(57)【要約】【課題】製造コストを低減でき、加熱に伴う品質上の問題を回避できるかご形誘導電動機を得ること。【解決手段】かご形誘導電動機は、かご形回転子を備え、前記かご形回転子は、回転軸方向の一端側から他端側に延びた溝部を周面に有する回転子鉄心と、前記溝部に収容された導体バーとを有し、前記溝部の表面と前記導体バーの表面との少なくとも一方は、前記回転子鉄心と前記導体バーとの接触を抑制する凹凸構造を有する。【選択図】図２
2014150631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
かご形回転子を備え、
前記かご形回転子は、
回転軸方向の一端側から他端側に延びた溝部を周面に有する回転子鉄心と、
前記溝部に収容された導体バーと、
を有し、
前記溝部の表面と前記導体バーの表面との少なくとも一方は、前記回転子鉄心と前記導体バーとの接触を抑制する凹凸構造を有する
ことを特徴とするかご形誘導電動機。
【請求項２】
前記導体バーは、前記溝部に２次導体が鋳込まれたものであり、
前記溝部の表面は、前記２次導体が鋳込まれるべき領域に凹凸構造を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のかご形誘導電動機。
【請求項３】
前記回転子鉄心は、複数の鋼板が積層されたものであり、
前記複数の鋼板のそれぞれは、
前記溝部に対応した打ち抜きパターンと、
前記打ち抜きパターンの端部から前記打ち抜きパターンの内側へ延びた複数の凸状パターンと、
を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のかご形誘導電動機。
【請求項４】
前記凹凸構造は、前記溝部の表面に沿った方向における凸部の寸法が凹部の寸法より短い
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のかご形誘導電動機。
【請求項５】
突極集中巻で構成された固定子をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のかご形誘導電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、かご形誘導電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、かご形誘導電動機のかご形回転子は、ダイカストによる２次導体のローターバー部と２次導体のローターバー部が入る回転子鉄心の溝部表面との間が絶縁処理されていない。特に、回転軸を中心に捻りながら積層した、いわゆるスキューのかかった回転子鉄心の溝部にダイカストにより２次導体を鋳込んだタイプのかご形回転子においては、ローターバー部−鉄心−隣のローターバー部の経路に横流れ電流が流れ、トルク発生に有効な２次導体のローターバー部に流れる電流の減少によりモータートルクが低下しやすく、モーター効率の悪化を招く傾向にある。
【０００３】
特許文献１には、スロット部及びその内側の冷却孔をそれぞれ有した複数の回転子鉄板を順次に積層して回転子鉄心を形成し、溶融アルミニウムでスロット部の内周部と回転子鉄心の両端部とを連結して導体バーを形成し、回転子鉄心及び導体バーを含むかご形回転子を４００〜４５０℃に加熱し、回転子鉄心の外周部と冷却孔との両方を冷却水で冷却することが記載されている。これにより、特許文献１によれば、スロット部が均一に冷却されやすくなるため、回転子鉄心と導体バーとの熱膨張係数の差により導体バーが回転子鉄心から剥離し、回転子鉄心と導体バーとの間に良好で安定した空間の絶縁層が形成されるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２２４１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の方法は、かご形回転子に対して加熱→水冷を行い、回転子鉄心と２次導体との線膨張係数差により回転子鉄心と２次導体のローターバー部とを剥離する方法であると考えられる。この方法では、かご形回転子の全体を加熱し冷却する必要があるため、量産品で実施するには大掛かりな加熱設備や冷却設備が必要となるとともに、短時間での処理が難しく、製造コストを増大させる可能性があり、量産に適していないと考えられる。
