(57)【要約】【課題】高調波磁束によってロータの二次導体で発生する高調波電流を低減する。【解決手段】かご型誘導電動機１０のかご型ロータ４０のロータコア４２０と一体に形成されたかご型導体４３０の、ロータコアの内部に円周状に配置された複数のスロット４２４にそれぞれ収容された複数の二次導体４３４は、各々、かご型ロータの径方向に分割された複数の導体部分４３４ｉ，４３４ｏを有している。複数の導体部分の各々は、軸方向の一方の端部側において収容されているスロットの位置と、軸方向の他方の端部側において収容されているスロットの位置とは、周方向にｐ個（ｐは１以上の整数）ずれており、軸方向の途中で、一方の端部側のスロットの位置から他方の端部側のスロットの位置に転位する転位部４３４ｉｍ，４３４ｏｍを有しており、径方向で隣接する導体部分同士は、互いの転位部における転位の方向が反対向きとなっている。【選択図】図１１
2020141535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
かご型ロータ（４０）を有するかご型誘導電動機（１０）であって、
前記かご型ロータは、
ロータコア（４２０）と、
前記ロータコアと一体に形成されたかご型導体（４３０，４３０Ｂ〜４３０Ｅ）と、
を有し、
前記かご型導体は、
前記ロータコアの内部に円周状に配置された複数のスロット（４２４）にそれぞれ収容された複数の二次導体（４３４）と、
前記ロータコアの軸方向の両端において、それぞれ、前記複数の２次導体同士を接続する一対のエンドリング（４３２）と、
を有し、
前記複数の二次導体の各々は、
前記かご型ロータの径方向に分割された複数の導体部分（４３４ｉ，４３４ｏ，４３４ｉ１，４３４ｏ１，４３４ｉ２，４３４ｏ２）を有しており、
前記複数の導体部分の各々は、
前記軸方向の一方の端部側において収容されているスロットの位置と、前記軸方向の他方の端部側において収容されているスロットの位置とは、周方向にｐ個（ｐは１以上の整数）ずれており、
前記軸方向の途中で、前記一方の端部側のスロットの位置から前記他方の端部側のスロットの位置に転位する転位部（４３４ｉｍ，４３４ｏｍ，４３４ｉｍｂ〜４３４ｉｍｄ，４３４ｏｍｂ〜４３４ｏｍｄ）を有しており、
前記径方向で隣接する導体部分同士は、互いの転位部における転位の方向が反対向きとなっている、
かご型誘導電動機。
【請求項２】
請求項１に記載のかご型誘導電動機であって、
各導体部分の転位部（４３４ｉｍ，４３４ｏｍ，４３４ｉｍｂ，４３４ｏｍｂ）は階段状に変化する形状である、かご型誘導電動機。
【請求項３】
請求項１に記載のかご型誘導電動機であって、
各導体部分の転位部（４３４ｉｍｃ，４３４ｏｍｃ，４３４ｉｍｄ，４３４ｏｍｄ）は斜め直線状に変化する形状である、かご型誘導電動機。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のかご型誘導電動機であって、
前記ｐ個は１個である、かご型誘導電動機。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のかご型誘導電動機であって、
前記径方向に並ぶ複数の導体部分の数は２である、かご型誘導電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、かご型誘導電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から交流電動機の一つとして誘導電動機が知られている。特許文献１には、ロータコアに形成される複数の二次導体を、それぞれ、軸方向に沿って複数のパーツに分割し、複数のパーツの軸方向に沿った位置を、二次導体の中心軸を中心として徐々に転位させた構成とすることが開示されている。この構成は、二次導体に鎖交する高調波鎖交磁束が導体内を通過する面積を、二次導体を分割することで低減させることにより、各二次導体で発生する渦電流を低減するためのものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３２５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記二次導体の構成は、二次導体の周囲のロータティース部を通過する高調波鎖交磁束により二次導体内で発生する高調波電流を低減することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本開示の一形態によれば、かご型ロータ（４０）を有するかご型誘導電動機（１０）が提供される。このかご型誘導電動機のかご型ロータは、ロータコア（４２０）と、前記ロータコアと一体に形成されたかご型導体（４３０，４３０Ｂ〜４３０Ｅ）と、を有す。