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JP2014079114A - Method for manufacturing induction rotary electric machine - Google Patents

Method for manufacturing induction rotary electric machine Download PDF

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JP2014079114A
JP2014079114A JP2012226056A JP2012226056A JP2014079114A JP 2014079114 A JP2014079114 A JP 2014079114A JP 2012226056 A JP2012226056 A JP 2012226056A JP 2012226056 A JP2012226056 A JP 2012226056A JP 2014079114 A JP2014079114 A JP 2014079114A
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JP
Japan
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end ring
welding
conductor bar
torch
rotor
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Pending
Application number
JP2012226056A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Oshida
学 押田
Yukiaki Shimizu
幸昭 清水
Hiroshi Hamano
濱野  宏
Keiji Oda
圭二 小田
Takuya Fukunaga
卓也 福永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nalco Iwai Co Ltd
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Nalco Iwai Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd, Nalco Iwai Co Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority to JP2012226056A priority Critical patent/JP2014079114A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form stable weld metal when arc-welding a conductor bar and an end ring.SOLUTION: A method for manufacturing an induction rotary electric machine includes the steps of: assembling a conductor bar 254 and an end ring 226 to a rotor core to form a rotor assembly (assembling step); forming a welding groove over an end surface side of the end ring 226 to an outer peripheral surface side of the end ring 226 in the whole periphery of the end ring 226 while the conductor bar 254 is fitted to the end ring 226 (groove forming step); and performing build-up welding of the welding groove by using arc welding by circulating a torch with respect to the rotor assembly (build-up welding step). The build-up welding step includes the steps of: starting arc discharge between an electrode of a torch 229, and the end ring 226 and the conductor bar 254 to form a molten pool 225 (first step); and circulating the torch 229 while forming an arc between an electrode of the torch 229 and the molten pool 225 so as to prevent the arc discharge from being projected from the molten pool (second step).

Description

本発明は、誘導回転電機の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an induction rotating electrical machine.

誘導回転電機のかご形回転子を製造する方法として、エンドリングに設けられた多数の嵌合部(溝)のそれぞれに導体バーを嵌合し、アーク溶接する方法が知られている。特許文献1には、導体バーの両端をエンドリングの嵌合部に嵌め込んだ組立体に回転を与えつつ導体バーとエンドリングとをアーク溶接することで、かご形回転子を製造する方法が開示されている。   As a method for manufacturing a squirrel-cage rotor of an induction rotating electrical machine, a method is known in which a conductor bar is fitted into each of a large number of fitting portions (grooves) provided in an end ring and arc welding is performed. Patent Document 1 discloses a method of manufacturing a squirrel-cage rotor by arc-welding a conductor bar and an end ring while applying rotation to an assembly in which both ends of the conductor bar are fitted in fitting portions of the end ring. It is disclosed.

特開昭56−35661号公報JP 56-35661 A

電動車両駆動用の誘導回転電機においては高効率化が望まれている。導体バーとエンドリングとをアーク溶接する場合には、回転電機の効率向上の観点から、溶接肉盛量を多くして、溶接金属(溶接ビード)の断面積を大きくとることが望ましい。   High efficiency is desired in an induction rotating electrical machine for driving an electric vehicle. When arc welding the conductor bar and the end ring, it is desirable to increase the amount of weld overlay and increase the cross-sectional area of the weld metal (weld bead) from the viewpoint of improving the efficiency of the rotating electrical machine.

しかしながら、導体バーとエンドリングの嵌合部との間には、隙間が存在するため、導体バーをエンドリングに組み付けた回転子組立体に回転を与えつつアーク溶接する際、トーチが隙間に近づくと、トーチの電極と導体バー(またはエンドリング)との間でアークが発生した後、電極とエンドリング(または導体バー)との間でアークが発生し、再び電極と上記した導体バー(またはエンドリング)との間でアークが発生するというように、アークが導体バーとエンドリングとの間を往復するようにして発生する現象が生じることがある。   However, since a gap exists between the conductor bar and the fitting portion of the end ring, the torch approaches the gap when performing arc welding while rotating the rotor assembly in which the conductor bar is assembled to the end ring. And an arc is generated between the electrode of the torch and the conductor bar (or end ring), and then an arc is generated between the electrode and the end ring (or conductor bar). In some cases, an arc occurs between the conductor bar and the end ring, such as an arc between the end ring and the end ring.

特許文献1には、導体バーとエンドリングの嵌合部との間の隙間を考慮した溶接方法については開示されていない。したがって、特許文献1の溶接方法では、アークが不安定になり、安定した溶接金属を得ることができないおそれがある。その結果、回転子の回転中心軸を含む面内における溶接金属の断面積が回転子の周方向に不均一となり、一部では所望の断面積が得られずに2次抵抗値が高くなってしまうため、誘導回転電機の高効率化が困難になるという問題がある。   Patent Document 1 does not disclose a welding method that takes into account the gap between the conductor bar and the fitting portion of the end ring. Therefore, in the welding method of Patent Document 1, the arc becomes unstable, and there is a possibility that a stable weld metal cannot be obtained. As a result, the cross-sectional area of the weld metal in the plane including the rotation center axis of the rotor becomes nonuniform in the circumferential direction of the rotor, and the secondary resistance value becomes high without obtaining a desired cross-sectional area in part. Therefore, there is a problem that it is difficult to increase the efficiency of the induction rotating electrical machine.

請求項1に係る発明は、回転子鉄心に形成される複数のスロットのそれぞれに収容され、両端部が回転子鉄心の軸方向端面から突出される複数の導体バーと、回転子鉄心の両端に配置され、回転子鉄心の軸方向両端面のそれぞれから突出した導体バーの端部が嵌合される嵌合部を有する一対のエンドリングとを備えた誘導回転電機の製造方法において、導体バーを回転子鉄心のスロットに収容し、導体バーの端部をエンドリングの嵌合部に嵌合して回転子組立体を形成する組立工程と、導体バーとエンドリングとを嵌合した状態で、エンドリングの全周において、エンドリングの端面側からエンドリングの外周面側に亘って溶接開先を形成する開先形成工程と、回転子組立体に対してトーチを周回させることにより、あるいは、回転子組立体をトーチに対して回転させることにより、溶接開先をアーク溶接により肉盛溶接して、エンドリングと導体バーとの導通経路を構成する溶接金属を形成する肉盛溶接工程とを含み、肉盛溶接工程は、トーチの電極とエンドリングおよび導体バーとの間でアーク放電を開始し、溶融池を形成する第1工程と、アーク放電が溶融池からはみ出ないように、トーチの電極と溶融池との間でアークを形成しつつ、トーチを周回させ、あるいは、回転子組立体をトーチに対して回転させる第2工程とを含むことを特徴とする誘導回転電機の製造方法である。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の誘導回転電機の製造方法において、開先形成工程では、溶接開先の最深部がエンドリングの外周面側における溶接開先端部の軸方向外側であって、かつエンドリングの端面側における溶接開先端部の径方向外側に位置するように、溶接開先を形成することを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の誘導回転電機の製造方法において、肉盛溶接工程では、回転子の回転中心軸を含む面内における溶接金属の断面積が、回転中心軸に直交する面内における導体バーの断面積よりも大きくなるように、溶接金属を形成することを特徴とする。
請求項4に係る発明は、回転子鉄心に形成される複数のスロットのそれぞれに収容され、両端部が回転子鉄心の軸方向端面から突出される複数の導体バーと、回転子鉄心の両端に配置され、回転子鉄心の軸方向両端面のそれぞれから突出した導体バーの端部が嵌合される嵌合部を有する一対のエンドリングとを備えた誘導回転電機の製造方法において、導体バーを回転子鉄心のスロットに収容し、導体バーの端部をエンドリングの嵌合部に嵌合して回転子組立体を形成する組立工程と、導体バーとエンドリングとを嵌合した状態で、エンドリングの全周において、エンドリングの端面側からエンドリングの外周面側に亘って溶接開先を形成する開先形成工程と、回転子組立体に対してトーチを複数回周回させることにより、あるいは、回転子組立体をトーチに対して複数回転させることにより、溶接開先をアーク溶接により肉盛溶接して、複数の肉盛層によりエンドリングと導体バーとの導通経路を構成する溶接金属を形成する肉盛溶接工程とを含み、肉盛溶接工程において、第1層目の肉盛層により、導体バーとエンドリングの嵌合部との間の隙間を覆うことを特徴とする誘導回転電機の製造方法である。
請求項5に係る発明は、請求項4に記載の誘導回転電機の製造方法において、肉盛溶接工程において、第1層目の肉盛層を形成するための肉盛量を、第2層目以降の肉盛層を形成するための肉盛量よりも少なくしたことを特徴とする。
請求項6に係る発明は、請求項4または5に記載の誘導回転電機の製造方法において、開先形成工程では、溶接開先の最深部がエンドリングの外周面側における溶接開先端部の軸方向外側であって、かつエンドリングの端面側における溶接開先端部の径方向外側に位置するように、溶接開先を形成することを特徴とする。
請求項7に係る発明は、請求項4乃至6のいずれか1項に記載の誘導回転電機の製造方法において、肉盛溶接工程では、回転子の回転中心軸を含む面内における溶接金属の断面積が、回転中心軸に直交する面内における導体バーの断面積よりも大きくなるように、溶接金属を形成することを特徴とする。
The invention according to claim 1 is accommodated in each of a plurality of slots formed in the rotor core, and a plurality of conductor bars whose both ends protrude from the axial end surface of the rotor core, and at both ends of the rotor core. In a method of manufacturing an induction rotating electrical machine comprising: a pair of end rings that are disposed and have end portions of conductor bars protruding from both axial end faces of the rotor core, the end portions of which are fitted; In an assembly process in which a rotor assembly is formed by fitting the end of the conductor bar into the fitting portion of the end ring, and the conductor bar and the end ring are fitted in the slot of the rotor core, In the entire circumference of the end ring, a groove forming step for forming a weld groove from the end face side of the end ring to the outer peripheral face side of the end ring, and by rotating the torch around the rotor assembly, or Rotor assembly Including overlay welding process of forming weld metal that forms a conduction path between the end ring and the conductor bar by overlay welding of the welding groove by arc welding by rotating with respect to the torch. The process includes a first step of starting an arc discharge between the torch electrode and the end ring and the conductor bar to form a molten pool; and the torch electrode and the molten pool so that the arc discharge does not protrude from the molten pool. And a second step of rotating the rotor assembly relative to the torch while forming an arc between them.
According to a second aspect of the present invention, in the manufacturing method of the induction rotating electrical machine according to the first aspect, in the groove forming step, the deepest portion of the weld groove is the outer side in the axial direction of the weld front end portion on the outer peripheral surface side of the end ring. And a welding groove is formed so that it may be located in the diameter direction outside of the welding opening front-end | tip part in the end surface side of an end ring.
According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing an induction rotating electrical machine according to the first or second aspect, in the build-up welding process, the cross-sectional area of the weld metal in a plane including the rotation center axis of the rotor is the rotation center. The weld metal is formed so as to be larger than the cross-sectional area of the conductor bar in a plane orthogonal to the axis.
The invention according to claim 4 is accommodated in each of a plurality of slots formed in the rotor core, and a plurality of conductor bars whose both ends protrude from the axial end surface of the rotor core, and at both ends of the rotor core. In a method of manufacturing an induction rotating electrical machine comprising: a pair of end rings that are disposed and have end portions of conductor bars protruding from both axial end faces of the rotor core, the end portions of which are fitted; In an assembly process in which a rotor assembly is formed by fitting the end of the conductor bar into the fitting portion of the end ring, and the conductor bar and the end ring are fitted in the slot of the rotor core, In the entire circumference of the end ring, a groove forming process for forming a weld groove from the end face side of the end ring to the outer peripheral face side of the end ring, and by rotating the torch around the rotor assembly a plurality of times, Or the rotor By overlaying the welding groove by arc welding by rotating the solid body multiple times with respect to the torch, the overlay is formed by forming a weld metal that constitutes a conduction path between the end ring and the conductor bar by a plurality of overlay layers. A method of manufacturing an induction rotating electrical machine including a welding step, wherein a gap between a conductor bar and a fitting portion of an end ring is covered with a first overlay layer in the overlay welding step is there.
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an induction rotating electrical machine according to the fourth aspect, in the build-up welding step, the build-up amount for forming the first build-up layer is changed to the second layer build-up amount. It is characterized by being less than the amount of overlay for forming the subsequent overlay layer.
The invention according to claim 6 is the method of manufacturing an induction rotating electrical machine according to claim 4 or 5, wherein in the groove forming step, the deepest portion of the weld groove is the axis of the weld opening tip portion on the outer peripheral surface side of the end ring. The welding groove is formed so as to be located on the outer side in the direction and on the outer side in the radial direction of the weld opening tip on the end face side of the end ring.
The invention according to claim 7 is the method of manufacturing an induction rotating electrical machine according to any one of claims 4 to 6, wherein the weld metal is cut off in a plane including the rotation center axis of the rotor in the overlay welding process. The weld metal is formed so that the area is larger than the cross-sectional area of the conductor bar in a plane orthogonal to the rotation center axis.

