JP6956488B2 - 回転子およびリラクタンス回転電機 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、回転子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、回転子鉄心を、複数の電磁鋼板を積層して構成する場合がある。このような場合、積層された電磁鋼板を一体的に固定するための方法として、さまざまな技術が提案されている。
例えば、回転子鉄心の回転軸線両端に円板状の端板（鉄心押さえ）を設け、これら端板によって、積層された電磁鋼板を回転軸線両側から押さえる技術がある。また、端板を設けるのに加えて複数の空洞部に樹脂を充填し、積層された電磁鋼板を強固に一体化する技術がある。

しかしながら、複数の空洞部にそれぞれ十分に樹脂を充填するには、特殊な治具が必要になる場合がある。樹脂を充填後に治具を取り外すことを考慮すると、製造工数が増加してしまい、製造コストが嵩張る可能性があった。
また、回転子鉄心の回転軸線両端に端板を設けた状態では、各空洞部に十分に樹脂が充填できたかを確認するのが困難で、各空洞部に十分に樹脂が充填できない可能性があった。

特開２００９−３０３４８５号公報

本発明が解決しようとする課題は、回転子鉄心に形成されている複数の空洞部に、十分に樹脂を充填することができる回転子およびリラクタンス回転電機を提供することである。

実施形態の回転子は、シャフトと、回転子鉄心と、樹脂体と、プレートと、を持つ。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径方向に並んで４層形成されている。樹脂体は、空洞部に充填される。プレートは、回転子鉄心の回転軸線方向両側に配置され、複数の空洞部の軸方向両端の開口を閉塞する。また、プレートは、空洞部に連通し外部からプレートを介して空洞部に樹脂体を導入可能な樹脂導入口を持つ。プレートの回転子鉄心側の一面には、１極当りに形成されている４層の前記空洞部のうち最もシャフトに近い第１空洞部とシャフトに第１空洞部の次に近い第２空洞部とにのみ跨る１つの樹脂導入凹部が形成されている。また、プレートの回転子鉄心側の一面には、樹脂導入凹部の外周縁における各極に対応する位置から極毎に１つずつ径方向外側に突出し空洞部のうちシャフトに第２空洞部の次に近い第３空洞部の一部と軸方向で重なる複数の樹脂導入副凹部が形成されている。そして、樹脂導入凹部および樹脂導入副凹部を介して１極当りの第１空洞部、第２空洞部、および第３空洞部が連通されている。

第１の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。 第１の実施形態の回転子鉄心を示す軸方向に直交する断面図。 第１の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。 第１の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。 第１の実施形態の端板の内面側を示す平面図。 第１の実施形態の回転子の端板および短絡環の一部を切り欠いた斜視図。 第２の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。

以下、実施形態の回転子およびリラクタンス回転電機を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
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に挿入されている。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が挿入されている。また、第４空洞部２４の長手方向中央に、導体バー４１が挿入されている。

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に挿入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。

また、回転子鉄心１５には、各空洞部２１〜２４の導体バー４１が配置されている箇所以外に、樹脂体５１が充填されている。樹脂体５１は、例えば電磁鋼板を複数枚積層して回転子鉄心１５を構成する場合、積層された電磁鋼板を強固に一体化させる。また、各空洞部２１〜２４に樹脂体５１を充填することにより、回転子鉄心１５に対して導体バー４１を固定できる。さらに、各空洞部２１〜２４を形成することにより、回転子鉄心１５が変形しやすくなる傾向になるが、各空洞部２１〜２４に樹脂体５１を充填することにより、回転子鉄心１５を変形しにくくすることができる。

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。
なお、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。

また、端板４２には、回転子鉄心１５内に挿入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。

図５は、端板４２の回転子鉄心１５と重なり合う内面４２ｄ側を示す平面図、図６は、回転子４の端板４２および短絡環４５の一部を切り欠いた斜視図である。
図５、図６に示すように、端板４２の内面４２ｄには、貫通孔４２ａ（シャフト１４）の周囲を取り囲むように、軸方向からみて略円環状の樹脂導入凹部５２が形成されている。より詳しくは、樹脂導入凹部５２は、内径が貫通孔４２ａとの間に所定間隔Ｋ１が形成されるように、且つ外径が導体挿通孔４２ｂに接しない程度に大きく設定されている。そして、樹脂導入凹部５２の径方向の幅は、回転子鉄心１５に端板４２を重ね合わせた際、樹脂導入凹部５２が第１空洞部２１および第２空洞部２２に跨る幅に設定される。

また、樹脂導入凹部５２の外周縁には、第４空洞部２４に配置された導体バー４１が挿入される導体挿通孔４２ｂに対応する位置に、この導体挿通孔４２ｂに向かって径方向に突出する樹脂導入副凹部５３が４箇所形成されている。樹脂導入副凹部５３は、樹脂導入凹部５２に連通していると共に、軸方向からみて第３空洞部２３と重なる位置に形成されている。樹脂導入副凹部５３を形成することにより、端板４２の内面４２ｄのできる限り広い範囲に、凹部（樹脂導入凹部５２、樹脂導入副凹部５３）が形成される。そして、樹脂導入凹部５２および樹脂導入副凹部５３を介し、第１空洞部２１、第２空洞部２２、および第３空洞部２３が連通される。

