(57)【要約】【課題】銅バーを回転子鉄心のスロットに容易に挿入することができる回転電機の回転子及び回転電機を提供する。【解決手段】回転子３の回転子鉄心８を、円環状の内周側分割鉄心１５と円環状の外周側分割鉄心１６とを組合わせて構成する。内周側分割鉄心１５に多数のスロット形成部１７を設け、外周側分割鉄心１６に、多数のスロット形成部１９を設ける。スロット形成部１７とスロット形成部１９とを組合わせることにより周方向に多数のスロット７を形成し、このスロット７に銅或いは銅合金からなる銅バー９を設ける。これにより、銅バー９を、内周側分割鉄心１５と外周側分割鉄心１６とを組合わせる前に、スロット形成部１７或いはスロット形成部１９に径方向から挿入することができる。【選択図】図１
2010268561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状をなし、内周側分割鉄心と外周側分割鉄心とに分割され、当該両分割鉄心に多数のスロット形成部が設けられていて、当該両分割鉄心のスロット形成部を組合わせることにより周方向に多数のスロットが形成される回転子鉄心と、
この回転子鉄心のスロット内に挿入された銅或いは銅合金からなる銅バーと、
アルミダイキャスト成形によって前記回転子鉄心の軸方向両端部に成形され、前記銅バーを連結し且つ電気的に接続する短絡環とを具備してなる回転電機の回転子。
【請求項２】
前記アルミダイキャスト成形によって前記各スロット内の前記銅バーよりも外周側にアルミバーが成形されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の回転子。
【請求項３】
前記内周側分割鉄心及び前記外周側分割鉄心には、環状の補助スロットが多数形成され、
前記アルミダイキャスト成形によって各前記補助スロット内に補助アルミバーが成形されていることを特徴とする請求項２記載の回転電機の回転子。
【請求項４】
前記内周側分割鉄心の前記スロット形成部は、外周側に向かうに従って周方向の開口距離が狭くなるように形成され、
前記外周側分割鉄心の前記スロット形成部は、内周側に向かうに従って周方向の開口距離が狭くなるように形成され、
前記銅バーは、前記内周側分割鉄心のスロット形成部の開口部分及び前記外周側分割鉄心のスロット形成部の開口部分によって挟まれるように配置されていることを特徴とする請求項２又は３記載の回転電機の回転子。
【請求項５】
前記内周側分割鉄心の外周面に外周方向に突出する係合部が設けられ、
前記外周側分割鉄心の内周面に前記係合部に係合する被係合部が設けられていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の回転電機の回転子。
【請求項６】
前記外周側分割鉄心は、銅バー収納部及びこの銅バー収納部から周方向の一方向に延びるように形成されたアルミバー収納部からなるスロット形成部を有する第１の鉄心材と、前記銅バー収納部及びこの銅バー収納部から周方向の反対方向に延びるように形成されたアルミバー収納部からなるスロット形成部を有する第２の鉄心材とを組合わせて積層して構成されることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の回転電機の回転子。
【請求項７】
前記内周側鉄心及び前記外周側鉄心は、収納される前記銅バーよりも周方向に幅広なスロット形成部を有する鉄心材を積層し、且つ収納された前記銅バーを基準として周方向の一方向及び反対方向に適宜ずらして構成されていることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の回転電機の回転子。
【請求項８】
前記内周側分割鉄心は、内周側鉄心部と外周側鉄心部とに分割され、当該両鉄心部に多数の第２のスロット形成部が設けられていて、当該両鉄心部の第２のスロット形成部を組合わせることにより、周方向に多数の第２のスロットが形成され、
この第２のスロット内に第２の銅バーが挿入されていて、当該第２の銅バーは前記アルミダイキャスト成形によって成形される短絡環に連結されていることを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の回転電機の回転子。
【請求項９】
固定子鉄心に固定子コイルが巻装された固定子と、
この固定子に対応して配置された請求項１から８のいずれかに記載の回転子とを具備してなる回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バー及び短絡環を具備した回転電機の回転子及び回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ポンプやファンの駆動源には、かご形誘導電動機が使用されている。このかご形誘導電動機のかご形回転子に設けられている多数のバーと短絡環は、低コストで生産性に優れるアルミダイキャストで成形されている。
【０００３】
近年、かご形誘導電動機の回転効率を高めるために、バー及び短絡環をアルミニウムよりも導電性に優れる銅で形成したかご形回転子が考えられている。例えば、かご形回転子の所謂かごを、銅系のバーと銅系の短絡環とを溶接等で組合せて構成したり、銅ダイキャストでバーと短絡環とを一体に成形したりすることが考えられている。しかしながら、前者は、組立ての作業効率が悪く、又、後者は、銅を溶かすために、非常に高い温度、例えば１０００度以上に加熱する必要があり生産性が悪い。更に、銅ダイキャスト時には、回転子を構成する回転子鉄心がこの高い熱で歪んでしまうおそれがあるため実用的でないといった問題がある。そのため、かご全体を溶接或いは銅ダイキャストによって成形するのではなく、かごの一部に銅系の材料を用い、銅とアルミニウムの特性を組合せてなるかご形回転子が考えられている。
【０００４】
