JP2017022902A - 誘導機の回転子及び誘導機の回転子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータコアと、複数の導体バー及びエンドリングを含む二次導体とを有する誘導機の回転子及び誘導機の回転子の製造方法に関し、誘導機における冷却能力を高めつつ、高回転化に対応可能な誘導機の回転子及び誘導機の回転子の製造方法を提供する。
【解決手段】ロータ１は、回転軸１０に固設されたロータコア２０と、複数の導体バー３１及びエンドリング３５を有する二次導体３０を有している。複数の導体バー３１及びエンドリング３５は、二次導体配設工程において導電材をダイカストすることで成形される。二次導体配設工程に際して、エンドリング３５の軸方向端面には、複数の板状突部４１が軸方向に立設される。複数の羽根部４０は、羽根部成形工程において、第１曲部成形治具５０、第２曲部成形治具５５を用いて、軸方向に沿って成形圧力Ｆを加えることで、板状突部４１に曲部４２を形成して構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータコアと、回転軸の周りに分散配置された複数の導体バー及び各導体バー端部を短絡するエンドリングを含む二次導体とを有する誘導機の回転子及び誘導機の回転子の製造方法に関する。

従来、誘導機の回転子の一つとして、かご形回転子が知られている。このようなかご形回転子は、回転軸に固着されたロータコアと、ロータコアにおける回転軸の周りに分散配置された複数の導体バー及び、ロータコアの軸方向端面において各導体バーの端部を短絡するエンドリングを含む二次導体とによって構成されている。

近年、これらの誘導機においては、回転子における冷却能力を高める為に、種々の発明がなされており、例えば、特許文献１記載の発明が知られている。特許文献１記載の誘導機の回転子は、スロットに配設された二次導体の長手方向に沿って形成された気体流通路と、回転子における気体流通路の開口端部に配設された第１の羽根及び第２の羽根を有して構成されており、回転子の回転に伴い、二次導体に設けた気体流通路を介して、気体を強制的に循環させて、二次導体を効果的に冷却している。

特開平０７−１１５７４２号公報

一般に誘導機においては、低速高負荷運転時は、発熱が大きいにも関わらず冷却能力が低下しているので、熱的制約から、定格出力が頭打ちとなり、モータ小型化を阻害する要因となっている。これに対し、アルミダイカストで二次導体を形成する際に、フィンをエンドリングと一体成形されたロータが提案されている。この場合、金型からロータを離型できるファン形状として、羽形状は軸方向の曲がりはつけられず、また、エンドリング内径より内側に張り出せない。従って、低速域での風量増加の方策としての羽形状設計の自由度が低いという課題がある。
一方で、誘導機においては、高回転化への対応が望まれており、誘導機を高回転化させた場合に、高速回転に伴う遠心力の影響を考慮する必要がある。より具体的には、高速回転化に伴う遠心力の増大によって、エンドリング等の二次導体の変形・破損が生じやすくなる為、これらに対する対応策を講じる必要がある。

特に、特許文献１記載の誘導機のように、回転子の二次導体を用いて複数の羽根を形成した場合、各羽根は、二次導体により構成される他の部分（例えば、エンドリング等）よりも肉厚が薄くなる為、遠心力に対する耐力に問題があり、高速回転に起因する遠心力によって変形・破損を引き起こすことが想定される。

又、特許文献１における第１の羽根及び第２の羽根は、二次導体の鋳込み時に同時に鋳造されたり、二次導体の鋳込み後に切削加工を施したりすることによって形成される。二次導体の鋳込みに際して二次導体内部に生じた鋳造欠陥（例えば、巣等）が生じた場合であっても、鋳造欠陥が残存してしまうため、羽根やエンドリングを含む二次導体が、高速回転に伴う遠心力によって変形したり、破損したりしてしまう虞があった。

本発明は、ロータコアと、回転軸の周りに分散配置された複数の導体バー及びエンドリングを含む二次導体とを有する誘導機の回転子及び誘導機の回転子の製造方法に関し、誘導機における冷却能力を高めつつ、高回転化に対応可能な誘導機の回転子及び誘導機の回転子の製造方法を提供する。

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、前記回転軸の周りに分散配置され、前記回転軸方向に延びる複数のスロットを有し、前記回転軸に固設されたロータコアと、前記ロータコアの各スロット内にそれぞれ配置される複数のダイカスト製の導体バーと、前記回転軸方向におけるロータコアの端面に形成され、前記複数の導体バーの端部を相互に接続する円環状のダイカスト製のエンドリングとを含む二次導体と、を有する誘導機の回転子であって、前記エンドリングは、当該エンドリングに対して、前記回転軸方向に突出し、且つ、前記ロータコアの径方向に伸びる複数の羽根部を有し、前記複数の羽根部の組成は、前記二次導体のダイカストの組成に対して、加工硬化した組成を有していることを特徴とする。

当該誘導機の回転子は、回転軸と、複数のスロットを有するロータコアと、複数の導体バーとエンドリングを含む二次導体と、を有する。そして、複数の導体バーは、ダイカスト製であって、前記ロータコアの各スロット内にそれぞれ配置され、円環状のエンドリングは、ダイカスト製であって、前記ロータコアの軸方向端面に形成されている。当該エンドリングには、複数の羽根部が、前記回転軸方向に突出し、且つ、前記ロータコアの径方向に伸びるように形成されている為、当該誘導機の回転子を回転させることで、複数の羽根部によって気体を循環させて、誘導機を冷却することができる。そして、当該誘導機の回転子によれば、前記複数の羽根部の組成は、前記二次導体のダイカストの組成に対して、加工硬化した組成を有している為、遠心力に対する複数の羽根部の耐力を高めることができる。即ち、当該誘導機の回転子によれば、ダイカストされたエンドリングに対して成形圧力を加えて、複数の羽根部を成形することで、誘導機の冷却能力を高めつつ、高回転化に対応させ得る。

又、本発明の他の側面に係る誘導機の回転子は、請求項１記載の誘導機の回転子であって、前記複数の羽根部は、前記径方向と交差する所定方向へ曲がっていることを特徴とする。

