KR19980042261A

KR19980042261A - 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR19980042261A
Application number: KR1019970059130A
Authority: KR
Inventors: 히사모리요우이치; 나카츠루미키노리; 기모토고우이치
Original assignee: 기타오카다카시; 미쓰비시덴키 (주)
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 1998-08-17
Also published as: CN1109396C; JP3180691B2; JPH10150750A; CN1182970A; PT102078A; KR100325910B1; PT102078B

Abstract

본 발명은 납땜(brazing)의 경우에 작업자의 기능을 필요로 하지 않으며, 또한, 납땝시간이 짧고, 신뢰성이 높은 납땜 이음매 형상을 갖는 저장 케이지(squirrel-cage)형 유도 전동기의 회전자를 얻는 것으로서, 엔드링(end ring;2)과 접하는 로터바(rotor bar;1)의 단면에 로터바 단면에서 짧은변의 방향을 따라서 산(mount)형상의 요철부를 설치하며, 로터바(1)와 엔드링(2)의 접촉을 선접촉으로 하였다.

Description

저장 케이지형 유도 전동기의 회전자 및 그 제조방법

본 발명은, 예를들어 비교적 대형인 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에 있어서의 로터바(rotor bar)와 엔드링(short circuit ring)을 납땜(brazing)하기 위한 이음매 구조와 그 납땜방법에 관한 것이다.

(종래의 기술)

도 16a 내지 도 16c는 각각 일본 특허공개 소55-40051호 공보에 나타낸 종래의 유도 전동기의 회전자에서의 로터바(회전자 바)와 엔드링(단락환)의 납땝 이음매 구조를 나타내는 측면도, 정면도 및 상면도 이다. 도 17은 종래의 납땜 이음매 구조를 나타내는 회전자에 대하여 토치(화염;flame)가열에 의해 납땜을 행하는 상태를 나타내는 외관 사시도 이다. 도면에서, 부호 1은 로터바(회전자 바), 부호 2는 엔드링(단락환), 부호 3은 땜 재료(5)가 흐른후의 납땜부, 부호 4는 납땜틈, 부호 5는 작업자가 수동으로 공급하는 땜 재료, 부호 6은 엔드링(2)아랫면에서 CO₂가스등의 화염에 의해 가열하는 토치a, 부호 7은 로터바(1)의 납땜부 측면을 CO₂가스등의 화염에 의해 가열하는 토치b 이다. 부호 8은 엔드링(2)표면에 설치된 납땜용 홈이다.

이어서, 종래구조의 회전자 납땜방법에 관하여 설명한다. 먼저, 엔드링(2)표면에 설치된 납땜용 홈(8)에 플럭스(도시생략)를 도포하여 둔다. 종래예에서는, 땜 재료(5)에 은땜 재료(BAg-6 또는 BAg-7)를 사용하기 때문에 플럭스에도 은땜 재료용의 플럭스를 사용하고 있다. 토치a(6)에 의해 엔드링(2)아랫면에서 가열한다. 또한, 어느정도 엔드링(2)의 온도가 상승한 점에서 토치b(7)에 의해 로터바(1)를 가열한다. 플럭스가 활성온도에 도달하여 로터바(1)와 엔드링(2)이 땜 재료(5)의 액상선 이상의 온도에 도달한 단계에서 작업자(도시생략)가 땜 재료(5)를 손으로 넣어서 납땜을 행한다. 이때 작업자는 가열한 로터바(1)와 엔드링(2)의 색을 보면서 온도를 예측하고 있으며, 이것에는 숙련된 기능이 필요하게 된다. 이와같이 한개의 로터바(1)가 납땜되면 이어서 다른 로터바(1)를 납땜하여 간다. 또한, 로터바(1)의 개수가 많은경우(예를들면 20개 이상)는, 5개에서 8개 정도를 납땜하여 납땜한 개소의 180도 반대측의 로터바를 이어서 납땝하도록하여 납땜때에 발생하는 열응력(thermal stress)이 작게되도록한 방법을 취한다. 이때문에 종래의 납땜 방법에서는 납땜이 완료할 때까지의 시간이 길게되는 결점이 있다. 예를들면, 로터바(1)가 45개 정도 있는 것은, 엔드링(2)에 로터바(1)를 모두 납땜하는데에는 2시간정도가 필요하다.

종래의 납땜방법에서는, 이상과 같이 납땝시간이 길게 걸리며, 작업자의 숙련이 필요하다는 결함이 있었다.

또한, 회전자가 크게되면 로터바(1)의 치수도 크게되며, 납땜 틈(4)을 형성하는 목적으로 도 16a에 나타내듯이 비스듬하게 절단된 형상에서는 로터바 단면을 선반등으로 가공하기 위해 비스듬히 하는 각도θ를 1도 이하로는 하기 어렵고, 납땜 틈(4)이 지나치게 크게된다는 결점이 있었다.

