本發(fā)明涉及籠型感應(yīng)電動機(jī)、用于該籠型感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子以及該轉(zhuǎn)子的制造方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的典型的籠型感應(yīng)電動機(jī)包括：可在轉(zhuǎn)軸周圍旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、以及以包圍轉(zhuǎn)子的半徑方向外側(cè)的方式配置的定子。并且，轉(zhuǎn)子包括：將轉(zhuǎn)軸作為軸形成為圓柱狀的旋轉(zhuǎn)桿(rotating shaft)；旋轉(zhuǎn)桿沿軸向貫穿的圓筒狀的轉(zhuǎn)子鐵芯；分別配置于轉(zhuǎn)子鐵芯所形成的棒用槽內(nèi)且沿軸向延伸的多個導(dǎo)體棒；以及在導(dǎo)體棒的兩端以沿周向?qū)υ摱瞬勘舜诉M(jìn)行短路的方式來進(jìn)行接合的短路環(huán)。

作為轉(zhuǎn)子鐵芯，為了抑制因渦流而產(chǎn)生的損耗，已知有下述結(jié)構(gòu)，即：使沿著與軸向相垂直的平面擴(kuò)展的多片薄鋼板彼此電絕緣，并沿軸向?qū)λ鼈冞M(jìn)行層疊而得到。這種層疊結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子鐵芯通過熱壓配合來固定于旋轉(zhuǎn)桿。此外，通過沿軸向?qū)D(zhuǎn)子鐵芯進(jìn)行壓縮，從而實(shí)現(xiàn)各鋼板間的密接(專利文獻(xiàn)1)。

另一方面，特別在高速旋轉(zhuǎn)用的籠型感應(yīng)電動機(jī)中，已知有將轉(zhuǎn)子鐵芯與旋轉(zhuǎn)桿一起構(gòu)成為具有一體結(jié)構(gòu)的整鍛轉(zhuǎn)子的技術(shù)。這種一體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子鐵芯的機(jī)械強(qiáng)度較高(專利文獻(xiàn)2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開平6-284608號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利特開平10-127022號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

在使使用層疊結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子鐵芯進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)的情況下，由于施加于鋼板的離心力而使得熱壓配合部分的旋轉(zhuǎn)桿與轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)合力變?nèi)酰虼?，需要預(yù)先增強(qiáng)熱壓配合的緊固力。該情況下，若各鋼板較薄，則鋼板有可能會因?yàn)闊釅号浜系木o固力而發(fā)生壓曲現(xiàn)象。

另一方面，在整鍛轉(zhuǎn)子中，由于容易流過軸向的電流，因此因渦電流而產(chǎn)生的損耗變大。

并且，在整鍛轉(zhuǎn)子中，需要通過從轉(zhuǎn)子鐵芯的外周進(jìn)行切削等來進(jìn)行用于插入導(dǎo)體棒的棒用槽的加工，因此棒用槽的形狀受到限制。即，與配置導(dǎo)體棒的棒用槽的內(nèi)部周向?qū)挾认啾?，無法使棒用槽的開口部的周向?qū)挾忍?。因此，由于轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，有可能導(dǎo)致導(dǎo)體棒從棒用槽飛出到半徑方向外側(cè)。

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決上述問題，減小轉(zhuǎn)子鐵芯的渦流損耗，并且可進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)的籠型感應(yīng)電動機(jī)。

解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

為了解決上述問題，本發(fā)明所涉及的籠型感應(yīng)電動機(jī)包括：可在轉(zhuǎn)軸周圍旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、以及以包圍所述轉(zhuǎn)子的半徑方向外側(cè)的方式配置的定子，該籠型感應(yīng)電動機(jī)的特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括：旋轉(zhuǎn)桿，該旋轉(zhuǎn)桿以所述轉(zhuǎn)軸作為軸，并形成為大致圓柱狀；轉(zhuǎn)子鐵芯，該轉(zhuǎn)子鐵芯為圓筒狀，形成有用于使所述旋轉(zhuǎn)桿沿軸向貫穿的中央開口，并固定于所述旋轉(zhuǎn)桿的半徑方向外側(cè)，并且沿外周形成有彼此在周向上隔開間隔且沿軸向延伸的多個棒用槽；多個導(dǎo)體棒，該多個導(dǎo)體棒分別配置于所述棒用槽內(nèi)，并沿軸向延伸；以及短路環(huán)，該短路環(huán)在所述導(dǎo)體棒的兩端以沿周向?qū)λ鰧?dǎo)體棒的端部彼此進(jìn)行短路的方式來進(jìn)行接合，所述轉(zhuǎn)子鐵芯通過在軸向上層疊施加有絕緣覆蓋的圓板狀的多個厚板鐵芯構(gòu)件來形成，所述棒用槽通過分別對所述多個厚板鐵芯構(gòu)件進(jìn)行激光加工、切削加工、氣體切割中的任一種來形成，所 述轉(zhuǎn)子鐵芯的所述中央開口通過熱壓配合來固定于所述旋轉(zhuǎn)桿的半徑方向外側(cè)。

