(57)【要約】【課題】作業効率を向上させ、コストを低減することができるかご形ロータの製造法及びその装置を提供する。【解決手段】ロータコア２１、スロットに挿入、貫通させた銅または銅合金製のバー２０およびエンドリング２２，２２ａから構成されるかご形ロータ３を密閉した容器５内で真空あるいは雰囲気ガス中でバー２０と両側のエンドリング２２，２２ａを高周波加熱によりろう付けするかご形ロータ３の製造方法において、一方側のエンドリング２２とバー２０のろう付け完了後、他方側のエンドリング２２ａとバー２０のろう付けが完了していないかご形ロータを密閉した容器内から取り出すことなく、他方側のろう付け実施を可能にするためのかご形ロータ３および高周波加熱用コイル４，４ａのセット工程と、密閉した容器５を回転させる工程と、高周波加熱用コイル４，４ａと高周波電流発生装置との接続工程とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコア、前記ロータコアの複数個のスロットに挿入、貫通させた銅または銅合金製のバーおよび、前記ロータコアの両側に配設した銅または銅合金製のエンドリングから構成されるかご形ロータを密閉した容器内で真空あるいは雰囲気ガス中で前記バーと前記両側のエンドリングを高周波加熱によりろう付けするかご形ロータの製造方法において、
一方側の前記エンドリングと前記バーのろう付け完了後、他方側の前記エンドリングと前記バーのろう付けが完了していない前記かご形ロータを密閉した容器内から取り出すことなく、前記他方側のろう付け実施を可能にするための前記かご形ロータおよび高周波加熱用コイルのセット工程と、前記密閉した容器を回転させる工程と、前記高周波加熱用コイルと高周波電流発生装置との接続工程とを備えたことを特徴とするかご形ロータの製造方法。
【請求項２】
ロータコア、前記ロータコアの複数個のスロットに挿入、貫通させた銅または銅合金製のバーおよび、前記ロータコアの両側に配設した銅または銅合金製のエンドリングから構成されるかご形ロータを密閉した容器内で真空あるいは雰囲気ガス中で前記バーと前記両側のエンドリングを高周波加熱によりろう付けするかご形ロータの製造装置において、
一方側の前記エンドリングと前記バーのろう付け完了後、他方側の前記エンドリングと前記バーのろう付けが完了していない前記かご形ロータを密閉した容器内から取り出すことなく、前記他方側のろう付け実施を可能にするための前記かご形ロータおよび前記高周波加熱用コイルのセット手段と、前記密閉した容器を回転させる手段と、前記高周波加熱用コイルと前記高周波電流発生装置との接続手段とを備えたことを特徴とするかご形ロータの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インダクションモーターに使用されるかご形ロータの、ろう付けによる製造方法およびその製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インダクションモーターに使用されるかご形ロータの製造において、バーおよびエンドリングの導電材料に銅または銅合金を使用する場合、前記バーと前記エンドリングの接合は手ろう付けによる方法が一般的である（例えば特許文献１）。
しかし、この方法では温度管理が難しいため、ろう付け部強度にばらつきが多く、また、フラックスを必要とするためにろう付け後のフラックス除去処理が必要であった。この除去処理をしてもロータコアの隙間に入ったフラックスは完全に除去できず、錆の原因となっていた。
そこで、温度管理が容易で、再現性があり、ろう付け時にフラックスを必要としない方法として真空、あるいは雰囲気ガス容器中での高周波加熱によるろう付け方法が一部適用されている。
この場合、前記バーと前記エンドリングを両側一度にろう付けすることは、形状上困難であるため、一方側の前記バーと前記エンドリングのろう付け後、前記容器内に不活性ガスなどを導入しながら、ろう付けが完了していない他方側のろう付け部、および、あらかじめ配置しておいた、ろう材が酸化しない様にある程度まで冷却し、その後、前記容器内からかご形ロータを取り出し、１８０度反転させ高周波加熱コイル部にセットし、前記容器を密閉後、真空、あるいは雰囲気ガス状態とした後、加熱し、ろう付けを行う必要がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１５０７５