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JP5346527B2 - Rotor for induction machine, method for manufacturing the same, and induction machine - Google Patents
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Rotor for induction machine, method for manufacturing the same, and induction machine Download PDF

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Description

本発明は、高効率の誘導機、これに用いられるかご形の誘導機用回転子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a high-efficiency induction machine, a squirrel cage rotor used in the induction machine, and a method of manufacturing the same.

高効率のかご形の誘導機、例えば誘導電動機を得るためには、回転子鉄心とこの回転子鉄心の外周部のスロットに備えられる回転子導体との間の電気的絶縁性の確保が重要になる。
そこで、回転子鉄心と回転子導体との間に、リン酸塩皮膜又は四酸化三鉄からなる第一層と、セラミックス塗料の第二層とを設けて、回転子鉄心と回転子導体とを電気的絶縁している例がある(特許文献1参照)。
特開平5−316699号公報
In order to obtain a highly efficient squirrel-cage induction machine, for example, an induction motor, it is important to ensure electrical insulation between the rotor core and the rotor conductor provided in the outer peripheral slot of the rotor core. Become.
Therefore, a first layer made of a phosphate coating or triiron tetroxide and a second layer of ceramic paint are provided between the rotor core and the rotor conductor, and the rotor core and the rotor conductor are attached. There is an example of electrical insulation (see Patent Document 1).
JP-A-5-316699

上述の発明では、回転子鉄心のスロットに回転子導体を形成する際、あらかじめ2層の絶縁膜(層)を当該スロットの内周面を覆うようにしておかなければならず、煩雑であり作業性が悪かった。
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、煩雑な作業をしなくとも回転子鉄心と回転子導体との間の電気的絶縁性を確実にでき、高効率な誘導機用回転子及びその製造方法並びに誘導機を提供することである。
In the above-described invention, when the rotor conductor is formed in the slot of the rotor core, two layers of insulating films (layers) must be covered in advance so as to cover the inner peripheral surface of the slot. The nature was bad.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to ensure electrical insulation between the rotor core and the rotor conductor without performing complicated work, and to achieve high efficiency. It is providing the rotor for induction machines, its manufacturing method, and an induction machine.

上記目的を達成するため、請求項1記載の誘導機用回転子は、外周部に複数のスロットを形成した回転子鉄心と、前記スロットの内周面にこれを覆うように形成した酸素イオンを含有する含有層と、導体溶融金属が前記スロットに供給されて形成された複数の回転子導体と、前記回転子鉄心と前記回転子導体との間に、前記導体溶融金属に前記含有層から酸素イオンが転写されて生成された金属酸化物からなる絶縁層とを有し、前記含有層は、前記転写により前記絶縁層の生成が可能な酸素イオンを含有する四酸化三鉄皮膜からなる鉄さび層であることを特徴とする
請求項に記載の誘導機用回転子の製造方法は、外周部に複数のスロットを形成した回転子鉄心を有する誘導機用回転子において、前記スロットの内周面にこれを覆うように酸素イオンの含有層を形成し、導体溶融金属を前記スロットに流し込み回転子導体を形成するとともに前記含有層から前記導体溶融金属に酸素イオンが転写されて前記回転子鉄心と前記回転子導体との間に金属酸化物からなる絶縁層を生成し、前記含有層は、前記転写による前記絶縁層の生成が可能な酸素イオンを含有する四酸化三鉄皮膜からなる鉄さび層であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a rotor for an induction machine according to claim 1 includes a rotor core having a plurality of slots formed in an outer peripheral portion and oxygen ions formed so as to cover the inner peripheral surface of the slots. Between the contained layer, the plurality of rotor conductors formed by supplying a conductor molten metal to the slot, and between the rotor core and the rotor conductor; ions possess an insulating layer made of a metal oxide produced is transferred, the containing layer, iron rust layer consisting of triiron tetraoxide film containing oxygen ions which can produce the insulating layer by the transfer It is characterized by being .
The method for manufacturing a rotor for an induction machine according to claim 6 is a rotor for an induction machine having a rotor core having a plurality of slots formed on an outer peripheral portion thereof, so that the inner peripheral surface of the slot is covered with oxygen. An ion-containing layer is formed, a molten metal is poured into the slot to form a rotor conductor, and oxygen ions are transferred from the containing layer to the molten metal so that the gap between the rotor core and the rotor conductor An insulating layer made of a metal oxide is formed, and the containing layer is an iron rust layer made of a triiron tetroxide film containing oxygen ions capable of generating the insulating layer by the transfer .

