专利名称：鼠笼形转子的制造方法及鼠笼形转子的制作方法
技术领域：
本发明涉及在具有多个切槽的转子铁心上设置由导体杆和端环组成的鼠笼形导体的鼠笼形转子的制造方法及鼠笼形转子。
在制造感应电动机中所用的鼠笼形转子时，是把硅钢片层叠构成转子铁心后，通过对该转子铁心进行铝压铸成形而在转子铁心上设置鼠笼形导体。具体地说，是把转子铁心置于金属模内，然后注入熔融氧化铝，一体形成配置在转子铁心外周部的多个切槽内的导体杆及配置在转子铁心两端面部的端环。
然而，在采用上述制造方法时，由于是通过压铸成形形成鼠笼形导体(导体杆及端环)的，故铝的熔化炉及压铸用的金属模温度很高，从而使作业现场形成高温。同时，还必须花费时间等待熔化炉升温，导致工作效率低。而且需要实行切断浇注口的工序、以及冷却转子铁心的工序，造成工序数多。另外，由于难以稳定熔融氧化铝的流动性，有时导体杆或2个端环会产生气孔，引起质量恶化。从而导致二次电阻或旋转平衡发生变动，使特性恶化。
本发明的目的在于，提供一种能改善作业环境、提高工作效率、简化工序，从而提高制造作业性，同时可防止二次电阻或旋转平衡变动等特性恶化事件发生的鼠笼形转子的制造方法及鼠笼形转子。
本发明的技术方案是一种鼠笼形转子的制造方法，是在具有多个切槽的转子铁心上设置鼠笼形导体、且该鼠笼形导体具有配置在所述各切槽内的导体杆和把这些导体杆的两端部分别在所述转子铁心的两端面连接成环状的2个端环，其特征在于，还具有在所述转子铁心的两端面通过使用锻造模对锻造材料加压并使其产生塑性变形，而形成所述鼠笼形导体的工序。
采用上述技术方案时，通过在转子铁心上对锻造材料进行锻造，可一体形成鼠笼形导体，而不需要经过铝压铸成形。从而可以消除由铝压铸成形而导致的各种问题。
在上述制造方法中，锻造模具有承模和压模，承模具有容纳转子铁心的一端面并与一方的端环对应的第1环状凹部，压模则随着相对于转子铁心的另一端面的移动而形成与另一方的端环对应的第2环状凹部，而且，在把转子铁心的一端置于承模内的同时把锻造材料置于转子铁心的另一端，并使压模相对转子铁心的另一端面而移动，则压模对锻造材料加压，使其发生塑性变形。这样，通过压模的加压而把锻造材料从转子铁心的切槽压入第1环状凹部。并且由于构成了由承模的环状凹部、转子铁心的各切槽及压模的环状凹部连贯而成的型腔，锻造材料在上述型腔内发生塑性变形，并充填型腔内。结果，形成具有一体化的多根导体杆和2个端环的鼠笼形导体。在这种场合，也不需经过铝的压铸成形。
又，锻造模也可以是具有第1压模和第2压模，第1压模随着相对于转子铁心一端面的移动而形成与一方的端环对应的第1环状凹部，第2压模则随着相对于所述转子铁心的另一端面的移动而形成与另一方的端环对应的第2环状凹部，而且，当在转子铁心的一端面和另一端面分别放置锻造材料，并使第1压模及第2压模相对转子铁心的一端面及另一端面而移动，锻造材料即被加压并发生塑性变形。由此而把两方的锻造材料压入转子铁心的切槽内，其中一方的锻造材料充填第1环状凹部内及切槽内的一侧，另一方的锻造材料充填第2环状凹部内及切槽内的另外一侧。结果，不需经过铝的压铸成形，即可形成具有一体化的多根导体杆和2个端环的鼠笼形导体。
另外，最好在形成鼠笼形导体后，通过向该鼠笼形导体供给电源，使鼠笼形导体上的锻造材料接合部发热并融合。采用这样的构造时，因减少了导体杆的电阻变动，可提高转子的特性。又，最好在锻造材料上形成与转子铁心的切槽嵌合的嵌合凸部。采用这样的构造时，因可以通过把锻造材料的嵌合凸部与转子铁心的切槽嵌合，使锻造材料相对转子铁心而定位，故可防止锻造材料受挤压时发生移位，并可缩短锻造距离。另外，最好是在锻造材料上与各切槽对应形成用压模挤压的挤压凸部。这样，在对锻造材料进行锻造时，由于挤压力集中作用于锻造材料的凸部，可用较小的挤压力进行锻造。
又，最好在用压模挤压锻造材料并压入切槽后，至少进行一次挤压新的锻造材料并将其压入切槽的动作，由此使锻造材料充填切槽。采用这样的构造时，即使对于轴向尺寸大的切槽，也可用较小的挤压力使锻造材料可靠地充填。另外，也可以通过具有凸部的压模挤压锻造材料，在锻造材料上形成凹部后，锻造新的锻造材料并用新的锻造材料填没上述凹部。这样一来，新的锻造材料容易与先前压入的锻造材料溶为一体。