例えば、回転子鉄心の外周部に全閉形のスロットを形成し、このスロットに銅系の棒材（銅バー）を回転子鉄心の軸方向から挿入し、その後、このスロットにアルミニウム系溶融金属を回転子鉄心の軸方向の片側或いは両側から注湯して、銅バーをアルミニウム系溶融金属で包むと共に、回転子鉄心の軸方向両端部にアルミニウム系溶融金属からなる短絡環を成形する構成のかご形回転子が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６３１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、銅バーを回転子鉄心に形成された多数のスロットに軸方向から挿入する方法では、作業が煩雑になり、作業効率が悪い。特に、回転子鉄心が円環状の鉄心材を積層して構成される場合、鉄心材やスロットの寸法誤差が大きいと、スロットの軸方向に対して段差が生じてしまうことがある。この場合、銅バーを回転子鉄心の軸方向からスロットに挿入する際、銅バーがスロット内の段差につかえてしまい、銅バーをスロットに挿入することがより難しく、回転子の組立て性が良くない。
【０００７】
本発明は、銅バーを回転子鉄心のスロットに容易に挿入することができる回転電機の回転子及び回転電機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の回転電機の回転子は、円環状をなし、内周側分割鉄心と外周側分割鉄心とに分割され、当該両分割鉄心に多数のスロット形成部が設けられていて、当該両分割鉄心のスロット形成部を組合わせることにより周方向に多数のスロットが形成される回転子鉄心と、この回転子鉄心のスロット内に挿入された銅或いは銅合金からなる銅バーと、アルミダイキャスト成形によって前記回転子鉄心の軸方向両端部に成形され、前記銅バーを連結し且つ電気的に接続する短絡環とを具備してなることを特徴としている（請求項１の発明）。
【０００９】
本発明の回転電機は、固定子鉄心に固定子コイルが巻装された固定子と、この固定子に対応して配置された請求項１から８のいずれかに記載の回転子とを具備してなることを特徴としている（請求項９の発明）。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転子の回転子鉄心を、内周側分割鉄心と外周側分割鉄心とを組合わせた構成にし、両分割鉄心に回転子鉄心のスロットを形成する多数のスロット形成部をそれぞれ設けた構成とした。これにより、内周側分割鉄心或いは外周側鉄心のうちの一方の分割鉄心に形成されたスロット形成部に、銅バーを回転子鉄心の径方向から挿入することができ、この状態で、他方の分割鉄心を組合わせて、回転子鉄心を製造することが可能となる。このように、銅バーを回転子鉄心の軸方向からではなく、径方向からスロットに挿入する構成であるので、銅バーがスロット内の段差につかえることはなく、銅バーをスロットに容易に挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す回転子の縦断面図
【図２】かご形誘導電動機の縦断面図
【図３】回転子の一部を破断して示す斜視図
【図４】図１の部分拡大図
【図５】短絡環部分の縦断面図
【図６】図４の６−６線に沿う断面図
【図７】アルミダイキャスト成形用の金型の横断面図
【図８】本発明の第２の実施形態を示す図４相当図
【図９】本発明の第３の実施形態を示す図４相当図
【図１０】本発明の第４の実施形態を示す図４相当図
【図１１】図１０中の１１−１１線に沿う断面図
【図１２】回転子鉄心の正面図
【図１３】本発明の第５の実施形態を示す図４相当図
【図１４】図１３中の１４−１４線に沿う断面図
【図１５】図１２相当図
【図１６】本発明の第６の実施形態を示す図４相当図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を、かご形誘導電動機の回転子及びかご形誘導電動機に適用し、第１の実施形態では図１〜図７を参照して説明する。
図２に示すように、本実施形態に係る二重かご形誘導電動機（回転電機）１は、固定子２と、この固定子２の内周側に位置する回転子３とを備えている。
【００１３】
固定子２は、固定子鉄心４に、複数の固定子コイル５が着装されて構成されている。固定子鉄心４は、珪素鋼板からなる円環状の鉄心材を複数枚積層して円筒形状に構成され、図示しないリベット等で積層方向が一体に結着されている。又、固定子鉄心４の内周面には、固定子コイル５を収納するためのスロット６が複数形成されている。
【００１４】
回転子３は、図１〜図５に示すように、円環状をなし外周部に多数のスロット７が形成された回転子鉄心８と、スロット７内に設けられた銅或いは銅合金からなる銅バー９及びアルミニウム或いはアルミニウム合金からなるアルミバー１０と、回転子鉄心８の軸方向両端部に設けられた円環状の短絡環１１，１１（図３及び図５参照）と、回転子鉄心８の中央部を軸方向に貫通して設けられた回転軸１２とを備えている。
【００１５】
回転子鉄心８は、図１及び図４に示すように、円環状の内周側分割鉄心１５と、円環状の外周側分割鉄心１６とを組合わせて構成されている。内周側分割鉄心１５は、軸方向から見て、回転子鉄心８を径方向に複数、この場合、２分割した場合の内周側に位置する鉄心である。一方、外周側分割鉄心１６は、回転子鉄心８のうち内周側分割鉄心１５を除いた鉄心、即ち回転子鉄心８の外周部を構成する鉄心である。内周側分割鉄心１５及び外周側分割鉄心１６は、それぞれ珪素鋼板からなる円環状の鉄心材を軸方向に複数枚積層して構成されている。
【００１６】
内周側分割鉄心１５の外周側には、多数（この場合２４箇所）のスロット形成部１７が周方向に等間隔に設けられている。スロット形成部１７は、略矩形状の切欠きされた孔であり、内周側分割鉄心１５の外周側が開放している。このスロット形成部１７は、銅バー９を収納する銅バー収納部の一部を構成している。又、内周側分割鉄心１５には、各スロット形成部１７よりも内周側に、環状の孔をなす補助スロット１８が形成されている。
【００１７】
