JPH04101653A - かご形回転子の製造方法 - Google Patents
かご形回転子の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
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
する方法に関するものである。
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<Laンを積層
して形成され、積層方向に貫通するスロット(1b)と
回転軸挿入部〈1C〉を有している。従来、このかご形
回転子は、スo−)1・〈】b)、回転軸挿入部(lc
)打ち抜いた円形状鋼板(1a)を必要枚数積層して回
転子鉄心を形成し、次にアルミニウムダイカストにより
回転子導体(スロ・ノド導体及びエンドリングで構成さ
れる)を形成した1組 回転軸を挿入して製造される。
た従来のかご形回転子の鋳込装置を示す断面図で、図中
〈2)は仮軸、(3)はカラー、(4〉はす−)1・で
回転子鉄心(1〉は仮軸(2〉及びカラー(3〉を介し
てす−)1・(4)で締め付けられ一体化されている。
溶融したアルミニウムなどの導体材料、(7〉は溶融し
た導体材料(6)を注入するスリーブ、(釦は鋳込み圧
力を加えるプランジャ、(9)は固定金型、(10)は
中間金型、〈11〉は移動金型である。矢印は溶融導体
材料(6)の流れを表わす。
ー〈3)及びナツト(4〉で一体化した回転子鉄心(1
)を、中間金型(10)の円筒状の空孔に挿入し、中間
金型〈10〉及び移動金型(11〉を固定金型〈9〉に
加圧して型締めを行う。しかるi&、スリーブ〈7〉に
t主入された溶融導体材料〈6)がプランジャ(8)に
よって加圧され、回転子鉄心(1)のスローノド(lb
)の中を流れ、スロー71・部及びエンドリング部に高
速で充填され、急速冷却された後、固定金型(9)と中
間金型(10)との間で金型を開き、押出棒<5)によ
りスロワI・導体とエンドリングが形成された回転子鉄
心H)を押し出す。
のかご型回転子を示すもので、(Il〉は断面図、(b
)は側面図であり、(1d〉はエンドリング、(1e)
はスロ・?1・導体、く6Ω〉は収縮巣〈ヒケ巣〉であ
る。ダイカスト法では、溶融した導体材料(6〉を高速
で充填するので、空気やガスを巻込むとともに、凝固が
完了するまで高圧力を維持しておらず、スロット導体(
1e)エンドリング(ld>に収縮巣(ヒケ巣)(6a
)が生じ、密度の低下につながっていた。fl、tば、
純アルミニウムの密度は2.7g/ cm’であるが、
この従来例の回転子導体のアルミニウム密度はせいぜい
2.6g/ cm3前後と低かった。この密度低下が回
転子に誘起された二次電流の導通を妨げ、ひいては回転
トルクを低下させていた。従って、現状では密度低下(
収縮巣による導通低下)を考慮して、回転子導体の材料
特性を十二分に発揮させる設計がなされていない。そこ
で、所望のモータ特性を得るために、回転子の厚さを増
したり、次側の固定子の巻線を太くする等の手段が取ら
れている。そのため、モータ自身が大きくなり、小型軽
量化のための支障となるばかりでなく、余分な[4が必
要でコストアップにつながっていた。
子の強産低下が生じ、高速回転時の断線及び破壊につな
がる危険性があった。
ド及びエンドリングが形成される空間(以下エンドリン
グ部と記す)内に、溶融した導体材料、例えば溶融アル
ミニウムを遅い流動速度で充填させ、上記溶融アルミニ
ウムを400kg/ cm2以上の高圧下で凝固させる
溶湯鍛造法(加圧凝固鋳造法)が導入されている。
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)はノーツクアウトボッチで
、押出棒〈5)を連動して上昇させる。(15〉はポン
チ、〈16)はプレス等の移動テーブル、(17)はt
柱、<11)は上型で、支柱(17)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〈9a)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、(2])はノー)クアウI・用下
板で、 ノウクアウトボンチ(14)にT、ジ止めされ
ている。り41)はキ1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12図は第11図におけるポンチ(15〉が下降し
、下型(9)の湯溜り(9Ω)に押し込まれた充填、加
圧状態を示す拡大断面図である。
b)及び回転軸挿入部(lc)を打抜いた円形の薄鉄板
(in>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(1
1)及び下型(9)を約250°Cに予熱しておき、下
型(9)のキャビティ(9c〉内に上記多数個の六ロア
111b)を有するかご形回転子鉄心をそのスロット(
lb)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1
組 上型(11)の注入口(lln)より溶融アルミニ
ウム(6)を下型(9)の湯溜り<98〉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)を押出し、キ1ビティ<90〉内の
回転子鉄心(1)のスロ・ノド(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(1
5〉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・ノドから順に上方
へ満たされ、ゲート(9Ω)近傍の上端エンドリング部
からガス排出口(4[)に到達する。溶融アルミニウム
