(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁鋼板を積層した積層鋼板と、前記積層鋼板の積層方向に貫通する複数のスロット穴に埋め込まれた導体金属と、を備えた誘導モータ用ロータにおいて、
前記導体金属を、各スロットに嵌め込まれたスロット形導体板を有する前記電磁鋼板を積層することにより構成されるスロット形導体積層板とした
ことを特徴とする誘導モータ用ロータ。
【請求項２】
電磁鋼板を積層した積層鋼板と、前記積層鋼板の積層方向に貫通する複数のスロット穴に埋め込まれた導体金属と、を備えた誘導モータ用ロータの製造方法において、
電磁鋼板材のスロットに対応する部分を打ち抜くスロット打ち抜き工程と、
前記電磁鋼板材とほぼ同じ厚さによる導体金属板材を、前記電磁鋼板材のスロットへの嵌め込み形状によるスロット形導体板に成形するスロット形導体板成形工程と、
前記スロット形導体板を、前記電磁鋼板材のスロット打ち抜き部分に嵌め込むスロット形導体板嵌め込み工程と、
前記スロット形導体板がスロットに嵌め込まれた前記電磁鋼板材をロータ外径に沿って打ち抜き、打ち抜いた複合ロータ板を所定枚積層する複合ロータ板積層工程と、
を有することを特徴とする誘導モータ用ロータの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載された誘導モータ用ロータの製造方法において、
前記スロット打ち抜き工程、前記スロット形導体板成形工程、前記スロット形導体板嵌め込み工程に代え、
前記電磁鋼板材のスロットに対応する部分を半抜きにし、半抜きスロットを有する電磁鋼板材の上に導体金属板材を重ね合わせて供給した状態で、前記導体金属板材からのスロット形導体板の打ち抜きと、前記電磁鋼板材からの半抜きスロットの打ち抜きと、打ち抜かれたスロットへのスロット形導体板の嵌め込みと、を一つの工程にて処理する統合処理工程を有する
ことを特徴とする誘導モータ用ロータの製造方法。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載された誘導モータ用ロータの製造方法において、
前記複合ロータ板積層工程は、電磁鋼板同士のカシメとスロット形導体板同士のカシメとを同時に行う
ことを特徴とする誘導モータ用ロータの製造方法。
【請求項５】
請求項２から請求項４までの何れか一項に記載された誘導モータ用ロータの製造方法において、
前記複合ロータ板積層工程により複合ロータ板を打ち抜いた後、前記電磁鋼板材のうち複合ロータ板が打ち抜かれた残りの鋼板材残部を用い、誘導モータのステータ側鋼板を打ち抜くステータ打ち抜き工程を有する
ことを特徴とする誘導モータ用ロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、かご型誘導モータに適用される誘導モータ用ロータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、積層鋼板によるロータ鉄心に、バーとエンドリングからなる二次導体を形成したロータを備えた誘導モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、「誘導モータ」とは、ステータが作る回転磁界によりロータの導体金属（二次導体）に誘導電流が発生し、誘導電流によって導体金属の周りに磁界が発生し、その磁界が回転磁界に誘導されて回転するモータをいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２１５２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の誘導モータ用ロータにあっては、ロータ鉄心の両端にダイカスト治具を設置し、鋳造工法で溶かしたアルミ金属を流し込んで、ロータ全体を鋳包みすることで、バーとエンドリングからなる二次導体を形成していた。そして、磁界を発生させるロータ鉄心に、導体金属があると磁界の発生を妨げるため、切削加工等でアルミ材を除去する必要がある。このように、アルミダイカスト設備が必要であると共に、余分なアルミ材を取り除く切削加工等が必要であるため、工数面及びコスト面で不利である、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、鋳造による導体金属や鋳造工程を廃止したことで、工数面及びコスト面で有利である誘導モータ用ロータ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の誘導モータ用ロータは、電磁鋼板を積層した積層鋼板と、積層鋼板の積層方向に貫通する複数のスロット穴に埋め込まれた導体金属と、を備える。この誘導モータ用ロータにおいて、導体金属を、各スロットに嵌め込まれたスロット形導体板を有する電磁鋼板を積層することにより構成されるスロット形導体積層板とした。
