JPH09103054A - 非同期機のためのかご形ロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 、機械の全回転数範囲にわたってそのかご頭
部が、固有振動が生じないかまたは減衰された固有振動
が生じるようにロータ本体に連結されるように構成され
た非同期機のためのかご形ロータを提供する。 【解決手段】 両押圧リングが成層鉄心（２）から軸方
向に距離を置いていて、しかも同時に短絡リング（４）
のための支持リング（６）を成しており、成層鉄心
（２）の端面と支持リング（６）との間にスペーサウエ
ブ（７）が設けられており、スペーサウエブが有利には
支持リング（６）と一体に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非同期機のための
かご形ロータであって、軸に固定され両側の押圧リング
によって一緒に保持された、かご形バーを受容するため
の成層鉄心を備えており、かご形バーが成層鉄心の外部
でそれぞれ短絡リングと固定的に結合されており、かつ
各短絡リングが軸に固定された支持リングによって半径
方向で支持された形式のものに関する。本発明は例えば
ドイツ国特許公開ＤＥ２７２１２１１Ａ１から得られる
公知技術から出発する。

【０００２】

【従来の技術】高速の非同期機では成層鉄心から両側に
突出したかご形バーの端部とこれらと結合される短絡リ
ングは特に大きな遠心力とともに高温に曝され、かつ制
御されない不釣合いが生じる危険を持つ。さらに露出し
た巻線（巻線頭部）の領域で各バーかご形構造は半径方
向および周方向の振動性を有し、これは特に電車モータ
では障害的な共鳴振動に導くことがある、それというの
も固有周波数を励振周波数（例えば伝動装置ピニオンギ
ヤから）外へ置くのはたいていの場合成功しないからで
ある。

【０００３】非同期機の短絡リングの領域内で遠心力を
制御するために以前から焼きばめリングが使用され、焼
きばめリングは短絡リング上へはめ込まれる。焼きばめ
リングは曲げに対する機械的な支持の働きをするにすぎ
ない。構造全体は依然として振動性である。

【０００４】ドイツ国特許公開ＤＥ２７２１２１１Ａ１
から公知のかご形ロータでは各短絡リングは軸に固定さ
れたセンタリングリングによって固定されている。セン
タリングリングは内面でもって軸方向の圧力下に隣接す
るかご形バーの端面へ当接し、かつセンタリングリング
の内端面の自由部分が環状の切欠部を有しており、該切
欠部の周面には環状みぞの端面から距離を置いて短絡リ
ングの軸方向突出部の外側の環状面が当接しており、そ
の内側の環状面は半径方向に距離を置いて軸を包囲して
いる。

【０００５】この公知の構造は強制された振動および共
鳴振動に対して良好な減衰特性を持つ。しかし該構造は
基本的には小さなロータ直径の小形モータに対してしか
適さない、それというのも比較的中実であるセンタリン
グリングがロータの冷却を、特にかご頭部の最適な貫流
を損うからである。

【０００６】非同期機のかご頭部のねじり振動に対する
剛性を高めるための他の方法はドイツ国特許ＤＥ４２３
３４７４Ｃ２に記載されている。ここでは端面から軸方
向に突出したかご形バーが端部領域内で、別個の半径方
向に重なったバー端部が形成されるように分割されてお
り、かつそれぞれ１つのみぞに属するバー端部が接線方
向に互いに逆方向に曲げられている。この構造はきわめ
て高価であり、かつ巻線頭部の半径方向の剛性に比較的
僅かな程度でしか影響を与えることができない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、非同
期機のためのかご形ロータであって、そのかご頭部が機
械の全回転数範囲にわたって、固有振動が生じないかま
たは減衰された固有振動が生じるようにロータ本体に連
結されるように構成されたものを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の手段は、両押圧リングが成層鉄心から軸方
向に距離を置いていて、しかも同時に短絡リングのため
の支持リングを成しており、成層鉄心の端面と支持リン
グとの間にスペーサウエブが設けられていることであ
る。スペーサウエブが支持リングと一体に構成されてい
ると有利である。

【０００９】

【発明の効果】本発明の利点は、特にこのようにしてか
ご頭部が機械の全回転数範囲にわたって、既に僅かな回
転数から、固有振動が生じないかまたは減衰された固有
振動が生じるように、ロータ本体に連結されていること
にある。本発明による手段は同時に、遠心力とかご材料
における熱膨張からロータ本体に対して相対的に得られ
る短絡かごの寸法変化も配慮する。

