JPH0297258A - 誘導電動機の回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トルク特性および効率が良く速度制御が容易
な可変速誘導電動機または始動特性を改善した誘導電動
機の回転子に関する。

〔従来技術とその問題点〕

誘導電動機の速度を制御する方法として・電源周波数を
変える方法 ・電動機の極数を変える方法 ・電源電圧を変える方法 ・巻線形電動機の二次抵抗を変える方法などがある。し
かし上記方法の実現のためには高価な変換装置が必要で
あったり、変換装置のために更に別の設備が必要となる
ものや、上記方法が実現できたとしても、変速が滑らか
でないものや、変速が滑らかでも低速領域で効率が悪く
トルクが小さいとか、また別なものは消耗品の保守点検
が必要となるもの、更にその方法が限られた構成の誘導
電動機にしか使用できないなど様々な問題点があった。

上記問題点に対処するものとして、例えば、特開昭５４
−２９００５号公報にその技術が開示してあり、このも
のは、同軸上に設置された２組の回転子鉄心と、２組の
固定子と、かご形導体およびかご形導体の相互間を短絡
する高抵抗体とを備え、始動時には固定子巻線の相互間
の位相を１８０°ずらせ始動後の運転時には位相を合わ
せて給電する双鉄心かご彫型動機である。

さらに、別のものとして特開昭４９−８６８０７号公報
に提案されているものは、多層巻線とかご形ロータとを
備えたステータを有する非同期電気モータなどがある。

しかしながら特開昭５４−２９００５号公報のものは、
始動性の向上は認められるが、無段階に変速を必要とす
る負荷の動力源として使用することはできないものであ
る。また特開昭４９−８６８０７号公報の位相差を設け
るものにおいては、２個のステータの位相角が同相のと
きを除いてトルクが小さく、負荷が掛ると直ちに運転が
停止する欠陥を持つ実用に供しないものであった。

以上多くの問題点を解決するために本出願人は先願の特
開昭６２−２６０５９号公報及び特願昭６３−１８８５
９９号公報により、２個の固定子間に回転磁界の位相の
ずれを設けて、トルクの多様化を計り、可変速あるいは
始動性を改善する誘導電動機の製造に関し、低コスト、
高能率、高強度である回転子の製造方法により前記回転
子に係る可変速誘導電動機は広範囲の可変と広範囲の速
度において高トルクを得ることが可能となった。

しかし本出願人が先願の前記可変速誘導電動機は複数個
の回転子コアを一体的回転子に構成し複数個の固定子に
対峙しない回転子コア間において、前記複数個の回転子
コアに連通状に装設した複数の回転子導体を抵抗材で短
絡連結する構成から、電圧移相装置の調節に基づいて位
相差を比較的大きくとって行う起動時或いは低・中速度
運転時においては、前記抵抗材の発熱が急速に増加する
ため、前記回転子コア間の回転子導体は彫版し撓み回転
子の回転による遠心力により前記撓みはさらに助長され
、回転子コア間の導体と抵抗材は破壊に至ることもある
。

更に回転子コアにアルミニウムを鋳込んで形成した回転
子部分を回転子導体とは別個の導体により連通状に連結
して一体的に形成した回転子は、抵抗材の発熱に伴い、
前記回転子部分間の前記別個の導体は彫版し、回転子部
分と別個の導体の固着部分では大きな圧力が発生する。

その結果回転子の回転による遠心力と相まって回転子の
外方に撓んでゆくことになる。

〔発明の目的〕

前記特開昭５４−２９００５号公報および特開昭４９−
８６８０７号公報のそれぞれの総和では奏することので
きない特異のトルク特性を求めるため、速度制御領域を
広範囲に且つその速度制御を無段として任意の所望速度
に設定できると共に、任意のトルクで起動させることが
でき、また起動点から最高回転速度までの全速度領域に
渡り、トルク特性と効率の優れた可変速誘導電動機を特
開昭６２−２６０５９号公報および特願昭６３−１７７
７９２号公報として提案している。

本発明は上記提案の技術を更に改善するためのものであ
り、抵抗材の発熱に伴う回転子導体または別個の導体の
撓みと回転子の破壊とを防止し、始動時および任意変速
回転時におけるトルク特性と効率を向上する技術を提供
することを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