【０００７】
本発明の誘導モータ用ロータの製造方法は、スロット打ち抜き工程と、スロット形導体板成形工程と、スロット形導体板嵌め込み工程と、複合ロータ板積層工程と、を有する。スロット打ち抜き工程は、電磁鋼板材のスロットに対応する部分を打ち抜く。スロット形導体板成形工程は、電磁鋼板材とほぼ同じ厚さによる導体金属板材を、電磁鋼板材のスロットへの嵌め込み形状によるスロット形導体板に成形する。スロット形導体板嵌め込み工程は、スロット形導体板を、電磁鋼板材のスロット打ち抜き部分に嵌め込む。複合ロータ板積層工程は、スロット形導体板がスロットに嵌め込まれた電磁鋼板材をロータ外径に沿って打ち抜き、打ち抜いた複合ロータ板を所定枚積層する。
【発明の効果】
【０００８】
誘導モータ用ロータにおいて、導体金属が、各スロットに嵌め込まれたスロット形導体板を有する電磁鋼板を積層することにより構成されるスロット形導体積層板とされる。すなわち、鋳造による導体金属を廃止し、導体金属をスロット形導体積層板としたことで、工数面及びコスト面で有利である誘導モータ用ロータを提供することができる。
【０００９】
誘導モータ用ロータの製造方法において、スロット打ち抜き工程とスロット形導体板成形工程の後、スロット形導体板嵌め込み工程→複合ロータ板積層工程を経過することで誘導モータ用ロータが製造される。すなわち、鋳造工程を廃止し、プレス設備の中で行える工程としたことで、工数面及びコスト面で有利である誘導モータ用ロータの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の誘導モータ用ロータが適用された誘導モータの一例を示す一部断面斜視図である。
【図２】実施例１の誘導モータのステータ側電磁鋼板及びロータ側電磁鋼板を示す正面図である。
【図３】実施例１の誘導モータ用ロータにおいてロータ側電磁鋼板のスロットにスロット形導体板が嵌め込まれた複合ロータ板を示す正面図である。
【図４】実施例１の誘導モータ用ロータにおいて複合ロータ板を軸方向に積層したロータコアを示す図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】実施例１の誘導モータ用ロータの製造方法に適用されるプレス設備の一例を示す全体図である。
【図６】実施例１の誘導モータ用ロータの製造方法を示す工程図である。
【図７】実施例１の誘導モータ用ロータの製造方法を示す図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】実施例２の誘導モータ用ロータの製造方法におけるステータ打ち抜き工程を示す平面図である。
【図９】他例の誘導モータ用ロータにおいてロータ側電磁鋼板のスロットにスロット形導体板が嵌め込まれた複合ロータ板を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の誘導モータ用ロータ及びその製造方法を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
実施例１における誘導モータ用ロータ及びその製造方法を、「誘導モータ用ロータの構成及び作用」、「誘導モータ用ロータの製造方法の工程及び作用」に分けて説明する。
【００１３】
［誘導モータ用ロータの構成及び作用］
まず、誘導モータの概要を説明すると、「三相交流かご型誘導モータ」と呼ばれるものが代表例であり、その特徴は、同期モータのような永久磁石が不要で、ロータを監視するセンサも必要なく、低コストで構造も頑丈でメンテナンスも不要というメリットがある。モータ制御は、VVVF（可変電圧、可変周波数変調）インバータで行うのが一般的であり、センサを必要としないので、同期モータに比べてインバータも回路的に低コストになる。モータ構造としては、同期モータと同様に三相交流の回転磁界によって回転するが、ロータに永久磁石がなく、電流が流れる棒状の導体金属を何本か並べ、これらの導体金属の両端を導体金属のリングで短絡させた構造になっている。ロータに有する導体金属構造が、「かご」に似ているので、かご型誘導モータと呼んでいる。
【００１４】
図１は、実施例１の誘導モータ用ロータが適用された誘導モータＭの一例を示す。以下、図１に基づき、誘導モータＭの全体構成を説明する。
