JP4157379B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、回転電機に係り、特に、誘導機に用いるに好適な回転子を有する回転電機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の比較的小容量の誘導電動機の回転子は、例えば、特開昭61−251440号公報に記載されているように、回転子鉄心と、導体バーと、エンドリングによって構成されている。ケイ素鋼板を複数枚積層して形成された回転子鉄心の穴には複数本の導体バーが配置され、導体バーの両端には、エンドリングが固定されている。導体バー及びエンドリングの材料としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いている。導体バー及びエンドリングは、ダイカスト鋳造にて一体成形されるため、量産性が良いものである。
【0003】
【特許文献1】
特開昭61−251440号公報
【発明の開示】
しかしながら、従来のダイカスト鋳造では、高圧鋳造のため、導体バー及びエンドリング部に鋳巣欠陥が発生するという問題があった。回転子の導体バーやエンドリングに電流が流れることにより磁束との相互作用によって電動機回転トルクが発生するが、導体バーやエンドリングの一部に鋳巣があると、電流の流れの妨げによるトルクの低減,鋳巣部における異常過熱などにより、回転電機の特性をこれまで以上に向上させることが困難であった。また、鋳巣部があると、回転子の回転時のアンバランスの原因になり、アンバランス修正工程が必然となる。
【0004】
ダイカスト鋳造時に鋳巣が生じないようにするために、真空中でダイカスト鋳造を行うことや、鋳込みゲート形状の工夫や、ダイカスト金型の予熱や、さらにはダイカスト時に空気を巻き込まないような金型表面形状の工夫などの種々の改良がなされているが、有効な解決方法がないのが現状である。
【0005】
本発明の目的は、鋳巣不良のない回転子を備えた回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明は、固定子と、この固定子に対向して配置された回転子とを有し、この回転子は、鉄心と、この鉄心の軸方向に形成された複数孔にそれぞれ挿通される複数の導体バーと、これらの導体バーの両端に設けられたエンドリングとを有してなる回転電機において、上記導体バー及び上記エンドリングは、アルミニウム系の材料を用いたものであり、上記エンドリングは、上記導体バーが挿入される複数の孔を有しており、上記導体バーの端部は、上記エンドリングの端部の面と同一平面上となるように上記複数の孔に挿入されており、上記導体バーの端部と上記エンドリングの端部の接合面を軸方向から摩擦攪拌接合によって電気的及び機械的に接合したものである。
かかる構成により、鋳巣不良のない回転子を備えた回転電機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、図1〜図6を用いて、本発明の第1の実施形態による回転電機である誘導電動機の構成について説明する。
最初に、図1を用いて、本実施形態による誘導電動機の全体構成について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態による誘導電動機の全体構成を示す上半分断面の正面図である。
【0008】
ハウジング1は、鋳鉄など鉄系材料を鋳造することにより、ほぼ筒状に形成さされ、電動機の外被を構成している。放熱フィン1aは、ハウジング1の外周に、軸方向に沿った長さをなして、放射状に一体的に形成されている。エンドブラケット2A,2Bは、ハウジング1の両側の開口部に、それぞれインロー嵌合して取付けられている。固定子3は、固定子鉄心3aと、固定子コイル3bとから構成されている。固定子3は、ハウジング1の内周部に嵌合し、かつ固定されている。固定子鉄心3aは、ケイ素鋼板を複数枚積層して形成されている。固定子コイル3bは、固定子鉄心3aの内周部に複数形成されたスロット部に巻回されている。
【0009】
回転子5は、積層鉄心5aと、導体バー7aと、エンドリング7b,7cとによって構成されている。回転子5の詳細構成については、図2を用いて後述する。回転子5は、回転軸6の外周部において、固定子2と対向位置に取付けられている。
【0010】
回転軸6の両側は、エンドブラケット2A,2Bに対して、それぞれ、軸受4A,4Bを介して、回転自在に保持されている。また、回転軸6の一端部(図においては右側)は、エンドブラケット2Bを挿通して外部に突出し、出力軸となっている。回転軸6の他端部(図において左側)には、エンドブラケット2Aを挿通して、外部冷却扇(外ファン)9が装着されている。
【0011】
エンドカバー10は、外ファン9を覆っている。また、エンドカバー10の一側面には、外気を取り込むための開口10aが形成されている。また、エンドカバー10の開口10aと反対側の他端は、開放された円筒型に形成され、エンドカバー10をエンドブラケット2Aに組付けたとき、エンドブラケット2A及びハウジング1の外径部との間に径方向の隙間部10bを形成する。