前記かご型導体は、前記ロータコアの内部に円周状に配置された複数のスロット（４２４）にそれぞれ収容された複数の二次導体（４３４）と、前記ロータコアの軸方向の両端において、それぞれ、前記複数の２次導体同士を接続する一対のエンドリング（４３２）と、を有す。前記複数の二次導体の各々は、前記かご型ロータの径方向に分割された複数の導体部分（４３４ｉ，４３４ｏ，４３４ｉ１，４３４ｏ１，４３４ｉ２，４３４ｏ２）を有している。前記複数の導体部分の各々は、前記軸方向の一方の端部側において収容されているスロットの位置と、前記軸方向の他方の端部側において収容されているスロットの位置とは、周方向にｐ個（ｐは１以上の整数）ずれており、前記軸方向の途中で、前記一方の端部側のスロットの位置から前記他方の端部側のスロットの位置に転位する転位部（４３４ｉｍ，４３４ｏｍ，４３４ｉｍｂ〜４３４ｉｍｄ，４３４ｏｍｂ〜４３４ｏｍｄ）を有しており、前記径方向で隣接する導体部分同士は、互いの転位部における転位の方向が反対向きとなっている。
上記形態のかご型誘導電動機によれば、各二次導体が上記のように構成されることにより、渦電流を発生させる高調波鎖交磁束が鎖交する二次導体の導体断面積を低減して、二次導体で発生する渦電流を低減することができるとともに、径方向に並ぶ複数の導体部分の周囲を通過する高調波鎖交磁束によって二次導体で発生する高調波電流を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】かご型誘導電動機の概略構成の一例を示す説明図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った概略断面を示す断面図である。
【図３】図２の領域ＩＩＩを拡大して示す説明図である。
【図４】かご型導体の内径側の導体部分を示す側面図である。
【図５】かご型導体の外形側の導体部分を示す側面図である。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線に沿った概略断面を示す断面図である。
【図７】図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った概略断面を示す断面図である。
【図８】二次導体で発生する渦電流および高調波電流を示す説明図である。
【図９Ａ】比較例としての導体部分に流れる渦電流の様子を示す説明図である。
【図９Ｂ】図９ＡのＩＸ−ＩＸ線に沿った概略断面を示す断面図である。
【図１０Ａ】実施形態の導体部分に流れる渦電流の様子を示す説明図である。
【図１０Ｂ】図１０ＡのＸ−Ｘ線に沿った概略断面を示す断面図である。
【図１１】実施形態の導体部分に流れる高調波電流の様子を示す説明図である。
【図１２】第２実施形態のかご型導体の内周側の導体部分を示す断面図である。
【図１３】第２実施形態のかご型導体の外周側の導体部分を示す断面図である。
【図１４】第３実施形態のかご型導体の内周側の導体部分を示す断面図である。
【図１５】第３実施形態のかご型導体の外周側の導体部分を示す断面図である。
【図１６】第４実施形態のかご型導体の内周側の導体部分を示す断面図である。
【図１７】第４実施形態のかご型導体の外周側の導体部分を示す断面図である。
【図１８】第５実施形態のかご型導体の二次導体の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．第１実施形態：
図１および図２に示すモータ１０は、かご型ロータをインナーロータとして有するかご型誘導モータにより構成される回転電機である。図１は、中心軸を示す軸線ＣＸに沿ったモータ１０の断面を概略的に示している。また、図２では、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を概略的に示している。図１において、軸方向ＡＤはモータ１０の回転電機１００の軸線ＣＸに沿った方向であり、径方向ＲＤは軸線ＣＸに垂直で軸線ＣＸを通るモータ１０の径に沿った方向である。
【０００９】
図１に示すように、モータ１０は、ハウジング２０と、ステータ３０と、ロータ４０と、ベアリング５０と、を備える。ハウジング２０は、ステータ３０と、ロータ４０と、ベアリング５０とを、それぞれの軸線が軸線ＣＸと一致するように内部に収容している。
【００１０】
ロータ４０は、モータ１０の回転子として機能する。ロータ４０は、ロータコア４２０と、ロータコア４２０に一体に形成されたシャフト４１０と、ロータコア４２０に一体に形成されたかご型導体４３０と、を備える、いわゆるかご型ロータである。
【００１１】
