(57)【要約】【課題】回転軸の周りに分散配置された複数の導体バー及び各導体バー端部を短絡するエンドリングを含む二次導体を有するロータと、ステータとを有する誘導電動機に関し、高回転化及び小型化に貢献し得る誘導電動機を提供する。【解決手段】誘導電動機１は、ロータ１０とステータ３０とを、ハウジング４０内部に収容する。誘導電動機１は、センサギヤ部材２０と、回転センサ８０を有しており、回転軸１５と共に回転するセンサギヤ部材２０を介して、ロータ１０の回転を回転センサ８０によって検出し得る。前記センサギヤ部材２０は、皿ばね状の基部２２をもって、前記エンドリング１３の軸方向端面と接触した状態で前記回転軸１５に固設されており、基部２２の付勢力Ｆを作用させることによって、エンドリング１３をロータコア１１の軸方向端面に押圧する。【選択図】図４
2016201859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に配設された回転軸に対して固設され、前記回転軸とともに回転するロータコアと、前記ロータコアにおける回転軸の周りに分散配置され、前記回転軸方向に延びる導電材により形成される複数の導体バー及び、前記回転軸の軸方向における前記ロータコアの端面において、前記複数の導体バーの端部を相互に接続するエンドリングを含む二次導体と、を有するロータと、
前記ロータの径方向外側に配設されたステータコアと、前記ステータコアに巻装された導線により構成されるコイルとを有するステータと、を有する誘導電動機であって、
前記ロータの回転を検出する為の検出センサと、
前記回転軸に対して固設され、前記検出センサによる前記ロータの回転を検出に用いられる検出用部材と、を有し、
前記検出用部材は、
前記エンドリングの軸方向端面と接触した状態で前記回転軸に固設されている
ことを特徴とする誘導電動機。
【請求項２】
請求項１記載の誘導電動機であって、
前記検出用部材は、
前記回転軸表面側から径方向外側に向かって伸びる皿ばね状に形成された基部を有し、
前記基部を介して、前記エンドリングの軸方向端面と接触している
ことを特徴とする誘導電動機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の誘導電動機であって、
前記検出用部材は、
前記エンドリングの軸方向端面における径方向内側部分と接触した状態で、前記回転軸に固設されることにより、前記エンドリングをロータコア側へ押圧する
ことを特徴とする誘導電動機。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の誘導電動機であって、
前記検出用部材は、
当該検出用部材の外縁に亘って所定間隔を隔てて突出形成された複数の検出突部を有し、
前記検出突部は、
前記ロータの回転に伴う前記検出用部材の回転により、前記検出センサの検出範囲を通過する検出対象部と、
前記検出対象部よりも前記検出突部の先端側に位置し、前記検出センサの検出範囲外を通過する先端部と、を有しており、
当該誘導電動機は、
前記検出突部の前記先端部を加工することによって、前記ロータのバランス調整可能に構成されている
ことを特徴とする誘導電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータコアと、回転軸の周りに分散配置された複数の導体バー及び各導体バー端部を短絡するエンドリングを含む二次導体とを有するロータと、ステータとを有する誘導電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、誘導電動機においては、ロータとして、かご形回転子が用いられているものがある。このようなかご形回転子は、回転軸に固着されたロータコアと、ロータコアにおける回転軸の周りに分散配置された複数の導体バー及び、ロータコアの軸方向端面において各導体バーの端部を短絡するエンドリングを含む二次導体とによって構成されている。
【０００３】
これらの誘導電動機においては、小型化・高回転化への対応が望まれており、誘導電動機を高回転化させた場合に、高速回転に伴う遠心力によって、エンドリングが破壊に至ってしまう場合がある。従って、高回転化に伴う遠心力の増大に対応する為に、エンドリング等の破壊に対して種々の対策を講じる必要があった。
【０００４】