另外，最好是锻造模具有承模和压模，承模具有容纳转子铁心的一端面并与一方的端环对应的第1环状凹部，压模则随着相对于转子铁心另一端面的移动而形成与另一方的端环对应的第2环状凹部，而且，在转子铁心的各切槽内容纳长度长于该切槽的棒状锻造材料，同时在容纳这些棒状锻造材料的状态下把转子铁心的一端面置于承模内后，使压模相对转子铁心的另一端面而移动，对各棒状锻造材料加压，使其发生塑性变形，由此而使锻造材料充填各切槽内及两环状凹部内而形成鼠笼形导体。这样一来，由于构成了由承模的环状凹部、转子铁心的各切槽及压模的环状凹部连贯而成的型腔，锻造材料因压模的加压而在该型腔内发生塑性变形，形成金属材料充填于型腔内的状态，结果便形成具有一体化的多根导体杆和2个端环的鼠笼形导体。另外，在这种场合，由于棒状锻造材料是预先容纳于切槽内的，故棒状锻造材料中构成导体杆的部分不需要太多的变形量，只要使棒状锻造材料中的两端部发生塑性变形即可，可以较小的加压力进行稳定的加工。
本发明的又一技术方案是一种鼠笼形转子，包括具有多个切槽的转子铁心、在所述各切槽内把锻造材料加压充填后形成的导体杆、在所述转子铁心的两端面把所述锻造材料加压充填后形成的2个端环。
本发明的又一技术方案是一种鼠笼形转子，包括具有多个切槽的转子铁心、把长度长于所述各切槽的锻造材料容纳于各切槽内后进行加压充填而形成的导体杆、在所述转子铁心的两端面把从所述切槽露出的所述各棒状锻造材料的两端部分加压后结合成环状的2个端环。
以下是对附图的简单说明。
图1是本发明第1实施例的金属模剖视图(表示导体杆及2个端环的锻造状态)。
图2是表示转子铁心放置状态的图1的对应图。
图3A和图3B是表示转子铁心的视图。
图4是本发明第2实施例的金属模要部放大剖视图。
图5是表示嵌合凸部与切槽嵌合状态的剖视图。
图6是表示本发明第3实施例的图1的对应图。
图7是图2的对应图。
图8是表示将锻造材料接合面融合的原理的视图。
图9是表示本发明第4实施例的图4的对应图。
图10是表示本发明第5实施例的图4的对应图。
图11A、B、C是表示本发明第6实施例的图4的对应图(A表示转子铁心的放置状态，B表示补充新锻造材料时的状态，C表示锻造导体杆及2个端环的状态)。
图12是表示本发明第7实施例的图1的对应图。
图13是图2的对应图。
以下结合图1至图3说明本发明的第1实施例。首先，在图2中，锻造模1主要是由相当于承模的下模2和相当于压模的上模3及中间模4构成，其详细构造如下。在下模2的中央部形成转子铁心容纳部2a。该转子铁心容纳部2a用于容纳鼠笼形转子5(见图1)的转子铁心6的下半部。该转子铁心6如图3(A)所示，是将多块磁性钢板(硅钢板)在轴方向层叠而成。另外，如图3(B)所示，转子铁心6的中心部形成供图中未示的旋转轴插入的中心孔6b，同时在其外周部等间隔地形成多个、譬如8个切槽6a。这些切槽6a经过扭斜。另外，在上述下模2的转子铁心容纳部2a的底面，形成与鼠笼形转子5的鼠笼形导体A的一方的端环13(图1中下侧的端环)对应的第1环状凹部2b。又如图2所示，在下模2的上面外周部，立着多根导柱7。
另一方面，上模3受图中未示的油缸驱动而在上下方向移动，在其下面设有与鼠笼形导体A的另一方端环14(图1中上侧的端环)对应的圆环状凸部3a(以下称冲头3a)。在上模3的中心部形成下部为大直径的阶梯形导孔3b。在上模3的下面外周部则形成供上述导柱7贯通的下部为大直径的阶梯形孔3c。由此而使上模3支撑于导柱7且可在上下方向(接触脱离转子铁心6的方向)移动。
另外，中间模4由呈圆环状的外可动模4a和呈圆块状的内可动模4b构成。该外可动模4a具有容纳转子铁心6的上端部外周边缘部的阶梯部4c，同时内周面部与上模3的冲头3a的外周嵌合。而且外可动模4a被导柱7贯通支撑，可上下移动。在这种场合，导柱7上在外可动模4a与下模2之间的位置插入压缩螺旋弹簧8，在外可动模4a与上模3之间的位置插入压缩螺旋弹簧9。另一方面，内可动模4b对应转子铁心6的上面部，同时其外周部与上模3的冲头3a的内周嵌合。与内可动模4b的上面部形成一体的引导用轴部4d插入上模3的导孔3b，可上下移动，且形成向下的止拔状态。在这种场合，引导用轴部4d在内可动模4b与上模3(导孔3b的大直径部)之间的位置插入压缩螺旋弹簧4e。
