JPH09168264A - かご形回転子の製造方法及びかご形回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造作業性の向上を図ると共に、特性悪化を
防止する。 【解決手段】 鍛造型１２を、ベッドに設けられ下面側
のエンドリングに対応する円環状の凸部１３ａを有する
下型１３、ロータコア２の下端部外周の縁部を受ける外
可動型１４、ロータコア２の下面側のエンドリングの内
周部を受ける内可動型１５、ラムに設けられ上面側のエ
ンドリングに対応する円環状の凸部１６ａを有する上型
１６、ロータコア２の上端部外周の縁部を受ける外可動
型１７、ロータコア２の上面側のエンドリングの内周部
を受ける内可動型１８等から構成する。ロータコア２の
各スロット５に、アルミニウム製の棒状鍛造材９を上下
端部が突出するように収容する。上型１６の下降によ
り、棒状鍛造材９が加圧されて塑性変形し、ロータコア
２の上下両端面部に形成される環状凹部及び各スロット
５に充填され、かご形導体が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のスロットを
有するロータコアに、導体バー及びエンドリングを有す
るかご形導体を設けるようにしたかご形回転子の製造方
法及びかご形回転子に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】一般に、誘導モータに
用いられるかご形回転子は、珪素鋼板を積層して構成さ
れ外周部に複数個のスロットを有するロータコア（固定
子鉄心）に対し、例えばアルミニウムのダイカスト成形
により、各スロット内に配置される導体バー及びロータ
コアの両端面部に配置されるエンドリング（全体として
かご形導体と称される）を一体に設けて構成されてい
る。

【０００３】しかしながら、このようにかご形導体をダ
イカストにより設けるものでは、次の（１），（２）の
ような製造作業上の不具合、及び（３）に示すような性
能上の不具合があった。 （１）アルミニウムの溶融炉及びダイカスト用の金型が
高温となるため、作業場が高温となり、作業環境の悪化
を招く。これと共に、溶融炉が昇温するまで待機する必
要があるので、稼働率が低下する。 （２）湯口のゲートを切断する工程やロータコアを冷却
する工程を必要とするので、工程が複雑となる。

【０００４】（３）溶融アルミニウムの流動性を安定化
することが困難であるため、導体バーや両エンドリング
に「巣」が生ずる等、品質がばらつく。したがって、二
次抵抗や回転バランスの変動等、特性が悪化する。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、作業環境の向上、稼働率の向上、工程
の簡素化と言った製造作業性を向上させることができ、
しかも二次抵抗や回転バランスの変動といった特性悪化
も防止することができるかご形回転子の製造方法及びか
ご形回転子を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は、かご形回転子のかご形導体を製造する
にあたって従来より一般的であったアルミダイカストに
代えて、より優れた方法によるかご形導体の製作の可能
性を追及し、試験、研究等を重ねてきた。そして、近年
の鍛造技術の向上の事情の下、従来では不可能と考えら
れていた鍛造によりかご形導体を製造することが可能と
なることを知見し、本発明を成し遂げたのである。

【０００７】即ち、本発明の請求項１のかご形回転子の
製造方法は、ロータコアの一端面側を受け一方のエンド
リングに対応する環状凹部を有する受型と、ロータコア
の他端面側に対して相対的に移動することに伴い他方の
エンドリングに対応する環状凹部を形成する押型とを用
い、ロータコアの各スロット内に金属材料からなり該ス
ロットの長さよりも長尺な棒状鍛造材を収容した状態
で、ロータコアの一端面側を受型にセットし、ロータコ
アの他端面に対して押型を相対的に移動させて各棒状鍛
造材を加圧して塑性変形させることにより、各スロット
内及び両環状凹部内に金属材料を充填させてかご形導体
を形成するようにしたところに特徴を有するものであ
る。

【０００８】これによれば、受型の環状凹部、ロータコ
アの各スロット、押型の環状凹部が連続したキャビティ
となる型が構成され、押型による加圧によって棒状鍛造
材がそのキャビティ内で塑性変形し、金属材料がキャビ
ティ内に充填された状態となり、もって複数本の導体バ
ーと２個のエンドリングとを一体的に有するかご形導体
が形成される。この場合、棒状鍛造材は予めスロット内
に収容されるので、棒状鍛造材のうち導体バーを構成す
る部分はさほどの変形量を必要とせず、主として棒状鍛
造材のうちの両端部のみを塑性変形させれば良く、比較
的小さな加圧力で安定した加工を行うことができる。

【０００９】ここで、上記ロータコアは複数枚の鋼板を
積層して構成されることが一般的であり、また、ロータ
コアの各スロットにスキューを設けることも行われる。
このようにスキューを有したスロットに対して、上記棒
状鍛造材を収容させることは困難性を伴う作業となる。

【００１０】これに対し、本発明の請求項２のかご形回
転子の製造方法は、ロータコアを構成する各鋼板に、ス
ロットを形成するスロット形成孔を設けると共に、各ス
ロット形成孔が軸方向に連続するように積層した際にス
ロットのスキューと逆のスキューを形成する矯正孔を設
け、各鋼板を各スロット形成孔が軸方向に連続するよう
に積層し、その状態でそれら各スロット内に棒状鍛造材
を挿入配置し、その後、矯正孔に対して軸方向に延びる
矯正棒を差込んで各鋼板を変位させることにより、ロー
タコアの各スロットにスキューを形成すると共にそれら
各スロット内に棒状鍛造材が収容された状態とするとこ
ろに特徴を有する。

【００１１】これによれば、ロータコアのスロットが軸
方向に真直ぐな状態で各スロット内に棒状鍛造材を真直
ぐに挿入することができ、その後、矯正棒を矯正孔に差
込んでいくことによって各スロットにスキューが形成さ
れるようになり、スロットのスキュー形成後に棒状鍛造
材を挿入する場合に比べて作業が容易となる。

