JP3479932B2 - Method of manufacturing a cage rotor - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は誘導電動機のかご型
ロータの製造方法に関し、特に高圧ダイキャストを使っ
たかご型ロータの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a squirrel-cage rotor for an induction motor, and more particularly to a method for manufacturing a squirrel-cage rotor using high pressure die casting.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から一般に使用されているかご型誘
導電動機の構造は図５に示される。ロータ１は、ロータ
コア２および導体部３を回転軸４に一体に組み付けて構
成される。ロータコア２は渦電流による損失を防止する
ために、図６に示すように薄い円板状のケイ素鋼板より
なるラミネートコア２１（鉄心要素）を多数積層したも
のであり、かつ、予め外周部にスロット５が穿設された
ものである。但し、損失をそれほど重視しない場合は積
層コアの代わりにソリッド状のコア、例えば圧粉焼結体
が使用される事もある。導体部３は積層したラミネ−ト
コア２１を締めつけた状態でスロット５内に溶けたアル
ミニウム合金などを高圧ダイキャスト法で鋳込んで一体
に成形される。ダイキャストにより成形された導体部３
は、図７に示すようにかご状に配設されたスロッットバ
−６と、その両端を環状部材からなるエンドリング７と
で構成される。従来の高圧ダイキャストによるかご型ロ
ータの製造方法に係る鋳込み装置の断面図を図８、９に
示す。図８は、鋳込み装置である縦型ダイキャストマシ
ンの分割金型１０、１１との間にロータコア２を配設
し、ロータコア２はその内部に治具１２を通して分割金
型１０、１１間に固定されている。また、ロ−タコア２
の積み厚方向の両端部と分割金型１０、１１の内壁面と
の間にエンドリング７ａ、７ｂを形成するための金型９
ａ、９ｂが設けられ、金型９ａにエンドリング７ａに連
通する湯口９１を設けている。また、ロータコア２の下
方に設けたピストン８によって、片方の金型９ａに設け
た湯口９１よりダイキャスト材の溶湯１３を鋳込むよう
にしている。このような構成において、湯口９１を通過
した溶湯１３はエンドリング７ａを充填しながら一部の
溶湯１３はスロット５を経由してエンドリング７ｂに到
達して充填され、充填後溶湯は凝固して固まる。この方
法は、ロータコア２のスロット５の最小寸法幅Ｗs はエ
ンドリング７ａ、７ｂの最小寸法幅Ｗe より小さいの
で、溶湯１３が充填された後、まずスロット５の溶湯が
固まるので、ピストン８からの圧力がエンドリング７ｂ
に伝わらなくなる。すると、溶湯１３に溶け込んでいた
ガスが出ると同時に液体から固体に変わるときに収縮が
起きるので、エンドリング７ｂには大きな巣ができる問
題があった。このため、図９に示すようにかご型ロータ
のスロット５と両端のエンドリング７ａ、７ｂをダイキ
ャストにより一度に形成する方法が提案されている（特
開平６−１３３５０６号公報）。すなわち、分割金型１
４の内部にロ−タコア２を収納し、ロ−タコア２の両側
のエンドリング７ａ、７ｂにそれぞれ連通する湯口９
２、９３を金型９ａ、９ｂに設け、湯口９２、９３にほ
ぼ同時に注湯してダイキャストするようにしている。両
側のエンドリング７ａ、７ｂにほぼ同時に注湯してダイ
キャストするので、湯の流れ距離が従来の半分以下とな
り、低温、低圧にダイキャストできる。2. Description of the Related Art The structure of a conventional squirrel-cage induction motor generally used is shown in FIG. The rotor 1 is configured by integrally assembling the rotor core 2 and the conductor portion 3 with the rotating shaft 4. In order to prevent loss due to eddy currents, the rotor core 2 is formed by laminating a large number of laminated cores 21 (iron core elements) made of thin disk-shaped silicon steel plates as shown in FIG. 5 is drilled. However, if the loss is not so important, a solid core, for example, a green compact may be used instead of the laminated core. The conductor portion 3 is integrally formed by casting aluminum alloy or the like melted in the slot 5 by a high pressure die casting method while the laminated laminate core 21 is tightened. Conductor part 3 formed by die casting
Is composed of a slot bar 6 arranged in a cage as shown in FIG. 7, and an end ring 7 made of an annular member at both ends thereof. 8 and 9 are cross-sectional views of a casting device according to a conventional method for manufacturing a squirrel-cage rotor by high-pressure die casting. In FIG. 8, the rotor core 2 is arranged between the split molds 10 and 11 of the vertical die casting machine which is a casting device, and the rotor core 2 is fixed between the split molds 10 and 11 by inserting a jig 12 therein. Has been done. Also, the rotor core 2
Mold 9 for forming end rings 7a, 7b between both ends in the stacking thickness direction of the mold and the inner wall surfaces of the split molds 10, 11.
