(57)【要約】【課題】かご形誘導機における回転子内の導体を冷却する性能を高める。【解決手段】短絡環１８，１９の内周面には複数の放熱片２８，２９が一体形成されている。放熱片２８は、ロータコア１６の一方の端面１６２に対向する短絡環１８の端面１８１側から貫通路１６０内に突入するように形成されており、放熱片２９は、ロータコア１６の他方の端面１６３に対向する短絡環１９の端面１９１側から貫通路１６０内に突入するように形成されている。つまり、放熱片２８，２９の一部は、回転軸１７を通す貫通路１６０内に突入されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子の内側にロータコアが設けられており、前記ロータコアは、その周方向に配列された複数のスロットを備えており、前記スロット内には導体が設けられており、前記ロータコアの一対の端面には短絡環が前記導体に接触するように設けられており、前記ロータコアにはその回転軸線の方向に貫通する貫通路が設けられているかご形誘導機における回転子において、
前記短絡環には放熱器が設けられており、
前記放熱器は、放熱片を備えており、
前記放熱片の少なくとも一部は、前記貫通路内に突入されているかご形誘導機における回転子。
【請求項２】
前記放熱片は、前記短絡環に一体形成されている請求項１に記載のかご形誘導機における回転子。
【請求項３】
前記放熱器は、前記短絡環の環内又は前記貫通路内に嵌合された円環を備えており、前記放熱片は、前記円環に一体形成されている請求項１に記載のかご形誘導機における回転子。
【請求項４】
前記貫通路周壁面と前記回転軸の外周面との間には、前記回転軸の回転に伴って流体を送る送流装置が介在されており、前記ロータコアは、前記送流装置を介して前記回転軸に支持されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のかご形誘導機における回転子。
【請求項５】
前記貫通路は、前記ロータコアに貫設された複数の送流路と、前記端面に開口すると共に、前記送流路に接続する凹部とを有し、前記凹部内には前記放熱片の少なくとも一部が突入されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のかご形誘導機における回転子。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回転子を備えたかご形誘導機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータコアの周方向に配列された複数のスロット内に導体を設けたかご形誘導機における回転子及びかご形誘導機に関する。
【背景技術】
【０００２】
かご形誘導機としては、ロータコアの周方向に並んだ状態で二次導体としての複数の導体をロータコアに収容するとともに、複数の導体の両端を短絡環で短絡して回転子を構成したものが知られている。このかご形誘導機では、ステータコアに巻回された固定子巻線に電流が流されると、固定子から磁束が発生し、この磁束がロータコアの周方向に並んだ導体と順に鎖交することによって、各導体に順に電流が流れ、導体を流れる電流と磁束との相互作用によって回転子が回転する。
【０００３】
回転子で発生した熱を排除するため、特許文献１では、ロータコアに中空部が形成され、中空部内に通された回転軸の外周面と回転子の内周面との間にファン形状の通風装置が介在されている。ロータコアは、通風装置を介して回転軸に支持されており、回転軸、通風装置及びロータコアが一体的に回転する。回転する通風装置は、中空部内の流体を回転軸の軸方向へ流して回転子を冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５３７７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転子内の発熱する導体を冷却するには、導体の熱を通風装置の回転による通風領域へ導いてくることが望ましい。しかし、特許文献１には、そのための具体的な構成の開示はなく、回転子内の導体を冷却する性能が不十分である。
【０００６】
