JP5451985B2 - Cage type rotor, manufacturing method thereof and manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、かご型回転子およびその製造方法並びに製造装置に関する。 The present invention relates to a cage rotor, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus.
回転子鉄心に外周スロットおよび内周スロットを設けたいわゆる二重かご型回転子では、誘導電動機の始動時には表皮効果によって外周スロットに収納された導体に大きな電流が流れ、運転中には内周スロットに収納された導体に多くの電流が流れることが知られている。そこで、外周スロットに高抵抗の導体を収納して始動時の特性を改善するとともに、内周スロットに低抵抗の導体を収納して運転中の効率の向上を図ることが提案されている(特許文献1参照)。また、始動時の特性を改善するために、スロットにスキュー角を設けることが提案されている(特許文献2参照)。
二重かご型回転子では、運転中に多くの電流が流れる内周スロットの導体にスキュー角が無いほうが効率は向上する。しかしながら、従来の二重かご型回転子では、同一形状の鉄心材で回転子鉄心を形成することから、外周スロットにスキュー角を設けると内周スロットにもスキュー角が設けられる。そのため、回転子鉄心にスキュー角を設けた場合には運転中の効率が低下し、スキュー角を設けない場合には始動時の特性が悪化するという問題があった。 In the double squirrel-cage rotor, the efficiency is improved when there is no skew angle in the conductor of the inner circumferential slot through which a large amount of current flows during operation. However, in the conventional double squirrel-cage rotor, the rotor core is formed of the same shape iron core material. Therefore, when the skew angle is provided in the outer peripheral slot, the skew angle is also provided in the inner peripheral slot. For this reason, when the skew angle is provided in the rotor core, the efficiency during operation is lowered, and when the skew angle is not provided, there is a problem that the characteristics at the time of starting deteriorate.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、始動時の特性を改善するとともに、運転中の効率を向上するかご型回転子およびその製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、鋼板に外周スロット、内周スロットあるいはスリットを形成するとき、外周スロット、内周スロットあるいはスリットを形成する位置を精度よく規定する製造装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a squirrel-cage rotor and a method of manufacturing the same that improve characteristics during starting and improve efficiency during operation.
Another object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus that accurately defines the positions at which outer peripheral slots, inner peripheral slots or slits are formed when outer peripheral slots, inner peripheral slots or slits are formed on a steel sheet. .
請求項1の発明のかご型回転子は、鋼板を打ち抜いて形成された複数の鉄心材を積層して構成され、内周側に形成された複数の内周スロットと、外周側に形成されスキュー角を有する複数の外周スロットと、これらの内周スロットおよび外周スロットを接続するスリットとを有する回転子鉄心と、前記内周スロットに収納される内周側導体と、前記外周スロットに収納され、前記内周側導体より電気抵抗が大きな外周側導体と、を備えることを特徴とする。 The squirrel-cage rotor according to the first aspect of the present invention is formed by stacking a plurality of iron cores formed by punching a steel plate, a plurality of inner peripheral slots formed on the inner peripheral side, and a skew formed on the outer peripheral side. A plurality of outer peripheral slots having corners, a rotor core having inner peripheral slots and slits connecting the outer peripheral slots, an inner peripheral conductor stored in the inner peripheral slot, and stored in the outer peripheral slot; And an outer peripheral conductor having a larger electric resistance than the inner peripheral conductor.
請求項3の発明のかご型回転子の製造方法は、鋼板に、内周側の複数の内周スロット、直前に打ち抜かれた外周スロットに対してスキュー角を有する外周側の複数の外周スロット、および内周スロットと外周スロットとを接続するスリットを所定の順序で打ち抜くことを順次繰り返すことにより複数の鉄心材を形成する打ち抜き工程と、複数の前記鉄心材を積層して回転子鉄心を形成する積層工程と、前記回転子鉄心の内周スロットに内周側導体を収納するとともに、外周スロットに前記内周側導体よりも電気抵抗の大きな外周側導体を収納する収納工程とを経ることを特徴とする。
A method for manufacturing a cage rotor according to the invention of
請求項4の発明のかご型回転子の製造方法は、鋼板に、内周側の複数の内周スロット、直前に打ち抜かれた外周スロットに対してスキュー角を有する外周側の複数の外周スロット、および内周スロットと外周スロットとを接続するスリットを所定の順序で打ち抜くことを全周の複数箇所において繰り返すことにより複数の鉄心材を形成する打ち抜き工程と、複数の前記鉄心材を積層して回転子鉄心を形成する積層工程と、前記回転子鉄心の内周スロットに内周側導体を収納するとともに、外周スロットに前記内周側導体よりも電気抵抗の大きな外周側導体を収納する収納工程とを経ることを特徴とする。
A method for manufacturing a cage rotor according to a fourth aspect of the present invention comprises: a plurality of inner peripheral slots on the inner peripheral side, and a plurality of outer peripheral slots on the outer peripheral side having a skew angle with respect to the outer peripheral slot punched immediately before , And a punching process for forming a plurality of iron core materials by repeating punching of slits connecting the inner and outer peripheral slots in a predetermined order at a plurality of locations on the entire circumference, and rotating by laminating the plurality of iron core materials A stacking step for forming a core core; and a housing step for housing an inner peripheral conductor in an inner peripheral slot of the rotor core and storing an outer peripheral conductor having a larger electric resistance than the inner peripheral conductor in an outer peripheral slot; It is characterized by going through.