a and 9b are provided, and a die 9a is provided with a spout 91 communicating with the end ring 7a. Further, the piston 8 provided below the rotor core 2 is used to cast the molten metal 13 of the die-cast material from the gate 91 provided in one of the molds 9a. In such a structure, while the molten metal 13 that has passed through the sprue 91 fills the end ring 7a, a part of the molten metal 13 reaches the end ring 7b through the slot 5 and is filled, and the molten metal solidifies after filling. Harden. In this method, since the minimum dimension width W s of the slot 5 of the rotor core 2 is smaller than the minimum dimension width W e of the end rings 7a and 7b, the molten metal in the slot 5 is first solidified after the molten metal 13 is filled, so that the piston 8 Pressure from the end ring 7b
Will not be transmitted to. Then, since the gas dissolved in the molten metal 13 is discharged and at the same time contraction occurs when the liquid is changed to a solid, there is a problem that a large cavity is formed in the end ring 7b. Therefore, as shown in FIG. 9, a method has been proposed in which the slot 5 of the squirrel cage rotor and the end rings 7a and 7b at both ends are formed at once by die casting (Japanese Patent Laid-Open No. 6-133506). That is, the split mold 1
4, the rotor core 2 is housed inside, and the sprue 9 communicates with the end rings 7a and 7b on both sides of the rotor core 2, respectively.
2 and 93 are provided in the molds 9a and 9b, and the molten metal is poured into the sprues 92 and 93 almost at the same time and die cast. Since the end rings 7a, 7b on both sides are poured almost at the same time and die-cast, the flow distance of the hot water becomes half or less of that in the conventional case, and die casting can be performed at low temperature and low pressure.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術は
以下の課題があった。
（１）従来の片側のエンドリングに発生する巣の問題を
解決するためになされた、両側のエンドリングにほぼ同
時にダイキャストする方法を用いても、エンドリングに
巣による欠陥が発生する問題が残る。一般に溶融した金
属が金型に入った場合、金型から熱伝導により熱を奪わ
れるために金属の温度が下がり凝固するが、この凝固時
間は金型の湯口の幅が狭いほど速い。図９に示すように
金型９の湯口９２、９３の最小寸法幅Ｗm はエンドリン
グ７ａ、７ｂの最小寸法幅Ｗe のおよそ半分以下に設定
されているものでは、湯口９２、９３の幅寸法が狭いた
め湯口９２、９３の凝固が速くなり、その結果エンドリ
ング７ａ、７ｂに巣を発生しやすい。その結果、エンド
リング７ａ、７ｂに巣の欠陥があると導体部の重量がア
ンバランスとなるため、ロータは回転の際に加わる遠心
力によりエンドリングの巣が変形を起こして振動を発生
し、また、激しいときにはエンドリングが回転中に破損
するという問題があった。また、導体部の結合部分に発
熱が生じて電気的損失が増加する可能性があった。この
ため、両側のエンドリングにほぼ同時にダイキャストす
る方法では、巣の発生に伴って電動機としての品質が低
下し信頼性が損なわれる不具合を有していた。
（２）従来の両側のエンドリングにほぼ同時にダイキャ
ストする方法は、片側からダイキャストする方法に比べ
ると比較的巣の発生が少ないものの、湯口を両側に設け
ているためにダイキャスト金型が複雑になり金型費用が
高くなると言う問題があった。そして、溶湯を充填した
後ロータコアを取り出す為に湯口部を切り離す作業があ
るが、ロータコアの両側に湯口があるとこの作業の自動
化が出来ない為に、生産性に課題が発生していた。この
ように、ロータの片側からダイキャストする方法でしか
もエンドリング部に巣が発生しない方法が望まれてい
た。そこで、本発明は上記の問題を解決するために、第
１の目的として、かご型ロータの両側のエンドリングに
ほぼ同時にダイキャストするにあたり、エンドリングの
巣の発生による欠陥ならびに振動や発熱等による品質の
低下を生じないようにした、信頼性の高いかご型ロータ
の製造方法を提供することである。また、第２の目的と
して、かご型ロータの片側のエンドリングからダイキャ
ストするにあたり、金型費用が安く、湯口部を切り離す
作業が容易にできると共に、エンドリングの巣の発生に
よる品質の低下を生じないようにした、信頼性の高いか
ご型ロータの製造方法を提供することである。However, the prior art has the following problems. (1) Even if the conventional method of die-casting the end rings on both sides, which is made to solve the problem of the nests occurring on the one end ring, is accompanied by the problem that defects occur due to the nests on the end rings. Remain. Generally, when a molten metal enters a mold, heat is taken away from the mold by heat conduction, and the temperature of the metal lowers and solidifies, but the solidification time is faster as the width of the gate of the mold is narrower. As shown in FIG. 9, if the minimum dimension width W m of the gates 92, 93 of the mold 9 is set to approximately half or less of the minimum dimension width W e of the end rings 7a, 7b, the width of the gates 92, 93 Since the dimensions are narrow, the sprues 92, 93 solidify quickly, and as a result, cavities are easily generated in the end rings 7a, 7b. As a result, if the end rings 7a and 7b have a defect in the nest, the weight of the conductor portion becomes unbalanced, and thus the rotor causes the nest of the end ring to deform due to centrifugal force applied during rotation, which causes vibration. In addition, there is a problem that the end ring is