JPH1141873A - Manufacture of cage rotor - Google Patents
Manufacture of cage rotorInfo
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- JPH1141873A JPH1141873A JP2397198A JP2397198A JPH1141873A JP H1141873 A JPH1141873 A JP H1141873A JP 2397198 A JP2397198 A JP 2397198A JP 2397198 A JP2397198 A JP 2397198A JP H1141873 A JPH1141873 A JP H1141873A
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Abstract
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。The present invention relates to a method of manufacturing a cage rotor of an induction motor, and more particularly to a method of manufacturing a 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 squirrel-cage induction motor conventionally used generally is shown in FIG. The rotor 1 is configured by assembling a rotor core 2 and a conductor portion 3 integrally with a rotating shaft 4. The rotor core 2 is formed by laminating a large number of laminated cores 21 (iron core elements) made of a thin disk-shaped silicon steel plate as shown in FIG. 6 in order to prevent a loss due to eddy current. 5 is drilled. However, when the loss is not so important, a solid core, for example, a sintered compact may be used instead of the laminated core. The conductor portion 3 is integrally formed by casting an aluminum alloy or the like melted in the slot 5 by a high-pressure die-casting method while the laminated core 21 is tightened. Conductor part 3 formed by die casting
Is composed of a slot bar 6 arranged in a cage shape as shown in FIG. 7 and end rings 7 made of annular members at both ends. 8 and 9 are sectional views of a casting apparatus according to a conventional method of manufacturing a cage rotor by high-pressure die casting. FIG. 8 shows that the rotor core 2 is disposed between the split dies 10 and 11 of the vertical die casting machine as a casting device, and the rotor core 2 is fixed between the split dies 10 and 11 through a jig 12 therein. Have been. In addition, rotor core 2
Molds 9 for forming end rings 7a, 7b between both ends in the stacking direction and inner wall surfaces of split molds 10, 11.
a and 9b are provided, and a mold 9a is provided with a gate 91 communicating with the end ring 7a. Further, the molten metal 13 of the die-cast material is cast from a gate 91 provided in one of the molds 9a by a piston 8 provided below the rotor core 2. In such a configuration, the molten metal 13 that has passed through the sprue 91 fills the end ring 7a while a part of the molten metal 13 reaches the end ring 7b via the slot 5 and is filled. After the filling, the molten metal solidifies. Set. This method is the minimum dimensional width W s of the slot 5 of the rotor core 2 is smaller than the end ring 7a, 7b minimum dimension width W e of, after the molten metal 13 is filled, the first molten metal of the slot 5 solidifies, the piston 8 Pressure from the end ring 7b
Will not be transmitted. Then, since the gas dissolved in the molten metal 13 is released and at the same time contraction occurs when the gas changes from a liquid to a solid, a large nest is formed on the end ring 7b. For this reason, as shown in FIG. 9, a method has been proposed in which the slots 5 of the cage rotor and the end rings 7a, 7b at both ends are formed at one time by die casting (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-133506). That is, the split mold 1
4, the rotor core 2 is housed therein, and the gate 9 communicates with the end rings 7 a, 7 b on both sides of the rotor core 2.
2 and 93 are provided in the molds 9a and 9b, and are poured into the gates 92 and 93 almost at the same time for die casting. Since the molten metal is poured into the end rings 7a and 7b on both sides almost at the same time and die-cast, the flow distance of the molten metal is less than half of the conventional one, and the die can be die-cast 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 almost simultaneously to solve the problem of nests generated on one end ring is used, there is a problem that defects due to nests occur on the end rings. Remains. Generally, when molten metal enters a mold, the temperature of the metal decreases and solidifies because heat is removed from the mold by heat conduction, but the solidification time is faster as the width of the mold gate is narrower. Minimum dimension width W m is the end ring 7a of the sprue 92 and 93 of the mold 9, as shown in FIG. 9, those which are set to approximately half or less of the minimum dimension width W e of 7b, sprue 92 and 93 of width Due to the small size, the solidification of the gates 92, 93 becomes faster, and as a result, nests are likely to be formed on the end rings 7a, 7b. As a result, if there is a defect in the end rings 7a and 7b, the weight of the conductor portion becomes unbalanced, so that the rotor is deformed by the centrifugal force applied at the time of rotation and the end ring nests are deformed to generate vibration, In addition, there is a problem that the end ring is damaged during rotation when it is severe. In addition, there is a possibility that heat is generated at a joint portion of the conductor portion and electric loss increases. For this reason, the method of die-casting almost simultaneously on the end rings on both sides has a problem that the quality of the electric motor is reduced due to the occurrence of nests and the reliability is impaired. (2) Compared to the conventional method of die-casting on both side end rings at the same time, the method of die-casting from one side has relatively few nests, but the die-casting die is not provided because the gate is provided on both sides. There is a problem that the mold becomes complicated and the mold cost increases. Then, after filling the molten metal, there is an operation of cutting off the sprue portion to take out the rotor core. However, if there is a sprue on both sides of the rotor core, this operation cannot be automated, so that a problem has arisen in productivity. Thus, there has been a demand for a method of die-casting from one side of the rotor and a method in which burrs do not occur at the end ring portion. In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has as a first object to perform die casting on end rings on both sides of a cage rotor at substantially the same time. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a highly reliable cage rotor, which does not cause deterioration in quality. Further, as a second object, in die-casting from one end ring of the cage rotor, the cost of the mold is low, the work of separating the gate section can be easily performed, and the deterioration of the quality due to the generation of the end ring nest is reduced. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a highly reliable cage rotor that does not occur.