又、高回転化に対応する際には、ロータの回転軸や軸受に対する応力低下の為、ロータの回転バランスを調整する必要がある。ロータの回転に伴い遠心力が作用すると、ロータ全体の軸心と重心のずれ（即ち、回転アンバランス）による応力が発生し、誘導電動機に悪影響を及ぼす為である。そして、高回転化に伴い遠心力が増大すると、わずかな回転アンバランスが、軸受の振動等の現象として顕在化し、誘導電動機に対する悪影響が増大してしまう。従って、高回転化に対応する際には、回転アンバランスの調整についても、十分に配慮する必要がある。
【０００５】
この点に鑑みてなされた発明として、例えば、特許文献１記載の発明が知られている。特許文献１記載の電動機の回転子は、回転軸に固定され複数の導体を保持するコアと、コアに保持される各導体をその両端部において連結するエンドリングを有して構成されており、エンドリングの両外面には、バランサが、エンドリングの側面を直接当接若しくは押圧するようにして、回転軸に固定されている。当該電動機の回転子は、バランサによってエンドリングの側面を直接当接若しくは押圧することにより、遠心力によるエンドリングの捩れを抑え、エンドリングの破損を防止している。又、当該電動機の回転子において、バランサは、その一部を徐肉が行われることによって、回転子の回転バランスを調整可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−０２７９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この特許文献１記載の構成では、バランサは、回転バランスの調整という本来の役割と共に、遠心力によるエンドリングの破損防止という役割を果たしているが、誘導電動機の小型化という要望に応える為には、更なる改良を続ける必要がある。
【０００８】
本発明は、ロータコアと、回転軸の周りに分散配置された複数の導体バー及び各導体バー端部を短絡するエンドリングを含む二次導体とを有するロータと、ステータとを有する誘導電動機に関し、高回転化及び小型化に貢献し得る誘導電動機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面に係る誘導電動機は、回転可能に配設された回転軸に対して固設され、前記回転軸とともに回転するロータコアと、前記ロータコアにおける回転軸の周りに分散配置され、前記回転軸方向に延びる導電材により形成される複数の導体バー及び、前記回転軸の軸方向における前記ロータコアの端面において、前記複数の導体バーの端部を相互に接続するエンドリングを含む二次導体と、を有するロータと、前記ロータの径方向外側に配設されたステータコアと、前記ステータコアに巻装された導線により構成されるコイルとを有するステータと、を有する誘導電動機であって、前記ロータの回転を検出する為の検出センサと、前記回転軸に対して固設され、前記検出センサによる前記ロータの回転を検出に用いられる検出用部材と、を有し、前記検出用部材は、前記エンドリングの軸方向端面と接触した状態で前記回転軸に固設されていることを特徴とする。
【００１０】
当該誘導電動機は、ロータコア、複数の導体バー及びエンドリングを含む二次導体を有するロータと、ステータを有して構成されており、ステータから発生する回転磁束と、ロータの導体バーに発生する誘導電流とが鎖交することにより、ロータを回転軸と共に回転させ得る。当該誘導電動機は、検出センサと、検出用部材を有しており、回転軸と共に回転する検出用部材を介して、ロータの回転を検出センサによって検出し得る。そして、当該誘導電動機によれば、前記検出用部材は、前記エンドリングの軸方向端面と接触した状態で前記回転軸に固設されている為、高回転化に伴う遠心力がエンドリングに作用した場合でも、外径方向へのエンドリングの捩れを抑制することができ、エンドリングの破損を抑制することができる。又、検出センサや検出用部材は、ロータの回転を検出する為の部材として常に配設されているものである為、当該誘導電動機によれば、遠心力によるエンドリングの破損を抑制する為の別個の部材を設ける必要はなく、誘導電動機の小型化に貢献し得る。即ち、当該誘導電動機によれば、遠心力によるエンドリングの破損を抑制する点で高回転化に対応すると同時に、誘導電動機自体の小型化にも対応し得る。
【００１１】
そして、本発明の他の側面に係る誘導電動機は、請求項１記載の誘導電動機であって、前記検出用部材は、前記回転軸表面側から径方向外側に向かって伸びる皿ばね状に形成された基部を有し、前記基部を介して、前記エンドリングの軸方向端面と接触していることを特徴とする。
【００１２】
