JPH02299445A - かご形回転子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はかご形回転子の製造方法に間し、特に回転子
鉄心に溶融した導体材料を加圧充填して回転子導体を形
成する方法に間するものである。

［従来の技術］ 第２１！Ｉ（ａ）、（ｂ）は一般的な鋳込み前のかご形
回転子、即ち回転子鉄心を示すもので、（ａ）は一部。

切り欠いて断面を表わす正面図、（ｂ）は側面図であり
、図中（１）は回転子鉄心で、円形状鋼板（１ａ）を積
層して形成され、積層方向に貫通するスロワ）　（ｌｂ
）と回転軸挿入部（ｌｃ）を有している。

第３図は例えば特閏昭６２−１２３５７号公報に示され
た従来のかご型回転子の鋳込装置を示す断面図で、図中
（５）は押出棒、（１４）はノックアウトポンチで、押
出棒（５）を連動して上昇させる。（１５）はポンチ、
（１６）は型締力を作用させるプレス等の加圧機構の移
動テーブル、（１７）は支柱、（１１）は上型で、支柱
（Ｉ７）により移動テーブル（１６）と連結されている
。

（９）は下型で、溶融アルミニウム（６）を収容する湯
溜り（θａ）が設けられ、押出棒（５）を備えている。

上型（１１）と下型（９）で回転子鉄心（１）を嵌合挿
入できるキャビティ（９Ｃ）とキャビティ（９Ｃ）へ溶
融アルミニウム（６）を導入するゲート（９ｂ）が構成
されている。（２０）はプレスのボルスタ、（２１）は
ノックアウト用下板で、ノックアウトポンチ（１４）に
ネジ止めされている。（４１）はキャビティ（９Ｃ）上
端にゲート（９ｂ）と対向位置に設けられたガス排出口
である。

なお、第４図は第３図におけるポンチ（１５）が下降し
、下型（９）の湯溜り（９ａ）に押し込まれた充填、加
圧状態を示す拡大断面図である。

まず、円周方向に均等に設けた多数のスロット（ｔｂ）
及び回転軸挿入部（ｌｃ）を打抜いた円形の薄鉄板（ｌ
ａ）をスロワ）　（ｌｂ）が積層方向に貫通するように
多数積み重ねて回転子鉄心とする。次いで、上型（１１
）及び下型（９）を約２５０℃に予熱しておき、下型（
９）のキャビティ（９Ｃ）内に上記多数個のスロワ）　
（Ｉｂ）を有するかご形回転子鉄心をそのスロット（ｌ
ｂ）が重力方向となるように嵌合挿入し、移動テーブル
（１６）を下降し、支柱（１７）により連結した上型（
１１）を下型（９）に加圧して型締めを行う。その後、
上型（１１）の注入口（ｌｌａ）より溶融アルミニウム
（６）を下型（９）の湯溜り（９ａ）にその液面がゲー
ト（９ｂ）以下であるように注入し、速やかに上ポンチ
（１５）を下降させ、湯溜り（９ａ）に溜った溶融アル
ミニウム（６）を神出し、キャビティ（９ｃ）内の回転
子鉄心（１）のスロット（ｌｂ）とエンドリング部に遅
い流動速度で溶融アルミニウム（６）を流し込む。溶融
アルミニウム（６）の流動速度は、上ポンチ（１５）の
スピードを制御しながら行う。溶融アルミニウム（６）
はゲート（９ａ）近傍のスロットから順に上方へ満たさ
れ、ゲー）　（９ａ）近傍の上端エンドリング部からガ
ス排出口（４１）に到達する。溶融アルミニウム（６）
充填後、溶融又は半溶融状態で約４００ｋｇ／ｃｍ２以
上の高圧力を加えて凝固させる。上型（１１）と下型（
９）を間き、押出棒（５）により回転子導体が形成され
た回転子鉄心を押出す。