ロータコア４２０は、図１および図２に示すように、略円柱状の外観形状を有している。ロータコア４２０には、ロータコア４２０の中心に軸線ＣＸに沿って貫通するように挿入されて固定されている。これにより、シャフト４１０は、ロータコア４２０に一体に形成され、ロータコア４２０と一体に回転可能である。
【００１２】
また、ロータコア４２０は、図１および図２に示すように、円柱状の外周側の外周縁に沿って配置され、軸線ＣＸに沿ってロータコアの内部を貫通する複数のロータスロット４２４を有している。隣り合うロータスロット４２４の間は、ロータティース４２２によって分離されている。複数のロータスロット４２４の各々には、軸線ＣＸに沿って貫通するように延びた棒状の二次導体４３４が収容されている。
【００１３】
また、ロータコア４２０は、図１に示すように、ロータコア４２０の軸方向ＡＤの両側の端部に配置された一対のエンドリング４３２を有している。一対のエンドリング４３２は、それぞれ円環状の外観形状を有している。一対のエンドリング４３２と複数の二次導体４３４とは、例えば、溶接等の接合手段により接合されている。これにより、複数の二次導体４３４同士は、一対のエンドリング４３２を介して電気的に接続されて短絡されている。エンドリングは、「短絡環」とも呼ばれる。
【００１４】
以上説明した、一対のエンドリング４３２と、一対のエンドリングに接合された複数の二次導体４３４とは、ロータコア４２０に一体に形成されたかご型導体４３０を構成する。
【００１５】
図１および図２に示すステータ３０は、モータ１０の固定子として機能する。ステータ３０は、ステータコア３１０と、ステータコイル３２０と、を備える。ステータコア３１０は、略円筒状の外観形状を有し、エアギャップを介してロータ４０の外周面と対向して配置されている。
【００１６】
ステータコア３１０は、図２に示すように、円筒状の内周側の内周縁に沿って配置された複数のステータスロット３１２を有している。隣り合うステータスロット３１２の間は、ステータティース３１４が設けられている。各ステータスロット３１２には、巻回形成されたステータコイル３２０が装着されている。ステータスロット３１２に装着されたステータコイル３２０は、図１に示すように、ステータコア３１０の径方向ＲＤの内周側の端部において、軸方向ＡＤに突出したコイルエンド３２２を有している。なお、図１および図２では、ステータコイル３２０は、模式的に表されている。また、図２では、４８個のステータスロット３１２を有し、３相のステータコイル３２０ｕ，３２０ｖ，３２０ｗが、それぞれに対応する１６個のステータスロット３１２に装着されている例を示している。なお、以下の説明において、３相のステータコイル３２０ｕ，３２０ｖ，３２０ｗを特に区別する必要がない場合には、これらを区別することなく、単に、ステータコイル３２０と呼ぶ。
【００１７】
なお、ステータコア３１０は、例えば、ステータスロット３１２およびステータティース３１４に対応する部分が形成された円盤状の複数の鋼板を軸方向ＡＤに積層させることにより形成することができる。
【００１８】
図１に示すように、ハウジング２０は、互いに接合されたケース部２２と、蓋部２４と、を備える。ケース部２２は、底部２２ｂを有する略円筒状の外観形状を有し、内周面の周方向に沿ってステータ３０が固定されている。蓋部２４および底部２２ｂは、略円盤状の外観形状をそれぞれ有している。蓋部２４は、ケース部２２の底部２２ｂとは反対側の端部の開口を覆っている。蓋部２４の軸線ＣＸを中心とする位置には、軸方向ＡＤに沿って開口するブラケット部２４２が設けられている。底部２２ｂの軸線ＣＸを中心とする位置にも、ブラケット部２２２が設けられている。
【００１９】
ロータ４０は、シャフト４１０がベアリング５０を介してブラケット部２２２，２４２に支持されることにより、軸線ＣＸを中心として回転可能に構成されている。
【００２０】
以上説明したモータ１０は、ステータ３０のステータコイル３２０に交流電流を流すことによって発生する回転磁界と、ロータ４０の二次導体４３４を流れる誘導電流との電磁力によって、ロータ４０が回転する。
【００２１】
ここで、図３に示すように、ロータスロット４２４は、仕切部４２３を介して、径方向ＲＤに沿った内周側のスロット部分４２４ｉと外周側のスロット部分４２４ｏとに分離されている。そして、二次導体４３４は、内周側のスロット部分４２４ｉに設けられる導体部分４３４ｉと、外周側のスロット部分４２４ｏに設けられる導体部分４３４ｏと、で構成される。仕切部４２３の径方向ＲＤに沿った幅は、２つの導体部分４３４ｉ，４３４ｏが電気的に完全に短絡しない抵抗を維持できる程度まで、十分に狭く設定されている。
【００２２】