本発明によれば、導体バーとエンドリングとをアーク溶接する際に、安定した溶接金属を形成することができるため、誘導回転電機の高効率化を図ることができる。   According to the present invention, when arc welding the conductor bar and the end ring, a stable weld metal can be formed, so that the induction rotating electrical machine can be highly efficient.

本発明の実施の形態に係る回転電機を搭載したハイブリッド電気自動車の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the hybrid electric vehicle carrying the rotary electric machine which concerns on embodiment of this invention. 図1の電力変換装置を示す回路図。The circuit diagram which shows the power converter device of FIG. 本発明の実施の形態に係る回転電機を示す半断面図。The half sectional view showing the rotary electric machine concerning an embodiment of the invention. 図3の回転子の外観斜視図。FIG. 4 is an external perspective view of the rotor of FIG. 3. 図4の回転子の分解斜視図。The disassembled perspective view of the rotor of FIG. 図4の回転子を軸方向から見た部分拡大側面模式図。The partial expansion side surface schematic diagram which looked at the rotor of FIG. 4 from the axial direction. 導体バーの断面図。Sectional drawing of a conductor bar. 回転子鉄心に導体バーおよびエンドリングを組み付けた回転子組立体を示す外観斜視図。The external appearance perspective view which shows the rotor assembly which assembled | attached the conductor bar and the end ring to the rotor core. 溶接開先が形成された回転子組立体を示す外観斜視図。The external appearance perspective view which shows the rotor assembly in which the welding groove | channel was formed. 図10(a)は図9のB部拡大図、図10(b)は図10(a)のC−C線切断断面図。10A is an enlarged view of a portion B in FIG. 9, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 10A. 図11(a)は溶融池を形成する溶融池形成工程を説明する図、図11(b)はトーチの電極と溶融池との間でアークを形成しつつトーチを周回させるトーチ周回工程を説明する図。FIG. 11A illustrates a molten pool forming process for forming a molten pool, and FIG. 11B illustrates a torch rotating process for rotating the torch while forming an arc between the electrode of the torch and the molten pool. To do. 図12(a)は図4のA部拡大図、図12(b)は図12(a)のF−F線切断断面図。12A is an enlarged view of a portion A in FIG. 4, and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 図10(b)の比較例を示す図。The figure which shows the comparative example of FIG.10 (b). 図14(a)は図10(b)の比較例を示す図、図14(b)は図12(b)の比較例を示す図。14A is a diagram showing a comparative example of FIG. 10B, and FIG. 14B is a diagram showing a comparative example of FIG. 12B. 図15(a)は第1層目の溶接金属(肉盛層)を示す斜視図、図15(b)は図15(a)のD−D線切断断面図。Fig.15 (a) is a perspective view which shows the 1st layer weld metal (facing layer), FIG.15 (b) is the DD sectional view taken on the line of Fig.15 (a). 図16(a)は図4のA部拡大図、図16(b)は図16(a)のE−E線切断断面図。16A is an enlarged view of a portion A in FIG. 4, and FIG. 16B is a cross-sectional view taken along the line EE in FIG. 本発明の変形例に係る回転電機における回転子の開先形状を示す部分拡大断面図。The partial expanded sectional view which shows the groove shape of the rotor in the rotary electric machine which concerns on the modification of this invention.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
本発明による製造方法で製造される誘導回転電機(以下、単に回転電機と記す)は、回転電機のみによって走行する純粋な電気自動車や、エンジンと回転電機の双方によって駆動されるハイブリッド電気自動車等に適用できる。以下ではハイブリッド電気自動車に適用した例について説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
An induction rotating electrical machine (hereinafter simply referred to as a rotating electrical machine) manufactured by the manufacturing method according to the present invention is a pure electric vehicle that runs only by the rotating electrical machine, a hybrid electric vehicle that is driven by both the engine and the rotating electrical machine, or the like. Applicable. Below, the example applied to the hybrid electric vehicle is demonstrated.

―第1の実施の形態―
図1に示すように、ハイブリッド電気自動車(以下、車両)100には、エンジン120と、第1の回転電機200と、第2の回転電機202と、高電圧のバッテリ180とが搭載されている。
-First embodiment-
As shown in FIG. 1, a hybrid electric vehicle (hereinafter referred to as a vehicle) 100 is equipped with an engine 120, a first rotating electrical machine 200, a second rotating electrical machine 202, and a high-voltage battery 180. .

バッテリ180は、リチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの二次電池で構成され、250ボルトから600ボルト、あるいはそれ以上の高電圧の直流電力を出力する。バッテリ180は、力行走行時には回転電機200,202に直流電力を供給し、回生走行時には回転電機200,202からバッテリ180に直流電力が供給される。バッテリ180と回転電機200,202との間の直流電力の授受は、電力変換装置600を介して行われる。   The battery 180 is composed of a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery, and outputs high-voltage DC power of 250 to 600 volts or more. The battery 180 supplies DC power to the rotating electrical machines 200 and 202 during power running, and DC power is supplied from the rotating electrical machines 200 and 202 to the battery 180 during regenerative traveling. Transfer of direct-current power between the battery 180 and the rotating electrical machines 200 and 202 is performed via the power converter 600.

車両100には低電圧電力(例えば、14ボルト系電力)を供給するバッテリ(不図示)が搭載されており、以下に説明する制御回路に直流電力を供給する。   The vehicle 100 is equipped with a battery (not shown) that supplies low voltage power (for example, 14 volt system power), and supplies DC power to a control circuit described below.

エンジン120および回転電機200,202による回転トルクは、変速機130とデファレンシャルギア160を介して前輪110に伝達される。変速機130は変速機制御装置134により制御され、エンジン120はエンジン制御装置124により制御され、バッテリ180の充放電は、バッテリ制御装置184により制御される。   Rotational torque generated by engine 120 and rotating electrical machines 200 and 202 is transmitted to front wheel 110 via transmission 130 and differential gear 160. Transmission 130 is controlled by transmission control device 134, engine 120 is controlled by engine control device 124, and charging / discharging of battery 180 is controlled by battery control device 184.

変速機制御装置134、エンジン制御装置124、バッテリ制御装置184および電力変換装置600には、通信回線174を介して統合制御装置170が接続されている。   An integrated control device 170 is connected to the transmission control device 134, the engine control device 124, the battery control device 184, and the power conversion device 600 via a communication line 174.

統合制御装置170は、エンジン120および回転電機200,202の出力トルクの管理、エンジン120の出力トルクと回転電機200,202の出力トルクとの総合トルクやトルク分配比の演算処理、その演算処理結果に基づく変速機制御装置134、エンジン制御装置124および電力変換装置600への制御指令の送信を行う。   The integrated control device 170 manages the output torque of the engine 120 and the rotating electric machines 200 and 202, calculates the total torque of the output torque of the engine 120 and the output torque of the rotating electric machines 200 and 202, and the torque distribution ratio, and the calculation processing result. The control command is transmitted to the transmission control device 134, the engine control device 124, and the power conversion device 600 based on the above.

そのため、統合制御装置170には、変速機制御装置134、エンジン制御装置124、電力変換装置600およびバッテリ制御装置184から、それぞれの状態を表す情報が、通信回線174を介して入力される。これらの制御装置は、統合制御装置170より下位の制御装置である。統合制御装置170は、これらの情報に基づき各制御装置の制御指令を演算する。演算された制御指令は通信回線174を介してそれぞれの制御装置へ送信される。   Therefore, information representing the respective states is input to the integrated control device 170 from the transmission control device 134, the engine control device 124, the power conversion device 600, and the battery control device 184 via the communication line 174. These control devices are lower-level control devices than the integrated control device 170. The integrated control device 170 calculates a control command for each control device based on these pieces of information. The calculated control command is transmitted to each control device via the communication line 174.

バッテリ制御装置184は、バッテリ180の充放電状況やバッテリ180を構成する各単位セル電池の状態を、通信回線174を介して統合制御装置170に出力する。統合制御装置170は、バッテリ制御装置184からの情報に基づいて電力変換装置600を制御し、バッテリ180の充電が必要と判断したときは、電力変換装置600に発電運転の指示を出す。   The battery control device 184 outputs the charge / discharge status of the battery 180 and the state of each unit cell battery constituting the battery 180 to the integrated control device 170 via the communication line 174. The integrated control device 170 controls the power conversion device 600 based on the information from the battery control device 184, and when it determines that the battery 180 needs to be charged, issues an instruction for power generation operation to the power conversion device 600.

電力変換装置600は、統合制御装置170からのトルク指令に基づき、指令通りのトルク出力あるいは発電電力が発生するように回転電機200,202を制御する。そのため、電力変換装置600にはインバータを構成するパワー半導体が設けられている。電力変換装置600は、統合制御装置170からの指令に基づきパワー半導体のスイッチング動作を制御する。このようなパワー半導体のスイッチング動作により、回転電機200,202が電動機としてあるいは発電機として運転される。   Based on the torque command from the integrated control device 170, the power conversion device 600 controls the rotating electrical machines 200 and 202 so that torque output or generated power is generated as commanded. Therefore, the power conversion device 600 is provided with a power semiconductor that constitutes an inverter. The power conversion device 600 controls the switching operation of the power semiconductor based on a command from the integrated control device 170. By such a power semiconductor switching operation, the rotating electrical machines 200 and 202 are operated as an electric motor or a generator.

