(57)【要約】【課題】エンドリングを短時間で形成することができ、コスト負担を低減することができる誘導電動機用回転子およびその製造方法を提供する。【解決手段】周方向に複数のスロットを設けたロータ鉄心１１を備えた誘導電動機用回転子において、前記スロットに絶縁被膜されていない巻線が巻き付けられ、該巻線のコイルエンドがプレス加工されてエンドリング１３が形成されている。【選択図】    図１
2005020841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数のスロットを設けた回転子鉄心を備えた誘導電動機用回転子において、
前記スロットに絶縁被膜されていない巻線が巻き付けられ、該巻線のコイルエンドがプレス加工されてエンドリングが形成されていることを特徴とする誘導電動機用回転子。
【請求項２】
前記巻線を複数本同時に供給可能な複数のノズルにより前記巻線が前記スロットに巻き付けされていることを特徴とする請求項１に記載の誘導電動機用回転子。
【請求項３】
前記巻線を束ねた束線を所定スロット数を隔てて同心状に複数回巻き付けるとともに、一の束線の周方向の巻終わり部分と他の束線の周方向の巻始め部分を交互に編み込んだ編み込み部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導電動機用回転子。
【請求項４】
前記巻線のコイルエンドがレーシング部材により束ねられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の誘導電動機用回転子。
【請求項５】
周方向に複数のスロットを設けた回転子鉄心の前記スロットに、絶縁被膜されていない巻線を巻き付けた後、該巻線のコイルエンドをプレス加工することでエンドリングを形成することを特徴とする誘導電動機用回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導電動機用回転子およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特許文献１には、かご形誘導電動機の製造方法として、回転子の導体バー、及び短絡環（エンドリング）をダイカスト成型により製造する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２１５２８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術では、ダイカスト成型を行うための金型が高価でコスト負担が大きく、また、エンドリングや導体バーに高い加工精度が要求されるため、処理時間が長期化するという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、エンドリングを短時間で形成することができ、コスト負担を低減することができる誘導電動機用回転子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、周方向に複数のスロット（例えば、実施の形態におけるスロット１２）を設けた回転子鉄心（例えば、実施の形態におけるロータ鉄心１１）を備えた誘導電動機用回転子において、前記スロットに絶縁被膜されていない巻線（例えば、実施の形態における巻線１４）が巻き付けられ、該巻線のコイルエンドがプレス加工されてエンドリング（例えば、実施の形態におけるエンドリング１３）が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、前記絶縁被覆されていない巻線によりエンドリングが形成されるため、ステータのスロットに巻線を行う巻線機をエンドリング形成に共用でき、これにより、エンドリング形成のために高価な金型が不要となり、コストを低減することができる。また、前記プレス加工によりコイルエンドの高さが低減されたエンドリングを形成することができる。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、前記巻線を複数本同時に供給可能な複数のノズル（例えば、実施の形態におけるノズル１６）により前記巻線が前記スロットに巻き付けされていることを特徴とする。
この発明によれば、前記巻線を単一のノズルで巻回する場合に比べて前記エンドリングの形成に必要な時間を短縮できるため、作業負担を低減できるとともに、量産性を高めることができる。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、前記巻線を束ねた束線を所定スロット数を隔てて同心状に複数回巻き付けるとともに、一の束線の周方向の巻終わり部分と他の束線の周方向の巻始め部分を交互に編み込んだ編み込み部（例えば、実施の形態における編み込み部１８）を備えることを特徴とする。
この発明によれば、前記巻始め部分と前記巻終わり部分とが重なることによるり高さが増大することを、前記編み込み部により抑制することができるため、占積率を高く維持しながらコイルエンドの高さを抑えることができる。
【００１０】
請求項４に記載した発明は、前記巻線のコイルエンドがレーシング部材（例えば、実施の形態におけるレーシング部材１９）により束ねられていることを特徴とする。
この発明によれば、前記巻線の周長が前記レーシング部材により維持された状態で前記プレス加工を行えるため、コイルエンドの占積率をさらに向上させることができ、前記エンドリングの導電性能を向上させることができる。
