JPH03139148A - 偏平形鋳造回転子およびその製造方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は誘導電動機等に使用される鋳造回転子のうち、
特に形状が偏平であり、また欠陥の発生が少なく、機械
的特性が優れた新規な偏平形鋳造回転子およびその製造
方法に関する。

（従来の技術） 従来から広く使用されている大型のかご形誘導電動機の
回転子１は一般に第５図に示すように、回転子鉄心２と
回転子導体３とを回転軸４に一体に組み付けて構成され
る。回転子鉄心２は、渦電流による損失を防止するため
に第６図に示すように薄い円板状のケイ素鋼板より成る
鉄心要素５を多数積層して形成され、各鉄心要素５の外
周部には第７図に示すようなスロット６が穿設されてい
る。

また回転子導体３は第８図に示すように銅棒（スロット
バー）７をかご状に配設し、その両端をエンドリング（
短絡環）８と呼ばれる環状の銅板で一体に接合したもの
である。各銅棒７は、回転子鉄心２のスロット６に打ち
込まれ、回転子鉄心２の両端に一体に接合されたエンド
リング８゜８に溶接または銀ろう付げによって固定され
る。

誘導起電力による渦電流は、上記銅棒７とエンドリング
８．８を循環して流れ、この渦電流と回転磁界との電磁
力によって回転子１が回転する。

しかしながら上記のような銅棒をスロット内に打ち込ん
で形成する回転子では、銅棒を任意の形状に加工するこ
とが困難であり、電動機の性能特性を用途に応じて変化
させることが困難であった。

また、導体としての銅棒と、エンドリングとを接合する
際に付加される溶接熱等によってエンドリング近傍の銅
棒が加熱されて軟化し、その結果高速回転時に作用する
遠心力に耐え切れずに鉄心端部に亀裂を生じる場合があ
り、電動機の寿命が短くなる問題点がある。

そのため銅棒とエンドリングとを予め一体に形成する回
転子も採用されている。

すなわち近年、出力の小さい小型誘導電動機に使用され
る回転子として、銅棒７やエンドリング８．８の部分を
、溶融した純アルミニウム等の金属溶湯で鋳込んで一体
に成形する鋳造回転子が多用化されている。

この鋳造回転子の製造方法としてはダイカスト法や低圧
鋳造法が広く使用されている。ダイカスト法は、アルミ
ニウムなどの軟質な金属を金型へ圧力を加えて鋳込む方
法であり、一方低圧鋳造法は密閉した炉内に圧縮空気を
送り、１５〜５０ｋＰａ程度の低圧力を炉内のアルミニ
ウム合金等の場面に働かせ、溶湯を押し上げて金型に注
入するようにしたものである。

いずれも、予めスロットを穿設した鉄心要素を多数積層
して締め付けた状態でアルミニウム合金などの金属溶湯
をスロット内に注入し、エンドリングを含む回転子導体
および冷却羽根を一体に成形する方法である。

この鋳造回転子によれば、従来の鋼材よりアルミニウム
材の方が導電率が低いため、回転子自体をやや大型にす
る必要があるが、第９図に示すように冷却用羽根９も同
時に形成することが可能であり、量産性にも優れている
ため、広く用いられている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら従来の銅棒打ち込み式の回転子や鋳造回転
子は、電動機出力の大小に関係なく、回転子鉄心の直径
に対する鉄心長の比が、いずれも１゜１〜２程度の範囲
で設計されているため、特に電動機の搭載場所として狭
い空間しか残されていない産業用機械や車輌に採用する
ことは考慮されなかった。

また従来のダイキャスト鋳造法によって、冷却用機を多
数配設した複雑形状の鋳造回転子を製造する場合、溶融
金属中に含まれているガスあるいは鋳型のキャビティ内
に残存している空気が、溶細金属の充満過程において密
閉された、キャビティ内で逃げ場を失い、製品内に巻き
込まれるおそれが大きい。また溶融金属を製品キャビテ
ィ内に注入する際のプランジャ速度が速いため、キャビ
ティ内の空気が溶融金属内に巻き込まれ霧状の気泡が発
生して製品内部に多数の欠陥を発生させる場合が多い。

