WO2014192349A1 - 誘導回転電機用ロータの製造方法 - Google Patents

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WO2014192349A1
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rotor core
shaft
center hole
rotor
casting
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French (fr)
Inventor
加藤　進
秀 前田
横山　剛
卓也 大浦
智基 郡
宗明 茜谷
Original Assignee
アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0012—Manufacturing cage rotors

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a rotor for an induction rotating electrical machine formed by providing a conductor in a rotor core.
  • a shaft (rotating shaft) is attached, a conductor material is cast into a through hole of a rotor core, and the like.
  • a rotor conductor that penetrates a laminated rotor core and an end ring that connects end portions of the rotor conductor are integrally formed by aluminum die casting.
  • a cylindrical sleeve is inserted into the inner wall of the rotor core by shrink fitting or press fitting before aluminum die casting.
  • Patent Document 1 requires a large heat source when the cylindrical sleeve is inserted into the inner wall of the rotor core by shrink fitting. Further, when a cylindrical sleeve is inserted into the inner wall of the rotor core by press-fitting, a large amount of power is required to perform the press-fitting.
  • the present invention has been made in view of such a background, and provides a method for manufacturing a rotor for an induction rotating electrical machine capable of efficiently performing shrink fitting by using the heat of a molten metal in a casting process in a shrink fitting process. It was obtained as.
  • One aspect of the present invention is a casting process in which molten metal for forming a plurality of conductors is cast into a plurality of slots in a rotor core formed by laminating electromagnetic steel sheets,
  • molten metal for forming a plurality of conductors is cast into a plurality of slots in a rotor core formed by laminating electromagnetic steel sheets
  • the heat stored in the rotor core from the molten metal in the casting process is used when the shaft is assembled to the rotor core in the shrink fitting process.
  • the rotor core is heated by the heat of the molten metal.
  • the rotor core expands and the center hole of the rotor core becomes larger.
  • a shaft having an outer diameter larger than the inner diameter of the center hole is assembled to the center hole of the rotor core.
  • the inner diameter of the central hole of the rotor core is larger than the outer diameter of the shaft. Therefore, the shaft can be easily inserted into the center hole of the rotor core.
  • the rotor core contracts and the shaft can be shrink-fitted into the center hole of the rotor core.
  • the heat of the molten metal in the casting process can be used in the shrink fitting process to efficiently perform the shrink fitting.
  • FIG. Sectional explanatory drawing which shows the die-cast apparatus before casting a molten metal in the casting process concerning Example 1.
  • FIG. Sectional explanatory drawing which shows the die-casting apparatus of the state which poured the molten metal in the casting process concerning Example 1.
  • FIG. Sectional explanatory drawing which shows the die-casting apparatus of the state which casts the molten metal in each cavity in the casting process concerning Example 1.
  • FIG. Sectional explanatory drawing which shows the die-cast apparatus of the state which raised the other shaping
  • FIG. Sectional explanatory drawing which shows the die-cast apparatus of the state which extracts a rotor core and a die-cast molded object from the other shaping
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the rotor according to the first embodiment. Sectional explanatory drawing which shows the state which inserts a shaft in the center hole of a rotor core using the support jig
  • tool which has an induction heating coil in the shrink fitting process concerning Example 2.
  • a preferred embodiment of the above-described method for manufacturing a rotor for an induction rotating electrical machine will be described.
  • the method for manufacturing a rotor for an induction rotating electric machine in the shrink fitting process, only the heat of the molten metal in the casting process is used, and the shaft can be shrink fitted in the center hole of the rotor core without further heating. .
  • the heat of the molten metal in the casting process can be used, and the rotor core can be further heated by another heating source to shrink the shaft in the center hole of the rotor core.
  • the molten metal forms annular end plates connected to both axial end portions of the plurality of conductors on the outer sides of the axial end surfaces of the rotor core, and the shaft of the rotor core.
  • a cutting process for cutting the unnecessary part may be performed.
  • the shaft may be inserted from the other axial side of the center hole of the rotor core. The portion on one side in the axial direction of the rotor core where the unnecessary portion is formed is formed by connecting the unnecessary portion to the end plate over the circumference.
  • the portion on one side in the axial direction of the rotor core is affected by thermal contraction when the unnecessary portion is cooled, and the inner diameter of the center hole becomes smaller than the portion on the other side in the axial direction of the rotor core. Therefore, the shaft can be easily inserted into the center hole of the rotor core by inserting the shaft from the other axial side of the rotor core having a relatively large inner diameter of the center hole.
  • the shaft supported and fixed to a jig is inserted into the center hole of the rotor core, and in the cutting process, the shaft inserted into the center hole of the rotor core is inserted into the jig.
  • the unnecessary portion may be excised while being supported and fixed.
  • the jig used to support and fix the shaft used in the shrink fitting process can also be used in the cutting process. Therefore, it is not necessary to prepare a jig separately in the excision process, and it is possible to eliminate the need to change the stage in the excision process.
  • Example 1 In the manufacturing method of the rotor 1 for induction rotating electrical machines of this example, a casting process and a shrink fitting process are performed.
  • molten metal 30 for forming conductors 31 is cast into a plurality of slots 22 in the rotor core 2 formed by laminating electromagnetic steel plates 20.
  • the shrink fitting process as shown in FIGS. 6 and 7, the shaft 4 having an outer diameter larger than the inner diameter of the center hole 21 is assembled to the center hole 21 of the rotor core 2.
  • the shaft 4 is inserted into the center hole 21 in a state where the inner diameter of the center hole 21 of the rotor core 2 is larger than the outer diameter of the shaft 4 by heating in the casting process, and then the rotor core 2 is cooled. .
