JP2018107999A - リラクタンス回転電機の組立方法およびリラクタンス回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転子の組立作業性を向上できるリラクタンス回転電機を提供することである。【解決手段】実施形態のリラクタンス回転電機の組立方法は、サブユニット形成工程と、導体バー挿入工程と、短絡環固定工程と、を持つ。サブユニット形成工程は、短絡環に導体バーの一端を固定し、サブユニットを形成する。導体バー挿入工程は、サブユニット形成工程の後、回転子鉄心の回転軸線方向一方側から、空洞部に導体バーの他端を挿入し、回転子鉄心の回転軸線方向他方側に導体バーの他端を突出させる。短絡環固定工程は、導体バー挿入工程後に、導体バーの他端に短絡環を固定する。【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、リラクタンス回転電機の組立方法およびリラクタンス回転電機に関する。

リラクタンス回転電機は、回転子と、固定子と、を備えている。回転子は、回転可能に軸支されて回転軸中心で軸方向に延びるシャフトと、シャフトに外嵌固定される回転子鉄心と、を備えている。固定子は、回転子鉄心の外周に回転子鉄心と間隔をあけて配置され、互いに周方向に間隔をあけて配列された複数のティースを有する固定子鉄心と、複数のティースにそれぞれ巻回された複数極の多相の電機子巻線と、を備えている。

回転子鉄心には、１極当りに径方向内側に向かって凸形状となる空洞部が複数層形成されている。このように空洞部を形成することにより、回転子鉄心に、磁束の流れ易い方向と磁束の流れにくい方向とが形成される。そして、リラクタンス回転電機は、空洞部によって発生するリラクタンストルクを利用し、シャフトを回転させる。

ところで、リラクタンス回転電機の始動時には、固定子鉄心と回転子鉄心との相対位置を検出し、この相対位置に基づいて所定の電機子巻線に給電を行う必要がある。このため、リラクタンス回転電機を始動するためにインバータが必要になり、これがリラクタンス回転電機のコストを増大させる可能性があった。
そこで、インバータを用いずにリラクタンス回転電機を始動できるように、誘導トルクを発生させるいわゆる自己始動型のリラクタンス回転電機が提案されている。

自己始動型のリラクタンス回転電機は、空洞部内に非磁性の導体が挿入されている。導体は回転子鉄心の軸方向両端から突出しており、両端が円環状の短絡環に接合されている。このような構成のもと、固定子の電機子巻線に三相交流を供給すると、所定のティースに磁束が形成される。このとき、停止した状態の回転子が固定子側の磁束の回転移動に同期して回転するまでの非同期状態において、回転子鉄心の導体バーに誘導電流が生じる。つまり、導体バーは、二次コイルとして機能し、固定子との間で、回転子を回転させるための始動トルクを発生する。

ここで、空洞部への導体の挿入作業や空洞部に対する導体の位置決め作業は、専用の工具や治具を用いて行うことが多く、その作業性の難度が高い。また、導体の位置決めが精度よく行われていないと、導体と短絡環との接合作業が行いづらくなり、回転子の組立作業性が悪化する可能性があった。

特開平８−１８２２７５号公報 特開２００３−２７４６２１号公報

本発明が解決しようとする課題は、回転子の組立作業性を向上できるリラクタンス回転電機を提供することである。

実施形態のリラクタンス回転電機の組立方法は、シャフトと、回転子鉄心と、複数の導体バーと、短絡環と、を持つリラクタンス回転電機の組立方法である。シャフトは、回転軸線回りに回転する。回転子鉄心は、シャフトに固定され、１極当りに径方向内側に向かって凸形状となる空洞部が複数層形成されている。複数の導体バーは、空洞部に配置され、両端が回転子鉄心の回転軸線方向両端から突出するように延びる。短絡環は、複数の導体バーの回転軸線方向両端に設けられ、複数の導体バーを連結する。また、リラクタンス回転電機の組立方法は、サブユニット形成工程と、導体バー挿入工程と、短絡環固定工程と、を持つ。サブユニット形成工程は、短絡環に導体バーの一端を固定し、サブユニットを形成する。導体バー挿入工程は、サブユニット形成工程の後、回転子鉄心の回転軸線方向一方側から、空洞部に導体バーの他端を挿入し、回転子鉄心の回転軸線方向他方側に導体バーの他端を突出させる。短絡環固定工程は、導体バー挿入工程後に、導体バーの他端に短絡環を固定する。

