(57)【要約】【課題】ダイカスト工程でストリップの浮きを防ぎ、振動及び騒音の増大を防止できる信頼性の高い同期誘導電動機の回転子の製造方法を得る。【解決手段】磁束の流れやすい方向であるｄ軸および磁束の流れにくい方向であるｑ軸で磁極突起を形成してリラクタンストルクを発生させる複数のスリットと外周部近傍に設けられ誘導トルクを発生させる複数のスロットとを有する回転子鉄心を複数枚積層する積層ステップ（ＳＴ２）と、積層方向両端部の回転子鉄心の隣り合うスリット間に形成されているストリップのうちの少なくとも１つのストリップを押さえるようにエンドリング型を配置して他端部側に押さえる固定ステップ（ＳＴ４）と、固定ステップ後に導電性材をスリットおよびスロットのうちの少なくともスロットに充填すると共にエンドリング型に充填する二次導体生成ステップ（ＳＴ６）を施す。【選択図】        図６
2004282869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束の流れやすい方向であるｄ軸および磁束の流れにくい方向であるｑ軸で磁極突起を形成してリラクタンストルクを発生させる複数のスリットと外周部近傍に設けられ誘導トルクを発生させる複数のスロットとを有する回転子鉄心を複数枚積層する積層ステップと、前記積層方向両端部の回転子鉄心の隣り合う前記スリット間に形成されているストリップのうちの少なくとも１つのストリップを押さえるようにエンドリング型を配置して他端部側に押さえる固定ステップと、前記固定ステップ後に導電性材を前記スリットおよび前記スロットのうちの少なくとも前記スロットに充填すると共に前記エンドリング型に充填する二次導体生成ステップと、を施すことを特徴とする同期誘導電動機の回転子の製造方法。
【請求項２】
前記積層ステップは前記回転子鉄心をずらして積層してスキューをつけるようにした、又は前記積層ステップの後で積層された前記回転子鉄心をずらしてスキュ−をつけるステップを施し、前記固定ステップは前記スキューの方向に回転した位置のストリップを押さえるように前記エンドリング型を配置することを特徴とする請求項１記載の同期誘導電動機の回転子の製造方法。
【請求項３】
前記積層ステップは前記回転子鉄心をずらして積層してスキューをつけるようにした、又は前記積層ステップの後で積層された前記回転子鉄心をずらしてスキュ−をつけるステップを施し、前記固定ステップは、両端部の前記エンドリング型をスキューの角度の略半分の角度だけ回転した位置にあるストリップを押さえるように配置することを特徴とする請求項１記載の同期誘導電動機の回転子の製造方法。
【請求項４】
前記固定ステップは、前記エンドリング型によって積層方向両端部の前記回転子鉄心に形成されるストリップの伸びる方向と交わる方向に延長して押さえることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の同期誘導電動機の回転子の製造方法。
【請求項５】
前記積層された回転子鉄心の側面外周部を少なくとも円周の一部を残して固定部材で仮固定する仮固定ステップを施し、前記仮固定ステップと前記固定ステップの後に、前記固定部材を外周より押さえる外周固定ステップを施し、前記外周固定ステップの後に前記二次導体生成ステップを施すことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか１項に記載の同期誘導電動機の回転子の製造方法。
【請求項６】
回転子鉄心の積層方向両端部に配置され、導電性材が充填されることで前記回転子鉄心のスロットと接続されて二次導体を形成するエンドリングの内周形状及び外周形状をそれぞれ形成する内周部材と外周部材とを有し、前記内周部材の長手方向は前記回転子鉄心の隣り合うスリットに形成されるストリップのうちの少なくとも１つのストリップを他端側に押さえるように構成したことを特徴とする同期誘導電動機の回転子用金型。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の同期誘導電動機の回転子の製造方法を用いて製造された同期誘導電動機の回転子を備えたことを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、誘導トルクを用いることによって起動し、リラクタンストルクを用いることによって同期運転する同期誘導電動機の回転子の製造方法及び回転子用金型などに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の同期誘導電動機の回転子の製造方法においては、磁性体である電磁鋼板により構成された回転子鉄心に永久磁石埋設用の穴を設けたものを複数枚積層した後、ダイカスト法によりアルミニウムを充填させて、かご形二次導体を生成する。その後、永久磁石埋設用の穴に永久磁石を挿入し、回転子を構成している（例えば特許文献１参照。）。
また、従来の他の同期誘導電動機の回転子の製造方法においては、磁性体である電磁鋼板により構成された回転子鉄心を複数枚積層した後、スリットおよびスロットに導電性材料であるアルミニウムをダイカスト法にて充填させる。その際、かご形二次導体を形成させるために回転子鉄心の積層方向の両端部にエンドリングが構成される。そのエンドリング形状は内周および外周とも円形状であり、断面形状は円環（リング）形状になっている（例えば特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３４６３６９号公報（第５頁、図４）
