JP4937632B2 - Induction motor rotor and method of manufacturing induction motor rotor - Google Patents
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Description
本発明は、銅バー等の導体バーを組み込んだ誘導電動機の回転子及び誘導電動機の回転子の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an induction motor rotor incorporating a conductor bar such as a copper bar and a method for manufacturing the rotor of an induction motor.
従来の誘導電動機の回転子として、円筒状鉄心(回転子コア)の外周部に軸方向の開口溝(開口スリット)を設けるとともに、この開口溝の側壁に軸方向の凹状溝を形成し、前記開口溝内に外周側開口部から圧入したアルミニウム等の棒状導体(導体バー)を外周側からローレットで押圧、変形させて凹状溝と係合させ、回転子の回転に伴って作用する棒状導体の遠心力が大きくても棒状導体を開口部から飛び出し難くしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a rotor of a conventional induction motor, an axial opening groove (opening slit) is provided on an outer peripheral portion of a cylindrical iron core (rotor core), and an axial concave groove is formed on a side wall of the opening groove. A rod-shaped conductor (conductor bar) made of aluminum or the like press-fitted into the opening groove from the outer peripheral side opening is pressed and deformed from the outer peripheral side with a knurl to be engaged with the concave groove, and the rod-shaped conductor acting as the rotor rotates. Some have made it difficult for the rod-shaped conductor to jump out of the opening even if the centrifugal force is large (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記従来の技術によれば、回転子コアの外周方向に開口する開口スロット内に外周側開口部から圧入したアルミニウム等の導体バーを外周側からローレットで押圧、変形させて凹状溝と係合させているので、導体バーの変形ばらつきにより、長期間の使用に対する信頼性に欠けるという問題があった。また、アルミニウム等の導体バーを外周側から機械作業であるローレットで押圧、変形させるので、専用の設備、治具が必要となり、製作工数が多くコストアップになるという問題があった。 However, according to the above-described conventional technique, a conductor bar such as aluminum, which is press-fitted from the outer peripheral opening into the opening slot that opens in the outer peripheral direction of the rotor core, is pressed and deformed from the outer peripheral side with a knurl to be engaged with the concave groove. Therefore, there is a problem that the reliability of the conductor bar is not reliable due to the deformation variation of the conductor bar. In addition, since a conductor bar such as aluminum is pressed and deformed from the outer peripheral side by a knurling that is a mechanical work, there is a problem that dedicated equipment and jigs are required, and the number of manufacturing steps is increased and the cost is increased.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、導体バーの遠心力に対する強度のばらつきが小さく、信頼性が高く、従来の設備が流用可能な低コストの誘導電動機の回転子及び誘導電動機の回転子の製造方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and the rotor and the induction motor of a low-cost induction motor in which the strength variation with respect to the centrifugal force of the conductor bar is small, the reliability is high, and the conventional equipment can be diverted. An object of the present invention is to obtain a manufacturing method of the rotor.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の誘導電動機の回転子は、回転軸孔を有する円環状の電磁鋼板を複数積層して円筒状に形成され、外方壁部、内方壁部及び側方壁部を有する略矩形の複数のコアスロットが形成された回転子コアと、前記回転子コアの両軸端部に固定され、該回転子コアの複数のコアスロットに対応する複数の導体スロットが形成された導体リングと、前記コアスロット及び導体スロットに挿入され、遠心方向へ寄せられてほぼ全長に亘って前記コアスロットの外方壁部に当接した複数の導体バーと、を備え、前記導体スロットの内方壁部は軸方向に傾斜しており、前記導体バーは、前記傾斜により遠心方向へ寄せられていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the rotor of the induction motor of the present invention is formed in a cylindrical shape by laminating a plurality of annular electromagnetic steel plates each having a rotation shaft hole, an outer wall portion, A rotor core having a plurality of substantially rectangular core slots having an inner wall portion and a side wall portion, and fixed to both end portions of the rotor core, the rotor core being fixed to the plurality of core slots of the rotor core. A conductor ring in which a plurality of corresponding conductor slots are formed, and a plurality of conductors inserted into the core slot and the conductor slot and brought into a centrifugal direction so as to contact the outer wall portion of the core slot over almost the entire length And an inner wall portion of the conductor slot is inclined in the axial direction, and the conductor bar is moved in the centrifugal direction by the inclination .