在这样的构造中，一旦驱动油缸而使上模3向下方移动，则上模3和中间模4(外可动模4a、内可动模4b)沿多根导柱7而下降。于是，如图1所示，外可动模4a及内可动模4b与转子铁心6的上部卡合，转子铁心6被保持在外可动模4a及内可动模4b与下模2之间。然后，中间模4的下降动作停止，上模3相对中间模4及下模2而下降。这样，上模3的冲头3a便进入外可动模4a与内可动模4b之间的空间部内，如图1所示，一旦上模3与中间模4对接而停止下降，便在冲头3a的下面与转子铁心6的上面之间形成第2环状凹部11。即，由上模3、外可动模4a及内可动模4b构成与转子铁心6的上侧端环14对应的第2环状凹部11。在这种场合，如图2所示，为了形成上述第2环状凹部11，上模3的冲头3a的高度尺寸h设定得小于外可动模4a和内可动模4b之间的空间部深度尺寸d。
以下说明用上述构造的锻造模1制造鼠笼形转子5的方法。首先，如图2所示，把转子铁心6容纳于下模2的转子铁心容纳部2a内，同时在转子铁心6的上面放置呈圆环状的锻造材料10。在这种场合，锻造材料10由譬如纯度为100％(99％或99.9％亦可)的铝形成。
在上述的放置状态下，使油缸工作，使上模3下降。这样一来，由于多根压缩螺旋弹簧8发生压缩，上模3及中间模4(外可动模4a、内可动模4b)相对下模2而下降。于是中间模4的外可动模4a和内可动模4b之间的空间部与锻造材料10嵌合，并通过中间模4将锻造材料10定位保持。接着，由于外可动模4a的阶梯部4c与转子铁心6的上端面边缘部嵌合，外可动模4a(中间模4)停止下降，转子铁心6保持在中间模4和下模2之间。
另外，一旦中间模4停止下降，则多根压缩螺旋弹簧9发生压缩，上模3相对中间模4而下降。这样一来，如图1所示，上模3的冲头3a进入中间模4的外可动模4a和内可动模4b之间的空间部内，对锻造材料10加压。于是锻造材料10发生塑性变形，从第2环状凹部11经过转子铁心6的各切槽6a而压入第1环状凹部2b内。然后，一旦上模3与中间模4(外可动模4a、内可动模4b)对接而停止下降，锻造材料10即充填于第1环状凹部2b、各切槽6a及第2环状凹部11内。充填于各切槽6a的锻造材料10即形成鼠笼形导体A的导体杆12，充填于第1环状凹部2b的锻造材料10则形成把导体杆12的下端部相互间连接成环状的一方端环13，充填于第2环状凹部11的锻造材料10则形成把导体杆12的上端部相互间连接成环状的另一方端环14。这样，由导体杆12及2个端环13、14构成的鼠笼形导体A即通过冷锻形成，同时，与转子铁心6形成一体。一旦上述鼠笼形导体A(导体杆12及2个端环13、14)形成完毕，即进行开模。即，油缸停止工作，通过多个压缩螺旋弹簧8及9的复原力使中间模4及上模3上升并恢复到原来位置后，从锻造模1内取出在转子铁心6上一体设置鼠笼形导体A的鼠笼形转子5。
在采用这种构造的本实施例时，在形成由导体杆12及2个端环13、14构成的鼠笼形导体A时，是用上模3挤压锻造材料10，并从转子铁心6的各切槽6a压入第1环状凹部2b，使锻造材料10充填第1环状凹部2b、各切槽6a及第2环状凹部11内。故本实施例不需对导体杆及2个端环进行铝压铸成形作业，从而不必使用铝的熔化炉及压铸用金属模，可保持作业现场的适宜温度，改善作业环境。而且，不必花费时间等待熔化炉升温，可提高工作效率。又，在上述实施例中，不需要实行切断浇注口或冷却转子铁心的工序，从而可减少工序数，简化制造过程。又由于在上述实施例中不必管理熔化铝的流动性，可防止导体杆12或2个端环13、14发生气孔，可提高鼠笼形导体A的品质和稳定性。从而能可靠防止二次电阻变动或旋转平衡变动之类的特性恶化发生。
以下结合图4及图5说明本发明的第2实施例。凡与上述第1实施例相同的构件均标以相同符号并省略说明，以下仅就不同构件加以说明。在锻造材料10的下面，如图4所示，形成向转子铁心6一侧凸出的、与转子铁心6的各切槽6a对应的多个嵌合凸部10a(图中仅示出1个)。这些嵌合凸部10a，如图5所示，沿切槽6a的扭斜度而倾斜。另外，各嵌合凸部10a的长度设定得较短，以可插入切槽6a内为准。