請求項5の発明の製造装置は、請求項3または4記載のかご型回転子の製造方法の打ち抜き工程を実施する上部金型および下部金型と、前記上部金型を保持し、前記上部金型と一体に回転可能な上型ホルダと、前記下部金型を保持し、前記下部金型と一体に回転可能な下型ホルダと、前記上型ホルダと前記下型ホルダとが回転するとき、前記上部金型と前記下部金型とのかみ合い位置を規定する複数の位置規定部とを備え、前記鋼板に外周スロット、内周スロットあるいはスリットを形成するとき、前記位置規定部は、少なくとも二ヶ所で前記上部金型と前記下部金型とのかみ合い位置を規定することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a manufacturing apparatus comprising an upper mold and a lower mold for performing the punching step of the method for manufacturing a cage rotor according to the third or fourth aspect, the upper mold, and the upper mold. When the upper mold holder that can rotate integrally with the mold, the lower mold holder, the lower mold holder that can rotate integrally with the lower mold, and the upper mold holder and the lower mold holder rotate, A plurality of position defining portions for defining a meshing position between the upper mold and the lower mold, and when the outer peripheral slot, the inner peripheral slot or the slit is formed in the steel plate, the position defining portion includes at least two locations. The meshing position of the upper mold and the lower mold is defined by the following.
請求項1の発明のかご型回転子によれば、運転中に多くの電流が流れる内周スロットには、電気抵抗の小さい内周側導体が収納されている。一方、始動時に大きな電流が流れる外周スロットには、内周側導体よりも電気抵抗の大きな外周側導体が収納され、かつスキュー角が設けられている。したがって、始動時の特性を改善することができるとともに、運転中の効率を向上させることができる。 According to the squirrel-cage rotor of the first aspect of the invention, the inner peripheral side conductor having a small electric resistance is accommodated in the inner peripheral slot through which a large amount of current flows during operation. On the other hand, the outer peripheral slot through which a large current flows at the time of starting accommodates the outer peripheral conductor having a larger electric resistance than the inner peripheral conductor, and is provided with a skew angle. Therefore, the starting characteristics can be improved and the efficiency during operation can be improved.
請求項3の発明のかご型回転子の製造方法によれば、外周スロット、内周スロットおよびスリットは、周方向の全数が一度の打ち抜きにより形成される。したがって、スキュー角が設けられた外周スロットとスキュー角が設けられていない内周スロットとを有する回転子を容易に形成することができる。 According to the cage rotor manufacturing method of the third aspect of the present invention, the outer circumferential slot, the inner circumferential slot and the slit are formed by punching once in the circumferential direction. Therefore, it is possible to easily form a rotor having an outer peripheral slot having a skew angle and an inner peripheral slot having no skew angle.
請求項4の発明のかご型回転子の製造方法によれば、外周スロット、内周スロットおよびスリットは、それぞれ別の工程が周方向において複数回繰り返されることにより形成される。したがって、スキュー角が設けられた外周スロットとスキュー角が設けられていない内周スロットとを有する回転子を小型の金型で形成することができる。 According to the cage rotor manufacturing method of the fourth aspect of the present invention, the outer peripheral slot, the inner peripheral slot and the slit are formed by repeating different processes a plurality of times in the circumferential direction. Therefore, a rotor having an outer peripheral slot with a skew angle and an inner peripheral slot with no skew angle can be formed with a small mold.
請求項5の発明の製造装置によれば、鋼板に外周スロット、内周スロットあるいはスリットを形成するとき、少なくとも二ヶ所の位置規定部で上部金型と下部金型とのかみ合い位置が規定される。したがって、外周スロット、内周スロットあるいはスリットを精度よく形成することができる。 According to the manufacturing apparatus of the fifth aspect of the present invention, when the outer peripheral slot, the inner peripheral slot or the slit is formed in the steel plate, the meshing position between the upper mold and the lower mold is defined by at least two position defining portions. . Therefore, the outer peripheral slot, the inner peripheral slot or the slit can be formed with high accuracy.
