JP2013236425A

JP2013236425A - 誘導機の回転子

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Publication number: JP2013236425A
Application number: JP2012105897A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Saito; 洋一斉藤
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2013-11-21

Abstract

【課題】ロータコアの周方向に分散配置された二次導体の端部が端絡環によって連結された誘導機の回転子に関し、回転子の回転に伴う遠心力による端絡環の破損を、より効果的に防止し得る誘導機の回転子を提供する。
【解決手段】ロータ１は、誘導機５０に用いられ、ロータコア１０と、複数の二次導体２０と、エンドリング２５と、回転軸３０とを有している。ロータコア１０は、コアプレート１１と、複数の第１開口部１２Ａを有する第１プレート１２と、複数の第２開口部１３Ａを有する第２開口部１３Ａとを積層して構成されている。ロータコア１０の軸方向端面には、複数の穴部１５及び凹部１６が、第１開口部１２Ａ及び第２開口部１３Ａによって形成される。エンドリング２５と一体に形成された保持部２６は、夫々穴部１５に挿入され、穴部１５内に形成された凹部１６に、保持部２６の嵌合部２７が嵌合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータコアの周方向に分散配置された二次導体の端部が端絡環によって連結された誘導機の回転子に関する。

従来、誘導機における回転子の一つとして、所謂、かご形回転子が知られている。かご形回転子は、回転軸に対して固設されたロータコアの周方向に、複数の二次導体が分散配置されており、ロータコアの軸方向端面において、端絡環（短絡環又は、エンドリングとも呼ばれる）によって、二次導体の端部を連結して構成されている。このような回転子に関する技術として、特許文献１及び特許文献２記載の技術が知られている。

実開昭５８−１３１１９４号公報特開２０１０−２６３７５８号公報

ここで、誘導機の回転子として、かご形回転子を用いた場合、当該かご形回転子は、固定子のコイルに電流が流れることにより発生する回転磁束と、かご形回転子の二次導体に発生する誘導電流とが鎖交することにより、回転軸を中心として回転する。回転子が回転すると、ロータコアの端部において、端絡環はロータコアと一体化している為、当該端絡環には、外径方向へ向かう遠心力が作用する。かご形回転子が高速回転した場合、端絡環に作用する遠心力も増大する為、端絡環は、外径方向に延びるように変形し、端絡環に亀裂が生じて破損する虞がある。

特許文献１記載の回転子は、上述のような端絡環の破損を防止する為になされており、かご形回転子のロータコア端部に配設された端絡環の内周部に、特殊構造の補強リングを配設して鋳込むことで、当該補強リングと端絡環を一体化して構成されている。即ち、特許文献１記載の回転子においては、端絡環の内側に補強リングを鋳込んで一体化することで、端絡環に作用する遠心力の作用点を分散させて、端絡環の変形及び破損を防止している。

しかしながら、特許文献１記載の回転子の場合、特殊構造の補強リングという特殊な部材を用意しなければならず、且つ、端絡環の内側において、当該補強リングを鋳込んで端絡環と一体化させなければならない。即ち、特許文献１では、部材の点及び作業工数の点が増大するという問題があった。

又、特許文献２記載のかご形誘導機の回転子は、ロータコアの軸方向端面において、軸方向に沿って形成された貫通路に対して、端絡環の内周面から軸方向に沿って突出するように一体形成された放熱片を突入させるように構成されている。この特許文献２記載の構成によれば、当該回転子が高速回転し、遠心力によって端絡環が外径方向に延びるように変形しようとしても、端絡環の一部である放熱片と、ロータコア端面に形成された貫通路が接触することになる為、或る程度、端絡環の変形量を制限することができ、もって、端絡環の破損を防止し得る。

しかしながら、特許文献２記載の回転子の構成において、当該回転子を更に高速回転させると、高速回転に伴い増大した遠心力によって、端絡環の内周側がロータコア端面から浮き上がり、放熱片が貫通路から抜け出るように変形してしまう場合がある。この変形も端絡環の破損の要因となる為、特許文献２記載の回転子の構成であっても、当該回転子をより高速で回転させると、端絡環の破損を招いてしまう場合があった。

本発明は、ロータコアの周方向に分散配置された二次導体の端部が端絡環によって連結された誘導機の回転子に関し、回転子の回転に伴う遠心力による端絡環の破損を、より効果的に防止し得る誘導機の回転子を提供する。

本発明の一側面に係る誘導機の回転子は、回転可能に配設された回転軸と、前記回転軸の軸方向に、複数の磁性鋼板を積層して構成され、前記回転軸に固設されたロータコアと、前記ロータコアの周方向に分散配置され、前記回転軸方向に延びる複数の二次導体と、前記回転軸の軸方向における前記ロータコアの端面側に位置する前記二次導体の端部を相互に接続する端絡環と、を有する誘導機の回転子であって、前記ロータコアは、前記回転軸の軸方向における前記ロータコアの端面から、前記軸方向に沿って延びる穴部と、前記ロータコアの端面よりも前記ロータコアの内側において、前記穴部から前記軸方向と直交する方向へ延びる凹部と、を有し、前記端絡環は、当該端絡環の内径側に形成され、前記ロータコアの端面に形成された前記穴部に挿入される保持部と、前記保持部に形成され、前記穴部内に形成された前記凹部と嵌合する嵌合部と、を有することを特徴とする。

