(57)【要約】【課題】銅ダイキャスト成形可能で、回転子鉄心の熱変形を極力防止する。【解決手段】かご型回転子４において、回転子鉄心３の外周部に、周方向に所定の間隔を存して複数の外周スロット１１を設け、この外周スロット１１よりも内周側に周方向に所定の間隔を存して複数の内周スロット１２を設ける。この各外周スロット１１の内周部及び回転子鉄心３の外周部の補強を行った状態で各内周スロット１２内に銅ダイキャスト成形により銅バー１３を成形する。次に、各外周スロット１１内にアルミダイキャスト成形によりアルミバー１４を形成すると共に、回転子鉄心３の軸方向両端部３ａに銅バー１３及びアルミバー１４を電気的に接続する短絡環９，９を成形する。【選択図】図１
2010081675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子鉄心と、
前記回転子鉄心の外周部に周方向に所定の間隔を存して設けられた複数の外周スロットと、
前記回転子鉄心の前記外周スロットよりも内周側に周方向に所定の間隔を存して設けられた複数の内周スロットと、
前記回転子鉄心の前記各外周スロットの内周部及び前記回転子鉄心の外周部の補強を行った状態で前記各内周スロット内に銅ダイキャスト成形により成形された銅バーと、
前記各外周スロット内にアルミダイキャスト成形により成形されたアルミバーと、
前記アルミバーのアルミダイキャスト成形時に前記回転子鉄心の軸方向両端部に設けられ、前記銅バー及び前記アルミバーを電気的に接続する短絡環とを具備して構成されていることを特徴とするかご型回転子。
【請求項２】
外周部に周方向に所定の間隔を存して設けられる複数の外周スロット及び当該外周スロットよりも内周側に周方向に所定の間隔を存して設けられる複数の内周スロットを有する円環状の鉄心材を打抜く打抜き工程と、
前記打抜き工程で得られる鉄心材を複数枚積層して回転子鉄心を形成する積層工程と、
前記回転子鉄心の前記各外周スロットの内周部に挿入して当該外周スロットを補強するスロットガイドと前記回転子鉄心の外周部を覆って当該回転子鉄心の外周部を補強する外周ガイドとを有する固定ガイドを、前記回転子鉄心に取付ける固定ガイド取付け工程と、
前記回転子鉄心を前記固定ガイドにより補強した状態で前記各内周スロット内に銅ダイキャスト成形により銅バーを成形する銅ダイキャスト工程と、
前記銅ダイキャスト工程後に、前記回転子鉄心から固定ガイドを取外す固定ガイド取外し工程と、
前記固定ガイドが取外された前記回転子鉄心の前記各外周スロット内に、アルミダイキャスト成形によりアルミバーを形成すると共に、当該回転子鉄心の軸方向両端部に、前記銅バー及び前記アルミバーを電気的に接続する短絡環を成形するアルミダイキャスト工程とを経ることを特徴とするかご型回転子の製造方法。
【請求項３】
外周スロットとこれに対応する内周スロットとを互いに連通する一つのスロットとして形成し、固定ガイドのスロットガイドを前記外周スロットに挿入することにより、前記外周スロットと前記内周スロットとを区分することを特徴とする請求項２記載のかご型回転子の製造方法。
【請求項４】
スロットガイドの内周スロットとの境界面に、凹凸部を形成することを特徴とする請求項３記載のかご型回転子の製造方法。
【請求項５】
スロットガイドの内周スロットとの境界面に、磁性を有する磁路部材を設け、当該磁路部材は、前記スロットガイドの取外し時に、スロット内に残存することを特徴とする請求項３又は４記載のかご型回転子の製造方法。
【請求項６】
スロットガイドに、磁性を有してスロット内を周方向に分割する磁路部材を設け、当該磁路部材は、前記スロットガイドの取外し時に、前記スロット内に残存することを特徴とする請求項３記載のかご型回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅バー、アルミバー及び短絡環を具備したかご型回転子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種産業機械の駆動電動機としては、一般に、誘導電動機が使用されている。なかでも、かご型誘導電動機は、多数のバーと短絡環とをアルミダイキャストで成形されたかご型回転子を用いることにより低コストで堅牢であり、多用されている。
【０００３】
近年、かご型誘導電動機の回転効率を高めるために、アルミニウムよりも導電性に優れる銅を用いた銅ダイキャストで回転子を形成したい要望がある。しかしながら、銅の融点はアルミニウムの融点よりも高いので、銅ダイキャストを行うために銅を溶かして回転子鉄心のスロットに注ぐときに、回転子鉄心がアルミダイキャスト成形時よりも高温の状態になる。そのため、回転子鉄心が高い熱で変形しまうおそれがあり、例えば、回転子鉄心の外周部が変形してしまった場合には振動や騒音の原因となってしまう。
【０００４】
