JP5675412B2 - 電動機の回転子とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は電動機の回転子とその製造方法に関する。

回転子のエンドリングと導体バーとの接合に関しては、特許文献１、２の技術が知られている。特許文献１では、導体バーの端部を塑性変形させてかしめる製造装置を用い、品質一定の回転電機を得る例が示されている。また、特許文献２では、高周波のろう付けによる接合を行う例が開示されており、反転装置で鉄心を反転させて誘導加熱を順次行い、作業効率の向上を行う構成が示されている。

特開平８−３４０６６４号公報 特開２００５−２６１００５号公報

薄板の電磁鋼板が積層された鉄心に導体バーが挿通され、エンドリングで固定される構造の回転子を有する電動機において、エンドリングと導体バーの電気的・機械的接合は、電動機の性能上、極めて重要である。接合が不十分で接合箇所の電気抵抗が大きくなると、回転子に電流が流れ難くなることから、電動機の性能低下を招くことになる。そのため、導体バーとエンドリングの確実な接合を効率よく行うために種々の開発が行われてきた。

特許文献１にはプレス式のかしめ方法が開示されている。このような方法による場合、かしめ治具の大きさは、回転子の大きさに依存することになり、異なる大きさの電動機を製造する場合には異なる大きさのかしめ治具が必要となる。特に、多品種少量生産のような場合にこの課題は顕著となり、製造効率の低下を招くものとなっていた。

特許文献１のような構造において、回転子のエンドリングの両端部のかしめを行う際には、一方のかしめ作業が終了した後、回転軸方向に回転子を１８０°反転させる必要がある。このため、反転工程を実施するための機械設備が必要となり、電動機自体の製造コストの上昇要因となる。また、この反転工程において、回転子を受台から持ち上げて浮き上がらせるため、この反転動作に不具合があった場合には回転子が落下し、回転子のみならず、設備の破損の可能性があった。

一方、特許文献２には高周波ろう付け方法が開示されているが、この方法でも作業上は回転子の１８０°反転工程が必要となる。この反転工程としては、ガス雰囲気で密閉状態にしている容器内から回転子を一旦取り出し、その上で反転させ、再び容器内にガスを封入して密閉状態とするか、あるいは、特許文献２のように密閉容器内で反転作業を行う場合が想定されるが、前者は製造工程が増えてしまい、後者は容器内で反転作業を行うための専用機械設備が必要となる。これらはいずれもコストアップの要因となる。

また、ろう材を塗布するにあたって高周波加熱を行う場合には、高周波電流の供給時にろう材の浮き上がりが生ずる。ろう材が浮き上がってしまうと、ろう材が位置ズレを起こしやすく、特に特許文献２のように回転子を縦置きとした場合にはろう材を均一に塗布することが難しい。このため、ろう材が少ない部分は電気的・機械的接合が不十分となりやすく、電動機の性能低下の原因となる。したがって、従来は十分なろう付けを行うために、必要とされる以上のろう材を各接合部に塗布せざるを得ない状況となっていた。

上述のように、エンドリングと導体バーの接合が不十分であると電動機自体の性能低下の要因となるだけではなく、同一工程で製造された電動機間の性能のバラツキが生じてしまうこととなっていた。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、製造効率の低下、電動機の性能低下を抑制し、性能のバラツキの少ない回転子及びその製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明の回転子は、例えば、次の構成を特徴としている。すなわち、回転軸に取り付けられる積層電磁鋼板と、周方向に複数の孔が形成されると共に外縁の稜線にろう材を設置する面取り部を有するエンドリングが軸方向に複数積層されて構成され、前記積層電磁鋼板の軸方向の両側に取り付けられるエンドリング部と、前記回転軸を中心として周方向に複数設けられ、前記積層電磁鋼板及び前記エンドリング部の軸方向に挿通される導体バーと、前記エンドリング部を構成する各エンドリングの隙間及び前記エンドリング部と前記導体バーとの隙間に侵入したろう材と、を備える。これによって、製造効率や電動機の性能低下を抑制し、性能のバラツキの少ない回転子とすることができる。

上記の本発明の回転子において、より好ましい具体的態様は下記の通りである。
（１）ろう材が、エンドリング部の外周側から各エンドリングの隙間及びエンドリング部と導体バーとの隙間に侵入して、各エンドリングが互いに固着されるとともに導体バーとエンドリング部とが接合されること。
（２）エンドリングは、面取り部を軸方向の両側外縁に有すること。
（３）エンドリング部は、外周側が押圧されて塑性変形していること。

