JPH1175330A - 回転子及びその製造方法 - Google Patents

回転子及びその製造方法

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JPH1175330A
JPH1175330A JP9233496A JP23349697A JPH1175330A JP H1175330 A JPH1175330 A JP H1175330A JP 9233496 A JP9233496 A JP 9233496A JP 23349697 A JP23349697 A JP 23349697A JP H1175330 A JPH1175330 A JP H1175330A
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JP
Japan
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short
conductor
conductor bar
circuit ring
rotor
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Pending
Application number
JP9233496A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Hatakeyama
寛行 畠山
Atsuo Takegawa
淳夫 武川
Masaya Tanshin
雅也 丹新
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機や発電機の効率を向上するとともに製
作コストを低減できる回転子を提供する。 【解決手段】 薄鋼板を積層して成り、その積層方向に
打ち抜き形成された多数のスロット8を有する回転子鉄
心2と、各スロット8に挿入される棒状の導体バー3の
一端に第1の短絡環4を鍛造にて一体成形した導体ブロ
ック7と、導体バー3の他端に溶着された第2の短絡環
5にて構成し、導体バー3と第1の短絡環4の間の溶着
部による電気抵抗の増大を無くして回転性能を向上し、
また導体バー3と短絡環4を同時に一体成形することに
より加工コストと組立コストを低減した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導電動機や発電
機に使用する回転子に関し、特に積層鉄心スロット内の
導体バーと短絡環の改良を図った回転子とその製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のかご形回転子の構成を図7に示
す。回転子スロット30及び軸穴31を打ち抜いた鋼板
を多数積層して成る回転子鉄心32が用いられている。
回転子スロット30は導電材料よりなる導体バー33を
挿入する溝であり、円周方向に多数配設されている。回
転子鉄心32は磁気回路である。積層された回転子鉄心
32の回転子スロット30内に導体バー33を挿入し、
両端を円環状の短絡環34、35によって短絡して導体
部を作り、電流を流す回路が構成されている。一方、軸
穴31には回転軸36が圧入や焼き嵌めなどにより固着
され、回転子の支持、動力の授受を行う。導体バー33
及び短絡環34、35はともに銅や銅合金を用いて構成
され、導体バー33を打ち込んで短絡環34、35を溶
接して構成されている。
【0003】また、図8、図9に示すように、回転子鉄
心32に対して導体バー33及び短絡環34、35をア
ルミやアルミ合金を用いて構成し、ダイキャストや鋳造
により一体成形して構成したものも知られている。
【0004】上記のような方法で製作された回転子は、
別に製作された固定子内に組み込まれ、誘導電動機や発
電機を構成して動力の授受が行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電動機や発
電機の回転子の導体においては、電気抵抗を下げ、導電
性を向上することにより回転の効率を向上することが要
求されている。また、同時に製作コストの削減も求めら
れている。
【0006】しかし、上記従来の導体バーと短絡環より
成る導体部の製作方法には以下のような問題点があっ
た。
【0007】(1)アルミダイキャスト又は鋳造により