実施形態のリラクタンス回転電機を示す一部断面斜視図。 実施形態の回転子鉄心を示す軸方向に直交する断面図。 実施形態の回転子の端板および短絡環を取り外した状態を示す斜視図。 実施形態の回転子鉄心に端板を取り付けた状態を示す斜視図。 実施形態の回転子を示す分解斜視図。 実施形態の第２の変形例における回転子を示す斜視図。 実施形態の第３の変形例における回転子を示す分解斜視図。

以下、実施形態のリラクタンス回転電機を、図面を参照して説明する。

図１は、リラクタンス回転電機（以下、単に回転電機という）１を示す一部断面斜視図である。
同図に示すように、回転電機１は、ハウジング２と、ハウジング２内に固定されている固定子３と、ハウジング２内に回転軸線Ｏ回りに回転自在に支持されている回転子４と、を備えている。なお、以下の説明では、回転軸線Ｏと平行な方向を単に軸方向と称し、回転軸線Ｏ回りに周回する方向を単に周方向と称し、回転軸線Ｏに直交する径方向を単に径方向と称する。

ハウジング２は、略円筒状のフレーム５と、フレーム５の軸方向両端の開口部５ａ，５ｂを閉塞するベアリングブラケット６，７と、を備えている。各ベアリングブラケット６，７は、略円板状に形成されている。各ベアリングブラケット６，７の径方向略中央には、それぞれ回転子４を回転自在に支持するためのベアリング８，９が設けられている。

固定子３は、中心軸線が回転軸線Ｏと同軸上に位置する略円筒状の固定子鉄心１０を有している。この固定子鉄心１０の外周面が、フレーム５の内周面に、例えば圧入により固定されている。固定子鉄心１０は、電磁鋼板を複数枚積層したり、軟磁性粉を加圧成形したりして形成することが可能である。
固定子鉄心１０の内周面には、回転軸線Ｏに向かって突出し、周方向に等間隔で配列された複数のティース１１が一体成形されている。ティース１１の具体的形状は特に図示しないが、ティース１１は、断面略矩形状に形成されている。そして、隣接する各ティース１１間には、それぞれ不図示のスロットが形成されている。これらスロットを介し、各ティース１１に電機子巻線１３が巻回されている。

回転子４は、固定子鉄心１０よりも径方向内側に配置されている。回転子４は、回転軸線Ｏ回りに回転するシャフト１４と、シャフト１４に外嵌固定された略円柱状の回転子鉄心１５と、回転子鉄心１５内に設けられた複数の導体バー４１と、回転子鉄心１５の軸方向両側に配置された端板（鉄心押さえ）４２および短絡環４５と、を備えている。

図２は、回転子鉄心１５を示す軸方向に直交する断面図である。
図１、図２に示すように、回転子鉄心１５は、電磁鋼板を複数枚積層したり、軟磁性粉を加圧成形したりして形成することが可能である。回転子鉄心１５の外径は、径方向で対向する各ティース１１との間に、所定のエアギャップＧが形成されるように設定されている。また、回転子鉄心１５の径方向中央には、軸方向に貫通する貫通孔１６が形成されている。この貫通孔１６に、シャフト１４が圧入や焼嵌め等され、シャフト１４と回転子鉄心１５とが一体となって回転する。

さらに、回転子鉄心１５には、１／４周の周角度領域のそれぞれに、４層の空洞部（フラックスバリア）２１，２２，２３，２４（第１空洞部２１、第２空洞部２２、第３空洞部２３、第４空洞部２４）が径方向に並んで形成されている。すなわち、最もシャフト１４に近い位置（回転子鉄心１５の径方向最内側）に第１空洞部２１が形成され、さらにシャフト１４から離間する方向（径方向外側）に向かって順に第２空洞部２２、第３空洞部２３、第４空洞部２４が並んで形成されている。そして、第４空洞部２４が、シャフト１４から最も離間した位置（径方向最外側）に配置されている。

