(57)【要約】トルク増大とトルクムラ低減を同時に実現するため、同一のスロット形状と、同一の回転軸を有する基準の薄板１０５０、第一の薄板、及び第二の薄板を備え、第一の薄板が、基準の薄板１０５０に対し回転軸AXを中心に、スキュー角θ0で周方向に変位されて積層され、第二の薄板が、第一の薄板に対し回転軸を中心にスキュー角θ0で周方向に変位されて積層されることでスキュー角θ0のスキューが設けられた回転子鉄心１０３と、スロット１０４に挿入され、回転子鉄心１０３を貫通する銅バー１０１と、アルミダイカストによりスロット１０４に鋳込まれたアルミと一体成型することで、回転軸AXと平行な方向における回転子鉄心１０３の二つの端面に固着され、銅バー１０１と短絡されたエンドリング１０２を備えたことを特徴とするものである。
2019043812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一形状のスロットを有する薄板を、回転軸を中心にスキュー角θ0の変位角で順次周方向に変位させつつ積層した回転子鉄心と
前記スロットに挿入され、前記回転子鉄心を貫通する銅バーと、
前記スロットと前記銅バーとの間隙にアルミニウム合金を鋳込むアルミダイカストとして一体成型することで、前記回転軸と平行な方向における前記回転子鉄心の二つの端面に固着されたエンドリングと、
を備えたことを特徴とする回転子。
【請求項２】
前記銅バーの前記回転軸に対する傾斜角θ1と、前記スキュー角θ0とが、θ1＜θ0を満たすことを特徴とする請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記薄板に形成されたスロットは、前記回転軸から放射状に延びる第一の辺、及び第二の辺を有し、前記薄板を積層した前記回転子鉄心の各端面に位置する各薄板の前記第一の辺と前記第二の辺とが平行となるようにスキュー角θ0の変位角を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の回転子。
【請求項４】
前記銅バーは、第一の面と、前記第一の面と平行な第二の面を有し、
前記一つの端面において、前記第一の面が前記スロットの前記第一の辺と接し、前記他の端面において、前記第二の面が前記スロットの前記第二の辺と接することを特徴とする請求項３に記載の回転子。
【請求項５】
前記銅バーは、前記第一の面、または前記第二の面に凹凸を有し、前記第一の面、または前記第二の面の稜線が、前記スロットの前記第一の辺、または前記第二の辺に接することを特徴とする請求項４に記載の回転子。
【請求項６】
前記銅バーは、前記第一の面及び前記第二の面からなる四角形部と、前記第一の辺及び前記第二の辺とで囲まれた領域に位置する銅バー内側部と、が連結されて形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の回転子。
【請求項７】
前記銅バーは、複数の導線を束ねて形成することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の回転子。
【請求項８】
前記導線は、表面が前記導線よりも融点の低い材料でコーティングされ、前記銅バーは前記材料を融着させることで成形されることを特徴とする請求項７に記載の回転子。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の回転子を備えた回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は回転子及び回転子を備えた回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機の中でも誘導機は最も多く使用されており、市場においても高効率化として回転子のトルク増大が求められている。トルク増大のためには、二次抵抗となる回転子の導体の抵抗を下げる方法がある。ここで、二次抵抗とは、電磁誘導により回転子に流れる電流が受ける抵抗であり、スロットの形状や材質により変わる値である。