本発明によれば、回転子鉄心のスロットの内周面にこれを覆うように酸素イオンの含有層を形成しているため、当該スロットに導体溶融金属を流し込み回転子導体を形成する過程中に、含有層の酸素イオンが当該導体溶融金属に転写して、回転子鉄心と回転子導体との間に金属酸化物からなる絶縁層が生成される。この金属酸化物からなる絶縁層により、回転子鉄心と回転子導体との間の絶縁性は確保され、高効率の誘導機用回転子を容易に得ることができる。すなわち、スロットの内周面には、導体溶融金属を流し込む際に、前もって酸素イオンの含有層を一層だけ形成すればよく、それ以上の煩雑な作業を必要としない。   According to the present invention, since the oxygen ion containing layer is formed on the inner peripheral surface of the slot of the rotor core so as to cover it, the molten metal is poured into the slot during the process of forming the rotor conductor. The oxygen ions in the containing layer are transferred to the conductor molten metal, and an insulating layer made of a metal oxide is generated between the rotor core and the rotor conductor. By this insulating layer made of a metal oxide, insulation between the rotor core and the rotor conductor is ensured, and a highly efficient induction machine rotor can be easily obtained. In other words, when the molten metal is poured into the inner peripheral surface of the slot, only one oxygen ion-containing layer needs to be formed in advance, and no further complicated work is required.

(第一の実施形態)
以下、本発明の第一の実施形態を図1ないし図5を参照しながら説明する。
図5は、本実施形態に係るかご形誘導電動機1を示し、これは固定子2と、この固定子2の内周側に隙間を介して位置する回転子3とを備えている。
固定子2は、固定子鉄心2aに、複数のコイル5が装着されて構成されている。固定子鉄心2aは、多数枚の円環状の珪素鋼板が積層されて円筒状をなし、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2aの内周面には、コイル5を収納させるためのスロット6が複数箇所、例えば12箇所に形成されている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 shows a squirrel-cage induction motor 1 according to the present embodiment, which includes a stator 2 and a rotor 3 that is located on the inner peripheral side of the stator 2 via a gap.
The stator 2 is configured by mounting a plurality of coils 5 on a stator core 2a. The stator core 2a is formed in a cylindrical shape by laminating a large number of annular silicon steel plates, and the lamination direction is integrally bound by a rivet or the like (not shown). Further, slots 6 for accommodating the coils 5 are formed at a plurality of locations, for example, 12 locations on the inner peripheral surface of the stator core 2a.

回転子3は、図4及び図5に示すように、円環状の多数の珪素鋼板を積層してなる回転子鉄心7と、回転子鉄心7の内周部に設けられた回転軸9を有しており、回転子鉄心7の軸方向両端部8、8に円環状をなしたアルミニウム製の短絡環10、10が設けられている。この短絡環10の軸方向の面には、図4に示すように軸方向外側へ突出するアルミニウム製の複数の冷却フィン11が一体に形成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the rotor 3 has a rotor core 7 formed by laminating a large number of annular silicon steel plates, and a rotary shaft 9 provided on the inner peripheral portion of the rotor core 7. In addition, aluminum short-circuiting rings 10 and 10 each having an annular shape are provided at both axial ends 8 and 8 of the rotor core 7. A plurality of aluminum cooling fins 11 projecting outward in the axial direction are integrally formed on the axial surface of the short-circuit ring 10 as shown in FIG.

前記回転子鉄心7には、図5に示すように、中央部に回転軸9が挿通される軸孔部12が形成され、外周部に円形のスロット13が周方向に所定の間隔、例えば一定の間隔を存して複数形成されている。
図2は、回転子鉄心7の外周部の部分拡大図である。スロット13の内周面には、これを覆うようにして酸素イオンを含有する四酸化三鉄(Fe)の含有層14が形成されている。四酸化三鉄は鉄さびの一種である。
As shown in FIG. 5, the rotor core 7 is formed with a shaft hole portion 12 through which the rotation shaft 9 is inserted in the center portion, and circular slots 13 in the outer peripheral portion at a predetermined interval in the circumferential direction, for example, constant. A plurality are formed with an interval of.
FIG. 2 is a partially enlarged view of the outer peripheral portion of the rotor core 7. On the inner peripheral surface of the slot 13, a containing layer 14 of triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ) containing oxygen ions is formed so as to cover it. Triiron tetroxide is a kind of iron rust.

この四酸化三鉄の含有層14は、以下の方法で回転子鉄心7のスロット13の内周面に形成される。まず、スロット13の内周面に付着している油脂及び錆を脱脂及び酸化スケール除去により洗浄する。その後、回転子鉄心7を苛性ソーダの水溶液中に浸漬させスロット13の表面に四酸化三鉄の含有層14が形成される。なお、回転子鉄心7を構成する珪素鋼板7aの表面は電気的絶縁コーティング材により被覆されているためスロット13以外の部分では四酸化三鉄は形成されない。四酸化三鉄の含有層14の形成後、回転子鉄心7は水洗い、湯洗で苛性ソーダの水溶液を洗い落し、乾燥されて、アルミダイキャスト工程に入る。   The triiron tetraoxide containing layer 14 is formed on the inner peripheral surface of the slot 13 of the rotor core 7 by the following method. First, the oil and rust adhering to the inner peripheral surface of the slot 13 are washed by degreasing and removing oxide scale. Thereafter, the rotor core 7 is immersed in an aqueous solution of caustic soda to form a triiron tetraoxide containing layer 14 on the surface of the slot 13. In addition, since the surface of the silicon steel plate 7a constituting the rotor iron core 7 is covered with an electrically insulating coating material, triiron tetroxide is not formed in portions other than the slot 13. After the formation of the ferrous tetraoxide containing layer 14, the rotor core 7 is washed with water and washed with hot water to wash away the aqueous solution of caustic soda and dried to enter the aluminum die casting process.