第５図（ａＸｂ）は溶湯鍛造で得られたかご形回転子の
例を示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図であ
る。この図に示すように溶湯鍛造法では溶融アルミニウ
ムを低速で充填するため、空気やガスの巻込みが少なく
、さらに凝固完了まで高圧力を維持するので、収縮巣が
生ずることなく高密度の電気導体を得ることができる。

第６図は溶湯鍛造で得られたアルミニウム密度が２．６
７３／　ｃ＋ｗ３のかご形回転子のトルク特性及び効率
を、２．５７８／ｃｍ３のダイカスト品と対比して示す
特性図である。縦軸はトルク（ｋｇ−ｃｍ）及び効率（
Ｘ）をそれぞれ表わし、横軸は回転数（ｒｐｍ）を表わ
しており、（イ）は溶湯鍛造品のトルク特性曲線、（ロ
）はダイカスト品のトルク特性曲線、（ハ）は溶湯鍛造
品の効率特性曲線、（ニ）はダイカスト品の効率特性曲
線である。図から明らかなように、溶湯鍛造によるアル
ミニウムが高密度のものの方がモータのトルク特性も効
率も向上している。

このように、溶湯鍛造によればモータ特性をダイカスト
法に比べ向上させることができ、そのため、回転子導体
の材料特性を十二分に発揮させる回転子の限界設計がな
され、モータの小型軽量化、省資材あるいはコストダウ
ンが可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、従来の溶湯鍛造法を用いる場合、回転子
鉄心のスロット中に溶融導体材料を低流速で流し込むた
め、スロットの全長が長い場合、溶融導体材料のスロッ
ト中の滞在時閉が長くなるため、溶融導体材料から回転
子鉄心に多くの熱が奪われ、溶融導体材料が充填方向下
流側の（上部）エンドリングへ到達する前に固化してし
まい、溶融導体材料が前述のエンドリングへ流入しない
ため、正常なかご形回転子が得られないという問題点が
あった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、溶融導体材料がスロット流入の途中で固化せ
ず、正常なかご形回転子が得られる製造方法を提供する
ことを目的とする。

［Ｎ題を解決するための手段］ この発明のかご形回転子の製造方法は、回転子鉄心に溶
融した導体材料を加圧充填して凝固させ、スロット導体
とこれに接続され上記回転子鉄心両端面に配設されるエ
ンドリングを形成するもので、充填された溶融導体材料
の熱または上記導体材料との化学反応によりガス化する
塗布材を上記溶融導体材料充填前に上記スロット内壁面
に付着させるようにしたものである。

［作用］ この発明におけるスロット内壁面に塗布された塗布材は
、溶融導体材料の熱または上記導体材料との化学反応に
よりガス化する。その結果、高温の溶融導体材料とスロ
ット内壁面間に熱伝導率の小さいガス膜が形成され、溶
融導体材料からスロット内壁面への熱伝導が阻害され、
溶融導体材料の凝固速度が低下する。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例に係わるかご形回転子の製造装
置を示す断面構成図であり、図において、（１１）は上
型、（ｌｌｂ）は上型（１１）の下端に設けられた一方
のエンドリングが形成される上エンドリング部、（４１
）は上エンドリング部（ｌｌｂ）から型外に通じ、キャ
ビティ内の空気やガスを排出するためのガス排出口であ
る。　　（１６）はプレスの移動テーブルで、上型（１
１）を固定するとともに、上型（１１）を介して回転子
鉄心（１）及び中間型（ｌＯ）を下型（９）に締め付け
る。中間型（１０）には他方のエンドリングが形成され
る下エンドリング部（ｔｕｂ）と、下型（９）に設けら
れた湯溜り部（９ａ）に収容された溶融導体材料（６）
を導入するための充填口であるゲー）（ｌｏａ）が設け
られている。回転子鉄心（１）のスロット（ｌｂ）内壁
面には例えばシリコンオイルなど導体材料（６）の凝固
点に近いが、それよりも低い温度でガス化する塗布材が
塗布され、塗布膜（５１）が形成されている。（５２）
は塗布膜（５１）がガス化したガス膜である。