【０００６】
また、４００〜４５０度の温度で加熱するため、鉄心の酸化や高温による熱変形等の加熱に伴う品質上の問題を発生させる可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、製造コストを低減でき、加熱に伴う品質上の問題を回避できるかご形誘導電動機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかるかご形誘導電動機は、かご形回転子を備え、前記かご形回転子は、回転軸方向の一端側から他端側に延びた溝部を周面に有する回転子鉄心と、前記溝部に収容された導体バーとを有し、前記溝部の表面と前記導体バーの表面との少なくとも一方は、前記回転子鉄心と前記導体バーとの接触を抑制する凹凸構造を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転子鉄心の各溝部の表面を凹凸構造にする方法としては、例えば、鉄心を打抜く金型のポンチとダイのかみ合い部を凸凹形状にするだけでよく、金型製作時に少し工程が増える以外は通常の生産工程となるため、２次導体の導体バーと回転子鉄心との接触抑制を安価に行うことができる。また、加熱しないで２次導体の導体バーと回転子鉄心との接触抑制を行うことができるので、鉄心の酸化や高温による熱変形等の品質上の問題も発生しない。すなわち、製造コストを低減でき、加熱に伴う品質上の問題を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１にかかるかご形誘導電動機の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１における鋼板の構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１におけるかご形誘導電動機の製造方法を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１における回転数−トルク特性図である。
【図５】図５は、実施の形態１における回転数−効率特性図である。
【図６】図６は、実施の形態１の変形例における鋼板の構成例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１の変形例における固定子及び回転子の構成を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態２における２次導体の構成を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態２における導体バーの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかるかご形誘導電動機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。
【００１２】
実施の形態１．
実施の形態１にかかるかご形誘導電動機１００について図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１にかかるかご形誘導電動機１００の構成を示す側面図である。
【００１３】