次に、アルミダイキャストにより回転子鉄心7から回転子3を製造する方法について説明する。回転子3の回転子導体15、短絡環10及び冷却フィン11は、アルミダイキャストにより一体に成形されている。図3には、アルミダイキャストに用いる金型16が示されている。金型16は、金型16内に回転子鉄心7を収容する空間を有し、回転子鉄心7の軸方向に型開きするプレート17、17を備えた構成である。このプレート17、17には、回転子鉄心7に短絡環10及び冷却フィン11を成形するキャビティ18、18が形成されている。又、各プレート17、17には、図示しない溶融されたアルミニウムを、外部からキャビティ18、18に送るためのゲート19、19が形成されている。   Next, a method for manufacturing the rotor 3 from the rotor core 7 by aluminum die casting will be described. The rotor conductor 15, the short-circuit ring 10 and the cooling fin 11 of the rotor 3 are integrally formed by aluminum die casting. FIG. 3 shows a mold 16 used for aluminum die casting. The mold 16 includes a space for accommodating the rotor core 7 in the mold 16 and includes plates 17 and 17 that open in the axial direction of the rotor core 7. Cavities 18 and 18 for forming the short-circuit ring 10 and the cooling fins 11 in the rotor core 7 are formed in the plates 17 and 17. The plates 17 and 17 are formed with gates 19 and 19 for sending molten aluminum (not shown) from the outside to the cavities 18 and 18, respectively.

次に、回転子鉄心7を金型16の所定の位置に載置し、溶融されたアルミニウムをキャビティ18、18へ供給してアルミダイキャストを行い、溶融されたアルミニウムは回転子鉄心7のスロット13に流れ込み回転子導体15を成形するとともに、回転子鉄心7の軸方向の両端部8、8に短絡環10、10及び複数の冷却フィン11が成形される。
上記アルミダイキャスト後、金型16の型開きが行われて、回転子導体15、短絡環10及び冷却フィン11が形成された回転子鉄心7の取り外しが行われる。金型16から回転子鉄心7を取り外した後、その軸孔部12に回転軸9を挿入して回転子3が完成する。
Next, the rotor core 7 is placed at a predetermined position of the mold 16, and molten aluminum is supplied to the cavities 18 and 18 to perform aluminum die casting. The molten aluminum is slotted in the rotor core 7. 13 and the rotor conductor 15 is formed, and the short-circuit rings 10 and 10 and the plurality of cooling fins 11 are formed at both axial ends 8 and 8 of the rotor core 7.
After the aluminum die casting, the mold 16 is opened, and the rotor core 7 on which the rotor conductor 15, the short-circuit ring 10 and the cooling fins 11 are formed is removed. After the rotor core 7 is removed from the mold 16, the rotary shaft 9 is inserted into the shaft hole portion 12 to complete the rotor 3.

図1は、回転子3の部分縦断面拡大図である。回転子鉄心7は、その外周部にスロット13を有する。回転子鉄心7にスロット13を打ち抜き形成する際、図1に示すようにスロット13の外周に珪素鋼板7aの返り部分20が生ずる。この返り部分20により、積層される珪素鋼板7a間に微小な間隔の隙間21が生じる。
スロット13の内周面には酸素イオンを含有する四酸化三鉄の含有層14が形成され、回転子導体15と四酸化三鉄の含有層14との間には絶縁層たる酸化アルミニウム(Al)層22が形成されている。これは、アルミダイキャスト工程の際にスロット13に充填された溶融アルミニウムに四酸化三鉄から酸素イオンが転写して酸化アルミニウムが形成されるからである。なお、転写とは、金属から電子やイオンが移動することをいう。
FIG. 1 is an enlarged partial vertical cross-sectional view of the rotor 3. The rotor core 7 has a slot 13 on the outer periphery thereof. When the slot 13 is punched and formed in the rotor core 7, a return portion 20 of the silicon steel plate 7a is generated on the outer periphery of the slot 13 as shown in FIG. Due to the return portion 20, a gap 21 with a minute interval is generated between the laminated silicon steel plates 7a.
A triiron tetroxide containing layer 14 containing oxygen ions is formed on the inner peripheral surface of the slot 13, and an aluminum oxide (Al) as an insulating layer is interposed between the rotor conductor 15 and the triiron tetroxide containing layer 14. 2 O 3 ) layer 22 is formed. This is because the oxygen ions are transferred from the triiron tetroxide to the molten aluminum filled in the slots 13 during the aluminum die casting process to form aluminum oxide. Transfer means that electrons and ions move from a metal.

