(57)【要約】【課題】薄い電磁鋼板の中央にコアシャフト穴、円周上に概台形形状としたコアスロットを複数形成したコアを、所定高さとなるように複数枚積層し、その軸方向両端にコアと概同形状をしたエンドリングを配置し、コア中央部のコアシャフト穴にシャフトを貫通させ、コア及びエンドリングのコアスロットをまたがるように導体バーを貫通させた後、エンドリングと導体バーを接合する方法において、機械的接合と電気的接合の信頼性を向上させ、かつ作業性の高い方法で、電動機のかご形回転子を実現する。【解決手段】回転シャフトと、該回転シャフトの軸周りに環状に配置した複数の導体バー部と、該複数の導体バー部と接続する複数のスロット部を有する環状のエンドリングを配置した電動機用かご形回転子であって、外周面を開放しない部分と、外周面の一部を開放した部分を有するエンドリングを使用する。【選択図】図１７
2010154730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転シャフトと、該回転シャフトの軸周りに環状に配置した複数の導体バー部と、該複数の導体バー部と接続する複数のスロット部を有する環状のエンドリングを配置した電動機用かご形回転子であって、前記エンドリングの外表面の該複数の導体バーに対応する位置に押圧成形を施して形成した複数の機械的かつ電気的接続部を備えていることを特徴とする電動機用かご形回転子。
【請求項２】
請求項１記載の電動機用かご形回転子において、
前記複数の機械的かつ電気的接続部の前記導体バー部と前記エンドリングの複数のスロット部の間にろう材を充填して、前記複数の機械的かつ電気的接続部の電気的導通を更に強化したことを特徴とする電動機用かご形回転子。
【請求項３】
請求項１記載の電動機用かご形回転子において、
前記エンドリングは前記回転シャフトの軸方向に薄板を複数枚積層した構造であり、前記機械的かつ電気的接続部は、前記複数枚の薄板の外表面の該複数の導体バーに対応する位置に押圧成形を施して形成されていることを特徴とする請求項１記載の電動機用かご形回転子。
【請求項４】
請求項１記載の電動機用かご形回転子において、
前記導体バー部の端面位置がエンドリングの端面位置より前記エンドリングの厚さ１／２以内で突出している状態から、エンドリングの厚さ１／２以内で沈下している状態の間に配置されていることを特徴とする電動機用かご形回転子。
【請求項５】
請求項１記載の電動機用かご形回転子において、
前記エンドリングは、押圧成形後も外周が概一様な半径となっていることを特徴とする電動機用かご形回転子。
【請求項６】
請求項１記載の電動機用かご形回転子において、
概楔形状である導体バー部の狭角と概楔形状であるエンドリングのスロットの狭角の差が＋２°から−２°の間であることを特徴とする電動機用かご形回転子。
【請求項７】
請求項２記載の電動機用かご形回転子において、
概楔形状である導体バー部の底辺と概楔形状であるエンドリングのスロットの底辺の間に充填されたろう材の厚さが所定の厚さより小さいことを特徴とする電動機用かご形回転子。
【請求項８】
回転シャフトと、該回転シャフトの軸周りに環状に配置した導体バー部と、該導体バー部と接続するスロット部を有する環状のエンドリングを配置した電動機用かご形回転子の製造方法において、前記エンドリングの外表面から押圧する手段を用いて、前記エンドリングの外表面の導体バーに対応する位置に押圧成形を施して機械的かつ電気的接続部を形成することを特徴とする電動機用かご形回転子の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の電動機用かご形回転子の製造方法において、
前記押圧部材の先端が円周方向においてエンドリング外周との接触開始点が２点以上となる押圧部材を用いて押圧成形を施すことを特徴とする電動機用かご形回転子の製造方法。
【請求項１０】
請求項８記載の電動機用かご形回転子の製造方法において、
前記押圧部材の中心と導体バー部の中心が放射方向に対して成す角度が、導体バー部同士の中心間角度の概１／２である角度で押圧成形を施すことを特徴とする電動機用かご形回転子の製造方法。
【請求項１１】
請求項８記載の電動機用かご形回転子の製造方法において、
前記押圧部材の先端がシャフトの軸線方向においてエンドリング外周との接触開始点が２点以上である押圧部材を用いて押圧成形を施すことを特徴とする電動機用かご形回転子の製造方法。
【請求項１２】
請求項８記載の電動機用かご形回転子の製造方法において、
前記導体バー部の端部近傍に凹形形状を設けて、前記エンドリングの外表面の導体バーの前記凹形形状を設けた対応する位置に押圧成形を施して機械的かつ電気的接続部を形成することを特徴とする電動機用かご形回転子の製造方法。
【請求項１３】
回転シャフトと、該回転シャフトの軸周りに環状に配置した複数の導体バー部と、該複数の導体バー部と接続する複数のスロット部を有する環状のエンドリングを配置した電動機用かご形回転子であって、前記エンドリングの外周面を開放しない部分と、外周面の一部を開放した部分を有するエンドリングを使用することを特徴とする電動機用かご形回転子。
【請求項１４】
請求項１３記載の電動機用かご形回転子において、
前記エンドリングが複数枚で形成され、外周面を開放しない部分と、外周面の一部を開放した部分を有するエンドリングを組み合わせて使用することを特徴とする電動機用かご形回転子。
【請求項１５】