この発明によれば、導体バーがコアスロットの外方壁部に当接しているので、回転子が高速回転しても、導体バーの遠心力による変形が抑制され、コアスロット内でたわんで破損することもなく、製品毎の強度のばらつきが小さく信頼性の高い誘導電動機の回転子が得られるという効果を奏する。 According to the present invention, since the conductor bar is in contact with the outer wall portion of the core slot, even if the rotor rotates at a high speed, deformation due to the centrifugal force of the conductor bar is suppressed, and the conductor bar is bent and damaged in the core slot. In addition, there is an effect that a highly reliable rotor of an induction motor having a small variation in strength between products can be obtained.
以下に、本発明にかかる誘導電動機の回転子及び誘導電動機の回転子の製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an induction motor rotor and a method of manufacturing an induction motor rotor according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の誘導電動機の回転子を示す側面図であり、図2は、回転子の正面図であり、図3は、図1のA−A線(又は、B−B線、C−C線)に沿う断面図であり、図4−1、図4−2及び図4−3は、図3のD部拡大図であって、それぞれA−A線断面、B−B線断面及びC−C線断面を示す図であり、図5は、治具により導体バーを遠心方向へ寄せている状態を示す図であり、図6は、コアスロット内で導体バーが寄せられる様子を示す図であり、図7−1、図7−2及び図7−3は、それぞれA−A線断面、B−B線断面及びC−C線断面において導体バーが寄せられた状態を示す図である。
1 is a side view showing a rotor of an induction motor according to
図1〜図4−3に示すように、実施の形態1の誘導電動機の回転子10は、中心部に回転軸孔1bを有する円環状の薄い電磁鋼板1dを複数積層して円筒状に形成された回転子コア1と、回転子コア1の両軸端部に固定された2つの導体リング2と、回転子コア1の複数のコアスロット1a及び導体リング2の複数の導体スロット2aに挿入された複数の導体バー3と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4-3, the
回転子コア1は、中心部に回転軸孔1bが形成され、図4−1〜図4−3に示すように、外方壁部1c、内方壁部1h及び側方壁部1i、1jを有する略矩形の複数のコアスロット1aが、放射状に、周方向に等間隔に、環状に配置された円環状の電磁鋼板(珪素鋼板等)1dを、芯金等を用いて内径基準で積層し、円筒状に形成されて製造される。
The
導体リング2は、図2に示すように、回転子コア1と内径及び外径が同一で、所定の厚さの円環状に形成され、回転子コア1の複数のコアスロット1aに対応する位置に、コアスロット1aと同一幅の、外方に開口する放射状の導体スロット2aが形成されて製造される。
As shown in FIG. 2, the
円筒状の回転子コア1の両軸端部に導体リング2を固定し、銅バー等の四角柱状の導体バー3を、コアスロット1a及び導体スロット2aを貫通するように挿入する。導体バー3の挿入性を良くするため、コアスロット1aの縦横寸法は、導体バー3の縦横寸法より大きくしてあり、また、それぞれの電磁鋼板1dは周方向に少しずれていることもあるので、コアスロット1aと導体バー3の相対位置は、図4−1〜図4−3に示すように、図1のA−A断面、B−B断面及びC−C断面で異なる場合がある。
The
図4−1〜図4−3に示す形態では、導体バー3は、回転子コア1の一方の端部から他方の端部に向かって、コアスロット1aの外方左寄りの位置から内方右寄りの位置へ斜めに挿入されている。図4−2及び図4−3に示すように、導体バー3の外側とコアスロット1aの外方壁部1cとの間に隙間がある状態で、導体バー3と導体リング2とをロウ付け等で接合固定し、回転子10を高速回転させると、遠心力により、導体バー3が隙間分撓み、撓み変形により、ロウ付け接合部付け根で破断される。
In the form shown in FIGS. 4-1 to 4-3, the
実施の形態1の回転子10では、導体バー3と導体リング2とをロウ付け等で固定する前に、図5に示すように、円錐台状に形成された2つの導体バー拡径治具4の円錐面を導体バー3の内側端に当接させ、軸方向に押圧することにより、図6に示すように、導体バー3を遠心方向へ寄せ、図7−1〜図7−3に示すように、回転子コア1のほぼ全長に亘ってコアスロット1aの外方壁部1cに導体バー3の外側を当接させる。
In the
その後、図示しないコア押さえで導体リング2及び回転子コア1を軸方向に加圧した状態で導体リング2と導体バー3とをロウ付け等で接合固定する。また、導体リング2から突出した導体バー3の端部を削り落とすとともに、回転子10の軸端部と外周部とを切削加工して精密な円筒状の回転子10を製造する。
Thereafter, the
実施の形態1の誘導電動機の回転子10及び誘導電動機の回転子10の製造方法によれば、導体バー3が、ほぼ全長に亘ってコアスロット1aの外方壁部1cに当接しているので、回転子10が高速回転しても、導体バー3の遠心力による変形が抑制され、コアスロット1a内でたわんで破損することもなく、製品毎の強度のばらつきが小さく信頼性の高い誘導電動機の回転子10及び誘導電動機の回転子10の製造方法が得られる。
According to the
実施の形態2.
