(57)【要約】  誘導機は、ステータコア及びコイルを有するステータと、シャフト、当該シャフトに固定されたロータコア、及び二次導体を有するロータと、シャフトを回転可能に支持する軸受と、羽根部を有する冷却ファンと、冷却ファンをロータに固定する冷却ファン固定手段と、を備える。二次導体はロータバーとエンドリングとを含む。羽根部は、エンドリングの軸方向外側に配置され、軸方向における羽根部の先端がコイルのコイルエンドより軸方向外側まで延びる。冷却ファンは、エンドリングの径方向内側に配置される固定部と、該固定部から羽根部にまで延びる円筒状の延設部とを有し、固定部が冷却ファン固定手段によりロータに固定される。軸受は、羽根部の先端より軸方向の内側に位置する。
2014174721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、ステータコアとコイルとを有するステータと、
シャフト、当該シャフトに固定されたロータコア、及び二次導体を有し、二次導体がロータバーとエンドリングとを含むロータと、
前記ハウジング内に配置され、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
前記ハウジング内に配置され、羽根部を有する冷却ファンと、
前記冷却ファンを前記ロータに固定する冷却ファン固定手段と、
を備え、
前記羽根部は、前記エンドリングの軸方向外側に配置され、軸方向における前記羽根部の先端が前記コイルのコイルエンドより軸方向外側まで延び、
前記冷却ファンは、前記エンドリングの径方向内側に配置される固定部と、該固定部から前記羽根部にまで延びる円筒状の延設部とを有し、前記固定部が前記冷却ファン固定手段により前記ロータに固定され、
前記軸受は、前記羽根部の前記先端より軸方向の内側に位置する、誘導機。
【請求項２】
前記冷却ファン固定手段は、前記固定部を軸方向において前記ロータコアとの間に挟持する固定部材である、請求項１に記載の誘導機。
【請求項３】
前記冷却ファン固定手段は、前記固定部を軸方向において前記シャフトの突起との間に挟持する固定部材である、請求項１に記載の誘導機。
【請求項４】
前記冷却ファン固定手段は、前記固定部を軸方向において前記ロータコアとの間に挟持するように前記シャフトに設けられた突起である、請求項１に記載の誘導機。
【請求項５】
前記羽根部は前記エンドリングの内周より径方向外側に位置する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導機。
【請求項６】
前記冷却ファンは板材よりなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の誘導機。
【請求項７】
前記羽根部と前記エンドリングとは熱的に結合している、請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘導機。
【請求項８】
前記羽根部と前記エンドリングとは接触している、請求項７に記載の誘導機。
【請求項９】
前記冷却ファンは、前記羽根部から軸方向へ延びるエンドリング押え部を有する、請求項７または８に記載の誘導機。
【請求項１０】
前記エンドリング押え部は、前記エンドリングの外周面上に位置する、請求項９に記載の誘導機。
【請求項１１】
前記エンドリング押え部は、前記エンドリングの端面に設けられた凹部に係合している、請求項９に記載の誘導機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、固定子と、この固定子に対向して配置された回転子とを有し、この回転子が、複数の薄板を積層して形成される積層鉄心と、この積層鉄心内を軸方向に延びる複数の孔にそれぞれ挿通される複数の導体バーと、積層鉄心の軸方向両端に設けられたエンドリングとを備える回転電機が開示されている。同公報の第七の実施形態では、導体バーはテーパ状の端部を有するとともに、エンドリングには導体バーの端部の形状に合わせたテーパ状の孔が形成され、導体バーの端部がエンドリングの孔に挿入されている。エンドリングには冷却用フィンとアンバランス修正用突起とが予め一体的に備えられている。【０００３】
特許文献２には、回転子鉄心の両側に軸流ファンを配置して、冷却風を内部に流通させる自己通風形の車両用主電動機が開示されている。同特許文献２では、軸流ファンの翼の巾を狭くし、軸流ファンに対向しているブラケットおよび軸受け箱から軸流ファンの翼までの距離を、該翼の平均的な直径の位置において、翼の軸方向の巾より広くなるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７３０５３１号公報
【特許文献２】特開平９−８４３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンドリングに冷却ファンを固定する構造を採用すると、誘導機のロータを高速で回転させる場合、冷却ファンに空気の攪拌抵抗と遠心力とがかかり、ロータを構成する部品及び同ロータに固定される部品の強度が不足する虞がある。例えば、冷却ファンとロータバーとの接合部に応力が発生し、ロータの強度が不足する。また、冷却ファンをシャフトに固定する構造を採用すると、冷却ファンの径方向内側に軸受を配置するためのスペースが無くなり、軸受を配置するためのスペースを確保すべく誘導機の軸方向長さを大きくする必要が生じる。【０００６】