〈6〉充填i&、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〉を開き、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。
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。
67g/ cm3のかご形回転子のトルク特性及び効率
を、2.57g/ cm’のダイカスト品と対比して示
す特性図である。縦軸はトルククkg−CI11〉及び
効率(%〉をそれぞれ表わし、横軸は回転数(rpH)
を表わしており、〈イ)は溶湯鍛造品のトルク特性曲線
、〈口)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。
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。
エンドリングの断面積に比べ個々の入口91−の断面積
が比較的小さい場合には、溶融アルミニウムが下端のエ
ンドリング部からスローIf・、さらに上端のエンドリ
ング部へと充填され、凝固する過程において、上端のエ
ンドリング部よリス口・ノド部が先に凝固する。その際
、加圧力も下端のエンドリング部からスロー11・、上
端のエンドリング部の順に伝えられるが、スロ91・が
先に凝固すれば、その圧力は上端のエンドリング部には
伝わらない。そのため上端のエンドリングには凝固が完
了するまで高圧力をかける二とがでまず、収縮巣が発生
する。。
の回転子導体全体に収縮巣が発生する。
生じ1例えば上端のエンドリング部よりスロ71・部が
先に凝固する場合には上端のエンドリングに収縮巣が発
生する。そのため電気導通の低下をきたして、モータの
トルク、効率に悪影響を及ぼすという問題点があった。
もので、スロット導体及びエンドリングを形成する溶融
導体材料全体に、凝固が完了するまで高圧力を加えられ
、収縮巣のない健全な回転子導体が得られるかご形回転
子の製造方法を提供することを目的とし、結果としてモ
ータの効率及びトルク特性が向上し、モータの小型軽量
化が図れるかご形回転子を帰ようとするものである。
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際に、一方のエンドリングを形成
する第1金型を上記回転子鉄心と第1金型が相対的に移
動し得るように保持し、かつ他方のエンドリングを形成
する第2金型を上記回転子鉄心と第2金型が相対的に移
動し得るように保持し、上記溶融導体材料を上記回転子
鉄心と第1、第2金型間に加圧充填1組 プレスの型
締め力により上記回転子鉄心と第1金型を相対的に移動
させて一方のエンドリングを加圧凝固させるとともに上
記回転子鉄心と第2金型を相対的に移動させて他方のエ
ンドリングを加圧&固させるようにしたものである。
め力をシリンダにより受け止めて回転子鉄心と第1金型
または第2金型間の相対的距離を保持するようにしてい
る。
に固定できる加圧プランジャを備えるプレスを用い、上
記リニアスケールにより回転子鉄心及び第1金型(また
は第2金型)の位置を検出し、その検出値に基づき上記
加圧プランジャにより上記回転子鉄心及び第1金型(ま
たは第2金型)を所望の位置にそれぞれ独立して保持し
、溶融導体材料を加圧充填するようにしている。
制御する温度制御手段を備えている。
會型と他方の工7ドリングを形成する第2金型をそれぞ
れ回転子鉄心と相対的に移動し得るように保持しており
、溶融導体材料を加圧充填1組 溶融導体材料を金型内
に導くゲート部が先に凝固し射出プランジャからの圧力
伝達が途絶えても、プレスの型締め力により上記回転子
鉄心と第1金型を相対的に移動させて一方のエンドリン
グを加圧凝固させるとともに上記回転子鉄心と第2金型
を相対的に移動させて他方のエンドリングを加圧凝固さ
せるようにしているので、金型キャビテ(内の圧力を維
持する二とができる。即ち両方のエンドリングに加圧で
き、収縮巣の発生を防止できる。
ンダにより受け止め第1金型または第2金型と回転子鉄
心間の相対的距離を保持しているので、エンドリング形
成空間を狭くすることなく溶融導体材料を所定量充填で
きる。
L型(または第2金型)の位置を検出し、その検出値に
基づy加圧プラノツヤにより上記回転子鉄心及び第1f
!L型(または第2金型)を所望の位置にそれぞれ独立
して保持し、溶融導体材料を加圧充填するようにしてい
るので、溶融導体材料加圧充填時に生じる流動抵抗によ
り回転子鉄心が軸方向に移動することなく所望のエンド
リング形成空間を維持し、溶融導体材料を所望量充填で
きる。
制御する温度制御手段を備えているので、ゲーI・孔で
の溶融導体材料の凝固時間のばらつきが無くなり加圧の
タイミングが常に一定に保たれる。
実施例1に係わるかご形回転子の製造装置を示す断面構
成図である。図において (16)はプレスの移動テー
ブル、(20)はプレスの固定テーブルを示す。(lo
c)は一方のエンドリングを形成する第1合型で中間型
(10)に嵌合固定されており、中間型(10)は上型
(11)にボルトで固定され、それら全体で移動金型を
形成し、さらにそれらは移動テーブル(16)に固定さ
れている。
湯のゲー)(9b)を有しており、型開きは固定金型a
部(98〉と固定金型d部(9d)の合わせ面で行われ
る。固定金型a部(9n)はンリノダ〈25)を介して
移動金型に固定されている。(1)は回転子鉄心、〈2
〉は回転子鉄心〈1〉を保持する仮軸であり、回転子鉄
心(1)の軸穴とのはめあいによる摩擦により溶融導体
材料(6)が充填完了するまでの間口転子鉄心〈】〉を
金型内の所定の位置に保持する機能を有している。(3
)はカラーであり仮軸(2〉の両端にかぶせてありエン