本発明は、かご形誘導機における回転子内の導体を冷却する性能を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、固定子の内側にロータコアが設けられており、前記ロータコアは、その周方向に配列された複数のスロットを備えており、前記スロット内には導体が設けられており、前記ロータコアの一対の端面には短絡環が前記導体に接触するように設けられており、前記ロータコアにはその回転軸線の方向に貫通する貫通路が設けられているかご形誘導機における回転子を対象とし、請求項１の発明では、前記短絡環には放熱器が設けられており、前記放熱器は、放熱片を備えており、前記放熱片の少なくとも一部は、前記貫通路内に突入されている。
【０００８】
放熱片は、ロータコアと一体的に回転する。ロータコア内の導体で発生する熱の一部は、短絡環を介して放熱片に伝わり、放熱片に伝えられた熱は、回転する放熱片から貫通路内の流体へ伝えられる。導体から貫通路内の放熱片へのこのような熱伝達は、導体を冷却する性能を高める。
【０００９】
好適な例では、前記放熱片は、前記短絡環に一体形成されている。
このような一体構成は、熱伝達の向上に寄与する。
好適な例では、前記放熱器は、前記短絡環の環内又は前記貫通路内に嵌合された円環を備えており、前記放熱片は、前記円環に一体形成されている。
【００１０】
好適な例では、前記貫通路周壁面と前記回転軸の外周面との間には、前記回転軸の回転に伴って流体を送る送流装置が介在されており、前記ロータコアは、前記送流装置を介して前記回転軸に支持されている。
【００１１】
放熱片に伝えられた熱は、送流装置によって送られる流体へ伝えられる。
好適な例では、前記貫通路は、前記ロータコアに貫設された複数の送流路と、前記端面に開口すると共に、前記送流路に接続する凹部とを有し、前記凹部内には前記放熱片の少なくとも一部が突入されている。
【００１２】
放熱片に伝えられた熱は、凹部内の流体へ伝えられる。
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回転子を備えたかご形誘導機である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、かご形誘導機における回転子内の導体を冷却する性能を高めることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態を示す側断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】回転子の断面図。
【図４】展開図。
【図５】第２の実施形態を示し、（ａ）は、回転子の断面図。（ｂ）は、展開図。
【図６】別の実施形態を示す断面図。
【図７】別の実施形態を示す断面図。
【図８】別の実施形態を示し、（ａ）は、側断面図。（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図９】別の実施形態を示し、（ａ）は、側断面図。（ｂ）は、図９（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図４について説明する。
図１に示すように、かご形誘導機Ｍは、モータハウジング１０と、モータハウジング１０の内周面に固定された環状の固定子１１と、モータハウジング１０に回転可能に支持された回転子１５とを備えている。
【００１６】
図２に示すように、かご形誘導機Ｍを構成する固定子１１は、環状のステータコア１２と、ステータコア１２の内周に複数配列されたティース１２１間のスロット１２２に施された巻線１３とからなる。スロット１２２は、環状の固定子１１の周方向に等ピッチで配列されている。
【００１７】
図１に示すように、ステータコア１２は、磁性体（電磁鋼板）製の複数枚のコア板１４を積層して構成されており、ロータコア１６は、磁性体（電磁鋼板）製の複数枚のコア板２０を積層して構成されている。
【００１８】
回転子１５は、円筒形状のロータコア１６と、ロータコア１６の筒内（以下においては貫通路１６０と記す）に通された回転軸１７と、ロータコア１６の両端面１６２，１６３に接合された一対の短絡環１８，１９とを備えている。ロータコア１６は、一対の送風装置２１，２２を介して回転軸１７に支持されている。
【００１９】