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この製造方法にあっては、一方側のろう付けが完了した後、他方側のろう付けを行うまでの酸化防止のための冷却待ち時間が長く、かご形ロータを容器内から一度取り出し、再度セットする必要があるなど、作業効率が悪く、また、冷却のための不活性ガスが多量に必要などコスト高の原因となるなどの問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、一方側のろう付けが完了した後、かご形ロータを容器内から取り出すことなく、短い冷却待ち時間で、他方側のろう付けを行えるようにすることにより、作業効率などを向上させて、コスト高の抑制を図り得るかご形ロータの製造法及びその装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、請求項１に記載の本発明は、ロータコア、前記ロータコアの複数個のスロットに挿入、貫通させた銅または銅合金製のバーおよび、前記ロータコアの両側に配設した銅または銅合金製のエンドリングから構成されるかご形ロータを密閉した容器内で真空あるいは雰囲気ガス中で前記バーと前記両側のエンドリングを高周波加熱によりろう付けするかご形ロータの製造方法において、一方側の前記エンドリングと前記バーのろう付け完了後、他方側の前記エンドリングと前記バーのろう付けが完了していない前記かご形ロータを密閉した容器内から取り出すことなく、前記他方側のろう付け実施を可能にするための前記かご形ロータおよび高周波加熱用コイルのセット工程と、前記密閉した容器を回転させる工程と、前記高周波加熱用コイルと高周波電流発生装置との接続工程とを備えるようにしたものである。
また、請求項２に記載の本発明は、ロータコア、前記ロータコアの複数個のスロットに挿入、貫通させた銅または銅合金製のバーおよび、前記ロータコアの両側に配設した銅または銅合金製のエンドリングから構成されるかご形ロータを密閉した容器内で真空あるいは雰囲気ガス中で前記バーと前記両側のエンドリングを高周波加熱によりろう付けするかご形ロータの製造装置において、一方側の前記エンドリングと前記バーのろう付け完了後、他方側の前記エンドリングと前記バーのろう付けが完了していない前記かご形ロータを密閉した容器内から取り出すことなく、前記他方側のろう付け実施を可能にするための前記かご形ロータおよび前記高周波加熱用コイルのセット手段と、前記密閉した容器を回転させる手段と、前記高周波加熱用コイルと前記高周波電流発生装置との接続手段とを備えたるようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例におけるかご形ロータの製造装置の基本構成図を示している。
図１において、製造装置１は、内部に、取り付け具２により定位置に固定された状態のろう付け前のかご形ロータ３と、電流発生装置１３との接続部を外部に取り出し、かご形ロータ３の上下のろう付け部２５、２５ａ部を包囲するごとく、所定回数巻き回して配設された２本の加熱コイル４および４ａを持つ容器５と，この容器５を回転させるためのハンドル６および容器支持部７と、容器５内部を減圧するためのバルブ８および真空ポンプ９と、不活性ガスを供給するバルブ１０およびガス供給装置１１と、容器５内に投入した不活性ガスを容器５の外部に放出するバルブ１２と、加熱コイル４および４ａに高周波電流を供給する電流発生装置１３と、前記ろう付け部の温度を容器５外から計測する温度計１４と、温度計１４により計測された温度データをもとに、前記バルブ８、バルブ１０、電流発生装置１３を制御する制御装置１５などからなる。
前記容器５は減圧時の大気圧に耐えられるように、ステンレス鋼などを溶接するなどして構成されており、密閉状態が維持できるようになっている。この容器５は、電流発生装置１３との接続部を容器５外部に取り出した２本の加熱用コイル４および４ａを備えており、上側の加熱用コイル４は上下にスライドが可能なようになっており、下側の加熱用コイル４ａは容器５の側面に密閉性を低下させないように固定されている。