回転電機200,202を電動機として運転する場合は、高電圧のバッテリ180からの直流電力が電力変換装置600のインバータの直流端子に供給される。電力変換装置600は、パワー半導体のスイッチング動作を制御することにより、供給された直流電力を三相交流電力に変換し回転電機200,202に供給する。   When the rotary electric machines 200 and 202 are operated as an electric motor, DC power from the high-voltage battery 180 is supplied to the DC terminal of the inverter of the power conversion device 600. The power converter 600 converts the supplied DC power into three-phase AC power by controlling the switching operation of the power semiconductor, and supplies the three-phase AC power to the rotating electrical machines 200 and 202.

一方、回転電機200,202を発電機として運転する場合には、回転子が外部から加えられる回転トルクで回転駆動され、固定子巻線に三相交流電力が発生する。発生した三相交流電力は電力変換装置600で直流電力に変換され、その直流電力が高電圧のバッテリ180に供給されることにより充電が行われる。   On the other hand, when the rotary electric machines 200 and 202 are operated as a generator, the rotor is rotationally driven with a rotational torque applied from the outside, and three-phase AC power is generated in the stator winding. The generated three-phase AC power is converted into DC power by the power converter 600, and charging is performed by supplying the DC power to the high-voltage battery 180.

図2に示すように、電力変換装置600には、第1の回転電機200のための第1のインバータ装置と、第2の回転電機202のための第2のインバータ装置とが設けられている。第1のインバータ装置は、パワーモジュール610と、パワーモジュール610の各パワー半導体素子21のスイッチング動作を制御する第1の駆動回路652と、回転電機200の電流を検知する電流センサ660とを備えている。駆動回路652は駆動回路基板650に設けられている。   As shown in FIG. 2, the power conversion device 600 is provided with a first inverter device for the first rotating electrical machine 200 and a second inverter device for the second rotating electrical machine 202. . The first inverter device includes a power module 610, a first drive circuit 652 that controls the switching operation of each power semiconductor element 21 of the power module 610, and a current sensor 660 that detects the current of the rotating electrical machine 200. Yes. The drive circuit 652 is provided on the drive circuit board 650.

第2のインバータ装置は、パワーモジュール620と、パワーモジュール620における各パワー半導体素子21のスイッチング動作を制御する第2の駆動回路656と、回転電機202の電流を検知する電流センサ662とを備えている。駆動回路656は駆動回路基板654に設けられている。   The second inverter device includes a power module 620, a second drive circuit 656 that controls the switching operation of each power semiconductor element 21 in the power module 620, and a current sensor 662 that detects the current of the rotating electrical machine 202. Yes. The drive circuit 656 is provided on the drive circuit board 654.

電流センサ660,662、駆動回路652,656は、制御回路基板646に設けられた制御回路648に接続され、さらに、制御回路648には、送受信回路644を介した通信回線174が接続されている。送受信回路644は、送受信回路基板642に設けられ、第1、第2のインバータ装置で共通に使用される。送受信回路644は、電力変換装置600と外部の制御装置との間を電気的に接続するためのもので、図1の通信回線174を介して他の装置と情報の送受信を行う。   The current sensors 660 and 662 and the drive circuits 652 and 656 are connected to a control circuit 648 provided on the control circuit board 646, and further, a communication line 174 via a transmission / reception circuit 644 is connected to the control circuit 648. . The transmission / reception circuit 644 is provided on the transmission / reception circuit board 642 and is used in common by the first and second inverter devices. The transmission / reception circuit 644 is for electrically connecting the power conversion apparatus 600 and an external control apparatus, and transmits / receives information to / from other apparatuses via the communication line 174 in FIG.

制御回路648は各インバータ装置の制御部を構成しており、パワー半導体素子21を動作(オン・オフ)させるための制御信号(制御値)を演算するマイクロコンピュータによって構成されている。制御回路648には、統合制御装置170からのトルク指令信号(トルク指令値)、電流センサ660,662のセンサ出力、回転電機200,202に搭載された回転センサ、すなわちレゾルバ224(図3参照)のセンサ出力が入力される。制御回路648はそれらの入力信号に基づいて制御値を演算し、駆動回路652,656にスイッチングタイミングを制御するための制御信号を出力する。   The control circuit 648 constitutes a control unit of each inverter device, and is constituted by a microcomputer that calculates a control signal (control value) for operating (turning on / off) the power semiconductor element 21. The control circuit 648 includes a torque command signal (torque command value) from the integrated control device 170, sensor outputs of the current sensors 660 and 662, rotation sensors mounted on the rotating electrical machines 200 and 202, that is, a resolver 224 (see FIG. 3). Sensor output is input. The control circuit 648 calculates a control value based on these input signals and outputs a control signal for controlling the switching timing to the drive circuits 652 and 656.

駆動回路652,656には、各相の各上下アームのゲートに供給する駆動信号を発生する集積回路がそれぞれ6個設けられており、6個の集積回路を1ブロックとして構成されている。駆動回路652,656で発生した駆動信号は、対応するパワーモジュール610,620の各パワー半導体素子21のゲートにそれぞれ出力される。   Each of the drive circuits 652 and 656 is provided with six integrated circuits that generate drive signals to be supplied to the gates of the upper and lower arms of each phase, and the six integrated circuits are configured as one block. The drive signals generated by the drive circuits 652 and 656 are output to the gates of the power semiconductor elements 21 of the corresponding power modules 610 and 620, respectively.

パワーモジュール610,620における直流側の端子には、コンデンサモジュール630が電気的に並列に接続され、コンデンサモジュール630は、パワー半導体素子21のスイッチング動作によって生じる直流電圧の変動を抑制するための平滑回路を構成する。コンデンサモジュール630は、第1、第2のインバータ装置で共通に使用される。   A capacitor module 630 is electrically connected in parallel to the DC side terminals of the power modules 610 and 620, and the capacitor module 630 is a smoothing circuit for suppressing fluctuations in DC voltage caused by the switching operation of the power semiconductor element 21. Configure. The capacitor module 630 is commonly used in the first and second inverter devices.

パワーモジュール610,620は、それぞれバッテリ180から供給された直流電力を三相交流電力に変換し、その電力を対応する回転電機200,202の電機子巻線である固定子巻線に供給する。パワーモジュール610,620は、回転電機200,202の固定子巻線に誘起された交流電力を直流に変換し、高電圧バッテリ180に供給する。   Each of the power modules 610 and 620 converts DC power supplied from the battery 180 into three-phase AC power and supplies the power to stator windings that are armature windings of the corresponding rotating electric machines 200 and 202. The power modules 610 and 620 convert the alternating current power induced in the stator windings of the rotating electric machines 200 and 202 into direct current and supply the direct current to the high voltage battery 180.

パワーモジュール610,620は図2に記載のごとく三相ブリッジ回路を備えており、三相に対応した直列回路が、それぞれバッテリ180の正極側と負極側との間に電気的に並列に接続されている。各直列回路は上アームを構成するパワー半導体素子21と下アームを構成するパワー半導体素子21とを備え、それらのパワー半導体素子21は直列に接続されている。   The power modules 610 and 620 include a three-phase bridge circuit as shown in FIG. 2, and series circuits corresponding to the three phases are electrically connected in parallel between the positive electrode side and the negative electrode side of the battery 180, respectively. ing. Each series circuit includes a power semiconductor element 21 constituting an upper arm and a power semiconductor element 21 constituting a lower arm, and these power semiconductor elements 21 are connected in series.

パワーモジュール610とパワーモジュール620とは、略同様に構成されており、ここではパワーモジュール610を代表して説明する。   The power module 610 and the power module 620 are configured in substantially the same manner, and here, the power module 610 will be described as a representative.

パワーモジュール610は、スイッチング用パワー半導体素子としてIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)を用いている。IGBTは、コレクタ電極、エミッタ電極およびゲート電極の3つの電極を備えている。IGBTのコレクタ電極とエミッタ電極との間にはダイオード38が電気的に接続されている。ダイオード38は、カソード電極およびアノード電極の2つの電極を備えており、IGBTのエミッタ電極からコレクタ電極に向かう方向が順方向となるように、カソード電極がIGBTのコレクタ電極に、アノード電極がIGBTのエミッタ電極にそれぞれ電気的に接続されている。   The power module 610 uses an IGBT (insulated gate bipolar transistor) as a switching power semiconductor element. The IGBT includes three electrodes, a collector electrode, an emitter electrode, and a gate electrode. A diode 38 is electrically connected between the collector electrode and the emitter electrode of the IGBT. The diode 38 includes two electrodes, a cathode electrode and an anode electrode. The cathode electrode is the IGBT collector electrode and the anode electrode is the IGBT so that the direction from the emitter electrode to the collector electrode of the IGBT is the forward direction. Each is electrically connected to the emitter electrode.

各相のアームは、IGBTのエミッタ電極とIGBTのコレクタ電極とが電気的に直列に接続されて構成されている。
なお、図2では、各相の各上下アームのIGBTを1つしか図示していないが、制御する電流容量が大きいので、実際には複数のIGBTが電気的に並列に接続されて構成されている。
The arm of each phase is configured by electrically connecting an IGBT emitter electrode and an IGBT collector electrode in series.
In FIG. 2, only one IGBT for each upper and lower arm of each phase is shown, but since the current capacity to be controlled is large, actually, a plurality of IGBTs are electrically connected in parallel. Yes.

各相の各上アームのIGBTのコレクタ電極はバッテリ180の正極側に、各相の各下アームのIGBTのエミッタ電極はバッテリ180の負極側にそれぞれ電気的に接続されている。各相の各アームの中点(上アーム側IGBTのエミッタ電極と下アーム側のIGBTのコレクタ電極との接続部分)は、対応する回転電機200,202の対応する相の電機子巻線(固定子巻線)に電気的に接続されている。   The collector electrode of the IGBT of each upper arm of each phase is electrically connected to the positive electrode side of the battery 180, and the emitter electrode of the IGBT of each lower arm of each phase is electrically connected to the negative electrode side of the battery 180. The middle point of each arm of each phase (the connection portion between the emitter electrode of the upper arm side IGBT and the collector electrode of the IGBT on the lower arm side) is the armature winding (fixed) of the corresponding phase of the corresponding rotating electric machine 200, 202. Is electrically connected to the secondary winding.

回転電機200,202は略同様に構成されているので、以下、回転電機200を代表的に説明する。   Since the rotating electrical machines 200 and 202 are configured in substantially the same manner, the rotating electrical machine 200 will be described below as a representative.

図3に示すように、回転電機200はハウジング212と、ハウジング212の内部に保持された固定子230とを有し、固定子230は固定子鉄心232と固定子巻線238とを備えている。固定子鉄心232の内側には、回転子250が隙間222を介して回転可能に保持されている。換言すれば、回転子250の外周側に隙間222をあけて固定子鉄心232が配設されている。回転子250は、回転子鉄心252と、導体バー254と、エンドリング226とを備えており、回転子鉄心252は円柱状のシャフト(回転軸体)218に固定されている。   As shown in FIG. 3, the rotating electrical machine 200 includes a housing 212 and a stator 230 held inside the housing 212, and the stator 230 includes a stator core 232 and a stator winding 238. . Inside the stator core 232, a rotor 250 is rotatably held through a gap 222. In other words, the stator core 232 is disposed with a gap 222 on the outer peripheral side of the rotor 250. The rotor 250 includes a rotor core 252, a conductor bar 254, and an end ring 226, and the rotor core 252 is fixed to a columnar shaft (rotary shaft body) 218.

