JPS6264241A - Manufacture of cast rotor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make it hard to cause the flaw in casting due to the poor run, by providing the induction heating coil surrounding the laminated rotor batten as is installed to the shaping mold and heating the rotor batten with the coil before the material is poured in. CONSTITUTION:A female mold 22 and a male mold 24 are tightened by applying to both ends of a laminated rotor batten 29. Then an induction heating coil 33 is provided so as to surround the rotor batten 29 under the condition as described above. Then, the high-frequency current is given to the coil 33 to heat the rotor batten 29. After that, the molten material is poured into the mold from a gate 27 to fill the cavity C1 of the female mold, a slot 29a of the rotor batten 29 and the cavity C2 of the male mold, so that end rings 25 and 30, blades 26 and 31, and a slot bar 25 may be shaped integrally. By pouring the molten material in this way, it comes up with so high a temperature around the slot when the molten material goes up along inside the slot 29a that it gets to the condition hardly to congeal inside the slot.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はスロットバー及びエンドリングを鋳造により一
体に形成する鋳込回転子の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method of manufacturing a cast rotor in which a slot bar and an end ring are integrally formed by casting.

［発明の技術的背景］ この種の鋳込回転子は、一般に縦形又は横形のダイキャ
スト成形機により製造される。[Technical Background of the Invention] This type of casting rotor is generally manufactured using a vertical or horizontal die-casting machine.

例えば特開昭５６−１２９５６４号公報に示された従来
の鋳込回転子の製造方法は、縦形のダイキャスト成形機
による。ものである。これを第３図により説明するに、
１は一方のエンドリング２と冷却風生成用の羽根３とを
形成するキャビティＣｌ及び湯口４を有した下型、５は
他方のエンドリング６と羽根７とを形成するキャビティ
Ｃ２及びガス抜き孔８を有した上型、９は円筒状の中型
である。この様な鋳造型装置を用いて鋳込回転子を製造
するには、先ず多数の回転子抜板１０を芯金１１に挿入
して積層状態とし、この積層された回転子抜板１０を中
型９内に配置するようにして下型１に取付り、て型閉め
する。次に湯口４から溶融アルミニウムを適度な圧力条
件で注入して、エンドリング２，６及び羽根３，７並び
にスロットバー１２を一体に成形する。For example, the conventional method for manufacturing a cast rotor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-129564 uses a vertical die-casting machine. It is something. To explain this using Figure 3,
1 is a lower mold having a cavity Cl and a sprue 4 that form one end ring 2 and a blade 3 for generating cooling air; 5 is a cavity C2 and a gas vent hole that forms the other end ring 6 and a blade 7; 8 is an upper mold, and 9 is a cylindrical middle mold. In order to manufacture a cast rotor using such a casting mold device, first, a large number of rotor punched plates 10 are inserted into a core metal 11 to form a stacked state, and the stacked rotor punched plates 10 are made into a medium-sized mold. 9, and attach it to the lower mold 1, and close the mold. Next, molten aluminum is injected from the sprue 4 under moderate pressure conditions to integrally mold the end rings 2, 6, vanes 3, 7, and slot bar 12.

この場合、溶融アルミニウムは、下型１の湯口４から注
入されると、下型１のキャピテイＣ１及び回転子抜板１
０のスロット１０ａを順に上昇して上型５のキャビティ
Ｃ２内を満たす。しかしながら、第４図に示すような小
形の回転電機に多く用いられている誘過かご形スロツ１
−を有する回転子では、そのスロットの断面積が小さく
且つ細長いため、溶融アルミニウムがスロット１０ａ内
を上昇して上型５のキャビティＣ２に到達する前にこの
スロット１０ａの途中で凝固してしまい、この結果、上
型５のキャビティＣ２への瀉回り不良を生じてエンドリ
ング６や羽根７に巣が生ずる。In this case, when molten aluminum is injected from the sprue 4 of the lower mold 1, the cavity C1 of the lower mold 1 and the rotor punched plate 1
0 slots 10a in order to fill the inside of the cavity C2 of the upper mold 5. However, the induction cage slot 1, which is often used in small rotating electric machines as shown in Fig.
- In the rotor having a slot, the cross-sectional area of the slot is small and elongated, so the molten aluminum rises within the slot 10a and solidifies in the middle of the slot 10a before reaching the cavity C2 of the upper die 5. As a result, the upper mold 5 has a poor flow into the cavity C2, and cavities are formed in the end ring 6 and the blades 7.