【００１５】
前記誘導モータＭは、図１に示すように、ステータケーシング１と、ステータ２と、ロータ３と、モータ軸４と、を備えている。
【００１６】
前記ステータケーシング１は、モータベース部１ａを有すると共に内面にステータ２が固定される。ステータケーシング１の一端側には、負荷側ブラケット５が連結固定され、他端側には、反負荷側ブラケット６が連結固定される。反負荷側ブラケット６には、これを覆うようにファンカバー７が固定され、ファンカバー７の内部には、モータ軸４により回される冷却ファン８が配置される。
【００１７】
前記ステータ２は、ステータケーシング１の内面に固定され、ステータ鉄心と呼ばれるステータ側積層鋼板９と、ステータコイル１０と、を有して構成される。
【００１８】
前記ロータ３は、モータ軸５に設けられ、ロータ外周面がステータ２の内周面とエアギャップを介して配置され、ロータ鉄心と呼ばれるロータ側積層鋼板１１と、スロット形導体積層板１２と、短絡環１３と、を有して構成される。ここで、ロータ側積層鋼板１１とスロット形導体積層板１２の組み合わせ構成を「ロータコアRC」といい、この「ロータコアRC」が、本発明の対象である「誘導モータ用ロータ」に相当する。
【００１９】
前記モータ軸４は、ロータ３と一体に回転し、負荷側ブラケット５に設けられた負荷側ベアリング１４と、反負荷側ブラケット６に設けられた反負荷側ベアリング１５と、により回転可能に両端支持される。
【００２０】
図２は、実施例１の誘導モータＭのステータ側電磁鋼板及びロータ側電磁鋼板を示し、図３は、ロータ側電磁鋼板のスロットにスロット形導体板が嵌め込まれた複合ロータ板を示し、図４は、複合ロータ板を軸方向に積層したロータコアRCを示す。以下、図２〜図４に基づき、誘導モータ用ロータであるロータコアRCの詳細構成を説明する。
【００２１】
前記ステータ２に有するステータ側積層鋼板９は、図２に示す内径をロータ側電磁鋼板１１ａの外径よりも大きくしたリング状板によるステータ側電磁鋼板９ａを、多数枚積層して構成される。ステータ側電磁鋼板９ａの内周位置には、周方向等間隔に複数のステータ側スロット９ｂが打ち抜かれる。そして、ステータ側スロット９ｂが打ち抜かれステータ側電磁鋼板９ａを積層することにより、軸方向に貫通するスロット穴が複数形成され、ステータコイル１０は、複数形成されたスロット穴に沿って巻き付けられる。なお、ステータ側電磁鋼板９ａの素材としては、ケイ素鋼板材等が用いられる。
【００２２】
前記ロータ３に有するロータ側積層鋼板１１は、図２に示す中心部にモータ軸穴１１ｃを形成したリング状板によるロータ側電磁鋼板１１ａを、多数枚積層して構成される（図４）。ロータ側電磁鋼板１１ａの外周位置には、周方向等間隔に複数のロータ側スロット１１ｂが打ち抜かれる。そして、ロータ側スロット１１ｂが打ち抜かれロータ側電磁鋼板１１ａを積層することにより、軸方向に貫通するスロット穴が複数形成される。
【００２３】
前記ロータ３に有するスロット形導体積層板１２は、図３に示すように、スロット形導体板１２ａを有するロータ側電磁鋼板１１ａ（＝複合ロータ板５３）を、多数枚軸方向に積層することで構成される。つまり、スロット形導体積層板１２は、図４に示すように、ロータ側スロット１１ｂのそれぞれに嵌め込まれたスロット形導体板１２ａを、軸方向に貫通するスロット穴に沿って多数枚積層した構成とされる。ここで、ロータ側スロット１１ｂは、図３に示すように、ロータ側電磁鋼板１１ａの外周端まで開口した形状とされるのに対し、ロータ側スロット１１ｂに嵌め込まれるスロット形導体板１２ａは、ロータ側電磁鋼板１１ａの外周端まで到達しない形状とされる。つまり、スロット形導体積層板１２をロータ３の外表面に露出させたオープンタイプのロータコアRCとしている。
【００２４】
前記ロータ３に有する短絡環１３は、図４の仮想線に示すように、ロータ側積層鋼板１１とスロット形導体積層板１２により構成されるロータコアの両側に設けられ、軸方向に複数本延びるスロット形導体積層板１２の両端面に接触して配置される。なお、ロータ側電磁鋼板１１ａの素材としては、ケイ素鋼板材等のステータ側電磁鋼板９ａと同じ素材による板材が用いられる。一方、スロット形導体板１２ａの素材としては、ステータ側電磁鋼板９ａやロータ側電磁鋼板１１ａの素材とは異種金属であり、非磁性体で導電性を有するアルミ板材や銅板材等が用いられる。短絡環１３の素材としては、スロット形導体板１２ａの素材と同一の素材が用いられる。
【００２５】