かご形誘導電動機１００は、かご形回転子３０及び固定子２０を備える。かご形回転子３０は、回転子鉄心１、２次導体２、及び回転軸３を有する。２次導体２は、２つのエンドリング部２ｅ−１，２ｅ−２、及び複数の導体バー（複数のローターバー）２ｂ−１〜２ｂ−ｋを有する。
【００１４】
回転子鉄心１は、複数の鋼板１５−１〜１５−ｎが回転軸３に沿った方向に積層されたものである。回転子鉄心１は、回転軸３に貫通されるとともに固定されており、また、複数の溝部４−１〜４−ｋを周面に有する。各溝部４−１〜４−ｋは、回転軸方向の一端側から他端側に螺旋状にねじれて延びている。すなわち、複数の鋼板１５−１〜１５−ｎは、各溝部４−１〜４−ｋが螺旋状にねじれるように、回転方向にスキューを持たせながら回転軸３に沿った方向に積層されている。各溝部４−１〜４−ｋには、複数の導体バー２ｂ−１〜２ｂ−ｋのうち対応する導体バーが収容される。
【００１５】
例えば、各鋼板１５−１〜１５−ｎは、穴１５ａ及び複数の打ち抜きパターン１５ｂ−１〜１５ｂ−ｋを有する。穴１５ａは、回転軸３が挿通されるべき穴である。回転軸３が穴１５ａに挿通されることで、回転子鉄心１は、回転軸３に貫通されるとともに固定される。すなわち、穴１５ａは、複数の鋼板１５−１〜１５−ｎの間で鋼板における同様の位置に形成されている。
【００１６】
複数の打ち抜きパターン１５ｂ−１〜１５ｂ−ｋは、複数の溝部４−１〜４−ｋに対応している（図２（ａ）参照）。各打ち抜きパターン１５ｂ−１〜１５ｂ−ｋは、複数の導体バー２ｂ−１〜２ｂ−ｋのうち対応する導体バーが収容されるべきパターンである。各打ち抜きパターン１５ｂ−１〜１５ｂ−ｋは、複数の鋼板１５−１〜１５−ｎの間で、各溝部４−１〜４−ｋが螺旋状にねじれることに対応した位置に形成されている。すなわち、各打ち抜きパターン１５ｂ−１〜１５ｂ−ｋは、複数の鋼板１５−１〜１５−ｎのうち隣接する鋼板との間で回転方向にスキューを持たせた位置に形成されている。
【００１７】
複数の導体バー２ｂ−１〜２ｂ−ｋは、複数の溝部４−１〜４−ｋに収容されている。各導体バー２ｂ−１〜２ｂ−ｋは、例えば、棒状の形状を有している。すなわち、各導体バー２ｂ−１〜２ｂ−ｋは、複数の溝部４−１〜４−ｋのうち対応する溝部を介して２つのエンドリング部２ｅ−１，２ｅ−２を両端面で連結する。例えば、各導体バー２ｂ−１〜２ｂ−ｋは、複数の溝部４−１〜４−ｋのうち対応する溝部内に２次導体が鋳込まれたもの（ダイカストにて成形されたもの）である。各導体バー２ｂ−１〜２ｂ−ｋは、２次導体（例えば、アルミニウム）で形成されている。
【００１８】
２つのエンドリング部２ｅ−１，２ｅ−２は、回転子鉄心１に対して、回転軸３に沿った方向の両端に配されている。各エンドリング部２ｅ−１，２ｅ−２は、例えば、回転軸３を内側に収容する環状の形状を有している。各エンドリング部２ｅ−１，２ｅ−２は、例えば、導体バー２ｂと同じ２次導体（例えば、アルミニウム）で形成されている。
【００１９】
固定子２０は、固定子鉄心１３（図７参照）及び複数の固定子巻線１４−１〜１４−ｐを有する。固定子鉄心１３は、例えば、略円筒形状を有しており、かご形回転子３０を内側に収容している（図７参照）。固定子鉄心１３は、複数の固定子巻線１４−１〜１４−ｐを巻き回すための複数の歯部１３ｔ−１〜１３ｔ−ｐを有している。複数の歯部１３ｔ−１〜１３ｔ−ｐは、例えば、回転方向に沿って略等間隔で配されている。複数の固定子巻線１４−１〜１４−ｐは、複数の歯部１３ｔ−１〜１３ｔ−ｐのうち対応する歯部に巻き回されている。
【００２０】
かご形誘導電動機１００では、複数の固定子巻線１４−１〜１４−ｐは、電力が供給された際に、その電力に応じて磁界を発生させる。このとき、発生された磁界に応じて各導体バー２ｂに電流（２次導体バー電流）が流れるとともに、その電流の大きさに応じてかご形回転子３０にモータートルクが発生する。
【００２１】
