專利名稱：鼠籠形轉子的制造方法及鼠籠形轉子的制作方法
技術領域：
本發明涉及在具有多個切槽的轉子鐵心上設置由導體桿和端環組成的鼠籠形導體的鼠籠形轉子的制造方法及鼠籠形轉子。
在制造感應電動機中所用的鼠籠形轉子時，是把硅鋼片層疊構成轉子鐵心后，通過對該轉子鐵心進行鋁壓鑄成形而在轉子鐵心上設置鼠籠形導體。具體地說，是把轉子鐵心置于金屬模內，然后注入熔融氧化鋁，一體形成配置在轉子鐵心外周部的多個切槽內的導體桿及配置在轉子鐵心兩端面部的端環。
然而，在采用上述制造方法時，由于是通過壓鑄成形形成鼠籠形導體(導體桿及端環)的，故鋁的熔化爐及壓鑄用的金屬模溫度很高，從而使作業現場形成高溫。同時，還必須花費時間等待熔化爐升溫，導致工作效率低。而且需要實行切斷澆注口的工序、以及冷卻轉子鐵心的工序，造成工序數多。另外，由于難以穩定熔融氧化鋁的流動性，有時導體桿或2個端環會產生氣孔，引起質量惡化。從而導致二次電阻或旋轉平衡發生變動，使特性惡化。
本發明的目的在于，提供一種能改善作業環境、提高工作效率、簡化工序，從而提高制造作業性，同時可防止二次電阻或旋轉平衡變動等特性惡化事件發生的鼠籠形轉子的制造方法及鼠籠形轉子。
本發明的技術方案是一種鼠籠形轉子的制造方法，是在具有多個切槽的轉子鐵心上設置鼠籠形導體、且該鼠籠形導體具有配置在所述各切槽內的導體桿和把這些導體桿的兩端部分別在所述轉子鐵心的兩端面連接成環狀的2個端環，其特征在于，還具有在所述轉子鐵心的兩端面通過使用鍛造模對鍛造材料加壓并使其產生塑性變形，而形成所述鼠籠形導體的工序。
采用上述技術方案時，通過在轉子鐵心上對鍛造材料進行鍛造，可一體形成鼠籠形導體，而不需要經過鋁壓鑄成形。從而可以消除由鋁壓鑄成形而導致的各種問題。
在上述制造方法中，鍛造模具有承模和壓模，承模具有容納轉子鐵心的一端面并與一方的端環對應的第1環狀凹部，壓模則隨著相對于轉子鐵心的另一端面的移動而形成與另一方的端環對應的第2環狀凹部，而且，在把轉子鐵心的一端置于承模內的同時把鍛造材料置于轉子鐵心的另一端，并使壓模相對轉子鐵心的另一端面而移動，則壓模對鍛造材料加壓，使其發生塑性變形。這樣，通過壓模的加壓而把鍛造材料從轉子鐵心的切槽壓入第1環狀凹部。并且由于構成了由承模的環狀凹部、轉子鐵心的各切槽及壓模的環狀凹部連貫而成的型腔，鍛造材料在上述型腔內發生塑性變形，并充填型腔內。結果，形成具有一體化的多根導體桿和2個端環的鼠籠形導體。在這種場合，也不需經過鋁的壓鑄成形。
又，鍛造模也可以是具有第1壓模和第2壓模，第1壓模隨著相對于轉子鐵心一端面的移動而形成與一方的端環對應的第1環狀凹部，第2壓模則隨著相對于所述轉子鐵心的另一端面的移動而形成與另一方的端環對應的第2環狀凹部，而且，當在轉子鐵心的一端面和另一端面分別放置鍛造材料，并使第1壓模及第2壓模相對轉子鐵心的一端面及另一端面而移動，鍛造材料即被加壓并發生塑性變形。由此而把兩方的鍛造材料壓入轉子鐵心的切槽內，其中一方的鍛造材料充填第1環狀凹部內及切槽內的一側，另一方的鍛造材料充填第2環狀凹部內及切槽內的另外一側。結果，不需經過鋁的壓鑄成形，即可形成具有一體化的多根導體桿和2個端環的鼠籠形導體。
另外，最好在形成鼠籠形導體后，通過向該鼠籠形導體供給電源，使鼠籠形導體上的鍛造材料接合部發熱并融合。采用這樣的構造時，因減少了導體桿的電阻變動，可提高轉子的特性。又，最好在鍛造材料上形成與轉子鐵心的切槽嵌合的嵌合凸部。采用這樣的構造時，因可以通過把鍛造材料的嵌合凸部與轉子鐵心的切槽嵌合，使鍛造材料相對轉子鐵心而定位，故可防止鍛造材料受擠壓時發生移位，并可縮短鍛造距離。另外，最好是在鍛造材料上與各切槽對應形成用壓模擠壓的擠壓凸部。這樣，在對鍛造材料進行鍛造時，由于擠壓力集中作用于鍛造材料的凸部，可用較小的擠壓力進行鍛造。
又，最好在用壓模擠壓鍛造材料并壓入切槽后，至少進行一次擠壓新的鍛造材料并將其壓入切槽的動作，由此使鍛造材料充填切槽。采用這樣的構造時，即使對于軸向尺寸大的切槽，也可用較小的擠壓力使鍛造材料可靠地充填。另外，也可以通過具有凸部的壓模擠壓鍛造材料，在鍛造材料上形成凹部后，鍛造新的鍛造材料并用新的鍛造材料填沒上述凹部。這樣一來，新的鍛造材料容易與先前壓入的鍛造材料溶為一體。