請求項１３記載の電動機用かご形回転子において、
前記エンドリングの外周面の一部を開放した部分において、外周面側の開放幅と、導体バーにつながる側の開放幅が概ね同じであるエンドリングを使用することを特徴とする電動機用かご形回転子。
【請求項１６】
請求項１３記載の電動機用かご形回転子において、
前記エンドリングの外周面の一部を開放した部分において、外周面側の開放幅が、導体バーにつながる側の開放幅より大きいエンドリングを使用することを特徴とする電動機用かご形回転子。
【請求項１７】
請求項１３記載の電動機用かご形回転子において、
前記エンドリングの外周面の一部を開放した部分において、外周面側の開放幅が、導体バーにつながる側の開放幅より小さいエンドリングを使用することを特徴とする電動機用かご形回転子。
【請求項１８】
請求項１３記載の電動機用かご形回転子において、
前記エンドリングの外表面の該複数の導体バーに対応する位置に押圧成形を施して形成した複数の機械的かつ電気的接続部を備えていることを特徴とする電動機用かご形回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の回転子とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種回転電動機では、性能向上のために、様々な対応が進められている。この中で回転子に対する方策では、コア部品として使用する電磁鋼板や導体バーの材質変更による特性向上や、導体バーの占積率向上やコア形状の変更が挙げられる。
【０００３】
図１６に、従来の電動機回転子の構成例を示す。薄い電磁鋼板の中央にコアシャフト穴１２、円周上に概台形形状としたコアスロット１１を複数形成したコア１を、所定高さとなるように複数枚積層し、その軸方向両端にコア１と概同形状をしたエンドリング２を配置し、コア１中央部のコアシャフト穴１２にシャフト３を貫通させ、コア１及びエンドリング２のコアスロット１１をまたがるように導体バー４を貫通させた後、エンドリング２と導体バー４をろう付けなどの各種方法で接合し、電気的導通を図ることで、電動機のかご形回転子を形成する。
【０００４】
この構成において、エンドリング２と導体バー４を別部品として準備し、積層したコア１に組み立てた後で接合する方法を述べたが、ダイキャスト製法では、積層したコア１のコアスロット１１をキャビティとして、溶融させた金属を流し込み、一度にエンドリング２と導体バー４を形成する方法が適用されている。
【０００５】
しかし、このダイキャスト製法では、エンドリング２と導体バー４に使用する材料としてアルミニウムやアルミニウム合金を溶融金属とした適用事例は多くあるが、エンドリング２と導体バー４の抵抗を下げることによる性能向上を狙うために、銅や銅合金を溶融金属として使用した事例は非常に少ない。これは金属の溶融温度がアルミニウム６６０℃前後に対して、銅１０８３℃前後と非常に高いためである。このことにより、銅ダイキャスト製法においては、流動途中での温度低下による充填不充分を始めとする歩留まり低下や、それを解消するための部材の余熱や高速で充填するためのダイキャストマシンの性能アップ、高温に接触する部品の高耐熱性材料の使用等、アルミニウムより高価な銅材料の価格に加え設備の償却費も高く、結果として１個当りの価格が大幅に上がる原因となっていた。
【０００６】
また、エンドリング２と導体バー４の接合にろう付けを採用した場合、良好な接合状態を得るために、概鉛直上方側にろう材、概鉛直下方側に被ろう付け部品を配置し、加熱によって溶融させたろう材の自重による浸透を行う方法が行われている。回転軸の両端にろう付け箇所が存在する電動機の回転子のろう付け接合では、１度目に回転軸を概鉛直に向けた場合の上端側を先にろう付け加工した後、浸透したろう材が固化するまで冷却し、その後上下を反転させることで従前まで下端側に位置したろう付け箇所に対して、１度目と同様に概鉛直上方側にろう材、概鉛直下方側に被ろう付け部品を配置して、２度目のろう付けを行い、回転軸両端の接合を完了させていた。
【０００７】
そこで、最初の電動機回転子の構成で述べた通り、導体として銅の性能は維持したまま、接合方法を工夫する検討が多くなされている。例えば、特許文献１では、導体バーの端面や全体を中空として、その中空部を拡管することでエンドリングと固着させる方法や、特許文献２では、導体バーの端面をエンドリングから突き出し、そこにローラを突き当て、導体バー端部を塑性変形させてエンドリングにかしめる方法がある。また、特許文献３では、エンドリング外部から凸部を有する工具を回転させ、摩擦攪拌を利用した材料溶融により、エンドリングと導体バーを接合する方法が提案されている。
【０００８】
また、両端で実施する必要のある２度のろう付けを、効率的に行う接合方法についても各種の検討がなされている。例えば、特許文献４では、密閉した容器の中にかご形回転子と加熱コイルを配置して、上端側のろう付けが完了した後、密閉した容器全体を上下反転させる方法や、特許文献５では、容器の中のかご形回転子だけを上下反転させる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開昭５８−１０５７４９号公報
【特許文献２】特開平８−３４０６６４号公報
【特許文献３】特開２００４−２３６４５６号公報
【特許文献４】特開２００４−２４８４６２号公報
