JPH09233785A - 突極形回転電機の回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】組立工程を短縮し、短納期の仕様に対して容易
に対応することのできる突極形回転電機の回転子を得る
こと。 【解決手段】磁極鉄心３の両側に固定される磁極端板４
Ａの外周外側に対して、隙間８を形成する。この隙間８
の軸心側に突設した短絡板固定部４ａの外面側に対し
て、一対のめねじ穴４ｂを設ける。短絡板２Ａの両側に
は、一対のスリーブ５を挿入し、このスリーブ５をボル
ト14と短冊折座金16Ａで磁極端板４Ａの短絡板固定部４
ａの外面側に固定する。スリーブ５の両側には、短絡板
固定部４ａとの間に隙間７Ａを形成し、短冊折座金16Ａ
との間に隙間７Ｂを形成することで、導体１の熱膨張に
伴う伸縮に対応する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、突極形回転電機の
回転子に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の突極形回転電機の回転子
の一例としてのかご形巻線付同期電動機の回転子を示す
部分縦断面図である。図５において、磁極片３は、図示
しない回転子軸の外周に対して等間隔に放射状に突設さ
れている。これらの磁極片３の外周には、導体１が貫挿
される貫通穴が後述する図１で示すように軸方向に等間
隔に形成されている。

【０００３】各磁極鉄心３の軸方向の両側には、図５に
おいては略Ｌ字形で、図示しない側面図では略長方形の
軟鋼材の磁極端板４Ｂが、図示しない締付スタッドで各
磁極鉄心３に固定されている。各磁極端板４Ｂの外周側
にも、磁極鉄心３と同様に、各導体１が貫挿される貫通
穴が加工されている。

【０００４】これらの磁極鉄心３と磁極端板４Ｂに加工
された貫通穴には、銅材で丸棒状の導体１が、かご形巻
線として挿入されている。各磁極端板４Ｂから突き出た
導体１の端部には、図示しない側面図では弧状の短絡板
２Ｂが、これらの短絡板２Ｂに加工された貫通穴を介し
て取り付けられ、ろう付されている。

【０００５】これらの短絡板２Ｂの図５において右端面
の外周側には、図示しない側面図では弧状の段付部が形
成され、短絡板２Ｂの右端面には、図示しない側面図で
は環状の支え環10が添設されている。この支え環10の短
絡板２Ｂとの対向面には、短絡板２Ｂに形成された段付
部に外周の対向面が嵌合する座ぐり部が形成され、位置
決めされている。

【０００６】これらの短絡板２Ｂの両端と支え環10に
は、段付部と座ぐり部の内周側に対してボルト穴が加工
され、これらの短絡板２Ｂと支え環10は、ボルト穴に挿
入されたボルト14と、短絡板２Ｂに添設された短冊折座
金16Ｂ及び支え環10に添設された短冊折座金16Ｃを介し
て締め付けられている。磁極端板４Ｂの内周面には、絶
縁スペーサ12が示され、この絶縁スペーサ12の更に内周
面には、界磁巻線13が示されている。

【０００７】このように構成された突極形回転電機の回
転子が組み込まれた同期電動機においては、始動時には
誘導電動機として始動・加速され、回転子の回転数が同
期速度近くに達すると、界磁巻線13が図示しないスリッ
プリングとブラシを介して励磁される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成された突極形回転電機の回転子においては、支え環
10の製作のために材料の無駄が多く、この支え環10を短
絡板２Ｂに固定するための短絡板２Ｂの段付部の加工で
加工工程が増えてくる。

【０００９】すなわち、支え環10は、図５の側面図では
幅の狭い環状となるので、この支え環10を製作するため
には、この支え環10の外径に相当する幅の素材が必要で
ある。したがって、素材の面積の大部分を占める狭い幅
の環状部の外側と内側は、廃材となる。

【００１０】また、環状部を得るための加工に時間がか
かるだけでなく、環状となって剛性が低い支え環10の外
周に対して、前述した座ぐり部を形成するための加工
も、旋盤加工機への取付に時間がかかる。

【００１１】さらに、短絡板２Ｂの外周側に形成する段
付部は、高速の回転子では、導体１にろう付した後に行
うことで、支え環10の座ぐり部との密着度を上げなけれ
ばならない。すなわち、回転子の最終組立工程におい
て、切削加工を行わなければならない。