【特許文献２】
特開２００１−２３８４１８号公報（第３〜４頁、図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の同期誘導電動機の回転子の製造方法では、ダイカスト後、永久磁石埋設用の穴に高価な永久磁石を挿入しているため、電動機コストが高くなるという課題があり、また磁性体である回転子に永久磁石を挿入させるため、挿入時に永久磁石が回転子に張り付いてしまう可能性があり、作業性が悪くなるという課題があった。
また、従来の他の同期誘導電動機の回転子の製造方法では、エンドリング断面形状がリング形状になっているため、ダイカスト時に高い圧力条件で導電材料であるアルミニウムを充填させる際に、細いスリット間に形成されるストリップが変形することがあり、積層方向に浮きが発生する場合があった。その浮きからアルミニウムが漏れてしまうと、誘導トルク発生時の振動及び騒音が大きくなるという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、誘導トルクの発生時の振動及び騒音を低減でき、信頼性の高い同期誘導電動機の回転子の製造方法を得ることを目的とする。
また、信頼性の高い同期誘導電動機の回転子を製造できる回転子用金型、及び信頼性の高い圧縮機を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる同期誘導電動機の回転子の製造方法は、磁束の流れやすい方向であるｄ軸および磁束の流れにくい方向であるｑ軸で磁極突起を形成してリラクタンストルクを発生させる複数のスリットと外周部近傍に設けられ誘導トルクを発生させる複数のスロットとを有する回転子鉄心を複数枚積層する積層ステップと、前記積層方向両端部の回転子鉄心の隣り合う前記スリット間に形成されているストリップのうちの少なくとも１つのストリップを押さえるようにエンドリング型を配置して他端部側に押さえる固定ステップと、前記固定ステップ後に導電性材を前記スリットおよび前記スロットのうちの少なくとも前記スロットに充填すると共に前記エンドリング型に充填する二次導体生成ステップと、を施すことを特徴とするものである。
【０００７】
また、この発明に係わる同期誘導電動機の回転子用金型は、回転子鉄心の積層方向両端部に配置され、導電性材が充填されることで前記回転子鉄心のスロットと接続されて二次導体を形成するエンドリングの内周形状及び外周形状をそれぞれ形成する内周部材と外周部材とを有し、前記内周部材の長手方向は前記回転子鉄心の隣り合うスリットに形成されるストリップのうちの少なくとも１つのストリップを他端側に押さえるように構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図を用いて説明する。図１はこの実施の形態による同期誘導電動機の回転子を示す横断面図である。図１において、１は磁性体である電磁鋼板により構成された回転子鉄心であり、厚さは０．１〜１．５ｍｍ程度の円形状であり複数枚積層されることにより回転子を構成する。２は内部に非磁性体でかつ導電性材料として例えばアルミニウム（格子表示で示す）が充填されているスリット、３は回転子鉄心１の外周部近傍に設けられ、スリット２と同様に内部にアルミニウム（格子表示で示す）が充填されているスロット、４は隣り合うスリット２の間に形成されたストリップ、５は回転子鉄心１の外周部に形成され、例えば０．１〜１ｍｍ程度の薄い部分で連結された薄肉部、６は圧入や焼き嵌めなどにより回転子鉄心１に固着されているシャフトである。非磁性体でかつ導電性材として用いているアルミニウムは、ここではスリット２とスロット３のどちらにも充填した構成を示しているが、少なくともスロット３に充填されており、スリット２には充填されていない構成でもよい。
【０００９】
図２はこの実施の形態に係る同期誘導電動機の回転子を示す斜視図であり、回転子鉄心１の積層方向の両端部には第１、第２エンドリング７ａ、７ｂが形成されている。ダイカスト法によりスリット２及びスロット３とエンドリング７ａ、７ｂを形成する導電性材、この場合はアルミニウムによって、スロット３とエンドリング７ａ、７ｂとが電気的に接続可能となり、かご形の二次導体が形成される。同期誘導電動機を起動させる際は、固定子巻線（図示せず）に電流を流すことにより、かご形二次導体に電流が流れ、誘導トルクを発生することで同期誘導電動機を起動させることができる。
さらに、回転子のスリット２に充填されたアルミニウムは非磁性体であるため、図１に示すようなスリット２を設けることにより、回転子は磁束の流れやすい方向であるｄ軸と、磁束の流れにくい方向であるｑ軸の磁気抵抗に差が生じ、固定子（図示せず）で生成された磁束は回転子の位置によって磁極突起を形成する。この磁極突起によってリラクタンストルクを発生するため、同期運転が可能である。スリット２は何も充填されずに空間のままでもｄ軸とｑ軸が形成される。スリット２内に充填材を充填する場合、充填材は非磁性体である必要がある。
【００１０】