そのため、バーの一部に銅系の材料を用い、銅とアルミニウムの特性を組合せてなるかごを備えた回転子が考えられている。例えば、回転子鉄心の外周部に第１及び第２のスロットからなるだるま形のスロットを形成し、この第２のスロットに銅系の棒材（銅バー）を軸方向から挿入し、その後、第１のスロットにアルミニウム系溶融金属を回転子鉄心の軸方向の片側或いは両側から注湯して、第１のスロットにアルミバーを形成すると共に、回転子鉄心の軸方向両端部にアルミニウム系溶融金属からなる短絡環を成形する構成の回転子が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１６３１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
銅バーを回転子鉄心のスロットに挿入する構成では、量産性に劣り、低コスト化は望めない。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、銅ダイキャスト成形可能で、回転子鉄心の熱変形を極力防止することができるかご型回転子及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１のかご型回転子は、回転子鉄心と、前記回転子鉄心の外周部に周方向に所定の間隔を存して設けられた複数の外周スロットと、前記回転子鉄心の前記外周スロットよりも内周側に周方向に所定の間隔を存して設けられた複数の内周スロットと、前記回転子鉄心の前記各外周スロットの内周部及び前記回転子鉄心の外周部の補強を行った状態で前記各内周スロット内に銅ダイキャスト成形により成形された銅バーと、前記各外周スロット内にアルミダイキャスト成形により成形されたアルミバーと、前記アルミバーのアルミダイキャスト成形時に前記回転子鉄心の軸方向両端部に設けられ、前記銅バー及び前記アルミバーを電気的に接続する短絡環とを具備して構成されていることを特徴としている。
【０００７】
本発明の請求項２のかご型回転子の製造方法は、外周部に周方向に所定の間隔を存して設けられる複数の外周スロット及び当該外周スロットよりも内周側に周方向に所定の間隔を存して設けられる複数の内周スロットを有する円環状の鉄心材を打抜く打抜き工程と、前記打抜き工程で得られる鉄心材を複数枚積層して回転子鉄心を形成する積層工程と、前記回転子鉄心の前記各外周スロットの内周部に挿入して当該外周スロットを補強するスロットガイドと前記回転子鉄心の外周部を覆って当該回転子鉄心の外周部を補強する外周ガイドとを有する固定ガイドを、前記回転子鉄心に取付ける固定ガイド取付け工程と、前記回転子鉄心を前記固定ガイドにより補強した状態で前記各内周スロット内に銅ダイキャスト成形により銅バーを成形する銅ダイキャスト工程と、前記銅ダイキャスト工程後に、前記回転子鉄心から固定ガイドを取外す固定ガイド取外し工程と、前記固定ガイドが取外された前記回転子鉄心の前記各外周スロット内に、アルミダイキャスト成形によりアルミバーを形成すると共に、当該回転子鉄心の軸方向両端部に、前記銅バー及び前記アルミバーを電気的に接続する短絡環を成形するアルミダイキャスト工程とを経ることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１のかご型回転子によれば、銅ダイキャスト時にアルミバー用の外周スロット及び回転子鉄心の外周を利用して、固定ガイドにより補強を図ることができるので、回転子鉄心の熱変形を極力防止することができる。従って、銅ダイキャスト成形が可能になって、量産性に富み、低コスト化が図れる。
【０００９】
そして、このかご型回転子は、回転子鉄心の外周スロットにアルミダイキャスト成形によりアルミバーが成形され、内周スロットに銅ダイキャスト成形により銅バーが成形された構成であるので、電流が始動時には表皮効果により、主として回転子鉄心の外周側に位置するアルミバーに流れ、定格回転数の運転時（連続運転時）には主として低抵抗の銅バーに流れる。これにより、始動時には高抵抗のアルミバーに電流が集中することにより大きな始動トルクが得られ、又、定格回転数の運転時には低抵抗の銅バーに電流が流れることにより低損失となるかご型回転子を得ることができる。
【００１０】
本発明の請求項２のかご型回転子の製造方法によれば、回転子鉄心にスロットガイドと外周ガイドとを有する固定ガイドを取付け、この固定ガイドにより回転子鉄心を補強した状態で銅ダイキャスト成形を行うようにしたので、銅ダイキャスト成形時における回転子鉄心の熱変形を極力防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を、かご型誘導電動機の回転子に適用した第１の実施形態を、図１〜図１０を参照して説明する。
図２には、本実施形態に係る二重かご型誘導電動機１の固定子２と、この固定子２の界磁空間に配置された回転子鉄心３を有するかご型回転子４の概略構成が示されている。
【００１２】
固定子２は、固定子鉄心５に、複数のコイル６が着装されて構成されている。固定子鉄心５は、珪素鋼板からなる円環状の鋼板を複数枚積層して円筒形状に構成され、図示しないリベット等で積層方向が一体に結着されている。又、固定子鉄心５の内周面には、コイル６を収納するためのスロット７が複数形成されている。
【００１３】