上記のように、実施例１では、ロータコアRCにおいて、ロータ３の導体金属を、各ロータ側スロット１１ｂに嵌め込まれたスロット形導体板１２ａを有するロータ側電磁鋼板１１ａを積層することにより構成されるスロット形導体積層板１２とする構成とした。
すなわち、アルミダイカスト工法により誘導モータ用ロータの「かご」を製造するものを比較例とすると、アルミダイカスト設備が必要であると共に、余分なアルミ材を取り除く切削加工等が必要であるため、工数面及びコスト面で不利である。
これに対し、アルミダイカスト等の鋳造による導体金属を廃止し、導体金属をスロット形導体積層板１２とした。このため、アルミダイカスト設備が不要であると共に、余分なアルミ材を取り除く切削加工等が不要となる。この結果、工数面及びコスト面で有利な誘導モータＭのロータコアRCを提供できる。
【００２６】
［誘導モータ用ロータの製造方法の工程及び作用］
図５は、実施例１の誘導モータ用ロータの製造方法に適用されるプレス設備の一例を示す。以下、図５に基づき、プレス設備の構成を説明する。
【００２７】
前記プレス設備は、図５に示すように、プレス機２１と、電磁鋼板コイル２２と、フィーダ２３と、導体金属板コイル２４と、ロータコアコンベア２５と、を備えている。
【００２８】
前記プレス機２１は、固定枠２６と、固定枠２６に設けられた下型２７と、上下動する可動枠２８と、可動枠２８の下型２７と上下対向位置に設けられた上型２９と、を有して構成される。
【００２９】
前記電磁鋼板コイル２２は、ロータ側電磁鋼板１１ａとなる加工前の電磁鋼板材が巻き付けられたコイルであり、フィーダ２３でのローラ停止とローラ回転を繰り返す間欠動作により、電磁鋼板材５１を図５の左側から右側へと一工程毎の移動間隔で送り出す。ここで、電磁鋼板材５１が間欠移動により流れる方向を「ライン方向」という。
【００３０】
前記導体金属板コイル２４は、スロット形導体板１２ａとなる加工前の導体金属板材が巻き付けられたコイルであり、図外のフィーダでの間欠動作により導体金属板材５２を、ライン方向に直交する方向へと一工程毎の移動間隔で送り出す。ここで、導体金属板材５２の移送方向は、図５のライン手前からラインに向かって送っても良いし、図５のライン奥からラインに向かって送っても良い。なお、導体金属板コイル２４としては、アルミ板コイルや銅板コイル等が用いられる。
【００３１】
前記ロータコアコンベア２５は、プレス設備により製造されたロータコアRC（ロータ側積層鋼板１１＋スロット形導体積層板１２）を、ライン方向に直交する方向へ排出するコンベアである。ここで、ロータコアRCの排出方向は、図５のラインからライン手前側に向かって排出しても良いし、図５のラインからライン奥側に向かって排出しても良い。
【００３２】
図６及び図７は、実施例１の誘導モータ用ロータの製造方法を示す。以下、図６及び図７に基づき、誘導モータ用ロータであるロータコアRCの製造方法の構成要素である各工程を説明する。
【００３３】
前記ロータコアRCの製造方法は、基本工程として、スロット打ち抜き工程と、スロット形導体板成形工程と、スロット形導体板嵌め込み工程と、複合ロータ板積層工程と、を有する。以下、各工程を説明する。
【００３４】
前記スロット打ち抜き工程は、電磁鋼板材５１のロータ側スロット１１ｂに対応する部分を打ち抜く。つまり、図２に示すロータ側スロット１１ｂ及びモータ軸穴１１ｃを形成したリング状板によるロータ側電磁鋼板１１ａを作る工程である。
【００３５】
前記スロット形導体板成形工程は、電磁鋼板材５１とほぼ同じ厚さによる導体金属板材５２を、電磁鋼板材５１のロータ側スロット１１ｂへの嵌め込み形状によるスロット形導体板１２ａに成形する。
【００３６】
前記スロット形導体板嵌め込み工程は、スロット形導体板１２ａを、電磁鋼板材５１のスロット打ち抜き部分に嵌め込む。
【００３７】
前記複合ロータ板積層工程は、スロット形導体板１２ａがロータ側スロット１１ｂに嵌め込まれた電磁鋼板材をロータ外径に沿って打ち抜き、打ち抜いた複合ロータ板５３を所定枚積層する。
【００３８】
以上の工程を経過し、ロータ側電磁鋼板１１ａを積層したロータ側積層鋼板１１と、スロット形導体板１２ａを積層したスロット形導体積層板１２と、の組み合わせによるロータコアRCを製造する。
【００３９】
実施例１におけるロータコアRCの製造方法は、上記基本工程をアレンジし、簡素化・高効率化を図ったものである。製造工程として、スロット半抜き工程Ｓ１と、板材重合供給工程Ｓ２と、統合処理工程Ｓ３と、モータ軸穴打ち抜き工程Ｓ４と、複合ロータ板積層工程Ｓ５と、ロータコア排出工程Ｓ６と、を有する。以下、各工程を説明する。