また、各空洞部２１〜２４は、電機子巻線１３に通電した際に形成される磁束の流れに沿うように形成されている。つまり、各空洞部２１〜２４は、周方向の中央が最も径方向内側に位置するように（径方向内側に向かって凸形状となるように）、湾曲形成されている。これにより、回転子鉄心１５には、磁束の流れ易い方向と磁束の流れにくい方向が形成される。なお、以下の説明では、軸方向からみて各空洞部２１，２２，２３，２４の長手方向を、単に空洞部２１，２２，２３，２４の長手方向と称して説明する場合がある。

ここで、本実施形態において、磁束の流れ易い方向をｑ軸と称する。また、ｑ軸に対して電気的、磁気的に直交する径方向に沿った方向をｄ軸と称する。すなわち、各空洞部２１〜２４は、ｄ軸に沿った径方向において、多層構造となる。
より詳しくは、回転子鉄心１５においてｑ軸方向は、各空洞部２１〜２４によって磁束の流れが妨げられない方向をｑ軸と称する。すなわち、回転子鉄心１５の外周面１５ａの任意の周角度位置に正の磁位（例えば磁石のＮ極を近づける）、これに対して１極分（本実施形態の場合は機械角で９０度）ずれた他の任意の周角度位置に負の磁位（例えば磁石のＳ極を近づける）を与え、任意の位置を周方向へずらしていった場合に最も多くの磁束が流れる時の回転軸線Ｏから任意の位置に向かう方向をｑ軸と定義する。そして、各空洞部２１〜２４の長手方向がｑ軸である。

一方、各空洞部２１〜２４によって磁束の流れが妨げられる方向、すなわちｑ軸に対して磁気的に直交する方向をｄ軸と称する。本実施形態では、各空洞部２１〜２４によって、回転軸線Ｏに近い領域と遠い領域に分離された２つの回転子鉄心部分が対向する方向に対して平行な方向がｄ軸である。また、本実施形態のように各空洞部２１〜２４が多層に形成されている場合（本実施形態では４層）、層の重なり方向がｄ軸である。本実施形態では、ｄ軸は、ｑ軸に対して電気的、磁気的に直交するのに限らず、直交する角度からある程度の角度幅（例えば機械角で１０度程度）をもって交わってよい。

このように、回転子鉄心１５は、４極に構成されており、１極当り（回転子鉄心１５の１／４周の周角度領域）に４層の空洞部２１〜２４が形成されていることになる。そして、１極とは、ｑ軸間の領域をいう。つまり、各空洞部２１〜２４は、ｄ軸上が最も径方向内側に位置するように、径方向内側に向かって湾曲形成されている。

また、各空洞部２１〜２４は、軸方向からみて長手方向両端が回転子鉄心１５の外周部に位置するように湾曲形成されている。そして、各空洞部２１〜２４は、長手方向両端に近い箇所ほどｑ軸に沿うように、且つ長手方向中央に近い箇所ほどｄ軸と直交するように形成されている。
また、ｑ軸方向において、各空洞部２１〜２４の長手方向両端と回転子鉄心１５の外周面１５ａとの間には、それぞれブリッジ２６，２７，２８，２９（第１ブリッジ２６、第２ブリッジ２７、第３ブリッジ２８、第４ブリッジ２９）が形成されている。

さらに、各空洞部２１〜２４のうち、第１空洞部２１、第２空洞部２２、および第３空洞部２３の長手方向中央に、それぞれセンターブリッジ６１，６２，６３（第１センターブリッジ６１、第２センターブリッジ６２、第３センターブリッジ６３）が形成されている。各センターブリッジ６１，６２，６３は、各空洞部２１，２２，２３をｄ軸方向に沿って跨るように設けられている。これらセンターブリッジ６１，６２，６３は、空洞部２１〜２４が形成された回転子鉄心１５を変形しにくくさせるためのものである。

