JPH0681459B2 - 回転電機の脚部取付方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、回転電機のフレームの胴部外周部へ脚部を
取付ける回転電機の脚部取付方法に関するものである。

［従来技術］ 回転電機の脚部は、その回転電機を据え付け固定するた
めに必要であるが、それと共に回転電機全体の重量を支
えたり回転電機より発生される回転トルクを支障なく負
荷に伝達することなどの重要な役割を担うものである。

第７図は一部を断面で示した通常の回転電機の側面図、
第８図はその正面図である。図において、（１）は固定
子、（２）は内周に固定子（１）が装着固定されたフレ
ーム、（３）はその胴部、（４）は胴部（３）の下方に
取付けられた脚部で、胴部（３）と胴部（４）とはいず
れも鋼製部材によって製作されている。（５）は回転
子、（６）は回転子（５）が装着された回転軸で、軸受
を介してブラケット（７）に支持されている。（８）、
（９）は脚部（４）を構成する台座及び支柱で、支柱
（９）と胴部（３）及び支柱（９）と台座（８）とは、
何れもアーク溶接Ａ、Ｂによって接合されている。

上記のような従来の回転電機は、薄鋼板からなる円筒状
の胴部（３）に、厚鋼板製の脚部（４）をアーク溶接に
より直接溶接し、その後、固定子（１）をプレス等によ
り胴部（３）内の所定の位置に圧入し、他の部材と共に
回転電機として組立てていた。

上記のように構成した従来の回転電機においては、胴部
（３）に脚部（４）を取付ける際、アーク溶接Ａの熱影
響による胴部（３）の変形は避けられなかった。このた
め、固定子（１）の外周面と胴部（３）の内周面との接
触が不均一となって一部に空間を生じるため、回転電機
の冷却効果が低下し、温度上昇によってコイルが焼損す
ることがある。

また、回転電機は固定子（１）と回転子（５）との間の
エアーギャップの不均一によって小さい音を発生するこ
とがあるが、この音が固定子（１）と胴部（３）との接
触の不均一によって増幅され、騒音となることもある。

このような課題を解決するため、従来は固定子（１）を
胴部（３）に圧入する前に、胴部（３）の内周面を切削
加工して熱変形を修正していたが、フレームの製造作業
が複雑になり、コストアップの要因となっていた。

このため、胴部（３）溶接時におけるフレーム（２）の
熱変形を小さくして、従来必要とされていた溶接後の胴
部（３）内周面の切削加工を省略した回転電機の脚部取
付方法の提供が広く需要者に要望されている。

そこで、本発明者は、この課題を改善するため、第９
図、第10図に示すような電動機フレームの製造方法（詳
細は本願と同一出願人による出願である特開昭62-10015
1号公報参照）を提案した。

即ち、第９図、第10図において、（10）は台座（８）を
嵌合する固定用治具で、この固定用治具（10）により並
設された２つの支柱（９）（９）のそれぞれ一端が台座
（８）にアーク溶接され、それぞれの他端がフレーム
（２）の胴部（３）に添接される。（15）は並設された
２つの支柱（９）（９）と胴部（３）との接触部であ
る。（11）はレーザ照射ガン、（12）はレーザ照射ガン
（11）から照射されたレーザビームである。かかる構成
から成る脚部取付方法は、まず、台座（８）にアーク溶
接等で溶接された支柱（９）（９）の他端を、固定用治
具（10）を使用して胴部（３）の外周面に添接し、その
接触部（15）に接触面とほぼ平行な角度からレーザ照射
ガン（11）によりレーザビーム（12）を照射し、レーザ
照射ガン（11）を支柱（９）の接触部（15）に沿って移
動させ溶接する。

