JPS6295948A - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、回転子鉄心の両端面にダイカスト金型を宛が
ってその湯口から溶湯を注入するようにした鋳込回転子
の製造方法に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 鋳込回転子の製造方法の従来例を第７図及び第８図を参
照して説明する。１は回転子後板を積層して構成した回
転子鉄心で、これには軸方向に延びる複数のスロット２
を環状に配置するように形成している。３は回転子鉄心
１の内径部に挿通した芯金、４，５は回転子鉄心１の両
端面に宛かったダイカスト金型たる上型と下型で、この
うち下型５にはエンドリング６成形用のキャビティ７を
円環状に形成すると共に、このキャビティ７に例えばア
ルミニウムの溶湯を供給するための湯口８を形成してい
る。一方、上型４にもエンドリング９成形用のキャビテ
ィ１０を形成しているが、このキャビティ１０の軸方向
寸法Ｌ１は溶湯が凝固する際の体積収縮分を児込んで完
成後のエンドリング９の軸方向寸法Ｌ２よりも大きく設
定されている。

以上のような構成において、溶湯を湯口８から下型５の
キャビティ７内に注入すると、その注入圧力により溶湯
が回転子鉄心１のスロット２内を押し上げられて上型４
のキャビティ１０内にも供給される。そして、両キャビ
ティ７．１０及びスロット２に溶湯を充填した後らその
溶湯が完全に凝固するまで湯口８を通して溶湯の注入圧
力を加え続け、溶湯の凝固によってスロット２内を貫通
する回転子バー１１と各回転子バー１１の両端を短絡す
るエンドリング６．９とが一体に鋳込成形される。

ところで、溶湯は凝固する際に体積が収縮する性質があ
るが、湯口８側（下側）のキャビティ７内には凝固が完
了するまで湯口８を通して溶湯の注入圧力が加え続けら
れるから、溶湯凝固による体積収縮分に相当する溶湯を
湯口８から補充することができて、キャビティ７内にひ
け巣のないエンドリング６が成形される。しかし、放熱
的に有利なスロット２内の溶湯が真先に凝固してしまう
関係で、湯口８とは反対側（上側）のキャビティ１０内
には湯口８からの溶湯の補充は期待できない。このため
、上側のキャビティ１０の軸方向寸法Ｌ１を完成後のエ
ンドリング９の軸方向寸法Ｌ２よりも大きく設定するこ
とによって、エンドリング９の上部に余分な凝固部分で
ある押し湯部１２を形成し、この押し湯部１２により凝
固時の体積収縮に対処するようにしている。そして、鋳
込成形終了後に押し湯部１２を切除することによってエ
ンドリング９を形成するものである。

しかしながら上述した従来の製造方法では、鋳込成形後
に押し湯部１２を切除しなければならず、その分工数が
増加する欠点があった。しかも、エンドリングに冷却用
のフィン部を一体に突設しようとしても、このままでは
押し湯部１２が邪魔になってフィン部が一体成形できな
い。この場合、各フィン部の先端部に夫々押し湯部を設
けるか、或はエンドリングの周側面に複数の押し湯部を
側方に突出させるように設ける構成が考えられる。

前者の場合、押し湯部をフィン部と同一の厚み寸法で形
成するようにしたのでは押し湯部の軸方向寸法がむやみ
に大きくなるから、押し湯部をフィン部よりも内周側或
は外周側に突出させた形状に形成する必要がある。この
ように押し湯部を形成する場合、上型を一体的に構成し
たのでは型抜き時に押し湯部が邪魔になって型抜きが不
可能になるから、フィン部の枚数分だけ型を分割して型
抜き時に各分割型を異方向に移動させるように構成しな
ければならず、構成が複雑化する欠点がある。

一方、エンドリングの周側面に複数の押し湯部を側方に
突出させるように設ける構成の場合でも、型扱きの関係
で押し湯部の個数分だけ型を分割させる必要があり、や
はり構成が複雑化する欠点がある。そうだからといって
、エンドリングとフィン部とを別々に成形して成形後に
両者を接合するようにした場合には、エンドリングとフ
ィン部との接合部分の強度上の信頼性が低く、実用的で
ない。

