(57)【要約】【課題】ロータコアと導体棒との電気的絶縁性を安定的に確保することができる誘導機用ロータ及び誘導機用ロータの製造方法を提供する。【解決手段】ロータコア３３と、ロータコア３３に形成された当該ロータコア３３の軸方向に延びる挿入孔３０と、挿入孔３０に挿入された導体棒４０と、を備えた誘導機用ロータ３であって、挿入孔３０の内周面３０Ｆと、挿入孔３０の内周面３０Ｆに対向する導体棒４０の外周面４０Ｆとの間に発泡樹脂５が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコアと、前記ロータコアに形成された当該ロータコアの軸方向に延びる挿入孔と、前記挿入孔に挿入された導体棒と、を備えた誘導機用ロータであって、
前記挿入孔の内周面と、前記挿入孔の前記内周面に対向する前記導体棒の外周面との間に発泡樹脂が設けられている誘導機用ロータ。
【請求項２】
前記発泡樹脂により離間された前記挿入孔の前記内周面と前記導体棒の前記外周面との距離が、規定の絶縁距離以上である請求項１に記載の誘導機用ロータ。
【請求項３】
前記挿入孔は、前記ロータコアの周方向に複数形成され、
複数の前記挿入孔のそれぞれに前記導体棒が挿入され、
前記挿入孔のそれぞれの中での前記導体棒の、前記軸方向の各位置における前記周方向及び径方向での位置ずれが、予め設定された基準位置に対して規定範囲内に収まっている請求項１又は２に記載の誘導機用ロータ。
【請求項４】
前記軸方向に直交する断面における前記導体棒の前記外周面の全体を覆うように、前記発泡樹脂が設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載の誘導機用ロータ。
【請求項５】
前記導体棒は、銅を主成分として構成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の誘導機用ロータ。
【請求項６】
ロータコアと、前記ロータコアに形成された当該ロータコアの軸方向に延びる挿入孔と、前記挿入孔に挿入された導体棒と、を備えた誘導機用ロータの製造方法であって、
前記導体棒の外周面に発泡前の発泡樹脂が塗布された状態で、当該導体棒を前記挿入孔に挿入する導体棒挿入工程と、
前記導体棒挿入工程の後、前記発泡樹脂を加熱して発泡させる樹脂発泡工程と、を有する誘導機用ロータの製造方法。
【請求項７】
前記導体棒挿入工程の前に、前記導体棒の前記外周面に塗布された発泡前の前記発泡樹脂の厚さを、予め規定された厚さに調整する厚さ調整工程を更に有する請求項６に記載の誘導機用ロータの製造方法。
【請求項８】
前記導体棒挿入工程の前に、前記導体棒の前記外周面に塗布された発泡前の前記発泡樹脂を乾燥させる樹脂乾燥工程を更に有する請求項６又は７に記載の誘導機用ロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導機用ロータ及び誘導機用ロータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記の特許文献１（特開２０１４−１４７２５２号公報）には、かご形回転子として構成されたロータ（１０）と、回転磁界を発生させるステータ（５０）と、を備えた誘導電動機（１）が開示されている。この誘導電動機（１）では、ロータコア（２０）の周方向に分散して形成された複数のスロット２５内のそれぞれに導体棒（３１）を配置することにより、ロータ（１０）が構成されている。また、ステータ（５０）が発生させた回転磁界により導体棒（３１）を流れる誘導電流を発生させ、この誘導電流と回転磁界との相互作用によって、ロータ（１０）に回転方向の力を作用させ、回転軸（１５）を中心として当該ロータ（１０）を回転させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１４７２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１では、ロータコア（２０）のスロット（２５）内にアルミニウムを鋳造することによって導体棒（３１）が形成されているため、ロータコア（２０）と導体棒（３１）とが直接接触した状態となる。このため、導体棒（３１）を流れる電流がロータコア（２０）にも流れ、エネルギ効率が低下する要因となっていた。
【０００５】
そこで、ロータコアと導体棒との電気的絶縁性を安定的に確保することができる誘導機用ロータ及びそのような誘導機用ロータの製造方法の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る誘導機用ロータの特徴構成は、
ロータコアと、前記ロータコアに形成された当該ロータコアの軸方向に延びる挿入孔と、前記挿入孔に挿入された導体棒と、を備えた誘導機用ロータであって、
前記挿入孔の内周面と、前記挿入孔の前記内周面に対向する前記導体棒の外周面との間に発泡樹脂が設けられている点にある。
【０００７】
本構成によれば、発泡樹脂により、挿入孔の内周面と、この挿入孔の内周面に対向する導体棒の外周面との間の電気的絶縁性を安定的に確保することができる。従って、導体棒を流れる電流がロータコアに流れることを抑制し、誘導機のエネルギ効率を高めることができる。
【０００８】
本開示に係る誘導機用ロータの製造方法の特徴構成は、
