JPH0847222A - かご型回転子の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スロット内溶湯の先行凝固による反ゲ−ト側
の短絡環となる空間に充填された溶湯の圧力低下により
発生する引け巣を防止し、且つガスを効率良く抜くこと
ができるかご型回転子の製造方法及び装置を提供するこ
と。 【構成】 上型１７ａ，ｂ，ｃ，回転子鉄心１，下型５
により形成されるキャビティ内に、湯溜り９に給湯され
た溶湯アルミニウムを、プランジャ８を押し上げゲ−ト
２３を介し層流にて充填される低速で射出することによ
り回転子の導体部及び短絡環を成形するかご型回転子の
製造方法において、型締め後、可動ダイ１２を更に下降
させ上型１２ｂがそれと連動し下降することにより、反
ゲ−ト側短絡環２ｂとなる空間内に充填された溶湯を加
圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はかご型回転子の導体部分
をアルミダイカスト法により射出成形するかご型回転子
の製造方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に一般的なかご型回転子の形状を示
す。円周方向に均等に打ち抜かれた多数のスロット３と
中央部に回転軸を挿入するするために打ち抜かれた孔２
１を有する鋼板を、仮軸及び仮軸に取り付けたキ−をガ
イドに挿入し積層させ回転子鉄心１を形成している。

【０００３】図４に従来のアルミダイカスト法によるか
ご型回転子の製造装置の構成を示す。 同図において、
かご型回転子の一方の短絡環となる空間２ａを有し、且
つ溶湯アルミニウムがキャビティ内へ注入される注入口
２２を有する下型５、下型５直下に配置され注入口２２
と一致するゲ−ト２３及びランナ−２４を有するゲ−ト
プレ−ト６は固定ダイ１０上に配置される。固定ダイ１
０にはスリ−ブ７及びプランジャ８によって形成される
湯溜り９があり、ここに溶湯アルミニウムを給湯する。
プランジャ８はプレス機能を有し、スリ−ブ７と摺動し
ながら溶湯をゲ−トを介しキャビティ内に射出する。

【０００４】固定ダイ１０には支柱１１が設置されてお
り可動ダイ１２のプレス機構を支えている。可動ダイ１
２は支柱１１と摺動し、下型５に相対し上下方向に移動
する。回転子の他方の短絡環となる空間２ｂを有する上
型１３ｂは可動ダイ１２に取り付けられている上型１３
ａに固定される。この２つの上型１３ａ、１３ｂの当接
面の一部にガス抜き溝１５が設けられ、この部位よりキ
ャビティ内の空気及びガスを抜くようになっている。

【０００５】上型と下型５の中間には回転子鉄心を保持
するための中型１４があり、可動ダイ１２に固定された
上型１３ｂが中型１４と当接し加圧されることによりそ
れぞれの型及び回転子鉄心１が締め付けられる。

【０００６】回転子の製造工程について説明する。最初
に上型１３ｂ，下型５において溶湯が接触する金型内面
に、回転子取り出し時、金型と溶湯との焼き付きを防止
するため離型剤を塗布しておく。次に、可動ダイ１２と
固定ダイ１０に挟まれた空間外にて下型５上に中型１４
を配置し、予めある温度に加熱しておいた回転子鉄心１
をその中型１４に挿入する。湯溜り９に溶湯を給湯し、
ゲ−トプレ−ト６をスリ−ブ７上に配置後、上記下型５
をそのゲ−トプレ−ト６上に配置させる。そして上型１
３ｂが可動ダイ１２により下降し、中型１４と当接し各
型間を締付後、プランジャ８を図示してない制御手段に
より低速にて押し上げることにより溶湯が、ゲ−トプレ
−ト６に設けられたランナ−２４及びゲ−ト２３を介し
キャビティ内に射出され、ゲ−ト側短絡環２ａ，スロッ
ト３，反ゲ−ト側短絡環２ｂを充填し、かご型回転子が
形成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のかご型回転子の製造方法または装置では短絡環
の断面積に対してスロットの断面積が小さいため、溶湯
の充填完了後にスロット部が第一に凝固してしまう。溶
湯への加圧はプランジャにより行なわれるが、スロット
部の溶湯が既に凝固してしまっているため、反ゲ−ト側
短絡環に充填されている溶湯に圧力が加わらず、結果と
して凝固収縮の際、引け巣が生じてしまう。

【０００８】また、従来の上型の分割構造ではガス抜き
の断面積があまり大きく取れず、キャビティ内の空気、
及び溶湯と離型剤が反応するすることにより発生するガ
スを効率良く、しかも大量に抜くことが出来ない。