図8は、本発明の実施の形態2の回転子の導体リングを示す正面図であり、図9は、図8のE−E線に沿う断面図であり、図10は、コアスロットに導体バーを挿入した後に実施の形態2の導体リングを組付けている状態を示す側面図である。図8〜図10に示すもので図1〜図7−3に示すものと同一又は同等のものには同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
8 is a front view showing the conductor ring of the rotor according to the second embodiment of the present invention, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 8, and FIG. 10 shows a conductor in the core slot. It is a side view which shows the state which has assembled | attached the conductor ring of
図8及び図9に示すように、実施の形態2の導体リング2は、導体スロット2aの内方壁部2bを、回転子10の軸方向に傾斜させている。図9に示す内方壁部2bの最大外径D2は、図10に示すように、導体バー3がコアスロット1aの外方壁部1cに当接したときの、導体バー3の内側同士の内径D1とほぼ同一寸法としている。
As shown in FIGS. 8 and 9, in the
実施の形態2の回転子10を組立てるときには、導体リング2を回転子コア1に組付ける前に、導体バー3を回転子コア1のコアスロット1aに挿入する。次に、導体リング2の導体スロット2aの内方壁部2bの小径側を回転子コア1の軸端部に向け、導体リング2を軸端部に近づけ、導体バー3の先端部を導体スロット2aに挿入する。
When the
図示しないコア押さえで導体リング2を回転子コア1方向へ押圧し、導体リング2を回転子コア1の軸端部に近づけるに従って、導体スロット2aの傾斜した内方壁部2bの楔作用により、導体バー3が遠心方向へ寄せられ、導体バー3の先端部が内方壁部2bの最大外径部を通過すると、導体バー3の外側がコアスロット1aの外方壁部1cに当接する。
As the
そのまま、導体リング2を押圧して回転子コア1の軸端部に当接させ、その後、導体リング2及び回転子コア1を軸方向に加圧した状態で導体リング2と導体バー3とをロウ付け等で接合固定する。また、導体リング2から突出した導体バー3の端部を削り落とすとともに、回転子10の軸端部と外周部とを切削加工して精密な円筒状の回転子10を製作する。
As it is, the
実施の形態2の誘導電動機の回転子10及び誘導電動機の回転子10の製造方法によれば、導体バー3が、ほぼ全長に亘ってコアスロット1aの外方壁部1cに当接しているので、回転子10が高速回転しても、導体バー3の遠心力による変形が抑制され、コアスロット1a内でたわんで破損することもなく、製品毎の強度のばらつきが小さく信頼性の高い誘導電動機の回転子10及び誘導電動機の回転子10の製造方法が得られる。また、導体バー拡径治具4のような特殊な治具を用いずに回転子10を組立てることができる。
According to the
実施の形態3.
図11は、本発明の実施の形態3の回転子を示す側面図であり、図12は、図11のF−F線に沿う断面図であり、図13は、図12のG部拡大図であり、図14は、実施の形態3の回転子の変形例を示す図12のG部拡大図である。図11〜図14に示すもので図1〜図7−3に示すものと同一又は同等のものには同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
11 is a side view showing the rotor according to the third embodiment of the present invention, FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line FF of FIG. 11, and FIG. 13 is an enlarged view of a portion G of FIG. FIG. 14 is an enlarged view of part G in FIG. 12 showing a modification of the rotor of the third embodiment. 11 to FIG. 14 that are the same as or equivalent to those shown in FIG. 1 to FIG.
