(57)【要約】【課題】品質面での問題も生じにくく、より簡単な装置、手順で二次導体と回転子鉄心との間の絶縁を図って電動機の効率の向上を図ることができるかご形回転子の製造方法を得ること。【解決手段】回転軸Ｃを中心に回転するかご形回転子１０の製造方法であって、回転子鉄心４に形成されたスロットにアルミダイカスト工程によってアルミニウムを充填させてアルミバーを形成するステップと、アルミバーが形成された回転子鉄心４の外径表面を加圧するステップと、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転するかご形回転子の製造方法であって、
回転子鉄心に形成されたスロットにアルミダイカスト工程によってアルミニウムを充填させてアルミバーを形成するステップと、
前記アルミバーが形成された前記回転子鉄心の外径表面を加圧するステップと、を備えることを特徴とするかご形回転子の製造方法。
【請求項２】
前記回転子鉄心を加圧するステップは、
ローラーで前記回転子鉄心の外径表面を加圧することで行われ、
前記回転軸を中心に前記回転子鉄心を回転させながら、前記回転子鉄心および前記ローラーの少なくとも一方を前記回転軸に沿った方向に移動させて行われることを特徴とする請求項１に記載のかご形回転子の製造方法。
【請求項３】
複数の電磁鋼板を積層するとともに互いにカシメによって連結させて前記回転子鉄心を形成するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のかご形回転子の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載された製造方法で製造されたかご形回転子を、筒状形状を呈する固定子の内側に配置するステップを備えることを特徴とする誘導電動機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、かご形回転子の製造方法および誘導電動機の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘導電動機のかご形回転子は、回転子鉄心と二次導体とを備える。回転子鉄心には、周方向に並べて複数の貫通穴（スロット）が形成されている。二次導体は、アルミダイカストによってスロットにアルミニウムが充填されて形成されるアルミバーを含んで構成される。
【０００３】
誘導電動機への省資源化、高効率化の要求の高まりによって、損失を減らすことが課題となっている。誘導電動機の損失には、鉄損、一次銅損、二次銅損、機械損などがあり、高性能の材料を用いたり、鉄心形状、コイルの最適化設計を行ったりすることにより損失を減らす努力がなされている。これらの損失以外にも回転子に不要な電流が流れる横流損失がある。
【０００４】
横流損失とは、かご形回転子の二次導体にスキューをかけた場合、二次導体と回転子鉄心との間に電位差が発生することで、二次導体と回転子鉄心との間に本来流れるべきでない電流が流れることによって生じる損失である。
【０００５】
横流損失の低減方法として、特許文献１に開示されるように、アルミダイカスト後に加熱、冷却することによって、金属の線膨張率の違いを利用して回転子鉄心とアルミニウムとの間に空隙を形成し絶縁させる方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５６−８３２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術では、回転子鉄心を加熱、冷却する工程およびその設備が必要なため、時間やコストがかかるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、品質面での問題も生じにくく、より簡単な装置、手順で二次導体と回転子鉄心との間の絶縁を図って電動機の効率の向上を図ることができるかご形回転子の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、回転軸を中心に回転するかご形回転子の製造方法であって、回転子鉄心に形成されたスロットにアルミダイカスト工程によってアルミニウムを充填させてアルミバーを形成するステップと、アルミバーが形成された回転子鉄心の外径表面を加圧するステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかるかご形回転子の製造方法によれば、品質面での問題も生じにくく、より簡単な装置、手順で二次導体と回転子鉄心との間の絶縁を図って電動機の効率の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる製造方法で製造されたかご形回転子を備える誘導電動機のかご形回転子と固定子を回転軸に沿って見た断面図
【図２】かご形回転子が備える回転子鉄心の概略構成を示す斜視図
【図３】かご形回転子の斜視図
【図４】シャフトを連結させたかご形回転子の側面図
【図５】かご形回転子の側面を加圧する工程を説明するための図
【図６】かご形回転子を用いた電動機の回転数とトルク特性の関係を示す図
【図７】かご形回転子を用いた電動機の回転数と効率特性の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態にかかるかご形回転子の製造方法、誘導電動機の製造方法およびかご形回転子を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる製造方法で製造されたかご形回転子を備える誘導電動機のかご形回転子と固定子を回転軸に沿って見た断面図である。図１に示す誘導電動機１は、かご形回転子１０、固定子２、シャフト７を備える。固定子２は、筒状形状を呈している。固定子２には、内側に向けて突出する複数のティース２ａを有する。ティース２ａには、巻線８が巻き付けられている。