另外，最好是鍛造模具有承模和壓模，承模具有容納轉子鐵心的一端面并與一方的端環對應的第1環狀凹部，壓模則隨著相對于轉子鐵心另一端面的移動而形成與另一方的端環對應的第2環狀凹部，而且，在轉子鐵心的各切槽內容納長度長于該切槽的棒狀鍛造材料，同時在容納這些棒狀鍛造材料的狀態下把轉子鐵心的一端面置于承模內后，使壓模相對轉子鐵心的另一端面而移動，對各棒狀鍛造材料加壓，使其發生塑性變形，由此而使鍛造材料充填各切槽內及兩環狀凹部內而形成鼠籠形導體。這樣一來，由于構成了由承模的環狀凹部、轉子鐵心的各切槽及壓模的環狀凹部連貫而成的型腔，鍛造材料因壓模的加壓而在該型腔內發生塑性變形，形成金屬材料充填于型腔內的狀態，結果便形成具有一體化的多根導體桿和2個端環的鼠籠形導體。另外，在這種場合，由于棒狀鍛造材料是預先容納于切槽內的，故棒狀鍛造材料中構成導體桿的部分不需要太多的變形量，只要使棒狀鍛造材料中的兩端部發生塑性變形即可，可以較小的加壓力進行穩定的加工。
本發明的又一技術方案是一種鼠籠形轉子，包括具有多個切槽的轉子鐵心、在所述各切槽內把鍛造材料加壓充填后形成的導體桿、在所述轉子鐵心的兩端面把所述鍛造材料加壓充填后形成的2個端環。
本發明的又一技術方案是一種鼠籠形轉子，包括具有多個切槽的轉子鐵心、把長度長于所述各切槽的鍛造材料容納于各切槽內后進行加壓充填而形成的導體桿、在所述轉子鐵心的兩端面把從所述切槽露出的所述各棒狀鍛造材料的兩端部分加壓后結合成環狀的2個端環。
以下是對附圖的簡單說明。


圖1是本發明第1實施例的金屬模剖視圖(表示導體桿及2個端環的鍛造狀態)。
圖2是表示轉子鐵心放置狀態的圖1的對應圖。
圖3A和圖3B是表示轉子鐵心的視圖。
圖4是本發明第2實施例的金屬模要部放大剖視圖。
圖5是表示嵌合凸部與切槽嵌合狀態的剖視圖。
圖6是表示本發明第3實施例的圖1的對應圖。
圖7是圖2的對應圖。
圖8是表示將鍛造材料接合面融合的原理的視圖。
圖9是表示本發明第4實施例的圖4的對應圖。
圖10是表示本發明第5實施例的圖4的對應圖。
圖11A、B、C是表示本發明第6實施例的圖4的對應圖(A表示轉子鐵心的放置狀態，B表示補充新鍛造材料時的狀態，C表示鍛造導體桿及2個端環的狀態)。
圖12是表示本發明第7實施例的圖1的對應圖。
圖13是圖2的對應圖。
以下結合圖1至圖3說明本發明的第1實施例。首先，在圖2中，鍛造模1主要是由相當于承模的下模2和相當于壓模的上模3及中間模4構成，其詳細構造如下。在下模2的中央部形成轉子鐵心容納部2a。該轉子鐵心容納部2a用于容納鼠籠形轉子5(見圖1)的轉子鐵心6的下半部。該轉子鐵心6如圖3(A)所示，是將多塊磁性鋼板(硅鋼板)在軸方向層疊而成。另外，如圖3(B)所示，轉子鐵心6的中心部形成供圖中未示的旋轉軸插入的中心孔6b，同時在其外周部等間隔地形成多個、譬如8個切槽6a。這些切槽6a經過扭斜。另外，在上述下模2的轉子鐵心容納部2a的底面，形成與鼠籠形轉子5的鼠籠形導體A的一方的端環13(圖1中下側的端環)對應的第1環狀凹部2b。又如圖2所示，在下模2的上面外周部，立著多根導柱7。
另一方面，上模3受圖中未示的油缸驅動而在上下方向移動，在其下面設有與鼠籠形導體A的另一方端環14(圖1中上側的端環)對應的圓環狀凸部3a(以下稱沖頭3a)。在上模3的中心部形成下部為大直徑的階梯形導孔3b。在上模3的下面外周部則形成供上述導柱7貫通的下部為大直徑的階梯形孔3c。由此而使上模3支撐于導柱7且可在上下方向(接觸脫離轉子鐵心6的方向)移動。
另外，中間模4由呈圓環狀的外可動模4a和呈圓塊狀的內可動模4b構成。該外可動模4a具有容納轉子鐵心6的上端部外周邊緣部的階梯部4c，同時內周面部與上模3的沖頭3a的外周嵌合。而且外可動模4a被導柱7貫通支撐，可上下移動。在這種場合，導柱7上在外可動模4a與下模2之間的位置插入壓縮螺旋彈簧8，在外可動模4a與上模3之間的位置插入壓縮螺旋彈簧9。另一方面，內可動模4b對應轉子鐵心6的上面部，同時其外周部與上模3的沖頭3a的內周嵌合。與內可動模4b的上面部形成一體的引導用軸部4d插入上模3的導孔3b，可上下移動，且形成向下的止拔狀態。在這種場合，引導用軸部4d在內可動模4b與上模3(導孔3b的大直徑部)之間的位置插入壓縮螺旋彈簧4e。