damaged during rotation under severe conditions. In addition, there is a possibility that heat is generated in the connecting portion of the conductor portion and electrical loss increases. Therefore, in the method of die-casting the end rings on both sides almost at the same time, the quality of the electric motor is deteriorated due to the generation of the nest, and the reliability is deteriorated. (2) The conventional method of die-casting the end rings on both sides almost at the same time produces fewer cavities than the method of die-casting from one side. There was a problem that it became complicated and the mold cost was high. Then, there is a work of separating the sprue part in order to take out the rotor core after filling the molten metal, but if there is a sprue on both sides of the rotor core, this work cannot be automated, and a problem occurs in productivity. As described above, there has been a demand for a method of die-casting from one side of the rotor and a method of forming no cavities in the end ring portion. Therefore, in order to solve the above problems, the present invention has as a first object that, when die-casting the end rings on both sides of a squirrel-cage rotor at approximately the same time, the defects due to the generation of nests in the end ring, vibration, heat generation, etc. It is an object of the present invention to provide a highly reliable method of manufacturing a squirrel-cage rotor, which does not cause quality deterioration. In addition, as a second purpose, when die-casting from one end ring of the cage rotor, the die cost is low, the work of separating the sprue part can be facilitated, and the quality of the end ring is deteriorated due to the formation of a nest. It is an object of the present invention to provide a highly reliable method for manufacturing a squirrel-cage rotor that is prevented from occurring.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、次のような方法にしたものである。
（１）請求項1に記載の本発明は、外周に複数のスロッ
トを有する積層されたロ−タコアを分割金型の内部に収
納し、前記ロ−タコアの積み厚方向の両端部と前記分割
金型の内壁面との間に金型を設置し、前記スロットと連
通するエンドリングとなる空間を形成し、このエンドリ
ング形成部にそれぞれ連通する湯口を配設し、前記両側
の湯口に高圧ダイキャスト法によりダイキャスト材の溶
湯をほぼ同時に注湯し、前記スロットおよび前記エンド
リングをかご状に一体成形するかご型ロータの製造方法
において、前記溶湯を注湯する湯口の最小寸法幅を前記
エンドリングの最小寸法幅の０．７〜１．０としたもの
である。
（２）請求項２に記載の本発明は、外周に複数のスロッ
トを有するソリッド状または積層されたロ−タコアを分
割金型の内部に収納し、前記ロ−タコアの長さまたは積
み厚方向の両端部と前記分割金型の内壁面との間に金型
を設置し、前記スロットと連通するエンドリングとなる
空間を形成し、このエンドリング形成部の一方側に連通
する湯口を配設し、前記湯口に高圧ダイキャスト法によ
りダイキャスト材の溶湯を注湯し、前記スロットおよび
前記エンドリングをかご状に一体成形するかご型ロータ
の製造方法において、前記ロータコアのスロット部より
内径側に、両エンドリング部に連通するように前記スロ
ットの最小寸法幅より２．５〜５倍の最小寸法幅を有す
る穴部を少なくとも一つ形成し、前記湯口を有する一方
側のエンドリング部から前記スロット部と前記穴部を経
由して反対側のエンドリング部に向かって溶湯を注湯す
るものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has the following method. (1) In the present invention according to claim 1, the laminated rotor core having a plurality of slots on the outer periphery is housed inside a split mold, and both ends of the rotor core in the stacking thickness direction and the split are formed. A mold is installed between the inner wall surface of the mold and a space to be an end ring communicating with the slot is formed, and a gate that communicates with each end ring forming portion is provided. The molten metal of the die-cast material is poured almost at the same time by the die-casting method, and in the method of manufacturing a cage rotor in which the slot and the end ring are integrally molded in a cage shape, the minimum dimension width of the gate for pouring the molten metal is the above-mentioned. The minimum dimension width of the end ring is 0.7 to 1.0 . (2) According to the present invention as set forth in claim 2, a solid or laminated rotor core having a plurality of slots on the outer circumference is housed inside a split mold, and the length or stacking thickness direction of the rotor core is measured. A mold is installed between both ends of the mold and the inner wall surface of the split mold to form a space serving as an end ring communicating with the slot, and a spout that communicates with one side of the end ring forming part is provided. Then, the molten metal of the die-cast material is poured into the sprue by a high-pressure die-casting method, and the slot and the end ring are integrally molded in a cage shape in a method of manufacturing a squirrel-cage rotor. , One end ring having at least one hole having a minimum dimension width 2.5 to 5 times larger than the minimum dimension width of the slot so as to communicate with both end ring portions It is to pouring the molten metal toward the end ring portion of the opposite side through the hole and the slot portion from.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について詳