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に、導体バー４１が挿通されている。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。
なお、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、短絡環４５と端板４２との所定間隔は、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。また、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。

次に、回転子４の製造方法について説明する。
まず、シャフト１４に、回転子鉄心１５および端板４２を圧入や焼嵌め等によって組み付けると共に、回転子鉄心１５の各空洞部２１〜２４および端板４２の導体挿通孔４２ｂにそれぞれ導体バー４１を挿入する。このとき、回転子鉄心１５の軸方向両端に、端板４２の内面４２ｄ（図５参照）を当接させる。また、回転子鉄心１５と端板４２との周方向の位置決めは、不図示の治具等を用いて行う。

次に、各導体バー４１の軸方向両端に、短絡環４５の導体挿通孔４５ａを差し込む。そして、各導体バー４１の軸方向両端と短絡環４５とをロウ付け等により接合する。これにより、シャフト１４、回転子鉄心１５、導体バー４１、端板４２、および短絡環４５の組付け作業が完了する。

続いて、回転子鉄心１５の各空洞部２１〜２４に樹脂体５１を充填する。この充填作業の方法としては、例えば真空含浸方法が採用される。すなわち、まず、回転子鉄心１５の各空洞部２１〜２４を、真空ポンプを用いて真空にしつつ、溶融された樹脂が貯留された容器内に回転子４を浸漬する。すると、端板４２に形成された導体挿通孔４２ｂと、この導体挿通孔４２ｂに挿通されている導体バー４１との間に形成される僅かなクリアランスから回転子鉄心１５内に溶融された樹脂が流入され、さらに各導体挿通孔４２ｂを介して各空洞部２１〜２４に樹脂が流れ込む。つまり、端板４２の導体挿通孔４２ｂ（導体バー４１が挿通された導体挿通孔４２ｂの僅かなクリアランス）は、各空洞部２１〜２４に樹脂を流入する樹脂導入口として機能している。

ここで、端板４２の内面４２ｄには、樹脂導入凹部５２および樹脂導入副凹部５３が形成されている。そして、これら凹部５２，５３を介して第１空洞部２１、第２空洞部２２、および第３空洞部２３が連通される。このため、第１空洞部２１、第２空洞部２２、および第３空洞部２３の何れか１つに流れ込んだ樹脂は、各凹部５２，５３を介してその他の第１空洞部２１、第２空洞部２２、および第３空洞部２３の何れかに流れ込む。すなわち、各凹部５２，５３を介して各空洞部２１，２２，２３に万遍なく樹脂が行き渡る。
各空洞部２１〜２４に充填された樹脂は、その後冷却されて樹脂体５１になる。これにより、回転子４の製造が完了する。

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、上述の第１の実施形態では、回転子鉄心１５の軸方向両端に設けられた端板４２の内面４２ｄに、第１空洞部２１および第２空洞部２２に跨るように樹脂導入凹部５２が形成されている。また、樹脂導入凹部５２の外周縁に、軸方向からみて第３空洞部２３と重なる樹脂導入副凹部５３が形成されている。そして、これら凹部５２，５３を介して第１空洞部２１、第２空洞部２２および第３空洞部２３が連通されている。このため、例えば各空洞部２１〜２４に真空含浸法により樹脂を充填する場合、各凹部５２，５３を介して各空洞部２１〜２３（第１空洞部２１、第２空洞部２２、第３空洞部２４）に万遍なく樹脂を行き渡らせることができる。また、各凹部５２，５３を形成する分、樹脂流路が増大するので、樹脂の湯流れが良好になる。このため、特殊な治具を用いることなく、各空洞部２１〜２４に十分に樹脂を充填できる。

また、端板４２の樹脂導入凹部５２を、軸方向からみて略円環状に形成している。このため、１極あたりに形成されている各空洞部２１〜２３のみならず、これら空洞部２１〜２３と他極に形成されている他の空洞部２１〜２３とを、各凹部５２，５３を介して連通することができる。このため、各空洞部２１〜２３に、より確実に樹脂を行き渡らせることができる。

さらに、各空洞部２１〜２４に導体バー４１を配置し、導体バー４１の軸方向両端を短絡環４５によって短絡している。そして、導体バー４１を二次コイルとして機能させ、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させるようにしている。このため、インバータ等を用いることなく、回転子４を始動させることが可能になる。
また、端板４２に形成された導体バー４１を挿通させる導体挿通孔４２ｂ（導体バー４１が挿通された導体挿通孔４２ｂの僅かなクリアランス）が、各空洞部２１〜２４に樹脂を流入する樹脂導入口として機能している。このため、各空洞部２１〜２４に真空含浸法により樹脂を充填する場合において、端板４２に別途樹脂導入口を設ける必要がない。よって、端板４２の加工コストを低減できる。