【００１２】しかし、この加工を行うためには、組立工
場から切削加工工場に回転子を搬送しなければならず、
大形の加工機が必要であるだけでなく、間隔を置いて配
置された短絡板２は、剛性が低いので、それぞれ強固に
固定しなければ、バイトが振動して加工できない。

【００１３】この固定作業は、ろう付位置が微妙に異な
る短絡板２に対して個別に行わなければならず、しか
も、柔らかい導体１と短絡板２を変形させてはならな
い。したがって、この作業には、細心の注意と熟練を要
する。

【００１４】図４（ｂ）は、このように構成された従来
の突極形回転電機の回転子の組立工程を示す流れ図であ
る。図４（ｂ）において、ステップ16Ａでは、各磁極鉄
心３に対して、磁極端板４Ｂが固定される。

【００１５】次のステップ16Ｂでは、各導体１が各磁極
鉄心３と各磁極端板４Ｂに挿入される。次のステップ16
Ｃでは、各導体１の両端に短絡板２Ｂが挿入されろう付
される。

【００１６】次のステップ16Ｄでは、このようにして各
磁極単位に組み立てられた磁極鉄心３，磁極端板４Ｂ及
び導体１と短絡板２Ｂが、回転子軸にタブテールを介し
て固定される。次のステップ16Ｅでは、支え環10の締付
穴が短絡板２Ｂに形成された取付穴に合わせて加工され
る。

【００１７】次のステップ16Ｆでは、支え環10の座ぐり
部が加工され、短絡板２Ｂの外面に対する切削加工が、
前述したように切削加工工場に搬入された半組立状態の
回転子に対して行われる。

【００１８】さらに、ステップ16Ｇでは、短絡板２Ｂの
外面側に対して、ボルト14や短冊折座金16Ｂ，16Ｃなど
を介して支え環10が取り付けられる。そこで、本発明の
目的は、組立工程を短縮し、短納期の仕様に対して容易
に対応することのできる突極形回転電機の回転子を得る
ことである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
突極形回転電機の回転子は、突極形磁極の側面に固定さ
れた磁極端板及び突極形磁極の外周側に貫挿された複数
の導体と、これらの導体の端部に外周側が固定された短
絡板と、この短絡板の内周側に設けられ短絡板を導体の
長手方向に移動自在に支持する支持部を備えたことを特
徴とする。

【００２０】また、請求項２に記載の発明の突極形回転
電機の回転子は、短絡板に形成された案内穴に挿入され
磁極端板に片側が固定される支持具で支持部を構成した
ことを特徴とする。

【００２１】また、請求項３に記載の発明の突極形回転
電機の回転子は、案内穴に挿入されるスリーブと、この
スリーブに挿入されこのスリーブを磁極端板に固定する
締付具とで支持具を構成したことを特徴とする。

【００２２】また、請求項４に記載の発明の突極形回転
電機の回転子は、スリーブの両端と短絡板との間に隙間
を形成したことを特徴とする。

【００２３】さらに、請求項５に記載の発明の突極形回
転電機の回転子は、スリーブと締結具との間に短冊折座
金を介在させたことを特徴とする。

【００２４】このような手段によって、本発明の突極形
回転電機の回転子においては、短絡板の先端に支え環を
用いることなく、支持部を介して導体と平行方向に移動
自在に磁極端板に支持する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の突極形回転電機の
回転子の一実施形態を図面を参照して説明する。図１
は、本発明の突極形回転電機の回転子の一実施形態を示
す斜視図、図２は図１の部分拡大図で、従来の技術で示
した図５に対応し、図３（ａ）は、図２の部分斜視図、
図３（ｂ）は図２の部分断面図である。

【００２６】図１，図２及び図３において、回転子軸６
の外周には、複数の磁極片３が放射状に等間隔に固定さ
れている。これらの磁極片３の両側には、詳細を図２及
び図３で示す磁極端板４Ａが図示しない複数本のスタッ
ドを介して磁極片３に固定されている。

【００２７】これらの磁極片３と磁極端板４Ａの外周の
貫通穴には、導体１が貫挿され、これらの導体１の両端
には、銅材で製作された短絡板２Ａがろう付部９でろう
付されている。

【００２８】磁極端板４Ａには、図２及び図３（ａ）に
示すように、導体１が貫挿される頭部４ｃが外周に突設
され、この頭部４ｃの短絡板２Ａ側には約15mmの隙間８
が形成されている。この隙間８は、短絡板２Ａをろう付
するための作業に使用する治具の先端が挿入されるため
の空間となる。

