(57)【要約】機械構造体Ｅに固定された軸受手段３０に下方で回転式に取り付けられた基本ブロック１１、基本ブロック１１に周囲で上方に固定された複数の軸柱１３、および下部型空洞部１２ａを画定し軸柱１３に摺動式に取り付けられて型の開放位置と型の閉鎖位置との間で軸方向に変位するようになされた可動ブロック１２を有する下部型部分１０と、機械構造体Ｅ並びに可動ブロック１２に動作可能に結合され、可動ブロック１２を弾性手段５０の作用に対して型の開放位置に変位させる推進手段６０と、各軸柱１３に取り付けられたロック手段１５と、軸柱１３上に取り外し可能に着座し、型の閉鎖位置でロック手段１５によって軸柱１３に固定される上部型部分２０とを備える遠心分離式射出成形型。
2005525938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械構造体（Ｅ）に固定された軸受手段（３０）に下方で回転式に取り付けられた基本ブロック（１１）、基本ブロック（１１）に周囲で上方に固定された複数の軸柱（１３）、および下部型空洞部（１２ａ）を画定し、型の開放位置と型の閉鎖位置との間で軸方向に変位するために軸柱（１３）に摺動式に取り付けられた可動ブロック（１２）を有する下部型部分（１０）と、基本ブロック（１１）上に着座し可動ブロック（１２）を常に型の閉鎖位置に押しつける弾性手段（５０）と、各軸柱（１３）に取り付けられたロック手段（１５）と、軸柱（１３）に取り外し可能に着座し、型の閉鎖位置でロック手段（１５）によって軸柱（１３）に固定される上部型部分（２０）とを備えることを特徴とする遠心分離式射出成形型。
【請求項２】
各軸柱が、軸方向の変位によって、上部型部分（２０）の対応する外面部分を受容するための案内手段（１４）を担持することを特徴とする請求項１に記載の型。
【請求項３】
各案内手段（１４）が、それぞれ軸柱（１３）の径方向内側の端部面取りによって画定されることを特徴とする請求項２に記載の型。
【請求項４】
各軸柱（１３）が、上部型部分（２０）の前記軸方向の変位を限定し上部型部分（２０）の型の閉鎖位置を画定する停止手段（１５）を担持することを特徴とする請求項２に記載の型。
【請求項５】
各停止手段（１５）が、それぞれロック手段（１５）によって画定されることを特徴とする請求項４に記載の型。
【請求項６】
上部型部分（２０）は、上部型部分（２０）が型の閉鎖位置に達するまで案内手段（１４）内で軸方向に摺動され、その軸の周りでわずかに回転されるとき、各軸柱（１３）のロック手段（１５）によって係合されるロック受容手段（２５）を備えていることを特徴とする請求項２に記載の型。
【請求項７】
各ロック手段（１５）は、各軸柱（１３）から径方向に突き出たピンを備えており、各ロック受容手段（２５）が、上部型部分（２０）の外面に設けられて、上部型部分（２０）が案内手段（１４）内で軸方向に摺動する際にロック手段（１５）を受容する軸方向延長部、および上部型部分（２０）がわずかに回転する際にロック手段（１５）を受容する短い外周延長部を提供する溝によって画定されることを特徴とする請求項６に記載の型。
【請求項８】
機械構造体（Ｅ）および可動ブロック（１２）と作動的に結合されており、選択的に駆動されて可動ブロック（１２）を弾性手段（５０）の作用に対して型の開放位置に変位させる推進手段（６０）をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の型。
【請求項９】
推進手段（６０）は、下部型部分（１０）の基本ブロック（１１）および可動ブロック（１２）を軸方向に摺動式に通過する細長ロッド（６１）を備えており、前記細長ロッド（６１）は、下部型空洞部（１２ａ）の中央領域に対して着座すべき環状フランジ（６２）が設けられた上端、および細長ロッド（６１）を選択的に軸方向に変位させる駆動装置に結合された下端を有することを特徴とする請求項８に記載の型。
【請求項１０】
細長ロッド（６１）の上端がさらに軸方向の延長部（６３）を組み込んでおり、延長部（６３）上に電動機のロータの積層スタック（ＰＬ）が密接して嵌められていることを特徴とする請求項９に記載の型。
【請求項１１】
