JPH1052014A

JPH1052014A - Rotor of high-speed squirrel-cage induction motor and its manufacturing method

Info

Publication number: JPH1052014A
Application number: JP21407696A
Authority: JP
Inventors: Tadanobu Toyama; 忠信當山
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-02-20
Anticipated expiration: 2016-07-26
Also published as: JP3480185B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a rotor, whereby both the number of machining processes when machining its slots and the number of assembling processes when assembling it can be reduced, and to provide a structure for making such a manufacturing method realizable. SOLUTION: Dividing axially both left and right end rings respectively into inside and outside left end rings 14A, 14B and into inside and outside right end rings 14A', 14B', in the state of attaching the inside end rings 14A, 14A' to the outer peripheries of both the left and right ends of a core 2, a slot ranging via the core 2 from one inside end ring to the other inside end ring is machined by only one process to obtain one completely aligned slot. In the state of completing a predetermined number of slot machining in this way, fitting rotor bars into the respective slots, the rotor bars and both the inside and outside end rings are welded to each other by electron beam welding to provide an integral welding method and an integral structure comprising the rotor, rotor bars and end rings which is completed in this way.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は一般に回転電機に
関し、特に高速回転するかご形誘導電動機のロータとそ
の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a rotating electric machine, and more particularly to a rotor of a squirrel-cage induction motor rotating at a high speed and a method of manufacturing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】誘導電動機のロータはかご形構造が効率
が良く、また高速回転させるために鉄心とエンドリング
を高強度材にして強大な遠心力に耐えるようにする必要
がある。そこで、例えば、ロータコアをソリッド状、ま
たはソリッドに近い状態にしたり、エンドリングに導電
性高強度材としてのベリリウム銅などを使用する。とこ
ろが、ベリリウム銅などの導電性高強度材料製のエンド
リングをロータバーと接合するために銀ろう付けやＴＩ
Ｇ溶接（Tungusten Innert Gas Welding）を行うと、ベ
リリウム銅合金では、その発生熱により析出硬化熱処理
された材料の強度が低下する傾向があるため、最近では
下記に示すように、このような強度低下の懸念のない構
造を有するロータとその製造方法が開発された。このロ
ータの半体断面図としての図４（Ａ）と、図４（Ａ）の
Ａ部拡大図としての図４（Ｂ）及び正面図としての図５
を参照して説明する。このロータは、回転軸１、鉄心２、ロータバー３、及び
左、右のエンドリング４、４’から構成される。この製
造方向は回転軸１の軸方向左右両端に、長手方向外周に
複数個のスロット２ａを有するソリッドの鉄心２を圧入
し、スロット２ａの各々にロータバー３を挿入して左、
右からエンドリング４、４’を組み付ける。次に、図４
（Ｂ）に示されるように、右方のエンドリング４’とロ
ータバー３の係合部を、電子ビームで溶接（Ｗは溶接
部）して左方のエンドリングについても同様に加工と組
立を行う。この際、エンドリングのスロット４’ａは、
エンドリング４’を貫通しないようにし、また、この改
良以前の従来技術による銀ろう付けやＴＩＧ溶接に代
え、電子ビーム溶接を採用したことにより、幅に比較し
深い溶け込みが得られことにより遠心力に対し、ある程
度強度の向上を得ている。2. Description of the Related Art The rotor of an induction motor has a cage structure that is efficient, and in order to rotate at a high speed, it is necessary to make the iron core and the end ring high-strength materials to withstand a strong centrifugal force. Therefore, for example, the rotor core is made into a solid state or a state close to solid, or beryllium copper or the like is used for the end ring as a conductive high-strength material. However, to join an end ring made of a conductive high-strength material such as beryllium copper to a rotor bar, silver brazing or TI
When G welding (Tungusten Innert Gas Welding) is performed, in the beryllium copper alloy, the heat generated by precipitation hardening tends to decrease the strength of the material. A rotor having a structure free from the above concerns and a method for manufacturing the same have been developed. FIG. 4A as a half sectional view of the rotor, FIG. 4B as an enlarged view of a portion A of FIG. 4A, and FIG. 5 as a front view.