【００２９】頭部４ｃと隙間８の内周側には、内周側が
平坦で外周側が弧状の短絡板固定部４ａが突設されてい
る。この短絡板固定部４ａの側面には、一対のめねじ穴
４ｂが図３に示すように両側に形成されている。

【００３０】短絡板固定部４ａの内周面には、従来の技
術で示した図５と同様に絶縁板12が設けられ、この絶縁
板12の更に内周側には、同じく界磁巻線13が図12のよう
に示されている。

【００３１】一方、短絡板２Ａは、両面とも平坦で、内
周側の両側に対して、一対のスリーブ挿入穴５ａが形成
されている。これらのスリーブ挿入穴５ａには、軟鋼製
のスリーブ５が挿入され、このスリーブ５の長さは、短
絡板２Ａの厚さと比べて約４mm長くなっている。したが
って、短絡板２Ａの両側には、図２に示すように約２mm
の隙間７Ａ，７Ｂが形成されている。

【００３２】一対のスリーブ５の外面側には、短冊折座
金16Ａを介してボルト14が挿入され、スリーブ５は、短
絡板固定部４ａにボルト14で固定されている。各短絡板
２Ａの接続部の両側には、図１に示すように台形の接続
板11が添設され、４本のボルトで短絡板２Ａに締め付け
られている。

【００３３】このように構成された突極形回転電機の回
転子においては、導体１に流れる電流によって、この導
体１が発熱して伸びると、短絡板２Ａは、スリーブ５に
よって回転方向を保持された状態で、隙間７Ｂをボルト
14の頭部の方向に移動する。

【００３４】また、逆に、回転電機の停止によって、導
体１が収縮すると、短絡板２Ａは、スリーブ２Ａに案内
されて、短絡板固定部４ａとの間に形成された隙間７Ａ
を磁極端板４Ａ側に移動する。

【００３５】一方、回転子の始動時や停止時の加速・減
速によって、各導体１の端部に印加される円周方向の曲
げモーメントは、スリーブ５を磁極端板４Ａに固定する
ボルト14の締付力によって、スリーブ５を介して対応す
ることができる。

【００３６】さらに、ボルト14は、短冊折座金６Ａの端
部がボルト14の頭部に折り曲げられ、ボルト14は回転し
ないので、ボルト14のゆるみを防ぐことができ、スリー
ブ５の固定力の低下を防ぐことができる。

【００３７】このように構成された突極形回転電機の回
転子においては、従来の回転子に組み込まれた環状の支
え環を省くことができるだけでなく、回転子に組み込ん
だ後の短絡板の切削加工工程を省くことができるので、
組立工程に切削加工工程が介在せず、組立工程と組立期
間を大幅に短縮することができる。

【００３８】なお、上記実施例において、スリーブ５の
外面と短絡板２Ａのスリーブ挿入穴との間に、例えばグ
リースなどの潤滑油を塗布してもよく、ボルト14の軸部
とスリーブ５の内周との間の隙間を最小にして、始動・
停止の繰り返しによるスリーブ５の僅かなずれも規制
し、ボルト14にかかる衝撃を防ぐようにしてもよい。ま
た、隙間７Ａ，７Ｂの寸法は、回転子軸の長さや設置環
境及び負荷の条件によって、増減させてもよい。

【００３９】図４（ａ）は、このように構成された突極
形回転電機の回転子を組み立てる工程を示す流れ図で、
従来の技術で示した図４（ｂ）に対応する図である。図
４（ａ）において、図４（ｂ）と異なるところは、工程
はステップ16Ａからステップ16Ｄまでの４工程に短縮さ
れていることである。

【００４０】すなわち、ステップ16Ｃで短絡板２Ａをろ
う付し、スリーブ５とボルト14で両側を固定すること
で、次のステップ16Ｄにおける回転子軸への固定で終了
となる。

【００４１】したがって、組立工程中に切削加工工程が
介在せず、この切削加工のための搬送作業を省くことが
できるので、製作に要する期間を大幅に短縮することが
でき、短い納期の仕様に対して容易に対応することがで
きる。