各軸柱（１３）は、２つの型部分（１０ａ、２０ａ）が各型の閉鎖位置に相当する間隔よりも大きい或る最小の間隔に達したときに、２つの型部分（１０ａ、２０ａ）に同時に接触して着座するスペーサ（７０）を担持することを特徴とする請求項１に記載の型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機のロータ、特に冷凍システムの密閉圧縮機で使用されるような小型電動機のロータの鋼材積層スタックに、アルミニウムまたは他の適当な材料で作られるケージを、遠心分離によって射出するのに使用される、二分割型（ツーピース・モールド）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータにおけるアルミニウム製ケージの遠心分離式射出は、すでに従来技術で知られている。これは、重ねられた管状の鋼材積層スタックによって形成され、開口部が設けられており、開口部は、積層スタックの長手方向軸と同心であるが積層スタックの側面に対して径方向後方に間隔を置いて配置されている円状の整列に沿って互いに角度をあけて配置される、スタックの端部層の外面を相互連結する複数の軸方向のチャネルを画定するために、スタックの他の層の開口部と長手方向に整列している。
【０００３】
鉛直方向に配置された長手方向軸を持つ積層スタックは、型の内部に位置している。この型は、下端積層の外面付近にある下部環状空洞部（キャビティ）、および上端積層の外面付近にあり、入口チャネルに対して開放されてアルミニウムを型の中に入れる実質的に円筒形または円錐形の上部空洞部を画定している。
【０００４】
アルミニウムの注入中、積層スタックは、その中に電動機のシャフトが後で取り付けられる中心の軸方向の孔がコアで充填され、コアは、積層スタックの上端層と実質的に同じ高さの上端、およびそれぞれ積層スタックの中心の軸方向の孔の下端の拡大部上で、下部空洞部を画定する型部分に接触して着座する拡大した下端部分を有する。
【０００５】
アルミニウムは、上部空洞部内に注入され、積層スタックの軸方向のチャネルを通過して下部空洞部に入り、下部空洞部、軸方向のチャネルおよび上部空洞部をこの順に充填し、型が型の鉛直方向軸の周りで回転し金属が冷却されるに従って、径方向に内向きに上方に向かうパターンで凝固される。
【０００６】
アルミニウムの注入および凝固が完了すると、型を開放し、形成されたロータに１つまたは複数の操作を施して、入口チャネルを除去し、積層スタックの隣接する中心軸孔の端部を遮るものをなくし、アルミニウム製ケージの上部リングのための正確な内部形状を画定する。アルミニウム製ケージはさらに単一部品として、すでに型で成形された下部リング、および積層スタックの軸方向チャネルの内部に形成された複数のバーを備える。
【０００７】
こうしたロータの遠心分離式射出では、型の上部および下部空洞部並びに積層スタック自体が加熱されて、アルミニウムが、凝固せずに重力によって上部空洞部および積層の軸方向のチャネルを通過し、下部空洞部に到達して、それを充填し、型が回転し続けながら、外側から内側に、底部から上方に向かって凝固し始める。
【０００８】
積層スタックに上方または下方で関与しそれをロックして、その鉛直方向長手方向軸の周りで回転させる射出成形型を可能にするには、型の上部および下部の空洞部がそれぞれ、射出装置の構造体によって担持された上部軸受および下部軸受に取り付けられる。
【０００９】
上述のタイプの型では、上部および下部の空洞部の軸間で生じる同軸度および平行度のずれによって、型の回転中に型および積層内で振動が生じ、その振動は、上部および下部空洞部内で凝固している金属材料中で発生する。
【００１０】
アルミニウムの凝固中に回転する型の前記振動によって生じる主な問題は、積層スタックの軸方向チャネルの内部で形成されるケージのバー、およびリングにさえ割れ目が生じる傾向があり、バーが、加工されたロータを外側から視覚的に観察しても感知されないようなかたちで積層スタックの内部で横方向に破断することである。１つあるいは複数のバー、またはケージの上部および下部リングの破断あるいは割れ目によって、ロータの特性、したがって、形成すべき電動機の効率が大幅に損なわれる。
【００１１】
アルミニウムの凝固中に生じる型の不当な振動による特性の損失を最小限に抑え、または回避する可能性の１つは、型の２つの空洞部を単一の下部軸受部上に設置し、それによって２つの型部分の軸を合体させることである。しかし、この解決法では、型の上部および下部の空洞部が下部空洞部に固定された柱または支柱（コラム）によって案内される。上部空洞部は、その支柱によって軸方向に変位され案内されて型を開閉し、それによって上部空洞部が支柱内で摺動式に保持され維持されて、積層スタックを型内に装填し遠心分離用ロータを取り出す自動操作が大幅に制限され、さらに同心度およびロータ衝突の問題が起こる。
【００１２】