以上のように、第一の実施形態に係る回転子3は、回転子鉄心7と回転子導体15との間に体積抵抗率が1015Ω・cm以上と非常に抵抗率の高い酸化アルミニウム層22と体積抵抗率が10Ω・cm程度の鉄さびである四酸化三鉄の含有層14を有する。このため、回転子導体15を流れる誘導電流が回転子鉄心7に漏れることはなく、高効率を得ることができる。
また、四酸化三鉄の含有層14は、スロット13の内周面の鉄素地を鉄さびとして腐食して形成されたものであるため、スロット13の内周面に強固に密着する。このため、アルミダイキャスト工程で高圧・高速でスロット13に注入される溶融されたアルミニウムにより四酸化三鉄の含有層14がスロット13の内周面から剥がされることはない。このため、回転子3は、スロット13の内周面全体を覆うようにして酸化アルミニウム層22を形成できるため、回転子鉄心7と回転子導体15との電気的絶縁を確実なものにすることができる。
As described above, the rotor 3 according to the first embodiment includes an aluminum oxide layer having a very high resistivity of 10 15 Ω · cm or more between the rotor core 7 and the rotor conductor 15. 22 and a triiron tetroxide containing layer 14 which is iron rust having a volume resistivity of about 10 6 Ω · cm. For this reason, the induced current flowing through the rotor conductor 15 does not leak into the rotor core 7 and high efficiency can be obtained.
In addition, since the iron tetraoxide-containing layer 14 is formed by corroding the iron base on the inner peripheral surface of the slot 13 as iron rust, it is firmly adhered to the inner peripheral surface of the slot 13. For this reason, the ferrous tetraoxide-containing layer 14 is not peeled off from the inner peripheral surface of the slot 13 by the molten aluminum injected into the slot 13 at high pressure and high speed in the aluminum die casting process. For this reason, since the rotor 3 can form the aluminum oxide layer 22 so as to cover the entire inner peripheral surface of the slot 13, the electrical insulation between the rotor core 7 and the rotor conductor 15 is ensured. Can do.

さらに、スロット13の内周面に四酸化三鉄の含有層14が形成される際、スロット13の内周面の鉄素地は鉄さびとして腐食され膨張することから回転子鉄心7の珪素鋼板7a間の隙間21を埋めるように働く。このため、珪素鋼板7a間の隙間21に溶融されたアルミニウムが入り込むことが無く、回転子鉄心7の変形や珪素鋼板7a間の電気的導通を防止出来るとともに、返り部分20も鉄さびとして腐食され珪素鋼板7aの電気的絶縁コーティング材の被覆を破き珪素鋼板7a間で電気的導通するのを防止することができる。
また、四酸化三鉄は鉄さびであり、鉄さびの融点は1500℃程度であるのに対し、アルミニウムの融点は700℃程度であるため、アルミダイキャスト工程の際、四酸化三鉄の含有層14は溶融されたアルミニウムにより破壊されることなくスロット13の内周面全体にわたり酸化アルミニウム層22を生成することができる。
Furthermore, when the ferrous tetroxide containing layer 14 is formed on the inner peripheral surface of the slot 13, the iron base on the inner peripheral surface of the slot 13 is corroded and expanded as iron rust, so that the space between the silicon steel plates 7 a of the rotor core 7 is increased. It works to fill the gap 21. For this reason, molten aluminum does not enter the gaps 21 between the silicon steel plates 7a, and the deformation of the rotor core 7 and electrical conduction between the silicon steel plates 7a can be prevented. It is possible to prevent the electrical insulation between the silicon steel plates 7a by breaking the coating of the steel plate 7a with the electrically insulating coating material.
Further, triiron tetroxide is iron rust, and the melting point of iron rust is about 1500 ° C., whereas the melting point of aluminum is about 700 ° C. Therefore, in the aluminum die-casting process, the triiron tetroxide containing layer 14 Can form the aluminum oxide layer 22 over the entire inner peripheral surface of the slot 13 without being broken by molten aluminum.

また、アルミダイキャスト工程で生成される酸化アルミニウム層22は緻密に生成されるため、酸化アルミニウム層22の厚さが数nmであっても回転子鉄心7と回転子導体15との間の電気的絶縁は保たれる。このため、回転子導体15としてのアルミニウムは低抵抗率を保つことが可能となる。更に、誘導電流は大電流になるため回転子導体15は高温になるが、酸化アルミニウムの融点は2000℃を超えるため酸化アルミニウム層22の耐熱性は十分確保されている。   Moreover, since the aluminum oxide layer 22 produced | generated by an aluminum die-casting process is produced | generated densely, even if the thickness of the aluminum oxide layer 22 is several nanometers, the electricity between the rotor core 7 and the rotor conductor 15 is produced. Mechanical insulation is maintained. For this reason, the aluminum as the rotor conductor 15 can maintain a low resistivity. Furthermore, since the induced current becomes a large current, the rotor conductor 15 becomes high temperature, but since the melting point of aluminum oxide exceeds 2000 ° C., the heat resistance of the aluminum oxide layer 22 is sufficiently secured.