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について図1から図12を参照しながら説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(誘導電動機のかご型回転子)
誘導電動機のかご型回転子(以下、単に回転子と称する)1は、図1に示すように回転子鉄心2、エンドリング3および回転軸4を備えている。回転子鉄心2は、複数の鉄心材5を板厚方向に積層して形成されている。エンドリング3は回転子鉄心2の軸方向の両端に設けられている。回転軸4は、回転子鉄心2を貫いて回転子鉄心2に固定されている。
(Induction motor cage rotor)
A squirrel-cage rotor (hereinafter simply referred to as a rotor) 1 of an induction motor includes a
回転子鉄心2は、外周スロット6および内周スロット8を有している。外周スロット6は、図2に示すように回転子鉄心2の周方向に複数設けられ、回転子鉄心2を軸方向に貫いている。外周スロット6には、純アルミニウム製の外周側導体7が収納されている。外周スロット6に収納される外周側導体7は、例えばアルミダイカストによりエンドリング3と一体に形成される。そのため、外周スロット6に収納された外周側導体7は、回転子鉄心2の両端においてエンドリング3によって短絡されている。
The
内周スロット8は、回転子鉄心2の径方向において外周スロット6の内側で周方向に複数設けられ、回転子鉄心2を軸方向に貫いている。内周スロット8には、外周スロット6に収納されている外周側導体7すなわち純アルミニウムよりも電気抵抗が小さい純銅からなる内周側導体9が収納されている。内周側導体9は、略台形状に形成された純銅バーであり、回転子鉄心2を貫いて回転子鉄心2の両端でエンドリング3によって短絡されている。
A plurality of inner
回転子鉄心2は、外周スロット6と内周スロット8とを接続するスリット10を有している。スリット10は、各鉄心材5において外周スロット6と内周スロット8とを接続することにより、固定子(図示せず)から作用する磁束が外周側導体7の周囲に沿って回り込むことを阻止する。回転子鉄心2にスリット10が設けられていない場合、図3(A)に矢印で示すように、固定子からの磁束は外周側導体7の回りに流れて、内周側導体9に作用しない。一方、回転子鉄心2にスリット10が設けられている場合、図3(B)に矢印で示すように、磁束は外周側導体7を回り込まずに内周側導体9に作用する。なお、スリット10は、周方向に複数設けられている外周スロット6のいずれか一つと内周スロット8のいずれか一つとを接続していればよい。
The
回転子鉄心2は、図2に示すように軸孔11をさらに有している。軸孔11は、回転子鉄心2の内周に設けられ回転軸4が圧入されている。軸孔11には、キー12が設けられている。キー12は、回転軸4に設けられているキー溝13と係合する。
The
鉄心材5に設けられる外周スロット6は、前段すなわち積層順において直前の鉄心材5に設けられた外周スロット6に対して所定の回転角度αだけ互いにずれている。そのため、回転子鉄心2は、図1のIV−IV断面、V−V断面およびVI−VI断面に対応する図4、図5および図6に示すように、回転子鉄心2の中心とキー12の中心とを結ぶ基準線L1に対して外周スロット6の中心位置が反時計回りにずれた外周スロット6を有している。すなわち、回転子鉄心2を形成する複数の鉄心材5は、後述するようにそれぞれ基準線L1に対してn×α(nは自然数)度ずれた外周スロット6が設けられている。
The outer
このように、外周スロット6をずらして設けた鉄心材5をキー12とキー溝13とが係合する位置で順次積層することにより、回転子鉄心2には、図1に示すように外周スロット6にスキュー角が設けられる。一方、内周スロット8は、すべての鉄心材5において共通の位置関係に設けられているため、スキュー角がない。なお、図1では、周方向に複数設けられている外周スロット6および内周スロット8について、それぞれ一つを模式的に示している。
In this way, by sequentially laminating the
次に上述した構成による回転子1の作用について説明する。
誘導電動機の始動時には、表皮効果により外周スロット6に収納されている外周側導体7に大きな電流が流れる。このとき、外周スロット6に収納されている外周側導体7の電気抵抗が大きいと、回転子1の始動はスムーズになる。そのため、本実施形態では、外周スロット6に収納される外周側導体7として純アルミニウムが用いられている。また、外周スロット6にはスキュー角が設けられている。そのため、始動時の特性は向上する。なお、外周スロット6に収納される外周側導体7には、純アルミニウムよりも電気抵抗が大きい高抵抗アルミニウムなどを用いてもよい。高抵抗アルミニウムを用いると、純アルミニウムを用いた場合よりも始動トルクが大きくなる。
Next, the operation of the rotor 1 having the above-described configuration will be described.
At the time of starting the induction motor, a large current flows through the outer
一方、誘導電動機の運転中には、内周スロット8に収納されている内周側導体9に多くの電流が流れる。このとき、内周スロット8に収納されている内周側導体9の電気抵抗が小さいと、回転電機の効率は高くなる。また、かご型回転子の場合、内周スロット8にスキュー角があると運転中の効率は低下する。本実施形態の回転子鉄心2には内周スロット8にスキュー角が設けられていないため、運転中の効率の低下は低減される。さらに、内周スロット8に収納する内周側導体9として純銅を用いる場合、例えばダイカストなどにより純銅を内周スロット8に収納することは、純銅の融点の高さや流動性の低さなどの理由により困難である。しかし、本実施形態のように内周スロット8にスキュー角が設けられていない回転子鉄心2の場合、略台形状に形成された純銅バーであっても容易に内周スロット8に収納することが可能となる。
On the other hand, during the operation of the induction motor, a large amount of current flows through the inner
以上説明した本発明の第1実施形態による回転子1によれば、回転子鉄心2の外周スロット6にはスキュー角が設けられ、内周スロット8にはスキュー角が設けられていない。したがって、始動時および運転中の特性を改善することができる。
According to the rotor 1 according to the first embodiment of the present invention described above, the outer
本実施形態では、外周スロット6には純アルミニウム製の外周側導体7が収納され、内周スロット8には電気抵抗が純アルミニウムよりも小さい純銅製の内周側導体9が収納されている。したがって、運転中の効率を向上させることができる。
In the present embodiment, the outer
(回転子の製造方法)
次に、上述した外周スロット6にはスキュー角を設け、内周スロット8にはスキュー角を設けない回転子1の製造方法について説明する。回転子鉄心2を構成する鉄心材5は、帯状の電磁鋼板14をプレスなどにより打ち抜くことで形成される。本実施形態では、外周スロット6、内周スロット8およびスリット10を打ち抜いて鉄心材5を形成する打ち抜き工程と、打ち抜き工程で形成された鉄心材5を積層して回転子鉄心2を構成する積層工程と、内周スロット8に内周側導体9を収納し、外周スロット6に外周側導体7を収納する収納工程とによって回転子1が形成される。
(Method for manufacturing rotor)
Next, a manufacturing method of the rotor 1 in which the outer
打ち抜き工程は、外周スロット形成工程、スリット形成工程、および内周スロット形成工程を含んでいる。ここで、外周スロット形成工程、スリット形成工程、および内周スロット形成工程について詳細に説明する。 The punching process includes an outer peripheral slot forming process, a slit forming process, and an inner peripheral slot forming process. Here, the outer peripheral slot forming step, the slit forming step, and the inner peripheral slot forming step will be described in detail.