２つの型の空洞部を単一の下部軸受部アセンブリに設置することにより、２つの型の空洞部の軸の間の同心度および平行度のずれによって生じるアルミニウムケージの部分の割れ目の問題は回避されるが、この知られた従来技術の型では、前記上部型空洞部が積層スタックの装填または遠心分離されたロータを取り除くための型の開放位置に至るとき、上部型空洞部が下部空洞部から軸方向および偏心して突き出た支柱に依然として設置されたままである。したがって、型の内外への積層スタックの移動は、積層スタックを２つの連続した支柱の間に形成された間隙を径方向に通過させることによって行わなければならない。下部軸受部が１つだけ存在し、上部空洞部は型の開放位置と閉鎖位置の間で支柱に沿って軸方向に変位されるこの解決法の性質では、短いサイクル時間でロータの製造における高度の自動化を達成するには複雑な解決法が必要とされ、生産性が損なわれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上部および下部の型の空洞部が単一の下部軸受アセンブリに回転式に設置された従来技術の遠心分離式射出成形型の欠点を解決するため、本発明は、積層スタックを型内に装填し、遠心分離されたロータを取り出す自動操作（運転）における型の内部へのアクセスを制限することなく、ケージの構成部品、特にそのバーの振動および破断を回避して、積層スタック内でのケージの凝固中の型の安定した回転を保証する、比較的簡単で効率のよい構造を持つ型を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の型は、密閉圧縮機で使用される電動機のロータのケージなど、いくつかの部品を形成するのに適したアルミニウムまたは他の金属合金の遠心分離による射出に使用される。
【００１５】
本発明によれば、この型は、遠心分離式射出機械の構造体に固定された軸受手段に下方で回転式に取り付けられた基本ブロック、この基本ブロックに周囲で上方に固定された複数の軸柱、および下部型空洞部を画定し軸柱に摺動式に取り付けられて型の開放位置と型の閉鎖位置の間で軸方向に変位するようになされた可動ブロックを有する下部型部分を備える。弾性手段は、基本ブロック上に着座して、可動ブロックを常に型の閉鎖位置に押しつける。推進手段がさらに設けられて、機械構造体、並びに可動ブロックに動作可能に結合され、選択的に駆動されて可動ブロックを弾性手段の作用に対して型の開放位置に変位させる。上部型部分は、軸柱上に取り外し可能に着座し、型の閉鎖位置でロック手段によって軸柱に固定される。
【００１６】
上記に記載の構造体配置によって、２つの型部分を軸柱によって型の閉鎖位置で正確に位置付し整列させて維持することができるようになり、型は、機械構造体に固定され下部型部分を回転式に支持する１つだけの軸受のアセンブリによって支持される。上部型部分は、軸柱によって保証された位置付けで下部型部分と係合するように案内され、軸柱は下部型部分にしっかりと正確に固定されている。このアセンブリでは、２つの型部分の軸の不整列の問題が回避される。
【００１７】
上述した点の他に、本発明の構成は、好ましくは自動位置付け装置によって、上部型部分を軸柱から完全に取り外し、軸柱から間隔をあけることができ、それによって、射出を受ける製品、たとえば電動機のロータは、下部型部分に見られる前記軸柱の角度的位置とは関係なく、開放型の内部に簡単に配置され、下部型部分が軸柱の内部を通って下方に軸方向に変位された後、下部型部分上に着座され得る。
【００１８】
本発明を添付の図面を参照して以下で説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
添付の図面の図は、電動機のロータの積層スタックに組み込まれるアルミニウム製ケージの遠心分離による射出に使用される型を示す。ロータの構成は当技術分野で知られたものである。しかしながら、本発明の型は、射出された高温金属の凝固中に型部品間で生じる不整列（ミスアライメント）によって悪影響を受け得る他の部分の遠心分離式射出に使用することもできることを理解すべきである。
【００２０】
図で示した型は、上記のように、型の開放位置と閉鎖位置の間で相対的に軸方向に配置された下部型部分１０および上部型部分２０を備える。
【００２１】