【0012】
電動機は、回転軸6が駆動されると、外ファン9が回転し、エンドカバー10の開口10aから矢印Aの如く外気が吸い込まれ、吸い込まれた空気は、隙間部10bからエンドカバー10の他端側の外部に吹き出され、エンドブラケット2A,ハウジング1の放熱フィン1a,エンドブラケット2Bの表面を通風することにより、冷却作用が得られる。
【0013】
次に、図2を用いて、本実施形態による誘導電動機の回転子の構成について説明する。
図2は、本発明の第1の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の構成を示す断面図である。
【0014】
回転子5は、積層鉄心5aと、導体バー7aと、エンドリング7b,7cとによって構成されている。積層鉄心5aは、薄板の電磁鋼板を所定枚数積層して形成されている。積層鉄心5aには、かご形巻線用の複数孔7dが、軸方向に沿って形成されている。複数の孔7dには、それぞれ、複数の導体バー7aが挿通される。複数の導体バー7aの両端には、エンドリング7b,7cが固定されている。導体バー7aと、エンドリング7b,7cによって、かご形巻線部が構成されている。導体バー7aと、エンドリング7b,7cの材質としては、アルミニウムを用いている。
【0015】
次に、図3〜図6を用いて、本実施形態による誘導電動機の回転子の製造方法について説明する。
最初に、図3を用いて、本実施形態による誘導電動機の回転子の全体的な製造工程について説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の製造工程を説明する分解斜視図である。
【0016】
積層鉄心5aには、かご形巻線用の複数孔7dが、軸方向に沿って形成されている。複数の孔7dには、それぞれ、複数の導体バー7aが挿通される。導体バー7aは、アルミ製の棒状に成形された部材である。複数の導体バー7aの一方の端部には、エンドリング7cが固定される。エンドリング7cは、アルミ製の円盤状に成形された部材である。また、図示は省略しているが、導体バー7aの他方の端部には、エンドリング7bが固定される。
【0017】
ここで、本実施形態においては、特に、回転子5のかご形巻線の導体バー7aの両端にエンドリング7b,7cを、摩擦攪拌接合(Friction Stir Welding)によって接合一体に形成したことに特徴がある。
次に図4〜図6を用いて、本実施形態による誘導電動機の回転子における導体バーとエンドリングの摩擦攪拌接合方法について説明する。
【0018】
図4は、本発明の第1の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の接合方法を示す斜視図であり、図5は、本発明の第1の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の接合時の断面図であり、図6は、本発明の第1の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の接合後の平面図である。なお、図1〜図3を同一符号は、同一部分を示している。
【0019】
図4に示すように、積層された回転子鉄心5aの端部には、エンドリング7cが位置している。エンドリング7cに設けられた複数の孔7eには、それぞれ、導体バー7aが挿入されている。導体バー7aの端部は、エンドリング7cの端部の平面とほぼ同一平面となっている。エンドリング7cと導体バー7aとの接合は、摩擦攪拌接合ツール11を、接合部に押しつけることによって行われる。
【0020】
接合ツール11の先端部は、アルミニウムからなる導体バー材やエンドリング材より実質的に硬い材質からなる棒状の回転ツールである。接合ツール11の材料としては、例えば、合金工具鋼(熱間金型用)を用いる。接合ツール11は、導体バー7aとエンドリング7cの接合部に押しつけ、ツール11を回転させながら、導体バー7aの円周に反って移動される。接合部に接合ツール11を押しつけることによって摩擦熱が発生する。この摩擦熱によって、導体バー7a及びエンドリング7cは塑性流動して、攪拌・接合して、両者を一体化する。
【0021】
ここで、図5を用いて、回転子の接合状態について説明する。導体バー7aの直径R1は、例えば、20mmである。エンドリング7cの厚さH1は、例えば20mmである。接合ツール11の先端部の直径R2は、例えば、5mmである。
【0022】