在這樣的構造中，一旦驅動油缸而使上模3向下方移動，則上模3和中間模4(外可動模4a、內可動模4b)沿多根導柱7而下降。于是，如圖1所示，外可動模4a及內可動模4b與轉子鐵心6的上部卡合，轉子鐵心6被保持在外可動模4a及內可動模4b與下模2之間。然后，中間模4的下降動作停止，上模3相對中間模4及下模2而下降。這樣，上模3的沖頭3a便進入外可動模4a與內可動模4b之間的空間部內，如圖1所示，一旦上模3與中間模4對接而停止下降，便在沖頭3a的下面與轉子鐵心6的上面之間形成第2環狀凹部11。即，由上模3、外可動模4a及內可動模4b構成與轉子鐵心6的上側端環14對應的第2環狀凹部11。在這種場合，如圖2所示，為了形成上述第2環狀凹部11，上模3的沖頭3a的高度尺寸h設定得小于外可動模4a和內可動模4b之間的空間部深度尺寸d。
以下說明用上述構造的鍛造模1制造鼠籠形轉子5的方法。首先，如圖2所示，把轉子鐵心6容納于下模2的轉子鐵心容納部2a內，同時在轉子鐵心6的上面放置呈圓環狀的鍛造材料10。在這種場合，鍛造材料10由譬如純度為100％(99％或99.9％亦可)的鋁形成。
在上述的放置狀態下，使油缸工作，使上模3下降。這樣一來，由于多根壓縮螺旋彈簧8發生壓縮，上模3及中間模4(外可動模4a、內可動模4b)相對下模2而下降。于是中間模4的外可動模4a和內可動模4b之間的空間部與鍛造材料10嵌合，并通過中間模4將鍛造材料10定位保持。接著，由于外可動模4a的階梯部4c與轉子鐵心6的上端面邊緣部嵌合，外可動模4a(中間模4)停止下降，轉子鐵心6保持在中間模4和下模2之間。
另外，一旦中間模4停止下降，則多根壓縮螺旋彈簧9發生壓縮，上模3相對中間模4而下降。這樣一來，如圖1所示，上模3的沖頭3a進入中間模4的外可動模4a和內可動模4b之間的空間部內，對鍛造材料10加壓。于是鍛造材料10發生塑性變形，從第2環狀凹部11經過轉子鐵心6的各切槽6a而壓入第1環狀凹部2b內。然后，一旦上模3與中間模4(外可動模4a、內可動模4b)對接而停止下降，鍛造材料10即充填于第1環狀凹部2b、各切槽6a及第2環狀凹部11內。充填于各切槽6a的鍛造材料10即形成鼠籠形導體A的導體桿12，充填于第1環狀凹部2b的鍛造材料10則形成把導體桿12的下端部相互間連接成環狀的一方端環13，充填于第2環狀凹部11的鍛造材料10則形成把導體桿12的上端部相互間連接成環狀的另一方端環14。這樣，由導體桿12及2個端環13、14構成的鼠籠形導體A即通過冷鍛形成，同時，與轉子鐵心6形成一體。一旦上述鼠籠形導體A(導體桿12及2個端環13、14)形成完畢，即進行開模。即，油缸停止工作，通過多個壓縮螺旋彈簧8及9的復原力使中間模4及上模3上升并恢復到原來位置后，從鍛造模1內取出在轉子鐵心6上一體設置鼠籠形導體A的鼠籠形轉子5。
在采用這種構造的本實施例時，在形成由導體桿12及2個端環13、14構成的鼠籠形導體A時，是用上模3擠壓鍛造材料10，并從轉子鐵心6的各切槽6a壓入第1環狀凹部2b，使鍛造材料10充填第1環狀凹部2b、各切槽6a及第2環狀凹部11內。故本實施例不需對導體桿及2個端環進行鋁壓鑄成形作業，從而不必使用鋁的熔化爐及壓鑄用金屬模，可保持作業現場的適宜溫度，改善作業環境。而且，不必花費時間等待熔化爐升溫，可提高工作效率。又，在上述實施例中，不需要實行切斷澆注口或冷卻轉子鐵心的工序，從而可減少工序數，簡化制造過程。又由于在上述實施例中不必管理熔化鋁的流動性，可防止導體桿12或2個端環13、14發生氣孔，可提高鼠籠形導體A的品質和穩定性。從而能可靠防止二次電阻變動或旋轉平衡變動之類的特性惡化發生。
以下結合圖4及圖5說明本發明的第2實施例。凡與上述第1實施例相同的構件均標以相同符號并省略說明，以下僅就不同構件加以說明。在鍛造材料10的下面，如圖4所示，形成向轉子鐵心6一側凸出的、與轉子鐵心6的各切槽6a對應的多個嵌合凸部10a(圖中僅示出1個)。這些嵌合凸部10a，如圖5所示，沿切槽6a的扭斜度而傾斜。另外，各嵌合凸部10a的長度設定得較短，以可插入切槽6a內為準。
在上述第2實施例中，在制造鼠籠形轉子5的場合，如圖4所示，是把鍛造材料10的各嵌合凸部10a與切槽6a嵌合，使鍛造材料10相對轉子鐵心6定位。并在這一狀態下用上模3的沖頭3a對鍛造材料10加壓，故可防止鍛造材料10移位。又由于在這種場合縮短了鍛造材料10的鍛造距離，故導體桿12及2個端環13、14(鼠籠形導體A)更容易鍛造。
在上述第1及第2實施例中，使用的是鋁構成的鍛造材料10，然而并不限于鋁，也可使用譬如銅等較柔軟的且導電性良好的金屬構成的鍛造材料。又，在上述第1及第2實施例中，是在使上模3下降的同時用上模3的沖頭3a對鍛造材料10加壓并使其發生塑性變形，當然也不限于這種方法。譬如也可以是隨著下模2的上升而用上模3的沖頭3a對鍛造材料10加壓等，只要使上模3相對轉子鐵心6的上面作相對移動即可。