ところで、鋼板の板材をプレスによって一体成形した取
付脚を、鋼板製の筒状成形された胴部にレーザビームを
用いて溶接する技術として、例えば特開昭57-142162号
公報に開示された技術がある。ここに開示された技術
は、脚部の裏面から接触面に垂直方向にレーザビームを
照射して所定の軌跡で溶接するものであり、レーザビー
ムによって胴部に熱変形が発生すると共に、胴部に穴が
あくおそれがある。また、取付脚と胴部との溶接部にお
ける溶接幅が確保出来にくく、従って溶接強度が十分で
ない欠点がある。これに対し、本発明者により提案され
た前記特開昭62-100151号公報に開示された技術によれ
ば、胴部（３）と脚部との接触部（15）をレーザ溶接す
るに当り、前記接触部（15）の接触面と略平行方向にレ
ーザビームを照射してレーザ溶接するため、溶接時の胴
部（３）への熱の投入がアーク溶接の場合に比べてきめ
て少なく、従って胴部（３）の熱変形はほとんど発生せ
ず、胴部に穴があくことがなく、また、脚部と胴部の溶
接部における溶接幅が確保でき、従って溶接強度が十分
となる長所を有している。

ここで、レーザ溶接の特徴についてアーク溶接と比較し
て簡単に説明すると、一般に、レーザ溶接に用いられる
レーザビームは、エネルギー密度がアーク溶接に比較し
て非常に高く、ビート深さ／ビート幅である溶け込み比
率が非常に大きいので、被溶接物への入熱が小さく被溶
接物の熱歪みが圧倒的に小さいという長所を有する。こ
の反面、レーザビームの径が小さいために、溶接時の高
い継ぎ手精度と高い溶接線トレース精度が要求されると
いう短所を有している。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、前記本発明者により提案された特開昭62-100
151号公報に開示された従来の回転電機の脚部取付方法
では、台座（８）にアーク溶接等で溶接された支柱
（９）（９）の他端を、固定用治具（10）を使用して胴
部（３）の外周面に添接し、その接触部（15）にレーザ
照射ガン（11）によってレーザビーム（12）を照射して
溶接している。従って、実際の作業では、胴部（３）の
加工誤差、及び並設する２つの支柱（９）（９）からな
る通常の板金加工による脚部（４）の精度では、２つの
支柱（９）（９）を同時に胴部（３）に、レーザ溶接に
要求される溶接精度を保持することは困難であるので、
溶接するための前工程である位置決め作業に手間が掛か
ったり、又は安定した溶接強度が得られないという課題
があった。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたもの
で、回転電機のフレームの胴部への脚部溶接時に、胴部
（３）に穴のあくおそれをなくすると共に、フレームの
熱変形を小さくして、従来必要としていた溶接後のフレ
ーム胴部内周面の切削加工を省略できるか、または安価
な拡管によるサイジングで代行できることは勿論、フレ
ームの胴部への脚部取付作業が極めて容易な回転電機の
脚部取付方法を実現することを目的としたものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る回転電機の脚部取付方法は、金属材を筒
状に形成して構成されたフレームの胴部に、脚部を取付
ける回転電機の脚部取付方法において、上記脚部を、第
１の支柱部と第２の支柱部並びに台座部とから構成する
と共に、上記第１の支柱部の一端を上記フレームの胴部
外周面に添接し、その接触面を該接触面と略平行方向に
レーザビームを照射してレーザ溶接する第１の支柱部溶
接工程と、上記第２の支柱部の一端を上記フレームの胴
部外周面に添接し、その接触面を該接触面と略平行方向
にレーザビームを照射してレーザ溶接する第２の支柱部
溶接工程と、上記第１の支柱部溶接工程と上記第２の支
柱部溶接工程の後に、上記第１及び第２の支柱部の各々
の他方端部に上記台座部をアーク溶接する台座部溶接工
程とからなるものである。

［作用］ この発明における回転電機の脚部取付方法では、２つの
支柱部がそれぞれ単独にフレームの胴部外周部に添接さ
れるので、取付足が容易に、かつ精度良くフレームの胴
部外周部に密着した状態でレーザ溶接が行なわれ、さら
に２つの支柱部のそれぞれの他方端部に台座部をアーク
溶接するので、レーザ溶接ほど開先精度が要求されるこ
となく２つの支柱部の各々と台座部とが溶接でき、更
に、このアーク溶接時の熱は２つの支柱部を伝導してフ
レームの胴部に到り、フレームの胴部への熱影響が小さ
くなる。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明を採用して製造された回転電機のフレ
ームの正面図、第２図〜第４図はこの発明の実施例の説
明図である。