ロータコアと、前記ロータコアに形成された当該ロータコアの軸方向に延びる挿入孔と、前記挿入孔に挿入された導体棒と、を備えた誘導機用ロータの製造方法であって、
前記導体棒の外周面に発泡前の発泡樹脂が塗布された状態で、当該導体棒を前記挿入孔に挿入する導体棒挿入工程と、
前記導体棒挿入工程の後、前記発泡樹脂を加熱して発泡させる樹脂発泡工程と、を有する点にある。
【０００９】
本方法によれば、導体棒挿入工程の前に導体棒の外周面に発泡前の発泡樹脂を塗布するので、導体棒を挿入孔に挿入した後で発泡前の発泡樹脂を挿入孔の内周面と導体棒の外周面との間に流し込む場合に比べて、挿入孔の内周面と導体棒の外周面との間の全体に均等に発泡樹脂を設け易い。その後、発泡樹脂を加熱して発泡させるので、発泡樹脂により、挿入孔の内周面と、この挿入孔の内周面に対向する導体棒の外周面との間の電気的絶縁性を安定的に確保することができる。従って、導体棒を流れる電流がロータコアに流れることを抑制し、誘導機のエネルギ効率を高めることができる。
【００１０】
本開示に係る技術のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】誘導機用ロータを備えた誘導機の断面図。
【図２】軸方向から見た誘導機用ロータの要部拡大図。
【図３】図１における要部拡大図。
【図４】発泡樹脂の発泡前と発泡後を示す図。
【図５】誘導機用ロータの製造工程を示すフローチャート。
【図６】他の実施形態に係る誘導機用ロータにおいて、発泡樹脂の発泡前を示す図。
【図７】他の実施形態に係る誘導機用ロータにおいて、発泡樹脂の発泡前を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１．第一実施形態
第一実施形態に係る誘導機用ロータ３（以下、単にロータ３という）について図面を参照して説明する。図１に示すように、ロータ３は、誘導機１に用いられるかご形回転子として構成されている。
【００１３】
図１には、インナーロータ型の誘導機１が示されている。なお、以下の説明では、特に断らない限り、「軸方向Ｘ」、「径方向Ｒ」、「周方向Ｃ」は、ロータ３の回転軸心を基準として定義されるものである。また、径方向Ｒの一方側を「径方向第一側Ｒ１（図示の例では径方向外側）」とし、他方側を「径方向第二側Ｒ２（図示の例では径方向内側）」とする。また、周方向Ｃの一方側を「周方向第一側Ｃ１（図示の例では反時計回り側）」とし、他方側を「周方向第二側Ｃ２（図示の例では時計回り側）」とする。なお、本明細書では、各部材についての寸法、配置方向、配置位置等に関しては、誤差（製造上許容され得る程度の誤差）による差異を有する状態を含むものとする。
【００１４】
図１に示すように、誘導機１は、ロータ３と、ロータ３の回転中心に配置されると共に当該ロータ３と一体回転する回転軸３５と、交流電流によって回転磁束を発生させるステータ２と、を備えている。誘導機１は、ステータ２から発生する回転磁束と、かご形回転子として構成されたロータ３の二次導体４に発生する誘導電流とが鎖交することにより、ロータ３に回転力が発生するように構成されている。本例では、誘導機１は、三相の交流電流によって回転磁束を発生させる、かご形三相誘導機として構成されている。
【００１５】
ロータ３の回転速度と回転磁界の回転速度とは、これらの回転速度が等しいすべりが零（Ｓ＝０）の状態で同期する。そして、誘導機１は、回転磁界の回転速度の方がロータ３の回転速度よりも速い場合、すなわち、すべりが零よりも大きく１よりも小さい（０＜Ｓ＜１）場合に、誘導電動機として動作する。また、誘導機１は、回転磁界の回転速度の方がロータ３の回転速度よりも遅い場合、すなわち、すべりが零よりも小さく−１よりも大きい（−１＜Ｓ＜０）場合に、誘導発電機として動作する。
【００１６】
ステータ２は、ケース（不図示）の内部に固定されており、ステータコア２１と、当該ステータコア２１に巻装されたコイル（不図示）と、を備えている。ステータコア２１は、例えば、円環板状の電磁鋼板が複数枚積層して構成された積層構造体である。コイルは、導体線をステータコア２１のスロットに巻き回されて構成されている。本例では、ステータ２は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相のコイルを備え、三相交流によって回転磁界を発生させるように構成されている。また、ステータ２は、三相の各コイルがステータコア２１の軸方向Ｘの両側に突出して形成されたコイルエンド部２２を有している。
【００１７】
図１に示すように、ロータ３は、ステータ２の径方向第二側Ｒ２において当該ステータ２と隙間を隔てた状態で、ケースに対して回転可能に支持されている。ロータ３は、ロータコア３３を備えている。本実施形態では、ロータコア３３は、円環板状の電磁鋼板であるコアプレート３３Ａが軸方向Ｘに複数枚積層されることにより形成された積層構造体である。各コアプレート３３Ａの表面には、絶縁被膜が設けられている。絶縁被膜としては、例えば、無機質被膜又は無機成分と有機樹脂からなる半有機絶縁被膜が用いられる。なお、ロータコア３３は、積層構造体として構成されていなくても良く、絶縁被覆された磁性粉末が圧縮して固められた圧粉体として構成されていても良い。
【００１８】
ロータコア３３は、径方向Ｒの中心に、軸方向Ｘに貫通する軸孔３４を有している。軸孔３４には、軸受（不図示）を介してケースに支持された回転軸３５が挿通される。ロータコア３３は、回転軸３５と一体回転する。