This will be described with reference to FIG. The rotor comprises a rotating shaft 1, an iron core 2, a rotor bar 3, and left and right end rings 4, 4 '. In this manufacturing direction, a solid iron core 2 having a plurality of slots 2a on its outer periphery in the longitudinal direction is press-fitted at both left and right ends of the rotating shaft 1 in the axial direction, and the rotor bar 3 is inserted into each of the slots 2a.
Assemble the end rings 4, 4 'from the right. Next, FIG.
As shown in (B), the engaging portion between the right end ring 4 'and the rotor bar 3 is welded by an electron beam (W is a welded portion), and the left end ring is similarly processed and assembled. Do. At this time, the slot 4'a of the end ring is
It does not penetrate the end ring 4 ', and adopts electron beam welding instead of silver brazing and TIG welding according to the prior art before this improvement, so that a deeper penetration than the width can be obtained, resulting in a centrifugal force. On the other hand, the strength has been improved to some extent.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、鉄心と左、
右のエンドリングに、それぞれ別個にスロット加工を行
う関係でスロットのピッチｐ（図５参照）の精度を高く
設定する必要がある。従って加工工数も多くなる問題があり、このスロット加
工時の加工工数及び組立時の組立工数を低減するのが本
発明の目的である。The iron core and the left,
It is necessary to set the accuracy of the slot pitch p (see FIG. 5) to be high because the right end ring is separately slot processed. Therefore, there is a problem that the number of processing steps increases, and it is an object of the present invention to reduce the processing steps in slot processing and the assembly steps in assembling.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明による高速誘導電
動機のロータは、意図された製造方法を実施可能にする
ための構造と、製造工程とを含む。（１）ロータの構造としては、（イ）従来技術による左
右のエンドリングの、それぞれを、内側と外側の２部分
ＡとＢに分割して、（ロ）前記鉄心の左、右両端にそれ
ぞれの内側エンドリングを装着した状態で、一方側の内
側エンドリングから、鉄心を通過し他方の内側エンドリ
ングに至り一工程で整列して加工されたスロットの複数
個と、（ハ）これらのスロットに挿入されたロータバー
と、（ニ）このロータバーの外側に配置された外側エン
ドリングとを含んで成り、（ホ）内側エンドリングと外
側エンドリングとロータバーとが電子ビーム溶接により
一体に接合された構造である。（２）製造方法としては、（イ）鉄心の左、右両端にそ
れぞれの内側エンドリングを装着し、（ロ）軸方向一方
端の内側エンドリングから、鉄心を通過し他方端の内側
エンドリングに至るスロットを一工程で整列して加工す
る工程と、（ハ）このように整列して加工されたスロッ
トに、前記ロータバーが挿入され、その外方に外側エン
ドリングが配置されて、電子ビーム溶接によりエンドリ
ングと、ロータバーとが一体に接合されるかご形誘導電
動機のロータの製造方法である。SUMMARY OF THE INVENTION A rotor for a high speed induction motor according to the present invention includes a structure for enabling an intended manufacturing method and a manufacturing process. (1) As the structure of the rotor, (a) each of the left and right end rings according to the prior art is divided into two parts A and B on the inside and outside, and (b) the left and right ends of the iron core, respectively. With the inner end ring attached, a plurality of slots processed in one step from the inner end ring on one side, passing through the iron core to the other inner end ring, and (c) these slots And (d) an outer end ring disposed outside the rotor bar, and (e) the inner end ring, the outer end ring and the rotor bar are integrally joined by electron beam welding. Structure. (2) The manufacturing method is as follows. (A) The inner end rings are attached to the left and right ends of the iron core, respectively. (B) From the inner end ring at one end in the axial direction, the inner end ring is passed through the iron core and at the other end. (C) inserting the rotor bar into the aligned and processed slot, and arranging the outer end ring on the outside of the rotor bar. This is a method of manufacturing a rotor of a cage induction motor in which an end ring and a rotor bar are integrally joined by welding.