ドリングB (1d )の内側壁を形成する。カラー(
3)はストッパ(30)に接触しておリス1−−7パ(
30〉はストワパ位置決め板(30b)に当り、図の位
置より右側へ移動しないようになっている。即も仮軸(
2)はカラー(釦スト・ツバ(30)を介してストッパ
位It決め板(30b)によりその位置決めがなされて
いる。(4o〉は固定金型に設けられた+<ネでありカ
ラー(3)を介して仮軸(2)をスL−,パ(30)に
押し付けている。〈9b〉は溶融導体材料〈6)を金型
キャビティ内に導くゲートである。
ビティを備える第2金型であるゲートをも備えた固定金
型C部で、固定金型d部〈9d)に嵌合固定されている
。さらに固定金型d部〈9d)はプレス固定テア ル(
20)l: ホルトで固定されている。なおエンドリン
グ部(ld)に付属する冷却フィノ(1f〉を形成する
キャビティは固定金型cg(9c)および第1金型+1
0c)にそれぞれ設けである。なお、固定金型C部(9
c)に設けられたス:・レート部(Ll)は回転子鉄心
(1)が軸方内在へ移動して他方のエンドリング部(1
d〉左側を加圧するための加圧代である。
−1一部で、回転子鉄心(1>と第1金型(10c)の
相対移動(変位)により一方のエンドリング部(ld)
右側を加圧するための加圧代である。加圧代(Ll>(
L2)はエンドリング部(ld)に充填された溶融導体
材料(6)が凝固く液相から固相に相変態)するとまの
体積収縮量を予め算出することによりその長さを決定す
る。〈8)は溶融導体材料(6)を射出するための射出
プランジ1であり湯溜り(7)の底面を形成している。
(6)を加圧充填する際にプレスの型締め力を受け止め
回転子鉄心(11と第1金型(loc)の相対的距離を
保持するンリシダである。
カラー(3)を両端にかぶせる。次に、それを固定金型
a部(9n)に設けられた穴を通して第1金型(IOc
)に嵌合する。以上組み合わせた金型な移動金型として
プレス移動テーブル(16)に固定し移動金型からはみ
だした仮軸(2〉の左側を移動テーブル〈16)の移動
によ−って固定金型cR(90に嵌合挿入する。この時
、固定金型a部〈9a〉と固定金型dg(9d)の端面
が合わさりゲート(9b)および溶融導体材料(6)の
通過する湯口、湯道が形成される。
圧がかかつており、ラムが一定長さ(Ll+L2以上)
を維持して出ている。ンリンダ(25〉は金型内に2本
以上設けてあり、プレス移動テーブル〈16〉による型
締め力より大きな力を出しており、型締め力により金型
が嵌合した時に加圧代(L、)、〈L2)を維持できる
ようになっている。
嵌合される。)その後射出プランジャ(8〉の上昇によ
り、溶融導体材料〈6)が會型キャビテ1内に加圧充填
される。、この時、溶融導体材料〈6)のゲート部〈9
b〉における流速は通産にガスや空気を巻ま込むことが
ないよう比較的低速(レイノルズ数7〜8万以下)にす
るのが良い。
がガス排出口(41)で排出され、溶融導体材料〈6〉
が二のガス排出口(41)に達すると二の部分の溶融導
体材料(6)は急速に冷却されて凝固する。
に立ち上がり、湯溜り(7〉、ゲーI・(9b)を介し
て製品に400kg/ cm2以上の高圧力が加えられ
る。
凝固し、射出プランジ−r(8)からの圧力伝達が途絶
える。ゲート部〈9b)が凝固した時点で ンリンダ〈
25)の油圧をリークする二とにより、再び移動テーブ
ル〈16〉の型締め力により第1金型(10c)が軸方
向左に移動し、金型内の圧力が復元維持される。
ーブル(16)の力がエンドリング部(ld)右側を加
圧し、回転子鉄心〈1〉の両端間の差圧により回転子鉄
心(1)を軸方向左に移動させ回転子鉄心(1)を介し
てエンドリング部(ld)左側へ伝えられる。
グ部(ld)を加圧凝固させることがでよる。
)40個を有する直径160mm長さ115ml11の
回転子鉄心(1)に溶融導体材料(6)(純アルミニウ
ム)を鋳込んで40個のスロー11・導体と、断面積が
12c0抛m2で高さが10mmのエンドリングを形成
するばあいには加工代(Ll)(L2)を2.、に設定
し、デー1一部におけるレイノルス数40000程度で
780℃の純アルミニウムを加圧充填し、加圧力が立ち
上がったilo、5sec遅らせて、即ちゲート部凝固
完了後、ンリシダ(25)の圧力をリークし製品全体に
型締め力による加圧力を加え500kg/c+++2以
上の圧力を加えて凝固させた。
ンで予め予測でき本例の場合、解析の結果凝固時間が0
4秒となったので、射出プラノジャによる加圧力の立ち
上がり1&、型締め力による加圧開始時間を0.5秒に
設定した。
断面積はエントリジグ部(ld)の断面積に比べて小さ
く、しかもエンドリング部(ld)はその名のごとくリ
シグ状につながっている。従って、スロ・ノド〈lb〉
とエンドリング部(1d)の寸法の/ぐう/スく二よっ
ては工7ドリング部〈1d〉が凝固するよりはるかに速
くスロー、l・+lbl内の溶融導体材料〈6)が凝固
してしまう。また、本例のように、比較的断面積の71
%さいゲート部を通過して溶融導体材料〈6〉が金型内
に充填される場合、ゲート部もエンドリング部(ld)
より速く凝固してしまう。このような場合にはtt出プ
ラノジャ(8〉により加えられる圧力はエンドリング部
(1d)に達せず、従ってエントリ〉グ部(1d)内の
溶融導体材料〈6)は、常圧または不十分な加圧力のも
とで凝固し、エンドリング部(1d)断面のほぼ中央に
収縮巣(6a)が生じる二とになる。
加工代(Ll)(L2)を設は回転子鉄心(1)が軸方
向に沿って移動できるように構成し、型締め力により製
品を加圧できるようにしている。
材料(6)が凝固し、ゲート部(9b)が凝固し、エン
ドリング部〈1d〉内の溶融導体材料〈6〉が溶融また