このとき、仮に、導体バー２ｂから回転子鉄心１へ横流れ電流が流れてしまうと、トルク発生に有効な２次導体バー電流および有効鎖交磁束が減少して、モータートルクが低下し、モータ効率が悪化する可能性がある。
【００２２】
そこで、本実施の形態では、各溝部４−１〜４−ｋの表面が、回転子鉄心１と導体バー２ｂとの接触を抑制する凹凸構造を有するように構成することで、導体バー２ｂから回転子鉄心１への横流れ電流を抑制することを目指す。
【００２３】
具体的には、回転子鉄心１を構成すべき各鋼板１５は、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示す構成を有する。図２（ａ）は、鋼板１５を回転軸３に沿った方向から見た図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）における打ち抜きパターン１５ｂを拡大した図である。図２（ｃ）は、図２（ｂ）における打ち抜きパターン１５ｂの端部をさらに拡大した図である。なお、図２（ａ）は、鋼板１５を回転軸３に沿った方向から見た図であるが、回転子鉄心１を回転軸３に垂直な方向で切った断面図とみなすこともできる。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、各鋼板１５は、例えば、略円盤形状を基本形状として、その基本形状に対して、中心近傍に穴１５ａを形成し、円周近傍に複数の打ち抜きパターン１５ｂ−１〜１５ｂ−ｋを円周に沿って所定間隔（例えば、等間隔）で形成したものである。
【００２５】
図２（ｂ）に示すように、各打ち抜きパターン１５ｂは、第１のパターン１５ｂ１及び第２のパターン１５ｂ２を有する。第１のパターン１５ｂ１は、第２のパターン１５ｂ２より鋼板１５の径方向内側に位置し、第２のパターン１５ｂ２より円周に沿った方向の幅が広い。第１のパターン１５ｂ１は、例えば、鋼板１５の径方向に沿った長辺を有する略楕円形状を有している。
【００２６】
第２のパターン１５ｂ２は、第１のパターン１５ｂ１より鋼板１５の径方向外側に位置し、第１のパターン１５ｂ１を鋼板１５の円周の外側へ連通させる。第２のパターン１５ｂ２は、第１のパターン１５ｂ１より円周に沿った方向の幅が狭い。第２のパターン１５ｂ２は、例えば、鋼板１５の径方向に沿った略矩形状を有している。
【００２７】
図２（ｃ）に示すように、各鋼板１５は、複数の凸状パターン６ａ−１〜６ａ−４及び複数の凹状パターン６ｂ−１〜６ｂ−３をさらに有する。凸状パターン６ａ−１〜６ａ−４と凹状パターン６ｂ−１〜６ｂ−３とは、第１のパターン１５ｂ１の端部１５ｂ１ａに沿って交互に配されている。
【００２８】
各凸状パターン６ａ−１〜６ａ−４は、第１のパターン１５ｂ１の端部１５ｂ１ａから第１のパターン１５ｂ１の内側へ延びている。また、図示しないが、各凸状パターン６ａ−１〜６ａ−４は、第２のパターン１５ｂ２の端部１５ｂ２ａ（図２（ｂ）参照）から第２のパターン１５ｂ２の内側へ延びている。すなわち、各凸状パターン６ａ−１〜６ａ−４は、打ち抜きパターン１５ｂの端部から打ち抜きパターン１５ｂの内側へ延びている。
【００２９】
各凹状パターン６ｂ−１〜６ｂ−３は、第１のパターン１５ｂ１の端部１５ｂ１ａから第１のパターン１５ｂ１の外側へ延びている。また、図示しないが、各凸状パターン６ａ−１〜６ａ−４及び各凹状パターン６ｂ−１〜６ｂ−３は、第２のパターン１５ｂ２の端部１５ｂ２ａ（図２（ｂ）参照）から第２のパターン１５ｂ２の外側へ延びている。すなわち、各凹状パターン６ｂ−１〜６ｂ−３は、打ち抜きパターン１５ｂの端部から打ち抜きパターン１５ｂの外側へ延びている。
【００３０】