又、第５図に示すような中容量以上の回転電機に多く用
いられる二重かご形スロットを有する回転子では、スロ
ット幅が更に狭い部分が存在するため、湯回り不良によ
る巣が生ずる可能性はより高い。In addition, in a rotor with double squirrel cage slots, which is often used in rotating electric machines with medium capacity or higher, as shown in Figure 5, there are parts where the slot width is even narrower, so there is a possibility that cavities may occur due to poor hot water circulation. is higher.

そこで、上述の潟回り不良を防止するために、回転子抜
板１０のスロット１０ａを通過する時間を短くして途中
で凝固しないように溶融アルミニウムの注入速度を速く
する方法があるが、これでは注入時に空気を巻込んだり
型内の空気排出がネト分になったりしてスロットパー１
２やエンドリング２，６或は羽根３，７に巣が発生する
可能性が大きくなる。又、回転子抜板１０を下型１に取
付ける前′に、回転子抜板１０を１５０〜３５０℃程度
に加熱しておくことにより、溶融アルミニウムが凝固し
ないようにする方法もあるが、この方法では鋳造工程と
は別の工程で加熱することによる工数の増加２作業性の
低下或は人は生産のＦにおける温度管理の困難性等の多
くの問題がある。Therefore, in order to prevent the above-mentioned rounding failure, there is a method of shortening the time it takes for the molten aluminum to pass through the slots 10a of the rotor punched plate 10 and increasing the injection speed of molten aluminum so that it does not solidify on the way. Slot par 1 due to air being drawn in during injection and air being discharged from the mold.
2, the end rings 2 and 6, or the blades 3 and 7. Another method is to heat the rotor punched plate 10 to about 150 to 350°C before attaching it to the lower mold 1 to prevent the molten aluminum from solidifying. This method has many problems, such as an increase in man-hours due to heating in a process separate from the casting process, a decrease in workability, and difficulty in temperature control during production.

［発明の目的］ 本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、巣等の鋳造欠陥の発生を防止するために、回転子抜
板を加熱する方法を採用する場合において、加熱するこ
とによる工数の増加及び作業性の低下を、防止でき且つ
温度の管理も容易に行なうことができる鋳込回転子の製
造方法を提供するにある。[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to prevent the occurrence of casting defects such as cavities when employing a method of heating rotor blanks. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a cast rotor, which can prevent an increase in man-hours and a decrease in workability due to heating, and can easily control the temperature.

し発明の概要］ 本発明は、積層された回転子抜板を成形型に取付けた状
態で包囲する誘導加熱コイルを設け、導電材料の注入前
に、誘導加熱コイルにて回転子抜板を加熱するようにし
て、鋳造工程において回転子抜板を加熱できるようにし
たことを特徴とするものである。[Summary of the invention] The present invention provides an induction heating coil that surrounds laminated rotor blanks attached to a mold, and heats the rotor blanks with the induction heating coil before injecting a conductive material. In this way, the rotor punched plate can be heated during the casting process.