従来技術としては、例えば、特許文献１のように、回転子のスロットにアルミニウムよりも導電性に優れる銅バーを挿入し、アルミダイカストで鋳込む方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２６８５６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本従来技術よれば、スロットにアルミニウムを鋳込む場合よりも二次抵抗は小さくでき、トルク増大は可能である。しかしながら、トルク増大により、トルクムラによる振動や騒音が大きくなる。特許文献１には、一つの実施の形態として、スロットに銅バーを挿入して段スキューをかけ、アルミダイカストで鋳込む技術も開示されている。具体的な構成としては、銅バーの周方向の長さを１００％とした場合、スロットの周方向の長さを１２０％とし、銅バーを回転軸と平行に挿入し、回転子鉄心をずらすことで段スキューをかけるものである。しかし、このように段スキューをかけてもトルクムラを低減するために十分なスキューをかけられない。もし仮に、トルクムラが低減できるほど大きく段スキューをかけるとスロットに挿入できる銅バーの周方向の長さが、スロットの周方向の長さに対し細くなりすぎてしまい、十分なトルク増大が実現できない。そこで、本発明は、トルク増大とトルクムラ低減を同時に実現する回転子を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、同一のスロット形状と、同一の回転軸を有する基準の薄板、第一の薄板、及び第二の薄板を備え、第一の薄板が、基準の薄板に対し回転軸を中心にスキュー角θ0で周方向に変位されて積層され、第二の薄板が、第一の薄板に対し回転軸を中心にスキュー角θ0で周方向に変位されて積層されることでスキュー角θ0のスキューが設けられた回転子鉄心と、スロットに挿入され、回転子鉄心を貫通する銅バーと、アルミダイカストによりスロットに鋳込まれたアルミと一体成型することで、回転軸と平行な方向における回転子鉄心の二つの端面に固着され、銅バーと短絡されたエンドリングを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
スキューがかかったスロットに対し銅バーを挿入することで、スロットのうち銅バーが挿入可能な領域が広くなるので、トルク増大とトルクムラ低減を同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１に係る回転電機の断面模式図である。
【図２】実施の形態１に係る回転子鉄心の斜視図である。
【図３】実施の形態１にかかる回転子鉄心のスロットの形状を示す図である。
【図４】実施の形態１にかかる回転子鉄心の斜視図である。
【図５】一種類の変位量で変位させた薄板を積層した場合の概念図である。
【図６】実施の形態１にかかる回転子を示す図である。
【図７】図７（ａ）は、実施の形態１にかかる回転子鉄心を回転軸方向から見た斜視図、図７（ｂ）は、手前側の端面におけるスロットから奥側の端面におけるスロットをのぞいた図である。
【図８】図７の回転子鉄心に銅バーを挿入した場合のＡ−Ａ‘切断面の模式図である。
【図９】実施の形態１にかかる銅バーの回転軸方向の断面形状の変形例である。
【図１０】図１０（ａ）は、実施の形態２にかかる回転子鉄心と銅バーを示す図、図１０（ｂ）は、手前側の端面におけるスロットから、回転軸方向に奥側の端面におけるスロットをのぞいた図である。
