JPH08340664A - かご形回転電機の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロータバーとエンドリングとの接合部の強度を
上げ、品質一定の回転子を得ること。 【構成】ロータバー13の端部をエンドリング15の端面か
ら僅かに突き出す。エンドリング15の側面に対して回転
子と同一軸心線上に駆動軸８を設け駆動用電動機を可撓
継手を介して連結する。駆動軸８の先端には、コ字状の
ローラ支え９を溶接して、このローラ支え９の先端に対
して、回転軸10を軸受７を介して貫設する。この回転軸
10の両側にローラ14をキー６を介して圧入する。駆動用
電動機を回転させながら、駆動軸８を突き出してローラ
14でロータバー13の端部を塑性変形させて、エンドリン
グ15にかしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、かご形回転電機の製造
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来のかご形回転子の鉄心を示
す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。図６
において、鉄心３は、略環状に打ち抜かれた鉄心抜板が
治具によって重ねられ、略円筒状に形成される。各鉄心
抜板には、あらかじめ中心部に対して、キー溝を有する
軸穴が抜型によって形成され、外周部には、図７で示す
ロータバーが貫挿されるスロット１が環状に形成されて
いる。

【０００３】図７は、図６で示した鉄心３に形成された
スロット１に対してロータバー４が貫挿され、これらの
ロータバー４の両側に対して、環状に形成されたエンド
リングが接合された状態を示す。

【０００４】一方、従来のかご形回転子の製造方法のな
かには、ダイカスト法や遠心鋳造法によるロータバーと
エンドリングの一体鋳造方法がある。また、実開平4-35
667 号公報では、かご形回転子のロータバーとエンドリ
ングをＭＩＧ溶接で接合する誘導電動機の回転子が開示
されている。さらに、特開平6-98510 号公報では、ロー
タバーとエンドリングを塑性流動締結法や冷間鋳造法に
よって、結合する誘導電動機の回転子も開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このうち、
ダイカスト法や遠心鋳造法によるかご形回転子の製造方
法では、鋳湯時や冷却中において内部に空気などのガス
が混入して、ロータバーやエンドリングの内部に小さい
空洞が生じるおそれがある。

【０００６】また、鋳造材料としては、溶融温度の低い
アルミニウム又はアルミニウム合金に限られ、銅及び銅
合金の材料では、かご形回転子の形状から鋳造が困難と
なる。

【０００７】さらに、銅および銅合金の溶融温度は、ア
ルミニウム及びアルミニウム合金の溶融温度（約 600
℃）に対して、約1100℃と高くなるので、鋳造品の欠陥
も増えるだけでなく、ダイカストの型の消耗が激しく、
寿命も短くなる。そのため、型の材料として耐熱性の優
れた材料を選定する方法も考えられるが、それでもあま
り効果があがらないだけでなく、型の製造費も高くな
る。

【０００８】一方、ロータバーとエンドリングをろう付
する方法は、これらのロータバーとエンドリングを組み
立てた状態で真空またはガス雰囲気の炉に挿入し、ろう
付温度（ 700〜 900℃）まで加熱する必要があるので、
加熱と冷却に長時間を要するだけでなく、炉の容量によ
って生産高が制約されるので、これ又、製造費も高くな
る。

【０００９】さらに、ロータバーとエンドリングとの接
合部の品質がばらつくおそれもあり、ろう付時の接合部
を含む全体の加熱によって、ロータバーとエンドリング
の硬度が低下して、機械的強度が低下するおそれもあ
る。

【００１０】この機械的強度の低下の課題は、前述した
アーク溶接による接合方法も同様である。そこで、本発
明の目的は、ロータバーとエンドリングとの接合部の強
度の低下を防ぎ、低価格で品質一定の接合部を得ること
のできるかご形回転電機の製造装置及び製造方法を得る
ことである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
かご形回転電機の製造装置は、かご形回転子の少なくと
も片側に対置され駆動部で回転するローラ支えと、この
ローラ支えに両端が支持されたローラ軸の両側に挿着さ
れかご形回転子のロータバーの端面と対置された一対の
ローラと、このローラとロータバーの端面との間に加圧
力を付加しローラ支えの回転によりローラをロータバー
の端面で転動させロータバーの端部をかご形回転子のエ
ンドトリングにかしめる加圧機構を備えたことを特徴と
する。