このような鋳造欠陥の発生を防止するために、通常鋳型
の最頂部にガス抜き穴が設けられている。

しかしガス抜き穴が目詰りした場合、製品部分で最終凝
固部となる短絡環および冷却用機の根元部に鋳造欠陥が
集中して発生し易くなる。

そして鋳造回転子を高速度で回転させると、熱により回
転子自体の温度が上昇して強度特性が低下する上に回転
時の遠心力によって羽根の根元部に応力が集中する。

しかるに冷却用羽根の根元部に鋳造欠陥が発生した鋳造
回転子では、根元部における許容応力値も低下している
ため、高温下で応力集中により冷却用羽根の変形または
折損が起こり易くなり、最終的には電動機自体の故障の
原因となる。

また短絡環状部に欠陥が発生した場合には、短絡環の断
面積の一部が減少する。そのため、電動機運転時におけ
る電流密度が高くなり、短絡環部の温度が急上昇する。

この温度上昇も短絡環部における変形や亀裂を発生させ
る原因となる。

またスロットバー、短絡環および冷却用羽根を一体成形
する鋳型を用いて鋳造する場合、溶融金属を鋳型底部よ
り押し上げて鋳込む際に、上部短絡環部に発生する鋳造
欠陥の原因は、スロット内を上昇して進入する溶融金属
が上部短絡環および冷却羽根成形用鋳型のキャビティ内
に残存する空気を完全に排出する前にキャビティ内に充
満し、残存する空気を巻き込んだ状態で凝固してしまう
からである。

この欠陥発生原因はスロットと冷却用羽根との配設位置
にも大きく関係していることが本発明者らの研究によっ
て明らかになった。すなわち従来、冷却用羽根とスロッ
トとの相対位置関係は、鋳造性や欠陥の発生度合、冷却
効果には影響を及ぼすことは少ないものとして設計され
ていた。しかしながら冷却用羽根とスロットとを一体成
形する鋳造回転子においては、その相互の位置関係の適
否は回転子の特性や鋳造性に大きな影響を及ぼすことが
判明した。

すなわち第１０図に示す従来例のように各スロット６の
真上に冷却用羽根９を配設する構造を採用した場合には
、鋳造時に各スロット６を上昇する溶融金属１０が、短
絡環８を形成するための鋳型１８のキャビティ内に充分
に回り込むことなく、矢印で示すように、直接的に冷却
羽根成形用鋳型１１のキャビティ内に流入する割合が多
くなるため、隣接するスロット６．６の中間部に空気溜
り１２が形成され易い。

また冷却用羽根９をスロット６と同数だけ密に配設した
場合には、冷却面積は増大するが、回転時において隣接
する冷却用羽根９，９間に取り込む空気量が減少するた
め、却って冷却効率が低下してしまうという事実も確認
された。

一方、前記したガス欠陥を防止するため、鋳型のキャビ
ティ内の残留空気を大気中に排出するベントプラグが、
鋳型の頂部に通常配設されている。

しかし従来の排出速度の基準によってガス抜き面積を設
定されたベントプラグでは、溶融金属が上昇するに伴っ
て、キャビティ内の空気の体積減少量が、ベントプラグ
より排出される体積量より上回ることが多い。そのため
キャビティ内の背圧が高まり、溶融金属の上昇速度が低
下し、湯回り不良が発生するケースが多い。

これらの対策として、キャビティ内の空気の体積減少変
化とベントプラグよりの排出量とが等しくなるようにベ
ントプラグの開口面積を増大化させたり、あるいは溶融
金属の上昇速度をキャビティの体積変化に応じて変える
加圧制御を行なう方法などが考えられる。しかしながら
短絡環部とスロット部とを一体に鋳造する鋳造回転子に
おいては、断面積が大きい短絡環部と、断面積が小さい
スロット部との境界部における体積変化が急激である。

そこで溶融金属の注入速度をスロット部の断面積を基準
にして、スロット内にて湯流れ停止を発生させない臨界
流速付近の流速で鋳込む方法も考えられる。

しかしながら冷却用羽根をも一体成形して形成する鋳造
回転子においては、回転子鉄心部の温度や溶融金属温度
等のばらつきが大きくなり、臨界流速程度の流速では、
局所的に湯回り不良となる危険性が高い。