当該誘導機の回転子において、前記複数の羽根部は、前記径方向と交差する所定方向へ曲がっている。これにより、当該誘導機の回転子によれば、当該回転子が所定方向に回転した場合の羽根部による風量を増大させることができ、もって、当該誘導機の冷却能力を高めることができる。又、複数の羽根部を所定方向に曲げる際に、各羽根部に加工硬化を生じさせることができ、高速回転に伴う遠心力に対する耐力も向上させることができる。

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２記載の誘導機の回転子であって、前記羽根部における径方向内側部分は、当該羽根部における径方向外側部分よりも大きな曲率で曲がっていることを特徴とする。

当該誘導機の回転子において、前記羽根部における径方向内側部分は、当該羽根部における径方向外側部分よりも大きな曲率で曲がっている。この為、当該誘導機の回転子によれば、各羽根部が上述のような曲げを有することで、低回転時における羽根部による風量を増大させることができる。回転子の低回転時は、誘導機における発熱量も大きい為、低回転時における風量を増大させることで、もって、誘導機における冷却能力を、より適切に高め得る。

又、本発明の他の側面に係る誘導機の回転子は、請求項３記載の誘導機の回転子であって、前記複数の羽根部は、前記ロータコアの径方向に延出する延出部を有することを特徴とする。

当該誘導機の回転子において、前記複数の羽根部は、前記ロータコアの径方向に延出する延出部を有している。従って、当該誘導機の回転子によれば、延出部によって、羽根部の面積を拡張することで各羽根部による風量を増大させることができ、もって、誘導機における冷却能力を高め得る。又、複数の羽根部に延出部を形成する際に、各羽根部に加工硬化を生じさせることができるので、当該誘導機の回転子によれば、高速回転に伴う遠心力に対する耐力を高めることができる。

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４記載の誘導機の回転子であって、前記羽根部は、前記延出部と基部とを有し、前記延出部は、前記ロータコアの径方向一方側に延出し、前記基部よりも薄い厚みで形成され、前記基部は、前記エンドリングの軸方向端面から離れるほど前記径方向他方側に位置するように傾斜した傾斜面を有し、当該羽根部における前記ロータコアの径方向他方側に位置することを特徴とする。

当該誘導機の回転子において、前記羽根部は、延出部と、基部とを夫々有している。延出部は、前記ロータコアの径方向一方側に延出して構成されており、前記基部よりも薄い厚みで形成される。基部は、エンドリングの軸方向端面から離れるほど前記径方向他方側に位置するように傾斜した傾斜面を有しており、羽根部におけるロータコアの径方向他方側に位置している。即ち、当該誘導機の回転子によれば、複数の羽根部に延出部及び基部を形成する際に加工硬化を生じさせることができ、更に、少ない加工工数をもって延出部及び基部を形成することができる。

本発明の他の側面に係る誘導機の回転子の製造方法は、回転可能に配設された回転軸と、前記回転軸の周りに分散配置され、前記回転軸方向に延びる複数のスロットを有し、前記回転軸に固設されたロータコアと、導電材をダイカストすることによって、前記ロータコアの各スロット内にそれぞれ配置される複数の導体バーと、導電材をダイカストすることによって、前記回転軸方向におけるロータコアの端面に形成され、前記複数の導体バーの端部を相互に接続する円環状のエンドリングとを含む二次導体と、を有する誘導機の回転子の製造方法であって、導電材をダイカストすることによって、前記ロータコアの各スロット内にそれぞれ前記導体バーを配置すると共に、回転軸方向における当該ロータコアの端面に沿って前記エンドリングを形成する二次導体配設工程と、前記エンドリングに対して前記回転軸方向から成形圧力を加えることによって、前記回転軸方向に突出し、且つ、前記ロータコアの径方向に伸びる複数の羽根部を成形する羽根部成形工程と、を有することを特徴とする。

当該誘導機の回転子の製造方法は、二次導体配設工程と、羽根部成形工程とを有している。二次導体配設工程では、導電材をダイカストすることによって、前記ロータコアの各スロット内にそれぞれ前記導体バーを配置すると共に、当該ロータコアの軸方向端面に前記エンドリングを形成する。羽根部成形工程では、前記ロータコアの軸方向端面にダイカスト成形された前記エンドリングに対して前記回転軸方向から成形圧力を加えることによって、前記回転軸方向に突出し、且つ、前記ロータコアの径方向に伸びる複数の羽根部を成形する。従って、当該誘導機の回転子の製造方法によれば、二次導体配設工程、羽根部成形工程を行うことで、誘導機の冷却能力を向上させ得る複数の羽根部を、高回転に伴う遠心力に対応可能な耐力を有して形成することができ、もって、誘導機における冷却能力を高めつつ、高回転化に対応可能な誘導機の回転子を製造し得る。

又、本発明の他の側面に係る誘導機の回転子の製造方法は、請求項６記載の誘導機の回転子の製造方法であって、前記二次導体配設工程は、前記導電材をダイカストすることによって、前記エンドリングを形成すると同時に、当該回転軸方向に沿って立設されると共に前記ロータコアの径方向に伸びる複数の板状突部とを、前記回転軸方向におけるエンドリングの端面に形成し、前記羽根部成形工程は、前記二次導体配設工程において前記導電材のダイカストに伴い形成された複数の板状突部に対して、前記成形治具を用いて、回転軸方向から成形圧力を加えることで、前記複数の羽根部を成形することを特徴とする。

当該誘導機の回転子の製造方法によれば、二次導体配設工程において、前記導電材をダイカストすることによって、前記エンドリングを形成すると同時に、複数の板状突部を、前記回転軸方向におけるエンドリングの端面に形成し、前記羽根部成形工程において、前記導電材のダイカストに伴い形成された複数の板状突部に対して、前記成形治具を用いて、回転軸方向から成形圧力を加えることで、前記複数の羽根部を成形する。従って、当該誘導機の回転子の製造方法によれば、複数の羽根部を加工硬化させて、遠心力に対する耐力を、効果的に高めることができる。又、複数の板状突部を、成形治具を用いて成形することで、複数の羽根部とするので、各羽根部による風量を調整することができ、誘導機における冷却能力を適切に調整し得る。

