JP5542112B2 - 回転子 - Google Patents

Description

この発明は、回転電機の回転子に関するものである。

特許文献１では、複数の二次導体棒がそれぞれ挿通される挿通孔を備えた回転子鉄心と、各二次導体棒の両端がそれぞれ挿入される挿入孔が設けられたエンドリングとを備えた回転子において、二次導体棒は両端に本体部よりも細い挿入端部を有する段付形状に形成され、二次導体棒の挿入端部はエンドリングの挿入孔に挿入され、エンドリングと二次導体棒とがロウ付けされて電気的に接続されている。

特開２００８−１６１０２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の回転子は、二次導体棒の両端部に段付部を有するため、加工工程が増え、コスト高となっていた。

この発明は、上記に鑑みてなされたもので、簡素な二次導体棒の構成でエンドリングと二次導体棒とを確実に固定可能な回転子を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る回転子は、軸方向に延伸する複数の第１の二次導体挿通孔が周方向に沿って設けられた円筒状の回転子鉄心と、この回転子鉄心の両端部に配置され、前記複数の第１の二次導体挿通孔と前記軸方向にそれぞれ連通する複数の第２の二次導体挿通孔が周方向に沿って設けられるとともに、前記各第２の二次導体挿通孔の内周面に前記軸方向に沿って延設された溝部が設けられた一対のエンドリングと、前記第１および第２の二次導体挿通孔を挿通することにより前記回転子鉄心と前記エンドリングとを貫通し、両端部が前記エンドリングから突き出るようにして配置された複数の二次導体棒と、前記溝部内に設けられて前記エンドリングと前記二次導体棒とを固定するロウ材と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、簡素な二次導体棒の構成でエンドリングと二次導体棒とを確実に固定可能な回転子を提供することができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態に係る回転電機の回転子１の全体構成を示す斜視図である。 図２は、回転子鉄心２の構成を示す斜視図である。 図３は、図２の部分拡大図である。 図４は、エンドリング３の構成を示す斜視図である。 図５は、図４の部分拡大図である。 図６は、二次導体棒４を示す斜視図である。 図７は、二次導体棒４を回転子鉄心２に挿通した状態を示す斜視図である。 図８は、図７の回転子鉄心２の軸方向の両端面にエンドリング３を配置した状態を示す斜視図である。 図９は、図８の部分拡大図である。

以下に、本発明に係る回転子の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本実施の形態に係る回転電機の回転子１の全体構成を示す斜視図、図２は、回転子鉄心２の構成を示す斜視図、図３は、図２の部分拡大図、図４は、エンドリング３の構成を示す斜視図、図５は、図４の部分拡大図である。以下、図１〜図５を参照して、回転子１の構成について説明する。

回転子１は、回転子鉄心２と、回転子鉄心２の軸方向の両端部に配置された一対のエンドリング３と、回転子鉄心２とエンドリング３を挿通しその両端部が突出部８としてエンドリング３から突出して配置された複数の二次導体棒４と、エンドリング３と二次導体棒４とをロウ付するロウ材９とを備えて構成される。

回転子鉄心２は円筒状であり、中心部に回転電機の回転軸（図示せず）が挿通される軸孔１０が設けられている。回転子鉄心２は、例えば、板厚が０．３〜０．７ｍｍ程度の電磁鋼板、または、鉄板を一枚一枚プレスにより打ち抜いて多数枚積層することで構成される。

回転子鉄心２の外周部には、二次導体棒４を挿通させるための二次導体挿通孔５ａ（第１の二次導体挿通孔）が周方向に沿って複数個形成されている。二次導体挿通孔５ａの断面形状は例えば概略丸形状である。また、二次導体挿通孔５ａは、回転子鉄心２の軸方向に沿って延伸している。さらに、二次導体挿通孔５ａは、回転子鉄心２の外周面にて軸方向に沿って略一定の幅で開口した開口部６ａを備えている。このような開口部６ａを設けることで、回転電機の効率が向上する。なお、開口部６ａを設けずに、二次導体挿通孔５ａが外周面側に閉塞していてもよい。

エンドリング３は、環状であり、回転子鉄心２の軸方向の両端部にて回転子鉄心２を挟むようにして配置されている。エンドリング３は例えば銅材で構成され、例えば１ｍｍ前後の銅板をプレスにより打ち抜いて数枚積層して構成される。なお、本実施の形態ではエンドリングの材質を銅としているが、これに限定するものではなく、例えばアルミニウムなどで構成してもよい。