細に説明する。図１は、本発明の第１の実施例に使用し
た縦型ダイキャストマシンにセットしたロータ部の構成
を示した図である。図２の(a) 、(b) は湯口の形状を示
す図である。ここで、図８、９の従来例における構成要
素と同一または相当部分には同一符号を付している。本
実施例では、図１においてロ−タコア２の積み厚方向を
水平にしてロ−タコア２を縦型ダイキャストマシンの分
割金型１０、１１間に収納し、ロ−タコア２の中心に治
具１２を挿通させた状態で固定し、エンドリング７ａ、
７ｂにはそれぞれ金型９ａ、９ｂを設け、ロータコア２
とその鉛直下方に設けたピストン８との間に金型９ｃを
設け、金型９ｃにはエンドリング７ａ、７ｂに連通する
湯口９１を設けている。ピストン８によりダイキャスト
材の溶湯１３を金型９ｃの湯口９１からロータコア２の
スロット５に鋳込む構成である。このようなロータコア
２のスロット５とその両側のエンドリング７ａ、７ｂを
ダイキャストによりほぼ同時に注湯する方法において、
溶湯１３を鋳込む湯口９１の最小寸法幅Ｗm と、エンド
リング７ａ、７ｂの最小寸法幅Ｗe との寸法比Ｗm ／Ｗ
e をＸとした場合、Ｘの値を種々変えて実験を行った。
一つの湯口９１の形状Ｗm は、Ｘ×４０ｍｍとし、最高
はエンドリングの最小寸法幅Ｗe と同じにした。また、
ダイキャスト材は、アルミニウムおよびアルミニウム合
金を用いた。次に、 実際に本ダイキャストマシンを使用
して、湯口９１の最適形状を把握した。ダイキャストマ
シンは１０００トン、溶湯温度７００℃、鋳込み速度は
３ｍ／ｓ、ロータは珪素鋼板を積層したもの、ロータコ
ア２の直径は４５０ｍｍ、積厚は６９０ｍｍとしてロー
タのダイキャストを行った。湯口９１はロータコア２の
円周状に六カ所等間隔で配置した。続いて、ダイキャス
ト後エンドリングをＸ線透過撮影法で巣の状況を調べ
た。表１に、本実施例と従来例（片方のエンドリングよ
り鋳込む方法）における湯口とエンドリングの最小寸法
幅比Ｘに対する巣の大きさの比較を示す。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a rotor unit set in a vertical die casting machine used in the first embodiment of the present invention. FIGS. 2 (a) and 2 (b) are views showing the shape of the sprue. Here, the same or corresponding parts as those in the conventional example of FIGS. In this embodiment, the rotor core 2 is housed between the split molds 10 and 11 of the vertical die casting machine with the stacking direction of the rotor core 2 horizontal in FIG. 1, and the center of the rotor core 2 is cured. Fix the tool 12 in the inserted state, and insert the end ring 7a,
7b are provided with molds 9a and 9b, respectively, and the rotor core 2
A mold 9c is provided between the mold 9c and a piston 8 provided vertically below it, and the mold 9c is provided with a spout 91 communicating with the end rings 7a and 7b. It is configured such that the molten metal 13 of the die-cast material is cast into the slot 5 of the rotor core 2 from the gate 91 of the die 9c by the piston 8. In the method of pouring the slot 5 of the rotor core 2 and the end rings 7a and 7b on both sides thereof almost simultaneously by die casting,
The minimum dimensional width W m of the cast molten metal 13 sprue 91, end rings 7a, the dimensional ratio W m / W with minimum dimensional width W e of 7b
When e is X, various X values were used in the experiment.
The shape W m of one gate 91 was X × 40 mm, and the maximum was the same as the minimum dimension width W e of the end ring. Also,
Aluminum and aluminum alloy were used as the die-cast material. Next, the die casting machine was actually used to grasp the optimum shape of the gate 91. The die casting machine was 1000 tons, the molten metal temperature was 700 ° C., the casting speed was 3 m / s, the rotor was a laminate of silicon steel plates, the rotor core 2 had a diameter of 450 mm, and the stack thickness was 690 mm, and the rotor was die cast. The gates 91 are arranged at six positions at equal intervals on the circumference of the rotor core 2. Then, after die-casting, the end ring was examined for the condition of the nest by X-ray radiography. Table 1 shows a comparison of the size of the burrs with respect to the minimum dimension width ratio X of the sprue and the end ring in this example and the conventional example (method of casting from one end ring).
【０００６】[0006]
【表１】 [Table 1]
【０００７】これより、従来例に対して巣が生じ易い方
のエンドリングは巣が少ない事を確認した。また、湯口
の幅はエンドリングの幅に近いほど巣の少ない製品が得
られており、特に、Ｘ＝０．７倍以上にするとほとんど
巣が生じない事を確認した。From this, it was confirmed that the end ring, which is more likely to have nests, has fewer nests than the conventional example. Further, it was confirmed that a product having less nests was obtained as the width of the spout was closer to the width of the end ring, and particularly when X = 0.7 times or more, almost no nests were formed.