そして、本発明の他の側面に係る誘導機の回転子の製造方法は、請求項７記載の誘導機の回転子の製造方法であって、前記羽根部成形工程は、前記エンドリングにおける軸方向端面と対向する一面に、軸方向に凹んだ羽根部成形溝を複数有する鍛造用成形治具を介して、前記エンドリングの軸方向端面に対して成形圧力を加える鍛造加工を施すことで、前記複数の羽根部を成形することを特徴とする。

当該誘導機の回転子の製造方法によれば、鍛造用成形治具を介して、前記エンドリングの軸方向端面に対して成形圧力を加える鍛造加工を施すことで、前記複数の羽根部を成形する為、複数の羽根部に加工硬化を生じさせることができ、もって、高速回転に伴う遠心力に対する耐力を高めることができる。又、エンドリングに対する鍛造加工を施す為、エンドリング内部に生じた鋳造欠陥を消滅させて、高速回転に伴う遠心力に対するエンドリングの耐力を向上させることができる。

この発明によれば、エンドリングに対して前記回転軸方向から成形圧力を加えることによって、複数の羽根部を成形することで、誘導機における冷却能力を高めつつ、誘導機の高回転化に効率よく対応可能な誘導機の回転子及び誘導機の回転子の製造方法を提供できる。

第１実施形態に係る誘導機のロータの概略構成を示す側面図である。 第１実施形態に係る誘導機のロータの正面図である。 二次導体配設工程終了時点におけるロータの側面図である。 二次導体配設工程終了時点におけるロータの正面図である。 第１実施形態の羽根部成形工程における第１曲部成形治具の斜視図である。 羽根部成形工程における第１曲面成形治具及び固定治具の配置を示す説明図である。 第１実施形態における羽根部成形工程に関する説明図（１）である。 第１実施形態における羽根部成形工程に関する説明図（２）である。 第２実施形態における羽根部成形工程に関する説明図（１）である。 第２実施形態における延出成形治具の構成を示す説明図である。 第２実施形態における羽根部成形工程に関する説明図（２）である。 第２実施形態に係る羽根部成型工程完了後のロータの正面図である。 第２実施形態における一の羽根部を示す拡大図である。 第３実施形態における羽根部成形工程に関する説明図（１）である。 第３実施形態における鍛造用成形治具の斜視図である。 第３実施形態における羽根部成形工程に関する説明図（２）である。

以下、本発明に係る誘導機の回転子及び誘導機の回転子の製造方法を、誘導機に用いられるかご形回転子であるロータ１に適用した実施形態について、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実施形態に係るロータ１の概略構成について、図１、図２を参照しつつ詳細に説明する。第１実施形態に係るロータ１は、かご型回転子として構成されており、三相交流電流によって回転磁束を発生させるステータと共に、かご型三相誘導電動機を構成する。当該誘導電動機においては、ステータから発生する回転磁束と、かご型回転子として構成されたロータ１の導体バー３１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。

尚、当該誘導電動機においては、ロータ１は、略円筒形状を為すステータの径方向内側において、回転軸１０の軸芯周りに回転可能に支持されており、上述したロータ１、ステータは、ケース（図示せず）内部に収容されている。

図１、図２に示すように、ロータ１は、回転軸１０に固設され、複数のスロット２５を有するロータコア２０と、複数の導体バー３１及びエンドリング３５を有する二次導体３０と、を有している。回転軸１０は、誘導電動機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。

ロータコア２０は、略円盤状に形成された複数の電磁鋼板製のプレートを積層することによって円筒形状に構成されており、回転軸孔２１と、複数のスロット２５を有している（図１、図２参照）。又、当該ロータコア２０の外周面は、誘導電動機を構成する場合、円筒形状に形成されたステータの内周面（回転軸１０側の面）と間隔を隔てた状態で対向するように構成されている。

図２に示すように、回転軸孔２１は、当該ロータコア２０の中心部に形成されており、回転軸１０によって挿通される。ロータコア２０は、回転軸孔２１に挿通された回転軸１０に対して固定されている。そして、ロータコア２０の外周面には、一定間隔で複数のスロット２５が形成されており（図１、図２参照）、回転軸１０を取り囲むように、ロータコア２０の外周面側に分散配置されている。

図１等に示すように、導体バー３１は、当該ロータコア２０の外周面に分散配置された複数のスロット２５内に配設されている。複数の導体バー３１は、後述する二次導体配設工程により、各スロット２５内に、アルミニウム等の導電材をダイカストすることによって形成されており、ロータコア２０の周方向に沿って、等間隔で分散配置されている。各導体バー３１は、ロータコア２０の軸方向に沿って傾斜するように配設されて、スキューが施されている。

エンドリング３５は、端絡環又は短絡環と呼ばれる部材であり、回転軸１０の軸方向におけるロータコア２０の両端面に沿って配置されている。当該エンドリング３５は、後述する二次導体配設工程において、アルミニウム等の導電材をダイカストすることによってロータコア２０の軸方向端面上に円環状に形成されており、各導体バー３１と一体に形成されている。これにより、各導体バー３１は、一対のエンドリング３５と一体に形成されることによって短絡されている。

そして、エンドリング３５の軸方向端面には、複数の羽根部４０が形成されている。図１、図２に示すように、複数の羽根部４０は、回転軸１０の軸方向に沿って立設されると共に前記ロータコア２０の径方向に伸びるように配置され、後述する羽根部成形工程を実行することで形成される。

図１〜図８に示すように、第１実施形態における羽根部４０は、羽根部成形工程における曲げ加工によって形成される曲部４２を有している。第１実施形態に係る羽根部４０の曲部４２は、二次導体配設工程によって導電材のダイカストと同時に成形される板状突部４１（図３、図４参照）に対して、羽根部成形工程において第１曲部成形治具５０等を用いた曲げ加工を施すことによって形成され、ロータコア２０の径方向と交差する所定方向へ曲げられている。即ち、各羽根部４０は、曲部４２によって、ロータ１の回転方向側が凹状に窪んだ形状を為すので、当該ロータ１が所定方向（図２中、反時計回り）に回転した場合の羽根部４０による風量を増大させることができ、もって、当該誘導電動機の冷却能力を高めることができる。

