(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に複数のスロットを有するソリッド状または積層されたロ−タコアを分割金型の内部に収納し、前記ロ−タコアの長さ方向または積み厚方向の両端部と前記分割金型の内壁面との間に中間金型を設置し、前記スロットの両端に連通しエンドリングとなる空間を形成し、前記エンドリングの形成部の円周上に冷却フィンとなる空間を形成し、前記冷却フィンの形成部の一方側に連通する湯口を配設し、前記湯口に高圧ダイキャスト法によりダイキャスト材の溶湯を注湯し、前記スロット、前記エンドリングおよび前記冷却フィンをかご状に一体成形するかご型ロータの製造方法において、
前記湯口と反対側にある冷却フィン形成部における円周方向の最小寸法幅Ｗｂを、前記湯口側の冷却フィン形成部における円周方向の最小寸法幅Ｗａの１／２以下とし、
前記湯口側にある冷却フィン形成部から前記スロット部を経由して反対側の冷却フィン形成部に向かって溶湯を注湯することを特徴とするかご型ロータの製造方法。
【請求項２】
外周に複数のスロットを有するソリッド状または積層されたロ−タコアを内部に収納する分割金型と、前記ロ−タコアの長さ方向または積み厚方向の両端部と前記分割金型の内壁面との間に設置した中間金型と、前記スロットの両端に連通するように配置した空間を有するエンドリングの形成部と、前記エンドリングの形成部の円周上に配置した空間を有する冷却フィンの形成部と、前記冷却フィンの形成部の一方側に連通するように配設した湯口とを備え、前記湯口に高圧ダイキャスト法によりダイキャスト材の溶湯を注湯し、前記スロット、前記エンドリングおよび前記冷却フィンをかご状に一体成形するようにしたかご型ロータの製造装置において、
前記湯口と反対側にある冷却フィン形成部における円周方向の最小寸法幅Ｗｂを、前記湯口側の冷却フィン形成部における円周方向の最小寸法幅Ｗａの１／２以下に設定してあり、
前記湯口側にある冷却フィン形成部から前記スロット部を経由して反対側の冷却フィン形成部に向かって溶湯を注湯するものであることを特徴とするかご型ロータの製造装置。
【請求項３】
前記ダイキャスト材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金である請求項２に記載のかご型ロータの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧ダイキャストを使った誘導電動機のかご型ロータの製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高圧ダイキャストによるかご型ロータの製造方法に係る鋳込み装置は、図１（ａ）のようになっている。図において、１は鋳込み装置である縦型のダイキャストマシン１２内部に配設されたロータコア、２はロータコア１の外周に複数配置されるスロットであり、５はロータコア２をダイキャストマシン１２内の軸方向に固定するマンドレル、６、７はロータコア１をダイキャストマシン１２の内部に収納するための分割金型である。８ａ、８ｂはロ−タコア１の積み厚方向の両端部と分割金型６、７の内壁面との間に設置した中間金型であって、ロータコア１のエンドリング３ａ、３ｂおよび冷却フィン４ａ、４ｂを形成するために設けてある。９は中間金型８ａ内に連通した湯口、１０はダイキャスト材である溶湯、１１はプランジャチップである。ここで、冷却フィン４ａ、４ｂは、それぞれエンドリング３ａ、３ｂの先端部の円周方向に沿って等間隔に同じ寸法幅で形成され、且つ、径方向と積み厚方向に一定の長さで形成される。このような構成で、ロータコア１の下方に設けたプランジャチップ１１の上昇によって、片方の中間金型８ａに設けた湯口９より溶湯１０が鋳込まれる。すると、溶湯１０は湯口９を通過して上方に押し出され、湯口９側の冷却フィン４ａ、エンドリング３ａ形成部を充填しながらスロット２を経由して湯口９と反対側（以下、反湯口側と略す）のエンドリング部３ｂ、冷却フィン４ｂ形成部に到達して充填され、充填後溶湯１０は凝固して固まる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来技術は、以下の問題点があった。