【０００９】以上のように従来の方式では、反ゲ−ト側
短絡環に充填された溶湯の圧力低下に伴い凝固収縮によ
る引け巣が発生し、回転子としての機械的性質、電気的
特性に悪影響を及ぼしてしまう問題点があった。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、反ゲ−ト側短絡環に充填された溶湯の圧力
低下を解消し、且つガスを効率良く抜くことができるか
ご型回転子の製造方法及び装置を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は可動ダイのプレ
ス機構を利用し、上型を特殊な形に分割しその一部を可
動ダイに直結させ、型締め後、更に可動ダイを下降させ
ることにより分割された型の一部もそれと連動し、反ゲ
−ト側短絡環に充填された溶湯を加圧するようにしたも
のである。

【００１２】また本発明では、上型を特殊な分割構造に
することによりガス抜き断面積を大きくするようにした
ものである。

【００１３】すなわち本発明のかご型回転子の製造方法
は、導体部分をアルミダイカスト法により射出成型する
かご型回転子の製造方法において、前記かご型回転子の
一方の短絡環となる空間を有しかつ溶湯アルミニウムが
注入されるゲ−トを有し固定ダイに設置される下型と、
前記下型と上型との中間に位置し、前記下型上部に配置
される回転鉄心を保持する中型と、前記下型に相対し上
下方向に移動する可動ダイに固定され、他方の短絡環と
なる空間を有し複数に分割された上型とをそれぞれ、高
圧下で当接させ、溶湯アルミニウムを前記上型、回転子
鉄心及び下型で形成されるキャビティ内に充填後、可動
ダイを更に下降させることにより前記分割された上型の
一部を下降させ、前記かご型回転子の他方の短絡環端面
を加圧するようにしたことを特徴とする。

【００１４】また本発明のかご型回転子の製造方法は、
前記溶湯アルミニウムが前記キャビティ内を層流で充填
されるように低速で溶湯アルミニウムを射出することを
特徴とする。

【００１５】また本発明のかご型回転子の製造装置は、
かご型回転子の一方の短絡環となる空間を有しかつ溶湯
アルミニウムが注入されるゲ−トを有し固定ダイに設置
される下型と、この下型に相対し上下方向に移動する可
動ダイに固定され、他方の短絡環となる空間を有する上
型と、前記下型と上型の中間に位置し、前記下型上部に
載置される回転子鉄心を保持する中型とを有するかご型
回転子の製造装置において、前記上型は複数に分割さ
れ、該分割された複数の上型のうち中型と当接する第１
の上型部分及び回転子鉄心の端面に当接する第２の上型
部分はそれぞれ弾性体を介して前記可動ダイに、また前
記第１及び第２の上型部分で形成される空間に進入する
第３の上型部分は直接、前記可動ダイに固定されると共
に、前記可動ダイを前記固定ダイに対して上下方向に移
動させる駆動手段と、前記下型のゲートから溶湯アルミ
ニウムを前記上型、回転鉄心及び下型で形成されるキャ
ビティ内に射出する溶湯供給手段と、前記キャビティ内
に溶湯アルミニウムが充填された状態を検知する検知手
段と、前記駆動手段及び溶湯供給手段を制御する制御手
段とを有し、前記制御手段は、前記下型、中型、上型そ
れぞれを高圧下で当接させるように前記可動ダイを移動
させ、前記キャビティ内に溶湯アルミニウムを充填後、
前記可動ダイを更に下降させることにより前記第３の上
型部分を前記第１及び第２の上型部分で形成される空間
に進入するように下降させ、前記かご型回転子の他方の
短絡環端面を加圧するように前記駆動手段及び溶湯供給
手段を制御することを特徴とする。

【００１６】また本発明のかご型回転子の製造装置は、
前記第３の上型部分の溶湯アルミニウムと接する部分を
微小角度の傾斜部を有するように形成したことを特徴と
する。

【００１７】また本発明のかご型回転子の製造装置は、
前記第３の上型部分と、前記第１及び第２の上型部分と
の間に形成される隙間がガス抜きとして機能し、さらに
前記第３の上型部分が前記駆動手段により下降させられ
ることによりその隙間が広くなるように前記第１、第
２、第３の上型部分側面形状が形成されていることを特
徴とする。

【００１８】また本発明のかご型回転子の製造装置は、
前記第３の上型部分の内部にヒ−タを設けたことを特徴
とする。

【００１９】本発明のかご型回転子の製造装置は、前記
溶湯供給手段は、前記制御手段の制御下に層流にて充填
される低速で溶湯アルミニウムを前記キャビティ内に射
出することを特徴とする。