【特許文献５】特開２００５−２６１００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、薄い電磁鋼板の中央にコアシャフト穴１２、円周上に概台形形状としたコアスロット１１を複数形成したコア１を、所定高さとなるように複数枚積層し、その軸方向両端にコア１と概同形状をしたエンドリング２を配置し、コア１中央部のコアシャフト穴１２にシャフト３を貫通させ、コア１及びエンドリング２のコアスロット１１をまたがるように導体バー４を貫通させた後、エンドリング２と導体バー４を接合する方法において、機械的接合と電気的接合の信頼性を向上させ、作業性を高め、かつ安価な方法で、電動機のかご形回転子を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電動機用かご形回転子は、回転シャフトと、該回転シャフトの軸周りに環状に配置した複数の導体バー部と、該複数の導体バー部と接続する複数のスロット部を有する環状のエンドリングを配置した電動機用かご形回転子であって、前記エンドリングの外表面の該複数の導体バーに対応する位置に押圧成形を施して形成した複数の機械的かつ電気的接続部を備えていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の電動機用かご形回転子の製造方法は、回転シャフトと、該回転シャフトの軸周りに環状に配置した導体バー部と、該導体バー部と接続するスロット部を有する環状のエンドリングを配置した電動機用かご形回転子の製造方法であって、前記エンドリングの外表面から押圧する手段を用いて、前記エンドリングの外表面の導体バーに対応する位置に押圧成形を施して機械的かつ電気的接続部を形成することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の電動機用かご形回転子は、回転シャフトと、該回転シャフトの軸周りに環状に配置した複数の導体バー部と、該複数の導体バー部と接続する複数のスロット部を有する環状のエンドリングを配置した電動機用かご形回転子であって、外周面を開放しない部分と、外周面の一部を開放した部分を有するエンドリングを使用し、前記エンドリングにおいて、該複数の導体バーと複数の機械的かつ電気的接続部を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明を適用する電動機のかご形回転子で、導体バーとエンドリングの接続に関して、回転子シャフトの軸線と直交する方向から押圧することで、エンドリングを変形させることにより、機械的接続の信頼性が向上する。これを実現するために、部品に対し新たな形状を追加する必要がないため、従来部品からの価格上昇が防止できる。また変形したエンドリングと導体バーの端面や、塑性変形により形成されたすき間部分にろう材（銀ろう、りん銅ろう等）を付着させ、所定のろう材溶融温度まで加熱することで、エンドリングと導体バーの電気的導通も強化され安定した性能となる。
【００１５】
また、エンドリングの一部外周面が開放しているため、ろう付け時に反転動作を実施しなくても、上下端部のろう材浸透が確実となり、上下端同時加熱により作業時間短縮が可能となる。またエンドリングの一部外周面が開放しているため、加工終了時のろう材浸透状況の確認が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施例の電動機回転子製造方法の説明図である。
【図２】第１の実施例の電動機回転子製造方法の説明図である。
【図３】第１の実施例の電動機回転子の外観図である。
【図４】第２の実施例の電動機回転子製造方法の説明図と電動機回転子の外観図である。
【図５】第３の実施例の電動機回転子製造方法の説明図である。
【図６】第３の実施例の電動機回転子の外観図である。
【図７】第４の実施例の電動機回転子製造方法の説明図である。
【図８】第４の実施例の電動機回転子の外観図である。
【図９】第５の実施例の電動機回転子製造方法の説明図である。
【図１０】第６の実施例の電動機回転子製造方法の説明図である。
【図１１】第６の実施例の電動機回転子の外観図である。
【図１２】第７の実施例の電動機回転子製造方法の説明図である。
【図１３】第８の実施例の電動機回転子製造方法の説明図である。
【図１４】第９の実施例の電動機回転子製造方法の説明図である。
【図１５】第１０の実施例の電動機回転子製造方法の説明図である。
【図１６】従来の電動機回転子の説明図である。
【図１７】第１１の実施例の電動機回転子の外観図である。
【図１８】第１１の実施例の電動機回転子の外観及び説明図である。
【図１９】第１１の実施例の電動機回転子の外観図である。
【図２０】第１１の実施例の電動機回転子製造方法の説明図と電動機回転子の外観図である。
【図２１】第１１の実施例の電動機回転子製造方法の説明図である。
【図２２】第１１の実施例の電動機回転子製造方法の説明図である。
【図２３】第１２の実施例の電動機回転子の外観図である。
【図２４】第１２の実施例の電動機回転子の外観図である。
【図２５】第１２の実施例の電動機回転子の説明図である。
【図２６】第１２の実施例の電動機回転子の外観図である。
【図２７】第１３の実施例の電動機回転子の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を適用する電動機のかご形回転子は、導体として銅材料の使用が求められる高効率電動機や、積層コア部分の厚さがコア外径に対して長く導体バーの使用が求められる電動機を始めとする各種電動機のかご形回転子に使用することが可能である。