各羽根部４０が羽根部成形工程によって形成された曲部４２を有することによって、ロータコア２０の径方向内側部分は、当該羽根部４０における径方向外側部分よりも大きな曲率で曲がっている。これにより、ロータ１の回転が低回転時における羽根部４０による風量を増大させることができる。ロータ１の回転が低回転時は、誘導電動機における発熱量も大きい為、低回転時における風量を増大させることができる。

第１実施形態に係る複数の羽根部４０は、第１曲部成形治具５０等を用いて、回転軸１０の軸方向に沿った成形圧力を、複数の板状突部４１に対して作用させて曲げ加工を行うことで、曲部４２を形成している。これにより、当該羽根部４０には、曲部４２の形成に際しての塑性変形に伴って加工硬化が生じている為、強度が向上している。従って、当該ロータ１の高速回転した場合に遠心力に対する耐力を、加工硬化によって向上させることができるので、当該ロータ１は、誘導機の高速回転化に対応することが可能である。

（第１実施形態に係るロータ１の製造方法）
次に、第１実施形態に係るロータ１の製造方法について、詳細に説明する。第１実施形態に係るロータ１の製造方法は、ロータコア２０に対して二次導体３０を配設する二次導体配設工程と、二次導体配設工程で配設されたエンドリング３５の軸方向端面に複数の羽根部４０を成形する羽根部成形工程とを有している。

（第１実施形態に係る二次導体配設工程）
先ず、第１実施形態に係るロータ１の製造方法を構成する二次導体配設工程について、図３、図４を参照しつつ説明する。第１実施形態に係る二次導体配設工程においては、導電体の一例であるアルミニウムを、各スロット２５内にダイカストすることにより、各スロット２５内部に導体バー３１を配設する。この時、ロータコア２０の周囲には、所定形状を為す鋳型が配置されており、各スロット２５内への導電材のダイカストと同時に、ロータコア２０の軸方向両端面と、前記鋳型の内壁面の間にもダイカストされ、エンドリング３５及び複数の板状突部４１が形成される。

第１実施形態において、二次導体配設工程では、複数の板状突部４１が、各エンドリング３５の軸方向端面に形成される。図３、図４に示すように、各板状突部４１は、略平板状を為し、エンドリング３５の軸方向端面から軸方向に沿って立設されている。そして、各板状突部４１は、ロータ１の周方向へ一定の間隔をもって形成されており、夫々、ロータコア２０の径方向に沿って伸びている。

（第１実施形態における羽根部成形工程）
次に、第１実施形態に係るロータ１の製造方法を構成する羽根部成形工程について、図５〜図８を参照しつつ詳細に説明する。当該羽根部成形工程は、成形治具を介して成形圧力Ｆを作用させることによって、二次導体配設工程において配置されたエンドリング３５の軸方向端面に、複数の羽根部４０を成形する工程であり、成形治具配置工程と、成形実行工程とを含んでいる。

（成形治具配置工程）
羽根部成形工程を構成する成形治具配置工程について、図５、図６を参照しつつ説明する。当該成形治具配置工程は、羽根部成形工程を構成する成形実行工程において、所望の形状の羽根部４０を成形する為に、成形実行工程の前段階として行われる。具体的に、第１実施形態に係る成形治具配置工程では、二次導体配設工程によってエンドリング３５や板状突部４１が形成されたロータ１の所定位置に対して、成形治具（第１曲部成形治具５０、外径側固定治具７０）が配置される。

第１曲部成形治具５０は、二次導体配設工程において形成された複数の板状突部４１の間において、エンドリング３５の軸方向端面に沿って配置される成形治具であり、後述する第２曲部成形治具５５と協働することによって、各板状突部４１に曲部４２を形成する際に用いられる。図５に示すように、第１曲部成形治具５０は、第１曲面部５１と、嵌合凹部５２とを有している。第１曲面部５１は、第１曲部成形治具５０におけるロータコア２０の周方向一方側に位置しており、ロータコア２０の内径側となる位置ほど、径方向外側部分よりも大きな曲率で曲がって形成されている。そして、嵌合凹部５２は、第１曲部成形治具５０におけるロータコア２０の周方向他方側に位置しており、羽根部成形工程における成形実行工程に際して、後述する第２曲部成形治具５５の嵌合凸部５７が嵌め合わされる部分である（図７、図８参照）。

そして、外径側固定治具７０は、成形治具配置工程において、ロータコア２０の軸方向端面に形成されたエンドリング３５、複数の板状突部４１及び、各第１曲部成形治具５０の外径側側面に沿って配置される（図６等参照）。当該外径側固定治具７０は、エンドリング３５及び各板状突部４１の外径側側面に沿って配置することで、エンドリング３５及び板状突部４１の外径側への塑性変形量を規制する役割を果たす。又、当該外径側固定治具７０は、複数の板状突部４１の間に配置された各第１曲部成形治具５０の外径側側面に沿っている為、成形実行工程において成形圧力Ｆが作用した場合においても、各第１曲部成形治具５０を所定位置に固定する役割を果たす。

（成形実行工程）
続いて、羽根部成形工程を構成する成形実行工程について、図７、図８を参照しつつ説明する。当該成形実行工程は、成形治具配置工程によって複数の第１曲部成形治具５０及び外径側固定治具７０が所定位置に配置されたロータ１に対して、第２曲部成形治具５５を介して、ロータコア２０の軸方向端面に向かう成形圧力Ｆを加えることによって、複数の羽根部４０を形成する工程である。

図７、図８に示すように、第２曲部成形治具５５は、略円環状に形成された成形治具であり、一面（ロータコア２０の軸方向端面と対向する面）に、複数の第２曲面部５６と、複数の嵌合凸部５７を有している。第２曲面部５６は、夫々、第１曲部成形治具５０の第１曲面部５１表面との間に、所定の間隙（例えば、各板状突部４１における周方向厚み）を隔てて延びる曲面状を為している。

そして、各嵌合凸部５７は、第２曲部成形治具５５における複数の第２曲面部５６の間に突出形成されており、羽根部成形工程における成形実行工程に際して、各第１曲部成形治具５０の嵌合凹部５２に対して嵌め合わされる。従って、第２曲部成形治具５５の各嵌合凸部５７は、第１曲部成形治具５０の嵌合凹部５２と協働することによって、第１曲面部５１と第２曲面部５６の相対的な位置関係を、所定位置に位置決めする機能を果たす。