또한, 종래의 작업자에 의한 납땝방법에 있어서 결점이었던 납땜시간을 단축하기 위해서는 놓여진 땜재료를 엔드링(2)과 접하는 로터바 단면의 한쪽측의 길이방향에 따라서 공급하며, 엔드링(2)아랫면에서의 고주파 가열에 의해 일괄 납뺌을 행하는 방법이 고려된다. 그러나, 도 16a 내지 도 16c 및 도 18c에 나타내는 종래의 이음매 형상 그대로 상기 놓여진 땜재료에 의한 납땜을 행하면, 도 18a에 나타내듯이 땜 재료가 로터바(1)단면에 동일하게 흐르지 않아, 중앙부에 커다란 납땜 결함이 발생한다는 결점이 있었다. 이것은, 로터바(1)와 엔드링(2)의 틈이 작은곳의 모세관력은 강하며, 틈이 크게됨에 따라서 모세관력이 작게되기 때문에 땜 재료의 흐르는 속도는 도 18b에 나타내듯이 되며, 로터바 중앙부를 땜 재료가 매설되기 전에 땜재료의 흐름의 속도가 빠른 부분의 땜 재료가 로터바(1)외주부를 돌아들어가며, 그결과 중앙부에 보이드(void)를 형성하기 때문이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 납땜시간이 짧고, 작업자의 기능을 필요로 하지않으며, 놓여진 땜 재료로 신뢰성이 높은 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자가 얻어지는 납댐 이음매 형상 및 납땜방법을 얻는 것을 목적으로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명의 제 1구성에 관한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자는, 엔드링과 접하는 로터바 단면에 있어서의 짧은변의 방향에 따라서 오목부 또는 볼록부를 설치하며, 로터바와 엔드링의 접촉을 선접촉으로 한 것이다.

본 발명의 제 2구성에 관한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자는, 로터바와 접하는 엔드링면에 둘레방향에 따라서 오목부 또는 볼록부를 설치하며, 로터바와 엔드링의 접촉을 선접촉으로 한 것이다.

본 발명의 제 3구성에 관한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자는, 상기 로터바와 상기 엔드링의 접촉을 1 내지 5개의 선접촉으로 한 것이다.

본 발명의 제 4구성에 관한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자는, 상기 오목부 또는 볼록부의 단면형상을 산형 형상으로하며, 로터바 단면에서 짧은변의 양단부보다 짧은변의 중앙부의 모세관력을 크게한 것이다.

본 발명의 제 5구성에 관한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자는, 상기 복수의 로터바와 접하는 엔드링면의 각 로터바 설립위치에 로터바 1개와 로터바 1개를 납땝할 수 있는 량의 땜 재료를 로터바의 한쪽측에 수납할 수 있는 크기의 홈부를 설치한 것이다.

본 발명의 제 1방법에 관한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자의 제조방법은, 복수의 로터바와 엔드링이 납땜에 의해 접속된 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에 있어서, 로터바 2개를 납땜할 수 있는량의 땜 재료를 로터바와 로터바와의 사이에 하나의 간격으로 공급되며, 상기 엔드링의 아랫면에서 가열되어 일괄 납땜한 것이다.

본 발명의 제 1방법에 관한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자의 제조방법은, 복수의 로터바와 엔드링이 납땜에 의해 접속된 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에 있어서, 로터바 한개를 납땜할 수 있는 량의 평판형상의 땜 재료를 각 상기 로터의 한쪽측에 공급하며, 상기 엔드링의 아랫면에서 가열하여 일괄 납땜한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 저장 케이지(squirrel-cage)형 유도 전동기의 회전체에서 로터바와 엔드링의 납땜 이음매구조를 나타내는 단면 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 의한 회전자를 납땜하는 방법을 나타내는 외관 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예 1에 관련된 엔드링과 로터바의 온도 측정결과를 나타내는 그래프.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예 1에 관련된 로터바로의 납재료의 흐름을 설명하기 위한 설명도.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예 1에 관련된 별도의 로터바로의 땜 재료의 흐름을 설명하는 설명도.

도 6은 본 발명의 실시예 2에 의한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에서 로터바와 엔드링의 납땜 이음매구조를 나타내는 단면 구성도.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예 2에 관련된 로터바로의 땜 재료의 흐름을 설명하기 위한 설명도.

도 8은 본 발명의 실시예 3에 의한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에서 로터바와 엔드링의 납땜 이음매구조를 나타내는 단면 구성도.

도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예 3에 관련된 로터바로의 땜 재료의 흐름을 설명하는 설명도.

도 10은 본 발명의 실시예 4에 의한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에서 로터바와 엔드링의 납땜 이음매구조를 나타내는 단면 구성도.

도 11은 본 발명의 실시예 5에 의한 저장 케이스형 유도 전동기의 회전자에서 로터바와 엔드링의 납땜 이음매구조를 나타내는 단면 구성도.

도 12는 본 발명의 실시예 6에 의한 저장 케이스형 유도 전동기의 회전자의 납땜방법을 나타내는 외관 사시도.

도 13은 본 발명의 실시예 7에 의한 저장 케이스형 유도 전동기의 회전자의 납땜방법을 나타내는 와관 사시도.

도 14a 및 도 14b는 본 발명의 실시예 7에 따른 땜 재료의 효과를 설명하는 설명도.

도 15는 본 발명의 실시예 8에 의한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자를 나타내는 평면 구성도.

도 16a 내지 도 16c는 종래의 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에서 로터바와 엔드링의 납땜 이음매구조 및 납땜 방법을 나타내는 측면도.

도 16b는 종래의 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에서 로터바와 엔드링의 납땜 이음매구조 및 납땜 방법을 나타내는 정면도.

도 16c는 종래의 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에서 로터바와 엔드링의 납땜 이음매구조 및 납땜 방법을 나타내는 상면도.

도 17은 종래의 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에서 납땜방법을 나타내는 외관 사시도.