一体成形する場合 約700℃以上の溶融アルミ合金を使用するため、
どうしても回転子鉄心に熱変形を生じさせる。
【0008】 鋳造時や冷却時に導体内部に空気が入
り易く、鋳巣が発生する。また純度の高い材料を使用し
ても不純物が混入する。こうして鋳巣や不純物が多い
と、導体の電気抵抗が大きくなり、回転性能に悪影響を
与える。しかし、鋳巣の発生や不純物の混入を抑えて製
造することは、鋳造条件の管理等が困難であり、ある程
度のばらつき値は許容せざるを得ない。
【0009】 アルミ及びアルミ合金以外での鋳造が
難しい。そのため、アルミよりも導電性の優れた銅や銅
合金を使用することができない。
【0010】(2) 銅もしくは銅合金の導体バーを挿
入して両端面を短絡環で接合する場合 導体バーを単体で必要数用意しなければならない。
通常導体バーは引き抜きや押し出し、もしくは切削によ
り製作されており、コスト高となっていた。また、各々
の寸法管理をする必要があり、これもコスト高の要因と
なっている。
【0011】 導体バーは1つづつ打ち込み等で挿入
しなければならないため作業性が悪く、また両端面を短
絡環で溶着しなければならず、組立コストも高くなる。
【0012】 導体バーと短絡環を溶接するため、隙
間が発生したり、溶接部に不純物が混入することがあっ
た。隙間や不純物の混入が多いと、導体の電気抵抗が大
きくなり、回転性能に悪影響を与える。
【0013】本発明は、上記従来の問題点を解消し、電
動機や発電機の効率を向上するとともに製作コストを低
減できる回転子及びその製造方法を提供することを目的
としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の回転子は、薄鋼
板を積層して成り、その積層方向に打ち抜き形成された
多数のスロットを有する回転子鉄心と、各スロットに挿
入された棒状の導体バーとこれら導体バーの一端に一体
成形された第1の短絡環とから成る導体ブロックと、導
体バーの他端に溶着された第2の短絡環とを備えたもの
であり、導体バーと第1の短絡環が一体成形された導体
ブロックを用いることにより、導体バーと第1の短絡環
の間の溶着部における不純物の混入や隙間の発生による
電気抵抗の増大がないため回転性能を向上でき、また導
体バーと短絡環を同時に一体成形することにより、個々
に導体バーを加工する場合に比して加工コストを低下で
き、また導体バーをスロットに一度に挿入することがで
きるとともに導体バーと第2の短絡環を溶着するだけで
良いため、組立コストを低減できる。
【0015】また、導体ブロックを鍛造品にて構成する
と、鋳造による場合の不純物の混入や鋳巣の発生等によ
る電気抵抗の増大がなく、導電性を向上できて回転性能
を向上でき、また高温による熱変形も発生せず、材料の
制限も少なくなり、より導電性の高い材料を使用するこ
とができて回転性能を向上できる。
【0016】本発明の回転子の製造方法は、薄鋼板が積
層されかつその積層方向に多数のスロットが打ち抜き形
成された回転子鉄心を作製する工程と、スロットに挿入
される棒状の導体バーとこれら導体バーの一端の第1の
短絡環とから成る導体ブロックを鍛造にて作製する工程
と、スロットに導体バーを挿入して第1の短絡環を回転
子鉄心の一端に接触させ、回転子鉄心の他端に接触させ
た第2の短絡環と導体バーの他端を溶着する工程とを備
えたものであり、上記鍛造品から成る導体ブロックを用
いた回転子を得ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の回転子及びその製
造方法の一実施形態について図1〜図6を参照して説明
する。
【0018】図1、図2において、1はかご形の回転子
であり、回転子鉄心2と、多数の導電材料よりなる導体
バー3と、導体バー3の一端を短絡する第1の短絡環4
と、導体バー3の他端を短絡する第2の短絡環5と、回
転子鉄心2の軸芯部に貫通固着された回転軸6にて構成
されている。導体バー3と第1の短絡環4とは一体成形
された導体ブロック7にて構成され、第2の短絡環5は
導体バー3の他端に溶着されている。
【0019】回転子鉄心2は磁気回路を構成するもので
あり、図2に示すように、スロット8及び軸穴9を打ち
抜かれた鋼板を多数積層して形成されている。スロット
8は導体バー3を挿入する溝であり、円周方向に多数配