また、かご形ロータ３を容器５から出し入れし、密閉するための扉５ａと、かご形ロータ３を加熱用コイル４，４ａの内側へセットする際に、上側の加熱用コイル４を上下にスライドさせ、セット後に容器５内を密閉することを可能にするための上側の加熱用コイル４を取り付けたカバー５ｂと、温度計１４による容器５外からの、ろう付け部の温度計測を可能にするための石英ガラス製の窓５ｃと、一方側のろう付けが完了した後、他方側のろう付けを行うため他方側面を上側にするための容器５全体を回転させるためのハンドル６および支持部７と、容器５内を減圧するためのバルブ８と、容器５内に不活性ガスを供給するためのバルブ１０と、容器５内の不活性ガスを外部に放出すためのバルブ１１を備えている。また、バルブ８は配管を通じて真空ポンプ９と容易に着脱可能なように接続され、バルブ１０は配管を通じてガス供給装置１１と容易に着脱可能なように接続されている。前記ハンドル６は手動により操作しても良いし、モータなどの駆動装置を付加し操作するようにしても良い。
加熱用コイル４，４ａと電流発生装置１３とは容易にボルトにより接続されており、接続を外すことも簡単に行なえる構造となっており、たとえば、上側の加熱コイル４での加熱、ろう付け後、上側の加熱コイル４と電流発生装置１３の接続をはずし、容器５を回転させ、下側の加熱コイル４ａを上側位置に移動させ、下側の加熱コイル４ａと電流発生装置１３とを接続し、加熱、ろう付けが可能である。
【０００７】
次に、前記製造装置１においてろう付けにて製造されるかご形ロータ３の製造方法について説明する。
図２に、製造装置１において、ろう付けを行うかご形ロータ３の断面構成図の一例を示す。
図２において、かご形ロータ３は、所定の数の銅または銅合金製のバー２０、そのバーが挿入される位置に開けられたスロットを有する珪素鋼板で積層されたロータコア２１、そのロータコアの両側に配設され、バー２０が挿入される位置に開けられた貫通穴を有する銅または銅合金製の上側エンドリング２２、および下側エンドリング２２ａ、バー２０と上側エンドリング２２とのろう付け部２５およびバー２０と下側エンドリング２２ａとのろう付け部２５ａを得るために、バー２０および上側エンドリング２２、下側エンドリング２２ａに配置された銀ろう材（ＢＡｇ８）２３、各部を固定する鉄製治具２４からなる。
まず、図２に示すように、組み付けられたかご形ロータ３を、ろう付け接合部２５ａ部が容器５内の下側の加熱コイル４ａの内側の定位置にくるようにセットし、取り付け具２によりロータコア２１部を固定する。この時、上側の加熱コイル４は、上側の加熱コイル４を取り付けたカバー５ｂと共に上にスライドした状態で保持されており、かご形ロータ３が容易にセットできるようになっている。
次に、かご形ロータ３のろう付け接合部２５部が上側の加熱コイル４の内側の定位置にくるように、上側の加熱コイル４を取り付けたカバー５ｂを下にスライドさせ、固定し、扉５ａを閉めて、固定する。この際、容器５と、上側の加熱コイル４を取り付けたカバー５ｂとの間、および、扉５ａとの間は、Ｏリングなどを介しており、容器５内は密閉された状態になっている。そして、上側の加熱コイル４と電流発生装置１３とを接続する。
この状態で、真空ポンプ９と、ガス供給装置１１を作動させ、前記制御装置１５の制御信号により、バルブ８を開き、容器５内を減圧し、容器５内が所定の圧力になった状態で、バルブ８を閉じ、バルブ１０を開いて、容器５内に、容器５内の圧力が大気圧程度になるまで、例えば、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスを供給し、バルブ１０を閉じ、バルブ８を開いて、容器５内を再び減圧し、容器５内が所定の圧力になった状態で、電流発生装置１３が作動し、上側の加熱コイル４に高周波電流を供給する。
この場合、雰囲気ガス中でろう付けを行う場合は、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスを供給し、バルブ１０を閉じた後は、容器５内の再減圧は行わない。そして、あらかじめ、制御装置１５に設定されている加熱パターンにそって、温度計１４による温度計測結果を逐次フィードバックしながら、ろう付け部２５部を加熱し、ろう付けを完了させ、制御装置１５の制御信号により電流発生装置１３を停止し、加熱をやめ、バルブ８を閉じる。
なお、加熱中においては、容器５内の圧力が所定の圧力となるように、バルブ８の開閉が可能となっている。
