JP5992004B2 - 誘導回転電機の回転子、及び回転子の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、高速回転を実現するための機械的強度を持たせた誘導回転電機の回転子、及び回転子の製造方法に関するものである。

複数の電磁鋼板を積層した回転子鉄心が、回転軸になるシャフトに取り付けられている誘導回転電機の回転子が従来から知られている。回転子鉄心は、軸線方向に回転子鉄心を貫通した複数のスロット内に設けられた回転子導体と、回転子導体の軸線方向端部で、かつ、回転子鉄心外に設けられ、回転子導体と一体に鋳込むことで形成されたエンドリングとを有している。

近年、特に、工作機向けの誘導回転電機においては、高速回転条件、高温条件、及び高負荷条件で運転されることが多い。このため、回転子には、非常に大きな遠心力が作用することになる。このとき、回転子導体は、機械的強度及び熱的強度に優れた鉄材からなる回転子鉄心の内部に存在しているので、変形することはない。しかし、回転子鉄心外に設けられたエンドリングは、径方向外側に倒れこむように変形してしまう。これにより、エンドリングと回転子導体との境界部に応力が集中し、境界部が破損する恐れがある。

境界部のエンドリングを補強するために、軸線方向端部の電磁鋼板から軸線方向について回転子鉄心から離れる方向に突出する突起を設け、突起をエンドリング内部に含むように鋳込むことでエンドリングの変形を抑制する回転子鉄心を有するアルミダイキャスト回転子が従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されている回転子鉄心では、互いに隣り合うスロットの中間付近に突起が形成されている。

また、軸線方向端部の電磁鋼板である薄鉄板に、複数のバーリング穴を設け、溶湯がバーリング穴からバーリング穴の裏側へ回って逃し穴に広がり、冷え固まることで、エンドリングである端板の抜け止めとし、端板を回転子鉄心であるヨークに対して、より強固に固定した永久磁石型回転子が従来から知られている（例えば、特許文献２参照）。

実公昭６０−６６２７８号公報 特開平２−４６１４２号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１に示されているアルミダイキャスト回転子は、互いに隣り合うスロットの中間付近に設けられた突起でエンドリングを支持してエンドリングの変形を抑制している。しかし、互いに隣り合うスロットの中間付近に設けられた突起では、境界部に生じる局所的な応力、例えば、径方向外側のエンドリングの端面付近に対して作用する応力を緩和する効果に乏しく、境界部が破損する恐れがあるという問題は解決されていない。

また、特許文献２に示されている永久磁石型回転子は、端板をヨークに強固に固定する際には、有効な技術であり、径方向に作用する遠心力による応力に対して、より耐久性を持たせることができる。しかし、特許文献２に示されている永久磁石型回転子は、エンドリングの抜け止めの効果を狙ったものであり、遠心力によるエンドリングの径方向への変形を抑制する効果を得ることはできない。

さらに、特許文献２は、ヨークに逃がし穴を設ける空きスペースが無いことから、軸線方向端部の１枚または数枚の薄鉄板のスロットの周囲にバーリング穴加工を施すことになる。このとき、溶湯をバーリング穴からバーリング穴の裏側へ回すためには、必然的にバーリング穴の径をスロットの径よりも狭くする必要がある。

このような構成では、湯流れが局所的に悪化して、ダイカスト材の中への空気の巻き込み、成型後の境界部に巣や破断部を発生させ、強度低下を招く恐れがある。このとき、回転子が高速回転して、遠心力によりエンドリングが境界部を支点として径方向に倒れ込むように変形すると、境界部が破損する恐れがある。従って、特許文献２においても、境界部が破損する恐れがあるという問題の解決はされていない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンドリングの変形を抑制すると共に、境界部の破損を防止することができる誘導回転電機の回転子、及び回転子の製造方法を得ることを目的とする。