【００２０】尚、本発明と同じような課題を解決する公
知例として、例えば、特開平２−９５１５６号に記載の
ように、可動ダイのプレス機構とは別に他のプレス機構
を設け、これに局部加圧用のピンを円周上に数箇所連結
し、このピンにより反ゲ−ト側短絡環に充填された溶湯
を加圧することにより引け巣を防ぐ方法、その他に、本
発明と同じく可動ダイのプレス機構を使用し、可動ダイ
に分割されない上型を取付け反ゲ−ト側短絡環に充填さ
れた溶湯を加圧する方法があるが、本発明とは構成、効
果が明らかに異なるものである。

【００２１】

【作用】本発明によれば、特殊な分割構造の上型の一部
が、型締されキャビティ内への溶湯充填後、可動ダイが
更に下降することにより、反ゲ−ト側短絡環に充填され
た溶湯を加圧し、凝固収縮による引け巣の発生を抑える
ことができるので、別のプレス機構を用いて加圧する装
置よりも構造的にも簡単で安価で装置を構成することが
できる。

【００２２】また、上記分割構造によりガス抜きのため
の隙間をかご型回転子の短絡環端部の内外周全周に設け
ることが出来、更に上記上型の溶湯と接する上型部分に
微小な傾斜を設けることにより効率良く且つ大量にガス
を抜くことができ、結果として回転子としての機械的性
質，電気的特性を向上することができる。

【００２３】製造工程において本発明が従来技術と異な
る点として、溶湯アルミニウムを射出後可動ダイを更に
下降させる工程が付加されることになるが、この動作は
制御手段により自動的に行なわれるものであり、時間的
にほとんど従来と差なく製造することができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２５】図１は本発明に係るかご型回転子の製造装
置の一実施例の構成を示す縦断面図であり。同図におい
て、複数に分割された上型部分（以下、単に上型と記
す。）１７ａ，１７ｂ，１７ｃにより反ゲ−ト側短絡環
となる空間２ｂが形成されている。

【００２６】上型１７ａはコア押え用バネ１６を介し、
又上型１７ｃは型締用バネ１８を介し可動ダイ１２に取
り付けられている。上型１７ｂは、直接、可動ダイ１２
にボルト等により固設されており、上型１７ｂと上型１
７ａ，１７ｃとの間には図２に示すように溶湯が吹き出
さない程度の隙間が存在し、これがガス抜き１９とな
る。

【００２７】プレス機能を有し、支柱１１を駆動手段
（図示せず）により摺動することにより上下方向に移動
する可動ダイ１２により、上型１７ａ、１７ｃを介して
回転子鉄心１及び中型１４を下型５に対して締め付け
る。

【００２８】尚、駆動手段は、プランジャ８を駆動制御
する図示してない制御手段により制御される。

【００２９】下型５は、ゲ−ト側短絡環となる空間２ａ
及び上型１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、回転鉄心１及び下型
５により形成されるキャビティ内に溶湯が注入される注
入口２２を有し、固定ダイ１０上に配置される。下型５
直下には、注入口２２に対向配置されるゲ−ト２３とラ
ンナ−２４を有するゲ−トプレ−ト６が載置される。

【００３０】固定ダイ１０には、スリ−ブ７，プランジ
ャ８により形成される湯溜り９があり、この湯溜り９に
溶湯アルミニウムを給湯し、プレス機能を有したプラン
ジャ８を押し上げることにより、溶湯をゲ−ト２３，注
入口２２を介しキャビティ３０内に射出する。

【００３１】製造工程としては、まず従来と同様に可動
ダイ１２と固定ダイ１０に挟まれた空間外において、下
型５上に置かれた中型１４に、予め加熱しておいた回転
子鉄心１を挿入する。そして、湯溜り９に溶湯を給湯
し、ゲ−トプレ−ト６をスリ−ブ７上に置いた後、上記
のように準備された下型５をゲ−トプレ−ト６上に配置
する。

【００３２】次に、上型が固定された可動ダイ１２を、
上型１７ａ，１７ｃがそれぞれ回転子鉄心１，中型１４
と当接し、ある適度な圧力が加わるまで下降させる。こ
の状態でコア締め及び型締めが完了となる。そして本状
態にてプランジャ８を押し上げ溶湯がキャビティ内を層
流で充填されるよう低速にて射出する。これは各スロッ
ト３上部における湯の状態が均等になるようにするため
である。