当該誘導機の回転子は、回転軸と、ロータコアと、複数の二次導体及び端絡環と、を有している。ロータコアは、回転軸の軸方向に、複数の磁性鋼板を積層して構成され、前記回転軸に固設されており、軸方向における前記ロータコアの端面に、穴部及び凹部を有している。穴部は、ロータコアの軸方向端面から軸方向に沿って延びており、凹部は、前記穴部から前記軸方向と直交する方向へ延びている。そして、端絡環は、当該端絡環の内径側に、保持部及び嵌合部を有している。保持部は、前記ロータコアの端面に形成された前記穴部に挿入され、嵌合部は、前記穴部内に形成された前記凹部と嵌合する。当該誘導機の回転子によれば、ロータコアの端面に形成された穴部に対して、端絡環の内径側に形成された保持部が挿入されているので、回転子が高速回転した場合であっても、穴部と保持部が協働することで、遠心力によって端絡環が外径方向に変形することを抑制し得る。更に、当該誘導機の回転子によれば、前記穴部内において、前記軸方向と直交する方向に延びる凹部に対して、保持部に形成された嵌合部が嵌合している為、前記保持部の軸方向への移動を制限することができる。これにより、当該誘導機の回転子が更に高速で回転した場合であっても、端絡環の内周側がロータコア端面から浮き上がり、保持部が穴部から抜け出るように変形することはない。この結果、当該誘導機の回転子によれば、より高速で回転した場合であっても、端絡環の変形及び破損を防止することができ、もって、より高速回転での使用に耐え得る。

そして、本発明の他の側面に係る誘導機の回転子は、請求項１記載の誘導機の回転子であって、前記ロータコアは、前記軸方向に貫通形成された第１開口部を有し、前記軸方向における当該ロータコアの端面側に積層される第１磁性鋼板と、前記軸方向に貫通形成された第２開口部を有し、前記第１磁性鋼板に対して、前記軸方向における当該ロータコアの内側に積層される第２磁性鋼板と、を有し、前記穴部及び前記凹部は、前記軸方向から見た場合に、前記第１磁性鋼板の第１開口部と、前記第２磁性鋼板の第２開口部が連通し、且つ、前記第２開口部の少なくとも一部が、前記第１開口部の外側に位置するように、前記第１磁性鋼板を、前記第２磁性鋼板の軸方向端部側に積層することにより形成されることを特徴とする。

当該誘導機の回転子においては、前記ロータコアは、第１開口部が形成された第１磁性鋼板と、第２開口部が形成された第２磁性鋼板と、を有している。前記穴部及び前記凹部は、前記軸方向から見た場合に、前記第１磁性鋼板の第１開口部と、前記第２磁性鋼板の第２開口部が連通し、且つ、前記第２開口部の少なくとも一部が、前記第１開口部の外側に位置するように、前記第１磁性鋼板を、前記第２磁性鋼板の軸方向端部側に積層することにより形成される。従って、当該誘導機の回転子によれば、第２磁性鋼板の軸方向端部側に、所定の位置関係で第１磁性鋼板を積層する作業を行うだけで、前記ロータコアの軸方向端面に、前記穴部及び凹部を形成することができる。これにより、当該誘導機の回転子によれば、簡易な作業を行うことにより、高速回転時における端絡環の変形及び破損を防止可能な回転子を提供し得る。

又、本発明の他の側面に係る誘導機の回転子は、請求項１又は２記載の誘導機の回転子であって、前記ロータコアは、前記軸方向における前記ロータコアの端面に、前記穴部及び前記凹部を複数有し、前記複数の穴部及び凹部は、前記ロータコアの周方向において、均等に分散配置されていることを特徴とする。

当該誘導機の回転子においては、前記軸方向における前記ロータコアの端面には、複数の穴部及び前記凹部が、前記ロータコアの周方向において、均等に分散配置されている。ロータコアの端面に形成された複数の穴部の夫々に対して、端絡環に形成された保持部が挿通され、更に、各凹部に対して嵌合部と嵌合し、遠心力による端絡環の外径方向への変形を規制する。従って、当該誘導機の回転子によれば、ロータコアの周方向に均等に分散配置された穴部及び凹部において、遠心力による端絡環の外径方向への変形を効率良く規制し得る。

又、本発明の他の側面に係る誘導機の回転子は、請求項１乃至３の何れかに記載の誘導機の回転子であって、前記凹部は、前記ロータコアの端面よりも前記ロータコアの内側において、前記穴部から前記軸方向と直交し、前記ロータコアの外周側に向かって延びることを特徴とする。

当該誘導機の回転子においては、前記凹部は、前記ロータコアの端面よりも前記ロータコアの内側において、前記穴部から前記軸方向と直交し、前記ロータコアの外周側に向かって延びている。従って、当該誘導機の回転子によれば、前記穴部内において、前記軸方向と直交し、前記ロータコアの外周側に向かって延びる凹部に対して、保持部に形成された嵌合部が嵌合している為、前記保持部の軸方向への移動を確実に制限し得る。これにより、当該誘導機の回転子が更に高速で回転した場合であっても、端絡環の内周側がロータコア端面から浮き上がり、保持部が穴部から抜け出るように変形することはない。この結果、当該誘導機の回転子によれば、より高速で回転した場合であっても、端絡環の変形及び破損を、確実に防止することができる。

第１実施形態に係る誘導機の概略構成を示す断面図である。第１実施形態に係る第１磁性鋼板の形状を示す平面図である。第１実施形態に係る第２磁性鋼板の形状を示す平面図である。第１実施形態に係るロータにおける穴部及び凹部の構成を示し、図１におけるＩＶ−ＩＶ断面の断面図である。第２実施形態に係るロータの構成を示す断面図である。第２実施形態に係る第１磁性鋼板の形状を示す平面図である。第２実施形態に係るロータにおける穴部及び凹部の構成を示し、図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面の断面図である。第３実施形態に係るロータの構成を示す断面図である。第３実施形態に係る第２磁性鋼板の形状を示す平面図である。第３実施形態に係るロータにおける穴部及び凹部の構成を示し、図８におけるＸ−Ｘ断面の断面図である。第４実施形態に係るロータの構成を示す断面図である。第４実施形態に係るロータにおける穴部及び凹部の構成を示し、図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ断面の部分断面図である。

以下、本発明に係る誘導機の回転子を、誘導機５０のロータ１に具体化した実施形態（第１実施形態）について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