この発明による誘導回転電機の回転子は、回転軸になるシャフトを挿入するための軸孔を有するとともに、周方向に間隔を置いて、かつ、軸線方向に貫通する複数の第１の貫通孔の内部に形成されている複数の棒状の導体を有する環状の回転子鉄心、回転子鉄心の軸線方向両端部に設けられるとともに、複数の第１の貫通孔のそれぞれの位置と整合する位置に設けられた第２の貫通孔と、軸線方向について回転子鉄心から離れるように第２の貫通孔の外周部から突出して設けられた凸部とを有する端面板、及び凸部の一部が内部に埋没されており、かつ、導体同士を連結して導体を短絡し、回転子鉄心と端面板とを接合するように、軸線方向の両端に設けられたエンドリングを備え、端面板には、導体及びエンドリングよりも機械的強度及び熱的強度に優れた材料が用いられており、凸部は、径方向内側に配置された第１の凸部と、径方向外側に配置された第２の凸部とで構成され、第１の凸部は、エンドリング内に埋没されており、第２の凸部は、エンドリングの径方向外端面よりも径方向外側に配置され、かつ、エンドリングの径方向外端面と接している。

また、この発明による回転子の製造方法は、回転軸になるシャフトを挿入するための軸孔と、周方向に間隔を置いて、かつ、軸線方向に貫通されており、複数の棒状の導体を挿入させるための複数の第１の貫通孔とを有する環状の回転子鉄心、回転子鉄心の軸線方向両端部に設けられるとともに、複数の第１の貫通孔のそれぞれの位置と整合する位置に設けられた第２の貫通孔と、軸線方向について回転子鉄心から離れるように第２の貫通孔の外周部から突出した凸部と、を有する端面板、及び凸部の一部を内部に鋳込み、かつ、導体同士を連結して導体を短絡し、回転子鉄心と端面板とを接合するように、軸線方向の両端に設けられたエンドリングを備えた誘導回転電機の回転子の製造方法であって、導体及びエンドリングよりも機械的強度及び熱的強度に優れた材料を用いて、径方向内側に配置された第１の凸部と、径方向外側に配置された第２の凸部とで構成された凸部を有するように、端面板を形成するステップと、成型型内に、第１の貫通孔と第２の貫通孔との位置を整合させた回転子鉄心及び端面板を配置するステップと、回転子鉄心及び端面板が配置された成形型内に、溶湯を流し込むことで、第１の凸部がエンドリング内に鋳込まれ、第２の凸部がエンドリングの径方向外端面よりも径方向外側に配置され、エンドリングの径方向外端面と接するように、複数の棒状の導体と、エンドリングと、をダイカストにより一体に成型するステップと、を有する。

この発明による誘導回転電機の回転子によれば、機械的強度及び熱的強度に優れた鉄材が用いられた端面板から突出させた凸部のうち、径方向外側に配置された第２の凸部がエンドリングの径方向外側面と接している。これにより、遠心力により径方向外側に変形しようとするエンドリングを支えることができ、エンドリングの変形を抑制することができる。これに加えて、径方向内側に配置された第１の凸部は、エンドリング内に鋳込まれている。これにより、エンドリングと端面板との結合が強固になるので、エンドリングとスロット内導体との境界部の破損を防止することができる。

本発明の実施の形態１によるかご型誘導電動機を示す断面図である。 図１の回転子部を示す断面図である。 図２の回転子部を示す斜視図である。 図３の回転子を示す分解図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 本発明の実施の形態２による凸部を示す拡大断面図である。 本発明の実施の形態３による凸部を示す拡大断面図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるかご型誘導電動機を示す断面図である。図１において、誘導回転電機であるかご型誘導電動機１（以下、単に誘導電動機１と称す）は、誘導電動機本体（誘導回転電機本体）１０と、誘導電動機本体１０の外側に配置されたエンコーダ２と、エンコーダ２を覆い誘導電動機本体１０に装着された保護カバー３とを有している。