【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倍以上としたもので
ある。また、前記ダイキャスト材は、アルミニウムまた
はアルミニウム合金としたものである。 （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。また、前記穴部の最小寸法幅を前記エン
ドリング部の最小寸法幅の０．７倍以上としたものであ
る。また、前記ダイキャスト材は、アルミニウムまたは
アルミニウム合金としたものである。In order to solve the above problems, the present invention has the following method. (1) According to the present invention, a laminated rotor core having a plurality of slots on an outer periphery is housed in a split mold, and both ends of the rotor core in a stacking direction and the split are provided. A mold is installed between the mold and the inner wall surface, a space serving as an end ring communicating with the slot is formed, and a sprue communicating with each of the end ring forming portions is disposed. In a method of manufacturing a cage rotor in which a molten metal of a die cast material is poured almost simultaneously by a die casting method and the slot and the end ring are integrally formed in a cage shape, the minimum dimension width of a gate for pouring the molten metal is set as described above. It is at least 0.7 times the minimum dimension width of the end ring. The die cast material is made of aluminum or an aluminum alloy. (2) According to a second aspect of the present invention, a solid or laminated rotor core having a plurality of slots on its outer periphery is housed in a split mold, and the length or the thickness direction of the rotor core is increased. A mold is installed between both end portions of the mold and the inner wall surface of the split mold, a space serving as an end ring communicating with the slot is formed, and a sprue communicating with one side of the end ring forming portion is provided. Then, a molten metal of a die cast material is poured into the sprue by a high-pressure die casting method, and the slot and the end ring are integrally formed in a cage shape. At least one hole having a minimum dimension width of 2.5 to 5 times the minimum dimension width of the slot so as to communicate with both end ring portions, and one end ring having the gate; It is to pouring the molten metal toward the end ring portion of the opposite side through the hole and the slot portion from. Further, the minimum dimension width of the hole is 0.7 times or more the minimum dimension width of the end ring. The die cast material is made of aluminum or an aluminum alloy.
【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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. 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. FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the shape of the gate. Here, the same or corresponding parts as those in the conventional example of FIGS. 8 and 9 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the rotor core 2 is housed between the split molds 10 and 11 of the vertical die casting machine with the thickness direction of the rotor core 2 being horizontal in FIG. The tool 12 is fixed in a state where it is inserted, and the end ring 7a,
7b are provided with dies 9a and 9b, respectively.
A die 9c is provided between the piston 9 and the piston 8 provided vertically below the die 9c. The die 9c is provided with a gate 91 communicating with the end rings 7a and 7b. The configuration is such that a molten metal 13 of a die cast material is cast into a slot 5 of a rotor core 2 from a gate 91 of a mold 9c by a piston 8. In such a method of pouring the slot 5 of the rotor core 2 and the end rings 7a, 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 was X, the experiment was conducted with various values of X.
Shape W m of one sprue 91, and X × 40 mm, the maximum is the same as the minimum dimension width W e of the end ring. Also,
Aluminum and an aluminum alloy were used as the die cast material. Next, the optimum shape of the gate 91 was grasped by actually using this die casting machine. 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 was 450 mm in diameter, and the stacked thickness was 690 mm, and the rotor was die cast. Gates 91 are arranged at equal intervals in six places around the circumference of the rotor core 2. Subsequently, after die casting, the condition of the nest was examined by X-ray radiography of the end ring. Table 1 shows a comparison of the nest size with respect to the minimum dimensional width ratio X between the gate and the end ring in this embodiment and a conventional example (a 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。[0007] From this, it was confirmed that the end ring in which nests are more likely to be formed than in the conventional example has fewer nests. In addition, a product with less nests was obtained as the width of the gate was closer to the width of the end ring. In particular, it was confirmed that almost no nests were formed when X was 0.7 times or more.