かご型回転子４は、図１に示すように、珪素鋼板からなる円環状の鉄心材８を複数枚積層して構成された回転子鉄心３と、回転子鉄心３の軸方向両端部３ａ，３ａに設けられた円環状の短絡環９，９と、回転子鉄心３の中央部の軸孔３ｂに挿入固定された回転軸１０とを備えている。
【００１４】
回転子鉄心３の外周部には、図２及び図３に示すように、外周部に周方向に所定の間隔を存して複数個、この場合１８個、円形の外周スロット１１が形成され、その外周スロット１１よりも内周側に周方向に所定の間隔を存して複数個、この場合１８個、円形の内周スロット１２が形成されている。この場合、各内周スロット１２は、外周スロット１１に対応した内側にそれぞれ位置している。
【００１５】
各内周スロット１２内には、図１にも示すように、銅或いは銅合金からなり、回転子鉄心３の軸方向に延びる棒状をなした銅バー１３が設けられている。銅バー１３は、詳しくは後述するが、回転子鉄心３の各外周スロット１１の内周部及び回転子鉄心３の外周部の補強を行った状態で銅ダイキャスト成形により成形されている。又、銅バー１３の両端部１３ａ，１３ａ（図１及び図１０参照）は、回転子鉄心３の軸方向両端部３ａ，３ａから軸方向外側へそれぞれ突出している。
【００１６】
各外周スロット１１内には、アルミニウムからなり、回転子鉄心３の軸方向に延びる棒状をなしたアルミバー１４が設けられている。アルミバー１４は、詳しくは後述するが、アルミダイキャスト成形により短絡環９，９と一体に成形されている（図１参照）。この短絡環９の構成により、銅バー１３及びアルミバー１４が電気的に接続された状態になっている。この短絡環９は、軸方向外側の面に軸方向外側へ突出する複数の冷却フィン１５を有している。
【００１７】
次に、上記かご型回転子４の製造方法について図３〜図１０を参照して説明する。
まず、図４に示すように、素材となる珪素鋼板から、外周スロット１１及び内周スロット１２を有する円環状の鉄心材８を打抜き（打抜き工程）、この打抜き工程で得られた鉄心材８を複数枚積層して回転子鉄心３を形成する（積層工程）。
【００１８】
次に、この回転子鉄心３に銅ダイキャスト成形を行うが、この銅ダイキャスト成形を行う前に、回転子鉄心３にスロットガイド２１（図５参照）と外周ガイド２２（図６参照）とを有する固定ガイド２３（図７及び図８参照）を取付ける（固定ガイド取付け工程）。尚、図５はスロットガイド２１の斜視図で、図６は外周ガイド２２の斜視図で、図７は回転子鉄心３に固定ガイド２３を取り付けた状態を示す断面図で、図８は回転子鉄心３に固定ガイド２３を取り付けた状態を示す側面図である。
【００１９】
図５（ａ），図７及び図８に示すスロットガイド２１は、銅ダイキャスト成形を行っても変形し難い材料、例えばＮｉ鋼或いはセラミックスからなる丸棒であり、回転子鉄心３の各外周スロット１１の内周部に挿入して当該外周スロット１１を補強するものである。即ち、このスロットガイド２１は、外周スロット１１の空間領域と同形状である。このスロットガイド２１は、図５（ｂ）に示すように、丸棒を軸方向にやや斜めに２分割した１対のスロットガイド片部２４を合わさることにより構成されている。又、各スロットガイド片部２４を外周スロット１１から容易に取外すことができるように、各スロットガイド片部２４の両端部には、ポンチ等で叩けるような平坦な面２４ａを有している。
【００２０】
図６〜図８に示す外周ガイド２２も銅ダイキャスト成形を行っても変形し難い材料、例えばＮｉ鋼或いはセラミックスからなっており、回転子鉄心３の外周部を覆って当該回転子鉄心３の外周部を補強するものである。この外周ガイド２２は、内部に回転子鉄心３を収容することができる空間を有した円筒状をなし、外周ガイド２２の軸方向の両端部が内周側に曲がり、回転子鉄心３の外周スロット１１を覆い、内周スロット１２を覆わない形状である。この外周ガイド２２は、図６に示すように、上記円筒状を軸方向に２分割した１対の外周ガイド片部２５を合わせることにより構成されている。
【００２１】
次に、回転子鉄心３を固定ガイド２３により補強した状態で各内周スロット１２内に銅ダイキャスト成形により銅バー１３を成形する（銅ダイキャスト工程）。
図９には、この銅ダイキャスト成形に用いる金型３１が示されている。金型３１は、銅ダイキャスト成形を行っても変形し難い材料、例えばＮｉ鋼或いはセラミックスからなっている。この金型３１は、内部に固定ガイド２３で補強された回転子鉄心３を収容する空間を有し、回転子鉄心３の軸方向側に型開きするプレート３２，３２を備えた構成である。プレート３２，３２には、回転子鉄心３の各内周スロット１２の両端部に連通してその内周スロット１２の内径と同径を有するキャビティ３２ａ，３２ａが形成されている。又、一方のプレート３２には、図示しない銅系溶融金属を、金型３１の外部から回転子鉄心３の内周スロット１２に送るためのランナー（流路）３３が形成され、ランナー３３の先端のゲート（小孔）３４が、一方のキャビティ３２ａに臨んでいる。
【００２２】