図３に示すように、送風装置２２は、回転軸１７に嵌合される内輪部２３と、円筒形状のロータコア１６の内周面に嵌合される外輪部２４と、内輪部２３と外輪部２４とに連結された複数の羽根２５とから構成されている。送風装置２１も同様の構成である。回転軸１７の外周面１７１と貫通路１６０の周壁面１６１との間に介在された送流装置としての送風装置２１，２２、回転軸１７及びロータコア１６は、矢印Ｒの方向へ一体的に回転する。
【００２０】
図１に示すように、環状の固定子１１の内側に設けられたロータコア１６には複数のスロット２６が回転子１５の回転軸線１５１の方向に貫通するように形成されている。各スロット２６内には導体２７が充填されている。導体２７は、その両端が短絡環１８，１９に固定されて短絡されている。
【００２１】
回転子１５は、巻線１３への通電制御によって回転軸線１５１を中心にして回転する。
短絡環１８，１９の内周面には複数の放熱片２８，２９（図２に示すように、本実施形態ではそれぞれ５つ）が一体形成されている。放熱片２８は、ロータコア１６の一方の端面１６２に対向する短絡環１８の端面１８１側から貫通路１６０内に突入するように形成されており、放熱片２９は、ロータコア１６の他方の端面１６３に対向する短絡環１９の端面１９１側から貫通路１６０内に突入するように形成されている。つまり、放熱片２８，２９の一部は、貫通路１６０内に突入されている。短絡環１８及び放熱片２８は、放熱器３０Ａを構成し、短絡環１９及び放熱片２９は、放熱器３０Ｂを構成する。
【００２２】
図４は、ロータコア１６の内周面、送風装置２１，２２の外輪部２４の内周面、及び短絡環１８，１９の内周面を平面展開した展開図を表す。
図１に示すモータハウジング１０内は、図示しない導入通路及び図示しない排出通路を介して大気に連通している。本実施形態では、回転軸１７の矢印Ｒの方向への回転に伴って、送風装置２１，２２の羽根２５が貫通路１６０内で矢印Ｑ〔図１参照〕の方向へ空気を送る。送風装置２１，２２の回転に伴い、モータハウジング１０外の大気から空気が前記導入通路を介してモータハウジング１０内へ導入される。モータハウジング１０内へ導入された空気は、送風装置２１側から貫通路１６０を通って送風装置２２側へ送られる。送風装置２１側から貫通路１６０を通って送風装置２２側へ送られた空気は、前記排出通路からモータハウジング１０外へ流出する。
【００２３】
ロータコア１６の外周面の近くにある導体２７で発生する熱の一部は、短絡環１８，１９を介して放熱片２８，２９に伝わる。放熱片２８，２９に伝えられた熱は、貫通路１６０内を流れる空気に伝わる。つまり、貫通路１６０内の放熱片２８，２９と貫通路１６０内を流れる空気との間の熱伝達作用は、ロータコア１６の外周面付近の冷却をもたらす。
【００２４】
第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）導体２７から短絡環１８，１９を介して放熱片２８，２９に伝えられた熱は、回転する放熱片２８，２９から貫通路１６０内を流れる空気へ伝えられる。モータハウジング１０内における空気流速は、空気流を発生させる送風装置２１，２２を設けた貫通路１６０内で最速である。短絡環１８，１９に一体に連結する放熱片２８，２９を空気流速最速となる貫通路１６０内に突入された構成は、ロータコア１６内（回転子１５内）の導体２７を冷却する性能を高める。
【００２５】
（２）短絡環１８，１９に放熱片２８，２９を別体で連結した場合に比べ、放熱片２８，２９を短絡環１８，１９に一体形成した構成は、導体２７から放熱片２８，２９への熱伝達効率を高める。このような一体構成は、導体２７を冷却する性能の向上に寄与する。
【００２６】
又、このような一体構成は、放熱器３０Ａ，３０Ｂの形成工程の簡素化に寄与する。
次に、図５の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
【００２７】
図５（ｂ）は、ロータコア１６の内周面、送風装置２１，２２の外輪部２４の内周面、及び短絡環１８，１９の内周面を平面展開した展開図を表す。図５（ａ）は、送風装置２１側から放熱片２９Ａを見た図である。
【００２８】