［発明の目的］ 本発明は上記事情を考慮してなされたもので、従ってそ
の目的は、押し湯部を設けずどもエンドリング内にひけ
巣が生じることを防止でき、またエンドリングにフィン
部を一体に設ける場合でも比較的簡単な型構成で済むと
共に型扱き方向を一方向に揃えることができて、成形装
認全体としての構成の簡単化を図り得る鋳込回転子の製
造方法を提供するにある。

［発明の概要］ 本発明は、ダイカスト金型のうち湯口とは反対側のエン
ドリングを成形するためのエンドリング成形型部を軸方
向に分割可能に構成して両者間に所定温度以上で溶融す
るスペーサーを介在させた状態でエンドリング成形用の
キャビティを構成し、溶湯の凝固時期に合せて前記スペ
ーサーを落融させることによって前記エンドリング成形
型部内のキャビティの軸方向寸法を縮小させるようにし
たことを特徴とするものであり、以って溶湯の凝固によ
る体積収縮に応じてキャビティの内容積を縮小できるよ
うにしたものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例について第１図乃至第６図を参
照して説明する。但し、前述した従来例と同一部分には
同一符号を付して説明を省略づ゛る。

まず全体構成を示す第３図において、１３は回転子鉄心
１の下端面に宛がったダイカスト金型たる下型で、その
エンドリング６成形用のキャビティ１４の下側にはこれ
に連続してフィン部１５（第６図参照）成形用のキャビ
ティ１６を放射状に形成すると共に、湯口１７をキャビ
ティ１６の下端に接続するように設けている。一方、１
８は回転子鉄心１の上端面に宛がったダイカスト金型た
る上型で、これにはフィン部１９成形用のキャビティ２
０を放射状に形成すると共に、湯口１７とは反対側（上
側）のエンドリング９を成形するためのエンドリング成
形型部２１を上下に分割して二つの分割型２２．２３を
形成し、以ってエンドリング成形型部２１を軸方向（上
下方向）に分割可能に構成している。両分割型２２．２
３は第２図に示す如く端部が嵌合可能となるように、そ
の端部を夫々段付形状に形成して円環状の嵌合リブ２２
ａ、２２ａ及び２３ａ、２３ａを形成し、上側の嵌合リ
ブ２２ａ、２２ａが下側の嵌合リブ２３ａ、２３ａの外
側に嵌合可能となるように構成している。而して第１図
において、２４及び２５は両分割型２２．２３間に介在
させたスペーサーで、両スペーサー２４．２５は例えば
金型用亜鉛合金のような所定温度例えば約３８０℃以上
で溶融する材料によりリング状に形成され、その軸方向
寸法Ｈ（第５図参照）が次の（１）式に基いて定められ
ている。

Ｈ＝４Ｖ（１−α）／（απ（ｄ２’　　ｄ１’））・
・・（１）ここで、ｄｌはエンドリング９の内径寸法、
ｄ２はエンドリング９の外径寸法、■は完成後のエンド
リング９及びフィン部１９の総体積、αは溶湯が凝固す
る際の収縮率である。

斯かるスペーサー２４．２５は下側の分割型２３の１択
合リブ２３ａ、２３ａに１１！合された状態で上側の分
割型２２の嵌合リブ２２ａ、２２ａにより下方に押え付
けられており、これによって両分割型２２．２３間をス
ペーサー２４．２５により封鎖している。このようにし
てスペーサー２４゜２５を両分割型２２．２３間に介在
させた状態で、これらの内側にエンドリング９成形用の
キャビティ２６を構成している。鋳込成形時には常時上
型１８及び下型１３を加圧装置（図示せず）により回転
子鉄心１の両端面に押し付けるように加圧しており、こ
れによって前記キャビティ２６の軸方向寸法（上下方向
寸法）は、スペーサー２４．２５が溶湯の熱で溶融する
に従って縮小し、第２図に示すようにスペーサー２４．
２５が完全に溶融して無くなるとエンドリング９の軸方
向寸法に等しくなるように設定されている。