【００１２】また、この場合、上記矯正孔を設ける位置
は、矯正時に大きなトルクを得る観点からは極力外周側
に設ける方が良いが、あまりスロットに近いとスロット
周囲の磁束の通過の妨げとなり磁気的性能の悪化を招く
ことになる。そこで、本発明の請求項３のかご形回転子
の製造方法は、矯正孔を、スロット形成孔よりも内周側
で、且つ、スロット形成孔と回転軸とを結ぶ線からずれ
た位置に形成するようにしたところに特徴を有し、これ
によれば、スロット周囲の磁束の通過幅を確保しながら
も、矯正孔をできるだけ外周側に配置することができ
る。

【００１３】そして、複数個の棒状鍛造材をロータコア
の外周において連結部により連結した形態の連結体を形
成し、この連結体をロータコアにセットした後連結部を
切断除去するようにしても良い（請求項４の発明）。こ
れによれば、棒状鍛造材を１本ずつスロットに挿入する
場合に比べて、挿入作業が簡単となる。

【００１４】さらには、棒状鍛造材の外面部に凸部を設
け、この棒状鍛造材のスロットへの収容時に、凸部がス
ロットの内面部に点接触あるいは線接触状態に圧接する
ように構成することもできる（請求項５の発明）。これ
によれば、棒状鍛造材のスロットへの挿入力を小さく済
ませることができながら、凸部の圧接により棒状鍛造材
をスロット内に保持させることができるようになる。

【００１５】本発明の請求項６のかご形回転子の製造方
法は、ロータコアの一端面側を受け一方のエンドリング
に対応する環状凹部を有する受型と、ロータコアの他端
面側に対して相対的に移動することに伴い他方のエンド
リングに対応する環状凹部を形成する押型とを用い、ロ
ータコアの各スロット内に金属材料からなる棒状鍛造材
を収容すると共に該ロータコアの両端面に夫々金属材料
からなる環状鍛造材を配置した状態で、ロータコアの一
端面側を受型にセットし、ロータコアの他端面に対して
押型を相対的に移動させて各棒状鍛造材及び環状鍛造材
を加圧して塑性変形させることにより、各スロット内及
び両環状凹部内に金属材料を充填させてかご形導体を形
成するようにしたところに特徴を有する。

【００１６】これによれば、受型の環状凹部、ロータコ
アの各スロット、押型の環状凹部が連続したキャビティ
となる型が構成され、押型による加圧によって棒状鍛造
材及び環状鍛造材がそのキャビティ内で塑性変形し、金
属材料がキャビティ内に充填された状態となり、もって
複数本の導体バーと２個のエンドリングとを一体的に有
するかご形導体が形成される。この場合、棒状鍛造材及
び環状鍛造材の双方において、さほどの変形量を必要と
しなくなり、小さな加圧力でより安定した加工を行うこ
とができる。

【００１７】この場合、環状鍛造材に、棒状鍛造材が嵌
合する穴部を設けるようにしても良い（請求項７の発
明）。これによれば、加圧前の段階において棒状鍛造材
に対する環状鍛造材の位置ずれを防止することができ、
これと共に、加圧により嵌合部分にて両鍛造材をいわば
かしめ結合した状態とすることができ、導体バーとエン
ドリングとをより強い力で結合させることができる。

【００１８】ところで、上記した各かご形回転子の製造
方法においては、主としてエンドリング部分に、電気抵
抗の高い金属材料の接合部が生ずる。そこで、かご形導
体の形成後、そのかご形導体のうちの金属材料の接合部
に電流を流して発熱させることにより、接合部を融着さ
せるようにしても良い（請求項８の発明）。これによれ
ば、ジュール熱により接合部を容易に融着させることが
でき、かご形導体の電気的特性を良好とすることができ
る。

【００１９】そして、本発明の請求項９のかご形回転子
は、複数のスロットを有するロータコアと、各スロット
内にて夫々金属材料製の棒状鍛造材を加圧充填して設け
られた導体バーと、各棒状鍛造材の両端のスロットから
のはみ出し部分を夫々ロータコアの両端面にてリング状
に結合するように加圧成形して設けられた２個のエンド
リングとを具備するところに特徴を有する。

【００２０】これによれば、棒状鍛造材の加圧成形つま
り冷間鍛造により、複数本の導体バーと２個のエンドリ
ングとを一体的に有するかご形導体を構成することがで
きる。従って、ダイカスト成形によりかご形導体を設け
る場合と比べて、高温設備が必要なくなって製造性が向
上すると共に、巣の発生などを防止できて特性の向上を
図ることができる。

【００２１】また、本発明の請求項１０のかご形回転子
は、複数のスロットを有するロータコアと、各スロット
内にて夫々金属材料製の棒状鍛造材を加圧充填して設け
られた導体バーと、ロータコアの両端面に夫々配置され
た金属材料製の環状鍛造材を各棒状鍛造材の両端部に結
合するように加圧成形して設けられた２個のエンドリン
グとを具備するところに特徴を有する。

【００２２】これによれば、棒状鍛造材及び環状鍛造材
の加圧成形つまり冷間鍛造により、複数本の導体バーと
２個のエンドリングとを一体的に有するかご形導体を構
成することができる。従って、ダイカスト成形によりか
ご形導体を設ける場合と比べて、高温設備が必要なくな
って製造性が向上すると共に、巣の発生などを防止でき
て特性の向上を図ることができる。しかも、材料の変形
量を小さく済ませることができて、より小さな加圧力で
安定した加工を行うことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施例
について説明する。 （１）第１の実施例 まず、本発明の第１の実施例（請求項１，２，３，８，
９に対応）について、図１ないし図８を参照して述べ
る。図３は本実施例に係るかご形回転子１を示してい
る。このかご形回転子１は、後述する方法によって製造
されるものであり、ロータコア（回転子鉄心）２にかご
形導体３を設けて構成されている。