誘導電動機本体１０は、軸線を中心に回転される回転子部２０と、回転子部２０の径方向外側に配置され、回転子部２０の外周方向を囲む筒状の固定子部３０と、回転子部２０及び固定子部３０を支持するケーシング４０とを有している。

回転子部２０は、回転子部２０の軸線上に配置され、回転軸になるシャフト２１と、シャフト２１に設けられ、ケーシング４０内に収容された回転子２２とを有している。

固定子部３０は、回転子２２と同軸に配置された状態でケーシング４０内に固定されている。また、固定子部３０は、回転子２２を囲む円筒状（環状）の固定子鉄心３１と、固定子鉄心３１に設けられ、固定子鉄心３１の周方向について並べられた複数の固定子コイル３２とを有している。外部から各固定子コイル３２への給電により、固定子部３０には、回転磁界が生じる。一方、外部動力により、固定子部３０の回転磁界の回転速度より速い速度で回転子２２を回転させると、回転子２２の回転に伴う磁束の変化により、各固定子コイル３２に交流起電力が生じ、誘導発電機になる。

ケーシング４０は、負荷側ブラケット４１、反負荷側ブラケット４２、負荷側ブラケット４１と反負荷側ブラケット４２とを接続するフレーム４３により構成されている。負荷側ブラケット４１及び反負荷側ブラケット４２は、回転子２２及び固定子部３０を挟んだ状態で互いに対向して配置されている。固定子鉄心３１は、フレーム４３に取り付けられている。

シャフト２１は、負荷側ブラケット４１及び反負荷側ブラケット４２のそれぞれを貫通している。また、シャフト２１は、負荷側ブラケット４１及び反負荷側ブラケット４２のそれぞれに軸受４を介して回転自在に支持されている。反負荷側ブラケット４２からケーシング４０外へ突出するシャフト２１の端部には、シャフト２１の回転速度を検出するエンコーダ２が設けられている。

エンコーダ２は、反負荷側ブラケット４２に固定された保護カバー３により保護されている。即ち、保護カバー３は、エンコーダ２を覆い、誘導電動機本体１０に装着されている。

図２は、図１の回転子部２０を示す断面図である。また、図３は、図２の回転子部２０を示す斜視図である。さらに、図４は、図３の回転子２２を示す分解図である。ただし、図３では、回転子２２を説明するために、後述するエンドリング２５の一部をカットして示している。以下、図２〜４を用いて、回転子２２の構造について説明する。

図に示すように、回転子２２には、円板状の電磁鋼板を複数枚積層して形成された環状の回転子鉄心２３が設けられている。回転子鉄心２３の中央部には、シャフト２１を挿入するための断面円形状の軸孔２３０が形成されている。また、回転子鉄心２３の周縁部には、回転子鉄心２３の周方向に間隔を置いて複数（この例では、１６個）のスロット（第１の貫通孔）２３１が設けられている。

全てのスロット２３１は、回転子２２の径方向について、それぞれのスロット２３１の中心軸と軸孔２３０の中心軸との距離が等しくなるように配置されている。また、各スロット２３１は、軸線方向に沿って延びると共に、スロット２３１同士は、平行になるように延びている。さらに、スロット２３１は、軸線方向について固定子鉄心３１を貫通している。

スロット２３１のそれぞれには、軸線方向と直交する方向についての断面形状が、スロット２３１の形状と同じ形状である棒状の複数（スロット２３１と同数であり、この例では、１６個）のスロット内導体（導体）２４が設けられている。

スロット内導体２４は、導電材（例えば、アルミニウム，銅）で形成されている。スロット内導体２４は、スロット２３１内に導電材をダイカスト注入することにより形成されている。軸線方向について、スロット内導体２４の寸法は、スロット２３１の寸法と同じになっている。従って、軸線方向について、スロット内導体２４の端面と、回転子鉄心２３の端面とは一致している。スロット内導体２４の軸線方向端部には、各スロット内導体２４同士を連結して、各スロット内導体２４を短絡する環状のエンドリング２５が設けられている。