図３は、回転子４の端板４２および短絡環４５を取り外した状態を示す斜視図である。
図２、図３に示すように、回転子鉄心１５内に設けられた複数の導体バー４１は、各空洞部２１〜２４に挿通されている。具体的には、第１空洞部２１、第２空洞部２２、および第３空洞部２３の長手方向両端に、それぞれ導体バー４１が挿通されている。また、第４空洞部２４の長手方向中央に、導体バー４１が挿通されている。

各導体バー４１は、軸方向に直交する断面形状が略矩形状で、且つ軸方向に細長く一様な板状の部材である。導体バー４１は、回転子鉄心１５の軸方向両端から突出している。また、導体バー４１は、例えばアルミ合金や銅合金等の非磁性で且つ導電性を有する材料により形成されている。さらに、第１空洞部２１、第２空洞部２２、および第３空洞部２３に挿通されている導体バー４１は、対応する第１ブリッジ２６、第２ブリッジ２７、および第３ブリッジ２８から所定の間隙をあけて配置されている。

図４は、回転子鉄心１５に端板４２を取り付けた状態を示す斜視図である。
同図に示すように、端板４２は、回転子鉄心１５の軸方向両端に、この回転子鉄心１５と重ね合わさるように配置されている。端板４２は、非磁性材（例えば、硬質樹脂等）により略円板状に形成されており、その外径は、回転子鉄心１５の外径とほぼ同一に設定されている。端板４２は、回転子鉄心１５を軸方向両側から押さえ、シャフト１４に対する回転子鉄心１５の軸方向への移動を規制したり、電磁鋼板を複数枚積層して構成される回転子鉄心１５を一体化させたりする。また、端板４２により、回転子鉄心１５に形成されている各空洞部２１〜２４の軸方向両端の開口が閉塞される。

端板４２の径方向中央には、シャフト１４を圧入または焼嵌め等可能な貫通孔４２ａが形成されている。これにより、シャフト１４に端板４２が固定され、さらに、シャフト１４に対する回転子鉄心１５の軸方向への移動が規制される。
また、端板４２には、回転子鉄心１５内に挿通されている導体バー４１に対応する位置に、それぞれ導体挿通孔４２ｂが形成されている。これら導体挿通孔４２ｂに、導体バー４１が挿通されている。そして、導体バー４１は、導体挿通孔４２ｂを介して端板４２の回転子鉄心１５とは反対側の外面４２ｃに突出している。

ここで、導体挿通孔４２ｂの開口面積は、導体バー４１の径方向に沿う断面の面積よりも若干大きく設定されている。これにより、導体挿通孔４２ｂに、導体バー４１がスムーズに挿通される。本実施形態では、このようにスムーズに挿通される場合を、挿入というものとする。なお、圧入とは、例えば、導体挿通孔４２ｂの開口面積と導体バー４１の径方向に沿う断面の面積との関係でいうと、導体挿通孔４２ｂの開口面積が、導体バー４１の径方向に沿う断面の面積よりも若干小さい場合をいう。このため、圧入の場合、導体挿通孔４２ｂに導体バー４１をスムーズに挿通することができず、導体バー４１に例えば押圧力をかけることにより、導体挿通孔４２ｂに導体バー４１が挿通される。よって、例えば、導体挿通孔４２ｂに導体バー４１を圧入した場合、端板４２に対して導体バー４１が固定される（焼嵌めも同様である）。

図１に示すように、端板４２の導体挿通孔４２ｂを介して突出する導体バー４１の軸方向両端部は、それぞれ短絡環４５によって短絡されている。
短絡環４５は、端板４２から軸方向両方に所定間隔Ｋ１だけ離間して配置された環状の部材である。短絡環４５の径方向中心も回転軸線Ｏに一致している。短絡環４５は、導体バー４１と同様に、非磁性で且つ導電性を有する材料により形成されている。具体的には、短絡環４５の材料は、導体バー４１と同じ材料で例えばアルミ合金や銅合金により形成されることが好ましい。しかしながら、これに限られるものではない。