在上述第2实施例中，在制造鼠笼形转子5的场合，如图4所示，是把锻造材料10的各嵌合凸部10a与切槽6a嵌合，使锻造材料10相对转子铁心6定位。并在这一状态下用上模3的冲头3a对锻造材料10加压，故可防止锻造材料10移位。又由于在这种场合缩短了锻造材料10的锻造距离，故导体杆12及2个端环13、14(鼠笼形导体A)更容易锻造。
在上述第1及第2实施例中，使用的是铝构成的锻造材料10，然而并不限于铝，也可使用譬如铜等较柔软的且导电性良好的金属构成的锻造材料。又，在上述第1及第2实施例中，是在使上模3下降的同时用上模3的冲头3a对锻造材料10加压并使其发生塑性变形，当然也不限于这种方法。譬如也可以是随着下模2的上升而用上模3的冲头3a对锻造材料10加压等，只要使上模3相对转子铁心6的上面作相对移动即可。
以下结合图6至图8说明本发明的第3实施例。凡与上述第1实施例相同的构件均标以相同符号并省略说明，以下仅就不同构件加以说明。首先，在图7中，锻造模1主要由相当于第1压模的下模16和相当于第2压模的上模3、上侧的中间模4、下侧的中间模15构成，下面说明其详细构造。
在下模16的上面，设有与鼠笼形导体A的端环13对应的圆环状凸部16a(以下称冲头16a)。在下模16的中心部形成上部为大直径的阶梯形导孔16。在该下模16外周部的多个位置形成容纳弹簧的凹部16c，这些凹部16c中分别立着多根导柱17。下侧的中间模15由呈圆环状的外可动模15a和呈圆块状的内可动模15b构成。该外可动模15a具有容纳转子铁心6下端部外周边缘部(端环13的外周)的阶梯部15c，同时其内周部与下模16的冲头16a的外周嵌合。外可动模15a被导柱17贯通且可上下移动。这时在导柱17上，在外可动模15a与下模16(凹部16c)之间的位置嵌插着螺旋弹簧18。内可动模15b容纳转子铁心6的下面部(端环13的内周部)，同时与下模16的冲头16a的内周嵌合。另外，与内可动部15b的下面部连为一体的引导用轴部15d可上下移动地插入导孔16b。这时在引导用轴部15d的外周部，在与下模16(导孔16b的大直径部)之间的位置嵌插着螺旋弹簧15e。在这种场合，下模16的冲头16a的高度尺寸h设定为小于中间模15的外可动模15a与内可动模15b之间的空间部深度尺寸d。这样，一旦下模16与下侧的中间模15对接，如图6所示，即由下模16、外可动模15a及内可动模15b构成与端环13对应的第1环状凹部21(见图6)。
另外，在导柱17上，在上述下侧中间模15与上侧中间模4之间设有压缩螺旋弹簧19。在上模3外周部的多个部位形成容纳压缩螺旋弹簧20的凹部3d。上述压缩螺旋弹簧20设在导柱17上的上侧中间模4与上模3(凹部3d)之间。
以下说明在上述实施例中制造鼠笼形转子5的方法。如图7所示，这种场合首先在下侧的中间模15的外可动模15a的阶梯部15c放置容纳转子铁心6的下端部。同时在下模16的冲头16a的上面及转子铁心6的上面放置环状锻造材料22、22。这里的各锻造材料22是与第1实施例的锻造材料10相同的金属，但其轴向的厚度小于该锻造材料10。在如上述那样放置后，使油缸工作并使上模3及上侧的中间模4下降。此时多个压缩螺旋弹簧19立即发生压缩，上模3及上侧的中间模4下降，该中间模4的外可动模4a的阶梯部4c与转子铁心6的上部嵌合。这样一来，多个压缩螺旋弹簧20及18发生压缩，在用中间模4及中间模15保持转子铁心6的状态下，上模3及中间模4、15下降。