外周側分割鉄心１６の内周側には、内周側分割鉄心１５のスロット形成部１７と同数のスロット形成部１９が周方向に等間隔に設けられている。スロット形成部１９は、図４に示すように、外周側分割鉄心１６の内周側が開放する略矩形状の孔をなす銅バー収納部１９Ａと、銅バー収納部１９Ａよりも外周側に位置して切抜かれた略三角形の孔をなすアルミバー収納部１９Ｂと、銅バー収納部１９Ａとアルミバー収納部１９Ｂとを連通するスリット部１９Ｃとから構成されている。銅バー収納部１９Ａは、スロット形成部１７とともに銅バー９を収納する銅バー収納部を構成する。即ち、内周側分割鉄心１５と外周側分割鉄心１６とが組合わされたとき、スロット形成部１７とスロット形成部１９の銅バー収納部１９Ａとがつながって、銅バー９を収納するスロット７を形成する構成である。アルミバー収納部１９Ｂは、三角形の頂点のひとつが外周側分割鉄心１６の最外周側に位置するように設けられている。スリット部１９Ｃは、銅バー収納部１９Ａの周方向の中心からアルミバー収納部１９Ｂの中心に向かって延びている。これにより、スロット形成部１９は、外周側分割鉄心１６を軸方向から見たとき、銅バー収納部１９Ａとアルミバー収納部１９Ｂとの間が、くびれた形態になる。外周側分割鉄心１６の周方向に隣合うスロット形成部１９，１９間には、環状の孔をなす補助スロット２０が形成されている。
【００１８】
銅バー９は、上述したように、回転子鉄心８のスロット７内、この場合、スロット形成部１７及びスロット形成部１９の銅バー収納部１９Ａで形成された空間内に挿入されている。銅バー９は、回転子鉄心８の軸方向に対して平行に延びる銅板或いは銅（銅合金）製薄肉シートを複数枚重ね合わせて構成されている。
【００１９】
アルミバー１０は、銅バー９の外周側に位置するアルミバー収納部１９Ｂ内に設けられている。ここで、アルミバー収納部１９Ｂの断面積が大きい場合、アルミバー１０の断面積も大きくなる。又、アルミバー１０は、内周側分割鉄心１５のスロット形成部１７とこのスロット形成部１７に収納された銅バー９との隙間、外周側分割鉄心１６のスロット形成部１９の銅バー収納部１９Ａとこの銅バー収納部１９Ａに収納された銅バー９との隙間にも、隙間の広さによっては設けられている。又、アルミバー１０は、スリット部１９Ｃの隙間の幅が大きい場合、スリット部１９Ｃ内にも設けられている。
【００２０】
回転子鉄心８のうち、内周側分割鉄心１５の補助スロット１８内には、アルミバー１０と同じ材料からなる補助アルミバー２１が設けられている。又、外周側分割鉄心１６の補助スロット２０内には、アルミバー１０と同じ材料からなる補助アルミバー２２が設けられている。
【００２１】
アルミバー１０の軸方向の両端部及び補助アルミバー２１，２２の軸方向両端部には、短絡環１１，１１が位置している。図１、図２、図４中の２点鎖線は、短絡環１１の位置を示している。短絡環１１は、円環状をなし、外周側が回転子鉄心１１の外周と略一致し、内周側が補助アルミバー２１と同じ位置或いは補助アルミバー２１よりも内側に位置している。短絡環１１の軸方向外側の面には、図３に示すように、軸方向外側へ突出する複数の冷却フィン２３が一体に成形されている。
このような構成の回転子３では、アルミバー１０、短絡環１１、補助アルミバー２１，２２及び冷却フィン２３が、アルミダイキャスト成形により一体に成形されている。
【００２２】
図７には、上記アルミダイキャスト成形に用いる金型３１が示されている。金型３１は、金型３１内に回転子鉄心８を収容する空間を有し、回転子鉄心８の軸方向側に型開きするプレート３２，３２を備えている。このプレート３２には、回転子鉄心８に短絡環１１及び冷却フィン２３を成形するキャビティ（空洞）３３が形成されている。又、プレート３２には、図示しないアルミニウム系溶融金属を金型３１の外部からキャビティ３３に送るランナー（流路）３４が形成されている。
ランナー３４の先端のゲート（小孔）３５は、短絡環１１，１１に対応するキャビティ３３に臨んでいる。
【００２３】
次に、回転子３の製造手順について説明する。
まず、鉄心材を積層して構成された一方の分割鉄心たる内周側分割鉄心１５のスロット形成部１７に、銅バー９を内周側分割鉄心１５の径方向外側から挿入する。尚、挿入された銅バー９はスロット形成部１７から外れないように仮止めしておく。
【００２４】
次に、銅バー９がスロット形成部１７に挿入された内周側分割鉄心１５の外周側に、鉄心材を積層して構成された他方の分割鉄心たる外周側分割鉄心１６を、軸方向から嵌め込む。このとき、内周側分割鉄心１５のスロット形成部１７と外周側分割鉄心１６のスロット形成部１９の銅バー収納部１９Ａとが一致して、スロット７を形成するように嵌め込む。これにより、銅バー９がスロット７に挿入された構成となる。
【００２５】
次に、銅バー９がスロット７に挿入された回転子鉄心８を、図７に示す金型３１の所定の位置に載置し、アルミニウム系溶融金属、この場合、溶融したアルミニウムを金型３１のランナー３４からキャビティ３３へ供給、充填してアルミダイキャスト成形を行う。
ランナー３４から供給されたアルミニウム系溶融金属は、短絡環１１及び冷却フィン２３を成形し、更に、回転子鉄心８のスロット７及び補助スロット１８，２０内に流れ込み、図１〜図４及び図６に示すように、アルミバー１０、補助アルミバー２１，２２が成形される。
【００２６】
このようなアルミダイキャスト成形でアルミバー１０と短絡環１１と補助アルミバー２１，２２が一体に成形されることにより、互いが強固に結合されると共に、電気的にも接続された状態になる。又、スロット７内に挿入された銅バー９は、図５に示すように、軸方向両端部が短絡環１１にて連結され、且つ電気的にも接続される。尚、図５においては、図の簡素化のために、短絡環１１の断面を示す斜線は省略している。
【００２７】
上記アルミダイキャスト成形後、金型３１の型開きが行われて、アルミバー１０、短絡環１１、補助アルミバー２１，２２及び冷却フィン２３が成形された回転子鉄心８の取外しが行われる。回転子鉄心８を取外した後、この回転子鉄心８に回転軸１２を挿入、固着して、回転子３の製造が完了する。