以上のような構成によって、固定子巻線に５０Ｈｚおよび６０Ｈｚの商用電源を接続して同期誘導電動機を運転させた場合、かご形の二次導体に二次電流が流れるため、特別な起動装置を必要とせずに起動させることが可能であり、低コストな同期誘導電動機を得ることができる。さらに、磁極突起を有しているので同期運転が可能となるため、二次銅損を低減させた高効率な電動機を得ることができる。
【００１１】
図３はダイカスト法でアルミニウムを充填することにより、スリット２及びスロット３及び第１、第２エンドリング７ａ、７ｂを形成する際の同期誘導電動機の回転子の製造装置を示す縦断面図である。回転子鉄心１の積層方向の両端部に設けられたエンドリング７ａ、７ｂは、回転子のスリット２およびスロット３と同時にダイカスト法によってアルミニウムが充填されて形成される。８及び９は第１、第２エンドリング７ａ、７ｂを形成するための同期誘導電動機の回転子用金型で、例えば第１エンドリング型８及び第２エンドリング型９である。１０は回転子鉄心１の外周部に設けられた第１固定部材で例えばコアバンド、１３はコアバンド１０と第２エンドリング型９との間の空間である。コアバンド１０は、第２固定部材であるバンド押さえ１１によって外周部からコアバンド１０を押さえることにより、コアバンド１０と回転子鉄心１との隙間がなるべく小さくなるように固定する。コアバンド１０及びバンド押さえ１１は例えば鉄で構成されている。
【００１２】
また、図４は図３のＩＶ―ＩＶ線断面図であり、回転子鉄心１との接触する側を見た図である。また、図５は第１エンドリング型８を示す斜視図である。８ａは第１エンドリング型８の外周部材、８ｂは第１エンドリング型８の内周部材であり、ここでは回転子鉄心１に接触しない側で接続されて一体となっている。図には示していないが、第２エンドリング型９も同様の形状であり、外周部材８ａ及び内周部材８ｂと同様の外周部材９ａ及び内周部材９ｂで構成される。以下、特に説明しないが、回転子鉄心１の積層方向両端面において、第１エンドリング型８で述べることと同様である。図４において、破線は回転子鉄心１のスロット３及びスリット２の位置を示すものである。第１、第２エンドリング７ａ、７ｂは、回転子鉄心１の外周部近傍に設けられているスロット３と共にかご形二次導体を形成するため、回転子鉄心１端面のスロット３と接触する外周部分でリング状になっている必要がある。
図４において、斜線で囲まれた部分が第１エンドリング型８と回転子鉄心１端面との接触部分を示しており、回転子鉄心１との位置関係は破線で示した通りである。第１エンドリング型内周部材８ｂの形状は、回転子鉄心１に設けられたストリップ４のうち、ｑ軸方向の最も外側（図では上下方向）のストリップを端面から押さえることができるような形状にしておく。例えば、この実施の形態による第１エンドリング型内周部材８ｂは、ストリップ４の伸びる方向（ｄ軸方向）と交わる方向、例えばｑ軸方向に伸びる形状であり、ｑ軸方向の全てのストリップ４の少なくとも中央部分を、積層方向両端面から他端側に押さえるように構成されている。
【００１３】
回転子鉄心１の素材である電磁鋼板はスリット２が設けられているため、隣り合うスリット２との間には非常の細長いストリップ４が構成されている。従来のダイカスト法では、内周部材８ｂがシャフトの挿入部近傍を覆うように押さえるような円形状であった。これを用いてスリット２及びスロット３に導電性材であるアルミニウムを充填させるとき、高い圧力条件でダイカストを行うと、細長いストリップ４が変形して、積層方向での電磁鋼板の浮きが発生する場合があった。この浮きからアルミニウムが漏れてしまうと、誘導トルク発生時の振動及び騒音を引き起こすことになる。一方、低い圧力条件でダイカストを行うと、アルミニウムが途中で固まってしまい、二次導体内部に均一に充填されない場合がある。アルミニウムの充填が不十分であると、同期誘導電動機の起動特性が劣化し、さらには誘導トルクでの振動及び騒音が大きくなることがあった。この実施の形態では、変形しやすいストリップ４の少なくとも一部をエンドリング型内周部材８ｂ、９ｂで押さえた状態でアルミニウムを充填するので、高い圧力条件でダイカストを行なってもストリップ４の変形を防止できる。
【００１４】
この実施の形態による同期誘導電動機の回転子の製造方法を説明する。図６はこの実施の形態による同期誘導電動機の回転子の製造方法を工程順に示すフローチャートである。まずステップＳＴ１において、磁束の流れやすい方向であるｄ軸および磁束の流れにくい方向であるｑ軸で磁極突起を形成してリラクタンストルクを発生させる複数のスリット２と誘導トルクを発生させる複数のスロット３を有する回転子鉄心１を得るために、電磁鋼板を打ち抜く。これにより、回転子鉄心１が円形状に打ち抜かれ、スリット２及びスロット３を有する回転子鉄心１が形成される。次にステップＳＴ２にて、一枚ずつ打ち抜いた回転子鉄心１を所定の枚数分積層する。ここで仮のシャフトを回転子鉄心１の中心部に挿入しておく。
【００１５】
続いて、コアバンド１０を回転子鉄心１の側面外周部に仮固定し（ステップＳＴ３）、仮固定された状態でエンドリング型８、９にて積層方向の両端部より回転子鉄心１を押さえる（ステップＳＴ４）。この際、エンドリング型８、９の構成は図４、図５に示すようにエンドリング型外周部材８ａ、９ａと内周部材８ｂ、９ｂを有する。即ち、外周部材８ａ、９ａと内周部材８ｂ、９ｂの間の空間によってエンドリング７ａ、７ｂの形状が決定され、ここで形成されるエンドリング７ａ、７ｂはアルミニウムが充填されて形成されるすべてのスロット３と接続しうるリング形状となる。また、エンドリング型内周部材８ｂ、９ｂは少なくとも一つまたはそれ以上のストリップ４を押さえるように構成されている。