(第二の実施形態)
次に、本発明の第二の実施形態を図6を参照して説明する。なお、上記第一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。第二の実施形態は、スロット13の内周面をFeO、Feの鉄さびで覆った点に第一の実施形態との相違がある。
図6は、回転子3の部分縦断面拡大図である。FeO、Feの鉄さび(以下、単に鉄さびと称する。)の含有層23は、回転子鉄心7を水蒸気と酸素の混合ガス中に置くことによりスロット13の内周面に形成される。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as said 1st embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted. The second embodiment is different from the first embodiment in that the inner peripheral surface of the slot 13 is covered with iron rust of FeO and Fe 2 O 3 .
FIG. 6 is a partial vertical cross-sectional enlarged view of the rotor 3. The containing layer 23 of FeO and Fe 2 O 3 iron rust (hereinafter simply referred to as iron rust) is formed on the inner peripheral surface of the slot 13 by placing the rotor core 7 in a mixed gas of water vapor and oxygen.

第二の実施形態に係るかご形誘導電動機1用回転子及びかご形誘導電動機1は、スロット13の内周面に、第一の実施形態と同様に、鉄さびの含有層23を形成しているため、第二の実施形態に係る回転子3は、回転子鉄心7と回転子導体15との間に体積抵抗率が1015Ω・cm以上と非常に抵抗率の高い絶縁層たる酸化アルミニウム層22と体積抵抗率が10Ω・cm程度の鉄さびである四酸化三鉄の含有層14を有する。このため、回転子導体15を流れる誘導電流が回転子鉄心7に漏れることはなく、高効率を得ることができる。 In the rotor for a cage induction motor 1 and the cage induction motor 1 according to the second embodiment, an iron rust containing layer 23 is formed on the inner peripheral surface of the slot 13 as in the first embodiment. Therefore, the rotor 3 according to the second embodiment includes an aluminum oxide layer which is an insulating layer having a very high volume resistivity of 10 15 Ω · cm or more between the rotor core 7 and the rotor conductor 15. 22 and a triiron tetroxide containing layer 14 which is iron rust having a volume resistivity of about 10 6 Ω · cm. For this reason, the induced current flowing through the rotor conductor 15 does not leak into the rotor core 7 and high efficiency can be obtained.

(第三の実施形態)
次に、本発明の第三の実施形態を図7を参照して説明する。なお、上記第一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。第三の実施形態は、スロット13の内周面を燐酸塩であるりん酸マンガン皮膜24で覆った点に第一の実施形態との相違がある。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as said 1st embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted. The third embodiment is different from the first embodiment in that the inner peripheral surface of the slot 13 is covered with a manganese phosphate film 24 that is a phosphate.

図7は、回転子3の部分縦断面拡大図である。燐酸塩であるりん酸マンガン皮膜24は、スロット13の内周面を化成処理することによって生成される。りん酸マンガンの主成分はヒューオリライト(PO(OH))(PO・4HO)であり、その組成には溶融されたアルミニウムに供給し転写できる酸素イオンが比較的多く含まれている。また、燐酸塩の結晶は針状、六角柱などが成長した構造であるため、アルミニウムとの接触面積が非常に多くとれることと、アルミダイキャスト工程の際、溶融されたアルミニウムを留め易いこと、珪素鋼板7a間の隙間21を埋めることができるという作用を持っている。また、りん酸マンガン皮膜24は、5〜15μmの厚さが得られ、剥離強度が高く、アルミダイキャスト工程の際のりん酸マンガン皮膜24の破損が少ないという特徴がある。 FIG. 7 is an enlarged partial vertical cross-sectional view of the rotor 3. The manganese phosphate film 24 which is a phosphate is generated by chemical conversion of the inner peripheral surface of the slot 13. The main component of manganese phosphate is fuorilite (PO 3 (OH)) 2 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O), and its composition has relatively many oxygen ions that can be supplied to and transferred to molten aluminum. include. In addition, since the phosphate crystal has a structure in which needles, hexagonal columns, etc. are grown, the contact area with the aluminum can be very large, and the molten aluminum can be easily retained during the aluminum die casting process. The gap 21 between the silicon steel plates 7a can be filled. Further, the manganese phosphate film 24 has a characteristic that a thickness of 5 to 15 μm is obtained, the peel strength is high, and the manganese phosphate film 24 is less damaged during the aluminum die casting process.

(第四の実施形態)
次に、本発明の第四の実施形態を図8を参照して説明する。なお、上記第一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。第四の実施形態は、スロット13の内周面を燐酸塩であるりん酸亜鉛カルシウム皮膜25で覆った点に第一の実施形態との相違がある。
図8は、回転子3の部分縦断面拡大図である。燐酸塩であるりん酸亜鉛カルシウム皮膜25は、スロット13の内周面を化成処理することによって生成される。りん酸亜鉛カルシウムの主成分はショルツァイト(CaZn(PO・2HO)とホパイト(Zn(PO・4HO)であり、第三の実施形態と同様に、その組成には溶融されたアルミニウムに供給し転写できる酸素イオンが比較的多く含まれている。また、りん酸亜鉛カルシウム皮膜25は、この皮膜25組成の性質上柔らかく、化成処理反応も緩やかで皮膜25の形成の際の寸法変化も少ないという特徴がある。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as said 1st embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted. The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the inner peripheral surface of the slot 13 is covered with a zinc calcium phosphate film 25 which is a phosphate.
FIG. 8 is a partial vertical cross-sectional enlarged view of the rotor 3. The zinc calcium phosphate coating 25 that is a phosphate is formed by chemical conversion of the inner peripheral surface of the slot 13. The main components of zinc calcium phosphate are scholzeite (CaZn 2 (PO 4 ) 2 .2H 2 O) and hopite (Zn 3 (PO 4 ) 2 .4H 2 O), as in the third embodiment, The composition contains a relatively large amount of oxygen ions that can be supplied and transferred to molten aluminum. Further, the zinc calcium phosphate coating 25 is characterized in that it is soft in terms of the composition of the coating 25, has a slow chemical conversion reaction, and has little dimensional change when the coating 25 is formed.