  • a die casting apparatus 5 having one mold 51 for sandwiching the rotor core 2 from one side 201 in the axial direction and the other mold 52 for sandwiching the rotor core 2 from the other side 202 in the axial direction.
  • One mold 51 is provided with a casting port 511, a plunger 512 that can be moved forward and backward with respect to the casting port 511, a positioning pin 513 that is inserted into the center hole 21 of the rotor core 2, and the like.
  • the other mold 52 is provided with an ejector 521 for extruding the die cast molded body 300 integrated with the rotor core 2.
  • the ejector 521 is provided on the eject base 522 and can advance and retreat.
  • a runner 53 that is a path from the casting port 511 to the gate 531 is formed at a position where one mold 51 and the other mold 52 face each other.
  • the other mold 52 is formed with a first cavity 54 ⁇ / b> A in which the rotor core 2 is disposed connected to the runner 53.
  • FIG. 10 shows the rotor 1 with the shaft 4 assembled thereto.
  • end plates 32 formed in an annular shape are formed on the outer sides of both end surfaces in the axial direction of the rotor core 2 so as to be connected to the conductors 31 filled in the slots 22.
  • a second cavity 54 ⁇ / b> B for forming the end plate 32 is formed in one mold 51.
  • the runner 53 and the second cavity 54 ⁇ / b> B are connected by a gate 531 located at the most downstream end of the runner 53.
  • the gate 531 is formed on substantially the entire circumference in the circumferential direction of the second cavity 54B.
  • the other mold 52 is provided with a third cavity 54 ⁇ / b> C for forming the end plate 32.
  • the rotor 1 has a cage-type conductor portion 3 in which end plates 32 at both ends in the axial direction are connected to the rotor core 2 by a plurality of conductors 31.
  • the plurality of slots 22 in the rotor core 2 are formed by twisting around the center of the rotor core 2, and the plurality of conductors 31 are formed along the twist of the slot 22. 1 to 9, the slot 22 is shown in a state parallel to the central axis of the rotor core 2.
  • the end plate 32 is formed.
  • the die casting apparatus 5 has a structure in which the molten metal 30 is pressed between one mold 51 and the other mold 52.
  • the molten metal 30 cast from the casting port 511 passes through the runner 53 and the gate 531 to the second cavity 54B, the plurality of slots 22 of the rotor core 2 in the first cavity 54A, and the third cavity 54C. And filled.
  • the cage conductor 3 is formed by the molten metal 30 in each of the cavities 54A, 54B, 54C.
  • the other mold 52 has a presser for pressing the rotor core 2 in the first cavity 54 ⁇ / b> A against the positioning pin 513 in the one mold 51 when the other mold 52 is closed by the one mold 51.
  • a portion 523 is formed.
  • the positioning pin 513 is formed such that the tip side portion inserted into the first cavity 54 ⁇ / b> A of the other mold 52 is reduced in diameter via the step portion 514.
  • a hot water pool for allowing molten metal to flow from the gate 531 into the second cavity 54B substantially simultaneously around the second cavity 54B for molding the end plate 32.
  • a portion 55 is formed.
  • the hot water reservoir 55 is formed so as to be connected to the runner 53.
  • the molten metal 30 of this example is aluminum (including an aluminum alloy).
  • the molten metal 30 left in the runner 53 is formed as an unnecessary portion 33 connected to the end plate 32 facing the end surface on the one axial side 201 of the rotor core 2.
  • the unnecessary portion 33 is formed as an unnecessary portion different from the plurality of conductors 31 and the pair of end plates 32 which are the cage-type conductor portions 3 as the product portions.
  • the rotor core 2 after the conductor 31 and the end plate 32 are die-cast is taken out from the die casting device 5, and the center hole 21 of the rotor core 2 is taken as shown in FIGS.
  • the shaft 4 is inserted from the other axial side 202.
  • the shaft 4 is a portion that becomes a central axis portion when the rotor 1 rotates.
  • the shaft 4 is formed in a hollow shape having a shaft center hole 41.
  • a support jig 6 for supporting and fixing the shaft 4 is used.
  • the support jig 6 is provided with a holding portion 61 for holding the shaft 4 and a guide 62 for guiding the rotor core 2 to be disposed on the support jig 6.
  • the support jig 6 is configured to support the shaft 4 upward.
  • the shaft 4 supported and fixed to the support jig 6 is inserted into the center hole 21 of the rotor core 2.
  • the shaft 4 is inserted into the center hole 21 of the rotor core 2 by lowering the rotor core 2 with respect to the shaft 4 standing upward from the support jig 6.
  • the cage-shaped conductor portion 3 is connected to the central hole 21 of the rotor core 2 with the unnecessary portion 33 formed by the molten metal 30 formed on the runner 53 being connected.
  • the shaft 4 is shrink-fitted.
  • the unnecessary portion 33 formed connected to the cage conductor 3 is excised.
  • the unnecessary portion 33 in this example is a molded product formed in the runner 53 from the casting port 511 to the gate 531 connected to the end plate 32 on the one axial side 201.
  • the shaft 4 inserted into the center hole 21 of the rotor core 2 is maintained and fixed to the support jig 6 and the unnecessary portion 33 is cut off.
  • the excision jig 7 provided with an excision blade 71 for excising the unnecessary portion 33 and a guide shaft 72 inserted into the shaft center hole 41 is used.
  • the cutting blade 71 and the guide shaft 72 are provided to hang downward from the base portion 70 of the cutting jig 7.
  • the cutting blade 71 is provided in the base portion 70 so as to face the formation position of the gate 531 between the runner 53 and the second cavity 54B.