【００１９】
図１に示すように、ロータ３は、ロータコア３３に形成された当該ロータコア３３の軸方向Ｘに延びる挿入孔３０と、挿入孔３０に挿入された導体棒４０と、を備えている。なお、「軸方向に延びる挿入孔」とは、挿入孔３０が、軸方向Ｘに沿って平行に延びている場合の他、軸方向Ｘに対して傾いている場合も含むものである。換言すれば、挿入孔３０は、ロータコア３３における軸方向Ｘの所定領域を含むように延びている。図１に示す例では、挿入孔３０は、ロータコア３３の軸方向Ｘにおける全域において、軸方向Ｘに沿って平行に延びている。
【００２０】
図２に示すように、挿入孔３０は、ロータコア３３の周方向Ｃに複数形成されている。本実施形態では、複数の挿入孔３０は、周方向Ｃに分散して等間隔に配置されており、それぞれ同じ形状とされている。軸方向Ｘから見て、挿入孔３０を周方向Ｃに二等分する仮想的な線がロータ３の回転軸心と交わるように、各挿入孔３０が配置されている。また本例では、挿入孔３０は、軸方向Ｘから見て、径方向Ｒに長い矩形状に形成されると共に、ロータコア３３を軸方向Ｘに貫通している（図１も参照）。
【００２１】
図２に示すように、複数の挿入孔３０のそれぞれに導体棒４０が挿入されている。挿入孔３０に挿入された複数の導体棒４０は、当該挿入孔３０における軸方向Ｘの全域に亘って配置されている（図１参照）。導体棒４０には、回転磁界により発生する誘導電流が流れる。そして、導体棒４０を流れる誘導電流と回転磁界との相互作用によって導体棒４０に対して周方向Ｃの回転力が付与される。ロータコア３３の挿入孔３０に挿入された導体棒４０に回転力が付与されることで、ロータコア３３は、導体棒４０と共に回転する。
【００２２】
本実施形態では、導体棒４０は、銅を主成分として構成されている。これによれば、導体棒４０としてアルミニウムを用いる場合に比べて、導体棒４０の電気抵抗を小さくすることができるため、誘導機１のエネルギ効率の向上を図ることができる。ところで、銅はアルミニウムに比べて融点が高く、例えば、溶かした銅を従来のように挿入孔３０に流し込むことにより挿入孔３０内で導体棒４０を形成しようとすると、ロータコア３３側の特に絶縁被膜に大きな影響を与えることになる。しかし、前述のように本例では、導体棒４０は、挿入孔３０の外で成形されてから挿入孔３０に挿入されるものであるため、そのような問題も生じない。
【００２３】
本実施形態では、導体棒４０は、軸方向Ｘから見て、挿入孔３０と相似形状で、且つ、挿入孔３０よりも小さく形成されている。これにより、挿入孔３０に導体棒４０が挿入された状態で、挿入孔３０の内周面３０Ｆと、当該内周面３０Ｆに対向する導体棒４０の外周面４０Ｆとの間には隙間が形成される。図２に示す例では、導体棒４０の軸方向Ｘに直交する断面の形状は、径方向Ｒに長い矩形状に形成されている。
【００２４】
図１に示すように、導体棒４０の軸方向Ｘにおける両端部のそれぞれには、回転軸心を中心とする環状に形成されたエンドリング４３が設けられている。一対のエンドリング４３は、導体棒４０と同じ銅製であり、複数の導体棒４０のそれぞれと連結して、これら複数の導体棒４０を短絡している。これにより、一対のエンドリング４３と複数の導体棒４０とが一体となって、１つのかご型の二次導体４を構成している。
【００２５】
本実施形態では、一対のエンドリング４３と複数の導体棒４０とは、例えばロウ付け（銀ロウ等）されることにより接合されている。また、例えばエンドリング４３における複数の導体棒４０に対応した位置に嵌合孔を設け、この嵌合孔と複数の導体棒４０とが嵌合することにより、エンドリング４３と複数の導体棒４０とが連結されるようにしても良い。
【００２６】
二次導体４には、誘導電流と回転磁界との相互作用により周方向Ｃの回転力が付与される。二次導体４とロータコア３３とは、ロータコア３３の挿入孔３０に二次導体４の導体棒４０が挿入されることにより一体的に連結されている。そして、二次導体４に回転力が付与されることにより、二次導体４とロータコア３３とは一体回転する。このように、二次導体４とロータコア３３とは、かご形回転子としてのロータ３を構成している。
【００２７】
ここで、二次導体４とロータコア３３とは、電気的に絶縁されることが望ましい。なぜなら、二次導体４（導体棒４０）を流れる誘導電流は、ステータ２が発生する回転磁界と共にロータ３に回転力を付与するための要素の１つであるが、二次導体４とロータコア３３との絶縁が不十分であると、二次導体４を流れる誘導電流がロータコア３３に流れ、当該誘導電流が減少することによって誘導機１のエネルギ効率が低下するおそれがあるからである。
【００２８】
そこで、このロータ３では、図１〜図３に示すように、挿入孔３０の内周面３０Ｆと、挿入孔３０の内周面３０Ｆに対向する導体棒４０の外周面４０Ｆとの間に発泡樹脂５が設けられている。発泡樹脂５は、膨張して硬化し、挿入孔３０の内周面３０Ｆと導体棒４０の外周面４０Ｆとの間を絶縁する。これにより、導体棒４０を流れる誘導電流がロータコア３３に流れることを抑制でき、エネルギ効率の向上を図ることができる。なお、本実施形態に係る各図では、理解を容易にするために、発泡樹脂５の厚さを他の部分に比べて大きく強調して表している。
【００２９】