【００４０】
前記スロット半抜き工程Ｓ１は、図６に示すように、フィーダ２３からＳ１位置に移送されてきた電磁鋼板材５１のロータ側スロット１１ｂに対応する部分を半抜きにする。ここで、半抜きとは、ロータ側スロット１１ｂに対応する部分を打ち抜く直前であり、電磁鋼板材５１との接続を保ったままの状態をいう。スロット半抜き工程Ｓ１での半抜きスロットは、図７に示すように、ポンチリテーナ３１を下降させると、パッド３０により電磁鋼板材５１を押えて位置決めする。この位置決め押え状態でポンチリテーナ３１に設けられた半抜きポンチ３２が、電磁鋼板材５１の板厚途中位置まで半抜き凹部３３に向かって下降することにより形成される。パッド３０は、ポンチリテーナ３１に対しパッドスプリング３４を介して設けられる。ポンチリテーナ３１は、可動枠２８により昇降する。半抜きポンチ３２は、ポンチリテーナ３１に設けられる。半抜き凹部３３は、ダイ３５に形成される。
【００４１】
前記板材重合供給工程Ｓ２は、図６に示すように、半抜きスロットを有する電磁鋼板材５１の上に重ね合わせ、Ｓ２位置にて電磁鋼板材５１の移送方向と直交する方向から導体金属板材５２を供給する。このとき、電磁鋼板材５１のＳ１位置からＳ２位置への移送タイミングと、導体金属板材５２のＳ２位置への供給タイミングと、を合わせる。この板材重合供給工程Ｓ２では、パッド３０による電磁鋼板材５１の押えを解除すると共に、導体金属板材５２を供給するスペースを確保するため、可動枠２８を上昇位置とする。
【００４２】
前記統合処理工程Ｓ３は、図７に示すように、導体金属板材５２からのスロット形導体板１２ａの打ち抜きと、電磁鋼板材５１からの半抜きスロットの打ち抜きと、打ち抜かれたロータ側スロット１１ｂへのスロット形導体板１２ａの嵌め込みと、を一つの工程（Ｓ２位置）にて処理する。つまり、統合処理工程Ｓ３は、上記基本工程で述べた「スロット打ち抜き工程」、「スロット形導体板成形工程」、「スロット形導体板嵌め込み工程」を統合して同時に処理する工程である。統合処理工程Ｓ３では、図７に示すように、ポンチリテーナ３１を下降させると、パッド３０により導体金属板材５２を電磁鋼板材５１に重ね合わせた状態で押えて位置決めする。この位置決め押え状態でポンチリテーナ３１に設けられた打ち抜き＆嵌め込みポンチ３６が、導体金属板材５２を通過して電磁鋼板材５１の上面位置まで下降することにより行われる。つまり、導体金属板材５２からのスロット形導体板１２ａの打ち抜き→電磁鋼板材５１からの半抜きスロットの打ち抜き→打ち抜かれたロータ側スロット１１ｂへのスロット形導体板１２ａの嵌め込み、という順で統合処理される。電磁鋼板材５１から打ち抜かれたスロット形状のスクラップ片は、ダイ３５に形成された貫通穴３７を経過して落下し、固定枠２６のスクラップ空間３８に設けられたスクラップシュータ３９にて受け止められる。
【００４３】
前記モータ軸穴打ち抜き工程Ｓ４は、図６及び図７に示すように、Ｓ４位置に移送されてきたスロット形導体板１２ａが嵌め込まれた電磁鋼板材５１からモータ軸穴１１ｃを打ち抜く。モータ軸穴打ち抜き工程Ｓ４では、図７に示すように、ポンチリテーナ３１を下降させると、パッド３０によりスロット形導体板１２ａが嵌め込まれた電磁鋼板材５１を押えて位置決めする。この位置決め押え状態でポンチリテーナ３１に設けられたモータ軸穴打ち抜きポンチ４０が、電磁鋼板材５１を通過する位置まで下降することにより行われる。電磁鋼板材５１から打ち抜かれた円形状のスクラップ片は、ダイ３５に形成された環通穴４１を経過して落下し、固定枠２６のスクラップ空間４２に設けられたスクラップシュータ４３にて受け止められる。
【００４４】
前記複合ロータ板積層工程Ｓ５は、図６及び図７に示すように、Ｓ４位置からＳ５位置に移送されてきた電磁鋼板材５１をロータ外径に沿って打ち抜き、打ち抜いた複合ロータ板５３（図３）を所定枚積層する。複合ロータ板積層工程Ｓ５では、図７に示すように、ポンチリテーナ３１を下降させると、パッド３０によりスロット形導体板１２ａが嵌め込まれた電磁鋼板材５１を押えて位置決めする。この位置決め押え状態でポンチリテーナ３１に設けられた複合ロータ板打ち抜きポンチ４４が、電磁鋼板材５１を通過する位置まで下降することにより複合ロータ板５３が打ち抜かれる。電磁鋼板材５１から打ち抜かれた複合ロータ板５３は、ダイ３５及び固定枠２６に形成された積層空間４５に設けられた積層ユニット４６にて受け止められる。そして、積層ユニット４６では、スプリング４７を縮めながら複合ロータ板５３が所定枚数積層される。この複合ロータ板積層工程Ｓ５では、所定枚数積層した複合ロータ板５３に対して部分的にプレス変形させることで、複数のロータ側電磁鋼板１１ａ同士のカシメと複数のスロット形導体板１２ａ同士のカシメとを同時に行う。