【００１２】また、請求項２に記載の発明のかご形回転
電機の製造装置は、請求項１において、加圧機構をかご
形回転子側又はローラ支え側に設けたことを特徴とす
る。

【００１３】また、請求項３に記載の発明のかご形回転
電機の製造装置は、かご形回転子のロータバーの少なく
とも片側に対置され駆動部で回転し先端に押圧部が形成
されたかしめ棒と、このかしめ棒とロータバーの端面と
の間に加圧力を付加しかしめ棒の先端によりロータバー
の端部をかご形回転子のエンドリングにかしめる加圧機
構を備えたことを特徴とする。

【００１４】また、請求項４に記載の発明のかご形回転
電機の製造装置は、請求項３において、加圧機構をかご
形回転子側又はかしめ棒に設けたことを特徴とする。

【００１５】また、請求項５に記載の発明のかご形回転
電機の製造装置は、かしめられたロータバーの端部を加
熱しこの端部をエンドリングに溶接する加熱手段を設け
たことを特徴とする。

【００１６】さらに、請求項６に記載の発明のかご形回
転電機の製造方法は、ロータコアーとエンドリングに貫
挿されたロータバーの端面にローラを押圧し、このロー
ラを転動させてロータバーの端部を塑性変形させ、エン
ドリングにかしめてロータバーとエンドリングを一体化
することを特徴とする。

【００１７】

【作用】請求項１に記載の発明においては、エンドリン
グの端面から突き出たロータバーの端部は、この端部の
外面を転動する一対のローラによって塑性変形して連続
的にエンドリングにかしめられる。

【００１８】また、請求項３に記載の発明においては、
エンドリングの端面から突き出たロータバーの端部は、
この端部の外面に押圧部か押圧された回転するかしめ棒
によって、エンドリングにかしめられる。

【００１９】また、請求項５に記載の発明においては、
エンドリングとロータバーは、このロータバーの端部を
溶融しエンドリングに溶接する加熱手段によって、強固
に結合される。

【００２０】さらに、請求項６に記載の発明において
は、ロータバーとエンドリングは、素材の如何にかかわ
らず、互いに強固にかしめられる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明のかご形回転電機の製造装置及
び製造方法の一実施例を図面を参照して説明する。図１
は、本発明のかご形回転電機の製造装置及び製造方法の
第１の実施例を示す部分詳細図である。

【００２２】図１において、積層されたロータコアー11
とこのロータコアー11の両端に添設されたエンドリング
15には、このエンドリング15に形成された貫通穴とロー
タコアー11に形成されたスロット12に対して、ロータバ
ー13が挿入され、このロータバー13は、両端面がエンド
リング15の外側面から所定の長さだけ突き出ている。

【００２３】この仮組立状態のロータの図１において右
側には、図示しない電動機が設置され、この電動機の出
力軸には、図示しない可撓継手を介して駆動軸８が連結
されている。

【００２４】この駆動軸８の先端には、内側の間隔がロ
ータの外径とほぼ等しい略コ字状に形成されたローラ支
え９の中心部が挿入され、このローラ支え９は、駆動軸
８の先端に溶接されている。

【００２５】ローラ支え９の先端には、一対の軸受７が
それぞれ圧入され、これらの軸受７には、回転軸10の両
端が圧入されている。ローラ支え９の先端の外面側に
は、円板状の軸受押え５がボルトで固定され、これらの
軸受押え５の片側は、軸受７の外輪を外側から押圧して
いる。

【００２６】回転軸10の両端には、外周面が高周波焼入
れによって硬化されたローラ14が焼嵌めされ、これらの
ローラ14は、回転軸10の両端に挿着されたキー６を介し
て回転軸10に固定されている。各ローラ14の間隔は、ロ
ータに形成されたスロット間の直径と同一となってい
る。

【００２７】このように構成されたかご形回転電機の製
造装置及び製造方法において、ロータのスロット11とエ
ンドリング15に貫設されたロータバー13の端部をかしめ
るときには、図示しないモータを駆動して前述した可撓
継手を介して駆動軸８を矢印Ａに示すように回転・駆動
する。一方、ロータバー13の左端は、図示しない治具で
鉄心に固定する。

【００２８】駆動軸８を回転させることで、この駆動軸
８の先端に溶接されたローラ支え９を駆動軸８の軸心を
中心として回転させると同時に、ロータを載置した取付
台を図１において矢印Ｂに示すように右側に移動させ、
ロータバー13の端面をローラ14の外周面に押し付ける。
すると、ローラ14は、ロータに対して環状に挿入された
ロータバー13の端面で押圧され転動しながら、駆動軸８
で回転する回転軸10によって回転する。

【００２９】ロータを載置した取付台を徐々に右側に移
動させることで、ロータバー13の端部は、図１に示すよ
うに塑性変形して、頭付ピンの頭部のような頭部が形成
され、この頭部によってロータバー13はエンドリング15
とかしめられる。ロータの片側のかしめ作業が終わる
と、ロータを反転させる。