本発明の目的は、冷却ファンの回転に伴い発生する応力に対する強度を確保することができるとともに軸方向での小型化を図ることができる誘導機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための誘導機は、ハウジングと、前記ハウジング内に配置され、ステータコアとコイルとを有するステータと、シャフト、当該シャフトに固定されたロータコア、及び二次導体を有し、二次導体がロータバーとエンドリングとを含むロータと、前記ハウジング内に配置され、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、前記ハウジング内に配置され、羽根部を有する冷却ファンと、前記冷却ファンを前記ロータに固定する冷却ファン固定手段と、を備える。前記羽根部は、前記エンドリングの軸方向外側に配置され、軸方向における前記羽根部の先端が前記コイルのコイルエンドより軸方向外側まで延びている。前記冷却ファンは、前記エンドリングの径方向内側に配置される固定部と、該固定部から前記羽根部にまで延びる円筒状の延設部とを有し、前記固定部が前記冷却ファン固定手段により前記ロータに固定される。前記軸受は、前記羽根部の前記先端より軸方向の内側に位置する。【０００８】
上記の構成によれば、冷却ファンがエンドリングに固定される場合に比べ冷却ファンの回転に伴い発生する応力に対する強度を確保することができる。さらに、軸受が羽根部の先端より軸方向の内側に位置するので、誘導機の軸方向での長さが長くなることを抑制して軸方向での小型化を図ることができる。【０００９】
上記の誘導機において、前記冷却ファン固定手段は、前記固定部を軸方向において前記ロータコアとの間に挟持する固定部材であってもよい。この場合、固定部材はロータコア押えを兼用できる。また、固定部材でロータの回転バランスを調整することが可能となる。【００１０】
或いは、前記冷却ファン固定手段は、前記固定部を軸方向において前記シャフトの突起との間に挟持する固定部材であってもよい。この場合、固定部材でロータの回転バランスを調整することが可能となる。【００１１】
或いは、前記冷却ファン固定手段は、前記固定部を軸方向において前記ロータコアとの間に挟持するように前記シャフトに設けられた突起であってもよい。【００１２】
上記の誘導機において、前記羽根部は前記エンドリングの内周より径方向外側に位置してもよい。【００１３】
上記の誘導機において、前記冷却ファンは板材よりなってもよく、その場合には、曲げ加工や絞り加工により冷却ファンを形成することができる。【００１４】
上記の誘導機において、前記羽根部と前記エンドリングとは熱的に結合していてもよく、その場合には、エンドリングに発生する熱を冷却ファンに伝達してエンドリングを冷却することができる。【００１５】
上記の誘導機において、前記羽根部と前記エンドリングとは接触していてもよい。【００１６】
上記の誘導機において、前記冷却ファンは、前記羽根部から軸方向へ延びるエンドリング押え部を有していてもよく、その場合には、エンドリングが遠心力によって径方向外側へ拡がらないようにエンドリングを押えることができる。【００１７】
上記の誘導機において、前記エンドリング押え部は、前記エンドリングの外周面上に位置してもよい。【００１８】
上記の誘導機において、前記エンドリング押え部は、前記エンドリングの端面に設けられた凹部に係合してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、冷却ファンの回転に伴い発生する応力に対する強度を確保することができるとともに軸方向での小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態における誘導機の概略縦断面図。
【図２】図１の誘導機における冷却ファンおよびロータの概略側面図。
【図３】（ａ）は冷却ファンの正面図、（ｂ）は冷却ファンの側面図。
【図４】冷却ファンの斜視図。
【図５】別例の誘導機の一部概略断面図。
【図６】別例の誘導機の一部概略断面図。
【図７】別例の誘導機の一部概略断面図。
【図８】別例の冷却ファンの斜視図。
【図９】別例の誘導機の一部概略断面図。
【図１０】比較例における誘導機の一部概略断面図。
【図１１】比較例における誘導機の一部概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
【００２２】
図１に示すように、誘導機１０は、ハウジング２０とステータ３０とロータ４０と軸受５０，５１と冷却ファン６０，６１とを備えている。ハウジング２０に固定されたステータ３０の径方向内側において、ハウジング２０に対し軸受５０，５１によりロータ４０が支持されている。
【００２３】
ハウジング２０は、全体形状として、軸方向両端が塞がれた円筒状をなしている。詳しくは、ハウジング２０は、第１ハウジング構成部材２１と第２ハウジング構成部材２２とを有する。第１ハウジング構成部材２１は、円筒状の本体部２１ａと、本体部２１ａの第１端の開口部を閉塞する円板状のフロントプレート２１ｂとを含む。第２ハウジング構成部材２２は、円筒状の本体部２２ａと、本体部２２ａの第１端の開口部を閉塞する円板状のリヤプレート２２ｂとを含む。第１ハウジング構成部材２１及び第２ハウジング構成部材２２は金属材料（例えばアルミニウム）により形成されている。
【００２４】
第１ハウジング構成部材２１の開口縁には鍔部２１ｃが形成されている。第２ハウジング構成部材２２の開口縁には鍔部２２ｃが形成されている。鍔部２２ｃを貫通するネジが鍔部２１ｃに螺入されることにより第１ハウジング構成部材２１と第２ハウジング構成部材２２とが相互に連結及び固定されている。
【００２５】
誘導機１０に対する冷却は開放方式で行われるようになっており、フロントプレート２１ｂには空気取入口２５が形成されているとともに本体部２１ａにおけるフロントプレート２１ｂ寄りの端部には空気排出口２６が形成されている。また、リヤプレート２２ｂには空気取入口２７が形成されているとともに本体部２２ａにおけるリヤプレート２２ｂ寄りの端部には空気排出口２８が形成されている。
【００２６】