【００２４】このうちロータコア２は、例えば多数枚の
珪素鋼板４（図７参照）を軸方向（図３で上下方向）に
積層して構成され、中心部に図示しない回転軸が挿入さ
れる中心孔２ａが形成されていると共に、外周部に複数
個例えば８個のスロット５が等間隔に形成されている。
本実施例では、このスロット５は、図３の右半部に示す
ように、軸方向（図で上下方向）に対して角度θのスキ
ューが設けられている。また、後述するように、このロ
ータコア２には、スロット５よりもやや内周側に位置し
て、最終的には軸方向に貫通する矯正用貫通孔２ｂ（図
４（ｂ）参照）が形成されるようになっている。

【００２５】そして、かご形導体３は、金属材料例えば
アルミニウムからなり、各スロット５内に設けられた導
体バー６の上下両端部を、ロータコア２の上下両端面部
において夫々エンドリング７，８にて連結して構成され
ている。詳しくは後述するように、このかご形導体３の
各導体バー６は、各スロット５内にて夫々アルミニウム
製の棒状鍛造材９（図１，図４参照）を加圧充填して設
けられ、両エンドリング７及び８は、各棒状鍛造材９の
両端のスロット５からのはみ出し部分を夫々ロータコア
２の両端面にてリング状に結合するように加圧成形して
設けられるようになっている。

【００２６】さて、上記したかご形回転子１の製造方法
について以下述べる。まず、ロータコア２は、上記のよ
うに珪素鋼板４を積層して構成されるのであるが、図５
〜図７に示すように、各鋼板４には、中心孔２ａを形成
する中心孔４ａ、スロット５を形成する８個のスロット
形成孔４ｂ、矯正用貫通孔２ｂを形成する４個の矯正孔
４ｃが、鋼板４の打抜きと同時に形成されるようになっ
ている。このとき、各鋼板４に形成される４個の矯正孔
４ｃのスロット形成孔４ｂに対する相対的な位置は、積
層方向の位置によって僅かずつずれており、図４（ａ）
に示すように、鋼板４をスロット形成孔４ｂが軸方向に
連続するように積層した際に、矯正孔４ｃが、最終的な
スロット５の軸方向に対するスキューと逆のスキューを
形成するように設けられる。

【００２７】また、本実施例では、図６にも示すよう
に、矯正孔４ｃは、スロット形成孔４ｂよりもやや内周
側で、且つ、スロット形成孔４ｂと回転軸（回転中心）
とを結ぶ線からずれ、スロット形成孔４ｂから少なくと
も所定距離ａだけ離間した位置に設けられるようになっ
ている。さらには、図７に示すように、珪素鋼板４は、
打抜きに伴い両面にだれとかえりが生ずるが、だれ側を
上面側として積層されるようになっている。

【００２８】ロータコア２を製作するにあたっては、図
４（ａ）に示すように、スロット形成孔４ｂが軸方向に
連続するように鋼板４を積層する。そして、この状態
で、各スロット５内に棒状鍛造材９を挿入する。この棒
状鍛造材９は、図１及び図４に示すように、スロット５
の内径寸法よりも若干だけ径小な丸棒状をなし、スロッ
ト５の長さよりも長尺とされている。この場合、棒状鍛
造材９は、両端部がロータコア２の両端面からほぼ同一
長さ突出した形態にスロット５内に収容されるようにな
っている。

【００２９】この後、ロータコア２は棒状鍛造材９を収
容した状態で、図４（ａ）に示すように、押圧型にセッ
トされる。この押圧型は、ベッド側に受け治具１０を有
すると共に、そのベッドに対して上下動するラム側に、
上下方向に延びる矯正棒１１を有して構成されている。
そして、ロータコア２のセット状態で、矯正棒１１が真
直ぐ下降され、矯正用貫通孔２ｂに差込まれて行く。こ
の場合、図７に示すように、矯正棒１１の先端（下端）
はテーパー状に構成されていると共に、矯正用貫通孔２
ｂ（矯正孔４ｃ）に対してだれ側から差込まれるので、
スムーズに差込まれるようになる。

【００３０】この矯正棒１１の下方への移動に伴い、若
干量ずつ位置がずれている矯正孔４ｃを有する鋼板４
は、各矯正孔４ｃに相対的に矯正棒１１が差込まれるよ
うにされながら、上から順に回転方向に若干量ずつずれ
ながら変位して行く。これにより、スロット形成孔４ｂ
がスキューを形成する方向にずれていき、図４（ｂ）に
示すように、矯正棒１１が貫通状態まで下降したときに
は、所定のスキューを有するスロット５が形成されたロ
ータコア２が得られるのである。また、これと共に、棒
状鍛造材９がスキューを有するスロット５内に収容され
た状態とされるのである。

【００３１】尚、図５は、このときの最上部に位置する
鋼板４のスロット形成孔４ｂ及び矯正孔４ｃの位置（実
線）と、最下部に位置する鋼板４のスロット形成孔４ｂ
及び矯正孔４ｃの位置（破線）との上面から見た位置関
係を示しており、矯正前の状態（ａ）では、スロット形
成孔４ｂは軸方向に一致し、矯正孔４ｃが若干量時計回
り方向にずれているが、矯正後（ｂ）では、矯正孔４ｃ
が軸方向に一致し、スロット形成孔４ｂが反時計回り方
向に若干量ずれ、所定のスキューが形成されるようにな
るのである。

【００３２】そして、上述のようにして得られたロータ
コア２は、図１及び図２に示す鍛造型１２にセットさ
れ、棒状鍛造材９に対する加圧成形（冷間鍛造）が行わ
れるようになるのである。この鍛造型１２は、図で下側
に配置され受型を構成する下型１３，外可動型１４及び
内可動型１５、並びに、この受型に対してロータコア２
を挟んで上側に対称的に配置され押型を構成する上型１
６，外可動型１７及び内可動型１８を備えている。