【００２８】
上記構成によれば、各スロット７内に銅バー９が挿入され、その銅バー９の外周側に位置するアルミバー収納部１９Ｂ内にアルミバー１０が設けられた二重かご形誘導電動機１の回転子３を得ることができる。
【００２９】
この回転子３は、電流が始動時には主として回転子鉄心８の銅バー９よりも外周側に位置するアルミバー１０に流れ、定格回転数の運転時（連続運転時）には主として低抵抗の銅バー９に流れる構成となる。これにより、始動時には高抵抗のアルミバー１０に電流が集中することにより大きな始動トルクが得られ、又、定格回転数の運転時には低抵抗の銅バー９に電流が流れることにより低損失となる回転子３を得ることができる。
【００３０】
本実施形態では、回転子３の回転子鉄心８を、内周側分割鉄心１５と外周側分割鉄心１６とを組合わせた構成にし、内周側分割鉄心１５及び外周側分割鉄心１６に回転子鉄心８のスロット７を形成する多数のスロット形成部１７，１９をそれぞれ設けた構成とした。これにより、内周側分割鉄心１５に形成されたスロット形成部１７に、銅バー９を回転子鉄心８の径方向から挿入することができ、内周側分割鉄心１５のスロット形成部１７に銅バー９が挿入された状態で、この内周側分割鉄心１５に外周側分割鉄心１６を組合わせて、回転子鉄心８を製造することが可能となる。このように、銅バー９を回転子鉄心８の軸方向からではなく、径方向からスロット７に挿入することができる。これにより、スロット７に段差があっても、銅バー９がスロット７内の段差につかえることはなく、銅バー９をスロット７に容易に挿入することができる。
【００３１】
回転子鉄心８が回転して回転子鉄心８に遠心力が生じると、外周側分割鉄心１６、特に外周側分割鉄心１６の径方向の肉厚の薄い部分（外周側分割鉄心１６のアルミバー収納部１９Ｂと外周面との間）が破損してしまうことがある。しかし、本実施形態のように、内周側分割鉄心１５と外周側分割鉄心１６とを、補助アルミバー２１，２２によって挟み込む構成にすることにより、外周側分割鉄心１６が遠心力により外周側に押されてしまうことを防止でき、外周側分割鉄心１６が破損してしまうことを防止できる。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態を図８を参照して説明する。尚、上記第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第２の実施形態は、図８に示すように、回転子鉄心４０が、内周側分割鉄心４１及び外周側分割鉄心４２を組合わせて構成されている。即ち、第２の実施形態では、内周側分割鉄心４１及び外周側分割鉄心４２の形状が、第１の実施形態の内周側分割鉄心１５及び外周側分割鉄心１６の形状と異なる。
【００３３】
内周側分割鉄心４１には、第１の実施形態のスロット形成部１７の代わりにスロット形成部４３が設けられている。スロット形成部４３は、内周側分割鉄心４１の外周側に、多数、この場合２４箇所、周方向に等間隔に設けられている。そして、このスロット形成部４３は、外周側が開放した孔であり、且つ、外周側に向かうに従って周方向の開口距離が狭く形成されている。このスロット形成部４３は、銅バー９を収納する銅バー収納部の一部を構成している。又、スロット形成部４３と銅バー９との隙間は、内周側に向かうに従って広くなっており、この広くなった空間にアルミニウムが設けられている。この空間に設けられたアルミニウムは、補助アルミバー４４として機能する。
【００３４】
外周側分割鉄心４２には、第１の実施形態のスロット形成部１９の代わりにスロット形成部４５が設けられている。スロット形成部４５は、外周側分割鉄心４２の外周側に、内周側分割鉄心４１のスロット形成部４３と同数、周方向に等間隔に設けられている。
【００３５】
スロット形成部４５は、銅バー収納部４５Ａと、銅バー収納部４５Ａよりも外周側に位置して切抜かれた略三角形の孔をなすアルミバー収納部１９Ｂと、銅バー収納部４５Ａとアルミバー収納部１９Ｂとを連通するスリット部１９Ｃとから構成されている。銅バー収納部４５Ａは、内周側が開放し、且つ、内周側に向かうに従って周方向の開口距離が狭く形成された孔である。銅バー収納部４５Ａは、スロット形成部４３とともに銅バー９を収納する銅バー収納部を構成している。又、スロット形成部４５の銅バー収納部４５Ａと銅バー９との隙間は、外周側に向かうに従って広くなっており、この広くなった空間にアルミニウムが設けられている。この空間に設けられたアルミニウムは、補助アルミバー４６として機能する。
【００３６】
ここで、内周側分割鉄心４１と外周側分割鉄心４２とが組合わされたとき、スロット形成部４３とスロット形成部４５の銅バー収納部４５Ａとがつながってスロット４７を形成する。又、スロット形成部４５は、外周側分割鉄心４２を軸方向から見たとき、銅バー収納部４５Ａとアルミバー収納部１９Ｂとの間が、くびれた形態となる。
【００３７】
銅バー９は、回転子鉄心４０のスロット４７に挿入されている。このとき、銅バー９は、内周側分割鉄心４１の開口部分及び外周側分割鉄心４２の開口部分によって挟まれるように配置されている。又、アルミバー１０は、スロット形成部４５のアルミバー収納部１９Ｂの所に形成されている。
【００３８】
次に、回転子鉄心４０を具備した回転子３の製造手順について説明する。
まず、内周側分割鉄心４１のスロット形成部４３に、銅バー９を内周側分割鉄心４１の径方向外側から挿入する。次に、銅バー９がスロット形成部４３に挿入された内周側分割鉄心４１の外周側に、外周側分割鉄心４２を、軸方向から嵌め込む。このとき、内周側分割鉄心４１のスロット形成部４３と外周側分割鉄心４２のスロット形成部４５の銅バー収納部４５Ａとが一致して、スロット４７を形成するように嵌め込む。これにより、銅バー９がスロット４７に挿入された構成となる。
【００３９】