短絡環４５には、導体バー４１に対応する位置に、それぞれ導体挿通孔４５ａが形成されている。これら導体挿通孔４５ａの開口面積は、導体バー４１の径方向に沿う断面の面積よりも若干大きく設定されている。つまり、短絡環４５の導体挿通孔４５ａに、導体バー４１が挿入される。導体バー４１が挿通された短絡環４５は、例えば、ロウ付けにより導体バー４１と接合される。

ここで、例えばロウ付けにより短絡環４５と導体バー４１とを接合する場合、端板４２と短絡環４５との間の所定間隔Ｋ１は、短絡環４５の導体挿通孔４５ａと導体バー４１の端部との間に、ロウが十分に回り込む間隔に設定される。
なお、短絡環４５と導体バー４１との接合は、ロウ付けに限られるものではなく、短絡環４５と導体バー４１とを接合できればよい。例えば、導体挿通孔４５ａに導体バー４１を圧入したり、ロウ付け以外の溶接を採用したりできる。また、短絡環４５の導体挿通孔４５ａに、導体バー４１を挿入に代わって圧入としてもよい。

次に、図１、図５を参照しながら回転子４の組立方法について説明する。
図５は、回転子４を示す分解斜視図である。
まず、図５に示すように、シャフト１４に、回転子鉄心１５を圧入や焼嵌め等によって組み付ける。また、回転子鉄心１５の軸方向両端に当接するように、端板４２を配置する（端板配置工程）。この端板４２も、シャフト１４に圧入や焼嵌め等によって組み付ける。また、端板配置工程において、回転子鉄心１５に対する端板４２の周方向の位置決めも行う。この位置決めは、例えば治具等を用いて行う。

また、予め２つの短絡環４５のうちの一方の短絡環４５の導体挿通孔４５ａに、所定の寸法だけ導体バー４１の一端４１ａを挿入する。そして、この状態で導体バー４１の一端４１ａと短絡環４５とを、例えばロウ付けにより接合し、サブユニット６０を形成する（サブユニット形成工程）。

次に、サブユニット６０における導体バー４１の他端４１ｂを、回転子鉄心１５の軸方向一端側、つまり、２つの端板４２のうちの一方の端板４２の外面４２ｃに向ける。そして、端板４２の導体挿通孔４２ｂと導体バー４１との周方向の位置を合わせ、そのまま導体挿通孔４２ｂに、導体バー４１の他端４１ｂを挿入する。さらに、回転子鉄心１５の各空洞部２１〜２４に導体バー４１を挿入する。続けて、２つの端板４２のうちの他方の端板４２の導体挿通孔４２ｂを介し、他方の端板４２の外面４２ｃから導体バー４１の他端４１ｂを突出させる（導体バー挿入工程）。

次に、導体バー４１の他端４１ｂに、２つの短絡環４５のうちの他方の短絡環４５の導体挿通孔４５ａを差し込む。この際も、この導体挿通孔４５ａに、所定の寸法だけ導体バー４１の他端４１ｂを挿入する。そして、この状態で導体バー４１の他端４１ｂと短絡環４５とを、例えばロウ付けにより接合する（短絡環固定工程）。これにより、回転子４の組立作業が完了する。

次に、回転電機１の動作について説明する。
回転電機１を駆動する場合、固定子３の電機子巻線１３に三相交流を供給する。すると、所定のティース１１に磁束が形成される。そして、磁束が形成されるティース１１が回転子４の回転方向（周方向）に沿って順次切り替えられる（形成される磁束が回転移動する）。
このとき、停止した状態の回転子４が固定子３側の磁束の回転移動に同期して回転するまでの非同期状態において、回転子鉄心１５に設けられた導体バー４１に誘導電流が生じる。つまり、各導体バー４１は、二次コイルとして機能し、固定子３との間で、回転子４を回転させるための始動トルクを発生する。