また、上掲の目的を達成するための回転子の製造方法は、回転軸に取り付けられる積層電磁鋼板と、この積層電磁鋼板の軸方向の両側に取り付けられるエンドリング部と、前記積層電磁鋼板及び前記エンドリング部の軸方向に挿通される導体バーとを備えた回転子の製造方法であって、例えば、次の特徴を有している。

すなわち、複数のエンドリングを積層してエンドリング部を構成する工程と、前記積層電磁鋼板及び前記エンドリング部に導体バーを挿入する導体バー挿入工程と、前記エンドリング部を構成する各エンドリングの外周側から、各エンドリングの隙間及び前記エンドリング部と前記導体バーとの隙間にろう材を侵入させるろう付け工程と、の各工程を有する。これによって、製造効率の低下を抑制しながらも、電動機の性能低下を抑制し、性能のバラツキの少ない回転子を製造可能である。

この本発明の製造方法において、より好ましい態様は下記の通りである。
（１）ろう付け工程によって、各エンドリングが互いに固着されるとともに導体バーとエンドリング部とが接合されること。
（２）ろう付け工程は、エンドリング部の外周部における各エンドリングの境界部にろう材を配設するろう材配設工程と、ろう材が配設された状態で高周波加熱を行いろう材を溶融させるろう材溶融工程とを含むこと。
（３）ろう材溶融工程によって、各エンドリングの外周側から溶融されたろう材が、各エンドリングの隙間及びエンドリング部と導体バーとの隙間にろう材を侵入し、各エンドリングが互いに固着されるとともに導体バーとエンドリング部とが接合されること。
（４）Ｃ形状のろう材、又は、スプリング形状のろう材が境界部に配設されること。
（５）導体バー挿入工程の後であってろう付け工程の前に、エンドリング部を外周側から押圧する押圧工程を行うこと。
（６）押圧工程では、エンドリング部を外周側からローラによって押圧し、回転子が軸方向に回転することによって全周に渡って押圧が行われること。
（７）エンドリング部の幅に応じて回転子の軸方向に移動可能なローラが用いられること。
（８）回転子の軸方向に移動可能なローラが用いられ、積層電磁鋼板の軸方向の両側に設けられるエンドリング部を押圧可能であること。
（９）ろう付け工程の後、エンドリング部の外周を削ること。

本発明によれば、製造効率の低下、電動機の性能低下を抑制し、性能のバラツキの少ない回転子及びその製造方法を提供することができる。

本実施形態の回転子の概略構成図。 本実施形態の回転子の外観斜視図。 エンドリング部の拡大断面図。 エンドリング部の拡大斜視図。 ろう材形状の一例を示す図。 ろう材形状の他の例を示す図。 本実施形態の回転子の製造工程を示す図。 本実施形態の回転子のろう付け前の工程を示す側面図。 本実施形態の回転子のろう付け前の工程を示す斜視図。 本実施形態の回転子のろう付け前の工程を示す要部拡大図。 本実施形態のろう付け工程の一例を示す外観上面図。 本実施形態のろう付け工程の一例を示す斜視図。 本実施形態のろう付け工程の一例を示す側面図。 本実施形態のろう付け工程の他の例を示す図。 回転子が移動する場合のろう付け設備の例を示す外観上面図。 回転子が移動する場合のろう付け設備の例を示す斜視図。 回転子が移動する場合のろう付け設備の例を示す側面図。 回転子を回転させる場合の固定部分と干渉しない例を示す図。 回転子固定機構として回転子把持機構を用いた例を示す図。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。図１は本実施形態の回転子の概略構成図であり、図２は回転子の外観斜視図である。図１の左図は回転子１を周方向から見た図であり、下半分は断面図となっている。右図は回転子１を軸方向から見た図である。本実施形態の回転子１は、周方向に対向して配置される固定子（図示せず）からの回転磁界によって回転する電動機に好適なものである。

回転子１は、その中心軸となる回転軸２、この回転軸２の周囲に設けられた鉄心３、固定子と対向する部分に位置してコアを形成する積層電磁鋼板４、この積層電磁鋼板４を軸方向の両側から挟むように取り付けられるエンドリング部５、及び、積層電磁鋼板４を軸方向に貫通する導体バー６を備えて構成されている。

積層電磁鋼板４は、円環形状の電磁鋼板を軸方向に複数枚積層させて形成されている。各電磁鋼板には導体バー６が貫通する孔が、円周方向に一定間隔で放射状に複数設けられている。したがって、これらを積層した積層電磁鋼板４には孔が軸方向に連なり、この連なった孔に導体バー６が挿入される。