次に、銅バー９がスロット４７に挿入された回転子鉄心８を金型３１（図７参照）を用いてアルミダイキャスト成形を行う。アルミダイキャスト成形により、アルミバー１０、短絡環１１、冷却フィン２３、補助アルミバー４４，４６が一体に成形される。
このようなアルミダイキャスト成形でアルミバー１０と短絡環１１と補助アルミバー４４，４６とが一体に成形されることにより、互いが強固に結合されると共に、電気的にも接続された状態になる。
【００４０】
この構成によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を奏すると共に、内周側分割鉄心４１と外周側分割鉄心４２とが、補助アルミバー４４，４６によって挟み込まれて保持されているので、外周側分割鉄心４２が遠心力により外周側に押されてしまうことを防止でき、外周側分割鉄心４２が破損してしまうことを防止できる。
【００４１】
次に、本発明の第３の実施形態を図９を参照して説明する。尚、上記第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第３の実施形態は、図９に示すように、回転子鉄心５０が、内周側分割鉄心５１及び外周側分割鉄心５２を組合わせて構成されている。即ち、第３の実施形態では、内周側分割鉄心５１及び外周側分割鉄心５２の形状が、第１の実施形態の内周側分割鉄心１５及び外周側分割鉄心１６の形状と異なる。
【００４２】
内周側分割鉄心５１は、円環状をなし、外周部に複数、この場合２４箇所、外周側に突出する係合部５３が設けられている。この係合部５３は、外周側の先端部が内周側の基端部よりも周方向の幅が広いアンカー状をなしている。この係合部５３の先端側の外周面は、銅バー９を収納する銅バー収納部の一部を構成している。
【００４３】
外周側分割鉄心５２には、第１の実施形態のスロット形成部１９の代わりにスロット形成部５４が設けられている。スロット形成部５４は、外周側分割鉄心５２の外周側に、内周側分割鉄心５１の係合部５３と同数、周方向に等間隔に設けられている。
【００４４】
スロット形成部５４は、内周側に形成された被係合部５５と、被係合部５５よりも外周側に形成された銅バー収納部５４Ａと、銅バー収納部５４Ａよりも外周側に位置して切抜かれた略三角形の孔をなすアルミバー収納部１９Ｂと、銅バー収納部５４Ａとアルミバー収納部１９Ｂとを連通するスリット部１９Ｃとから形成されている。
【００４５】
被係合部５５は、係合部５３と係合する形状である。具体的には、被係合部５５は、外周側分割鉄心５２の内周側から外周側向かって凹む形状であり、凹みの底部は開口側よりも周方向に広がっている。即ち、凹みの開口部分が最も狭くなるように形成され、その開口部分が外周側分割鉄心５２の内周側に位置している。銅バー収納部５４Ａは、被係合部５５の底部から更に外周側に略矩形状に凹み、被係合部５５側が開放した略矩形状をなした孔である。この銅バー収納部５４Ａは、銅バー９を収納する銅バー収納部の一部を構成している。
【００４６】
ここで、内周側分割鉄心５１と外周側分割鉄心５２とが組合わされたとき、係合部５３とスロット形成部５４とで囲われたスロット５６が形成される構成である。このとき、スロット形成部５４の銅バー収納部５４Ａと銅バー９との隙間には、アルミニウムが充填されている。この隙間にあるアルミニウムは、補助アルミバー５７として機能する。尚、スロット形成部５４のアルミバー収納部１９Ｂには、アルミバー１０が成形されている。
【００４７】
次に、回転子鉄心５０を具備した回転子３の製造手順について説明する。
まず、外周側分割鉄心５２のスロット形成部５４の銅バー収納部５４Ａに、銅バー９を外周側分割鉄心５２の径方向内側から挿入する。次に、銅バー９がスロット形成部５４の銅バー収納部５４Ａに挿入された外周側分割鉄心５２の内周側に、内周側分割鉄心５１を、軸方向から嵌め込む。このとき、内周側分割鉄心５１の係合部５３と外周側分割鉄心５２の被係合部５５とが係合して、内周側分割鉄心５１と外周側分割鉄心５２とが強固に結合すると共に、銅バー９が係合部５３とスロット形成部５４とで囲われたスロット５６に挿入された構成となる。
【００４８】
次に、銅バー９がスロット５６に挿入された回転子鉄心５０を金型３１（図７参照）を用いてアルミダイキャスト成形を行う。アルミダイキャスト成形により、アルミバー１０と短絡環１１と冷却フィン２３と補助アルミバー５７とが一体に成形される。このようなアルミダイキャスト成形によって、アルミバー１０と短絡環１１と補助アルミバー５７とが電気的に接続された状態になる。
【００４９】
この構成によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を奏すると共に、内周側分割鉄心５１と外周側分割鉄心５２とが、係合部５３と被係合部５５との係合により強固に結合されるので、外周側分割鉄心５２が遠心力により外周側に押されてしまうことを防止でき、外周側分割鉄心５２が破損してしまうことを防止できる。
又、補助アルミバー５７が銅バー９の周囲に位置するので、補助アルミバー５７の機械的強度を強くすることができる。
【００５０】
次に、本発明の第４の実施形態を図１０〜図１２を参照して説明する。尚、上記第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第４の実施形態は、図１０及び図１１に示すように、回転子鉄心６０が、内周側分割鉄心６１及び外周側分割鉄心６２を組合わせて構成されている。即ち、第４の実施形態では、内周側分割鉄心６１及び外周側分割鉄心６２の形状が、第１の実施形態の内周側分割鉄心１５及び外周側分割鉄心１６の形状と異なる。
【００５１】
内周側分割鉄心６１は、図１２（ａ）に示すように、第１の実施形態の内周側分割鉄心１５と略同形状であり、円環状をなし、外周側に、多数、この場合２４箇所、スロット形成部６３が周方向に等間隔に設けられている。スロット形成部６３は、略矩形状の切欠きされた孔であり、内周側分割鉄心６１の外周側が開放している。このスロット形成部６３は、銅バー９を収納する銅バー収納部の一部を構成している。