【００４５】
前記ロータコア排出工程Ｓ６は、図６に示すように、複合ロータ板５３を所定枚数積層することで構成されるロータコアRCを、ロータコアコンベア２５の上に載せてライン外に排出する。なお、所定幅で連続する電磁鋼板材５１のうち、複合ロータ板５３が打ち抜かれた残りの鋼板部分は、Ｓ５位置の下流にてスクラップカッター４８によりスクラップ片に切断され、スクラップスペース４９に落下して排出される。
【００４６】
上記のように、実施例１では、ロータコアRCの製造方法において、スロット打ち抜き工程と、スロット形導体板成形工程と、スロット形導体板嵌め込み工程と、複合ロータ板積層工程と、を有する構成とした。
すなわち、スロット打ち抜き工程とスロット形導体板成形工程の後、スロット形導体板嵌め込み工程→複合ロータ板積層工程を経過することでロータコアRCが製造される。ここで、スロット打ち抜き工程とスロット形導体板成形工程は、別々のラインで行われる工程であっても良い。また、クロスラインで行われる場合、スロット打ち抜き工程とスロット形導体板成形工程が同時であっても、一方の工程を他方の工程より先に行っても良い。
このように、鋳造工程を廃止し、プレス設備の中で全て行える工程としたことで、工数面及びコスト面で有利であるロータコアRCの製造方法が提供できる。
【００４７】
実施例１では、ロータコアRCの製造方法において、スロット打ち抜き工程、スロット形導体板成形工程、スロット形導体板嵌め込み工程に代え、統合処理工程Ｓ３を有する。統合処理工程Ｓ３は、導体金属板材５２からのスロット形導体板１２ａの打ち抜きと、電磁鋼板材５１からの半抜きスロットの打ち抜きと、打ち抜かれたロータ側スロット１１ｂへのスロット形導体板１２ａの嵌め込みと、を一つの工程にて処理する構成とした。
すなわち、スロット打ち抜き工程と、スロット形導体板成形工程と、スロット形導体板嵌め込み工程と、の三つの工程で行われる処理が、統合処理工程Ｓ３という一つの工程にて達成される。
したがって、ロータコアRCを製造する際、工数面及びコスト面でさらに有利になる。加えて、例えば、同期モータのロータやステータを生産しているプレス設備を用いてロータコアRCを製造することが可能となる。
【００４８】
実施例１では、複合ロータ板積層工程Ｓ５は、ロータ側電磁鋼板１１ａ同士のカシメとスロット形導体板１２ａ同士のカシメとを同時に行う構成とした。
すなわち、ロータコアRCを製造するには、複合ロータ板５３を単に積層すると、後工程にて複数の複合ロータ板５３を連結固定することが必要である。これに対し、複合ロータ板積層工程Ｓ５において、複合ロータ板５３が積層されている状態でカシメ固定することで、後工程を追加することなく、プレス設備の中で複数の複合ロータ板５３が互いに連結固定される。
【００４９】
次に、効果を説明する。
実施例１の誘導モータ用ロータ（ロータコアRC）及びその製造方法にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
【００５０】
(1) 電磁鋼板（ロータ側電磁鋼板１１ａ）を積層した積層鋼板（ロータ側積層鋼板１１）と、積層鋼板（ロータ側積層鋼板１１）の積層方向に貫通する複数のスロット穴に埋め込まれた導体金属と、を備えた誘導モータ用ロータ（ロータコアRC）において、
導体金属を、各スロット（各ロータ側スロット１１ｂ）に嵌め込まれたスロット形導体板１２ａを有するロータ側電磁鋼板１１ａを積層することにより構成されるスロット形導体積層板１２とした（図４）。
このように、鋳造による導体金属を廃止したため、工数面及びコスト面で有利である誘導モータ用ロータ（ロータコアRC）を提供することができる。
【００５１】
(2) 電磁鋼板（ロータ側電磁鋼板１１ａ）を積層した積層鋼板（ロータ側積層鋼板１１）と、積層鋼板（ロータ側積層鋼板１１）の積層方向に貫通する複数のスロット穴に埋め込まれた導体金属と、を備えた誘導モータ用ロータ（ロータコアRC）の製造方法において、
電磁鋼板材５１のスロット（ロータ側スロット１１ｂ）に対応する部分を打ち抜くスロット打ち抜き工程と、
電磁鋼板材５１とほぼ同じ厚さによる導体金属板材５２を、電磁鋼板材５１のスロット（ロータ側スロット１１ｂ）への嵌め込み形状によるスロット形導体板１２ａに成形するスロット形導体板成形工程と、