以下結合圖6至圖8說明本發明的第3實施例。凡與上述第1實施例相同的構件均標以相同符號并省略說明，以下僅就不同構件加以說明。首先，在圖7中，鍛造模1主要由相當于第1壓模的下模16和相當于第2壓模的上模3、上側的中間模4、下側的中間模15構成，下面說明其詳細構造。
在下模16的上面，設有與鼠籠形導體A的端環13對應的圓環狀凸部16a(以下稱沖頭16a)。在下模16的中心部形成上部為大直徑的階梯形導孔16。在該下模16外周部的多個位置形成容納彈簧的凹部16c，這些凹部16c中分別立著多根導柱17。下側的中間模15由呈圓環狀的外可動模15a和呈圓塊狀的內可動模15b構成。該外可動模15a具有容納轉子鐵心6下端部外周邊緣部(端環13的外周)的階梯部15c，同時其內周部與下模16的沖頭16a的外周嵌合。外可動模15a被導柱17貫通且可上下移動。這時在導柱17上，在外可動模15a與下模16(凹部16c)之間的位置嵌插著螺旋彈簧18。內可動模15b容納轉子鐵心6的下面部(端環13的內周部)，同時與下模16的沖頭16a的內周嵌合。另外，與內可動部15b的下面部連為一體的引導用軸部15d可上下移動地插入導孔16b。這時在引導用軸部15d的外周部，在與下模16(導孔16b的大直徑部)之間的位置嵌插著螺旋彈簧15e。在這種場合，下模16的沖頭16a的高度尺寸h設定為小于中間模15的外可動模15a與內可動模15b之間的空間部深度尺寸d。這樣，一旦下模16與下側的中間模15對接，如圖6所示，即由下模16、外可動模15a及內可動模15b構成與端環13對應的第1環狀凹部21(見圖6)。
另外，在導柱17上，在上述下側中間模15與上側中間模4之間設有壓縮螺旋彈簧19。在上模3外周部的多個部位形成容納壓縮螺旋彈簧20的凹部3d。上述壓縮螺旋彈簧20設在導柱17上的上側中間模4與上模3(凹部3d)之間。
以下說明在上述實施例中制造鼠籠形轉子5的方法。如圖7所示，這種場合首先在下側的中間模15的外可動模15a的階梯部15c放置容納轉子鐵心6的下端部。同時在下模16的沖頭16a的上面及轉子鐵心6的上面放置環狀鍛造材料22、22。這里的各鍛造材料22是與第1實施例的鍛造材料10相同的金屬，但其軸向的厚度小于該鍛造材料10。在如上述那樣放置后，使油缸工作并使上模3及上側的中間模4下降。此時多個壓縮螺旋彈簧19立即發生壓縮，上模3及上側的中間模4下降，該中間模4的外可動模4a的階梯部4c與轉子鐵心6的上部嵌合。這樣一來，多個壓縮螺旋彈簧20及18發生壓縮，在用中間模4及中間模15保持轉子鐵心6的狀態下，上模3及中間模4、15下降。
一旦上模3及中間模4、15下降，如圖6所示，上模3的沖頭3a進入上側的中間模4的外可動模4a與內可動模4b之間的空間部內，并對上側的鍛造材料22加壓，使其發生塑性變形。于是，鍛造材料22從第2環狀凹部11被壓入到轉子鐵心6的各切槽6a內。與此同時，下模6的沖頭16a進入下側的中間模15的外可動模15a與內可動模15b之間的空間部內，并對下側的鍛造材料22加壓，使其發生塑性變形。于是，鍛造材料22從第1環狀凹部21被壓入到轉子鐵心6的各切槽6a內。然后，當上模3與上側的中間模4對接并停止下降時，上側的鍛造材料22充填各切槽6a的上半部分及第2環狀凹部11內。與此同時，當下側的中間模15與下模16對接并停止下降時，下側的鍛造材料22充填各切槽6a的下半部分及第1環狀凹部21內。而且，充填于各切槽6a的鍛造材料22、22形成導體桿12，充填于第1環狀凹部21的鍛造材料22形成下側的端環13，充填于第2環狀凹部11的鍛造材料22形成上側的端環14。
一旦導體桿12及2個端環13、14(鼠籠形導體A)形成完畢，即進行開模。即，使油缸停止工作，利用多個壓縮螺旋彈簧18-20的復原力使中間模4、15及上模3上升并恢復到原來位置，從鍛造模1取出轉子鐵心6(鼠籠形轉子5)。接著，如圖8所示，把電極23、24與2個端環13、14連接，從電源電路25向導體桿12供給高頻電源(例如幾百Hz的高頻)。于是在導體桿12上的2個鍛造材料22的接合部(接合面)發生焦耳熱，利用該熱量將接合部焊接(電阻焊)。另外，在實行上述電阻焊時，最好是把鼠籠形轉子5容納在譬如鍛造模1內，通過上模3及下模16對導體桿12上的鍛造材料22的接合部加壓。采用這樣的構造時，可更好地對鍛造材料22的接合部進行焊接。