は半溶融状態で取り残されても、型締め力による加圧力
が立ち上がる二とにより(第1金型(10c)が移動し
〉、エンドリング部(1d)右側の加圧力は維持される
。また スロット<lb)内の溶融導体材料(6〉が凝
固する二とにより発生する回転子鉄心(1)の両端間の
差圧を受けて回転子鉄心(1〉は軸方向左へ移動する。
ング部<ld)左側に加圧力を伝達、維持する二とが可
能となる。
固定し、第1、第2金型を移動可能に構成してもよい。
装置を示す断面構成図である。図において、(lod)
は回転子鉄心(1)の直径の微妙な違い(バラツキ)に
対応するために設けられた回転子鉄心〈1〉を取り巻く
金属性バンドで、加圧のための回転子鉄心(1)の相対
すべりが二のバ/ド部分で行われる。(10e )は金
型内に設けられたスペーサ、(lof)はストッパ(3
0)に設けられたスペーサであり、回転子鉄心(1)の
長さの変更による収縮代の変化〈加工代の変化)に対応
するものである。(25)は金型内に設けた加圧用ンリ
ンダである1、他は第1図と同様である。
融導体材料(6)を射出プラノノーr(釦により射出し
、加圧充填完了1&、スロ7111b)およびゲート部
(9b)の凝固を待たず、直ちに加圧シリンダ(25)
による加圧力を立ち上げる。二の時、キゴビティ内に充
填された溶融導体材料(6)が逆流しないよう、射出プ
ラノジャ(8)の圧力と加圧シリンダ(25)による加
圧力のバランスをうまくとっておく。射出プうンジャ(
8)の圧力〉加圧シリンダ(25)の圧カン・400k
g、/ cm’になるよう設定する。第1金型(IOc
)の位置は変わらず所定量の溶融導体tt料(6)が充
填される。ゲート部(91))が凝固するまでは射出プ
うシノヤ〈釦の圧力が有効に作用するが、ゲー)・部(
9b)が凝固し射出プランジャ〈8〉の圧力が伝わらな
くなると、今度は加圧シリンダ〈25〉の圧力が作用し
、金型内の圧力が復元維持される4、この際上記実施例
と同様、第1金型(10c)が軸方向左に移動するとと
もに、回転子鉄心(1)も軸方向左に移動し回転子鉄心
〈1〉を介して加圧シリンダ(25)の圧力がエアトリ
ジグ部(1d)左側へ伝えられ、両エンドリングが加圧
される。
リンダ(25)による加圧力のバランスをうまくとって
、同時にエンドリングを両方向から加圧することにより
スロー)1・部およびゲート部の凝固のタイミング、即
ち加圧のタイミングを測らないでも溶融導体材料(6〉
が液相状態で取り残された部分を選択的にかつ自動的に
加圧凝固させられる。
打ち抜き方法で微妙に変化し、ばらつきが生じる。本発
明においては、金型と回転子鉄心が相対運動するため、
金型と回転子鉄心の隙間は一定、005〜O,In+I
11でなくてはいけない。回転子鉄心(])の直径変化
に対して金型をいちいち変更していたのではコストがか
かる。ところが、二の実施例では 回転子鉄心(1)を
取り巻く金属性パン1’(10d)を設け、このバンド
部分で回転子鉄心との相対すべりを行っているので、回
転子鉄心(1)の直径の微妙な違い〈バラツキ)に対応
できる。
転子の長さが変化する。それに伴い加圧式も変更せざる
を噂ない。また溶融導体材料体積が増すと加圧式も増す
。而して、この実施例では加圧式な変えるためのスペー
サ(10eL(10f)を金型内に設け、スペーサの厚
みを変えることにより加圧式の変化に対応しているので
、金型の主要部分を変更しな(てもよく、簡便でコスト
がかからない、、また、スペーサを2個設けることで、
左右対称もしくは非対称の加圧式にも対応できる。
装置を示す断面構成図、第4図はその側断面構成図で、
第5図は実施例3におけるノウク了つドパンチ(31)
もしくは移動テーブル〈16)を駆動するための油圧回
路の一例を示す回路図である。
はプレスの固定テーブルを示す。〈lO〉は一方の下部
エンドリングを形成するキャビティを有する第1金型で
、二の場合は中間型である。中間型(lO)は油圧式の
會型固定装置(]Ob)によってプレス固定テーブル(
20)に固定されている。(10c)は中間型〈10〉
に設けられたガイド穴である。
ィを有する第2金型で、この場合は上型であり、フィン
(If)を形成するキャビティを通じてガスを排出する
排出口(41〉を有している。上型<11〉は 移動テ
ーブル〈16)内に組み込まれた油圧シリンダ(llb
)のビス1ノに接続され、シリンダがビス1ンを介して
上型(11〉を引(ことによ−ン移動テーブル(16)
に固定されている。
持する仮軸であり、回転子鉄心(1)の軸穴とのはめあ
いによる摩擦により溶融導体材料(6)が充填完了する
までの間口転子鉄心(1〉を金型内の所定の位置に保持
する機能を有している。、+3)はカラーであり仮軸〈
2〉の両端にかぶせてエンドリングE (l d )の
内側壁を形成する。カラー(3)はストフハ(30)に
T型溝で締結されている。スト−lパ〈3o〉はバネと
減衰器からなる緩ti装置(50)i二よりノックアウ
トパッチ(31〉に締結されている。即ち仮軸〈2)は
カラー(3)ストシバ(30〉を介してノックアウトバ
ンチ(31)によりその位置決めがなされている。 /
−ツクアウトパンチ(31)およびプレス移動テーブル
(16〉はそれぞれ独立した油圧回路によって駆動して
おり、それぞれが位置検出用リニアスケール(60)を
有しており、任意の位置においてO1■の位置決め精廖
でそれぞれ所望の位置に位置決めできるようになってい
る。(9b)は溶融導体材料(6)を金型キャビティ内
に導くゲートであり、かつ二の実施例の場合には溶融導
体材料(6)の凝固1&冷却フイン(1f)を形成する
キャビティの機能を兼ねている。なお、中間型(lO)
に設けられたスi・レーi・部(L2)は回転子鉄心(
1)が軸方向下へ移動してエンドリング部(ld)下側