図11〜図13に示すように、実施の形態3の回転子コア1のコアスロット1aは、略矩形に形成され、外方壁部1c、内方壁部1h及び側方壁部1i、1jを有し、内方壁部1hに先端が尖った突起部1fが設けられている。突起部1fは複数設けてもよい。突起部1fの先端と外方壁部1cとの距離は、導体バー3の高さと同じか、少し小さくしてある。
As shown in FIGS. 11 to 13, the
回転子コア1の両軸端部に導体リング2を固定し、導体バー3を、コアスロット1a及び導体スロット2aを貫通するように挿入すると、導体バー3は、突起部1fにより遠心方向へ寄せられてコアスロット1aの外方壁部1cに当接した状態でコアスロット1a及び導体スロット2aに挿入される。
When the
突起部1fの先端と外方壁部1cとの距離が、導体バー3の高さより少し小さいときは、突起部1dの先端が少し導体バー3に喰い込んだ状態で、導体バー3がコアスロット1a内を摺動するが、突起部1dの先端が尖っているので、摺動抵抗はそれほど大きくならない。
When the distance between the tip of the
図14に示す変形例のように、回転子コア1のコアスロット1aを、外方壁部1c、内方壁部1h及び側方壁部1i、1jを有する略矩形に形成し、内方壁部1hに先端が尖った複数(2つ)の突起部1fを設け、一方の側方壁部1iに先端が尖った複数(2つ)の突起部1eを設けるようにしてもよい。突起部1fの先端と外方壁部1cとの距離は、導体バー3の高さと同じか少し小さくし、突起部1eの先端と他方の側方壁部1jとの距離は、導体バー3の幅と同じか少し小さくする。
As in the modification shown in FIG. 14, the
回転子コア1の両軸端部に導体リング2を固定し、導体バー3を、コアスロット1a及び導体スロット2aを貫通するように挿入すると、導体バー3は、突起部1fにより遠心方向へ寄せられてコアスロット1aの外方壁部1cに当接し、かつ、突起部1eにより他方の側方壁部1jに当接した状態でコアスロット1a及び導体スロット2aに挿入される。全ての導体バー3が、外方壁部1c及び他方の側方壁部1jに当接するので、全てのコアスロット1aと導体バー3の相対位置が均一となり、回転子10の重心位置を回転軸心に完全に一致させることができる。
When the
実施の形態3の誘導電動機の回転子10及び誘導電動機の回転子10の製造方法によれば、導体バー3が、ほぼ全長に亘ってコアスロット1aの外方壁部1cに当接しているので、回転子10が高速回転しても、導体バー3の遠心力による変形が抑制され、コアスロット1a内でたわんで破損することもなく、製品毎の強度のばらつきが小さく信頼性の高い誘導電動機の回転子10及び誘導電動機の回転子10の製造方法が得られる。また、導体バー拡径治具4のような特殊な治具を用いずに回転子10を組立てることができる。
According to the
なお、以上説明した実施の形態1〜3の回転子コア1のコアスロット1aは、外方壁部1cが閉じたクローズドスロットとしたが、コアスロット1aは、外方壁部1cの中央部が開口したオープンスロットとしてもよい。
The
以上のように、本発明にかかる回転子及び回転子の製造方法は、信頼性が高く、誘導電動機及び誘導電動機の製造方法として有用である。 As described above, the rotor and the method for manufacturing the rotor according to the present invention are highly reliable and useful as an induction motor and a method for manufacturing the induction motor.