当該誘導電動機においては、前記検出用部材は、前記回転軸表面側から径方向外側に向かって伸びる皿ばね状に形成された基部を有し、前記基部を介して、前記エンドリングの軸方向端面と接触している為、皿ばね状の基部に起因する付勢力を、エンドリングの軸方向端面に作用させ、ロータコアの軸方向端面に押圧することができ、エンドリングと単純に接触している状態と比較して、より効果的に、遠心力によるエンドリングの破損を抑制することができる。
【００１３】
又、本発明の他の側面に係る誘導電動機は、請求項１又は請求項２記載の誘導電動機であって、前記検出用部材は、前記エンドリングの軸方向端面における径方向内側部分と接触した状態で、前記回転軸に固設されることにより、前記エンドリングをロータコア側へ押圧することを特徴とする。
【００１４】
当該誘導電動機においては、前記検出用部材は、前記エンドリングの軸方向端面における径方向内側部分と接触した状態で、前記回転軸に固設されることにより、前記エンドリングをロータコア側へ押圧している。ここで、高速回転に伴いエンドリングが外径側に向かって捩れる場合、エンドリングの軸方向端面において、径方向内側にあたる位置ほど、大きく変位する。従って、当該誘導電動機によれば、高速回転により遠心力によって、エンドリングの外径側への捩れ変形することを、効果的に抑制することができ、もって、誘導電動機の高回転化に貢献し得る。
【００１５】
そして、本発明の他の側面に係る誘導電動機は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の誘導電動機であって、前記検出用部材は、当該検出用部材の外縁に亘って所定間隔を隔てて突出形成された複数の検出突部を有し、前記検出突部は、前記ロータの回転に伴う前記検出用部材の回転により、前記検出センサの検出範囲を通過する検出対象部と、前記検出対象部よりも前記検出突部の先端側に位置し、前記検出センサの検出範囲外を通過する先端部と、を有しており、当該誘導電動機は、前記検出突部の前記先端部を加工することによって、前記ロータのバランス調整可能に構成されていることを特徴とする。
【００１６】
当該誘導電動機によれば、前記検出用部材は、当該検出用部材の外縁に亘って所定間隔を隔てて突出形成された複数の検出突部を有し、前記検出突部は、前記検出センサの検出範囲を通過する検出対象部と、前記検出対象部よりも前記検出突部の先端側に位置する先端部と、を有している為、検出センサ及び検出用部材を協働させることによって、ロータの回転を確実に検出することができ、誘導電動機の駆動制御等に利用することができる。そして、当該誘導電動機によれば、前記検出突部の前記先端部を加工することによって、前記ロータのバランス調整可能に構成されている為、遠心力に伴うエンドリングの破損を抑制する機能と、ロータの回転の検出に関する機能と、ロータの回転バランスの調整に関する機能との３つの機能を検出用部材に持たせることができ、各機能に係る部材を個別に配置する場合に比べ、占有スペースを省略することができる。即ち、当該誘導電動機は、高回転化に対応すると同時に、誘導電動機の小型化にも対応することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、検出センサによってロータの回転を検出する為の検出用部材を、前記エンドリングの軸方向端面と接触した状態で前記回転軸に固設して、前記エンドリングをロータコア側へ押圧することにより、高回転化及び小型化に対応可能な誘導電動機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る誘導電動機の概略構成を示す断面図である。
【図２】本実施形態におけるセンサギヤ部材の外観斜視図である。
【図３】本実施形態におけるセンサギヤ部材の側断面図である。
【図４】本実施形態におけるセンサギヤ部材近傍の構成を示す拡大断面図である。
【図５】本実施形態におけるセンサギヤ部材における回転バランスの調整に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る誘導電動機を、誘導電動機１に具体化した実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下の説明においては、誘導電動機１の回転軸１５が載置面に対して平行となるように配置した場合に、当該回転軸１５の軸方向を、誘導電動機１の前後方向とする。そして、この状態の誘導電動機１を基準として、誘導電動機１の上下方向及び左右方向を定義して説明する。
【００２０】