  • the cutting blade 71 is a part of the unnecessary portion 33 formed on the gate 531 when the molten metal 30 is cast. A certain molded product 331 is contacted, and the molded product 331 is cut. Thus, in the state where the guide shaft 72 is inserted into the shaft center hole 41, the unnecessary portion 33 unnecessary for the cage-type conductor portion 3 that is a product portion is cut out by the cutting blade 71.
  • the heat stored in the rotor core 2 from the molten metal 30 in the casting process is used when the shaft 4 is assembled to the rotor core 2 in the shrink fitting process.
  • the rotor core 2 is arranged on the positioning pins 513 in one mold 51 in the casting process.
  • one mold 51 is disposed on the lower side, and the other mold 52 is disposed above the one mold 51.
  • the molten metal 30 is poured into the casting port 511 in one mold 51.
  • the other mold 52 is lowered with respect to the one mold 51, the one mold 51 and the other mold 52 are closed, and a pressure is applied between the one mold 51 and the other mold 52.
  • the rotor core 2 is inserted into the first cavity 54A, and the rotor core 2 is sandwiched between the pressing portion 523 and the step portion 514.
  • the plunger 512 is advanced to push the molten metal 30 toward the runner 53 and the cavities 54A, 54B, 54C.
  • the molten metal 30 flows from the runner 53 to the hot water reservoir 55, and flows from the hot water reservoir 55 to the second cavity 54 ⁇ / b> B via the gate 531.
  • the molten metal 30 is temporarily stored in the hot water reservoir 55 and then flows to the gate 531, so that the molten metal 30 can flow into the second cavity 54 ⁇ / b> B simultaneously from substantially the entire circumference of the gate 531. Further, the molten metal 30 flows from the second cavity 54B to the first cavity 54A and the third cavity 54C.
  • the melt 30 in each of the cavities 54A, 54B, 54C is cooled by the coolant flowing in the cooling pipe formed in the other mold 52, and the plunger 512 is retracted after a few seconds.
  • the other mold 52 is raised from one mold 51, and the rotor core 2 held by the other mold 52 is extracted from the positioning pins 513.
  • the die-cast molded body 300 as the cage-shaped conductor portion 3 and the unnecessary portion 33 rises together with the other molding die 52 in a state of being integrated with the rotor core 2.
  • the rotor core 2 When casting the molten metal 30 into the plurality of slots 22 in the rotor core 2, the rotor core 2 is heated by the heat of the molten metal 30. When the other mold 52 is lifted from one mold 51, the rotor core 2 is in an expanded state by the heat of the molten metal 30, and the center hole 21 of the rotor core 2 is larger than the specified dimension.
  • the other mold 52 holding the rotor core 2 and the die cast molded body 300 is moved from above the one mold 51. Then, the ejector 521 in the other mold 52 is operated to extract the rotor core 2 and the die-cast molded body 300 from the first cavity 54A and the third cavity 54C.
  • the rotor core 2 integrated with the die-cast molded body 300 is lowered with respect to the shaft 4 rising upward from the support jig 6, and the rotor core 2.
  • the shaft 4 having an outer diameter larger than the inner diameter of the center hole 21 is assembled to the center hole 21.
  • the rotor core 2 integrated with the die-cast molded body 300 is turned upside down, and the shaft 4 is inserted from the other axial side 202 of the center hole 21 of the rotor core 2.
  • the portion of the rotor core 2 on the one axial side 201 is a portion where the unnecessary portion 33 formed on the gate 531 and the hot water reservoir 55 is connected to the end plate 32 in a circumferential shape. Therefore, the portion on the one axial side 201 of the rotor core 2 is affected by thermal contraction when the unnecessary portion 33 is cooled, and the inner diameter of the center hole 21 is larger than the portion on the other axial side 202 of the rotor core 2. Get smaller. Therefore, the shaft 4 can be easily inserted into the center hole 21 of the rotor core 2 by inserting the shaft 4 from the other axial side 202 of the rotor core 2 having a relatively large inner diameter of the center hole 21.
  • the gate 531 and the hot water reservoir 55 may be formed in the axial direction from the second cavity 54B in which the end plate 32 is formed. In this case, it is possible to obtain the same effect as when the gate 531 and the hot water reservoir 55 are formed on the outer peripheral side of the second cavity 54B.
  • the mechanism by which the portion of the rotor core 2 on one side 201 in the axial direction contracts is as follows. That is, when the diameter of the gate 531 is reduced, the end plate 32 is reduced in diameter, and the relative positions of the plurality of conductors 31 connected to the end plate 32 are moved in the diameter reduction direction, so that the rotor core 2 is deformed to be reduced in diameter.
  • the shaft 4 when the shaft 4 is assembled to the center hole 21 of the rotor core 2, the inner diameter of the center hole 21 of the rotor core 2 is larger than the outer diameter of the shaft 4 because the rotor core 2 is heated by the molten metal 30. Therefore, the shaft 4 can be easily inserted into the center hole 21 of the rotor core 2. Thereafter, when the rotor core 2 and the die-cast molded body 300 are cooled, the rotor core 2 contracts and the shaft 4 can be shrink-fitted into the center hole 21 of the rotor core 2.
  • shrink fitting is performed before the inner diameter of the center hole 21 of the rotor core 2 heated by the molten metal in the casting process returns to the original state smaller than the outer diameter of the shaft 4.
  • shrink fitting is performed without further heating by the heating means.
  • the heating source for heating the rotor core 2 can be made unnecessary, and the energy efficiency in the shrink fitting process can be improved.
  • the time required for the shrink fitting process can be shortened.