1 回転子コア
1a コアスロット
1c 外方壁部
1h 内方壁部
1i,1j 側方壁部
1e,1f 突起部
1b 回転軸孔
1d 電磁鋼板
2 導体リング
2a 導体スロット
2b 内方壁部
3 導体バー
4 導体バー拡径治具
10 回転子
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記回転子コアの両軸端部に固定され、該回転子コアの複数のコアスロットに対応する複数の導体スロットが形成された導体リングと、
前記コアスロット及び導体スロットに挿入され、遠心方向へ寄せられてほぼ全長に亘って前記コアスロットの外方壁部に当接した複数の導体バーと、
を備え、
前記導体スロットの内方壁部は軸方向に傾斜しており、前記導体バーは、前記傾斜により遠心方向へ寄せられていることを特徴とする誘導電動機の回転子。 A rotor in which a plurality of annular electromagnetic steel plates each having a rotation shaft hole are laminated to form a cylindrical shape, and a plurality of substantially rectangular core slots having an outer wall portion, an inner wall portion, and a side wall portion are formed. The core,
A conductor ring fixed to both end portions of the rotor core and formed with a plurality of conductor slots corresponding to the plurality of core slots of the rotor core;
A plurality of conductor bars that are inserted into the core slot and the conductor slot, and are brought into contact with the outer wall portion of the core slot over the entire length by being moved in the centrifugal direction;
Equipped with a,
The induction motor rotor according to claim 1, wherein an inner wall portion of the conductor slot is inclined in an axial direction, and the conductor bar is moved in a centrifugal direction by the inclination .
前記回転子コアの両軸端部に固定され、該回転子コアの複数のコアスロットに対応する複数の導体スロットが形成された導体リングを製造する工程と、
前記コアスロット及び導体スロットに挿入される複数の導体バーを製造する工程と、
前記複数の導体バーを前記コアスロット及び導体スロットに挿入する工程と、
を備える誘導電動機の回転子の製造方法において、
前記複数の導体バーを遠心方向へ寄せ、ほぼ全長に亘って前記コアスロットの外方壁部に当接させる工程をさらに備え、
前記導体バーを遠心方向へ寄せる工程は、導体バー拡径治具により遠心方向へ寄せる工程であることを特徴とする誘導電動機の回転子の製造方法。 A rotor in which a plurality of annular electromagnetic steel plates each having a rotation shaft hole are laminated to form a cylindrical shape, and a plurality of substantially rectangular core slots having an outer wall portion, an inner wall portion, and a side wall portion are formed. Manufacturing the core;
Producing a conductor ring fixed to both end portions of the rotor core and having a plurality of conductor slots corresponding to the plurality of core slots of the rotor core;
Producing a plurality of conductor bars to be inserted into the core slot and the conductor slot;
Inserting the plurality of conductor bars into the core slot and the conductor slot;
In the manufacturing method of the rotor of the induction motor comprising:
Further comprising the step of bringing the plurality of conductor bars in the centrifugal direction and contacting the outer wall of the core slot over substantially the entire length ,
The method of manufacturing a rotor for an induction motor, wherein the step of moving the conductor bar in the centrifugal direction is a step of moving the conductor bar in the centrifugal direction with a conductor bar diameter increasing jig .
前記回転子コアの両軸端部に固定され、該回転子コアの複数のコアスロットに対応する複数の導体スロットが形成された導体リングを製造する工程と、
前記コアスロット及び導体スロットに挿入される複数の導体バーを製造する工程と、
前記複数の導体バーを前記コアスロット及び導体スロットに挿入する工程と、
を備える誘導電動機の回転子の製造方法において、
前記複数の導体バーを遠心方向へ寄せ、ほぼ全長に亘って前記コアスロットの外方壁部に当接させる工程をさらに備え、
前記導体バーを遠心方向へ寄せる工程は、軸方向に傾斜した前記導体スロットの内方壁部により遠心方向へ寄せる工程であることを特徴とする誘導電動機の回転子の製造方法。 A rotor in which a plurality of annular electromagnetic steel plates each having a rotation shaft hole are laminated to form a cylindrical shape, and a plurality of substantially rectangular core slots having an outer wall portion, an inner wall portion, and a side wall portion are formed. Manufacturing the core;
Producing a conductor ring fixed to both end portions of the rotor core and having a plurality of conductor slots corresponding to the plurality of core slots of the rotor core;
Producing a plurality of conductor bars to be inserted into the core slot and the conductor slot;
Inserting the plurality of conductor bars into the core slot and the conductor slot;
In the manufacturing method of the rotor of the induction motor comprising:
Further comprising the step of bringing the plurality of conductor bars in the centrifugal direction and contacting the outer wall of the core slot over substantially the entire length,
Wherein the step of the conductor bars gather the centrifugal direction, induction motor rotor manufacturing method of you, characterized in that a step of the inner wall portion of the conductor slots which are inclined axially lapping the centrifugal direction.
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