エンドリング２５は、軸線方向について、回転子鉄心２３の両端部から回転子鉄心２３を挟持するように一対配置されている。エンドリング２５は、回転子鉄心２３の軸線方向両端部に一対の端面板２６を設けた状態で、導電材（例えば、アルミニウム，銅）をダイカスト注入することで形成されている。本実施の形態１では、エンドリング２５が、鋳造成型により、各スロット内導体２４と一体に形成されている。

エンドリング２５の径方向外側の端面の位置は、図２のＡ部に示すように、スロット内導体２４の径方向外側の端面の位置と一致している。これにより、エンドリング２５の外径は、回転子鉄心２３の外径よりも小さくなっている。また、エンドリング２５の径方向内側の端面は、図２のＢ部に示すように、スロット内導体２４の径方向内側の端面よりも軸線に近い位置である。

端面板２６は、環状の薄鉄板になっている。端面板２６は、回転子鉄心２３の軸線方向両端部に設けられている。端面板２６と回転子鉄心２３とが対向する面同士は、密着して固定されている。端面板２６と回転子鉄心２３とは、スロット内導体２４及びエンドリング２５をダイカストによって鋳造成型する際に固定される。

端面板２６には、アルミニウムや銅よりも機械的強度及び熱的強度に優れた材料（例えば鉄材）が用いられている。具体的には汎用鋼板（例えば、ＳＰＣＣ鋼板、ＳＰＨＣ鋼板）、及び構造用の炭素鋼が挙げられる。

端面板２６の外径と内径は、固定子鉄心３１と一致している。また、端面板２６には、回転子鉄心２３に端面板２６を配置したとき、回転子鉄心２３のスロット２３１と同じ位置に、スロット２３１と類似の形状及び同数のスロット（第２の貫通孔）２６１が形成されている。また、各スロット２６１の周囲（外周部）には、バーリング加工が施されることで押し出された凸部２７が形成されている。

端面板２６と回転子鉄心２３とのスロット２３１，２６１の位置を整合させたとき、凸部２７は、軸線方向について、回転子鉄心２３から離れるように端面板２６から突出している。

図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図５に示すように、凸部２７は、端面板２６の面に対して垂直に押し出されている。即ち、凸部２７は、軸線方向に沿って押し出されている。凸部２７の押出し高さ寸法（図５の矢印Ｃ方向の寸法）は、端面板２６の表面から１ｍｍ以上に設定されている。本実施の形態１では、凸部２７の厚さ寸法（図５の矢印Ｄ方向の寸法）を一定としているが、凸部２７の厚さ寸法は、端面板２６に近い側から離れるにつれて狭くなっていてもよい。

凸部２７は、スロット内導体２４及びエンドリング２５のダイカストによる鋳造成型時にエンドリング２５内部に鋳込まれる内側凸部（第１の凸部）２７ａと、エンドリング２５外に配置される外側凸部（第２の凸部）２７ｂと、を有している。これにより、凸部２７の一部は、スロット内導体２４及びエンドリング２５のダイカストによる鋳造成型時にエンドリング２５内部に鋳込まれている。

内側凸部２７ａは、エンドリング２５内に完全に鋳込まれている。従って、図２のＢ部に示すエンドリング２５の径方向内側の端面の位置は、内側凸部２７ａの径方向内側端部を完全に埋没可能な位置に設定されている。

径方向外側に配置されている外側凸部２７ｂは、スロット２３１の径方向外側に配置されているので、エンドリング２５の内部に鋳込まれることはない。また、図３に示すように、外側凸部２７ｂは、エンドリング２５の外周面（径方向外端面）よりも径方向外側に配置され、かつ、エンドリング２５の外周面と接している。

以上により、回転子２２は、スロット内導体２４を有する回転子鉄心２３と、回転子鉄心２３の軸線方向両端部に設けられた端面板２６と、固定子鉄心２３と端面板２６とを接合するエンドリング２５と、を有している。