エンドリング部５も円環形状であり、積層電磁鋼板４の軸方向の両側（図面では左右方向で両側）に位置して積層電磁鋼板４を挟むように配設されている。エンドリング部５にも円周方向に放射状の孔が形成され、積層電磁鋼板４を貫通した導体バー６が、この孔に挿入されている（図１の右図参照）。

図３は本実施形態の回転子１のエンドリング部５の拡大断面図であり、図４は拡大斜視図である。本実施形態のエンドリング部５は、複数のエンドリングを積層させた構造となっており、図３〜４に示す例では４つのエンドリングを積層させている。そして各エンドリングの間にはろう材７が塗布されており、これによって各エンドリングが機械的に固着されるものとなっている。また、エンドリング部５内を挿通する導体バー６も当該ろう材７によって固着されている。

後述するように、本実施形態では、各エンドリングの間の微小な隙間からろう材を浸入させ、これにより、エンドリング部５と導体バー６との電気的・機械的接合が行われる。具体的には、エンドリング部５の外周からろう材が内周側に毛細管現象によって侵入することで複数のエンドリングのろう材が、エンドリング相互を固着させるものとなっている。

すなわち、軸方向に複数のエンドリングが積層される構造において、外周側から浸入したろう材が各エンドリングの固着及びエンドリング部５と導体バー６との電気的・機械的接合を行うことで、電動機の性能低下を抑制し、性能のバラツキの少ない回転子１とすることができる。

図５は本実施形態で用いられるろう材形状の一例を示す図である。高周波加熱を行う場合において、軸方向に積層された円環形状のエンドリングの間にろう材を外周側から侵入させるためには、ろう材をエンドリングの外周側に載置させる必要がある。また、ろう材を周方向から一様に内部へ侵入させるためには、エンドリング部５の外周側においてろう材を円周状に配設させる必要がある。このため、図５に示す「Ｃ」形状のろう材（以下では「Ｃリング」と称する。）を用いるのが効果的である。

図５に示すＣリングの材質は、銀ろうやりん銅ろうなど、通常用いられるもので差し支えなく、回転子１の仕様に応じて適宜選択すれば良い。このＣリングをエンドリング部５を構成する各エンドリングの境界部分に嵌め当て、この状態で高周波加熱を行う。図３〜４に示した４層のエンドリング部の例では、積層電磁鋼板４とそれに隣り合うエンドリングとの間、及び、各エンドリングの間の計４箇所に、４つのろう材（Ｃリング）を配設する。

なお、Ｃリングの嵌め当て時の位置決めの容易化のため、凹所を形成できるエンドリング形状とするのが好適である。例えば、円盤状のエンドリングの外周部に面取り形状を設け、隣り合うエンドリングと当接した際、この面取り部が凹所として作用する構成が簡潔で好適である。この凹所にＣリングを配設すると、位置ズレを起こすことなく、しかも、ろう材を塗布したい箇所、すなわち、各エンドリング間にろう材を配置できる。

Ｃリングが配設された状態でろう付けのためのセッティングは完了し、その後、高周波加熱を行う。高周波加熱が行われると、ろう材が位置決めをされた状態で溶融され、毛細管現象によってエンドリング部５の内部へと侵入する。ろう材が各エンドリングの間（及び積層電磁鋼板４とエンドリング部５との間）に侵入することで、各エンドリングが相互に固着され、また、積層電磁鋼板４とエンドリング部５とが固着される。

さらに、ろう材が導体バー６まで達するとエンドリング部５と導体バー６との機械的・電気的接合が完了する。これにより、新たな別加工（例えば、摩擦攪拌接合など）を行うことなく、しかも、簡素な構成の回転子１が得られる。

なお、図５のような「Ｃ」形状のＣリングを用いたのは、Ｃリング自体の弾性変形によって、エンドリング部４の所望の場所に取付けやすいためである。したがって、所望の位置にろう付け可能な形状としてはこれに限られるものではない。

図６はろう材形状の他の例を示す図である。この形状は４層のスプリング形状であり、各層の間隔は、エンドリングの厚さとほぼ同じとする。これによって、４層のエンドリング部５に１つのスプリングが巻き回されることになり、所望の場所にろう材を配設することができる。高周波加熱はＣリングの場合と全く同様に行われ、エンドリングの固着と、エンドリング部５と導体バー６の電気的・機械的接合が可能である。