スロット形導体板１２ａを、電磁鋼板材５１のスロット打ち抜き部分に嵌め込むスロット形導体板嵌め込み工程と、
スロット形導体板１２ａがロータ側スロット１１ｂに嵌め込まれた電磁鋼板材５１をロータ外径に沿って打ち抜き、打ち抜いた複合ロータ板５３を所定枚積層する複合ロータ板積層工程Ｓ５と、
を有する（図５）。
このように、鋳造工程を廃止したため、工数面及びコスト面で有利である誘導モータ用ロータ（ロータコアRC）の製造方法を提供することができる。
【００５２】
(3) スロット打ち抜き工程、スロット形導体板成形工程、スロット形導体板嵌め込み工程に代え、
電磁鋼板材５１のスロット（ロータ側スロット１１ｂ）に対応する部分を半抜きにし、半抜きスロットを有する電磁鋼板材５１の上に導体金属板材５２を重ね合わせて供給した状態で、導体金属板材５２からのスロット形導体板１２ａの打ち抜きと、電磁鋼板材５１からの半抜きスロットの打ち抜きと、打ち抜かれたスロット（ロータ側スロット１１ｂ）へのスロット形導体板１２ａの嵌め込みと、を一つの工程にて処理する統合処理工程Ｓ３を有する（図６）。
このため、(2)の効果に加え、誘導モータ用ロータ（ロータコアRC）を製造する際、工数面及びコスト面でさらに有利にすることができる。加えて、既存のプレス設備を用いて誘導モータ用ロータ（ロータコアRC）を容易に製造することができる。
【００５３】
(4) 複合ロータ板積層工程Ｓ５は、電磁鋼板（ロータ側電磁鋼板１１ａ）同士のカシメとスロット形導体板１２ａ同士のカシメとを同時に行う（図７）。
このため、(2)又は(3)の効果に加え、後工程を追加することなく、プレス設備の中で複数の複合ロータ板５３（嵌め込み固定されたスロット形導体板１２ａを有するロータ側電磁鋼板１１ａ）を互いに連結固定することができる。
【実施例２】
【００５４】
実施例２は、複合ロータ板を打ち抜いた電磁鋼板材から誘導モータのステータ側電磁鋼板を共取りした例である。
【００５５】
まず、構成を説明する。
図８は、実施例２の誘導モータ用ロータ（ロータコアRC）の製造方法におけるステータ打ち抜き工程を示す。以下、図８に基づき、ロータコアRCの製造方法を説明する。
【００５６】
実施例２では、実施例１のスロット半抜き工程Ｓ１、板材重合供給工程Ｓ２、統合処理工程Ｓ３、モータ軸穴打ち抜き工程Ｓ４、複合ロータ板積層工程Ｓ５、ロータコア排出工程Ｓ６に加え、ステータ打ち抜き工程（Ｓ７〜Ｓ１０）を有する。以下、実施例２にて追加されたステータ打ち抜き工程（Ｓ７〜Ｓ１０）を説明する。
【００５７】
前記ステータ打ち抜き工程は、図８に示すように、スロット打ち抜き工程Ｓ７と、内周切り込み工程Ｓ８と、内周打ち抜き工程Ｓ９と、外周打ち抜き工程Ｓ１０と、を有する。なお、実施例２における電磁鋼板材５１’は、実施例１の電磁鋼板材５１に比べ、ステータ打ち抜き分だけ板幅寸法を拡大している。
【００５８】
前記スロット打ち抜き工程Ｓ７は、複合ロータ板積層工程Ｓ５により円形の複合ロータ板５３が打ち抜かれた電磁鋼板材５１’がＳ７位置に移送されると、電磁鋼板材５１’からステータ側スロット９ｂを打ち抜く。
【００５９】
前記内周切り込み工程Ｓ８は、電磁鋼板材５１’がＳ８位置に移送されると、ステータ側スロット９ｂが打ち抜かれた電磁鋼板材５１’の内周であって、ステータ側電磁鋼板９ａの内径に相当する位置に切り込みを入れる。
【００６０】
前記内周打ち抜き工程Ｓ９は、電磁鋼板材５１’がＳ９位置に移送されると、ステータ側電磁鋼板９ａの内径に相当する切り込み位置に沿ってリング状内周片を打ち抜く。このリング状内周片は、ロータ側電磁鋼板１１ａの外周とのエアギャップに相当する厚みの片となる。
【００６１】
前記外周打ち抜き工程Ｓ１０は、電磁鋼板材５１’がＳ９位置に移送されると、ステータ側電磁鋼板９ａの外径に相当する位置に沿って打ち抜く。この打ち抜きにより、図２に示すようなステータ側スロット９ｂを有するステータ側電磁鋼板９ａになる。なお、ステータ側電磁鋼板９ａを打ち抜いた後、これを所定枚積層し、ロータコアRCと同様に、ステータ側電磁鋼板９ａ同士をカシメにより結合することで、ステータ側積層鋼板９が製造される。
【００６２】
次に、作用を説明する。
例えば、アルミダイカスト工法により誘導モータ用ロータの「かご」を製造するものを比較例とすると、アルミによる導体金属をロータの外表面に出すための切削加工において、ロータ側電磁鋼板も若干加工せざるを得ないため、最終ロータ径よりも加工代分、プレス工程において大きめに打ち抜く必要がある。このため、ロータとステータを同じ電磁鋼板材から打ち抜くという工法が使えない。