次に、回転子部２０の製造方法について説明する。先ず、板状の電磁鋼板を複数枚積層して回転子鉄心２３を形成する。また、スロット内導体２４及びエンドリング２５よりも機械的強度及び熱的強度に優れた材料を用いて、内側凸部２７ａと外側凸部２７ｂとで構成された凸部２７を有するような端面板２６を形成する。次に、回転子鉄心２３の軸線方向両端部に端面板２６を接するように配置する。

このとき、各スロット２３１と各スロット２６１との位置がそれぞれ整合するように位置決めを行う。位置決め方法の例としては、各スロット２３１と各スロット２６１との位置が整合するように、回転子鉄心２３と端面板２６のそれぞれの内周面に、図示しない位置決めを設ける方法がある。位置決めには、例えば、切欠き、位置決め穴が挙げられる。

次に、端面板２６が取り付けられた回転子鉄心２３にスロット内導体２４及びエンドリング２５を形成するためのダイカスト成型工程を実施する。ダイカスト成型工程では、まず、第１のステップとして、図示しない成型型内に端面板２６が取り付けられた回転子鉄心２３を配置する。

その後、第２のステップとして、端面板２６が取り付けられた回転子鉄心２３が、成型型内に配置された状態で、図示しない注入孔から溶湯を流し込み、回転子鉄心２３のスロット２３１内にスロット内導体２４を成型し、かつ、軸線方向両側にそれぞれエンドリング２５を成型する。このとき、ダイカストによって成型された一対のエンドリング２５は、内側凸部２７ａを内部に鋳込んでいる。

その後、第３のステップとして、スロット内導体２４及びエンドリング２５が成型された回転子鉄心２３を成型型内から取り出す。このようにして、スロット内導体２４とエンドリング２５とを一体で形成すると共に、回転子鉄心２３と、端面板２６とが接合される。その後、第４のステップとして、軸孔２３０にシャフト２１を挿入し固定することで、回転子部２０が完成する。シャフト２１の固定方法は、例えば、焼き嵌めが挙げられる。

完成した回転子部２０に、固定子部３０が設けられたケーシング４０を取り付け、反負荷側ブラケット４２側のシャフト２１にエンコーダ２を取り付け、エンコーダ２を覆う保護カバー３をケーシング４０に固定することで、誘導電動機１が完成する。

次に、誘導電動機１の動作について説明する。外部からの電源供給に基づいて誘導電動機１が駆動されると、固定子部３０の固定子コイル３２に通電されて、回転磁界か発生する。この回転磁界の中に、上記構成の回転子２２が置かれているので、電磁誘導作用によってスロット内導体２４に誘導電流が流れる。固定子部３０に回転磁界が作用している間、誘導電流が継続してスロット内導体２４を流れるため、回転磁界と誘導電流との作用によってスロット内導体２４にトルクが働き、回転子部２０が回転する。

このような、実施の形態１における回転子では、回転子鉄心の軸線方向両端部に設けられ、スロット内導体の位置と整合する位置に設けられたスロットの周囲から突出した凸部のうち、径方向内側に配置された内側凸部が、エンドリング内部に鋳込まれている。このような構成を備えることで、内側凸部を、エンドリングに作用する遠心力に対する補強部材として機能させることができる。この結果、エンドリングと端面板との結合が強固となり、高速回転時にエンドリングの内周部が、高速回転時の遠心力で浮き上がることを防止することができる。

また、エンドリングとスロット内導体との境界部には、アルミニウムや銅よりも機械的及び熱的強度に優れた鉄材よりなる端面板により補強されている。このような構成を備えることで、高速回転する回転子において、エンドリングとスロット内導体との境界部に生じる曲げ応力を低減させる効果を得ることができる。