【図１１】実施の形態３にかかる銅バーを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る回転電機の断面模式図である。回転電機１は、中空の円筒形状のフレーム３及び、フレーム３の開口部を塞ぐ端板５からからなるハウジング６、ハウジング６を回転軸ＡＸ方向に貫通するシャフト７を備える。フレーム３の内部には、フレーム３内部に嵌合して固着された固定子２、ベアリング４を介し回転軸ＡＸを軸に回転するよう支持された回転子１００が設けられ、回転子１００は、シャフト７に固着される円筒状の回転子鉄心１０３と、回転子鉄心１０３の回転軸ＡＸと平行な方向の両端面から両端部が突出する銅バー１０１と、回転子鉄心の両端面に、銅バー１０１の回転子鉄心１０３の両端面から突出した箇所を短絡させる環状のエンドリング１０２を備えている。エンドリング１０２は、アルミダイカストによりスロット内に鋳込まれたアルミと一体成型される。
【０００９】
図２は実施の形態１に係る回転子鉄心１０３の斜視図である。図２のように、回転子鉄心１０３は回転軸ＡＸ方向に磁性体の環状の薄板１０５を積層され構成される。薄板１０５は、かしめ、溶接又は接着で相互に固定してもよいし、固定しなくてもよい。薄板１０５は、周方向に等間隔でスロット１０４が設けられる。なお、周方向とは、回転子鉄心１０３の回転方向である。
【００１０】
図３は、実施の形態１にかかる回転子鉄心１０３のスロット１０４の形状を示す図である。本実施の形態におけるスロット１０４は、回転軸ＡＸから遠ざかる側を外側、回転軸ＡＸに近づく側を内側として、外側から、外側部１０９、台形部１０８、内側部１１０が連結した形状である。台形部１０８は、薄板１０５上で回転軸ＡＸから放射状に伸びる第一の直線１０６と、第一の直線１０６から回転軸ＡＸを中心に角度φ離れた位置に、回転軸から放射状に伸びる第二の直線１０７のそれぞれの直線状にあって、回転軸ＡＸからの距離がＸである第一の直線１０６上の点と第二の直線１０７上の点、及び、回転軸ＡＸからの距離がＸより長いＹである第一の直線１０６上の点と第二の直線１０７上の点の合計４点を頂点とする。
【００１１】
外側部１０９は、回転軸ＡＸからの距離がＹである第一の直線１０６上の点と第二の直線１０７上の点を結ぶ直線が内側で、外側が外側に膨らむ円弧状となっている。内側部１１０は、回転軸ＡＸからの距離がＸである第一の直線１０６上の点と第二の直線１０７上の点を結ぶ直線が外側で、内側が内側に膨らむ円弧形状となっている。なお、φは以下の数式を満たす。
【００１２】
【数１】
2019043812.tif 000003
【００１３】
図４は、実施の形態１にかかる回転子鉄心１０３の斜視図である。薄板（図示せず）を積層されて構成された回転子鉄心１０３は、回転軸ＡＸ方向の端面をスロット１０４が貫通しており、回転軸ＡＸに対しスキュー角θ0でスキューがかけられ、スロット１０４の内部には銅バー１０１が挿入される。スキューは、回転軸ＡＸを中心に、一枚毎に角度θ0ずつ周方向に変位させた薄板を積層することで設けられる。Ｎ枚目に積層された薄板の、基準の薄板である一枚目に積層された薄板に対する変位角は、Ｎを１以上の整数として以下のようになる。
【００１４】
【数２】
2019043812.tif 000004
【００１５】
スキューをかけるとトルクムラ低減が可能であるが、その他の効果について以下説明する。図５は、一種類の変位量で変位させた薄板を積層した場合の概念図である。本実施の形態との比較のため、実施の形態１とは異なり、一種類の変位量で変位させた薄板を積層した場合について図示している。回転軸方向ｄ１の一つの端面である基準の薄板１０５０に対し、薄板１０５５、薄板１０５６、薄板１０５７、薄板１０５８、薄板１０５９は、第一の変位角で変位されている。一種類の変位量である第一の変位角で変位させた場合、スロット１０４のうち銅バー１０１が挿入可能な領域（Ａ１で囲まれる領域）の周方向の長さはＬ１となる。
【００１６】
一方、図示は省略しているが、基準の薄板１０５０に対し、本実施の形態のように一枚毎に変位量を変えて積層すると、スロット１０４のうち銅バー１０１が挿入可能な領域（Ａ２で囲まれる領域）の周方向の長さはＬ２となり、第一の変位角でのみ変位させた場合と比べ長くなる。言い換えれば、基準の薄板と、基準の薄板に対し、第一の変位量、第二の変位量、第三の変位量、第四の変位量・・で変位させた薄板それぞれを積層すると、基準の薄板と第一の変位量で変位させた薄板を積層した場合と比べ、スロット１０４のうち銅バー１０１が挿入可能な領域が広くなる。または、スロット１０４のうち銅バー１０１が挿入可能な領域の周方向の長さを長く確保できる。