そして、固定ガイド２３で補強された回転子鉄心３を金型３１の所定の位置に載置し、銅系溶融金属、この場合、溶融した銅を金型３１のランナー３３から回転子鉄心３の内周スロット１２へ供給、充填して銅ダイキャスト成形を行う。これにより、内周スロット１２に銅バー１３が成形され、キャビティ３２ａ，３２ａにより銅バー１３の端部１３ａ，１３ａが成形される。このとき、回転子鉄心３は溶融した銅によって高温の状態となり軟化することがあるが、回転子鉄心３の外周スロット１１はスロットガイド２１によって補強されているので、外周スロット１１の形状は軟化によっても変形せずに、銅ダイキャスト成形前の形状に維持される。又、回転子鉄心３の外周部も外周ガイド２２によって補強されているので、回転子鉄心３の外周部も軟化による変形は生じずに銅ダイキャスト成形前の状態に維持される。
【００２３】
尚、図示はしないが、金型３１には、銅ダイキャスト成形中及び終了後に金型３１を冷却するための空気や水が供給される孔が形成されている。そして、この孔に空気や水が供給されて金型３１が冷却されることにより、固定ガイド２３も冷却される。
この銅ダイキャスト成形後、金型３１を型開きして、金型３１から銅バー１３が成形された回転子鉄心３を取外す。
【００２４】
次に、回転子鉄心３から固定ガイド２３を取外す（固定ガイド取外し工程）。この場合、まず、回転子鉄心３の外周部から固定ガイド２３の外周ガイド２２を取外し、次に、回転子鉄心３の内周スロット１２から固定ガイド２３のスロットガイド２１を軸方向側に押出す或いは引っ張り出すようにして取外す。
【００２５】
尚、スロットガイド２１の取外しにおいて、スロットガイド２１が内周スロット１２から取外し難い場合には、スロットガイド２１の一のスロットガイド片部２４の面２４ａをポンチ等で叩いて取外し、次に残りのスロットガイド片部２４を同じくポンチ等で叩いて取外す。これにより、スロットガイド２１を内周スロット１２から容易に取外すことが可能となる。
【００２６】
次に、固定ガイド２３が取外された回転子鉄心３の各外周スロット１１内に、アルミダイキャスト成形によりアルミバー１４を形成すると共に、この回転子鉄心３の軸方向両端部３ａに短絡環９，９を成形する（アルミダイキャスト工程）。
【００２７】
図１０には、アルミダイキャスト成形に用いる金型３６が示されている。金型３６は、金型３１と同じ材質からなり、又、銅バー１３が成形された回転子鉄心３を収容する空間を有し、且つ、短絡環９，９及び冷却フィン１５を形成するためのキャビティ３７ａ，３７ａを有し、回転子鉄心３の軸方向側に型開きするプレート３７，３７を備えた構成である。この各プレート３７には、図示しないアルミニウム系溶融金属を、金型３６の外部からキャビティ３７ａに送るためのランナー３８が形成され、ランナー３８の先端のゲート３９は、キャビティ３７ａの短絡環９，９に対応する部分に臨んでいる。
【００２８】
そして、銅バー１３が成形された回転子鉄心３を金型３６の所定の位置に載置し、アルミニウム系溶融金属、この場合、溶融したアルミニウムを金型３６のランナー３８から回転子鉄心３の短絡環９及び外周スロット１１へ供給、充填してアルミダイキャスト成形を行う。これにより、短絡環９と各外周スロット１１内のアルミバー１４と冷却フィン１５とが一体に成形される。このとき、銅バー１３の端部１３ａが回転子鉄心３の端部３ａから突出しているので、銅バー１３及びアルミバー１４が短絡環９により強固に結合されると共に、電気的にも接続された構成になる。
【００２９】
上記アルミダイキャスト成形後、金型３６の型開きが行われて、短絡環９、銅バー１３、アルミバー１４及び冷却フィン１５が成形された回転子鉄心３の取外しが行われる。
上記工程を経て得られた回転子鉄心３の軸孔３ｂに、回転軸１０を挿入、固着（焼嵌め）することにより、かご型回転子４の製造が完了する。
【００３０】
このかご型回転子４における回転子鉄心３の外周部の断面は、上述した図３のようになる。上述したように、回転子鉄心３の内周スロット１２には、銅バー１３が成形され、外周スロット１１にが、アルミバー１４が成形されている。
【００３１】
上記構成によれば、銅ダイキャスト時にアルミバー１４用の外周スロット１１及び回転子鉄心３の外周を利用して固定ガイド２３により補強を図っている。即ち、回転子鉄心３にスロットガイド２１と外周ガイド２２とを有する固定ガイド２３を取付けて回転子鉄心３を補強した状態で銅ダイキャスト成形を行うようにしている。これにより、銅ダイキャスト成形時に回転子鉄心３が熱変形してしまうことを極力防止することができる。従って、銅ダイキャスト成形が可能になって、量産性に富み、低コスト化が図れる。
【００３２】
そして、回転子鉄心３の外周スロット１１にアルミダイキャスト成形によりアルミバー１４が成形され、内周スロット１２に銅ダイキャスト成形により銅バー１３が成形された構成であるので、電流が始動時には表皮効果により、主として回転子鉄心３の外周側に位置するアルミバー１４に流れ、定格回転数の運転時（連続運転時）には主として低抵抗の銅バー１３に流れる。これにより、始動時には高抵抗のアルミバー１４に電流が集中することにより大きな始動トルクが得られ、又、定格回転数の運転時には低抵抗の銅バー１３に電流が流れることにより低損失となるかご型回転子４を得ることができる。
【００３３】