ロータ４０のロータコア４２をシャフト４１が貫通しており、シャフト４１は前記軸受５０，５１により回転可能に支持されている。詳しくは、シャフト４１の第１端側部位は、軸受５０を介して、フロントプレート２１ｂに突設された円筒状の軸支部２１ｄに回転可能に支持されている。また、シャフト４１の第２端側部位は、軸受５１を介して、リヤプレート２２ｂに突設された円筒状の軸支部２２ｄに回転可能に支持されている。即ち、軸受５０，５１はハウジング２０内に配置され、軸受５０はシャフト４１の第１端側部位を、軸受５１はシャフト４１の第２端側部位を回転可能に支持している。シャフト４１の第１端すなわち出力端は、フロントプレート２１ｂを貫通してハウジング２０外へ突出しており、同出力端には、変速機（図示略）等が取り付けられる。
【００２７】
第１ハウジング構成部材２１の本体部２１ａの内周面には前記ステータ３０が固定されている。即ち、ステータ３０はハウジング２０内に配置され、本体部２１ａの内周面に固定された環状のステータコア３１と、ステータコア３１のティース（図示せず）に捲回されたコイル３２とを有する。ステータコア３１は、電磁鋼板を積層して構成されている。
【００２８】
ステータ３０は、本体部２１ａの第２端の開口部を介して本体部２１ａ内に挿入されるとともに、焼き嵌めによって本体部２１ａの内周面に固定されている。
【００２９】
ステータ３０の径方向内側には前記ロータ４０が配設されている。ロータ４０は、前記シャフト４１と前記ロータコア４２と二次導体４３とを有する。
【００３０】
ロータコア４２がシャフト４１に固定されている。ロータコア４２は、電磁鋼板を積層して構成されている。ロータコア４２は、後述する固定部材１００とシャフト４１に形成された突起（鍔部）４９との間で挟み込まれており、シャフト４１の軸方向への移動が規制されている。
【００３１】
図１，２に示すように、二次導体４３は、複数のロータバー４５とエンドリング４６，４７とを有する。ロータバー４５はロータコア４２の内部に埋設され、ロータコア４２を軸方向に貫通するように配置されている。エンドリング４６はロータコア４２の第１端面に配置され、ロータバー４５の第１端と連結されている。エンドリング４７はロータコア４２の第２端面に配置され、ロータバー４５の第２端と連結されている。二次導体４３（ロータバー４５及びエンドリング４６，４７）はアルミよりなり、詳しくは、アルミダイキャストで製作している。
【００３２】
前記冷却ファン６０，６１はハウジング２０内に配置されている。冷却ファン６０，６１は互いに同様な構成を有しており、板材よりなる。冷却ファン６０，６１は曲げ加工と絞り加工とにより形成されている。
【００３３】
図３，４に示すように、冷却ファン６０，６１は、エンドリング４６，４７と別体であり、強度の高い材料（例えばアルミ合金やステンレス鋼）で製作している。各冷却ファン６０，６１は複数の羽根部６５と固定部６６と延設部６７とを有する。シャフト４１に固定される部分である固定部６６は円板状（フランジ状又はリング状）をなし、シャフト４１の挿通を許容する。円板状の固定部６６の外周縁から円筒状の延設部６７が軸方向に延びている。円筒状の延設部６７の先端に複数の羽根部６５が形成されている。各羽根部６５は、平板部６５ａと空気受け用の曲面部６５ｂとを有する。平板部６５ａがシャフト４１の軸線に直交する径方向に延び、平板部６５ａの外周側領域に曲面部６５ｂが平板部６５ａに対して屈曲して軸方向に延びるように形成されている。複数の曲面部６５ｂは周方向に等角度間隔で配置されている。各曲面部６５ｂの軸方向における端面は、各羽根部６５の軸方向における先端６５ｃに相当する。
【００３４】
冷却ファン６０，６１の回転に伴い、曲面部６５ｂがシャフト４１の径方向外側に向かう方向への空気流を生じさせる。つまり、ハウジング２０のフロントプレート２１ｂに形成した空気取入口２５、及びリヤプレート２２ｂに形成した空気取入口２７から外気をハウジング２０内に導入できるとともにハウジング２０の本体部２１ａに形成した空気排出口２６、本体部２２ａに形成した空気排出口２８からハウジング２０外に排出できるようになっている。
【００３５】
また、冷却ファン６０では、円筒状の延設部６７が羽根部６５からエンドリング４６の径方向内側の領域に延びるとともに、同エンドリング４６の径方向内側の領域において、固定部６６が冷却ファン固定手段（或いは、冷却ファン固定具）としての固定部材１００によりロータ４０に固定されている。固定部材１００は延設部６７の径方向内側の領域に配置される。つまり、冷却ファン固定手段は、冷却ファン６０（詳しくは、固定部６６）を軸方向においてロータコア４２との間に挟持する固定部材１００である。固定部材１００は鉄製であり、リング状をなしている。冷却ファン６０の羽根部６５は、エンドリング４６の軸方向外側に配置され、軸方向における羽根部６５の先端６５ｃがコイル３２のコイルエンド３２ａより軸方向外側まで延びている。
【００３６】
冷却ファン６１では、円筒状の延設部６７が羽根部６５からエンドリング４７の径方向内側の領域に延びるとともに、同エンドリング４７の径方向内側の領域において、固定部６６が冷却ファン固定手段（或いは、冷却ファン固定具）としての固定部材１０１によりロータ４０に固定されている。固定部材１０１は延設部６７の径方向内側の領域に配置される。つまり、冷却ファン固定手段は、冷却ファン６１（詳しくは、固定部６６）を軸方向においてシャフト４１の突起４９との間に挟持する固定部材１０１である。固定部材１０１は鉄製であり、リング状をなしている。冷却ファン６１の羽根部６５は、エンドリング４７の軸方向外側に配置され、軸方向における羽根部６５の先端６５ｃがコイル３２のコイルエンド３２ｂより軸方向外側まで延びている。
【００３７】
軸受５０は、冷却ファン６０の羽根部６５の先端６５ｃより軸方向の内側に位置している。同様に、軸受５１は、冷却ファン６１の羽根部６５の先端６５ｃより軸方向の内側に位置している。