〈外周スロット形成工程〉
外周スロット形成工程では、帯状の電磁鋼板14に外周スロット6が形成される。本実施形態の外周スロット形成工程では、鉄心材5の周方向に設けられる外周スロット6の全数が一回の打ち抜きにより形成される。
<Outer peripheral slot forming process>
In the outer peripheral slot forming step, the outer
帯状の電磁鋼板14には、図7に示すように、ステップS11(n=0)において外周スロット金型により外周スロット6が鉄心材5の周方向に一度の打ち抜きにより全数形成される。帯状の電磁鋼板14は、外周スロット6が形成されると図7における左方へ送られる。なお、図7には、説明のために鉄心材5の外縁を破線で模式的に示している。
As shown in FIG. 7, all the outer
帯状の電磁鋼板14が左方へ送られるとき、外周スロット金型は、基準線L1に対して図7において反時計回りにα度回転する。外周スロット金型の回転角度αは、回転子1に所望のスキュー角を設けるためにあらかじめ定められている。回転角度αは、鉄心材5の積層枚数やスキュー角などの誘導電動機の仕様によって設定される。例えば、鉄心材5の積層枚数を100枚、スキュー角を5度とする回転子鉄心2の場合、回転角度αは、α=5/100度となる。
When the strip-shaped
ステップS12(n=1)では、帯状の電磁鋼板14には、ステップS11と同様に外周スロット6が鉄心材5の周方向に全数形成される。ステップS12で形成される外周スロット6は、外周スロット金型が反時計回りにα度回転していることから、ステップS11で形成された外周スロット6に対して中心の位置が反時計方向にα度ずれて形成される。すなわち、外周スロット6の中心および回転子鉄心2の中心を結ぶ中心線L2と基準線L1とがなす角度はα度である。ステップS12で外周スロット6が形成されると、帯状の電磁鋼板14が左方へ送られるとともに、外周スロット金型はさらに反時計回りにα度回転する。
In step S <b> 12 (n = 1), all the outer
ステップ13は、n(n=3以上)枚目の鉄心材5に形成される外周スロット6の位置を示している。ステップS13では、帯状の電磁鋼板14には外周スロット6が鉄心材5の周方向に全数形成される。ステップS13で形成される外周スロット6は、ステップS11で形成された外周スロット6に対して中心の位置が反時計方向にn×α度ずれている。すなわち、外周スロット6の中心および回転子鉄心2の中心を結ぶ中心線L3と基準線L1とがなす角度はn×α度である。外周スロット6が形成されると、帯状の電磁鋼板14が左方へ送られるとともに、外周スロット金型はさらに反時計回りにα度回転する。
このように、帯状の電磁鋼板14が順次図7において左方へ送られ、外周スロット金型がα度ずつ反時計回りにずれることにより、外周スロット6は帯状の電磁鋼板14に順次形成される。外周スロット形成工程は、回転子鉄心2に積層される鉄心材5の枚数に応じて繰り返される。
As described above, the strip-shaped
〈スリット形成工程〉
スリット形成工程では、帯状の電磁鋼板14にスリット10が形成される。スリット形成工程では、鉄心材5の周方向に設けられるスリット10の全数が一回の打ち抜きにより形成される。スリット形成工程では、外周スロット形成工程で形成された外周スロット6の位置に応じて二種類の金型、Aスリット金型とBスリット金型とが選択される。
<Slit formation process>
In the slit forming step, the
帯状の電磁鋼板14には、図8に示すように、ステップS21においてAスリット金型によりスリット10が鉄心材5の周方向に全数形成される。帯状の電磁鋼板14は、スリット10が形成されると図8における左方へ送られる。なお、図8には、説明のために鉄心材5の外縁を破線で模式的に示している。また、ステップS21、S22およびS23に示されている外周スロット6は、図7のステップS11、S12およびS13で形成された外周スロット6にそれぞれ対応する。
As shown in FIG. 8, all the
ステップS22では、帯状の電磁鋼板14には、スリット10が鉄心材5の周方向に全数形成される。ステップS22では、スリット10は、ステップS21で形成されたスリット10と同様に、Aスリット金型によって形成されている。帯状の電磁鋼板14は、ステップS22でスリット10が形成されると、図8において左方へ送られる。
In step S <b> 22, all the
ステップS23では、帯状の電磁鋼板14には、スリット10が鉄心材5の周方向に全数形成される。ステップS23では、スリット10は、ステップS21およびS22とは異なり、Bスリット金型で形成される。図7のステップS13で形成された外周スロット6は、基準線L1からの回転角度がn×α度と大きい。そのため、ステップS23においてAスリット金型でスリット10を形成すると、図9(A)に示すように外周スロット6とスリット10とは接続されない。そこで、ステップS23では、Bスリット金型が選択される。これにより、図9(B)に示すように外周スロット6とスリット10とは接続される。ステップS23でスリット10を形成すると、帯状の電磁鋼板14は左方へ送られる。
In step S <b> 23, all the
このように、スリット形成工程では、スリット10が形成されるとき、外周スロット形成工程で形成された外周スロット6の位置に応じてAスリット金型あるいはBスリット金型が選択される。スリット形成工程は、Aスリット金型あるいはBスリット金型が選択されつつ、回転子鉄心2に積層される鉄心材5の枚数に応じて繰り返される。
Thus, in the slit forming process, when the
〈内周スロット形成工程〉
内周スロット形成工程では、帯状の電磁鋼板14に内周スロット8が形成される。内周スロット形成工程では、鉄心材5の周方向に設けられる内周スロット8の全数が一回の打ち抜きにより形成される。内周スロット8は、積層されるすべての鉄心材5において基準線L1に対して同一の位置関係で形成される。
<Inner slot forming process>
In the inner peripheral slot forming step, the inner