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。
第一乃至第四の実施形態のかご形誘導電動機1の回転子3は全閉形に適用して説明したが、開放形或いは半開形にしてもよい。
本発明を、第一乃至第四の実施形態において、かご形誘導電動機1に適用して説明したが、これに限ることはなく、かご形誘導発電機にも適用可能である。
本発明を、第一乃至第四の実施形態において、アルミダイキャスト工程を適用して説明したが、これに限ることはなく、アルミ化合物、銅、又は銅化合物のダイキャスト工程にも適用可能である。アルミ化合物ダイキャスト工程を行った場合は絶縁層として酸化アルミニウムが生成され、銅、又は銅化合物のダイキャスト工程を行った場合は絶縁層として酸化銅(CuO、CuO)が生成される。
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and the following modifications and expansions are possible.
Although the rotor 3 of the squirrel-cage induction motor 1 of the first to fourth embodiments has been described as being applied to a fully closed type, it may be an open type or a semi-open type.
In the first to fourth embodiments, the present invention has been described as applied to the squirrel-cage induction motor 1. However, the present invention is not limited to this and can also be applied to a squirrel-cage induction generator.
In the first to fourth embodiments, the present invention has been described by applying an aluminum die casting process. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to an aluminum compound, copper, or a copper compound die casting process. is there. When the aluminum compound die casting process is performed, aluminum oxide is generated as an insulating layer, and when copper or a copper compound die casting process is performed, copper oxide (CuO, Cu 2 O) is generated as an insulating layer.

第一の実施形態の回転子3は、回転子鉄心7に回転軸9を取付けた後、ダイキャスト工程を行って回転子導体15、短絡環10及び冷却フィン11を形成させてもよい。
本発明は、二重かご形回転子以上のかご形回転子にも適用できる。
その他、上記した構成部品の数、寸法及び材料等について、適宜変更することができる。
In the rotor 3 of the first embodiment, the rotor conductor 15, the short-circuit ring 10, and the cooling fins 11 may be formed by performing a die casting process after attaching the rotating shaft 9 to the rotor core 7.
The present invention can also be applied to a squirrel-cage rotor of a double squirrel-cage rotor or more.
In addition, the number, dimensions, materials, and the like of the above-described components can be changed as appropriate.

本発明の第一の実施形態の回転子の部分縦断面拡大図The partial longitudinal cross-section enlarged view of the rotor of 1st embodiment of this invention 回転子鉄心の外周部の部分拡大図Partial enlarged view of the outer periphery of the rotor core アルミダイキャストに用いる金型の縦断面図Vertical section of mold used for aluminum die-casting 回転子の部分破断斜視図Partially broken perspective view of rotor かご形誘導電動機の正面断面図Front sectional view of squirrel-cage induction motor 本発明の第二の実施形態の回転子の部分縦断面拡大図The partial longitudinal cross-section enlarged view of the rotor of 2nd embodiment of this invention 本発明の第三の実施形態の回転子の部分縦断面拡大図The partial longitudinal cross-section enlarged view of the rotor of 3rd embodiment of this invention 本発明の第四の実施形態の回転子の部分縦断面拡大図Partial longitudinal cross-sectional enlarged view of the rotor of 4th embodiment of this invention

符号の説明Explanation of symbols

図面中、1はかご形誘導電動機(誘導機)、3は回転子、7は回転子鉄心、7aは珪素鋼板、13はスロット、14は四酸化三鉄(含有層)、15は回転子導体、22は酸化アルミニウム層(絶縁層)、23は鉄さび(含有層)、24はりん酸マンガン皮膜(含有層)、25はりん酸亜鉛カルシウム被膜(含有層)を示す。   In the drawings, 1 is a squirrel-cage induction motor (induction machine), 3 is a rotor, 7 is a rotor core, 7a is a silicon steel plate, 13 is a slot, 14 is triiron tetroxide (containing layer), and 15 is a rotor conductor. , 22 is an aluminum oxide layer (insulating layer), 23 is an iron rust (containing layer), 24 is a manganese phosphate coating (containing layer), and 25 is a zinc calcium phosphate coating (containing layer).