【００３８】
また、冷却ファン６０の羽根部６５はエンドリング４６の内周より径方向外側に位置している。同様に、冷却ファン６１の羽根部６５はエンドリング４７の内周より径方向外側に位置している。
【００３９】
図３，４に示した冷却ファン６０，６１をロータ４０に組み付けると、図１に示すように、固定部材１００，１０１が冷却ファン６０，６１の羽根部６５よりも軸方向内側に入ることで、誘導機１０の軸方向長さを長くすることなく、冷却ファン６０，６１をシャフト４１に固定できる。
【００４０】
なお、固定部材１００，１０１を比重の重い材料で形成した場合には、固定部材１００，１０１を（例えば孔を開ける等して）部分的に減量することにより、固定部材１００，１０１をロータ４０の回転バランスを調整するための部材としても活用できる。
【００４１】
次に、このように構成した誘導機１０の作用について説明する。
【００４２】
コイル３２が通電されるとステータ３０において回転磁界が作られる。回転磁界が発生すると、電磁誘導作用により二次導体４３（ロータバー４５及びエンドリング４６，４７）に二次電流が流れる。このようにロータ４０にトルクを発生させるための電流経路として機能する二次導体４３に誘導電流、即ち、二次電流が流れると、ロータ４０において磁極が生成される。このロータ４０に生成された磁極とステータ３０の作る回転磁界との間には電磁力が働き、ロータ４０が回転する。
【００４３】
ロータ４０の回転に伴い冷却ファン６０，６１も回転する。冷却ファン６０，６１の回転によりハウジング２０の空気取入口２５，２７から軸方向に空気（外気）がハウジング２０内に導入され、羽根部６５を通ってハウジング２０の空気排出口２６，２８から径方向にハウジング２０外に排出される。この空気によりハウジング２０の内部に発生した熱が排出される。
【００４４】
比較例を図１０に示す。図１０において、ロータコア２０１にはアルミ製のロータバー２０２が差し込まれている。冷却ファン２０３が固定されて一体化されたエンドリング２０４が、ロータバー２０２に嵌め込まれている。この構成ではロータ２００を高速で回転させる場合、冷却ファン２０３に空気の攪拌抵抗と遠心力とがかかり、冷却ファン２０３とロータバー２０２との接合部に大きい応力が発生し、ロータの強度が不足する虞がある。図１１の比較例では、冷却ファン２１１をロータコアとは別体としてシャフト２０５に固定部材２１０によって固定している。この場合、固定部材２１０の配置スペースが必要となり、軸受２０６を配置するスペースを確保するために、誘導機１０の軸方向長さを長くする必要がある。固定部材２１０を使用する代わりに、ロータコアの軸方向への移動を規制する押え部材に冷却ファンを一体化した場合には、押え部材の形状が複雑となり製造が困難なものとなってしまう。
【００４５】
これに対し、本実施形態においては、誘導機１０のロータ４０を高速で回転させても強度が確保できるように、エンドリング４６，４７と冷却ファン６０，６１とが別体となっている。エンドリング４６，４７には電気を流す必要があるので、エンドリング４６，４７は高純度（例えば９９％以上）のアルミで形成されているが、強度的には低いものとなる。これに対し、冷却ファン６０，６１は強度が高い材質であるアルミ合金で形成することができる。このように、エンドリング４６，４７と冷却ファン６０，６１とを別体としているので、それらの部品を形成するために使用可能な材料の選択性が増す（強度を考慮して適切な材質を選定することができる）。
【００４６】
また、シャフト４１に固定するために必要な冷却ファン６０，６１の部位、すなわち固定部６６及び延設部６７を含む部位の形状はカップ形状である。このカップ形状は、板状の材料から絞り加工で形成可能である。これにより、冷却ファン６０，６１の固定部６６及び延設部６７がエンドリング４６，４７の径方向内側の領域に入り込むことが可能であるとともに、冷却ファン６０，６１全体は、板状の材料から絞り加工と曲げ加工とで製作可能である。その結果、誘導機１０の軸方向長さを長くすることなく、高速で回転可能な誘導機１０を容易に製造することが可能となる。
【００４７】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００４８】
（１）冷却ファン６０，６１の羽根部６５は、エンドリング４６，４７の軸方向外側に配置される。軸方向における羽根部６５の先端６５ｃがコイル３２のコイルエンド３２ａ，３２ｂより軸方向外側まで延びている。冷却ファン６０，６１は、エンドリング４６，４７の径方向内側に配置される固定部６６と、該固定部６６から羽根部６５にまで延びる円筒状の延設部６７とを有し、固定部６６が冷却ファン固定手段としての固定部材１００，１０１によりロータ４０に固定されている。よって、冷却ファン６０，６１がエンドリング４６，４７に固定される場合に比べ冷却ファン６０，６１の回転に伴い発生する応力を小さくすることができる。さらに、軸受５０，５１は、羽根部６５の先端６５ｃより軸方向の内側に位置する。よって、軸方向での長さが長くなることを抑制して軸方向での小型化を図ることができる。
【００４９】
（２）冷却ファン固定手段は、冷却ファン６０（詳しくは、固定部６６）を軸方向においてロータコア４２との間に挟持する固定部材１００であるので、固定部材１００はロータコア４２を軸方向に押える部材を兼用している。また、固定部材１００でロータ４０の回転バランスを調整することが可能となる。
【００５０】
（３）冷却ファン固定手段は、冷却ファン６１を軸方向においてシャフト４１の突起４９との間に挟持する固定部材１０１であるので、固定部材１０１でロータ４０の回転バランスを調整することが可能となる。
【００５１】
（４）冷却ファンの羽根部６５がエンドリング４６，４７の内周より径方向外側に位置する構成は、冷却風をハウジング２０の外部から取り込んで、冷却に用いた後にハウジング２０の外部に排出する上で好ましい。