下部型部分１０は、下方に向けて延在して軸受手段３０に下方で回転式に取り付けられる基本ブロック１１を提供する。軸受手段３０は互いに間隔を置いて軸方向に配置され、普通は遠心分離式射出のための機械構造体である機械構造体Ｅに固定される。基本ブロック１１の下端部分は、軸受手段３０を越えて突出し、通常は摩擦（アトリション）によって駆動ユニット（図示せず）に動作可能に（作動的に）結合されるプーリ４０を受容している。駆動ユニットは、溶融金属が閉じた型内に注入される遠心分離法時、基本ブロック１１の回転をその長手方向軸の周りで生じさせるように寸法付けされている。基本ブロックは、複数の上部周辺の軸柱（アキシャル・コラム）１３を担持し、軸柱１３は、基本ブロックの各偏心軸方向ハウジング１１ａの中に挿入され、ボルト１１ｂで軸方向にロックされるなど、適当なプロセスによって、基本ブロック１１の下方で剛体的（不動）に固定される。
【００２２】
図で示した例では、軸柱１３が１つだけ示されているが、３つのこうした支柱が互いに等しく１２０°だけ間隔を空けて設けられている。
【００２３】
下部型部分１０はさらに可動ブロック１２を備える。この可動ブロック１２は、下部型空洞部（型穴）１２ａを上方に画定し、軸柱１３に摺動式に取り付けられて、可動ブロック１２が基本ブロック１１に近接する型の開放位置と、基本ブロック１１から離れる型の閉鎖位置との間で軸方向に変位するようになされている。
【００２４】
図で示したように、可動ブロック１２は、複数の弾性手段５０の作用によって、常に型の閉鎖位置に押しつけられている。弾性手段５０は、普通はらせん状ばねの形態をしており、軸柱に差し込まれ、軸柱に平行であり、下端が、それぞれ基本ブロック１１内に設けられたハウジング１１ｃに着座し、上端が可動ブロック１２に接触して着座している。弾性手段５０は、軸方向のロッド５１の周囲に取り付けられることが好ましい。ロッド５１は、基本ブロック１１に下方で固定されており、可動ブロック１２を通過して、拡大ヘッド５２を組み込んだ上端を有している。拡大ヘッド５２は、停止手段として動作し、可動ブロック１２が弾性手段５０の作用によって基本ブロック１１から離れる最大変位を制限し、又、型が開放されたとき、図１〜図２で示したように、上部型部分２０が取り除かれ、前記型がその中に積層スタックＰＬを受容するように準備がなされる。
【００２５】
軸柱１３に関してすでに記載したように、図面の図では弾性手段５０およびその軸方向のロッド５１が１つしか示されていないが、弾性手段５０は、普通は、軸柱１３と同じ円形の整列に従って配置され、互いに周方向に１２０°だけ間隔を空けて配置された３つの弾性手段である。
【００２６】
上部型部分２０は、下方に上部型空洞部２０ａを画定しており、この上部型空洞部２０ａは、溶融金属で充填すべきプレナムを画定するために、型を閉じたときに下部型空洞部１２ａと作動的に結合される。図で示した例では、上部型空洞部２０ａおよび下部型空洞部１２ａは、図４で示したように、それぞれ電動機ロータの積層スタックＰＬの２つの対向端面と関連付けられる。
【００２７】
図で示した実施形態では、型はさらに推進手段６０を備える。この推進手段６０は、空気圧または他の適当な方法で駆動され、下部型部分１０の基本ブロック１１および可動ブロック１２を軸方向に摺動式に通過する細長ロッド６１を備えており、前記細長ロッド６１は、下部型空洞部１２ａの中央領域に対して着座する環状フランジ６２を備えた上端、および図示していない任意の駆動装置に結合すべき手段を備えた下端を提供する。この駆動装置は、下部型部分１０を通る細長ロッド６１の選択的な軸方向変位を促進することができるものである。細長ロッド６１の上端には、さらに軸方向延長部６３が組み込まれている。この延長部６３は、環状フランジ６２の上方に配置され、前記孔によって画定された空間を密接かつ完全に占有して、積層スタックＰＬの領域内への溶融金属（リキッド・メタル）の進入を回避するために、積層スタックＰＬの中心孔の内側に嵌合するように設計されている。
【００２８】
図１で示したように、型が開放され上部型部分２０が取り除かれた状態で、推進手段６０は、その細長ロッド６１が装填／除荷（ローディング／アンローディング）位置に軸方向上方に変位されて、積層スタックＰＬが細長ロッド６１の軸方向延長部６３の周りに密接して嵌められ、かつそれから簡単に解放することができるようにする。
【００２９】
次いで、細長ロッド６１を図２で示した位置まで軸方向に下方に変位させ、それによって、環状フランジ６２が下部型部分１０の可動ブロック１２上に着座し、積層スタックＰＬの下方の端面が下部型空洞部１２ａに着座する。
【００３０】
積層スタックＰＬが下部型空洞部１２ａ上に位置した状態で、推進手段６０は、細長ロッド６１が下方に変位する方向で駆動され、細長ロッド６１の環状フランジ６２は、それに応じて下部型部分１０の可動ブロック１２を下方に変位させ、弾性手段５０を圧縮し、下部型空洞部１２ａを備えた前記可動ブロック１２を図３で示した型の開放位置に向けて変位させる。