【００５２】
外周側分割鉄心６２は、図１０〜図１２に示すように、第１の鉄心材６２１と第２の鉄心材６２２とを組合わせて積層して構成されている。
第１の鉄心材６２１は、円環状をなし、内周側にスロット形成部６４が設けられている。スロット形成部６４は、第１の鉄心材６２１の内周側に、内周側分割鉄心６１に形成されたスロット形成部６３と同数、周方向に等間隔に設けられている。
【００５３】
ここで、第１の鉄心材６２１のスロット形成部６４は、外周側分割鉄心６２の内周側が開放する略矩形状の孔をなす銅バー収納部６４Ａと、この銅バー収納部６４Ａから周方向の一方向（図１２（ａ）において右方向）に延びるように形成されたアルミバー収納部６４Ｂとから形成されている。アルミバー収納部６４Ｂは、具体的には、三角形の孔であり、最外周側に位置する頂点が、最も周方向の一方向側に位置している。
【００５４】
第２の鉄心材６２２は、円環状をなし、内周側にスロット形成部６５が設けられている。スロット形成部６５は、スロット形成部６４と同数、周方向に等間隔に設けられている。第２の鉄心材６２２のスロット形成部６５は、銅バー収納部６５Ａと、この銅バー収納部６５Ａから周方向の他方向（図１２（ｂ）において左方向）に延びるように形成されたアルミバー収納部６５Ｂとから形成されている。銅バー収納部６５Ａは、銅バー収納部６４Ａと同形状の孔であり外周側分割鉄心６２の内周側が開放する略矩形状の孔をなしている。アルミバー収納部６５Ｂは、具体的には、三角形の孔であり、最外周側に位置する頂点が、最も周方向の他方向側に位置している。この第２の鉄心材６２２は、第１の鉄心材６２１を表裏反転させたものと同一形状である。
【００５５】
そして、第１の鉄心材６２１のスロット形成部６３の銅バー収納部６４Ａと、第２の鉄心材６２２のスロット形成部６５の銅バー収納部６５Ａとが一致することにより、スロット６６が形成される。スロット６６は、軸方向から見ると、銅バー収納部６４Ａ，６５Ａの部分が同一であり、外周側分割鉄心６２の外周側に位置するアルミバー収納部６４Ｂ，６５Ｂ部分が、積層位置によって周方向の一方向又は他方向に延びている（図１０及び図１１参照）。
【００５６】
内周側分割鉄心６１のスロット形成部６３と、第１の鉄心材６２１のスロット形成部６３の銅バー収納部６４Ａと、第２の鉄心材６２２のスロット形成部６５の銅バー収納部６５Ａとで形成される空間には、銅バー９が挿入されている。
【００５７】
アルミバー収納部６４Ｂ及びアルミバー収納部６５Ｂには、アルミバー６７が形成されている。ここで、回転子鉄心６０の下段部のアルミバー収納部６４Ｂが周方向の一方向に延び、回転子鉄心６０の上段部のアルミバー収納部６４Ｂが周方向の他方向に延びているので、アルミバー６７も、下端部が周方向の一方向に延び、上端部が周方向の他方向に延びた形状になる。即ち、アルミバー６７は、回転子鉄心６０の外周側から見たときに、２段の段差をなしている。
【００５８】
次に、回転子鉄心６０を具備した回転子３の製造手順について説明する。
まず、内周側分割鉄心６１のスロット形成部６３に、銅バー９を内周側分割鉄心６１の径方向外側から挿入する。次に、銅バー９がスロット形成部６３に挿入された内周側分割鉄心６１の外周側に、第１の鉄心材６２１を複数枚軸方向から嵌め込んで積層し、その上に第２の鉄心材６２２を複数枚軸方向から嵌め込んで積層していく。このとき、内周側分割鉄心６１のスロット形成部６３と、第１の鉄心材６２１のスロット形成部６４の銅バー収納部６４Ａと、第２の鉄心材６２２のスロット形成部６５の銅バー収納部６５Ａとを一致させて、スロット６６を形成させる。これにより、銅バー９がスロット６６に挿入された構成となる。又、回転子鉄心６０下段部は、アルミバー収納部６４Ｂが周方向の一方向に延びたようになり、回転子鉄心６０上段部は、アルミバー収納部６４Ｂが周方向の他方向に延びたようになる。
【００５９】
次に、銅バー９がスロット６６に挿入された回転子鉄心６０を金型３１（図７参照）を用いてアルミダイキャスト成形を行う。アルミダイキャスト成形により、短絡環１１、冷却フィン２３、アルミバー６７が一体に成形される。
【００６０】
この構成によれば、アルミダイキャスト成形で短絡環１１とアルミバー６７とが一体に成形されることにより、互いが強固に結合されると共に、電気的にも接続された状態になる。更に、アルミバー６７は、回転子鉄心６０の外周側から見たときに、２段の段差、即ち擬似的な傾斜をなしているので、回転子鉄心６０のアルミバー６７の擬似的な傾斜が擬似的なスキューとして機能し、トルクムラを低減することができる。
【００６１】
次に、本発明の第５の実施形態を図１３〜図１５を参照して説明する。尚、上記第４の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第５の実施形態は、図１３及び図１４に示すように、回転子鉄心７０が、内周側分割鉄心７１及び外周側分割鉄心７２を組合わせて構成されている。即ち、第５の実施形態では、内周側分割鉄心７１及び外周側分割鉄心７２の形状が、第４の実施形態の内周側分割鉄心６１及び外周側分割鉄心６２の形状と異なる。
【００６２】
内周側分割鉄心７１は、図１５に示すように、円環状をなし、外周側に、多数、この場合２４箇所、スロット形成部７３が周方向に等間隔に設けられている。スロット形成部７３は、略矩形状の切欠きされた孔であり、内周側分割鉄心７１の外周側が開放している。このスロット形成部７３は、銅バー９を収納する銅バー収納部の一部を構成している。そして、このスロット形成部７３は、開放している周方向の長さが、収納される銅バーの周方向の長さよりも幅広に形成されている。例えば、銅バー９の周方向の長さを１００％とした場合、スロット形成部７３の周方向の長さが１２０％に設定されている。この内周側分割鉄心７１は、円環状の鉄心材７１１を複数枚積層して構成されている。