【０００８】この実施例の製造方法によると、図１に示
すように金型９ｃの湯口９１の最小寸法幅Ｗm がエンド
リング７ａ、７ｂの最小寸法幅Ｗe のおよそ０．７倍以
上に設定されているため、スロット５と両側のエンドリ
ング７ａ、７ｂをダイキャストによりほぼ同時に注湯す
ると、従来の湯口とエンドリングの最小寸法幅比のもの
に比べてエンドリングの凝固時間と湯口９２、９３の凝
固時間の差が縮まり、両部分は同じ速度で熱を奪われて
温度が下がって、その結果エンドリング７ａ、７ｂに巣
を生じることはない。また、エンドリング７ａ、７ｂに
巣の欠陥が発生することがないため導体部の重量のアン
バランスが解消されると共に、ロータは遠心力によって
エンドリングの巣が変形を起こして振動を発生したり、
回転中に破損するという問題が起こることはなく、さら
に、導体部の結合部分に発熱が生じ電気的損失が増加す
ることも起こらない。このように、両側のエンドリング
にほぼ同時にダイキャストする方法において、巣の発生
が起こらないので電動機として高品質、高信頼性の製品
が得られる。なお、本実施例のダイキャスト材はアルミ
ニウム、アルミニウム合金の他に例えば、銅合金やマグ
ネシウム合金などを用いても良くこれらに限定されず、
また、湯口９１の形状は、図２(a) に示す矩形状あるい
は(b) の台形状のものとし、(b) の場合は最小幅部の平
均値Ｗm とした。これらの湯口形状に限定されるもので
はなく、他の形状でも構わない。また、縦型ダイキャス
トマシンにロ−タコアの積み厚方向を水平にしてロ−タ
コアを分割金型間に固定して収納しているが、横型ダイ
キャストマシンにロ−タコアの積み厚方向を鉛直に向け
て分割金型間に収納しても構わない。According to the manufacturing method of this embodiment, as shown in FIG. 1, the minimum dimension width W m of the sprue 91 of the mold 9c is about 0.7 times the minimum dimension width W e of the end rings 7a and 7b. Since the slot 5 and the end rings 7a and 7b on both sides are poured almost at the same time by die-casting, the solidification time of the end ring and the spout 92 are different from those of the conventional sprue and end ring with a minimum dimension width ratio. , 93, the difference in solidification time is shortened, heat is removed from both parts at the same speed, and the temperature is lowered, so that no nest is formed in the end rings 7a, 7b. Further, since the defects of the nests do not occur in the end rings 7a and 7b, the imbalance of the weight of the conductor portion is eliminated, and the rotor causes the nests of the end rings to be deformed by the centrifugal force to generate vibration. ,
The problem of breakage during rotation does not occur, and moreover, heat generation occurs at the connecting portion of the conductor portion and electrical loss does not increase. As described above, in the method of die-casting the end rings on both sides almost at the same time, no nest is generated, so that a high-quality and highly reliable electric motor product can be obtained. Incidentally, the die-cast material of the present embodiment is not limited to aluminum, aluminum alloy, for example, may be used copper alloy or magnesium alloy, etc.,
The shape of the sprue 91 is the rectangular shape shown in FIG. 2A or the trapezoidal shape shown in FIG. 2B, and in the case of FIG. 2B, the average value W m of the minimum width portion is used. The shape is not limited to these sprue shapes, and other shapes may be used. In addition, the rotor core is fixed in the vertical die-casting machine while the rotor core is stacked horizontally, and the rotor core is fixed between the molds. It may be housed between split molds vertically.
【０００９】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図３は、本発明の第２の実施例に使用した縦型ダ
イキャストマシンにセットしたロータ部の構成を示した
図である。ロータコアの内径側に両エンドリングに連結
した穴部２０が形成されている。図４の(a) 、(b) 、
(c) は穴部の形状を示す図である。本実施例では、図３
においてロ−タコア２を縦型ダイキャストマシンの分割
金型１０、１１間に収納し、ロ−タコア２の中心に治具
１２を挿通させた状態で固定し、エンドリング７ａ、７
ｂにはそれぞれ金型９ａ、９ｂを設け、金型９a にはエ
ンドリング７ａに連通する湯口９１を設けている。ピス
トン８により溶湯１３を金型９a の湯口９１からロータ
コア２の湯口を有する片側のエンドリング７ａからスロ
ット５部を経由して反対側のエンドリング部７ｂに向か
って溶湯１３を鋳込む構成である。このようなダイキャ
スト方法により注湯する方法において、ロータコア２の
スロット５部より内径側に、両エンドリング部７ａ、７
ｂに連通するように溶湯１３が通る穴部２０を形成し、
この穴部２０の最小寸法幅Ｗh と、スロット５部の最小
寸法幅Ｗs との寸法比Ｗh ／Ｗs をＹとした場合、エン
ドリング７ａ、７ｂの最小寸法幅 Ｗe に対してＹの値
を種々変えて鋳込み実験を行った。実験ではＷs を1 と
した場合、Ｗe はＷs の５倍の寸法のロータを使用し
た。また、ダイキャスト材は、アルミニウムおよびアル
ミニウム合金を用いた。次に、実際に本ダイキャストマ
シンを使用して、穴部２０の最適形状を把握した。ダイ
キャストマシンは１０００トン、溶湯温度７２０℃、鋳
込み速度は３ｍ／ｓ、ロータは珪素鋼板を積層したも
の、ロータコアの直径は４５０ｍｍ、積厚は６９０ｍｍ
としてロータのダイキャストを行った。なお、穴部２０
は、ロータコア２の円周状に六カ所等間隔で配置してお
り、続いて、ダイキャスト後エンドリング７b をＸ線透
過撮影法で巣の状況を調べた。表２に、本実施例と従来
例（ロータコアの内径部に溶湯がとおる穴部を設けてい
ない、片側から鋳込む方法）における穴部とエンドリン
グ部の最小寸法幅比Ｙに対する巣の発生比率の比較を示
す。Ｙが５の試料は穴部の最小寸法幅Ｗh とエンドリン
グ部の最小寸法幅Ｗe が同じである。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a rotor unit set in the vertical die casting machine used in the second embodiment of the present invention. A hole portion 20 connected to both end rings is formed on the inner diameter side of the rotor core. 4 (a), (b),
(c) is a figure which shows the shape of a hole part. In this embodiment, FIG.