【００１６】
次にバンド押さえ１１を用いて、仮固定されたコアバンド１０を外周から確実に押さえる（ステップＳＴ５）。この際、回転子鉄心１とコアバンド１０との隙間はなるべく小さくなるように押さえることが望ましい。
更に、ステップＳＴ６によってダイカスト法でスロット３及びスリット２及びエンドリング型８、９にアルミニウムを充填する。例えば、図３の向かって右側の外部と第１エンドリング型８の中空部とを連通する注入口（図示せず）から高圧をかけて高温のアルミニウムを注入する。注入されたアルミニウムは、第１エンドリング型８の中空部を通り、回転子鉄心１の端面の第１エンドリング型８が接触せずに露出しているスリット２及びスロット３から、積層された回転子鉄心１のスリット２及びスロット３を通って他端面に流れていく。これによりスロット３及びスリット２及びエンドリング型８、９にアルミニウムが充填されて、かご形二次導体ができる（ステップＳＴ６）。この充填は、例えば第１エンドリング型８側から充填する場合、１秒程度の短時間で他端部のエンドリング型９にアルミニウムが充填されるように、高圧条件下で行われる。
この後、仮に挿入したシャフトを抜くことで、同期誘導電動機の回転子を得ることができる。実際にはこの後、回転子中央部分の穴にシャフト６を挿入し、圧入または焼き締めによってシャフト６を回転子の中央に密着させる。
【００１７】
この実施の形態では、ステップＳＴ４によって、エンドリング型内周部材８ｂ、９ｂにより、積層した回転子鉄心１の積層方向両端部からすべてのストリップ４を押さえた状態でアルミニウムを充填することができる。このため、アルミニウムを充填する時に、高圧力のアルミニウムによってストリップ４が積層方向に変形するのを防止できる。このため、振動及び騒音を低減でき、信頼性の高い同期誘導電動機の回転子を製造できる。
【００１８】
さらに、コアバンド１０及びバンド押さえ１１によって回転子鉄心１の側面外周部を固定した状態でアルミニウムを流し込むので、スロット３及びスリット２にアルミニウムが流入した時にスリット２及びスロット３の外周側の例えば薄肉部５が側面外周側に変形するのを防止でき、振動及び騒音を低減でき、信頼性の高い同期誘導電動機の回転子を製造できる。
なお、ここでは、製造工程の一例について説明したが、製造工程の順番はこの限りではない。例えば、ステップＳＴ２とステップＳＴ３とは前後してもよい。
また、ここでは、仮のシャフトを回転子鉄心１の中心部に挿入する例について説明したが、カシメにより回転子鉄心１を積層する方法を用いれば、仮のシャフトを用いなくてもよい。
【００１９】
ここで図７はこの実施の形態による同期誘導電動機の回転子の製造方法で製造された回転子を積層方向から見た平面図である。エンドリング型８、９により、回転子には図２及び図７で示す形状のエンドリング７ａ、７ｂが形成される。ここではエンドリング型内周部材８ｂ、９ｂにより、すべてのストリップ４を押さえる構成であるため、製造された回転子を積層方向から見ると、エンドリング型内周部材８ｂ、９ｂが押さえていた部分にはエンドリング７ａ、７ｂが形成されず、ｑ軸方向で全てのストリップ４のそれぞれ中央部が露出している。
【００２０】
ここでは、エンドリング型内周部材８ｂ、９ｂの長手方向をｑ軸の方向と一致させ、全てのストリップ４の中央部分を押さえた状態でアルミニウムを充填する構成としたが、これに限るものではない。少なくとも１つのストリップ４の一部を押さえた状態でアルミニウムを充填すれば、程度の差はあるが、ある程度の効果を奏する。
例えば図８に示すように、エンドリング型内周部材８ｂ、９ｂによって、積層した回転子鉄心１の両端部を積層方向から押さえる際、回転子鉄心１に形成されている少なくとも１つのストリップ４の一部を押さえることができれば、アルミニウム充填時にストリップ４が変形するのをある程度防止できる。さらに、図８のようなエンドリング型を用いれば、図４を用いるよりもエンドリング７ａ、７ｂを構成する導電性材の容積が大きくなって、起動運転から同期運転への引き込み性がよくなる。
また、エンドリング型内周部材８ｂ、９ｂの長手方向をｑ軸に一致させなくてもよく、ストリップ４の伸びる方向、この場合はｄ軸の方向、と交わる方向に延長して押さえるようにすれば、長手方向がｄ軸に一致することなく、確実にストリップ４を押さえることができる。
【００２１】
以下、図３に示した回転子の製造装置において、回転子鉄心１の積層方向の側面外周部に配置される第１固定部材であるコアバンド１０及び第２固定部材であるバンド押さえ１１について説明する。ここで、コアバンド１０及びバンド押さえ１１は例えばどちらも鉄である。図３に示したコアバンド１０及びバンド押さえ１１はいずれも円筒形状をなしているが、ここではコアバンド１０の他の構成例を示す。製造工程は図６と同様であり、その側面外周部の仮固定ステップであるステップＳＴ３で用いるコアバンド１０の他の構成例である。
