JP2711374B2 - かご形回転子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、成層鉄心の積重ね方向の中間部に通風孔と
接続する通風ダクトを有するかご形回転子の製造方法に
関し、更に詳しくは、成形されるローターバーがその全
長に亘って電気的に等価となるようなかご形回転子の製
造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、上記した構成のかご形回転子の成層鉄心に設け
られた各スロットにアルミニウムの溶湯を注湯して、ロ
ーターバー及びエンドリングを鋳込み成形するには、以
下の方法によっていた。

第11図に示されるように、鋼板を積層させた成層鉄心
１の中央部にはシャフト孔２が設けられ、このシャフト
孔２の外周部に多数本の通風孔３がシャフト孔２と平行
に設けられている。

成層鉄心１の積重ね方向には、通風孔３と接続する通
風ダクト４を設けなければならないので、成層鉄心１に
設けられたスロット５の横断面と同一形状となるように
鋼板をわん曲させて形成したダクトピース６をスロット
５に接続させて、成層鉄心１の間に介在させる必要があ
る。

中間部にダクトピース６を介在させた成層鉄心１を鉄
心積重ね治具７によって一体に固定し、一体に固定され
た成層鉄心１の上下にそれぞれ上金型８及び下金型９を
装着し、この状態で全体を回転させながら上金型８の湯
口11からアルミニウムの溶湯を注湯して、遠心鋳造法に
よってローターバー12及びエンドリング13を鋳込み成形
する。

アルミニウムの溶湯を注湯してローターバー12及びエ
ンドリング13を鋳込み成形する場合、成層鉄心１及び上
下の金型8,9で囲まれている部分は溶湯の凝固が速い
が、通風ダクト４の部分は成層鉄心１に接していないた
めに、また下金型９によって成形されるエンドリング13
の内周部分は直接金型に接していないと共に、押湯が不
十分なために、それぞれ溶湯の凝固が他の部分に比較し
て遅れる。この凝固の遅い部分には、溶湯が十分に供給
されなくなるため、鋳物の熱収縮によっていわゆる「ひ
け」が生じて、空洞部14が発生する。

なお、上金型８のエンドリング13の内周部分には、直
接湯口11から溶湯が供給されるため、熱収縮によって空
洞部が生ずることはない。

鋳物の熱収縮によってローターバー12の通風ダクト４
の部分に空洞部14が発生すると、この部分の断面積が他
の部分に比較して小さくなって、ローターバー12は、そ
の長手方向に沿って電気的に不等価となる。これに起因
して、ローターバー12における通風ダクト４の部分の電
流密度が大きくなって、発熱によって温度上昇が生じた
り、或いは発生トルクなどの電動機の特性が低下され
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、かご形回転子のローターバーを鋳込み成形
する際に、ローターバーにおける通風ダクトの部分の熱
収縮を補償して、このローターバーをその全長に亘って
電気的に等価にすることにより、電動機の特性のばらつ
き、低下が生じるのを防止することを課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

この課題を解決するために本発明の採用した手段は、
成層鉄心の積重ね方向の中間部に軸方向の通風孔と接続
する通風ダクトを有するかご形回転子を製造するに際し
て、該通風ダクトにおける成層鉄心のスロットと接続す
る部分に型部材を設けて、ローターバーを鋳込み成形す
るかご形回転子の製造方法において、前記型部材のキャ
ビティの横断面積を前記スロットの横断面積に対して鋳
物の収縮分を見込んだ分だけ大きくしたことを特徴とす
るかご形回転子の製造方法である。

〔発明の作用〕

鋳込み成形時において、ローターバーにおける通風ダ
クトの部分は、他の部分に比較して冷却が遅れて、この
部分にひけが発生するが、型部材のキャビティの横断面
積がスロットの横断面積に対して鋳物の収縮分を見込ん
だ分だけ大きくなっているために、鋳込み成形後のロー
ターバーにおける通風ダクトの部分の横断面積は、他の
部分のそれとほぼ同一となる。