以下本発明の詳細について図面を用いながら説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１に、本発明による電動機回転子製造方法の第１の実施例を示す。これはシャフト３の軸線方向から、エンドリング２と導体バー４の端面を見た図である。図１の（ａ）は押圧部材５が、積層されたコア１の軸方向両端に配置されたエンドリング２の外周に対して、接触しない距離をもって、待機した状態である。
【００１９】
積層されたコア１の軸方向両端に配置されたエンドリング２の、コア１とは接触しない端面に概合致するように、導体バー４の端面を配置する。押圧部材５の幅は、概エンドリング２の幅以上であり、押圧部材５のシャフト３の軸線方向位置は、積層されたコア１の端面延長面に接触しない位置となっている。
【００２０】
これらの位置関係から、図示しない押圧部材移動機構によって、図１の（ｂ）に示すように、押圧部材５がエンドリング２の外周に向かって移動し、押圧部材５がエンドリング２の外周に接触した後も移動することで、エンドリング２の外周表面近くで、導体バー４が貫通する穴により薄肉となっている薄肉部２２が変形する。
【００２１】
この変形により、エンドリング２の薄肉部２２と導体バー４のすき間が減少し、なくなった後も図示しない押圧部材移動機構の移動が継続することで、エンドリング２の薄肉部２２単独、もしくはエンドリング２の薄肉部２２と導体バー４が相互に塑性変形することで、エンドリング２と導体バー４の接続が強固で安定したものとなる。
【００２２】
図２の（ａ）は待機状態、図２の（ｂ）は接続部２３が形成された状態、図２の（ｃ）はろう材２４を追加した状態を示している。図２（ｂ）の押圧部材移動機構の移動の終了位置は、移動量や発生する力を検出し、設定した値で終了とする。図２の（ｂ）に示すように、この状態においてエンドリング２と導体バー４の電気的導通が図られている。図２の（ｃ）に示すように、このエンドリング２と導体バー４の端面や、塑性変形により形成されたすき間部分にろう材（銀ろう、りん銅ろう等）を付着させ、所定のろう材溶融温度まで加熱することで、エンドリング２と導体バー４の電気的導通が更に強化され安定した性能となる。
【００２３】
図３に、本発明の第１の実施例の電動機回転子の外観図を示す。図３の（ａ）は正面図、図３の（ｂ）は斜視図である。押圧によりエンドリング２の複数の導体バー４に対応する位置に複数の機械的かつ電気的接続部２３が形成されている。
【実施例２】
【００２４】
図４に、本発明による電動機回転子構造の第２の実施例を示す。これはエンドリング２を回転シャフトの軸方向に薄板を複数枚積層した積層構造としたものである。エンドリング２の厚さによっては、切削加工やワイヤカット加工等の素材から削り出す方法が必要となり、部品価格上昇の原因となる。
【００２５】
そこで、エンドリング２の厚さ以外の仕様は必要となる形状としたまま、厚さだけを小さくし、それを必要とする厚さまで積層させたものが図４の（ａ）の積層構造である。これにより、プレス加工を利用することができ、部品価格低減が可能となる。押圧部材５の厚さは、エンドリング２の厚さと概同じかそれ以上としているため、エンドリング２が積層構造になっても、押圧部材５によるエンドリング２の薄肉部２２を変形する能力を妨げるものとはならない。
【００２６】
図４の（ｂ）に示すように、機械的かつ電気的接続部２３は、エンドリング２の複数枚の薄板の外表面の複数の導体バー４に対応する複数の位置に押圧成形を施して形成されている。
【実施例３】
【００２７】
図５に、本発明による電動機回転子製造方法の第３の実施例を示す。これはシャフト３の軸線と直交する方向から見た、エンドリング２端面からの導体バー４端面の位置説明図である。第１及び第２の実施例では積層されたコア１の軸方向両端に配置されたエンドリング２の、コア１とは接触しない端面に概合致するように導体バー４の端面を配置している。
【００２８】
しかしながら、導体バー４の端部をつかんだ状態で処理する必要がある場合には、図５の（ａ）に示すように、導体バー４端面のエンドリング２端面からの突出長さＬ１をもって配置しても構わない。この時の突出長さＬ１は、エンドリング２の厚さの概１／２以下とすることで、エンドリング２端面加工時の切削量を低減することが可能である。
【００２９】
また、エンドリング２と導体バー４の端面や、塑性変形により形成されたすき間部分にろう材を充填させる場合に、より多くのろう材を充填させるための受け皿部分や溶融したろう材の溜まり部分を形成することで、ろう材接合の安定化を図るために、図５の（ｂ）に示すように、導体バー４端面のエンドリング２端面からの沈下長さＬ２をもって配置しても構わない。この時の沈下長さＬ２は、エンドリング２の厚さの概１／２以下とすることで、エンドリング２と導体バー４の締結力を低下させることなく、ろう材を充填させるための受け皿部分や溶融したろう材の溜まり部分として機能させることが可能である。
【００３０】
その他の押圧部材５の働きは、実施例１、２と同じである。また、エンドリング２端面と導体バー４端面の位置関係は、１つの電動機回転子の中で、同じ位置関係を軸方向両端に配置しても、それぞれ別となる位置関係を相互に組み合わせても構わない。