放熱片２８Ａ，２９Ａは、回転軸線１５１に沿って送風装置２１側から送風装置２２側へと向かうにつれて、ロータコア１６の回転方向Ｒとは反対側に向かう送風面２８１，２９１を有する形状に形成されている。ロータコア１６の回転に伴い、放熱片２８Ａ．２９Ａの送風面２８１，２９１は、回転軸線１５１に沿って送風装置２１側から送風装置２２側へと貫通路１６０内の空気を送る。送風面２８１，２９１は、ロータコア１６の回転に伴って回転軸線１５１の方向へ送られる空気（冷却流体）流の送流成分を生成する。送風面２８１，２９１を有する放熱片２８Ａ，２９Ａは、放熱片２８Ａ，２９Ａから空気への熱伝達の効率向上に有利である。
【００２９】
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○図６に示すように、貫通路１６０内に全て嵌入された円環３３の内周面に放熱片２８Ｂを一体形成してもよい。この場合、放熱片２８Ｂは、全て貫通路１６０内に入り込んでおり、円環３３の端面は、短絡環１８の端面１８１〔図１参照〕に接合している。短絡環１８、円環３３及び放熱片２８Ｂは、放熱器を構成する。
【００３０】
○図７に示すように、円環３３の内周面に放熱片２８Ｃを別体形成してもよい。
○図８（ａ）に示すように、ファン型の放熱器３１Ａ，３１Ｂを採用してもよい。図８（ｂ）に示すように、放熱器３１Ｂは、回転軸１７に嵌合される内輪部３１１と、円筒形状のロータコア１６の内周面に嵌合される外輪部３１２と、内輪部３１１と外輪部３１２とに連結された複数の放熱片３１３とを備えている。放熱器３１Ａの構成も放熱器３１Ｂと同様である。内輪部３１１は、短絡環１８，１９の端面１８１，１９１に接触している。
【００３１】
ロータコア１６、回転軸１７及び放熱器３１Ａ，３１Ｂは、一体的に回転する。放熱器３１Ａ，３１Ｂの矢印Ｒの方向への回転に伴って、放熱片３１３が貫通路１６０内で矢印Ｑの方向へ空気を送る。
【００３２】
この実施形態では、図５の第２の実施形態と同様の効果が得られる。
○図９（ａ），（ｂ）に示すように、ロータコア１６の端面１６２，１６３に凹部３２Ａ，３２Ｂを形成し、凹部３２Ａ，３２Ｂの底を貫通する軸通し孔１６４に回転軸１７を嵌入してロータコア１６を回転軸１７によって直接支持してもよい。この場合、回転軸線１５１の方向に延びる複数の送流路１６５が凹部３２Ａ，３２Ｂの底を通るようにロータコア１６に貫設される。送風装置２１側の空気は、送流路１６５を通って送風装置２２側へ流れる。複数の送流路１６５及び凹部３２Ａ，３２Ｂは、貫通路を構成する。
【００３３】
図示の例では、送流路１６５の個数と放熱片２８の個数と放熱片２９の個数とは、同じであり、回転軸線１５１の方向に見た場合、送流路１６５と放熱片２８，２９とは部分的に重なっている。このような重なり構成では、送風装置２１側から送流路１６５へ流入する空気流の一部が放熱片２８に当たり、送流路１６５から送風装置２２側へ流出する空気流の一部が放熱片２９に当たる。これは、放熱片２８，２９から空気への熱伝達効率を高める。
【００３４】
○送風装置２１，２２と同様の送風装置を貫通路１６０外に設けてもよい。
○一対の送風装置２１，２２のうち、一方のみを採用してもよい。
○短絡環１８，１９の環内に円環３３を嵌合してもよい。
【００３５】
○冷却流体として、空気以外の気体や液体を用いてもいよい。
前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
〔１〕前記放熱片は、前記ロータコアの回転に伴って前記回転軸線の方向への送流成分を生成する送風面を有している請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のかご形誘導機における回転子。
【符号の説明】
【００３６】
１１…固定子。１５…回転子。１５１…回転軸線。１６…ロータコア。１６０…貫通路。１６１…周壁面。１６２，１６３…端面。１６４…軸通し孔。１６５…送流路。１７…回転軸。１７１…外周面。１８，１９…短絡環。２１，２２…送流装置としての送風装置。２６…スロット。２７…導体。２８，２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２９，２９Ａ，３１３…放熱片。３０Ａ，３０Ｂ，３１Ａ，３１Ｂ…放熱器。３２Ａ，３２Ｂ…凹部。３３…円環。Ｍ…かご形誘導機。
【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９】
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