【００３３】このうち下型１３は、図示しないベッドに
取付けられ、その上面にかご形回転子１のエンドリング
８に対応する円環状の凸部１３ａが設けられている。ま
た、下型１３の中心部には、上部側を径大とした段付き
形状のガイド孔１３ｂが形成されている。さらに、この
下型１３の外周部には複数箇所に位置してばね収容用の
凹部１３ｃが形成され、これら各凹部１３ｃに複数本の
ガイドバー１９が立設されている。

【００３４】また、外可動型１４は、ロータコア２の下
端部外周の縁部（エンドリング８の外周側）を受けると
共に、その内周部が下型１３の凸部１３ａの外周に嵌合
する円環状をなし、ガイドバー１９に上下動可能に挿通
されている。このとき、ガイドバー１９には、外可動型
１４と下型１３（凹部１３ｃ）との間に位置してコイル
ばね２０が嵌挿されている。

【００３５】そして、内可動型１５は、ロータコア２の
下面部（エンドリング８の内周部）を受けると共に、下
型１３の凸部１３ａの内周に嵌合する円形ブロック状を
なし、下面部に一体的に設けられたガイド用軸部１５ａ
がガイド孔１３ｂに上下動可能に挿入されている。この
とき、ガイド用軸部１５ａの外周部には下型１３（ガイ
ド孔１３ｂの径大部）との間にコイルばね２１が嵌挿さ
れている。これにて、図２に示すように、下型１３，外
可動型１４及び内可動型１５から、エンドリング８に対
応する環状凹部が形成されるようになっているのであ
る。

【００３６】一方、上型１６は、図示しないラムに取付
けられて上下動されるようになっており、その下面にか
ご形回転子１のエンドリング７に対応する円環状の凸部
１６ａが設けられている。また、上型１６の中心部に
は、下部側を径大とした段付き形状のガイド孔１６ｂが
形成されている。さらに、この上型１６の外周部には、
ガイドバー１９に挿通され下部側が径大な段付き孔１６
ｃが設けられ、もって、ガイドバー１９により上下方向
（ロータコア２に対する接離方向）にガイドされるよう
になっている。

【００３７】また、外可動型１７は、ロータコア２の上
端部外周の縁部（エンドリング７の外周側）を受けると
共に、その内周部が上型１６の凸部１６ａの外周に嵌合
する円環状をなし、ガイドバー１９に上下動可能に挿通
されている。このとき、ガイドバー１９には、外可動型
１７と上型１６（段付き孔１６ｃ）との間に位置してコ
イルばね２２が嵌挿され、さらに、外可動型１７と受型
側の外可動型１４との間に位置してコイルばね２３が嵌
挿されている。

【００３８】そして、内可動型１８は、ロータコア２の
上面部（エンドリング７の内周部）を受けると共に、上
型１６の凸部１６ａの内周に嵌合する円形ブロック状を
なし、上面部に一体に設けられたガイド用軸部１８ａが
ガイド孔１６ｂに上下動可能に且つ下方への抜止め状態
に挿入されている。このとき、ガイド用軸部１８ａの外
周部には上型１６（ガイド孔１６ｂの径大部）との間に
コイルばね２４が嵌挿されている。これにて、図２に示
すように、上型１６，外可動型１７及び内可動型１８か
ら、上面側のエンドリング７に対応する環状凹部が形成
されるようになっているのである。

【００３９】さて、以上のように構成された鍛造型１２
により、次のようにしてかご形導体３が形成される。即
ち、まず、図１に示すように、各スロット５に棒状鍛造
材９が収容された状態のロータコア２は、受型の外可動
型１４に下端部外周の縁部が受けられるようにセットさ
れる。このとき、内可動型１５はロータコア２の下端面
を受けている。

【００４０】この状態からラムが駆動され、上型１６が
ガイドバー１９にガイドされながら下降していくように
なる。すると、この上型１６の移動力が、コイルばね２
２及び２３を介して外可動型１７及び内可動型１８に伝
達されて下降し、さらには、コイルばね２３を介して受
型側の外可動型１４にも伝達され、やや遅い速度で外可
動型１４，ロータコア２及び内可動型１５も一体的に下
降する。

【００４１】これにて、図示はしないが、押型側におい
ては、外可動型１７及び内可動型１８がロータコア２の
上面部に当接するようになると共に、それら外可動型１
７と内可動型１８との間に形成される円環状の隙間内
に、上型１６の凸部１６が若干量だけ侵入するようにな
る。一方、受型側においても、下型１３の凸部１３ａ
が、外可動型１４と内可動型１５との間に形成される円
環状の間隙内に若干量だけ相対的に侵入した状態とな
る。

【００４２】さらに、上型１６が下降していくことによ
り、上型１６の凸部１６が外可動型１７と内可動型１８
との間の隙間内を下降して、ロータコア２の上面に突出
している棒状鍛造材９を上方から加圧すると共に、下型
１３の凸部１３ａが外可動型１４と内可動型１５との間
の隙間内を相対的に上昇して、ロータコア２の下面に突
出している棒状鍛造材９に下方からの加圧力を与えるよ
うになる。この加圧力を受けることにより、棒状鍛造材
９は、その材料が隙間部分へ流れ込むように塑性変形し
ていく。

【００４３】そして、上型１６の下降が完了した型締め
状態では、図２に示すように、受型に形成される環状凹
部、ロータコア２の各スロット５、押型に形成される環
状凹部が連続したキャビティとなり、各棒状鍛造材９が
そのキャビティ内で塑性変形し、金属材料（アルミニウ
ム）がそのキャビティ内に充填された状態となる。これ
にて、複数本の導体バー６と２個のエンドリング７，８
とを一体的に有するかご形導体３が冷間鍛造（型鍛造）
により形成されるのである。