下型（９）の湯溜り部（９ａ）に溶融アルミニウムなど
の溶融導体材料（６）を所定量注いでおく。その後、全
体の装置を第１図のように設置した後、加圧プランジャ
（８）を上昇させると導体材料（６）がゲート（ｌｏａ
）、下エンドリング部（１０ｂ）、スロット（ｌｂ）に
流入する。この時高温の溶融導体材料（６）に接触した
塗布膜（５１）は瞬時にガス化し、溶融導体材料（６）
とスロワ）　（ｌｂ）の内壁面問に　熱伝導率の小さな
ガス膜（５２）が形成され、溶融導体材料（６）からス
ロワ）　（ｌｂ）内壁面への熱伝導が阻害される。その
結果、導体材料（６）の温度低下速度が遅くなり、導体
材料（６）はスロワ）（ｌｂ）の中途で凝固、固化して
スロット（ｌｂ）を閉塞することなく流動し、上エンド
リング部（ｌｌｂ）に流入する。溶融導体材料（６）が
ガス排出口（４１）に達すると、ガス排出口（４１）中
の溶融導体材料（６）は急速に冷却されて凝固し、この
時点より加圧プランジャ（８）による加圧力が急速に立
上がり、湯溜り部（９ａ）、ゲー）　（１０ａ）を介し
て、製品内部の導体材料（６）全体に高圧力が加えられ
る。その結果、スロット（１ｂ）中のガス膜（５２）は
圧縮され、溶融導体材料中に溶は込んでしまい、ガス膜
（５２）が残存することはない。

以上の動作により正常なかご形回転子が得られることに
なる。

なお、上記実施例では、塗布材として高温によりガス化
する材料を使用した場合について説明したが、導体材料
との化学反応によりガス化する材料を用いても同様の効
果を奏する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、回転子鉄心に溶融し
た導体材料を加圧充填して凝固させ、スロット導体とこ
れに接続され上記回転子鉄心両端面に配設されるエンド
リングを形成する方法において、充填された溶融導体材
料の熱または上記導体材料との化学反応によりガス化す
る塗布材を上記溶融導体材料充填前に上記スロット内壁
面に付着させたので、導体材料のスロット流入中の固化
によるスロットの閉塞を防止でき、巣の無い健全な電気
導体が得られ、その結果モータの効率及びトルク特性が
向上し、モータの小型軽量化、省資材化、及び高強度化
が図れるかご形回転子が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係わるかご形回転子の製
造装置を示す断面構成図、第２図（ａＸｂ）は一般的な
回転子鉄心を示し、（ａ）は一部切り欠いて断面を表わ
す正面図、（ｂ）は側面図、第３図は従来の溶湯鍛造法
によるかご型回転子の鋳込装置を示す断面図、第３図は
第４図の部分拡大断面図、第５図（ａ）（ｂ）は溶湯鍛
造法で得られたかご形回転子を示し、（ａ）断面図、（
ｂ）側面図、第６図は溶湯鍛造法によるかご形回転子の
トルク特性及び効率をダイカスト品と対比して示す特性
図である。 図において、（１）は回転子鉄心、（ｌｂ）はスロット
、（６）は導体材料、（５１）は塗布材の塗布膜、（５
２）はガス膜である。 なお、図中、同−符゛号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円形状鋼板を積層して形成され、積層方向に貫通するス
   ロットを有する回転子鉄心に溶融した導体材料を加圧充
   填して凝固させ、スロット導体と、これに接続され上記
   回転子鉄心両端面に配設されるエンドリングを形成する
   かご形回転子の製造方法において、充填された溶融導体
   材料の熱または上記導体材料との化学反応によりガス化
   する塗布材を上記溶融導体材料充填前に上記スロット内
   壁面に付着させるようにしたことを特徴とするかご形回
   転子の製造方法。