도 18a 내지 도 18c는 종래의 로커바로의 땜 재료의 흐름을 설명하는 설명도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1 : 로터바(rotor bar) 2, 16 : 엔드링(end ring)

3 : 납땜부(braze portion) 4 : 납땝 틈(braze clearance)

5 : 땜 재료(braze material) 6, 7 : 토치(torch)

8 : 납땜용 홈 10 : 가열코일

9, 13, 15, 18 : 놓여진 땜 재료

11 : 절연 시트 12 : 적외선 센서

14 : 플럭스(flux) 17 : 작은판형 납땜용 홈

(실시예 1)

이하, 본 발명의 실시예 를 도면을 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 에의한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에서의 로터바와 엔드링과의 납땜 이음매 구조를 나타내는 단면 구성도 이다. 도면에서, 부호 1은 회전자에 복수개 설치된 로터바 이며, 로터바 단면에는 로터바 단면에서 짧은 변의 방향에 따라서 오목부 및 볼록부가 형성되며, 단면전체가 가늘은 파도형상으로 이루어져 있다. 또한, 오목부 및 볼록부의 높이 즉, 납땜간극의 최대 높이(d)는 0.6mm이하로 하고 있다. 부호 2는 엔드링 이며, 로터바(1)와 엔드링(2)의 접촉은 3개의 선접촉으로 된다. 부호 8은 엔드링(2)표면에 가공된 납땜용 홈이다. 납땜용 홈(8)은, 선반등으로 엔드링(2)에 가공하기 때문에 엔드링(2)의 둘레방향 전체에 형성된다. 부호 9는 땜 재료이다.

본 실시예에 의하면, 납땜 완료후에 납땜용 홈(8)에 의해 로터바(1)측면에 필렛(fillet)이 형성되며, 응력집중이 발생하기 어려운 납땜을 할 수 있다. 또한, 로터바 단면에는 산형상의 요철부가 형성되어 있기 때문에 로터바 단면과 납땜용 홈(8)표면과의 납땜간극에 땜 재료가 균등하게 침입한다.

이어서, 본 실시예 1에 의한 회전자의 납땜방법에 관하여 설명한다. 도 2는 엔드링 아랫면에서의 고주파 가열에 의해 실시예 1에 의한 회전자를 납땜하는 방법을 나타내는 외관 사시도 이다. 종래예(도 17)와 동일부품은 여기에서는 설명을 생략한다. 도면에서 부호 9는 각 로터바(1)의 한쪽측에 공급된 놓여진 땜 재료이며, 로터바 1개를 납땜할 수 있는 량의 땜 재료이다. 본 실시예에서는 환봉(ø7mm)형상의 것을 2개 사용하고 있다. 부호 10은 고주파 가열을 행하기 위한 가열코일 이며, 부호 11은 가열코일(10)과 엔드링(2)과의 절연을 취하기 위한 절연시트 이며, 부호 12는 대표적인 로터바(1)의 온도를 검출하는 적외선 센서이다.

먼저, 엔드링(2)을 절연시트(11)를 끼어 가열코일(10)의 위에 설치한다. 이어서, 엔드링(2)표면에 설치된 납땜용 홈(8)에 플럭스(도시생략)을 도포하여 둔다. 그리고, 적층코어 부재, 회전축등이 이미 조립된(본 도면에서는 도시생략)로터바(1)를 엔드링(2)에 설치후, 놓여진 땜 재료(9)에도 플럭스를 도포하여 각 로터바 단면의 한쪽측의 길이방향에 따라서 공급한다. 최후에, 적외선센서(12)를 로터바(1)의 소정의 온도 검출위치에 맞추어서 준비가 완료된다. 본 실시예에서는 외경 500mm, 내경 340mm, 두께 25mm의 엔드링을 사용하며, 로터바(1)는 단면의 긴변이 50mm, 짧은변이 20mm의 것을 46개 사용하고 있다. 납땜은, 고주파 코일(10)에 의해 엔드링(2)아랫면에서 가열하는 것에 의해 개시된다. 본 실시예에서는, 150kW의 고주파 전원을 사용하며, 13kHz로 가열을 행하고 있다. 이것에 의해 엔드링(2)아랫면에서 0.2mm의 깊이의 부분이 가열된다.

도 3에 본 실시예의 엔드링(2)과 로터바(1)의 온도 측정결과를 나타낸다. 가로측은 시간, 세로축은 온도이며, 실선이 엔드링(2)의 온도, 점선이 로터바의 온도를 나타낸다. 도 3에 나타내듯이 최초의 3분간은, 엔드링(2)만이 온도 상승한다. 이것은, 엔드링(2)과 로터바(1)가 선접촉으로 접하고 있기 때문에 접촉열 저항이 높기 때문이다. 이어서, 엔드링(2)이 땜 재료의 액상온도(약 700℃)에 도달하면 놓여진 땜 재료(9)가 용해하며, 로터바(1)에 땜 재료(9)가 접촉되어 급격하게 열을 전달하여 가며, 로터바(1)의 온도가 상승되기 시작한다. 단 도 3에서는 로터바(1)의 단면에서 10mm윗측의 위치에 열전대를 끼어넣고 있기 때문에 측온부는 실제의 납땜부보다 온도가 낮게되어 있다. 놓여진 땜 재료(9)가 용해하고서 약 1분에서 로터바(1)는 땜 재료의 액상온도에 도달하며, 용해된 땜 재료(9)가 납땜간극에 침입하며, 또한 로터바측면에도 필렛이 형성된다. 미리 로터바의 납땜부의 온도와 측온부의 온도와의 온도차를 실험적으로 구해두며, 로터바(1)의 납땜부의 온도가 규정의 온도(땜 재료의 액상온도 +20℃)에 도달한 것을 적외선 센서(12)가 검지하면 고주파의 가열을 정지하여 냉각으로 들어간다. 도 3에 나타내듯이 가열코일(10)을 적정하게 설계하면, 엔드링(2)에 거의 온도분포가 미치지 않으며, 균일하게 가열된다. 이때문에 납땜시에 발생하는 열응력은, 냉각시에 엔드링이 균등하게 수측되어 로터바(1)에 대한 잔류응력으로 되지만, 종래의 수동 납땜에 비고하여 균등한 잔류응력으로 되며, 그 최대치도 작게된다.