一旦上模3及中间模4、15下降，如图6所示，上模3的冲头3a进入上侧的中间模4的外可动模4a与内可动模4b之间的空间部内，并对上侧的锻造材料22加压，使其发生塑性变形。于是，锻造材料22从第2环状凹部11被压入到转子铁心6的各切槽6a内。与此同时，下模6的冲头16a进入下侧的中间模15的外可动模15a与内可动模15b之间的空间部内，并对下侧的锻造材料22加压，使其发生塑性变形。于是，锻造材料22从第1环状凹部21被压入到转子铁心6的各切槽6a内。然后，当上模3与上侧的中间模4对接并停止下降时，上侧的锻造材料22充填各切槽6a的上半部分及第2环状凹部11内。与此同时，当下侧的中间模15与下模16对接并停止下降时，下侧的锻造材料22充填各切槽6a的下半部分及第1环状凹部21内。而且，充填于各切槽6a的锻造材料22、22形成导体杆12，充填于第1环状凹部21的锻造材料22形成下侧的端环13，充填于第2环状凹部11的锻造材料22形成上侧的端环14。
一旦导体杆12及2个端环13、14(鼠笼形导体A)形成完毕，即进行开模。即，使油缸停止工作，利用多个压缩螺旋弹簧18-20的复原力使中间模4、15及上模3上升并恢复到原来位置，从锻造模1取出转子铁心6(鼠笼形转子5)。接着，如图8所示，把电极23、24与2个端环13、14连接，从电源电路25向导体杆12供给高频电源(例如几百Hz的高频)。于是在导体杆12上的2个锻造材料22的接合部(接合面)发生焦耳热，利用该热量将接合部焊接(电阻焊)。另外，在实行上述电阻焊时，最好是把鼠笼形转子5容纳在譬如锻造模1内，通过上模3及下模16对导体杆12上的锻造材料22的接合部加压。采用这样的构造时，可更好地对锻造材料22的接合部进行焊接。
由此可见，采用上述的第3实施例时也可得到与第1实施例相同的作用效果。特别是第3实施例在形成鼠笼形导体A时，是用上模3及下模16对锻造材料22、22加压并压入转子铁心6的各切槽6a，由此使锻造材料22、22充填于第1环状凹部21、各切槽6a及第2环状凹部11内，故各锻造材料22的锻造距离可缩短到切槽6a的轴向长度的一半。从而使导体杆12更容易锻造。另外，与第1实施例不同，不必把锻造材料22从转子铁心6的上侧压入转子铁心6下侧的第1环状凹部21内，故第1端环13更容易锻造。又，由于是在向导体杆12供给电源的同时把导体杆12上2个锻造材料22的接合部焊接，故可减轻二次电阻的变动。从而可提高鼠笼形转子5的特性。
另外，在上述第3实施例中实行的锻造材料接合部的焊接(电阻焊)作业在所述的第1及第2实施例中也可实行。在这种场合，是在下侧的端环13一侧存在锻造材料的接合部，故要对该接合部进行焊接。
下面结合图9说明本发明第4实施例。凡与上述第3实施例相同的构件均标以相同符号并省略说明，而只就不同构件说明。在第4实施例中，在2个锻造材料22上形成向背离转子铁心6的方向凸出且与转子铁心6的各切槽6a对应的多个挤压凸部22a。这些挤压凸部22a形成与切槽6a大致相同直径的圆柱状，并沿切槽6a的扭斜度而倾斜。
在上述实施例中，在制造鼠笼形转子5时，用上模3的冲头3a及下模16的冲头16a对各锻造材料22的挤压凸部22a加压并使其发生塑性变形。这时，由于冲头3a、16a的挤压力集中作用于各锻造材料22的挤压凸部22a，故用较小的挤压力即可把各挤压凸部22a压入切槽6a内。使导体杆12及2个端环13、14更容易锻造。
另外，在上述第4实施例中，在把锻造材料22、22从转子铁心6的上下两侧充填到切槽6a内的场合，是在各锻造材料22上形成挤压凸部22a，然而并不限于这一种方法，例如在如第1实施例那样把锻造材料10从转子铁心6的一侧充填到切槽6a内的场合，可在该锻造材料10上形成向背离转子铁心6的方向(即背离冲头3a的方向)凸出的挤压凸部。
以下结合图10说明本发明的第5实施例。凡与上述第4实施例相同的构件均标以相同符号并省略说明，而只就不同构件加以说明。在各锻造材料22上形成多个向转子铁心6的方向凸出且与转子铁心6的各切槽6a对应的嵌合凸部22b。这些嵌合凸部22b沿切槽6a的扭斜度而倾斜。各嵌合凸部22b的长度设定得较短，以能插入切槽6a内为准。
在上述实施例中，在制造鼠笼形转子5时，把上侧的锻造材料22的各嵌合凸部22b从转子铁心6的上面一侧与切槽6a嵌合，把下侧的锻造材料22的各嵌合凸部22b从转子铁心6的下面一侧与切槽6a嵌合，使两锻造材料22相对转子铁心6而定位。并且用上模3的冲头3a及下模16的冲头16a对各锻造材料22的挤压凸部22a加压，使其发生塑性变形。从而使上侧的锻造材料22充填第2环状凹部11及切槽6a的上半部内，下侧的锻造材料22充填第1环状凹部21及切槽6a的下半部内。