【００４４】このかご形導体３の形成後、型開きが行わ
れてロータコア２にかご形導体３が設けられたかご形回
転子１が取出されるのであるが、このかご形導体３にあ
っては、主としてエンドリング７，８部分に、電気抵抗
の高い金属材料の接合部７ａ，８ａ（図８参照）が生ず
る。そこで、本実施例では、かご形導体３の形成後、そ
れら接合部７ａ，８ａを融着させる工程が実行される。

【００４５】この工程では、図８に示すように、電源２
５に接続された一対の電極２６，２６を、エンドリング
７の接合部７ａの両側に配し、接合部７ａに電流を流す
ことが行われる。これにて、電気抵抗の高い接合部７ａ
部分がジュール熱により発熱して融着されるようになる
のである。また、エンドリング８の接合部８ａについて
も同様な工程により、接合部８ａが融着されるようにな
る。

【００４６】このような本実施例によれば、従来のアル
ミニウムのダイカスト成形に代えて、棒状鍛造材９を用
いた冷間鍛造によりかご形導体３を形成することができ
るようになった。この結果、ダイカスト成形のような高
温設備を必要としなくなると共に、待機時間を必要とし
なくなり、作業環境の向上や稼働率の向上を図ることが
できる。また、これと共に、湯口のゲートを切断する工
程やロータコアを冷却する工程が不要となって工程の簡
素化を図ることができ、全体的に製造作業性を大幅に向
上させることができるものである。しかも、「巣」の発
生による二次抵抗や回転バランスの変動といった特性悪
化も未然に防止することができるものである。

【００４７】また、本実施例では、冷間鍛造を行うにあ
たり、棒状鍛造材９を予めスロット５内に収容させるよ
うにしているので、棒状鍛造材９のうち導体バー６を構
成する部分はさほどの変形量を必要とせず、主として棒
状鍛造材９のうちの両端部のみを塑性変形させれば良い
ので、比較的小さな加圧力で安定した加工を行うことが
できるものである。

【００４８】そして、特に本実施例では、鋼板４を積層
したロータコア２にあって各スロット５にスキューを設
けたものであるが、ロータコア２のスロット５が軸方向
に真直ぐな状態で各スロット５内に棒状鍛造材９を真直
ぐに挿入することができ、その後、矯正棒１１を矯正用
貫通孔２ｂに差込んでいくことによって各スロット５に
スキューが形成されるようになり、スキューを有したス
ロット５に対して、容易に棒状鍛造材９を収容させた状
態とさせることができる。

【００４９】また、この場合、矯正孔４ｃは、スロット
形成孔４ｂよりもやや内周側で、且つ、スロット形成孔
４ｂと回転軸（回転中心）とを結ぶ線からずれ、スロッ
ト形成孔４ｂから少なくとも所定距離ａだけ離間した位
置に設けられるようになっているので、スロット５周囲
の磁束の通過幅ａを確保しながらも、矯正孔４ｃをでき
るだけ外周側に配置することができ、矯正時に大きなト
ルクを得ることができる利点が得られるのである。

【００５０】さらに、特に本実施例では、冷間鍛造によ
るかご形導体３の形成後に、エンドリング７，８部分に
生じている金属材料の接合部７ａ，８ａを、電流を流し
て発熱させて融着する工程を設けたので、簡単な設備で
接合部７ａ，８ａを容易に融着させることができ、かご
形導体３の電気的特性を良好とすることができるもので
ある。

【００５１】（２）第２，第３の実施例 図９は、本発明の第２の実施例（請求項５に対応）を示
すものである。この実施例が上記第１の実施例と異なる
ところは、棒状鍛造材２７に凸部たる突条部２８を設け
た点にある。この場合、棒状鍛造材２７は、ロータコア
２９のスロット３０の内径寸法よりもやや径小な丸棒状
をなし、その外面部に凸部たる３個の突条部２８を軸方
向に延びるように形成した形状とされている。この突条
部２８の先端が構成する仮想的な外径寸法は、スロット
３０の内径寸法よりも若干量だけ大きくなっている。

【００５２】これによれば、棒状鍛造材２７をスロット
３０に挿入するにあたり、突条部２８がスロット３０の
内面にいわば線接触した状態に圧接させるようにしなが
ら挿入することができる。この結果、小さな挿入力で済
みながらも、突条部２８の圧接により棒状鍛造材２７を
スロット３０内に確実に保持させることができる。さら
にこのとき、棒状鍛造材２７がスロット３０の中央部に
配置されるので、棒状鍛造材２７を偏って配置した場合
と比べて、鍛造時の材料の広がり方が全周にほぼ均等と
なりやすいといった利点も得ることができる。

【００５３】図１０及び図１１は、本発明の第３の実施
例（請求項４に対応）を示すものである。この第３の実
施例においては、棒状鍛造材をロータコアのスロットに
収容させる際の方法が、上記第１の実施例と異なってお
り、本実施例では、複数個の棒状鍛造材３１をロータコ
ア３２の外周において連結部３３により連結した形態の
連結体３４を形成し、この連結体３４をロータコア３２
にセットした後、連結部３３を切断除去するようにして
いる。尚、ここでは、便宜上、ロータコア３２に形成さ
れるスロット３５の数（棒状鍛造材３１の数）を４個と
している。

【００５４】即ち、図１０（ａ）はロータコア３２の平
面外観を示しており、このロータコア３２には、例えば
４個のスロット３５が形成されている。これに対し、図
１０（ｂ）は連結体３４の平面外観を便宜上ハッチング
を付して示している。この連結体３４は、例えばアルミ
ニウムからなり、ロータコア３２の外周に僅かな隙間を
もって嵌まる大きさの薄肉な円筒状をなす連結部３３の
内周部に、各スロット３５に挿入される４本の棒状鍛造
材３１を一体に有して構成されている。