【００３３】溶湯をキャビティ内に充填完了後、あるタ
イムラグをもって可動ダイ１２を更に下降させることに
より上記可動ダイ１２に直結されている上型１７ｂが同
様に下降し、結果的に反ゲ−ト側短絡環２ｂに充填され
た溶湯を加圧することができる。回転子スロットの断面
積は短絡環断面積と比較して小さいため、スロット内の
溶湯が第一に凝固する。従来方式では溶湯に圧力を加え
る機器としてはプランジャのみであったため、反ゲ−ト
側短絡環の溶湯に圧力がかからず凝固収縮による引け巣
が生じてしまうが、本発明による加圧により引け巣の発
生を抑制することができる。

【００３４】可動ダイ１２の下降のタイミングを決める
手段としては、図５に示すように上型１７ａの先端に熱
及び導通により溶湯がキャビティ３０内に充填された状
態を検知するセンサ２５を設け、その信号をポンプ制御
装置２６に送り、ポンプ制御装置２６によりタイマーに
よるタイムラグ設定にしたがいポンプ２７を起動させ、
型締シリンダ２８を駆動させることにより可動ダイ１２
を下降させる方式と、図６に示すように溶湯充填完了
後、射出圧力が昇圧することを利用し、溶湯の射出圧力
を計測する圧力計２９より送られる信号をポンプ制御装
置２６に送り、後は上記伝達経路により下降させる方法
が挙げられる。

【００３５】次に、図２に示すように上型１７ｂにおけ
る溶湯と接触する面に微小な傾斜を設けることにより、
溶湯の最終充填部がガス抜き１９の隙間となるため、特
に溶湯が離型剤と反応することにより発生するガスを効
率良く抜くことができる。

【００３６】また、上型１７ｂが溶湯充填後、下降する
と、上型１７ｂと上型１７ａ，１７ｃとは斜め方向に相
対しているためガス抜き１９の幅が広がり、結果として
ガスを大量に抜くことができる。

【００３７】また、上型１７ｂの内部にヒ−タ２０を設
け、溶湯の最終凝固部を上型１７ｂの直下にコントロ−
ルすれば、加圧による引け巣防止への効果が向上するこ
とは勿論である。

【００３８】その他に、実施例ではコア締め，型締めの
ためにバネを使用しているが、油圧を用いた機器、例え
ばアクチュエ−タ等を使用しても上記機能を十分果たす
ことができることは勿論である。また、実施例で述べて
いる上型１７ｂは円筒状であるが、これをロ−タの形状
に応じて分割しても同様の機能を果たすことも勿論であ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、溶湯アル
ミニウムを回転子鉄心及び金型によって形成されるキャ
ビティ内に加圧充填することにより、かご型回転子の導
体及び短絡環を成形するものにおいて、溶湯充填後、特
殊な分割構造の上型の一部を可動ダイのプレス機能を利
用し下降させ、反ゲ−ト側短絡環に相当する空間に充填
された溶湯を加圧することにより、凝固収縮による引け
巣の発生を抑えることができ、かつ別のプレス機能を付
加することなく簡単な装置構造にて上記の加圧を行なう
ことができる。具体的には従来より密度で約８％、強度
では約２０％の向上が図ることができる。

【００４０】また、上型分割構造による隙間を利用し、
ガス抜き断面積を大きく取ることができ、更に上型の一
部に微小な傾斜を設けることによりガスを効率良く大量
に抜くことができる。

【００４１】工程的には、上記特殊分割構造の上型を使
用することにより、溶湯射出後可動ダイを下降させる動
作を付加するのみで上記の効果を得ることができ、製造
時間も従来と同様にて製造できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るかご型回転子の製造装置の一実施
例の構成を示す縦断面図である。

【図２】図１に示したかご型回転子の製造装置における
上型の部分拡大断面図である。

【図３】回転子鉄心の外観を示す斜視図である。

【図４】従来のかご型回転子の製造装置の構成を示す縦
断面図である。

【図５】溶湯をキャビティ内に射出後、反ゲート側短絡
環に充填された溶湯を再加圧するタイミングを制御する
手段の一実施例を示す構成図である。

【図６】溶湯をキャビティ内に射出後、反ゲート側短絡
環に充填された溶湯を再加圧するタイミングを制御する
手段の他の実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 回転子鉄心 ２ａ ゲ−ト側短絡環 ２ｂ 反ゲ−ト側短絡環 ３ スロット ４ 仮軸 ５ 下型 ６ ゲ−トプレ−ト ７ スリ−ブ ８ プランジャ ９ 湯溜り １０ 固定ダイ １１ 支柱 １２ 可動ダイ １３ａ 上型 １３ｂ 上型 １４ 中型 １５ ガス抜き １６ コア押え用バネ １７ａ 上型部分（第２） １７ｂ 上型部分（第３） １７ｃ 上型部分（第１） １８ 型締用バネ １９ ガス抜き ２０ ヒ−タ ２１ 回転軸用孔 ２２ 注入口 ２３ ゲ−ト ２４ ランナ− ２５ センサ ２６ ポンプ制御装置 ２７ ポンプ ２８ 型締シリンダ ２９ 圧力計