図７は、本実施形態の回転子の製造工程を示す図であり、上述のプロセスを図示したものである。図７（ａ）に示すように、各エンドリングの一側には面取りが施されており、各エンドリングが積層された際にはこの面取り部分が凹所となっている。この状態で、この凹所にＣリング（あるいは図６のスプリング）が嵌め当てられて、位置決めされる（図７（ｃ）参照）。その後、高周波加熱によってろう材が溶融される。本実施形態では、ろう材が凹所によって位置決めされているため、浮き上がりが生じても位置ズレを起こしにくいことが理解される。また、溶融したろう材が所望の位置で流動化し、毛細管現象によってエンドリング間からに導体バー６の挿通位置まで侵入し、電気的・機械的接合が完了する。

なお、凹所を形成するための形状は図示したものに限られないが、エンドリング外縁の稜線部分に面取り部を設けると簡素な構成で凹所形成が可能である。また、図７では各エンドリングの一側に面取りを設けた例を示したが、両側に設けても良く、その場合は凹所は「Ｖ」字形状となる。このとき、エンドリングの積層の際に表裏を気にする必要がないため、製造工程のさらなる簡素化を図ることができる。

次に、本実施形態の回転子の製造工程を、図面を用いて詳細に説明する。本実施形態の回転子１は、既に述べたように高周波加熱によるろう付けを特徴とするが、ろう付けの前工程として、押圧工程によるかしめを行うことを排除するものではない。押圧工程を前工程として実施する場合は、従来公知の方式でも差し支えなく、恒久的な固定維持に必要なかしめを行う必要はない。すなわち、後述するろう付け工程時に仮固定されれば十分である。

したがって、エンドリング部を押圧するための機構（かしめ治具など）に関しても、回転子の大小、形状のバリエーションに合わせて個別に用意する必要はなく、厳密な寸法管理も必須ではない。このため、設備における回転子の反転工程等の厳格な管理が不要となり、回転子の大小や形状に応じた専用機械設備を備える必要はない。また、後述のろう付け工程によって、電気的・機械的接合が強度上も十分に行えれば、仮固定のための押圧工程それ自体を省略することも可能である。

以下では、説明の便宜上、押圧工程についても言及する。図８〜１０は本実施形態の回転子のろう付け前の工程を示す図である。図８は側面図、図９は斜視図、図１０は要部拡大図である。なお、図１０は上半分を断面図としており、当該断面では導体バー６が露出するように図示されている。

これらの図に示すように、積層電磁鋼板４及びエンドリング部５に導体バー６が挿通された状態で、エンドリング部５の外周部が押圧される。この押圧のための機構として、本実施形態ではローラ１０を有する製造装置を使用する。

エンドリング部５の外周側から、軸中心の方向（図面では下方向）に向かってエンドリング部５を押圧する。ローラ１０はエンドリング部５の積層方向（本実施形態では４層積層のエンドリング部）の厚さと同程度、あるいは、それより大きなの幅を有しており、これにより、エンドリング部５の外周が内側に塑性変形する。導体バー５が挿入される孔の大きさは、導体バー６の断面積より大としているため、エンドリング部が外周側から変形することで孔に挿入されている導体バー６と接触し、かしめられる。これを全周に渡って行い、全ての導体バー６がかしめられて固定される。

実際の工程としては、ローラ１０を回転子１に対して周方向に移動させて押圧を行っても良いが、回転子１を回転軸２を中心に回転させて、ローラ１０に対して相対的に周回する方が製造装置の簡素化上有利である。

また、ローラ１０を回転子１の軸方向に移動させる機構を備えることで、軸方向における所望の場所に押圧することができる。エンドリング部５より大きな幅のローラ１０を設けることにより、下記（ａ）〜（ｂ）の効果が期待できる。
（ａ）ローラ１０の一部をエンドリング部５と接触させられるため、接触した部分を押圧することにより、エンドリング部５の積層幅が小さい場合でも対応可能となり、回転子の大きさごとに専用設備が不要となる。
（ｂ）積層電磁鋼板４の両側に位置するエンドリング部５に対し、ローラ１０を軸方向に移動させることで、回転子１の反転が不要となる。

したがって、多品種少量生産のような場合であっても、ローラ１０の移動機構を有する設備を用いることで、汎用性の高い押圧設備とすることができ、製造効率の低下を避けることができる。また、反転工程を実施するための機械設備も不要であるため、電動機自体の製造コストの上昇も抑制でき、さらには、反転工程において懸念される“回転子の落下”や“設備の破損”も回避することができる。

なお、これらの図では１つのローラ１０を図示しているが、これに限られず、押圧のバランス上、２つのローラを対向して配置し、外周から２箇所を挟むように押圧する１８０度対向式してもよく、あるいは、３つのローラを１２０度間隔で配置し、外周から３箇所を押圧する１２０度式としてもよい。