本実施形態では、発泡樹脂５として、加熱により膨張及び硬化する熱硬化性樹脂を用いる。ここでは、一例として、熱硬化性樹脂にエポキシ系樹脂を用い、当該エポキシ系樹脂を含む基材の中に加熱膨張するカプセルが配合されたものを使用すると好適である。このようなカプセルとして、例えば、加熱によって気化する液体等が封入された熱可塑性樹脂のカプセルを用いることができる。これによれば、内周面３０Ｆと外周面４０Ｆとの間が発泡によって形成された気泡（空気）によっても絶縁される。
【００３０】
詳細は後述するが、本実施形態では、図４に示すように、導体棒４０の外周面４０Ｆに発泡前の発泡樹脂５が塗布された状態で、当該導体棒４０が挿入孔３０に挿入される。そして、発泡樹脂５が、加熱により膨張し、挿入孔３０の内周面３０Ｆと導体棒４０の外周面４０Ｆとの隙間を埋めて絶縁する。
【００３１】
本実施形態では、軸方向Ｘに直交する断面における導体棒４０の外周面４０Ｆの全体を覆うように、発泡樹脂５が設けられている。前述のように、本実施形態では、挿入孔３０及び導体棒４０は、軸方向Ｘから見て、相似形状とされている。図２に示す例では、挿入孔３０の内周面３０Ｆは、周方向第一側Ｃ１に配置される周方向第一内周面ＣＦ３１と、当該周方向第一内周面ＣＦ３１と周方向Ｃに対向すると共に周方向第二側Ｃ２に配置される周方向第二内周面ＣＦ３２と、径方向第一側Ｒ１（径方向外側）に配置される径方向第一内周面ＲＦ３１と、当該径方向第一内周面ＲＦ３１と径方向Ｒに対向すると共に径方向第二側Ｒ２（径方向内側）に配置される径方向第二内周面ＲＦ３２と、を有している。挿入孔３０の内周面３０Ｆを構成するこれらの面のそれぞれは、挿入孔３０の軸方向Ｘにおける全域に亘って延びている。そして、図２に示す例では、導体棒４０の外周面４０Ｆは、周方向第一側Ｃ１に配置される周方向第一外周面ＣＦ４１と、周方向第二側Ｃ２に配置される周方向第二外周面ＣＦ４２と、径方向第一側Ｒ１（径方向外側）に配置される径方向第一外周面ＲＦ４１と、径方向第二側Ｒ２（径方向内側）に配置される径方向第二外周面ＲＦ４２と、を有している。導体棒４０の外周面４０Ｆを構成するこれらの面のそれぞれは、導体棒４０の軸方向Ｘにおける全域に亘って延びている。
【００３２】
図２に示すように、周方向第一内周面ＣＦ３１と周方向第一外周面ＣＦ４１とは、互いに対向しており、これらの間に発泡樹脂５が設けられる。同様に、周方向第二内周面ＣＦ３２と周方向第二外周面ＣＦ４２とは、互いに対向しており、これらの間に発泡樹脂５が設けられる。また、径方向第一内周面ＲＦ３１と径方向第一外周面ＲＦ４１とは、互いに対向しており、これらの間に発泡樹脂５が設けられる。同様に、径方向第二内周面ＲＦ３２と径方向第二外周面ＲＦ４２とは、互いに対向しており、これらの間に発泡樹脂５が設けられる。
【００３３】
本実施形態では、複数の挿入孔３０のそれぞれと複数の導体棒４０のそれぞれとの関係において、設計上、周方向第一内周面ＣＦ３１と周方向第一外周面ＣＦ４１との距離は同じに設定されている。同様に、周方向第二内周面ＣＦ３２と周方向第二外周面ＣＦ４２との距離、径方向第一内周面ＲＦ３１と径方向第一外周面ＲＦ４１との距離、及び、径方向第二内周面ＲＦ３２と径方向第二外周面ＲＦ４２との距離も、複数の挿入孔３０のそれぞれと複数の導体棒４０のそれぞれとの関係において全て同じ距離に設計上設定されている。換言すれば、複数の挿入孔３０のそれぞれと複数の導体棒４０のそれぞれとの関係において、内周面３０Ｆと外周面４０Ｆとの距離は全て同じに設定されている。これにより、設計上では、ロータ３の軸方向Ｘに直交する断面での、複数の導体棒４０のそれぞれの重心を複数の挿入孔３０のそれぞれの重心に合せることができるので、回転軸心を基準として均等な位置関係で複数の導体棒４０を配置することができる。従って、回転軸心を基準とする周方向Ｃ及び径方向Ｒにおけるロータ３の回転バランスを良好なものとすることができる。
【００３４】
図４に示すように、本実施形態では、発泡樹脂５により離間された挿入孔３０の内周面３０Ｆと導体棒４０の外周面４０Ｆとの距離が、規定の絶縁距離ＳＤ以上とされている。なお、ここでの絶縁距離ＳＤは、挿入孔３０の内周面３０Ｆと導体棒４０の外周面４０Ｆとの間で必要な電気的絶縁性を確保するために設定された最低限の距離を指す。図４に示す例では、内周面３０Ｆと外周面４０Ｆとの設計上の距離は、この絶縁距離ＳＤに、導体棒４０の許容位置ずれ量ＡＲを加えた距離に設定されている。ここで、許容位置ずれ量ＡＲは、挿入孔３０の基準位置に対して径方向Ｒ及び周方向Ｃに許容される導体棒４０の位置ずれ量であり、後述する規定範囲ＳＲの半径に対応する。そして、本実施形態では、内周面３０Ｆを構成する各面と外周面４０Ｆを構成する各面との間の距離が、軸方向Ｘから見た導体棒４０の全周に亘って同じになるように設計されている。これにより、導体棒４０の位置が挿入孔３０に対していずれの方向にずれたとしても、規定の絶縁距離ＳＤが確保できる。従って、挿入孔３０の内周面３０Ｆと導体棒４０の外周面４０Ｆとの間の電気的絶縁性の確保を確実性高く行うことができる。なお、絶縁距離ＳＤは、導体棒４０に作用する誘導起電圧の最大値等に応じて定められると好適である。
【００３５】
ところで、ロータコア３３及び導体棒４０の寸法公差、或いは、導体棒４０を挿入孔３０に挿入する際に用いる治具等の寸法公差や配置誤差等の各種要因に起因して挿入孔３０の基準位置に対して導体棒４０の位置ずれが生じる場合がある。しかし、このような位置ずれが大きい場合には、ロータコア３３の回転軸心に対する複数の導体棒４０の相対位置の偏りによって、ロータ３の全体での重量バランスに偏りが生じ、ロータ３の回転が不安定となる場合があった。
