JPS62262639A - がこ形鋳込回転子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は誘導雷！ＩＪＪ機のかご形回転子、特にアルミ
ニウム鋳込回転子のＶ３ｉｋ方法に関するものである。

（従来の技術） 従来のかご形回転子の製造方法の代表例として第５図に
示す製造工程図により説明する。同図において、１は回
転子扱板の組立工程、２はアルミニウム導体の溶融工程
、３はアルミダイカスト工程、４はダイカスト機からア
ルミニウム鋳込回転子鉄心を取り出す工程、６ａは加熱
されたアルミニウム鋳込回転子鉄心に回転軸を所定の位
置に挿入し冷却する工程、５はアルミニウム鋳込回転子
鉄心の外径表面を旋削加工し固定子とのギャップを作る
工程、７は完成した回転子を保管する工程で矢印は工程
の順序を示す。

この工程による従来の製造方法は、第１工程においてＭ
６図（ａ）、（ｂ）に示すように、電気鉄板に回転子軸
に嵌合さゼるための軸穴９及び回転子導体を収納するた
めのスロワ１〜１０をプレス機により打抜いて回・転子
扱板１どし、これを所定枚ａ積んで回転子鉄心１２とす
る。第２工程としては、導体用アルミニウムを加熱し溶
融する。第３工程では、溶融されたアルミニウムをダイ
カスト機へ導き、溶融アルミニウムに高圧を加え第１工
程で組立られた回転子鉄心１２にダイカストし、第４工
程では第７図に示すようにスロワ１〜バー１３及び短絡
環１４．冷却用羽根１５を一体成形したアルミニウム鋳
込かご形回転子鉄心（以下鋳込回転子鉄心と称す）をダ
イカス］・機から取り出す。

第５工程では鋳込回転子鉄心を回転軸が一ト分に焼嵌で
きる温度２００〜４００℃に加熱した後、この鋳込回転
子鉄心の内径に回転軸を所定の位置に挿入して回転子と
し冷却する。更に第６エ程では回転軸を焼度した回転子
の鉄心外径面１２ａを旋削加工して固定子とのギャップ
を形成する。第７エ程は、完成された回転子を保管する
工程である。

以上の工程によって得られる誘；り電動機の回転子は、
効率やトルク特性の点から見た場合には次のような問題
がある。即ち、積層した回転子抜板１１からなる回転子
鉄心１２を、回転子導体としてアルミダイカスト製造方
法によりアルミニウムを訪込み製作した場合、アルミニ
ウムのスロットパー１３と回転子鉄心１２のスロット１
０とは緊密な接触状態を生ずる。このため、スロットパ
ー１３と回転子鉄心のスロワ１〜１０は電気的に導通状
態であり、回転子の回転に際してス〔１ツｉ〜バー１３
に流れる二次１ｆ流が回転子鉄心１２を通してスロット
パー１３相互間に短絡電流を生じ、漂遊負荷損失を生じ
さじたり、漂遊トルクを発生させたりする原因となり、
その結果誘導電動機の運転時の効率が悪化したり始動時
における加速特性が悪化する。

このような理由から、現在よりすぐれた特性の誘導雷！
ＪＪ橢を（りるために、第８図（ａ）、（ｂ）に示ずよ
うに回転子抜板１１のスロット１０の内周部に水溶性無
機質絶縁処理液を付看後、乾燥固化することによって回
転子スロット絶縁液ｌＦ２１６を形成して、スロットパ
ー１３と回転子鉄心１２のスロット１０とを電気的に絶
縁し′ＬｙＡ遊負荷損失や漂′１ｒ１１−ルクを減少す
る方法が実用化されている。

（例えば、東芝レビュー３９巻２号Ｐ１６２〜Ｐ１６５
に記載） しかし、第８図（ａ）、（ｂ）に示すような半開スロッ
ト形状の回転子抜板１１では、第６エ程に３３ける回転
子の鉄心外径面１２ａを旋削加工して固定子とのギャッ
プを形成することによって、鉄心外径面１２ａにおいて
スロットバー１３と回転子鉄心１２の間に旋削加工によ
るブリッジ１７（短絡部）が生じ、スロットパー１３と
回転子鉄心１２が電気的に接触することになり、上記し
た回転子スロット絶縁被膜１６による方法では十分に誘
導電動機の漂遊負荷損失や漂遊トルクを減少することが
出来ない。このような、回転子の鉄心外径面１２ａを旋
削加工することにＪ、って生じる漂遊負荷損失や漂遊ト
ルクを減少させる方法としては、回転子鉄心１２に回転
軸を焼１■後、旋削加工した回転子の鉄心外径面１２ａ
近］力をガスバーナ等によって温度約４００℃まで加熱
し、その後水冷する方法所謂ヒートショック処理方法が
ある。