このようにいずれにしろ欠陥を発生させないために行な
う溶融金属の流速制御を実施するためには高度の技個が
要求され、鋳造回転子の製造コストが増大する欠点があ
った。

一方従来の製造方法においては、回転子鉄心の端面周上
に突設される多数の冷却用羽根を形成する型として、熱
伝導率が大きな金属製型を使用している。この型の形状
は複雑であり、その型の製造が困難であり、また高コス
トを要する上に、鋳造後において離型が困難であり、作
業性が極めて悪いという欠点があった。

また熱伝導率が大きいため、冷却羽根成形用鋳型自体の
温度や鋳型内を流れる溶融金属の温度が低下し易く、湯
回り不良による欠陥を生じ易いという問題点もあった。

一方回転子鉄心を形成する初期工程において、各鉄心要
素の外径や各スロット位置を正確に合せた後に、積層し
た鉄心要素の外周部等に、各鉄心要素の移動を防止する
拘束治具が一時的に装着される。この拘束治具により、
回転子鉄心の移送取扱時または鋳造時において作用する
外力によって鉄心要素がずれることが効果的に防止され
る。

しかしながら拘束治具による押圧力が比較的に小さいた
め、鋳造回転子として高速回転させた場合に発生する熱
による鉄心の膨張を阻止することができず、結果として
スロットバーと短絡環との接合部に大きな応力が作用す
ることとなり、核部に割れ等を発生させるという問題点
もあった。

また冷却用羽根は短絡環の側端面に突設するように形成
されているため、高速運転時において作用する遠心力や
熱によって変形し易い欠点もある。

特に溶融金属として純アルミニウムなど比較的に強度が
低い材料で形成した場合には何らかの対応が必要となる
。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであ
り、特に配置空間が狭い場合にも容易に採用することが
可能であり、製造時における欠陥が少なく強度特性、冷
却特性が優れた偏平形鋳造回転子およびその製造方法を
提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明に係る偏平形鋳造回転
子はスロットを穿設した鉄心要素を積層して形成した回
転子鉄心と、積層した鉄心要素を拘束固定する押え板と
、回転子鉄心の軸方向両端面にそれぞれ形成した短絡環
と、スロット内に形成したスロットバーと、少なくとも
一方の短絡環の端面に所定間隔をおいて形成された冷却
用羽根とを備え、上記短絡環、スロットバーおよび冷却
用羽根を鋳造により一体成形するとともに、上記回転子
鉄心の直径に対する鉄心長の比を０．　１〜０．５に設
定したことを特徴とする。

また冷却用羽根の配設数をスロット数の整数分の１に設
定するとともに、各冷却用羽根を隣接するスロット間の
中央位置に対向するように配設するとよい。

さらに短絡環の側周面に形成した複数の冷却用羽根の頂
部を相互に連結する補強環を、冷却用羽根と一体に形成
する構造とすることもできる。

そして押え板は非磁性材料で形成することもできる。

さらに本発明に係る偏平形鋳造回転子の製造方法は、ス
ロットを穿設した複数の鉄心要素を積層して鉄心の直径
に対する鉄心長の比を０．　１〜０゜５に設定した回転
子鉄心を形成し、積層した各鉄心要素を拘束固定する押
え板を取り付けた後に、水平方向に配置した回転子鉄心
および押え板の上下に短絡環成形用鋳型および砂型で形
成した冷却羽根成形用鋳型を装着するとともに回転子鉄
心の上部側に装着した冷却羽根成形用鋳型の上部に抑場
を配置した状態で、各成形用鋳型のキャビティおよび回
転子鉄心のスロットに成形用鋳型底部より溶融金属を鋳
込むことにより、短絡環、スロットバーおよび冷却羽根
を一体に鋳造成形することを特徴とする。

また押え板は、積層した鉄心要素を成形用鋳型の固定締
付圧力以上の荷重で締め付けた状態で取り付けるとよい
。

（作用） 上記構成に係る偏平形鋳造回転子によれば、短絡環、ス
ロットバーおよび冷却用羽根を鋳造により一体に形成し
ているため、従来のように個別に形成したものを接合し
た回転子と比較して強度特性が優れる上に製造効率を改
善することができる。