【００１７】
第一の変位量、第二の変位量、第三の変位量、第四の変位量・・といった変位量の種類は多ければ多いほど、スロット１０４のうち銅バー１０１が挿入可能な領域を広く確保できる。または、スロット１０４のうち銅バー１０１が挿入可能な領域の周方向の長さを長く確保できる。これにより、本実施の形態では、基準の薄板と第一の変位量で変位させた薄板を積層した場合と比べ、回転軸方向ｄ１の断面積が大きい銅バー１０１が挿入でき、または、周方向に太い銅バー１０１を挿入でき、トルク増大が可能となる。
【００１８】
なお、本実施の形態では、薄板を１枚ずつ変位させ積層させたが、例えば薄板の厚みを半分にし、２枚毎に変位させる構成としてもよい。その場合にも本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００１９】
図６は、実施の形態１にかかる回転子１００を示す図である。回転子鉄心１０３の回転軸ＡＸ方向両端面にエンドリング１０２が設けられている。エンドリング１０２は、スロット１０４内の隙間内に鋳込まれたアルミニウムとダイカストにより一体成型される。エンドリング１０２及びスロット１０４内の銅バー１０１との隙間がアルミニウムダイカストにより形成されることで、銅バー１０１はアルミニウムと固着され短絡する。回転子１００は、アルミニウムと銅バー１０１により形成されたかご型回転子を備える。
【００２０】
図７（ａ）は、実施の形態１にかかる回転子鉄心１０３を回転軸ＡＸ方向から見た斜視図である。回転軸ＡＸ方向における端面のうち、手前側の端面８におけるスロット１０４ａと、奥側の端面９におけるスロット１０４ｂは、回転子鉄心１０３にスキューがかかっているため、位置がずれている。図７（ｂ）は、手前側の端面８におけるスロット１０４ａから奥側の端面９におけるスロット１０４ｂをのぞいた図である。手前側端面８におけるスロット１０４ａの台形部１０８ａを構成する第二の直線１０７ａと、奥側端面９におけるスロット１０４ｂの台形部１０８ｂを構成する第一の直線１０６ｂが平行となっている。このため、銅バー１０１が挿入しやすいスペースを確保できる。なお、スロット１０４に挿入する銅バー１０１は、体積が大きければ大きいほど二次抵抗を下げることができる。本実施の形態で挿入する銅バー１０１について、以下説明する。
【００２１】
銅バー１０１は、回転軸ＡＸ方向の断面積が長方形であり、スロット１０４に挿入すると、動径方向が長辺、周方向が短辺となっている。長辺を構成する第一の面１０００と、第二の面１００１は平行である。短辺の長さは第二の直線１０７ａと第一の直線１０６ｂ間の長さである。長辺の長さは、台形部１０８ａを構成する第一の直線１０６ａと、台形部１０８ｂを構成する第一の直線１０６ｂが、スロット１０４ａから回転軸ＡＸ方向にスロット１０４ｂを見た場合に重なる手前側端面８上の点Ｐ１から、手前側端面８上における第一の直線１０６ｂ上の回転軸ＡＸからの距離がＹである点Ｐ２までの長さである。または、長辺の長さは、台形部１０８ａを構成する第二の直線１０７ａと、台形部１０８ｂを構成する第二の直線１０７ｂが、スロット１０４ａから回転軸ＡＸ方向にスロット１０４ｂを見た場合に重なる手前側端面８上の点Ｐ３から、手前側端面８上における第二の直線１０７ａの回転軸ＡＸからの距離がＹである点Ｐ４までの長さである。
【００２２】
なお、本実施の形態では銅バー１０１の断面積を長辺と短辺を持つ長方形としたが、長辺と短辺の長さが同じ正方形であってもよい。
【００２３】
銅バー１０１の回転軸ＡＸ方向の断面積をこのような形状とすることで、銅バー１０１が挿入できる領域に可能な限り太い銅バーを挿入することができる。したがって、二次抵抗が小さくできトルクを増大させることができる。なお、銅バー１０１の回転軸ＡＸ方向の断面積を長方形とすると、銅バー１０１の製造が容易となる。