【００３１】
図６の（ａ）（ｂ）は、導体バー４端面のエンドリング２端面からの突出長さＬ１をもって配置した電動機回転子、導体バー４端面のエンドリング２端面からの沈下長さＬ２をもって配置した電動機回転子の斜視図を示している。なお、図６の（ａ）（ｂ）には、エンドリング２を回転シャフトの軸方向に薄板を複数枚積層した積層構造とした例が記載されているが、実施例１と同様に、一枚のエンドリング２を用いることもできる。
【実施例４】
【００３２】
図７に、本発明による電動機回転子構造の第４の実施例を示す。これはエンドリング２の構造を示す図である。第１の実施例では、エンドリング２の外周は、一様な半径をもった形状であったため、押圧部材５を図示しない押圧部材移動機構によって、エンドリング２の薄肉部２２に接触・押圧することで薄肉部２２を変形させていた。その結果エンドリング２の外周は、変形前の半径と変形後の凹んだ形状を交互に有する非円形形状となる。
【００３３】
この非円形形状が電動機の回転性能や外観上に影響を及ぼす場合には、図７の（ａ）に示すように、エンドリング２の外周を薄肉部の変形によって凹型となる深さを事前に肉盛りしておき、押圧部材５のエンドリング２の薄肉部２２に接触する部分の形状をエンドリング２の外周半径と同じすることで、押圧部材５を図示しない押圧部材移動機構によって、エンドリング２の薄肉部２２に接触・押圧しても、図７の（ｂ）に示すように、その外径はエンドリング２の外周と概同じ半径をもった形状とすることが可能である。このエンドリング２初期形状の外周を非円形形状とする場合、金型を用いたプレス加工であれば、部品単価の上昇をわずかに抑えることが可能である。
【００３４】
図８は本発明の第４の実施例の電動機回転子の外観図を示す。図８の（ａ）は正面図、図８の（ｂ）は斜視図である。押圧によりエンドリング２の複数の導体バー４に対応する位置に複数の機械的かつ電気的接続部２３が形成されているが、その外径はエンドリング２の外周と概同じ半径をもった円形形状に形成されている。
【実施例５】
【００３５】
図９に、本発明による電動機回転子製造方法の第５の実施例を示す。第１の実施例では、押圧部材５先端のエンドリング２の薄肉部２２と接触する部分の形状は、エンドリング２の外径を概押圧部材５の幅に分割し、エンドリング２の中心から反転させたものであった。しかし、この形状はこれに限定されるものではない。
【００３６】
例えば、図９の（ａ）のように押圧部材５の幅の概１／２を半径とした円弧形状や、図９の（ｂ）のように押圧部材５の中央に平坦部を設け、押圧部材５の両端に押圧部材５の幅の１／２より小さい半径を加えた角Ｒ付き矩形形状や、図９の（ｃ）のようにエンドリング２の薄肉部２２と接触する箇所が２点となる２山形状や、図９の（ｄ）のようにエンドリング２の薄肉部２２と接触する箇所が３点以上となるローレット形状が考えられる。いずれもエンドリング２の薄肉部２２を変形させ、エンドリング２と導体バー４の接続が強固で安定すれば、どのような形状を適用しても構わない。
【実施例６】
【００３７】
図１０に、本発明による電動機回転子製造方法の第６の実施例を示す。今まで述べた実施例では、導体バー４とエンドリング２の薄肉部２２の概真上に、押圧部材５の中心を配置していたが、この位置に限定されるものではない。図１０に示すように、導体バー４とエンドリング２の薄肉部２２の概真上と、押圧部材５の中心を所定角度θ°離れた位置としても構わない。この時の所定角度θ°は、導体バー４同士の中心間角度の概１／２とすることで、エンドリング２の円周上のバランスや、押圧部材５の共通化が可能となる。
【００３８】
その場合の押圧部材５の形状は、導体バー４とエンドリング２の薄肉部２２の組み合わせとなる最小２箇所を同時に変形させる必要があるために、図９の（ｃ）の２山形状も考えられる。この場合においても、エンドリング２の薄肉部２２を変形させ、エンドリング２と導体バー４の接続が強固で安定すれば、どのような形状を適用しても構わない。
【００３９】
図１１は、本発明の第６の実施例の電動機回転子の外観図を示す。図１１の（ａ）は正面図、図１１の（ｂ）は斜視図である。押圧によりエンドリング２の導体バー４に対応する位置に複数の機械的かつ電気的接続部２３が形成されている。
【実施例７】
【００４０】
図１２に、本発明による電動機回転子製造方法の第７の実施例を示す。図１２は、シャフト３の軸線と直交する方向から見た、押圧部材５の形状である。図１２の（ａ）のようにエンドリング２の薄肉部２２と接触する箇所が２点となる２山形状や、図１２の（ｂ）のようにエンドリング２の薄肉部２２と接触する箇所が３点以上となるローレット形状や、図１２の（ｃ）のようにシャフト３の軸線方向先端に対して傾斜させる形状や、図１２の（ｄ）のように図１２の（ｃ）とは逆にシャフト３の軸線方向の先端とは反対に傾斜させる形状が考えられる。これらの形状は、シャフト３の軸線方向に対して、締結力の作用点や傾向を制御するためのものであり、設計の自由度が向上する。
【００４１】
また、図９の（ａ）〜（ｄ）の形状と図１２の（ａ）〜（ｄ）の形状を組み合わせた形状であっても構わない。いずれもエンドリング２の薄肉部２２を変形させ、エンドリング２と導体バー４の接続が強固で安定すれば、押圧部材５の形状にどのような形状を適用しても構わない。
【実施例８】
【００４２】