その後、制御装置１５の制御信号によりバルブ１０を開いて、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスを容器５内に供給し、バルブ１２を介して容器５内から放出しながら、温度計１４により、ろう付け部２５部の温度を計測し、所定の温度になるまで、かご形ロータ３を冷却し、バルブ１０を閉じる。そして、制御装置１５および電流発生装置１３の電源を切るなどし、上側の加熱コイル４と電流発生装置１３の接続を外し、容器５をハンドル６にて、上下１８０°回転させ、下側の加熱コイル４ａと、電流発生装置１３とを接続する。
この状態で、制御装置１５および電流発生装置１３の電源を入れ、制御装置１５の制御信号により、バルブ８を開いて、容器５内を減圧し、容器５内が所定の圧力になった状態で、バルブ８を閉じ、バルブ１０を開いて容器５内に、容器５内の圧力が大気圧程度になるまで、例えば、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスを供給し、バルブ１０を閉じ、バルブ８を開いて、容器５内を再び減圧し、容器５内が所定の圧力になった状態で、電流発生装置１３が作動し、下側の加熱コイル４ａに高周波電流を供給する。または、制御装置１５および電流発生装置１３の電源を入れ、制御装置１５の制御信号により、バルブ８を開いて、容器５内を減圧し、容器５内が所定の圧力になった状態で、電流発生装置１３が作動し、下側の加熱コイル４ａに高周波電流を供給する。いずれの場合も、雰囲気ガス中でろう付けを行う場合は、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスを供給し、バルブ１０を閉じた後は、容器５内の減圧あるいは、再減圧は行わない。そして、あらかじめ、制御装置１５に設定されている加熱パターンにそって、温度計１４による温度計測結果を逐次フィードバックしながら、ろう付け部２５ａ部を加熱し、ろう付けを完了させ、制御装置１５の制御信号により電流発生装置１３を停止し、加熱をやめ、バルブ８を閉じる。なお、加熱中においては、容器５内の圧力が所定の圧力となるように、バルブ８の開閉が可能となっている。
その後、制御装置１５の制御信号によりバルブ１０を開いて、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスを容器５内に供給し、バルブ１２を介して容器５内から放出しながら、温度計１４により、ろう付け部２５ａ部の温度を計測し、所定の温度になるまで、かご形ロータ３を冷却し、バルブ１０を閉じる。そして、制御装置１５、電流発生装置１３、真空ポンプ８、及びガス供給装置１１を停止し、下側の加熱コイル４ａと、電流発生装置１３との接続を外す。そして、容器５をハンドル６にて再び上下１８０°回転させ、上側の加熱コイル４を取り付けたカバー５ｂを上にスライドさせ、固定した状態で、扉５ａを開け、取り付け具２からかご形ロータ３を外し、容器５内から取り出す。
【０００８】
このように、上記実施例によれば、真空あるいは雰囲気ガス中の密閉した容器５内から上記かご形ロータを取り出すことなく両側のろう付け部２５および２５ａ部の高周波加熱によるろう付けが可能となり、短時間で、ろう付け欠陥が極めて少ない高品質のかご形ロータを得ることができる。
【０００９】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１のかご形ロータの製造法および請求項２の製造装置によれば、密閉した容器内で真空、あるいは雰囲気ガス中で高周波加熱によりバーと両側エンドリングをろう付けする場合、密閉した容器内からかご形ロータを取り出すことなく、また、酸化の問題も生じず、より短時間で品質の良いろう付けを完了することが可能となり、作業効率が向上し、コスト高を抑制した品質の良いかご形ロータを提供することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるかご形ロータの製造装置の基本構成図である。
【図２】本発明の実施例におけるろう付け接合を行うかご形ロータの断面構成図である。
【符号の説明】
１  製造装置
２  取り付け具
３  かご形ロータ
４  上側の加熱コイル
４ａ  下側の加熱コイル
５  容器
６  ハンドル
７  容器支持部
８  バルブ
９  真空ポンプ
１０  バルブ
１１  ガス供給装置
１２  バルブ
１３  電流発生装置
１４  温度計
１５  制御装置
２０  バー
２１  ロータコア
２２、２２ａ  エンドリング
２３  ろう材
２４  鉄製治具
２５、２５ａ  ろう付け部
【図１】
2004248462.tif 000003
【図２】
2004248462.tif 000004