【００３１】
型開放状態で積層スタックＰＬが下部型空洞部１２ａ上に位置したまま、上部型部分２０は、任意の適当な装置（図示せず）によって、下部型部分１０と鉛直方向に整列し、軸柱１３の上方に配置された位置に、図２で示したように、軸方向に下方に変位されて、その側面がそれぞれ軸柱１３内に、より具体的には軸柱１３の上端部分内に設けられた案内手段１４と接触する位置に変位される。各案内手段１４は、好ましくは、それぞれ軸柱１３の径方向内側の端部の面取りによって画定される。
【００３２】
上部型部分２０を軸柱１３に正確かつしっかりと結合できるようにするため、軸柱１３にはそれぞれロック手段１５が設けられている。ロック手段１５は、それぞれ軸柱１３から径方向に突き出たピンの形態をとることができ、上部型部分２０の側面に設けられたロック受容手段２５内に嵌合される。ロック受容手段２５は、図で示した実施形態では、上部型部分２０が案内手段１４内で軸方向に変位する際にロック手段１５を受容するための軸方向延長部、および上部型部分２０が型の閉鎖位置でその軸の周りでの一定の回転を受ける際にロック手段１５を受容するための短い外周延長部を提供する表面の溝の形態をとる。ロック手段１５をロック受容手段２５の外周延長部内に嵌めることによって、型の閉鎖位置で上部型部分２０の軸柱１３内での軸方向のロックがもたらされる。
【００３３】
上部型部分２０の案内手段１４に沿った下方への軸方向の変位を、軸柱１３に設けられた停止手段によって制限することができることに留意されたい。図で示した実施形態では、停止手段は、ロック手段１５がロック受容手段２５の軸方向の延長部の上端に達したときに、ロック手段１５自体によって画定される。しかし、たとえば、上部型部分２０を移動させる役割を果たす装置の下方への変位を制限するなど、他の構成を停止手段に提供することもできる。
【００３４】
上部型部分２０のロックが得られた後、推進手段６０を再び駆動して、可動ブロック１２を下部型部分１０から解放し、可動ブロック１２が弾性手段５０の作用によって軸方向に上方に変位することができるようにし、図４で示したように、積層スタックＰＬを上部型空洞部２０ａに着座させる。
【００３５】
溶融金属を上部型部分２０を介して射出した後、かつ遠心分離作用下で凝固させた後、下部型空洞部１２ａが弾性手段５０の作用に対して下方に変位された状態で推進手段６０を駆動することによって開始する、逆の動作順序に従って型を開放する。
【００３６】
積層スタックＰＬの装填が行われていない場合に、２つの型空洞部１２ａと２０ａの間の一定の最小の間隔を確保するため、軸柱１３は、スペーサ７０を担持することができる。スペーサ７０は、たとえば可動ブロック１２とロック手段１５の間に設けられた管状スリーブの形であり、これは、２つの型部分がそれぞれ型の閉鎖位置に相当する間隔よりも大きい或る最小間隔に達したとき、２つの型部分に対して着座するであろう。
【００３７】
本発明の好ましい実施形態を参照して、本発明を図で示し詳細に説明したが、当業者には理解されるように、本発明の精神および保護する範囲から逸脱することなく、本発明の形態および詳細にいくつかの変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】上部型部分を取り除いて、鋼材積層スタックを本発明の型の内部に受容することができるようにした、開放位置にある射出成形型を示す、簡略化し、直径に沿った鉛直断面図である。
【図２】図１と同様であるが、型が開放され、積層スタックが下部型部分に着座しているところを示す図である。
【図３】図２と同様であるが、上部型部分は軸方向の支柱の案内手段と軸方向に係合する位置に摺動しているが、まだ型の閉鎖位置の外にあり、下部型部分の可動閉鎖部が型の開放位置に軸方向に変位されているところを示す図である。
【図４】図３と同様であるが、上部および下部型部分が積層スタックの周囲の型の閉鎖位置にあるところを示す図である。
【図５】図１の線Ｖ−Ｖに沿って切り取った断面図である。
【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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【国際調査報告】
2005525938.tif 000008
2005525938.tif 000009