Claims (9)

外周部に複数のスロットを形成した回転子鉄心と、
前記スロットの内周面にこれを覆うように形成した酸素イオンを含有する含有層と、
導体溶融金属が前記スロットに供給されて形成された複数の回転子導体と、
前記回転子鉄心と前記回転子導体との間に、前記導体溶融金属に前記含有層から酸素イオンが転写されて生成された金属酸化物からなる絶縁層とを有し、
前記含有層は、前記転写により前記絶縁層の生成が可能な酸素イオンを含有する四酸化三鉄皮膜からなる鉄さび層であることを特徴とする誘導機用回転子。
A rotor core having a plurality of slots formed on the outer periphery;
A containing layer containing oxygen ions formed to cover the inner peripheral surface of the slot;
A plurality of rotor conductors formed by supplying conductor molten metal to the slots;
Between the rotor core and the rotor conductor, the oxygen ions from the layer containing the conductive molten metal is closed and an insulating layer made of a metal oxide produced is transferred,
The induction machine rotor , wherein the inclusion layer is an iron rust layer made of a triiron tetroxide film containing oxygen ions capable of generating the insulating layer by the transfer .
外周部に複数のスロットを形成した回転子鉄心と、
前記スロットの内周面にこれを覆うように形成した酸素イオンを含有する含有層と、
導体溶融金属が前記スロットに供給されて形成された複数の回転子導体と、
前記回転子鉄心と前記回転子導体との間に、前記導体溶融金属に前記含有層から酸素イオンが転写されて生成された金属酸化物からなる絶縁層とを有し、
前記含有層は、前記回転子鉄心を水蒸気と酸素との混合ガスで処理することにより形成され、前記転写による前記絶縁層の生成が可能な酸素イオンを含有する四酸化三鉄皮膜からなる鉄さび層であることを特徴とする誘導機用回転子。
A rotor core having a plurality of slots formed on the outer periphery;
A containing layer containing oxygen ions formed to cover the inner peripheral surface of the slot;
A plurality of rotor conductors formed by supplying conductor molten metal to the slots;
Between the rotor core and the rotor conductor, an insulating layer made of a metal oxide generated by transferring oxygen ions from the containing layer to the conductor molten metal,
The containing layer is formed by treating the rotor core with a mixed gas of water vapor and oxygen, and an iron rust layer made of a triiron tetraoxide film containing oxygen ions capable of generating the insulating layer by the transfer. A rotor for induction machines , characterized in that
外周部に複数のスロットを形成した回転子鉄心と、
前記スロットの内周面にこれを覆うように形成した酸素イオンを含有する含有層と、
導体溶融金属が前記スロットに供給されて形成された複数の回転子導体と、
前記回転子鉄心と前記回転子導体との間に、前記導体溶融金属に前記含有層から酸素イオンが転写されて生成された金属酸化物からなる絶縁層とを有し、
前記含有層は、前記回転子鉄心を苛性ソーダの水溶液中に浸漬する処理により形成され、前記転写による前記絶縁層の生成が可能な酸素イオンを含有する四酸化三鉄皮膜からなる鉄さび層であることを特徴とする誘導機用回転子。
A rotor core having a plurality of slots formed on the outer periphery;
A containing layer containing oxygen ions formed to cover the inner peripheral surface of the slot;
A plurality of rotor conductors formed by supplying conductor molten metal to the slots;
Between the rotor core and the rotor conductor, an insulating layer made of a metal oxide generated by transferring oxygen ions from the containing layer to the conductor molten metal,
The inclusion layer is an iron rust layer formed by a process of immersing the rotor core in an aqueous solution of caustic soda and comprising a triiron tetroxide film containing oxygen ions capable of generating the insulating layer by the transfer. A rotor for induction machines characterized by
外周部に複数のスロットを形成した回転子鉄心と、
前記スロットの内周面にこれを覆うように形成した酸素イオンを含有する含有層と、
導体溶融金属が前記スロットに供給されて形成された複数の回転子導体と、
前記回転子鉄心と前記回転子導体との間に、前記導体溶融金属に前記含有層から酸素イオンが転写されて生成された金属酸化物からなる絶縁層とを有し、
前記含有層は、前記転写による前記絶縁層の生成が可能な酸素イオンを含有する化成処理皮膜層であって、りん酸亜鉛カルシウム皮膜からなる層であることを特徴とする誘導機用回転子。
A rotor core having a plurality of slots formed on the outer periphery;
A containing layer containing oxygen ions formed to cover the inner peripheral surface of the slot;
A plurality of rotor conductors formed by supplying conductor molten metal to the slots;
Between the rotor core and the rotor conductor, an insulating layer made of a metal oxide generated by transferring oxygen ions from the containing layer to the conductor molten metal,
The induction machine rotor , wherein the inclusion layer is a chemical conversion coating layer containing oxygen ions capable of generating the insulating layer by the transfer, and is a layer formed of a zinc calcium phosphate coating .
請求項1ないし4の何れかに記載の誘導機用回転子を用いたことを特徴とする誘導機 An induction machine using the induction machine rotor according to any one of claims 1 to 4 . 外周部に複数のスロットを形成した回転子鉄心を有する誘導機用回転子の製造方法において、In the method of manufacturing a rotor for an induction machine having a rotor core having a plurality of slots formed on the outer periphery,