또한, 종래는 엔드링(2)과 로터바(1)를 함께 가열하였지만, 엔드링(2)만을 가열하며, 또한, 로터바(1)와 엔드링(2)의 접촉을 선접촉으로 하여 접촉열 저항을 높게하였기 때문에 엔드링(2)아랫면에서 가열한 경우에 로터바(1)가 압입되어 있는 적층코어(도시생략)에 열이 빼앗기는 량이 적게되며, 엔드링(2)에 축열되도록 이루어져 있기 때문에 필요이상으로 고주파 전원의 용량을 증가시키지 않더라도, 단시간에 일시로 일괄 납땜이 가능하도록 되어 있다.

따라서, 로터바(1)의 가열시간이 짧기 때문에 로터바(1)가 어닐링(annealing)되지 않고, 따라서 로터바(1)의 강도저하가 적게되며, 납땜시간도 당연하게 종래의 수동 납땜에 비교해서 월등히 짧게(냉각까지 포함하여 약 15분)된다. 또한, 숙달된 기능이 불필요하게 된다.

이어서, 도 4a 내지 4c를 사용하여 실시예 1에 의한 납땜방법에 있어서의 땜 재료의 흐름에 관하여 설명한다. 본 실시예에서는, 땜 재료의 흐름속도에 커다란 차이가 나오지 않도록 종래의 납땜이음매에 비교하여 최대 납땜간극(d)을 작게함과 (종래는 0.8mm이상→본 발명에서는 0.6mm이하)동시에, 도 4b에 나타내듯이 땜 재료의 흐름분포도 로터바(1)중앙부가 주위부보다 늦게되지 않도록 오목부 또는 볼록부의 단면형상을 좌우대칭의 산형 형상으로 하며, 로터바 단면에서 짧은변의 양단부보다 짧은변의 중앙부의 모세관력을 크게하였다. 이결과, 놓여진 땜 재료에 의한 납땜을 행하면 도 4a에 나타내듯이 납댐간극에 거의 균등하게 땜 재료가 침입하며, 로터바 단면에 납땜 결함이 발생하지 않게 되었다.

또한, 상기 실시예에서는 로터바 단면에 좌우대칭의 산형 형상의 오목부 및 볼록부를 형성하였지만, 도 5c에 나타내듯이 톱형상(saw tooth like)의 오목부 및 볼록부로 하여도 좋다. 이 경우, 땜재료의 흐름 속도분포는 도 5b에 나타내듯이, 로터바 단면의 한쪽의 단부에서 빠르며, 또한, 오목부 및 볼록부가 좌우 비대칭이기 때문에 모세관력의 균형이 다소 나쁘게되며, 납땜결함의 발생율은 다소 나쁘지만, 로터바와 엔드링은 상기 실시예와 동일하게 선접촉이기 때문에 납땜시간이 짧게되는 효과가 있다.

또한, 상기 실시예에서는 고주파 가열에 의해 엔드링을 가열하여 일괄 납땜을 행하도록 하였지만, 토치(torch)나 로(brazier)를 사용하여 가열하도록 하여도 좋다.

(실시예 2)

도 6은 본 발명의 실시예 2에 의한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에서의 로터바와 엔드링의 납땜 이음매 구조를 나타내는 단면 구성도 이다. 도면에서, 부호 1은 회전자에 복수개 마련된 로터바이며, 로터바 단면에 산형 형상의 볼록부가 로터바 단면에서 짧은 변의 방향으로 형성되어 있다. 부호 2는 엔드링이며, 로터바(1)와 엔드링(2)의 접촉은 1개의 선접촉 이다. 또한, 볼록부의 높이 즉, 납땜간극의 최대 높이(d)는 0.6mm이하로 되어 있다. 부호 8는 엔드링(2)표면에 가공된 납땜용 홈이다. 납땜용 홈(8)은, 선반등으로 엔드링(2)에 가공하기 때문에 엔드링(2)의 둘레방향 전체에 형성된다. 부호 9는 땜 재료이다. 본 실시예에 의하면, 납땜 완료후에 로터바(1)측면에 필렛(fillet)이 형성되며, 로터바(1)와 납땜용 홈(8)표면과의 납땜간극에도 땜 재료가 균등하게 침입하고 있다.