スロットガイド２１を、２分割した１対のスロットガイド片部２４を合わさることにより構成し、各スロットガイド片部２４の両端部に、ポンチ等で叩けるような面２４ａを設けたので、このスロットガイド片部２４の端部の面２４ａをポンチ等で叩くことにより、スロットガイド２１（スロットガイド片部２４）を内周スロット１２から容易に取外すことができる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施形態を図１１〜図１４を参照して説明する。尚、上記第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第２の実施形態でのかご型回転子４の回転子鉄心４１には、図１１及び図１２に示すように、外周スロット４２ａ及び内周スロット４２ｂとを互いに連通する一つのスロット４２が形成されている。
【００３５】
第２の実施形態のスロット４２は、回転子鉄心４１の周方向に所定の間隔を存して複数個、この場合１８個形成されている。そして、図１１に示すように、スロット４２のうちの内周側に占める領域の内周スロット４２ｂに相当する位置に銅バー４３が設けられ、スロット４２のうちの外周側に占める領域の外周スロット４２ａに相当する位置にアルミバー４４が設けられ、これら銅バー４３とアルミバー４４とが接触した構成になっている。又、銅バー４３とアルミバー４４との境界面において、銅バー４３とアルミバー４４との接触面積が多くなるように、銅バー４３の外周部にアルミバー４４の方向に突出及び凹む凹凸部４３ａが形成され、アルミバー４４の内周部に銅バー４３の方向に突出及び凹む凹凸部４４ａが形成されている。
【００３６】
次に、第２の実施形態の回転子鉄心４１を用いたかご型回転子４の製造方法について説明する。この第２の実施形態の製造方法は、第１の実施形態の製造方法とほぼ同一であるので、異なる点を説明する。
【００３７】
第２の実施形態では、まず、打抜き工程において、外周スロット１１及び内周スロット１２を打抜く代わりに、図１２に示すように、スロット４２が形成されるように素材の珪素鋼板を打抜く。
固定ガイド取付け工程においては、第１の実施形態のスロットガイド２１の代わりに、図１３に示すスロットガイド４５を回転子鉄心４１のスロット４２に挿入して取付ける。
【００３８】
スロットガイド４５は、回転子鉄心４１の各スロット４２の外周スロット４２ａに挿入して当該スロット４２を補強するものであり、アルミバー４４に対応する形状をなしている。即ち、スロットガイド４５は、回転子鉄心４１のスロット４２の外周部側の領域、この場合スロット４２の外周部側の約半分の領域を占める棒状をなしている。又、このスロットガイド４５は、回転子鉄心４１の内周部側、即ち、内周スロット４２ｂとの境界面にアルミバー４４の凹凸部４４ａと同形状の凹凸部４５ａが形成されている。尚、図示はしないが、このスロットガイド４５も、軸方向に２分割した１対のスロットガイド片部を合わさることにより構成されている。又、第２の実施形態のかご型回転子４の製造方法でも、図１４に示すように、外周ガイド２２が用いられる。外周ガイド２２は、軸方向の端部が外周スロット４２ａに挿入されたスロットガイド４５を覆い、内周スロット４２ｂをできるだけ覆わないように構成されている。
【００３９】
銅ダイキャスト工程においては、回転子鉄心４１をスロットガイド４５及び外周ガイド２２により補強した状態で、各スロット４２におけるスロットガイド４５が位置していない部分、即ち、銅バー４３を形成する部分に溶融した銅を供給して、銅ダイキャスト成形を行う。このとき、スロット４２の外周スロット４２ａにスロットガイド４５が位置しているので、このスロットガイド４５により、この外周スロット４２ａと内周スロット４２ｂとが区別される。これにより、内周スロット４２ｂに銅バー４３が成形される。
【００４０】
又、スロットガイド４５の内周部側の面には凹凸部４５ａが形成されているので、銅ダイキャスト成形で成形された銅バー４３の外周部側の面には、スロットガイド４５の凹凸部４５ａに対応した凹凸部４３ａが形成される。尚、スロットガイド４５は、外周スロット４２ａに対してクリアランスを極力なくすことにより固定されるが、接着剤等を用いて固定しても良く、或いは、スロットガイド４５及び外周スロット４２ａに係合部を設けて固定しても良い。
【００４１】
ここで、回転子鉄心４１は溶融した銅によって高温の状態となり軟化することがあるが、回転子鉄心４１のスロット４２はスロットガイド４５によって補強されているので、スロット４２の形状が銅ダイキャスト成形前の形状に維持される。尚、回転子鉄心４１の外周部も外周ガイド２２によって補強されているので、回転子鉄心４１の外周部も銅ダイキャスト成形前の状態に維持される。
【００４２】
そして、回転子鉄心４１からスロットガイド４５及び外周ガイド２２を取外し（固定ガイド取外し工程）、回転子鉄心４１のスロット４２内におけるアルミバー４４に相当する部分にアルミダイキャスト成形によりアルミバー４４を形成すると共に、この回転子鉄心４１の軸方向両端部に短絡環（図示せず）を成形する（アルミダイキャスト工程）。このとき、銅バー４３の外周側の面に凹凸部４３ａが形成されているので、アルミバー４４の内周側の面には、この凹凸部４３ａに対応する凹凸部４４ａが形成される。尚、アルミニウムの融点が銅の融点よりも低いので、アルミダイキャスト成形時に銅バー４３が変形してしまうことない。