［発明の実施例］ 以下本発明の一実施例を第１図により説明する。[Embodiments of the invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

２１は縦形のダイキャスト成形機に設けられる鋳込回転
子用鋳造型装置であり、これは成形型としての下型２２
と、中型２３と、上型２４とから構成されている。下型
２２は２枚の板２２ａ及び２２ｂを上下に重ねて構成さ
れ、上板２２ａには鋳込回転子の一方のエンドリング２
５及び冷却風生成用の羽根２６を成形するためのキャビ
ティＣ１を形成し、下板２２ｂにはキャビティＣ１に連
通ずる開口２７を形成している。中型２３は例えばオー
ステナイト系ステンレス鋼のような非磁性材料により円
筒状に形成し、その内部に芯金２８に挿入されて積層状
態とされた回転子抜板２９を収納できるようにしている
。上型２４は２枚の板２４ａ及び２４ｂを上下に重ねて
構成され、下板２４ｂには鋳込回転子の他方のエンドリ
ング３０及び冷却風生成用の羽根３１を形成するための
キャビティＣ２を形成し、又上下両板２４ａ及び２４ｂ
問にはガス抜き孔３２を形成している。３３は誘導加熱
コイルで１．これは中型２３の外側に中型２３との間に
適当なギャップを設けて取付けられていて、中型２３を
介してその内部に収容された回転子抜板２９を包囲する
。そして、この誘導加熱コイル３３の両端は高周波電源
３４に接続されている。21 is a casting mold device for a casting rotor installed in a vertical die-casting machine;
, a middle mold 23 , and an upper mold 24 . The lower mold 22 is constructed by stacking two plates 22a and 22b one above the other, and the upper plate 22a has one end ring 2 of the casting rotor.
5 and a cavity C1 for molding a cooling air generating blade 26, and an opening 27 communicating with the cavity C1 is formed in the lower plate 22b. The middle mold 23 is made of a non-magnetic material such as austenitic stainless steel and has a cylindrical shape, and is capable of storing rotor blanks 29 which are inserted into the core metal 28 to form a laminated state. The upper mold 24 is constructed by stacking two plates 24a and 24b one above the other, and the lower plate 24b has a cavity C2 for forming the other end ring 30 of the casting rotor and the blades 31 for generating cooling air. and both upper and lower plates 24a and 24b
A gas vent hole 32 is formed in the hole. 33 is an induction heating coil. This is attached to the outside of the middle mold 23 with an appropriate gap between it and the middle mold 23, and surrounds the rotor blanking plate 29 housed inside the middle mold 23 via the middle mold 23. Both ends of this induction heating coil 33 are connected to a high frequency power source 34.

次に上記構成の鋳造型装置２１により鋳込回転１子を製
造する手順につぎ説明する。先ず所要枚数の回転子抜板
２９を芯金２８に挿入して積層状態とし、この回転子抜
板２９を中型２３内に収容して芯金２８を介して下型２
２に取付ける。そして、鋳造型装置２１を型閉めして下
型２２及び上型２４を積層状態にある回転子抜板２９の
両端にあてがって締付け、この状態で誘導加熱コイル３
３に高周波電流を加える。すると、誘導加熱コイル３３
の磁力線が中型２３内に積層状態に収容されている回転
子抜板２９を軸方向に通る。ので、回転子抜板２９には
その磁力線を打消す方向に誘導電流が渦状に流れ、あた
かも誘導コイルの二次コイルに相当した短絡状の大電流
が流れる。従って、回転子抜根２９は急速に温度上背し
、加熱される。Next, the procedure for manufacturing a casting rotor using the casting mold device 21 having the above configuration will be explained. First, a required number of rotor punched plates 29 are inserted into the core metal 28 to form a stacked state, and the rotor punched plates 29 are housed in the middle mold 23 and inserted into the lower mold 2 through the core metal 28.
Attach to 2. Then, the casting mold device 21 is closed, the lower mold 22 and the upper mold 24 are applied to both ends of the laminated rotor punched plates 29 and tightened, and in this state, the induction heating coil 3
Add high frequency current to step 3. Then, the induction heating coil 33
The lines of magnetic force pass in the axial direction through the rotor punched plates 29 which are accommodated in a stacked state within the medium mold 23. Therefore, an induced current flows in a spiral shape in the rotor punched plate 29 in a direction that cancels the magnetic lines of force, and a large short-circuit current corresponding to the secondary coil of the induction coil flows. Therefore, the temperature of the rotor extractor 29 rises rapidly and is heated.