【００５２】
（５）冷却ファン６０，６１は板材から曲げ加工や絞り加工で容易に形成することができる。
【００５３】
（６）冷却風は軸方向に沿ってハウジング２０内に取り込まれ、ハウジング２０から径方向に排出されるので、ハウジング２０の外表面に配した部品も冷却することが可能となる。
【００５４】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
【００５５】
・図１では、両側の冷却ファン６０，６１をそれぞれ固定部材１００，１０１で固定する構造としたが、これに代わり、片側の冷却ファン６１（６０）は、図５に示すように、ロータコア４２とシャフト４１の突起１０２とによって挟まれてもよい。この場合、冷却ファン固定手段は、冷却ファン６１を軸方向においてロータコア４２との間に挟持するシャフト４１の突起１０２である。この場合においては部品点数が削減できる。
【００５６】
・図１等では、エンドリング４６，４７と冷却ファン６０，６１の羽根部６５とを接触させていないが、図６に示すように接触させることで、エンドリング４６，４７で発生する熱を冷却ファン６０，６１に伝達して冷却してもよい。エンドリング４６，４７と冷却ファン６０，６１とを直接接触させるのに代えて、エンドリング４６，４７と冷却ファン６０，６１とを放熱部材を介して熱的に結合してもよい。
【００５７】
このように、羽根部６５とエンドリング４６，４７とを接触させる等して熱的に結合させることにより、エンドリング４６，４７で発生する熱を冷却ファン６０，６１に伝達してエンドリング４６，４７を冷却することができる。なお、図６において羽根部６５の表面に絶縁皮膜を付けておくと、冷却ファン６０，６１をエンドリング４６，４７から確実に絶縁することができる。
【００５８】
・図７，８に示すように、冷却ファン６０，６１は、各羽根部６５から軸方向へ延びるエンドリング押え部１１０を有する構成としてもよい。エンドリング押え部１１０は板材よりなる。図８に示すように、冷却ファン６０，６１の各羽根部６５の径方向外側端部に、エンドリング押え部１１０がエンドリング４６，４７に向かって延びるように、羽根部６５に対して屈曲形成されている。つまり、冷却ファン６０，６１を曲げ加工と絞り加工とにより形成するときにエンドリング押え部１１０が成形される。図７に示すように、エンドリング押え部１１０は、エンドリング４６，４７の外周面１１５上に位置する。
【００５９】
高回転時において、エンドリング４６，４７には、エンドリング４６，４７を径方向外側へ拡げようとする遠心力が作用するが、エンドリング押え部１１０により、エンドリング４６，４７を径方向外側から押えることができる。
【００６０】
図７，８に示すように冷却ファン６０，６１でエンドリング４６，４７を保持する構成を採用した場合においても、エンドリング４６，４７と冷却ファン６０，６１とは互いに別体として形成されている。よって、冷却ファン６０，６１の材質としてエンドリング４６，４７より高強度のものを選択することができ、よって回転子の強度向上を図ることができる。また、冷却ファン６０，６１とエンドリング４６，４７とを面接触させることで冷却効率が向上する。さらに、シャフト４１に固定するために必要な冷却ファン６０，６１の部位（固定部６６及び延設部６７）の形状を、板状の材料から絞り加工で形成可能なカップ形状（窪み形状）としている。このカップ形状の部位には、ファン固定手段としてのシャフト４１の突起１０２が入り込んでいる。また、冷却ファン６０，６１は切断加工と曲げ加工とで製作可能な形状を有する。以上の結果、誘導機１０をその軸方向長さを長くすることなく容易に製造することが可能となり、高速回転可能で且つ冷却性能及び強度が高く、しかも小型化可能な誘導機を実現することができる。なお、図７，８に示す構成を採用した場合においても、羽根部６５の表面に絶縁皮膜を付けておくと、冷却ファン６０，６１をエンドリング４６，４７から確実に絶縁することができる。
【００６１】
・エンドリング４６，４７を押える構成として、図７，８に示すようにエンドリング４６，４７の外周面上に位置するエンドリング押え部１１０に代えて、図９に示すように、冷却ファン６０，６１に形成された突起（１２０）をエンドリング４６，４７に形成された凹部（或いは溝）１３１に係合させる構成を採用してもよい。詳しくは、冷却ファン６０，６１の各羽根部６５にエンドリング押え部１２０が設けられ、このエンドリング押え部１２０がエンドリング４６，４７の端面１３０に設けられた凹部１３１に係合する。エンドリング押え部１２０は、各羽根部６５の平板部６５ａからエンドリング４６，４７に向かって突出する突起であり、周方向に沿って複数配置される。冷却ファン６０，６１を曲げ加工と絞り加工とにより形成するときに、エンドリング押え部１２０が絞り加工により成形される。各エンドリング４６，４７の端面１３０にはエンドリング押え部１２０にそれぞれ対応する位置に凹部１３１が形成されている。凹部１３１にエンドリング押え部（凸部）１２０が嵌められる。
【００６２】
エンドリング４６，４７の凹部１３１に係合するエンドリング押え部１２０は、エンドリング４６，４７が遠心力によって径方向外側へ拡がらないようにエンドリング４６，４７を押える。この構成では、図７，８に示した構成に比べ冷却ファン６０，６１の材料を少なくできる。なお、図９に示す構成においても、羽根部６５の表面に絶縁皮膜を付けておくと、冷却ファン６０，６１をエンドリング４６，４７から確実に絶縁することができる。
【００６３】