【００４３】
上記工程により、スロット４２に銅バー４３及びアルミバー４４が成形されたかご型回転子４が得られる。
上記構成によれば、第１の実施形態とほぼ同様の効果を奏するかご型回転子４を得ることができる。
【００４４】
又、アルミバー４４を形成するアルミダイキャスト成形時に、回転子鉄心４１に成形された銅バー４３とアルミバー４４との境界面に銅とアルミニウムとからなる化合物が形成される。この化合物は、銅成分を有するために銅バー４３との密着性が良く、又、アルミニウム成分を有するためにアルミバー４４との密着性が良い。従って、銅バー４３とアルミバー４４との間に銅とアルミニウムからなる化合物が形成されることにより、銅バー４３及びアルミバー４４との密着性を向上させることができて、銅バー４３とアルミバー４４との間に空隙が生じてしまうことを防止することができる。
【００４５】
又、化合物の熱膨張係数も、銅の熱膨張係数とアルミニウムの熱膨張係数との間の係数になるので、この化合物が銅バー４３とアルミバー４４との熱の変形量の違いを緩衝し、もって、熱の影響により、銅バー４３とアルミバー４４が変形しても、銅バー４３とアルミバー４４との間に空隙が生じてしまうことを防止することができる。
【００４６】
更に、銅バー４３に凹凸部４３ａを設け、アルミバー４４に凹凸部４４ａを設けたので、銅バー４３とアルミバー４４との接触面積が多くなり、銅とアルミニウムからなる化合物を多く形成できて、銅バー４３とアルミバー４４との間に空隙が生じてしまうことを一層防止することができる。
そして、スロットガイド４５の大きさを変えることにより、銅バー４３及びアルミバー４４の断面比率を容易に変更することができる。
【００４７】
次に、本発明の第３の実施形態を図１２及び図１５〜図１７を参照して説明する。尚、上記第２の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第３の実施形態では、回転子鉄心４１の形状は、図１２示すように第２の実施形態と同様であるが、図１５に示すように、スロット４２の外周スロット４２ａと内周スロット４２ｂとの間に、スロット４２の周方向を連結するように磁路部材５１が設けられている。
【００４８】
磁路部材５１は、磁性を有する材料、例えば珪素鋼板或いは軟鋼からなっており、外周方向に湾曲した形状をなして、スロット４２を回転子鉄心４１の径方向に対して２分割している。そして、この磁路部材５１よりも内周側の内周スロット４２ｂに銅バー５２が設けられ、磁路部材５１よりも外周側の外周スロット４２ａにアルミバー５３が設けられた構成である。
【００４９】
次に、磁路部材５１が設けられた回転子鉄心４１を用いたかご型回転子４の製造方法について説明する。この第３の実施形態の製造方法は、第２の実施形態の製造方法とほぼ同一であるので、異なる点を説明する。
第３の実施形態では、固定ガイド取付け工程において、第２の実施形態のスロットガイド４１の代わりに、図１６に示すスロットガイド５４を回転子鉄心４１のスロット４２に挿入して取付ける。
【００５０】
スロットガイド５４は、回転子鉄心４１の各スロット４２の外周スロット４２ａに挿入して当該スロット４２を補強するものであり、アルミバー５３に対応する形状をなしている。即ち、このスロットガイド５４は、回転子鉄心４１のスロット４２の外周部側の領域、この場合スロット４２の外周部側の約半分の領域を占める棒状をなしている。又、スロットガイド５４は、内周部側、即ち、内周スロット４２ｂとの境界面が外周方向に湾曲状に凹んだ形状をなし、このスロットガイド５４の湾曲した面にこの湾曲面に沿った形状の磁路部材５１が取付けられる構成である。尚、図示はしないが、磁路部材５１は、スロットガイド５４に対して軸方向に引抜くことができるように係合されている。
【００５１】
又、第３の実施形態のかご型回転子４の製造方法でも、図１７に示すように、外周ガイド２２が用いられる。外周ガイド２２は、軸方向の端部が外周スロット４２ａに挿入されたスロットガイド５４を覆い、内周スロット４２ｂをできるだけ覆わないように構成されている。
【００５２】
銅ダイキャスト工程においては、回転子鉄心４１をスロットガイド５４及び外周ガイド２２により補強した状態で、各スロット４２におけるスロットガイド５４が位置していない部分、即ち、銅バー４３を形成する部分に溶融した銅を供給して、銅ダイキャスト成形を行う。このとき、スロット４２の外周スロット４２ａにスロットガイド５４が位置しているので、このスロットガイド５４により、この外周スロット４２ａと内周スロット４２ｂとが区別される。これにより、内周スロット４２ｂに銅バー５２が成形される。
【００５３】
ここで、回転子鉄心４１は溶融した銅によって高温の状態となり軟化することがあるが、回転子鉄心４１のスロット４２はスロットガイド５４によって補強されているので、スロット４２の形状が銅ダイキャスト成形前の形状に維持される。尚、回転子鉄心４１の外周部も外周ガイド２２によって補強されているので、回転子鉄心４１の外周部も銅ダイキャスト成形前の状態に維持される。