【００１０】

【発明の実施の形態】軸１に成層鉄心２が通常の形式で
固定されている。成層鉄心は外周部に軸方向に延びたみ
ぞを有し、かご形バー３がみぞ内に挿入され、かつここ
で遠心力の影響に対して半径方向で確保されている。か
ご形バー３は成層鉄心２よりも突出していて、しかも短
絡リング４と結合されており、短絡リングと成層鉄心２
の端面との間には明らかに間隔が置かれている。かご形
バー３の突出端部と短絡リング４はいわゆる巻線頭部を
成している。

【００１１】かご形バー３の端部は半径方向に細くなっ
ている。短絡リング４の上に焼きばめ５がはめ込まれて
いる。軸１と短絡リング４との間の環状室内には支持リ
ング６が配置されており、支持リングは軸１と固定的に
結合され、例えば軸に焼きばめされており、かつ全外周
面にわたって短絡リング４の内周面に当接している。こ
の支持リング６は成層鉄心２の端面から距離を置いてい
る。支持リングは成層鉄心２に面した側に複数の半径方
向に延びたウエブまたはリブ７を有している。ウエブは
成層鉄心２に対するスペーサとしてもまた成層鉄心２の
ための押圧フィンガーとしても働く。支持リングは同時
に成層鉄心２のための押圧リングの作用も引受ける。支
持リングの軸方向の固定は、冒頭で挙げられたドイツ国
特許公開ＤＥ２７２１２１１Ａ１に記載されているのと
同一の方法で行われる。

【００１２】焼きばめリング５の冷却の際に収縮力は先
ず短絡リング４へ、次いで支持リング６へ働く。焼きば
めリング５の予張力は、機械のどの使用時点でも短絡リ
ング４の内周面と支持リング６の外周面との間の摩擦接
続の消失をもたらさないように設計されている。

【００１３】図１から判るように、上記の支持構造は高
い電気的応力に曝されるかご頭部の通風を僅かに妨げる
にすぎない。冷却空気は実際妨げられずに成層鉄心２内
の軸方向の冷却空気孔８からウエブ７間の空間を通って
半径方向に外部へ流れる。必要な場合にはさらに支持リ
ング６内に貫通孔９を設けることができ、孔はそれぞれ
２つの隣合ったウエブ７間に存在しているが、必ずしも
冷却空気孔８と整列していなくてもよい。

【００１４】図３に示された、図１および図２によるか
ご形ロータの発展形では短絡リング４の支持リング６へ
の連結が弾性部材、例えば波形ばね１０によって支援さ
れている。波形ばね１０は一部が支持リング６の外周部
内の環状のみぞ内に、かつ一部は短絡リング４の内周部
内に位置している。図１による実施例と同様に短絡リン
グ４と支持リング６とは直接互いに支持されている。波
形ばね１０は摩擦接続が失われた場合の連結を保証す
る。

【００１５】図４および図５に示された本発明の実施例
では、短絡リング４と支持リング６との間の摩擦接続、
したがってこれら相互の連結の保証は短絡リングの特別
な構成によって行われている。周方向に一様な横断面を
持つ短絡リングの代りに、この例で使用された短絡リン
グは周方向に所定の異方性を持つ。この異方性は、短絡
リング４の、例では３つの区分に材料切欠部１１が設け
られることによって得られる。切欠部は短絡リングの内
周面にわたって均一に分配され、かつほぼそれぞれ６０
〜９０゜の角度にわたって延びている。材料切欠部相互
間のゾーン１２内においては短絡リング４は実際に全幅
でもって支持リング６上に載置しているのに対して材料
切欠部１１の領域内では該リングの当初の幅のほぼ半分
である。この異方性は機械の使用中に、遠心力の作用下
に短絡リング４並びに焼きばめリング５が変形する結果
をもたらす。この変形が図５による平面図に点線でかつ
誇張して書込まれている。この変形は半径方向の力（図
５に矢印で略示）を生じ、この力はゾーン１２における
摩擦接続を介しての連結を強める。

【００１６】上記の異方性はもちろん、材料切欠部１１
の代りに短絡リング４の内周部にわたって分配された材
料付加部が設けられることによっても達成することがで
きるが、図４ないしは図５には示されていない。