接合ツール11の先端部は、導体バー7aとエンドリング7cの接合部に押しつけ力Fによって押しつけられる。このときの押しつけ力Fは、10トン程度である。接合ツール11は、例えば、1000r/minで回転している。導体バー7aとエンドリング7cの接合部に、回転する接合ツール11を押しつけることによって摩擦熱が発生し、摩擦熱によって、導体バー7a及びエンドリング7cは塑性流動して、攪拌・接合され、接合部7fが形成される。接合ツール11は、回転させながら、導体バー7aの円周に沿って移動される。そのときの移動速度は、例えば、700mm/minとしている。接合ツール11の回転数や移動速度は、被接合材料の種類,厚さ等によって異なるものであり、回転数は、例えば、500〜2000r/minの範囲程度とし、移動速度は、例えば、200〜1200mm/minの範囲程度とする。
【0023】
図6は、接合部の接合後の状態を示している。接合部7fには、回転ツール11の押下げ力と摩擦熱によって、凹状の跡が形成される。
【0024】
摩擦攪拌接合方法を用いることにより、接合部の温度はアルミニウムの融点(660℃)以下で固相接合される。したがって接合部のひずみが少なく気泡、割れなどの欠陥がないものである。一方、接合部の強度は、MIG溶接と同等かそれ以上であり、スパッタやヒュームの発生がないものである。また、熟練が不要であって、接合装置が比較的安価である。導体バー及びエンドリングは、従来のようなアルミダイカスト鋳造によるものでないため、鋳巣などの構造欠陥のないものである。したがって、回転電機の特性を向上することができる。また、鋳巣部がないため、回転子の回転時のアンバランスも生じなくなり、アンバランス修正工程も不要となる。
【0025】
また、アルミダイカスト製法では、アルミニウムを約700℃で溶解するエネルギーコストが高く、また、燃焼による環境問題も発生するが、本実施形態では、摩擦攪拌接合を用いることにより、エネルギーコストを低減でき、また、環境問題も発生しないものである。
【0026】
なお、製造工程としては、エンドリング7b,7cにおいて、どちらか一方のエンドリング7bと導体バー7aを予め摩擦攪拌接合により接合一体化しておき、ついで、この一体部位を、回転子鉄心5aのかご形巻線用の孔7dに挿通し、他端にもう一方のエンドリング7cを、同様に、導体バー7aと摩擦攪拌接合により接合一体化してもよいものである。
【0027】
以上説明したように、本実施形態によれば、鋳巣の発生がなく、接合部は歪みがないので良好な回転子を得ることができる。
【0028】
次に、図7及び図8を用いて、本発明の第2の実施形態による回転電機である誘導電動機の構成について説明する。本実施形態による誘導電動機の全体構成は、図1に示したものと同様である。本実施形態による誘導電動機の回転子の構成は、図2に示したものと同様である。本実施形態では、図1〜図6に示した実施形態と同様に、摩擦攪拌接合を用いるものであるが、その接合方法が異なるものである。
図7は、本発明の第2の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の接合時の断面図であり、図8は、本発明の第2の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の接合後の平面図である。なお、図1〜図6を同一符号は、同一部分を示している。
【0029】
図7に示すように、本実施形態に用いる接合ツール11’の先端部の直径R2’は、導体バー7aの直径R1よりも大きいものである。接合ツール11’の先端部は、導体バー7aとエンドリング7cの接合部に押しつけ力F’によって押しつけられる。押しつけ力F’は、接合面積に比例するため、接合ツール11’の先端の直径を25mmとすると、約250トン必要である。接合ツール11’は、例えば、1000r/minで回転している。導体バー7aとエンドリング7cの接合部に、回転する接合ツール11を押しつけることによって摩擦熱が発生し、摩擦熱によって、導体バー7a及びエンドリング7cは塑性流動して、攪拌・接合され、接合部7f’が形成される。接合ツール11は、回転させながら、エンドリング7cの円周方向に移動される。
【0030】
図8は、接合部の接合後の状態を示している。接合部7f’には、回転ツール11’の押下げ力と摩擦熱によって、凹状の跡が形成される。
【0031】
摩擦攪拌接合方法を用いることにより、接合部の温度はアルミニウムの融点(660℃)以下で固相接合されるので、鋳巣などの構造欠陥のないものである。鋳巣欠陥が発生しないため、回転子の導体バーやエンドリングに流れる電流の流れが妨げられトルクが発生しなくなることもなく、また、鋳巣部で異常加熱して不具合が発生することもないものである。また、鋳巣部がないため、回転子の回転時のアンバランスも生じなくなり、アンバランス修正工程も不要となる。
以上説明したように、本実施形態によれば、鋳巣の発生がなく、接合部は歪みがないので良好な回転子を得ることができる。
【0032】
次に、図9を用いて、本発明の第3の実施形態による回転電機である誘導電動機の構成について説明する。本実施形態による誘導電動機の全体構成は、図1に示したものと同様である。本実施形態による誘導電動機の回転子の構成は、図2に示したものと同様である。本実施形態では、図1〜図6に示した実施形態と同様に、摩擦攪拌接合を用いるものであるが、導体バーとエンドリングの構成が異なるものである。