由此可見，采用上述的第3實施例時也可得到與第1實施例相同的作用效果。特別是第3實施例在形成鼠籠形導體A時，是用上模3及下模16對鍛造材料22、22加壓并壓入轉子鐵心6的各切槽6a，由此使鍛造材料22、22充填于第1環狀凹部21、各切槽6a及第2環狀凹部11內，故各鍛造材料22的鍛造距離可縮短到切槽6a的軸向長度的一半。從而使導體桿12更容易鍛造。另外，與第1實施例不同，不必把鍛造材料22從轉子鐵心6的上側壓入轉子鐵心6下側的第1環狀凹部21內，故第1端環13更容易鍛造。又，由于是在向導體桿12供給電源的同時把導體桿12上2個鍛造材料22的接合部焊接，故可減輕二次電阻的變動。從而可提高鼠籠形轉子5的特性。
另外，在上述第3實施例中實行的鍛造材料接合部的焊接(電阻焊)作業在所述的第1及第2實施例中也可實行。在這種場合，是在下側的端環13一側存在鍛造材料的接合部，故要對該接合部進行焊接。
下面結合圖9說明本發明第4實施例。凡與上述第3實施例相同的構件均標以相同符號并省略說明，而只就不同構件說明。在第4實施例中，在2個鍛造材料22上形成向背離轉子鐵心6的方向凸出且與轉子鐵心6的各切槽6a對應的多個擠壓凸部22a。這些擠壓凸部22a形成與切槽6a大致相同直徑的圓柱狀，并沿切槽6a的扭斜度而傾斜。
在上述實施例中，在制造鼠籠形轉子5時，用上模3的沖頭3a及下模16的沖頭16a對各鍛造材料22的擠壓凸部22a加壓并使其發生塑性變形。這時，由于沖頭3a、16a的擠壓力集中作用于各鍛造材料22的擠壓凸部22a，故用較小的擠壓力即可把各擠壓凸部22a壓入切槽6a內。使導體桿12及2個端環13、14更容易鍛造。
另外，在上述第4實施例中，在把鍛造材料22、22從轉子鐵心6的上下兩側充填到切槽6a內的場合，是在各鍛造材料22上形成擠壓凸部22a，然而并不限于這一種方法，例如在如第1實施例那樣把鍛造材料10從轉子鐵心6的一側充填到切槽6a內的場合，可在該鍛造材料10上形成向背離轉子鐵心6的方向(即背離沖頭3a的方向)凸出的擠壓凸部。
以下結合圖10說明本發明的第5實施例。凡與上述第4實施例相同的構件均標以相同符號并省略說明，而只就不同構件加以說明。在各鍛造材料22上形成多個向轉子鐵心6的方向凸出且與轉子鐵心6的各切槽6a對應的嵌合凸部22b。這些嵌合凸部22b沿切槽6a的扭斜度而傾斜。各嵌合凸部22b的長度設定得較短，以能插入切槽6a內為準。
在上述實施例中，在制造鼠籠形轉子5時，把上側的鍛造材料22的各嵌合凸部22b從轉子鐵心6的上面一側與切槽6a嵌合，把下側的鍛造材料22的各嵌合凸部22b從轉子鐵心6的下面一側與切槽6a嵌合，使兩鍛造材料22相對轉子鐵心6而定位。并且用上模3的沖頭3a及下模16的沖頭16a對各鍛造材料22的擠壓凸部22a加壓，使其發生塑性變形。從而使上側的鍛造材料22充填第2環狀凹部11及切槽6a的上半部內，下側的鍛造材料22充填第1環狀凹部21及切槽6a的下半部內。
在上述第5實施例中，也可得到與第4實施例相同的作用效果。特別是在第5實施例中，在擠壓各鍛造材料22時，由于沖頭3a及16a的擠壓力集中作用于各鍛造材料22的擠壓凸部22a，故可用較小的擠壓力進行鍛造，又，通過各鍛造材料22的各嵌合凸部22b可防止鍛造材料22移位，并可縮短鍛造距離。
另外，在上述第5實施例中，在把鍛造材料22、22從轉子鐵心6的上下兩側充填切槽6a內的場合，是在鍛造材料22上形成擠壓凸部22a及定位凸部22b，當然也可在如第1實施例那樣把鍛造材料10從轉子鐵心6的一側充填于切槽6a內的場合，在鍛造材料10上形成向轉子鐵心6的方向凸出的嵌合凸部及向背離轉子鐵心6的方向凸出的擠壓凸部。
以下結合圖11說明本發明的第6實施例。凡與上述第5實施例相同的構件均標以相同符號并省略說明，而只就不同構件加以說明。圖11(A)所示的鍛造模26除了在上模3的沖頭3a的下面及下模16的沖頭16a的上面形成多個凸部3e及16d(圖中各示出1個)外，其余構造均與第5實施例中的鍛造模1相同。這里，上述多個凸部3e及16d與轉子鐵心6的各切槽6a對應設置。
以下說明在上述第6實施例中制造鼠籠形轉子5的方法。首先，如圖11(A)所示，通過把各鍛造材料22的嵌合凸部22b與轉子鐵心6的切槽6a嵌合，把各鍛造材料22裝在轉子鐵心6上。在這樣的狀態下使鍛造模26的油缸工作，使上模3及中間模4、15下降，則上模3及下模16的沖頭3a、16a對上側及下側的鍛造材料22的擠壓凸部22a加壓并使其發生塑性變形。于是，如圖11(B)所示，在把鍛造材料22壓入切槽6a內的同時，沖頭3a的凸部3e及沖頭16a的凸部16d使各鍛造材料22的表面形成凹部22c。