（１）反湯口側の冷却フィン形成部４ｂは、湯口９側の冷却フィン形成部４ａ先端から最も遠い距離にあるため、溶湯１０の充填に時間を要し、溶湯１０が充填された後はスロット２内の溶湯１０が最初に固まるので、この反湯口側の冷却フィン部４ｂに流入する溶湯１０は温度が低下し凝固し易く、また溶湯１０は流動の過程で分割金型６、７や中間金型８ａ、８ｂ、ロータコア１のスロット壁に接触し、これらの金型やロータコア１か熱伝導により熱を奪われるので、反湯口側の冷却フィン形成部４ｂにおける溶湯１０の温度が下がり凝固し易い。
（２）反湯口側の冷却フィン形成部４ｂは、分割金型６、７や中間金型８ａ、８ｂ、ロータコア１のスロット２部にあらかじめ存在する空気が溶湯充填の過程で集まり易い。したがって、これらの理由により反湯口側の冷却フィン形成部４ｂは溶湯１０が充填不足になって鋳巣が多くなり、品質の低下を招き、信頼性が低いという欠点があった。そこで、本発明はかご型ロータの湯口側の冷却フィン形成部からダイキャストするにあたり、反湯口側の冷却フィン形成部の鋳巣を少なくし、品質の低下を生じないようにした、信頼性の高いかご型ロータの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の本発明は、外周に複数のスロットを有するソリッド状または積層されたロ−タコアを分割金型の内部に収納し、前記ロ−タコアの長さ方向または積み厚方向の両端部と前記分割金型の内壁面との間に中間金型を設置し、前記スロットの両端に連通しエンドリングとなる空間を形成し、前記エンドリングの形成部の円周上に冷却フィンとなる空間を形成し、前記冷却フィンの形成部の一方側に連通する湯口を配設し、前記湯口に高圧ダイキャスト法によりダイキャスト材の溶湯を注湯し、前記スロット、前記エンドリングおよび前記冷却フィンをかご状に一体成形するかご型ロータの製造方法において、前記湯口と反対側にある冷却フィン形成部における円周方向の最小寸法幅Ｗｂを、前記湯口側の冷却フィン形成部における円周方向の最小寸法幅Ｗａの１／２以下とし、前記湯口側にある冷却フィン形成部から前記スロット部を経由して反対側の冷却フィン形成部に向かって溶湯を注湯することを特徴とする。
また、請求項２記載の本発明は、外周に複数のスロットを有するソリッド状または積層されたロ−タコアを内部に収納する分割金型と、前記ロ−タコアの長さ方向または積み厚方向の両端部と前記分割金型の内壁面との間に設置した中間金型と、前記スロットの両端に連通するように配置した空間を有するエンドリングの形成部と、前記エンドリングの形成部の円周上に配置した空間を有する冷却フィンの形成部と、前記冷却フィンの形成部の一方側に連通するように配設した湯口とを備え、前記湯口に高圧ダイキャスト法によりダイキャスト材の溶湯を注湯し、前記スロット、前記エンドリングおよび前記冷却フィンをかご状に一体成形するようにしたかご型ロータの製造装置において、前記湯口と反対側にある冷却フィン形成部における円周方向の最小寸法幅Ｗｂを、前記湯口側の冷却フィン形成部における円周方向の最小寸法幅Ｗａの１／２以下に設定してあり、前記湯口側にある冷却フィン形成部から前記スロット部を経由して反対側の冷却フィン形成部に向かって溶湯を注湯するものであることを特徴とする。
また、請求項３記載の本発明は、請求項２に記載のかご型ロータの製造装置において、前記ダイキャスト材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
本発明の実施例に使用したダイキャストマシンは、図１（ａ）に示した従来のものと同じであって、（ｂ）はロータコアの湯口側から見た冷却フィンおよびエンドリング形成部の正面図、（ｃ）はロータコアの反湯口側から見た冷却フィンおよびエンドリング形成部の正面図である。図１（ａ）におけるこのようなダイキャスト方法により注湯する装置において、同図（ｂ）、（ｃ）に示すように湯口、反湯口側の冷却フィン４ａ、４ｂは、エンドリング３ａ、３ｂの円周上にそれぞれ８カ所等間隔で配置している。反湯口側の冷却フィン４ｂにおける円周方向の最小寸法幅Ｗｂと、湯口側の冷却フィン４ａにおける円周方向の最小寸法幅Ｗａとの比、すなわちＷｂ／ＷａをＸとした場合、反湯口側の冷却フィン４ｂの最小寸法幅Ｗｂに対してＸの値を種々変えて鋳込み実験を行った。実験では、ＷｂはＷａの０．２〜２倍の寸法のロータを使用した。また、ダイキャスト材は、アルミニウムおよびアルミニウム合金を用いた。次に、実際に本ダイキャストマシンを使用して、反湯口側の冷却フィン４ｂの最小寸法幅Ｗｂの最適形状を把握した。ダイキャストマシンは１０００トン、溶湯温度７２０℃、鋳込み速度は３ｍ／ｓ、ロータは珪素鋼板を積層したもの、ロータコアの直径は４５０ｍｍ、積厚は６９０ｍｍとしてロータのダイキャストを行った。続いて、ダイキャスト後反湯口側の冷却フィン４ｂをＸ線透過撮影法で巣の状況を調べた。図２に、本実施例の反湯口側にある冷却フィンの最小寸法幅Ｗｂに対して種々変えたＸの値に対する巣の発生量の比較を示す。これより、反湯口側の冷却フィン４ｂの最小寸法幅Ｗｂが湯口側にある冷却フィン４ａの最小寸法幅Ｗａの約０．５倍以下になると、従来例に対して巣が少ない事を確認した。