【００３６】
そこで、本実施形態では、図２及び図３に示すように、発泡樹脂５を用いることにより、挿入孔３０のそれぞれの中での導体棒４０の、軸方向Ｘの各位置における周方向Ｃ及び径方向Ｒでの位置ずれが、予め設定された基準位置ＲＰに対して規定範囲ＳＲ内に収まるように構成されている。これにより、ロータコア３３の回転軸心に対する複数の導体棒４０それぞれの相対位置を概ね同じにすることができ、ロータ３全体の重量バランスを良好なものにすることができ、ロータ３の回転を安定させることができる。
【００３７】
基準位置ＲＰは、軸方向Ｘから見た挿入孔３０の特定位置に設定されている。本実施形態では、基準位置ＲＰは、挿入孔３０の軸方向Ｘに直交する断面形状の重心位置、ここでは、矩形に形成された挿入孔３０の断面における２本の対角線の交点の位置に設定されている。そして、規定範囲ＳＲは、軸方向Ｘから見て、基準位置ＲＰを中心として設定された範囲である。本実施形態では、規定範囲ＳＲは、軸方向Ｘから見て、基準位置ＲＰを中心した許容位置ずれ量ＡＲを半径とする円形の範囲とされている。上記のとおり、許容位置ずれ量ＡＲは、挿入孔３０の基準位置に対して径方向Ｒ及び周方向Ｃに許容される導体棒４０の位置ずれ量である。従って、規定範囲ＳＲ及び許容位置ずれ量ＡＲは、誘導機１の大きさ、トルク、最高回転速度等によって異なり、重量バランスや電気的絶縁性等を良好に確保することができるように実験的に定められる。
【００３８】
図２に示すように、挿入孔３０についての上記基準位置ＲＰに対応して、導体棒４０にも導体側基準位置ＣＰが設定されている。本例では、導体側基準位置ＣＰは、軸方向Ｘから見た導体棒４０の特定位置に設定されている。本実施形態では、導体側基準位置ＣＰは、導体棒４０の軸方向Ｘに直交する断面形状の重心位置、ここでは、矩形に形成された導体棒４０の断面における２本の対角線の交点の位置に設定されている。
【００３９】
基準位置ＲＰ及び規定範囲ＳＲは、軸方向Ｘの各位置において設定されている。従って、挿入孔３０を軸方向Ｘに沿って切断した断面図である図３に示すように、軸方向Ｘの各位置における基準位置ＲＰの集合は軸方向Ｘに沿う基準線として表すことができ、軸方向Ｘの各位置における規定範囲ＳＲの集合は軸方向Ｘに沿う円筒状の規定領域として表すことができる。同様に、導体側基準位置ＣＰについても軸方向Ｘの各位置において設定されており、図３示すように、軸方向Ｘの各位置における導体側基準位置ＣＰの集合は、軸方向Ｘに沿う導体側基準線として表すことができる。
【００４０】
そして、図３に示すように、導体側基準位置ＣＰの集合である導体側基準線が、規定範囲ＳＲの集合である規定領域の中に収まるように、挿入孔３０内で導体棒４０を配置している。これにより、挿入孔３０のそれぞれの中での導体棒４０の位置ずれが基準位置ＲＰに対して規定範囲ＳＲ内に収まり、軸方向Ｘに対する導体棒４０の傾きを小さく抑えることができる。そして、このような挿入孔３０内で導体棒４０の配置は、図２に示すように、周方向Ｃに沿って配置される複数の挿入孔３０及び導体棒４０の全てについて同様にされている。従って、ロータ３における軸方向Ｘの全域での重量バランスを良好なものとすることができ、ロータ３の回転を安定させることができる。
【００４１】
以上で説明したような、挿入孔３０に対する導体棒４０の位置関係は、挿入孔３０の内周面３０Ｆと導体棒４０の外周面４０Ｆとの間に配置される発泡樹脂５の厚みにより定まる。従って、挿入孔３０と導体棒４０との上記のような位置関係を実現するためには、この発泡樹脂５の厚みを適切に設定する必要がある。そこで、以下に、このような構成の実現に寄与する、誘導機用ロータ３の製造方法について説明する。
【００４２】
本実施形態に係るロータ３の製造方法では、図５に示すように、樹脂塗布工程Ｓ１と、厚さ調整工程Ｓ２と、樹脂乾燥工程Ｓ３と、導体棒挿入工程Ｓ４と、樹脂発泡工程Ｓ５とを、この順に実行する。
【００４３】
樹脂塗布工程Ｓ１では、導体棒４０の外周面４０Ｆに発泡前の発泡樹脂５を塗布する。本実施形態では、軸方向Ｘに直交する断面における導体棒４０の外周面４０Ｆの全体を覆うように、発泡前の発泡樹脂５が塗布される。この際、後述する予め規定された厚さＳＬよりも厚くなるように発泡樹脂５を塗布すると好適である。このように、導体棒挿入工程Ｓ４の前に樹脂塗布工程Ｓ１を行うことにより、挿入孔３０に導体棒４０を挿入した後に挿入孔３０の中に溶けた樹脂を流し込む場合に比べて、挿入孔３０の内周面３０Ｆと導体棒４０の外周面４０Ｆとの間の全体に均等に発泡樹脂５を設け易いという利点がある。
【００４４】
樹脂塗布工程Ｓ１の後、厚さ調整工程Ｓ２が行われる。厚さ調整工程Ｓ２では、導体棒４０の外周面４０Ｆに塗布された発泡樹脂５の厚さを、予め規定された厚さＳＬに調整する。この厚さＳＬは、発泡後の発泡樹脂５の厚みが所望の厚みとなるように設定される。具体的には、この厚さＳＬは、発泡後の発泡樹脂５の厚みが、導体棒４０が挿入孔３０に挿入された状態における、当該挿入孔３０の内周面３０Ｆと当該導体棒４０の外周面４０Ｆとの間の設計上の距離（本例では絶縁距離ＳＤ＋許容位置ずれ量ＡＲ）に応じた厚みとなるように設定された厚さであると好適である。従って、この「予め規定された厚さ」は、挿入孔３０の内周面３０Ｆと当該導体棒４０の外周面４０Ｆとの間の設計上の距離、発泡樹脂５の膨張率、及び厚さ調整工程Ｓ２における厚さ調整の誤差等に応じて設定される。