帯状の電磁鋼板14には、図10に示すように、ステップS31において内周スロット金型により内周スロット8が鉄心材5の周方向に一回の打ち抜きにより全数形成される。帯状の電磁鋼板14は、ステップS31で内周スロット8が形成されると図10における左方へ送られる。なお、図10には、説明のために鉄心材5の外縁を破線で模式的に示している。また、ステップS31、S32およびS33に示されている外周スロット6は図7のステップS11、S12およびS13で形成された外周スロット6に対応し、スリット10は図8のステップS21、S22およびS23で形成されたスリット10にそれぞれ対応する。
As shown in FIG. 10, all the inner
ステップS32では、帯状の電磁鋼板14には、ステップS31と同様に内周スロット8が鉄心材5の周方向に全数形成され、帯状の電磁鋼板14は左方へ送られる。また、ステップS33でも同様に、内周スロット8が鉄心材5の周方向に全数形成され、帯状の電磁鋼板14は左方へ送られる。内周スロット形成工程は、回転子鉄心2に積層される鉄心材5の枚数に応じて繰り返される。
In step S32, all the inner
このように、打ち抜き工程では、外周スロット形成工程、スリット形成工程および内周スロット形成工程により、帯状の電磁鋼板14に所定の回転角度αずれた外周スロット6、スリット10および内周スロット8が形成される。
Thus, in the punching process, the outer
打ち抜き工程で形成された鉄心材5は、形成された順に積層される(積層工程)。その後、内周スロット8に内周側導体9としての純銅バーが収納され、アルミダイカストなどにより外周スロット6に外周側導体7が収納される(収納工程)。以上の工程後、軸孔11に回転軸4が圧入され、回転子1は製造される。なお、収納工程で外周スロット6に外周側導体7を収納するとき、エンドリング3が一体に形成される。
The
以上説明した回転子の製造方法によれば、外周スロット6は、所定の回転角度αずれて順次形成される。外周スロット6、内周スロット8、スリット10が形成された鉄心材5は、形成された順に積層されて回転子鉄心2を形成する。これにより、外周スロット6にはスキュー角が設けられ、内周スロット8にはスキュー角が無く、外周スロット6と内周スロット8とはスリット10により接続された回転子1を容易に製造することができる。
According to the rotor manufacturing method described above, the outer
(回転子の製造装置)
次に、上述の打ち抜き工程を実施する製造装置について、外周スロット形成工程を例にして説明する。
(Rotor manufacturing equipment)
Next, a manufacturing apparatus that performs the above-described punching process will be described by taking an outer peripheral slot forming process as an example.
製造装置20は、図11に示すように上部金型21、下部金型22、上型ホルダ23、下型ホルダ24、位置規定部25、上部本体26および下部本体27を備えている。上部金型21は、外周スロット6を形成するスロットポンチ31を有している。下部金型22は、上部金型21のスロットポンチ31を受け入れるスロットダイ32を有している。上部金型21のスロットポンチ31が下部金型22のスロットダイ32に挿入されることにより、帯状の電磁鋼板14には外周スロット6が形成される。上部金型21は上型ホルダ23に、下部金型22は下型ホルダ24にそれぞれ保持されている。上型ホルダ23は上部本体26に、下型ホルダ24は下部本体27に、それぞれ図示しない駆動機構により回転可能に設けられている。
The
位置規定部25は、上型ホルダ23と一体に回転可能に設けられているガイドポスト33、および下型ホルダ24と一体に回転可能に設けられているガイドブッシュ34を備えている。ガイドポスト33は、円柱状に形成され、図11において上下に移動可能に上型ホルダ23に設けられている。ガイドポスト33は、上型ホルダ23に一体に設けられているポストホルダ35を貫通している。ポストホルダ35は中空の円筒状に形成され、内部に弾性部材36を収納している。弾性部材36は、ガイドポスト33を上方へ押しつけている。
The
ガイドブッシュ34は、中空の円筒状に形成され、上型ホルダ23側の上端が開放されている。ガイドポスト33がガイドブッシュ34に挿入されることにより、上型ホルダ23と下型ホルダ24との位置関係が規定される。本実施形態では、位置規定部25は、製造装置20に六ヶ所設けられている。また、本実施形態では、弾性部材36としてスプリングを用いている。
The
ガイドポスト33の上方には、図12(A)に示すように円筒状のカム体37が上部本体26に固定されて設けられている。円筒状のカム体37は、下端にカム山およびカム谷を有している。円筒状のカム体37の下端は、6本のガイドポスト33a、33b、33c、33d、33eおよび33fの上端に当接している。ガイドポスト33a、33b、33c、33d、33eおよび33fは、上型ホルダ23とともに回転し、カム体37の下端に設けられているカム山およびカム谷の位置に応じて上下に移動する。
Above the
例えば、ガイドポスト33aは、図12(B)に示すように、上端がカム谷に位置しているため、弾性部材36によって押し上げられて上方へ移動している。そのため、ガイドポスト33aは、帯状の電磁鋼板14を打ち抜くために上部本体26が下方へ移動しても、帯状の電磁鋼板14とは干渉しない。一方、ガイドポスト33bおよび33cは、それぞれ上端がカム山に位置しているため、弾性部材36を圧縮しながら下方へ移動している。そのため、ガイドポスト33bおよび33cは、帯状の電磁鋼板14を打ち抜くために上部本体26が下方へ移動すると、対応するガイドブッシュ34にそれぞれ挿入される。
For example, as shown in FIG. 12B, the