また回転子鉄心の直径に対する鉄心長の比を０゜１〜０
．５に設定し偏平形に形成しているため、狭い搭載空間
しか確保できない特殊機械にも容易に採用することがで
き、誘導電動機の用途範囲をより拡大することができる
。

さらに冷却用羽根の配設数をスロット数の整数分の１に
設定しであるため、高速回転時において、隣接する冷却
用羽根間に取り込まれる空気量を増大することが可能で
あり、冷却効率をより向上させることができる。

また冷却用羽根を隣接するスロット間の中央位置に配設
しているため、スロットバーと短絡環を一体に鋳造成形
する場合において、スロット内を上昇する溶融金属が直
接、冷却羽根成形用鋳型のキャビティ内に流入すること
がない。すなわちスロットの上部から流出した溶融金属
は、−旦冷却羽根成形用鋳型の底面に衝突して反転し、
短絡環成形用鋳型のキャビティを満たし、しかる後に冷
却羽根成形用鋳型内に順次流入する。したがって短絡環
部において空気等の滞留部が形成されず、欠陥のない鋳
造回転子を形成することができる。

また短絡環の外周面に形成した複数の冷却用羽根の頂部
を相互に連結する補強環を冷却用羽根と一体成形してい
るため、冷却用羽根の強度特性を大幅に改善することが
できる上に、補強環は冷却面積を増大させるため、冷却
効率を高めることもできる。

さらに積層した鉄心要素を拘束固定する押え板を設けて
いるため、回転子鉄心を移送したり取扱う際および鋳造
時に回転子鉄心に外力が作用した場合においても、鉄心
要素がずれる゛おそれがない。

特に押え板を非磁性材料で形成することにより、誘導電
動機としての電気的な特性の低下を招くおそれも解消さ
れる。

また本発明に係る偏平形鋳造回転子の製造方法によれば
、鋳造時に、型底部よりキャビティ内に注入された溶融
金属は、短絡環成形用鋳型、回転子鉄心のスロットおよ
び砂型で形成した冷却羽根成形用鋳型のキャビティを順
次満たし、短絡環、スロットバーおよび冷却用羽根を一
体に形成することができる。

一方溶融金属の注入時に発生したガスやキャビティ内の
空気は順次上方に移動し、押湯に効果的に収容される。

したがって短絡環部および冷却用羽根部において空気の
残留による巣が形成されることが効果的に防止され、欠
陥のない高品質の偏平形鋳造回転子を製造することがで
きる。

また押湯を設けた鋳型を使用しているため、溶融金属が
凝固する際に収縮しても、溶融金属が鋳型内に補給され
るため、引は巣などの欠陥が発生することがなく、表面
が緻密な偏平形鋳造回転子を形成することができる。

さらに冷却羽根成形用鋳型が、従来のように金型ではな
く砂型で形成されているため、鋳造後における型の崩壊
性が優れており、鋳造回転子を型から取り出す離型操作
が極めて容易となり、製造効率を大幅に改善することが
できる。

また金型より熱伝導率が低い砂型を使用しているため、
最終凝固部となる冷却羽根成形用鋳型の温度や進入した
溶融金属の温度が低下することが少なく、湯回り不良を
発生するおそれが少ない。

さらに回転子鉄心を組み立てるに際して、積層した鉄心
要素を成形用鋳型の固定締付圧力以上の荷重で締め付け
た状態で抑え板を取り付けているため、鋳造時に作用す
る圧力によって鉄心要素がずれるおそれがない。

（実施例） 次に本発明の一実施例について添付図面を参照して説明
する。第１図は本発明に係る偏平形鋳造回転子の一実施
例を部分的に破断して示す斜視図である。なお第５図〜
第１０図に示す従来例と同一構成要素には同一符号を付
してその重複した説明を省略する。

すなわち本実施例に係る偏平形鋳造回転子は、スロット
６を穿設した鉄心要素５を積層して形成した回転子鉄心
２ａと、積層した鉄心要素５を拘束固定する押え板１３
と、回転子鉄心２ａの軸方向両端面にそれぞれ形成した
上部短絡環１４と下部短絡環１５と、スロット６内に形
成したスロットパー７ａと、上下部短絡環１．４．１５
のそれぞれの端面周上に所定間隔をおいて形成された冷
却用羽根１６ａ、１６ｂとを備え、上記短絡環、スロッ
トバーおよび冷却用羽根を鋳造により一体成形するとと
もに、上記回転子鉄心２ａの直径りに対する鉄心長しの
比を０．１〜０．５に設定して構成される。

