JPH0728511B2 - 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への脚部の取付方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

第10図は一部を断面で示した通常の回転電機の側面図、
第11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）と脚部（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）はこの回転子
（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）（9a）（9b）は脚部
（４）を構成する台座及び支柱で、支柱（9a）（9b）と
胴部（３）及び支柱（9a）（9b）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
することがあり、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、この音が上記固定子
（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。

このような問題を解決するため、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、脚部（４）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フ
レーム（２）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、発明者は、この問題点を改善するため第12図、
第13図に示すようなもの（詳細は本案と同一出願人によ
る出願である昭和61年特許願第198254号参照）を提案し
た。

即ち第12図、第13図において、（10）は台座（８）を嵌
合し一端が台座（８）にアーク溶接された支柱（９）の
他端をフレーム（２）の胴部（３）（以下単にフレーム
（２）という）に添接するための固定用治具、（15）は
支柱（９）とフレーム（２）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）の他端を、固定
用治具（10）を使用してフレーム（２）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。このようにして接触部（1
5）をレーザビーム溶接するため、溶接時のフレーム
（２）への熱の投入がアーク溶接の場合に比べてきわめ
て少なく、したがってフレーム（２）の熱変形はほとん
ど生じない。

〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の回転電機の脚部取付方法は以上のような方法によ
って脚部が取付けられるよう構成されているので、支柱
（９）の胴部（３）へのレーザビーム溶接にあって、支
柱（９）の板厚によっては一方向からのレーザビーム溶
接では溶接機の能力によって溶接限度が決まってしま
い、支柱（９）の溶接強度が十分でない場合もあった。

すなわち、一般的にレーザビーム溶接の溶け込み深さ
は、レーザビーム溶接機の出力にほぼ比例し、このため
支柱（９）の板厚に応じたレーザビーム溶接機の出力を
アップすることも考えられるが、回転電機を製造する上
において、溶接する個所が脚部の溶接、胴部外周部の冷
却用フィンの溶接程度などと限られ、脚部の溶接のため
にわざわざレーザビーム溶接機の出力をアップしたもの
を用いることは不経済であり、また出力がアップすれば
設備費も高価となり装置全体が大がかりなものとなるな
どの問題点があった。

また支柱（９）のレーザビーム溶接にあって、支柱
（９）を挟んで二方向から溶接しようとしても、先の溶
着された支柱（９）がレーザビームの照射の邪魔になる
など、回転電機のフレームに取付足を経済的な観点から
低出力のレーザビーム溶接機を用いて溶接することがき
わめて難しいといった問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、低出力のレーザビーム溶接機においても支柱
の板厚に関係しないで溶接強度にも優れた溶接ができ、
さらにフレームの胴部への熱歪の影響を極力小さくでき
るとともに、溶接後のフレームの胴部内周面の切削加工
の省略ができる回転電機の脚部取付方法を得ることを目
的とする。

〔問題点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
状に形成した胴部の外周部に放熱用の冷却フィンを備え
るフレームと回転軸を含む回転電機に、溶接にて胴部を
取付ける回転電機の脚部取付方法において、上記脚部を
板状部材またはそれらの接合体より構成し、台座部を有
する第１の取付足と第２の取付足とから構成し、上記第
１の取付足を上記回転軸の軸中心を通る回転電機の取付
面に垂直な面側に配設し、上記第２の取付足を上記第１
の取付足に対して上記垂直面と反対側に配設すると共
に、上記第１および第２の取付足のそれぞれの上記フレ
ームとの接触部の上記垂直面に近接する部分と遠接する
部分のいずれか一方をレーザビーム溶接し、他方をアー
ク溶接したものである。

〔作用〕

この発明における回転電機の脚部取付方法は、第１の取
付足および第２の取付足の夫々のフレームとの接触部の
垂直面と近接する部分と遠接する部分のいずれか一方を
レーザビーム溶接し、他方をアーク溶接したので取付足
の熱変形を小さくする。

〔発明の実施例〕 この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の脚部取付方法を用いた回転電機の側
面図で、軸中心より下部を表わしている。

第２図はその正面図である。

第３図は脚部の支柱部と胴部との接合部を拡大し示した
部分詳細図である。

第４図〜第７図は支柱部を胴部への溶接する工程を示す
説明図である。

図において、（１）〜（８）（9a）（9b）（10）〜（1
2）（15）は上記従来のものと同一であるので説明を省
略する。なお支柱（9b）の溶接には、溶接用治具（14）
を使用する。溶接用治具（14）は、支柱（9b）の一端と
嵌合しており支柱（9b）を保持する。