次に、上記構成の作用を説明する。湯口１７からアルミ
ニウムの溶湯を下型１３のキャビティ１６．１４内に注
入すると、その注入圧力により溶湯が回転子鉄心１のス
ロット２内を押し上げられて上型１８のキャビティ２６
．２０内にも供給される。そして、全てのキャビティ１
４．１６，２０．２６及びスロット２に溶湯を充填した
後も、その溶湯が完全に凝固するまで湯口１７を通して
溶湯の注入圧力を加え続け、溶湯の凝固によって回転子
バー１１とエンドリング６．９及びフィン部１５．１９
が一体に鋳込成形されるものである。

この鋳込成形時には、湯口１７側（下側）のキャビティ
１４．１６内には凝固が完了するまで湯口１７を通して
溶湯の注入圧力が加え続けられるから、溶湯凝固による
体積収縮分に相当する溶湯を湯口１７から補充すること
ができて、キャビティ１４．１６内にひけ巣のないエン
ドリング６及びフィン部１５が形成される。一方、放熱
的に有利なスロット２内の溶湯が真先に凝固してしまう
関係で、湯口１７とは反対側（上側）に位置する上型１
８のキャビティ２０．２６内には湯口１７からの溶湯の
補充は期待できない。この場合、上型１８においては容
積が小さいフィン部１９成形用のキャビティ２０内の溶
湯が先に凝固し、容積が大きいエンドリング９成形用の
キャビティ２０内の溶湯、特にその中央部分がＲ後に凝
固することになる。溶湯が凝固するに従って、両スペー
サー２４．２５のうち両分割型２２．２３に接触する部
分即ち上下の両表面部分の温度が、それまでに溶湯から
両分割型２２．２３を介して伝達された熱により上Ｈし
て３８０℃を越え、両表面部分が溶融し始める。すると
、上側の分割型２２を回転子鉄心１側（下側）に押え付
ける力によりその分割型２２が両スペーサー２４．２５
の溶融分だけ下側に移動して、キャビティ２６の軸方向
寸法が徐々に縮小され、これによって、キャビティ２６
の内容積が減少してキャビティ２０．２６内の溶湯の凝
固に伴う体積収納が吸収されるから、キャビティ２６内
は凝固途中の溶湯により完全に満たされた状態を維持す
る。この際、スペーサー２４゜２５の溶融液は両分割型
２２．２３の外部に排出される。そして、１：ヤビテイ
２６内の溶湯全体が略完全に凝固する時期に至ると、両
スペーサー２４．２５が全て溶融してしまい、第２図に
示すように上側の分割型２２の下端部が下側の分割型２
３の上端部に突き当った状態となる。この状態では、キ
ャビティ２６の軸方向寸法が当初の用法よりしスペーサ
ー２４．２５の軸方向寸法１」分だけ小さくなる。この
ように軸方向寸法が小さくなることによるキャビティ２
６の内容積の縮小分をＶｌとすると、これは次の（２）
式により求められる。

π Ｖｌ　＝）−１ｘ　　　　（ｄｚ　’　−（ｊｔ　’　
）＝４Ｖ（１−α）／（απ（ｄ２’　　（Ｌ’））π Ｘ　　　　（ｄ２’−ｄｘ’　） α 一方、溶湯注入開始前のキャビティ２０．２６の内容積
、従ってキャビティ２０．２６内の溶湯の充填量をＶｏ
とすると、その溶湯が凝固により収縮した後の体積がＶ
となるためにはＶｏを次の（３）式に設定する必要があ
る。

■ Ｖｏ＝−・・・・・・（３） α そして、両スペーサー２４．２５が全て溶融した後のキ
ャビティ２０．２６の内容積Ｖｏは次の（４）式のよう
になる。

この（４）式から明らかなように、両スペーザ−２４，
２５が全て溶融した後のキャビティ２０゜２６の内容積
■２は、これに充填した溶湯が凝固により収縮した後の
体積Ｖと等しくなるから、キ１７ビテイ２６．２０内に
はひけ巣の全くないエンドリング９及びフィン部１９が
形成されることになる。その後、上ｔ１ｓ全体を上方に
移動させることによって型抜きするものである。