本發(fā)明所涉及的籠型感應(yīng)電動機(jī)用轉(zhuǎn)子的特征在于，包括：旋轉(zhuǎn)桿，該旋轉(zhuǎn)桿以轉(zhuǎn)軸作為軸，并形成為大致圓柱狀；轉(zhuǎn)子鐵芯，該轉(zhuǎn)子鐵芯為圓筒狀，形成有用于使所述旋轉(zhuǎn)桿沿軸向貫穿的中央開口，并固定于所述旋轉(zhuǎn)桿的半徑方向外側(cè)，并且沿外周形成有彼此在周向上隔開間隔且沿軸向延伸的多個棒用槽；多個導(dǎo)體棒，該多個導(dǎo)體棒分別配置于所述棒用槽內(nèi)，并沿軸向延伸；以及短路環(huán)，該短路環(huán)在所述導(dǎo)體棒的兩端以沿周向?qū)λ鰧?dǎo)體棒的端部彼此進(jìn)行短路的方式來進(jìn)行接合，所述轉(zhuǎn)子鐵芯通過在軸向上層疊施加有絕緣覆蓋的圓板狀的多個厚板鐵芯構(gòu)件來形成，所述棒用槽通過分別對所述多個厚板鐵芯構(gòu)件進(jìn)行激光加工、切削加工、氣體切割中的任一種來形成，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的所述中央開口通過熱壓配合來固定于所述旋轉(zhuǎn)桿的半徑方向外側(cè)。

本發(fā)明所涉及的轉(zhuǎn)子制造方法是籠型感應(yīng)電動機(jī)用的轉(zhuǎn)子的制造方法，所述轉(zhuǎn)子包括：旋轉(zhuǎn)桿，該旋轉(zhuǎn)桿以轉(zhuǎn)軸作為軸，并形成為大致圓柱狀；轉(zhuǎn)子鐵芯，該轉(zhuǎn)子鐵芯為圓筒狀，形成有用于使所述旋轉(zhuǎn)桿沿軸向貫穿的中央開口，并固定于所述旋轉(zhuǎn)桿的半徑方向外側(cè)，并且沿外周形成有多個彼此在周向上隔開間隔且沿軸向延伸的棒用槽；多個導(dǎo)體棒，該多個導(dǎo)體棒分別配置于所述棒用槽內(nèi)，并沿軸向延伸；以及短路環(huán)，該短路環(huán)在所述導(dǎo)體棒的兩端以沿周向?qū)λ鰧?dǎo)體棒的端部彼此進(jìn)行短路的方式來進(jìn)行接合，所述轉(zhuǎn)子鐵芯通過在軸向上層疊施加有絕緣覆蓋的圓板狀的多個厚板鐵芯構(gòu)件來形成，該轉(zhuǎn)子制造方法的特征在于，包括：通過激光加工、切削加工、氣體切割中的任一種，在所述厚板鐵芯構(gòu)件上分別形成所述棒用槽的槽形成步驟；在所述槽形成步驟之后，通過對所述多個厚板鐵芯構(gòu)件進(jìn)行加熱使其熱膨脹從而使所述旋轉(zhuǎn)桿插入所述中央開口的插入步驟；以及在所述插入步驟之后，通過對所述多個厚板鐵芯構(gòu)件進(jìn)行散熱使所述厚板鐵芯構(gòu)件收縮從而將所述厚板鐵芯構(gòu)件固定于所述旋轉(zhuǎn)桿的散熱步驟。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可減小轉(zhuǎn)子鐵芯的渦流損耗并可進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)的籠型感應(yīng)電動機(jī)。