【００５５】そして、この連結体３４を、ロータコア３
２に軸方向から嵌込むことにより、図１０（ｃ）に示す
ように、４本の棒状鍛造材３１が一度に各スロット３５
に挿入されるようになり、また、連結部３３が、スロッ
ト３５の開放部分を介してロータコア３２の外周を囲む
ように位置されるようになる。このようにして連結体３
４がセットされたロータコア３２は、図１１（ａ）に示
すように、図示しない打抜装置のダイス側にセットさ
れ、ポンチ３６が下降されることにより、スロット３５
の開放部分にて連結部３３が切断される。

【００５６】これにて、図１０（ｄ）及び図１１（ｂ）
に示すように、各スロット３５に夫々棒状鍛造材３１が
収容された状態となるのである。これによれば、連結体
３４（連結部３３）に対して比較的大きな挿入力を加え
ながら棒状鍛造材３１を押込むことができると共に、一
度に全ての棒状鍛造材３１の挿入作業を行うことができ
るので、棒状鍛造材３１を１本ずつ個々のスロット３５
に挿入する場合に比べて、挿入作業の大幅な簡単化を図
ることができるものである。

【００５７】（３）第４の実施例 図１２及び図１３は、本発明の第４の実施例（請求項
６，７，１０に対応）を示すものであり、以下、上記第
１の実施例と異なる点について述べる。本実施例では、
図１２に示すように、ロータコア２の各スロット５内に
アルミニウム製の棒状鍛造材４１を収容すると共に、ロ
ータコア２の上下両端面部に、エンドリング７，８に対
応するリング状をなすアルミニウム製の環状鍛造材４
２，４３を配置するようにしている。このとき、棒状鍛
造材４１は、上記第１の実施例の棒状鍛造材９よりもや
や短く構成されている。そして、環状鍛造材４２，４３
には、各棒状鍛造材４１の両端部が嵌合する複数個の穴
部４２ａ，４３ａが設けられている。

【００５８】ロータコア２に棒状鍛造材４１及び環状鍛
造材４２，４３をセットした状態で、上記第１の実施例
と同様の鍛造型１２を用いて冷間鍛造を行う。すると、
押型の移動によって棒状鍛造材４１及び環状鍛造材４
２，４３が加圧されて塑性変形し、図１３に示すよう
に、複数本の導体バー６と２個のエンドリング７，８と
を一体的に有するかご形導体３が形成されるのである。

【００５９】従って、上記第１の実施例と同様に、冷間
鍛造によってかご形導体３を形成することができるの
で、製造作業性を向上させることができ、しかも特性悪
化も防止することができるという優れた効果を奏する。
このとき、本実施例では、導体バー６に対応した棒状鍛
造材４１と、エンドリング７，８に対応した環状鍛造材
４２，４３を用いているので、棒状鍛造材４１及び環状
鍛造材４２，４３の双方において、さほどの変形量を必
要としなくなり、小さな加圧力でより安定した加工を行
うことができるものである。

【００６０】しかも、本実施例では、環状鍛造材４２，
４３の穴部４２ａ，４３ａに棒状鍛造材４１を嵌合させ
るようにしているので、加圧前の段階において棒状鍛造
材４１に対する環状鍛造材４２，４３の位置ずれを防止
することができて仮保持状態とすることができる。これ
と共に、図１３にハッチングの種類（向き）を変えて示
しているように、嵌合部分にて材料をいわばかしめ結合
した状態とすることができ、導体バー６とエンドリング
７，８とをより強い力で結合させることができるもので
ある。

【００６１】（４）第５，第６の実施例 図１４及び図１５は本発明の第５の実施例（請求項６，
１０に対応）を示すものである。この実施例において
も、図１４に示すように、ロータコア２の各スロット５
内にアルミニウム製の棒状鍛造材５１を収容すると共
に、ロータコア２の上下両端面部に、エンドリング７，
８に対応するリング状をなし、穴部の存在しないアルミ
ニウム製の環状鍛造材５２，５３を配置した状態で、鍛
造型１２により冷間鍛造を行うようにしている。

【００６２】この場合も、製造作業性を向上させること
ができると共に、特性悪化も防止することができること
は勿論、図１５に示すように、棒状鍛造材５１及び環状
鍛造材５２，５３の双方において、さほどの材料移動
（変形量）がない状態で導体バー６とエンドリング７，
８とを形成することができ、小さな加圧力でより安定し
た加工を行うことができるものであり、環状鍛造材５
２，５３に穴部を形成するための工程が不要となること
は勿論である。

【００６３】図１６は本発明の第６の実施例（請求項
６，１０に対応）を示すものであり、やはりロータコア
２の各スロット５内にアルミニウム製の棒状鍛造材５４
を収容すると共に、ロータコア２の上下両端面部に、エ
ンドリング７，８に対応するリング状をなすアルミニウ
ム製の環状鍛造材５５，５６を配置した状態で、鍛造型
１２により冷間鍛造を行うものである。この場合、環状
鍛造材５５，５６には、各棒状鍛造材５４の両端部に対
応した凹部５５ａ，５６ａが形成されている。

【００６４】かかる構成でも、上記第５の実施例と同様
に、製造作業性を向上させることができると共に、特性
悪化も防止することができる効果に加え、小さな加圧力
で安定した加工を行うことができ、また、加圧前の段階
において棒状鍛造材５４に対する環状鍛造材５５，５６
の位置合わせを容易に行うことができるといった利点を
得ることができる。

【００６５】尚、本発明は上記した各実施例に限定され
るものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々の拡
張，変更が可能である。例えば鍛造材（かご形導体）の
材質としてはアルミニウムに限らず、銅等の他の金属材
料であっても良い。また、鍛造加工のみにより接合部の
十分な接合が可能なものにあっては、通電による融着の
工程を省略することができる。そして、開放形のスロッ
トの場合には、閉鎖形のスロットを有するロータコアに
冷間鍛造により導体バーを形成した後に、スロットの外
周部分を切断して開放形に構成しても良い。さらには、
棒状鍛造材の外面部に凸部を設ける場合には、スポット
状に複数個（多数個）の突起を設けるようにしても良
い。