を加圧するための加工代である。(L、)は上型〈11
)に設けられたストレー1−邪で、回転子鉄心<1〉と
上型(11)の相対変位によりエンドリング部(1d〉
上側を加圧するための加工代である。加工代(Ll)(
L2’)はエンドリング部(1d〉およびスロー11・
(lb>に充填された溶融導体材料(6)が凝固(液相
から固相に相変t!、)するときの体積収縮量を予め算
出することによりその長さを決定する。(釦は溶融導体
材料(6)を射出するための射出ブラフジャであり湯溜
り〈7)の底面を形成している。
〉をスライド移動させる際のガイドバーである。〈42
)はソレノイド弁、<42El)は加工ボート、<42
b)は停止ボート、(42c)は上昇ボーI・である。
カラー〈3)を両端にかぶせる。以上組み合わせた金型
(ロータコア)を第4図に示す位置にある中間型(lO
)に嵌合挿入する。中間型(lO〉はガイド穴(10c
)を有し、ガイドバー〈70〉に沿って移動バー〈71
〉の駆動によってスライド自在に構成されている。ロー
タコア挿人後、中間型〈lO)を第4図に示す矢印方向
にスライドし、予め下げておいたストワパ〈30)にカ
ラー〈3〉が嵌合する。続いてノ・lクアウI・パンチ
〈31)が上昇し、下部エンドリング部(1d〉の加工
代〈L2〉を設定する。さらに移動テーブル(16〉が
下降し、上部エンドリング部(Id)の加工代〈Ll〉
を設定して停止する。ここで、射出力で中間型〈10〉
が浮き上がらないように合型固定装置(10b)により
中間型〈lO〉をプレス固定チーフル(20〉に固定す
る。
料〈6)が會型キiビテイ内に加圧充填される。二の時
、溶融導体材料(6〉のゲート部〈9b〉における流速
は過度にガスや空気を巻き込む二とがないよう比較的低
速(レイノルズ数7〜8万以下〉に才るのが良い。
部分がガス排出口(41〉で排出され、溶融導体材料〈
6)がこのガス排出口〈41)に達するとこの部分の溶
融導体材料〈6〉は急速に冷却されて凝固する。
に立ち上がり、湯溜り(7)、ゲート(9b)を介して
製品に400kg/cm2以上の高圧力が加えられる。
が凝固し、射出プラン−7″ヤ〈釦からの圧力伝達が途
絶える。ゲート部〈9b)が凝固した時点で移動テーブ
ル〈16〉の下降を開始する二とにより移動テーブル〈
16)の型締め力により、上型(If)が下方に移動し
、再び金型内の圧力が復元維持される。この時、スロ・
ノド(lb)内が凝固しているため、移動テーブル〈1
6)の力がエンドリング部(1d〉上側を加圧し、上下
エンドリングの差圧により回転子鉄心〈1)を下方に移
動させ、この回転子鉄心〈1〉を介してエンドリング部
(1d〉下側へ伝えられる。即ち、回転子鉄心<1)の
両側に配設されるエンドリング部<ld)を加圧凝固さ
せることができる。金型内の溶融導体材料(6)が凝固
完了した時点でプレス移動チーフル(16〉を上昇させ
、移動バー(7]〉によって中間型(10〉を第4図の
元の位置にもどす。その際、ゲート部(9b)と湯溜り
(7)に残ったアルミニウムのビスヶ−)1・がせん断
により切り離される3゜第6図は本発明の実施例4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る。
る。
)はプレスアウターテーブル (31)はノ・ツクアウ
トパンチとなっており、同軸3軸のラム構成を有する構
造となっている。〈20〉はプレスの固定テーブルを示
す。(10)は一方の下部エンドリングを形成するキャ
ビティを有する第1金型、この場合は中間型である。中
間型〈lO)はアウターテーブル固定金型H6c)を介
してプレスアウターテーブル(18b)の型締め力によ
ってプレス固定テーブル(20〉ニ押し付けられ固定さ
れている。ノックアウトパンチ〈3[〉、プレス移動テ
ーブル〈J6〉、プレスアウターチーフル(16b)は
それぞれ独立した油圧回路によ−って駆動している。
他は実施例3と同様である。
合わせた金型(ロータコア)を第4図に示す位置にある
中間型(10)に嵌合挿入し、ロータコアを挿入した中
間型りlO〉を第4図に示す矢印方向にスライドし、予
め下げておいたストッパ〈30)にカラー(3)を嵌合
する。二の後、プレス移動テーブル(16)が下降し、
所定の位置より少し下がった位置で回転子鉄心〈1)と
嵌合し、停止する。さらにその後プレスアウターテーブ
ル(16b)が下降し、アウターテーブル固定金型(1
6c)に当り、中間型No>をプレス固定テーブル(1
6b)に押し付は固定し、所望の位置で型締め力を維持
しつつ止まる。続いてプレス移動テーブル(16)が上
昇し、プレス移動テーブル(16)に設けられた段差が
プレスアウターチーフル(16b)に設けられた係止部
に係り上昇が停止する。さらに続いてノックアウトバン
チ〈31)が上昇し、 ノックアウトバンチ(31)に
設けられた腕部がプレスアウターテーブル(16b)
i:設けられた係止部に係り上昇が停止する。二の時点
テ、上部エンドリング部(ldlの加圧式(シ、)およ
び下部エンドリング部<Id)の加圧式〈L2〉が設定
される。
により、溶融導体材料(6)が金型キャビティ内に加圧
充填される。モしてゲート部(9b)が凝固し射出プラ
ンジャ(釦からの圧力伝達が途絶えた時点で移動テーブ
ル(16)の下降を開始する二とにより、移動テーブル
(16)の型締め力により、上型〈11)が下方に移動
し、再び金型内の圧力が復元維持される。而して回転子
鉄心(1)の両側に配設されるエンドリング部(]Id
を加圧凝固させることができる。
6b)による型締め力は射出プランジャ(釦ニよる射出
力およびプレス移動テーブル〈16〉、 ノックアウト
パンチ(31〉が上昇しようとする力の上向きの合力に
十分に打ち勝つだけの型締め力でなければならない。
。溶融導体材料〈6)を射出プランジャ(8)により射