さらに、径方向外側に配置された外側凸部は、エンドリングの径方向外側端面よりも径方向外側に位置すると共に、エンドリングの外周面に接している。このような構成を備えることで、誘導電動機の回転によりエンドリングに遠心力が作用したときでも、エンドリングに接している外側凸部により変形を抑制することができる。これらにより、エンドリングの変形を抑制すると共に、エンドリングとスロット内導体との境界部の破損を防止することができる。従って、高速回転時に破損しにくい回転子を得ることができる。

なお、本実施の形態１では、スロット内導体２４及びエンドリング２５を一体に成型しているが、これに限らず、別々に成型された後、接合されていてもよい。このときの回転子２２の製造方法には、例えば、スロット内導体２４があらかじめ設けられた回転子鉄心２３の径方向両端部に端面板２６を取り付けた後、エンドリング２５をダイカストにより鋳造成型する方法が挙げられる。

実施の形態２．
先の実施の形態１では、凸部２７が、軸線方向に沿って押し出されている例について説明した。これに対して、本実施の形態２では、凸部２７の一部が、軸線方向について傾斜して押し出されている例について説明する。

先の実施の形態１の図５で示したように、凸部２７が、軸線方向に沿って押し出されている場合、ダイカストの際に溶湯が各スロット２３１，２６１に入っていくとき、溶湯の入り口に当たる凸部２７が直角であるので、角部付近でダイカストの湯流れが悪くなる。これにより、ダイカスト材の中に空気を巻き込み、成型後のスロット内導体２４とエンドリング２５との境界部に巣や破断部が発生し、強度低下を招く恐れがある。

また、溶湯の入り口に当たる凸部２７の角部が直角になっているので、遠心力による応力が集中する。この結果、スロット内導体２４とエンドリング２５に亀裂が発生してしまう恐れがある。

このような問題を解決するために、本実施の形態２では、凸部２７の一部を、軸線方向について傾斜して押し出す構造としていることを技術的特徴としている。図６は、本発明の実施の形態２による凸部２７を示す拡大断面図である。図６は、先の実施の形態１の図３のＶ−Ｖ線に相当する断面図である。

図６に示すように、本実施の形態２の凸部２７のスロット２６１の外周部を囲む面は、軸線方向に沿って延びる垂直面２７１と、垂直面２７１より軸線方向に沿って回転子鉄心２３から離れるほどスロット２６１の外周部を軸線方向に延長した面からの距離が連続的に大きくなるように形成された傾斜面２７２と、を有している。

従って、凸部２７の一部は、軸線方向について、回転子鉄心２３から離れるほどスロット２６１の外周部を軸線方向に延長した面からの距離が連続的に大きくなるように傾斜して押し出されている。即ち、軸線方向と直交する方向について、凸部２７で囲まれる面積が、回転子鉄心２３から離れるにつれて大きくなるように、凸部２７の先端の方（軸線方向について回転子鉄心２３から離れる側）が広くなっている。その他の構成は、先の実施の形態１と同様である。

このような、実施の形態２における回転子では、溶湯の入り口にあたる凸部の面が、軸線方向について、回転子鉄心から離れるほどスロットの外周部を軸線方向に延長した面からの距離が連続的に大きくなるように形成された傾斜面になっている。このような構成を備えることで、溶湯は、傾斜面に沿ってスロット内に流れ込むことができる。この結果、凸部の角部付近でダイカストの湯流れが悪くなることを改善することができる。これにより、ダイカスト材の中に空気を巻き込むことを少なくすることができる。従って、成型後のスロット内導体とエンドリングとの境界部に巣や破断部が発生することを抑制することができる。

さらに、凸部を傾斜させることで、エンドリングと凸部との接触面積を大きくすることができる。この結果、先の実施の形態１よりも機械的強度を増加させることができる。従って、先の実施の形態１記載の誘導電動機の回転子よりも高速回転時に破損しにくい回転子を得ることができる。

また、溶湯の入り口に当たる凸部の角部が直角ではなくなるので、遠心力による応力が集中することを回避することができる。この結果、スロット内導体とエンドリングに亀裂が発生することを抑制することができる。