ハウジング212は、軸受216が設けられた一対のエンドブラケット214を有しており、シャフト218はこれらの軸受216により回転自在に保持されている。シャフト218には、回転子250の回転位置や回転速度を検出するレゾルバ224が設けられ、レゾルバ224の出力は、図2に示した制御回路648に入力される。   The housing 212 has a pair of end brackets 214 provided with bearings 216, and the shaft 218 is rotatably held by these bearings 216. The shaft 218 is provided with a resolver 224 that detects the rotational position and rotational speed of the rotor 250, and the output of the resolver 224 is input to the control circuit 648 shown in FIG.

図2を参照して説明すると、制御回路648は、レゾルバ224の出力に基づいて駆動回路652を制御する。駆動回路652はパワーモジュール610をスイッチング動作させて、バッテリ180から供給される直流電力を三相交流電力に変換する。制御回路648は、同様にして駆動回路656を介してパワーモジュール620もスイッチング動作させ、バッテリ180から供給される直流電力を三相交流電力に変換する。この三相交流電力は固定子巻線238に供給され、固定子230に回転磁界が発生する。三相交流電流の周波数はレゾルバ224の検出値に基づいて制御され、三相交流電流の回転子250に対する位相も同じくレゾルバ224の検出値に基づいて制御されて、固定子巻線238に三相交流電力が供給される。   Referring to FIG. 2, the control circuit 648 controls the drive circuit 652 based on the output of the resolver 224. The drive circuit 652 performs a switching operation of the power module 610 to convert the DC power supplied from the battery 180 into three-phase AC power. Similarly, the control circuit 648 switches the power module 620 via the drive circuit 656, and converts the DC power supplied from the battery 180 into three-phase AC power. This three-phase AC power is supplied to the stator winding 238, and a rotating magnetic field is generated in the stator 230. The frequency of the three-phase alternating current is controlled based on the detected value of the resolver 224, and the phase of the three-phase alternating current with respect to the rotor 250 is also controlled based on the detected value of the resolver 224. AC power is supplied.

図3に示すように、固定子230は、円筒状の固定子鉄心232と、この固定子鉄心232に挿着される固定子巻線238とを備えている。固定子鉄心232は、円環形状の電磁鋼板を複数枚積層して形成されている。固定子鉄心232を構成する電磁鋼板は厚さ0.05〜1.0mm程度であって、打ち抜き加工またはエッチング加工により成形される。   As shown in FIG. 3, the stator 230 includes a cylindrical stator core 232 and a stator winding 238 that is inserted into the stator core 232. The stator core 232 is formed by stacking a plurality of annular magnetic steel sheets. The magnetic steel sheet constituting the stator core 232 has a thickness of about 0.05 to 1.0 mm and is formed by punching or etching.

固定子鉄心232は、固定子鉄心232の軸方向に延在する複数のスロット(不図示)が周方向に等間隔となるように電磁鋼板を積層して形成されている。スロットには、スロット形状に対応した絶縁紙(不図示)が設けられ、固定子巻線238を構成するU,V,W相の相巻線が収容されている。スロットの間に形成されるティースは、固定子巻線238によって発生した回転磁界を回転子250に導き、回転子250に回転トルクを発生させる。   The stator core 232 is formed by laminating electromagnetic steel plates so that a plurality of slots (not shown) extending in the axial direction of the stator core 232 are equally spaced in the circumferential direction. The slot is provided with insulating paper (not shown) corresponding to the slot shape, and accommodates U, V, W phase windings constituting the stator winding 238. The teeth formed between the slots guide the rotating magnetic field generated by the stator winding 238 to the rotor 250 and cause the rotor 250 to generate rotational torque.

なお、本実施の形態では、固定子巻線238の巻き方として分布巻を採用している。分布巻とは、複数のスロットを跨いで離間した2つのスロットに各相の相巻線が収納されるように、相巻線が固定子鉄心232に巻かれる巻線方式である。   In the present embodiment, distributed winding is adopted as a method of winding the stator winding 238. The distributed winding is a winding method in which the phase winding is wound around the stator core 232 so that the phase winding of each phase is accommodated in two slots that are spaced apart from each other across a plurality of slots.

図4および図5は、回転子250の外観斜視図および分解斜視図である。図6は、図4の回転子250を軸方向から見た部分拡大側面模式図である。なお、図4〜図6において、シャフト218の図示は省略している。図4および図5に示すように、本実施の形態に係る回転子250は、回転子鉄心252に多数の導体バー254と一対のエンドリング226とが組み付けられて、回転子250の軸方向両端部においてエンドリング226と導体バー254とがTIG溶接やMIG溶接などのアーク溶接により接合されている組立式のかご形回転子である。溶接方法については、後述する。   4 and 5 are an external perspective view and an exploded perspective view of the rotor 250, respectively. FIG. 6 is a partially enlarged side schematic view of the rotor 250 of FIG. 4 viewed from the axial direction. 4 to 6, illustration of the shaft 218 is omitted. As shown in FIGS. 4 and 5, the rotor 250 according to the present embodiment has a large number of conductor bars 254 and a pair of end rings 226 assembled to the rotor core 252, and both axial ends of the rotor 250. This is an assembly type squirrel-cage rotor in which the end ring 226 and the conductor bar 254 are joined by arc welding such as TIG welding or MIG welding. The welding method will be described later.

図4および図5に示すように、回転子250は、シャフト218(図3参照)が挿通される貫通孔251を有する円筒形状の回転子鉄心252と、回転子鉄心252のスロット252bに挿着される複数の導体バー254と、回転子鉄心252の両端に配置され、導体バー254にアーク溶接により電気的に接続される一対のエンドリング226とを備えている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the rotor 250 is inserted into a cylindrical rotor core 252 having a through hole 251 through which the shaft 218 (see FIG. 3) is inserted, and a slot 252 b of the rotor core 252. And a pair of end rings 226 disposed at both ends of the rotor core 252 and electrically connected to the conductor bar 254 by arc welding.

回転子鉄心252は円環形状の電磁鋼板を複数枚積層して形成されている。回転子鉄心252を構成する電磁鋼板は厚さ0.05〜1.0mm程度であって、打ち抜き加工またはエッチング加工により成形される。回転子鉄心252には、軸方向に平行な複数のティース252aとスロット252bがそれぞれ周方向に等間隔となるように形成されている。   The rotor core 252 is formed by laminating a plurality of annular electromagnetic steel plates. The electrical steel sheet constituting the rotor core 252 has a thickness of about 0.05 to 1.0 mm and is formed by punching or etching. In the rotor core 252, a plurality of teeth 252a and slots 252b parallel to the axial direction are formed at equal intervals in the circumferential direction.

回転子鉄心252のティース252aの幅(円周方向長さ)は、回転中心側(根元部)から径方向外方に向かってほぼ一定の幅とされている。その結果、隣接するティース252aにより区画されるスロット252bの幅は、外周側(開口側)が最大で、外周側から径方向内方に向かって徐々に幅が狭くなり、回転中心側で最小となっている。   The width (circumferential length) of the teeth 252a of the rotor core 252 is a substantially constant width from the rotation center side (root portion) toward the radially outer side. As a result, the width of the slot 252b defined by the adjacent teeth 252a is maximum on the outer peripheral side (opening side), gradually decreases from the outer peripheral side toward the radial inner side, and is minimum on the rotation center side. It has become.

回転子250の軸方向に延在する各スロット252b内には長尺平板状の導体バー254が収容され、導体バー254の長手方向の両端部は回転子鉄心252の両端に配置される一対のエンドリング226に嵌合されている。   In each slot 252 b extending in the axial direction of the rotor 250, a long plate-like conductor bar 254 is accommodated, and both ends of the conductor bar 254 in the longitudinal direction are disposed at both ends of the rotor core 252. The end ring 226 is fitted.

導体バー254は、銅、アルミニウムなどの電気抵抗率の低い金属材からなり、回転子250の軸方向に延在する長尺平板状部材である。図5および図6に示すように、導体バー254は、回転子鉄心252のスロット252bの形状とほぼ同じ外形形状を有し、スロット252b内に収容される。図7に示すように、導体バー254は、回転子250の回転中心軸と直交する面内における断面形状が回転子250の外周側から中心側に向かって徐々に厚さが薄くなる先細り形状とされている。   The conductor bar 254 is a long flat plate member made of a metal material having a low electrical resistivity such as copper or aluminum and extending in the axial direction of the rotor 250. As shown in FIGS. 5 and 6, the conductor bar 254 has substantially the same outer shape as the slot 252b of the rotor core 252 and is accommodated in the slot 252b. As shown in FIG. 7, the conductor bar 254 has a tapered shape in which a cross-sectional shape in a plane orthogonal to the rotation center axis of the rotor 250 gradually decreases from the outer peripheral side to the center side of the rotor 250. Has been.

図4に示すように、導体バー254は回転子鉄心252の軸方向長さよりも長く形成されており、導体バー254の両端部は回転子鉄心252の軸方向端面から外方に向かって突出している。   As shown in FIG. 4, the conductor bar 254 is formed longer than the axial length of the rotor core 252, and both end portions of the conductor bar 254 protrude outward from the axial end surface of the rotor core 252. Yes.

一対のエンドリング226は、導体バー254と同種の金属からなり、回転子鉄心252の両端に配置される。図4〜図6に示すように、各エンドリング226は、回転子鉄心252の軸方向端面から突出した導体バー254の端部が嵌合される嵌合部227を複数有している。図5および図6に示すように、嵌合部227は、回転子鉄心252のスロット252bに対応して周方向に等間隔となるように複数形成されている。各嵌合部227は、軸方向に平行な貫通孔であって外周側が開放された溝状に形成されている。   The pair of end rings 226 are made of the same kind of metal as the conductor bar 254 and are disposed at both ends of the rotor core 252. As shown in FIGS. 4 to 6, each end ring 226 has a plurality of fitting portions 227 into which the end portions of the conductor bars 254 protruding from the axial end surface of the rotor core 252 are fitted. As shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of fitting portions 227 are formed so as to be equidistant in the circumferential direction corresponding to the slots 252 b of the rotor core 252. Each fitting portion 227 is a through hole that is parallel to the axial direction and is formed in a groove shape that is open on the outer peripheral side.