先ず、本実施形態に係る誘導電動機１は、例えば、車両の駆動機器を構成するかご型三相誘導電動機であり、図１に示すように、かご型回転子として構成されたロータ１０と、三相交流電流によって回転磁束を発生させるステータ３０とを、ハウジング４０内部に収容することにより構成されている。当該誘導電動機１は、後述するステータ３０から発生する回転磁束と、かご型回転子として構成されたロータ１０の導体バー１２に発生する誘導電流とが鎖交することにより、ロータ１０を回転軸１５と共に回転させ得る。
【００２１】
当該誘導電動機１において、ロータ１０は、かご型回転子として構成されており、回転軸１５の軸芯周りに回転可能に固設されている。図１に示すように、ロータ１０は、円筒形状のロータコア１１と、ロータコア１１の周方向に分散配置された複数の導体バー１２と、導体バー１２の軸方向両端部と接合するエンドリング１３と、を有している。
【００２２】
ロータコア１１は、複数の電磁鋼板製のプレートを積層することによって、回転軸１５を取り囲むように円筒形状に構成されており、回転軸１５に対して固定されている。又、当該ロータコア１１の外周面は、ステータ３０の内周面（回転軸１５側の面）と間隔を隔てた状態で対向している。
【００２３】
複数の導体バー１２は、導電材によって中実の棒状に形成されており、ロータコア１１の周方向に沿って、等間隔で分散配置されている。図１に示すように、各導体バー１２は、ロータコア１１の軸方向に沿って一直線状に延びるように配設されている。又、各導体バー１２の長さ寸法は、ロータコア１１の軸方向寸法と略等しく形成されている。
【００２４】
エンドリング１３は、端絡環又は短絡環と呼ばれる部材であり、導体バー１２と同様に導電材によって、円環状に形成されている。当該エンドリング１３は、回転軸１５の軸方向におけるロータコア１１の両端面に沿って配設されており、各導体バー１２の端部に接合されている。これにより、各導体バー１２は、一対のエンドリング１３と接合されることにより、短絡されている。
【００２５】
そして、回転軸１５は、ハウジング４０に配設されたベアリング７０を介して、ハウジング４０内に回転可能に支持されており、ロータ１０の回転中心として機能する（図１参照）。回転軸１５は、誘導電動機１の鉛直断面におけるステータ３０の中心において、前後方向に延びている。
【００２６】
図１に示すように、当該誘導電動機１のハウジング４０内部には、センサギヤ部材２０が、ロータ１０及び回転軸１５と共に回転するように配設されている。センサギヤ部材２０は、エンドリング１３の軸方向端面に沿って固設されており、後述する回転センサ８０と協働することによって、ロータ１０の回転を検出する際に用いられる。センサギヤ部材２０の具体的構成については、後に図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２７】
ステータ３０は、ハウジング４０内部において固定されており、略円筒形状のステータコア３１と、ステータコア３１に巻装されたステータコイルと、を備えている。ステータコア３１は、複数枚の電磁鋼板を積層して形成された略円筒形状をなす。又、ステータコア３１は、周方向に分散配置されて軸方向に延びる複数のティース及びスロット（図示せず）を有している。各スロットは、２つのティースの周方向の間に夫々形成されている。
【００２８】
ステータコイルは、導体で構成されており、ステータコア３１に形成された各スロットを通ってティースに巻装されている。上述したように、当該ステータ３０は、三相交流で駆動される回転電機のステータである為、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相のステータコイルを備え、各相の交流電流が供給されることによって、回転磁束を発生させる。そして、各相のステータコイルは、ステータコア３１の軸方向端面にかぶさるように、ステータコア３１に形成された複数のスロットを跨って巻装されている。従って、ステータコア３１の軸方向両側には、コイルエンド部３２が、当該ステータ３０におけるステータコイルの一部として、ステータコア３１の軸方向端面から突出するように形成されている。
【００２９】
ハウジング４０は、ロータ１０と、ステータ３０とを収容するケースであり、ステータ固定部４５と、第１カバー５０と、第２カバー６０とを有している（図１参照）。ステータ固定部４５は、第１カバー５０と第２カバー６０との間に位置する筒状の筐体であり、筒状の筐体における内径に対して、ステータコア３１が圧入されることにより、ハウジング４０内部の所定位置にステータ３０を固定している。
【００３０】