【０００５】[0005]

【発明の実施の形態】本発明による誘導電動機のロータ
の半体断面を図１（Ａ）に、図１（Ａ）のＭ部拡大図を
図１（Ｂ）に、側面を図２に示し、図４及び図５と同じ
部品には同じ符号を付し、異なる点のみを説明する。図
４（Ａ）に示した、従来のエンドリング４と４’は、図
１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すようにエンドリング１
４と１４’とされ、これらが、それぞれ、内側と外側の
エンドリング１４Ａ、１４Ｂと１４’Ａ、１４’Ｂとに
分割された以外は従来と同様である。このロータの製造
方法は次の手順による。（１）図３（Ａ）に示すように、回転軸１にスロットを
未加工の鉄心２を圧入して、鉄心の左、右両側面に内側
のエンドリング１４Ａと１４’Ａを組み込む。（２）上記の状態で、左、右両側面の内側のエンドリン
グ１４Ａ、１４’Ａの外周に軸線方向に、スロット１４
ａ、１４’ａを、鉄心２の外周に複数列のスロット１２
ａを整列させて同一工程で加工する。この場合スロット
同士間の間隔は等角度間隔が好ましい。（３）このように、整列して加工されたスロット１２ａ
のそれぞれに図３（Ｃ）に示されるように、ロータバー
３を各スロット１２ａ、１４ａ、１４’ａに挿入し左、
右両側面に外側のエンドリング１４Ｂ、１４’Ｂを組み
込む。（４）左右のエンドリング１４Ａ、１４Ｂ及びロータバ
ー３とを電子ビーム溶接Ｗ’によって一体化する（図３
（Ｄ）参照）。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1A shows a half section of a rotor of an induction motor according to the present invention, FIG. 1B shows an enlarged view of a portion M of FIG. 1A, and FIG. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and only different points will be described. The conventional end rings 4 and 4 ′ shown in FIG. 4A are connected to the end ring 1 as shown in FIGS. 1A and 1B.
4 and 14 ', which are the same as the conventional one, except that they are divided into inner and outer end rings 14A, 14B and 14'A, 14'B, respectively. The method of manufacturing this rotor is as follows. (1) As shown in FIG. 3 (A), an unfinished core 2 having a slot is press-fitted into the rotating shaft 1 and the inner end rings 14A and 14'A are incorporated into the left and right sides of the core. (2) In the above state, the slots 14 are formed on the outer periphery of the inner end rings 14A and 14'A on the inner sides of the left and right sides.
a, 14'a are provided in a plurality of rows of slots 12 on the outer circumference of the iron core 2.
a are aligned and processed in the same process. In this case, the intervals between the slots are preferably equal angular intervals. (3) Slots 12a thus processed in alignment
As shown in FIG. 3C, the rotor bar 3 is inserted into each of the slots 12a, 14a, 14'a,
The outer end rings 14B and 14'B are incorporated on both right side surfaces. (4) The left and right end rings 14A, 14B and the rotor bar 3 are integrated by electron beam welding W '(FIG. 3).
(D)).

【０００６】[0006]

【発明の効果】内側のエンドリングＡに加工されたスロ
ットは、外側のエンドリングＢの方へ貫通していないの
で高速回転による強大な遠心力に耐えられ、スロット加
工は一度で済み、スロットピッチの精度も必要最小限で
よいので加工工数が大幅に削減され、エンドリングＡと
Ｂを組み込む時にも、従来のようなスロット位置の確認
及び合わせが不必要であるので、組立時の工数も削減さ
れる。また、電子ビーム溶接の発生熱による影響も低減
できる。The slot machined in the inner end ring A does not penetrate toward the outer end ring B, so that it can withstand a strong centrifugal force due to high-speed rotation, and the slot machining only needs to be performed once. The number of machining steps is greatly reduced because the required accuracy of the parts is also required to be a minimum, and when assembling the end rings A and B, it is not necessary to confirm and align the slot positions as in the past, so the man-hours during assembly are also reduced. Is done. Further, the influence of the heat generated by the electron beam welding can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】同図の（Ａ）は、本発明による高速誘導電動機
のロータの半体断面図であり、同図の（Ｂ）は同図
（Ａ）のＭ部拡大図である。FIG. 1A is a half sectional view of a rotor of a high-speed induction motor according to the present invention, and FIG. 1B is an enlarged view of a portion M in FIG. 1A.

【図２】図１（Ａ）の側面図である。FIG. 2 is a side view of FIG.

【図３】同図の（Ａ）〜（Ｄ）は、図１（Ａ）に示すロ
ータの製造方法の手順を示す説明図である。3 (A) to 3 (D) are explanatory views showing a procedure of a method of manufacturing the rotor shown in FIG. 1 (A).

【図４】同図の（Ａ）は、従来の高速誘導電動機のロー
タの半体断面図であり、同図の（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ
部拡大図である。FIG. 4A is a half sectional view of a rotor of a conventional high-speed induction motor, and FIG. 4B is a sectional view of FIG.
It is a part enlarged view.