【0033】
図9は、本発明の第3の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の接合時の断面図である。なお、図1〜図6を同一符号は、同一部分を示している。
【0034】
図5若しくは図7に示した例では、導体バー7aは、エンドリング7cを貫通する構成のものであった。それに対して、本実施形態では、導体バー7a’とエンドリング7c’とにインロー部7gを設け、インロー嵌合で装着している。接合ツール11”の先端部は、インロー部7gに押しつけられるとともに、回転しており、発生する摩擦熱によって、導体バー7a’及びエンドリング7c’は塑性流動して、攪拌・接合される。接合ツール11”は、回転させながら、インロー部7gに沿って、エンドリング7cの外周方向に移動される。
【0035】
摩擦攪拌接合方法を用いることにより、接合部の温度はアルミニウムの融点(660℃)以下で固相接合されるので、鋳巣などの構造欠陥のないものである。鋳巣欠陥が発生しないため、回転子の導体バーやエンドリングに流れる電流の流れが妨げられトルクが発生しなくなることもなく、また、鋳巣部で異常加熱して不具合が発生することもないものである。また、鋳巣部がないため、回転子の回転時のアンバランスも生じなくなり、アンバランス修正工程も不要となる。
【0036】
以上説明したように、本実施形態によれば、鋳巣の発生がなく、接合部は歪みがないので良好な回転子を得ることができる。
【0037】
次に、図10を用いて、本発明の第4の実施形態による回転電機である誘導電動機の構成について説明する。本実施形態による誘導電動機の全体構成は、図1に示したものと同様である。本実施形態による誘導電動機の回転子の構成は、図2に示したものと同様である。本実施形態では、図1〜図6に示した実施形態と同様に、摩擦攪拌接合を用いるものであるが、導体バーの形状が異なるものである。
図10は、本発明の第4の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の接合時の断面図である。なお、図1〜図6を同一符号は、同一部分を示している。
【0038】
図6に示した導体バー7aの断面形状は、円形であるのに対して、本実施形態においては、図10に示すように、導体バー7a”の断面形状は、涙滴形をしている。エンドリング7c”には、導体バー7a”が貫通する孔7e”が形成されている。なお、図示は省略しているが、積層鉄心5a”にも、導体バー7a”の形状に即した孔が形成されており、この孔に、導体バー7a”が挿入される。
【0039】
回転する接合ツールの先端部は、導体バー7a”とエンドリング7c”の接合部に押しつけられる。回転する接合ツールを押しつけることによって摩擦熱が発生し、摩擦熱によって、導体バー7a”及びエンドリング7c”は塑性流動して、攪拌・接合される。接合ツールは、回転させながら、導体バー7a”とエンドリング7c”の接合部に沿って移動される。
【0040】
以上説明したように、本実施形態によれば、鋳巣の発生がなく、接合部は歪みがないので良好な回転子を得ることができる。
【0041】
次に、図11を用いて、本発明の第5の実施形態による回転電機である誘導電動機の構成について説明する。本実施形態による誘導電動機の全体構成は、図1に示したものと同様である。本実施形態による誘導電動機の回転子は、スキュー付回転子である。
図11は、本発明の第5の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の構成を示す斜視図である。なお、図1〜図6を同一符号は、同一部分を示している。
【0042】
本実施形態では、図1〜図6において説明したようにして回転子5を形成する。さらに、この回転子5に対して、回転方向のねじり力を加えて導体バーにスキューを付加することにより、スキュー付回転子5’を得ることができる。図11において、スキュー付回転子5’は、積層鉄心5aと、エンドリング7b,7cと、複数の導体バー7aによって構成されている。
【0043】
なお、スキュー付回転子5’を形成する方法としては、電磁鋼板を積層する際、予めスキューが付くように鉄心を積層し、導体バーも予め同様にスキューが付いた断面形状に形成しておき、かご形巻線用の孔に軸方向に挿通して、同様に導体バーとエンドリングを摩擦攪拌接合により接合一体化してもよいものである。
以上説明したように、本実施形態によれば、鋳巣の発生がなく、接合部は歪みがないので良好な回転子を得ることができる。
【0044】
また、スキュー付回転子は、スキューがつかないものに比べて始動時の騒音やトルク脈動を抑制することができ、電動機の性能を向上することができる。
【0045】
次に、図12及び図13を用いて、本発明の第6の実施形態による回転電機である誘導電動機の構成について説明する。本実施形態による誘導電動機の全体構成は、図1に示したものと同様である。