【００６６】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の請求項１のかご形回転子の製造方法によれば、かご形
導体を冷間鍛造により形成するようにしたので、従来の
ダイカスト成形を用いるものと比べて、作業環境の向
上、稼働率の向上、工程の簡素化と言った製造作業性を
向上させることができると共に、二次抵抗や回転バラン
スの変動といった特性悪化も防止することができるとい
う優れた実用的効果を奏する。

【００６７】この場合、ロータコアを構成する各鋼板
に、スロット形成孔に加えて矯正孔を設け、軸方向に延
びるスロット内に棒状鍛造材を挿入配置した後その矯正
孔に矯正棒を差込んでスロットのスキューを形成するよ
うにすれば（請求項２のかご形回転子の製造方法）、容
易にスキューを有するスロット内に棒状鍛造材を収容さ
せた状態とすることができる。またこのとき、矯正孔
を、スロット形成孔よりも内周側で、且つ、スロット形
成孔と回転軸とを結ぶ線からずれた位置に形成すれば
（請求項３のかご形回転子の製造方法）、スロット周囲
の磁束の通過幅を確保しながらも、矯正孔をできるだけ
外周側に配置して大きなトルクで矯正作業を行うことが
できる。

【００６８】そして、複数個の棒状鍛造材をロータコア
の外周において連結部により連結した形態の連結体を用
いるようにすれば（請求項４のかご形回転子の製造方
法）、棒状鍛造材を１本ずつスロットに挿入する場合に
比べて、挿入作業の大幅な簡単化を図ることができる。
さらには、棒状鍛造材の外面部に、スロットの内面部に
点接触あるいは線接触状態に圧接する凸部を設けるよう
にすれば（請求項５のかご形回転子の製造方法）、棒状
鍛造材のスロットへの挿入力を小さく済ませることがで
きながら、凸部の圧接により棒状鍛造材をスロット内に
保持させることができるようになる。

【００６９】本発明の請求項６のかご形回転子の製造方
法によれば、棒状鍛造材及び環状鍛造材を用いた冷間鍛
造により、かご形導体を形成するようにしたので、従来
のダイカスト成形を用いるものと比べて、作業環境の向
上、稼働率の向上、工程の簡素化と言った製造作業性を
向上させることができると共に、二次抵抗や回転バラン
スの変動といった特性悪化も防止することができ、さら
には、小さな加圧力でより安定した加工を行うことがで
きるという優れた効果を奏する。

【００７０】この場合、環状鍛造材に棒状鍛造材が嵌合
する穴部を設けるようにすれば（請求項７のかご形回転
子の製造方法）、加圧前の段階において棒状鍛造材に対
する環状鍛造材の位置ずれを防止することができ、これ
と共に、加圧により嵌合部分にて両鍛造材をいわばかし
め結合した状態とすることができ、導体バーとエンドリ
ングとをより強い力で結合させることができるものであ
る。

【００７１】請求項８のかご形回転子の製造方法によれ
ば、上記した各かご形回転子の製造方法において、かご
形導体の形成後、そのかご形導体のうちの金属材料の接
合部に電流を流して接合部を融着させるようにしたの
で、ジュール熱により接合部を容易に融着させることが
でき、かご形導体の電気的特性を良好とすることができ
るものである。

【００７２】そして、本発明の請求項９のかご形回転子
によれば、棒状鍛造材の加圧成形つまり冷間鍛造によ
り、複数本の導体バーと２個のエンドリングとを一体的
に有するかご形導体を構成することができるので、ダイ
カスト成形によりかご形導体を設ける場合と比べて、高
温設備が必要なくなって製造性が向上すると共に、巣の
発生などを防止できて特性の向上を図ることができるも
のである。

【００７３】また、本発明の請求項１０のかご形回転子
によれば、棒状鍛造材及び環状鍛造材の加圧成形つまり
冷間鍛造により、複数本の導体バーと２個のエンドリン
グとを一体的に有するかご形導体を構成することができ
るので、ダイカスト成形によりかご形導体を設ける場合
と比べて、高温設備が必要なくなって製造性が向上する
と共に、巣の発生などを防止できて特性の向上を図るこ
とができる。しかも、材料の変形量を小さく済ませるこ
とができて、より小さな加圧力で安定した加工を行うこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、ロータコ
アを鍛造型にセットした様子を示す縦断面図