なお、横流れ電流によるトルクの低下は、固定子鉄心歯部１３ｔから発生する磁束の入り口に当たる回転子外周面に近いところで導体バーと回転子鉄心とが接触導通するほど影響が大きいため、第２のパターン１５ｂ２の端部１５ｂ２ａにだけ、各凸状パターン６ａ−１〜６ａ−４及び各凹状パターン６ｂ−１〜６ｂ−３を設けてもよい。また、導体バー２ｂとなるべき２次導体が第２のパターン１５ｂ２まで鋳込まれない場合、各凸状パターン６ａ−１〜６ａ−４及び各凹状パターン６ｂ−１〜６ｂ−３は、第１のパターン１５ｂ１の端部１５ｂ１ａに選択的に設けられ、第２のパターン１５ｂ２の端部１５ｂ２ａに設けられていなくてもよい。すなわち、各凸状パターン６ａ−１〜６ａ−４及び各凹状パターン６ｂ−１〜６ｂ−３は、少なくとも、導体バー２ｂとなるべき２次導体が鋳込まれるべき領域に設けられていればよい。
【００３１】
次に、かご形誘導電動機１００の製造方法について図３を用いて説明する。図３（ａ）、（ｂ）は、かご形誘導電動機１００の製造方法における各工程を示す図である。
【００３２】
図３（ａ）に示す工程では、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示す構成をそれぞれ有する複数の鋼板１５−１〜１５−ｎを、挿通されるべき回転軸３の方向に沿って順次に積層していく。このとき、各打ち抜きパターン１５ｂ−１〜１５ｂ−ｋが、隣接する鋼板１５との間で回転方向にスキューを持たせた位置になるように、各鋼板１５−１〜１５−ｎを積層していく。これにより、回転子鉄心１が形成されるとともに、回転軸方向の一端側から他端側に螺旋状にねじれてそれぞれ延びた複数の溝部４−１〜４−ｋが回転子鉄心１の周面に形成される。
【００３３】
このとき、各鋼板１５が、複数の打ち抜きパターン１５ｂ−１〜１５ｂ−ｋを有するとともに、各打ち抜きパターン１５ｂごとに、打ち抜きパターン１５ｂの端部から打ち抜きパターン１５ｂの内側へそれぞれ延びた複数の凸状パターン６ａと打ち抜きパターン１５ｂの端部から打ち抜きパターン１５ｂの外側へ延びた複数の凹状パターン６ｂとを有している。これにより、回転子鉄心１の各溝部４の表面６は、凸状パターン６ａ及び凹状パターン６ｂが交互に繰り返された凹凸構造を有する（図２（ｃ）参照）。
【００３４】
図３（ｂ）に示す工程では、回転子鉄心１の各溝部４−１〜４−ｋ内に２次導体（例えば、アルミニウム）の溶湯が流し込まれる。これにより、複数の導体バー２ｂ−１〜２ｂ−ｋが２次導体のダイカストで成形される。なお、図３（ｂ）は、製造方法を概念的に示す図であり、実際にダイカスト成形に用いる鋳造装置は、縦型でもよいし、横型でもよい。
【００３５】
ここで、仮に、比較例として、図２（ｃ）に破線で示すように、回転子鉄心１の各溝部４の表面６がフラットな構造を有する場合、２次導体をダイカストする時に、導体バー２ｂと回転子鉄心１の溝部４の表面６とが接触しやすい。これにより、導体バー２ｂと回転子鉄心１との電気的な接触抵抗が低くなり、かご形誘導電動機１００を動作させる際に、横流れ電流が発生する可能性が高い。上記のように、導体バー２ｂから回転子鉄心１へ横流れ電流が流れてしまうと、トルク発生に有効な２次導体バー電流が減少して、モータートルクが低下し、モータ効率が悪化する可能性がある。
【００３６】
それに対して、本実施の形態では、図２（ｃ）に実線で示すように、回転子鉄心１の各溝部４の表面６が凹凸構造を有するので、２次導体をダイカストする時に凹部には空気などのガスが溜まりやすく、導体バー２ｂと回転子鉄心１の溝部４の表面６との接触を抑制できる。さらに、凸部に対しても界面張力効果により接触面積が少なくなり、接触抵抗が大きくなる。これにより、導体バー２ｂと回転子鉄心１との電気的な接触抵抗が高くなり、かご形誘導電動機１００を動作させる際に、横流れ電流を抑制することが可能である。この結果、横流れ電流の抑制により、かご形誘導電動機の横流れ電流によるモータトルクの低下を抑えることができモータ効率を改善できる。
【００３７】