【００１７】比較的高い強度を持つ合金導体材料から成
るろう接かご形巻線において短絡リングの支持リングへ
の連結を、支持リング６′が外周部に軸方向に外方へ突
出した突出部１３を有しており、該突出部が短絡リング
４′の、成層鉄心２に面した端面に設けられた環状みぞ
１４内へ突入していることによって（図６）、本発明に
よる範囲を超えることなく実施することができる。この
場合第１の変更形によれば支持リング６′の軸方向の突
出部１３は軸側の周面でもって軸側のみぞ壁へ当接して
いる。極端な場合には突出部は短絡リング４′のみぞ１
４内へ形状係合によって突入している。これによって加
熱および回転数とともに次第に強力になる連結が得られ
る。所で支持リング６′の突出部１３の応力を制限内に
保持するためには、突出部１３の内周面と軸寄りのみぞ
壁との間に弾性部材、有利に波形ばね１５を挿入すると
有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のかご形ロータの端部部
分の縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図である。

【図３】図１の実施例の変更形を示した図である。

【図４】かご形ロータの第２の実施例を示した図であ
る。

【図５】図４によるかご形ロータの端面図である。

【図６】かご形ロータの第３の実施例を示した図であ
る。

【符号の説明】

１ 軸、 ２ 成層鉄心、 ３ かご形バー、 ４，
４′ 短絡リング、 ５焼きばめリング、 ６，６′
支持リング、 ７ ウエブ、 ８ 冷却空気孔、 ９
孔、 １０，１５ 波形ばね、 １１ 材料切欠部部、
１２ ゾーン、 １３ 突出部、 １４ 環状みぞ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非同期機のためのかご形ロータであっ
   て、軸に固定され両側の押圧リングによって一緒に保持
   された、かご形バー（３）を受容するための成層鉄心
   （２）を備えており、かご形バーが成層鉄心（２）の外
   部でそれぞれ短絡リング（４）と固定的に結合されてお
   り、かつ各短絡リング（４）が軸（１）に固定された支
   持リング（６）によって半径方向で支持された形式のも
   のにおいて、両押圧リングが成層鉄心（２）から軸方向
   に距離を置いていて、しかも同時に短絡リング（４）の
   ための支持リング（６）を成しており、成層鉄心（２）
   の端面と支持リング（６）との間にスペーサウエブ
   （７）が設けられていることを特徴とする、非同期機の
   ためのかご形ロータ。
2. 【請求項２】 短絡リング（４）が内周面でもって支持
   リング（６）の外周面上に直接または区間によって第１
   の弾性部材（１０）を介在させて当接しており、かつ短
   絡リング（４）を包囲した焼きばめリング（５）によっ
   て支持リング（６）上へ押圧されている、請求項１記載
   のかご形ロータ。
3. 【請求項３】 短絡リング（４）が全周面でもって支持
   リング（６）上に当接している、請求項２記載のかご形
   ロータ。
4. 【請求項４】 支持リング（６）の外周部およびまたは
   短絡リング（４）の内周部にみぞが設けられており、み
   ぞ内へ第１の弾性部材（１０）が挿入されている、請求
   項２記載のかご形ロータ。
5. 【請求項５】 短絡リングが全周にわたって均一に分配
   された、内周部における３つ以上のゾーンに材料切欠部
   （１１）を有している、請求項２記載のかご形ロータ。
6. 【請求項６】 短絡リングが全周にわたって均一に分配
   された、内周部における３つ以上の箇所に材料蓄積部
   （１２）を有している、請求項２記載のかご形ロータ。
7. 【請求項７】 支持リング（６′）が外周部に軸方向に
   外方へ向いた突出部（１３）を有しており、突出部が短
   絡リング（４′）の、成層鉄心（２）に面した端面の環
   状みぞ（１４）内へ突入している、請求項１記載のかご
   形ロータ。
8. 【請求項８】 支持リング（６′）の軸方向の突出部
   （１３）が軸側の周面でもって軸側のみぞ壁に当接して
   おり、場合により形状結合によって短絡リング（４′）
   のみぞ（１４）内へ突入している、請求項７記載のかご
   形ロータ。
9. 【請求項９】 突出部の内周面と軸寄りのみぞ壁との間
   に弾性部材（１０）が挿入されている、請求項７記載の
   かご形ロータ。