【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。[0008] According to the manufacturing method of this embodiment, the minimum dimension width W m is the end ring 7a of the sprue 91 of the mold 9c as shown in Figure 1, more than about 0.7 times the minimum dimension width W e of 7b When 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 smaller than those of the conventional sprue and end ring having the minimum dimension width ratio. , 93, the difference in coagulation time is reduced so that both parts are deprived of heat at the same rate and cool down, so that no nests form on the end rings 7a, 7b. In addition, since no defect of the nest is generated on the end rings 7a and 7b, the imbalance of the weight of the conductor is eliminated, and the rotor may be deformed by the centrifugal force to generate vibration. ,
The problem of breakage during rotation does not occur, and furthermore, there is no increase in electrical loss due to heat generation at the joint of the conductors. As described above, in the method of die-casting the end rings on both sides almost at the same time, since nests do not occur, a high quality and highly reliable product can be obtained as the electric motor. In addition, the die-cast material of this embodiment may be, for example, a copper alloy or a magnesium alloy, in addition to aluminum and an aluminum alloy.
The shape of the sprue 91 is assumed trapezoidal rectangular or (b) shown in FIG. 2 (a), and the average value W m of the minimum width portion in the case of (b). The shape of the sprue is not limited to these, and other shapes may be used. The vertical direction of the rotor core is set horizontally in the vertical die-casting machine, and the rotor core is fixed and stored between the divided molds. It may be stored vertically between the split molds.
【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 view showing a configuration of a rotor unit set in a vertical die casting machine used in the second embodiment of the present invention. A hole 20 connected to both end rings is formed on the inner diameter side of the rotor core. (A), (b),
(c) is a diagram showing the shape of the hole. In this embodiment, FIG.
In the above, the rotor core 2 is housed between the split molds 10 and 11 of the vertical die casting machine, and fixed with the jig 12 inserted through the center of the rotor core 2 and the end rings 7a and 7
b are provided with molds 9a and 9b, respectively, and the mold 9a is provided with a gate 91 communicating with the end ring 7a. The configuration is such that the molten metal 13 is cast by the piston 8 from the gate 91 of the mold 9a to the end ring portion 7b on the opposite side from one end ring 7a having the gate of the rotor core 2 via the slot 5 portion. . In the method of pouring by such a die casting method, both end ring portions 7a, 7
forming 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 performed with various values of Y. If set to 1 W s in the experiments, W e used a rotor 5 times the dimension of W s. Aluminum and an aluminum alloy were used as the die-cast material. Next, the optimum shape of the hole 20 was grasped by actually using the die casting machine. Die casting machine: 1000 tons, molten metal temperature: 720 ° C, pouring speed: 3m / s, rotor: laminated silicon steel sheet, rotor core diameter: 450mm, stack thickness: 690mm
As a die cast. The hole 20
Are arranged at equal intervals at six locations around the circumference of the rotor core 2. Subsequently, after die casting, the end ring 7b was examined for the state of the nest by X-ray transmission photography. Table 2 shows the porosity generation ratio with respect to the minimum dimensional width ratio Y of the hole and the end ring in the present example and the conventional example (a method in which the hole through which the molten metal passes through is not provided in the inner diameter portion of the rotor core and the casting is performed from one side). The following shows a comparison. Y is 5 samples is the minimum dimensional width W e of the minimum dimension width W h and the end ring portion of the hole is the same.
【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。[0011] Thus, the molten metal 1
3, the minimum width of the hole 20 is 2.5 to 5 times smaller than the minimum width of the hole of the slot 5.
In the example of the present invention twice, it was confirmed that the end ring 7b, in which the nest is more likely to be formed than the conventional example, has less nest. 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 nest could be obtained when the size was 7 times or more. Since the casting is performed from one side of the rotor core, the mold is not complicated and the gate is easily removed as compared with the method of casting from both sides.
【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, solidification starts after the molten metal 13 entered from the gate 91 fills the product, but the slot portion 5 having the smallest dimensional width is obtained.
Even if solidified, hole 2 with minimum dimension width larger than slot
Since the molten metal in 0 is not completely solidified, the pressure from the piston is applied to the counter end side ring 7b, and the molten metal is also replenished. As the minimum dimension width of the end ring portion and the hole portion is closer, the solidification time of both portions is closer. Therefore, the molten metal is replenished from the hole portion until the end ring portion is completely solidified, and no nest is formed.