【００４５】
本実施形態では、厚さ調整工程Ｓ２は、例えば、治具等を用いて、導体棒４０の外周面４０Ｆに塗布された発泡前の発泡樹脂５から、規定された厚さＳＬより厚い部分を除去すること等により行う。なお、樹脂塗布工程Ｓ１で規定厚さＳＬよりも厚めに発泡樹脂５が塗布されていると、このような発泡樹脂５の除去を好適に行うことができる。導体棒挿入工程Ｓ４の前に厚さ調整工程Ｓ２を行うことで、導体棒４０が挿入孔３０の外に有る状態で、容易に発泡樹脂５の厚さ調整を行うことができる。なお、この厚さ調整工程Ｓ２は、樹脂塗布工程Ｓ１と同時に行われても良い。この場合には、例えば、導体棒４０の外周面４０Ｆに被せた型内に発泡樹脂５を注入し、型を取り外すことにより、導体棒４０の外周面４０Ｆ規定された厚さＳＬの発泡樹脂５を塗布するようにしても良い。
【００４６】
厚さ調整工程Ｓ２の後、樹脂乾燥工程Ｓ３が行われる。樹脂乾燥工程Ｓ３では、導体棒４０の外周面４０Ｆに塗布された発泡樹脂５を乾燥させる。本実施形態では、樹脂乾燥工程Ｓ３では、発泡樹脂５が発泡しない程度の温度である非発泡温度で加熱することにより、当該発泡樹脂５を乾燥させる。発泡樹脂５は、乾燥前は粘性を有する柔らかい状態であるが、非発泡温度での加熱により溶剤成分が揮発して一次硬化する。これにより、後述する導体棒挿入工程Ｓ４を行う際、導体棒４０の外周面４０Ｆに塗布した発泡樹脂５が挿入孔３０の内周面３０Ｆ等に接触した場合であっても、当該発泡樹脂５が剥がれたり削れたりすることを抑制できる。なお、厚さ調整工程Ｓ２と樹脂乾燥工程Ｓ３とは、逆の順序で行われても良い。この場合には、厚さ調整工程Ｓ２では、例えば、樹脂乾燥工程Ｓ３により一次硬化した発泡樹脂５が規定厚さＳＬとなるように、押圧型で発泡樹脂５の表面を押圧する等の方法が好適に用いられる。
【００４７】
樹脂乾燥工程Ｓ３の後、導体棒挿入工程Ｓ４が行われる。導体棒挿入工程Ｓ４では、導体棒４０の外周面４０Ｆに発泡前の発泡樹脂５が塗布された状態で、当該導体棒４０を挿入孔３０に挿入する。そして、導体棒挿入工程Ｓ４の後、発泡樹脂５を加熱して発泡させる樹脂発泡工程Ｓ５が行われる。本実施形態では、発泡樹脂５の発泡材が発泡する発泡温度で加熱することにより発泡樹脂５を膨張させる。これにより、発泡した発泡樹脂５によって、挿入孔３０の内周面３０Ｆと導体棒４０の外周面４０Ｆとの間を埋めることができ、両者の間を電気的に絶縁することができる。また、本実施形態では、厚さ調整工程Ｓ２により、発泡後の発泡樹脂５の厚みが、挿入孔３０の内周面３０Ｆと導体棒４０の外周面４０Ｆとの間の設計上の距離（本例では絶縁距離ＳＤ＋許容位置ずれ量ＡＲ）に応じた厚さとなるように設定されている。従って、発泡樹脂５を発泡させることにより、導体棒４０を挿入孔３０の中における適切な位置に配置することができる。その後、発泡樹脂５を更に硬化温度で加熱することにより硬化させる（本硬化）。本実施形態では、樹脂発泡工程Ｓ５は、炉にてロータコア３３の全体を加熱し、発泡樹脂５の温度を次第に上昇させることにより、発泡及び本硬化を行わせる。
【００４８】
以上説明した誘導機用ロータ３によれば、挿入孔３０の内周面３０Ｆに対向する導体棒４０の外周面４０Ｆとの間の電気的絶縁性を安定的に確保することができる。従って、導体棒４０を流れる電流がロータコア３３に流れることを抑制し、誘導機１のエネルギ効率を高めることができる。また、発泡樹脂５は、電気的絶縁性の確保という機能の他、挿入孔３０に対する導体棒４０の位置決めの機能も有している。そのため、ロータコア３３の軸心に対する複数の導体棒４０それぞれの相対位置を概ね同じにすることができる。従って、ロータ３の径方向Ｒ及び周方向Ｃにおける重量のアンバランスを抑え、ロータ３の回転を安定させることができる。
【００４９】
２．その他の実施形態
次に、誘導機用ロータ３及びその製造方法の、その他の実施形態について説明する。
【００５０】
（１）上記の実施形態では、軸方向Ｘに直交する断面における導体棒４０の外周面４０Ｆの全体を覆うように、発泡樹脂５が設けられている例について説明した。しかし、実施形態に係る誘導機用ロータ３の構成は、このような例に限定されない。発泡樹脂５は、導体棒４０の外周面４０Ｆの一部にのみ設けられていても良い。例えば、図６に示すように、挿入孔３０及び導体棒４０が軸方向Ｘから見て矩形状に形成されている場合において、発泡樹脂５を、導体棒４０の四隅部分のみに設けても良い。また、図示は省略するが、発泡樹脂５は、軸方向Ｘにおいても、全体に亘って連続的に設けられている必要はなく、断続的に設けられていても良い。
【００５１】
（２）上記の実施形態では、導体棒４０の外周面４０Ｆに発泡樹脂５を塗布する例について説明した。しかし、実施形態に係る誘導機用ロータ３の構成は、このような例に限定されない。例えば、図７に示すように、発泡樹脂５は、挿入孔３０の内周面３０Ｆに塗布されていても良い。この場合、挿入孔３０の内周面３０Ｆに対する樹脂塗布工程Ｓ１の後、導体棒挿入工程Ｓ４を行う。なお、この場合においても、樹脂塗布工程Ｓ１と導体棒挿入工程Ｓ４との間に、厚さ調整工程Ｓ２と樹脂乾燥工程Ｓ３との少なくとも一方を行うと好適である。