いずれの場合であっても、当該押圧工程は、後述のろう付け工程の事前準備として位置づけであるため、汎用的設備で行うことができる。また、工程自体が省略可能であれば行わなくても差し支えない。

ところで、この一連の押圧工程によってエンドリング部５が塑性変形するために、エンドリング部５の孔の内周部と、これに挿入された導体バー６の外周部と間の隙間が狭小化する。狭小化された隙間には、毛細管現象によって溶融されたろうが侵入しやすくなることから、後述のろう付け工程におけるろう侵入効果が促進される。したがって、押圧工程を前置することによって、導体バーの仮固定効果、及び、ろう侵入促進効果の両効果を得ることができる。

以下では、押圧工程が前置されたことを前提としてろう付け工程の説明を行うが、押圧工程が省略された場合であっても、ろう付け工程中に特段の相違は存在しない。上述のように、エンドリング部５の塑性変形それ自体はろう付け工程上必須ではないため、以下の説明においても、説明の記載が矛盾しない範囲において、押圧工程が省略されたものとしても問題はない。

ろう付け工程は、エンドリング部５を構成する各エンドリングの外周側から、各エンドリングの隙間及びエンドリング部５と導体バー６との隙間にろう材を侵入させる工程である。

図１１は本実施形態のろう付け工程の一例を示す外観上面図、図１２は同斜視図、図１３は同側面図である。これらの図に示すように、ろう付け前の回転子１がろう付け設備に設置されてろう付けが行われる。

本例のろう付け設備は、加熱コイルを移動させるためのレール２０と、このレール２０上を移動可能に設けられた高周波電流発振器２１と、この高周波電流発振器２１によって供給される高周波電流が流される加熱コイル２２と、このろう付け設備に設置される回転子１を位置決めする機構とを備えている。この例では、回転子１を固定する機構として、回転子受台２３を用いている。

本実施形態では、高周波電流発振器２１として、インバータ出力と加熱コイル２２との間に設ける変流器（整合用トランス、整合器）を用いており、この変流器２１は図示しない電源と接続されている。したがって、図に示す高周波電流発信器２１は、加熱コイル２２を移動させる機能と変流器としての機能とを併せ持ったものであり、当該構成によれば、コイル巻数が少ない等により、加熱コイル２２のインピーダンスが低い場合にもろう付けが可能である。このため、コンパクトな設備でろう付けを行うことができる。以下の説明では巻数の少ない加熱コイル２２を例にして説明するが、これに限られるものではなく、ろう付けに必要な加熱が可能で、回転子１と相対的に移動可能であれば良い。例えば、大型の回転子を加熱する場合等にはコイル巻数が多いものを用いることも可能であり、この場合には変流器を不要とすることができる。以下、ろう付け工程を説明する。

積層された複数のエンドリングからなるエンドリング部５の外周の凹所にＣリング（あるいは図６のスプリング）が嵌め当てられた状態の回転子が、図１１〜１３に示すろう付け設備に設置される。ろう付け設備に設置された回転子は回転子受台２３に載置された状態で回転可能となっている。回転子１の回転方法は特殊設備を用いる必要はなく、例えば、回転子受台２３の回転子受部を受ローラで構成し、この受ローラが回転することにより、その上に設置された回転子１が回転するようにすれば良い。また、例えば、回転軸２を把持し、この把持部が回転することで回転子１を回転可能としても良い。

回転子受台２３に設置された回転子１は、加熱コイル２２によって加熱される。図に示すように、回転子１のエンドリング部５の外周側に周回するように加熱コイル２２が位置している。加熱コイル２２は高周波電流発振器２１と接続されており、高周波電流発振器２１により、加熱コイル２２に高周波電流が供給されると、エンドリング部５及び導体バー６が誘導加熱される。すると、エンドリング部５に嵌め当てられたＣリングが溶融し、積層したエンドリングの隙間から溶融したろう材は、毛細管現象によって内部へと侵入する。この結果、ろう材が各エンドリング間に侵入してエンドリング部５を固着することができ、同時に、エンドリング部５と導体バー６との電気的・機械的接合が行われる（図７参照）。

換言すれば、本実施形態のろう付け工程は、エンドリング部５の外周部における各エンドリングの境界部にろう材を配設するろう材配設工程（図７（ｂ）に相当）と、ろう材が配設された状態で高周波加熱を行いろう材を溶融させるろう材溶融工程（図７（ｃ）に相当）とを含むということができる。