最初に、図12を用いて、本実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の構成について説明する。
図12は、本発明の第6の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の構成を示す断面図である。なお、図1〜図6を同一符号は、同一部分を示している。
回転子5Aは、積層鉄心5aと、導体バー7Aと、エンドリング7B,7Cとによって構成されている。積層鉄心5aは、薄板の電磁鋼板を所定枚数積層して形成されている。積層鉄心5aには、かご形巻線用の複数孔7dが、軸方向に沿って形成されている。複数の孔7dには、それぞれ、複数の導体バー7Aが挿通される。複数の導体バー7Aの両端には、エンドリング7B,7Cが固定されている。導体バー7Aと、エンドリング7B,7Cによって、かご形巻線部が構成されている。導体バー7Aの材料としては、アルミニウムを用いている。しかしながら、エンドリング7B,7Cの材料としては、上述の各実施形態とは異なり、アルミニウム合金を用いている。
【0046】
ここで、図13を用いて、アルミニウム合金の引張り強度と温度の関係について説明する。
図13は、アルミニウム合金の引張り強度の説明図である。図13の横軸は、温度T(℃)を示し、縦軸は、引張り強度S(%)を示している。
【0047】
実線Aは、純度99.7%のアルミニウムの引張り強度の温度依存性を示している。実線Bは、アルミニウム合金の引張り強度の温度依存性を示している。図13においては、20℃におけるアルミニウム合金の引張り強度を、100%として、他の温度やアルミニウムの引張り強度を相対値で示している。
【0048】
ここでいうアルミニウム合金は、ADC12と称されるアルミニウム合金ダイカストであり、Al−Si−Cu系であり、Siが10.5〜12%のものである。引張強さは、室温でおよそ300MN/m2で、純アルミニウムに対して約2倍の強度を有する。また、その温度特性は、150(℃)において、引張強さは、25%程度しか低下せず、高温に対して強い性質を有する。すなわち、図示するように、アルミニウム合金は、アルミニウムに比べて、引張強さが大きく、かつ,高温における強度低下が少ないものである。
【0049】
誘導電動機は、固定子で発生した磁束と電磁誘導により回転子に電流が流れる。磁束と電流によって回転子に回転力が生じるが、回転子に電流が流れることで、ジュール熱が生じ、回転子の温度が上昇する。通常の使用状態では回転子の温度は、およそ150(℃)であることが一般である。
【0050】
近年、誘導電動機は、小型化が進むとともに、回転数を上げて使用されることが多くなってきている。例えば、研削盤においては、主軸回転数をあげて刃物の周速を上げることにより、加工精度が向上する。この分野で用いられる電動機回転子の周速は、従来最高が150m/分であったものが、200m/分を要望されている。
【0051】
従来の誘導電動機では、回転子を構成している電磁鋼板、導体バー及びエンドリングを高張力のものにしているが、導体バー等は、アルミニウム非鉄金属で形成されている。したがって、材料の持つ引張強さは、高張力電磁鋼板の方が大きく、許容できる最高回転数は、エンドリングを含む導体バー材の機械的強さで決定つけられている。
【0052】
高速回転する回転子の強度を計算すると、積層鉄心の内径部における内周応力とエンドリングの内周応力が高いことがわかる。回転子構成部材の引張強さは、積層鉄心よりもエンドリング材の方が小さいため、エンドリングの内周応力によって、回転子の強度が決まることになる。
【0053】
そこで、本実施形態では、エンドリングに、引張強さが大きくかつ高温における強度低下が少ないアルミニウム合金を用いている。そして、純アルミニウムから成る導体バー7Aと、アルミニウム合金から成るエンドリング7B,7Cとの異種金属同士を、前述した摩擦攪拌接合により一体接合して、回転子を構成している。
【0054】
なお、アルミニウム合金の固有抵抗は、7.3μΩcmであるのに対して、純アルミミュームの固有抵抗は、3.4μΩcmである。すなわち、アルミニウム合金の固有抵抗は、アルミニウムの固有抵抗の2倍も大きいものである。したがって、導体バーにアルミニウム合金を使用すると、回転子のジュール熱が2倍に増え、回転子温度も上昇する。また、回転子の滑りも2倍となり、性能が低下することが考えられる。そこで、本実施形態では、導体バー7Aの材料としては、純アルミニウムを使用している。
【0055】
一方、エンドリングにアルミニウム合金を使用すると、ジュール熱が増加するが、図12に示すように、エンドリング7B,7Cの内径を小さくして、エンドリング7B,7Cの断面積を、図2に示したエンドリング7b,7cに比べて大きくすることにより、図12に示したエンドリングと、図2に示したエンドリングの抵抗値を等しくしているので、ジュール熱の発生は、図2に示したものと同程度である。導体バーは、抵抗値だけではなく、その形状と寸法によっても電動機性能が支配されるので抵抗値が同等であるだけでは性能に互換性のある電動機は提供できないが、エンドリングが電動機性能に及ぼす因子は、その抵抗値のみであるからである。