図7に示すように、エンドリング226の嵌合部227は、導体バー254とほぼ同じ断面形状とされており、導体バー254の周方向寸法よりも、嵌合部227(開口部)の周方向寸法のほうが僅かに大きくなるように形成されている。図7に示すように、エンドリング226の嵌合部227に導体バー254が収容されると、導体バー254の平面部分254Pと、嵌合部227の内側側面との間に隙間228が形成される。   As shown in FIG. 7, the fitting portion 227 of the end ring 226 has substantially the same cross-sectional shape as the conductor bar 254, and the circumference of the fitting portion 227 (opening) is larger than the circumferential dimension of the conductor bar 254. The directional dimension is formed to be slightly larger. As shown in FIG. 7, when the conductor bar 254 is accommodated in the fitting portion 227 of the end ring 226, a gap 228 is formed between the flat portion 254 </ b> P of the conductor bar 254 and the inner side surface of the fitting portion 227. The

各エンドリング226の各嵌合部227には導体バー254の長手方向の端部が嵌合され、アーク溶接によって導体バー254がエンドリング226に接合されることにより、軸方向から見たときに円環状の溶接金属(接合部)220が形成される(図4、図6参照)。   When the end of the conductor bar 254 in the longitudinal direction is fitted to each fitting portion 227 of each end ring 226 and the conductor bar 254 is joined to the end ring 226 by arc welding, when viewed from the axial direction, An annular weld metal (joint) 220 is formed (see FIGS. 4 and 6).

第1の実施の形態に係る回転電機200の製造方法について詳細に説明する。図8は回転子鉄心252に導体バー254およびエンドリング226を組み付けた回転子組立体250Aを示す外観斜視図であり、図9は溶接開先が形成された回転子組立体250Aを示す外観斜視図である。図10(a)は図9のB部拡大図であり、図10(b)は図10(a)のC−C線切断断面図である。なお、図10(b)に示すように、回転子250の軸方向をx方向、回転子250の径方向をy方向と定義する。図11(a)は第1層目の肉盛層220A(溶接金属)を示す斜視図であり、図11(b)は図11(a)のD−D線切断断面図である。   A method for manufacturing the rotary electric machine 200 according to the first embodiment will be described in detail. 8 is an external perspective view showing a rotor assembly 250A in which the conductor bar 254 and the end ring 226 are assembled to the rotor core 252. FIG. 9 is an external perspective view showing the rotor assembly 250A in which a weld groove is formed. FIG. FIG. 10A is an enlarged view of a portion B in FIG. 9, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. As shown in FIG. 10B, the axial direction of the rotor 250 is defined as the x direction, and the radial direction of the rotor 250 is defined as the y direction. FIG. 11A is a perspective view showing the first overlay layer 220A (welded metal), and FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 11A.

−準備工程−
図5に示すように、回転子鉄心252と、複数の導体バー254と、一対のエンドリング226とを準備する。
-Preparation process-
As shown in FIG. 5, a rotor core 252, a plurality of conductor bars 254, and a pair of end rings 226 are prepared.

−組み付け工程−
図8に示すように、導体バー254を回転子鉄心252のスロット252bに収容し、導体バー254の両端部を一対のエンドリング226のそれぞれに設けられた嵌合部227に嵌合して回転子組立体250Aを形成する。
-Assembly process-
As shown in FIG. 8, the conductor bar 254 is accommodated in the slot 252b of the rotor core 252, and both ends of the conductor bar 254 are fitted to the fitting portions 227 provided in the pair of end rings 226, respectively. A child assembly 250A is formed.

図7に示すように、導体バー254は、エンドリング226の嵌合部227に嵌合されている。このとき、導体バー254の平面部分254Pと、嵌合部227の内側側面との間には隙間228が形成されている。   As shown in FIG. 7, the conductor bar 254 is fitted into the fitting portion 227 of the end ring 226. At this time, a gap 228 is formed between the flat portion 254P of the conductor bar 254 and the inner side surface of the fitting portion 227.

−開先形成工程−
図9および図10(a)に示すように、導体バー254とエンドリング226とを嵌合した状態で、導体バー254とエンドリング226とを切り欠くことで溶接開先を形成する。溶接開先は、エンドリング226の全周において、エンドリング226の端面226a側からエンドリング226の外周面226b側に亘って、切り欠かれることで曲面凹形状に形成される。
-Groove formation process-
As shown in FIG. 9 and FIG. 10A, a welding groove is formed by cutting out the conductor bar 254 and the end ring 226 in a state where the conductor bar 254 and the end ring 226 are fitted. The weld groove is formed into a curved concave shape by cutting out from the end surface 226a side of the end ring 226 to the outer peripheral surface 226b side of the end ring 226 on the entire circumference of the end ring 226.

溶接開先は、図10(b)に示すように、回転子250の回転中心軸を含む面内における断面形状が、エンドリング226の端面226aの端部に相当する位置である溶接開先端部300aとエンドリング226の外周面226bの端部に相当する位置である溶接開先端部300bとが円弧状の曲線によって接続された形状とされている。   As shown in FIG. 10B, the weld groove is a welded open front end where the cross-sectional shape in the plane including the rotation center axis of the rotor 250 corresponds to the end of the end face 226 a of the end ring 226. 300a and the welded open end 300b, which is a position corresponding to the end of the outer peripheral surface 226b of the end ring 226, are connected by an arcuate curve.

上記した開先形成工程では、図10(b)に示すように、溶接開先の最深部DPが、エンドリング226の外周面226b側における溶接開先端部300bのx方向(軸方向)外側であって、かつエンドリング226の端面226a側における溶接開先端部300aのy方向(径方向)外側に位置するように、溶接開先を形成する。   In the groove forming step described above, as shown in FIG. 10B, the deepest portion DP of the weld groove is on the outer side in the x direction (axial direction) of the weld opening tip 300b on the outer peripheral surface 226b side of the end ring 226. In addition, the welding groove is formed so as to be positioned on the outer side in the y direction (radial direction) of the weld opening tip portion 300a on the end surface 226a side of the end ring 226.

溶接開先の最深部DPは、溶接開先端部300aと溶接開先端部300bとを結ぶ線分Aと、開先面GFを構成する曲線Bとの間の線分Aに対する法線方向距離mが最大となる位置と定義する。   The deepest portion DP of the welding groove is a normal direction distance m with respect to the line segment A between the line segment A connecting the weld opening tip part 300a and the welding opening tip part 300b and the curve B constituting the groove surface GF. Is defined as the position where is the maximum.

−肉盛溶接工程−
図9に示すように、回転子組立体250Aに対してトーチ229を溶接開先面GFに沿って1周以上周回させることにより溶接開先を肉盛溶接し、エンドリング226と導体バー254との導通経路を構成する溶接金属220(溶接ビード)を形成する(図4参照)。本実施の形態では、トーチ229へ自動で連続的に溶接ワイヤ(不図示)を送給可能なワイヤ送給装置を備えた溶接機(不図示)を用い、トーチ229の電極(溶接ワイヤ)と被溶接物との間にアークを発生させて、エンドリング226と導体バー254とをガスシールドアーク溶接した。第1の実施の形態では、以下に説明するように、溶融池形成工程と、トーチ周回工程とを含んでいる。具体的な肉盛溶接工程について以下、説明する。
-Overlay welding process-
As shown in FIG. 9, the weld groove is build-up welded by rotating the torch 229 around the weld groove surface GF one or more times with respect to the rotor assembly 250 </ b> A, and the end ring 226, the conductor bar 254, A weld metal 220 (weld bead) that forms a conduction path is formed (see FIG. 4). In the present embodiment, a welding machine (not shown) having a wire feeding device capable of automatically and continuously feeding a welding wire (not shown) to the torch 229 is used, and an electrode (welding wire) of the torch 229 and An arc was generated between the workpiece and the workpiece, and the end ring 226 and the conductor bar 254 were gas shielded arc welded. In the first embodiment, as described below, a molten pool formation process and a torch circulation process are included. A specific overlay welding process will be described below.

図11(a)は溶融池225を形成する溶融池形成工程を説明する図であり、図11(b)はトーチ229の電極と溶融池225との間でアークを形成しつつトーチ229を周回させるトーチ周回工程を説明する図である。図11(a)では、トーチ229の電極とエンドリング226および導体バー254上のアーク放電領域221との間でアークを形成することで初期に形成される初期溶融池225iをハッチングで示している。図11(a)では、溶融池225が拡大する様子を破線の矢印で概念的に示している。図11(b)では、移動させたトーチ229およびトーチ229の移動に伴って移動した溶融池225上のアーク放電領域221および溶融池225を二点鎖線で示している。図12(a)は図4のA部拡大図、図12(b)は図12(a)のF−F線切断断面図である。   FIG. 11A is a diagram for explaining a molten pool forming process for forming the molten pool 225, and FIG. 11B is a circuit around the torch 229 while forming an arc between the electrode of the torch 229 and the molten pool 225. It is a figure explaining the torch turning process to be performed. In FIG. 11A, the initial molten pool 225i that is initially formed by forming an arc between the electrode of the torch 229 and the arc discharge region 221 on the end ring 226 and the conductor bar 254 is indicated by hatching. . In FIG. 11A, the manner in which the molten pool 225 expands is conceptually indicated by a dashed arrow. In FIG. 11 (b), the arc discharge region 221 and the molten pool 225 on the molten pool 225 that have moved in accordance with the movement of the moved torch 229 and the torch 229 are indicated by two-dot chain lines. 12A is an enlarged view of a portion A in FIG. 4, and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line FF in FIG.

−溶融池形成工程−
図11(a)に示すように、トーチ229を固定し、所定位置において、トーチ229の電極と、エンドリング226および導体バー254上のアーク放電領域221との間でアーク放電(不図示)を開始することで初期溶融池225iを形成する。ここで、アーク放電領域とは、トーチ229の電極との間でアークを発生する被溶接物上の領域である。
-Molten pool formation process-
As shown in FIG. 11A, the torch 229 is fixed, and arc discharge (not shown) is performed between the electrode of the torch 229 and the arc discharge region 221 on the end ring 226 and the conductor bar 254 at a predetermined position. The initial molten pool 225i is formed by starting. Here, the arc discharge region is a region on the work piece that generates an arc between the electrodes of the torch 229.

図11(a)に示すように、主にトーチ229の電極と初期溶融池225iとの間でアークを形成することで、アーク放電領域221よりも広い領域となるまで溶融池225を拡大する。溶融池225を充分に拡大させることによって、アーク放電領域221を溶融池225上のみに形成することができる。この状態では、アーク放電が溶融池225からはみ出ていない。   As shown in FIG. 11A, the molten pool 225 is expanded to a region wider than the arc discharge region 221 by forming an arc mainly between the electrode of the torch 229 and the initial molten pool 225 i. By sufficiently expanding the molten pool 225, the arc discharge region 221 can be formed only on the molten pool 225. In this state, arc discharge does not protrude from the molten pool 225.

−トーチ周回工程−
図11(b)に示すように、アーク放電領域221が溶融池225からはみ出ないように、トーチ229の電極と溶融池225との間でアークを形成しつつ、トーチ229を周回させる。周回させる際、アーク放電領域221が溶融池225からはみ出ないように、溶接ワイヤの送給速度およびトーチ229の周回速度を調整する。周回中、アーク放電が溶融池225からはみ出ないので、安定したアークを維持できる。
-Torch circulation process-
As shown in FIG. 11B, the torch 229 is circulated while forming an arc between the electrode of the torch 229 and the molten pool 225 so that the arc discharge region 221 does not protrude from the molten pool 225. When rotating, the welding wire feeding speed and the rotating speed of the torch 229 are adjusted so that the arc discharge region 221 does not protrude from the molten pool 225. Since the arc discharge does not protrude from the molten pool 225 during the circulation, a stable arc can be maintained.