また第２図に示すように、冷却用羽根１６ａ。

１６ｂの配設数は上下部短絡環１４．１５側のそれぞれ
についてスロット６の配設数の２分の１に設定するとと
もに、各冷却用羽根１６ａ、１６ｂを隣接するスロット
６．６間の中央位置に対向するように配設しである。

ここで冷却用羽根１６ａ、１６ｂの配設数および位置を
スロット６の配設数および位置と無関係に設定すると、
スロット６と冷却用羽根１６ａ。

１６ｂとが軸方向に一直線上に配置される部位が生じる
。この部位においては第１０図に示すように鋳造時に溶
融金属１０がスロット６の出口部から冷却羽根成形用鋳
型１１のキャビティ内に直接流れ込み、短絡環８下部に
ガス欠陥を生じ易い。

そのため冷却用羽根１６ａ、１６ｂの配設数はスロット
数の整数分の１に設定し、かつ各冷却用羽根１６ａ、１
６ｂは隣接するスロット６．６間の中央位置に対向する
ように配設することが望ましい。また冷却用羽根１６ａ
、１６ｂの配設数をスロット数と同数にし、密にすると
、冷却表面積は増大するが、回転時に冷却用羽根間に取
り込まれる空気量が減少して却って冷却効率が低下する
。

一方配段数を１／４以下にすると、冷却表面積が減少し
て冷却効率が低下する。したがって冷却用羽根１６ａ、
１６ｂの配設数は１／２または１／３に設定すべきであ
るが、ある程度の冷却表面積を確保するためには１／２
が好適である。

さらに上部短絡環１４および下部短絡環１５の側周面に
それぞれ形成した複数の冷却用羽根１６ａ、１６ｂの頂
部を相互に連結する補強環１７ａ。

１７ｂを、それぞれ冷却用羽根１６ａ、１６ｂと一体に
形成している。

また押え板１３は、ステンレス鋼などの通常の非磁性材
料で断面コの字状に形成され、回転子鉄心２ａの内周部
に取り付けられる。

ところで誘導電動機の出力特性は、回転子鉄心の長さ（
厚み）、スロットの形状およびステータの絶縁特性によ
って決定されるが、本発明のように回転子鉄心２ａの直
径にＤに対する鉄心長りの比を０．１〜０．５に設定し
て偏平な回転子を使用しても、所要の出力特性を確保す
ることができる。

したがって通常の寸法比を有する誘導電動機が配置でき
ない狭い空間であっても本発明に係る偏平形鋳造回転子
を採用した誘導電動機であれば採用できることとなり、
その用途を大幅に拡大することができる。

次に本発明に係る偏平形鋳造回転子の製造方法の一実施
例について第３図を参照して説明する。

第３図は本発明方法を実施するための鋳型の構成例を示
す半断面図である。

すなわち本実施例に係る製造方法においては、まずスロ
ット６を穿設した複数の鉄心要素５，５を積層して鉄心
の直径りに対する鉄心長しの比を０．１〜０．５に設定
した回転子鉄心２ａを形成し、積層した各鉄心要素５，
５を拘束固定する押え板１３を取り付ける。

この押え板１３の取付操作は、積層した鉄心要素５．５
・・・を、予め成形用鋳型の固定締付圧力以上の荷重で
締め付けた状態で行なう。

次に押え板１３によって拘束固定された回転子鉄心２ａ
を水平方向に配置し、その上下面にそれぞれ上部短絡環
成形用鋳型１８、下部短絡環成形用鋳型１９を配置し、
さらにその上下部にそれぞれ砂型で形成した上部冷却羽
根成形用鋳型２０、下部冷却羽根成形用鋳型２１を配設
する。

ここで上下部冷却羽根成形用鋳型２０．２１は、第４図
に示すように、鋳造される冷却用羽根の高さに等しい厚
さを有する中空円板状に形成され、冷却用羽根を形成す
るための羽根成形空間２２が所要数だけ周方向に等配分
で穿設されている。これらの上下部冷却羽根成形用鋳型
２０．２１の羽根成形空間２２は、回転子鉄心２ａのス
ロット６゜６間の中央位置に対向するように配置される
。