ここで、第１空洞部２１、第２空洞部２２、および第３空洞部２３の長手方向両端に配置されている導体バー４１は、それぞれ対応する第１ブリッジ２６、第２ブリッジ２７、および第３ブリッジ２８から所定の間隙をあけて配置されている。間隙は、磁束を通しにくい。このため、所定の間隙を形成することによって、固定子３で形成される磁束が導体バー４１と鎖交し、回転子４の回転に寄与しない高調波電流が導体バー４１に流れてしまうことが抑制される。換言すれば、固定子３と回転子４との間のエアギャップＧで生じるトルクリップルに起因した高調波磁束が各導体バー４１と鎖交しにくく、高調波二次銅損が発生しにくい。

このように、上述の実施形態では、回転子４を組み立てるにあたって、予め２つの短絡環４５のうちの一方の短絡環４５の導体挿通孔４５ａに、所定の寸法だけ導体バー４１の一端４１ａを挿入し、導体バー４１の一端４１ａと短絡環４５とを接合してサブユニット６０を形成している（サブユニット形成工程）。そして、この後、端板４２の導体挿通孔４２ｂ、および回転子鉄心１５の各空洞部２１〜２４に導体バー４１を挿入している（導体バー挿入工程）。

つまり、一方の短絡環４５により、複数の導体バー４１の位置決めが行われた状態で端板４２の導体挿通孔４２ｂ、および回転子鉄心１５の各空洞部２１〜２４に導体バー４１を挿入している。このため、専用の工具や治具を用いることなく、端板４２や回転子鉄心１５への導体バー４１の組付けを、容易に行うことができる。また、一方の短絡環４５により、複数の導体バー４１の位置決めが行われた状態で、これら導体バー４１と他方の短絡環４５との接合作業を行うことができる。このため、導体バー４１と他方の短絡環４５との接合作業も、容易に行うことができる。よって、回転子４の組立作業性を向上させることができる。

また、回転子４は、回転子鉄心１５の軸方向両側から回転子鉄心１５を押える端板４２を有している。そして、導体バー挿入工程の前に、回転子鉄心１５の軸方向両端に当接するように、端板４２を配置している（端板配置工程）。このため、回転子鉄心１５を確実に保持しつつ、導体バー挿入工程を行うことができる。よって、回転子４の組立作業性を、さらに向上させることができる。

（実施形態の変形例）
次に、上述の実施形態の変形例について説明する。

（第１の変形例）
上述の実施形態では、端板４２に形成されている導体挿通孔４２ｂの開口面積は、導体バー４１の径方向に沿う断面の面積よりも若干大きく設定されており、導体挿通孔４２ｂに導体バー４１が挿入される場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、以下のような構成を採用することができる。

すなわち、回転子鉄心１５の軸方向一端側に配置された端板４２の導体挿通孔４２ｂの開口面積は、導体バー４１の径方向に沿う断面の面積よりも若干大きく設定する。これに対し、回転子鉄心１５の軸方向他端側に配置された端板４２の導体挿通孔４２ｂの開口面積は、導体バー４１の径方向に沿う断面の面積よりも若干小さく設定し、導体挿通孔４２ｂに対し、導体バー４１を圧入とする。

このような構成のもと、導体バー挿入工程では、回転子鉄心１５の軸方向一端側に配置された端板４２側から導体バー４１の他端４１ｂを挿入する。そして、回転子鉄心１５の軸方向他端側に配置された端板４２の導体挿通孔４２ｂに、導体バー４１の他端４１ｂを圧入する。これにより、回転子鉄心１５に導体バー４１が固定され、この導体バー４１の回転子鉄心１５に対する軸方向の位置決めが行われる。このため、この後に行われる短絡環固定工程をさらに容易に行うことができ、回転子４の組立作業性を、さらに向上させることができる。

なお、端板４２の導体挿通孔４２ｂに導体バー４１の他端４１ｂを圧入とする場合、導体バー４１の他端４１ｂを、端部に向かうに従って若干先細りとなるように形成するとよい。このように構成することで、導体挿通孔４２ｂに導体バー４１の他端４１ｂを圧入とした場合であっても、導体挿通孔４２ｂに導体バー４１の他端４１ｂをスムーズに挿通させることが可能になる。