かご型導体４３０は、図４に示すように、径方向ＲＤの内周側で周方向ＣＤに沿って配置される複数の導体部分４３４ｉと、図５に示すように、径方向ＲＤの外周側で周方向ＣＤに沿って配置される複数の導体部分４３４ｏと、これらを短絡する一対のエンドリング４３２と、から構成されている。なお、図４および図５は、図示を容易にするため、ロータコア４２０を示さず、かご型導体４３０のみを抜き出して示している。また、図４は、内周側の導体部分４３４ｉを見やすくするため、外周側の導体部分４３４ｏを省略して示している。反対に、図５は、外周側の導体部分４３４ｏを見やすくするため、内周側の導体部分４３４ｉを省略して示している。
【００２３】
図４に示すように、内周側の複数の導体部分４３４ｉの各々は、軸方向ＡＤの一方端側（図４の上方側である）のエンドリング４３２に接続される一方側の直線状部分４３４ｉｕと、他方端側（図４の下方側である）のエンドリング４３２に接続される他方側の直線状部分４３４ｉｄと、その間を繋ぐ転位部４３４ｉｍと、で構成される。一方側の直線状部分４３４ｉｕに対して、他方側の直線状部分４３４ｉｄは、周方向ＣＤに１個分ずれており、転位部４３４ｉｍの形状は、これらを繋ぐような階段状を有している。なお、図４では、図を正面から見た状態において、一方側の直線状部分４３４ｉｕに対して、他方側の直線状部分４３４ｉｄが周方向ＣＤに沿って左向きにずれている。
【００２４】
図５に示すように、外周側の複数の導体部分４３４ｏの各々も、軸方向ＡＤの一方端側（図５の上方側である）のエンドリング４３２に接続される一方側の直線状部分４３４ｏｕと、他方端側（図５の下方側である）のエンドリング４３２に接続される他方側の直線状部分４３４ｏｄと、その間を繋ぐ転位部４３４ｏｍと、で構成される。また、一方側の直線状部分４３４ｏｕに対して、他方側の直線状部分４３４ｏｄは、周方向ＣＤに１個分ずれており、転位部４３４ｏｍの形状は、これらを繋ぐような階段状を有している。但し、図４に示した内周側とは異なり、図５では、図を正面から見た状態において、一方側の直線状部分４３４ｏｕに対して、他方側の直線状部分４３４ｏｄが周方向ＣＤに沿って右向きにずれている。
【００２５】
上記した内周側の導体部分４３４ｉおよび外周側の導体部分４３４ｏは、それぞれ、以下で説明するように内周側のスロット部分４２４ｉおよび外周側のスロット部分４２４ｏ（図３参照）に収容されている。
【００２６】
図６に示すように、周状に配置された内周側の複数の導体部分４３４ｉは、ｎ＋１番目の導体部分４３４ｉ＿ｎ＋１の一方側(図６の上方側である）の直線状部分４３４ｉｕがｎ＋１番目のスロット部分４２４ｉ＿ｎ＋１の一方側（図６の上方側である）に収容されている。また、ｎ＋１番目の導体部分４３４ｉ＿ｎ＋１の他方側(図６の下方側である）の直線状部分４３４ｉｄがｎ番目のスロット部分４２４ｉ＿ｎの他方側（図６の下方側である）に配置されている。
【００２７】
これに対して、図７に示すように、周状に配置された外周側の複数の導体部分４３４ｏは、ｎ番目の導体部分４３４ｏ＿ｎの一方側(図７の上方側である）の直線状部分４３４ｏｕがｎ番目のスロット部分４２４ｏ＿ｎの一方側（図７の上方側である）に収容されている。また、ｎ番目の導体部分４３４ｏ＿ｎの他方側(図７の下方側である）の直線状部分４３４ｏｄは、ｎ＋１番目のスロット部分４２４ｏ＿ｎ＋１の他方側（図７の下方側である）に配置されている。
【００２８】
図６と図７を比較すれば分かるように、内周側の導体部分４３４ｉと外周側の導体部分４３４ｏとが、転位部４３４ｉｍ，４３４ｏｍにおいて、それぞれ、１個のスロット分だけ反対向きにずれて、互いの導体部分が交差するように配置された構成となっている。
【００２９】
なお、上記構成のかご型導体４３０が一体に形成されたロータコア４２０は、例えば、円盤状の複数の鋼板を軸方向ＡＤに積層させることにより形成することができる。具体的には、一方側の直線状部分４３４ｉｕ，４３４ｏｕに対応する部分Ｐｕ（図６および図７参照）は、鋼板を積層してコアパーツを形成し、形成したコアパーツのスロットの部分に、例えば、アルミダイキャストよって直線状部分４３４ｉｕ，４３４ｏｕを形成することにより、作製することができる。他方側の直線状部分４３４ｉｄ，４３４ｏｄに対応する部分Ｐｄ（図６および図７参照）も、同様である。転位部４３４ｉｍ，４３４ｏｍ（図６，７参照）に対応する部分Ｐｍ（図６および図７参照）は、階段状に変化する導体形状を軸方向ＡＤに沿って同じ導体形状の部分Ｐｍ１，Ｐｍ２，Ｐｍ３ごとに分割し、各分割部分について、複数の鋼板を軸方向ＡＤに積層してコアパーツを形成することにより、直線状部分と同様に作製することができる。そして、こうして形成した各部分Ｐｕ，Ｐｍ（Ｐｍ１〜Ｐｍ３），Ｐｄを軸方向ＡＤに沿って積層し、その両端に一対のアルミニウム製のエンドリング４３２を積層して、各々を、互いに接合させることにより、かご型導体４３０が一体に形成されたロータコア４２０を形成することができる。なお、かご型導体４３０を構成する材料としては、アルミニウムに代えて銅などの導電性を有する任意の材料により形成してもよい。