このような本実施例によれば、溶）ｇが凝固により収縮
するという事情があっても、その収縮に応じてキャビテ
ィ２６の軸方向寸法をスペー＋１−２４．２５の溶融に
より縮小することができるから、溶湯全体が略凝固する
時期におけるキャビティ２６の内容積をエンドリング９
の体積と等しくすることができて、従来のような押し湯
部を設番プずとも成形後のエンドリング９の内部にひけ
巣が生じることを防止できる。しかも、エンドリング９
の上部に押し湯部がなくなる関係で、押し湯部に邪魔さ
れることなくエンドリング９にフィン部１つを一体成形
できる。そして、このようなフィン部１９を形成する場
合でもエンドリング成形型部２１を単に二分割して両者
間にスペーサー２４，２５を介在させるという比較的簡
単な型構成で済み、しかも型抜き方向も一方向に揃える
ことができて、成形装置全体としての構成の簡単化を図
ることかできる。

尚、上記実施例においてはエンドリング成形型部２１を
二分割して形成した分割型２２．２３の端部に、互いに
嵌合可能な嵌合リブ２２ａ、２３ａを形成し、両スペー
サー２４．２５を下側の嵌合リブ２３ａの外側に配置し
て上側の嵌合リブ２２ａにより押え付ける構成としたの
で、成形時にスペーサー２４．２５の溶融液がキャビテ
ィ２６内に流入することを嵌合リブ２３ａにより阻止で
きる。しかもこの場合、両スペーサー２４．２５の溶融
に従って下降する上側の分割型２２を、嵌合リブ２２ａ
、２３ａどうしの嵌合による案内作用により下側の分割
型２３側に確実に導くことができる。

尚、上記実施例においては、スペーサー２４゜２５を金
型用亜鉛合金で形成したが、これに限られず、所定温度
で溶融する材料であれば他の材料であっても良い。また
、上記実施例ではスペーサー２４．２５を溶湯の熱によ
り溶融さセるように構成したが、これに限られず、例え
ば別途ヒーターをスペーサーに添設し、溶湯の凝固時期
に合せて前記ヒーターを発熱させることによりスペーサ
ーを溶融させるように構成しても良い。

［発明の効果］ 本発明は以上の説明から明らかなように、溶湯の凝固に
よる体積収縮に応じてキャビティの内容積を縮小するこ
とができるから、押し湯部を設けずとしエンドリング内
にひけ巣が生じることを防止、でき、またエンドリング
にフィン部を一体に設ける場合でも比較的簡単な型構成
で済むと共に型扱き方向を一方向に揃えることができて
、成形装置全体としての構成の簡単化を図り得るという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示したもので、
第１図及び第２図は夫々製造過程を異なる状態で示す要
部の拡大縦断面図、第３図は全体の縦断面図、第４図は
第３図のＩＶ　−ＩＶ線に沿って示す断面図、第５図は
スペーサーの斜視図、第６図は鋳込回転子の斜視図であ
り、そして第７図及び第８図は従来の製造方法を示した
もので、第７図は全体の縦断面図、第８図は切削加工前
の鋳込回転子の断面図である。 図面中、１は回転子鉄心、２はスロット、９はエンドリ
ング、１１は回転子バー、１３は下型（ダイカスト金型
）、１７は湯口、１８は上型（ダイカスト金型〉、１９
はフィン部、２１はエンドリング成形型部、２４及び２
５はスペーサー、２６はキャビティである。 ２スロツト 第　１　図 ｊＰ＋２　　図 第　３　図 第　４　図 第　５　図 第　６　図 ｙＡ７　　図 第　８　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、回転子鉄心の両端面にダイカスト金型を宛がつてそ
   の湯口から溶湯を注入することによつて、回転子鉄心の
   スロット内を貫通する回転子バーと各回転子バーの両端
   を短絡させるエンドリングとを一体に鋳込成形して鋳込
   回転子を製造する方法であつて、前記ダイカスト金型の
   うち前記湯口とは反対側のエンドリングを成形するため
   のエンドリング成形型部を軸方向に分割可能に構成して
   両者間に所定温度以上で溶融するスペーサーを介在させ
   た状態でエンドリング成形用のキャビティを構成し、前
   記溶湯の凝固時期に合せて前記スペーサーを溶融させる
   ことによつて前記エンドリング成形型部内のキャビティ
   の軸方向寸法を縮小させるようにしたことを特徴とする
   鋳込回転子の製造方法。