【０００６】
本発明の製造装置による方法によると、まず、溶湯１０が湯口９に入り、プランジャチップ１１からの圧力がかかると、湯口９側の冷却フィン４ａから反湯口側の冷却フィン４ｂに向かって溶湯１０が製品に充填される。反湯口側の冷却フィン４ｂの円周方向の最小寸法幅Ｗｂが、湯口側の冷却フィン４ａの円周方向の最小寸法幅Ｗａに比べて小さいほど、冷却フィン４ｂは金型との接触面積が小さくなって熱が奪われにくくなるので、両方の冷却フィン４ａ、４ｂ形成部の凝固時間が近くなる。その結果、冷却フィン４ｂ部が完全に凝固するまで溶湯１０がスロット部２より補充され巣が生じない。また、冷却フィン４ａ、４ｂに巣の欠陥が発生することがないためロータの重量のアンバランスが解消されるばかりでなく、ロータは遠心力によってエンドリングが変形を起こして振動を発生したり、回転中に破損するという問題が起こらない。このように、本発明のダイキャストする方法においては、巣の発生が起こらないので電動機として高品質、高信頼性の製品が得られる。なお、ダイキャスト材はアルミニウム、アルミニウム合金の他に、例えば、銅合金やマグネシウム合金などを用いても良くこれらに限定されるものではない。また、図３は、湯口側の冷却フィンの形状であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、図４は、反湯口側の冷却フィンの形状であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。このように冷却フィンの形状を図に示すような台形状としたが、フィン形状は他の形状にしても構わず限定されない。また、ダイキャストマシンにロ−タコアの積み厚方向を垂直にしてロ−タコアを分割金型間に固定して収納しているが、横型ダイキャストマシンにロ−タコアの積み厚方向を水平に向けて分割金型間に収納しても構わない。
【０００７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、かご型ロータの片側のエンドリングからダイキャストするにあたり、反湯口側の冷却フィンの円周方向における最小寸法幅を湯口側の冷却フィンにおける最小寸法幅の１／２以下としたため、反湯口側の冷却フィンの鋳巣を減少させ、それによる欠陥ならびに振動等による品質の低下を生じないようにした、信頼性の高いかご型ロータの製造方法および製造装置を得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すかご型ロータの製造装置であって、（ａ）は、ロータコアを配設したダイキャストマシンの断面図、（ｂ）はロータコアの湯口側から見た冷却フィンおよびエンドリング形成部の正面図、（ｃ）はロータコアの反湯口側から見た冷却フィンおよびエンドリング形成部の正面図である。
【図２】本実施例の反湯口側にある冷却フィンの最小寸法幅Ｗｂに対して種々変えたＸの値に対する巣の発生量の比較を示す図である。
【図３】湯口側の冷却フィンの形状であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】反湯口側の冷却フィンの形状であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面である。
【符号の説明】
１：ロータコア
２：スロット
３ａ、３ｂ：エンドリング
４ａ、４ｂ：冷却フィン
５：マンドレル
６、７：分割金型
８ａ、８ｂ：中間金型
９：湯口
１０：溶湯
１１：プランジャチップ
１２：ダイキャストマシン
Ｗａ：湯口側冷却フィンの最小寸法幅
Ｗｂ：反湯口側冷却フィンの最小寸法幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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