【００２４】
図８は、図７の回転子鉄心１０３に銅バー１０１を挿入した場合のＡ−Ａ‘切断面の模式図である。図８上の回転子鉄心１０３下面が図７の手前側端面８であり、図８上の回転子鉄心１０３上面が図７の奥側端面９である。銅バー１０１の第二の面１００１は、手前側端面８において第二の直線１０７ａと接し、第一の面１０００は、奥側端面９において第一の直線１０６ｂと接している。つまり、銅バー１０１は、回転子鉄心１０３の回転軸方向ｄ１の一端面で、スロット１０４の周方向の一辺と接し、回転軸方向ｄ１の他の一端面で、スロット１０４の周方向の他の一辺と接している。
【００２５】
なお、銅バー１０１は、短辺の長さが第二の直線１０７ａと第一の直線１０６ｂ間の長さと同一で、第一の直線１０６ｂ及び第二の直線１０７ａと接するが、挿入しづらい場合には、第二の直線１０７ａと第一の直線１０６ｂ間の長さに対し、銅バー１０１の短辺の長さを短くし余裕度を持たせてもよい。
【００２６】
このように、スロット１０４に銅バー１０１を挿入することで、回転子１００にスキューがかかっていても銅バー１０１が挿入可能な領域に、可能な限り太い（周方向の長さが長い）銅バー１０１を挿入でき、トルク増大とトルクムラ低減が可能となる。なお、このとき、銅バー１０１の挿入角度θ1は、以下の数式が成り立つ。
【００２７】
【数３】
2019043812.tif 000005
【００２８】
アルミニウムより抵抗の小さい銅バー１０１に傾きを設ける（θ1を０より大きくする）ことで、銅バー１０１に傾きを設けない場合に比べトルクムラを抑制することができる。また、スキュー角θ0は大きくするほどトルクムラを抑制し、振動や騒音を低減することができるが、一方でトルクが減少するという短所がある。銅バー１０１の角度θ1をθ0よりも小さくすることで、アルミニウムに比べ抵抗の小さい銅バー１０１の角度θ1をスキュー角θ0より小さくできるので、確実にトルク増大を実現することができる。
【００２９】
また、回転子１００の製造において、スロット１０４にアルミを注入しアルミダイカストする際、本実施の形態とは異なり、スロット１０４のうち銅バー１０１が挿入可能な領域に対し、小さい断面積の銅バー１０１を挿入すると、傾けた銅バー１０１は、θ1が大きくなる方向に移動してしまう。そのため、数式３を満たすためには銅バー１０１が移動しないよう抑える必要がある。しかし、本実施の形態によれば、スロット１０４のうち銅バー１０１が挿入可能な領域に対し、可能な限り太い銅バーを挿入するので、スロット１０４に対し銅バー１０１が固定され移動することがない。したがって、銅バー１０１を抑えることなく、数式３を満たし確実にトルク増大を実現することができる。
【００３０】
銅バー１０１の回転軸ＡＸ方向の長さは、回転軸ＡＸ方向の回転子鉄心１０３の端面を貫通し、エンドリング１０２から突出しない長さである。この範囲で、長ければ長いほど二次抵抗を下げることができ、トルク増大が可能である。
【００３１】
本実施の形態における銅バー１０１は、回転軸ＡＸ方向の断面形状を長方形としたが、図９のような形状としてもよい。図９は、実施の形態１にかかる銅バー１０１の回転軸ＡＸ方向の断面形状の変形例である。図９（ａ）〜（ｃ）はいずれも、第一の直線１０６ｂと接する面、及び、第二の直線１０７ａと接する面にそれぞれ凹凸が設けられている。あるいは、図９（ａ）〜（ｃ）はいずれも、周方向の面にそれぞれ凹凸が設けられている。図９（ａ）〜（ｃ）はいずれも、銅バー１０１の凹凸の凸部が第一の直線１０６ｂ及び第二の直線１０７ａに接している。言い換えると、銅バー１０１の凹凸が設けられた対向する２面の稜線が、第一の直線１０６ｂまたは第二の直線１０７ａに接する。稜線は第一の直線１０６ｂと第二の直線１０７ａと同様、平行となっている。図９（ａ）〜（ｃ）はそれぞれで凹凸の形状が異なる。以下、凹凸の形状について説明する。
【００３２】