  • the supporting jig 6 that supports and fixes the shaft 4 used in the shrink-fitting process is also used.
  • the cutting jig 7 provided with the cutting blade 71 and the guide shaft 72 is lowered with respect to the supporting jig 6 in which the rotor core 2 is fixedly supported by the shaft 4.
  • the guide shaft 72 in the excision jig 7 is inserted from above into the shaft center hole 41 of the shaft 4 rising upward from the support jig 6.
  • the molded product 331 that is a part of the unnecessary portion 33 formed on the gate 531 is cut by the cutting blade 71.
  • the unnecessary portion 33 unnecessary for the cage-type conductor portion 3 is cut off, and as shown in FIG. 10, the rotor 1 in which the cage-type conductor portion 3 and the rotor core 2 are integrated can be formed.
  • the heat of the molten metal in the casting process can be used in the shrink fitting process to efficiently perform the shrink fitting.
  • the supporting jig 6 can also be used in the assembling process and the excision process, so that it is not necessary to change the jig for fixing and supporting the shaft 4 in the excision process.
  • Example 2 This example is an example in which the rotor core 2 is further heated using a heating means in the shrink fitting process.
  • the heating means of this example is an induction heating coil 63 that heats the rotor core 2 from the outer periphery, as shown in FIG.
  • the induction heating coil 63 is provided above the guide 62 of the support jig 6 ⁇ / b> A, and is configured to heat almost the entire outer periphery of the rotor core 2.
  • the shaft 4 supported by the clamper 64 is inserted into the rotor core 2 heated by the induction heating coil 63 while being supported by the support jig 6A.
  • the shrink fitting process of this example is effective in the following cases. For example, it is effective when the rotor core 2 heated by the molten metal in the casting process is cooled to some extent and the inner diameter of the central hole 21 of the rotor core 2 becomes smaller than the outer diameter of the shaft 4. Further, although the inner diameter of the center hole 21 of the rotor core 2 is larger than the outer diameter of the shaft 4, it is effective when the inner diameter is further increased to insert the shaft 4 more smoothly.
  • the rotor core 2 When the inner diameter of the center hole 21 of the rotor core 2 is smaller than the outer diameter of the shaft 4, the rotor core 2 is further heated by the induction heating coil 63 so that the inner diameter of the center hole 21 of the rotor core 2 becomes the shaft.
  • the rotor core 2 can be expanded again to be larger than the outer diameter of 4.
  • the heat of the molten metal in the casting process is utilized for the shrink fitting process to perform the shrink fitting smoothly.