第４図において、フレーム（２）の胴部（３）に第２の
取付足となる支柱（9b）を溶接用治具（14）を用いて、
添接し、フレーム（２）の胴部（３）との接触部（15）
の一方よりレーザ照射ガン（11）よりレーザビーム（1
2）を支柱（9b）の接触部（15）に沿って移動させ照射
し溶接する。

次に第５図により上記支柱（9b）のレーザビーム（12）
にて照射された反対側の接触部（15）を他方よりアーク
溶接（Ａ）によりスミ肉溶接を行なう。

この場合の接合部は、第３図に示す如く、支柱部（9b）
の板厚がレーザ溶接による接着部（Ｃ）より大きい場合
には、不溶着部（13）が切り欠きとなり残る。上記レー
ザ溶接機は、脚部を溶接するために出力の大きなレーザ
溶接機をわざわざ用いるのではなく、放熱用の冷却フィ
ンをフレーム（２）の胴部（３）の外表面に添接してレ
ーザ溶接するレーザ溶接機を兼用して脚部のレーザ溶接
をするものである。

従って、この開口部を埋めるべくレーザビーム（12）の
照射方向の反対側をアーク溶接等にてスミ肉溶接（Ａ）
を行なう。

次に第６図により、溶接治具（10）にて保持された脚部
の台座（８）に溶接された第１の取付足となる支柱（9
a）を胴部（３）に溶接し、上記と同様に接触部（15）
にレーザビーム（12）を支柱（9a）の接触部（15）に沿
って移動させながら照射し、第７図により支柱（9a）の
レーザビーム（12）を照射した反対方向より、アーク溶
接等にてスミ肉溶接（Ａ）を行ない最後に支柱（9b）の
端と台座（８）をアーク溶接（Ｂ）にて溶接し、胴部
（４）を完成する。

そして回転電機の回転軸（６）を軸芯として時計方向に
回転させ、他方の脚部（４）の接合にかかる。

まず第２図により、溶接治具（10）にて保持された脚部
の台座（８）に溶接された第１の取付足となる支柱（9
a）を胴部（３）に添接し、接触部（15）にレーザビー
ム（12）を照射し、支柱（9a）のレーザビーム（12）を
照射した反対方向よりアーク溶接等にてスミ肉溶接
（Ａ）を行なう。

次に第２の取付足となる支柱（9b）をフレーム（２）の
胴部（３）に添接し、接触部（15）にレーザビーム（1
2）を照射し、このレーザビーム（12）を照射した反対
方向よりアーク溶接等にてスミ肉溶接（Ａ）を行ない、
最後に支柱（9b）の端と台座（８）をアーク溶接（Ｂ）
にて溶接し、脚部（４）を完成する。

このように、上述したごとく第２図に示すように第１の
取付足となる支柱（9a）を、軸中心を通る回転電機の取
付面（16）に垂直（17）な面側に配設し、第２の取付足
となる支柱（9b）を上記第１の取付足となる支柱（9a）
に対して、垂直（17）な面と反対側に配設し、支柱（9
a）（9b）の夫々のフレーム（２）との接触部（15）の
上記垂直（17）面に近接する部分（18）と、遠接する部
分（19）とにそれぞれレーザビーム（12）溶接されて、
回転電機の脚部が取付けられる。

さて、一般的に回転電機においては、負荷への動力伝達
の方式として、ベルトによる伝達方式が一般的に用いら
れるが、このベルト伝達の場合、回転軸（６）にラジア
ル方向に力が加わる。他方、回転電機は取付足を用いて
ベース等に固定されており、脚部の支柱（9a）（9b）と
胴部（３）の接合面には、接合を破壊する力が働く。

この力による応力分布は、脚部の支柱（9a）（9b）の両
端に集中している。

従って支柱（9a）のアーク溶接部（Ａ）は、支柱（9a）
の長手方向全長が望ましいが支柱（9b）により溶接トー
チが入らない場合は、支柱（9a）の中央部は、アーク溶
接を前述の理由により行なわなくとも、実用上問題はな
い。

又、支柱（9a）（9b）と胴部（３）におけるアーク溶接
によるスミ肉溶接（Ｂ）は、従来方式の如くスミ肉溶接
のみの接合方法に比べ低出力で、よく、レーザビーム溶
接による不溶接部（13）の開口部を埋める程度でよいの
で、脚部（４）の胴部（３）への溶接時の熱による変形
を極力おさえることができ、従来の溶接後の胴部（３）
の内周面を切削加工して熱変形を修正する工程をなくす
ことができるが、安価な拡管工程にて熱変形を修正する
ことができる。

