(57)【要約】【課題】かご型誘導電動機のロータバーとエンドリングとの結合強度を向上させる。【解決手段】ロータバー１３とエンドリング１４とを有する回転子１０を備えるかご型誘導電動機においてエンドリング１４とロータバー１３とを結合するエンドリング結合方法は、軸方向に垂直な方向に対して傾斜するようにエンドリング側結合面１４ａを形成するエンドリング側結合面形成ステップと、エンドリング側結合面１４ａに平行となるようにロータバー側結合面１３ａを形成するロータバー側結合面形成ステップと、ロータバー１３が回転子鉄心１２に組み込まれた状態でエンドリング１４をロータバー１３とそれぞれ間隙をあけて対向する位置となるように仮固定する仮固定ステップと、間隙にろう材を流入させエンドリング１４と複数のロータバー１３のそれぞれとを結合させる結合ステップとを有する。【選択図】図２
2017099104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸まわりに回転可能に軸支され軸方向に延びたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に固定されて軸方向に延びた回転子鉄心と、前記回転子鉄心内を前記軸方向に貫通する複数のロータバーと、前記複数のロータバーの両端で当該複数のロータバーのそれぞれの端部と結合する２つのエンドリングとを有する回転子を備えるかご型誘導電動機において前記２つのエンドリングのそれぞれと前記複数のロータバーとを結合する方法であって、
前記エンドリングについて、前記複数のロータバーのそれぞれの端部と対向するエンドリング側結合面が、前記軸方向に垂直な方向に対して傾斜するようにエンドリング側結合面を形成するエンドリング側結合面形成ステップと、
前記複数のロータバーのそれぞれの端部に、前記エンドリング側結合面に平行となるようにロータバー側結合面を形成するロータバー側結合面形成ステップと、
前記複数のロータバーが前記回転子鉄心に組み込まれた状態で、前記２つのエンドリングをそれぞれ前記複数のロータバーとそれぞれ間隙をあけて対向する位置となるように仮固定する仮固定ステップと、
前記間隙のそれぞれにろう材を流入させ前記エンドリングと前記複数のロータバーのそれぞれとを結合させる結合ステップと、
を有することを特徴とするエンドリング結合方法。
【請求項２】
前記エンドリング側結合面形成ステップは、前記エンドリング側結合面を、径方向外側ほど前記軸方向に前記回転子鉄心から遠ざかる方向に形成することを特徴とする請求項１に記載のエンドリング結合方法。
【請求項３】
回転軸まわりに回転可能に軸支され軸方向に延びたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に固定されて軸方向に延びた回転子鉄心と、前記回転子鉄心内を前記軸方向に貫通する複数のロータバーと、前記複数のロータバーの両端で当該複数のロータバーのそれぞれの端部と結合する２つのエンドリングとを有する回転子と、
前記回転子鉄心の径方向外側に配された固定子鉄心と、前記固定子鉄心内に配された複数の固定子巻線とを有する固定子と、
前記回転子鉄心、前記ロータバー、前記エンドリングおよび前記固定子を収納するフレームと、
を備えるかご型誘導電動機であって、
前記エンドリングには、前記複数のロータバーのそれぞれの端部と対向して、前記軸方向に垂直な方向に対して傾斜するようにエンドリング側結合面が形成され、
前記複数のロータバーのそれぞれの端部には、前記エンドリング側結合面と間隔をあけて、前記エンドリング側結合面に平行となるようにロータバー側結合面が形成され、
前記エンドリング側結合面と前記ロータバー側結合面のそれぞれとは、前記エンドリング側結合面と前記ロータバー側結合面のそれぞれの間隙に充填されたろう材により結合されている、
ことを特徴とするかご型誘導電動機。
【請求項４】
前記エンドリング側結合面は、円錐面の一部の形状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のかご型誘導電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、かご型誘導電動機およびそのロータバーとエンドリングとの結合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かご型誘導電動機においては、回転子は、両端を回転可能に軸支されたロータシャフト、ロータシャフトの径方向外側に設けられた回転子鉄心、および複数のロータバーを有する。
【０００３】
ロータバーは、それぞれ、電気的に導体である。これら複数のロータバーのそれぞれは、回転子鉄心内に埋め込まれ、軸方向に延びて、両端は回転子鉄心から突出している。これらの複数のロータバーは、周方向に互いに間隔をもって配されている。
【０００４】