図９はこの構成例における同期誘導動機の回転子の製造装置及び製造した回転子を示す横断面図である。コアバンド１０は積層方向に伸びる切りかけ１２を有し、図６の製造工程におけるステップＳＴ３で積層した回転子鉄心１の側面外周部を仮固定する。この時、切りかけ１２によって、積層された回転子鉄心１は側面外周部の少なくとも円周の一部を残した状態で仮固定される。この後、ステップＳＴ４にてエンドリング型８、９によって回転子鉄心１の積層方向両端部より固定する。ここで、エンドリング型内周部材８ｂ、９ｂによって少なくとも１つのストリップ４を押さえた後に、ステップＳＴ５でコアバンド１０の外周から更にバンド押さえ１１で押さえる。
【００２２】
バンド押さえ１１により外周からコアバンド１０を押さえようとした場合、コアバンド１０が完全な筒形状で形成されていると、回転子鉄心１の外周とコアバンド１０の内周に隙間がある状態で外周側から押さえようとしても、その隙間が逃げる部分がないので、回転子鉄心１を確実に押さえることができない。これに対し、コアバンド１０に切りかけ１２を設けることにより、バンド押さえ１１で外周から押さえたときに、コアバンド１０が切りかけ１２の部分で多少変形することができる。このため、コアバンド１０と回転子鉄心１の隙間をより小さくすることができ、ダイカスト時の回転子鉄心１の側面外周部への膨張を確実に防止することができる。
【００２３】
図１に示すように回転子鉄心１には外周部に薄肉部５が設けられている。薄肉部５をなるべく薄くすることによって、ｄ軸およびｑ軸の磁気抵抗の差がより大きくなり、更に高効率な電動機を得ることができる。しかし、ダイカスト時には高い圧力をかけてスリット２及びスロット３にアルミニウムが充填されるために、薄肉部５が外周側に膨張してしまい、特性が劣化することがあった。また膨張を防止するために薄肉部５を厚くしてしまうと、電動機の効率が悪化する問題があった。
この構成例では、回転子鉄心１の側面外周部からコアバンド１０により押さえた状態でダイカストを行うために、薄肉部５を薄くした状態でも、外周側への膨張を防止することができるため、高効率な同期誘導電動機の回転子を得ることができる。
また回転子が大きく膨張してしまうと、周囲に配置される固定子と接触する可能性があるが、上記のように膨張を防止することにより、振動および騒音が大きくなることを防止することができ、信頼性の高い同期誘導電動機の回転子を得ることができる。
【００２４】
また、図１０は同期誘導電動機の回転子のさらに他の構成例による製造装置及び製造した回転子を示す横断面図である。この構成例によるコアバンド１０は第１コアバンド１０ａと第２コアバンド１０ｂとに分割して構成され、外周側からバンド押さえ１１により押さえることにより、コアバンド１０ａ、１０ｂ間に設けられた隙間が多少変形して、コアバンド１０ａ、１０ｂと回転子鉄心１の隙間をより小さくすることができる。
この際、薄肉部５はｑ軸方向に長く存在しているため、回転子鉄心１の膨張はｑ軸方向側で発生する。分割させたコアバンド１０ａ及び１０ｂをｑ軸方向に配置し、コアバンド１０ａ、１０ｂ間の隙間をｄ軸方向に配置する方が望ましい。
【００２５】
なお、図９で示した切りかけ１２や、図１０で示したコアバンド１０ａ、１０ｂ間の隙間は、回転子鉄心１の積層方向の一端面から他端面に伸びるように構成されていてもいいし、積層方向に部分的に設けられてもよい。
また、コアバンド１０ａ、１０ｂは２分割に構成したが、もっと多くに分割してもよい。少なくとも円周の一部を残してコアバンド１０などの固定部材で仮固定し、その後で固定部材を外周より押さえることで、一部を残した部分で固定部材が変形でき、回転子鉄心１の側面外周部を確実の固定できる。
【００２６】
また図３に示した製造装置において、回転子鉄心１の左側外周部に空間１３（隙間）が設けられているが、コアバンド１０で仮固定後にエンドリング型８、９で積層方向を固定する場合、この空間１３は第２エンドリング型９で回転子鉄心１を押さえるために必要な部分である。第２エンドリング型９の積層方向左側から他端部側（第１エンドリング型８側）へ圧力を加える時、第２エンドリング型９がコアバンド１０に接触することなく、確実に第１エンドリング型８側への圧力が回転子鉄心１に作用する。このため、回転子鉄心１を両端より確実に押さえることができる。
また適当な空間を設けることにより、回転子鉄心１の積層枚数がある程度増減しても、空間部分だけ第２エンドリング型９が積層方向に移動できる。このため、回転子鉄心１の積層枚数を可変にでき、汎用性が高く、積層枚数の異なる回転子を同一の製造装置で製造できるため、回転子の低コスト化を図ることもできる。
【００２７】
また、図１１はこの実施の形態に係る同期誘導電動機の他の構成の回転子を示す横断面図である。図の各部において、図１と同一符号は、同一または相当部分を示し、詳しい説明は省略する。図に示した回転子は、ｄ軸方向の磁束の流れを滑らかにするような形状にスリット２及びスロット３が設けられたものである。
磁束の流れが滑らかになることにより、ｄ軸方向の磁気抵抗を更に小さくすることが可能になり、より大きなリラクタンストルクを発生させることができる。その結果、高効率でかつ高出力な同期誘導電動機を得ることができる。
【００２８】