（第１実施形態）
先ず、第１実施形態に係る誘導機５０の概略構成について、図面を参照しつつ詳細に説明する。第１実施形態に係る誘導機５０は、かご形三相誘導電動機であり、かご形回転子として構成されたロータ１と、当該ロータ１の回転中心として構成された回転軸３０と、三相交流電流によって回転磁束を発生させるステータ４０と、を有している。当該誘導機５０においては、ステータ４０から発生する回転磁束と、かご形回転子として構成されたロータ１の二次導体２０に発生する誘導電流とが鎖交することにより、ロータ１に回転力が発生する。

図１に示すように、ロータ１は、かご形回転子として構成されており、ステータ４０の径方向内側において、回転軸３０の軸芯周りに回転可能に支持されている。そして、ロータ１は、円筒形状のロータコア１０と、ロータコア１０の周方向に分散配置された複数の二次導体２０と、二次導体２０の軸方向両端部と接合するエンドリング２５とを有している。尚、当該ロータ１の構成については、後に図面を参照しつつ詳細に説明する。

回転軸３０は、誘導機５０の軸方向両側において、軸受を介してケース（図示せず）に回転可能に支持されている。尚、図１等に示すように、回転軸芯Ｃは、回転軸３０の軸芯を示し、ロータ１の回転中心を意味する。

ステータ４０は、ケース内部において固定されており、略円筒形状のステータコア４１と、ステータコア４１に巻装されたコイル４２とを備えている。ステータコア４１は、複数枚の電磁鋼板を積層して構成されている。又、ステータコア４１は、周方向に分散配置されて軸方向に延びる複数のスロット（図示せず）を有しており、当該スロットには、導体で構成されたコイル４２が巻装されている。本実施形態においては、ステータ４０は、三相交流で駆動される誘導機５０に用いられるステータとして構成されており、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相のコイル４２を備えている。そして、それぞれのコイル４２のうち、ステータコア４１の軸方向両側に突出する部分がコイルエンド部４３とされる。

続いて、第１実施形態に係る誘導機５０におけるロータ１の構成について、図面を参照しつつ詳細に説明する。当該ロータコア１０は、略円盤状に形成された複数の電磁鋼板製のコアプレート（コアプレート１１、第１プレート１２、第２プレート１３）を、カシメ又は貫通ピン等によって一体積層することによって、回転軸３０を取り囲むように円筒形状に構成されており、回転軸３０に対して固定されている。図１に示すように、当該ロータコア１０は、回転軸３０の軸方向端部側から、ロータコア１０の内部に向かって、第１プレート１２、第２プレート１３、コアプレート１１の順に積層されている。又、当該ロータコア１０の外周面は、上述したステータ４０の内周面（回転軸３０側の面）と間隔を隔てた状態で対向している。そして、当該ロータコア１０には、回転軸３０を取り囲むように、複数の二次導体２０が配設されている。

又、ロータコア１０における軸方向端面には、複数の穴部１５が形成されている。図１に示すように、各穴部１５は、ロータコア１０の軸方向端面から軸方向に沿って形成された穴であり、当該穴部１５には、後述するエンドリング２５の一部（保持部２６及び嵌合部２７）が嵌め込まれる。又、各穴部１５には、凹部１６が形成されている。当該凹部１６は、ロータコア１０内に軸方向に沿って延びる穴部１５の内部において、当該穴部１５の内面が前記軸方向と直交する方向へ窪んだ形状に形成されており、後述するエンドリング２５の一部（嵌合部２７）と嵌合する。そして、各穴部１５及び各凹部１６は、コアプレート１１の軸方向端面に対して、第２開口部１３Ａを有する第２プレート１３、第１開口部１２Ａを有する第１プレート１２の順に積層することにより、ロータコア１０の軸方向端面に形成される。当該穴部１５及び凹部１６の構成については、後に図面を参照しつつ詳細に説明する。

複数の二次導体２０は、アルミダイキャストによって中実の棒状に形成されており、ロータコア１０の外周縁側において、当該ロータコア１０の周方向に沿って、等間隔で分散配置されている。図１に示すように、各二次導体２０は、ロータコア１０の軸方向に沿って一直線状に延びており、当該二次導体２０の長さ寸法は、ロータコア１０の軸方向寸法とほぼ等しく形成されている。

エンドリング２５は、短絡環又は端絡環と呼ばれる部材であり、二次導体２０と同様にアルミダイキャストによって、円環状に形成されている。当該エンドリング２５は、回転軸３０の軸方向におけるロータコア１０の両端面に沿って配設されており、各二次導体２０の端部に接合されている。これにより、各二次導体２０は、一対のエンドリング２５と接合されることにより、短絡されている。

又、エンドリング２５の内径側には、ロータコア１０端面に形成された穴部１５に対応する位置に、保持部２６が形成されている。当該保持部２６は、エンドリング２５におけるロータコア１０端面と対向する面から、軸方向に沿って突出形成されており、図１に示すように、ロータコア１０端面に形成された穴部１５内に挿入される。更に、当該保持部２６の先端部には、嵌合部２７が形成される。嵌合部２７は、軸方向に延びる保持部２６の先端から、軸方向と直交する方向に膨出するように形成されており、穴部１５内に形成された凹部１６と嵌合する（図１参照）。

次に、第１実施形態に係るロータ１に係る第１プレート１２の構成について、図２を参照しつつ詳細に説明する。上述したように、第１プレート１２は、略円盤状に形成された電磁鋼板であって、ロータコア１０における軸方向端部側に配設されている。当該第１プレート１２は、第１プレート１２の中心を通る回転軸３０の周りに、複数の第１開口部１２Ａを有している。複数の第１開口部１２Ａは、ロータコア１０の周方向に沿って、均等に分散配置されており、第１プレート１２を貫通している。図２に示すように、各第１開口部１２Ａは、軸方向から見た場合に、円環の一部をなす形状に開口されている。