エンドリング３は、回転子鉄心２と同様に二次導体棒４を挿通させるための二次導体挿通孔５ｂ（第２の二次導体挿通孔）が周方向に沿って形成されている。二次導体挿通孔５ｂは、エンドリング３の軸方向に沿って延伸している。また、エンドリング３は、二次導体挿通孔５ｂが回転子鉄心２の二次導体挿通孔５ａと連通するように位置合わせして配置されている。二次導体挿通孔５ｂの断面形状は例えば概略丸形状である。また、二次導体挿通孔５ｂは、エンドリング３の外周面で軸方向に沿って略一定の幅で開口した開口部６ｂを備えている。開口部６ｂは、二次導体挿通孔５ｂに連通する二次導体挿通孔５ａに設けられた開口部６ａと軸方向において連通している。なお、開口部６ｂを設けない構成でもよい。

次に、エンドリング３に設けられた二次導体挿通孔５ｂの詳細な形状について説明する。図４および図５に示すように、二次導体挿通孔５ｂは、その断面形状が例えば概略円形状であって、さらにその内周面には溝部である微小突起溝７が設けられている。図示例では、微小突起溝７は例えば二つ設けられており、具体的には、微小突起溝７ａ，７ｂが設けられている。なお、以下では、微小突起溝７は微小突起溝７ａ，７ｂを総称する。微小突起溝７は、エンドリング３の軸方向に延設されて例えばエンドリング３を貫通している。すなわち、図示例では、微小突起溝７はエンドリング３の一端面から他端面までその軸方向に沿って設けられている。

微小突起溝７の断面形状は、例えば概略三日月形状である。すなわち、断面概略円形の二次導体挿通孔５ｂの内周面には断面が三日月形状の凹部としての微小突起溝７が形成されている。

また、各二次導体挿通孔５ｂに対して、微小突起溝７をそれぞれ２個以上設けるとともに、そのうちの少なくとも一対を当該二次導体挿通孔５ｂの径方向において互いに対向する位置に設けることが好ましい。図示例では、微小突起溝７ａ，７ｂは、概略二次導体挿通孔５ｂの径方向において、互いに対向して設けられている。なお、図示例以外にも例えば、径方向において互いに対向する二対の微小突起溝７を各二次導体挿通孔５ｂに対して設けることもできる。この場合は、一対の微小突起溝７の対向方向と残りの一対の微小突起溝７の対向方向とが例えば直交するように配置することができる。

また、微小突起溝７の寸法は、二次導体挿通孔５ｂの寸法に対して十分小さくすることが好ましい。具体的には、二次導体挿通孔５ｂの半径に対して、微小突起溝７の深さを例えば１／１０以下とすることが好ましい。ここで、微小突起溝７の深さは、二次導体挿通孔５ｂの中心から微小突起溝７の最深部までの距離と二次導体挿通孔５ｂの半径との差分として定義される。微小突起溝７の寸法を二次導体挿通孔５ｂの寸法に対して十分小さくすることで、回転電機の効率の低下を抑制することができる。

また、エンドリング３の複数の二次導体挿通孔５ｂに設けられた複数の微小突起溝７は、エンドリング３の上面（回転子鉄心２側とは反対側の端面）からみて、例えば同心円状に設けることができる（図４参照）。図示例では、エンドリング３の周方向にわたって設けられた複数の二次導体挿通孔５ｂにはそれぞれ２個の微小突起溝７ａ，７ｂが設けられているが、これらの微小突起溝７ａ，７ｂの全部は、平面視で、エンドリング３の軸を中心として同一の円周上に配置されている。なお、図示例以外にも例えば、複数の微小突起溝７がエンドリング３の軸を中心として半径の異なる二つの同心円上にそれぞれ配置された構成など可能である。

図６は、二次導体棒４を示す斜視図である。二次導体棒４は、二次導体挿通孔５ａと断面がほぼ等しい例えば丸形状であり、棒状の例えば銅材により構成される。なお、二次導体挿通孔５ｂは、微小突起溝７を除き二次導体挿通孔５ａと同一形状であり、二次導体挿通孔５ａと同軸的に配置される。二次導体棒４の断面は、軸方向に渡って例えば同一の断面形状（例えば円形）となっている。なお、本実施の形態では、二次導体棒４の材質を銅としているが、これに限定するものではなく、例えばアルミニウムなどで構成してもよい。

図７は、二次導体棒４を回転子鉄心２に挿通した状態を示す斜視図、図８は、図７の回転子鉄心２の軸方向の両端面にエンドリング３を配置した状態を示す斜視図、図９は、図８の部分拡大図である。