在上述第5实施例中，也可得到与第4实施例相同的作用效果。特别是在第5实施例中，在挤压各锻造材料22时，由于冲头3a及16a的挤压力集中作用于各锻造材料22的挤压凸部22a，故可用较小的挤压力进行锻造，又，通过各锻造材料22的各嵌合凸部22b可防止锻造材料22移位，并可缩短锻造距离。
另外，在上述第5实施例中，在把锻造材料22、22从转子铁心6的上下两侧充填切槽6a内的场合，是在锻造材料22上形成挤压凸部22a及定位凸部22b，当然也可在如第1实施例那样把锻造材料10从转子铁心6的一侧充填于切槽6a内的场合，在锻造材料10上形成向转子铁心6的方向凸出的嵌合凸部及向背离转子铁心6的方向凸出的挤压凸部。
以下结合图11说明本发明的第6实施例。凡与上述第5实施例相同的构件均标以相同符号并省略说明，而只就不同构件加以说明。图11(A)所示的锻造模26除了在上模3的冲头3a的下面及下模16的冲头16a的上面形成多个凸部3e及16d(图中各示出1个)外，其余构造均与第5实施例中的锻造模1相同。这里，上述多个凸部3e及16d与转子铁心6的各切槽6a对应设置。
以下说明在上述第6实施例中制造鼠笼形转子5的方法。首先，如图11(A)所示，通过把各锻造材料22的嵌合凸部22b与转子铁心6的切槽6a嵌合，把各锻造材料22装在转子铁心6上。在这样的状态下使锻造模26的油缸工作，使上模3及中间模4、15下降，则上模3及下模16的冲头3a、16a对上侧及下侧的锻造材料22的挤压凸部22a加压并使其发生塑性变形。于是，如图11(B)所示，在把锻造材料22压入切槽6a内的同时，冲头3a的凸部3e及冲头16a的凸部16d使各锻造材料22的表面形成凹部22c。
然后，当把各锻造材料22锻造成图11(B)所示的形态时，即对锻造模26开模，取出转子铁心6及锻造材料22，并把取出的转子铁心6及锻造材料22装于锻造模1内。接着，如图11(B)所示，在下模16的冲头16a的上面及转子铁心6的上面放置环状的新锻造材料27、27。该锻造材料27是用与锻造材料22相同的金属构成，并且比锻造材料22(冲头3a的下面部面积或冲头16a的上面部面积)小一圈。
在图11(B)所示的状态下，一旦使锻造模1的油缸工作，冲头3a及16a即对2个锻造材料27、27加压并使其发生塑性变形，与此同时，把锻造材料22、22压入转子铁心6的切槽6a内。于是，如图11(C)所示，锻造材料22、27充填于各切槽6a及环状凹部11、21内，形成导体杆12及2个端环13、14(鼠笼形导体A)。
如上所述，在上述第6实施例中，也能得到与第5实施例基本相同的作用效果。特别是采用第6实施例时，在对2个锻造材料22加压并压入转子铁心6的切槽6a内后，通过1次对新的2个锻造材料27加压并使其发生塑性变形的作业，将锻造材料22充填于切槽6a内。因此，即使对于轴向尺寸较大的切槽6a，也可用较小的挤压力对锻造材料22、27加压并使其发生塑性变形，由此可将这些锻造材料22、27充填于各切槽6a及环状凹部11、21内，从而可用锻造方法容易地形成导体杆12及2个端环13、14。又，在上述实施例中，是通过用具有凸部3e的上模3及具有凸部16d的下模16对锻造材料22加压，在各锻造材料22上形成凹部22c后，再把新的锻造材料27填入各凹部22c。因此，新的锻造材料27容易与先前的锻造材料22溶为一体，能可靠地防止新的锻造材料27剥离，可提高质量。又，由于上模3的冲头3a的凸部3e及下模16的冲头16a的凸部16d是与转子铁心6的各切槽6a对应设置的，故在用冲头3a、16a挤压锻造材料22时，挤压力集中作用于锻造材料22上与切槽6a对应的部分。从而，更容易把锻造材料22压入切槽6a内。