図７、図８に示すように、羽根部成形工程を構成する成形実行工程では、成形治具配置工程によって、複数の第１曲部成形治具５０及び外径側固定治具７０が配置されたロータコア２０の軸方向端面に対して、第２曲部成形治具５５を軸方向に沿って移動させる。この時、エンドリング３５の軸方向端面には、複数の板状突部４１が立設されている為、第２曲部成形治具５５の各第２曲面部５６を介して、各板状突部４１には、成形圧力Ｆが作用する。

この第２曲部成形治具５５によって加えられた成形圧力Ｆによって、エンドリング３５の各板状突部４１は、第１曲部成形治具５０の第１曲面部５１及び第２曲部成形治具５５の第２曲面部５６に沿って塑性変形していき、曲部４２が形成される。これにより、エンドリング３５の軸方向端面に形成された複数の板状突部４１は、夫々、曲部４２を有する羽根部４０に加工され、第１実施形態に係る誘導電動機のロータ１が製造される（図１、図２参照）。

以上説明したように、第１実施形態に係るロータ１及びロータ１の製造方法によれば、エンドリング３５の軸方向端面には、複数の羽根部４０が、前記回転軸方向に突出し、且つ、前記ロータコア２０の径方向に伸びるように形成される（図１参照）。これにより、当該誘導電動機のロータ１を回転させることで、複数の羽根部４０によって気体を循環させて、誘導電動機を冷却することができる。そして、複数の羽根部４０は、羽根部成形工程において、エンドリング３５と一体に形成された各板状突部４１に対して軸方向から成形圧力Ｆを加えることによって成形されている為、各羽根部４０に対して、塑性変形による加工硬化を生じさせることができ、遠心力に対する複数の羽根部４０の耐力を高めることができる。即ち、当該誘導電動機のロータ１によれば、ダイカストされたエンドリング３５に対して成形圧力Ｆを加えて、複数の羽根部４０を成形することで、誘導電動機の冷却能力を高めつつ、高回転化に対応させることができる。

又、複数の羽根部４０は、二次導体配設工程でエンドリング３５と一体に形成された複数の板状突部４１に、第１曲部成形治具５０、第２曲部成形治具５５、外径側固定治具７０等を用いて、成形圧力Ｆを作用させることで成形されている（図７、図８等参照）。従って、複数の羽根部４０を加工硬化させて、遠心力に対する耐力を、効果的に高めることができる。又、複数の板状突部４１を、第１曲部成形治具５０等を用いて成形することで、複数の羽根部４０とするので、各羽根部４０による風量を、用途に応じて適切に調整することができ、誘導電動機における冷却能力を適切に調整し得る。

そして、前記複数の羽根部４０は、羽根部成形工程において第１曲部成形治具５０等を用いて、軸方向からの成形圧力Ｆを作用させることによって、前記径方向と交差する所定方向へ前記複数の板状突部４１を曲げる曲げ加工を施すことで成形されている（図７、図８参照）。これにより、当該誘導電動機のロータ１によれば、当該ロータ１が所定方向に回転した場合の羽根部４０による風量を増大させることができ、もって、当該誘導電動機の冷却能力を高めることができる。又、複数の羽根部４０に曲げ加工を施している為、各羽根部４０に加工硬化を生じさせることができ、高速回転に伴う遠心力に対する耐力も向上させることができる。

更に、各羽根部４０における径方向内側部分は、前記曲げ加工に伴って、当該羽根部４０における径方向外側部分よりも大きな曲率で曲がっている。この為、当該誘導電動機のロータ１によれば、羽根部成形工程により、各羽根部４０に曲げ加工を施すことで、ロータ１の低回転時における羽根部４０による風量を増大させることができる。ロータ１の低回転時は、誘導電動機における発熱量も大きい為、低回転時における風量を増大させることで、もって、誘導電動機における冷却能力を、より適切に高め得る。

（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９〜図１１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と略同一の基本的構成を有しており、二次導体配設工程、羽根部成形工程の内容及び各羽根部４０の形状が相違する。第１実施形態と同一の構成については、その説明を省略し、相違点に係る構成について、詳細に説明する。

第２実施形態においても、二次導体配設工程では、第１実施形態と同様に、導電材をダイカストすることで、複数の導体バー３１及びエンドリング３５を配置すると同時に、エンドリング３５の軸方向端面に、複数の板状突部４１を形成する。図９に示すように、複数の板状突部４１は、略矩形平板状を為し、エンドリング３５の軸方向端面から軸方向に沿って立設されており、夫々、ロータコア２０の径方向に沿って伸びている。

（第２実施形態に係る羽根部成形工程）
そして、第２実施形態に係る羽根部成形工程について、図９〜図１１を参照しつつ詳細に説明する。第２実施形態に係る羽根部成形工程は、延出成形治具６０を介して成形圧力Ｆを作用させることによって、二次導体配設工程において配設されたエンドリング３５の軸方向端面に、複数の羽根部４０を成形する工程である。

図９、図１０に示すように、延出成形治具６０は、第２実勢形態に係る羽根部成形工程において、板状突部４１を成形して羽根部４０とする際に用いられる成形治具であって、略円盤状に形成されている。略円盤状を為す延出成形治具６０の一面には、複数の基部成形溝６１と、複数の延出部成形溝６２が放射状に形成されている。

複数の基部成形溝６１は、延出成形治具６０の径方向外側部分において、径方向に沿って伸びる溝状に形成されており、夫々、延出成形治具６０の周方向へ一定の間隔をもって配置されている。当該基部成形溝６１は、夫々、略矩形平板状の板状突部４１の板厚よりもやや大きな幅をもって形成されている。従って、第２実施形態に係る羽根部成形工程においては、当該基部成形溝６１に対して、各板状突部４１をそれぞれ進入させることができる。そして、当該基部成形溝６１において、延出成形治具６０の径方向内側には、内径側ほど、基部成形溝６１の深さが浅くなるように構成されている。
尚、基部成形溝６１は、エンドリング３５の軸方向端面における径方向の幅寸法と略同じ長さで、延出成形治具６０の径方向に伸びている。

