JPS6041542B2 - 鋳込回転子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二次導体を補強した誘導電動機の銭込回転子に
関する。

従来アルミニウム銭込回転子において、高トルク電動機
を製作する時二次導体に高抵抗アルミニウム（１８％Ｉ
ＡＣＳ）を鋳込むと目的の特性を得る場合がある。

しかしながら単純に高抵抗アルミニウムの使用だけでは
特性を得ることができず、二次導体の形状の変更を要す
る場合がある。その一例として、二次導体を形成する回
転子鉄心のスロット幅が小で且つスロット深さが大きい
スロットに、高抵抗アルミニウムを鋳込むとスロット内
に二次導体が形成されると共に、回転子鉄心の両端には
短絡環が形成される。この回転子鉄心から鏡三込金型（
以下金型という）を取り外す時、回転子鉄心端面部の二
次導体と短絡環の付け根部で亀裂が発生し、二次導体と
短絡環が切断される現象が発生する。この原因は高抵抗
アルミニウムの伸びが約５％と通常使用している導電用
アルミニウムの伸び約３５％に比べて小さいこと。また
スロット幅が小でスロット断面積が小さいこと。更に上
記要因と通常のアルミニウム銭込時にも発生する次の諸
現象とが作用して起るものと考えられる。【１｝ 高抵
抗アルミニウムの鏡込凝固後、回転子鉄心の両端で二次
導体が短絡環により引張られ二次導体には引張応力がか
かる。■ 端絡環の周壁及び回転子の冷却用羽根の周壁
と金型との接触部分で発生する摩擦力が、金型引き外す
時に二次導体の短絡環との付け根部で二次導体に引張応
力として働く。

（３｝ 板吏偏差のある回転子鉄板を規定枚数積層した
ものに高低抗アルミニウムを銭込凝固後、金型の締付圧
力をゆるめる段階で二次導体には積層鉄心からのスプリ
ング・バックと呼ばれる引張力が働く。

これらの要因で二次導体に高抵抗アルミニウムを鋳込ん
だ回転子を製作することは困難であった。

本発明は上記のような欠点を改良したもので、回転子鉄
心の二次導体と短絡環を形成するために高抵抗アルミニ
ウムを鋳込んだ時、補強榛が形成されるような銭込回転
子を提供することを目的とする。

以下本発明の一実施例を第１図乃至第４図を参照して説
明する。

第３図に示すように回転子鉄板１１は外周辺に複数個の
半閉形スロット１４を穿談し、この半閉形スロット１４
の底部より中心部へ距離を隔てて補強榛形成孔１０ａを
複数個円周方向に穿設し、中心部には藤孔が穿設されて
いる。この補強榛形成孔１０ａの断面積は半閉形スロッ
ト１４のそれより大〈、又数は少ない。尚第４図に示す
両者の距離ｈは後述の理由により広くする。そして回転
子鉄板１１を規定枚数穣層して回転子鉄心２を形成し芯
金３に麻挿する。この芯金３を下側金型４の上に載せ回
転子鉄心２の外周と間隙８ができるように中間金型リン
グ５を挿入する。続いて中間金型リング５のガイド６に
上側金型７を按め込む。次に回転子鉄心２を内蔵した金
型を図示しないダイカスト・マシンに設置して伸び（％
）の小さい高抵抗鏡込導電用材料である高抵抗アルミニ
ウムを鋳込む。するとこの高抵抗アルミニウムは上側金
型７の湯口から主に補強榛形成孔１０ａを通って下側金
型４に流れ、下側金型４の内部を充満し半閉形スロット
１４と間隙８を逆流して上側金型７に向い上側金型７か
らの流れと合流する。そして二次導体９ａと両側の短絡
環１３ａ及び１３ｂと複数枚の羽根１２及び積層方向に
貫通する補強棒１０を形成して鏡込回転子１を製作する
。尚本発明に使用する回転子鉄板１１の半閉形スロット
１４と補強綾形成孔１０ａとの距離ｈは、補強榛１０か
ら発生するトルクが要求されるモ−夕のトルク特性に影
響を与えないように設定する。

即ち補強榛１０へ電動機の運転時に電流が流れた時、こ
の電流によって発生する磁束が飽和しないだけ離す。そ
の理由を説明するに際し本発明の対象となる高トルク電
動機に要求される要件を述べる。一般に高トルク電動機
はェレベータやコンベア等に使用され、１次電圧制御方
式により可変速運転されるものである。このような電動
機に要求される速度・トルク特性は、一般に起動後放物
線形状で右下りに低下し、５乃至１０％と大きなすべり
で定格負荷と交差するようなものである。このような形
状の速度・トルク特性を得るためには２次抵抗を大きく
する必要があり、その為に高抵抗アルミニウム材を鋳込
んで２次導体を形成して使用したり或いは２次導体の断
面積を４・さくする必要が生ずる。これに対し２重かご
形ロ−夕を使用した電動機の速度・トルク特性は、衆知
のように起動後半円弧状に徐々に低下し３０乃至６０％
のすべりで底をつき、上昇後１０乃至２０％のすべりで
最大トルクとなり２乃至３％のすべりで定格運転に入る
。