各成形用鋳型の積層順は第３図に示す通りである。すな
わち最下部には湯口２３を形成する湯口砂型２４を内蔵
した下型２５が配置され、その下型２５上部に形成され
た凹陥部に、下部冷却羽根成形用鋳型２１が嵌装される
。また湯口砂型２４の上部には回転子鉄心２ａの位置決
めを行なう位置決め治具２６が載置される。回転子鉄心
２ａの上部には上部短絡環成形用鋳型１８および上型２
７が載置される。この上部短絡環成形用鋳型１８および
上型２７の上面には、上部冷却羽根成形用鋳型２０を嵌
装する凹陥部が形成されている。そして、最上部に押湯
型２８が載置される。この押湯型２８内には、羽根成形
空間に対向するように押湯２９が形成され、押湯２９の
頂部には、各鋳型内の空気を排出するためのベントプラ
グ３ｏが配設される。このように積層して組み立てられ
た各種鋳型は、型連結ボルト３１ａ、３１ｂによって一
体的に固定される。

こうして一体化された鋳型内に収納された回転子鉄心２
ａは、鋳型とともに予熱炉に収容され、鋳造に必要な温
度まで加熱される。

次に鋳造工程に入る。

予熱された回転子鉄心２ａを収容した鋳型の湯口２３は
、図示しない鋳造機の給湯管に接続される。そして鋳造
機の保持炉内に収容されたアルミニウム合金などの溶融
金属面に空気圧を作用させて、所定鋳込み圧力で溶融金
属１ｏを鋳型内のキャビティに注入する。

注入された溶融金属１０は、矢印に示すように、下部冷
却羽根成形用鋳型２１、下部短絡環成形用鋳型１９、回
転子鉄心２ａのスロット６、上部短絡環成形用鋳型１８
、上部冷却羽根成形用鋳型２０のキャビティを順次満た
しなから押湯２９方向に流れる。

一方溶融金属１０の注入時に発生したガスやキャビティ
内の空気は順次上方に移動し、さらに押湯２９に押し出
される。そして最終的にベントプラグ３０を通って鋳型
外に排出される。

そして押湯２９がほぼ溶融金属１ｏで満たされた状態を
確認して、溶融金属１ｏを凝固せしめ、しかる後に型開
きを行ない、鋳造回転子を取り出す。

取り出された鋳造回転子は、第１図に示すように回転子
鉄心２ａの下面側に形成された下部短絡環１４、冷却用
羽根１６ｂ１上面側に形成された上部短絡環１４、冷却
用羽根１６ａと、冷却用羽、根１６ａ、１６ｂにそれぞ
れ一体に形成された押湯鋳物３２および湯口鋳物３３と
が一体に成形されている。そして押湯鋳物３２および湯
口鋳物３３の所定部分（破線部）を研削機等により除去
することにより、冷却用羽根１６ａ、１６ｂの頂部を相
互に連結する補強環１７ａ、１７ｂが形成される。

また鋳型から取り出した偏平形鋳造回転子の冷却用羽根
部には砂型で形成した上下部冷却羽根成形用鋳型２０．
２１がそれぞれ固着している。しかしこの鋳型２０．２
１は砂型で形成しているため、加熱することにより容易
に崩壊し、除去することができる。なお従来のように羽
根成形用鋳型を金型で形成した場合には、鋳造後に型を
除去することが極めて困難である上に、型の製造費が膨
大になる欠点があったが、本実施例方法によれば型製造
作業および離型作業が容易となるため、鋳造回転子の製
造効率およびコストを大幅に改善することができる。

さらに本実施例によれば冷却用羽根１６ａ、　　１６ｂ
の配設数をスロット数の２分の１に設定してあるため、
高速回転時において、隣接する冷却用羽根１６ａ、　　
１６ａ−＝、１６ｂ、１６ｂ−・・間に取り込まれる空
気量を増大することが可能であり、冷却効率をより向上
させることができる。