溶融池225により、予め導体バー254とエンドリング226の嵌合部227との間の隙間228(図10(a)参照)が覆われ、トーチ229の周回中、アークはトーチ229の電極と溶融池225との間で発生する。換言すれば、トーチ229の周回中、トーチ229の電極とエンドリング226または導体バー254との間でアークが発生することが防止されている。   The gap 228 (see FIG. 10A) between the conductor bar 254 and the fitting portion 227 of the end ring 226 is covered in advance by the molten pool 225, and the arc melts with the electrode of the torch 229 during the circulation of the torch 229. Occurs with the pond 225. In other words, an arc is prevented from being generated between the electrode of the torch 229 and the end ring 226 or the conductor bar 254 during the rotation of the torch 229.

トーチ周回工程において、溶融池225により導体バー254とエンドリング226の嵌合部227との間の隙間228が既に覆われているため、アークを安定して発生させることができる。その結果、回転子250の回転中心軸を含む面内における肉盛層220の断面積は、周方向に向かってほぼ均一となる。   In the torch circulation process, since the gap 228 between the conductor bar 254 and the fitting portion 227 of the end ring 226 is already covered by the molten pool 225, an arc can be generated stably. As a result, the cross-sectional area of the built-up layer 220 in the plane including the rotation center axis of the rotor 250 becomes substantially uniform in the circumferential direction.

上記した肉盛溶接工程では、回転子250の回転中心軸を含む面内における溶接金属220の断面積Sw(図12(b)参照)が、回転子250の回転中心軸と直交する面内における導体バー254の断面積Sb(図7参照)よりも大きくなるように、溶接金属220を形成する。   In the overlay welding process described above, the cross-sectional area Sw (see FIG. 12B) of the weld metal 220 in the plane including the rotation center axis of the rotor 250 is in the plane orthogonal to the rotation center axis of the rotor 250. The weld metal 220 is formed so as to be larger than the cross-sectional area Sb (see FIG. 7) of the conductor bar 254.

−組立工程−
固定子鉄心232に固定子巻線238が装着されてなる固定子230をハウジング212に焼嵌めまたは圧入により固定する。回転子250のシャフト218を一方のエンドブラケット214の軸受け216に装着して、回転子250を固定子230の内側に配置させるように一方のエンドブラケット214をハウジング212に取り付ける。他方のエンドブラケット214の軸受け216に回転子250のシャフト218を装着させ、他方のエンドブラケット214をハウジング212に取り付けることで、回転電機200が完成する。
-Assembly process-
A stator 230 in which a stator winding 238 is mounted on the stator core 232 is fixed to the housing 212 by shrink fitting or press fitting. The shaft 218 of the rotor 250 is attached to the bearing 216 of the one end bracket 214, and the one end bracket 214 is attached to the housing 212 so that the rotor 250 is disposed inside the stator 230. The rotary electric machine 200 is completed by attaching the shaft 218 of the rotor 250 to the bearing 216 of the other end bracket 214 and attaching the other end bracket 214 to the housing 212.

以上説明した第1の実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
(1)回転子鉄心252に導体バー254およびエンドリング226を組み付けて、導体バー254とエンドリング226とを嵌合した状態で、エンドリング226の全周において、エンドリング226の端面226a側からエンドリング226の外周面226b側に亘って溶接開先を形成し、トーチ229を回転子組立体250Aに対して周回させることにより、溶接開先をアーク溶接により肉盛溶接して、エンドリング226と導体バー254との導通経路を構成する溶接金属220を形成した。肉盛溶接工程において、アーク放電領域221よりも広い領域となるまで溶融池225を拡大し、アーク放電領域221が溶融池225からはみ出ないように、トーチ229を周回させた。溶融池225により、予め導体バー254と嵌合部227との間の隙間228が覆われるため、トーチ229を周回させる際にアークが不安定になることを防止できる。
According to 1st Embodiment described above, there can exist the following effects.
(1) When the conductor bar 254 and the end ring 226 are assembled to the rotor core 252 and the conductor bar 254 and the end ring 226 are fitted, the end ring 226 has an entire circumference from the end surface 226a side of the end ring 226. A weld groove is formed over the outer peripheral surface 226b side of the end ring 226, and the torch 229 is turned around the rotor assembly 250A, so that the weld groove is welded by arc welding, and the end ring 226 is welded. The weld metal 220 constituting the conduction path between the conductor bar 254 and the conductor bar 254 was formed. In the overlay welding process, the molten pool 225 was expanded until it became a region wider than the arc discharge region 221, and the torch 229 was rotated so that the arc discharge region 221 did not protrude from the molten pool 225. Since the gap 228 between the conductor bar 254 and the fitting portion 227 is covered in advance by the molten pool 225, it is possible to prevent the arc from becoming unstable when the torch 229 is rotated.

その結果、安定した溶接金属220を形成することができ、溶接金属220の全周に亘って所望の断面積を確保できるため、回転電機200の高効率化を図ることができる。さらに、良好なビード外観を得ることができる。   As a result, a stable weld metal 220 can be formed, and a desired cross-sectional area can be ensured over the entire circumference of the weld metal 220, so that the efficiency of the rotating electrical machine 200 can be increased. Furthermore, a good bead appearance can be obtained.

これに対して、溶融池225とアーク放電領域221との関係性を考慮せずに、トーチ229を周回させると、アーク放電領域221が溶融池225からはみ出てしまいアークが不安定となり、回転子250の回転中心軸を含む面内における溶接金属220の断面全体が周方向に大きく不均一となり、所望の断面積を得ることができないおそれがある。   On the other hand, if the torch 229 is turned around without considering the relationship between the molten pool 225 and the arc discharge region 221, the arc discharge region 221 protrudes from the molten pool 225 and the arc becomes unstable, and the rotor The entire cross section of the weld metal 220 in the plane including the rotation center axis 250 may be greatly uneven in the circumferential direction, and a desired cross sectional area may not be obtained.

(2)図10に示すように、導体バー254とエンドリング226とを嵌合した状態で、エンドリング226の全周において、エンドリング226の端面226a側からエンドリング226の外周面226b側に亘って、曲面凹形状の溶接開先を形成した。これにより、たとえば、図13に示すように導体バー954およびエンドリング926に平面形状の溶接開先を形成した場合に比べて、回転子の回転中心軸を含む面内における溶接金属220の断面積を広くできる。 (2) As shown in FIG. 10, in the state where the conductor bar 254 and the end ring 226 are fitted, the end ring 226 has an entire circumference from the end face 226a side of the end ring 226 to the outer peripheral face 226b side of the end ring 226. A weld groove having a curved concave shape was formed. Accordingly, for example, as shown in FIG. 13, the cross-sectional area of the weld metal 220 in the plane including the rotation center axis of the rotor is larger than that in the case where planar weld grooves are formed on the conductor bar 954 and the end ring 926. Can be widened.

(3)回転子250の回転中心軸を含む面内における溶接金属220の断面積Sw(図12(b)参照)が、回転子250の回転中心軸と直交する面内における導体バー254の断面積Sb(図7参照)よりも大きくなるように溶接金属220を形成したので、断面積Swが断面積Sbよりも小さい場合に比べて2次抵抗値を下げることができる。つまり、本実施の形態によれば、回転電機200の効率の向上を図ることができる。 (3) The cross section Sw of the weld metal 220 in the plane including the rotation center axis of the rotor 250 (see FIG. 12B) is the break of the conductor bar 254 in the plane orthogonal to the rotation center axis of the rotor 250. Since the weld metal 220 is formed so as to be larger than the area Sb (see FIG. 7), the secondary resistance value can be lowered as compared with the case where the cross-sectional area Sw is smaller than the cross-sectional area Sb. That is, according to the present embodiment, the efficiency of rotating electric machine 200 can be improved.

(4)図10(b)に示すように、溶接開先の最深部DPが、エンドリング226の外周面226b側における溶接開先端部300bのx方向(軸方向)外側であって、かつエンドリング226の端面226a側における溶接開先端部300aのy方向(径方向)外側に位置するように溶接開先を形成したため、溶け込み不良の発生を抑えることができる。その結果、回転子250が回転駆動する際に発生する回転遠心力に対する強度の低下を防止できる。 (4) As shown in FIG. 10B, the deepest portion DP of the weld groove is outside the weld opening tip portion 300b on the outer peripheral surface 226b side of the end ring 226 in the x direction (axial direction), and the end. Since the welding groove is formed so as to be located on the outer side in the y direction (radial direction) of the weld opening tip portion 300a on the end surface 226a side of the ring 226, occurrence of poor penetration can be suppressed. As a result, it is possible to prevent a decrease in strength against the rotational centrifugal force generated when the rotor 250 is rotationally driven.

これに対して、図14(a)に示すように、溶接開先の最深部DP0がエンドリング226の外周面226b側における溶接開先端部300bの軸方向内側であって、かつエンドリング226の端面226a側における溶接開先端部300aの径方向内側に位置するように、溶接開先が形成されると、図14(b)に示すように、溶け込み不良が発生してしまうことがある。溶け込み不良により空洞部900が形成されると、空洞部900に応力が集中することによって回転遠心力に対する強度が低下してしまうおそれがある。   On the other hand, as shown in FIG. 14A, the deepest portion DP0 of the weld groove is the inner side in the axial direction of the weld opening tip 300b on the outer peripheral surface 226b side of the end ring 226, and the end ring 226 If the welding groove is formed so as to be located on the inner side in the radial direction of the weld opening tip portion 300a on the end face 226a side, a poor penetration may occur as shown in FIG. 14B. If the cavity portion 900 is formed due to poor penetration, the strength against the rotational centrifugal force may decrease due to stress concentration in the cavity portion 900.

―第2の実施の形態―
図面を参照して第2の実施の形態に係る誘導回転電機の製造方法を説明する。図15(a)は第1層目の肉盛層220A(溶接金属)を示す斜視図であり、図15(b)は図15(a)のD−D線切断断面図である。図16(a)は図4のA部拡大図、図16(b)は図16(a)のE−E線切断断面図である。図中、第1の実施の形態と同一または相当部分には同一符号を付し、相違点について主に説明する。
-Second embodiment-
A method for manufacturing the induction rotating electrical machine according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 15A is a perspective view showing the first build-up layer 220A (welded metal), and FIG. 15B is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 15A. 16A is an enlarged view of a portion A in FIG. 4, and FIG. 16B is a cross-sectional view taken along the line EE in FIG. In the figure, the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and differences will be mainly described.

第2の実施の形態では、肉盛溶接工程において、回転子組立体250Aに対してトーチ229を溶接開先面GFに沿って2周させることにより、溶接開先を肉盛溶接して、複数の肉盛層によりエンドリング226と導体バー254との導通経路を構成する溶接金属220(溶接ビード)を形成する(図4参照)。   In the second embodiment, in the build-up welding process, the weld groove is built-up welded by causing the torch 229 to make two turns along the weld groove surface GF with respect to the rotor assembly 250A. A weld metal 220 (weld bead) that forms a conduction path between the end ring 226 and the conductor bar 254 is formed by the overlaying layer (see FIG. 4).