第２図において、まず、第１の工程として、フレームの
胴部（３）を内周面で固定する固定具（14）により胴部
（３）を固定する。そして受け金（図示せず）によって
保持された第１の支柱部（16）を胴部（３）の外周面方
向に移動させ、その第１の支柱部（16）の端部を胴部
（３）の外周面に添接し、接触部（15）に接触面とほぼ
平行な角度からレーザ照射ガン（11）によりレーザビー
ム（12）を照射し、レーザ照射ガン（11）を接触部（1
5）に沿ってトレースさせレーザ溶接する。

次に第３図に示すように、第２の工程において、胴部
（３）の固定を上述した第２図の場合と同様の要領にて
行ないながら、受け金（図示せず）によって保持された
第２の支柱部（19）を胴部（３）の外周面方向に移動さ
せ、その第２の支柱部（19）の端部を胴部（３）の外周
面に添接し、接触部（22）に接触面とほぼ平行な角度か
らレーザ照射ガン（11）によりレーザビーム（12）を照
射し、レーザ照射ガン（11）を接触部（22）に沿ってト
レースさせレーザ溶接する。

次に、第４図に示すように、第３の工程において、固定
具（図示せず）に固定された台座部（13）を、すでにフ
レームの胴部（３）の外周面に添接してレーザ溶接され
た第１及び第２の支柱部（16）（19）の他方の端部に同
時に接触させ、この接触部を第４図に示すように、溶接
トーチ（31）からのアーク（32）によりアーク溶接す
る。

このように第１及び第２の支柱部（16）（19）の端部に
台座部（13）を同時に接触させ、アーク溶接するので、
溶接精度をそれほど要求されることなく溶接でき、台座
部（13）の位置合わせが容易に行なうことができる。

以上詳述したように、第１及び第２の支柱部（16）（1
9）とフレームの胴部（３）との接触部（15）（22）
は、それぞれ単独に胴部（３）に添接されてレーザ溶接
されるので、レーザ溶接に要求される高精度な添接精度
が容易に得られ、かつ溶接時の胴部（３）への熱の投入
はアーク溶接の場合に比べてきわめて少なく、従って胴
部（３）の熱変形はきわめて少なくなる。このようにし
て、第１図に示すようにフレームが形成される。

なお、上記実施例では第１の支柱部（16）と胴部（３）
のレーザ溶接から始まる場合を説明したが、第２の支柱
部（19）と胴部（３）のレーザ溶接を先に行ない、その
後に支柱部（16）と胴部（３）のレーザ溶接を行なって
もよい。但し、第１の支柱部（16）、第２の支柱部（1
9）と台座部（13）とのアーク溶接は最後に行なう。

従って、第１の支柱部（16）と胴部（３）のレーザ溶
接、第２の支柱部（19）と胴部（３）のレーザ溶接と、
その後に行なう第２の支柱部（19）、第１の支柱部（1
6）と台座部（13）とのアーク溶接の間に他の作業工程
があってもよい。例えば、次の（１）〜（５）に示すよ
うな電動機用フレームを作る作業工程（詳細は本願と同
一出願人に係かる出願である特開昭62-00151号公報を参
照）、即ち、第５図に示すように、 （１）所要寸法の平板材を楕円筒状形成体（50）に形成
する工程。

（２）上記略円筒状形成体（50）を所望内径寸法を有す
る金型（51）で、その半径方向に圧縮する工程。

（３）上記略円筒状形成体（50）の端部当接面を溶接し
て円筒状のフレームの胴部（３）を形成する工程。

（４）上記フレームの胴部（３）の外表面に放熱フィン
（52）を溶接する工程（但し、放熱フィンの溶接方法に
ついては、第５図の第４工程に示す断面Ｕ字状フィンを
プロジェクション溶接する方法にかわって、第６図に示
すように、短冊状放熱フィン（61）を予め円筒状に形成
されたフレームの胴部（３）の外周面に添接した後、こ
れをフレームの胴部（３）の内部に挿入された芯金（6
2）と受金（63）により挟持し、レーザ照射ガン（11）
からレーザビーム（12）を、短冊状放熱フィン（61）と
フレームの胴部（３）の外周面との接触面（64）に沿っ
て、この接触面（64）と平行に照射して短冊状放熱フィ
ン（61）をフレームの胴部（３）の外周面にレーザ溶接
する方法でもよい）。