附圖說明

圖1是示意性地示出本發(fā)明所涉及的籠型感應(yīng)電動機(jī)的一個實(shí)施方式的縱向剖面圖。

圖2是表示圖1的籠型感應(yīng)電動機(jī)的實(shí)施方式中厚板鐵芯構(gòu)件的棒用槽附近的主視圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖對本發(fā)明所涉及的籠型感應(yīng)電動機(jī)的一個實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是示意性地示出本發(fā)明所涉及的籠型感應(yīng)電動機(jī)的一個實(shí)施方式的縱向剖面圖。圖2是表示圖1的籠型感應(yīng)電動機(jī)的實(shí)施方式中厚板鐵芯構(gòu)件的棒用槽附近的主視圖。

該實(shí)施方式的籠型感應(yīng)電動機(jī)包括：可在轉(zhuǎn)軸周圍旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子10、以及配置為經(jīng)由圓環(huán)狀的間隙11包圍轉(zhuǎn)子10的半徑方向外側(cè)的圓筒狀的定子12。定子12固定支承于定子框架25，被定子框架25覆蓋。

定子12包括定子鐵芯13和定子線圈14。定子鐵芯13通過沿軸向?qū)ρ刂怪庇谵D(zhuǎn)軸的面擴(kuò)展的圓環(huán)狀的鋼板進(jìn)行層疊來形成。沿著定子鐵芯13的內(nèi)周、在軸向上延伸的多個定子槽形成為在內(nèi)周方向上隔開規(guī)定的間隔。定子線圈14在定子槽內(nèi)沿軸向延伸。

轉(zhuǎn)子10包括：旋轉(zhuǎn)桿15、固定于旋轉(zhuǎn)桿15的轉(zhuǎn)子鐵芯16、以及在軸向上貫穿轉(zhuǎn)子鐵芯16內(nèi)的多個導(dǎo)體棒17。

旋轉(zhuǎn)桿15大致為圓柱狀，具有寬徑部18、以及比寬徑部18要細(xì)的窄徑部19。寬徑部18與窄徑部19之間形成有階梯部20。在窄徑部19形成有沿周向延伸的鍵槽21。旋轉(zhuǎn)桿15通過兩個軸承22、23而被支承為可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。軸承22、23支承于定子框架25。

在旋轉(zhuǎn)桿15的窄徑部19的軸向上的一部分的半徑方向外側(cè)配置有轉(zhuǎn)子鐵芯16。

導(dǎo)體棒17的軸向兩端部分別配置有短路環(huán)26，該短路環(huán)26在周向上連接導(dǎo)體棒17的端部彼此，使導(dǎo)體棒17的端部彼此在電氣上短路。

轉(zhuǎn)子10和定子12配置在定子框架25內(nèi)，旋轉(zhuǎn)桿15的寬徑部18和窄徑部19分別貫穿定子框架25并進(jìn)行延伸。

轉(zhuǎn)子鐵芯16通過沿軸向?qū)盈B多片圓板狀的厚板鐵芯構(gòu)件27來形成。厚板鐵芯構(gòu)件27由被絕緣材料覆蓋的鋼板形成，厚度例如為10mm以上，30mm以下。厚板鐵芯構(gòu)件27的中央形成有中央開口28，旋轉(zhuǎn)桿15的窄徑部19插通該中央開口28內(nèi)并與其嵌合。多片厚板鐵芯構(gòu)件27中最靠近寬徑部18的位置處的厚板鐵芯構(gòu)件27與階梯部20相抵接。厚板鐵芯構(gòu)件27中最遠(yuǎn)離寬徑部18的位置處的厚板鐵芯構(gòu)件27的距寬徑部18較遠(yuǎn)一側(cè)的端面位于鍵槽21的軸向位置。通過將鍵30插入到鍵槽21，從而轉(zhuǎn)子鐵芯16以夾在階梯部20與鍵30之間的方式在軸向上被固定。另外，鍵30例如為C字狀，利用其彈性，能夠?qū)⑵鋸陌霃椒较蛲鈧?cè)插入鍵槽21。