  • the other configurations and the reference numerals in the drawings are the same as those in the first embodiment, and the same effects as those in the first embodiment can be obtained.

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Abstract

　誘導回転電機用ロータ１の製造方法においては、鋳造工程と焼嵌め工程とを行う。鋳造工程においては、電磁鋼板２０を積層して形成されたロータコア２における複数のスロット２２に、導体３１を形成するための溶湯を鋳込む。焼嵌め工程においては、ロータコア２の中心穴２１に、中心穴２１の内径よりも大きい外径のシャフト４を組み付ける。その際に、鋳造工程において加熱されることによってロータコア２の中心穴２１の内径がシャフト４の外径よりも大きくなった状態で、シャフト４を中心穴２１に挿入し、その後ロータコア２を冷却する。

Description

誘導回転電機用ロータの製造方法
　本発明は、ロータコアに導体を設けて形成された誘導回転電機用ロータの製造方法に関する。
　誘導モータ等の回転電機のロータ（回転子）を製造するに当たっては、シャフト（回転軸部）の取付、ロータコアの貫通穴への導体材料の鋳込み等を行っている。
　例えば、特許文献１の電動機用回転子は、積層された回転子鉄心を貫通する回転子導体と、回転子導体の端部を連結するエンドリングとをアルミダイキャストにより一体成形している。この電動機用回転子においては、円筒形のスリーブを、回転子鉄心の内壁に、アルミダイキャストを行う前に焼き嵌めあるいは圧入等によって挿着している。
特開平６－２５３５１２号公報
　しかしながら、特許文献１の電動機用回転子においては、焼き嵌めによって円筒形のスリーブを回転子鉄心の内壁に挿着する場合には、大きな熱源を必要とする。また、圧入によって円筒形のスリーブを回転子鉄心の内壁に挿着する場合には、圧入を行うために大きな動力を必要とする。
　本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、鋳造工程における溶湯の熱を焼嵌め工程に利用して、効率的に焼嵌めを行うことができる誘導回転電機用ロータの製造方法を提供しようとして得られたものである。
　本発明の一態様は、電磁鋼板を積層して形成されたロータコアにおける複数のスロットに、複数の導体を形成するための溶湯を鋳込む鋳造工程と、
　上記ロータコアの中心穴に、該中心穴の内径よりも大きい外径のシャフトを組み付ける際に、上記鋳造工程において加熱されることによって上記ロータコアの中心穴の内径が上記シャフトの外径よりも大きくなった状態で、該シャフトを上記中心穴に挿入し、その後上記ロータコアを冷却する焼嵌め工程と、を含むことを特徴とする誘導回転電機用ロータの製造方法にある。
　上記誘導回転電機用ロータの製造方法は、鋳造工程において溶湯からロータコアに蓄えられた熱を、焼嵌め工程において、ロータコアにシャフトを組み付ける際に利用するものである。
　具体的には、鋳造工程において、ロータコアにおける複数のスロットに溶湯を鋳込む際には、溶湯の熱によってロータコアが加熱される。このとき、ロータコアが膨張し、ロータコアの中心穴が大きくなる。
　次いで、焼嵌め工程においては、ロータコアの中心穴に、中心穴の内径よりも大きい外径のシャフトを組み付ける。この際、ロータコアが鋳造工程において加熱されていることにより、ロータコアの中心穴の内径がシャフトの外径よりも大きくなっている。そのため、ロータコアの中心穴にシャフトを容易に挿入することができる。その後、ロータコアを冷却したときには、ロータコアが収縮して、ロータコアの中心穴にシャフトを焼嵌めすることができる。
　このように、上記誘導回転電機用ロータの製造方法によれば、鋳造工程における溶湯の熱を焼嵌め工程に利用して、効率的に焼嵌めを行うことができる。
実施例１にかかる、鋳造工程において、溶湯を鋳込む前のダイカスト装置を示す断面説明図。 実施例１にかかる、鋳造工程において、溶湯を注ぎ込んだ状態のダイカスト装置を示す断面説明図。 実施例１にかかる、鋳造工程において、溶湯を各キャビティに鋳込んだ状態のダイカスト装置を示す断面説明図。 実施例１にかかる、鋳造工程において、鋳造後に一方の成形型から他方の成形型を上昇させた状態のダイカスト装置を示す断面説明図。 実施例１にかかる、鋳造工程において、他方の成形型からロータコア及びダイカスト成形体を抜き出す状態のダイカスト装置を示す断面説明図。 実施例１にかかる、ロータコア及びダイカスト成形体を、ロータコアの軸方向一方側から見た状態で示す平面図。 実施例１にかかる、焼嵌め工程において、ロータコアの中心穴にシャフトを挿入する前の状態の支持治具を示す断面説明図。 実施例１にかかる、焼嵌め工程において、ロータコアの中心穴にシャフトを挿入した状態の支持治具を示す断面説明図。 実施例１にかかる、切除工程において、切除治具の切除刃によって、ダイカスト成形体における不要部分を切除する状態を示す断面説明図。 実施例１にかかる、ロータを示す説明図。 実施例２にかかる、焼嵌め工程において、誘導加熱コイルを有する支持治具を用いて、ロータコアの中心穴にシャフトを挿入する状態を示す断面説明図。
　上述した誘導回転電機用ロータの製造方法における好ましい実施の形態につき説明する。
　上記誘導回転電機用ロータの製造方法において、上記焼嵌め工程においては、上記鋳造工程における溶湯の熱のみを利用し、さらに加熱をすることなく、ロータコアの中心穴にシャフトを焼嵌めすることができる。また、上記焼嵌め工程においては、上記鋳造工程における溶湯の熱を利用するとともに、他の加熱源によってロータコアをさらに加熱して、ロータコアの中心穴にシャフトを焼嵌めすることもできる。
　また、上記鋳造工程において、上記溶湯によって、上記ロータコアの軸方向両端面の外方に、上記複数の導体の軸方向両端部に繋がった円環状のエンドプレートをそれぞれ形成するとともに、上記ロータコアの軸方向一方側の上記エンドプレートに繋がった不要部分を形成し、上記焼嵌め工程を行った後に、上記不要部分を切除する切除工程を行ってもよい。また、上記焼嵌め工程において、上記ロータコアの中心穴の軸方向他方側から上記シャフトを挿入してもよい。