前記技術的課題を達成するために本発明は、複数個の孔
を開設した２組の回転子コアのそれぞれにアルミニウム
を鋳込んで、複数個の導体と、前記回転子コアの一方側
に短絡環と、前記回転子コアの他方側にそれぞれの導体
の端部とを形成して前記回転子コアのそれぞれを回転子
部分とし、該２組の回転子部分のそれぞれの端部に前記
導体とは別個の導体をそれぞれ固着し、前記２組の回転
子部分間において前記別個の導体をある間隔をもって一
一対一で突き合わせ、それぞれ突ぎ合わせた別個の導体
間及び隣接間を抵抗材により連結して前記導体を連通状
に連結し一体的かご形回転子を形成すると共に、別個の
導体は２組の回転子部分間において、回転軸に嵌接した
リングまたは回転軸に固設した１つまたは複数の支持材
により支持し、前記別個の導体を連結溶接する抵抗材は
、２組の回転子部分間で一対一に突き合わせた別個の導
体の突き合わせに対峙する部分へ切り欠きを設けたこと
により問題を解決するだめの手段とした。

〔作　用〕

本発明による作用は以下の通りである。回転子部分間の
端部に固着した別個の導体を、２個の回転子部分間にお
いて一定の間隔を設【プて抵抗材で連結溶接することは
、抵抗材の発熱による別個の導体の膨脂を前記間隔で吸
収し、それにつれて抵抗材に設けた切り火ぎにより抵抗
材の切り欠きは閉じる方向に作用する。

また回転軸に設（プた支持材は、回転子の回転により発
生する遠心ツノから、別個の導体が回転子の外方に撓／
Ｖていくことを防止する。したがって、別個の導体が抵
抗材の発熱により膨脂し、回転子の回転による遠心力で
外方に撓んだり破壊することを、一対の別個の導体を、
切り欠きを設けた抵抗材で、ある間隔をもたせて連結溶
接し、回転軸に設けた支持材により支持することで防止
することができる。このことがら低速から高速に亘り無
段の変速で安定した高トルクを発生ずる可変速誘導電動
機の実用化が可能となった。

〔実施例〕

実施例について第１図、第２図を参照し説明する。第１
図の符号１は本発明に係る可変速誘導電動機であり、該
誘導電動機は以下のような構成を有する。

鉄心からなる回転子部分２，３を任意の間隔を設けて回
転子軸４に軸装し、該回転子部分は、回転子コアにアル
ミニウムを鋳込んで複数個の導体５と、その一端部を短
絡環６と７及び他方側に前記複数個の導体を一組にして
、端部５１とを形成した。さらに回転子８は前記回転子
部分２，３間において、１組の導体に対し、つまり前記
回転子部分２．３の端部５１に対し、導体５５を連通状
に連結することで一体的に形成する。回転子部分２，３
間に前記連通状に連結した導体５５を抵抗材ｒ・・・た
とえば、銅ニツケル合金、ニッケルクロム合金、鉄クロ
ム合金及びステンレス・・・を介し短絡連結しである。

また回転子部分２，３に回転子８の両側部１０．１１に
連絡する複数個の通風胴１２・・・を設（プる。ざらに
固定子２５．３１に該固定子の両側部に連絡する複数個
の通風胴６０を設ける。

また、複数個の抵抗材ｒ・・・を例えばジグザグ状形状
あるいはその他任意の冷却攪拌体として冷却作用体１３
に形成することができる。

円筒状の機枠１４の両側部に設けた軸受盤１５．１６を
両側部にボルト１７により一体的に組付け、回転子８の
両側部に冷却用翼車１つ。

２０を装着し、回転子軸４の両端部を軸受盤１５．１６
に嵌装した軸受２１．２１に軸支し、回転子４を回転自
在としである。

第１図および第２図に示すように、回転子コア２．３に
対して同心的にその外側部に巻線２２．２３を施した回
動固定子３１と第２固定子２５を対峙並設する。機枠１
４と回動固定子３１との間にすべり軸受２６を装設して
、すべり軸受２６を機枠１４に嵌装したストップリング
２８・・・によって左右移動を固定する。第２固定子２
５は機枠１４の内壁面に固設される固着固定子である。