尚、以下の説明において、第１内縁寸法ＬＩは、第１開口部１２Ａにおいて、ロータコア１０の内径側に位置する開口縁から回転軸芯Ｃまでの寸法を意味し、第１外縁寸法ＬＯは、第１開口部１２Ａにおいて、ロータコア１０の外径側に位置する開口縁から回転軸芯Ｃまでの寸法を意味する（図１、図２参照）。

続いて、第１実施形態に係るロータ１における第２プレート１３の構成について、図３を参照しつつ詳細に説明する。上述したように、第２プレート１３は、略円盤状に形成された電磁鋼板であって、ロータコア１０を構成するコアプレート１１よりも軸方向端部側であって、第１プレート１２よりも軸方向内側に配設されている。当該第２プレート１３は、第２プレート１３の中心を通る回転軸３０の周りに、複数の第２開口部１３Ａを有している。複数の第２開口部１３Ａは、ロータコア１０の周方向に沿って、均等に分散配置されており、第２プレート１３を貫通している。図３に示すように、各第２開口部１３Ａは、軸方向から見た場合に、円環の一部をなす形状に開口されており、第１プレート１２の第１開口部１２Ａよりも大きく開口されている。

尚、以下の説明において、第２内縁寸法ＤＩは、第２開口部１３Ａにおいて、ロータコア１０の内径側に位置する開口縁から回転軸芯Ｃまでの寸法を意味し、第２外縁寸法ＤＯは、第２開口部１３Ａにおいて、ロータコア１０の外径側に位置する開口縁から回転軸芯Ｃまでの寸法を意味する（図１、図３参照）。
第１実施形態においては、第２開口部１３Ａに係る第２内縁寸法ＤＩは、第１開口部１２Ａに係る第１内縁寸法ＬＩと同一寸法である。そして、第２開口部１３Ａに係る第２外縁寸法ＤＯは、第１開口部１２Ａに係る第１外縁寸法ＬＯよりも大きい。尚、エンドリング２５の内径は、第１内縁寸法ＬＩ、第２内縁寸法ＤＩに等しく形成されている。

次に、第１実施形態に係るロータ１における穴部１５及び凹部１６の構成について、図１〜図４を参照しつつ詳細に説明する。図１に示すように、第１実施形態に係るロータコア１０は、複数枚のコアプレート１１を軸方向に積層することによって、当該ロータコア１０の中核を構成し、コアプレート１１の軸方向端面に対して、複数枚の第２プレート１３を積層し、更に、第２プレート１３の軸方向端面に対して、複数枚の第１プレート１２を積層して構成されている。

図４に示すように、第１実施形態においては、第１プレート１２は、軸方向から見た場合に、当該第１プレート１２の各第１開口部１２Ａが第２プレート１３の各第２開口部１３Ａ上に位置するように積層される。従って、前記軸方向から見た場合に、第１開口部１２Ａは、前記第２開口部１３Ａと連通する。又、第２開口部１３Ａは、第１開口部１２Ａよりもロータコア１０の外径方向及び周方向に大きく開口されている為、前記第２開口部１３Ａの一部が、前記第１開口部１２Ａの外側に位置する。

従って、図１に示すように、コアプレート１１の軸方向端面に、第２プレート１３を積層し、且つ、第２プレート１３の軸方向端面に、第１プレート１２を積層すると、軸方向から見た場合に、第１開口部１２Ａと第２開口部１３Ａが重複する部分によって、穴部１５が形成される。そして、前記第２開口部１３Ａの内、前記第１開口部１２Ａの外側に位置する部分は、ロータコア１０の外径方向及び周方向に延びる凹部１６として機能する。即ち、第１実施形態に係るロータ１によれば、コアプレート１１の軸方向端面に、第２プレート１３を積層し、更に、第２プレート１３の軸方向端部側に、所定の位置関係で第１プレート１２を積層する作業を行うだけで、前記ロータコア１０の軸方向端面に、複数の穴部１５及び凹部１６を形成することができる。

以上説明したように、第１実施形態に係るロータ１は、ロータコア１０と、複数の二次導体２０及びエンドリング２５と、回転軸３０と、を有している。ロータコア１０は、回転軸３０の軸方向に、複数のコアプレート１１、第１プレート１２、第２プレート１３を積層して構成され、前記回転軸３０に固設されている。軸方向における前記ロータコア１０の端面には、複数の穴部１５が形成されている。当該穴部１５は、ロータコア１０の軸方向端面から軸方向に沿って延びており、当該穴部１５には、エンドリング２５の内径側に形成された保持部２６が挿入される。従って、第１実施形態に係るロータ１によれば、当該ロータ１が高速回転した場合であっても、各穴部１５に、エンドリング２５の保持部２６が挿入されている為、遠心力によってエンドリング２５が外径方向に変形することを抑制し得る。

更に、第１実施形態に係るロータ１においては、図１に示すように、各穴部１５内には、軸方向と直交する方向に延びる凹部１６に対して、保持部２６に形成された嵌合部２７が嵌合している為、前記保持部２６の軸方向への移動を制限することができる。これにより、第１実施形態に係るロータ１が更に高速で回転した場合であっても、エンドリング２５の内周側がロータコア１０の端面から浮き上がり、保持部２６が穴部１５から抜け出るように変形することはない。この結果、第１実施形態に係るロータ１によれば、より高速で回転した場合であっても、エンドリング２５の変形及び破損を防止することができ、もって、より高速回転での使用に耐え得る。

又、第１実施形態に係るロータ１においては、複数の穴部１５が、前記ロータコア１０の周方向において、均等に分散配置されている。複数の穴部１５の夫々には、エンドリング２５に形成された保持部２６が挿通され、更に、各穴部１５の凹部１６に対して嵌合部２７と嵌合する。従って、第１実施形態に係るロータ１によれば、ロータコア１０の周方向に均等に分散配置された穴部１５及び凹部１６において、遠心力によるエンドリング２５の外径方向への変形を効率良く規制し得る。