【００３０】なお、上記実施例において、ローラ14の外
周の幅を僅かに広くして、この外周面に対して略凸字状
の凹部を環状に形成し、この凹部の両側の隅部を曲面と
して、ロータバー13のかしめられた頭部の両側に曲面を
形成して押えるようにしてもよい。

【００３１】また、図１で示した駆動軸８，ローラ支え
９，回転軸10及びこれらを駆動するモータは、ロータの
両側に設けて、このローラの両側からロータバー13を同
時にかしめてもよい。この場合には、ロータを反転させ
ることなく両側を同時にかしめることができるので、作
業効率が上がる利点がある。また、ロータバー13は、片
側をあらかじめ冷間成形で頭部を形成し、他側だけをか
しめてもよい。

【００３２】次に、図２は、本発明のかご形回転電機の
製造装置及び製造方法でかしめられるロータバーの形状
を変えた場合を示す。図２においては、エンドリング15
Ａには、ロータバー13のかしめ穴の外面側に対して面取
部15ａが形成されている。この場合には、ロータバー13
は端面がエンドリング15Ａの外側端面とほぼ同一となる
ようにかしめられる。この場合には、ロータの軸方向に
対して、ロータバー13の端部が突出しないので、軸方向
の最大長さを短縮することができる利点がある。

【００３３】図３は、本発明のかご形回転電機の製造装
置及び製造方法の第２の実施例を示す部分詳細図で、図
１に対応する図である。図３においては、図１で示した
ローラ押圧形のかしめ方法の代りに、頭部17ａの先端が
斜角の円錐状に形成された回転工具17が右側を僅かに外
側に傾斜させて、図示しない支持部に支持されている。
この頭部17ａの直径は、かしめられた後のロータバー13
の頭部の直径の２倍強となっている。

【００３４】この回転工具17の頭部17ａの先端面も焼入
れによって硬化されており、矢印Ｄに示すように回転さ
れながらロータ側に矢印Ｅに示すように押圧されること
で、ロータバー13の端面はかしめられて平坦となる。か
しめに伴う端部の材料の外周方向への移動によって、図
３に示すように頭付ピンの頭部に類似したかしめ部が形
成される。

【００３５】この場合には、ロータバー13は、ロータを
回転させることで、１本づつかしめられる。なお、回転
工具17は、軸心をロータバー13と同一とし、鈍角の先端
をロータバー13の中心に押圧してもよい。また、ロータ
側を工具側に押圧してもよい。

【００３６】図４は、図２で示したエンドリング15Ａと
同様に、このエンドリング15Ａに形成されたかしめ穴に
は、面取部15ａが形成されている。この場合にも、回転
工具17は矢印Ｆに示すように回転され、矢印Ｇに示すよ
うに押圧されるが、図２で示したロータと同様に軸方向
の長さを短くすることができる利点がある。

【００３７】なお、図３，図４で示した実施例において
も、回転工具17を矢印Ｅ及び矢印Ｇで示すように移動さ
せる構成としてもよい。また、ロータ側を固定し、代り
に回転工具17を駆動モータとともに回転させてもよい。

【００３８】次に、図５は、本発明のかご形回転電機の
製造装置及び製造方法の第３の実施例を示す図で、ロー
タバー13の端部のかしめられた部分に対して、例えばア
ーク放置によって加熱し溶融して、ロータバー13の頭部
の外周とエンドリング15を溶接接合したものである。

【００３９】この場合には、ロータバー13の両端がエン
ドリング15と接合されることで、長期に亘る運転中に受
ける振動や衝撃に対しても結合部のずれを防ぎ、結合の
信頼性を上げることができる利点がある。

【００４０】

【発明の効果】以上、請求項１に記載の発明によれば、
かご形回転子の少なくとも片側に対置され駆動部で回転
するローラ支えと、このローラ支えに両端が支持された
ローラ軸の両側に挿着されかご形回転子のロータバーの
端面と対置された一対のローラと、このローラとロータ
バーの端面との間に加圧力を付加しローラ支えの回転に
よりローラをロータバーの端面で転動させロータバーの
端部をかご形回転子のエンドリングにかしめる加圧機構
を備えることで、エンドリングの端面から突き出たロー
タバーの端部を、この端部の外面を転動する一対のロー
ラによって連続的にエンドリングにかしめたので、強度
の低下を防ぎ低価格で品質一定の接合部を得ることので
きるかご形回転電機の製造装置を得ることができる。