【００１１】
また、請求項５に記載した発明は、周方向に複数のスロットを設けた回転子鉄心の前記スロットに、絶縁被膜されていない巻線を巻き付けた後、該巻線のコイルエンドをプレス加工することでエンドリングを形成することを特徴とする。
この発明によれば、ステータの巻線処理と同様にして前記エンドリングを形成することができ、処理時間を短縮することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における誘導電動機用回転子およびその製造方法を図面と共に説明する。図１は本発明の実施の形態における回転子を示す概略構成図である。また、図２は図１に示す回転子からロータコアを取り外した状態を示す説明図である。
本実施形態による誘導電動機の回転子１０は、図１、図２にその外形を示すように、いわゆるかご型ロータであって、例えば、この回転子１０の外周部に対向配置される略円筒形の固定子（図示略）を備えて誘導電動機が構成されている。
回転子１０は、珪素鋼板等の電磁鋼板が積層されてなる略円筒状のロータ鉄心１１と、ロータ鉄心１１の周方向に所定間隔をおいた位置で回転軸方向（図１のＯ軸方向）に貫通する貫通孔からなる複数のスロット１２（図３参照）とを有している。このロータ鉄心１１の軸方向両端部に、略円環板状のエンドリング１３が形成されている。
また、図１、図２に示したように、回転子１０の鉄心挿入部７には、ロータコア９のロータ鉄心１１が挿入される。また、隣合うロータ鉄心１１間には、導体部６の外周側を覆う蓋部８が設けられる。
【００１３】
エンドリング１３は、絶縁被膜されていない巻線１４を、ロータ鉄心１１の軸方向両端部のスロット１２に周方向に巻き付けて形成する。なお、エンドリング１３間のロータ鉄心１１には、巻線１４が巻装された状態で、絶縁部材２９が装着されている。
【００１４】
図３は回転子１０のロータコア９のＯ軸方向から視たスロット１２への巻線工程を示す説明図である。同図に示したように、複数のノズル１６により、複数本の巻線１４を束ねた束線１５を所定スロット数を隔てて同心状に複数回巻き付ける。このように、複数のノズル１６により複数本の前記巻線１４を同時に供給することにより、単一のノズル１６で巻線工程を行う場合に比して巻回工程に要する時間を短縮することができる。
【００１５】
図４は図３の回転子のスロット１２への巻線工程を示す展開説明図である。同図に示すように、各束線１５は複数の（例えば６つの）スロット１２を隔てて同心状に複数回巻きつけられている。このようにしたため、それぞれの束線１５をスロット１２の角部に巻き付ける場合でも、外周側と内周側とで各束線１５の張力をほぼ等しくすることができる。これにより、ロータ鉄心１１に沿って密着するように前記束線１５を巻き付けることができる。
【００１６】
また、図４，図５に示すように、スロット１２に巻回された各束線１５には、一の束線（例えば束線１５Ａ）の周方向の巻終わり部分とこれに隣合う他相の束線（例えば束線１５Ｂ）の周方向の巻始め部分とが交互に編み込まれた編み込み部１８が形成されている。それぞれの束線１５の巻始め部分と巻終わり部分とが編み込み部１８で編み込まれることにより、巻始め部分と巻終わり部分が重なって高さが増大することを抑制することができるため、占積率を高く維持しながらコイルエンド１７の高さを抑えることができる。
【００１７】
そして、スロット１２に巻回された束線１５で形成されたコイルエンド１７をレーシング部材１９によりを束ねる。ついで、コイルエンド１７の内径を拡張した状態でプレス加工を行う。レーシング部材１９については後述し、プレス加工について図６、図７を用いて説明する。
【００１８】
図６はコイルエンド１７の内径を拡張する工程を示す説明図である。また、図７はコイルエンド１７をプレス加工する工程を示す説明図である。これらの図に示した工程には、ロータ鉄心１１の内側に挿入されてコイルエンド１７をロータ鉄心１１における内径側から押圧する傾斜押圧部２０と、ロータ鉄心１１の軸方向両側からコイルエンド１７を押圧する軸方向押圧部２１とを有するプレス装置２２を用いる。
【００１９】
傾斜押圧部２０は、所定円周上に等間隔で配置される複数の拡張治具２３と、ロータ鉄心１１の軸線方向（Ｏ軸方向）両端側に配置される一対の駆動治具２６とを有している。一対の駆動治具２６は、Ｏ軸方向における両端側かつロータ鉄心１１の径方向における内側にそれぞれ形成されたテーパ面２４、２５において拡張治具２３に当接し、この状態で互いに近接することでこれら拡張治具２３をロータ鉄心１１の径方向外側に移動させる。
【００２０】
各拡張治具２３には、ロータ鉄心１１のＯ軸方向における中間部分に軸線側に凹む凹部２７が形成されている。また、各凹部２７は、ロータ鉄心１１のＯ軸方向における両側に、ロータ鉄心１１のＯ軸方向における外側に向かうほどロータ鉄心１１の径方向外側に拡径する一対の押圧テーパ面２７となっている。
【００２１】
傾斜押圧部２０は、図６に示すようにロータ鉄心１１の内側に挿入される。そして、この状態で、図７に示すように一対の駆動治具２６を互いに近接する方向に移動させていく。これにより、各拡張治具２３はロータ鉄心１１の中心軸線を中心にロータ鉄心１１の径方向における外径側に移動し、ロータ鉄心１１の軸方向における両側から突出するコイルエンド１７をそれぞれの一対の押圧テーパ面２７でロータ鉄心１１の内径側から半径方向外側に押圧する。その結果、両側のコイルエンド１７は、押圧テーパ面２７に沿って、ロータ鉄心１１における軸線方向外側に位置するほどロータ鉄心１１における外径側に位置するように傾斜することになる。