第2の実施の形態では、肉盛溶接工程のみが上記した第1の実施の形態とは異なり、他の工程である準備工程、組み付け工程、開先形成工程、組立工程は第1の実施の形態と同じ工程であり、回転電機の構成も第1の実施の形態と同じであるため、肉盛溶接工程についてのみ詳細に説明する。   In the second embodiment, only the build-up welding process is different from the first embodiment described above, and the preparation process, assembly process, groove forming process, and assembly process, which are other processes, are the same as those in the first embodiment. Since it is the same process as the embodiment and the configuration of the rotating electrical machine is the same as that of the first embodiment, only the overlay welding process will be described in detail.

第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同様、トーチ229へ自動で連続的に溶接ワイヤ(不図示)を送給可能なワイヤ送給装置を備えた溶接機(不図示)を用い、トーチ229の電極(溶接ワイヤ)と被溶接物との間にアークを発生させて、エンドリング226と導体バー254とをガスシールドアーク溶接した。具体的な肉盛溶接工程について以下、説明する。   In the second embodiment, similarly to the first embodiment, a welding machine (not shown) including a wire feeding device capable of automatically and continuously feeding a welding wire (not shown) to the torch 229 is provided. The arc was generated between the electrode (welding wire) of the torch 229 and the work piece, and the end ring 226 and the conductor bar 254 were gas shielded arc welded. A specific overlay welding process will be described below.

図9に示すように、トーチ229を回転子組立体250Aに対して1周させることにより、図15に示すように、第1層目の肉盛層220Aを薄く形成する。第1層目の肉盛層220Aにより、導体バー254とエンドリング226の嵌合部227との間の隙間228(図10(a)参照)が覆われる。1周目の溶接作業では、導体バー254とエンドリング226の嵌合部227との間に隙間228が存在しているため(図10(a)参照)、溶接作業中にアークが不安定になることに起因して、第1層目の肉盛層220Aの断面積が周方向に不均一となることがある。   As shown in FIG. 9, by making the torch 229 make one turn with respect to the rotor assembly 250A, as shown in FIG. 15, the first build-up layer 220A is formed thin. A gap 228 (see FIG. 10A) between the conductor bar 254 and the fitting portion 227 of the end ring 226 is covered with the first overlay layer 220A. In the welding work for the first round, since a gap 228 exists between the conductor bar 254 and the fitting portion 227 of the end ring 226 (see FIG. 10A), the arc becomes unstable during the welding work. As a result, the cross-sectional area of the first build-up layer 220A may become uneven in the circumferential direction.

第1層目の肉盛層220Aを形成した後、さらにトーチ229を回転子組立体250Aに対して1周させることにより、図16に示すように、第2層目の肉盛層220Bを形成する。2周目の溶接作業時には、導体バー254とエンドリング226の嵌合部227との間の隙間228が既に覆われているため、アークを安定して発生させることができる。その結果、回転子250の回転中心軸を含む面内における第2層目の肉盛層220Bの断面積は、周方向に向かってほぼ均一となる。   After the first build-up layer 220A is formed, the torch 229 is further rotated once with respect to the rotor assembly 250A to form the second build-up layer 220B as shown in FIG. To do. At the time of the second round welding operation, the gap 228 between the conductor bar 254 and the fitting portion 227 of the end ring 226 is already covered, so that an arc can be generated stably. As a result, the cross-sectional area of the second build-up layer 220B in the plane including the rotation center axis of the rotor 250 becomes substantially uniform in the circumferential direction.

上記した肉盛溶接工程では、第1層目の肉盛層220Aを形成するための肉盛量を、第2層目の肉盛層220Bを形成するための肉盛量よりも少なくした。換言すれば、図15(b)に示す第1層目の肉盛層220Aの断面積Sw1に対して、図16(b)に示す第2層目の肉盛層220Bの断面積Sw2の方が大きくなるように、溶接ワイヤの送給速度およびトーチ229の周回速度を調整した。   In the build-up welding process described above, the build-up amount for forming the first build-up layer 220A was made smaller than the build-up amount for forming the second build-up layer 220B. In other words, the cross-sectional area Sw2 of the second built-up layer 220B shown in FIG. 16B is different from the cross-sectional area Sw1 of the first built-up layer 220A shown in FIG. Was adjusted so that the feeding speed of the welding wire and the rotating speed of the torch 229 were increased.

上記した肉盛溶接工程では、回転子250の回転中心軸を含む面内における溶接金属220の断面積Sw=Sw1+Sw2(図16(b)参照)が、回転子250の回転中心軸と直交する面内における導体バー254の断面積Sb(図7参照)よりも大きくなるように、溶接金属220を形成する。   In the overlay welding process described above, the cross-sectional area Sw = Sw1 + Sw2 (see FIG. 16B) of the weld metal 220 in the plane including the rotation center axis of the rotor 250 is a plane orthogonal to the rotation center axis of the rotor 250. The weld metal 220 is formed so as to be larger than the cross-sectional area Sb (see FIG. 7) of the conductor bar 254 inside.

このように第2の実施の形態では、トーチ229を回転子組立体250Aに対して2周させることにより、溶接開先をアーク溶接により肉盛溶接して、エンドリング226と導体バー254との導通経路を構成する溶接金属220を形成した。第1層目の肉盛層220Aにより、導体バー254とエンドリング226の嵌合部227との間の隙間228を覆うようにしたので、第2層目の肉盛層220Bを形成する際、アークが不安定になることを防止できる。   As described above, in the second embodiment, the torch 229 is rotated twice with respect to the rotor assembly 250A, so that the welding groove is welded by arc welding, and the end ring 226 and the conductor bar 254 are connected. A weld metal 220 constituting a conduction path was formed. Since the gap 228 between the conductor bar 254 and the fitting portion 227 of the end ring 226 is covered by the first build-up layer 220A, when forming the second build-up layer 220B, It is possible to prevent the arc from becoming unstable.

なお、第1層目の肉盛層220Aは、第2層目の肉盛層220Bを形成する際にアークが不安定になることを防止するために、導体バー254と嵌合部227との間の隙間228を覆うことができる程度の肉盛量を確保できればよい。   The first build-up layer 220 </ b> A is formed between the conductor bar 254 and the fitting portion 227 in order to prevent the arc from becoming unstable when forming the second build-up layer 220 </ b> B. What is necessary is just to be able to ensure the amount of overlaying which can cover the gap 228 between them.

肉盛溶接工程において、第1層目の肉盛層220Aを形成するための肉盛量を、第2層目の肉盛層220Bを形成するための肉盛量よりも少なくすることで、回転子250の回転中心軸を含む面内における溶接金属220の断面全体に対して、アークの不安定に起因して不均一となる断面積の割合を小さくすることができる。さらに、第2層目の肉盛層220Bの形成時には、溶接入熱により第1層目の肉盛層220Aの断面積の不均一性が改善される。   In the build-up welding process, the build-up amount for forming the first build-up layer 220A is less than the build-up amount for forming the second build-up layer 220B. The ratio of the non-uniform cross-sectional area due to the instability of the arc can be reduced with respect to the entire cross section of the weld metal 220 in the plane including the rotation center axis of the child 250. Furthermore, when the second build-up layer 220B is formed, non-uniformity in the cross-sectional area of the first build-up layer 220A is improved by welding heat input.

つまり、第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態で説明した(1)の効果と同様、安定した溶接金属220を形成することができ、溶接金属220の全周に亘って所望の断面積を確保できるため、回転電機200の高効率化を図ることができる。さらに、良好なビード外観を得ることができる。   That is, according to the second embodiment, a stable weld metal 220 can be formed as in the effect (1) described in the first embodiment, and the entire circumference of the weld metal 220 can be formed. Since a desired cross-sectional area can be ensured, high efficiency of the rotating electrical machine 200 can be achieved. Furthermore, a good bead appearance can be obtained.

さらに、第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態で説明した(2)〜(4)と同様の作用効果を奏する。   Furthermore, according to 2nd Embodiment, there exists an effect similar to (2)-(4) demonstrated in 1st Embodiment.

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
(1)上記した第1および第2の実施の形態では、回転中心軸と直交する方向から見たときに溶接開先を円弧状に形成したが、本発明はこれに限定されない。図17に示すように、回転中心軸と直交する方向から見たときに複数の直線301a,301b,301cにより溶接開先が構成されるように加工してもよい。
The following modifications are also within the scope of the present invention, and one or a plurality of modifications can be combined with the above-described embodiment.
(1) In the first and second embodiments described above, the weld groove is formed in an arc shape when viewed from a direction orthogonal to the rotation center axis, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 17, when viewed from a direction orthogonal to the rotation center axis, a plurality of straight lines 301 a, 301 b, 301 c may be processed to form a welding groove.

(2)上記した第1の実施の形態では、トーチ229を回転子組立体250Aに対して1周以上周回させることにより、溶接開先をアーク溶接により肉盛溶接して、エンドリング226と導体バー254との導通経路を構成する溶接金属220形成したが、本発明はこれに限定されない。トーチ229を回転子組立体250Aに対して2回以上周回させて溶接金属220を形成してもよい。2回以上周回させる場合、1回目の周回の際に、アーク放電領域221が溶融池225からはみ出ないように、トーチ229を周回させればよい。 (2) In the first embodiment described above, the end groove 226 and the conductor are welded by arc welding the welding groove by rotating the torch 229 around the rotor assembly 250A one or more times. Although the weld metal 220 forming the conduction path with the bar 254 is formed, the present invention is not limited to this. The weld metal 220 may be formed by rotating the torch 229 around the rotor assembly 250A two or more times. In the case of two or more turns, the torch 229 may be turned so that the arc discharge region 221 does not protrude from the molten pool 225 during the first turn.

(3)上記した第2の実施の形態では、トーチ229を回転子組立体250Aに対して2周させることにより、溶接開先をアーク溶接により肉盛溶接して、エンドリング226と導体バー254との導通経路を構成する溶接金属220形成したが、本発明はこれに限定されない。トーチ229を回転子組立体250Aに対して3回以上周回させて溶接金属220を形成してもよい。この場合、第1層目の肉盛層は少なくともエンドリング226の嵌合部227と導体バー254との隙間228を覆う程度の肉盛量が確保されていればよく、第1層目の肉盛層を形成するための肉盛量を、第2層目以降の肉盛層を形成するための肉盛量よりも少なくすることが好ましい。 (3) In the second embodiment described above, the end ring 226 and the conductor bar 254 are welded by arc welding of the welding groove by turning the torch 229 twice with respect to the rotor assembly 250A. However, the present invention is not limited to this. The weld metal 220 may be formed by rotating the torch 229 around the rotor assembly 250A three or more times. In this case, it is sufficient that the first overlay layer has a sufficient amount of overlay so as to cover at least the gap 228 between the fitting portion 227 of the end ring 226 and the conductor bar 254. It is preferable that the amount of overlay for forming the build-up layer is less than the amount of build-up for forming the build-up layers for the second and subsequent layers.

(4)本発明は、トーチ229を回転子組立体250Aに対して周回させる場合に限定されることもなく、トーチ229を固定して、回転子組立体250Aをトーチ229に対して回転させることにより、溶接金属220を形成してもよい。 (4) The present invention is not limited to the case where the torch 229 rotates around the rotor assembly 250A, but the torch 229 is fixed and the rotor assembly 250A is rotated relative to the torch 229. Thus, the weld metal 220 may be formed.