この場合、回転子抜板２９の誘導加熱による加熱温度は
、誘導加熱コイル３３への入力電力と入力時間とによっ
て決定することがでさる。又、一般に誘導加熱では、被
加熱物全体が一様に発熱するのではなく、下記の（１）
式により与えられる電流浸透度δによって最も発熱する
部分が決り、最も高温となるのは被加熱物の外側からδ
だけ中に入った箇所になるという特徴がある。In this case, the heating temperature of the rotor blank 29 by induction heating can be determined by the input power and input time to the induction heating coil 33. In addition, in general, in induction heating, the entire object to be heated does not generate heat uniformly, but the following (1)
The part that generates the most heat is determined by the current penetrance δ given by the formula, and the highest temperature is from the outside of the heated object δ
It has the characteristic that it is only a part inside.

δ−５０３０ψ／μｓ−ｆ　　・・・・・・（１）ここ
で、ψ　：被加熱物の固有抵抗 μＳ：被加熱物の比透磁率 ｆ　：周波数 本発明において、回転子抜板２９の加熱の目的は、回転
子抜板２９のスロット２９ａへ注入する溶融導電材料と
回転子抜板２９との温度差を小さくすることによって、
溶融Ｓ電材料の凝固を遅らせて場回り不良の発生を防止
するところにある。δ-5030ψ/μs-f (1) where, ψ: Specific resistance of the heated object μS: Relative magnetic permeability of the heated object f: Frequency In the present invention, the heating of the rotor blank 29 The purpose of is to reduce the temperature difference between the molten conductive material injected into the slots 29a of the rotor punch 29 and the rotor punch 29.
The purpose is to delay the solidification of the molten S-electrical material and prevent the occurrence of field defects.

このため、回転予後＆２９の加熱箇所はスロット２９ａ
の周りのみでよく、従って、誘導加熱の周波数を上記（
１）式により電流浸透度δが回転子抜板２９の外周から
スロット２９ａまでの良さと一致Ｊる値となるように設
定すればよい。尚、中型２３は加熱する必要がないため
、非磁性材料で形成することによって誘導電流が発生し
ないようにしている。For this reason, the heating point of rotation prognosis &29 is the slot 29a.
Therefore, the frequency of induction heating can be adjusted only around (
According to equation 1), the current penetration degree δ may be set to a value that matches the distance from the outer periphery of the rotor punched plate 29 to the slot 29a. Note that since the middle mold 23 does not need to be heated, it is formed of a non-magnetic material to prevent generation of induced current.

さて、上述のようにして誘導加熱により回転子抜板２９
を加熱した後、湯口２７がら溶融導電材料として溶融ア
ルミニウムを適当な圧力条件の下で注入する。すると、
この溶趨アルミニウムは、下型２２のキャビティＣｔ　
、回転子抜板２９のスロット２９８及び上型２４のキャ
ピテイＣ２を満たし、エンドリング２５．’３０及び羽
根２６，３１並びにスロットパー３５に成形される。そ
して、溶融アルミニウムの注入終了後、所定の時間が経
過したところで型開きして鋳込回転子を取出し、以上に
より鋳込回転子の製造を終了する。Now, as described above, the rotor is punched out 29 by induction heating.
After heating, molten aluminum is injected as a molten conductive material through the sprue 27 under appropriate pressure conditions. Then,
This molten aluminum melts into the cavity Ct of the lower mold 22.
, fills the slot 298 of the rotor punching plate 29 and the cavity C2 of the upper die 24, and the end ring 25. '30, vanes 26, 31, and slot parr 35. Then, after a predetermined period of time has elapsed after the injection of molten aluminum is completed, the mold is opened and the cast rotor is taken out, thereby completing the production of the cast rotor.