In addition, since there is no nest defect in the end rings 7a and 7b, the imbalance in the weight of the conductor portion is eliminated, and the rotor is deformed by centrifugal force to generate vibrations or to rotate. There is no problem of breakage inside, and furthermore, heat generation does not occur in the joint portion of the conductor portion, and the electric loss does not increase. Further, since the molten metal is cast from one side of the rotor as in the conventional example, the mold structure is not complicated, and the gate can be separated by the conventional operation. As described above, in the die-casting method of the present invention, since nests do not occur, a high-quality and highly reliable product can be obtained as an electric motor. The die-cast material may be, for example, a copper alloy or a magnesium alloy in addition to aluminum and aluminum alloy, and is not limited to these. Since the number of the holes 20 may be determined so as not to affect the characteristics of the motor, it is preferable that at least one of the holes 20 is uniformly arranged in the circumferential direction of the rotor core 2. The shape of the hole 20 is a rectangular shape shown in FIG. 4A, a trapezoidal shape shown in FIG. 4B, and a circular shape shown in FIG. 4C. In the case of a trapezoidal shape, the average value of the minimum dimension width portion is W h , for circular the diameter and W h, but the shape of the hole is not limited to the above shape. Further, the rotor core is vertically fixed in the vertical die-casting machine, and the rotor core is fixed between the divided molds. 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) In die-casting almost simultaneously to the end rings on both sides of the cage rotor, the minimum width of the mold gate is set to 0.7 times or more the minimum width of the end ring. To prevent defects due to nests and deterioration of quality due to vibration and heat generation,
There is an effect of obtaining a highly reliable cage rotor manufacturing method. (2) In die-casting from one end ring of the cage rotor, a hole having a minimum dimension width of 2.5 to 5 times the minimum dimension width of the slot is formed in the inner diameter portion of the rotor core. This has the effect of providing a highly reliable cage rotor manufacturing method that prevents defects due to the occurrence of nests and deterioration in quality due to vibration and heat generation. In addition, since the minimum dimension width of the hole is set to 0.7 times or more the minimum dimension width of the end ring, there is an effect that defects and the like due to generation of end ring nests 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 a shape of a gate of FIG. 1;
【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 view showing a shape of a hole in FIG. 3;
【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 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。6 is a perspective view showing a state of the rotor from which the end ring of FIG. 5 is removed.
【図７】 図５のかご型状の導体部を示す斜視図であ
る。FIG. 7 is a perspective view showing the cage-shaped conductor of FIG. 5;
【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 casting 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 illustrating a configuration of a rotor unit set in another conventional die casting 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: Rotary shaft 5: Slot 6: Slot bar 7a, 7b: End ring 8: Piston 9a, 9b, 9c: Die 91: Gate 10, 11, Split mold 12: jig 13: molten W m: minimum dimension of the sprue width W e: minimum dimension of the end ring width W h: minimum dimensional width of the hole
Claims (4)
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倍以上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 its outer periphery is housed in a split mold, and a space between both ends of the rotor core in a stacking direction and an inner wall surface of the split mold is provided. A mold is set up, a space serving as an end ring communicating with the slot is formed, and a sprue communicating with each of the end ring forming parts is arranged. In a method of manufacturing a cage rotor in which a molten metal is poured almost simultaneously and the slot and the end ring are integrally formed in a cage shape, a minimum dimension width of a gate for pouring the molten metal is set to 0 of a minimum dimension width of the end ring. 7. A method for manufacturing a cage rotor, wherein the ratio is 7 times or more.
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 its outer periphery is accommodated in a split mold, and both ends of the rotor core in the length or thickness direction and the split mold are provided. A mold is installed between the inner ring and the inner wall surface, a space serving as an end ring communicating with the slot is formed, and a sprue communicating with one side of the end ring forming portion is provided.
A method of manufacturing a cage rotor in which a molten metal of a die-cast material is poured into the sprue by a high-pressure die-casting method, and the slot and the end ring are integrally formed in a cage shape. At least one hole having a minimum dimension width of 2.5 to 5 times the minimum dimension width of the slot is formed so as to communicate with the end ring section, and the slot section is formed from one end ring section having the gate. And pouring the molten metal toward the opposite end ring via the hole and the hole.
グ部の最小寸法幅の０．７倍以上とした請求項２に記載
のかご型ロータの製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the minimum dimension width of the hole is 0.7 times or more the minimum dimension width of the end ring.
たはアルミニウム合金とした請求項１から３までの何れ
か１項に記載のかご型ロータの製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the die cast material is aluminum or an aluminum alloy.
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|---|---|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110283525A1 (en) * | 2009-01-07 | 2011-11-24 | Bae Systems Controls Inc. | Die Cast Rotor With Steel End Rings to Contain Aluminum |
| JP2014187732A (en) * | 2013-03-21 | 2014-10-02 | Aisin Aw Co Ltd | Rotor core casting device and rotor core casting method |
| CN105811671A (en) * | 2015-01-15 | 2016-07-27 | 源捷公司 | Method of manufacturing the rotor assembly for an electric motor |
| CN111318670A (en) * | 2020-03-30 | 2020-06-23 | 青岛武晓制管有限公司 | Die-casting forming device of flange production usefulness |
-
1998
- 1998-01-20 JP JP02397198A patent/JP3479932B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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