高周波電流の供給時、すなわち、加熱時には、回転子受台２３に設置された回転子１は回転軸２回りに回転するように制御される。この理由は次の通りである。第一には、加熱時に回転子１が回転しないと、下方側のろう材はＣリングが溶融した際に重力によって下方へと落下してしまい、これを回避する目的である。第二には、ろう材の回転方向における一様な侵入を促し、一様なろう付けを実現するためである。回転子１の回転数は低速で差し支えなく、特に、ろう材の内部への侵入が妨げられるほどの遠心力が生じてしまうような高速回転でなければ特段の問題はない。

図１１〜１３に示す例は、一対の高周波電流発振器２１と加熱コイル２２を有するものである。したがって、積層電磁鋼板４の一方側に配置されるエンドリング部５周辺を加熱する。当該加熱が終了後、高周波電流発振器２１及び加熱コイル２２を移動機構によって他方側のエンドリング部５の近傍へと移動させる。本例では、レール２０上を高周波電流発振器２１が回転子１の長手方向へと移動する構成を採用している。

加熱コイル２２は、既述のように、エンドリング部５の外周側を周回するように周囲を囲んでおり、この円環部分はエンドリング部５の外径より大径となっている。このため、高周波電流発振器２１を回転子１の長手方向に移動しても、加熱コイル２２の円環部分を回転子１が通り抜けるように移動可能であり、両者が干渉することもなく、簡素な移動機構とすることができる。他方側のエンドリング部５に移動した加熱コイル２２は、再び高周波電流を供給され、同様にろう付けが行われる。

図に示したろう付け設備は、２つの回転子受台２３を備え、回転子１の両側の回転軸２端部を載置するものとなっている。これらの回転子受台２３の相互の距離を調整することによって、様々なサイズの回転子を設置することができる。したがって、汎用性の高い設備において、ろう付けを効率的に行うことができる。

また、上記の説明では、エンドリング部５から長手方向に突出した回転軸２を載置する回転子受台２３を用いたものとしたが、回転軸２の突出寸法が、回転子受台２３に設置可能なほど十分長くない場合も生じ得る。その場合には、回転軸２の端部にアタッチメントを取り付けて、回転子受台２３に設置すれば良い。

さらには、回転軸２を受台に載置することは必須ではなく、積層電磁鋼板４の胴体部分を請けるようにしても良い。積層電磁鋼板４を受側とした場合の例を図１４を用いて説明する。

図１４は本実施形態のろう付け工程の他の例を示す図である。なお、上述の説明と共通する部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。この例では、回転子受台として、積層電磁鋼板を受けるものを使用している（本例の回転子受台を符号２３’として説明する）。回転子受台２３’は既述の回転子受台２３と機能作用上に相違はなく、加熱時に回転子１を回転させるものとなっている。図１４（ａ）が外観上面図、（ｂ）が同斜視図、（ｃ）が同側面図である。

ただし、ろう付けが必要な部位、すなわち、回転子１の軸方向（長手方向）の両側に位置するエンドリング部５の間に回転子受台２３が存在しているため、図１４に示す例では、高周波電源及び加熱コイルを２組設けるものとしている。この例では、一方側のエンドリング部５を加熱するための高周波電流発振器２１ａ及びこの高周波電流発振器２１ａによって供給される高周波電流が流れる加熱コイル２２ａ、と、他方側のエンドリング部５を加熱するための高周波電流発振器２１ｂ及びこの高周波電流発振器２１ｂによって供給される高周波電流が流れる加熱コイル２２ｂとが設けられている。したがって、高周波電流発振器２１ａ、２１ｂによって加熱コイル２２ａ、２２ｂに高周波電流が供給され、両エンドリング部５を加熱することができる。

高周波電流発振器２１ａ、２１ｂ、及びこれらにそれぞれ接続される加熱コイル２２ａ、２２ｂは、レール２０上を移動可能に設けられ、回転子１のサイズに応じて位置決めが可能である。したがって、図１１〜１３のろう付け設備と同様に、汎用性の高い設備となっている。

ところで、この例は、加熱コイルが回転子１の長手方向を移動する際に、回転子受台２３’が邪魔となってしまうことが懸念されるために複数組の高周波電流発振器と加熱コイルを設けたものであるが、一の高周波電流発振器から複数の加熱コイル２２ａ、２２ｂに高周波電流を供給するようにしても良い。また、加熱コイルの移動時の干渉し無いように、回転子受台２３’に「逃げ部」を設ければ、図１１〜１３の例のように一の高周波電源２１と加熱コイル２２によって両エンドリング部５を加熱することも可能である。