（第２の変形例）
図６は、本実施形態の第２の変形例における回転子４を示す斜視図である。
上述の実施形態では、短絡環４５は、端板４２から軸方向両方に所定間隔Ｋ１だけ離間して配置されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、図６に示すように、端板４２と短絡環４５とが当接するように構成してもよい。
この場合、短絡環固定工程において、回転子鉄心１５の軸方向両側に配置された各端板４２に、それぞれ短絡環４５を当接させる。そして、この状態で導体バー４１の他端４１ｂと短絡環４５とを、例えばロウ付けにより接合する。

このように構成することで、短絡環固定工程後の短絡環４５の軸方向への移動が規制される。この結果、回転子鉄心１５に対する導体バー４１の軸方向の位置決めが行われる。このため、回転子鉄心１５に対する導体バー４１の軸方向の位置決めを別途考慮する必要がなく、回転子４の組立作業性を、さらに向上させることができる。

（第３の変形例）
図７は、本実施形態の第３の変形例における回転子４を示す分解斜視図であって、前述の図５に対応している。
上述の実施形態では、導体バー４１と２つの短絡環４５とがそれぞれ別々に構成されており、回転子４を組み立てる際、サブユニット形成工程において予め導体バー４１の一端４１ａ（図５参照）と一方の短絡環４５とを接合しておく場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、図７に示すように、導体バー４１と一方の短絡環４５とが一体成形されたサブユニット２６０を設けてもよい。このように構成することで、サブユニット形成工程を省くことができるので、回転子４の組立作業性を、さらに向上させることができる。

この他、上述の実施形態では、各空洞部２１〜２４に導体バー４１を設け、回転子４を回転させるための始動トルクを発生させるように構成する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、各空洞部２１〜２４のうち、任意の空洞部２１〜２４のみに導体バー４１を設けてもよい。このように構成した場合であっても、回転電機１を駆動する際、回転子４に始動トルクを発生させることができる。
また、上述の実施形態では、回転子鉄心１５には、１／４周の周角度領域のそれぞれに（１極当りに）、４層の空洞部２１〜２４が形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、４層以上の複数層の空洞部が形成されていてもよい。

さらに、上述の実施形態では、各空洞部２１〜２４は、周方向の中央が最も径方向内側に位置するように（径方向内側に向かって凸形状となるように）、湾曲形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、各空洞部２１〜２４は、径方向内側に向かって凸形状に形成されていればよい。すなわち、各空洞部２１〜２４が湾曲形成されていなくてもよい。

また、上述の実施形態では、回転子鉄心１５は、４極に構成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、回転子鉄心１５を４極以上で構成してもよい。
さらに、上述の実施形態では、回転子鉄心１５の軸方向両端に、この回転子鉄心１５と重ね合わさるように端板４２を配置する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、端板４２を設けなくてもよい。

また、上述の実施形態では、端板４２の径方向中央に、シャフト１４を圧入または焼嵌めする場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、端板４２の貫通孔４２ａにシャフト１４を挿入とし、貫通孔４２ａの内周面およびシャフト１４の外周面の何れか一方にキーを設け、他方に、キーを受け入れ可能なキー溝を設け、これによりシャフト１４に端板４２を固定してもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、回転子４を組み立てるにあたって、予め２つの短絡環４５のうちの一方の短絡環４５の導体挿通孔４５ａに、所定の寸法だけ導体バー４１の一端４１ａを挿入し、導体バー４１の一端４１ａと短絡環４５とを接合してサブユニット６０を形成している（サブユニット形成工程）。また、導体バー４１と一方の短絡環４５とを一体成形としている。そして、この後、端板４２の導体挿通孔４２ｂ、および回転子鉄心１５の各空洞部２１〜２４に導体バー４１を挿入している（導体バー挿入工程）。