回動固定子３１の一側外周面にはギヤー３３を嵌着して
あり、機枠１４の外周部に固設した駆動装置２９と成す
正逆回転用小型モーター３５に、駆動用歯車３６を軸着
する。

開口部３７から機枠１４内に一部を挿入した駆動用歯車
３６と、回動固定子３１に嵌着したギヤー３３とを係合
させ、駆動装置２９と成すスイッチを備えた小型モータ
ー３５と、ギヤー３３および駆動用歯車３６とにより成
る回動機構３０を介して回動固定子３１に連結し、回動
固定子３１を回動自在とし、機枠１４に固設した第２固
定子２５に関連して回動自在としだ回動固定子３１を、
電圧移相装置１００に形設しである。符号３８は突片を
入出動制御するソレノイドで、ソレノイド３８は機枠１
４に装着してその突片を回動固定子３１に嵌着したギヤ
ー３３に装着自在に係合させてあり、トルク発生時の固
定子への反作用等、固定子が必要以外容易に回動しない
ためのストッパーである。

遮へい板５２にはアスベストなどを原材料とする断熱材
を接着し形成したもので、比較的温度上昇天なる抵抗材
ｒと該抵抗材ｒの一方側に対峙する比較的温度上昇小な
る固定子コイル２２との間、前記抵抗材ｒの他方側に対
峙する比較的温度上昇小なる固定子コイル２３との間そ
れぞれに前記遮へい板５２ａ、ｂを設け、ここに機枠１
４と遮へい板５２ａとにより固定子］イル２２を含む通
風路６７と、機枠１４と遮へい板５２ｂとにより固定子
コイル２３を含む通風路６８及び遮へい板５２ａ、ｂに
よって抵抗材ｒを含む通風路６９を形成する。また機枠
１４に前記通風路６７．６８．６９に連通した複数の開
口部を開設し、前記複数の開口部を任意個数の送風口６
５と排風口６６とに形成し排風口６６は前記吸引ロア４
Ａに連通ずる。

軸受盤１５．１６には複数個の通風孔４０・・・を穿設
しである。

冷却装置７３を機枠１４に固設すると共に、冷却装置７
３の吸引部７４△を機枠１４内に連絡する。以上本発明
に係る誘導電動機の構成を述べた。

次に本発明の実施例を第３図に示す。第３図は抵抗材ｒ
と支持材５７を含む回転子部分間の側断面図である。回
転子部分２，３の端部５１に別個の導体５５．５６を圧
入固着する。それぞれ別個の導体５５．５６を固着した
回転子部分２，３を対称的に回転軸４に軸装し、このと
き前記別個の導体５５．５６は回転子部分間でそれぞれ
一対一で突き合わせ、突き合わせ部分で、ある間隔を有
する如く成す。

切り欠きを設（プた抵抗材ｒを前記突き合わせ部分５８
と、隣接する別個の導体間とに連結溶接する。この時抵
抗材ｒは別個の導体５５．５６を囲繞する如く一体的に
形成したものを溶接したり、複数の抵抗片を別個の導体
間に溶接したりする。また突き合わせ部分５８にかかる
抵抗材ｒには回転軸４の中心線上を起点とし回転子外方
に向う切り欠き５つを設けである。

同一円周上に別個の導体５５．５６の断面形状よりやや
大きい複数の孔を、別個の導体の数に対応して開設した
支持材７５を、回転軸４に嵌装するリング７６に装着し
、ストッパー７７と共にリング７６の側端部をかしめて
、支持材７５をリング７６と一体的に形成し、リング７
６を回転軸４上の回転子部分間に軸装する。前述の回転
子部分２，３を回転軸４に軸装すると時、別個の導体５
５．５６は支持体７５に開設した複数の孔に挿入し別個
の導体５５．５６のそれぞれを一対一に突き合わせる。

ところで支持材７５に開設した孔と別個の導体５５．５
６との接触部分には絶縁材が施しである。

以上に構成される実施例の作用は次の通りである。

本発明に係る可変速誘導電動機は、複数の回転子導体抵
抗材で短絡連結する構成から電圧移相装置の調節に基づ
いて位相差を比較的大きくとって行う起動時或いは低・
中速度運転時においては抵抗材の発熱が急速に増加し、
抵抗材に係る別個の導体熱膨張は避けられないものであ
るが、前記別個の導体は熱膨張により第１図において左
右方向に伸びる。別個の導体の一方は回転子部分の端部
との間に圧力を生じものの他方の回転子部分間において
は突き合わせ部分の、前記ある間隔において膨脂による
伸びは吸収される。ざらに別個の導体に溶接固着した抵
抗材は、突き合わせ部分に設けた切り欠きにより前＝１
４ 配向様吸収する。