置されている。導体バー3の両端は円環状の第1と第2
の短絡環4、5にて短絡されて電流を流す回路を形成す
る導体部10を構成している。導体部10は導体ブロッ
ク7と第2の短絡環5の二部品で構成されており、共に
銅や銅合金若しくはアルミやアルミ合金より成ってい
る。また、軸穴9には回転軸6が圧入や焼き嵌めなどに
より固着され、回転子1の支持及び動力の授受を行うよ
うに構成されている。
【0020】導体ブロック7は、図3〜図5に示すプレ
ス11にて冷間又は温間の鍛造によって塑性加工され
る。図3において、12は上型で、この上型12の下部
にパンチ13が配置されている。パンチ13の軸芯位置
にはカウンタピン14が退入可能に配設されている。1
5は下型で、その上部にパンチ13が嵌入するガイドリ
ング16が配置されている。このガイドリング16は、
内部に素材20が挿入され、第1の短絡環4の外周を成
形する。ガイドリング16の下部には導体バー3を成形
するダイ17が配置され、かつこのダイ17の導体バー
成形空間に退入可能にノックアウト18が配設されてい
る。
【0021】次に、プレス11による導体ブロック7の
製造工程を図3〜図6を参照して説明する。図3は上型
12が上死点にある状態を示し、素材20が下型15の
ガイドリング16の中に挿入されている。素材20は円
筒状若しくは円柱状である。
【0022】また金型の工具部には潤滑が施されてい
る。図4は上型12が下降して下死点にある状態で、素
材20はパンチ13でダイ17内の下方に押し出しさ
れ、導体バー3が成形される。一方、素材20の中心部
20aは後方に押し出され、カウンタピン14を押し上
げる。素材20はダイ17の導体バー成形空間に侵入す
ることにより断面が減少し、元の高さよりも数倍高くな
り所定高さの導体バー3が成形される。
【0023】図5は上型12が上昇して再度上死点状態
にある状態で、成形された導体ブロック7はノックアウ
ト18でダイ17から押し出されて取り出される。最後
に導体ブロック7は端面が所定形状に仕上げられ、洗浄
される。
【0024】その後、図1に示すように、導体ブロック
7の導体バー3に回転子鉄心2のスロット8が挿通さ
れ、その上に第2の短絡環5が挿入され、導体ブロック
7と第2の短絡環5が溶着され、回転子1が完成する。
【0025】以上のように鍛造加工した導体ブロック7
においては、図6に示すように金属繊維19が第1の短
絡環4から突出した導体バー3に向けて連続することに
なる。そのため、導体バー3の強度が高くなる。また、
アルミダイキャストで発生した鋳巣も発生せず、不純物
も混入しないため、電気抵抗が低く、導電性の良い導体
バー3が得られる。例えば、アルミ鍛造品はアルミダイ
キャスト品に比べて約1〜5%抵抗値が下がり、そのた
め電動機や発電機の効率が向上する。また、導体バー3
の両端と短絡環4、5を溶着した場合も溶着部の電気抵
抗は高くなるが、それに比べ鍛造品の導体ブロック7で
は導体バー3と第1の短絡環4の間で金属繊維が連続し
ているので、抵抗損が発生しない。また、アルミダイキ
ャストの場合、約700℃以上の高温にするため、熱変
形を生じさせるが、熱を使わないため、熱変形は生じな
い。
【0026】また、銅を材料にするとダイキャストや鋳
造では形成が困難であるが、鍛造によるので一体成形で
きる。ただし、銅の場合アルミに比べて変形抵抗が大き
いため、鍛造加工時に大きな加工荷重を要し、導体バー
3の高さは出にくい。
【0027】さらに、導体バー3と短絡環4を別部品で
構成する場合に比べ、導体バー3の製作コストが削減さ
れる。また、多数の導体バー3が1つの金型で同時に成
形されるため、金型の精度を管理するだけで所定の成形
精度が得られ、高品質な導体部10をコストを抑えて製
作できる。また、導体バー3の両端に短絡環4、5を溶
着固定する場合に比べ、導体バー3の他端と第2の短絡
環5を溶着するだけで良いので組立コストも削減でき、
また多数の導体バー3を回転子鉄心2のスロット8に一
度に挿入できるため、作業性や作業時間も改善される。
【0028】
【発明の効果】本発明の回転子によれば、以上の説明か
ら明らかなように、多数のスロットを有する回転子鉄心
と、各スロットに挿入された棒状の導体バーとこれら導
体バーの一端に一体成形された第1の短絡環とから成る