上型ホルダ23および下型ホルダ24は、帯状の電磁鋼板14に外周スロット6を形成するとき、上部金型21および下部金型22をそれぞれ保持しつつ回転する。これにより、上部金型21および下部金型22は、外周スロット形成工程において、所定の回転角度αだけ回転可能となる。ここで、回転角度αは、外周スロット形成工程で説明した回転角度αと同一である。このとき、ガイドポスト33は、上述のように円筒状のカム体37が有するカム山およびカム谷との位置関係によって、上方あるいは下方へ移動する。そして、下方へ移動したガイドポスト33がガイドブッシュ34に挿入されることによって、上型ホルダ23と下型ホルダ24、すなわち上部金型21と下部金型22との位置関係が規定される。その後、上部金型21と下部金型22とがかみ合うことにより、帯状の電磁鋼板14に外周スロット6が形成される。
The
六カ所の位置規定部25は、図13(A)に示すように、ガイドブッシュ34a、34b、34c、34d、34eおよび34fをそれぞれ有している。ガイドブッシュ34a、34b、34c、34d、34eおよび34fは、下型ホルダ24と一体に回転する。そのため、下型ホルダ24の回転角度によっては、帯状の電磁鋼板14の下方に位置することがある。例えば、図13(A)に示す位置関係の場合、ガイドブッシュ34aおよび34dは帯状の電磁鋼板14の下方に位置し、ガイドブッシュ34b、34c、34eおよび34fは帯状の電磁鋼板14の幅方向の外側に位置している。このとき、上部金型21と下部金型22との位置関係は、ガイドブッシュ34b、34c、34eおよび34fを有する四ヶ所の位置規定部25により規定される。
The six
一方、図13(B)に示す位置関係の場合、ガイドブッシュ34a、34c、34dおよび34fの四ヶ所のガイドブッシュ34が帯状の電磁鋼板14の下方に位置し、ガイドブッシュ34bおよび34eが帯状の電磁鋼板14の外側に位置している。このとき、上部金型21と下部金型22との位置関係は、ガイドブッシュ34bおよび34eを有する二ヶ所の位置規定部25により規定される。
On the other hand, in the case of the positional relationship shown in FIG. 13B, the four
本実施形態では、位置規定部25を六ヶ所設けることにより、少なくとも二ヶ所の位置規定部25が常に帯状の電磁鋼板14の幅方向の外側に位置している。そのため、上部金型21と下部金型22とは、少なくとも二ヶ所の位置規定部25により位置関係が規定される。なお、ガイドブッシュ34が使用不能な位置、すなわち帯状の電磁鋼板14の幅方向の内側にあるとき、使用不能なガイドブッシュ34に対応するガイドポスト33は、円筒状のカム体37のカム谷に位置するため、押し下げられることはない。
In the present embodiment, by providing six
外周スロット6が形成された後、スリット10および内周スロット8が形成され、外縁を打ち抜くことにより鉄心材5が形成される。その後、上述の積層工程、収納工程を経て回転子1は製造される。
After the outer
以上説明した回転子の製造装置20によれば、外周スロット6を形成するとき、位置規定部25は、少なくとも二ヶ所で上部金型21および下部金型22の位置関係を規定する。これにより、上部金型21と下部金型22との位置関係は、高精度に規定される。したがって、外周スロット6を精度よく形成することができる。
According to the
なお、本実施形態では、位置規定部25を六カ所設けているが、上部金型21と下部金型22との位置関係を規定する位置規定部25は六カ所でなくてもよい。しかし、帯状の電磁鋼板14の幅方向で外側の少なくとも二ヶ所で位置を規定するためには、少なくとも四ヶ所以上の位置規定部25を設けることが望ましい。四ヶ所以上の位置規定部25を設けることにより、製造装置20の大型化を招くことなく、帯状の電磁鋼板14の外側の二ヶ所以上で上部金型21と下部金型22との位置関係を規定することができる。
In the present embodiment, six
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態による回転子の製造方法について図14から図17に基づいて説明する。第2実施形態では、打ち抜き工程において、帯状の電磁鋼板14に外周スロット6、内周スロット8およびスリット10を所定の順序で打ち抜くことを周方向の複数箇所で繰り返す点において第1実施形態と異なっている。
[Second Embodiment]
A rotor manufacturing method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment differs from the first embodiment in that, in the punching step, the punching of the outer
第2実施形態の打ち抜き工程では、図14(A)、(B)および(C)に示すように、外周スロット6、スリット10および内周スロット8は、それぞれ図示しない外周スロット金型、スリット金型および内周スロット金型の三種類の金型(以下、各金型という。)により周方向の一ヶ所に順次形成される。ここで、スリット金型は、金型の向き、すなわちスリット10が形成される向きを任意に変更可能である。そのため、スリット10は、外周スロット6および内周スロット8の位置関係が変化したとしても、外周スロット6と内周スロット8とを接続することが可能となる。なお、図14には、説明のために鉄心材5の外縁を破線で模式的に示している。
In the punching process of the second embodiment, as shown in FIGS. 14A, 14B, and 14C, the outer
帯状の電磁鋼板14には、図15に示すように、ステップS111において周方向の一ヶ所に外周スロット6、スリット10および内周スロット8が形成される。ステップS111が完了すると、各金型は、図15において時計方向に所定の角度βだけ回転する。ここで、所定の角度βとは、例えば鉄心材5に設ける外周スロット6、スリット10および内周スロット8の数などによってあらかじめ設定されている。例えば、周方向に合計40個の外周スロット6、スリット10および内周スロット8を設けるとき、各金型が回転する角度βは、360/40=9度になる。なお、各金型を回転させる角度βは上記の例によらず任意に変更可能である。
As shown in FIG. 15, the strip-shaped