上記構成によれば、誘導加熱により回転子抜板２９を加
熱した後、溶融アルミニウムを注入するので、溶融アル
ミニウムが回転子抜根２９のスロット２９ａ内を上昇し
て行く際、そのスロット２９ａの周りは高温状態にある
。従って、溶融アルミニウムはスロット２９ａ内で凝固
し難い状態にあると言えるから、スロット２９ａ内を円
滑に上昇して上型２４のキャビティＣ２内に流入するよ
うになり、普通かご形スロットは勿論のこと、二Ｌ［か
ご形スロットのようにスロット幅の狭い部分がある回転
子抜根の場合でも、溶融アルミニウムをスロット内で凝
固さけることなく鋳込むことかできる。又、上述のよう
に溶融アルミニウムがスロット内で凝固し難い状態にな
っているから、溶融アルミニウムの注入速度を速くする
必要がなく、鋳造型２１内の空気はガス扱き孔３２から
円滑に排出されるようになり、総じて巣等の鋳造不良が
発生し難く、信頼度の高い鋳込回転子を製造することが
できる。しかも、回転子抜根２９を鋳造型ａ買２１に取
付けた状態で誘導加熱により加熱するから、別に加熱工
程を設ける場合とは異なり、工数及び作業時間が減少し
、しかも加熱してから溶融アルミニウムを注入するまで
の時間を短くできるので、大ｔｉｔ生産の下での溶融ア
ルミニウム注入時における回転子抜板の温度管理が容易
になる。According to the above configuration, molten aluminum is injected after the rotor punch 29 is heated by induction heating, so when the molten aluminum rises inside the slot 29a of the rotor punch 29, the area around the slot 29a is It is in a high temperature condition. Therefore, it can be said that the molten aluminum is in a state where it is difficult to solidify inside the slot 29a, so it smoothly rises inside the slot 29a and flows into the cavity C2 of the upper mold 24, not to mention the ordinary cage-shaped slot. , 2L [Even in the case of rotor extraction where the slot width is narrow, such as a cage-shaped slot, molten aluminum can be cast without solidifying inside the slot. Furthermore, as mentioned above, since the molten aluminum is in a state where it is difficult to solidify within the slot, there is no need to increase the injection speed of the molten aluminum, and the air in the casting mold 21 is smoothly exhausted from the gas handling hole 32. As a result, casting defects such as cavities are generally less likely to occur, and a highly reliable cast rotor can be manufactured. Moreover, since the rotor extractor 29 is heated by induction heating while attached to the casting mold 21, the number of man-hours and working time are reduced, unlike the case where a separate heating process is provided. Since the time until injection can be shortened, temperature control of rotor blanking during injection of molten aluminum in large tit production becomes easier.

更に、誘導加熱による加熱では、回転子抜板２９の加熱
範囲を、加熱を必要とするスロット２９ａの周りだけに
限定することができるので、加熱時間及びその加熱に要
する電力を低減することが可能となる。Furthermore, in heating by induction heating, the heating range of the rotor punched plate 29 can be limited to only the area around the slot 29a that requires heating, so it is possible to reduce the heating time and the power required for heating. becomes.

尚、上記実施例では、誘導加熱コイル３３による回転子
抜板２つの加熱は、型開め接に行うようにしたが、これ
は型閉め動作中にこれと併せて行ってもより１．このよ
うにすれば生産性が向上する。In the above embodiment, heating of the two rotor blanks by the induction heating coil 33 was performed at the time of opening the mold, but it would be even more effective if it was also performed during the mold closing operation. This will improve productivity.

第２図は本発明の他の実施例を示すもので、上記一実施
例との相違は、誘導加熱コイル３３を中型２３内に埋め
込んで両者を一体化したところにある。FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, which differs from the above embodiment in that the induction heating coil 33 is embedded in the middle mold 23 and the two are integrated.