このような形状の回転子においても、ストリップ４は数ｍｍ程度の幅である。このため、図４、図５、又は図８で示したようなエンドリング型を用い、図６に示したフローチャートと同様の工程で回転子を製造することで、従来の製造方法ではアルミニウム充填時に生じていたストリップ４の浮きを防止し、振動及び騒音を低減でき、信頼性の高い同期誘導電動機の回転子を製造できる。また、図９、図１０で示したコアバンド１０やバンド押さえ１１を用いて得られる効果も同様である。
【００２９】
特に、切りかけ１２やコアバンド１０ａ、１０ｂの間の空間で構成される変形し得る部分を有するコアバンド１０と、全てのストリップ４の中央部分を押さえるエンドリング型内周部材８ｂ、９ｂと、コアバンド１０の一端に設けた空間１３とを組合わせ、図６に示すような製造工程で製造することで、回転子鉄心１の積層方向及び側面外周部を確実に固定できる。このため、作業性が良く最も効果的な同期誘導電動機の回転子の製造方法が得られる。
【００３０】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２による同期誘導電動機の回転子を製造する方法について以下に説明する。図１２はこの実施の形態に係る同期誘導電動機の回転子を示す斜視図である。この構成例による回転子鉄心１は、破線で示すようにスキューが設けられて積層されており、回転子鉄心１の両端にはエンドリング７ａ、７ｂが形成されている。スロット３とエンドリング７ａ、７ｂで形成される二次導体のスロットの部分が図に示すように積層方向に斜めに構成することで、回転子を構成した時に起動性が良くなり回転音も低減できるなど、性能を向上できる。
このような構成の回転子を製造する際にも、図３と同様の製造装置を用い、図６と同様の製造工程で製造できる。ステップＳＴ２において、回転子鉄心１を積層する際、積層した回転子鉄心１又は積層する回転子鉄心１のどちらかを徐々に回転してずらすことで、両端部間の回転子鉄心１にスキュー角度Ａが施された状態で積層される。もちろん、実施の形態１で積層したように同一の重なり状態で積層した後に、それぞれの回転子鉄心１をずらしてスキュー角度Ａを施す工程を設けてもよい。ただし、スキューを大きくすると同期運転時の効率が低下するため、余り大きくない方が好ましい。
【００３１】
このように積層された回転子の両端部を第１、第２エンドリング型８、９で押さえる際にも、実施の形態１で示したように、両端部の回転子鉄心１の隣り合うスリット２の間に形成されているストリップ４のうち、少なくとも１つのストリップ４をエンドリング型内周部材８ｂ、９ｂで押さえる（ステップＳＴ４）。そして、この状態でスリット２及びスロット３の少なくともスロット３と、エンドリング型８、９にアルミニウムを充填することで、従来の製造方法ではアルミニウム充填時に生じていたストリップ４の浮きを防止し、振動及び騒音を低減でき、信頼性の高い同期誘導電動機の回転子を製造できる。
【００３２】
図１３は図３に示した第２エンドリング型９を示す断面図であり、回転子鉄心１と接触する側を見た図である。９ａは第２エンドリング型９の外周部材、９ｂは第２エンドリング型９の内周部材である。この第２エンドリング型９の斜視図は、図５に示した第１エンドリング型８と同様である。
図１３において、斜線で囲まれた部分が第２エンドリング型９と回転子鉄心１端面との接触部分を示しており、回転子鉄心１との位置関係は破線で示した通りである。また、第１エンドリング型８とこれが接触する回転子鉄心１との位置関係は図４と同様である。
【００３３】
回転子鉄心１にスキューが施された場合、積層された回転子鉄心１のスリット２及びストリップ４の配置は、積層方向の両端側でスキューの角度Ａだけ回転した形状になる。そこで、スキューが施された回転子鉄心１にダイカストを行う場合、図１３に示すようにスキュー角度Ａ程度、第２エンドリング型内周部材９ｂを第１エンドリング型内周部材８ｂに対してスキューの方向に回転して、スキューの方向に回転した位置のストリップ４を押さえるように配置する。この構成例ではエンドリング型内周部材８ｂ、９ｂの長手方向で、それぞれが接触する回転子鉄心１の端面のすべてのストリップ４を押さえることができる。このため、ストリップ４を押さえて、アルミニウム充填工程で生じていたストリップ４の浮きを確実に防止することができ、振動及び騒音を抑制することができる電動機が得られる。
【００３４】
図１４は、図１３に示したように第２エンドリング型内周部材９ｂを配置して製造された同期誘導電動機の回転子を示す平面図であり、第２エンドリング型９を取り除いて積層方向から見た図である。図７と同様、内周部材９ｂによって押さえた部分のストリップ４が露出されて見られる。
【００３５】
図４、図１３に示したエンドリング型内周部材８ｂ、９ｂの形状は、回転子鉄心１に設けられたストリップ４のうち、ｑ軸方向の最も外側（図では上下方向）のストリップ４を端面から押さえることができるような形状であるが、これに限るものではない。