二次導体棒４は、二次導体挿通孔５ａ，５ｂを挿通することにより、エンドリング３、および、回転子鉄心２を貫通して配置されている。なお、二次導体棒４の長さは、１対のエンドリング３および回転子鉄心２を合わせた軸長よりも長寸であり、二次導体棒４の各端部は、エンドリング３の端面に対して突出して突出部８を形成している。そして、エンドリング３と二次導体棒４の両端部とがロウ材９によって固定されている。ここで、二次導体棒４の突出部８から微小突起溝７へロウ材９を流し込むことでエンドリング３と二次導体棒４とを、確実に固定することができる。すなわち、本実施の形態では、二次導体挿通孔５ｂに微小突起溝７を設け、この微小突起溝７内にロウ材９を流し込むことで、微小突起溝７内にエンドリング３と二次導体棒４とを接合するロウ材９を設け、エンドリング３と二次導体棒４とのロウ付けを行っている。

以上説明したように、本実施の形態によれば、エンドリング３の二次導体挿通孔５ｂの内周面に微小突起溝７を設け、この微小突起溝７内にロウ材９を設けるようにしたので、特許文献１のように二次導体棒４に段付部を設けることなく、簡素な二次導体棒４の構成でエンドリング３と二次導体棒４とをロウ付けにより確実に固定することができる。

また、本実施の形態では、微小突起溝７の断面形状を例えば三日月形状としている。これにより、ロウ材９の流動性を高めることができ、エンドリング３と二次導体棒４とをより確実に固定できる。なお、微小突起溝７の断面形状をその他の形状とすることもできる。

また、本実施の形態では、微小突起溝７は、エンドリング３の軸方向に延設されてエンドリング３を貫通している。これにより、エンドリング３と二次導体棒４とをより確実に固定できる。なお、微小突起溝７がエンドリング３の軸方向の一部に延設された構成も可能である。この場合、微小突起溝７は、エンドリング３の上面（回転子鉄心２側とは反対側の端面）からエンドリング３を貫通しない範囲で設けられる。

また、本実施の形態では、微小突起溝７ａ，７ｂは、概略二次導体挿通孔５ｂの径方向において、互いに対向して設けられている。一般に、微小突起溝７は、各二次導体挿通孔５ｂに対して、２個以上を設けるとともに少なくとも一対は径方向に互いに対向する位置に設けることが好ましい。これにより、エンドリング３と二次導体棒４とをより確実に固定でき、回転子１の十分な強度を得ることができる。

また、微小突起溝７の寸法は、二次導体挿通孔５ｂの寸法に対して十分小さくすることが好ましい。具体的には、例えば、二次導体挿通孔５ｂの半径に対して、微小突起溝７の深さを例えば１／１０以下とすることが好ましい。これにより、回転電機の効率の低下を抑制しつつエンドリング３と二次導体棒４とをより確実に固定できる。

また、エンドリング３に設けられた微小突起溝７を、エンドリング３の上面からみて同心円状に設けることが好ましい。これにより、エンドリング３と二次導体棒４とを周方向を確実に固定することができ、起動及び停止時における回転子１の強度を向上できる。

本発明は、電動機等の回転電機の回転子として有用である。

１ 回転子
２ 回転子鉄心
３ エンドリング
４ 二次導体棒
５ａ，５ｂ 二次導体挿通孔
６ａ，６ｂ 開口部
７，７ａ，７ｂ 微小突起溝
８ 突出部
９ ロウ材
１０ 軸孔

Claims (6)

1. 軸方向に延伸する複数の第１の二次導体挿通孔が周方向に沿って設けられた円筒状の回転子鉄心と、
   この回転子鉄心の両端部に配置され、前記複数の第１の二次導体挿通孔と前記軸方向にそれぞれ連通する複数の第２の二次導体挿通孔が周方向に沿って設けられるとともに、前記各第２の二次導体挿通孔の内周面に前記軸方向に沿って延設された溝部が設けられた一対のエンドリングと、
   前記第１および第２の二次導体挿通孔を挿通することにより前記回転子鉄心と前記エンドリングとを貫通し、両端部が前記エンドリングから突き出るようにして配置された複数の二次導体棒と、
   前記溝部内に設けられて前記エンドリングと前記二次導体棒とを固定するロウ材と、
   を備えることを特徴とする回転子。
2. 前記溝部の断面形状は三日月形状であることを特徴とする請求項１に記載の回転子。
3. 前記溝部は、前記各第２の二次導体挿通孔について、それぞれ２個以上設けられるとともに、そのうちの少なくとも一対は当該第２の二次導体挿通孔の径方向において互いに対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転子。
4. 前記エンドリングに設けられたすべての前記溝部は、前記エンドリングの上面からみて、前記エンドリングの軸を中心として同心円状に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転子。
5. 前記溝部の深さは、前記第２の二次導体挿通孔の半径の１／１０以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転子。
6. 前記溝部は、前記エンドリングを前記軸方向に貫通していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転子。

Images