脚部の接合にあって上記実施例では、回転電機の回転軸
（６）を軸芯とした時計方向に回転させ、他方の脚部
（４）を接合させたが、溶接設備によってはフレーム
（２）の胴部（３）を負荷側と遊び側とを180度反転し
て他方の脚部（４）を接合してもよい。

この場合、第２図に示す支柱（9a）（9b）のレーザビー
ム（12）、アーク溶接（Ａ）による位置が異なる位置と
なる。

さらに上記レーザビーム溶接およびアーク溶接は、溶接
強度が十分保証できれば連続に溶接しなくても部分溶接
としてもよい。

尚、上記実施例では、脚部の支柱（9a）及び（9b）とも
に一方より、レーザビーム（12）による溶接、他方よ
り、アーク溶接によるスミ肉溶接としたが、支柱（9a）
（9b）で、その板厚が異なる場合は、第８図又は第９図
に示す様に支柱（9a）には、レーザビーム溶接及びアー
ク溶接、支柱（9b）にはレーザビーム溶接のみで胴部
（３）に接合してもよい。

フレーム（２）の胴部（３）への支柱（9a）（9b）の溶
接に、主溶接としてレーザビーム溶接を使用し、支柱
（9a）（9b）の板厚が厚く低出力のレーザビーム溶接機
では、その溶け込み深さで支柱（9a）（9b）の板厚分を
貫通できない場合、未溶接部での切り欠きによる応力集
中をさけるため、アーク溶接にて切り欠きを埋めるのみ
であり、胴部（３）への溶接時の熱変形を小さくし、か
つレーザビーム溶接は低出力ででき、かつ溶接強度を増
し、レーザビーム溶接機は低出力なため安価である。

又、支柱（9a）（9b）のレーザビーム（12）による溶接
は、他の部材例えば、冷却用フィン等と同一工程内で溶
接を行なってもよい。

さらにまた、支柱（9a）は予め台座（８）に溶接してあ
るので、胴部（３）への接合および他方の支柱（9b）の
接合が容易にでき、作業性が良い。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、フレームの胴部への
脚部の溶接において、第１の取付足、第２の取付足の夫
々の胴部への接触部の溶接を、いずれか一方をレーザビ
ーム溶接し、他方をアーク溶接したのでレーザ溶接機は
冷却フィンを溶接する程度の低出力のレーザ溶接機でよ
く、設備費も安価で経済的である。またアーク溶接機を
併用しているので、レーザ溶接機が低出力であっても脚
の溶接強度を強化することができる。さらに胴部の熱変
形もアーク溶接によって切り欠きを埋める程度であるの
で胴部の熱変形を極力おさえることができ、熱変形の修
正を内径加工による切削方式を使用しないですむか、又
は安価な拡管工程による修正が可能となり安価なフレー
ムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による脚部溶接方法を用い
た回転電機の側面図、第２図はその正面図、第３図はこ
の発明の一実施例による脚部と胴部との接合を示す部分
詳細図、第４〜第７図はこの発明の一実施例による支柱
部を胴部へ溶接する工程を示す説明図、第８図、第９図
はこの発明の一実施例を示す説明図、第10図は一部を断
面で示した通常の回転電機の側面図、第11図はその正面
図、第12図、第13図は従来の脚部取付方法を示す説明図
である。 尚、図において、同一符号は、同一又は相当部分を示
し、（２）はフレーム、（３）は胴部、（４）は脚部、
（５）は回転子、（６）は回転軸、（８）は脚部の台
座、（9a）（9b）は脚部の支柱、（10）は溶接用治具、
（11）はレーザ照射ガン、（12）はレーザビーム、（1
3）は支柱（9a）（9b）のレーザビーム（12）よる不溶
接部、（15）は支柱（９）とフレーム（２）の接触部で
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た胴部の外周部に放
   熱用の冷却フィンを備えるフレームと回転軸を含む回転
   電機に、溶接にて脚部を取付ける回転電機の脚部取付方
   法において、上記脚部を板状部材またはそれらの接合体
   より構成し、台座部を有する第１の取付足と第２の取付
   足とから構成し、上記第１の取付足を上記回転軸の軸中
   心を通る回転電機の取付面に垂直な面側に配設し、上記
   第２の取付足を上記第１の取付足に対して上記垂直面と
   反対側に配設すると共に、上記第１および第２の取付足
   のそれぞれの上記フレームとの接触部の上記垂直面に近
   接する部分と遠接する部分のいずれか一方をレーザビー
   ム溶接し、他方をアーク溶接することを特徴とする回転
   電機の脚部取付方法。