・冷却ファンはシャフト４１の軸方向両側にそれぞれ配したが、シャフト４１の軸方向片側だけに配置してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０…誘導機、２０…ハウジング、３０…ステータ、３１…ステータコア、３２…コイル、３２ａ，３２ｂ…コイルエンド、４０…ロータ、４１…シャフト、４２…ロータコア、４３…二次導体、４５…ロータバー、４６，４７…エンドリング、５０，５１…軸受、６０，６１…冷却ファン、６５…羽根部、６５ｃ…先端、６６…固定部、６７…延設部、１００…固定部材、１０１…固定部材、１０２…突起、１１０…エンドリング押え部、１１５…外周面、１２０…エンドリング押え部、１３０…端面、１３１…凹部。
【図１】
2014174721.tif 000003
【図２】
2014174721.tif 000004
【図３】
2014174721.tif 000005
【図４】
2014174721.tif 000006
【図５】
2014174721.tif 000007
【図６】
2014174721.tif 000008
【図７】
2014174721.tif 000009
【図８】
2014174721.tif 000010
【図９】
2014174721.tif 000011
【図１０】
2014174721.tif 000012
【図１１】
2014174721.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月20日(2014.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、ステータコアとコイルとを有するステータと、
シャフト、当該シャフトに固定されたロータコア、及び二次導体を有し、二次導体がロータバーとエンドリングとを含むロータと、
前記ハウジング内に配置され、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
前記ハウジング内に配置され、羽根部を有する冷却ファンと、
前記冷却ファンを前記ロータに固定する冷却ファン固定手段と、
を備え、
前記羽根部は、前記エンドリングの軸方向外側に配置され、軸方向における前記羽根部の先端が前記コイルのコイルエンドより軸方向外側まで延び、
前記冷却ファンは、前記エンドリングの径方向内側に配置される固定部と、該固定部から前記羽根部にまで軸方向に延びる円筒状の延設部とを有し、前記固定部が前記冷却ファン固定手段により前記ロータに固定され、
前記冷却ファン固定手段は前記冷却ファンと別体であるとともに、前記円筒状の延設部の径方向内側の領域に配置され、
前記軸受は、前記羽根部の前記先端より軸方向の内側に位置する、誘導機。
【請求項２】
前記冷却ファン固定手段は、前記固定部を軸方向において前記ロータコアとの間に挟持する固定部材である、請求項１に記載の誘導機。
【請求項３】
前記冷却ファン固定手段は、前記固定部を軸方向において前記シャフトの突起との間に挟持する固定部材である、請求項１に記載の誘導機。
【請求項４】
前記冷却ファン固定手段は、前記固定部を軸方向において前記ロータコアとの間に挟持するように前記シャフトに設けられた突起である、請求項１に記載の誘導機。
【請求項５】
前記羽根部は前記エンドリングの内周より径方向外側に位置する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導機。
【請求項６】
前記冷却ファンは板材よりなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の誘導機。
【請求項７】
前記羽根部と前記エンドリングとは熱的に結合している、請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘導機。
【請求項８】
前記羽根部と前記エンドリングとは接触している、請求項７に記載の誘導機。
【請求項９】
前記冷却ファンは、前記羽根部から軸方向へ延びるエンドリング押え部を有する、請求項７または８に記載の誘導機。
【請求項１０】
前記エンドリング押え部は、前記エンドリングの外周面上に位置する、請求項９に記載の誘導機。
【請求項１１】
前記エンドリング押え部は、前記エンドリングの端面に設けられた凹部に係合している、請求項９に記載の誘導機。
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月5日(2016.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、ステータコアとコイルとを有するステータと、
シャフト、当該シャフトに固定されたロータコア、及び二次導体を有し、二次導体がロータバーとエンドリングとを含むロータと、
前記ハウジング内に配置され、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
前記ハウジング内に配置され、羽根部を有する冷却ファンと、
前記冷却ファンを前記ロータに固定する冷却ファン固定手段と、
を備え、
前記羽根部は、前記エンドリングの軸方向外側に配置され、軸方向における前記羽根部の先端が前記コイルのコイルエンドより軸方向外側まで延び、
前記冷却ファンは、前記エンドリングの径方向内側に配置される固定部と、該固定部から前記羽根部にまで軸方向に延びる円筒状の延設部とを有し、前記固定部が前記冷却ファン固定手段により前記ロータに固定され、
前記冷却ファン固定手段は、前記冷却ファンと別体であるとともに、前記円筒状の延設部の径方向内側の領域に配置され、当該領域内で前記固定部を軸方向において前記ロータコアとの間に挟持する固定部材であり、
前記軸受は、前記羽根部の前記先端より軸方向の内側に位置する、誘導機。
【請求項２】
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、ステータコアとコイルとを有するステータと、
シャフト、当該シャフトに固定されたロータコア、及び二次導体を有し、二次導体がロータバーとエンドリングとを含むロータと、