図９（ａ）の凹凸の形状は、頂点が第一の直線１０６ｂ及び、第二の直線１０７ａに接する三角形が連なる形となっている。三角形の頂点をつなぐ稜線が第一の直線１０６ｂ及び、第二の直線１０７ａに接している。なお、図では三角形が間を空けず連なっているが、間を空けて連なっていてもよい。図９（ｂ）の凹凸の形状は、銅バー１０１が円弧状に欠けた箇所が連なる形となっている。銅バー１０１の円弧状に欠けていない箇所をつなぐ稜線が第一の直線１０６ｂ及び、第二の直線１０７ａに接している。なお図では円弧状に欠けた箇所が間を空けて連なっているが、間を空けず連なる形状としてもよい。図９（ｃ）の凹凸の形状は、銅バー１０１が第一の直線１０６ｂ及び、第二の直線１０７ａの方向に円弧状に膨らむ箇所が連なる形となっている。円弧の頂点をつなぐ稜線が第一の直線１０６ｂ及び、第二の直線１０７ａに接している。なお、図では円弧状に膨らむ箇所が間を空けず連なっているが、間を空けて連なっていてもよい。
【００３３】
ここで、図９の変形例による効果について説明する。回転子１００は、スロット１０４内からエンドリング１０２を伝達して、別のスロット１０４内に電流が流れることで動作する。スロット１０４内でアルミニウムに比べ抵抗の小さい銅バー１０１を通った電流は、別のスロット１０４に流れ込む際、エンドリング１０２内のアルミニウムを通過する必要がある。銅とアルミニウムの接触面積が大きいほど、銅バー１０１から銅より抵抗の大きいアルミニウムに電流が流れやすくなる。図９の変形例によれば、銅バー１０１のうち、回転軸ＡＸ方向にエンドリング１０２内に突出した部分における凹凸により、銅バー１０１とエンドリング１０２のアルミニウムとの接触面積が大きくなり、凹凸を設けない場合に比べ、銅バー１０１からアルミニウムに電流が流れやすくなるため、トルク増大が可能となる。
【００３４】
実施の形態２．
実施の形態１では、スキューがかかったスロット１０４に可能な限りの太さの銅バー１０１を挿入することで、トルク増大とトルクムラ低減を実現した。本実施の形態における銅バー２０１は、回転軸ＡＸ方向の断面積を、実施の形態１と同様の長方形の内側に台形が連結した形状とし、その他は実施の形態１と同様である。本実施の形態を用いれば、実施の形態１と比べ、二次抵抗をさらに小さくできるため、実施の形態１の効果に加えさらにトルク増大が可能となる。
【００３５】
図１０（ａ）は、実施の形態２にかかる回転子鉄心１０３と銅バー２０１を示す図である。本実施の形態では、実施の形態１に対し、スロット１０４に挿入する銅バー２０１の形状が異なっている。図１０（ｂ）は、手前側端面８におけるスロット１０４ａから、回転軸ＡＸ方向に奥側端面９におけるスロット１０４ｂをのぞいた図である。本実施の形態にかかる銅バー２０１は、実施の形態１の銅バー１０１と同様の銅バー外側部２０２の内側に台形状の銅バー内側部２０３が連結している。銅バー外側部２０２は、四角形部である。銅バー内側部２０３の外側の辺は、銅バー外側部２０２の内側の辺と同一である。銅バー内側部２０３の動径方向の２辺は、一辺が手前側端面８におけるスロット１０４ａの台形部１０８ａを構成する第一の直線１０６ａに接し、対向する他の一辺が奥側端面９におけるスロット１０４ｂの台形部１０８ｂを構成する第二の直線１０７ｂに接している。
【００３６】
本実施の形態にかかる銅バー２０１によれば、実施の形態１の銅バー１０１に比べ、スロット１０４を占める銅バー２０１の断面積が増加するので、より二次抵抗を小さくでき、よりトルク増大が可能となる。
【００３７】
なお、本実施の形態における銅バー内側部２０３は台形としたが、内側に頂点を持ち銅バー外側部２０２の内側の辺を底辺とする三角形としてもよい。内側の頂点は、手前側端面８におけるスロット１０４ａの台形部１０８ａを構成する第一の直線１０６ａと、奥側端面９におけるスロット１０４ｂの台形部１０８ｂを構成する第二の直線１０７ｂの交点である。要するに、銅バー外側部２０２の内側の領域であって、銅バー外側部２０２の内側の辺と、第一の直線１０６ａと、第二の直線１０７ｂに囲まれた領域内にあれば、銅バー内側部２０３の形状は台形、三角形、またはその他の形状であってもよい。いずれにしても、実施の形態１の銅バー１０１に比べ、スロット１０４内を占める銅バー２０１の断面積が増加するので、より二次抵抗を小さくでき、よりトルク増大が可能となる。