更に、第１実施形態に係るロータ１において、各凹部１６は、前記穴部１５から前記軸方向と直交し、且つ、前記ロータコア１０の外径方向及び周方向に向かって延びる凹状に形成されており、保持部２６の嵌合部２７は、当該凹部１６に対して嵌合している。ここで、当該ロータ１の回転に伴う遠心力は、嵌合部２７においても、ロータコア１０の外径方向に作用する為、当該ロータ１が高速回転した場合であっても、各凹部１６と嵌合部２７との嵌合が外れることはなく、穴部１５に挿通された保持部２６が、軸方向におけるロータコア１０の外側に向かって移動することはない。これにより、第１実施形態に係るロータ１が更に高速で回転した場合であっても、エンドリング２５の内周側がロータコア１０端面から浮き上がり、保持部２６が穴部１５から抜け出るように変形することはない。この結果、第１実施形態に係るロータ１によれば、より高速で回転した場合であっても、エンドリング２５の変形及び破損を、確実に防止することができる。

又、エンドリング２５と、保持部２６及び嵌合部２７は、アルミダイキャストによって一体成型されている為、ロータコア１０に形成された穴部１５及び凹部１６に対して、保持部２６及び嵌合部２７を密着させることができる。これにより、ロータ１の高速回転した場合であっても、遠心力によるエンドリング２５の変形及び破損を、より確実に防止することができる。

（第２実施形態）
次に、上述した第１実施形態と異なる実施形態（第２実施形態）について、図５〜図７を参照しつつ詳細に説明する。尚、第２実施形態に係るロータ１は、第１実施形態に係るロータ１と同一の基本的構成を有しており、第１プレート１２の構成及びエンドリング２５の構成が相違する。

第２実施形態に係るロータ１は、第１実施形態と同様に、かご形三相誘導電動機である誘導機５０に用いられるかご形回転子として構成されており、ロータコア１０と、複数の二次導体２０と、エンドリング２５と、回転軸３０を有している。第２実施形態に係るロータ１においては、二次導体２０及び回転軸３０については、第１実施形態と同一の構成である為、その説明は省略する。

第２実施形態に係るロータコア１０は、略円盤状に形成された複数の電磁鋼板製のコアプレート（コアプレート１１、第１プレート１２、第２プレート１３）を、カシメ又は貫通ピン等によって一体積層することによって、回転軸３０を取り囲むように円筒形状に構成されており、回転軸３０に対して固定されている。ここで、第２実施形態におけるコアプレート１１と、第２プレート１３は、上述した第１実施形態と同様の構成であり、第２プレート１３は、図３に示すように、複数の第２開口部１３Ａを有している。

先ず、第２実施形態に係る第１プレート１２の構成について、図６を参照しつつ詳細に説明する。第２実施形態に係る第１プレート１２は、略円環状に形成された電磁鋼板であって、第１実施形態と同様に、第２プレート１３の軸方向端面に積層される。第１プレート１２の中央部分には、円形の第１開口部１２Ａが形成されており、第１開口部１２Ａは、半径を第１外縁寸法ＬＯとする円形に開口されている。尚、第２実施形態に係る第１外縁寸法ＬＯは、第２プレート１３の第２開口部１３Ａにおける第２内縁寸法ＤＩよりも大きく、且つ、第２外縁寸法ＤＯよりも小さく形成されている。

次に、第２実施形態に係る穴部１５及び凹部１６の構成について、図５〜図７を参照しつつ詳細に説明する。図５に示すように、第２実施形態に係るロータコア１０も、当該ロータコア１０の中核を構成する複数枚のコアプレート１１の軸方向端面に、複数枚の第２プレート１３を積層し、更に、第２プレート１３の軸方向端面に対して、複数枚の第１プレート１２を積層して構成されている。

図６、図７に示すように、第２実施形態においては、第１プレート１２の中央部分に、第１外縁寸法ＬＯの半径とする円形の第１開口部１２Ａを有しており、第１外縁寸法ＬＯは、第２内縁寸法ＤＩよりも大きく形成されている。従って、第２プレート１３の軸方向端面に、第１プレート１２を積層すると、前記軸方向から見た場合に、第１開口部１２Ａの一部は、前記第２開口部１３Ａと連通する。
又、第２実施形態における第１外縁寸法ＬＯは、第２開口部１３Ａに係る第２外縁寸法ＤＯよりも小さく形成されている。即ち、第２開口部１３Ａは、第１開口部１２Ａよりもロータコア１０の外径方向に大きく開口されている為、前記第２開口部１３Ａの一部が、前記第１開口部１２Ａの外側に位置する。

従って、図５に示すように、コアプレート１１〜第２プレート１３を積層すると、軸方向から見た場合に、第１開口部１２Ａと第２開口部１３Ａが重複する部分によって、穴部１５が形成される。そして、前記第２開口部１３Ａの内、前記第１開口部１２Ａの外側に位置する部分は、ロータコア１０の外径方向に延びる凹部１６として機能する。即ち、第２実施形態に係るロータ１によれば、コアプレート１１〜第２プレート１３を、所定の位置関係で積層する作業を行うだけで、前記ロータコア１０の軸方向端面に、穴部１５及び凹部１６を形成することができる。

又、第２実施形態に係るエンドリング２５は、第１実施形態と同様に、アルミダイキャストによって、円環状に形成されており、その内径側には、ロータコア１０端面に形成された穴部１５に対応する位置に、保持部２６が形成されている。保持部２６は、エンドリング２５におけるロータコア１０端面と対向する面から、軸方向に沿って突出形成されており、図５に示すように、ロータコア１０端面に形成された穴部１５内に挿入される。更に、当該保持部２６の先端部において、嵌合部２７は、軸方向に延びる保持部２６の先端から、軸方向と直交する方向に膨出するように形成されており、穴部１５内に形成された凹部１６と嵌合する（図５参照）。尚、エンドリング２５の内径は、第２内縁寸法ＤＩに等しく形成されている。