이어서, 도 7a 내지 도 7c를 이용하여 본 실시예 2에 의한 납땜방법에서의 땜 재료의 흐름에 관하여 해설한다. 본 실시예 2에서는, 땜 재료의 흐름속도에 커다란 차이가 나지않도록 종래의 납땜 이음매에 비교하여 최대납땜 간극(d)을 작게함과(종래는 0.8mm이상→본 발명에서는 0.6mm이하)동시에 도 7b에 나타내듯이 땜재료의 흐름 속도분포가 로터바(1)중앙부가 가장 빠르게 되도록 좌우대칭의 산형 형상을한 볼록부로 이루어지는 납땜 이음매로 하였다. 그 결과, 놓여진 땜 재료에 의한 납땜을 행하면 도 7a에 나타내듯이 로터바(1)중앙부에 납땜 결함이 발생되지 않았다. 또한, 로터바(1)와 엔드링(2)의 접촉을 일체의 선접촉으로 하여 접촉열 저항을 보다 높게 하였기 때문에 엔드링(2)하면에서 가열된 경우에 로터바(1)가 압입되어 있는 적층코어(도시생략)에 열이 거의 빼앗기는 일이 없으며, 엔드링(2)에 축열되도록 하였다. 이 이음매 형상은 특히 고주파 전원의 용량이 작으며, 커다란 열용량의 엔드링을 납땜할 때에 유리하게 된다. 이것에 의해 단시간에 결함이 적으며 일괄 납땜이 가능하도록 되어 있다.

(실시예 3)

도 8은 본 발명의 실시예 3에 의한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에 있어서의 로터바와 엔드링의 납땜 이음매 구조를 나타내는 단면 구성도 이다. 도면에서, 부호 1은 회전자에 복수개 설치된 로터바 이며, 로터바 단면에는 로터바 단면에서 짧은변의 방향에 오목부 및 볼록부가 형성되며, 단면 전체가 가늘은 파형상으로 되어 있다. 또한, 오목부 및 볼록부의 높이, 즉 로터바(1)와 엔드링(2)의 접촉은 5개의 선접촉으로 된다. 부호 8은 엔드링(2)표면에 가공된 납땜용 홈이다. 납땜용 홈(8)은 선반등으로 엔드링(2)을 가공하기 때문에 엔드링(2)의 둘레방향 전체에 형성된다. 부호 9는 땜 재료 이다.

본 실시예에 의하면, 납땜 완료후에 납땜용 홈(8)에 의해 로터바(1)측면에 필렛이 형성되며, 응력집중이 발생되기 어력운 납땜을 할 수 있다. 또한, 로터바 단면에는 산형 형상의 요철부가 형성되어 있기 때문에 로터바 단면과 납땜용 홈(8)표면과의 납땜 간극에 땜 재료가 균등하게 침입한다.

이어서, 도 9a 내지 도 9c를 이용하여 실시예 3에 의한 납땜방법에서 땜재료의 흐름에 관하여 설명한다. 본 실시예에서는, 땜 재료의 흐르는 속도에 커다란 차이가 나지않도록 종래의 납땜 이음매에 비하여 최대 납땜 간극(d)을 작게함과(종래는 0.8mm이상→본 발명에서는 0.6mm이하)동시에 도 9b에 나타내듯이 땜 재료의 흐름속도 분포도 로터바(1)중앙부가 늦어지지 않도록 복수의 산형 형상의 오목부 및 볼록부를 형성하며, 오목부 및 볼록부의 방향이 로터바 단면에서 짧은변의 방향으로 되도록 하였다. 이결과, 놓여진 땜 재료에 의한 납땜을 행하면 도 9a에 나타내듯이 로터바 단면에 납땜 결함이 발생되지 않게 된다.

또한, 로터바(1)와 엔드링(2)의 접촉을 복수의 선접촉(본 실시예에서는 5개의 선접촉)으로 하여 접촉열 저항을 높게하고 있지만, 실시예 1 및 실시예 2에 비교하면 낮게 설정되어 있다(실시예 1에서는 3개의 선접촉, 실시예 2에서는 1개의 선접촉). 즉 엔드링(2)아랫면에서 가열한 경우에 로터바(1)가 압입되어 있는 적층코어(도시생략)에 열이 조금밖에 빼앗기는 일이 없으며, 엔드링(2)에 주로 축열되도록 함과 동시에 실시예 1 및 2에 비교하여 로터바(1)도 가열되도록 하였다. 이 이음매 형상은 특히 고주파 전원의 용량이 크게 여유가 있으며, 가열용량에 비교하여 작은 열용량의 엔드링을 납땜할 때에 유리하게 된다. 이것에 의해 단시간에 결함이 적은 일괄 납땜이 가능하도록 하였다.

(실시예 4)

도 10은 본 발명의 실시예 4에 의한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에서의 로터바와 엔드링의 납땜 이음매 구조를 나타내는 구성도 이다. 도면에서 부호 1은 회전자에 복수개 설치된 로터바 이며, 부호 2는 엔드링, 부호 8은 엔드링(2)표면에 가공된 납땜용 홈 이다. 납땜용 홈(8)은, 선반등으로 엔드링(2)에 가공되며, 납땜용 홈면(8)전체가 산형 형상으로 이루어져 있다. 즉, 로터바(1)와 접하는 엔드링면에는 둘레방향에 볼록부가 설치되며, 상기 로터바와 상기 엔드링의 접촉을 1개의 선접촉으로 하고 있다. 부호 9는 땜 재료이며, 본 실시예에 의하면, 납땜 완료후에 로터바(1)측면에 필렛이 형성되며, 로터바(1)와 납땜용 홈(8)표면과의 납땜 간극에도 땜 재료가 균등하게 침입하고 있다.