このために本発明で対象としている高トルク電動機の速
度・トルク特性を、２重かご形電動機の速度・トルク特
性では機能を満足しないことが判る。以上のことから本
実施例の距離ｈを離す理由を、補強棒から発生するトル
クの下記計算式から説明する。ここでＰ：極数、Ｖ，：
電源電圧、ｓ：すべり、ｒ，：１次巻線の抵抗、ｒ２′
：１次に換算した補強榛抵抗、ｘ，：１次漏れリアクタ
ンス、ｘ２′：１次に換算した補強棒漏れＩＪァクタン
ス、電動機の運転時に補強棒１０へ電流が流れるとき、
距離ｈが小さい時と大きい時の発生するトルクＴは次の
ようになる。

距離ｈが小さい時 電流によって発生する磁束は距離ｈが４・さいために飽
和し、漏れリアクタンスセ′が減少する。

するとトルクＴは漏れリアクタンスｘ２′の２乗に反比
例するので、漏れリアクタンスｘ２′の減少は補強棒に
よってトルクＴが発生する。これは補強棒が二重かご形
回転子の下部の二次導体と同様の作用をするので、距離
ｈが小さい時は二重かご形回転子になる。距離ｈが大き
い時 電流によって発生する磁束は距離ｈが大きいために飽和
せず、漏れリアククタンスｘ２′は増大する。

すると漏れリアクタンスｘ２′の２乗による増加により
、分母は無限大近くになりトルクＴは殆んど発生せず、
補強榛によるトルクは無視でき二重かご形回転子の下部
の二次導体と同様の作用はしない。従って本発明の銭込
回転子は二重かご形回転子とは本質的に異なる。試みに
４極１１０ＫＷの譲動電動機で第３図に示す回転子鉄板
１１を使用した回転子鉄心２で計算する。スロット幅が
５側、スロット深さが１仇舷、補強棒１０の直径が１０
肌、距離ｈが５肌の時補強棒１０が寄与するトルクは二
次導体９ａに対して僅か約４〜５％で、誘導電動機のト
ルク特性には影響しない事が判明している。尚、本発明
の補強棒の断面積は次式で求められる。

ｓ。

＝ヱｘｆ ………‘１）Ｓ＝Ｓｏ−Ｓ
ｂＰ＝Ｐｆ＋Ｐｓ ここで・ 。

＝アルミニウムの引張り強さｆ＝安全率 Ｓ＝補強棒の断面積 Ｓｂ＝２次導体の断面積 Ｐｆ＝短絡環及び羽根と金型との接触部分で発生する摩
擦力で金型引外す時２次導体にかかる力 Ｐｓ＝２次導体にかかるスプリング・バックの力この様
に補強榛形成孔１０ａを有する回転子鉄板１１を使用し
た回転子鉄心２の半閉スロット１４内を流れる高抵抗ア
ルミニウムは、回転子鉄心２の両端から内側に流れ合流
するので、半閉形スロット１４内での湯溜りや湯境い等
がなく二次導体９ａの切れる現象が発生しない。

又補強棒１０は短絡環１３ａ及び１３ｂと一体に形成さ
れる。このため金型を鉾込回転子１から取り外す時、前
記従来技術で説明した要因があっても、短絡環１３ａ及
び１３ｂは補強棒１川こよって補強されているので、二
次導体９ａと短絡環１３ａ及び１３ｂが切断する様な現
象は発生しない。次に本発明の他の実施例として回転子
鉄板に全閉形スロットを使用した場合を第５図乃至第９
図を参照して説明する。

第８図に示すように回転子鉄板１５は外周辺に複数個の
全閉形スロット１８を穿設し、この全閉形スロット１８
の底部より放射状中心方向へ距離を隔てて補強樟形成孔
１０ａを複数個円周方向に穿設し、中心部には軸孔が穿
設されている。