つまり、一方の短絡環４５により、複数の導体バー４１の位置決めが行われた状態で端板４２の導体挿通孔４２ｂ、および回転子鉄心１５の各空洞部２１〜２４に導体バー４１を挿入している。このため、専用の工具や治具を用いることなく、端板４２や回転子鉄心１５への導体バー４１の組付けを、容易に行うことができる。また、一方の短絡環４５により、複数の導体バー４１の位置決めが行われた状態で、これら導体バー４１と他方の短絡環４５との接合作業を行うことができる。このため、導体バー４１と他方の短絡環４５との接合作業も、容易に行うことができる。よって、回転子４の組立作業性を向上させることができる。

また、回転子４は、回転子鉄心１５の軸方向両側から回転子鉄心１５を押える端板４２を有している。そして、導体バー挿入工程の前に、回転子鉄心１５の軸方向両端に当接するように、端板４２を配置している（端板配置工程）。このため、回転子鉄心１５を確実に保持しつつ、導体バー挿入工程を行うことができる。よって、回転子４の組立作業性を、さらに向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…リラクタンス回転電機、１４…シャフト、１５…回転子鉄心、２１…第１空洞部（空洞部）、２２…第２空洞部（空洞部）、２３…第３空洞部（空洞部）、２４…第４空洞部（空洞部）、４１…導体バー、４１ａ…一端、４１ｂ…他端、４２…端板、４２ｂ…導体挿通孔（挿通孔）、４５…短絡環、６０，２６０…サブユニット、Ｏ…回転軸線

Claims (5)

1. 回転軸線回りに回転するシャフトと、
   前記シャフトに固定され、１極当りに径方向内側に向かって凸形状となる空洞部が複数層形成されている回転子鉄心と、
   前記空洞部に配置され、両端が前記回転子鉄心の前記回転軸線方向両端から突出するように延びる複数の導体バーと、
   該複数の導体バーの前記回転軸線方向両端に設けられ、複数の前記導体バーを連結する短絡環と、を備えたリラクタンス回転電機の組立方法において、
   前記短絡環に前記導体バーの一端を固定し、サブユニットを形成するサブユニット形成工程と、
   前記サブユニット形成工程の後、前記回転子鉄心の前記回転軸線方向一方側から、前記空洞部に前記導体バーの他端を挿入し、前記回転子鉄心の前記回転軸線方向他方側に前記導体バーの他端を突出させる導体バー挿入工程と、
   該導体バー挿入工程後に、前記導体バーの他端に前記短絡環を固定する短絡環固定工程と、
   を有する
   リラクタンス回転電機の組立方法。
2. 前記シャフトに固定され、前記回転子鉄心を前記回転軸線方向両側から押さえて保持する非磁性体からなる２つの端板を備え、
   該端板の前記導体バーに対応する位置に、該導体バーを挿通可能な挿通孔が形成されており、
   前記導体バー挿入工程の前に、前記回転子鉄心の前記回転軸線方向両側に前記端板を配置する端板配置工程を有している
   請求項１に記載のリラクタンス回転電機の組立方法。
3. 前記回転子鉄心の前記回転軸線方向一方側に配置された前記端板の前記挿通孔の開口面積は、前記導体バーの軸方向に直交する断面の面積よりも大きく前記導体バーを挿入可能な挿入寸法に設定されており、
   前記回転子鉄心の前記回転軸線方向他方側に配置された前記端板の前記挿通孔の開口面積は、前記導体バーの軸方向に直交する断面の面積よりも小さく前記導体バーを圧入可能な圧入寸法に設定されている
   請求項２に記載のリラクタンス回転電機の組立方法。
4. 前記短絡環固定工程は、前記回転軸線方向両側で各前記端板に各前記短絡環を当接させた状態で行う
   請求項２または請求項３に記載のリラクタンス回転電機の組立方法。
5. 回転軸線回りに回転するシャフトと、
   前記シャフトに固定され、１極当りに径方向内側に向かって凸形状となる空洞部が複数層形成されている回転子鉄心と、
   前記空洞部に配置され、両端が前記回転子鉄心の前記回転軸線方向両端から突出するように延びる複数の導体バーと、
   該複数の導体バーの前記回転軸線方向両端に設けられ、複数の前記導体バーを連結する短絡環と、
   を備え、
   前記短絡環と前記導体バーの一端とが一体成形されている
   リラクタンス回転電機。

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