【００２２】
軸方向押圧部２１は、一対の円環状の押圧治具２８を有しており、これら押圧治具２８は、図７に示すように、コイルエンド１７を押圧した状態の傾斜押圧部２０を内側に挿通させるようにして、互いに近接する方向に軸線方向に沿って移動し、その結果、これら押圧治具２８が、ロータ鉄心１１の軸方向両側から両側のコイルエンド１７をロータ鉄心１１に向け押圧する。このように軸線方向両側のコイルエンド１７を倒すことで、ロータ鉄心１１を軸方向方向に小型化している。
【００２３】
本実施の形態においては、上述したようにコイルエンド１７をレーシング部材１９で束ねることにより、プレス工程後のコイルエンド１７の占積率をさらに高めている。これについて図８および図９を用いて説明する。
図８はコイルエンド１７をレーシング処理を行わない（レーシング部材１９を束ねない）場合の説明図である。図９はコイルエンド１７にレーシング処理を行った場合の説明図である。
図８（ａ）に示したコイルエンド１７をプレス処理すると、図８（ｂ）に示すように、コイルエンド１７の高さＨはＨ１からＨ２に低減するものの、コイルエンド１７を構成する束線１５がプレス処理によりロータ鉄心１１の周方向に拡散するように変位して、コイルエンド１７の周長ＬがＬ１からＬ２に増大してしまう。
【００２４】
これに対して、図９（ａ）に示したコイルエンド１７をレーシング部材１９で束ねておくと、図９（ｂ）に示すようにコイルエンド１７をプレス処理して高さＨをＨ１からＨ２に低減させたときに、コイルエンド１７を構成する束線１５の変位をレーシング部材１９により規制することができるため、前記コイルエンド１７の周長Ｌをプレス処理前の周長Ｌ１と略同一な周長Ｌ３に低減することができる。従って、コイルエンド１７の占積率をさらに向上させることができ、前記エンドリング１３の導電性能を向上させることができる。
【００２５】
また、このようにエンドリング１３を形成することで、エンドリング形成のために高価な金型が不要となる。また、ステータのスロットに巻線を行う処理と同様の処理でエンドリング１３を形成できるため、ステータに用いる巻線機をエンドリング１３を形成する場合にも共用することができるとともに、ステータの巻線処理とエンドリングの形成処理を一括して行うことも可能となる。
また、エンドリングを形成する際にダイカスト成型の場合のような高温処理を行う必要がないので、エンドリング間のロータ鉄心に装着する絶縁部材に高度な耐熱性が要求されなくなり、高価な材料を用いる必要がない。従って、コストや作業負担を大きく低減することができる。
【００２６】
なお、本発明の内容は上述した実施の形態のみに限られず、例えば、巻線をフライヤー巻きで行ってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、コイルエンドの高さが低減されたエンドリングを形成することができ、エンドリング形成のために高価な金型が不要となり、コストを低減することができる。
【００２８】
請求項２に記載した発明によれば、前記エンドリングの形成に必要な時間を短縮できるため、量産性を高めることができる。
請求項３に記載した発明によれば、前記編み込み部を備えているため、前記巻始め部分と前記巻終わり部分とが重なることによるコイルエンドの高さの増大を抑制することができる。
【００２９】
請求項４に記載した発明によれば、前記巻線の周長が前記レーシング部材により維持された状態で前記プレス加工を行えるため、コイルエンドの占積率をさらに向上させることができ、前記エンドリングの導電性能を向上させることができる。
請求項５に記載した発明によれば、ステータの巻線処理と同様にして前記エンドリングを形成することができ、処理時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における回転子を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す回転子からロータ鉄心を取り外した状態を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態における回転子のロータコアのＯ軸方向から視たスロットへの巻線工程を示す説明図である。
【図４】図２の回転子のスロットへの巻線工程を示す展開説明図である。
【図５】図３の巻線工程により形成される編み込み部を示す展開説明図である。
【図６】コイルエンドの内径を拡張する工程を示す説明図である。
【図７】コイルエンドをプレス加工する工程を示す説明図である。
【図８】コイルエンドにレーシング処理を行わない場合の説明図である。
【図９】コイルエンドにレーシング処理を行った場合の説明図である。
【符号の説明】
１１  ロータ鉄心
１２  スロット
１３  エンドリング
１６  ノズル
１９  レーシング部材
【図１】
2005020841.tif 000003
【図２】
2005020841.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005020841.tif 000008
【図７】
2005020841.tif 000009
【図８】
2005020841.tif 000010
【図９】
2005020841.tif 000011