【図５】図４（Ａ）の側面図である。FIG. 5 is a side view of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：回転軸２：鉄心３：ロータバー１２ａ、１４ａ、１４’ａ：スロット１４、１４’、１４Ａ、１４Ｂ、１４’Ａ、１４’Ｂ：
エンドリングＭ：拡大して示す部分ｐ：ピッチＷ、Ｗ’：電子ビーム溶接部1: Rotary axis 2: Iron core 3: Rotor bar 12a, 14a, 14'a: Slot 14, 14, 14 ', 14A, 14B, 14'A, 14'B:
End ring M: Enlarged portion p: Pitch W, W ': Electron beam weld

Claims

【特許請求の範囲】[Claims]

【請求項１】回転軸と、その外周に固定された、かご
形で中空環状の鉄心と、この鉄心の外周上にほぼ略両軸
端間にはめ込まれて平行に延在する複数のロータバー
と、これらのロータバーのそれぞれを両軸端において連
結して支持するエンドリングとを含んで成り、前記鉄心
とエンドリングとが高強度材料で製作されＴＩＧ溶接に
より接合されている高速回転するかご形誘導電動機にお
いて：軸方向両端の前記エンドリングは、それぞれが内
側エンドリング（１４Ａ、１４’Ａ）と外側エンドリン
グ（１４Ｂ、１４’Ｂ）とに分割されて、前記の鉄心
（２）と内側エンドリング（１４Ａ、１４’Ａ）とに、
整列して加工されたスロット（１２ａ）に、前記ロータ
バー（３）が挿入され、その外方に外側エンドリング
（１４Ｂ、１４’Ｂ）が配置されて、電子ビーム溶接に
より前記エンドリング（１４、１４’）とロータバー
（３）とが一体に接合されていることを特徴とする高速
回転するかご形誘導電動機のロータ。1. A rotating shaft, a cage-shaped hollow annular iron core fixed to the outer periphery thereof, and a plurality of rotor bars which are fitted on substantially the outer periphery of the iron core between substantially both ends and extend in parallel. And a high-speed rotating cage-type induction machine, comprising an end ring for connecting and supporting each of these rotor bars at both shaft ends, wherein the iron core and the end ring are made of a high-strength material and joined by TIG welding. In the motor: the end rings at both axial ends are respectively divided into inner end rings (14A, 14'A) and outer end rings (14B, 14'B), and the iron core (2) and the inner end With the ring (14A, 14'A)
The rotor bar (3) is inserted into the aligned and processed slot (12a), and outer end rings (14B, 14'B) are arranged outside the rotor bar (3), and the end rings (14, 14) are formed by electron beam welding. 14 ') and a rotor bar (3) are integrally joined, the rotor of a squirrel-cage induction motor rotating at a high speed.

【請求項２】回転軸（１）と、スロットを未加工の中
空環状の鉄心（２）と、複数個のロータバー（３）と、
それぞれが、内側エンドリングと外側エンドリングとか
ら成る左右１対のエンドリング（１４Ａ、１４Ｂ、１
４’Ａ、１４’Ｂ）を準備し；前記回転軸（１）の外周
に前記中空環状の鉄心（２）を圧入し；軸に圧入された
前記スロット未加工の鉄心（２）内側のエンドリングＡ
を組み込み;この状態で、鉄心（２）と内側エンドリン
グ（１４Ａ、１４’Ａ）とに亙って整列したスロット
（１２ａ）を一工程で加工し;前記ロータバー（３）を
各スロット（１２ａ）に挿入して、左、右の外側のエン
ドリング（１４Ｂ、１４’Ｂ）を組み込み;内側と外側
のエンドリングとロータバーとを電子ビーム溶接により
一体化することを特徴とする高速回転するかご形誘導電
動機のロータの製造方法。2. A rotary shaft (1), a hollow annular core (2) having a raw slot, a plurality of rotor bars (3),
A pair of left and right end rings (14A, 14B, 1) each including an inner end ring and an outer end ring.
4′A, 14′B); press-fitting the hollow annular core (2) around the outer periphery of the rotating shaft (1); end inside the unslotted core (2) pressed into the shaft Ring A
In this state, the slots (12a) aligned over the iron core (2) and the inner end rings (14A, 14'A) are machined in one step; and the rotor bar (3) is inserted into each slot (12a). ) To incorporate left and right outer end rings (14B, 14'B); a high-speed rotating car characterized by integrating the inner and outer end rings and the rotor bar by electron beam welding. A method for manufacturing a rotor of a shape induction motor.