ステップS112では、ステップS111で形成された外周スロット6、スリット10および内周スロット8からβ度ずれた外周スロット6、スリット10および内周スロット8が形成される。ステップS112が完了すると、各金型は時計回りにさらにβ度回転し、次の外周スロット6、スリット10および内周スロット8を形成する。このように、外周スロット6、スリット10および内周スロット8の打ち抜きは、全周に渡って繰り返され、ステップS113に示すように外周スロット6、スリット10および内周スロット8が全周に形成される。ステップS113で全周に外周スロット6、スリット10および内周スロット8が形成されると、外縁が打ち抜かれて鉄心材5が形成される。そして、帯状の電磁鋼板14は、図15において左方へ送られる。
In step S112, the outer
図16は、次の鉄心材5の形成のステップを示している。ステップS121で外周スロット6、スリット10および内周スロット8を形成するとき、各金型は、基準線L11まで回転する。そして、外周スロット6を打ち抜く外周スロット金型は、基準線L11から反時計方向に所定の回転角度αだけさらに回転する。ここで、回転角度αは、第1実施形態の外周スロット形成工程で説明した回転角度αと同一である。ステップS121、S122およびS123では、上述のステップS111、S112およびS113と同様に、外周スロット6、スリット10および内周スロット8が周方向に繰り返し形成される。ステップS121、S122およびS123で形成された外周スロット6の中心は、前段すなわち図15のステップS113で形成された外周スロット6の中心に対して回転角度αだけずれている。全周に外周スロット6、スリット10および内周スロット8が形成されると、外縁が打ち抜かれて鉄心材5が形成される。そして、帯状の電磁鋼板14は、図16において左方へ送られる。このとき、各金型は基準線L11まで回転し、外周スロット6を打ち抜く外周スロット金型は前段の基準線L21から反時計方向に所定の回転角度αだけさらに回転する。
FIG. 16 shows the next step of forming the
図17は、n(n=3以上)枚目の鉄心材5の打ち抜き工程を示している。ステップS131では、外周スロット6を形成する外周スロット金型は、基準線L11から反時計回りにn×α度回転している。そして、ステップS132およびS133に示すように、周方向に外周スロット6、スリット10および内周スロット8が順次形成される。n枚目の鉄心材5では、ステップS133に示すように、外周スロット6の中心の位置は基準線L11からn×α度ずれている。そのため、ステップS131、S132およびS133では、外周スロット6と内周スロット8とを接続可能なように、スリット金型の向きが変化している。そのため、ステップS133では、スリット10の向きが変化している。
FIG. 17 shows a punching process of the n (n = 3 or more)
第2実施形態の打ち抜き工程では、外周スロット6、スリット10および内周スロット8の形成が繰り返されることにより、外周スロット6が積層順に所定の回転角度αだけずれた鉄心材5が複数形成される。打ち抜き工程で形成された鉄心材5は、形成された順に積層される(積層工程)。その後、内周スロット8に内周側導体9が収納され、アルミダイカストなどにより外周スロット6に外周側導体7が収納される(収納工程)。以上の工程後、軸孔11に回転軸4が圧入され、回転子101が製造される。なお、収納工程で外周スロット6に外周側導体7を収納するとき、エンドリング3が一体に形成される。
In the punching process of the second embodiment, the formation of the outer
従って、第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。特に、第2実施形態では、各金型は、周方向における一ヶ所の外周スロット6、スリット10あるいは内周スロット8を形成可能な大きさを有していればよい。そのため、各金型を小型化することができる。
Therefore, also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In particular, in the second embodiment, each mold only needs to have a size capable of forming one outer
[その他の実施形態]
第1実施形態および第2実施形態では、帯状の電磁鋼板14に外周スロット6、スリット10、内周スロット8を順次設けて鉄心材5を形成した。しかし、鉄心材5は、例えば円形に打ち抜いた鋼板に外周スロット6、内周スロット8、スリット10を形成してもよい。また、外周スロット6、内周スロット8、スリット10を形成する工程順を入れ替えてもよい。さらに、外周スロット6、内周スロット8、スリット10の形状は、各実施形態の例によらず、任意の形状としてもよい。
[Other Embodiments]
In the first embodiment and the second embodiment, the outer
また、第1実施形態の回転子1の製造装置20では、位置規定部25のガイドポスト33の上下の移動には、円筒状のカム体37を用いている。しかし、円筒状のカム体37に替えて、図18に示すように油圧式シリンダ38などを用いてもよい。また、製造装置20は、外周スロット形成工程だけでなく、内周スロット形成工程あるいはスリット形成工程に適用してもよい。これにより、内周スロット形成工程あるいはスリット形成工程においても、外周スロット形成工程と同様に位置決めの精度が向上する効果を得ることができる。なお、内周スロット形成工程およびスリット形成工程では、内周スロット金型およびスリット金型を回転させなくてもよい。
In the
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば誘導機全般に適用しうるなど、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。 The present invention described above is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist of the invention, for example, applicable to all induction machines.