【００４１】また、請求項３に記載の発明によれば、か
ご形回転子のロータバーの少なくとも片側に対置され駆
動部で回転し先端に押圧部が形成されたかしめ棒と、こ
のかしめ棒とロータバーの端面との間に加圧力を付加し
かしめ棒の先端によりロータバーの端部をかご形回転子
のエンドリングにかしめる加圧機構を備えることで、エ
ンドリングの端面から突き出たロータバーの端部を、こ
の端部の外面に押圧部か押圧された回転するかしめ棒に
よって、エンドリングにかしめたので、強度の低下を防
ぎ低価格で品質一定の接合部を得ることのできるかご形
回転電機の製造装置を得ることができる。

【００４２】また、請求項５に記載の発明によれば、か
しめられたロータバーの端部を加熱しこの端部をエンド
リングに溶接する加熱手段を設けることで、ロータバー
の端部を溶融しエンドリングに溶接する加熱手段によっ
て、エンドリングとロータバーを強固に結合したので、
強度の低下を防ぎ低価格で品質一定の接合部を得ること
のできるかご形回転電機の製造装置を得ることができ
る。

【００４３】さらに、請求項６に記載の発明によれば、
ロータコアーとエンドリングに貫挿されたロータバーの
端面にローラを押圧し、このローラを転動させてロータ
バーの端部を塑性変形させ、エンドリングにかしめてロ
ータバーとエンドリングを一体化することで、ロータバ
ーとンドリングは、材料の如何にかかわらず互いに強固
にかしめたので、強度の低下を防ぎ、低価格で品質一定
の接合部を得ることのできるかご形回転電機の製造方法
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のかご形回転電機の製造装置の第１の実
施例を示す部分詳細図。

【図２】本発明のかご形回転電機の製造装置の第１の実
施例でかしめられるエンドリングの形状が図１と異なっ
た場合を示す部分詳細図。

【図３】本発明のかご形回転電機の製造装置の第２の実
施例を示す部分詳細図。

【図４】本発明のかご形回転電機の製造装置の第２の実
施例でかしめられるエンドリングの形状が図３と異なっ
た場合を示す部分詳細図。

【図５】本発明のかご形回転電機の製造装置の第３の実
施例を示す部分詳細図。

【図６】従来のかご形回転電機の製造装置で組み立てら
れる回転子鉄心を示す図。

【図７】従来のかご形回転電機の製造装置で組み立てら
れたかご形回転子の一例を示す半断面図。

【符号の説明】

５…軸受押え、６…キー、７…軸受、８…駆動軸、９…
ローラ支え、10…回転軸、11…ロータコアー、12…スロ
ット、13…ロータバー、14…ローラ、15，15Ａ…エンド
リング、17…回転工具。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 かご形回転子の少なくとも片側に対置さ
   れ駆動部で回転するローラ支えと、このローラ支えに両
   端が支持されたローラ軸の両側に挿着され前記かご形回
   転子のロータバーの端面と対置された一対のローラと、
   このローラと前記ロータバーの端面との間に加圧力を付
   加し前記ローラ支えの回転により前記ローラを前記ロー
   タバーの端面で転動させ前記ロータバーの端部を前記か
   ご形回転子のエンドトリングにかしめる加圧機構を備え
   たかご形回転電機の製造装置。
2. 【請求項２】 前記加圧機構を前記かご形回転子側又は
   前記ローラ支え側に設けたことを特徴とする請求項１に
   記載のかご形回転電機の製造装置。
3. 【請求項３】 かご形回転子のロータバーの少なくとも
   片側に対置され駆動部で回転し先端に押圧部が形成され
   たかしめ棒と、このかしめ棒と前記ロータバーの端面と
   の間に加圧力を付加し前記かしめ棒の先端により前記ロ
   ータバーの端部を前記かご形回転子のエンドリングにか
   しめる加圧機構を備えたかご形回転電機の製造装置。
4. 【請求項４】 前記加圧機構を前記かご形回転子側又は
   前記かしめ棒に設けたことを特徴とする請求項３に記載
   のかご形回転電機の製造装置。
5. 【請求項５】 前記かしめられたロータバーの端部を加
   熱しこの端部を前記エンドリングに溶接する加熱手段を
   設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれ
   かに記載のかご形回転電機の製造装置。
6. 【請求項６】ロータコアーとエンドリングに貫挿された
   ロータバーの端面にローラを押圧し、このローラを転動
   させて前記ロータバーの端部を塑性変形させ、前記エン
   ドリングにかしめて前記ロータバーと前記エンドリング
   を一体化するかご形回転電機の製造方法。