図１３に、本発明による電動機回転子構造の第８の実施例を示す。これは導体バー４の構造を示す図である。今までの実施例における導体バー４の形状は、図１３の（ａ）に示すように、導体バー４の軸線方向に対して同一の断面形状を持つ棒状であった。しかし、導体バー４とエンドリング２の軸線方向の締結力を増すために、図１３の（ｂ）のように導体バー４端部近傍に一様な凹部４１を形成したり、図１３の（ｃ）のように導体バー４端部近傍に波状の凹部４１を形成する。これにより、導体バー４とエンドリング２の軸線方向の抜け止めとして作用し締結力が増す。
【実施例９】
【００４３】
図１４に、本発明による電動機回転子構造の第９の実施例を示す。これは導体バー４とエンドリング２のコアスロット１１の形状を示す図である。今までの実施例において概楔形状である導体バー４とエンドリング２のコアスロット１１の形状は、図１に示すように、それぞれの楔形状が放射方向の面で挟まれた角度が概同じであった。
【００４４】
しかし、概楔形状である導体バー４とエンドリング２のコアスロット１１の形状が、それぞれの加工精度ばらつきによって変化するが、エンドリング２と導体バー４の端面や塑性変形により形成されたすき間部分にろう材を充填させる場合の、重量バランス制御に利用することが可能である。
【００４５】
ここで、エンドリング２のコアスロット１１の楔形状の中で放射方向の面で挟まれた角度をαとし、導体バー４の楔形状の中で放射方向の面で挟まれた角度をβとした。より回転子シャフトの軸線に近い側にろう材を多く充填させる場合には、図１４の（ａ）のようにα＜βを選択し、より回転子シャフトの軸線に遠い側にろう材を多く充填させる場合には、図１４の（ｂ）のようにα＞βを選択することで希望する位置にろう材を充填させることが可能となる。
【００４６】
この時の概楔形状である導体バーの狭角と概楔形状であるエンドリングのスロットの狭角の差が＋２°から−２°の間となるように形状を選択、もしくは加工精度ばらつきを抑えることで、ろう材の充填状態を良好にしたまま、重量バランス制御に利用することが可能である。
【実施例１０】
【００４７】
図１５に、本発明による電動機回転子構造の第１０の実施例を示す。これは導体バー４とエンドリング２のコアスロット１１の回転子シャフトの軸線との位置関係を示す図である。導体バーとエンドリングの間にろう材を充填させて結合する方法に対して、母材の種類とろう材の種類によって、適切な接合強度が得られる標準的な間隔が知られている。母材を銅とした場合、銀ろうでは０．０５〜０．３８ｍｍ、りん銅ろうでは０．０５〜０．２５ｍｍである。
【００４８】
今までの実施例において概楔形状である導体バー４とエンドリング２のコアスロット１１の形状は、図１に示すように、楔形状の放射方向の面で挟まれた角度が概同じであったため、エンドリング２の薄肉部２２を押圧部材５によって変形させることで、導体バー４を回転子シャフトの軸線に接近させていた。この接近後の導体バー４の回転子シャフトに近い底部とエンドリング２のコアスロット１１の回転子シャフトに近い底部の距離をｄとした場合に、０．０〜０．４ｍｍとすることにより、エンドリング２と導体バー４の端面や塑性変形により形成されたすき間部分にろう材を付着させ、所定のろう材溶融温度まで加熱することで、導体バー４の全周にろう材を回りこませて、充填されたろう材の厚さを所定の厚さ０．４ｍｍよりも小さくすることが可能となり、エンドリング２と導体バー４の電気的導通が更に強化され安定した性能となる。
【実施例１１】
【００４９】
図１７に、本発明による電動機回転子の第１１の実施例を示す。これはシャフト３の軸線と直交する方向から見た図である。シャフト３に対して、複数枚の積層されたコア１の軸方向両端に複数枚のエンドリング２を配置し、コア１の図示しないコアスロット１１とエンドリング２の図示しないエンドリングスロット２１を貫通するように導体バー４を組立てた状態である。この複数枚のエンドリング２の中の、コア１に近接した少なくとも１枚のエンドリング２の外周面一部に開放部２６が形成されている。
【００５０】
このエンドリング２はシャフト３の軸方向に薄板を複数枚積層した積層構造としたものである。エンドリング２の厚さが大きい場合には、切削加工やワイヤカット加工等の素材から削り出す方法が必要となり、部品価格上昇の原因となる。  そこで、エンドリング２の厚さ以外の仕様は必要となる形状としたまま、厚さだけを小さくし、それを必要とする厚さまで積層させたものが図１７の積層構造である。これにより、プレス加工を利用することができ、部品価格低減が可能となる。
【００５１】
図１８（ａ）に、図１７の斜視図、図１８（ｂ）に、図１７の部品一部を非表示とした説明図を示す。ここでは、複数枚の積層されたコア１のシャフト３軸方向両端に配置されている複数枚のエンドリング２の一端側だけ示し、反対側は省略した。
【００５２】
図１８（ａ）において、複数枚のエンドリング２の中の、コア１に近接した少なくとも１枚のエンドリング２の外周面一部に開放部２６が形成されていることで、導体バー４が外周面に露出されていることがわかる。図１８（ｂ）では、図１８（ａ）の状態から、複数枚のエンドリング２の中の、コア１に近接した少なくとも１枚のエンドリング２の外周面一部に開放部２６が形成されているものを残し、外周面に開放部がないエンドリング２と、導体バー４を非表示とした。この図において、エンドリング２がコア１と概同形状をしており、外周面に開放部２６が形成されていることがわかる。
【００５３】