　不要部分が形成されるロータコアの軸方向一方側の部分は、不要部分がエンドプレートに円周状に亘って繋がって形成されている。そのため、ロータコアの軸方向一方側の部分は、不要部分が冷却される際の熱収縮による影響を受け、ロータコアの軸方向他方側の部分に比べて、中心穴の内径が小さくなる。そのため、中心穴の内径が相対的に大きいロータコアの軸方向他方側からシャフトを挿入することにより、ロータコアの中心穴に対するシャフトの挿入を容易にすることができる。
　また、上記焼嵌め工程においては、治具に支持固定した上記シャフトを、上記ロータコアの中心穴に挿入し、上記切除工程においては、上記ロータコアの中心穴に挿入された上記シャフトが上記治具に支持固定された状態で、上記不要部分を切除してもよい。
　この場合には、焼嵌め工程において用いた、シャフトを支持固定する治具を、切除工程において兼用することができる。そのため、切除工程において、別途、治具を準備する必要がなく、切除工程における段替えを不要にすることができる。
　以下に、誘導回転電機用ロータの製造方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
　本例の誘導回転電機用ロータ１の製造方法においては、鋳造工程と焼嵌め工程とを行う。鋳造工程においては、図１～図３に示すごとく、電磁鋼板２０を積層して形成されたロータコア２における複数のスロット２２に、導体３１を形成するための溶湯３０を鋳込む。焼嵌め工程においては、図６、図７に示すごとく、ロータコア２の中心穴２１に、中心穴２１の内径よりも大きい外径のシャフト４を組み付ける。その際に、鋳造工程において加熱されることによってロータコア２の中心穴２１の内径がシャフト４の外径よりも大きくなった状態で、シャフト４を中心穴２１に挿入し、その後ロータコア２を冷却する。
　以下に、本例の誘導回転電機用ロータ１の製造方法につき、図１～図１０を参照して詳説する。
　図１に示すごとく、鋳造工程においては、軸方向一方側２０１からロータコア２を挟み込む一方の成形型５１と、軸方向他方側２０２からロータコア２を挟み込む他方の成形型５２とを有するダイカスト装置５を用いる。一方の成形型５１には、鋳込口５１１、鋳込口５１１に対して進退可能なプランジャー５１２、ロータコア２の中心穴２１に挿入される位置決めピン５１３等が設けられている。他方の成形型５２には、ロータコア２と一体化されたダイカスト成形体３００を押し出すエジェクター５２１が設けられている。エジェクター５２１は、エジェクトベース５２２に設けられて進退が可能である。
　一方の成形型５１と他方の成形型５２とが対面する位置には、鋳込口５１１からゲート５３１までの経路であるランナー５３が形成されている。また、他方の成形型５２には、ロータコア２が配置される第１キャビティ５４Ａがランナー５３に繋がって形成されている。
　図１０は、シャフト４が組み付けられたロータ１を示す。同図に示すごとく、ロータコア２の軸方向両端面の外方には、各スロット２２に充填される各導体３１に繋がって円環状に形成されるエンドプレート３２が形成される。図１に示すごとく、一方の成形型５１には、エンドプレート３２を形成するための第２キャビティ５４Ｂが形成されている。ランナー５３と第２キャビティ５４Ｂとの間は、ランナー５３における最下流側端部に位置するゲート５３１によって繋がれている。ゲート５３１は、第２キャビティ５４Ｂにおける周方向の略全周に形成されている。他方の成形型５２には、エンドプレート３２を形成するための第３キャビティ５４Ｃが形成されている。
　図１０に示すごとく、ロータ１は、軸方向両端部のエンドプレート３２が複数の導体３１によってロータコア２に繋がったかご型導体部３を有している。ロータコア２における複数のスロット２２は、ロータコア２の中心の回りに捩れて形成されており、複数の導体３１は、スロット２２の捩れに沿って形成される。図１～図９においては、スロット２２は、簡略的にロータコア２の中心軸線に平行な状態で示す。
　ダイカスト装置５においては、溶湯３０によって、各スロット２２に充填される各導体３１と、ロータコア２の軸方向両端面の外方に、複数の導体３１の軸方向両端部に繋がった円環状の一対のエンドプレート３２を形成する。
　図２、図３に示すごとく、ダイカスト装置５は、一方の成形型５１と他方の成形型５２との間に溶湯３０を加圧する構造を有している。ダイカスト装置５において、鋳込口５１１から鋳込まれる溶湯３０は、ランナー５３、ゲート５３１を経由し、第２キャビティ５４Ｂ、第１キャビティ５４Ａ内のロータコア２の複数のスロット２２及び第３キャビティ５４Ｃへと充填される。そして、各キャビティ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ内において、溶湯３０によってかご型導体部３が形成される。
　他方の成形型５２には、他方の成形型５２が一方の成形型５１に閉じられる際に、第１キャビティ５４Ａ内のロータコア２を、一方の成形型５１における位置決めピン５１３に押さえ付けるための押さえ部５２３が形成されている。位置決めピン５１３は、他方の成形型５２の第１キャビティ５４Ａ内に挿入される先端側部分が、段差部５１４を介して縮径して形成されている。そして、一方の成形型５１と他方の成形型５２とを閉じる際には、押さえ部５２３と段差部５１４との間にロータコア２を挟持するようになっている。
　また、図６に示すごとく、一方の成形型５１において、エンドプレート３２を成形するための第２キャビティ５４Ｂの周囲には、ゲート５３１から略同時に第２キャビティ５４Ｂへ溶湯を流入させるための湯溜まり部５５が形成されている。湯溜まり部５５は、ランナー５３から繋がるように形成されている。
　図３、図４に示すごとく、本例の溶湯３０はアルミニウム（アルミニウム合金を含む。）である。鋳造工程においては、ランナー５３に残される溶湯３０が、不要部分３３として、ロータコア２の軸方向一方側２０１の端面に対向するエンドプレート３２に繋がって形成される。不要部分３３は、製品部としてのかご型導体部３である複数の導体３１及び一対のエンドプレート３２とは別の不要な部分として形成される。
　図５に示すごとく、焼嵌め工程においては、ダイカスト装置５から、導体３１及びエンドプレート３２のダイカストを行った後のロータコア２を取り出し、図７、図８に示すごとく、ロータコア２の中心穴２１の軸方向他方側２０２からシャフト４を挿入する。シャフト４は、ロータ１が回転する際の中心軸部となる部分である。シャフト４は、シャフト中心穴４１を有する中空形状に形成されている。