【図２】鍛造型の型締め状態を示す縦断面図

【図３】一部を縦断面にて示すかご形回転子の正面図

【図４】ロータコアのスロットのスキュー形成時の様子
を順に示す縦断面図

【図５】ロータコアのスロットのスキュー形成前（ａ）
及び形成後（ｂ）の矯正孔の位置関係を示す平面図

【図６】鋼板のスロット形成孔と矯正孔との位置関係を
示す平面図

【図７】矯正棒の挿入時の様子を示す要部の縦断面図

【図８】接合部の融着時の様子を示す縦断面図

【図９】本発明の第２の実施例を示すもので、棒状鍛造
材をスロットに挿入した状態の平面図

【図１０】本発明の第３の実施例を示すもので、連結体
を用いて棒状鍛造材をスロットに収容させる手順を順に
示す平面図

【図１１】連結部の切断前（ａ）及び切断後（ｂ）の状
態を示す図１０（ｃ）のｂ−ｂ線に沿う縦断面図

【図１２】本発明の第４の実施例を示すもので、鍛造加
工前のロータコアの縦断面図

【図１３】鍛造加工によりかご形導体が形成された様子
を示す縦断面図

【図１４】本発明の第５の実施例を示す図１２相当図

【図１５】図１３相当図

【図１６】本発明の第６の実施例を示す図１２相当図

【符号の説明】

図面中、１はかご形回転子、２，，２９３２はロータコ
ア、２ｂは矯正用貫通孔、３はかご形導体、４は珪素鋼
板、４ｂはスロット形成孔、４ｃは矯正孔、５，３０，
３５はスロット、６は導体バー、７，８はエンドリン
グ、９，１７，３１，４１，５１，５４は棒状鍛造材、
１１は矯正棒、１３は下型、１４は外可動型、１５は内
可動型、１６は上型、１７は外可動型、１８は内可動
型、２５は電源、２６は電極、２８は突条部（凸部）、
３３は連結部、３４は連結体、４２，４３，５２，５
３，５５，５６は環状鍛造材、４２ａ，４３ａは穴部を
示す。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスロットを有するロータコアに、
   前記各スロット内に配置される導体バーとそれら導体バ
   ーの両端部を夫々前記ロータコアの両端面にてリング状
   につなぐ２個のエンドリングとを有するかご形導体を設
   けてなるかご形回転子を製造する方法において、 前記ロータコアの一端面側を受け一方のエンドリングに
   対応する環状凹部を有する受型と、前記ロータコアの他
   端面側に対して相対的に移動することに伴い他方のエン
   ドリングに対応する環状凹部を形成する押型とを用い、 前記ロータコアの各スロット内に金属材料からなり該ス
   ロットの長さよりも長尺な棒状鍛造材を収容した状態
   で、前記ロータコアの一端面側を前記受型にセットし、
   前記ロータコアの他端面に対して前記押型を相対的に移
   動させて前記各棒状鍛造材を加圧して塑性変形させるこ
   とにより、前記各スロット内及び両環状凹部内に前記金
   属材料を充填させて前記かご形導体を形成するようにし
   たことを特徴とするかご形回転子の製造方法。
2. 【請求項２】 ロータコアは複数枚の鋼板を積層して構
   成されると共に、その各スロットにスキューを有するも
   のにおいて、 前記各鋼板に、前記スロットを形成するスロット形成孔
   を設けると共に、前記各スロット形成孔が軸方向に連続
   するように積層した際に前記スロットのスキューと逆の
   スキューを形成する矯正孔を設け、 前記各鋼板を各スロット形成孔が軸方向に連続するよう
   に積層し、その状態でそれら各スロット内に棒状鍛造材
   を挿入配置し、その後、前記矯正孔に対して軸方向に延
   びる矯正棒を差込んで前記各鋼板を変位させることによ
   り、前記ロータコアの各スロットにスキューを形成する
   と共にそれら各スロット内に前記棒状鍛造材が収容され
   た状態とする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. 【請求項３】 矯正孔は、スロット形成孔よりも内周側
   で、且つ、前記スロット形成孔と回転軸とを結ぶ線から
   ずれた位置に形成されていることを特徴とする請求項２
   記載のかご形回転子の製造方法。
4. 【請求項４】 複数個の棒状鍛造材をロータコアの外周
   において連結部により連結した形態の連結体を形成し、
   この連結体を前記ロータコアにセットした後前記連結部
   を切断除去す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。
5. 【請求項５】 棒状鍛造材の外面部に凸部を設け、この
   棒状鍛造材のスロットへの収容時に、前記凸部が該スロ
   ットの内面部に点接触あるいは線接触状態に圧接するよ
   うに構成されていることを特徴とする請求項１ないし４
   のいずれかに記載のかご形回転子の製造方法。
6. 【請求項６】 複数のスロットを有するロータコアに、
   前記各スロット内に配置される導体バーとそれら導体バ
   ーの両端部を夫々前記ロータコアの両端面にてリング状
   につなぐ２個のエンドリングとを有するかご形導体を設
   けてなるかご形回転子を製造する方法において、 前記ロータコアの一端面側を受け一方のエンドリングに
   対応する環状凹部を有する受型と、前記ロータコアの他
   端面側に対して相対的に移動することに伴い他方のエン
   ドリングに対応する環状凹部を形成する押型とを用い、 前記ロータコアの各スロット内に金属材料からなる棒状
   鍛造材を収容すると共に該ロータコアの両端面に夫々金
   属材料からなる環状鍛造材を配置した状態で、前記ロー
   タコアの一端面側を前記受型にセットし、前記ロータコ
   アの他端面に対して前記押型を相対的に移動させて前記
   各棒状鍛造材及び環状鍛造材を加圧して塑性変形させる
   ことにより、前記各スロット内及び両環状凹部内に前記
   金属材料を充填させて前記かご形導体を形成するように
   したことを特徴とするかご形回転子の製造方法。
7. 【請求項７】 環状鍛造材は、棒状鍛造材が嵌合する穴
   部を有することを特徴とする請求項６記載のかご形回転
   子の製造方法。
8. 【請求項８】 かご形導体の形成後、そのかご形導体の
   うちの金属材料の接合部に電流を流して発熱させること
   により、前記接合部を融着させることを特徴とする請求
   項１ないし７のいずれかに記載のかご形回転子の製造方
   法。
9. 【請求項９】 複数のスロットを有するロータコアと、 前記各スロット内にて夫々金属材料製の棒状鍛造材を加
   圧充填して設けられた導体バーと、 前記各棒状鍛造材の両端の前記スロットからのはみ出し
   部分を夫々前記ロータコアの両端面にてリング状に結合
   するように加圧成形して設けられた２個のエンドリング
   とを具備してなるかご形回転子。
10. 【請求項１０】 複数のスロットを有するロータコア
    と、 前記各スロット内にて夫々金属材料製の棒状鍛造材を加
    圧充填して設けられた導体バーと、 前記ロータコアの両端面に夫々配置された金属材料製の
    環状鍛造材を前記各棒状鍛造材の両端部に結合するよう
    に加圧成形して設けられた２個のエンドリングとを具備
    してなるかご形回転子。