即ち、エンドリング型内周部材８ｂ、９ｂはそれぞれ接触する回転子鉄心１の両端面におけるｑ軸に伸びるような形状としたが、ｑ軸に完全に一致して延長されていなくてもある程度の効果を奏する。例えば、エンドリング型内周部材８ｂ、９ｂの長手方向を、それぞれの内周部材８ｂ、９ｂが接触している回転子鉄心１のストリップ４の伸びる方向（ｄ軸方向）と交わる方向とし、積層方向両端面のそれぞれにおいて、接触するエンドリング型内周部材８ｂ、９ｂがより多くのストリップ４と交わるように配置する。スキュー角度Ａは、電動機によって様々であるが、図４、図１３のようにエンドリング型内周部材８ｂ、９ｂを配置することで、回転子鉄心１の積層方向の両端面において内周部材８ｂ、９ｂで押さえられたストリップ４は、積層方向に力が加えられた状態で、アルミニウムが充填される。このため、アルミニウム充填工程での浮きを防止することにより、振動及び騒音を抑制することができる電動機が得られる。
【００３６】
以下、スキューの施された回転子に対し、ステップＳＴ４でのエンドリング型８、９の配置についての他の例について説明する。ここでも、図３と同様の製造装置を用い、図６と同様の製造工程で製造できる。
上記の構成では、スキュー角度Ａが余り大きくなると、両端面に配置されるエンドリング型内周部材８ｂ、９ｂ同士がずれて対向して重なる部分の面積が少なくなる。その場合には、積層方向から押圧する際に余り力をかけることができなくなって、アルミニウム充填時にしっかりとストリップ４を押さえることができなくなる。
【００３７】
図１５は図３に示す第１エンドリング型８を示す断面図であり、接触している回転子鉄心１側を見た図（図３では向かって右側から見た図）である。また、図１６は図３に示す第２エンドリング型９を示す断面図であり、接触している回転子鉄心１側を見た図（図３では向かって左側から見た図）である。この回転子鉄心１もスキュー角度Ａが施されており、図１２に示したように、積層した回転子鉄心１は第１エンドリング型８側（図に向かって上側）から時計回りにスキュー角度Ａだけ回転されて第２エンドリング型９側（図に向かって下側）に至る。図において、Ｂは回転子鉄心１の積層方向の両端面間のエンドリング型内周部材８ｂ、９ｂのずれ角度であり、例えば第１、第２エンドリング型８、９が接触する回転子鉄心１に形成されているｑ軸からの角度とする。
【００３８】
この例は、両端側に配置される第１、第２エンドリング型内周部材８ｂ、９ｂ同士の相対的な角度はほとんどずらさず、両端面間のスキュー角度Ａのほぼ中央にエンドリング型内周部材８ｂ、９ｂの長手方向の頂点がくるように配置する。即ち、Ｂはスキューの角度Ａの略半分の角度（Ｂ＝Ａ／２程度）になるようにエンドリング型内周部材８ｂ、９ｂを配置する。
エンドリング型内周部材８ｂ、９ｂ同士には、角度ずれが生じていないため、対向する面積が大きく、回転子鉄心１を積層方向両端からより強い力で押さえることができる。両端からの強力な押さえにより、ストリップ４の浮きを防止し、ダイカスト時のアルミニウムの漏れを確実に防止することができる。
ここでは、エンドリング型内周部材８ｂ、９ｂを、スキュー角度Ａの略半分程度、互いに他端側の内周部材側に回転させて配置することで、エンドリング型内周部材８ｂ、９ｂ同士は、対向して重なる面積が確保できる。これと共に、積層した回転子鉄心１のそれぞれの配置を考慮した場合、多くのストリップ４を押さえた状態で、アルミニウムを充填することができる。
【００３９】
もちろん、内周部材８ｂ、９ｂを丁度スキュー角度Ａやスキュー角度Ａの半分だけずらした位置に配置しようとしても困難であり、ある程度回転方向の前後にずれて配置してもよい。
また、スキューがついている回転子の場合、次のようにエンドリング型内周部材８ｂ、９ｂをスキューの方向に少し回転して配置しても、ある程度の効果を奏する。例えば、内周部材８ｂ、９ｂがそれぞれ接触している回転子鉄心１におけるストリップの伸びる方向と直交する方向（ｑ軸方向）から、内周部材８ｂを内周部材９ｂと一致する方向に少し回転させて配置すると共に、内周部材９ｂを内周部材８ｂと一致する方向に少し回転して配置する。お互いに対向する内周部材８ｂ、９ｂ側に少しづつ回転することで、内周部材８ｂ、９ｂ同士の重なる面積は回転しない場合よりも増えるので、強い力で押さえることができる。
【００４０】
また、この実施の形態でも、エンドリング型内周部材８ｂ、９ｂの長手方向が、ストリップ４の伸びる方向（ｄ軸方向）に交わる方向に延長する形状として、なるべく多くのストリップ４を押さえることができる形状としている。
ここで、スキューのある回転子を製造する場合でも、実施の形態１と同様図８に示すように、積層方向端面の回転子鉄心１において、スキューの方向に回転した位置のストリップ４の少なくとも１つ、をエンドリング型内周部材８ｂ、９ｂによって押さえた状態でアルミニウムを充填することで、ストリップ４が積層方向に浮き上がって変形するのを、ある程度防止できる。
【００４１】
ここで、スキューを施して積層した回転子鉄心１の側面側外周を固定する固定部材については、実施の形態１と同様、図９、図１０に示したコアバンド１０及びバンド押さえ１１を用いると、側面外周部を確実に押さえた状態でアルミニウムを充填することができる。コアバンド１０の円周部に設ける切りかけ１２やバンド１０の積層方向に設ける隙間に関しても、実施の形態１と同様のことが適用できる。
【００４２】
なお、実施の形態１及び実施の形態２において、固定子巻線は三相巻線で構成され、三相巻線に三相交流電源を印加しても良いし、主巻線及び補助巻線で構成され、補助巻線と直列に運転コンデンサが接続されたものと主巻線とを並列接続したものに単相交流電源を印加しても良い。運転コンデンサは４μＦ程度から１５０μＦ程度のものを用いるのが望ましい。