【００５４】
固定ガイド取外し工程では、回転子鉄心４１からスロットガイド５４及び外周ガイド２２を取外しが行われる。ここで、スロットガイド５４を回転子鉄心４１のスロット４２から軸方向に押出すことにより、磁路部材５１がスロット４２内に残存する。このとき、スロット４２の磁路部材５１よりも内周側に銅バー５２が成形されているので、磁路部材５１は、銅バー５２の外周側に位置している。
【００５５】
そして、回転子鉄心４１のスロット４２内におけるアルミバー５３に相当する部分にアルミダイキャスト成形によりアルミバー５３を形成すると共に、この回転子鉄心４１の軸方向両端部に短絡環（図示せず）を成形する（アルミダイキャスト工程）。このとき、銅バー４３の外周側の面に磁路部材５１が設けられているので、銅バー５２とアルミバー５３との間に磁路部材５１が介在した状態になる。
上記工程により、磁路部材５１が設けられた回転子鉄心４１を用いたかご型回転子４が得られる。
【００５６】
上記構成によれば、第２の実施形態とほぼ同様の効果を奏するかご型回転子４を得ることができる。
又、銅バー５２とアルミバー５３との間に、磁路部材５１による磁路が形成された構成であるので、かご型回転子４の始動時に、始動に寄与する磁束が磁路部材５１を集中的に通るようになり、その磁束に鎖交するアルミバー５３に大電流が生ずるようになる。これにより、大きな始動トルクを得ることができる。
又、スロットガイド５４の大きさを変えて、スロット４２に配置される磁路部材５１の位置を変えることにより、銅バー５２及びアルミバー５３の断面比率を容易に変更することができる。
【００５７】
次に、本発明の第４の実施形態を図１８〜図２１を参照して説明する。尚、上記第２の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第４の実施形態では、図１８及び図１９に示すように、回転子鉄心６１には、スロット４２の代わりに外周スロット６２ａ及び内周スロット６２ｂとを互いに連通する一つのスロット６２が形成されており、この各スロット６２は矩形状をなしている。又、このスロット６２が形成された回転子鉄心６１は、図１８に示すように、スロット６２のうちの外周側を占める外周スロット６２ａに銅ダイキャスト成形により成形された銅バー６３が設けられ、スロット６２のうちの内周側を占める内周スロット６２ｂにアルミダイキャスト成形により成形されたアルミバー６４が設けられる構成である。
【００５８】
又、このスロット６２の外周スロット６２ａと内周スロット６２ｂとの間にはスロット６２内を周方向に分割する磁路部材６５が複数、この場合１つのスロット６２に対して３つ設けられている。磁路部材６５は、磁性を有する材料、例えば珪素鋼板或いは軟鋼からなっている。
【００５９】
次に、磁路部材６５が設けられた回転子鉄心６１を用いたかご型回転子４の製造方法について説明する。この第４の実施形態の製造方法は、第２の実施形態及び第３の実施形態の製造方法とほぼ同一であるので、異なる点を説明する。
【００６０】
第４の実施形態では、固定ガイド取付け工程において、第３の実施形態のスロットガイド５４の代わりに、図２０に示すスロットガイド６６を回転子鉄心６１のスロット６２に挿入して取付ける。
【００６１】
スロットガイド６６は、回転子鉄心６１の各スロット６２の外周スロット６２ａに挿入して当該スロット６２を補強するものであり、アルミバー６４に対応する形状をなしている。即ち、このスロットガイド６６は、回転子鉄心６１のスロット６２の外周部側の領域、この場合スロット６２の外周部側の約半分の領域を占める棒状をなしている。又、スロットガイド６６は、内周部側、即ち、内周スロット６２ｂとの境界面に外周側に櫛状の切り欠きが等間隔に複数個所、この場合３箇所設けられ、このスロットガイド５４の切り欠き部分に板状の磁路部材６５が挟まれて取付けられている。磁路部材６５は、先端部がスロットガイド６６から回転子鉄心６１の内周側（内周スロット６２ｂの空間）に突出している。
【００６２】
又、第４の実施形態のかご型回転子４の製造方法でも、外周ガイド２２が用いられる。外周ガイド２２は、軸方向の端部が外周スロット６２ａに挿入されたスロットガイド６６を覆い、内周スロット６２ｂをできるだけ覆わないように構成されている。
【００６３】
銅ダイキャスト工程においては、回転子鉄心６１をスロットガイド６６及び外周ガイド２２により補強した状態で、各スロット６２におけるスロットガイド６６が位置していない部分、即ち、銅バー６３を形成する部分に溶融した銅を供給して、銅ダイキャスト成形を行う。このとき、スロット６２の外周スロット６２ａにスロットガイド６６が位置しているので、このスロットガイド６６により、この外周スロット６２ａと内周スロット６２ｂとが区別される。又、内周スロット６２ｂに磁路部材６５の一部（先端部）が突出しているので、この磁路部材６５の一部は、銅ダイキャスト成形時によって成形された銅バー６３に埋設され固定される。
【００６４】