導体ブロックと、導体バーの他端に溶着された第2の短
絡環とを備えているので、導体バーと第1の短絡環の間
の溶着部における不純物の混入や隙間の発生による電気
抵抗の増大がないため回転性能を向上でき、また導体バ
ーと短絡環を同時に一体成形することにより、個々に導
体バーを加工する場合に比して加工コストを低下でき、
また導体バーをスロットに一度に挿入することができる
とともに導体バーと第2の短絡環を溶着するだけで良い
ため、組立コストを低減できる等の効果を発揮する。
【0029】また、導体ブロックを鍛造品にて構成する
と、鋳造による場合の不純物の混入や鋳巣の発生等によ
る電気抵抗の増大がなく、導電性を向上できて回転性能
を向上でき、また高温による熱変形も発生せず、また材
料の制限が少なくなってより導電性の高い材料を使用す
ることができ、回転性能を向上できる。
【0030】また、本発明の回転子の製造方法によれ
ば、回転子鉄心を作製し、棒状の導体バーと第1の短絡
環とから成る導体ブロックを鍛造にて作製し、スロット
に導体バーを挿入して第1の短絡環を回転子鉄心の一端
に接触させ、回転子鉄心の他端に接触させた第2の短絡
環と導体バーの他端を溶着することにより、上記鍛造品
から成る導体ブロックを用いた回転子を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回転子の一実施形態の半縦断面正面図
である。
【図2】同実施形態の回転子の分解斜視図である。
【図3】同実施形態における導体ブロックを製造するプ
レスの縦断面図である。
【図4】同プレスによる導体ブロックの鍛造工程の縦断
面図である。
【図5】同プレスによる導体ブロックの鍛造終了状態の
縦断面図である。
【図6】鍛造した導体ブロックの断面図である。
【図7】従来例の回転子の半縦断面正面図である。
【図8】他の従来例の回転子の半縦断面正面図である。
【図9】同従来例の回転子の斜視図である。
【符号の説明】
1 回転子 2 回転子鉄心 3 導体バー 4 第1の短絡環 5 第2の短絡環 7 導体ブロック 8 スロット

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄鋼板を積層して成り、その積層方向に
    打ち抜き形成された多数のスロットを有する回転子鉄心
    と、各スロットに挿入された棒状の導体バーとこれら導
    体バーの一端に一体成形された第1の短絡環とから成る
    導体ブロックと、導体バーの他端に溶着された第2の短
    絡環とを備えたことを特徴とする回転子。
  2. 【請求項2】 導体ブロックは鍛造品から成ることを特
    徴とする請求項1記載の回転子。
  3. 【請求項3】 薄鋼板が積層されかつその積層方向に多
    数のスロットが打ち抜き形成された回転子鉄心を作製す
    る工程と、スロットに挿入される棒状の導体バーとこれ
    ら導体バーの一端の第1の短絡環とから成る導体ブロッ
    クを鍛造にて作製する工程と、スロットに導体バーを挿
    入して第1の短絡環を回転子鉄心の一端に接触させ、回
    転子鉄心の他端に接触させた第2の短絡環と導体バーの
    他端を溶着する工程とを備えたことを特徴とする回転子
    の製造方法。
JP9233496A 1997-08-29 1997-08-29 回転子及びその製造方法 Pending JPH1175330A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107591916A (zh) * 2017-10-28 2018-01-16 泰州市姜堰德力电机有限公司 一种电动机的铸铜转子及其加工工艺
JP2018107999A (ja) * 2016-12-28 2018-07-05 東芝産業機器システム株式会社 リラクタンス回転電機の組立方法およびリラクタンス回転電機
CN110445323A (zh) * 2019-07-31 2019-11-12 江苏中车电机有限公司 大型直驱永磁风力发电机转子制作全过程防变形装置
JP2023101232A (ja) * 2022-01-07 2023-07-20 トヨタ自動車株式会社 回転子の製造方法

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