図１９は、図１８（ｂ）の状態に対して、図１９（ａ）はシャフト３の軸線方向から見た図、図１９（ｂ）はシャフト３の軸線と直交する方向から見た図である。
【００５４】
図２０の（ａ）に示すように、押圧部材５の厚さは、複数枚のエンドリング２の中の、コア１に近接した少なくとも１枚のエンドリング２の外周面一部に開放部２６が形成されているため、外周面に開放部がないエンドリング２の総合厚さと概同じかそれ以上としているため、エンドリング２が積層構造になっても、押圧部材５によるエンドリング２の薄肉部２２を変形する能力を妨げるものとはならない。
【００５５】
図２０の（ｂ）に示すように、機械的かつ電気的接続部２３は、エンドリング２の複数枚の薄板の外表面の複数の導体バー４に対応する複数の位置に押圧成形を施して形成されている。
【００５６】
図２１は、ろう材溶融の工程説明図であり、ろう材溶融前の配置状態を示す。図２（ｃ）のエンドリング２と導体バー４の端面や、塑性変形により形成されたすき間部分にろう材２４（銀ろう、りん銅ろう等）を付着させている状態をシャフト３の軸線と直交する方向から見た図である。この時のろう材２４の塗布位置は、鉛直上方（図面においても上方）に位置するエンドリング２側では、コア１と近接していない外周面一部に開放部２６が形成されていないエンドリング２と導体バー４の端面とする。また、鉛直下方（図面においても下方）に位置するエンドリング２側では、コア１と近接し外周面一部に開放部２６が形成されているエンドリング２の開放部２６と導体バー４の側面とする。また、これらのろう材２４が塗布されたエンドリング２とコア１の組立品の鉛直上方に、ろう材溶融に用いる加熱コイル６が、鉛直上方に位置するエンドリング２側と鉛直下方に位置するエンドリング２側に対応する間隔をもって２組配置している。
【００５７】
図２２はろう材溶融の工程説明図であり、ろう材溶融開始時の配置状態を示す。図２１のろう材溶融前の配置から、図示しない上下スライド機構により、ろう材２４が塗布されたエンドリング２とコア１の組立品が移動し、ろう材溶融に用いる加熱コイル６が、鉛直上方に位置するエンドリング２側と鉛直下方に位置するエンドリング２側に対応する間隔をもって２組配置されている部分に対して、ろう材溶融に最適な位置で停止させる。ここで、加熱コイル６に対して２組同時に例えば高周波電流を印加し、所定のろう材溶融温度まで加熱することで、エンドリング２とコア１の組立品を上下反転させることなく、工程時間が短縮され、エンドリング２と導体バー４の電気的導通が更に強化され安定した性能が得られる。
【００５８】
ここで、図２１で説明したろう材２４の塗布位置の効果を説明する。鉛直上方（図面においても上方）に位置するエンドリング２側でのろう材２４の塗布位置は、コア１と近接していない外周面一部に開放部２６が形成されていないエンドリング２と導体バー４の端面とすることで、溶融したろう材２４が導体バー４の側面やエンドリングスロット２１の内面を伝わり、コア１と近接していない外周面一部に開放部２６が形成されていない複数枚のエンドリング２を経由して、コア１と近接し外周面一部に開放部２６が形成されているエンドリング２の開放部２６に達する。
【００５９】
その結果、開放部２６から見える導体バー４の側面に、ろう材２４が到達していることが確認できれば、その上方側に位置するコア１と近接していない外周面一部に開放部２６が形成されていないエンドリング２でも確実に接合されていると判断できる。
【００６０】
同時に、シャフト３の円周上に複数配置されている導体バー４の側面に、同程度にろう材２４が到達していることが確認できれば、コア１と近接していない外周面一部に開放部２６が形成されていないエンドリング２と導体バー４の端面に塗布したろう材２４の均一性が確認できる。もし、シャフト３の円周上に複数配置されている導体バー４の側面のろう材２４に不均一な状況が確認できれば、塗布量不均一の原因や加熱状態不均一の原因が推定でき即時の対策が可能となる。
【００６１】
また、鉛直下方（図面においても下方）に位置するエンドリング２側でのろう材２４の塗布位置は、コア１と近接し外周面一部に開放部２６が形成されているエンドリング２の開放部２６と導体バー４の側面とすることで、溶融したろう材２４が導体バー４の側面やエンドリングスロット２１の内面を伝わり、コア１と近接していない外周面一部に開放部２６が形成されていない複数枚のエンドリング２を経由して、鉛直下方（図面においても下方）に位置するエンドリング２端面に達する。
【００６２】
その結果、エンドリング２端面から見える導体バー４の端面近傍に、ろう材２４が到達していることが確認できれば、その上方側に位置するコア１と近接し外周面一部に開放部２６が形成されていないエンドリング２でも確実に接合されていると判断できる。
【００６３】
同時に、シャフト３の円周上に複数配置されている導体バー４のの端面近傍に、同程度にろう材２４が到達していることが確認できれば、コア１と近接し外周面一部に開放部２６が形成されているエンドリング２と導体バー４の側面に塗布したろう材２４の均一性が確認できる。
【００６４】
もし、シャフト３の円周上に複数配置されている導体バー４の端面近傍のろう材２４に不均一な状況が確認できれば、塗布量不均一の原因や加熱状態不均一の原因が推定でき即時の対策が可能となる。
【００６５】