【００５２】
（３）上記の実施形態では、軸方向Ｘから見た挿入孔３０の形状が矩形状（長方形状）に形成されている例について説明した。しかし実施形態に係る誘導機用ロータ３の構成は、このような例に限定されない。軸方向Ｘから見た挿入孔３０の形状は、各種の多角形状や円形状（楕円形状）等であっても良い。また、軸方向Ｘから見た導体棒４０の形状も同様に、各種の多角形状や円形状（楕円形状）等であっても良い。また、軸方向Ｘから見た挿入孔３０の形状と導体棒４０の形状とが相似形でなくてもよい。
【００５３】
（４）上記の実施形態では、挿入孔３０の内周面３０Ｆと導体棒４０の外周面４０Ｆとの間の距離が、軸方向Ｘから見た導体棒４０の全周に亘って同じである構成を例として説明した。しかし、実施形態に係る誘導機用ロータ３の構成は、このような例に限定されない。挿入孔３０の内周面３０Ｆと導体棒４０の外周面４０Ｆとの間の距離は、軸方向Ｘから見た導体棒４０の全周に亘って絶縁距離ＳＤ以上となっていればよく、場所によって距離が異なる構成であってもよい。例えば、導体棒４０が、挿入孔３０の中においてステータ２に近い側に偏って配置されていてもよい。
【００５４】
（５）上記の実施形態では、基準位置ＲＰが挿入孔３０の軸方向Ｘに直交する断面形状の重心位置に設定され、導体側基準位置ＣＰが導体棒４０の軸方向Ｘに直交する断面形状の重心位置に設定されている例について説明した。しかし、実施形態に係る誘導機用ロータ３の構成は、このような例に限定されない。基準位置ＲＰが複数の挿入孔３０それぞれに対して同じ位置に設定され、導体側基準位置ＣＰが複数の導体棒４０それぞれに対して同じ位置に設定されていれば、これらが重心位置からずれた位置に設定されていても良い。
【００５５】
（６）上記の実施形態では、誘導機用ロータ３が、インナーロータ型の誘導機１に適用される場合を例に説明した。しかし、誘導機用ロータ３の構成は、このような例に限定されない。誘導機用ロータ３は、例えば、ラジアルギャップ型の他の例として、アウターロータ型の誘導機に適用することもでき、また例えば、アキシャルギャップ型の誘導機１に適用することもできる。
【００５６】
（７）上記の実施形態では、樹脂塗布工程Ｓ１、厚さ調整工程Ｓ２、樹脂乾燥工程Ｓ３、導体棒挿入工程Ｓ４、及び樹脂発泡工程Ｓ５が、記載の順に行われることで、誘導機用ロータ３が製造される例について説明した。しかし、誘導機用ロータ３の製造方法は、少なくとも、導体棒挿入工程Ｓ４と樹脂発泡工程Ｓ５とが含まれていれば良い。例えば、誘導機用ロータ３の製造方法は、これら２つの工程（Ｓ４、Ｓ５）を含みつつ、上記の各工程（Ｓ１〜Ｓ３）が組み合わされることにより行われると好適である。具体的には、樹脂塗布工程Ｓ１、導体棒挿入工程Ｓ４、及び樹脂発泡工程Ｓ５が記載の順に行われても良い。また、樹脂塗布工程Ｓ１、厚さ調整工程Ｓ２、導体棒挿入工程Ｓ４、及び樹脂発泡工程Ｓ５が記載の順に行われても良い。或いは、樹脂塗布工程Ｓ１、樹脂乾燥工程Ｓ３、導体棒挿入工程Ｓ４、及び樹脂発泡工程Ｓ５が記載の順に行われても良い。
【００５７】
（８）なお、前述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
【００５８】
３．上記実施形態の概要
以下、上記実施形態の概要について説明する。
【００５９】
ロータコア（３３）と、前記ロータコア（３３）に形成された当該ロータコア（３３）の軸方向（Ｘ）に延びる挿入孔（３０）と、前記挿入孔（３０）に挿入された導体棒（４０）と、を備えた誘導機用ロータ（３）であって、
前記挿入孔（３０）の内周面（３０Ｆ）と、前記挿入孔（３０）の前記内周面（３０Ｆ）に対向する前記導体棒（４０）の外周面（４０Ｆ）との間に発泡樹脂（５）が設けられている。
【００６０】
本構成によれば、発泡樹脂（５）により、挿入孔（３０）の内周面（３０Ｆ）と、この挿入孔（３０）の内周面（３０Ｆ）に対向する導体棒（４０）の外周面（４０Ｆ）との間の電気的絶縁性を安定的に確保することができる。従って、導体棒（４０）を流れる電流がロータコア（３３）に流れることを抑制し、誘導機（１）のエネルギ効率を高めることができる。
【００６１】
また、前記発泡樹脂（５）により離間された前記挿入孔（３０）の前記内周面（３０Ｆ）と前記導体棒（４０）の前記外周面（４０Ｆ）との距離が、規定の絶縁距離（ＳＤ）以上であると好適である。
【００６２】
本構成によれば、挿入孔（３０）の内周面（３０Ｆ）と導体棒（４０）の外周面（４０Ｆ）との間の電気的絶縁性の確保を更に確実性高く行うことができる。
【００６３】
また、前記挿入孔（３０）は、前記ロータコア（３３）の周方向（Ｃ）に複数形成され、
複数の前記挿入孔（３０）のそれぞれに前記導体棒（４０）が挿入され、
前記挿入孔（３０）のそれぞれの中での前記導体棒（４０）の、前記軸方向（Ｘ）の各位置における前記周方向（Ｃ）及び径方向（Ｒ）での位置ずれが、予め設定された基準位置（ＲＰ）に対して規定範囲（ＳＲ）内に収まっていると好適である。
【００６４】
本構成によれば、ロータコア（３３）の軸心に対する複数の導体棒（４０）それぞれの相対位置を概ね同じにすることができる。従って、ロータ（３）の径方向（Ｒ）及び周方向（Ｃ）における重量のアンバランスを抑え、ロータ（３）の回転を安定させることができる。
【００６５】