In, the rotor core 2 is housed between the split molds 10 and 11 of the vertical die casting machine, and the jig 12 is inserted into the center of the rotor core 2 and fixed, and the end rings 7a and 7
Molds 9a and 9b are provided on the mold b, respectively, and a gate 91 that communicates with the end ring 7a is provided on the mold 9a. The molten metal 13 is cast by the piston 8 from the gate 91 of the die 9a to the end ring 7b on the other side from the end ring 7a on one side having the gate of the rotor core 2 through the slot 5. . In the method of pouring molten metal by such a die casting method, both end ring parts 7a, 7a
Form a hole 20 through which the molten metal 13 passes so as to communicate with b,
The minimum dimensional width W h of the hole 20, if the dimensional ratio W h / W s of the minimum dimension width W s of the slot 5 parts was Y, end rings 7a, for the minimum dimension width W e of 7b Casting experiments were conducted by changing the value of Y variously. In the experiment, when W s is set to 1, W e uses a rotor having a size five times larger than W s . Further, aluminum and aluminum alloy were used as the die-cast material. Next, the die casting machine was actually used to grasp the optimum shape of the hole 20. The die casting machine is 1000 tons, the molten metal temperature is 720 ° C., the casting speed is 3 m / s, the rotor is a laminate of silicon steel plates, the rotor core diameter is 450 mm, and the stack thickness is 690 mm.
As a result, the rotor was die-cast. The hole 20
Of the rotor core 2 are arranged at equal intervals on the circumference of the rotor core 2. Then, after die casting, the end ring 7b was examined for the nest condition by X-ray radiography. Table 2 shows the ratio of generation of cavities to the minimum dimension width ratio Y of the hole and the end ring in the present example and the conventional example (method of casting from one side where no hole for molten metal is provided in the inner diameter of the rotor core) Shows the comparison. In the sample with Y = 5, the minimum dimension width W h of the hole portion is the same as the minimum dimension width W e of the end ring portion.
【００１０】[0010]
【表２】 [Table 2]
【００１１】これより、ロータコア２の内径部に溶湯１
３がとおる穴部２０を設けたもののうち、穴部２０の最
小寸法幅がスロット５の穴の最小寸法幅より２．５〜５
倍の本発明例は、従来例に対して巣が生じ易い方のエン
ドリング７ｂは巣が少ない事を確認した。また、穴部の
最小寸法幅Ｗh がエンドリングの最小寸法幅Ｗe の０．
７倍以上に成るとほとんど巣の無い製品が得られる事を
確認した。ロータコアの片側から鋳込む方法なので、両
側から鋳込む方法に比べ金型も複雑ではなくて湯口除去
も容易である。As a result, the molten metal 1 is added to the inner diameter portion of the rotor core 2.
Among those provided with the hole portion 20 which 3 passes through, the minimum dimension width of the hole portion 20 is 2.5 to 5 than the minimum dimension width of the hole of the slot 5.
It was confirmed that the double example of the present invention has a smaller number of cavities in the end ring 7b which is more likely to generate cavities than the conventional example. In addition, 0 minimum size width W h of the hole is the minimum size width W e of the end ring.
It was confirmed that a product with almost no nests could be obtained when it became 7 times or more. Since the casting is done from one side of the rotor core, the mold is less complicated than the casting from both sides, and the sprue can be removed easily.
【００１２】この実施例の中の本発明による製造方法に
よると、湯口９１から入った溶湯１３が製品を充填した
後、凝固が始まるが、寸法幅が最も小さいスロット部５
が凝固してもスロット部より最小寸法幅の大きい穴部２
０内の溶湯は完全に凝固していないので、反湯口側エン
ドリング７b にはピストンからの圧力がかかり溶湯も補
充される。エンドリング部と穴部の最小寸法幅が近いほ
ど両部の凝固時間は近くなるのでエンドリング部が完全
に凝固するまで溶湯が穴部より補充され巣が生じない。
また、エンドリング７ａ、７ｂに巣の欠陥が発生するこ
とがないため導体部の重量のアンバランスが解消される
と共に、ロータは遠心力によってエンドリングが変形を
起こして振動を発生したり、回転中に破損するという問
題が起こることはなく、さらに、導体部の結合部分に発
熱が生じ電気的損失が増加することも起こらない。ま
た、従来例のようにロータの片側から溶湯を鋳込むので
金型構造も複雑でなく、湯口の切り離しも従来どおりの
作業でできる。このように、本発明のダイキャストする
方法においては、巣の発生が起こらないので電動機とし
て高品質、高信頼性の製品が得られる。なお、ダイキャ
スト材はアルミニウム、アルミニウム合金の他に、例え
ば、銅合金やマグネシウム合金などを用いても良くこれ
らに限定されるものではない。また、穴部２０の個数は
モータの特性に影響しない様に配慮すれば良いので、少
なくとも一つロータコア２の円周方向に均一に配置され
る事が望ましい。そして、穴部２０の形状は、図４に示
す(a) の矩形状、(b) の台形状、(c) の円形状とし、台
形の場合は最小寸法幅部の平均値をＷh 、円形の場合は
直径をＷh とするが、穴部の形状は上記の形状に限定さ
れない。また、縦型ダイキャストマシンにロ−タコアの
積み厚方向を垂直にしてロ−タコアを分割金型間に固定
して収納しているが、横型ダイキャストマシンにロ−タ
コアの積み厚方向を水平に向けて分割金型間に収納して
も構わない。According to the manufacturing method of the present invention in this embodiment, after the molten metal 13 entering from the spout 91 is filled with the product, the solidification starts, but the slot portion 5 having the smallest dimension width.