【００６３】
外周側分割鉄心７２は、円環状をなし、内周側にスロット形成部７４が設けられている。スロット形成部７４は、外周側分割鉄心７２の内周側に、内周側分割鉄心７１に形成されたスロット形成部７３と同数、周方向に等間隔に設けられている。
【００６４】
スロット形成部７４は、外周側分割鉄心７２の内周側が開放する略矩形状の孔をなす銅バー収納部７４Ａと、銅バー収納部７４Ａから外周側に延びて略三角形の孔をなすアルミバー収納部７４Ｂとから形成されている。銅バー収納部７４Ａは、内周側分割鉄心７１と外周側分割鉄心７２とが組合わされたとき、内周側分割鉄心７１のスロット形成部７３とつながってスロット７５を形成する構成である。そして、このスロット形成部７４の銅バー収納部７４Ａは、開放している周方向の長さが、スロット形成部７３の周方向の長さと同じである。即ち、銅バー収納部７４Ａの周方向の長さは、銅バー９の周方向の長さを１００％とした場合に、１２０％に設定されている。
【００６５】
そして、スロット形成部７３及びスロット形成部７４の銅バー収納部７４Ａは、周方向の長さが、銅バー９の周方向の長さよりも幅広に形成されているので、内周側分割鉄心７１のスロット形成部７３と外周側分割鉄心７２のスロット形成部７４によって形成されたスロット７５内に銅バー９を挿入した状態で、内周側分割鉄心７１及び外周側分割鉄心７２をずらすことが可能である。
【００６６】
本実施形態では、外周側分割鉄心７２は、円環状の鉄心材７２１を複数枚積層して構成されている。そして、回転子鉄心７０の下段部が右方向へ適宜移動され（ずらされ）、上段部が左方向へ適宜移動され（ずらされ）ている。これにより、回転子鉄心７０の外周側から見た場合、収納された銅バー９を基準として、アルミバー収納部７４Ｂの下段部が、周方向の一方向（図１３で右方向）に位置し、上段部が周方向の他方向（図１３で左方向）に位置している。そして、収納された銅バー９を基準として、銅バー９の周方向にそれぞれ２０％ずれた位置にあり、２段の段差が形成されている。この２段の段差のアルミバー収納部７４Ｂ内にアルミバー７６が形成されている。即ち、アルミバー７６は、２段の段差をなしている。
【００６７】
次に、回転子鉄心７０を具備した回転子３の製造手順について説明する。
まず、内周側分割鉄心７１のスロット形成部７３に、銅バー９を内周側分割鉄心７１の径方向外側から挿入する。次に、銅バー９がスロット形成部７３に挿入された内周側分割鉄心７１の外周側に、外周側分割鉄心７２を複数枚軸方向から嵌め込んで積層していく。このとき、銅バー９は、内周側分割鉄心７１のスロット形成部７３と、外周側分割鉄心７２のスロット形成部７４の銅バー収納部７４Ａとで形成されるスロット７５内に挿入される。
【００６８】
次に、スロット７５内に銅バー９を挿入した状態で、回転子鉄心７０の下段部を右方向へ移動させ、且つ、上段部を左方向へ移動させるように、内周側分割鉄心７１及び外周側分割鉄心７２を周方向へずらして、アルミバー収納部７４Ｂにおいて軸方向に段差を形成させる。
【００６９】
次に、回転子鉄心７０を金型３１（図７参照）を用いてアルミダイキャスト成形を行う。アルミダイキャスト成形により、短絡環１１、冷却フィン２３、アルミバー７６が一体に成形される。アルミバー７６は、アルミバー収納部７４Ｂに段差が形成されているので、この段差に倣うように段差が成形される。
【００７０】
この構成によれば、アルミバー７６は、回転子鉄心７０の外周側から見たときに、２段の段差をなしているので、回転子鉄心７０のアルミバー７６の部分が擬似的なスキューとして機能し、トルクムラを低減することができる。
【００７１】
次に、本発明の第６の実施形態を図１６を参照して説明する。尚、上記第５の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第６の実施形態では、回転子鉄心の径方向に並んで配置された２本の銅バーを有する回転子に適用したものである。即ち、１本のアルミバーと２本の銅バーを有する三重かご形誘導電動機の回転子に適用したものである。
【００７２】
この回転子に用いられる回転子鉄心８０は、内周側分割鉄心８１及び外周側分割鉄心８２を組合わせて構成されている。即ち、第６の実施形態では、内周側分割鉄心８１及び外周側分割鉄心８２の形状が、第５の実施形態の内周側分割鉄心７１及び外周側分割鉄心７２の形状と異なる。
【００７３】
内周側分割鉄心８１は、内周側分割鉄心８１を径方向に２分割した内周側鉄心部８３と外周側鉄心部８４とを組合わせて構成されている。
内周側鉄心部８３は、円環状をなし、外周側に、多数、この場合２４箇所、第２のスロット形成部８５が周方向に等間隔に設けられている。第２のスロット形成部８５は、略矩形状の切欠きされた孔であり、内周側鉄心部の外周側が開放している。この第２のスロット形成部８５は、第２の銅バー８６を収納する第２の銅バー収納部の一部を構成している。
【００７４】
外周側鉄心部８４は、円環状をなし、内周側に、内周側鉄心部８３に形成された第２のスロット形成部８５と同数の第２のスロット形成部８７が周方向に等間隔に設けられている。第２のスロット形成部８７は、略矩形状の切欠きされた孔であり、外周側鉄心部８４の内周側が開放している。この第２のスロット形成部８７は、第２の銅バー８６を収納する第２の銅バー収納部の一部を構成し、内周側鉄心部８３の第２のスロット形成部８５とつながることにより、第２のスロット８８が形成される。又、外周側鉄心部８４の外周側には、第２のスロット形成部８５と同数の第１のスロット形成部８９が周方向に等間隔に設けられている。第１のスロット形成部８９は、略矩形状の切欠きされた孔であり、外周側鉄心部８４の外周側が開放している。この第１のスロット形成部８９は、銅バー（第１の銅バー）９を収納する第１の銅バー収納部の一部を構成している。
【００７５】