然后，當把各鍛造材料22鍛造成圖11(B)所示的形態時，即對鍛造模26開模，取出轉子鐵心6及鍛造材料22，并把取出的轉子鐵心6及鍛造材料22裝于鍛造模1內。接著，如圖11(B)所示，在下模16的沖頭16a的上面及轉子鐵心6的上面放置環狀的新鍛造材料27、27。該鍛造材料27是用與鍛造材料22相同的金屬構成，并且比鍛造材料22(沖頭3a的下面部面積或沖頭16a的上面部面積)小一圈。
在圖11(B)所示的狀態下，一旦使鍛造模1的油缸工作，沖頭3a及16a即對2個鍛造材料27、27加壓并使其發生塑性變形，與此同時，把鍛造材料22、22壓入轉子鐵心6的切槽6a內。于是，如圖11(C)所示，鍛造材料22、27充填于各切槽6a及環狀凹部11、21內，形成導體桿12及2個端環13、14(鼠籠形導體A)。
如上所述，在上述第6實施例中，也能得到與第5實施例基本相同的作用效果。特別是采用第6實施例時，在對2個鍛造材料22加壓并壓入轉子鐵心6的切槽6a內后，通過1次對新的2個鍛造材料27加壓并使其發生塑性變形的作業，將鍛造材料22充填于切槽6a內。因此，即使對于軸向尺寸較大的切槽6a，也可用較小的擠壓力對鍛造材料22、27加壓并使其發生塑性變形，由此可將這些鍛造材料22、27充填于各切槽6a及環狀凹部11、21內，從而可用鍛造方法容易地形成導體桿12及2個端環13、14。又，在上述實施例中，是通過用具有凸部3e的上模3及具有凸部16d的下模16對鍛造材料22加壓，在各鍛造材料22上形成凹部22c后，再把新的鍛造材料27填入各凹部22c。因此，新的鍛造材料27容易與先前的鍛造材料22溶為一體，能可靠地防止新的鍛造材料27剝離，可提高質量。又，由于上模3的沖頭3a的凸部3e及下模16的沖頭16a的凸部16d是與轉子鐵心6的各切槽6a對應設置的，故在用沖頭3a、16a擠壓鍛造材料22時，擠壓力集中作用于鍛造材料22上與切槽6a對應的部分。從而，更容易把鍛造材料22壓入切槽6a內。
另外，在上述第6實施例中，上模3的沖頭3a的凸部3e及下模16的沖頭16a的凸部16d是對應各切槽6a設置的，然而并不限于此，各凸部也可以是例如凸出的環狀。又，在上述第6實施例中，使用的是環狀鍛造材料27，當然也不限于此，也可使用例如多個圓弧狀的鍛造材料。在這種場合，通過把圓弧狀鍛造材料在第1環狀凹部21及第2環狀凹部11內向徑向及周向壓延而鍛造端環13及14。還有，在上述第6實施例中，鍛造新鍛造材料27的動作只進行1次，當然也不限于此，當切槽6a的軸向尺寸更大時，可進行多次鍛造新鍛造材料27的動作，即，可以對多個鍛造材料27進行多次鍛造。
另外，在上述第6實施例中，采用的是從轉子鐵心6的上下兩側把鍛造材料22充填于切槽6a的方法，當然并不限于此，也可在如第1和第2實施例那樣把鍛造材料10從轉子鐵心6的一側充填于切槽6a的場合，至少進行1次鍛造新鍛造材料27的動作。
另外，在上述第3至第6實施例中，使用的是鋁構成的鍛造材料22、27，當然也不限于此，也可以使用銅等較柔軟且導電性良好的金屬構成的鍛造材料，或是使用鐵等較硬的導電性良好的金屬構成的鍛造材料。又，在上述第1至第6實施例中，是使用環狀鍛造材料10、22，當然也可使用例如多個圓弧狀鍛造材料。在這種場合，鍛造材料一邊在環狀凹部2b、21、11內向徑向及周向壓延一邊充填于切槽6a。
圖12和圖13是本發明的第7實施例，以下說明與第3實施例不同之處。凡與第3實施例相同的部分均標以相同符號。在第7實施例中，如圖13所示，是使用棒狀鍛造材料27代替鍛造材料22。該棒狀鍛造材料27是與鍛造材料22相同的金屬，呈圓棒狀，其直徑略小于轉子鐵心6的切槽6a內徑尺寸，其長度則長于切槽6a的長度。而且，上述棒狀鍛造材料27以其兩端部從轉子鐵心6的兩端面伸出大致相同長度的形態容納于各切槽6a內。如圖13所示，轉子鐵心6以容納棒狀鍛造材料27的狀態置于鍛造模1下側的中間模15上。