図２１から図２２に示した工程説明において、鉛直上方に加熱コイル６を配置しているが、鉛直下方に加熱コイル６を配置しても構わない。また、加熱コイル６と、ろう材２４が塗布されたエンドリング２とコア１の組立品について、上下方向の位置設定を説明したが、ろう材２４の溶融をエンドリング２の円周上で均一化させるために、エンドリング２とコア１の組立品をシャフト３の軸線方向中心に回転させても構わない。また、上下に位置した加熱コイル６に対して２組同時に例えば高周波電流を印加し、所定のろう材溶融温度まで加熱していたが、２組の加熱コイル６に対して順番に電流を印加することで、電源の能力を半減させ、設備価格を低減しても構わない。
【実施例１２】
【００６６】
図２３に、本発明による電動機回転子の第１２の実施例を示す。これはシャフト３の軸線と直交する方向から見た図である。シャフト３に対して、複数枚の積層されたコア１の軸方向両端にエンドリング２を配置し、コア１の図示しないコアスロット１１とエンドリング２の図示しないエンドリングスロット２１を貫通するように導体バー４を組立てた状態である。このエンドリング２の、コア１に近接した一部のエンドリング２の外周面一部に開放部２６が形成されている。
【００６７】
このエンドリング２の厚さが大きい場合には、切削加工やワイヤカット加工等の素材から削り出す方法が必要となる。但し、積層する方法に対して、シャフト３の軸線方向に分割面がないため、分割面を基点とする物質侵入が防止でき、この機能を優先する場合には、必要な構造となる。
【００６８】
図２４に、図２３の斜視図を示す。ここでは、複数枚の積層されたコア１のシャフト３軸方向両端に配置されているエンドリング２の一端側だけ示し、反対側は省略した。  図２４において、エンドリング２の、コア１に近接した一部のエンドリング２の外周面一部に開放部２６が形成されていることで、導体バー４が外周面に露出されていることがわかる。
【００６９】
図２５は、図２４のエンドリング２の説明図である。図２５（ａ）は図示しないシャフト３の軸線方向から見た図、図２５（ｂ）は図示しないシャフト３の軸線と直交する方向から見た図である。
【００７０】
図２６に、本発明の第１２の実施例の電動機回転子の外観図を示す。図２６（ａ）は正面図、図２６（ｂ）は斜視図である。押圧によりエンドリング２の複数の導体バー４に対応する位置に複数の機械的かつ電気的接続部２３が形成されている。
【００７１】
図２６の（ｂ）に示すように、機械的かつ電気的接続部２３は、エンドリング２の外表面の複数の導体バー４に対応する複数の位置に押圧成形を施して形成されている。
【実施例１３】
【００７２】
図２７に、本発明による電動機回転子の第１３の実施例を示す。これはエンドリング２の外周面一部に形成した開放部２６形状の説明図である。開放部２６の形状は、実施例１では図１８、３、実施例２では図２５に示すように、エンドリング２の外周面から、中心方向に向かって外径を小さくするように形成していた。
【００７３】
エンドリング２の外周面一部に形成した開放部２６形状は上記に限定されるものではない。図２７（ａ）のように、エンドリング２のスロット２１から、エンドリング２の外周面へつながる経路として、スロット２１側の幅とエンドリング２の外周面側の幅が概ね同じでも構わない。図２７（ｂ）のように、エンドリング２のスロット２１から、エンドリング２の外周面へつながる経路として、スロット２１側の幅がエンドリング２の外周面側の幅より小さくても構わない。図２７（ｃ）のように、エンドリング２のスロット２１から、エンドリング２の外周面へつながる経路として、スロット２１側の幅がエンドリング２の外周面側の幅より大きくても構わない。
【００７４】
いずれの形状としても、本発明の目的は、エンドリング２の外周面一部に形成した開放部２６から導体バー４につながる経路をつくることで、ろう材溶融時の品質確認や上下反転機構を必要としないで上下両端のろう材接合を効率的に行うことである。
【００７５】
また、実施例１２、１３でも、シャフト３に対して、複数枚の積層されたコア１の軸方向両端にエンドリング２を配置する場合に、同じ構造のものを使用しているが、目的によっては、鉛直上方側のエンドリング２には外周面一部に開放部２６が形成されていないものと組み合わせたり、実施例１、２の構造のものを相互に組み合わせても良い。実施例１２、１３では、エンドリング２と導体バー４の固定に押圧成形を利用しているが、特に限定するものではない。
【符号の説明】
【００７６】
１  コア
２  エンドリング
３  シャフト
４  導体バー
５  押圧部材
６  加熱コイル
１１  コアスロット
１２  コアシャフト穴
２１  エンドリングスロット
２２  薄肉部
２３  接続部
２４  ろう材
２６  開放部
４１  凹部
【図１】
2010154730.tif 000003
【図２】
2010154730.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010154730.tif 000008
【図７】
2010154730.tif 000009
【図８】
2010154730.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2010154730.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
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