次に、本実施形態による効果について図４及び図５を用いて説明する。図４は、かご形誘導電動機の回転数−トルク特性について本実施の形態と比較例とを比較して示す図である。図５は、かご形誘導電動機の回転数−効率特性について本実施の形態と比較例とを比較して示す図である。
【００３８】
図４について、上記の（例えば図２（ｃ）に破線で示す）比較例では、横流れ電流が発生する可能性が高いので、モータートルクが低下しやすく、破線の回転数−トルク特性７になる。それに対して、（例えば図２（ｃ）に実線で示す）本実施の形態では、横流れ電流を抑制できるので、モータトルクの低下を抑制でき、実線の回転数−トルク特性８になる。実線の回転数−トルク特性８は、ほぼ全ての実用回転数域に渡って、破線の回転数−トルク特性７より高トルク側に位置している。すなわち、本実施の形態によれば、比較例に比べて、ほぼ全ての実用回転数域に渡ってモータトルクを向上できることが分かる。
【００３９】
図５について、上記の（例えば図２（ｃ）に破線で示す）比較例では、横流れ電流が発生する可能性が高いので、モーター効率が悪化しやすく、破線の回転数−効率特性９になる。それに対して、（例えば図２（ｃ）に実線で示す）本実施の形態では、横流れ電流を抑制できるので、モータ効率を改善でき、実線の回転数−効率特性１０になる。実線の回転数−効率特性１０は、ほぼ全ての実用回転数域に渡って、破線の回転数−効率特性９より高効率側に位置している。すなわち、本実施の形態によれば、比較例に比べて、ほぼ全ての実用回転数域に渡ってモータ効率を改善できることが分かる。
【００４０】
以上のように、実施の形態１では、かご形誘導電動機１００において、回転子鉄心１の各溝部４の表面６が、回転子鉄心１と導体バー２ｂとの接触を抑制する（例えば図２（ｃ）に実線で示す）凹凸構造を有する。すなわち、２次導体の導体バー２ｂが鋳込まれるべき回転子鉄心１の各溝部４の表面６を凹凸構造にすることで、凹部における回転子鉄心１と２次導体の導体バー２ｂとの間の接触導通を抑制することができる。回転子鉄心１の各溝部４の表面６を凹凸構造にする方法としては、例えば、鉄心を打抜く金型のポンチとダイのかみ合い部を凸凹形状にするだけでよく、金型製作時に少し工程が増える以外は通常の生産工程となるため、２次導体の導体バー２ｂと回転子鉄心１との接触抑制を安価に行うことができる。また、加熱しないで２次導体の導体バー２ｂと回転子鉄心１との接触抑制を行うことができるので、鉄心の酸化や高温による熱変形等の品質上の問題も発生しない。すなわち、実施の形態１によれば、製造コストを低減でき、加熱に伴う品質上の問題を回避できる。
【００４１】
また、実施の形態１では、かご形誘導電動機１００において、導体バー２ｂは、溝部４に２次導体が鋳込まれたものであり、溝部４の表面６は、２次導体が鋳込まれるべき領域に凹凸構造を有する。これにより、２次導体をダイカストする時に凹部には空気などのガスが溜まりやすく、導体バー２ｂと回転子鉄心１の溝部４の表面６との接触を抑制できる。さらに、凸部に対しても界面張力効果により接触面積が少なくなり、接触抵抗が大きくなる。これにより、導体バー２ｂと回転子鉄心１との電気的な接触抵抗を高くすることができ、かご形誘導電動機１００を動作させる際に、横流れ電流を抑制することが可能である。
【００４２】
また、実施の形態１では、かご形誘導電動機１００において、回転子鉄心１は、複数の鋼板１５−１〜１５−ｎが積層されたものである。そして、複数の鋼板１５−１〜１５−ｎのそれぞれは、溝部４に対応した打ち抜きパターン１５ｂと、打ち抜きパターン１５ｂの端部から打ち抜きパターン１５ｂの内側へ延びた複数の凸状パターン６ａとを有する。これにより、複数の鋼板１５−１〜１５−ｎが積層された回転子鉄心１の各溝部４の表面６を凹凸構造にすることができる。
【００４３】