この結果、ローターバーにおける通風ダクトの部分の
熱収縮（ひけ）が補償されて、このローターバーが全長
に亘って電気的に等価となり、ローターバーの全長に亘
って電流密度がほぼ同一となって、電動機の特性のばら
つき、低下などが防止される。

〔実施例〕

第１図ないし第６図を参照にして、本発明に係わるか
ご形回転子の製造方法について更に詳細に説明する。な
お、上記した「従来の技術」の項目で説明した部分と同
一又は同等部分には同一符号を付すると共に、「従来の
技術」の項目で説明した部分との重複説明を避け、本発
明の特徴的部分についてのみ説明する。

ダクトピース15は、成層鉄心１に設けられたスロット
16に接続させて、成層鉄心１の間に形成された通風ダク
ト４の部分に設ける一種の型部材である。このダクトピ
ース15は、第３図に示されるように、横断面形状がスロ
ット16の横断面形状とほぼ相似となるように鋼板を曲げ
成形して、成層鉄心１を構成している鋼板1aに溶接して
ある。

第２図及び第４図に示されるように、ダクトピース15
の横断面図は、成層鉄心１に設けられたスロット16の横
断面積よりも、鋳物の収縮分だけ大きくしてある。

上金型８の湯口11からアルミニウムの溶湯を注湯し
て、ローターバー12及びエンドリング13を鋳込み成形す
る場合、ローターバー12における通風ダクト４の部分に
は、溶湯が凝固する際の熱収縮によって空洞部17が生じ
るため、その部分のローターバー12の横断面積は、ダク
トピース15の横断面積よりも小さくなる。しかし、ダク
トピース15の横断面形状は、スロット16の横断面形状と
ほぼ相似になっており、しかもダクトピース15の横断面
積は、鋳物の収縮分を見込んだ分だけスロット16の横断
面積よりも大きくしてあるので、通風ダクト４の部分の
ローターバー12の横断面形状は、他の部分の横断面形状
とほぼ相似形であって、しかもその横断面積は、他の部
分の横断面積とほぼ同一となる。

溶湯が凝固したら、上下の金型8,9を取外し、両エン
ドリング13の内周部分を機械加工して取除くと、第５図
及び第６図に示されるようなかご形回転子となる。ダク
トピース15は、取外すことなくそのまま装着しておく。

なお、第５図及び第６図において18,19,20は、それぞ
れ冷却ファン，バランスウェイト座，シャフトを示す。

第７図は、スロットが矩形状をしている場合に使用さ
れるダクトピース15′の斜視図であり、ダクトピース1
5′の横断面積は、スロットのそれよりも鋳物の収縮分
だけ大きくしてある。

第８図には、スロット16′の横断面形状とほぼ相似形
のダクトピース15″が示されており、ダクトピース15″
の部分のローターバー12′に鋳物の熱収縮によって空洞
部17が生じても、その部分のローターバー12′の横断面
積は、他の部分の横断面積とほぼ同一になっている様子
が示されている。

回転子の外径は定められており、しかもスロットの外
周部は回転子の外周面に近接しているので、ダクトピー
スのキャビティの横断面積の増大部分は、成層鉄心の円
周方向に沿った部分に形成するか、或いは半径方向に沿
った部分に形成する場合には、成層鉄心の中心側の部分
に形成することが必要である。また、ダクトピースのキ
ャビティの横断面積の増大率は、成層鉄心の全長、成層
鉄心の間に設けられる通風ダクトの数、成層鉄心に形成
されているスロットの横断面積などによって相対的に定
まるものであるが、一般的にはスロットの横断面積の1.
07倍以上になる。