Hole 2 with a minimum dimension width larger than the slot, even if solidifies
Since the molten metal in 0 is not completely solidified, pressure is applied from the piston to the counter-gate end ring 7b and the molten metal is also replenished. As the minimum dimension width of the end ring portion and the hole portion are closer to each other, the solidification time of both portions becomes closer, so that the molten metal is replenished from the hole portion until the end ring portion is completely solidified, and no cavity occurs.
In addition, since there is no nest defect in the end rings 7a and 7b, the imbalance of the weight of the conductor portion is eliminated, and the rotor causes the end rings to deform due to centrifugal force to cause vibration or rotation. There is no problem of breakage inside, and further, heat is not generated in the joint portion of the conductor portion and electrical loss does not increase. Further, unlike the conventional example, since the molten metal is cast from one side of the rotor, the mold structure is not complicated and the sprue can be separated by the conventional work. As described above, in the die-casting method of the present invention, no nest is generated, so that a high-quality and highly reliable product as an electric motor can be obtained. The die-cast material may be, for example, a copper alloy or a magnesium alloy other than aluminum and an aluminum alloy, and is not limited to these. Further, the number of the holes 20 may be taken into consideration so as not to affect the characteristics of the motor. Therefore, it is desirable that at least one hole 20 is uniformly arranged in the circumferential direction of the rotor core 2. The shape of the hole 20 is a rectangular shape (a), a trapezoidal shape (b), and a circular shape (c) shown in FIG. 4. In the case of a trapezoidal shape, the average value of the minimum dimension width part is W h , In the case of a circular shape, the diameter is W h , but the shape of the hole is not limited to the above shape. In addition, the rotor core is fixed in the vertical die-casting machine with the stacking direction of the rotor core vertically, and the rotor cores are stored between the split dies. It may be stored horizontally between the split molds.
【００１３】[0013]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。
（１）かご型ロータの両側のエンドリングにほぼ同時に
ダイキャストするにあたり、金型の湯口の最小寸法幅が
エンドリングの最小寸法幅の０．７倍以上に設定されて
いるため、エンドリングの巣の発生による欠陥ならびに
振動や発熱等による品質の低下を生じないようにした、
信頼性の高いかご型ロータの製造方法を得る効果があ
る。
（２）かご型ロータの片側のエンドリングからダイキャ
ストするにあたり、ロータコアの内径部にスロット最小
寸法幅より２．５〜５倍の最小寸法幅を有する穴部を形
成しているため、エンドリングの巣の発生による欠陥な
らびに振動や発熱等による品質の低下を生じないように
した、信頼性の高いかご型ロータの製造方法を得る効果
がある。また、穴部の最小寸法幅がエンドリングの最小
寸法幅の０．７倍以上に設定されているため、エンドリ
ングの巣の発生による欠陥等を生じない効果がある。As described above, the present invention has the following effects. (1) When die casting the end rings on both sides of the cage rotor almost at the same time, the minimum dimension width of the sprue of the mold is set to 0.7 times the minimum dimension width of the end ring. It is designed to prevent defects due to nest formation and quality deterioration due to vibration and heat generation.
This is effective in obtaining a highly reliable cage rotor manufacturing method. (2) When die casting is performed from the end ring on one side of the squirrel cage rotor, a hole having a minimum dimension width of 2.5 to 5 times the slot minimum dimension width is formed in the inner diameter portion of the rotor core. There is an effect of obtaining a highly reliable method of manufacturing a squirrel-cage rotor, which is free from defects due to the generation of nests and from deterioration in quality due to vibration or heat generation. Further, since the minimum dimension width of the hole is set to be 0.7 times or more of the minimum dimension width of the end ring, there is an effect that defects and the like due to generation of the nest of the end ring do not occur.
【図１】 本発明の第１の実施例に使用した縦型ダイキ
ャストマシンにセットしたロータ部の構成を示した図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a rotor unit set in a vertical die casting machine used in a first embodiment of the present invention.
【図２】 図１の湯口の形状を示す図である。FIG. 2 is a view showing the shape of the sprue shown in FIG.