第１カバー５０は、ハウジング４０における後方側の部分を構成し、誘導電動機１の後方側におけるロータ１０、センサギヤ部材２０及びステータ３０を覆っている。第１カバー５０は、略円盤状に形成された端面と、当該端面の周縁から立設された周面とによって構成されており、ステータ固定部４５の後方側端縁に沿って配設されている。
【００３１】
そして、第２カバー６０は、ハウジング４０における前方側の部分を構成し、誘導電動機１の前方側におけるロータ１０、センサギヤ部材２０及びステータ３０を覆っている。第２カバー６０は、第１カバー５０と同様に、略円盤状に形成された端面と、当該端面の周縁から立設された周面とによって構成されており、ステータ固定部４５の前方側端縁に沿って配設されている。
【００３２】
回転センサ８０は、上述したセンサギヤ部材２０と協働することにより、ロータ１０の回転数等を検出するセンサであり、磁気センサによって構成されている。当該回転センサ８０は、ハウジング４０内部の所定位置に固定されており、ロータ１０の径方向に伸びる検出範囲Ｒを有している（図３参照）。回転センサ８０の位置は、ロータ１０の回転に伴い回転軸１５と共にセンサギヤ部材２０が回転する場合に、センサギヤ部材２０に形成された複数の検出突部２５が回転センサ８０の検出範囲Ｒを通過するように定められる。これにより、回転センサ８０は、検出範囲Ｒにおける検出突部２５の有無と、その時間的間隔を検出することによって、ロータ１０の回転数等を検出することができる。
【００３３】
次に、本実施形態に係る誘導電動機１に配設されるセンサギヤ部材２０の具体的構成について、図面を参照しつつ説明する。上述したように、センサギヤ部材２０は、回転センサ８０と協働することによって、ロータ１０の回転を検出する際に用いられ、ハウジング４０内部において、ロータ１０及び回転軸１５と共に回転するように、エンドリング１３の軸方向端面に沿って配設されている。
【００３４】
図２、図３に示すように、当該センサギヤ部材２０は、固定部２１と、基部２２と、複数の検出突部２５とを有しており、金属材料によって、底のない円形の皿状に形成されている。固定部２１は、センサギヤ部材２０の中心部分において、回転軸１５の外表面に沿って伸びる円筒形状に形成されており、センサギヤ部材２０を回転軸１５に対して固定している。本実施形態においては、固定部２１を圧入固定することによって、センサギヤ部材２０を、ロータ１０のエンドリング１３及び回転軸１５に対する相対的な位置関係を固定している。固定部２１の端部はロータコア１１に接触する位置まで圧入されている。
【００３５】
基部２２は、センサギヤ部材２０の一部を構成し、中心に穴のあいた円盤を円錐状に成形された略皿ばね状に形成されている（図２、図３参照）。円錐状を為す基部２２は、ロータ１０の径方向外側に向かうほど、ロータ１０におけるエンドリング１３の軸方向端面に近づくように傾斜した傾斜面を有している。本実施形態では、図４等に示すように、基部２２の外周縁を、エンドリング１３の軸方向端面における内径側と接触させつつ、基部２２の内周側で一体に形成された固定部２１を、よりロータ１０の軸方向端面側に位置するようにして圧入固定している。ここで内径側とは、エンドリング１３の幅の中央よりも内径側を意味する。好ましくは、導体バー１２の内径側端よりも内径側に位置する部分と接触させると良い。
【００３６】
即ち、基部２２における軸方向寸法を小さくする方向に基部２２を撓ませた状態で、センサギヤ部材２０が回転軸１５に対して圧入固定されている為、皿ばね状の基部２２による付勢力Ｆは、エンドリング１３の軸方向端面を、ロータコア１１側へ押圧する方向に作用する（図４参照）。又、固定部２１の端部がロータコア１１に接触するように位置しているため、基部２２の撓みを所定の具合に保つことができ、付勢力Ｆを設計値どおり付与することができる。
【００３７】
複数の検出突部２５は、センサギヤ部材２０の外径側端縁に沿って、所定の間隔を隔てて形成されており、各検出突部２５は、回転軸１５の軸方向と平行な方向へ所定の突出量で延び、エンドリング１３の周方向へ所定幅を有している。従って、複数の検出突部２５は、ロータ１０及び回転軸１５と共にセンサギヤ部材２０が回転した場合、センサギヤ部材２０の回転に伴って、随時、回転センサ８０の検出範囲Ｒ内を通過する。
【００３８】
尚、図３等に示すように、各検出突部２５は、当該検出突部２５の内、回転センサ８０の検出範囲Ｒを通過する部分である検出対象部２６と、当該検出突部２５の先端側に位置し、回転センサ８０の検出範囲Ｒ外を通過する先端部２７と、を有している。
【００３９】