(5)上記実施の形態では、トーチ229へ自動で連続的に溶接ワイヤ(不図示)を送給可能なワイヤ送給装置を備えた溶接機(不図示)によりアーク溶接する方法について説明したが、本発明はこれに限定されない。手溶接によりアーク溶接してもよい。ワイヤを自動で送るだけでなく、トーチ229または回転子組立体250Aを自動的に回転させる回転装置(不図示)を備えた全自動溶接機(不図示)によりアーク溶接してもよい。 (5) In the above embodiment, the method of arc welding by a welding machine (not shown) provided with a wire feeding device capable of automatically and continuously feeding a welding wire (not shown) to the torch 229 has been described. However, the present invention is not limited to this. Arc welding may be performed by manual welding. In addition to automatically feeding the wire, arc welding may be performed by a fully automatic welding machine (not shown) provided with a rotating device (not shown) that automatically rotates the torch 229 or the rotor assembly 250A.

(6)回転電機200,202は、他の電動車両、たとえばハイブリッド電車などの鉄道車両、バスなどの乗合自動車、トラックなどの貨物自動車、バッテリ式フォークリフトトラックなどの産業車両などにも利用することもできる。 (6) The rotating electrical machines 200 and 202 may be used for other electric vehicles, for example, railway vehicles such as hybrid trains, passenger cars such as buses, cargo vehicles such as trucks, industrial vehicles such as battery-type forklift trucks, and the like. it can.

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。   As long as the characteristics of the present invention are not impaired, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. .

200,202 回転電機、212 ハウジング、214 エンドブラケット、216 軸受、218 シャフト、220 溶接金属、220A,220B 肉盛層、221 アーク放電領域、222 隙間、225 溶融池、226 エンドリング、226a 端面、226b 外周面、227 嵌合部、228 隙間、229 トーチ、230 固定子、232 固定子鉄心、238 固定子巻線、250 回転子、250A 回転子組立体、251 貫通孔、252 回転子鉄心、252a ティース、252b スロット、254 導体バー、300a,300b 溶接開先端部、301a〜301c 直線   200,202 Rotating electric machine, 212 Housing, 214 End bracket, 216 Bearing, 218 shaft, 220 Weld metal, 220A, 220B Overlay layer, 221 Arc discharge area, 222 Clearance, 225 Weld pool, 226 End ring, 226a End face, 226b Outer peripheral surface, 227 fitting portion, 228 clearance, 229 torch, 230 stator, 232 stator core, 238 stator winding, 250 rotor, 250A rotor assembly, 251 through hole, 252 rotor core, 252a teeth , 252b slot, 254 conductor bar, 300a, 300b weld open tip, 301a-301c straight line

Claims (7)

回転子鉄心に形成される複数のスロットのそれぞれに収容され、両端部が前記回転子鉄心の軸方向端面から突出される複数の導体バーと、前記回転子鉄心の両端に配置され、前記回転子鉄心の軸方向両端面のそれぞれから突出した導体バーの端部が嵌合される嵌合部を有する一対のエンドリングとを備えた誘導回転電機の製造方法において、
前記導体バーを前記回転子鉄心のスロットに収容し、前記導体バーの端部を前記エンドリングの嵌合部に嵌合して回転子組立体を形成する組立工程と、
前記導体バーと前記エンドリングとを嵌合した状態で、前記エンドリングの全周において、前記エンドリングの端面側から前記エンドリングの外周面側に亘って溶接開先を形成する開先形成工程と、
前記回転子組立体に対してトーチを周回させることにより、あるいは、前記回転子組立体をトーチに対して回転させることにより、前記溶接開先をアーク溶接により肉盛溶接して、前記エンドリングと前記導体バーとの導通経路を構成する溶接金属を形成する肉盛溶接工程とを含み、
前記肉盛溶接工程は、
前記トーチの電極と前記エンドリングおよび前記導体バーとの間でアーク放電を開始し、溶融池を形成する第1工程と、
アーク放電が前記溶融池からはみ出ないように、前記トーチの電極と前記溶融池との間でアークを形成しつつ、前記トーチを周回させ、あるいは、前記回転子組立体を前記トーチに対して回転させる第2工程とを含むことを特徴とする誘導回転電機の製造方法。
A plurality of conductor bars which are housed in each of a plurality of slots formed in the rotor core and whose both end portions protrude from an axial end surface of the rotor core, and are disposed at both ends of the rotor core; In a method of manufacturing an induction rotating electrical machine including a pair of end rings having fitting portions into which ends of conductor bars protruding from both axial end faces of the iron core are fitted,
An assembly step in which the conductor bar is accommodated in a slot of the rotor core, and an end portion of the conductor bar is fitted into a fitting portion of the end ring to form a rotor assembly;
A groove forming step of forming a welding groove from the end face side of the end ring to the outer peripheral face side of the end ring in the entire circumference of the end ring in a state where the conductor bar and the end ring are fitted. When,
By welding the weld groove by arc welding by rotating a torch around the rotor assembly or by rotating the rotor assembly relative to the torch, the end ring and Including overlay welding forming a weld metal that constitutes a conduction path with the conductor bar,
The overlay welding process includes:
A first step of starting arc discharge between the electrode of the torch and the end ring and the conductor bar to form a molten pool;
The arc is formed between the electrode of the torch and the molten pool so that arc discharge does not protrude from the molten pool, and the torch is rotated or the rotor assembly is rotated with respect to the torch. And a second step of making the induction rotating electrical machine.
請求項1に記載の誘導回転電機の製造方法において、
前記開先形成工程では、前記溶接開先の最深部が前記エンドリングの外周面側における溶接開先端部の軸方向外側であって、かつ前記エンドリングの端面側における溶接開先端部の径方向外側に位置するように、前記溶接開先を形成することを特徴とする誘導回転電機の製造方法。
In the manufacturing method of the induction rotating electric machine according to claim 1,
In the groove forming step, the deepest portion of the weld groove is on the outer side in the axial direction of the weld open front end portion on the outer peripheral surface side of the end ring, and the radial direction of the weld open front end portion on the end face side of the end ring The method of manufacturing an induction rotating electrical machine, wherein the welding groove is formed so as to be located outside.
請求項1または2に記載の誘導回転電機の製造方法において、
前記肉盛溶接工程では、前記回転子の回転中心軸を含む面内における前記溶接金属の断面積が、前記回転中心軸に直交する面内における前記導体バーの断面積よりも大きくなるように、前記溶接金属を形成することを特徴とする誘導回転電機の製造方法。
In the manufacturing method of the induction rotating electric machine according to claim 1 or 2,
In the build-up welding step, the cross-sectional area of the weld metal in a plane including the rotation center axis of the rotor is larger than the cross-sectional area of the conductor bar in a plane orthogonal to the rotation center axis. A method of manufacturing an induction rotating electrical machine, wherein the weld metal is formed.
回転子鉄心に形成される複数のスロットのそれぞれに収容され、両端部が前記回転子鉄心の軸方向端面から突出される複数の導体バーと、前記回転子鉄心の両端に配置され、前記回転子鉄心の軸方向両端面のそれぞれから突出した導体バーの端部が嵌合される嵌合部を有する一対のエンドリングとを備えた誘導回転電機の製造方法において、
前記導体バーを前記回転子鉄心のスロットに収容し、前記導体バーの端部を前記エンドリングの嵌合部に嵌合して回転子組立体を形成する組立工程と、
前記導体バーと前記エンドリングとを嵌合した状態で、前記エンドリングの全周において、前記エンドリングの端面側から前記エンドリングの外周面側に亘って溶接開先を形成する開先形成工程と、
前記回転子組立体に対してトーチを複数回周回させることにより、あるいは、前記回転子組立体をトーチに対して複数回転させることにより、前記溶接開先をアーク溶接により肉盛溶接して、複数の肉盛層により前記エンドリングと前記導体バーとの導通経路を構成する溶接金属を形成する肉盛溶接工程とを含み、
前記肉盛溶接工程において、第1層目の肉盛層により、前記導体バーと前記エンドリングの嵌合部との間の隙間を覆うことを特徴とする誘導回転電機の製造方法。
A plurality of conductor bars which are housed in each of a plurality of slots formed in the rotor core and whose both end portions protrude from an axial end surface of the rotor core, and are disposed at both ends of the rotor core; In a method of manufacturing an induction rotating electrical machine including a pair of end rings having fitting portions into which ends of conductor bars protruding from both axial end faces of the iron core are fitted,
An assembly step in which the conductor bar is accommodated in a slot of the rotor core, and an end portion of the conductor bar is fitted into a fitting portion of the end ring to form a rotor assembly;
A groove forming step of forming a welding groove from the end face side of the end ring to the outer peripheral face side of the end ring in the entire circumference of the end ring in a state where the conductor bar and the end ring are fitted. When,
The weld groove is overlaid by arc welding by rotating the torch around the rotor assembly a plurality of times, or by rotating the rotor assembly around the torch a plurality of times. An overlay welding step of forming a weld metal that constitutes a conduction path between the end ring and the conductor bar by the overlay layer of
In the build-up welding process, a gap between the conductor bar and the fitting portion of the end ring is covered with a first build-up layer.
請求項4に記載の誘導回転電機の製造方法において、
前記肉盛溶接工程において、第1層目の肉盛層を形成するための肉盛量を、第2層目以降の肉盛層を形成するための肉盛量よりも少なくしたことを特徴とする誘導回転電機の製造方法。
In the manufacturing method of the induction rotating electric machine according to claim 4,
In the build-up welding process, the build-up amount for forming the first build-up layer is less than the build-up amount for forming the build-up layers after the second layer. A method of manufacturing an induction rotating electrical machine.
請求項4または5に記載の誘導回転電機の製造方法において、
前記開先形成工程では、前記溶接開先の最深部が前記エンドリングの外周面側における溶接開先端部の軸方向外側であって、かつ前記エンドリングの端面側における溶接開先端部の径方向外側に位置するように、前記溶接開先を形成することを特徴とする誘導回転電機の製造方法。
In the manufacturing method of the induction rotating electric machine according to claim 4 or 5,
In the groove forming step, the deepest portion of the weld groove is on the outer side in the axial direction of the weld open front end portion on the outer peripheral surface side of the end ring, and the radial direction of the weld open front end portion on the end face side of the end ring The method of manufacturing an induction rotating electrical machine, wherein the welding groove is formed so as to be located outside.
請求項4乃至6のいずれか1項に記載の誘導回転電機の製造方法において、
前記肉盛溶接工程では、前記回転子の回転中心軸を含む面内における前記溶接金属の断面積が、前記回転中心軸に直交する面内における前記導体バーの断面積よりも大きくなるように、前記溶接金属を形成することを特徴とする誘導回転電機の製造方法。
In the manufacturing method of the induction rotating electric machine according to any one of claims 4 to 6,
In the build-up welding step, the cross-sectional area of the weld metal in a plane including the rotation center axis of the rotor is larger than the cross-sectional area of the conductor bar in a plane orthogonal to the rotation center axis. A method of manufacturing an induction rotating electrical machine, wherein the weld metal is formed.
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