そして、複数の延出部成形溝６２は、各基部成形溝６１に対して径方向内側部分に位置しており、夫々、基部成形溝６１と連通している。当該延出部成形溝６２は、基部成形溝６１の幅寸法（即ち、板状突部４１の板厚）よりも小さな幅寸法を有しており、エンドリング３５の内径側端縁よりも更に内径側となる位置まで伸びている。

第２実施形態に係る羽根部成形工程において、当該延出成形治具６０を軸方向へ移動させて、各板状突部４１に対して成形圧力Ｆを作用させると、基部成形溝６１と、延出部成形溝６２の幅寸法の相違によって、板状突部４１を構成する導電材の一部を移動させることができる。この時、基部成形溝６１の径方向内側は、内径側ほど、基部成形溝６１の深さが浅くなるように構成されている為、延出成形治具６０を軸方向に沿って移動させることで、当該導電材の一部を延出部成形溝６２内に導くことができ、羽根部４０の延出部４４を成形することができる。

このように、第２実施形態に係る羽根部成形工程においては、上述のように構成された延出成形治具６０を、軸方向に沿って移動させて、各板状突部４１に対して成形圧力Ｆを作用させることで、各板状突部４１を、基部４３及び延出部４４を有する羽根部４０として成形することができる。

（第２実施形態に係るロータの構成）
第２実施形態においては、二次導体配設工程、羽根部成形工程を実行することで、エンドリング３５の軸方向端面に、複数の羽根部４０を有するロータ１を製造することができる。図１１〜図１３に示すように、第２実施形態に係るロータ１において、各羽根部４０は、基部４３と、延出部４４とを有して構成される。

基部４３は、延出成形治具６０を介して、板状突部４１に対して成形圧力Ｆを作用させることで、基部成形溝６１によって形成され、羽根部４０の径方向外側部分を構成する。上述したように、基部成形溝６１の径方向内側は、内径側ほど、基部成形溝６１の深さが浅くなるように構成されている為、基部４３の径方向内側部分には、傾斜面４３Ａが、エンドリング３５の軸方向端面から離れるほど前記径方向外側に位置するように傾斜して形成される。

そして、延出部４４は、延出成形治具６０を介して加えられた成形圧力Ｆによって、板状突部４１を構成する導電材の一部を、延出部成形溝６２内に移動させることで、径方向内側に向かって延出して形成される。上述したように、延出部成形溝６２は、基部成形溝６１の幅寸法（即ち、板状突部４１の板厚）よりも小さい幅である為、延出部４４は、板状突部４１及び基部４３よりも薄い厚みで形成される（図１０、図１１参照）。

このようにして形成された第２実施形態に係るロータ１においては、エンドリング３５の軸方向端面に形成された複数の羽根部４０は、基部４３と延出部４４を有している為、軸方向における断面積（回転軸１０の回転によって空気と衝突する羽根部４０の面積）を、板状突部４１の状態よりも大きくすることができる。即ち、ロータ１の回転に伴い複数の羽根部４０で生じる風量を増大させることができるので、当該ロータ１を用いた誘導機における冷却能力を高めることができる。

又、第２実施形態においても、複数の羽根部４０は、延出成形治具６０を用いて、成形圧力Ｆを作用させることで板状突部４１を加工する延出加工を行うことによって、基部４３及び延出部４４を形成して構成されている。各羽根部４０には、この延出加工に伴って加工硬化が生じている為、当該ロータ１は、高速回転に伴う遠心力に対する耐力を高めることができる。

以上説明したように、第２実施形態に係るロータ１、ロータ１の製造方法によれば、エンドリング３５の軸方向端面には、複数の羽根部４０が、前記回転軸方向に突出し、且つ、前記ロータコア２０の径方向に伸びるように形成される（図１０、図１１参照）。これにより、当該誘導電動機のロータ１を回転させることで、複数の羽根部４０によって気体を循環させて、誘導電動機を冷却することができる。そして、複数の羽根部４０は、羽根部成形工程において、エンドリング３５と一体に形成された各板状突部４１に対して軸方向から成形圧力Ｆを加えることによって成形されている為、各羽根部４０に対して、塑性変形による加工硬化を生じさせることができ、遠心力に対する複数の羽根部４０の耐力を高めることができる。即ち、当該誘導電動機のロータ１によれば、ダイカストされたエンドリング３５に対して成形圧力Ｆを加えて、複数の羽根部４０を成形することで、誘導電動機の冷却能力を高めつつ、高回転化に対応させることができる。

又、第２実施形態に係る複数の羽根部４０は、二次導体配設工程でエンドリング３５と一体に形成された複数の板状突部４１に、延出成形治具６０を用いて、成形圧力Ｆを作用させることで成形されている（図９〜図１１参照）。従って、複数の羽根部４０を加工硬化させて、遠心力に対する耐力を、効果的に高めることができる。又、複数の板状突部４１を、延出成形治具６０等を用いて成形することで、複数の羽根部４０とするので、各羽根部４０による風量を、用途に応じて適切に調整することができ、誘導電動機における冷却能力を適切に調整し得る。

そして、第２実施形態において、複数の羽根部４０は、羽根部成形工程において、延出成形治具６０を用いて複数の板状突部４１に対して延出加工を施すことによって形成されており、成形圧力Ｆによって、複数の板状突部４１を構成する導電材の一部を、前記ロータコア２０の径方向内側に延出した延出部４４を有している。従って、当該誘導電動機のロータ１によれば、羽根部成形工程における延出加工によって、羽根部４０の面積を拡張することで各羽根部４０による風量を増大させることができ、もって、誘導電動機における冷却能力を高め得る。又、羽根部成形工程において、複数の板状突部４１に対して延出加工を施すことによって、各羽根部４０に加工硬化を生じさせることができるので、当該誘導電動機のロータ１は、高速回転に伴う遠心力に対する耐力を高めることができる。

第２実施形態に係るロータ１において、図１１等に示すように、各羽根部４０は、基部４３と、延出部４４とを夫々有している。延出部４４は、延出成形治具６０を介して加えられた成形圧力Ｆによって、板状突部４１を構成する導電材の一部を、延出部成形溝６２内に移動させることで、径方向内側に向かって延出して形成される。つまり、第２実施形態に係る誘導電動機のロータ１によれば、複数の板状突部４１に対して、延出成形治具６０を軸方向に沿って移動させて成形圧力Ｆを作用させることによって、各羽根部４０を形成することができるので、少ない加工工数をもって延出加工を施すことができる。