尚、本発明は上記しＨつ図面に示ず実施例に限定される
らのではなく、例えば誘導加熱効率を良くするために、
中’Ｖ＋　２３を省いて誘導加熱コイル３３が直接回転
子抜板２９を包囲する構造としてもよい等、実施に際し
ては種々変更することができる。It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above and not shown in the drawings; for example, in order to improve induction heating efficiency,
Various changes can be made in implementation, such as a structure in which the induction heating coil 33 directly surrounds the rotor punched plate 29 by omitting the middle V+ 23.

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の鋳込回転子の製造方法によ
れば、回転子抜板を成形型に取付けられた状態で包囲す
る誘導加熱コイルを設け、この誘導加熱コイルにより導
電材料の注入前に回転子抜板を加熱するようにしたので
、回転子抜板のスロット内で溶ｌｖ！！Ｊ電材料の凝固
が発生し難く、従って潟回り不良による巣等の鋳造欠陥
が発生し難く、しかも加熱を行なうことによる工数及び
時間の大幅な増大がなく、又、加熱温度の管理が容易で
ある等の優れた効果を得ることができるものである。[Effects of the Invention] As explained above, according to the method for manufacturing a cast rotor of the present invention, an induction heating coil is provided that surrounds the rotor punched plate while being attached to the mold, and the induction heating coil Since the rotor blank was heated before the conductive material was injected, it melted inside the slot of the rotor blank! ! Solidification of the J-electronic material is less likely to occur, and therefore casting defects such as cavities due to poor rounding are less likely to occur, and there is no significant increase in man-hours and time due to heating, and the heating temperature can be easily controlled. It is possible to obtain some excellent effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例を示す縦断側面図、第２図は
本発明の他の実施例を示す第１図相当図、第３図は従来
の鋳込回転子の製造方法の一例を説明ザるための第１図
相当図、第４図及び第５図は夫々穴なる回転子抜板の平
面図である。 図中、２２は下型（成形型）、２３は中型、２４は上型
（成形型）、２５はエンドリング、２６は羽根、２７は
湯口、２９は回転子抜板、３０はエンドリング、３１は
羽根、３３は誘導加熱コイル、３５はスロットバーであ
る。 代理人　弁理士　　則　近　　憲　缶 周　　　　　　　　三　　俣　　　弘　　文第１図 ２を 第２図 第　３　図 第　５　図Fig. 1 is a vertical sectional side view showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a view corresponding to Fig. 1 showing another embodiment of the invention, and Fig. 3 is an example of a conventional method of manufacturing a cast rotor. 1, FIG. 4, and FIG. 5 are plan views of rotor punched holes, respectively. In the figure, 22 is a lower mold (forming mold), 23 is a middle mold, 24 is an upper mold (forming mold), 25 is an end ring, 26 is a blade, 27 is a sprue, 29 is a rotor punch, 30 is an end ring, 31 is a blade, 33 is an induction heating coil, and 35 is a slot bar. Agent Patent Attorney Ken Nori Chika Hiroshi Mitsumata Figure 1 Figure 2 Figure 2 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １、積層された多数の回転子抜板の両端に成形型をあて
がい、湯口から溶融状態の導電材料を注入してスロット
バー及びエンドリングを一体に形成するものにおいて、
前記積層された回転子抜板を前記成形型に取付けた状態
で包囲する誘導加熱コイルを設け、導電材料の注入前に
、誘導加熱コイルにて回転子抜板を加熱するようにした
ことを特徴とする鋳込回転子の製造方法。1. A mold is applied to both ends of a large number of laminated rotor blanks, and a molten conductive material is injected from a sprue to integrally form slot bars and end rings,
An induction heating coil is provided to surround the laminated rotor blanks while attached to the mold, and the rotor blanks are heated by the induction heating coil before the conductive material is injected. A method of manufacturing a cast rotor.