また冷却用羽根１６ａ、１６ｂを隣接するスロット６．
６間の中央位置に対向するように配設しているため、ス
ロットパー７ａと短絡環１４．１゜５を一体に鋳造成形
する場合において、第１０図に示すようにスロット６内
を上昇する溶融金属１０が直接、冷却羽根成形用鋳型１
１のキャビティ内に流入することがない。

すなわち本実施例においては第２図に示すようにスロッ
ト６の上部から流出した溶融金属１０は、矢印で示すよ
うに一旦上部冷却羽根成形用鋳型２０の底面に衝突して
反転し、上部短絡環成形用鋳型１８のキャビティを満た
し、しかる後に上部冷却羽根成形用鋳型２０内に順次流
入する。したがって上部短絡環８において空気等の滞留
部が形成されず、欠陥のない偏平形鋳造回転子を形成す
ることができる。

また上下部短絡環１４．１５の外周面にそれぞれ形成し
た複数の冷却用羽根１６ａ、１６ｂの頂部を相互に連結
する補強環１７ａ、１７ｂをそれぞれ冷却用羽根１６ａ
、Ｌ６ｂと一体成形しているため、冷却用羽根１６ａ、
１．６ｂの強度特性を大幅に改善することができる上に
、補強環１７ａ。

１７ｂは冷却面積を増大させるため、冷却効率を高める
こともできる。

さらに積層した鉄心要素５，５・・・を拘束固定する押
え板１３を設けているため、回転子鉄心２ａを移送した
り取扱う際および鋳造時に回転子鉄心２ａに外力が作用
した場合においても、鉄心要素５．５・・・がずれるお
それがない。特に押え板１３を非磁性材料で形成するこ
とにより、誘導電動機としての電気的な特性の低下を招
くおそれも解消される。

また本実施例に係る偏平形鋳造回転子の製造方法によれ
ば、鋳造時に、型底部よりキャビティ内に注入された溶
融金属１−０は、上下部短絡環成形用鋳型１８．１９、
回転子鉄心２ａのスロット６および砂型で形成した上下
部冷却羽根成形用鋳型２０．２１のキャビティを順次満
たし、上下部短絡環１４．１５、スロットパー７ａおよ
び上下部冷却用羽根１６ａ、１６ｂを一体に形成するこ
とができる。

一方溶融金属１０の注入時に発生したガスやキャビティ
内の空気は順次上方に移動し、押湯２９に効果的に収容
される。したがって短絡環部および冷却用羽根部におい
て空気の残留による巣が形成されることが効果的に防止
され、欠陥のない高品質の偏平形鋳造回転子を製造する
ことができる。

また押湯２０を設けた鋳型を使用しているため、溶融金
属１０が凝固する際に収縮しても、溶融金属１０が鋳型
内に補給されるため、引は巣などの欠陥が発生すること
がなく、表面が緻密な偏平形鋳造回転子を形成すること
ができる。

さらに冷却羽根成形用鋳型２０．２１が、従来のように
金型ではなく砂型で形成されているため、鋳造後におけ
る型の崩壊性が優れており、鋳造回転子を型から取り出
す離型操作が極めて容易となり、製造効率を大幅に改善
することができる。また金型より熱伝導率が低い砂型を
使用しているため、最終凝固部となる上部冷却羽根成形
用鋳型２０の温度や進入した溶融金属１０の温度が低下
することが少なく、湯回り不良を発生するおそれが少な
い。

さらに回転子鉄心２ａを組み立てるに際して、積層した
鉄心要素５，５・・・を成形用鋳型の固定締付圧力以上
の荷重で締め付けた状態で押え板１−３を取り付けてい
るため、鋳造時に作用する圧力によって鉄心要素５．５
・・・がずれるおそれがなく、品質特性が優れた偏平形
鋳造回転子を製造することができる。

〔発明の効果〕

以上説明の通り本発明に係る偏平形鋳造回転子によれば
、偏平形に形成されているため、狭い配置空間しか確保
できない特殊機械にも容易に採用することが可能であり
、誘導電動機の用途範囲をより拡大することができる。