前記ハウジング内に配置され、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
前記ハウジング内に配置され、羽根部を有する冷却ファンと、
前記冷却ファンを前記ロータに固定する冷却ファン固定手段と、
を備え、
前記羽根部は、前記エンドリングの軸方向外側に配置され、軸方向における前記羽根部の先端が前記コイルのコイルエンドより軸方向外側まで延び、
前記冷却ファンは、前記エンドリングの径方向内側に配置される固定部と、該固定部から前記羽根部にまで軸方向に延びる円筒状の延設部とを有し、前記固定部が前記冷却ファン固定手段により前記ロータに固定され、
前記冷却ファン固定手段は、前記冷却ファンと別体であるとともに、前記円筒状の延設部の径方向内側の領域に配置され、当該領域内で前記固定部を軸方向において前記シャフトに設けられた突起との間に挟持する固定部材であり、
前記軸受は、前記羽根部の前記先端より軸方向の内側に位置する、誘導機。
【請求項３】
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、ステータコアとコイルとを有するステータと、
シャフト、当該シャフトに固定されたロータコア、及び二次導体を有し、二次導体がロータバーとエンドリングとを含むロータと、
前記ハウジング内に配置され、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
前記ハウジング内に配置され、羽根部を有する冷却ファンと、
前記冷却ファンを前記ロータに固定する冷却ファン固定手段と、
を備え、
前記羽根部は、前記エンドリングの軸方向外側に配置され、軸方向における前記羽根部の先端が前記コイルのコイルエンドより軸方向外側まで延び、
前記冷却ファンは、前記エンドリングの径方向内側に配置される固定部と、該固定部から前記羽根部にまで軸方向に延びる円筒状の延設部とを有し、前記固定部が前記冷却ファン固定手段により前記ロータに固定され、
前記冷却ファン固定手段は、前記冷却ファンと別体であるとともに、前記円筒状の延設部の径方向内側の領域に配置され、当該領域内で前記固定部を軸方向において前記ロータコアとの間に挟持するように前記シャフトに設けられた突起であり、
前記軸受は、前記羽根部の前記先端より軸方向の内側に位置する、誘導機。
【請求項４】
前記羽根部は前記エンドリングの内周より径方向外側に位置する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導機。
【請求項５】
前記冷却ファンは板材よりなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導機。
【請求項６】
前記羽根部と前記エンドリングとは熱的に結合している、請求項１〜５のいずれか１項
に記載の誘導機。
【請求項７】
前記羽根部と前記エンドリングとは接触している、請求項６に記載の誘導機。
【請求項８】
前記冷却ファンは、前記羽根部から軸方向へ延びるエンドリング押え部を有する、請求項６または７に記載の誘導機。
【請求項９】
前記エンドリング押え部は、前記エンドリングの外周面上に位置する、請求項８に記載の誘導機。
【請求項１０】
前記エンドリング押え部は、前記エンドリングの端面に設けられた凹部に係合している、請求項８に記載の誘導機。
【請求項１１】
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、ステータコアとコイルとを有するステータと、
シャフト、当該シャフトに固定されたロータコア、及び二次導体を有し、二次導体がロータバーとエンドリングとを含むロータと、
前記ハウジング内に配置され、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
前記ハウジング内に配置され、羽根部を有する冷却ファンと、
前記冷却ファンを前記ロータに固定する冷却ファン固定手段と、
を備え、
前記羽根部は、前記エンドリングの軸方向外側に配置され、軸方向における前記羽根部の先端が前記コイルのコイルエンドより軸方向外側まで延び、
前記冷却ファンは、前記エンドリングの径方向内側に配置される固定部と、該固定部から前記羽根部にまで軸方向に延びる円筒状の延設部とを有し、前記固定部が前記冷却ファン固定手段により前記ロータに固定され、
前記冷却ファン固定手段は、前記冷却ファンと別体であるとともに、前記円筒状の延設部の径方向内側の領域に配置され、
前記軸受は、前記羽根部の前記先端より軸方向の内側に位置し、
前記羽根部と前記エンドリングとは熱的に結合し、かつ接触している、誘導機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記の目的を達成するための誘導機は、ハウジングと、前記ハウジング内に配置され、ステータコアとコイルとを有するステータと、シャフト、当該シャフトに固定されたロータコア、及び二次導体を有し、二次導体がロータバーとエンドリングとを含むロータと、前記ハウジング内に配置され、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、前記ハウジング内に配置され、羽根部を有する冷却ファンと、前記冷却ファンを前記ロータに固定する冷却ファン固定手段と、を備える。前記羽根部は、前記エンドリングの軸方向外側に配置され、軸方向における前記羽根部の先端が前記コイルのコイルエンドより軸方向外側まで延びている。前記冷却ファンは、前記エンドリングの径方向内側に配置される固定部と、該固定部から前記羽根部にまで延びる円筒状の延設部とを有し、前記固定部が前記冷却ファン固定手段により前記ロータに固定される。前記冷却ファン固定手段は、前記冷却ファンと別体であるとともに、前記円筒状の延設部の径方向内側の領域に配置される。前記冷却ファン固定手段は、前記円筒状の延設部の径方向内側の領域内で前記固定部を軸方向において前記ロータコアとの間に挟持する固定部材である。前記軸受は、前記羽根部の前記先端より軸方向の内側に位置する。