【００４３】
実施の形態１、実施の形態２ではエンドリング型８、９の外周部材８ａ、９ａと内周部材８ｂ、９ｂは図５に示すように一端で接続して一体に構成したが、別々の型としてもよい。別体にすると、実施の形態２で述べた回転子の構成のようにスキューが施されている場合、両端部の回転子鉄心１に接触する内周部材８ｂ、９ｂのみを位置合わせすればよい。
【００４４】
実施の形態１、２では、充填材としてアルミニウムについて述べたが、導電性の材質であれば、銅など他の材質を用いても同様の効果が得られる。またスリット２およびスロット３に導電性材を充填させているが、かご形の二次導体を形成させることができれば、スロット３にのみ導電性材を充填させたり、スロット３の全てとスリット２の一部に導電性材を充填させてもよい。
【００４５】
また、実施の形態１、２によって製造した同期誘導電動機を圧縮機に搭載した場合、搭載される電動機が高効率であるため、高効率な圧縮機を得ることができる。圧縮機に搭載する際には、ガスが通過するための貫通穴を、回転子の積層方向に貫通するように設けてもよい。
さらに、実施の形態１、２の同期誘導電動機は永久磁石を用いていないため、電動機を廃棄する際、リサイクル性が良くなる。
【００４６】
また、実施の形態１、２において、２極の同期誘導電動機について述べたが、４極以上の電動機においても同様の効果が得られる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、磁束の流れやすい方向であるｄ軸および磁束の流れにくい方向であるｑ軸で磁極突起を形成してリラクタンストルクを発生させる複数のスリットと外周部近傍に設けられ誘導トルクを発生させる複数のスロットとを有する回転子鉄心を複数枚積層する積層ステップと、前記積層方向両端部の回転子鉄心の隣り合う前記スリット間に形成されているストリップのうちの少なくとも１つのストリップを押さえるようにエンドリング型を配置して他端部側に押さえる固定ステップと、前記固定ステップ後に導電性材を前記スリットおよび前記スロットのうちの少なくとも前記スロットに充填すると共に前記エンドリング型に充填する二次導体生成ステップと、を施すことを特徴とすることにより、積層方向の浮きを防止でき、振動及び騒音を低減できる信頼性の高い同期誘導電動機の回転子の製造方法を得ることができる。
【００４８】
また、この発明によれば、回転子鉄心の積層方向両端部に配置され、導電性材が充填されることで前記回転子鉄心のスロットと接続されて二次導体を形成するエンドリングの内周形状及び外周形状をそれぞれ形成する内周部材と外周部材とを有し、前記内周部材の長手方向は前記回転子鉄心の隣り合うスリットに形成されるストリップのうちの少なくとも１つのストリップを他端側に押さえるように構成したことを特徴とすることにより、積層方向の浮きを防止でき、振動及び騒音を低減できる信頼性の高い同期誘導電動機を製造する回転子用金型を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る同期誘導電動機の回転子を示す横断面図である。
【図２】実施の形態１に係る同期誘導電動機の回転子を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る同期誘導電動機の回転子の製造装置を示す縦断面図である。
【図４】実施の形態１に係り、図３のＩＶ―ＩＶ線断面図である。
【図５】実施の形態１に係る第１エンドリング型を示す斜視図である。
【図６】実施の形態１による回転子の製造方法を工程順に示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１に係る回転子を積層方向から見た平面図である。
【図８】実施の形態１に係る他のエンドリング型を示す断面図である。
【図９】実施の形態１に係る回転子の他の製造装置を示す横断面図である。
【図１０】実施の形態１に係る回転子のさらに他の製造装置を示す横断面図である。
【図１１】実施の形態１に係る他の構成の回転子を示す横断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２による同期誘導電動機の回転子を示す斜視図である。
【図１３】実施の形態２に係る第２エンドリング型を示す断面図である。
【図１４】実施の形態２に係る回転子を示す平面図である。
【図１５】実施の形態２に係り、他の構成の第１エンドリング型を示す断面図である。
【図１６】実施の形態２に係り、他の構成の第２エンドリング型を示す断面図である。
【符号の説明】
１  回転子鉄心、２  スリット、３  スロット、４  ストリップ、５  薄肉部、７ａ、７ｂ  第１、第２エンドリング、８  第１エンドリング型、８ａ  第１エンドリング型外周部材、８ｂ  第１エンドリング型内周部材、９  第２エンドリング型、９ａ  第２エンドリング型外周部材、９ｂ  第２エンドリング型内周部材、１０、１０ａ、１０ｂ  第１固定部材、１１  第２固定部材、１２  切りかけ。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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