出し、加圧充填完了1&、スロー71・<lb)および
ゲート部<9b)の凝固を待たず、直ちにプレス移動テ
ーブル〈16〉による加圧力を立ち上げる方法である。
キャビティ内に充填された溶融導体材料(6)が逆流し
ないよう、射出プランジャ(8)によ()十分な加圧力
を維持しておかなければならない。例えば、射出プラン
ジャ〈8)の断面積が80CI112の場合、溶融導体
材料(6〉に500気圧(kg/ cm21を加えるた
め、射出プラノジャの加圧力を40tonに設定する。
が作用するのでエンドリング部(ld)の断面積が12
3cm2の場合、プレス移動テーブル〈16)には上向
まに61.5tonの力がかかる。この時、プレス移動
テーブル(16)の油圧駆動回路を作動させ49.2t
onの加圧力を発生しておく。この時の力の差123t
on (61,549,2)はプレスアウターテーブル
(16b)が負担する。プレスアウターテーブル(+6
b)の型締め力は安全を考えl00ton程凌発生して
おく。
)が最初に凝固するので射出プランジャ(Ur+:ヨ1
圧力が途絶え上部エンドリーグ部(1d)は常圧付近で
凝固することとなり上部エンドリング部(1d)に引は
量が発生するに至る。
b)が凝固し、射出プランジ↑(8)からの加圧力が途
絶えてもプレス移動テーブル(16)のカニより上部エ
ンドリング部〈1d〉の加圧力は維持され、上部エンド
リング部(1d)部における引は巣の発生は未然に防ぐ
ことが可能となる。この実施例の場合、スロー71・部
(lb)凝固後、プレス移動テーブル(16)の力によ
り上部エンドリング部(ld)は400気圧に保たれる
。またスロット凝固後、続いてゲート部<9b)が凝固
しても、プレス移動テーブルの加圧力が回転子鉄心〈1
)を介して下部エンドリング部(1d)に伝達されるた
め、やはり下部エンドリング部(1d)も 400気圧
が維持されることになる。即ち、二の方法によれば凝固
が遅れ加圧力が途絶えそうな部分を自動的かつ選択的に
加圧凝固させることが可能となる。また射出ノリンダ以
外の加圧源による加圧のための加圧力発生のタイミング
を測る必要が無くなる。
造する金型の一例、ゲート部〈9b)を有する中間型(
lO)の概略構造をを示すもので、(n)は上面図、1
)は<8)図の■b−■b線断面図である。
部(91))の?■度を制御するための油流路であり、
油の温度をtR整する温r14器(81〉とつながって
いる。
油流路〈80)の出口である。(81b)は?H度度山
出用熱電対であり、やはり温調器(81)につながって
いる。二の実施例では中間型(10〉ゲート部(9b)
の温度を制御するための温度制御手段は油流路(80〉
、温調器(71)、及び温度検出用の熱電対<81b)
で構成されている。
出センサでもよい。
う(二してあり、ゲート部(9b>付近の温度をできる
だけ均一にするための設計をしている。油流路(80)
を加工するため中間型(10)は図中Y−Y’断面で分
割されている。熱電対(81b)は油流路(70)の出
口から2番目に近いゲーI・部(9b)の外側で、デー
1部〈9b)が最も(びれた部分く凝固の最も速い部分
)でゲート部(9b〉の内側壁面から5mm以内の部分
に一ケ所有ればよい。二の実施例においては熱電対の七
ツト位置における金型の温度が設定温度(例えば150
℃)に対してプラスマイナス5℃の温度範囲に入った時
点で溶融導体材料(6)を射出することにしている。以
上の操作によりゲート部における凝固時間をプラスマイ
ナス02秒の精度で制御可能としている。例えば実施例
3の場合においてはスローノド部(1b)は01〜02
秒で凝固完了し、ゲート部(9b)は04〜068で凝
固完了する。
で凝固完了する。エンドリングl!(S(ld)を確実
に加圧凝固させるためにはデー1一部(9b)凝固完了
1&いち早(プレス移動テーブル<16)による加圧を
開始しなければならない。溶融導体材料(6)の通過に
よりゲート部(9b〉の温度が例えば100°C上昇し
た場合、ゲート部における凝固完了時間は15〜20秒
になってしまうためエンドリング部〈]ldの凝固が進
行しプレス移動テーブルによる加圧ができなくなってし
まう。従って、実施例3に示したエンドリング部(Id
)の加圧凝固法を連続して成立させるためにはゲート部
〈9b)における溶融導体材料(6)の凝固時間を制御
でよる機能を有する金型構造が必要不可欠である。
回転子の回転子鉄心の一例を示すもので、(Ω)は軸方
向模式断面図、(b)は径方向模式断面図である。回転
子鉄心の基本構成は従来例を示す第9図と同じであるが
、この実施例の場合には スロット部(lb)の内側壁
面に断熱材を塗布して断熱層(90)を形成している。
金型内に加圧充填する際、溶融導体材料(6)はゲート
部(9b〉、下部エンドリング部<1d〉、スロット部
〈1b)、上部エンドリング部(ld)、フィン(If
)の順に充填されていく。
に速ければ途中凝固せず金型内に溶融導体材料〈6〉が
充填される。しかしながら、溶湯鍛造の場合、ガスや空
気の巻き込みを嫌うため、でよるだけ流速を下げて(レ
イノルズ数を小さくして)金型内に溶融導体材料(6)
を充填しようとする。
属を注ぐ時の目安として溶融金属の型内流速はレイノル
ズ数で20000程廣以下が良いとされている。) し
かしながら、流速を下げすぎた場合には、溶融導体材料
(6〉がスロッj−内で凝固してしまう。一方、スロッ
ト内での凝固を避けるために溶融導体材料(6〉の流速
を上げて最低限通過し得るだけの流速にした場合にでも
、六ロフI−内における溶融導体材料〈6)のレイノル
ズ数が数百になってしまう場合がしばしばおこる。そこ
で溶融導体材料(6)の温度低下を防ぐ方法として回転
子鉄心(+)を予熱する方法が考えられるが、回転子鉄