이어서, 실시예 4에 의한 납땜방법에 있어서의 땜 재료의 흐름에 관하여 설명한다. 본 실시예 에서는, 로터바의 형상과 엔드링의 형상을 실시예 2와 반대로 한 것만이 아닌, 기본적인 땜 재료의 흐름과 로터바(1)가 압입되어 있는 적층코어(도시생략)에 열이 거의 빼앗기는 일이 없이 엔드링(2)에 축열 되도록한 작용은 실시예 2와 동일하다. 그 결과, 실시예 2와 동일하게 고주파 전원의 용량이 작으며, 커다란 열용량의 엔드링을 납땜할 때에 단기간에 결함이 적은 일괄 납땜을 할 수 있다.

(실시예 5)

도 11은 본 발명의 실시예 5에 의한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에서 로터바와 엔드링의 납땜 이음매 구조를 나타내는 단면 구성도 이다. 도면에서 부호 1은 회전자에 복수개 설치된 로터바 이고, 부호 2는 엔드링 이며, 부호 8은 엔드링(2)표면에 가공된 납땜용 홈이다. 납땜용 홈(8)은, 선반등으로 엔드링(2)표면에 가공되며, 또한, 복수의 산형 형상의 요철가공이 시행되고, 납땜용 홈면(8)전체가 가늘은 파형형상으로 이루어져 있다. 부호 9는 땜 재료이며, 본 실시예에 의하면, 납땜 완료후에 로터바(1)측면에 필렛이 형성되며, 로터바(1)와 납땜용 홈(8)표면과의 납땜 간극에도 땜 재료가 균등하게 침입하고 있다.

이어서, 실시예 5에 의한 납땜방법에 있어서의 땜 재료의 흐름에 관하여 설명한다. 본 실시예에서는, 로터바의 형상과 엔드링의 형상을 실시예 1과 반대로 한 것만이 아닌, 기본적인 땜 재료의 흐름과 로터바(1)와 엔드링(2)의 접촉열 저항의 설정은 실시예 1과 동일하다. 그 결과, 실시예 1와 동일하게 이 이음매 형상은 고주파 전원의 용량이 크게 여유가 있으며, 가열용량에 비하여 작은 열용량의 엔드링을 납땜할 때에 단기간에 결함이 적은 일괄 납땜을 할 수 있다.

(실싱예 6)

도 12는 본 발명의 실시예 6에 의한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자의 납땜방법을 나타내는 외관 사시도 이다. 도 2와 동일한 부분은 여기에서는 생략한다. 도면에서 부호 13은 로터바와 로터바와의 사이에 공급되는 놓여진 땜 재료 이며, 로터바(1)를 2개 납땜할 수 있는 량의 땜 재료이다. 본 실시예에서는 환봉(ø7mm)형상의 것을 4개 사용하고 있다. 또한, 놓여진 땜 재료(13)는 도 12에 나타내듯이 놓여진 땜 재료(13)가 공급되는 로터바 사이와 놓여진 땜 재료가 공급되지 않는 로터바 사이가 교대로 되도록 로터바와 로터바와의 사이에 하나의 간격으로 공급되어 있다.

우선 엔드링(2)을 절연시트(11)를 끼어서 가열코일(10)의 위에 설치한다. 이어서, 엔드링(2)표면에 설치된 납땜용 홈(8)에 플럭스(14)를 도포하여 둔다. 그리고, 적층코어재료, 회전축등이 이미 조립된(본 도면에서는 도시생략)로터바(1)를 엔드링(2)에 설치후, 놓여진 땜 재료(13)에도 플럭스(14)를 도포하여 로터바와 로터바와의 사이에 하나의 간격으로 공급한다.

납땜은, 고주파 코일(10)에 의해 엔드링(2)하면에서부터 가열하는 것에 의해 개시된다. 본 실시예에 의하면, 복수의 로터바(1)의 사이의 피치가 좁은 회전자에서도, 땜 재료의 흐름이 들어가는 방향이 로터바(1)의 한쪽측에만 이기 때문에 보이드(void)가 되는 불량은 없게된다.즉, 본 실시예에서는 땜 재료가 확실하게 로터바(1)의 한쪽측에서 흐르며, 또한, 로터바 단면에는 실시예 1-5에 나타내는 산형 형상의 요철가공이 시행되고 있으며, 로터바(1)의 중앙부의 모세관력이 주위부의 모세관력 보다 크게 되도록 설정되어 있기 때문에 로터바(1)중앙부에 먼저의 땜 재료가 흐르며, 납땜 간극부의 공기가 배출되기 때문에 납땜결함이 되기 어렵게 된다.

(실시예 7)

도 13은 본 발명의 실시예 7에 의한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자의 납땜방법을 나타내는 외관사시도 이다. 도 2와 동일부분은 설명을 생략한다. 도면에 있어서, 부호 15는 각 로터바(1)의 한쪽측에 공급된 평판형상의 놓여진 땜 재료이며, 본 실시예에서는 환봉(ø7mm)2개와 단면적이 거의 동일한 13mmX6mm의 구형의 단면형상을한 땜재료를 사용하고 있다(길이는 환봉과 동일).