また本発明方法によれば鋳造欠陥等の発生が少なく、電
気的特性および機械的特性が優れた東品質な偏平形鋳造
回転子を効率的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る偏平形鋳造回転子の一実施例を部
分的に破断して示、す斜視図、第２図は鋳造時における
回転子鉄心の周方向に沿う断面図、第３図は本発明方法
を実施するための鋳型の構成例を示す半断面図、第４図
は砂型で形成した冷却羽根成形用鋳型の構造を示す斜視
図、第５図は従来のかご形回転子の構成例を示す斜視図
、第６図は従来の回転子鉄心の構成例を示す斜視図、第
７図はスロットの断面形状例を示す断面図、第８図は従
来の回転子導体の構成例を示す斜視図、第９図は冷却用
羽根を一体成形した従来の鋳造回転子の構成を示す斜視
図、第１０図は回転子鉄心のスロットと冷却用羽根との
位置関係を示す部分断面図である。 １・・・回転子、２，２ａ・・・回転子鉄心、３・・・
回転子導体、４・・・回転軸、訃・・鉄心要素、６・・
・スロット、７，７ａ・・・スロットバー（銅棒）、８
・・・エンドリング（短絡環）、９・・・冷却用羽根、
１０・・・溶融金属、１１・・・冷却羽根成形用鋳型、
１２・・・空気溜り、１３・・・押え板、１４・・・上
部短絡環、１５・・・下部短絡環、ｉ６ａ、１６ｂ・・
・冷却用羽根、１７ａ、１７ｂ・・・補強環、１８・・
・上部短絡環成形用鋳型、１９・・・下部短絡環成形用
鋳型、２０・・・上部冷却羽根成形用鋳型、２１・・・
下部冷却羽根成形用鋳型、２２・・・羽根成形空間、２
３・・・湯口、２４・・・湯口砂型、２５・・・下型、
２６・・・位置決め治具、２７・・・上型、２８・・・
押湯型、２９・・・押湯、３０・・・ベントプラグ、３
１ａ、３１ｂ・・・型連結ボルト、３・・押湯鋳物、３
３・・・湯口鋳物、Ｄ・・・回転子鉄心の直径、Ｌ・・
・鉄心長。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スロットを穿設した鉄心要素を積層して形成した回
   転子鉄心と、積層した鉄心要素を拘束固定する押え板と
   、回転子鉄心の軸方向両端面にそれぞれ形成した短絡環
   と、スロット内に形成したスロットバーと、少なくとも
   一方の短絡環の端面に所定間隔をおいて形成された冷却
   用羽根とを備え、上記短絡環、スロットバーおよび冷却
   用羽根を鋳造により一体成形するとともに、上記回転子
   鉄心の直径に対する鉄心長の比を０．１〜０．５に設定
   したことを特徴とする偏平形鋳造回転子。 ２、冷却用羽根の配設数をスロット数の整数分の１に設
   定するとともに、各冷却用羽根を、隣接するスロット間
   の中央位置に対向するように配設したことを特徴とする
   請求項１記載の偏平形鋳造回転子。 ３、短絡環の側周面に形成した複数の冷却用羽根の頂部
   を相互に連結する補強環を、冷却用羽根と一体に形成し
   たことを特徴とする請求項１記載の偏平形鋳造回転子。 ４、押え板は非磁性材料で形成したことを特徴とする請
   求項１記載の偏平形鋳造回転子。５、スロットを穿設し
   た複数の鉄心要素を積層して鉄心の直径に対する鉄心長
   の比を０．１〜０．５に設定した回転子鉄心を形成し、
   積層した各鉄心要素を拘束固定する押え板を取り付けた
   後に、水平方向に配置した回転子鉄心および押え板の上
   下に短絡環成形用鋳型および砂型で形成した冷却羽根成
   形用鋳型を装着するとともに、回転子鉄心の上部側に装
   着した冷却羽根成形用鋳型の上部に押湯を配置した状態
   で、各成形用鋳型のキャビティおよび回転子鉄心のスロ
   ットに成形用鋳型底部より溶融金属を鋳込むことにより
   、短絡環、スロットバーおよび冷却羽根を一体に鋳造成
   形することを特徴とする偏平形鋳造回転子の製造方法。 ６、押え板は、積層した鉄心要素を成形用鋳型の固定締
   付圧力以上の荷重で締め付けた状態で取り付けることを
   特徴とする請求項５記載の偏平形鋳造回転子の製造方法
   。