另外，在上述第6实施例中，上模3的冲头3a的凸部3e及下模16的冲头16a的凸部16d是对应各切槽6a设置的，然而并不限于此，各凸部也可以是例如凸出的环状。又，在上述第6实施例中，使用的是环状锻造材料27，当然也不限于此，也可使用例如多个圆弧状的锻造材料。在这种场合，通过把圆弧状锻造材料在第1环状凹部21及第2环状凹部11内向径向及周向压延而锻造端环13及14。还有，在上述第6实施例中，锻造新锻造材料27的动作只进行1次，当然也不限于此，当切槽6a的轴向尺寸更大时，可进行多次锻造新锻造材料27的动作，即，可以对多个锻造材料27进行多次锻造。
另外，在上述第6实施例中，采用的是从转子铁心6的上下两侧把锻造材料22充填于切槽6a的方法，当然并不限于此，也可在如第1和第2实施例那样把锻造材料10从转子铁心6的一侧充填于切槽6a的场合，至少进行1次锻造新锻造材料27的动作。
另外，在上述第3至第6实施例中，使用的是铝构成的锻造材料22、27，当然也不限于此，也可以使用铜等较柔软且导电性良好的金属构成的锻造材料，或是使用铁等较硬的导电性良好的金属构成的锻造材料。又，在上述第1至第6实施例中，是使用环状锻造材料10、22，当然也可使用例如多个圆弧状锻造材料。在这种场合，锻造材料一边在环状凹部2b、21、11内向径向及周向压延一边充填于切槽6a。
图12和图13是本发明的第7实施例，以下说明与第3实施例不同之处。凡与第3实施例相同的部分均标以相同符号。在第7实施例中，如图13所示，是使用棒状锻造材料27代替锻造材料22。该棒状锻造材料27是与锻造材料22相同的金属，呈圆棒状，其直径略小于转子铁心6的切槽6a内径尺寸，其长度则长于切槽6a的长度。而且，上述棒状锻造材料27以其两端部从转子铁心6的两端面伸出大致相同长度的形态容纳于各切槽6a内。如图13所示，转子铁心6以容纳棒状锻造材料27的状态置于锻造模1下侧的中间模15上。
在这一状态下，使锻造模1的油缸工作并使上模3及上侧的中间模4下降。这样一来，多根压缩螺旋弹簧19发生压缩，上模3及上侧的中间模4下降，该中间模4的外可动模4a的阶梯部4c与转子铁心6的上部嵌合。于是多根压缩螺旋弹簧20及18发生压缩，在中间模4及中间模15之间保持转子铁心6，在这一状态下，上模3及中间模4、15下降。一旦上模3及中间模4、15下降，如图12所示，上模3的冲头3a进入上侧的中间模4的外可动模4a和内可动模4b之间的空间部内，对各棒状锻造材料27的上端部分加压，使其发生塑性变形。由此将各棒状锻造材料27的上端部分在第2环状凹部11内压延。与此同时，下模16的冲头16a进入下侧的中间模15的外可动模15a与内可动模15b之间的空间部内，对棒状锻造材料27的下端部分加压并使其发生塑性变形。由此将棒状锻造材料27的下端部分在第1环状凹部21内压延。然后，在上模3与上侧的中间模4对接并停止下降的同时，下侧的中间模15与下模16对接并停止下降，此时棒状锻造材料27充填第2环状凹部11、切槽6a及第1环状凹部21内。充填各切槽6a的锻造材料27形成导体杆12，充填第1环状凹部21的锻造材料27形成下侧的端环13，充填第2环状凹部11的锻造材料27形成上侧的端环14。
一旦导体杆12及2个端环13、14(鼠笼形导体A)形成完毕，即进行开模，取出鼠笼形转子5。接着，把电极与端环13、14连接，并向端环13、14供给高频电源，使端环13、14上多个棒状锻造材料27的接合部(接合面)发生焦耳热，将该接合部焊接(电阻焊)。另外，在实行上述电阻焊时，最好是把鼠笼形转子5容纳在譬如锻造模1内，并对端环13、14上的锻造材料27的接合部加压。采用这样的构造，可更好地进行锻造材料27接合部的焊接。
如上所述，采用上述第7实施例也可得到与第3实施例相同的作用效果。特别是，第7实施例是预先把棒状锻造材料27容纳于转子铁心6的切槽6a内，然后用锻造模1对棒状锻造材料27的两端部分加压，使其发生塑性变形，由此而形成导体杆12及2个端环13、14(鼠笼形导体A)，故可用较小的挤压(加压)力进行稳定的锻造加工。
另外，在上述第7实施例中，是在使转子铁心6扭斜后，在其各切槽6a内容纳棒状锻造材料27的，当然也可在转子铁心6扭斜前把棒状锻造材料27容纳于各切槽6a内，然后再使转子铁心6扭斜。采用这样的构造时，更容易将棒状锻造材料27容纳于各切槽6a内。
权利要求