なお、図２（ｃ）では、ダイカストにより２次導体の導体バー２ｂが鋳込まれるべき回転子鉄心１の各溝部４の表面６の凸部（凸状パターン６ａ）と凹部（凹状パターン６ｂ）とが、溝部４の表面６に沿った方向に均等な寸法を有する場合について例示的に示されている。それに対して、図６に示すように、溝部４の表面６に沿った方向において、凸部寸法１１を、凹部寸法１２に対し短くしたほうが、２次導体の導体バー２ｂと回転子鉄心１の溝部４との接触面積が少なくなるため、横流れ電流の抑制効果をより得やすくなる。また、隣合う凸凹は多いほど（すなわちピッチが小さいほど）凹部へのダイカストの流れ込みが少なくなり、また、境界張力効果も出てきて、２次導体の導体バー２ｂと回転子鉄心１の溝部４の表面６との接触を抑制する上で好ましい。
【００４４】
また、実施の形態１では、固定子２０の巻線方式について特に限定していないが、固定子２０として、例えば、図７に示すように、突極集中巻で構成された固定子を用いることができる。図７は、固定子２０が突極集中巻のかご形誘導電動機１００の軸方向からみた固定子２０およびかご形回転子３０の正面図である。
【００４５】
図７に示すように、固定子２０は、固定子鉄心１３及び複数の固定子巻線１４−１〜１４−ｐを有する。固定子鉄心１３は、例えば、略円筒形状を有しており、かご形回転子３０を内側に収容している（図７参照）。固定子鉄心１３は、複数の固定子巻線１４−１〜１４−ｐを巻き回すための複数の歯部１３ｔ−１〜１３ｔ−ｐを有している。複数の歯部１３ｔ−１〜１３ｔ−ｐは、例えば、回転方向に沿って略等間隔で配されている。複数の固定子巻線１４−１〜１４−ｐは、突極集中巻方式で、複数の歯部１３ｔ−１〜１３ｔ−ｐのうち対応する歯部に巻き回されている。
【００４６】
固定子巻線１４に通電されることで、固定子鉄心の歯部１３ｔと、回転子鉄心１との間に磁束が流れる。突極集中巻では、固定子鉄心１３の歯部１３ｔと固定子巻線１４とが１対１に巻かれるのに対し、分布巻では、固定子巻線１４が複数の固定子鉄心の歯部１３ｔを跨って巻回される。突極集中巻の場合、固定子巻線１４への通電により、固定子鉄心１３の歯部１３ｔと回転子鉄心１との間の空隙部の磁束分布が、分布巻に比べて空間高調波が多くなり、横流れ電流が多くなる傾向にある。その改善策として、実施の形態１のように、回転子鉄心１の各溝部４の表面６を凸凹構造とすることがたいへん有用であり、トルクの低下や効率の悪化をかなり改善できる。
【００４７】
実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかるかご形誘導電動機２００について説明する。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００４８】
実施の形態１では、回転子鉄心１の各溝部４の表面６が凹凸構造を有しているが、実施の形態２では、さらに、２次導体の各導体バー２０２ｂの表面２０２ｂ１が凹凸構造を有する。
【００４９】
具体的には、かご形誘導電動機２００のかご形回転子２３０は、図８に示すように、２次導体２（図１参照）に代えて２次導体２０２を備える。図８は、かご形誘導電動機２００における２次導体２０２の構成を示す図である。なお、図８では、図示の簡略化のため、回転子鉄心１及び回転軸３の図示を省略している。
【００５０】
２次導体２０２は、複数の導体バー２ｂ−１〜２ｂ−ｋ（図１参照）に代えて複数の導体バー２０２ｂ−１〜２０２ｂ−ｋを有する。各導体バー２０２ｂ−１〜２０２ｂ−ｋは、その表面に凹凸構造を有する。
【００５１】
例えば、各導体バー２０２ｂ−１〜２０２ｂ−ｋは、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示す構成を有する。図９（ａ）は、図８に示す複数の導体バー２０２ｂ−１〜２０２ｂ−ｋをＡ−Ａ線で切った場合の断面を示す図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）における導体バー２０２ｂを拡大した図である。図９（ｃ）は、図９（ｂ）における導体バー２０２ｂの端部をさらに拡大した図である。