【００１４】
かご形回転子１０は、筒状形状を呈する固定子２の内側に配置されて、回転軸Ｃを中心に回転可能とされる。かご形回転子１０は、筒状形状または円筒形状を呈し、その中心軸は回転軸Ｃと一致する。
【００１５】
図２は、かご形回転子１０が備える回転子鉄心４の概略構成を示す斜視図である。回転子鉄心４には、貫通穴として複数のスロット９が形成されている。スロット９は、かご形回転子１０の周方向に沿って並べて形成されている。
【００１６】
回転子鉄心４は、同じ形状に打ち抜かれた複数の電磁鋼板５が積層されて構成される。電磁鋼板５には、シャフト７を挿入する穴１６およびスロット９となる穴が形成される。なお、電磁鋼板２同士は、カシメにより連結される。
【００１７】
図３は、かご形回転子１０の斜視図である。かご形回転子１０は、図２に示した回転子鉄心４とダイカスト部１７とを備える。ダイカスト部１７は、回転子鉄心４に対してアルミダイカストを行うことで形成され、スロット９に充填されたアルミニウムによって構成されるアルミバー６（図１も参照）と、回転子鉄心４の回転軸Ｃ方向の両端に設けられるエンドリング部１１とを備える。
【００１８】
ここで、回転子鉄心４の打ち抜き断面は絶縁処理されていない。そのため、スロット９の内側で回転子鉄心４とアルミバー６とが導通状態にある。そのため、二次導体であるアルミバー６を流れる電流の一部が回転子鉄心４を介して不要に流れることになる。そこで、本実施の形態では、回転子鉄心４の外径表面を加圧する加圧工程を行って、回転子鉄心４とアルミバー６とを変形させる。アルミバー６は、変形した際の回転子鉄心４とのひずみの違いによって、回転子鉄心４から剥離される。
【００１９】
図４は、かご形回転子１０にシャフト７を連結した図である。本実施の形態１では、かご形回転子１０にシャフト７を連結した後に加圧工程を行う例を示すが、シャフト７と連結する前に加圧工程を行ってもよい。
【００２０】
図５は、加圧工程を説明するための図である。図５に示すように、かご形回転子１０に連結されたシャフト７の片側をチャック１２で保持し、他端を支持棒１３で支持し、シャフト７を保持したチャック１２を回転させながら加圧工程が行われる。
【００２１】
加圧工程では、ローラー１５の付いたローラー治具１４をシャフト７方向（回転軸Ｃに沿った方向）に移動させながら、ローラー１５で回転子鉄心４の外径表面を加圧する。かご形回転子１０がチャック１２によって回転されているので、ローラー治具１４をシャフト７方向に移動させながら加圧すれば、回転子鉄心４の外周表面の全体を加圧することができる。なお、加圧工程において、シャフト７方向に移動させるのは、かご形回転子１０のほうであってもよいし、かご形回転子１０とローラー治具１４の両方であってもよい。
【００２２】
このように、かご形回転子１０の回転子鉄心４の外径表面を加圧することで、回転子鉄心４の電磁鋼板５と二次導体であるアルミバー６とにひずみが生じる。これにより、接触面が滑ることで回転子鉄心４とアルミバー６とが剥離し、接触抵抗が増大する。回転子鉄心４とアルミバー６との接触抵抗が増大することで、アルミバー６から回転子鉄心４に流れる不要な電流を抑制して、横流損失の低減を図ることができる。
【００２３】
このように製造されたかご形回転子１０を、固定子２の内側に配置し、図示しない筐体の内部に収容する等の他の工程を行うことで、誘導電動機１が製造される。
【００２４】
図６は、かご形回転子を用いた誘導電動機の回転数とトルク特性の関係を示す図である。加圧されていないかご形回転子のトルクカーブ１６よりも、加圧されたかご形回転子のトルクカーブ１７のほうが大きなトルクを確認することができる。
【００２５】
図７は、かご形回転子を用いた誘導電動機の回転数と効率特性の関係を示す図である。加圧されていないかご形回転子の効率カーブ１８よりも、加圧されたかご形回転子の効率カーブ１９のほうが高い効率を確認することができる。このように、図６および図７からも、かご形回転子を加圧することで、誘導電動機の特性向上を図ることができることが確認される。
【００２６】
以上説明した様に、かご形回転子１０の回転子鉄心４の外径表面を加圧することで、誘導電動機１の横流損失を抑え特性改善を図ることができる。したがって、加熱、冷却を行う場合に比べて工期の短縮化を図ることができる。また、加熱、冷却を行う設備に比べて簡単な設備で済むため、製造ラインのインライン化や小型化を図ることができる。
【００２７】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  誘導電動機、２  固定子、２ａ  ティース、４  回転子鉄心、５  電磁鋼板、６  アルミバー、７  シャフト、８  巻線、９  スロット、１０  かご形回転子、１１  エンドリング部、１２  チャック、１３  支持棒、１４  ローラー治具、１５  ローラー、１７  ダイカスト部。
【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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