また、前記軸方向（Ｘ）に直交する断面における前記導体棒（４０）の前記外周面（４０Ｆ）の全体を覆うように、前記発泡樹脂（５）が設けられていると好適である。
【００６６】
本構成によれば、軸方向（Ｘ）に直交する断面における導体棒（４０）の外周面（４０Ｆ）の全体と挿入孔（３０）の内周面（３０Ｆ）との間の全体を、発泡樹脂（５）により電気的に絶縁することができる。従って、挿入孔（３０）の内周面（３０Ｆ）と導体棒（４０）の外周面（４０Ｆ）との間の電気的絶縁性の確保を更に確実性高く行うことができる。
【００６７】
また、前記導体棒（４０）は、銅を主成分として構成されていると好適である。
【００６８】
本構成によれば、導体棒（４０）としてアルミニウムを用いる場合に比べて、導体棒（４０）の電気抵抗を小さくすることができるため、誘導機（１）のエネルギ効率の向上を図ることができる。また、銅はアルミニウムに比べて融点が高いため、従来のようにロータコア（３３）の挿入孔（３０）に溶かした銅を流し込んで鋳造しようとすると、ロータコア（３３）側に大きな影響を与えることになるが、上記の構成によれば、ロータコア（３３）内での導体棒（４０）の鋳造を行わないので、そのような問題は生じない。
【００６９】
ロータコア（３３）と、前記ロータコア（３３）に形成された当該ロータコア（３３）の軸方向（Ｘ）に延びる挿入孔（３０）と、前記挿入孔（３０）に挿入された導体棒（４０）と、を備えた誘導機用ロータ（１）の製造方法であって、
前記導体棒（４０）の外周面（４０Ｆ）に発泡前の発泡樹脂（５）が塗布された状態で、当該導体棒（４０）を前記挿入孔（３０）に挿入する導体棒挿入工程（Ｓ４）と、
前記導体棒挿入工程（Ｓ４）の後、前記発泡樹脂（５）を加熱して発泡させる樹脂発泡工程（Ｓ５）と、を有する。
【００７０】
本方法によれば、導体棒挿入工程（Ｓ４）の前に導体棒（４０）の外周面（４０Ｆ）に発泡前の発泡樹脂（５）を塗布するので、導体棒（４０）を挿入孔（３０）に挿入した後で発泡前の発泡樹脂（５）を挿入孔（３０）の内周面（３０Ｆ）と導体棒（４０）の外周面（４０Ｆ）との間に流し込む場合に比べて、挿入孔（３０）の内周面（３０Ｆ）と導体棒（４０）の外周面（４０Ｆ）との間の全体に均等に発泡樹脂（５）を設け易い。その後、発泡樹脂（５）を加熱して発泡させるので、発泡樹脂（５）により、挿入孔（３０）の内周面（３０Ｆ）と、この挿入孔（３０）の内周面（３０Ｆ）に対向する導体棒（４０）の外周面（４０Ｆ）との間の電気的絶縁性を安定的に確保することができる。従って、導体棒（４０）を流れる電流がロータコア（３３）に流れることを抑制し、誘導機（１）のエネルギ効率を高めることができる。
【００７１】
また、上記方法は、前記導体棒挿入工程（Ｓ４）の前に、前記導体棒（４０）の前記外周面（４０Ｆ）に塗布された発泡前の前記発泡樹脂（５）の厚さを、予め規定された厚さ（ＳＬ）に調整する厚さ調整工程（Ｓ２）を更に有すると好適である。
【００７２】
本方法によれば、樹脂発泡工程（Ｓ５）の後における発泡樹脂（５）の厚さを適切にするための調整を、導体棒（４０）が挿入孔（３０）に挿入される前の状態で容易に行うことができる。従って、挿入孔（３０）の内周面（３０Ｆ）と、当該挿入孔（３０）の内周面（３０Ｆ）に対向する導体棒（４０）の外周面（４０Ｆ）との距離を適切に確保し易い。
【００７３】
また、上記方法は、前記導体棒挿入工程（Ｓ４）の前に、前記導体棒（４０）の前記外周面（４０Ｆ）に塗布された発泡前の前記発泡樹脂（５）を乾燥させる樹脂乾燥工程（Ｓ３）を更に有すると好適である。
【００７４】
本方法によれば、導体棒（４０）の外周面（４０Ｆ）に塗布された発泡樹脂（５）を乾燥させてから導体棒（４０）を挿入孔（３０）に挿入するので、導体棒（４０）を挿入孔（３０）に挿入する際、導体棒（４０）の外周面（４０Ｆ）に塗布した発泡樹脂（５）が挿入孔（３０）の内周面（３０Ｆ）等に接触した場合であっても、当該発泡樹脂（５）が剥がれたり削れたりすることを抑制できる。従って、挿入孔（３０）の内周面（３０Ｆ）と導体棒（４０）の外周面（４０Ｆ）との間に適切な厚さの発泡樹脂（５）を設けることが容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本開示に係る技術は、誘導機用ロータ及び誘導機用ロータの製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１        ：誘導機
２        ：ステータ
３        ：誘導機用ロータ
５        ：発泡樹脂
３０      ：挿入孔
３０Ｆ    ：内周面（挿入孔の内周面）
３３      ：ロータコア
４０      ：導体棒
４０Ｆ    ：外周面（導体棒の外周面）
Ｘ        ：軸方向
Ｃ        ：周方向
Ｒ        ：径方向
ＲＰ      ：基準位置
ＳＤ      ：絶縁距離
ＳＲ      ：規定範囲
ＳＬ      ：予め規定された厚さ（発泡前の発泡樹脂の厚さ）
Ｓ１      ：樹脂塗布工程
Ｓ２      ：調整工程
Ｓ３      ：樹脂乾燥工程
Ｓ４      ：導体棒挿入工程
Ｓ５      ：樹脂発泡工程
【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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