心〈1〉の予熱は400°C以上でないと効果が期待で
まず、それ以下の温度にお(プる予熱は逆効果を生むこ
とが判っており、回転子鉄心(1)の予熱は実生産には
不向きである。この実施例の回転子鉄心+1)は二のよ
うな事態を避けるために考案されたもので、溶融導体材
料(6)がスロー)1・内を通過する際の放熱を最小限
にとどめるため、スロ・ノド内壁面に断熱層〈90)を
設けたものである。例えば実施例3で示した装置におい
ては、従来の断熱層(90)がない回転子鉄心(1〉の
場合には、溶融導体材料(6)がスロー71・内を通過
するためにはl 00cm/秒以上のスロー)1・内流
速が必要であったが、スローt I・内壁面に断熱層(
90〉として例えば二硫化モリブデン粉末のコーティン
グを施す二とによって40cm/ 秒(レイノルズ数で
18000程度)のスロット内流速で 十分に溶融導体
材料(6)を金型内に充填することができた。
料は、例えば七うミーtクスの粉末(ロータの電気的特
性に影響を及ぼさないもの)、パラフィン、鉱油等の油
などである。なお、パラフィンや油が断熱効果を発揮す
るメカニズムは溶融導体材料(6)がスロー)1・部を
通過する際に溶融導体材料(6)の熱でそれら材料を気
化させ、発生したガスがスロー、 l・内壁面と溶融導
体材料〈6〉の間に断熱層を形成することであることが
わかっている。また発生したガスは金型内に溶融導体材
料〈6〉が充填完了隣室ち上がる圧力で積層された円形
状鋼板(1Ω)の隙間から逃げて導体材料の特性に影響
しないことも解っている。
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、
一方のエンドリングを形成する第1金型を上記回転子鉄
心と第1金型が相対的に移動し簿るように保持し、かつ
他方のニードリングを形成する第2金型を上記回転子鉄
心と第2金型が相対的に移動し得るように保持し、上記
溶融導体材料を上記回転子鉄心と第1、第2金型間に加
工光[1、プレスの型締め力により上記回転子鉄心と第
1金型を相対的に移動させて方のエンドリングを加圧凝
固させるとともに上記回転子鉄心と第2金型を相対的に
移動させて他方のエンドリングを加圧凝固させるように
したので、射出プラノツヤからの圧力伝達が途絶えても
、両方のエンドリングに加圧でき、収縮巣の発生を防止
できる。従って健全な回転子導体が得られ、回転子導体
が強固となり遠心力などによる破損が防止できるととも
に、電気抵抗が減少し、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が図れるかご形回転子が得
られる効果がある。
ンダにより受け止め第1金型または第2金型と回転子鉄
心間の相対的距離を保持しているので、エンドリング形
成空間を狭くすることなく溶融導体材料を所定量充填で
きる さらに、リニアスケールにより回転子鉄心及び第1#L
型(または第2金型)の位置を検出し、その検出値に基
づき加圧プラノジャにより上記回転子鉄心及び第1金型
(または第2金型)を所望の位置にそれぞれ独立して保
持し、溶融導体材料を加圧充填するようにしているので
、溶融導体材料加圧充填時に生じる流動抵抗により回転
子鉄心が軸方向に移動する二となく所望のエフ1゛リシ
グ形成空間を維持し、溶融導体材料を所望量充填できる
。。
制御する温度制御手段を備えているので、ゲート部での
溶融導体材料の凝固時間のばらっぎが無くなり加圧のタ
イミノグが常に一定に保たれる。
装置を示す断面構成図、第2図は実施例2に係わるかご
形回転子の製造装置を示す断面構成図、第3図は実施(
f43に係わるかご形回転子の製造装置を示す断面構成
図、第4図はその側断面構成図で、第5図は実施例3に
おけるノックアウトパンチ〈31)もしくは移動テーブ
ル〈16〉を駆動するための油圧回路の一例を示す回路
図、第6図は実施例4に係わるかご形回転子の製造装置
を示す断面構成図、第71m<a)(b)は本発明に係
わるがご型回転子を製造する金型の一例を示すもので、
(a)は上面図、(b)は(n)図の■b−■b線断面
図、第8図(n)(b)は本発明に係わる鋳込み前の回
転子鉄心の一例を示すもので、(a>は軸方向模式断面
(2)、(b)は径方向模式断面図、第9図(n)、(
b)は一般的な回転子鉄心を示し、(n>は一部切り欠
いて断面を表わす正面図、+b>は側面図、第10図は
従来のかご形回転子の鋳込装置を示す断面図、第11図
(n)、(b)は従来のかご型回転子を示し、(n)は
断面図、(b)は側面図、第12囚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13図
は第12図の部分拡大断面図、第14図(Q)、(b)
は溶湯鍛造法で得られたかご形回転子を示し、(a)は
断面図、(b)は側面図、第15図は溶湯鍛造法による
かご形回転子の1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、(+)は回転子鉄心、(1b)はスロ・ノ
I、(1d〉はエントリ7グ、<if)はフィン、(2
〉は仮軸、〈3)はカラー、(6)は溶融導体材料、<
8)はlt出プランジャ、(9b)はゲート部、(9c
)は第2金型でlちる固定金型C託、<10)は第1金
阜である中間型、(loc)は第1金型、(11)は第
2金型である上型、(16)はプレス移動テーブル、(
16b)はプレスアウターチーフル、(20)はプレス
固定テーブル〈25)はシリンダ、〈30)はスi・・
ツバ (31〉はノックアウトパンチ、(40〉はスプ
リング、<60)は位置検出用リニアスケール、〈80
)は油流B、 (81)は7Mff1器、+81b)
は熱電対、温廣制御手段は二の油流路(80)、温調器
(71)、及び熱電対<81blで構成されている。、