（第２の実施形態）
次に、図７に基づいて、第２の実施形態について説明する。
図７は、第２の実施形態における回転電機２０１を示す一部断面斜視図である。
なお、前述の第１の実施形態と同一態様については、同一符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、第２の実施形態では、回転子鉄心１５の軸方向両端に端板４２（前述の図１参照）が設けられておらず、回転子鉄心１５の軸方向両端に直接短絡環２４５が配置されている。この点、前述の第１の実施形態と相違する点である。

短絡環２４５は、例えばアルミダイキャストからなり、各空洞部２１〜２４の軸方向両端の開口を閉塞している。不図示の導体バーは、軸方向両端側が、例えば融着等によって短絡環２４５に接続固定されている。これにより、各導体バー（不図示）が、短絡環２４５によって短絡される。

ここで、短絡環２４５の回転子鉄心１５側の内面には、軸方向からみて略円環状の樹脂導入凹部２５２や樹脂導入副凹部２５３が形成されている。これら樹脂導入凹部２５２および樹脂導入副凹部２５３によって、少なくとも１極当り２層以上の空洞部２１〜２４（前述の図２参照）が連通されている。
また、短絡環２４５には、各空洞部２１〜２４に樹脂を流入させるための複数（例えば、４つ）の樹脂導入口５４が短絡環２４５の内外を連通するように貫通形成されている。
したがって、上述の第２の実施形態によれば、前述の第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、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を設けてもよいし、導体バー４１を設けなくてもよい。導体バー４１を設けない場合、短絡環４５，２４５を設ける必要はない。
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。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、回転子鉄心１５の軸方向両端に設けられた端板４２の内面４２ｄや短絡環２４５の内面に、各空洞部２１〜２４のうち１極当り２層以上の空洞部２１〜２４（例えば、上述の第１の実施形態では３つの空洞部２１〜２３）に跨る樹脂導入凹部５２，２５２や樹脂導入副凹部５３，２５３を形成することにより、これら凹部５２，５３，２５２，２５３を介して各空洞部２１〜２４に万遍なく樹脂を行き渡らせることができる。このため、特殊な治具を用いることなく、各空洞部２１〜２４に十分に樹脂を充填できる。

また、端板４２の樹脂導入凹部５２，２５２を、軸方向からみて略円環状に形成している。このため、１極あたりに形成されている各空洞部２１〜２３のみならず、これら空洞部２１〜２３と他極に形成されている他の空洞部２１〜２３とを、各凹部５２，２５２を介して連通することができる。このため、各空洞部２１〜２３に、より確実に樹脂を行き渡らせることができる。

さらに、各空洞部２１〜２４に導体バー４１を配置し、導体バー４１の軸方向両端を短絡環４５，２４５によって短絡している。そして、導体バー４１を二次コイルとして機能させ、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させるようにしている。このため、インバータ等を用いることなく、回転子４を始動させることが可能になる。

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。

１，２０１…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、４２…端板（回転子端板）、４２ｂ…導体挿通孔（挿通孔、樹脂導入口）、４５，２４５…短絡環、５１…樹脂体、５２，２５２…樹脂導入凹部、５３，２５３…樹脂導入副凹部（樹脂導入凹部）、５４…樹脂導入口、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径方向に並んで４層形成されている回転子鉄心と、
   前記空洞部に充填される樹脂体と、
   前記回転子鉄心の前記回転軸線方向両側に配置され、複数の前記空洞部の軸方向両端の開口を閉塞するプレートと、
   を備え、
   前記プレートは、前記空洞部に連通し外部から前記プレートを介して前記空洞部に前記樹脂体を導入可能な樹脂導入口を有し、
   前記プレートの前記回転子鉄心側の一面には、１極当りに形成されている４層の前記空洞部のうち最も前記シャフトに近い第１空洞部と前記シャフトに前記第１空洞部の次に近い第２空洞部とにのみ跨る１つの樹脂導入凹部が形成されていると共に、前記樹脂導入凹部の外周縁における各極に対応する位置から極毎に１つずつ径方向外側に突出し前記空洞部のうち前記シャフトに前記第２空洞部の次に近い第３空洞部の一部と軸方向で重なる複数の樹脂導入副凹部が形成されており、
   前記該樹脂導入凹部および前記樹脂導入副凹部を介して１極当りの前記第１空洞部、前記第２空洞部、および前記第３空洞部が連通されている回転子。
2. 前記空洞部に配置されると共に、前記プレートに連結されている複数の導体バーを備えている
   請求項１に記載の回転子。
3. 前記プレートは、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回転子端板であり、各前記導体バーを挿通可能な挿通孔を有し、該挿通孔が前記樹脂導入口として機能しており、
   前記複数の導体バーは、前記プレートを介して該プレートの前記回転子鉄心とは反対側に突出しており、
   前記複数の導体バーの前記回転軸線方向両端に設けられ、前記複数の導体バーを連結する短絡環を備えている
   請求項２に記載の回転子。
4. 前記樹脂導入凹部は、前記シャフトの周囲を取り囲むように前記回転軸線方向からみて環状に形成されている
   請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の回転子。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の回転子と、
   前記回転子の周囲を取り囲むように設けられ、電機子巻線が巻回されている固定子と、を備えたリラクタンス回転電機。

Images