以上説明したように、第２実施形態に係るロータ１においても、軸方向における前記ロータコア１０の端面には、穴部１５が形成されている。当該穴部１５は、ロータコア１０の軸方向端面から軸方向に沿って延びており、当該穴部１５には、エンドリング２５の内径側に形成された保持部２６が挿入される。従って、第２実施形態に係るロータ１によれば、当該ロータ１が高速回転した場合であっても、穴部１５に、エンドリング２５の保持部２６が挿入されている為、遠心力によってエンドリング２５が外径方向に変形することを抑制し得る。

更に、第２実施形態に係るロータ１においては、図５に示すように、穴部１５内には、軸方向と直交する方向に延びる凹部１６に対して、保持部２６に形成された嵌合部２７が嵌合している為、前記保持部２６の軸方向への移動を制限することができる。従って、ロータ１が更に高速で回転した場合であっても、エンドリング２５の内周側がロータコア１０の端面から浮き上がり、保持部２６が穴部１５から抜け出るように変形することはない。この結果、第２実施形態に係るロータ１によれば、より高速で回転した場合であっても、エンドリング２５の変形及び破損を防止することができ、もって、より高速回転での使用に耐え得る。

又、第２実施形態に係るロータ１においては、複数の穴部１５が、前記ロータコア１０の周方向において、均等に分散配置されている。複数の穴部１５の夫々には、エンドリング２５に形成された保持部２６が挿通され、更に、各穴部１５の凹部１６に対して嵌合部２７と嵌合する。従って、第２実施形態に係るロータ１によれば、ロータコア１０の周方向に均等に分散配置された穴部１５及び凹部１６において、遠心力によるエンドリング２５の外径方向への変形を効率良く規制し得る。

更に、第２実施形態に係るロータ１においても、各凹部１６は、前記穴部１５から前記軸方向と直交し、且つ、前記ロータコア１０の外径方向に向かって延びる凹状に形成されており、保持部２６の嵌合部２７は、当該凹部１６に対して嵌合している。従って、第２実施形態に係るロータ１が更に高速で回転した場合であっても、エンドリング２５の内周側がロータコア１０端面から浮き上がり、保持部２６が穴部１５から抜け出るように変形することはない。この結果、第２実施形態に係るロータ１によれば、より高速で回転した場合であっても、エンドリング２５の変形及び破損を、確実に防止することができる。

（第３実施形態）
続いて、上述した第１実施形態、第２実施形態と異なる実施形態（第３実施形態）について、図８〜図１０を参照しつつ詳細に説明する。尚、第３実施形態に係るロータ１は、第１実施形態、第２実施形態に係るロータ１と同一の基本的構成を有しており、第１プレート１２、第２プレート１３、エンドリング２５の構成が相違する。

第３実施形態に係るロータ１は、第１実施形態、第２実施形態と同様に、かご形三相誘導電動機である誘導機５０に用いられるかご形回転子として構成されており、ロータコア１０と、複数の二次導体２０と、エンドリング２５と、回転軸３０を有している。第３実施形態に係るロータ１においては、二次導体２０及び回転軸３０については、第１実施形態、第２実施形態と同一の構成である為、その説明は省略する。

第３実施形態に係るロータコア１０は、略円盤状に形成された複数の電磁鋼板製のコアプレート（コアプレート１１、第１プレート１２、第２プレート１３）を、カシメ又は貫通ピン等によって一体積層して構成されており、回転軸３０に対して固定されている。ここで、第３実施形態におけるコアプレート１１は、上述した第１実施形態と同様の構成であり、第３実施形態における第１プレート１２は、第２実施形態と同様の構成である（図６参照）。

先ず、第３実施形態に係る第２プレート１３の構成について、図９を参照しつつ詳細に説明する。第３実施形態に係る第２プレート１３は、略円環状に形成された電磁鋼板であって、上述した各実施形態と同様に、コアプレート１１よりも軸方向端面であって、第１プレート１２の軸方向内側に積層される。当該第２プレート１３の中央部分には、円形の第２開口部１３Ａが形成されており、第２開口部１３Ａは、半径を第２外縁寸法ＤＯとする円形に開口されている。尚、第３実施形態に係る第２外縁寸法ＤＯは、第１プレート１２の第１開口部１２Ａにおける第１外縁寸法ＬＯよりも大きく形成されている。

次に、第３実施形態に係る穴部１５及び凹部１６の構成について、図８〜図１０を参照しつつ詳細に説明する。図８に示すように、第３実施形態に係るロータコア１０も、当該ロータコア１０の中核を構成する複数枚のコアプレート１１の軸方向端面に、複数枚の第２プレート１３を積層し、更に、第２プレート１３の軸方向端面に対して、複数枚の第１プレート１２を積層して構成されている。

図６、図９、図１０に示すように、第３実施形態においては、第１プレート１２の中央部分に、第１外縁寸法ＬＯの半径とする円形の第１開口部１２Ａを有しており、第２プレート１３の中央部分に、第２外縁寸法ＤＯを半径とする円形の第２開口部１３Ａを有している。そして、第３実施形態においては、第２開口部１３Ａの第２外縁寸法ＤＯは、第１開口部１２Ａの第１外縁寸法ＬＯよりも大きく形成されている。従って、第２プレート１３の軸方向端面に、第１プレート１２を積層すると、前記軸方向から見た場合に、第１開口部１２Ａは、前記第２開口部１３Ａと連通する。又、第２開口部１３Ａは、第１開口部１２Ａよりもロータコア１０の外径方向に大きく開口されている為、前記第２開口部１３Ａの一部が、前記第１開口部１２Ａの外側に位置する。