【００３０】
二次導体４３４を構成する内周側の導体部分４３４ｉと外周側の導体部分４３４ｏとを上記構成とすることにより、以下で説明する効果を得ることができる。
【００３１】
図８に示すように、内周側の導体部分４３４ｉおよび外周側の導体部分４３４ｏを通過する高調波鎖交磁束Φｓａによって、内周側の導体部分４３４ｉおよび外周側の導体部分４３４ｏには、渦電流Ｉｓａが発生する。また、内周側の導体部分４３４ｉおよび外周側の導体部分４３４ｏ、すなわち、二次導体４３４の周囲を回るようにロータコア４２０内を通過し、導体部分を通過しない高調波鎖交磁束Φｓｂによって、内周側の導体部分４３４ｉおよび外周側の導体部分４３４ｏには、高調波電流Ｉｓｂが発生する。なお、以下では、導体部分を通過する高調波鎖交磁束Φｓａを「導体通過高調波鎖交磁束Φｓａ」と呼び、導体部分を通過しない高調波鎖交磁束Φｓｂを「導体周囲高調波鎖交磁束Φｓｂ」と呼ぶ。
【００３２】
ここで、比較例として、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、二次導体の転位部を有さない場合の、軸方向ＡＤに沿った直線状の形状を有する内周側の導体部分４３４ｉｒおよび外周側の導体部分４３４ｏｒについて説明する。なお、図９Ａおよび図９Ｂは、導体部分４３４ｉｒ，４３４ｏｒのみを示し、ロータコア４２０の部分を省略している。比較例の場合、図示は省略するが、内周側の導体部分４３４ｉｒおよび外周側の導体部分４３４ｏｒには、導体周囲高調波鎖交磁束Φｓｂによって、それぞれ同一方向を向く高調波電流Ｉｓｂｒが流れる。また、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、導体通過高調波鎖交磁束Φｓａによってエンドリング４３２を介して渦電流Ｉｓａｒが流れる。なお、導体通過高調波鎖交磁束Φｓａが貫通する導体部分の軸方向ＡＤに沿った長さは、内周側の導体部分４３４ｉｒも外周側の導体部分４３４ｏｒもＬｈであり、導体通過高調波鎖交磁束Φｓａが貫通する導体部分の径方向ＲＤに沿った長さは、内周側の導体部分４３４ｉｒも外周側の導体部分４３４ｏｒもＬｄであり、軸方向ＡＤに直交する断面積は内周側の導体部分４３４ｉｒも外周側の導体部分４３４ｏｒもＳｒであるとして説明する。
【００３３】
一方、本実施形態の内周側の導体部分４３４ｉおよび外周側の導体部分４３４ｏ（（図６および図７参照）においては、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、導体通過高調波鎖交磁束Φｓａが鎖交する導体部分は、軸方向ＡＤの一方側（図１０Ａの上側である）と他方側（図１０Ａの下側である）とで、異なる導体部分に分割されている。なお、図１０Ａおよび図１０Ｂも、図９Ａおよび図９Ｂと同様に、導体部分４３４ｉ，４３４ｏの直線状部分４３４ｉｕ，４３４ｏｕ，４３４ｉｄ，４３４ｏｄのみを示し、ロータコア４２０の部分および転位部４３４ｉｍ，４３４ｏｍを省略している。具体的には、軸方向ＡＤの上側の内周側の直線状部分４３４ｉｕおよび外周側の直線状部分４３４ｏｕと、軸方向ＡＤの下側の内周側の直線状部分４３４ｉｄおよび外周側の直線状部分４３４ｏｄと、に分離されている。なお、比較例と同じ条件とするため、軸方向ＡＤに直交する断面積は、内周側の導体部分４３４ｉｕ，４３４ｉｄも外周側の導体部分４３４ｏｕ，４３４ｏｄもＳｒであり、かつ導体部分４３４ｉ，４３４ｏの直線状部分の軸方向ＡＤに沿った長さは、軸方向ＡＤの一方側（図１０Ａの上側である）と他方側（図１０Ａの下側である）とで同じ長さとし、足し合わせた長さが比較例と同じＬｈとして説明する。
【００３４】