【００５２】
図９（ａ）に示すように、複数の導体バー２０２ｂ−１〜２０２ｂ−ｋは、例えば、回転軸３（図１参照）が挿通されるべき位置を中心にして、環状に所定間隔（例えば、等間隔）で配されている。
【００５３】
図９（ｂ）に示すように、各導体バー２０２ｂは、溝部４（打ち抜きパターン１５ｂ）に対応した断面形状を有している。各導体バー２０２ｂは、例えば、鋼板１５（図２（ａ）参照）の径方向に沿った長辺を有する略楕円形状を有している。
【００５４】
図９（ｃ）に示すように、各導体バー２０２ｂは、複数の凸状パターン２２６ａ−１〜２２６ａ−４及び複数の凹状パターン２２６ｂ−１〜２２６ｂ−３を表面２２６に有する。凸状パターン２２６ａ−１〜２２６ａ−４と凹状パターン２２６ｂ−１〜２２６ｂ−３とは、導体バー２０２ｂの端部２０２ｂ１に沿って交互に配されている。
【００５５】
各凸状パターン２２６ａ−１〜２２６ａ−４は、導体バー２０２ｂの端部２０２ｂ１から導体バー２０２ｂの外側へ延びている。すなわち、各凸状パターン２２６ａ−１〜２２６ａ−４は、導体バー２０２ｂの端部２０２ｂ１から回転子鉄心１の各溝部の表面に近づく方向へ延びている。
【００５６】
各凹状パターン２２６ｂ−１〜２２６ｂ−３は、導体バー２０２ｂの端部２０２ｂ１から導体バー２０２ｂの内側へ延びている。すなわち、各凹状パターン２２６ｂ−１〜２２６ｂ−３は、導体バー２０２ｂの端部２０２ｂ１から回転子鉄心１の各溝部の表面に対して遠ざかる方向へ延びている。
【００５７】
また、かご形誘導電動機１００の製造方法が次の点で実施の形態１と異なる。
【００５８】
図３（ｂ）に示す工程では、回転子鉄心１の各溝部４−１〜４−ｋの表面に、２次導体の溶湯をはじく性質を有する物質の液体を噴霧状に吹き付ける。そして、回転子鉄心１の各溝部４−１〜４−ｋ内に２次導体（例えば、アルミニウム）の溶湯が流し込まれる。これにより、複数の導体バー２０２ｂ−１〜２０２ｂ−ｋが２次導体のダイカストで成形されるとともに、各導体バー２０２ｂの表面２２６に凹凸構造が形成される。
【００５９】
以上のように、実施の形態２では、かご形誘導電動機２００において、２次導体２０２の各導体バー２０２ｂの表面２２６が、回転子鉄心１と導体バー２０２ｂとの接触を抑制する（例えば図２（ｃ）に実線で示す）凹凸構造を有する。例えば、２次導体の導体バー２０２ｂが鋳込まれるべき回転子鉄心１の各溝部４の表面６に２次導体の溶湯をはじくような表面処理を施すことで、凹部における回転子鉄心１と２次導体の導体バー２０２ｂとの間の接触導通をさらに抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように、本発明にかかるかご形誘導電動機は、２次導体のダイカスト成形に有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１  回転子鉄心、２  ２次導体、２ｂ，２０２ｂ  導体バー、３  回転軸、４  溝部、６  表面、１１  凸部寸法、１２  凹部寸法、１３  固定子鉄心、１４  固定子巻線、１５  鋼板、２０  固定子、３０  かご形回転子、１００，２００  かご形誘導電動機。
【図１】
2014150631.tif 000003
【図２】
2014150631.tif 000004
【図３】
2014150631.tif 000005
【図４】
2014150631.tif 000006
【図５】
2014150631.tif 000007
【図６】
2014150631.tif 000008
【図７】
2014150631.tif 000009
【図８】
2014150631.tif 000010
【図９】
2014150631.tif 000011