このように構成された誘導電動機１においては、回転センサ８０は、ロータ１０におけるエンドリング１３の軸方向端面に沿った状態で、回転軸１５に固定されている為、ロータ１０の回転に伴って回転する。これにより、センサギヤ部材２０の各検出突部２５は、ロータ１０、回転軸１５及びセンサギヤ部材２０の回転に伴って、回転センサ８０の検出範囲Ｒ内を随時通過する。従って、当該誘導電動機１は、回転センサ８０の検出範囲Ｒにおける検出突部２５の有無と、その時間的間隔を検出することによって、ロータ１０の回転を検出することができる。
【００４０】
次に、本実施形態に係る誘導電動機１において、エンドリング１３の変形に対するセンサギヤ部材２０の作用について、図４を参照しつつ説明する。ここで、ロータ１０の回転に伴う遠心力がエンドリング１３に作用すると、エンドリング１３が、遠心力によってロータ１０の外径側へ変位し、捩れ変形する虞がある。
【００４１】
この点、本実施形態において、センサギヤ部材２０は、ロータ１０におけるエンドリング１３の軸方向端面に接触するように、回転軸１５に対して固定されている。そして、センサギヤ部材２０の基部２２は、皿ばね状に形成されており、当該基部２２の外周縁は、エンドリング１３の軸方向端面における内径側部分に接触している。
【００４２】
図４に示すように、センサギヤ部材２０を回転軸１５に固定することで、皿ばね状の基部２２から生じる付勢力Ｆは、エンドリング１３の軸方向端面における内径側部分を、ロータコア１１の軸方向端面に押圧する方向へ作用する。ここで、エンドリング１３の内径側部分は、ロータ１０の回転に伴う遠心力によるエンドリング１３の外径方向への捩れ変形に際して、大きく変位する部分である。この基部２２の付勢力Ｆをエンドリング１３の軸方向端面に作用させることによって、当該誘導電動機１は、ロータ１０の回転に伴う遠心力によるエンドリング１３の外径方向への捩れ変形を、センサギヤ部材２０によって効率的に抑制することができる。そして、当該誘導電動機１は、遠心力によるエンドリング１３の捩れ変形を抑制することで、遠心力によるエンドリング１３の破損を抑制することができ、もって、ロータ１０の高回転化に対応することができる。
【００４３】
ここで、本実施形態に係る誘導電動機１において、センサギヤ部材２０は、回転センサ８０と協働して、ロータ１０の回転を検出する為に用いられる。即ち、当該誘導電動機１によれば、遠心力によるエンドリング１３の破損を抑制する為に別個の部材を設ける必要はなく、誘導電動機１の小型化に貢献し得る。即ち、当該誘導電動機１によれば、遠心力によるエンドリング１３の破損を抑制する点で高回転化に対応すると同時に、誘導電動機自体の小型化にも対応し得る。
【００４４】
続いて、本実施形態に係る誘導電動機１において、センサギヤ部材２０を用いたロータ１０の回転バランスの調整について、図５を参照しつつ説明する。誘導電動機１においては、ロータ１０の製造過程で、ロータ１０全体の軸心と重心のずれ（即ち、回転アンバランス）が生じてしまう。当該回転アンバランスが生じている状態で、ロータ１０の回転を高回転化して遠心力が作用すると、わずかな回転アンバランスが、回転軸１５の振動等の現象として顕在化し、回転軸１５に対する応力低下等、誘導電動機１に対する悪影響が増大してしまう。従って、ロータ１０の高回転化に対応する際には、回転アンバランスの調整についても、十分に配慮する必要がある。
【００４５】
図５に示すように、当該誘導電動機１によれば、各センサギヤ部材２０の検出突部２５の内、先端部２７を折り曲げ加工することによって、回転軸１５の回転軸から検出突部２５の先端部２７までの距離を任意に変更することができる。これにより、当該誘導電動機１によれば、検出突部２５の先端部２７を折り曲げ加工を施すことによって、ロータ１０の回転バランスを、釣り合いのとれた状態に調整することができる。
【００４６】
又、本実施形態におけるロータ１０の回転バランスの調整に関しては、検出突部２５の先端部２７に対して折り曲げ加工を施し、検出突部２５の検出対象部２６に対して加工を施すことはない。即ち、ロータ１０の回転バランスを調整した場合であっても、各検出突部２５の検出対象部２６は、先端部２７に対する折り曲げ加工の有無に関わらず、ロータ１０の回転に伴って、回転センサ８０の検出範囲Ｒ内を通過する。従って、当該誘導電動機１によれば、センサギヤ部材２０及び回転センサ８０によるロータ１０の回転を検出する機能を損なうことなく、センサギヤ部材２０を用いて、釣り合いのとれた状態に、ロータ１０の回転バランスを調整することが可能となる。
【００４７】