【００３８】
なお、銅バー内側部２０３の動径方向の２辺を直線としたが、実施の形態１の変形例のように、凹凸を設けてもよい。この場合、凹凸の凸部が第一の直線１０６ａと第二の直線１０７ｂに接している。言い換えると、銅バー内側部２０３の凹凸が設けられた対向する２面の稜線が、第一の直線１０６ａまたは第二の直線１０７ｂに接する。このように構成すれば、銅バー内側部２０３に凹凸を設けない場合と比べ  銅バー２０１とエンドリング１０２のアルミニウム接触面積が大きくなる。このため、銅バー２０１を通過した電流がエンドリング１０２のアルミニウムに流れやすくなり、本実施の形態の効果に加え、銅バー内側部２０３に凹凸を設けない場合と比べ、よりトルク増大が可能となる。
【００３９】
実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態２と同様の形状の銅バー３０１を複数の導線３０２の集合体で構成している。本実施の形態によれば、スロット形状の異なる複数種類の機種に対して、材料を同じ導線３０２で構成することができるので、実施の形態２と同様の効果に加え、在庫の低減や、ロット数の増加による生産性向上が可能となる。
【００４０】
図１１は、実施の形態３にかかる銅バー３０１を示す図である。本実施の形態にかかる銅バー３０１は、複数の導線３０２からなる。導線３０２は表面が、導線よりも融点の低いメッキでコーティングされている。銅バー３０１は、導線３０２の表面のメッキを互いに融着させることで成形されている。このように、複数の導線３０２から銅バー３０１を成形することで、スロット形状の異なる複数種類の機種に対して、材料を同じ導線３０２で構成することができるので、実施の形態２と同様の効果に加え、在庫の低減や、ロット数の増加による生産性向上が可能となる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、回転軸ＡＸ方向の成形後の断面形状が実施の形態２と同様に銅バー外側部２０２と銅バー内側部２０３からなる形状としたが、実施の形態１と同様に長方形であってもよい。その場合にも、実施の形態１と同様の効果に加え、在庫の低減や、ロット数の増加による生産性向上が可能となる。
【００４２】
また、本実施の形態では、導線３０２の表面にコーティングされたメッキを融着させることで、複数の導線を成形したが、導線よりも融点の低い樹脂で導線３０２をコーティングし、樹脂を融着させることで成形してもよい。また、導線３０２をアルミニウムや銅などの導体箔で包み一体化してもよい。このような構成としても、実施の形態３と同様の効果が得られる。
【００４３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１００  回転子、ＡＸ  回転軸、１０１、２０１、３０１  銅バー、１０２  エンドリング、１０３  回転子鉄心、１０４  スロット、１０６、１０６ａ、１０６ｂ  第一の直線、１０７、１０７ａ、１０７ｂ  第二の直線、１０００  第一の面、１００１  第二の面、２０２  銅バー外側部、２０３  銅バー内側部、３０２  導線。
【図１】
2019043812.tif 000006
【図２】
2019043812.tif 000007
【図３】
2019043812.tif 000008
【図４】
2019043812.tif 000009
【図５】
2019043812.tif 000010
【図６】
2019043812.tif 000011
【図７】
2019043812.tif 000012
【図８】
2019043812.tif 000013
【図９】
2019043812.tif 000014
【図１０】
2019043812.tif 000015
【図１１】