在厚板鐵芯構(gòu)件27各自的外周附近形成有多個圖2所示的棒用槽31，該多個棒用槽31彼此在周向上隔開間隔。沿軸向延伸的導(dǎo)體棒17分別插入多個棒用槽31。

棒用槽31的形成例如可通過激光加工、切削加工、氣體切割中的任一種來進(jìn)行。棒用槽31的形狀是任意的，但優(yōu)選為下述形狀，即：在外周開口的開口部32較窄，位于開口部32的半徑方向內(nèi)側(cè)且用于收納導(dǎo)體棒17的棒收納部33的寬度比開口部32要寬。通過采用這種形狀，能夠防止在轉(zhuǎn)子10進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時導(dǎo)體棒17因作用于導(dǎo)體棒17的離心力而從棒用槽31飛出。

作為棒用槽31的形狀，也可以形成為在厚板鐵芯構(gòu)件27的外周不形成開口部32，而僅將棒收納部33作為貫通孔，為了防止導(dǎo)體棒17因作用于導(dǎo)體棒17的離心力而從棒用槽31飛出，該形狀更為優(yōu)選。但是，在使用激光加工、切削加工、 氣體切割的任一種方式的情況下，與形成開口部32的情況相比，操作性變差。

另外，在現(xiàn)有的層疊較薄鋼板而得到的轉(zhuǎn)子鐵芯的情況下，通過沖壓加工可形成棒用槽31，但本實(shí)施方式中，由于使用厚板鐵芯構(gòu)件27，因此，優(yōu)選通過激光加工、切削加工、氣體切割中的任一種來形成棒用槽31。并且，在現(xiàn)有的整鍛轉(zhuǎn)子中由于從轉(zhuǎn)子鐵芯的外周側(cè)進(jìn)行加工，因此難以形成圖2所示的開口部32較窄、收納導(dǎo)體棒17的棒收納部33的寬度比開口部32的寬度要寬的形狀。因此，在轉(zhuǎn)子10高速旋轉(zhuǎn)時導(dǎo)體棒17有可能會因作用于導(dǎo)體棒17的離心力而從棒用槽31飛出。

在制造該實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子10時，預(yù)先在厚板鐵芯構(gòu)件27各自的中央形成中央開口28，并且通過激光加工、切削加工、氣體切割中的任一種來形成棒用槽31。然后，對多個厚板鐵芯構(gòu)件27進(jìn)行加熱，使其膨脹，在已膨脹的狀態(tài)下，將旋轉(zhuǎn)桿15的窄徑部19插通到中央開口28。在窄徑部19插通到規(guī)定片數(shù)的厚板鐵芯構(gòu)件27的中央開口28之后，沿軸向?qū)⑦@些厚板鐵芯構(gòu)件27按壓向階梯部20，在按壓的狀態(tài)下，將鍵30插入鍵槽21并進(jìn)行固定。然后，通過散熱，厚板鐵芯構(gòu)件27進(jìn)行熱收縮，厚板鐵芯構(gòu)件27和旋轉(zhuǎn)桿15成為熱壓配合狀態(tài)，從而彼此相固定。此時，由于與現(xiàn)有那樣的層疊較薄鋼板的情況相比難以發(fā)生壓曲現(xiàn)象，從而能夠增大熱壓配合的壓縮應(yīng)力。

根據(jù)本實(shí)施方式，能夠提供一種可減小轉(zhuǎn)子鐵芯的渦流損耗并可進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)的籠型感應(yīng)電動機(jī)。

以上對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但該實(shí)施方式只是作為示例而呈現(xiàn)，不旨在限定發(fā)明的范圍。該實(shí)施方式可以通過其他各種方式來實(shí)施，在不脫離發(fā)明要旨的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式及其變形均包含在發(fā)明范圍和要旨中，同樣也包含在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明及其等同范圍內(nèi)。

標(biāo)號說明

10 轉(zhuǎn)子

11 間隙

12 定子

13 定子鐵芯

14 定子線圈

15 旋轉(zhuǎn)桿

16 轉(zhuǎn)子鐵芯

17 導(dǎo)體棒

18 寬徑部

19 窄徑部

20 階梯部

21 鍵槽

22、23 軸承

25 定子框架

26 短路環(huán)

27 厚板鐵芯構(gòu)件

28 中央開口

30 鍵

31 棒用槽

32 開口部

33 棒收納部。