なお、上記した各実施例は、いずれもローターバー12
における通風ダクト４の部分をダクトピース15,15′,1
5″を使用して鋳込み成形する例であるが、第９図に示
されるように分割金型21a,21b,21cを使用したり、或い
は第10図に示されるように焼成した砂型22を使用して、
ローターバーにおける通風ダクトの部分を鋳込み成形す
る場合にも、本発明を実施することができ、ダクトピー
スの場合と同様にして分割金型21a,21b,21c或いは砂型2
2のキャビティの横断面積をスロットのそれよりも鋳物
の収縮分だけ大きくしておけばよい。

但し、分割金型或いは砂型を使用する場合は、ダクト
ピースを使用する場合に比較して鋳物の冷却効果が高い
ので、鋳物の収縮率は、小さくなる。

よって、分割金型、或いは砂型のキャビティの横断面
積の増大率は、ダクトピースの場合よりも小さくなる。

なお、分割金型、或いは砂型を使用する場合には、溶
湯の凝固後にこれらを取除く。

〔発明の効果〕

本発明によれば、鋳込み成形時において、ローターバ
ーにおける通風ダクトの部分は、他の部分に比較して冷
却が遅れて、この部分に熱収縮（ひけ）が発生するが、
型部材のキャビティの横断面積がスロットの横断面積に
対して鋳物の収縮分を見込んだ分だけ大きくなっている
ために、鋳込み成形後のローターバーにおける通風ダク
トの部分の横断面積は、他の部分のそれとほぼ同一とな
る。

このため、ローターバーにおける通風ダクトの部分の
熱収縮（ひけ）が補償されて、このローターバーが全長
に亘って電気的に等価となり、ローターバーの全長に亘
って電流密度がほぼ同一となって、電動機の特性のばら
つき、低下などが防止される。

また、本発明の実施に際しては、型部材のキャビティ
の横断面積を、スロットのそれよりも鋳物の収縮分を見
込んだ分だけ大きくするのみでよいので、工程数、及び
使用器具の増加を一切伴うことなく、しかも従来の鋳造
技術で実施できるため、本発明の実施によるコストアッ
プは全くない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の製造方法によってかご形回転子のロ
ーターバー12及びエンドリング13を鋳込み成形した状態
の断面図、第２図は、鋳込み前における通風ダクト４の
部分の拡大横断面図、第３図は、成層鉄心１を構成して
いる鋼板1aにダクトピース15を溶接した状態の斜視図、
第４図は、鋳込み後において鋳物が収縮した状態のダク
トピース15の部分の横断面図、第５図は、本発明の製造
方法によって製作されたかご形回転子の縦断面図、第６
図は、同じく側面図、第７図は、ダクトピース15′の斜
視図、第８図は、鋳込み後において鋳物が収縮した状態
のダクトピース15″の部分の横断面図、第９図及び第10
図は、それぞれローターバー12における通風ダクト４の
部分を鋳込み成形するための分割金型及び砂型の部分の
横断面図、第11図は、従来の製造方法によってかご形回
転子のローターバー12及びエンドリング13を鋳込み成形
した状態の断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 1:成層鉄心、3:通風孔 4:通風ダクト、12,12′：ローターバー 13:エンドリング 15,15′,15″：ダクトピース（型部材） 16,16′：スロット、17:空洞部 21a,21b,21c:分割金型（型部材） 22:砂型（型部材）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成層鉄心の積重ね方向の中間部に軸方向の
   通風孔と接続する通風ダクトを有するかご形回転子を製
   造するに際して、該通風ダクトにおける成層鉄心のスロ
   ットと接続する部分に型部材を設けて、ローターバーを
   鋳込み成形するかご形回転子の製造方法において、 前記型部材のキャビティの横断面積を前記スロットの横
   断面積に対して鋳物の収縮分を見込んだ分だけ大きくし
   て、成形されるローターバーをその全長に亘って電気的
   に等価にすることを特徴とするかご形回転子の製造方
   法。
2. 【請求項２】型部材のキャビティの横断面形状が、成層
   鉄心に設けられたスロットの横断面形状とほぼ相似形に
   なっていることを特徴とする請求項１に記載のかご形回
   転子の製造方法。