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体部分をアルミダイカスト法により射
   出成型するかご型回転子の製造方法において、 前記かご型回転子の一方の短絡環となる空間を有しかつ
   溶湯アルミニウムが注入されるゲ−トを有し固定ダイに
   設置される下型と、前記下型と上型との中間に位置し、
   前記下型上部に載置される回転鉄心を保持する中型と、
   前記下型に相対し前後方向に移動する可動ダイに固定さ
   れ、他方の短絡環となる空間を有し複数に分割された上
   型とをそれぞれ、高圧下で当接させ、溶湯アルミニウム
   を前記上型、回転鉄心及び下型で形成されるキャビティ
   内に充填後、可動ダイを更に下降させることにより前記
   分割された上型の一部を下降させ、前記かご型回転子の
   他方の短絡環端面を加圧するようにしたことを特徴とす
   るかご型回転子の製造方法。
2. 【請求項２】 前記溶湯アルミニウムが前記キャビティ
   内を層流で充填されるように低速で溶湯アルミニウムを
   射出することを特徴とする請求項１に記載のかご型回転
   子の製造方法。
3. 【請求項３】 かご型回転子の一方の短絡環となる空間
   を有しかつ溶湯アルミニウムが注入されるゲ−トを有し
   固定ダイに設置される下型と、この下型に相対し前後方
   向に移動する可動ダイに固定され、他方の短絡環となる
   空間を有する上型と、前記下型と上型の中間に位置し、
   前記下型上部に載置される回転子鉄心を保持する中型と
   を有するかご型回転子の製造装置において、 前記上型は複数に分割され、該分割された複数の上型の
   うち中型と当接する第１の上型部分及び回転子鉄心の端
   面に当接する第２の上型部分はそれぞれ弾性体を介して
   前記可動ダイに、また前記第１及び第２の上型部分で形
   成される空間に進入する第３の上型部分は直接、前記可
   動ダイに固定されると共に、 前記可動ダイを前記固定ダイに対して上下方向に移動さ
   せる駆動手段と、 前記下型のゲートから溶湯アルミニウムを前記上型、回
   転鉄心及び下型で形成されるキャビティ内に射出する溶
   湯供給手段と、 前記キャビティ内に溶湯アルミニウムが充填された状態
   を検知する検知手段と、 前記駆動手段及び溶湯供給手
   段を制御する制御手段とを有し、 前記制御手段は、前記下型、中型、上型それぞれを高圧
   下で当接させるように前記可動ダイを移動させ、前記キ
   ャビティ内に溶湯アルミニウムを充填後、前記可動ダイ
   を更に下降させることにより前記第３の上型部分を前記
   第１及び第２の上型部分で形成される空間に進入するよ
   うに下降させ、前記かご型回転子の他方の短絡環端面を
   加圧するように前記駆動手段及び溶湯供給手段を制御す
   ることを特徴とするかご型回転子の製造装置。
4. 【請求項４】 前記第３の上型部分の溶湯アルミニウム
   と接する部分を微小角度の傾斜部を有するように形成し
   たことを特徴とする請求項３に記載のかご型回転子の製
   造装置。
5. 【請求項５】 前記第３の上型部分と、前記第１及び第
   ２の上型部分との間に形成される隙間がガス抜きとして
   機能し、さらに前記第３の上型部分が前記駆動手段によ
   り下降させられることによりその隙間が広くなるように
   前記第１、第２、第３の上型部分側面形状が形成されて
   いることを特徴とする請求項３または４のいずれかに記
   載のかご型回転子の製造装置。
6. 【請求項６】 前記第３の上型部分の内部にヒ−タを設
   けたことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載
   のかご型回転子の製造装置。
7. 【請求項７】 前記溶湯供給手段は、前記制御手段の制
   御下に層流にて充填される低速で溶湯アルミニウムを前
   記キャビティ内に射出することを特徴とする請求項３乃
   至６のいずれかに記載のかご型回転子の製造装置。