　図７に示すごとく、焼嵌め工程においては、シャフト４を支持固定するための支持治具６を用いる。支持治具６には、シャフト４を保持するための保持部６１と、ロータコア２を案内して支持治具６に配置するためのガイド６２とが設けられている。支持治具６は、シャフト４を上方に向けて支持するよう構成されている。
　焼嵌め工程においては、支持治具６に支持固定したシャフト４を、ロータコア２の中心穴２１に挿入する。このとき、支持治具６から上方に起立するシャフト４に対して、ロータコア２を下降させることによって、ロータコア２の中心穴２１にシャフト４を挿入する。また、図８に示すごとく、焼嵌め工程においては、かご型導体部３に対して、ランナー５３に形成された溶湯３０による不要部分３３が繋がったままの状態で、ロータコア２の中心穴２１へのシャフト４の焼嵌めを行う。
　図９に示すごとく、本例の製造方法においては、焼嵌め工程を行った後には、切除工程として、かご型導体部３に繋がって形成された不要部分３３を切除する。本例の不要部分３３は、鋳込口５１１から軸方向一方側２０１のエンドプレート３２に繋がるゲート５３１までのランナー５３内に形成された成形物である。
　切除工程においては、ロータコア２の中心穴２１に挿入されたシャフト４が支持治具６に支持固定された状態を維持して、不要部分３３を切除する。
　また、切除工程においては、不要部分３３を切除する切除刃７１と、シャフト中心穴４１に挿入されるガイドシャフト７２とが設けられた切除治具７を用いる。切除刃７１とガイドシャフト７２とは、切除治具７のベース部７０から下方に垂下して設けられている。また、切除刃７１は、ランナー５３と第２キャビティ５４Ｂとの間のゲート５３１の形成位置に対向するようベース部７０に設けられている。
　支持治具６にロータコア２が支持固定された状態で、支持治具６から上方に起立するシャフト４に対して、切除治具７を下降させることによって、シャフト４のシャフト中心穴４１にガイドシャフト７２を挿入する。
　また、図６、図９に示すごとく、シャフト中心穴４１にガイドシャフト７２が挿入される際には、切除刃７１が、溶湯３０の鋳込み時にゲート５３１に成形された不要部分３３の一部である成形物３３１に接触し、この成形物３３１を切断する。こうして、ガイドシャフト７２がシャフト中心穴４１に挿入された状態で、切除刃７１によって、製品部であるかご型導体部３に不要な不要部分３３を切除する。
　次に、本例の製造方法及び作用効果につき説明する。
　本例の製造方法においては、鋳造工程において溶湯３０からロータコア２に蓄えられた熱を、焼嵌め工程において、ロータコア２にシャフト４を組み付ける際に利用する。
　具体的には、まず、図１に示すごとく、鋳造工程において、一方の成形型５１における位置決めピン５１３にロータコア２を配置する。ダイカスト装置５においては、一方の成形型５１が下側に配置されており、他方の成形型５２は一方の成形型５１の上方に配置されている。
　次いで、図２に示すごとく、プランジャー５１２を下降させた状態で、一方の成形型５１における鋳込口５１１に溶湯３０を注ぎ込む。次いで、一方の成形型５１に対して他方の成形型５２を下降させ、一方の成形型５１と他方の成形型５２とを閉じ、一方の成形型５１と他方の成形型５２との間に圧力を加える。このとき、第１キャビティ５４Ａ内にロータコア２が挿入され、押さえ部５２３と段差部５１４との間にロータコア２が挟持される。
　次いで、図３に示すごとく、プランジャー５１２を前進させて、溶湯３０をランナー５３及び各キャビティ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃに向けて押し出す。このとき、溶湯３０は、ランナー５３から湯溜まり部５５へ流れ、湯溜まり部５５からゲート５３１を介して第２キャビティ５４Ｂへ流れる。溶湯３０は、湯溜まり部５５に一旦溜めてからゲート５３１へ流すことにより、ゲート５３１の略全周から同時に第２キャビティ５４Ｂへ溶湯３０を流入させることができる。また、溶湯３０は、第２キャビティ５４Ｂから第１キャビティ５４Ａ及び第３キャビティ５４Ｃへ流れる。
　そして、他方の成形型５２内に形成された冷却管に流れる冷却液によって、各キャビティ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ内の溶湯３０が冷やされ、数秒後にプランジャー５１２を後退させる。次いで、図４に示すごとく、一方の成形型５１から他方の成形型５２を上昇させ、他方の成形型５２に保持されたロータコア２を位置決めピン５１３から抜き出す。このとき、かご型導体部３及び不要部分３３としてのダイカスト成形体３００は、ロータコア２に一体化された状態で他方の成形型５２とともに上昇する。
　ロータコア２における複数のスロット２２に溶湯３０を鋳込む際には、溶湯３０の熱によってロータコア２が加熱される。そして、一方の成形型５１から他方の成形型５２を上昇させたときには、溶湯３０の熱によってロータコア２が膨張した状態にあり、ロータコア２の中心穴２１が規定寸法よりも大きくなっている。
　次いで、図５に示すごとく、ロータコア２及びダイカスト成形体３００を保持する他方の成形型５２を、一方の成形型５１の上方から移動させる。そして、他方の成形型５２におけるエジェクター５２１を動作させて、ロータコア２及びダイカスト成形体３００を、第１キャビティ５４Ａ及び第３キャビティ５４Ｃから抜き出す。
　次いで、図７、図８に示すごとく、焼嵌め工程においては、支持治具６から上方に起立するシャフト４に対して、ダイカスト成形体３００と一体化されているロータコア２を下降させ、ロータコア２の中心穴２１に、中心穴２１の内径よりも大きい外径のシャフト４を組み付ける。このとき、ダイカスト成形体３００と一体化されたロータコア２を上下反転させ、ロータコア２の中心穴２１の軸方向他方側２０２からシャフト４を挿入する。
　そして、ロータコア２の軸方向一方側２０１の部分は、ゲート５３１及び湯溜まり部５５に成形される不要部分３３が、エンドプレート３２に対して円周状に繋がっている部分である。そのため、ロータコア２の軸方向一方側２０１の部分は、不要部分３３が冷却される際の熱収縮による影響を受け、ロータコア２の軸方向他方側２０２の部分に比べて、中心穴２１の内径が小さくなる。そのため、中心穴２１の内径が相対的に大きいロータコア２の軸方向他方側２０２からシャフト４を挿入することにより、ロータコア２の中心穴２１に対するシャフト４の挿入を容易にすることができる。