（第３実施形態）
次に、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１４〜図１６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と略同一の基本的構成を有しており、エンドリング３５の構成や、二次導体配設工程、羽根部成形工程の内容及び各羽根部４０の形状が相違する。第１実施形態、第２実施形態と同一の構成については、その説明を省略し、相違点に係る構成について、詳細に説明する。

第３実施形態に係る二次導体配設工程では、第１実施形態、第２実施形態と同様に、導電材をダイカストすることで、複数の導体バー３１及びエンドリング３５を配置する。この点、第３実施形態においては、第１実施形態、第２実施形態と異なり、エンドリング３５の軸方向端面は、平面状に形成されており、第１実施形態等のように複数の板状突部４１は形成されていない（図１４参照）。

（第３実施形態に係る羽根部成形工程）
次に、第３実施形態に係るロータ１の製造方法を構成する羽根部成形工程について、図１４〜図１６を参照しつつ詳細に説明する。当該羽根部成形工程は、鍛造用成形治具６５を介して成形圧力Ｆを作用させることによって、二次導体配設工程において配置されたエンドリング３５の軸方向端面に、複数の羽根部４０を成形する工程であり、成形治具配置工程と、成形実行工程とを含んでいる。

（成形治具配置工程）
第３実施形態に係る成形治具配置工程においては、エンドリング３５の内径側側面に沿って、内径側固定治具７５が配置され、エンドリング３５の外径側側面に沿って、外径側固定治具７０が配置される（図１４参照）。この時、エンドリング３５の径方向に関して、内径側固定治具７５と、外径側固定治具７０の間には、所定の空間がエンドリング３５の軸方向端面の上方に形成される。当該空間は、羽根部成形工程において、鍛造用成形治具６５による鍛造加工に用いられるスペースである。

（成形実行工程）
続いて、第３実施形態に係る成形実行工程について説明する。当該成形実行工程は、成形治具配置工程によって外径側固定治具７０及び内径側固定治具７５が所定位置に配置されたロータ１に対して、鍛造用成形治具６５を介して、ロータコア２０の軸方向端面に向かう成形圧力Ｆを加えることによって、複数の羽根部４０を形成する工程である。

図１５に示すように、鍛造用成形治具６５は、当該ロータ１に配設されたエンドリング３５の軸方向端面に対応する円環状に形成されており、エンドリング３５の軸方向端面に対向する一面に、複数の羽根部成形溝６６を有している。複数の羽根部成形溝６６は、円環状を為す鍛造用成形治具６５の一面において、径方向に沿って伸びる溝状に形成されており、夫々、鍛造用成形治具６５の周方向へ一定の間隔をもって配置されている。

当該成形実行工程においては、径方向における外径側固定治具７０と内径側固定治具７５の間の空間に対して、鍛造用成形治具６５を軸方向に移動させることで、エンドリング３５の軸方向端面に対して、成形圧力Ｆを加える鍛造加工を施す。当該鍛造加工においては、鍛造用成形治具６５は、羽根部成形溝６６が形成されている面が、エンドリング３５の軸方向端面と対向する状態で、エンドリング３５に対する鍛造加工に用いられる。この時、エンドリング３５の軸方向端面には、鍛造用成形治具６５表面と接触する部分のみ、成形圧力Ｆが作用し、複数の羽根部成形溝６６にあたる部分には、成形圧力Ｆが作用することはない。

この結果、第３実施形態に係る成形実行工程として鍛造加工を行うと、成形圧力Ｆの作用によって、エンドリング３５の塑性変形が生じる。鍛造加工に伴って、エンドリング３５を構成する導電材の塑性流動が生じ、当該導電材は、鍛造用成形治具６５における各羽根部成形溝６６に相当する部分において、エンドリング３５の軸方向端面から突出するように変形していく。即ち、成形実行工程として鍛造加工を行うことで、エンドリング３５の軸方向端面には、複数の羽根部４０が、鍛造用成形治具６５における各羽根部成形溝６６に対応して形成される（図１６参照）。

（第３実施形態に係るロータの構成）
第３実施形態においては、二次導体配設工程、羽根部成形工程を実行することで、エンドリング３５の軸方向端面に、複数の羽根部４０を有するロータ１を製造することができる。図１６に示すように、第３実施形態に係るロータ１において、各羽根部４０は、鍛造用成形治具６５の各羽根部成形溝６６に従って、エンドリング３５の軸方向端面に突出形成されている。従って、当該ロータ１を回転させることで、各羽根部４０による気体の循環を生じさせることができ、ロータ１が用いられた誘導電動機の冷却能力を高め得る。

そして、第３実施形態に係る羽根部成形工程では、エンドリング３５に成形圧力Ｆを作用させ、鍛造用成形治具６５を用いた鍛造加工を施している為、エンドリング３５及び羽根部４０に対して、塑性変形による加工硬化を生じさせることができる。これにより、高速回転に伴う遠心力に対する耐力を高めることができるので、当該ロータ１は、高速回転に対応することができる。

以上説明したように、第３実施形態に係るロータ１、ロータ１の製造方法によれば、エンドリング３５の軸方向端面には、複数の羽根部４０が、前記回転軸方向に突出し、且つ、前記ロータコア２０の径方向に伸びるように形成される（図１０、図１１参照）。これにより、当該誘導電動機のロータ１を回転させることで、複数の羽根部４０によって気体を循環させて、誘導電動機を冷却することができる。そして、複数の羽根部４０は、羽根部成形工程としての鍛造加工によって、エンドリング３５に対して軸方向から成形圧力Ｆを加えることによって成形されている為、各羽根部４０に対して、塑性変形による加工硬化を生じさせることができ、遠心力に対する複数の羽根部４０の耐力を高め得る。即ち、当該誘導電動機のロータ１によれば、ダイカストされたエンドリング３５に対して成形圧力Ｆを加えて、複数の羽根部４０を成形することで、誘導電動機の冷却能力を高めつつ、高回転化に対応させることができる。

