉄板５ｂを１枚毎に所定の角度、ずらして積層してゆき、図１１(a)の左側では、同図(b)にＸで示した位置にあるスロット５ｃが、右側では、同図(c)にＹで示す位置にくるようにし、これにより、１スロット分のスキュー(ひねり)が与えられるようにする。
【００５７】
一方、導体バー７ａは、スロット５ｃの形状に合わせて、図示のように、角棒で形成されており、図１２に詳細に示してあるように、両方の端部７ｅがテーパー状に形成してあり、夫々に孔７ｆが設けてある。
【００５８】
次に、この回転子鉄心５ａの各スロット５ｃに、図１１(a)に示すように、導体バー７ａを夫々挿通させる。
そうすると、上記したスロット５ｃのスキューのため、スロット５ｃに挿入した導体バー７ａに軽い曲げ応力がかかるので、図示のように、回転子鉄心５ａの両側に、均等に導体バー７ａの端部７ｅが突き出した状態で、導体バー７ａを回転子鉄心５ａに保持させることができる。
【００５９】
そこで、この図１１(a)の状態にされた回転子鉄心５ａを、図２の実施形態と同様に、回転子半完成品とし、図６に示した鋳型Ｄを用い、図７で説明した方法により、まず、一方のエンドリング、例えばエンドリング７ｂを銅の鋳込み材の低圧鋳造により形成し、次いで他方のエンドリング７ｃを、同じく低圧鋳造により形成することにより、図１０に示す本発明の実施形態による回転子５が作られる。
【００６０】
このとき、これも図２の実施形態と同様に、スロット５ｃと導体バー７ａの間にも銅の鋳込み材７ｄが注入され、スロット５ｃ内は完全に銅で埋められ、さらに、導体バー７ａとエンドリング７ｂ、７ｃとの確実な結合が、導体バー７ａの両端部７ｅのテーパー形状と、孔７ｆにより得られることになる。
【００６１】
従って、この図１０の実施形態によっても、図２の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
また、この図１０の実施形態によれば、両側のエンドリング７ｂ、７ｃが、何れも低圧鋳造で形成されるので、エンドリングと導体バーの溶接作業は一切不要になり、製作工程の簡素化を図ることができる。
【００６２】
次に、この図１０の実施形態の回転子で用いる導体バー７ａの他の実施形態について説明する。
まず、図１３は、角棒からなる導体バー７ａの両方の端部７ｅの形状を、図１３(a)に示す側面方向では、テーパー状の端部７ｅの両側に切欠き７ｇを有する形状にし、それと直交する側面方向では、同図(b)に示すように、テーパー状にしたものであり、図９の実施形態による導体バーを、図１０の実施形態による回転子に適用するために、変形した例である。
従って、この図１３の実施形態によっても、図１２の実施形態による導体バーを用いた場合と同様な作用効果を得ることができる。
【００６３】
次に、図１４の実施形態は、同図(a)に示すように、同じく角棒からなる導体バー７ａの両方の端部７ｅの近傍に夫々孔７ｆを設けた上で、さらに端部７ｅ先端から夫々複数の切り込みを入れて櫛歯状にしたもので、側面形状は、同図(b)に示すように、角棒のままにしたものである。
【００６４】
この図１４の実施形態では、櫛歯状部分の幅Ｂが、導体バー７ａ本来の幅Ａよりも充分に小さくでき、その分、熱容量が小さくなるので、導体バー７ａとエンドリング７ｂ、・エンドリング７ｃとの接合が容易に得られ、且つ、孔７ｆによる抜け止め機能も得られるため、導体バー７ａとエンドリング７ｂ、７ｃとの接合が強固になり、確実に接合を維持できる。
また、これら図１３と図１４の実施形態でも、エンドリングの溶接は一切必要としないので、製作工程の簡素化を図ることができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の回転子によれば、以下に列挙する効果が得られる。
▲１▼ 導体バーとエンドリングの強固な接合が容易に得られる。
【００６６】
▲２▼ 導体バーとエンドリングの接合部に電磁振動力が働いても、接合部が破壊
される虞れがないので、高い信頼性を持たせることができる。
【００６７】
▲３▼ 鋳込み方式によるかご形巻線が銅で構成できるので、２次抵抗損が抑えられ、温度上昇を抑えることができると共に、滑りを確実に低減することがで
きる。
【００６８】
▲４▼ エンドリングと導体バーの溶接作業が１回少なくなり、全く必要としない
ようにもできるので、製造工程の簡素化を図ることができる。
【００６９】
▲５▼ 電動機の信頼性及び性能を確実に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回転子を用いた誘導電動機の一例を示す一部破断面による側面図である。
【図２】本発明による回転子の一実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における回転子鉄心の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態における回転子半完成品の説明図である。
【図５】本発明における導体バーの一例を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態で使用される鋳型の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態における鋳造方法の説明図である。
【図８】本発明における導体バーの一例を示す説明図である。
【図９】本発明における導体バーの一例を示す説明図である。
【図１０】本発明による回転子の他の一実施形態を示す断面図である。
【図１１】本発明による回転子の他の一実施形態の組立状態を示す説明図である。
【図１２】本発明における導体バーの一例を示す説明図である。
【図１３】本発明における導体バーの他の一例を示す説明図である。
【図１４】本発明における導体バーの更に別の一例を示す説明図である。
【図１５】従来技術による誘導電動機の一例を示す一部破断面による側面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
１ａ 放熱フィン
２Ａ、２Ｂ エンドブラケット
３ 固定子
３ａ 固定子鉄心
３ｂ 固定子コイル
４Ａ、４Ｂ 軸受
５ 回転子
５ａ 回転子鉄心
５ｂ 回転子鉄板
５ｃ スロット(かご形巻線収納用の孔)
６ 回転軸
７ａ 導体バー
７ｂ、７ｃ エンドリング
７ｄ 鋳込み材
７ｅ 端部
７ｆ 孔
７ｇ 切欠き
８ 内ファン
９ 外ファン
１０ エンドカバー
Ｄ 鋳型(金型)
Ｄ１ 鋳型部分
Ｄ２ 溶湯通路
Ｇ 空間部
Ｍ 溶湯(溶解した銅)
Ｐ 溶湯管路
Ｓ ろう付け部
Ｔ 鋳造炉