図４、図５に示すように、本実施形態に係る誘導電動機１によれば、回転軸１５に固設されたセンサギヤ部材２０に、「回転センサ８０と協働することによって、ロータ１０の回転を検出する機能」と、「センサギヤ部材２０の基部２２によって、エンドリング１３の軸方向端面を押圧し、遠心力によるエンドリング１３の変形を抑制する機能」と、「検出突部２５の先端部２７に対する折り曲げ加工によって、ロータ１０の回転バランスを釣り合いのとれた状態に調整する機能」との３つの機能を発揮させることができる。
【００４８】
当該誘導電動機１によれば、センサギヤ部材２０に上記３つの機能を発揮させることができる為、各機能を発揮させる為に個別の部材を配設する場合に比べて、誘導電動機１の構成部品を少なくすることができ、誘導電動機１の小型化に貢献し得る。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態に係る誘導電動機１は、ロータ１０と、ステータ３０とを、ハウジング４０内部に収容して構成されており、ステータ３０から発生する回転磁束と、ロータ１０の導体バー１２に発生する誘導電流とが鎖交することにより、ロータ１０を回転軸１５と共に回転させ得る。
【００５０】
当該誘導電動機１によれば、センサギヤ部材２０と、回転センサ８０を有しており、回転軸１５と共に回転するセンサギヤ部材２０を介して、ロータ１０の回転を回転センサ８０によって検出し得る。そして、図１、図４等に示すように、当該誘導電動機１によれば、前記センサギヤ部材２０は、前記エンドリング１３の軸方向端面と接触した状態で前記回転軸１５に固設されている為、高回転化に伴う遠心力がエンドリング１３に作用した場合でも、外径方向へのエンドリング１３の捩れ変形を抑制することができ、エンドリング１３の破損を抑制することができる。
【００５１】
そして、センサギヤ部材２０や回転センサ８０は、ロータ１０の回転を検出する為の部材として常に配設されているものである為、当該誘導電動機１によれば、遠心力によるエンドリング１３の破損を抑制する為の別個の部材を設ける必要はなく、誘導電動機１の小型化に貢献し得る。即ち、当該誘導電動機１によれば、遠心力によるエンドリング１３の破損を抑制する点で高回転化に対応すると同時に、誘導電動機１自体の小型化にも対応し得る。
【００５２】
そして、センサギヤ部材２０は、皿ばね状に形成された基部２２を有しており（図２、図３参照）、基部２２を介して、エンドリング１３の軸方向端面と接触している為、皿ばね状の基部２２に基づく付勢力Ｆを、エンドリング１３の軸方向端面を、ロータコア１１側に押圧する方向に作用させることができ（図４参照）、エンドリング１３の軸方向端面と単純に接触している状態と比較して、遠心力によるエンドリング１３の破損をより効果的に抑制することができる。
【００５３】
ここで、高速回転に伴う遠心力の作用によって、エンドリング１３が外径側に向かって捩れる場合、エンドリング１３の軸方向端面において、径方向内側にあたる位置ほど大きく変位する。この点、当該誘導電動機１において、前記センサギヤ部材２０における基部２２の外周縁は、前記エンドリング１３の軸方向端面における径方向内側部分と接触している為、基部２２の付勢力Ｆによって、エンドリング１３の軸方向端面を、ロータコア１１側に押圧している（図４参照）。従って、当該誘導電動機１によれば、高速回転により遠心力によって、エンドリング１３の外径側への捩れ変形することを、効果的に抑制することができ、もって、誘導電動機１の高回転化に貢献し得る。
【００５４】
図２、図３に示すように、センサギヤ部材２０は、センサギヤ部材２０の外縁に亘って所定間隔を隔てて突出形成された複数の検出突部２５を有しており、各検出突部２５は、ロータ１０の回転に伴い、回転センサ８０の検出範囲Ｒを通過する検出対象部２６と、検出対象部２６よりも先端側に位置し、検出範囲Ｒ外を通過する先端部２７と、を有している。
【００５５】
ここで、当該誘導電動機１によれば、検出突部２５の先端部２７を折り曲げ加工することによって、ロータ１０から先端部２７までの距離を変更し、ロータ１０の回転バランスを釣り合いのとれた状態に調整することができる。従って、当該誘導電動機１によれば、遠心力に伴うエンドリング１３の破損を抑制する機能と、ロータ１０の回転検出に関する機能と、ロータ１０の回転バランスの調整に関する機能との３つの機能を、センサギヤ部材２０に持たせることができ、各機能に係る部材を個別に配置する場合に比べ、占有スペースを省略することができる。即ち、当該誘導電動機１は、高回転化に対応すると同時に、装置の小型化にも対応することができる。