導体通過高調波鎖交磁束Φｓａが貫通する内周側の直線状部分４３４ｉｕの軸方向ＡＤに沿った断面の長さは、比較例の導体部分の長さＬｈの１／２となる。また、導体通過高調波鎖交磁束Φｓａが貫通する内周側の直線状部分４３４ｉｕの径方向ＲＤに沿った断面の長さは、比較例の導体部分の長さＬｄの１／２となる。これにより、内周側の直線状部分４３４ｉｕを流れる渦電流Ｉｓａｉｕが導通する長さは比較例に対して１／４になる。それに対して渦電流Ｉｓａｉｕの導通する断面積は比較例の電流経路に対して１／２となるため、渦電流Ｉｓａｉｕの導通経路の抵抗値は比較例に対して１／２となる。また渦電流Ｉｓａｉｕを生じさせる高調波鎖交磁束は比較例の２Φｓａに対してΦｓａ／２と１／４となるため、渦電流Ｉｓａｉｕは比較例の渦電流Ｉｓａｒの１／２となり、比較例の渦電流Ｉｓａｒに比べて大きく低減することができる。また、同様に、導体通過高調波鎖交磁束Φｓａが貫通する内周側の直線状部分４３４ｉｄの軸方向ＡＤに沿った断面の長さも、比較例の導体部分の長さＬｈの１／２となる。これにより、内周側の直線状部分４３４ｉｄを流れる渦電流Ｉｓａｉｄを、比較例の渦電流Ｉｓａｒに比べて大きく低減することができる。外周側の直線状部分４３４ｉｕ，４３４ｉｄも、内周側の直線状部分４３４ｉｕ，４３４ｉｄ同様である。従って、二次導体を通過する高調波鎖交磁束により二次導体に流れる渦電流を大きく低減し、モータ１０の効率を向上させることができる。
【００３５】
また、本実施形態の内周側の導体部分４３４ｉ（図６参照）においては、図１１に示すように、軸方向ＡＤの一方側(図１１の上側である）の直線状部分４３４ｉｕを囲う導体周囲高調波鎖交磁束Φｓｂの向きと、軸方向ＡＤの他方側（図１１の下側である）の直線状部分４３４ｉｄを囲う導体周囲高調波鎖交磁束Φｓｂの向きとは、互いに反対向きとなる。この場合、上側の直線状部分４３４ｉｕを流れる高調波電流Ｉｓｂｉｕと、下側の直線状部分４３４ｉｄを流れる高調波電流Ｉｓｂｉｄの向きが、反対向きとなるので、高調波電流Ｉｓｂｉを低減することが可能である。また、外周側の導体部分４３４ｏ（図７参照）においても、図１１に示すように、内周側の導体部分４３４ｉと同様に、上側の直線状部分４３４ｏｕを流れる高調波電流Ｉｓｂｏｕと、下側の直線状部分４３４ｏｄを流れる高調波電流Ｉｓｂｏｄの向きが、反対向きとなるので、高調波電流Ｉｓｂｏを低減することが可能である。従って、二次導体を通過せずに二次導体の周囲を通る高調波鎖交磁束により二次導体に流れる高調波電流を低減し、モータ１０の効率を向上させることができる。
【００３６】
Ｂ．第２実施形態：
第１実施形態のかご型導体４３０は、図６および図７に示すように、内周側の導体部分４３４ｉと外周側の導体部分４３４ｏとが、それぞれ、転位部４３４ｉｍと転位部４３４ｏｍによって、周方向ＣＤで互いに反対向きに１個のスロット分ずれて、交差する構成となっているが、これに限定されるものではなく、以下で説明する構成であってもよい。
【００３７】
第２実施形態のかご型導体４３０Ｂは、図１２および図１３に示すように、内周側の導体部分４３４ｉと外周側の導体部分４３４ｏとが、転位部４３４ｉｍｂおよび転位部４３４ｏｍｂにおいて、それぞれ、２個のスロット分だけ反対向きにずれて、互いの導体部分が交差するように配置された構成となっている。なお、転位部４３４ｉｍｂおよび転位部４３４ｏｍｂ以外の構成は第１実施形態の構成と同じである。
【００３８】
第２実施形態のかご型導体４３０Ｂにおいても、第１実施形態のかご型導体４３０と同様に（図１０参照）、導体通過高調波鎖交磁束が貫通する二次導体の断面積を比較例(図７参照）の場合に比べて１／２以下に小さくして、導体通過高調波鎖交磁束によって二次導体に流れる渦電流を大きく低減し、モータの効率を向上させることができる。
【００３９】
また、導体を通過しない導体周囲高調波鎖交磁束には、図８に示したような、１つの二次導体４３４の周囲を通る高調波鎖交磁束だけでなく、隣接する２つ以上の複数の二次導体４３４の周囲を回るように通る種々の高調波鎖交磁束が存在し得る。第２実施形態のかご型導体４３０Ｂでは、２つの二次導体４３４の周囲を通る高調波鎖交磁束によって、二次導体４３４に流れる高調波電流を低減し、モータの効率を向上させることができる。
【００４０】
なお、上記のかご型導体４３０Ｂでは、内周側の導体部分４３４ｉと外周側の導体部分４３４ｏとが、転位部４３４ｉｍｂおよび転位部４３４ｏｍｂにおいて、それぞれ、２個のスロット分だけ反対向きにずれて、互いの導体部分が交差するように配置された構成を例に説明したが、２個以上の複数のスロット分だけ反対向きにずれて、互いの導体部分が交差するように配置された構成としてもよい。この場合には、ずれた数の二次導体４３４の周囲を通る高調波鎖交磁束によって二次導体に流れる高調波電流を低減し、モータの効率を向上させることができる。
【００４１】