在這一狀態下，使鍛造模1的油缸工作并使上模3及上側的中間模4下降。這樣一來，多根壓縮螺旋彈簧19發生壓縮，上模3及上側的中間模4下降，該中間模4的外可動模4a的階梯部4c與轉子鐵心6的上部嵌合。于是多根壓縮螺旋彈簧20及18發生壓縮，在中間模4及中間模15之間保持轉子鐵心6，在這一狀態下，上模3及中間模4、15下降。一旦上模3及中間模4、15下降，如圖12所示，上模3的沖頭3a進入上側的中間模4的外可動模4a和內可動模4b之間的空間部內，對各棒狀鍛造材料27的上端部分加壓，使其發生塑性變形。由此將各棒狀鍛造材料27的上端部分在第2環狀凹部11內壓延。與此同時，下模16的沖頭16a進入下側的中間模15的外可動模15a與內可動模15b之間的空間部內，對棒狀鍛造材料27的下端部分加壓并使其發生塑性變形。由此將棒狀鍛造材料27的下端部分在第1環狀凹部21內壓延。然后，在上模3與上側的中間模4對接并停止下降的同時，下側的中間模15與下模16對接并停止下降，此時棒狀鍛造材料27充填第2環狀凹部11、切槽6a及第1環狀凹部21內。充填各切槽6a的鍛造材料27形成導體桿12，充填第1環狀凹部21的鍛造材料27形成下側的端環13，充填第2環狀凹部11的鍛造材料27形成上側的端環14。
一旦導體桿12及2個端環13、14(鼠籠形導體A)形成完畢，即進行開模，取出鼠籠形轉子5。接著，把電極與端環13、14連接，并向端環13、14供給高頻電源，使端環13、14上多個棒狀鍛造材料27的接合部(接合面)發生焦耳熱，將該接合部焊接(電阻焊)。另外，在實行上述電阻焊時，最好是把鼠籠形轉子5容納在譬如鍛造模1內，并對端環13、14上的鍛造材料27的接合部加壓。采用這樣的構造，可更好地進行鍛造材料27接合部的焊接。
如上所述，采用上述第7實施例也可得到與第3實施例相同的作用效果。特別是，第7實施例是預先把棒狀鍛造材料27容納于轉子鐵心6的切槽6a內，然后用鍛造模1對棒狀鍛造材料27的兩端部分加壓，使其發生塑性變形，由此而形成導體桿12及2個端環13、14(鼠籠形導體A)，故可用較小的擠壓(加壓)力進行穩定的鍛造加工。
另外，在上述第7實施例中，是在使轉子鐵心6扭斜后，在其各切槽6a內容納棒狀鍛造材料27的，當然也可在轉子鐵心6扭斜前把棒狀鍛造材料27容納于各切槽6a內，然后再使轉子鐵心6扭斜。采用這樣的構造時，更容易將棒狀鍛造材料27容納于各切槽6a內。
權利要求
1.一種鼠籠形轉子的制造方法，是在具有多個切槽的轉子鐵心上設置鼠籠形導體、且該鼠籠形導體具有配置在所述各切槽內的導體桿和把這些導體桿的兩端部分別在所述轉子鐵心的兩端面連接成環狀的2個端環，其特征在于，具有在所述轉子鐵心的兩端面通過使用鍛造模對鍛造材料加壓并使其產生塑性變形，而形成所述鼠籠形導體的工序。
2.根據權利要求1所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，鍛造模具有承模和壓模，承模具有容納轉子鐵心的一端面并與一方的端環對應的第1環狀凹部，壓模隨著相對于所述轉子鐵心的另一端面的移動而形成與另一方的端環對應的第2環狀凹部，而且還具有把所述轉子鐵心一端置于所述承模內的工序，把鍛造材料置于所述轉子鐵心另一端的工序，以及使所述壓模相對所述轉子鐵心另一端面而移動并對所述鍛造材料加壓而使其發生塑性變形、從而把該鍛造材料從所述切槽壓入所述第1環狀凹部并充填所述第1環狀凹部、所述切槽、所述第2環狀凹部內而形成鼠籠形導體的工序。
3.根據權利要求1所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，鍛造模具有第1壓模和第2壓模，第1壓模隨著相對于轉子鐵心一端面的移動而形成與一方端環對應的第1環狀凹部，第2壓模隨著相對于所述轉子鐵心另一端面的移動而形成與另一方端環對應的第2環狀凹部，而且，還具有在所述轉子鐵心的一端面及另一端面分別放置鍛造材料的工序，以及使所述第1壓模及所述第2壓模相對所述轉子鐵心的一端面及另一端面移動并對所述鍛造材料加壓而使其發生塑性變形、由此而把兩方的鍛造材料壓入所述切槽內、并在使一方的鍛造材料充填所述第1環狀凹部內及切槽內一側的同時使另一方的鍛造材料充填所述第2環狀凹部內及切槽內另外一側而形成所述鼠籠形導體的工序。
4.根據權利要求2所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，在形成鼠籠形導體后，通過向該鼠籠形導體供給電源，使一方端環上的鍛造材料接合部發熱并融合。
5.根據權利要求3所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，在形成鼠籠形導體后，通過向所述鼠籠形導體供給電源，使導體桿上的鍛造材料接合部發熱并融合。