従って、図８に示すように、コアプレート１１〜第２プレート１３を積層すると、軸方向から見た場合に、第１開口部１２Ａと第２開口部１３Ａが重複する部分によって、穴部１５が形成される。そして、前記第２開口部１３Ａの内、前記第１開口部１２Ａの外側に位置する部分は、ロータコア１０の外径方向に延びる凹部１６として機能する。即ち、第３実施形態に係るロータ１によれば、コアプレート１１〜第２プレート１３を積層する作業を行うだけで、前記ロータコア１０の軸方向端面に、穴部１５及び凹部１６を形成することができる。尚、エンドリング２５の内径は、第１外縁寸法ＬＯより小さい径で形成されている。

又、第３実施形態に係るエンドリング２５は、第１実施形態、第２実施形態と同様に、アルミダイキャストによって円環状に形成されており、その内径側には、第１開口部１２Ａの開口縁に沿った環状の保持部２６が形成されている。保持部２６は、エンドリング２５におけるロータコア１０端面と対向する面から、軸方向に沿って突出形成されており、図８に示すように、ロータコア１０端面に形成された穴部１５内に挿入される。更に、当該保持部２６の先端部において、嵌合部２７は、軸方向に延びる保持部２６の先端から、ロータコア１０の外径方向に突出形成されており、穴部１５内に形成された凹部１６と嵌合する（図８参照）。

以上説明したように、第３実施形態に係るロータ１においても、軸方向における前記ロータコア１０の端面には、穴部１５が形成されている。当該穴部１５は、ロータコア１０の軸方向端面から軸方向に沿って延びており、当該穴部１５には、エンドリング２５の内径側に形成された保持部２６が挿入される。従って、第３実施形態に係るロータ１によれば、当該ロータ１が高速回転した場合であっても、穴部１５に、エンドリング２５の保持部２６が挿入されている為、遠心力によってエンドリング２５が外径方向に変形することを抑制し得る。

更に、第３実施形態に係るロータ１においては、図８に示すように、穴部１５内には、ロータ１の外径方向に延びる凹部１６に対して、保持部２６に形成された嵌合部２７が嵌合している為、前記保持部２６の軸方向への移動を制限することができる。従って、ロータ１が更に高速で回転した場合であっても、エンドリング２５の内周側がロータコア１０の端面から浮き上がり、保持部２６が穴部１５から抜け出るように変形することはない。この結果、第３実施形態に係るロータ１によれば、より高速で回転した場合であっても、エンドリング２５の変形及び破損を防止することができ、もって、より高速回転での使用に耐え得る。

又、第３実施形態に係るロータ１においては、ロータコア１０の周方向全域に亘って、穴部１５の内壁面に対して、保持部２６が接触しており、且つ、凹部１６に対して、嵌合部２７が嵌合している。従って、第３実施形態に係るロータ１によれば、ロータコア１０の周方向全域において、遠心力によるエンドリング２５の外径方向への変形を効率良く規制し得る。

更に、第３実施形態に係るロータ１においても、凹部１６は、前記穴部１５から前記軸方向と直交し、且つ、前記ロータコア１０の外径方向に向かって延びる凹状に形成されており、保持部２６の嵌合部２７は、当該凹部１６に対して嵌合している。従って、第３実施形態に係るロータ１が更に高速で回転した場合であっても、エンドリング２５の内周側がロータコア１０端面から浮き上がり、保持部２６が穴部１５から抜け出るように変形することはない。この結果、第３実施形態に係るロータ１によれば、より高速で回転した場合であっても、エンドリング２５の変形及び破損を、確実に防止することができる。

（第４実施形態）
次に、上述した第１実施形態〜第３実施形態と異なる実施形態（第４実施形態）について、図１１、図１２を参照しつつ詳細に説明する。尚、第４実施形態に係るロータ１は、第１実施形態〜第３実施形態に係るロータ１と同一の基本的構成を有しており、第１プレート１２、第２プレート１３、エンドリング２５の構成が相違する。

第４実施形態に係るロータ１は、第１実施形態〜第３実施形態と同様に、かご形三相誘導電動機である誘導機５０に用いられるかご形回転子として構成されており、ロータコア１０と、複数の二次導体２０と、エンドリング２５と、回転軸３０を有している。第４実施形態に係るロータ１においては、二次導体２０及び回転軸３０については、第１実施形態〜第３実施形態と同一の構成である為、その説明は省略する。

第４実施形態に係るロータコア１０は、略円盤状に形成された複数の電磁鋼板製のコアプレート（コアプレート１１、第１プレート１２、第２プレート１３）を、カシメ又は貫通ピン等によって一体積層して構成されており、回転軸３０に対して固定されている。ここで、第３実施形態におけるコアプレート１１は、上述した第１実施形態と同様の構成である。

第４実施形態に係る第１プレート１２は、第１実施形態に係る第１プレート１２（図２参照）と略同様の構成であり、第１プレート１２の中心を通る回転軸３０の周りに、複数の第１開口部１２Ａを有している。複数の第１開口部１２Ａは、ロータコア１０の周方向に沿って、均等に分散配置されており、第１プレート１２を貫通している。各第１開口部１２Ａは、軸方向から見た場合に、円環の一部をなす形状に開口されている。

又、第４実施形態に係る第２プレート１３についても、第１実施形態に係る第２プレート１３（図３参照）と略同様の構成であり、第２プレート１３の中心を通る回転軸３０の周りに、複数の第２開口部１３Ａを有している。複数の第２開口部１３Ａは、ロータコア１０の周方向に沿って、均等に分散配置されており、第２プレート１３を貫通している。各第２開口部１３Ａは、軸方向から見て、円環の一部をなす形状に開口されている。