なお、各導体部分のずらし量ｐ（ｐは１以上の整数）は、二次導体の周囲を通る種々の高調波鎖交磁束の分布を調べて、いずれの高調波鎖交磁束の低減を行なうかによって設定すればよい。通常、１つの二次導体の周囲を通る高調波鎖交磁束の強度が最も大きくなるので、第１実施形態の構成とすることが好ましい。また、第１実施形態の構成の方が、転位部の階段の段数を少なくすることができるため、転位部の軸方向ＡＤの長さを低くすることができるので、転位部以外の軸方向の長さを増やすことができる。転位部は、モータの回転力には寄与しない部分である。このため、ロータコアの軸方向ＡＤの長さを一定とした場合、第２実施形態では、回転力に寄与する直線状部分４３４ｉｕ，４３４ｏｕ，４３４ｉｄ，４３４ｏｄの軸方向ＡＤの長さが第１実施形態の場合に比べて短くなり、回転力が小さくなる。従って、第１実施形態の構成の方が、転位部による回転力の低減を抑制できる点で第２実施形態の構成よりも好ましい。
【００４２】
Ｃ．第３実施形態：
図１４および図１５に示す第３実施形態のかご型導体４３０Ｃは、図６および図７に示す第１実施形態のかご型導体４３０と比較すればわかるように、階段状に変化する形状の転位部４３４ｉｍ，４３４ｏｍではなく、直線状に斜めに変化する形状（いわゆるスキュー形状である）の転位部４３４ｉｍｃ，４３４ｉｍｃを有している。なお、転位部４３４ｉｍｃ，４３４ｏｍｃ以外の構成は第１実施形態の構成と同じである。
【００４３】
第３実施形態のかご型導体４３０Ｃにおいても、第１実施形態のかご型導体４３０と同様に、二次導体を通過する高調波鎖交磁束によって二次導体に流れる渦電流を大きく低減し、モータの効率を向上させることができる。また、第１実施形態のかご型導体４３０と同様に、二次導体を通過せずに二次導体の周囲を通る高調波鎖交磁束によって二次導体に流れる高調波電流を低減し、モータの効率を向上させることができる。
【００４４】
なお、第３実施形態における転位部４３４ｉｍｃ，４３４ｏｍｃの幅を、直線状部分４３４ｉｕ，４３４ｏｕ，４３４ｉｄ，４３４ｏｄの幅と同じとするためには、転位部４３４ｉｍｃ，４３４ｏｍｃの軸方向ＡＤの長さを第１実施形態の転位部４３４ｉｍ，４３４ｏｍ（図６および図７参照）に比べて大きくしなければならない。転位部は、モータの回転力には寄与しない部分である。このため、ロータコアの軸方向ＡＤの長さを一定とした場合、第３実施形態では、回転力に寄与する直線状部分４３４ｉｕ，４３４ｏｕ，４３４ｉｄ，４３４ｏｄの軸方向ＡＤの長さが第１実施形態の場合に比べて短くなり、回転力が小さくなる。従って、第１実施形態の構成の方が、転位部による回転力の低減を抑制できる点で第３実施形態の構成よりも好ましい。
【００４５】
但し、第３実施形態のかご型導体４３０Ｂを有するロータコアの方が、第１実施形態のかご型導体４３０を有するロータコア４２０に比べて製造が容易である。
【００４６】
Ｄ．第４実施形態：
図１６および図１７に示す第４実施形態のかご型導体４３０Ｄは、図１２および図１３に示す第２実施形態のかご型導体４３０Ｂと比較すればわかるように、階段状に変化する形状の転位部４３４ｉｍｂ，４３４ｏｍｂではなく、直線状に斜めに変化する形状（いわゆるスキュー形状）の転位部４３４ｉｍｄ，４３４ｏｍｄを有している。なお、転位部４３４ｉｍｄ，４３４ｏｍｄ以外の構成は第２実施形態の構成と同じである。
【００４７】
第４実施形態のかご型導体４３０Ｄにおいても、第２実施形態のかご型導体４３０Ｂと同様に、二次導体を通過する高調波鎖交磁束によって二次導体に流れる渦電流を大きく低減し、モータの効率を向上させることができる。また、第２実施形態のかご型導体４３０Ｂと同様に、二次導体を通過せずに２つの二次導体の周囲を通る高調波鎖交磁束によって二次導体に流れる高調波電流を低減し、モータの効率を向上させることができる。
【００４８】
なお、第４実施形態も、第３実施形態と同様に、ロータコア４２０の軸方向ＡＤの長さを一定とした場合、第２実施形態の場合に比べて、回転力が小さくなる。従って、この点において、第４実施形態の構成よりも第２実施形態の構成のほうが好ましい。また、第４実施形態の構成は、第３実施形態と同様に、第２実施形態に比べて製造が容易である。
【００４９】
Ｅ．第５実施形態：
第１実施形態では、二次導体４３４を２つの導体部分４３４ｉ，４３４ｏに分離した構成（図３参照）を例に説明したが、これに限定されるものではない。図１８に示すように、二次導体４３４を４つの導体部分４３４ｉ１，４３４ｏ１，４３４ｉ２，４３４ｏ２に分離した構成としてもよい。この場合、径方向ＲＤで隣接する導体部分同士は、矢印で示すように、互いの転位部において周方向ＣＤにずれる転位の方向が互いに反対向きとなるように構成される。
【００５０】
この構成のかご型導体４３０Ｅにおいても、二次導体を通過する高調波鎖交磁束によって二次導体に流れる渦電流を大きく低減し、モータの効率を向上させることができる。また、二次導体を通過せずに二次導体の周囲を通る高調波鎖交磁束によって二次導体に流れる高調波電流を低減し、モータの効率を向上させることができる。また、分割数が４になれば、分割数２の場合に比べて、１つの導体部分の断面積はさらに１／２以下に小さくなるので、渦電流の低減効果が大きくなる。また、１の導体部分を部分的に流れる高調波電流の大きさを小さくすることができるので、これによって高調波電流の低減効果を大きくすることができる。