ここで、回転子鉄心６１は溶融した銅によって高温の状態となり軟化することがあるが、回転子鉄心６１のスロット６２はスロットガイド６６によって補強されているので、スロット６２の形状が銅ダイキャスト成形前の形状に維持される。尚、回転子鉄心６１の外周部も外周ガイド２２によって補強されているので、回転子鉄心６１の外周部も銅ダイキャスト成形前の状態に維持される。
【００６５】
固定ガイド取外し工程では、回転子鉄心６１からスロットガイド６６及び外周ガイド２２を取外しが行われる。ここで、スロットガイド６６を回転子鉄心６１のスロット６２から取外す場合において、磁路部材６５は一部が銅バー６３に埋設されて固定された状態になっているので、スロット６２内に残存する。
【００６６】
そして、回転子鉄心６１のスロット６２内におけるアルミバー６４に相当する部分にアルミダイキャスト成形によりアルミバー６４を形成すると共に、この回転子鉄心６１の軸方向両端部に短絡環（図示せず）を成形する（アルミダイキャスト工程）。このとき、銅バー６３の外周側の面に磁路部材６５が位置し、スロット６２内を周方向に４分割した状態になる（図１８参照）。
上記工程により、磁路部材６５が設けられた回転子鉄心６１を用いたかご型回転子４が得られる。
【００６７】
上記構成によれば、第２の実施形態同様の効果を奏すると共に、スロット６２内に設けた磁路部材６５によって、スロット６２が周方向に複数、この場合４つに等分割された構成のかご型回転子４を得ることがきる。
スロットガイド６６に対して磁路部材６５を設ける枚数を変更することにより、回転子鉄心６１のスロットの数を容易に変更することができる。
【００６８】
尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されず、次のような変形、拡張が可能である。
第２の実施形態において、磁路部材５１をスロットガイド５４に取付ける方法として、銅バー５２を成形した後にスロット４２に磁路部材５１が残存する構成であれば、例えば磁路部材５１をスロットガイド５４に接着剤で仮止めする構成でも良い。同様に、第３の実施形態において、磁路部材６５をスロットガイド６６に取付ける方法として、例えば接着剤で仮止めする構成でも良い。
【００６９】
第３の実施形態において、磁路部材６５に第２の実施形態のように凹凸部を設けても良い。この場合、銅バー６３と磁路部材６５との接触面積が増えると共に、アルミバー６４と磁路部材６５の接触面積が増えるので、銅ダイキャスト成形或いはアルミダイキャスト成形により磁路部材６５が軟化して、銅バー６３と磁路部材６５との密着性が良好になり、アルミバー６４と磁路部材６５との密着性も良好になる。もって、銅バー６３とアルミバー６４との密着性を向上させることができる。
その他、上記した構成部品の形状、数及び材料等について、適宜変更することができる。
かご型誘導発電機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態のかご型回転子の一部を破断して示す斜視図
【図２】電動機の断面図
【図３】銅バー及びアルミバーが成形された後の回転子鉄心の外周部の拡大断面図
【図４】回転子鉄心の外周部の拡大断面図
【図５】スロットガイドの斜視図
【図６】外周ガイドの斜視図
【図７】回転子鉄心に固定ガイドを取り付けた状態を示す断面図
【図８】回転子鉄心に固定ガイドを取り付けた状態を示す側面図
【図９】銅ダイキャスト成形用の金型の断面図
【図１０】アルミダイキャスト成形用の金型の断面図
【図１１】本発明の第２の実施形態を示す図３相当図
【図１２】図４相当図
【図１３】図５（ａ）相当図
【図１４】図８相当図
【図１５】本発明の第３の実施形態示す図３相当図
【図１６】図５（ａ）相当図
【図１７】図８相当図
【図１８】本発明の第４の実施形態示す図３相当図
【図１９】図４相当図
【図２０】図５（ａ）相当図
【図２１】図８相当図
【符号の説明】
【００７１】
図面中、３，４１，６１は回転子鉄心、３ａは端部、４はかご型回転子、８は鉄心材、９は短絡環、１１，４２ａ，６２ａは外周スロット、１２，４２ｂ，６２ｂは内周スロット、１３，４３，５２，６３は銅バー、１４，４４，５３，６４はアルミバー、２１，４５，５４，６６はスロットガイド、２２は外周ガイド、２３は固定ガイド、４２，６２はスロット、４５ａは凹凸部、５１，６５は磁路部材を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2010081675.tif 000015
【図１４】
2010081675.tif 000016
【図１５】
2010081675.tif 000017
【図１６】
2010081675.tif 000018
【図１７】
2010081675.tif 000019
【図１８】
2010081675.tif 000020
【図１９】
2010081675.tif 000021
【図２０】
2010081675.tif 000022
【図２１】
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