そして、第３実施形態に係る誘導電動機のロータ１によれば、羽根部成形工程を実行して、鍛造用成形治具６５を介して、前記エンドリング３５の軸方向端面に対して成形圧力Ｆを加える鍛造加工を施すことで、複数の羽根部４０を形成している。これにより、当該誘導電動機のロータ１によれば、エンドリング３５及び複数の羽根部４０に加工硬化を生じさせることができ、もって、高速回転に伴う遠心力に対する耐力を高めることができる。又、エンドリング３５に対する鍛造加工を施す為、エンドリング３５内部に生じた鋳造欠陥を消滅させて、高速回転に伴う遠心力に対するエンドリング３５の耐力を向上させることができる。

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、二次導体３０である導体バー３１及びエンドリング３５、羽根部４０を構成する導電材として、アルミニウム等を挙げていたが、この態様に限定されるものではない。例えば、銅や、アルミニウム合金、銅合金でも良い。又、導体バー３１とエンドリング３５は別材料であってもよい。

又、上述した各実施形態においては、羽根部成形工程を実行することで、エンドリング３５の軸方向端面に、複数の羽根部４０を形成していたが、少なくとも複数の羽根部４０を形成していればよく、羽根部４０の形成と同時に、他の構成を形成してもよい。当該他の構成としては、例えば、ロータ１の回転バランスを修正する際に用いられるピン等を挙げることができる。

そして、上述した各実施形態における羽根部成形工程は、エンドリング３５に対して複数の羽根部４０を形成することができれば、どのような環境で実行してもよい。即ち、羽根部成形工程において、熱間加工として実行してもよいし、冷間加工として実行してもよい。

１ ロータ
１０ 回転軸
２０ ロータコア
２５ スロット
３０ 二次導体
３１ 導体バー
３５ エンドリング
４０ 羽根部
４１ 板状突部
４２ 曲部
４３ 基部
４４ 延出部
５０ 第１曲部成形治具
５５ 第２曲部成形治具
６０ 延出成形治具
６５ 鍛造用成形治具
７０ 外径側固定治具
７５ 内径側固定治具
Ｆ 成形圧力

Claims (8)

1. 回転可能に配設された回転軸と、
   前記回転軸の周りに分散配置され、前記回転軸方向に延びる複数のスロットを有し、前記回転軸に固設されたロータコアと、
   前記ロータコアの各スロット内にそれぞれ配置される複数のダイカスト製の導体バーと、前記回転軸方向におけるロータコアの端面に形成され、前記複数の導体バーの端部を相互に接続する円環状のダイカスト製のエンドリングとを含む二次導体と、を有する誘導機の回転子であって、
   前記エンドリングは、
   当該エンドリングに対して、前記回転軸方向に突出し、且つ、前記ロータコアの径方向に伸びる複数の羽根部を有し、
   前記複数の羽根部の組成は、
   前記二次導体のダイカストの組成に対して、加工硬化した組成を有している
   ことを特徴とする誘導機の回転子。
2. 請求項１記載の誘導機の回転子であって、
   前記複数の羽根部は、
   前記径方向と交差する所定方向へ曲がっている
   ことを特徴とする誘導機の回転子。
3. 請求項２記載の誘導機の回転子であって、
   前記羽根部における径方向内側部分は、当該羽根部における径方向外側部分よりも大きな曲率で曲がっている
   ことを特徴とする誘導機の回転子。
4. 請求項３記載の誘導機の回転子であって、
   前記複数の羽根部は、
   前記ロータコアの径方向に延出する延出部を有する
   ことを特徴とする誘導機の回転子。
5. 請求項４記載の誘導機の回転子であって、
   前記羽根部は、前記延出部と基部とを有し、
   前記延出部は、前記ロータコアの径方向一方側に延出し、前記基部よりも薄い厚みで形成され、
   前記基部は、前記エンドリングの軸方向端面から離れるほど前記径方向他方側に位置するように傾斜した傾斜面を有し、当該羽根部における前記ロータコアの径方向他方側に位置する
   ことを特徴とする誘導機の回転子。
6. 回転可能に配設された回転軸と、
   前記回転軸の周りに分散配置され、前記回転軸方向に延びる複数のスロットを有し、前記回転軸に固設されたロータコアと、
   導電材をダイカストすることによって、前記ロータコアの各スロット内にそれぞれ配置される複数の導体バーと、導電材をダイカストすることによって、前記回転軸方向におけるロータコアの端面に形成され、前記複数の導体バーの端部を相互に接続する円環状のエンドリングとを含む二次導体と、を有する誘導機の回転子の製造方法であって、
   導電材をダイカストすることによって、前記ロータコアの各スロット内にそれぞれ前記導体バーを配置すると共に、回転軸方向における当該ロータコアの端面に沿って前記エンドリングを形成する二次導体配設工程と、
   前記エンドリングに対して前記回転軸方向から成形圧力を加えることによって、前記回転軸方向に突出し、且つ、前記ロータコアの径方向に伸びる複数の羽根部を成形する羽根部成形工程と、を有する
   ことを特徴とする誘導機の回転子の製造方法。
7. 請求項６記載の誘導機の回転子の製造方法であって、
   前記二次導体配設工程は、
   前記導電材をダイカストすることによって、前記エンドリングを形成すると同時に、当該回転軸方向に沿って立設されると共に前記ロータコアの径方向に伸びる複数の板状突部とを、前記回転軸方向におけるエンドリングの端面に形成し、
   前記羽根部成形工程は、
   前記二次導体配設工程において前記導電材のダイカストに伴い形成された複数の板状突部に対して、前記成形治具を用いて、回転軸方向から成形圧力を加えることで、前記複数の羽根部を成形する
   ことを特徴とする誘導機の回転子の製造方法。
8. 請求項６記載の誘導機の回転子の製造方法であって、
   前記羽根部成形工程は、
   前記エンドリングにおける軸方向端面と対向する一面に、軸方向に凹んだ羽根部成形溝を複数有する鍛造用成形治具を介して、前記エンドリングの軸方向端面に対して成形圧力を加える鍛造加工を施すことで、前記複数の羽根部を成形する
   ことを特徴とする誘導機の回転子の製造方法。

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