複数のロータバーのそれぞれの端部は、円環状のエンドリングにより結合され、電気的に短絡するとともに、機械的にはロータバーにかかる遠心力に抗している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７４５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図８は、従来のエンドリング接続構造を示す縦断面図である。エンドリング１４と複数のロータバー１３のそれぞれとは、ろう付により結合されている。すなわち、ロータバー１３の端部にエンドリング１４が配され、ロータバー１３の長手方向の端面を接触面とするか、ロータバー１３の径方向内側の側面を接触面として、接触面においてろう付によりエンドリング１４とロータバー１３が結合されている。
【０００７】
図８に示すような、ロータバー１３の長手方向の端面を接触面とする場合を例にとると、エンドリング１４とのろう付不良を防ぐために、ろうが入りやすい隙間を作る。このために、ロータバー１３の端部は、僅かに傾斜するような面１３ｍに形成されている。この際、隙間に浸入するろうの量が少ないと、十分な結合強度が得られないという課題があった。
【０００８】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、かご型誘導電動機においてロータバーとエンドリングとの結合部の結合強度を従来より向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本発明に係るエンドリング結合方法は、回転軸まわりに回転可能に軸支され軸方向に延びたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に固定されて軸方向に延びた回転子鉄心と、前記回転子鉄心内を前記軸方向に貫通する複数のロータバーと、前記複数のロータバーの両端で当該複数のロータバーのそれぞれの端部と結合する２つのエンドリングとを有する回転子を備えるかご型誘導電動機において前記２つのエンドリングのそれぞれと前記複数のロータバーとを結合する方法であって、前記エンドリングについて、前記複数のロータバーのそれぞれの端部と対向するエンドリング側結合面が、前記軸方向に垂直な方向に対して傾斜するようにエンドリング側結合面を形成するエンドリング側結合面形成ステップと、前記複数のロータバーのそれぞれの端部に、前記エンドリング側結合面に平行となるようにロータバー側結合面を形成するロータバー側結合面形成ステップと、前記複数のロータバーが前記回転子鉄心に組み込まれた状態で、前記２つのエンドリングをそれぞれ前記複数のロータバーとそれぞれ間隙をあけて対向する位置となるように仮固定する仮固定ステップと、前記間隙のそれぞれにろう材を流入させ前記エンドリングと前記複数のロータバーのそれぞれとを結合させる結合ステップと、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、回転軸まわりに回転可能に軸支され軸方向に延びたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に固定されて軸方向に延びた回転子鉄心と、前記回転子鉄心内を前記軸方向に貫通する複数のロータバーと、前記複数のロータバーの両端で当該複数のロータバーのそれぞれの端部と結合する２つのエンドリングとを有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に配された固定子鉄心と、前記固定子鉄心内に配された複数の固定子巻線とを有する固定子と、前記回転子鉄心、前記ロータバー、前記エンドリングおよび前記固定子を収納するフレームと、を備えるかご型誘導電動機であって、前記エンドリングには、前記複数のロータバーのそれぞれの端部と対向して、前記軸方向に垂直な方向に対して傾斜するようにエンドリング側結合面が形成され、前記複数のロータバーのそれぞれの端部には、前記エンドリング側結合面と間隔をあけて、前記エンドリング側結合面に平行となるようにロータバー側結合面が形成され、前記エンドリング側結合面と前記ロータバー側結合面のそれぞれとは、前記エンドリング側結合面と前記ロータバー側結合面のそれぞれの間隙に充填されたろう材により結合されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、かご型誘導電動機においてロータバーとエンドリングとの結合部の結合強度を従来より向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係るかご型誘導電動機の構成を示す縦断面図である。
【図２】実施形態に係るかご型誘導電動機の回転子のロータバー端部およびエンドリングが配されている部分を示す平面図である。
【図３】実施形態に係るかご型誘導電動機の回転子のロータバー端部およびエンドリングが配されている部分を示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視縦断面図である。
【図４】実施形態に係るエンドリング接続構造を示す斜視図である。
【図５】実施形態に係るエンドリング接続構造を説明するための図４のＶ−Ｖ線矢視正面図である。
【図６】実施形態に係るエンドリング接続構造を説明するための図４のＶＩ−ＶＩ線矢視側面図である。