【図３】 本発明の第２の実施例に使用した縦型ダイキ
ャストマシンにセットしたロータ部の構成を示した図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a rotor unit set in a vertical die casting machine used in a second embodiment of the present invention.
【図４】 図３の穴部の形状を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the shape of a hole in FIG.
【図５】 従来のかご型誘導電動機のロータ構造を示す
斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a rotor structure of a conventional squirrel cage induction motor.
【図６】 図５のエンドリングを取り除いたロータの状
態を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a state of the rotor with the end ring of FIG. 5 removed.
【図７】 図５のかご型状の導体部を示す斜視図であ
る。7 is a perspective view showing a cage-shaped conductor portion of FIG. 5. FIG.
【図８】 従来のダイキャストマシンにセットしたロー
タ部の構成を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a rotor unit set in a conventional die cast machine.
【図９】 その他の従来のダイキャストマシンにセット
したロータ部の構成を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a rotor unit set in another conventional die cast machine.
１：ロータ ２：ロータコア ２０：穴部 ３：導体部 ４：回転軸 ５：スロット ６：スロットバ− ７ａ、７ｂ：エンドリング ８：ピストン ９ａ、９ｂ、９ｃ：金型 ９１：湯口 １０、１１、分割金型 １２：治具 １３：溶湯 Ｗm ：湯口の最小寸法幅 Ｗe ：エンドリングの最小寸法幅 Ｗh ：穴部の最小寸法幅1: rotor 2: rotor core 20: hole 3: conductor 4: rotating shaft 5: slot 6: slot bar 7a, 7b: end ring 8: piston 9a, 9b, 9c: die 91: sprue 10, 11, split Mold 12: Jig 13: Molten metal W m : Minimum dimension width of the sprue W e : Minimum dimension width of the end ring W h : Minimum dimension width of the hole
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 15/00 - 15/02 H02K 15/04 - 15/16 H02K 17/16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02K 15/00-15/02 H02K 15/04-15/16 H02K 17/16
Claims (2)
ロ−タコアを分割金型の内部に収納し、前記ロ−タコア
の積み厚方向の両端部と前記分割金型の内壁面との間に
金型を設置し、前記スロットと連通するエンドリングと
なる空間を形成し、このエンドリング形成部にそれぞれ
連通する湯口を配設し、前記両側の湯口に高圧ダイキャ
スト法によりダイキャスト材の溶湯をほぼ同時に注湯
し、前記スロットおよび前記エンドリングをかご状に一
体成形するかご型ロータの製造方法において、 前記溶湯を注湯する湯口の最小寸法幅を前記エンドリン
グの最小寸法幅の０．７〜１．０としたことを特徴とす
るかご型ロータの製造方法。1. A laminated rotor core having a plurality of slots on the outer periphery is housed inside a split mold, and the space between both ends of the rotor core in the stacking thickness direction and the inner wall surface of the split mold. A mold is installed in the space to form a space to be an end ring that communicates with the slot, and a gate that communicates with each of the end ring forming portions is provided. In a method of manufacturing a squirrel-cage rotor in which molten metal is poured almost at the same time and the slot and the end ring are integrally molded in a cage shape, the minimum dimension width of the spout for pouring the molten metal is 0 mm of the minimum dimension width of the end ring. A method of manufacturing a squirrel-cage rotor, characterized in that
または積層されたロ−タコアを分割金型の内部に収納
し、前記ロ−タコアの長さまたは積み厚方向の両端部と
前記分割金型の内壁面との間に金型を設置し、前記スロ
ットと連通するエンドリングとなる空間を形成し、この
エンドリング形成部の一方側に連通する湯口を配設し、
前記湯口に高圧ダイキャスト法によりダイキャスト材の
溶湯を注湯し、前記スロットおよび前記エンドリングを
かご状に一体成形するかご型ロータの製造方法におい
て、 前記ロータコアのスロット部より内径側に、両エンドリ
ング部に連通するように前記スロットの最小寸法幅より
２．５〜５倍の最小寸法幅を有する穴部を少なくとも一
つ形成し、 前記湯口を有する一方側のエンドリング部から前記スロ
ット部と前記穴部を経由して反対側のエンドリング部に
向かって溶湯を注湯することを特徴とするかご型ロータ
の製造方法。2. A solid or laminated rotor core having a plurality of slots on the outer periphery is housed inside a split mold, and both ends of the rotor core in the length or stacking thickness direction and the split mold. A mold is installed between the inner wall surface and the inner wall surface to form a space serving as an end ring that communicates with the slot, and a spout that communicates with one side of the end ring forming portion is disposed,
The molten metal of the die-cast material is poured into the sprue by a high-pressure die-casting method, and in the method of manufacturing a cage rotor in which the slot and the end ring are integrally molded in a cage shape, on the inner diameter side of the slot portion of the rotor core, both At least one hole having a minimum dimension width that is 2.5 to 5 times larger than the minimum dimension width of the slot is formed so as to communicate with the end ring portion, and the slot portion is formed from one end ring portion having the gate. And a method of manufacturing a squirrel-cage rotor, wherein the molten metal is poured toward the end ring portion on the opposite side via the hole.
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