また熱膨張に加え回転子の回転と相まって、別個の導体
は外方に広がろうとするが支持材に開設した複数の孔の
それぞれを通り、抵抗材に連結溶接しているから回転に
よって発生する遠心力による別個の導体の外方への広が
りは防止づることができる。

〔発明の効果〕

本発明に係る可変速誘導電動機は始動時及び低速から中
速度に至る間に高トルクを得ようとづると、連通状に構
成する回転子導体に溶接固着した抵抗材の急速な発熱の
増加は避けられずこの種の電動機の実用化を困難として
いたが、本発明により抵抗材の発熱による回転子部分へ
の影響は無く、抵抗材及び抵抗材に係る導体の撓みや、
それに伴う破壊などの不安は解消された。

以上のことから、２個の固定子間に回転磁界の位相のず
れを設けて、トルクの多様化を計り、可変速あるいは始
動性を改善するタイプの誘導電動機の用途を拡大して、
高トルクの可変速電動機を必要とするあらゆる分野に大
きく貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る可変速誘導電動機、第２図は第１
図の正断面図、第３図は本発明の抵抗材及び支持材の詳
細図。 １・・・可変速誘導電動機、２，３・・・回転子部分、
４・・・回転子軸、５・・・回転子導体、６．７・・・
短絡環、８・・・回転子、１０．１１・・・両側部、１
２・・・通路用、１３・・・冷却作用体、１４・・・機
枠、１５゜１６・・・軸受盤、１７・・・ボルト、１９
．２０・・・冷却用翼車、２１・・・軸受、２２．２３
・・・巻線、２５・・・第２固定子、２６・・・すべり
軸受、２８・・・ストップリング、２９・・・駆動装置
、３０・・・回動機構、３１・・・回動固定子、３３・
・・ギヤー、３５・・・小型モータ、３６・・・駆動用
歯車、３７・・・開口部、３８・・・ソレノイド、４０
・・・通風口、５１・・・端部、５２ａ、ｂ・・・遮へ
い板、５５．５６・・・別個の導体、５７・・・支持体
、５８・・・突き合わせ部分、５９・・・切り欠き、６
０・・・通風胴、６５・・・送風口、６６・・・排風口
、６７・・・通風路、６８・・・通風路、６９・・・通
風路、７０・・・ファンケース、７１・・・遠心ファン
、７２・・・モーター、７３・・・冷却装置、７４Ａ・
・・吸引口、７４Ｂ・・・排気口、７５・・・支持体、
７６・・・リング、７７・・・ス］〜ツバ−１ｒ・・・
抵抗材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、複数個の孔を開設した２組の回転子コアのそれ
   ぞれにアルミニウムを鋳込んで、複数個の導体と、前記
   回転子コアの一方側に短絡環と、前記回転子コアの他方
   側にそれぞれの導体の端部とを形成して前記回転子コア
   のそれぞれを回転子部分とし、該２組の回転子部分のそ
   れぞれの端部に前記導体とは別個の導体をそれぞれ固着
   し、対称的に並設した前記２組の回転子部分間において
   前記別個の導体をある間隔をもって一対一で突き合わせ
   、それぞれ突き合わせた別個の導体間及び隣接間を抵抗
   材により連結溶接して前記導体を連通状に連絡し一体的
   かご形回転子を形成することを特徴とする誘導電動機の
   回転子。
2. （２）、別個の導体は２組の回転子部分間において、回
   転軸に嵌装したリングまたは回転軸に固設した、１つま
   たは複数の支持材により支持したものである請求項（１
   ）記載の誘導電動機の回転子。
3. （３）、別個の導体を連結溶接する抵抗材は、２組の回
   転子部分間で一対一に突き合わせた別個の導体の対応部
   分に、切り欠きを設けたものである請求項（２）記載の
   誘導電動機の回転子。