旋转电机及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有笼型转子的感应电动机等旋转电机及其制造方法。
【背景技术】
[0002]旋转电机的笼型转子由用薄磁性钢板形成的在厚度方向上按规定数量叠层而成的转子铁芯、形成在各转子铁芯的周向上的多个转子槽、和连续设置在叠层的转子铁芯的各转子槽内的转子导体构成。关于转子导体的形成方法，有在转子槽内插入铜条的方法和在转子槽内用铝或铝合金等熔化金属压铸的方法。使用压铸法的情况下，为了防止熔化金属的泄漏，与使用铜条插入法的情况不同，不能够在转子铁心上形成开放槽，需要使转子槽的外周侧端部在与转子铁心的外周相比的内侧形成，成为密闭形状。
[0003]对于具有形成了密闭形状的转子槽的笼型转子的旋转电机，指出了因定子槽和驱动逆变器时的纹波电流引起的高次谐波磁通与笼型转子交链而在转子导体中产生涡电流损失，导致效率降低的问题。高次谐波磁通通过笼型转子的较外周部，所以为了抑制效率的降低，优选从转子槽的外周侧端部到铁芯的外周的尺寸尽可能小。然而，转子槽通过冲孔形成，所以为了高效率并且高精密地形成转子槽，不得不在转子槽的外周侧端部与转子铁芯的外周之间设置一定程度的间隔。鉴于这样的情况，以往提出了各种不减小从转子槽的外周侧端部到转子铁心的外周的间隔、而是用其他方案提高这种旋转电机的效率的方法。
[0004]例如，日本特开2002-315282号公报中，公开了在转子槽的外周侧的顶部装入绝缘物，减少转子导体与高次谐波磁通的交链量从而减少损失的结构。此外，日本特开平8-140319号公报中公开了在转子铁芯的半径方向上设置内周侧槽和外周侧槽这两个槽，仅在内周侧槽中填充导体，除去涡电流的产生部位从而实现损失的降低的结构。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2002-315282号公报
[0008]专利文献2:日本特开平8-140319号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]然而，根据专利文献1、2中公开的方案，从转子导体的外周侧的端部到转子铁心的外周的距离增大，所以存在原本要与转子导体交链的成为旋转电机的输出的主磁通也通过转子导体的外周侧，与转子导体的交链磁通量减少的可能性。
[0011]此外，使旋转电机作为感应电动机驱动的情况下，起动时以某个转速旋转的磁场从定子对不旋转的转子作用，从转子来看成为高次谐波磁通而与导体交链。但是，起动时的高次谐波磁通与运转时对转子作用的、成为产生损失的主要原因的高次谐波磁通频率不同的情况较多。该情况下，采用专利文献1、2中公开的技术这样减少高次谐波磁通的交链量的方法或者将导体自身配置在内周侧的结构时，关于起动时的交链磁通，与导体交链的磁通自身也减少，所以存在起动时不能获得充分的转矩的可能性。
[0012]本发明为了解决这样的现有技术的课题而得出，其课题在于提供一种减少因高次谐波磁通引起的损失，提高了效率的旋转电机。此外，提供一种防止主磁通的泄漏而不影响转矩的、实现了运转时的效率提高的旋转电机。进而，提供一种高效率地制造这样的旋转电机的方法。
[0013]用于解决课题的技术方案
[0014]为了解决上述课题，本发明的旋转电机的特征在于，包括定子和可旋转地配置在定子内的转子，所述转子具有双笼型结构，所述双笼型结构包括由多个薄磁性钢板的叠层体构成的转子铁芯、形成在该转子铁芯中的密闭结构的内径侧转子槽和外径侧转子槽以及形成在所述内径侧转子槽内的内径侧转子导体和形成在所述外径侧转子槽内的外径侧转子导体，所述外径侧转子槽在外径侧的左右肩部具有向内径方向凸出的圆弧状的曲线部。