第５図において説明したかご形回転子の製造方法の代表
的工程図に、ヒートショック工程８を加えた工程図を第
９図に示す。ヒートショック工程８は、第７エ程として
回転子の鉄心外径面１２ａを旋削加工し、固定子とのギ
ャップを作る工程５の次工程として組み込まれているの
が特徴である。

この結果、第゛１０図の回転数Ｎ−トルクＴ特性図で示
すように、第９図の工程図に示すようにヒートショック
処理を実施したかご形回転子を有する電＃Ｊ機の特性Ｃ
は、第５図の工程図に示すようにヒートショック処理を
されないかご形回転子を有する電！’ＪＪ　ｎの特性す
に比べ始動曲線が大幅に改善される。すなわち、ヒート
ショック処理しないものでは加速途中で（・ルクのたる
みがあるのに対し、ヒートショック処理したものではこ
のたるみを低減することが出来る。なお、第１０図にお
いてＮＳは同期回転数である。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したヒートショック処工土工程をＩ］ＩＩえる方法
は、従来の工程に加熱・冷却工程を追加するための余分
の熱エネルギーと、加熱・冷部のための時間並びにその
工程に停滞される製品の占打面積が増加するという不利
がある。しかも、ヒー］・ショック処理工程は、ガスバ
ーナ等に上りがご形回転子の外表面近傍だけを局部的に
加熱するｌこめに、融点の低いアルミニウムのスロット
パーが回転子の鉄心外径面の部分で溶融し、誘導電動機
の特性が悪化する問題があった。

本発明の目的は半開スロット形状の回転子抜板を有する
かご形回転子において、ピー１〜シヨツク処理を行うこ
となく極めて簡単な工程で誘導電動機の漂遊負荷損失や
漂遊トルクの増加を防ぎ、運転効率を向上し、始動時に
おける加速特性を向上させることにある。

［発明の構成］ （問題点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においては。

アルミニウム鋳込侵の鋳込回転子鉄心の外径面を旋削加
工して規程外径寸法とし、この鋳込回転子鉄心を温度２
００〜４００℃に加熱して回転軸を所定位置まで挿入後
急冷した鋳込かご形回転子を提供する。

（作　用） このように構成されているので、第５工程で行う鋳込回
転子鉄心の外径面の旋削加工により発生するスロットパ
ーと回転子鉄心とのブリッジが、次の第６エ程での回転
軸を挿入後の急冷でアルミニウムど鉄の膨張係数の差に
よりスＯツ１へバーのブリッジが回転子鉄心から剥離し
、空間の絶縁層が形成されスロットバーから回転子鉄心
への電流の漏洩がなくなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面によって説明づる。第１
図に製造工程図、第２図に回転数Ｎ−トルクＴ特性図を
示し、従来と同一部分は同一符号を使用して説明する。

第１図において１は回転子抜板の組立工程、２はアルミ
ニウム導体のＷ３ｍ工程、３はアルミダイカスト工程、
４はダイカスト殿から鋳込回転子鉄心を取り出す工程、
５は鋳込回転子鉄心の外径面を旋削加工し固定子とのギ
ャップを作る工程、６は加熱された鋳込回転子鉄心に回
転軸を所定の位置に挿入し水冷する工程、７は完成した
回転子を保管する工程で矢印は工程の順序を示す。

この発明の製造方法において、第５図に示される従来例
と異なる点は次の通りである。まず第５工程において、
第７図に示ずような鋳込回転子鉄心で回転軸が挿入され
ない状態の鋳込回転子鉄心の軸穴９を基準とし、回転子
鉄心１２の外径面１２ａを旋削加工して固定子（図示し
ない）とのギャップを形成する。続いて第６エ程におい
て、回転子鉄心１２を回転軸が十分に焼度できる温度で
ある２００〜４００℃に加熱後、この回転子鉄心１２を
回転軸の所定の位置に挿入して回転子とし直らに水冷す
ることにある。

前記第５工程で回転子鉄心１２の外径面１２ａの旋削加
工によって生じた、回転子鉄心１２の外径面１２ａにお
けるアルミニウム導体のスロットパー１３と回転子鉄心
１２との間のブリッジ１７による緊密な電気的接触は、
第６エ程における回転子を加熱後水冷する処理により解
除される。即ら、第６エ程の加熱された鋳込回転子鉄心
に回転軸を所定の位置に１ＩＴｉ入し水冷する工程を、
第５工程鋳込回転子鉄心の外径面を旋削加工工程よりも
後工程とする。このことにより、第５工程で生じたアル
ミニウム導体のスロットパー１３と回転子鉄心１２との
間の緊密な電気的接触は、第６ニ［程において回転子が
高温に加熱されスロットパー１３及び回転子鉄心１２は
何れも膨張するが、アルミニウムと鉄板の膨張係数の差
のため剥離され、その後直ちに常温まで急冷されるので
上記の剥離現宋は更に促進される。