外周側分割鉄心８２は、円環状をなし、内周側に第１のスロット形成部９０が設けられている。第１のスロット形成部９０は、外周側分割鉄心８２の内周側に、第１のスロット形成部８９と同数、周方向に等間隔に設けられている。
【００７６】
第１のスロット形成部９０は、外周側分割鉄心８２の内周側が開放する略矩形状の孔をなす銅バー収納部９０Ａと、銅バー収納部９０Ａから外周側に延びて略三角形の孔をなすアルミバー収納部９０Ｂとから形成されている。銅バー収納部９０Ａは、内周側分割鉄心８１の外周側鉄心部８４と外周側分割鉄心８２とが組合わされたとき、第１のスロット形成部８９とつながり、第１のスロット９１を形成する。アルミバー収納部９０Ｂは、三角形の頂点のひとつが外周側分割鉄心８２の最外周側に位置するように設けられている。
【００７７】
第２のスロット形成部８５，８７から形成される第２のスロット８８内には、第２の銅バー８６が収納され、又、第１のスロット形成部８９及び第１のスロット形成部９０の銅バー収納部９０Ａから形成される第１のスロット９１内には、第１の銅バー９が収納されている。そして、アルミバー収納部９０Ｂには、アルミダイキャスト成形により短絡環１１，１１に連結されたアルミバー９２が成形されている。
【００７８】
次に、回転子鉄心８０を具備した回転子の製造手順について説明する。
まず、内周側分割鉄心８１の内周側鉄心部８３の第２のスロット形成部８５に、第２の銅バー８６を内周側鉄心部８３の径方向外側から挿入する。次に、第２の銅バー８６が第２のスロット形成部８５に挿入された内周側鉄心部８３の外周側に、外周側鉄心部８４を軸方向から嵌め込んでいく。このとき、第２の銅バー８６は、内周側鉄心部８３の第２のスロット形成部８５と、外周側鉄心部８４の第２のスロット形成部８７とで形成される第２のスロット８８内に挿入された構成となる。
【００７９】
次に、内周側分割鉄心８１の外周側鉄心部８４の第１のスロット形成部８９に、第１の銅バー９を外周側鉄心部８４の径方向外側から挿入する。そして、第１の銅バー９が第１のスロット形成部８９に挿入された外周側鉄心部８４の外周側に、外周側分割鉄心８２を軸方向から嵌め込んでいく。このとき、第１の銅バー９は、外周側鉄心部８４の第１のスロット形成部８９と、外周側分割鉄心８２の第１のスロット形成部９０の第１の銅バー収納部９０Ａとで形成される第１のスロット９１内に挿入された構成となる。
【００８０】
次に、回転子鉄心８０に対して金型３１（図７参照）を用いてアルミダイキャスト成形を行う。アルミダイキャスト成形により、短絡環１１、冷却フィン２３、アルミバー９２が一体に成形される。
【００８１】
この構成によれば、銅バー９，８６が径方向に２つ並んだ構成の回転子鉄心８０についても、回転子鉄心８０を径方向に３分割することにより、製造することができる。即ち、銅バーが径方向に複数本設けられた構成の回転子鉄心は、回転子鉄心の径方向の分割数を適宜変更することにより、製造することができる。
【００８２】
尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されず、次のような変形、拡張が可能である。
第１，２，４，５，６の実施形態では、内周側分割鉄心のスロット形成部に銅バーを挿入して、その後に外周側分割鉄心を挿入する構成で説明したが、外周側分割鉄心のスロット形成部に銅バーを挿入して、その後に内周側分割鉄心を挿入して組合わせる構成としても良い。
第２〜第６の実施形態の内周側分割鉄心及び外周側分割鉄心に、第１の実施形態と同様の補助スロットを形成し、その補助スロットにアルミダイキャスト成形で補助アルミバーを成形させても良い。
【００８３】
第４，５の実施形態では、アルミバーを２段に分割する構成で説明したが、第４の実施形態では積層する枚数を適宜変更し、第５の実施形態では、周方向にずらす枚数を適宜変更して、アルミバーを３段以上の段差を有する形状にしても良い。
その他、上記した構成部品の数、寸法及び材料等について、適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００８４】
図面中、１はかご形誘導電動機（回転電機）、２は固定子、３は回転子、４は固定子鉄心、５は固定子コイル、７，４７，５６，６６，７５，８８，９１はスロット、８，４０，５０，６０，７０，８０は回転子鉄心、９，８６は銅バー、１０，６７，７６，９２はアルミバー、１１は短絡環、１５，４１，５１，６１，７１，８１は内周側分割鉄心、１６，４２，５２，６２，７２，８２は外周側分割鉄心、１７，１９，４３，４５，５４，６３，６４，６５，７３，７４，８５，８７，８９，９０はスロット形成部（銅バー収納部）、１８，２０は補助スロット、１９Ａ，４５Ａ，５４Ａ，６４Ａ，６５Ａ，７４Ａ，８７Ａ，８９Ａ，９０Ａは銅バー収納部、１９Ｂ，６４Ｂ，６５Ｂ，７４Ｂ，９０Ｂはアルミバー収納部、２１，２２，４４，４６，５７は補助アルミバー、５３は係合部、５５は被係合部、６２１，６２２，７１１，７２１は鉄心材、８３は内周側鉄心部、８４は外周側鉄心部を示す。
【図１】
2010268561.tif 000003
【図２】
2010268561.tif 000004
【図３】
2010268561.tif 000005
【図４】
2010268561.tif 000006
【図５】
2010268561.tif 000007
【図６】
2010268561.tif 000008
【図７】
2010268561.tif 000009
【図８】
2010268561.tif 000010
【図９】
2010268561.tif 000011
【図１０】
2010268561.tif 000012
【図１１】
2010268561.tif 000013
【図１２】
2010268561.tif 000014
【図１３】
2010268561.tif 000015
【図１４】
2010268561.tif 000016
【図１５】
2010268561.tif 000017
【図１６】
2010268561.tif 000018