前記スロットの内周面にこれを覆うように酸素イオンの含有層を形成し、導体溶融金属を前記スロットに流し込み回転子導体を形成するとともに前記含有層から前記導体溶融金属に酸素イオンが転写されて前記回転子鉄心と前記回転子導体との間に金属酸化物からなる絶縁層を生成し、A layer containing oxygen ions is formed on the inner peripheral surface of the slot so as to cover it, and a molten metal is poured into the slot to form a rotor conductor, and oxygen ions are transferred from the containing layer to the molten metal. Generating an insulating layer made of a metal oxide between the rotor core and the rotor conductor;
前記含有層は、前記転写による前記絶縁層の生成が可能な酸素イオンを含有する四酸化三鉄皮膜からなる鉄さび層であることを特徴とする誘導機用回転子の製造方法。The method for manufacturing a rotor for an induction machine, wherein the containing layer is an iron rust layer made of a triiron tetroxide film containing oxygen ions capable of generating the insulating layer by the transfer.
外周部に複数のスロットを形成した回転子鉄心を有する誘導機用回転子の製造方法において、In the method of manufacturing a rotor for an induction machine having a rotor core having a plurality of slots formed on the outer periphery,
前記スロットの内周面にこれを覆うように酸素イオンの含有層を形成し、導体溶融金属を前記スロットに流し込み回転子導体を形成するとともに前記含有層から前記導体溶融金属に酸素イオンが転写されて前記回転子鉄心と前記回転子導体との間に金属酸化物からなる絶縁層を生成し、A layer containing oxygen ions is formed on the inner peripheral surface of the slot so as to cover it, and a molten metal is poured into the slot to form a rotor conductor, and oxygen ions are transferred from the containing layer to the molten metal. Generating an insulating layer made of a metal oxide between the rotor core and the rotor conductor;
前記含有層は、前記回転子鉄心を水蒸気と酸素との混合ガスで処理することにより形成され、前記転写による前記絶縁層の生成が可能な酸素イオンを含有する四酸化三鉄皮膜からなる鉄さび層であることを特徴とする誘導機用回転子の製造方法。The containing layer is formed by treating the rotor core with a mixed gas of water vapor and oxygen, and an iron rust layer made of a triiron tetraoxide film containing oxygen ions capable of generating the insulating layer by the transfer. A method for manufacturing a rotor for an induction machine, characterized in that:
外周部に複数のスロットを形成した回転子鉄心を有する誘導機用回転子の製造方法において、
前記スロットの内周面にこれを覆うように酸素イオンの含有層を形成し、導体溶融金属を前記スロットに流し込み回転子導体を形成するとともに前記含有層から前記導体溶融金属に酸素イオンが転写されて前記回転子鉄心と前記回転子導体との間に金属酸化物からなる絶縁層を生成し、
前記含有層は、前記回転子鉄心を苛性ソーダの水溶液中に浸漬する処理により形成され、前記転写による前記絶縁層の生成が可能な酸素イオンを含有する四酸化三鉄皮膜からなる鉄さび層であることを特徴とする誘導機用回転子の製造方法。
In the method of manufacturing a rotor for an induction machine having a rotor core having a plurality of slots formed on the outer periphery,
A layer containing oxygen ions is formed on the inner peripheral surface of the slot so as to cover it, and a molten metal is poured into the slot to form a rotor conductor, and oxygen ions are transferred from the containing layer to the molten metal. Generating an insulating layer made of a metal oxide between the rotor core and the rotor conductor ;
The inclusion layer is an iron rust layer formed by a process of immersing the rotor core in an aqueous solution of caustic soda and comprising a triiron tetroxide film containing oxygen ions capable of generating the insulating layer by the transfer. A method of manufacturing a rotor for induction machines, characterized by
外周部に複数のスロットを形成した回転子鉄心を有する誘導機用回転子の製造方法において、
前記スロットの内周面にこれを覆うように酸素イオンの含有層を形成し、導体溶融金属を前記スロットに流し込み回転子導体を形成するとともに前記含有層から前記導体溶融金属に酸素イオンが転写されて前記回転子鉄心と前記回転子導体との間に金属酸化物からなる絶縁層を生成し、
前記含有層は、前記転写による前記絶縁層の生成が可能な酸素イオンを含有する化成処理皮膜層であって、りん酸亜鉛カルシウム皮膜からなる層であることを特徴とする誘導機用回転子の製造方法。
In the method of manufacturing a rotor for an induction machine having a rotor core having a plurality of slots formed on the outer periphery,
A layer containing oxygen ions is formed on the inner peripheral surface of the slot so as to cover it, and a molten metal is poured into the slot to form a rotor conductor, and oxygen ions are transferred from the containing layer to the molten metal. Generating an insulating layer made of a metal oxide between the rotor core and the rotor conductor;
The induction layer is a chemical conversion film layer containing oxygen ions capable of generating the insulating layer by the transfer, and is a layer formed of a zinc calcium phosphate film . Production method.
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