この結果、回転子鉄心１２の外径面１２ａにおけるアル
ミ導体のスロットパー１３と回転子鉄心１２とは電気的
に絶縁状態となる。このため、回転子の回転に際してス
ロットパー１３に流れる二次電流が回転子鉄心１２を通
してスロットパー１３相互間に短絡電流を生じることが
なくなり、誘導電動機にＦｌ″ｆｉ負荷損失や漂遊負荷
トルクが生じ運転時の効率を悪化させたり始動時におけ
る加速特性が悪化することはない。第２図の回転数Ｎ−
トルクＴ特性図に示すように、工程による本実施例のか
ご形回転子をｎ１る誘導電動機の特性ａは、従来の製造
方法でピー１−シ１ツク処理をしむいかご形四転子を有
する誘８１電動機の特性すに比べ始動曲線が大幅に改善
される。叩ら、第５図の製造工程による特性すは、加速
途中でトルクのたるみがあるのに対し、本実施例の製造
工程による特性ａではこのたるみを低減することが出来
る。しかも、本実施例の製造方法である第１図の製造工
程によるかご形回転子を有する誘導雷！ｉ７Ｊ機の特性
ａは第１０図に示すように、第９図の製造工程図による
ヒートショック処理をされた従来の！ｌｌｌｌ法による
かご形回転子を有する誘導電動機の特性Ｃとほぼ同等或
いはそれ以上に始動曲線を改善することができた。

また、回転子の漂遊負荷損失の中で、回転子のアルミニ
ウム導体のスロットパー１３と回転子鉄心１２との緊密
へ電気的接触により生じる損失を評価する手段の１つと
して、工程別の回転子の横流１０を測定した結末の例が
、第３図と第４図である。第３図に示す本実施例である
第１図の製造工程による回転子の横流損は約５Ｗの値に
なっているのに対し、第４図に示す従来の製造工程によ
る回転子の横流損でヒートショック工程８をしない時は
約３２ｗと大きく、本実施例の製造工程により回転子の
漂遊負荷損失が低減している。なお第３図に示す本実施
例の製造工程による回転子の横流損は、第４図に示す従
来の製造工程による回転子の横流損でヒートショック工
程８をした時のものと同等であり、第１図に示す本実施
例の製造工程によって第９図に示すピー１−ショック処
理された従来の製造工程と同等程度に回転子の漂遊負荷
損失を改善できる。また、ヒートショック工程８の追加
がないので従来の工程に加熱・冷却工程を追加するため
の余分の熱エネルギーと、加熱・冷却のための時間並び
にその工程に停滞される製品の占有面積が減少する利益
がある。

更に、ヒートショック工程８はガスバーナ等により回転
子の外径面１２ａ近傍だけを局部的に加熱するために、
融点の低いアルミニウム導体のスロットパー１３が回転
子の外径面部で溶融して誘導電動機の特性が悲化する問
題があるため、本実施例によりヒートショック工程８を
することなく同等程度の特性が得られる効果がある。

なお、第８図（ａ）、（ｂ）に示すように回転子抜板１
１のスロット１０の円周部に回転子スロット絶縁被膜１
６を形成することによって、上記した本発明の効果はさ
らに向上する。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、半開スロット形状の
回転子抜板を有するかご形回転子において、ヒートショ
ック処理をすることなく極めて簡単な工程で誘導電動機
の漂遊負荷損失や漂遊トルクの増加を防ぎ、運転効率と
始動時における加速特性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による回転子の製造工程図、
第２図はその回転数−トルク特性図、第３図１ま第１図
に示す本発明の製造工程別横流儂の変化図、第４図は従
来の製造工程別横流損の変化図、第５図−よ従来の第１
図相当図、第６図（ａ）、（ｂ）は半閉スロワＩ・を有
する回転子抜板の正面図と断面図、第７図は従来のアル
ミニウム鋳込かご形回転子の部分断面図、第８図（ａ）
は従来の半開スロットに絶縁被膜を形成させた正面図で
第８図（１））はその断面図、第９図は第５図に示づ従
来の製）古工程にピー１−ショック工程を追加した￥Ｊ
造工程図、第１０図はその回転数−トルク特性図である
。 ９・・・軸穴、　１０・・・スロット、１１・・・回転
子抜板、　１２・・・回転子鉄心、１２ａ・・・回転子
鉄心の外径面、 １３・・・スロットパー。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　　　　三　　俣　　弘　　文Ｉｌ！ （ｃｔ）　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）ｓ６図 第７図 （（１＞　　　　　　（ｂ） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半閉形のスロットを有する回転子鉄心のスロットに溶融
   金属を鋳込んで鋳込回転子鉄心とし、この鋳込回転子鉄
   心の外径を旋削後２００〜４００℃の温度に加熱して鋳
   込回転子鉄心の軸穴に回転軸を挿入後急冷したことを特
   徴とするかご形鋳込回転子の製造方法。