(90)は断熱層である。 なお、図中、同一符号は同〜または相当部分を示す。
Claims (4)
- (1)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、一方のエンドリングを形成す
る第1金型を上記回転子鉄心と第1金型が相対的に移動
し得るように保持し、かつ他方のエンドリングを形成す
る第2金型を上記回転子鉄心と第2金型が相対的に移動
し得るように保持し、上記溶融導体材料を上記回転子鉄
心と第1、第2金型間に加圧充填後、プレスの型締め力
により上記回転子鉄心と第1金型を相対的に移動させて
一方のエンドリングを加圧凝固させるとともに上記回転
子鉄心と第2金型を相対的に移動させて他方のエンドリ
ングを加圧凝固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。 - (2)溶融導体材料を加圧充填する際に、プレスの型締
め力をシリンダにより受け止めて回転子鉄心と第1金型
または第2金型間の相対的距離を保持するようにしたこ
とを特徴とする請求項1記載のかご形回転子の製造方法
。 - (3)位置決め用リニアスケールを有し、所望の位置に
固定できる加圧プランジャを備えるプレスを用い、上記
リニアスケールにより回転子鉄心及び第1金型(または
第2金型)の位置を検出し、その検出値に基づき上記加
圧プランジャにより上記回転子鉄心及び第1金型(また
は第2金型)を所望の位置にそれぞれ独立して保持し、
溶融導体材料を加圧充填するようにしたことを特徴とす
る請求項1記載のかご形回転子の製造方法。 - (4)溶融導体材料を金型内に導くゲート部の温度を制
御する温度制御手段を備えていることを特徴とする請求
項1ないし3のいずれかに記載のかご形回転子の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2217630A JP2789800B2 (ja) | 1990-08-18 | 1990-08-18 | かご形回転子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2217630A JP2789800B2 (ja) | 1990-08-18 | 1990-08-18 | かご形回転子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04101653A true JPH04101653A (ja) | 1992-04-03 |
JP2789800B2 JP2789800B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=16707284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2217630A Expired - Lifetime JP2789800B2 (ja) | 1990-08-18 | 1990-08-18 | かご形回転子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2789800B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008301568A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Mitsubishi Electric Corp | かご形回転子、誘導電動機及びかご形回転子の製造方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2020357566B2 (en) * | 2019-10-03 | 2023-04-27 | Parker-Hannifin Corporation | Electric motor with enhanced thermal characteristics |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0295156A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Shinko Electric Co Ltd | 誘導電動機のかご形回転子の製造方法と製造装置 |
-
1990
- 1990-08-18 JP JP2217630A patent/JP2789800B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0295156A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Shinko Electric Co Ltd | 誘導電動機のかご形回転子の製造方法と製造装置 |
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JP2008301568A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Mitsubishi Electric Corp | かご形回転子、誘導電動機及びかご形回転子の製造方法 |
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Publication number | Publication date |
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JP2789800B2 (ja) | 1998-08-20 |
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