　なお、ゲート５３１及び湯溜まり部５５は、エンドプレート３２が成形される第２キャビティ５４Ｂから軸方向に向けて形成することもできる。この場合には、ゲート５３１及び湯溜まり部５５を第２キャビティ５４Ｂの外周側に形成する場合と同様の作用効果を得ることができる。
　また、ロータコア２の軸方向一方側２０１の部分が収縮するメカニズムは、次のようになる。すなわち、ゲート５３１が縮径するとエンドプレート３２が縮径し、エンドプレート３２と繋がった複数の導体３１の相対位置が互いに縮径方向に移動して、ロータコア２が縮径するように変形する。
　また、ロータコア２の中心穴２１にシャフト４を組み付けるときには、ロータコア２が溶湯３０によって加熱されていることにより、ロータコア２の中心穴２１の内径がシャフト４の外径よりも大きくなっている。そのため、ロータコア２の中心穴２１にシャフト４を容易に挿入することができる。
　その後、ロータコア２及びダイカスト成形体３００が冷やされたときには、ロータコア２が収縮して、ロータコア２の中心穴２１にシャフト４を焼嵌めすることができる。
　本例の焼嵌め工程においては、鋳造工程における溶湯によって加熱されたロータコア２の中心穴２１の内径が、シャフト４の外径よりも小さい元の状態に戻る前に、焼嵌めを行っている。そして、焼嵌め工程においては、加熱手段によってさらに加熱をすることなく、焼嵌めをしている。これにより、焼嵌め工程において、ロータコア２を加熱するための加熱源を不要にすることができ、焼嵌め工程におけるエネルギー効率を高めることができる。また、焼嵌め工程に要する時間を短縮することもできる。
　次いで、図９に示すごとく、切除工程においては、焼嵌め工程において用いた、シャフト４を支持固定する支持治具６を兼用する。そして、ロータコア２がシャフト４に固定支持された支持治具６に対して、切除刃７１及びガイドシャフト７２が設けられた切除治具７を下降させる。このとき、支持治具６から上方に起立するシャフト４のシャフト中心穴４１に対して、切除治具７におけるガイドシャフト７２が上方から挿入される。そして、ガイドシャフト７２がシャフト中心穴４１に挿入された状態で、切除刃７１によって、ゲート５３１に成形された不要部分３３の一部である成形物３３１が切断される。こうして、かご型導体部３に不要な不要部分３３を切除して、図１０に示すごとく、かご型導体部３とロータコア２とが一体化されたロータ１を形成することができる。
　このように、誘導回転電機用ロータ１の製造方法によれば、鋳造工程における溶湯の熱を焼嵌め工程に利用して、効率的に焼嵌めを行うことができる。また、組付工程と切除工程とにおいて支持治具６を兼用し、切除工程において、シャフト４を固定支持するための治具の段替えを不要にすることができる。
（実施例２）
　本例は、焼嵌め工程において、加熱手段を用いてロータコア２をさらに加熱する例である。
　本例の加熱手段は、図１１に示すごとく、ロータコア２を外周から加熱する誘導加熱コイル６３である。誘導加熱コイル６３は、支持治具６Ａのガイド６２から上方に設けられており、ロータコア２の外周のほぼ全体を加熱するよう構成されている。
　また、本例においては、支持治具６Ａに支持された状態で誘導加熱コイル６３によって加熱されたロータコア２に対して、クランパー６４によって支持するシャフト４を挿入する。
　本例の焼嵌め工程は、次の場合に有効である。例えば、鋳造工程における溶湯によって加熱されたロータコア２がある程度冷やされて、ロータコア２の中心穴２１の内径が、シャフト４の外径よりも小さくなってしまった場合に有効である。また、ロータコア２の中心穴２１の内径が、シャフト４の外径よりも大きい状態ではあるがさらに内径を大きくしてシャフト４の挿入をより円滑に行いたい場合に有効である。
　ロータコア２の中心穴２１の内径が、シャフト４の外径よりも小さくなってしまった場合においては、誘導加熱コイル６３によってロータコア２をさらに加熱することにより、ロータコア２の中心穴２１の内径がシャフト４の外径よりも大きくなるよう再びロータコア２を膨張させることができる。これにより、鋳造工程を行った後、焼嵌め工程を行うまでの間に、ある程度の待ち時間ができる場合でも、鋳造工程における溶湯の熱を焼嵌め工程に利用して焼嵌めを円滑に行うことができる。
　本例の誘導回転電機用ロータ１の製造方法においても、その他の構成及び図中の符号については上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

Claims (4)

  1. 　電磁鋼板を積層して形成されたロータコアにおける複数のスロットに、複数の導体を形成するための溶湯を鋳込む鋳造工程と、
    　上記ロータコアの中心穴に、該中心穴の内径よりも大きい外径のシャフトを組み付ける際に、上記鋳造工程において加熱されることによって上記ロータコアの中心穴の内径が上記シャフトの外径よりも大きくなった状態で、該シャフトを上記中心穴に挿入し、その後上記ロータコアを冷却する焼嵌め工程と、を含むことを特徴とする誘導回転電機用ロータの製造方法。
  2. 　上記鋳造工程において、上記溶湯によって、上記ロータコアの軸方向両端面の外方に、上記複数の導体の軸方向両端部に繋がった円環状のエンドプレートをそれぞれ形成するとともに、上記ロータコアの軸方向一方側の上記エンドプレートに繋がった不要部分を形成し、
    　上記焼嵌め工程を行った後に、上記不要部分を切除する切除工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の誘導回転電機用ロータの製造方法。
  3. 　上記焼嵌め工程において、上記ロータコアの中心穴の軸方向他方側から上記シャフトを挿入することを特徴とする請求項２に記載の誘導回転電機用ロータの製造方法。
  4. 　上記焼嵌め工程において、治具に支持固定した上記シャフトを、上記ロータコアの中心穴に挿入し、
    　上記切除工程において、上記ロータコアの中心穴に挿入された上記シャフトが上記治具に支持固定された状態で、上記不要部分を切除することを特徴とする請求項２又は３に記載の誘導回転電機用ロータの製造方法。
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