[0015]此外，关于旋转电机的制造方法，其特征在于，包括:形成具有内径侧转子槽和外径侧转子槽的规定个数的薄磁性钢板的工序；将各薄磁性钢板的内径侧转子槽和外径侧转子槽重合来叠层规定个数的薄磁性钢板，构成转子铁芯的工序；在形成于所述转子铁芯的所述内径侧转子槽和所述外径侧转子槽中，至少在所述内径侧转子槽内插入铜条的工序；和通过压铸在所述内径侧转子槽与所述铜条的间隙中填充铝或铝合金的工序。
[0016]发明效果
[0017]本发明的旋转电机在外径侧转子槽的外径侧的左右肩部，具有向内径方向凸出的圆弧状的曲线部，因此能够减少旋转电机的损失，提尚效率。
[0018]此外，本发明的旋转电机的制造方法包括在形成于转子铁芯中的内径侧转子槽和外径侧转子槽中，至少对内径侧转子槽内插入铜条的工序；和在内径侧转子槽与铜条的间隙中，通过压铸填充铝或铝合金的工序，因此能够容易地制造导电性优良的转子导体。
【附图说明】
[0019]图1是实施方式的旋转电机的主要部分截面图。
[0020]图2是实施方式的双笼型转子的立体图。
[0021]图3是实施例1的双笼型转子的轴向截面图。
[0022]图4是图3的主要部分放大图。
[0023]图5是形成在实施例1的双笼型转子中的槽部的说明图。
[0024]图6是形成在实施例2的双笼型转子中的槽部的说明图。
[0025]图7是形成在变形例1的双笼型转子中的槽部的说明图。
[0026]图8是形成在变形例2的双笼型转子中的槽部的说明图。
[0027]图9是形成在变形例3的双笼型转子中的槽部的说明图。
[0028]图10是实施例3的双笼型转子的侧面图和放大图。
[0029]图11是表不实施例3的双笼型转子的其他例子的侧面图和放大图。
[0030]图12是表不实施例3的双笼型转子的另一个其他例子的侧面图和放大图。
[0031]图13是实施例3的第一薄磁性钢板的放大图。
[0032]图14是实施例3的第二薄磁性钢板的放大图。
[0033]图15是表示形成在实施例3的第二薄磁性钢板上的内径侧桥的尺寸的图。
[0034]图16是实施例4的薄磁性钢板的放大图。
[0035]图17是实施例5的薄磁性钢板的放大图。
【具体实施方式】
[0036]以下，对于本发明的旋转电机的实施方式，以三相感应电动机为例，用附图对每个实施例进行说明。
[0037]实施例1
[0038]如图1所示，实施方式的旋转电机100具有同心地配置的笼型转子1和定子65。笼型转子1具备轴(输出轴)9、固定在轴9上的转子铁芯2、在转子铁芯2中设置的内径侧转子导体3和外径侧转子导体5、和连接这些内径侧转子导体3以及外径侧转子导体5的两端的短路环70。从而，本例的笼型转子1是双笼型结构。与此相对，定子65具备定子铁芯60、形成在定子铁芯60上的定子槽61、和在定子槽61中卷绕的定子绕组62。
[0039]转子铁芯2如图2所示，用薄磁性钢板形成，通过按规定片数在厚度方向上叠层，使整体形状形成为圆筒状。这些规定片数的转子铁芯2通过在其中心孔内插入轴9而一体化。
[0040]在转子铁心2中，如图3和图4所示，在以轴9的轴心为中心的圆周上，按一定间隔形成了内径侧转子槽4和外径侧转子槽6。这些内径侧转子槽4和外径侧转子槽6都形成为密闭形状。在内径侧转子槽4的外周端与外径侧转子槽6的内周端之间，形成了规定尺寸的内径侧桥7，在外径侧转子槽6与转子铁芯2的外周端之间，形成了规定尺寸的外径侧桥8。内径侧桥7和外径侧桥8的宽度设定为能够高效率并且高精度地冲孔形成内径侧转子槽4和外径侧转子槽6的值。
[0041]在内径侧转子槽4内和外径侧转子槽6内，通过用铝或铝合金压铸，形成了内径侧转子导体3和外径侧转子导体5。关于内径侧转子导体3和外径侧转子导体5的压铸法，是属于公知的事项，并且不是本发明的主旨，因此省略说明。如上所述，各内径侧转子导体3和各外径侧转子导体5的两端被短路环70 (参考图1)连接。
[0042]内径侧转子槽4的平面形状(内径侧转子导体3的截面形状)如图3和图4所示，形成为角部具有圆弧的大致扇形。内径侧转子槽4的外径侧的端部形成为直线形状。
[0043]另一方面，外径侧转子槽6的平面形状(外径侧