【図７】実施形態に係るエンドリング結合方法の手順を示すフロー図である。
【図８】従来のエンドリング接続構造を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るかご型誘導電動機、およびエンドリング接続構造について説明する。
【００１４】
図１は、実施形態に係るかご型誘導電動機の構成を示す縦断面図である。
【００１５】
かご型誘導電動機１００は、回転子１０および固定子２０を有する。回転子１０は、回転軸方向に延びるロータシャフト１１およびロータシャフト１１の径方向に設けられた回転子鉄心１２を有する。固定子２０は、回転子鉄心１２の径方向外側に設けられた固定子鉄心２１および、固定子鉄心２１内を貫通する固定子巻線２２を有する。
【００１６】
固定子２０および回転子鉄心１２は、フレーム４０に収納されている。ロータシャフト１１の両端は、それぞれ軸受３０により回転可能に支持されている。軸受３０はそれぞれ、フレーム４０の軸方向の端部に設けられた軸受ブラケット３５により支持されている。
【００１７】
図２は、実施形態に係るかご型誘導電動機の回転子のロータバー端部およびエンドリングが配されている部分を示す平面図である。また、図３は、回転子のロータバー端部およびエンドリングが配されている部分を示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視縦断面図である。
【００１８】
ロータシャフト１１の径方向周囲に設けられた回転子鉄心１２の軸方向の両端には回転子鉄心１２を挟むように端板１２ａが設けられている。回転子鉄心１２の径方向外周面の近傍には軸方向に延びた複数のロータバー１３が設けられている。それぞれのロータバー１３は、回転子鉄心１２を軸方向に貫通しており、回転子鉄心１２の軸方向の両端から突出している。複数のロータバー１３は、周方向に互いに間隔をあけて配されている。
【００１９】
回転子鉄心１２から軸方向に突出したロータバー１３の端部に対向するように、エンドリング１４が設けられている。エンドリング１４は、全体としては円環形状をなしている。また、ロータバー１３に対向する部分には、円錐面の一部をなすような形状のエンドリング側結合面１４ａが形成されている。すなわち、エンドリング側結合面１４ａは、径方向内側になるほど、軸方向にロータバー１３側に近づくように形成されている。
【００２０】
複数のロータバー１３のそれぞれの端部には、平面状のロータバー側結合面１３ａが形成されている。ロータバー側結合面１３ａは、軸方向に垂直な方向に対して傾きθ（図３）を以て形成されている。
【００２１】
エンドリング１４の径方向外側には、遠心力に対する構造上の裕度を確保するために保持環１７が設けられている。なお、保持環１７は必要に応じて設けることでよい。
【００２２】
図３で示される立断面においては、ロータバー側結合面１３ａと切断面との交線と、エンドリング側結合面１４ａと切断面との交線とが、平行となるように形成されている。
【００２３】
ロータバー側結合面１３ａとエンドリング側結合面１４ａとの間には、ろう付部１５が形成されている。ろう付部１５は、かご型誘導電動機１００の組立て過程において、ロータバー側結合面１３ａとエンドリング側結合面１４ａとの開先合わせ後に形成される間隙部分に、ろう材が注入され固化した部分である。この部分が、ロータバー１３とエンドリング１４とを結合している。
【００２４】
図４は、実施形態に係るエンドリング接続構造を示す斜視図である。ロータバー側結合面１３ａとエンドリング側結合面１４ａとの関係を以下に説明するための図である。なお、図４および後述する図５および図６においては、図が煩雑となるのを避けるために便宜上、ろう付部１５は示さず空間の状態で表示している。
【００２５】
今、ロータバー側結合面１３ａ（図２、３）において周方向中央を径方向に延びる線分を、図４に示すようにＡ０で表す。また、ロータバー側結合面１３ａの周方向の両側の辺の部分の線分を、図４に示すようにＡ１およびＡ２で表す。
【００２６】
また、ロータバー側結合面１３ａ上で、線分Ａ０、Ａ１、およびＡ２に対向する位置の部分の線分を、図４に示すようにそれぞれＢ０、Ｂ１、およびＢ２で表す。
【００２７】
図５は、実施形態に係るエンドリング接続構造を説明するための図４のＶ−Ｖ線矢視正面図である。ただし、対応関係を明確にするために、ロータバー１３およびエンドリング１４を破線で示している。したがって、ロータバー側結合面１３ａおよび、エンドリング側結合面１４ａを透視した図となっている。
【００２８】
図５に示すように、ロータバー１３の周方向中央に対応する線分Ａ０と線分Ｂ０とは、完全に重なっている。一方、ロータバー１３の周方向の一方の辺部に対応する線分Ａ１と線分Ｂ１とは、ほとんど重なるが一部は重なっていないという関係である。ロータバー１３の周方向の他方の辺部に対応する線分Ａ２と線分Ｂ２も同様に、ほとんど重なるが一部は重なっていないという関係である。
【００２９】
図６は、実施形態に係るエンドリング接続構造を説明するための図４のＶＩ−ＶＩ線矢視側面図である。ロータバー１３の周方向中央に対応する線分Ａ０と線分Ｂ０とは、互いに平行で、同じ径方向の範囲にある。ロータバー１３の周方向の辺部に対応する線分Ａ１およびＡ２も、線分Ａ０と重なっている。