図面中、1、101は回転子、2は回転子鉄心、5は鉄心材、6は外周スロット、7は外周側導体、8は内周スロット、9は内周側導体、10はスリット、13は電磁鋼板(鋼板)、21は上部金型、22は下部金型、23は上型ホルダ、24は下型ホルダ、25は位置規定部を示す。 In the drawings, reference numerals 1 and 101 are rotors, 2 is a rotor core, 5 is a core material, 6 is an outer peripheral slot, 7 is an outer peripheral conductor, 8 is an inner peripheral slot, 9 is an inner peripheral conductor, 10 is a slit, 13 Is an electromagnetic steel plate (steel plate), 21 is an upper die, 22 is a lower die, 23 is an upper die holder, 24 is a lower die holder, and 25 is a position defining portion.
Claims (5)
前記内周スロットに収納される内周側導体と、
前記外周スロットに収納され、前記内周側導体より電気抵抗が大きな外周側導体と、
を備えることを特徴とするかご型回転子。 A plurality of iron cores formed by punching a steel plate are laminated, and a plurality of inner peripheral slots formed on the inner peripheral side without a skew angle and formed on the outer peripheral side so as to have a skew angle. A rotor having a plurality of outer peripheral slots formed at positions shifted by a predetermined angle with respect to the peripheral slots and at least two orientations connecting the inner peripheral slots and the outer peripheral slots inside the iron core material Iron core,
An inner circumferential conductor housed in the inner circumferential slot;
An outer peripheral conductor housed in the outer peripheral slot and having a larger electrical resistance than the inner peripheral conductor;
A squirrel-cage rotor characterized by comprising:
複数の前記鉄心材を積層して回転子鉄心を形成する積層工程と、
前記回転子鉄心の内周スロットに内周側導体を収納するとともに、外周スロットに前記内周側導体よりも電気抵抗の大きな外周側導体を収納する収納工程とを経ることを特徴とするかご型回転子の製造方法。 A plurality of inner circumferential slots having no skew angle on the inner circumferential side of the steel plate , formed at positions shifted by a predetermined angle so as to have a skew angle with respect to the outer circumferential slot provided in the immediately preceding steel plate in the stacking order . A plurality of iron core members are formed by sequentially repeating a plurality of outer peripheral slots on the outer peripheral side and punching slits formed in at least two directions connecting the inner peripheral slot and the outer peripheral slot in a predetermined order. A punching process to form;
A laminating step of laminating a plurality of the iron core materials to form a rotor core;
A cage type comprising: a housing step of housing an inner circumferential conductor in an inner circumferential slot of the rotor core and housing an outer circumferential conductor having a larger electric resistance than the inner circumferential conductor in an outer circumferential slot. A method for manufacturing a rotor.
複数の前記鉄心材を積層して回転子鉄心を形成する積層工程と、
前記回転子鉄心の内周スロットに内周側導体を収納するとともに、外周スロットに前記内周側導体よりも電気抵抗の大きな外周側導体を収納する収納工程とを経ることを特徴とするかご型回転子の製造方法。 A plurality of inner circumferential slots having no skew angle on the inner circumferential side of the steel plate , formed at positions shifted by a predetermined angle so as to have a skew angle with respect to the outer circumferential slot provided in the immediately preceding steel plate in the stacking order . By repeating a plurality of outer peripheral slots on the outer peripheral side and slits formed in at least two directions connecting the inner peripheral slot and the outer peripheral slot inside the iron core material in a predetermined order at a plurality of locations on the entire periphery. A punching process for forming a plurality of iron core materials;
A laminating step of laminating a plurality of the iron core materials to form a rotor core;
A cage type comprising: a housing step of housing an inner circumferential conductor in an inner circumferential slot of the rotor core and housing an outer circumferential conductor having a larger electric resistance than the inner circumferential conductor in an outer circumferential slot. A method for manufacturing a rotor.
前記上部金型を保持し、前記上部金型と一体に回転可能な上型ホルダと、
前記下部金型を保持し、前記下部金型と一体に回転可能な下型ホルダと、
前記上型ホルダと前記下型ホルダとが回転するとき、前記上部金型と前記下部金型とのかみ合い位置を規定する複数の位置規定部とを備え、
前記鋼板に外周スロット、内周スロットあるいはスリットを形成するとき、前記位置規定部は、少なくとも二ヶ所で前記上部金型と前記下部金型とのかみ合い位置を規定することを特徴とするかご型回転子の製造装置。
An upper mold and a lower mold for performing the punching step of the method for manufacturing a cage rotor according to claim 3 or 4,
An upper mold holder that holds the upper mold and is rotatable integrally with the upper mold;
A lower mold holder that holds the lower mold and is rotatable integrally with the lower mold;
When the upper mold holder and the lower mold holder rotate, a plurality of position defining portions for defining the meshing position of the upper mold and the lower mold,
When the outer peripheral slot, the inner peripheral slot or the slit is formed in the steel plate, the position defining portion defines an engagement position between the upper mold and the lower mold in at least two places. Child manufacturing equipment.
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