납땜은, 고주파코일(10)에 의해 엔드링(2)아랫면에서 가열하는 것에 의해 행해진다. 도 14a에 나타내는 환봉이 2개로 이루어지는 놓여진 땜 재료(9)에서는, 열원인 엔드링(2)과 놓여진 땜 재료(9)가 선접촉으로 되며, 플럭스(14)의 도포의 편차등에 의해 접촉저항이 땜 재료사이에서 다르게 되는 것이 있다. 이때문에 땜 재료가 용해되는 타이밍이 불균형으로 될 우려가 있다. 땜 재료가 용해되는 타이밍이 불균형으로 되면, 최초에 땜 재료(9)가 용해되어 접촉된 로터바의 온도가 상승하며, 이 근방의 소정온도로 상승하지 않는 로터바의 땜재료가 다음에 용해된후, 먼저 온도가 상승한 로터바의 쪽으로 이 땜재료가 흐르는 현상이 일어나며, 땜 재료용해의 타이밍의 지연 부분의 로터바는 땜 재료부족을 일으킬 가능성이 높다. 본 실시예에 의하면, 도 14b에 나타내듯이 놓여진 땜 재료는 평판형상이기 때문에 엔드링(2)과 놓여진 땜 재료(9)와는 면접촉으로 되며, 접촉열저항은 환봉형상에 비교하여 균등하게 되기 때문에 일괄납땜의 경우 땜 재료의 허용하는 타이밍이 불균형이 되지 않기 때문에 결함이 적은 납땜이 가능하다.

또한, 본 실시예에서는, 13mm(가로 폭)X6mm(세로 폭)의 단면형상을한 땜 재료를 사용하였지만, 로터바 사이의 피치가 좁은 경우는, 단면형상이 정방형상 또는 6mm(가로 폭)X13mm(세로 폭)의 단면 형상으로 하면 좋으며, 그 수치를 한정하는 것은 아니다.

(실시예 8)

도 15는 본 발명의 실시예 8에 의한 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자를 나타내는 평면 구성도 이며, 로터바(1)를 도중에서 절단하여, 엔드링(2)을 윗면에서 본 도면 이다. 도면에서, 부호 16은 로터바(1)와 놓여진 땜 재료(18)가 수납되는 크기의 타원형(oval)납땜용 홈(17)이 형성된 엔드링 이며, 부호 18은 1개의 로터바를 납땜할 수 있는 량의 놓여진 땜 재료 이다. 본 실시예에서는 놓여진 땜 재료(18)로서 환봉(ø7mm)형상의 것을 1개 사용하고 있지만, 평판형상의 것이라도 상관없다. 납땜용 홈(17)은, 밀링(milling)이나, 머신센터 혹은 프레스에 의한 스템빙가공등으로 형성된다.

이어서, 본 실시예에 의한 납땜방법에 관하여 설명한다. 엔드링(16)표면에 설치된 타원형 납땜용 홈(17)에 플럭스(도시생략)를 도포하여 둔다. 그리고, 적층코어 부재, 회전축등이 이미 조립된(본 도면에서는 도시생략)로터바(1)를 엔드링(16)의 타원형 납땜용 홈(17)내에 설치후, 놓여진 땜 재료(18)에도 플럭스를 도포하여 타원형 납땜용 홈(17)내의 로터바(1)의 한쪽측에 공급한다. 그후, 상기 실시예와 동일하게 고주파 코일에 의해 엔드링(2)아랫면에서 가열되는 것에의해 납땜이 개시된다.

본 실시예에 의하면, 로터바(1)사이의 피치가 좁은 회전자에서도, 또한, 일괄 납땜으로 땜 재료의 용해하는 타이밍이 땜 재료마다 불균형인 경우에도, 로터바 마다 독립된 납땜용 타원형 홈(17)이 있기 때문에 먼저 온도가 올라간 로터의 쪽에 근처의 로터바에 인정하여 공급된 땜 재료가 흘러 가지 않기 때문에 최초로 용해된 땜 재료측에 뒤에서 용해되는 땜 재료가 끌려 오게되어 일어나는 땜 재료부족을 완전히 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 타원형 납땜용 홈(17)은 타원형상으로 하였지만, 사각형상이라도 혹은 다른 형상이라도 동일한 효과가 있다.

이상과 같이, 본 발명의 제 1구성에 의하면, 엔드링과 접하는 로터바 단면에 로터바 단면에서 짧은변의 방향에 따른 오목부 또는 볼록부를 설치하며, 로터바와 엔드링의 접촉을 선접촉으로 하였기 때문에 단시간에 결함이 적은 일괄 납땜이 가능하다. 또한, 가열시간이 짧기 때문에 로터바의 강도저하가 방지된다. 또한, 숙련된 기능이 불필요하게 된다.

본 발명의 제 2구성에 의하면, 로터바와 접하는 엔드링면에 둘레방향에 따른 오목부 또는 볼록부를 설치하며, 로터바와 엔드링의 접촉을 선접촉으로 하였기 때문에 제 1구성과 동일한 효과가 있다. 또한, 각 로터바의 로터바 단면에 납땜간극형성용의 가공을 시행하지 않고, 엔드링면에 일괄로 납땜 간극형성용의 가공을 시행하기 때문에 가공시간이 삭감된다.

본 발명의 제 3구성에 의하면, 로터바와 엔드링의 접촉을 1-5개의 선접촉으로 하였기 때문에 로터바를 가열하지 않고 엔드링과 땜 재료를 효율좋게 가열할 수있으며, 단시간에 결함이 적은 일괄 납땜을 할 수 있다.