6.根據權利要求2所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，在鍛造材料上形成與轉子鐵心的切槽嵌合的嵌合凸部。
7.根據權利要求3所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，在鍛造材料上形成與轉子鐵心的切槽嵌合的嵌合凸部。
8.根據權利要求2所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，在鍛造材料上與各切槽對應形成用壓模擠壓的擠壓凸部。
9.根據權利要求3所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，在鍛造材料上與各切槽對應形成用壓模擠壓的擠壓凸部。
10.根據權利要求2所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，在鍛造材料上與各切槽對應形成與轉子鐵心的切槽嵌合的嵌合凸部及用壓模擠壓的擠壓凸部。
11.根據權利要求3所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，在鍛造材料上與各切槽對應形成與轉子鐵心的切槽嵌合的嵌合凸部及用壓模擠壓的擠壓凸部。
12.根據權利要求2所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，在用壓模擠壓鍛造材料并壓入切槽后，至少進行一次擠壓新的鍛造材料并將其壓入所述切槽的動作，由此而使鍛造材料充填切槽。
13.根據權利要求3所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，在用壓模擠壓鍛造材料并壓入切槽后，至少進行一次擠壓新的鍛造材料并將其壓入所述切槽的動作，由此而使鍛造材料充填切槽。
14.根據權利要求12所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，用具有凸部的壓模進行鍛造材料的初次擠壓動作，在所述鍛造材料上形成凹部，并用新的鍛造材料填沒所述凹部。
15.根據權利要求13所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，用具有凸部的壓模進行鍛造材料的初次擠壓動作，在所述鍛造材料上形成凹部，并用新的鍛造材料填沒所述凹部。
16.根據權利要求1所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，鍛造模具有承模和壓模，承模具有容納轉子鐵心的一端面并與一方端環對應的第1環狀凹部，壓模隨著相對于所述轉子鐵心另一端面的移動而形成與另一方端環對應的第2環狀凹部，而且，還具有在所述轉子鐵心的各切槽內容納長度長于該切槽的棒狀鍛造材料的工序，在容納所述棒狀鍛造材料的狀態下把所述轉子鐵心的一端面置于所述承模的工序，以及使所述壓模相對所述轉子鐵心的另一端面而移動、并對所述各棒狀鍛造材料加壓、使其發生塑性變形、由此而使所述鍛造材料充填所述各切槽內及兩環狀凹部內而形成所述鼠籠形導體的工序。
17.根據權利要求16所述的鼠籠形轉子的制造方法，其特征在于，在形成鼠籠形導體后，通過向該鼠籠形導體供給電源而使2個端環上鍛造材料的接合部發熱并融合。
18.一種鼠籠形轉子，包括具有多個切槽的轉子鐵心、在所述各切槽內把鍛造材料加壓充填后形成的導體桿、在所述轉子鐵心的兩端面把所述鍛造材料加壓充填后形成的2個端環。
19.一種鼠籠形轉子，包括具有多個切槽的轉子鐵心、把長度長于所述各切槽的棒狀鍛造材料容納于所述各切槽內后進行加壓充填而形成的導體桿、在所述轉子鐵心的兩端面把從所述切槽露出的所述各棒狀鍛造材料的兩端部分加壓后結合成環狀的2個端環。
全文摘要
一種鼠籠形轉子的制造方法及鼠籠形轉子，是在具有多個切槽的轉子鐵心上設置鼠籠形導體，該鼠籠形導體具有配置在各切槽內的導體桿和把這些導體桿的兩端部分別在轉子鐵心的兩端面連接成環狀的2個端環，其特征在于，在所述轉子鐵心的兩端面使用鍛造模對鍛造材料加壓并使其產生塑性變形，由此而形成鼠籠形導體。本發明可改善作業環境、簡化工序、提高工作效率，并可避免發生產品特性惡化。
文檔編號H02K17/16GK1140354SQ9610680
公開日1997年1月15日 申請日期1996年6月10日 優先權日1995年6月15日
發明者志賀剛 申請人:東芝株式會社