【００６３】
これに対し、実施例１で説明したように、鋳造工法や切削加工を使うことなく、プレス工程の中でスロット形導体板１２ａを嵌め込み、複合ロータ板５３を最終ロータ径で打ち抜く複合ロータ板積層工程Ｓ５を有してロータコアRCを製造する方法を採用した。このため、複合ロータ板積層工程Ｓ５に引き続いてステータ打ち抜き工程Ｓ７〜Ｓ１０を加えることで、ロータ側電磁鋼板１１ａとステータ側電磁鋼板９ａを同じ電磁鋼板材５１’から打ち抜くという共取りができる。
この結果、高い歩留まりで低コストにより、ロータ３に有するロータコアRCと、ステータ２に有するステータ側積層鋼板９と、を製造できる。
【００６４】
次に、効果を説明する。
実施例２の誘導モータ用ロータ（ロータコアRC）の製造方法にあっては、下記の効果が得られる。
【００６５】
(5) 複合ロータ板積層工程Ｓ５により複合ロータ板５３を打ち抜いた後、電磁鋼板材５１’のうち複合ロータ板５３が打ち抜かれた残りの鋼板材残部を用い、誘導モータＭのステータ側鋼板９ａを打ち抜くステータ打ち抜き工程Ｓ７〜Ｓ１０を有する（図８）。
このため、(2)〜(4)の効果に加え、高い歩留まりで低コストにより、ロータ３に有する誘導モータ用ロータ（ロータコアRC）と、ステータ２に有するステータ側積層鋼板９と、を製造することができる。
【００６６】
以上、本発明の誘導モータ用ロータ及びその製造方法を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６７】
実施例１では、スロット形導体積層板１２をロータ３の外表面に露出させたオープンタイプのロータコアRCとする例を示した。しかし、ロータ側スロット１１ｂを、図９に示すように、ロータ側電磁鋼板１１ａの外周端を閉じた形状のロータ側スロット１１ｂ’にスロット形導体板１２ａが嵌め込まれる。つまり、スロット形導体積層板１２をロータ３の外表面に露出させないクローズタイプのロータコアとする例であっても良い。
【００６８】
実施例１では、スロット打ち抜き工程、スロット形導体板成形工程、スロット形導体板嵌め込み工程に代え、これらの工程を一つの工程にて処理する統合処理工程Ｓ３を有する例を示した。しかし、スロット打ち抜き工程と、スロット形導体板成形工程と、スロット形導体板嵌め込み工程と、をそれぞれ独立の工程とする例であっても良い。
【００６９】
実施例１では、複合ロータ板積層工程Ｓ５において、ロータ側電磁鋼板１１ａ同士のカシメとスロット形導体板１２ａ同士のカシメとを同時に行う例を示した。しかし、複合ロータ板積層工程の後工程に、ロータ側電磁鋼板同士とスロット形導体板同士のカシメ工程を設定する例であっても良いし、ロータ側電磁鋼板同士とスロット形導体板同士をカシメ以外の手法にて連結固定する例としても良い。
【００７０】
実施例２では、複合ロータ板積層工程Ｓ５により複合ロータ板５３を打ち抜いた後、電磁鋼板材５１’の残部を用い、誘導モータＭのステータ側鋼板９ａを打ち抜くステータ打ち抜き工程Ｓ７〜Ｓ１０を有する例を示した。しかし、ロータに有するロータコアの製造工程と、ステータに有するステータ側電磁積層鋼板の製造工程を、それぞれ別工程とする例であっても良い。
【００７１】
実施例１，２では、本発明の誘導モータ用ロータ及びその製造方法を、三相交流かご型誘導モータに適用する例を示した。しかし、本発明の誘導モータ用ロータ及びその製造方法は、他のタイプの誘導モータに対しても適用することができる。要するに、電磁鋼板を積層した積層鋼板と、前記積層鋼板の積層方向に貫通する複数のスロット穴に埋め込まれた導体金属と、を備えた誘導モータ用ロータであれば適用できる。
【符号の説明】
【００７２】
RC  ロータコア（誘導モータ用ロータ）
９  ステータ側積層鋼板
９ａ  ステータ側電磁鋼板
９ｂ  ステータ側スロット
１１  ロータ側積層鋼板（積層鋼板）
１１ａ  ロータ側電磁鋼板（電磁鋼板）
１１ｂ  ロータ側スロット（スロット）
１２  スロット形導体積層板
１２ａ  スロット形導体板
５１，５１’  電磁鋼板材
５２  導体金属板材
５３  複合ロータ板
Ｓ１  スロット半抜き工程
Ｓ２  板材重合供給工程
Ｓ３  統合処理工程
Ｓ４  モータ軸穴打ち抜き工程
Ｓ５  複合ロータ板積層工程
Ｓ６  ロータコア排出工程
Ｓ７〜Ｓ１０  ステータ打ち抜き工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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