Claims (5)

1. 全閉形のスロットを有する回転子鉄心に、スロット内導体とエンドリングからなるかご形巻線を備えた回転電機の回転子において、
   上記スロット内導体が、上記スロット内に予め挿入した導体バーと、上記スロット内で上記導体バーとの間の空隙部分に後から溶融状態で充填した導電性材料とで形成され、
   上記エンドリングの少なくとも一方が、上記導電材料の充填時、上記導体バーと同じ導電材料で鋳型により、上記導体バーの端部を鋳込んで同時に形成され、
   上記導体バーの少なくとも上記エンドリングに鋳込まれる方の端部が、中央部よりも小さい断面積となるように形成され、且つ該端部には、上記エンドリングに鋳込まれた後、抜け止めとして働く係合部が形成されていることを特徴とする回転電機の回転子。
2. 請求項１の発明において、
   上記導電材料が、上記導体バーと同じ鋳込み材の低圧鋳造により形成されていることを特徴とする回転電機の回転子。
3. 請求項２の発明において、
   上記導体バーの材質が銅であることを特徴とする回転電機の回転子。
4. 全閉形のスロットを有する回転子鉄心に、スロット内導体とエンドリングからなるかご形巻線を備えた回転電機の回転子において、
   上記スロット内導体が、上記スロット内に予め挿入した導体バーと、上記スロット内で上記導体バーとの間の空隙部分に後から溶融状態で充填した導電性材料とで形成され、
   上記エンドリングの少なくとも一方が、上記導電材料の充填時、上記導体バーと同じ導電材料で鋳型により、上記導体バーの端部を鋳込んで同時に形成され、
   上記導体バーの少なくとも上記エンドリングに鋳込まれる方の端部の１部が、スロット内に位置する部分の断面積よりも小さい断面積となるように形成されていることを特徴とする回転電機の回転子。
5. 全閉形のスロットを有する回転子鉄心に、スロット内導体とエンドリングからなるかご形巻線を備えた回転電機の回転子において、
   上記スロット内導体が、上記スロット内に予め挿入した導体バーと、上記スロット内で上記導体バーとの間の空隙部分に後から溶融状態で充填した導電性材料とで形成され、
   上記エンドリングの少なくとも一方が、上記導電材料の充填時、上記導体バーと同じ導電材料で鋳型により、上記導体バーの端部を鋳込んで同時に形成され、
   上記導体バーの少なくとも上記エンドリングに鋳込まれる方の端部の１部が、スロット内に位置する部分より熱容量が小さくなるように形成され、且つ該端部には、上記エンドリングに鋳込まれた後、抜け止めとして働く係合部が形成されていることを特徴とする回転電機の回転子。

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