なお、上記の２つの例では加熱コイルが回転子１の長手方向に移動するものとしたが、両者が相対的に移動すれば良く、回転子１を加熱コイル２２に対して移動させる、あるいは、両者をそれぞれ移動させるものとしても良い。

図１５〜１７は、回転子１が移動する場合のろう付け設備の例を示す図である。図１５は外観上面図、図１６は同斜視図、図１７は同側面図である。上述の説明と共通する部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。この例では、回転子受台２３がテーブル２４上に設けられており、このテーブル２４がレール２０’に取り付けられている。テーブル２４はレール２０’上を移動可能となっており、テーブル２４がレール２０’上を移動することによって、回転子１が軸方向に移動する。したがって、一方側のエンドリング部５が加熱されてろう付けが行われると、回転子１が加熱コイル２２をくぐるように移動する。そして、他方側のエンドリング部５が加熱コイル２２の近傍へと移動した後にろう付けが行われる。

この例では、テーブル２４を回転可能に設ければ、回転子１を回転させることも可能である。すなわち、既に述べたように、回転子受台２３に加熱コイル２２と干渉し無いように「逃げ部」を設ければ、テーブル２４の回転によっても、一の加熱コイル２２で両側のエンドリング部５の加熱が可能である。すなわち、テーブル２４を移動させて加熱コイル２２を回転子１から一旦抜き出し（図１５の例で言えば、テーブル２４を左側へ移動させて、加熱コイル２２を回転子１から抜くことが可能）、テーブル２４を１８０度回転させる。然る後に、他方側のエンドリング部５を加熱可能な位置までテーブル２４を移動させて、加熱処理を行えば良い。

上述のように回転子受台２３は必ずしも回転軸２部分を受ける必要はないため、積層電磁鋼板４の外周部分、すなわち、回転子１の胴体部分を受けるものとしても良い（図１４参照）。この場合は、テーブル２４を回転可能とすると、受台の存在を意識することなく、また、受台に「逃げ部」を設ける必要もなく、加熱コイル２２を回転子１から抜き出すことができる。図１８を用いてこの例を説明する。

図１８は回転子１を回転させる場合であって、回転子１の固定部分と干渉しない例を示す図である。図１８（ａ）が外観上面図、（ｂ）が同斜視図、（ｃ）が同側面図である。この例では、積層電磁鋼板４の外周部分を回転子受台２３’で受けているため、回転子１をレール２０’に沿って移動させ、加熱コイル２２を抜き出す場合に回転子受台２３’の存在が邪魔になることはない。したがって、図１８（ａ）に示す状態から回転子１を図中において左側へ移動させ、テーブル２４を１８０度回転した後に、回転子１を右側へ移動させることで、両側のエンドリング部５の加熱を行うことができる。

また、回転子１の両端部となる回転軸２を受ける場合と比較して、積層電磁鋼板４を回転子受台２３’で受けることにより、回転機構として機能するテーブル２４をコンパクトに形成することが可能となる。回転子１を保持するための受台２３’の間隔を小さくすることができ、これが取り付けられるテーブル２４もこれに伴って小型化が可能となるからである。

図１９は回転子１を固定する機構として、回転子把持機構２３’’を用いた例を示す図である。図１９（ａ）が外観上面図、（ｂ）が同斜視図、（ｃ）が同側面図である。上述の例では、回転子１を固定する機構に、回転子受台（回転軸２を載置する受台２３、または、積層電磁鋼板４を載置する受台２３’） を用いているが、これに限られない。既に述べたように、本実施形態の回転子固定機構は、回転子１の位置決めが可能であり、また、高周波加熱時に回転子１を回転可能に固定すれば良い
図１９の例は、回転子１の回転軸２の周囲を３方向から支持する回転子把持機構２３’’を示している。この回転子把持機構２３’’は、回転子１の長手方向の両側に延伸する回転軸２を両側で把持する。この状態で回転子把持機構２３’’が、回転子１を把持したままで回転することで、回転子１を回転させることができる。一対の回転子把持機構２３’’によって単独で回転子１を固定しても何ら問題は無いが、図１９に示すように回転子受台２３’と併用して用いることも可能である。

上記のろう付け工程によってろう付けは完了する。当該工程の後、エンドリング部の外周を削る等により、回転子１の外形を整える、あるいは、侵入しきれなかったろう材を除去する等を行っても良い。

なお、以上説明した各例はこれらに拘泥されるものではなく、高周波電流発振器や加熱コイルの数、これらの移動機構、回転子の移動機構、固定機構、回転機構等々、所望の機構を適宜取捨選択して用いることができる。