【００３０】
一方、エンドリング側結合面１４ａ上の線分Ｂ１および線分Ｂ２は、線分Ｂ０の位置から図６の下側（回転子の内側方向）に平行移動している。この結果、線分Ａ１と線分Ｂ１間の間隔および線分Ａ２と線分Ｂ２間の間隔（図６中のｄ１）は、線分Ａ０と線分Ｂ０間の間隔（図６中のｄ０）に比べて、大きくなっている。
【００３１】
このように、エンドリング側結合面１４ａとロータバー側結合面１３ａとは、径方向の中央で最も近接し、両側に行くほど間隔が大きくなるように形成されている。
【００３２】
図７は、実施形態に係るエンドリング結合方法の手順を示すフロー図である。すなわち、かご型誘導電動機の組立ての過程において、エンドリングを設置する段階の手順を示している。
【００３３】
まず、ロータシャフト１１、回転子鉄心１２およびロータバー１３を組立てる（ステップＳ０１）。この結果、ロータシャフト１１の径方向外側に、ロータバー１３が組み込まれた回転子鉄心１２が取り付けられた状態となる。
【００３４】
次に、エンドリング１４に、エンドリング側結合面１４ａを形成する（ステップＳ０２）。また、複数のロータバー１３のそれぞれの軸方向に突出する部分の端部に、ロータバー側結合面１３ａを形成する（ステップＳ０３）。
【００３５】
ステップＳ０２でエンドリング側結合面１４ａを形成したエンドリング１４を、ロータバー側結合面１３ａに間隙をあけて対向するように、仮固定し、開先合わせを実施する（ステップＳ０４）。
【００３６】
次に、エンドリング側結合面１４ａとロータバー側結合面１３ａとの間隙に、ろう材を注入し、ろう付を実施する（ステップＳ０５）。ろう付を実施することにより、エンドリング１４は、複数のロータバー１３のそれぞれと結合した状態となる。
【００３７】
エンドリング１４と複数のロータバー１３との結合を終了した後、さらに、回転子の全体組立てを行う（ステップＳ０６）。
【００３８】
次に、本実施形態の効果を説明する。第１の効果は次のとおりである。
【００３９】
本実施形態においては、開先面であるエンドリング側結合面１４ａとロータバー側結合面１３ａを、軸方向に垂直な方向に対して角度θだけ傾斜させている。いま、ロータバー１３の断面積をＳとすれば、開先面の面積Ｓ１は、次の式（１）のように、断面積Ｓより大きな面積となる。
Ｓ１＝Ｓ／ｃｏｓθ                …（１）
【００４０】
開先面であるエンドリング側結合面１４ａとロータバー側結合面１３ａとの結合力は、対向する結合面の面積に比例する。したがって、本実施形態によるエンドリング結合方法により、従来よりも大きな結合力を得られる。
【００４１】
次に、第２の効果を説明する。本実施形態では、エンドリング１４のエンドリング側結合面１４ａを、回転子鉄心１２側に向けて凸となるような円錐面状に形成している。
【００４２】
このため、図６に示すように、エンドリング側結合面１４ａとロータバー側結合面１３ａとの間の間隔は、ロータバー側結合面１３ａの中央における間隔に比べて、ロータバー側結合面１３ａの辺部における間隔が広くなっている。すなわち、中央部から辺部に行くに従って、間隔が広くなるように形成されている。このことは、ろう材を注入する際に、間隙にろう材が浸透しやすい効果をもたらす。また、間隙が広がる分、それに応じてろう付部１５の体積が増加する。この結果、従来よりも大きな結合力を得ることができる。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、かご型誘導電動機においてロータバーとエンドリングとの結合部の結合強度を従来より向上させることができる。
【００４４】
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。さらに、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００４５】
実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４６】
１０…回転子、１１…ロータシャフト、１２…回転子鉄心、１２ａ…端板、１３…ロータバー、１３ａ…ロータバー側結合面、１３ｍ…面、１４…エンドリング、１４ａ…エンドリング側結合面、１５…ろう付部、１７…保持環、２０…固定子、２１…固定子鉄心、２２…固定子巻線、３０…軸受、３５…軸受ブラケット、４０…フレーム、１００…かご型誘導電動機
【図１】
2017099104.tif 000003
【図２】
2017099104.tif 000004
【図３】
2017099104.tif 000005
【図４】
2017099104.tif 000006
【図５】
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【図６】
2017099104.tif 000008
【図７】
2017099104.tif 000009
【図８】
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