また、凸部は、エンドリングの外周部と接する垂直面を有しているので、先の実施の形態１と同様、高速回転時において、エンドリングの変形を抑制すると共に、境界部の破損を防止することができる効果も得ることができる。

なお、本実施の形態２では、スロット２６１を囲む凸部２７の全てを軸線方向について傾斜して押し出しているが、少なくともエンドリング２５内に鋳込まれる内側凸部２７ａを軸線方向について傾斜して押し出していればよい。

実施の形態３．
先の実施の形態２では、軸線方向について、凸部２７の一部である傾斜面２６２ｂが、傾斜して押し出されている例について説明した。これに対して、本実施の形態３では、軸線方向について、凸部２７の一部が、曲面となるように押し出されている例について説明する。

図７は、本発明の実施の形態３による凸部２７を示す拡大断面図である。図７は、先の実施の形態１の図３のＶ−Ｖ線に相当する断面図である。図７に示すように、本実施の形態３の凸部２７のスロット２６１の外周部を囲む面は、軸線方向に沿って延びる垂直面２７１と、垂直面２７１より軸線方向に沿って回転子鉄心２３から離れるほどスロット２６１の外周部を軸線方向に延長した面からの距離が連続的に大きくなるように曲げられた曲面２７３と、を有している。

従って、凸部２７の一部は、軸線方向について、回転子鉄心２３から離れるほどスロット２６１の外周部を軸線方向に延長した面からの距離が連続的に大きくなるような曲面になるように押し出されている。即ち、凸部２７の一部は、先端の方（軸線方向について回転子鉄心２３から離れる側）が広くなるベルマウス状になっている。その他の構成は、先の実施の形態２と同様である。

このような、実施の形態３における回転子では、溶湯の入り口にあたる凸部の面が、軸線方向について、回転子鉄心から離れるほどスロットの外周部を軸線方向に延長した面からの距離が連続的に大きくなるように形成された曲面になっている。このような構成を備えることで、凸部の角部付近でのダイカストの湯流れを、先の実施の形態２よりも向上させることができる。この結果、ダイカスト材の中に空気を巻き込むことをさらに少なくすることができる。従って、成型後のスロット内導体とエンドリングとの境界部に巣や破断部が発生することをより抑制することができる。

さらに、凸部をベルマウス状の曲線にすることで、エンドリングと凸部との接触面積を、先の実施の形態２よりも増加させることができる。この結果、先の実施の形態２よりも機械的強度を増加させることができる。従って、先の実施の形態２記載の誘導電動機の回転子よりもさらに高速回転時に破損しにくい回転子を得ることができる。

また、溶湯の入り口に当たる凸部の角部が曲面になっているので、遠心力による応力が集中することを防止することができる。この結果、スロット内導体とエンドリングに亀裂が発生することを防止することができる。

また、凸部は、エンドリングの外周部と接する垂直面を有しているので、先の実施の形態１と同様、高速回転時において、エンドリングの変形を抑制すると共に、境界部の破損を防止することができる効果も得ることができる。

なお、本実施の形態３では、スロット２６１を囲む凸部２７の全てを軸線方向について曲面となるように押し出しているが、少なくともエンドリング２５内に鋳込まれる内側凸部２７ａを軸線方向について曲面となるように押し出していればよい。

なお、各上記実施の形態では、回転子鉄心２３にスキューを施しておらず、スロット内導体２４の形状は、軸線方向に沿って延びる直線状の棒になっている。一般に、誘導電動機の運転中における異常トルク、振動、騒音の発生抑制対策の一つとして、回転子鉄心２３にスキューを施し、異常トルク、振動、騒音の発生を抑制する方法が図られることがある。本発明に係る誘導電動機の回転子においても、回転子鉄心２３にスキューが施されても同様の効果を得ることができる。