続いて、第４実施形態に係る穴部１５、凹部１６の構成について、図１１、図１２を参照しつつ詳細に説明する。第４実施形態に係るロータコア１０も、当該ロータコア１０の中核を構成する複数枚のコアプレート１１の軸方向端面に、複数枚の第２プレート１３を積層し、更に、第２プレート１３の軸方向端面に対して、複数枚の第１プレート１２を積層して構成されている。

図１１に示すように、第４実施形態においては、第２開口部１３Ａに係る第２内縁寸法ＤＩは、第１開口部１２Ａにおける第１内縁寸法ＬＩよりも大きく、第１外縁寸法ＬＯよりも小さく形成されている。又、第４実施形態における第２外縁寸法ＤＯは、第１開口部１２Ａにおける第１外縁寸法ＬＯよりも大きく形成されている。

従って、第２プレート１３の軸方向端面に、第１プレート１２を積層すると、前記軸方向から見た場合に、第１開口部１２Ａと第２開口部１３Ａは、第２内縁寸法ＤＩから第１外縁寸法ＬＯの間において連通する。又、第２開口部１３Ａは、第２外縁寸法ＤＯが第１開口部１２Ａの第１外縁寸法ＬＯよりも大きく形成されているため、前記第２開口部１３Ａの一部が、前記第１開口部１２Ａの外側に位置する。

これにより、図１１に示すように、コアプレート１１〜第２プレート１３を積層すると、軸方向から見た場合に、第１開口部１２Ａと第２開口部１３Ａが重複する部分（第２内縁寸法ＤＩから第１外縁寸法ＬＯの間）によって、穴部１５が形成される。そして、前記第２開口部１３Ａの内、前記第１開口部１２Ａの外側に位置する部分（第１外縁寸法ＬＯと第２外縁寸法ＤＯの間）は、ロータコア１０の外径方向に延びる凹部１６として機能する。即ち、第４実施形態に係るロータ１によれば、コアプレート１１〜第２プレート１３を積層する作業を行うだけで、前記ロータコア１０の軸方向端面に、穴部１５及び凹部１６を形成することができる。尚、エンドリング２５の内径は、第１内縁寸法ＬＩに等しく形成されている。

以上説明したように、第４実施形態に係るロータ１のように構成した場合であっても、上述した第１実施形態に係るロータ１と同様の効果を奏する。即ち、第４実施形態に係るロータ１によれば、当該ロータ１が高速回転した場合であっても、各穴部１５に、エンドリング２５の保持部２６が挿入されている為、遠心力によってエンドリング２５が外径方向に変形することを抑制し得る。

又、第４実施形態においても、各穴部１５内には、軸方向と直交する方向に延びる凹部１６に対して、保持部２６に形成された嵌合部２７が嵌合している為、ロータ１が更に高速で回転した場合であっても、エンドリング２５の内周側がロータコア１０の端面から浮き上がり、保持部２６が穴部１５から抜け出るように変形することはない。この結果、第４実施形態に係るロータ１によれば、より高速で回転した場合であっても、エンドリング２５の変形及び破損を防止することができ、もって、より高速回転での使用に耐え得る。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態における第１プレート１２における第１開口部１２Ａの形状、第２プレート１３における第２開口部１３Ａの形状は、あくまでも一例であり、その形状は適宜変更し得る。

１ロータ
１０ロータコア
１１コアプレート
１２第１プレート
１２Ａ第１開口部
１３第２プレート
１３Ａ第２開口部
１５穴部
１６凹部
２０二次導体
２５エンドリング
２６保持部
２７嵌合部
３０回転軸
４０ステータ
５０誘導機

Claims

回転可能に配設された回転軸と、
前記回転軸の軸方向に、複数の磁性鋼板を積層して構成され、前記回転軸に固設されたロータコアと、
前記ロータコアの周方向に分散配置され、前記回転軸方向に延びる複数の二次導体と、
前記回転軸の軸方向における前記ロータコアの端面側に位置する前記二次導体の端部を相互に接続する端絡環と、を有する誘導機の回転子であって、
前記ロータコアは、
前記回転軸の軸方向における前記ロータコアの端面から、前記軸方向に沿って延びる穴部と、
前記ロータコアの端面よりも前記ロータコアの内側において、前記穴部から前記軸方向と直交する方向へ延びる凹部と、を有し、
前記端絡環は、
当該端絡環の内径側に形成され、前記ロータコアの端面に形成された前記穴部に挿入される保持部と、
前記保持部に形成され、前記穴部内に形成された前記凹部と嵌合する嵌合部と、を有する
ことを特徴とする誘導機の回転子。
請求項１記載の誘導機の回転子であって、
前記ロータコアは、
前記軸方向に貫通形成された第１開口部を有し、前記軸方向における当該ロータコアの端面側に積層される第１磁性鋼板と、
前記軸方向に貫通形成された第２開口部を有し、前記第１磁性鋼板に対して、前記軸方向における当該ロータコアの内側に積層される第２磁性鋼板と、を有し、
前記穴部及び前記凹部は、
前記軸方向から見た場合に、前記第１磁性鋼板の第１開口部と、前記第２磁性鋼板の第２開口部が連通し、且つ、前記第２開口部の少なくとも一部が、前記第１開口部の外側に位置するように、前記第１磁性鋼板を、前記第２磁性鋼板の軸方向端部側に積層することにより形成される
ことを特徴とする誘導機の回転子。
請求項１又は２記載の誘導機の回転子であって、
前記ロータコアは、
前記軸方向における前記ロータコアの端面に、前記穴部及び前記凹部を複数有し、
前記複数の穴部及び凹部は、
前記ロータコアの周方向において、均等に分散配置されている
ことを特徴とする誘導機の回転子。
請求項１乃至３の何れかに記載の誘導機の回転子であって、
前記凹部は、
前記ロータコアの端面よりも前記ロータコアの内側において、前記穴部から前記軸方向と直交し、前記ロータコアの外周側に向かって延びる
ことを特徴とする誘導機の回転子。