【００５１】
なお、二次導体の分割数は、２あるいは４に限定されるものではなく、２以上の複数に分割されるようにしてもよい。二次導体を複数に分割数することにより、二次導体を通過する高調波鎖交磁束によって二次導体に流れる渦電流を大きく低減し、モータの効率を向上させることができる。また、二次導体を通過せずに二次導体の周囲を通る高調波鎖交磁束によって二次導体に流れる高調波電流を低減し、モータの効率を向上させることができる。
【００５２】
また、二次導体の分割数を、４以上の偶数個に分割されるようにしてもよい。そして、径方向で隣接する導体部分の組み合わせごとに、例えば、図１８に示すように、内側の二つの導体部分４３４ｉ１，４３４ｏ１と、外側の二つの導体部分４３４ｉ２，４３４ｏ２とで、転位部におけるずれ量を変化させる構成としてもよい。この場合、それぞれの部分で、異なる高調波鎖交磁束によって二次導体に流れる高調波電流を低減し、モータの効率を向上させることができる。
【００５３】
なお、二次導体の分割数を２としたほうが、径方向ＲＤに並ぶ導体部分の断面積を大きくすることができるので、各導体部分の抵抗が低くなり、各導体部分の銅損を低減することができる点で好ましい。
【００５４】
Ｆ．他の実施形態：
（１）各実施形態では、内周側の導体部分４３４ｉが周方向ＣＤに沿って左向きに転位し、外周側の導体部分４３４ｏが周方向ＣＤに沿って右向きに転位する構成を例に示したが、転位の方向は逆向きであってもよい。
【００５５】
（２）上記したように、転位部は回転力に寄与しない部分であるので、転位部を収容するロータコアを省略する構成としてもよい。
【００５６】
（３）各実施形態では、内周側の導体部分４３４ｉと外周側の導体部分４３４ｏは転位部４３４ｉｍ、４３４ｏｍを除く直線部が軸線ＣＸに沿った形状としているが、軸方向ＡＤに対して角度を持たせた直線状に斜めに変化する形状（いわゆるスキュー形状）としてもよい。
【００５７】
（４）ロータスロット４２４に収められる内周側の導体部分４３４ｉと、外周側の導体部分４３４ｏを分離している仕切部４２３は、ロータスロット内で内周側導体と外周側導体が電気的に短絡するのを防ぐためのものであり、ロータコア４２０とは別の部材で構成してもよい。
【００５８】
（５）上記実施形態のモータ１０（図１参照）は、かご型ロータをインナーロータとして有するかご型誘導モータを例に説明したが、かご型ローラをアウターローラとして有するかご型誘導モータであってもよい。但し、この場合には、ステータの外周側にローラが配置されるため、かご型導体の二次導体は、円筒状のロータコアの内周縁に沿って、複数のローラスロットが配置されて、複数の二次導体が配置される。
【００５９】
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０…モータ、３０…ステータ、４０…ロータ、４２０…ロータコア、４２２…ロータティース、４２３…仕切部、４２４…ロータスロット、４２４ｉ，４２４ｏ…スロット部分、４３０，４３０Ｂ〜４３０Ｅ…かご型導体、４３２…エンドリング、４３４…二次導体、４３４ｉ，４３４ｏ…導体部分、４３４ｉ１，４３４ｏ１，４３４ｉ２，４３４ｏ２…導体部分、４３４ｉｍ，４３４ｏｍ…転位部、４３４ｉｍｂ〜４３４ｉｍｄ…転位部、４３４ｏｍｂ〜４３４ｏｍｄ…転位部、４３４ｉｕ，４３４ｉｄ…直線状部分、４３４ｏｕ，４３４ｏｄ…直線状部分、ＡＤ…軸方向、ＣＸ…軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2020141535.tif 000020
【図１７】
2020141535.tif 000021
【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月4日(2019.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
（５）上記実施形態のモータ１０（図１参照）は、かご型ロータをインナーロータとして有するかご型誘導モータを例に説明したが、かご型ロータをアウターロータとして有するかご型誘導モータであってもよい。但し、この場合には、ステータの外周側にロータが配置されるため、かご型導体の二次導体は、円筒状のロータコアの内周縁に沿って、複数のロータスロットが配置されて、複数の二次導体が配置される。