（５）上記フレームの胴部（３）の内周面を、目的とす
る内径寸法となるように半径方向に加圧手段（53）によ
りサイジングする工程。

において、第４工程で、放熱フィン（52）をレーザ溶接
する場合、同時に同工程にて第１の支柱部（16）と胴部
（３）のレーザ溶接、および第２の支柱部（19）と胴部
（３）のレーザ溶接を行ない、第５工程後に第１の支柱
部（16）、第２の支柱部（19）と台座部（13）とのアー
ク溶接を行なってもよい。このようにすれば、第５工程
のフレームサイジング後に台座部（13）を溶接すること
になるので、台座部（13）の据付ボルト用穴のピッチ、
台座部（13）裏面からのフレームセンタまでの寸法な
ど、台座部（13）を基準とする諸寸法の確保が容易とな
る。また、第１の支柱部（16）および第２の支柱部（1
9）と台座部（13）は板厚が異ってもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によればフレームの胴部外周部
に第１、第２の支柱部を、それぞれ単独にその一端が添
接され、接触面を該接触面と略平行方向にレーザビーム
を照射してレーザ溶接するので、フレームの胴部への入
熱が小さく熱歪みを抑制した上で、フレームと第１及び
第２の支柱部が溶接でき、さらに上記第１、第２の支柱
部のそれぞれの他方端部に台座部をアーク溶接するの
で、第１及び第２の支柱部と台座部との接合部における
上記第１及び第２の支柱部の板金加工時の精度誤差を吸
収する溶接を可能とするため、フレームの胴部への脚部
取付作業が極めて容易となる。換言するならば、高精度
な添接精度が要求されるレーザ溶接と、レーザ溶接ほど
添接精度が要求されないアーク溶接との両長所を発揮す
る回転電機の脚部取付方法が提供できる。また、フレー
ムの胴部と脚部の接触面を該接触面と略平行方向にレー
ザビームを照射してレーザ溶接するので、接触面に添っ
て接触面のみ直接照射し、取付脚と胴部との溶接部にお
ける溶接幅が確保出来、レーザビームの照射方向が胴部
の板厚方向に照射する従来方法に比べ、胴部に貫通穴が
形成されることなく、熱歪も極めて小さくなり、第１、
第２の支柱部の厚板化が容易となる。従って、重量の重
い、大きな容量の回転電機にも対応可能な回転電機の脚
部を得ることができる。

同時に、フレーム胴部の熱変形が小さいので、溶接後の
フレームの胴部内面の切削加工が省略できるか、または
安価な拡管によるサイジングで代行でき回転電機の製造
作業が容易になり、コストを低減することができる。効
果をも合わせ持つ回転電機の脚部取付方法を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例により製造した回転電機用
フレームの正面図、第２図〜第４図はこの発明の一実施
例の説明図、第５図、第６図はこの発明の他の実施例の
説明図、第７図〜第10図は従来の回転電機のフレームを
説明するもので、第７図は一部を断面で示した通常の回
転電機の側面図、第８図はアーク溶接により脚部が取付
けられた回転電機を示す第７図の正面図、第９図および
第10図は従来の回転電機用フレームの製造方法を説明す
る図である。 図において、（３）はフレームの胴部、（11）はレーザ
照射ガン、（12）はレーザビーム、（13）は台座部、
（16）（19）は支柱部、（32）はアークである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属材を筒状に形成して構成されたフレー
   ムの胴部に、脚部を取付ける回転電機の脚部取付方法に
   おいて、上記脚部を、第１の支柱部と第２の支柱部並び
   に台座部とから構成すると共に、上記第１の支柱部の一
   端を上記フレームの胴部外周面に添接し、その接触面を
   該接触面と略平行方向にレーザビームを照射してレーザ
   溶接する第１の支柱部溶接工程と、上記第２の支柱部の
   一端を上記フレームの胴部外周面に添接し、その接触面
   を該接触面と略平行方向にレーザビームを照射してレー
   ザ溶接する第２の支柱部溶接工程と、上記第１の支柱部
   溶接工程と上記第２の支柱部溶接工程の後に、上記第１
   及び第２の支柱部の各々の他方端部に上記台座部をアー
   ク溶接する台座部溶接工程とからなることを特徴とする
   回転電機の脚部取付方法。