また、本実施形態ではろう付け時の回転子１の回転は必須ではないが、これを行う場合でも簡素な設備で行うことができ、不要なコストアップを抑制することができる。

１…回転子、２…回転軸、３…鉄心、４…積層電磁鋼板、５…エンドリング部、６…導体バー、７…ろう材、１０…ローラ、２０…レール、２０’…レール、２１…高周波電流発振器、２１ａ…高周波電流発振器、２１ｂ…高周波電流発振器、２２…加熱コイル、２２ａ・２２ｂ…加熱コイル、２３…回転子受台、２３’…回転子受台、２３’’…回転子把持部、２４…テーブル。

Claims (15)

1. 回転軸に取り付けられる積層電磁鋼板と、
   周方向に複数の孔が形成されると共に外縁の稜線にろう材を設置する面取り部を有するエンドリングが軸方向に複数積層されて構成され、前記積層電磁鋼板の軸方向の両側に取り付けられるエンドリング部と、
   前記回転軸を中心として周方向に複数設けられ、前記積層電磁鋼板及び前記エンドリング部の軸方向に挿通される導体バーと、
   前記エンドリング部を構成する各エンドリングの隙間及び前記エンドリング部と前記導体バーとの隙間に侵入したろう材と、を備えた回転子。
2. 前記ろう材が、前記エンドリング部の外周側から各エンドリングの隙間及び前記エンドリング部と前記導体バーとの隙間に侵入して、各エンドリングが互いに固着されるとともに前記導体バーと前記エンドリング部とが接合されることを特徴とする請求項１に記載の回転子。
3. 前記エンドリングは、前記面取り部を前記軸方向の両側外縁に有するものである請求項１又は２に記載の回転子。
4. 前記エンドリング部は、外周側が押圧されて塑性変形していることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の回転子。
5. 回転軸に取り付けられる積層電磁鋼板と、この積層電磁鋼板の軸方向の両側に取り付けられるエンドリング部と、前記積層電磁鋼板及び前記エンドリング部の軸方向に挿通される導体バーとを備えた回転子の製造方法であって、
   複数のエンドリングを積層してエンドリング部を構成する工程と、
   前記積層電磁鋼板及び前記エンドリング部に導体バーを挿入する導体バー挿入工程と、
   前記エンドリング部を構成する各エンドリングの外周側から、各エンドリングの隙間及び前記エンドリング部と前記導体バーとの隙間にろう材を侵入させるろう付け工程と、を有する回転子の製造方法。
6. 前記ろう付け工程によって、各エンドリングが互いに固着されるとともに前記導体バーと前記エンドリング部とが接合されることを特徴とする請求項５記載の回転子の製造方法。
7. 前記ろう付け工程は、前記エンドリング部の外周部における各エンドリングの境界部にろう材を配設するろう材配設工程と、ろう材が配設された状態で高周波加熱を行いろう材を溶融させるろう材溶融工程とを含むことを特徴とする請求項５に記載の回転子の製造方法。
8. 前記ろう材溶融工程によって、各エンドリングの外周側から溶融されたろう材が、各エンドリングの隙間及び前記エンドリング部と前記導体バーとの隙間にろう材を侵入し、各エンドリングが互いに固着されるとともに前記導体バーと前記エンドリング部とが接合されることを特徴とする請求項７に記載の回転子の製造方法。
9. Ｃ形状のろう材が前記境界部に配設されることを特徴とする請求項７又は８に記載の回転子の製造方法。
10. スプリング形状のろう材が前記境界部に配設されることを特徴とする請求項７又は８に記載の回転子の製造方法。
11. 前記導体バー挿入工程の後であって前記ろう付け工程の前に、前記エンドリング部を外周側から押圧する押圧工程を行うことを特徴とする請求項５〜１０のいずれか一項に記載の回転子の製造方法。
12. 前記押圧工程では、前記エンドリング部を外周側からローラによって押圧し、前記回転子が軸方向に回転することによって全周に渡って押圧が行われることを特徴とする請求項１１に記載の回転子の製造方法。
13. 前記ローラには、前記エンドリング部の幅に応じて回転子の軸方向に移動可能なローラが用いられることを特徴とする請求項１２に記載の回転子の製造方法。
14. 前記ローラには、回転子の軸方向に移動可能なローラが用いられ、前記積層電磁鋼板の軸方向の両側に設けられるエンドリング部を押圧可能であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の回転子の製造方法。
15. 前記ろう付け工程の後、前記エンドリング部の外周を削る工程を行うことを特徴とする請求項５〜１４のいずれか一項に記載の回転子の製造方法。

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