본 발명의 제 4구성에 의하면, 오목부 또는 볼록부의 단면형상을 산형형상으로 하며, 로터바 단면에있어서 짧은변의 양단부보다 짧은변의 중앙부의 모세관력을 크게하였기 때문에 납땜 간극에 거의 균등하게 땜 재료가 침입하며, 로터바 단면에 납땜 결함이 발생하기 어렵게된다. 또한, 납땜 결합의 삭감에 의해 납땜부의 강도의 저하가 방지된다.

본 발명의 제 5구성에 의하면, 복수의 로터바와 접하는 엔드링면의 각 로터바 설치위치에 로터바 1개와 로터바 1개를 납땜할 수 있는 량의 땜 재료를 로터바의 한쪽측에 수납할 수 있는 크기의 홈부를 설치하였기 때문에 일괄 납땜으로 땜재료가 용해되는 타이밍이 불균일한 때, 최초로 용해된 땜 재료측에 뒤에서 용해된 땜 재료가 끌려 모여져 일어나는 땜 재료 끊김을 방지할 수 있다.

본 발명의 제 1제조방법에 의하면, 복수의 로터바와 엔드링이 납땜에 의해 접속된 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에 있어서, 로터바 2개를 납땜할 수 잇는 량의 땜재료를 로터바와 로터바와의 사이에 하나의 간격으로 공급하며, 상기 엔드링의 아랫면에서 가열되어 일괄 납댐하였기 때문에 로터바 사이의 피치가 좁게되어도, 땜 재료가 로터바의 한쪽측에서 확실하게 흐르기 때문에 납땜 결함이 삭감되며, 납땜부 세기의 저하를 방지할 수 있다.

본 발명의 제 2제조방법에 의하면, 복수의 로터바와 엔드링이 납땜에 의해 접속된 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에 있어서, 로터바 1개를 납땜할 수 있는 량의 평판형상의 땜 재료를 각 상기 로터바의 한쪽측에 공급하며, 상기 엔드링의 아랫면에서 가열하여 일괄 납땜하였기 때문에 땜 재료의 접촉열저항이 환봉형상에 비교하여 균등하게 되기 때문에 일괄 납땜의 경우에 땜 재료의 용해 타이밍이 불균형으로 되지 않기 때문에 결함이 적은 납땜을 할 수 있다.

Claims

복수의 로터바(rotor bar)와 엔드링(end ring)납땜에 의해 접속된 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에 있어서,

상기 엔드링과 접하는 로터바 단면에, 상기 로터바 단면에서 짧은변의 방향에 따른 오목부 또는 볼록부를 설치하며, 상기 로터바와 상기 엔드링의 접촉을 선접촉으로 한 것을 특징으로 하는 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자.
복수의 로터바와 엔드링이 납땜에 의해 접속된 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자에 있어서,

상기 로터바와 접하는 엔드링면에 둘레방향에 따른 오목부 또는 볼록부를 설치하며, 상기 로터바와 상기 엔드링의 접촉을 선접촉으로 한 것을 특징으로 하는 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자.
제 1항에 있어서, 로터바와 엔드링의 접촉을 1 내지 5개의 선접촉으로 한 것을 특징으로 하는 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자.
제 2항에 있어서, 로터바와 엔드링의 접촉을 1 내지 5개의 선접촉으로 한 것을 특징으로 하는 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자.
제 1항 또는 제 3항에 있어서, 오목부 또는 볼록부의 단면형상을 산형 형상으로하며, 로터바 단면에서 짧은변의 양단부보다 짧은변의 중앙부의 모세관력을 크게한 것을 특징으로 하는 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자.
제 2항 또는 제 4항에 있어서, 오목부 또는 볼록부의 단면형상을 산형 형상으로하며, 로터바 단면에서 짧은변의 양단부보다 짧은변의 중앙부의 모세관력을 크게한 것을 특징으로 하는 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자.
제 1항 또는 제 3항에 있어서, 복수의 로터바와 접하는 엔드링면의 각 로터바 설치위치에, 로터바 1개와 로터바 1개를 납땝할 수 있는 량의 땜 재료를 로터바의 한쪽측에 수납할 수 있는 크기의 홈부를 설치한 것을 특징으로 하는 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자.
제 2항 또는 제 4항에 있어서, 복수의 로터바와 접하는 엔드링면의 각 로터바 설치위치에, 로터바 1개와 로터바 1개를 납땝할 수 있는 량의 땜 재료를 로터바의 한쪽측에 수납할 수 있는 크기의 홈부를 설치한 것을 특징으로 하는 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자.
복수의 로터바와 엔드링이 납땜에 의해 접속된 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자 제조방법에 있어서, 로터바 2개를 납땜할 수 있는량의 땜 재료를 로터바와 로터바와의 사이에 하나의 간격으로 공급되며, 상기 엔드링의 아랫면으로 부터 가열되어 일괄 납땜한 것을 특징으로 하는 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자 제조방법.
복수의 로터바와 엔드링이 납땜에 의해 접속된 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자 제조방법에 있어서, 로터바 한개를 납땜할 수 있는 량의 평판형상의 땜 재료를 각 상기 로터의 한쪽측에 공급하며, 상기 엔드링의 아랫면으로 부터 가열하여 일괄 납땜한 것을 특징으로 하는 저장 케이지형 유도 전동기의 회전자 제조방법.