2019043812.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月26日(2019.3.26)
【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】
同一形状のスロットを有する薄板を、回転軸を中心にスキュー角θ0の変位角で順次周方向に変位させつつ積層した回転子鉄心と、
前記スロットに挿入され、前記回転子鉄心を貫通する銅バーと、
前記スロットと前記銅バーとの間隙に充填され、前記銅バーの材料である銅よりも抵抗の大きなアルミニウム合金によって構成される充填材と、
前記充填材と一体化されて前記アルミニウム合金によって構成され、前記回転軸と平行な方向における前記回転子鉄心の二つの端面に固着されたエンドリングと、
を備え、
前記銅バーの前記回転軸に対する傾斜角θ1と、前記スキュー角θ0とが、θ1＜θ0を満たすことを特徴とする回転子。
【請求項２】
同一形状のスロットを有する薄板を、回転軸を中心にスキュー角θ0の変位角で順次周方向に変位させつつ積層した回転子鉄心と、
前記スロットに挿入され、前記回転子鉄心を貫通する銅バーと、
前記スロットと前記銅バーとの間隙に充填され、前記銅バーの材料である銅よりも抵抗の大きなアルミニウム合金によって構成される充填材と、
前記充填材と一体化されて前記アルミニウム合金によって構成され、前記回転軸と平行な方向における前記回転子鉄心の二つの端面に固着されたエンドリングと、
を備え、
前記薄板に形成されたスロットは、前記回転軸から放射状に延びる第一の辺、及び第二の辺を有し、前記薄板を積層した前記回転子鉄心の各端面に位置する各薄板の前記第一の辺と前記第二の辺とが平行となるようにスキュー角θ0の変位角を設定することを特徴とする回転子。
【請求項３】
前記銅バーは、第一の面と、前記第一の面と平行な第二の面を有し、
前記一つの端面において、前記第一の面が前記スロットの前記第一の辺と接し、前記他の端面において、前記第二の面が前記スロットの前記第二の辺と接することを特徴とする請求項２に記載の回転子。
【請求項４】
前記銅バーは、前記第一の面、または前記第二の面に凹凸を有し、前記第一の面、または前記第二の面の稜線が、前記スロットの前記第一の辺、または前記第二の辺に接することを特徴とする請求項３に記載の回転子。
【請求項５】
前記銅バーは、前記第一の面及び前記第二の面からなる四角形部と、前記第一の辺及び前記第二の辺とで囲まれた領域に位置する銅バー内側部と、が連結されて形成されることを特徴とする請求項３または４に記載の回転子。
【請求項６】
前記銅バーは、複数の導線を束ねて形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の回転子。
【請求項７】
前記導線は、表面が前記導線よりも融点の低い材料でコーティングされ、前記銅バーは前記材料を融着させることで成形されることを特徴とする請求項６に記載の回転子。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の回転子を備えた回転電機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
この発明は、同一形状のスロットを有する薄板を、回転軸を中心にスキュー角θ0の変位角で順次周方向に変位させつつ積層した回転子鉄心と、スロットに挿入され、回転子鉄心を貫通する銅バーと、スロットと銅バーとの間隙に充填され、銅バーの材料である銅よりも抵抗の大きなアルミニウム合金によって構成される充填材と、充填材と一体化されてアルミニウム合金によって構成され、回転軸と平行な方向における回転子鉄心の二つの端面に固着されたエンドリングと、を備え、銅バーの回転軸に対する傾斜角θ1と、スキュー角θ0とが、θ1＜θ0を満たすことを特徴とするものである。
【国際調査報告】
2019043812.tif 000017
2019043812.tif 000018