上記の目的を達成するための誘導機は、ハウジングと、前記ハウジング内に配置され、ステータコアとコイルとを有するステータと、シャフト、当該シャフトに固定されたロータコア、及び二次導体を有し、二次導体がロータバーとエンドリングとを含むロータと、前記ハウジング内に配置され、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、前記ハウジング内に配置され、羽根部を有する冷却ファンと、前記冷却ファンを前記ロータに固定する冷却ファン固定手段と、を備える。前記羽根部は、前記エンドリングの軸方向外側に配置され、軸方向における前記羽根部の先端が前記コイルのコイルエンドより軸方向外側まで延びている。前記冷却ファンは、前記エンドリングの径方向内側に配置される固定部と、該固定部から前記羽根部にまで延びる円筒状の延設部とを有し、前記固定部が前記冷却ファン固定手段により前記ロータに固定される。前記冷却ファン固定手段は、前記冷却ファンと別体であるとともに、前記円筒状の延設部の径方向内側の領域に配置される。前記冷却ファン固定手段は、前記円筒状の延設部の径方向内側の領域内で前記固定部を軸方向において前記シャフトに設けられた突起との間に挟持する固定部材である。前記軸受は、前記羽根部の前記先端より軸方向の内側に位置する。
上記の目的を達成するための誘導機は、ハウジングと、前記ハウジング内に配置され、ステータコアとコイルとを有するステータと、シャフト、当該シャフトに固定されたロータコア、及び二次導体を有し、二次導体がロータバーとエンドリングとを含むロータと、前記ハウジング内に配置され、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、前記ハウジング内に配置され、羽根部を有する冷却ファンと、前記冷却ファンを前記ロータに固定する冷却ファン固定手段と、を備える。前記羽根部は、前記エンドリングの軸方向外側に配置され、軸方向における前記羽根部の先端が前記コイルのコイルエンドより軸方向外側まで延びている。前記冷却ファンは、前記エンドリングの径方向内側に配置される固定部と、該固定部から前記羽根部にまで延びる円筒状の延設部とを有し、前記固定部が前記冷却ファン固定手段により前記ロータに固定される。前記冷却ファン固定手段は、前記冷却ファンと別体であるとともに、前記円筒状の延設部の径方向内側の領域に配置される。前記冷却ファン固定手段は、前記円筒状の延設部の径方向内側の領域内で前記固定部を軸方向において前記ロータコアとの間に挟持するように前記シャフトに設けられた突起である。前記軸受は、前記羽根部の前記先端より軸方向の内側に位置する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
前記冷却ファン固定手段が、前記円筒状の延設部の径方向内側の領域内で前記固定部を軸方向において前記ロータコアとの間に挟持する固定部材である場合、固定部材はロータコア押えを兼用できる。また、固定部材でロータの回転バランスを調整することが可能となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記冷却ファン固定手段が、前記円筒状の延設部の径方向内側の領域内で前記固定部を軸方向において前記シャフトに設けられた突起との間に挟持する固定部材である場合、固定部材でロータの回転バランスを調整することが可能となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
上記の誘導機において、前記エンドリング押え部は、前記エンドリングの端面に設けられた凹部に係合してもよい。
上記の目的を達成するための誘導機は、ハウジングと、前記ハウジング内に配置され、ステータコアとコイルとを有するステータと、シャフト、当該シャフトに固定されたロータコア、及び二次導体を有し、二次導体がロータバーとエンドリングとを含むロータと、前記ハウジング内に配置され、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、前記ハウジング内に配置され、羽根部を有する冷却ファンと、前記冷却ファンを前記ロータに固定する冷却ファン固定手段と、を備える。前記羽根部は、前記エンドリングの軸方向外側に配置され、軸方向における前記羽根部の先端が前記コイルのコイルエンドより軸方向外側まで延びている。前記冷却ファンは、前記エンドリングの径方向内側に配置される固定部と、該固定部から前記羽根部にまで延びる円筒状の延設部とを有し、前記固定部が前記冷却ファン固定手段により前記ロータに固定される。前記冷却ファン固定手段は、前記冷却ファンと別体であるとともに、前記円筒状の延設部の径方向内側の領域に配置される。前記軸受は、前記羽根部の前記先端より軸方向の内側に位置する。前記羽根部と前記エンドリングとは熱的に結合し、かつ接触している。
上記の構成によれば、冷却ファンがエンドリングに固定される場合に比べ冷却ファンの回転に伴い発生する応力に対する強度を確保することができる。さらに、軸受が羽根部の先端より軸方向の内側に位置するので、誘導機の軸方向での長さが長くなることを抑制して軸方向での小型化を図ることができる。また、羽根部とエンドリングとが熱的に結合しているので、エンドリングに発生する熱を冷却ファンに伝達してエンドリングを冷却することができる。
【国際調査報告】
2014174721.tif 000014
2014174721.tif 000015
2014174721.tif 000016
2014174721.tif 000017