【００５６】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した実施形態においては、固定部２１の圧入によって、センサギヤ部材２０を回転軸１５に対して固定しているが、回転軸１５に対するセンサギヤ部材２０の固定方法としては、種々の固定方法を採用し得る。例えば、固定部２１を回転軸１５に対してネジ止めすることによって、センサギヤ部材２０を回転軸１５に対して固定してもよいし、焼き嵌めや圧入リングを用いた押さえ構造によって、センサギヤ部材２０を回転軸１５に対して固定することも可能である。
【００５７】
又、上述した実施形態においては、センサギヤ部材２０の基部２２を、皿ばね状に形成されていたが、この態様に限定されるものではない。例えば、センサギヤ部材２０の基部２２を円盤状に形成して、エンドリング１３の軸方向端面と面接触させる構成とすることも可能である。この場合においても、円盤状に形成された基部２２によって、エンドリング１３の外径方向への捩れ変形を抑制することができるので、高回転化に対応することができる。
【００５８】
そして、上述した実施形態においては、ロータ１０の回転を検出する為のセンサギヤ部材２０における基部２２の付勢力Ｆによって、エンドリング１３をセンサギヤ部材２０の軸方向端面へ押圧していたが、この態様に限定されるものではない。遠心力によるエンドリング１３の変形を抑制する点に限定すれば、エンドリング１３の軸方向端面をロータコア１１側に押圧する押圧部材を配設することによって、エンドリング１３の変形を抑制することも可能である。
【００５９】
又、上述した実施形態においては、本発明をかご型三相誘導電動機に適応していたが、センサギヤ部材２０における検出突部２５の先端部２７を加工して、ロータ１０の回転バランスを調整する点に関しては、回転電機であれば適応することができ、例えば、ＩＰＭモータに適応することも可能である。
【００６０】
そして、上述した実施形態においては、ロータ１０の回転バランスを調整する際に、センサギヤ部材２０における検出突部２５の先端部２７を、折り曲げ加工していたが、この態様に限定されるものではない。例えば、検出突部２５の先端部２７を切断したり、切削したりすることで、先端部２７の質量を変更して、ロータ１０の回転バランスを釣り合いのとれた状態に調整してもよい。
【００６１】
又、上述した実施形態においては、図３等に示すように、回転センサ８０の検出範囲Ｒがロータ１０の径方向に沿って伸び、センサギヤ部材２０の各検出突部２５を、ロータ１０の軸方向に沿って伸びるように形成していたが、この態様に限定されるものではない。回転センサ８０の検出範囲Ｒの向きと、センサギヤ部材２０における検出突部２５の突出方向が直交する状態であれば、種々の態様を採用し得る。例えば、回転センサ８０の検出範囲Ｒの向きが回転軸１５の軸方向に沿って伸びるように、回転センサ８０を配設し、センサギヤ部材２０における検出突部２５を、円盤状を為すセンサギヤ部材２０の径方向に伸びるように形成することも可能である。
【００６２】
そして、上述した実施形態においては、回転センサ８０は、磁気センサによって構成していたが、この態様に限定されるものではなく、ロータ１０の回転に伴い、検出範囲Ｒ内を通過する検出突部２５を検出することができれば、種々の検出センサを用いることができる。例えば、フォトダイオード等を用いることによって、光を媒介として、検出範囲Ｒ内を通過する検出突部２５を検出する構成とすることもできる。
又、上述した実施形態においては、前後両方にセンサギヤ部材２０と回転センサ８０を設けたが、回転センサとしての機能はどちらか一方でよい。他方はエンドリング１３を押える機能のみを発揮させるように、固定部２１と基部２２のみの部材を配置しても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１    誘導電動機
１０  ロータ
１３  エンドリング
１５  回転軸
２０  センサギヤ部材
２１  固定部
２２  基部
２５  検出突部
２６  検出対象部
２７  先端部
３０  ステータ
４０  ハウジング
８０  回転センサ
Ｒ    検出範囲
Ｆ    付勢力
【図１】
2016201859.tif 000003
【図２】
2016201859.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016201859.tif 000006
【図５】
2016201859.tif 000007