【0056】
なお、アルミニウム合金としては、ADC12以外に、例えば、ヒドロナリウムを用いることができる。ヒドロナリウムは、Al−Mg系合金であり、Mgが7〜9%のものである。ヒドロナリウムの引張り強さは、18kg/mm2であり、純アルミニウムの引張り強さ(9〜17kg/mm2)よりも大きいものである。
【0057】
以上説明したように、本実施形態によれば、鋳巣の発生がなく、接合部は歪みがないので良好な回転子を得ることができる。
【0058】
また、強度を大きくして、高速回転可能な回転子を得ることができる。
産業上の利用の可能性
本発明によれば、鋳巣不良のない回転子を備えた回転電機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】 本発明の第1の実施形態による誘導電動機の全体構成を示す上半分断面の正面図である。
【図2】 本発明の第1の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の構成を示す断面図である。
【図3】 本発明の第1の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の製造工程を説明する分解斜視図である。
【図4】 本発明の第1の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の接合方法を示す斜視図である。
【図5】 本発明の第1の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の接合時の断面図である。
【図6】 本発明の第1の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の接合後の平面図である。
【図7】 本発明の第2の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の接合時の断面図である。
【図8】 本発明の第2の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の接合後の平面図である。
【図9】 本発明の第3の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の接合時の断面図である。
【図10】 本発明の第4の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の接合時の断面図である。
【図11】 本発明の第5の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の構成を示す斜視図である。
【図12】 本発明の第6の実施形態による誘導電動機に用いられる回転子の構成を示す断面図である。
【図13】 アルミニウム合金の引張り強度の説明図である。
Claims (6)
- 固定子と、この固定子に対向して配置された回転子とを有し、
この回転子は、鉄心と、この鉄心の軸方向に形成された複数孔にそれぞれ挿通される複数の導体バーと、これらの導体バーの両端に設けられたエンドリングとを有してなる回転電機において、
上記導体バー及び上記エンドリングは、アルミニウム系の材料を用いたものであり、
上記エンドリングは、上記導体バーが挿入される複数の孔を有しており、
上記導体バーの端部は、上記エンドリングの端部の面と同一平面上となるように上記複数の孔に挿入されており、
上記導体バーの端部と上記エンドリングの端部の接合面を軸方向から摩擦攪拌接合によって電気的及び機械的に接合したことを特徴とする回転電機。 - 請求項1記載の回転電機において、
上記導体バーは上記エンドリングを貫通して配置され、その接合面を摩擦攪拌接合によって電気的及び機械的に接合したことを特徴とする回転電機。 - 請求項2記載の回転電機において、
接合による軌跡が上記導体バーの端面円周に沿って複数描かれるようにしたことを特徴とする回転電機。 - 請求項2記載の回転電機において、
接合による軌跡が上記エンドリングの周方向に沿って描かれるようにしたことを特徴とする回転電機。 - 請求項1記載の回転電機において、
上記導体バーの断面形状は涙滴形とし、上記エンドリングの周面と上記導体バーの一面を摩擦攪拌接合により接合したことを特徴とする回転電機。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の回転電機において、
上記導体バーを形成するアルミニウム系の材料として、純アルミニウムを用い、
上記エンドリングを形成するアルミニウム系の材料として、アルミニウム合金を用いたことを特徴とする回転電機。
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