１ かご型誘導電動機（かご型誘導回転電機）、２１ シャフト、２２ 回転子、２３回転子鉄心、２４ スロット内導体（導体）、２５ エンドリング、２６ 端面板、２３１ スロット（第１の貫通孔）、２６１ スロット（第２の貫通孔）、２７ 凸部、２７ａ 内側凸部（第１の凸部）、２７ｂ 外側凸部（第２の凸部）。

Claims (5)

1. 回転軸になるシャフトを挿入するための軸孔を有するとともに、周方向に間隔を置いて、かつ、軸線方向に貫通する複数の第１の貫通孔の内部に形成されている複数の棒状の導体を有する環状の回転子鉄心、
   上記回転子鉄心の軸線方向両端部に設けられるとともに、上記複数の第１の貫通孔のそれぞれの位置と整合する位置に設けられた第２の貫通孔と、上記軸線方向について上記回転子鉄心から離れるように上記第２の貫通孔の外周部から突出して設けられた凸部とを有する端面板、及び
   上記凸部の一部が内部に埋没されており、かつ、上記導体同士を連結して上記導体を短絡し、上記回転子鉄心と上記端面板とを接合するように、上記軸線方向の両端に設けられたエンドリング
   を備え、
   上記端面板には、上記導体及び上記エンドリングよりも機械的強度及び熱的強度に優れた材料が用いられており、
   上記凸部は、
   径方向内側に配置された第１の凸部と、径方向外側に配置された第２の凸部とで構成され、
   上記第１の凸部は、上記エンドリング内に埋没されており、
   上記第２の凸部は、上記エンドリングの径方向外端面よりも径方向外側に配置され、かつ、上記エンドリングの径方向外端面と接している
   誘導回転電機の回転子。
2. 上記凸部は、上記端面板から上記軸線方向に沿って押し出されている
   請求項１に記載の誘導回転電機の回転子。
3. 上記第１の凸部は、上記軸線方向について上記回転子鉄心から離れるほど、上記第２の貫通孔の外周部を上記軸線方向に延長した面からの距離が連続的に大きくなるように傾斜して形成されている
   請求項１に記載の誘導回転電機の回転子。
4. 上記第１の凸部は、上記軸線方向について上記回転子鉄心から離れるほど、上記第２の貫通孔の外周部を上記軸線方向に延長した面からの距離が連続的に大きくなるような曲面になるように形成されている
   請求項１に記載の誘導回転電機の回転子。
5. 回転軸になるシャフトを挿入するための軸孔と、周方向に間隔を置いて、かつ、軸線方向に貫通されており、複数の棒状の導体を挿入させるための複数の第１の貫通孔とを有する環状の回転子鉄心、
   上記回転子鉄心の軸線方向両端部に設けられるとともに、上記複数の第１の貫通孔のそれぞれの位置と整合する位置に設けられた第２の貫通孔と、上記軸線方向について上記回転子鉄心から離れるように上記第２の貫通孔の外周部から突出した凸部と、を有する端面板、及び
   上記凸部の一部を内部に鋳込み、かつ、上記導体同士を連結して上記導体を短絡し、上記回転子鉄心と上記端面板とを接合するように、上記軸線方向の両端に設けられたエンドリング
   を備えた誘導回転電機の回転子の製造方法であって、
   上記導体及び上記エンドリングよりも機械的強度及び熱的強度に優れた材料を用いて、径方向内側に配置された第１の凸部と、径方向外側に配置された第２の凸部とで構成された上記凸部を有するように、上記端面板を形成するステップと、
   成型型内に、上記第１の貫通孔と上記第２の貫通孔との位置を整合させた上記回転子鉄心及び上記端面板を配置するステップと、
   上記回転子鉄心及び上記端面板が配置された上記成形型内に、溶湯を流し込むことで、上記第１の凸部が上記エンドリング内に鋳込まれ、上記第２の凸部が上記エンドリングの径方向外端面よりも径方向外側に配置され、上記エンドリングの径方向外端面と接するように、上記複数の棒状の導体と、上記エンドリングと、をダイカストにより一体に成型するステップと、
   を有する回転子の製造方法。

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