【００４２】

【発明の効果】以上、請求項１に記載の発明によれば、
突極形磁極の側面に固定された磁極端板及び突極形磁極
の外周側に貫挿された複数の導体と、これらの導体の端
部に外周側が固定された短絡板と、この短絡板の内周側
に設けられ短絡板を導体と平行方向に移動自在に支持す
る支持部を備えることで、短絡板の先端に支え環を用い
ることなく、支持部を介して導体の長手方向に移動自在
に磁極端板に支持したので、組立工程を短縮し、短納期
の仕様に対して容易に対応することのできる突極形回転
電機の回転子を得ることができる。

【００４３】また、請求項２に記載の発明によれば、短
絡板に形成された案内穴に挿入され磁極端板に片側が固
定される支持具で支持部を構成することで、短絡板の先
端に支え環を用いることなく、支持具を介して導体と平
行方向に移動自在に磁極端板に支持したので、組立工程
を短縮し、短納期の仕様に対して容易に対応することの
できる突極形回転電機の回転子を得ることができる。

【００４４】また、請求項３に記載の発明によれば、案
内穴に挿入されるスリーブと、このスリーブに挿入され
このスリーブを磁極端板に固定する締付具とで支持具を
構成することで、短絡板の先端に支え環を用いることな
く、スリーブと締結具を介して導体と平行方向に移動自
在に磁極端板に支持したので、組立工程を短縮し、短納
期の仕様に対して容易に対応することのできる突極形回
転電機の回転子を得ることができる。

【００４５】また、請求項４に記載の発明によれば、ス
リーブの両端と短絡板との間に隙間を形成することで、
短絡板の先端に支え環を用いることなく、スリーブを介
して導体と平行方向に移動自在に磁極端板に支持したの
で、組立工程を短縮し、短納期の仕様に対して容易に対
応することのできる突極形回転電機の回転子を得ること
ができる。

【００４６】さらに、請求項５に記載の発明によれば、
スリーブと締結具との間に短冊折座金を介在させること
で、短絡板の先端に支え環を用いることなく、スリーブ
を介して導体と平行方向に移動自在に磁極端板に支持し
たので、組立工程を短縮し、短納期の仕様に対して容易
に対応することのできる突極形回転電機の回転子を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の突極形回転電機の回転子の一実施形態
を示す斜視図。

【図２】図１の部分断面拡大図。

【図３】（ａ）は、図１の部分拡大斜視図。（ｂ）は、
図２の部分断面図。

【図４】（ａ）は、本発明の突極形回転電機の回転子の
作用を示す流れ図。（ｂ）は、従来の突極形回転電機の
回転子の作用を示す流れ図。

【図５】従来の突極形回転電機の回転子の一例を示す部
分断面図。

【符号の説明】

１…導体、２Ａ，２Ｂ…短絡板、３…磁極鉄心、４Ａ，
４Ｂ…磁極端板、４ａ…短絡板固定部、４ｂ…めねじ
穴、５…スリーブ、６…回転子軸、７Ａ，７Ｂ，８…隙
間、９…ろう付部、10…支え環、11…接続板、12…絶縁
スペーサ、13…界磁巻線、14…ボルト、15…ナット、16
Ａ，16Ｂ，16Ｃ…短冊折座金。

フロントページの続き (72)発明者 宮下 修 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 突極形磁極の側面に固定された磁極端板
   及び前記突極形磁極の外周側に貫挿された複数の導体
   と、これらの導体の端部に外周側が固定された短絡板
   と、この短絡板の内周側に設けられ前記短絡板を前記導
   体の長手方向に移動自在に支持する支持部を備えた突極
   形回転電機の回転子。
2. 【請求項２】 前記支持部と、前記短絡板に形成された
   案内穴に挿入され前記磁極端板に固定される支持具で構
   成したことを特徴とする請求項１に記載の突極形回転電
   機の回転子。
3. 【請求項３】 前記支持具を、前記案内穴に挿入された
   円筒状のスリーブと、このスリーブに挿入されこのスリ
   ーブを前記磁極端板に固定する締付具で構成したことを
   特徴とする請求項２に記載の突極形回転電機の回転子。
4. 【請求項４】 前記スリーブの両端と前記短絡板との間
   に隙間を形成したことを特徴とする請求項３に記載の突
   極形回転電機の回転子。
5. 【請求項５】 前記スリーブと前記締付具との間に短冊
   折座金を介在させたことを特徴とする請求項３又は請求
   項４に記載の突極形回転電機の回転子。