又第６図に示すように回転子鉄板１６には補強綾形成孔
１０ａのない全閉形スロット１８だけが穿設されている
。次に回転子鉄板１５を規程積層して回転子鉄心２ａを
形成する。尚この回転子鉄心２ａの積層中央又は適当な
積層部に１個所補強榛形成孔１０ａのない回転子鉄板１
６が挟持されている。この回転子鉄心２ａを金型内に収
納しダィカスト・マシンに設置して高抵抗アルミニウム
を鋳込む。高抵抗アルミニウムは全閉形スロット１８を
通って二次導体９ｂと両側短絡環１３ａ及び１３ｂと羽
根１２及び積層方向向を分断する補強棒１０ｂ及び１０
ｃを形成して第７図に示すような鏡込回転子ｌａを製作
する。このようにスロット断面積が小の全閉形スロット
１８に高抵抗アルミニウムを鋳込む場合、補強榛１０が
積層方向に貫通した構造では高抵抗アルミニウムの流れ
が補強榛形成孔１０ａを主体にして流れ、全閉形スロッ
ト１８には流れ驚く不廻りや湯境し、等の現象により二
次導体９ｂが断絶することがあった。しかし補強榛形成
孔１０ａのない回転子鉄板１６を１個所挟持することに
より、高抵抗アルミニウムが全閉形スロット１８の方か
ら流れ不廻りや湯境し、等の現象が皆無となった。又金
型分解時の二次導体９ｂと短絡環１３ａ及び１３ｂとの
切断防止は前記実施例と同様である。更に補強棒１０ｂ
及び１０ｃを積層方向で分断することにより、補強榛１
０ｂ及び１０ｃに流れる電流が遮断されて補強棒１０ｂ
及び１０ｃによるトルクは発生しない効果がある。又、
他の実施例として導電材料としての高抵抗アルミニウム
を省資源的に使用するため、回転子鉄心２ａに配設した
補強榛形成孔１０ａのない回転子鉄板１６を２個所適当
な間隔をあげて挟持して空間２０を形成する。

この構造で高抵抗アルミニウムを鋳込むと空間２０‘こ
は高抵抗アルミニウムが入らないので材料的には省資源
となり、補強棒１０ｂ及び１０ｃが積層方向で分断され
る。そして二次導体９ｂと短絡環１３ｂ及び１３ｃとの
切断防止、鏡込性、電動機のトルク特性等は上記実施例
の説明内容と同様である。尚上記説明では回転子鉄心の
スロットに全閉形を使用した鏡込回転子構造について述
べたが、スロットに半閉形を使用しても同機の効果があ
る。又、鏡込材料を高抵抗アルミニウムを使用した場合
について説明したが通常のアルミニウム材料或いは他の
鏡込材料でも同様の効果がある。以上説明したように本
発明によれば、断面積が小さい複数個のス。

ットを有する回転子鉄板に補強棒形成孔を穿設して規程
積層した回転子鉄心に、二次導体を形成するために伸び
（％）の小さい導電用材料である高抵抗アルミニウムを
鋳込んだ時、前記補強穣形成孔に鋳込まれた高抵抗アル
ミニウムで補強樺を形成するようにした。この結果通常
のアルミニウム鏡込時にも発牛する諸現象に加えて高抵
抗アルミニウムとスロット断面積が小さいことを粗合せ
た銭込条件でも、補強棒で二次導体と短絡環を補強する
ので、鏡込金型分解作業時に発生していた二次導体と短
絡環との切断を防止することができる。又新設する補強
棒により発生するトルクは皆無或いは無視することが出
来る等伸び（％）の小さい導電用銭込材料を断面積の小
さし、ス。ットに鋳込んで、かご形銭込回転子を製作す
ることができるようになった効果は大きい。図面の簡単
な説明第１図は本発明の一実施例による鏡込状態を示す
断面概略図、第２図はその鏡込回転子の縦断面図、第３
図は本発明の一実施例を示す回転子鉄板の正面図、第４
図は第３図の姿部拡大図、第５図、第７図は他の実施例
における錆込回転子の縦断面図、第６図、第８図は他の
実施例を示す回転子鉄板の正面図、第９図は第８図の要
部拡大図である。

１・・・・・・錆込回転子、２，２ａ，２ｂ・・・・・
・回転子鉄心、９ａ，９ｂ・・・・・・二次導体、１０
，１０ｂ，１０ｃ・・・・・・補強榛、１１，１５，１
６・・・・・・回転子鉄板、１３ａ，１３ｂ・・・・・
・短絡環、１４・・・…半開形スロット、１８・・・・
・・全閉形スロット、２０・・・・・・空間、ｈ・・・
・・・距離。

第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個のスロツトを有する回転子鉄板を積層して形
   成する回転子鉄心と、この回転子鉄心のスロツトに導電
   用鋳込材料を鋳込んで二次導体を形成すると共に両端に
   短絡環を形成する鋳込回転子において、前記二次導体と
   不対で本数が少なく且つ断面積は大きい補強棒を導電用
   鋳込材料の鋳込により二次導体と別個に距離を隔てて形
   成させ短絡環と連接し、この補強棒に流れる電流により
   発生する磁束が前記距離で飽和しない位置に補強棒を配
   設してなる鋳込回転子。 ２ 複数個のスロツトを有する回転子鉄板を積層して形
   成する回転子鉄心と、この回転子鉄心のスロツトに導電
   用鋳込材料を鋳込んで二次導体を形成すると共に両端に
   短絡環を形成する鋳込回転子において、二次導体の断面
   積より大きい補強棒を導電用鋳込材料の鋳込により二次
   導体と別個に距離を隔てて形成させ短絡環と連接し、こ
   の補強棒を回転子鉄板と同数のスロツト数を有し補強棒
   形成孔のない鉄板の挾持により分断し補強棒に流れる電
   流を遮断してなる鋳込回転子。