1.一种鼠笼形转子的制造方法，是在具有多个切槽的转子铁心上设置鼠笼形导体、且该鼠笼形导体具有配置在所述各切槽内的导体杆和把这些导体杆的两端部分别在所述转子铁心的两端面连接成环状的2个端环，其特征在于，具有在所述转子铁心的两端面通过使用锻造模对锻造材料加压并使其产生塑性变形，而形成所述鼠笼形导体的工序。
2.根据权利要求1所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，锻造模具有承模和压模，承模具有容纳转子铁心的一端面并与一方的端环对应的第1环状凹部，压模随着相对于所述转子铁心的另一端面的移动而形成与另一方的端环对应的第2环状凹部，而且还具有把所述转子铁心一端置于所述承模内的工序，把锻造材料置于所述转子铁心另一端的工序，以及使所述压模相对所述转子铁心另一端面而移动并对所述锻造材料加压而使其发生塑性变形、从而把该锻造材料从所述切槽压入所述第1环状凹部并充填所述第1环状凹部、所述切槽、所述第2环状凹部内而形成鼠笼形导体的工序。
3.根据权利要求1所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，锻造模具有第1压模和第2压模，第1压模随着相对于转子铁心一端面的移动而形成与一方端环对应的第1环状凹部，第2压模随着相对于所述转子铁心另一端面的移动而形成与另一方端环对应的第2环状凹部，而且，还具有在所述转子铁心的一端面及另一端面分别放置锻造材料的工序，以及使所述第1压模及所述第2压模相对所述转子铁心的一端面及另一端面移动并对所述锻造材料加压而使其发生塑性变形、由此而把两方的锻造材料压入所述切槽内、并在使一方的锻造材料充填所述第1环状凹部内及切槽内一侧的同时使另一方的锻造材料充填所述第2环状凹部内及切槽内另外一侧而形成所述鼠笼形导体的工序。
4.根据权利要求2所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，在形成鼠笼形导体后，通过向该鼠笼形导体供给电源，使一方端环上的锻造材料接合部发热并融合。
5.根据权利要求3所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，在形成鼠笼形导体后，通过向所述鼠笼形导体供给电源，使导体杆上的锻造材料接合部发热并融合。
6.根据权利要求2所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，在锻造材料上形成与转子铁心的切槽嵌合的嵌合凸部。
7.根据权利要求3所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，在锻造材料上形成与转子铁心的切槽嵌合的嵌合凸部。
8.根据权利要求2所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，在锻造材料上与各切槽对应形成用压模挤压的挤压凸部。
9.根据权利要求3所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，在锻造材料上与各切槽对应形成用压模挤压的挤压凸部。
10.根据权利要求2所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，在锻造材料上与各切槽对应形成与转子铁心的切槽嵌合的嵌合凸部及用压模挤压的挤压凸部。
11.根据权利要求3所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，在锻造材料上与各切槽对应形成与转子铁心的切槽嵌合的嵌合凸部及用压模挤压的挤压凸部。
12.根据权利要求2所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，在用压模挤压锻造材料并压入切槽后，至少进行一次挤压新的锻造材料并将其压入所述切槽的动作，由此而使锻造材料充填切槽。
13.根据权利要求3所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，在用压模挤压锻造材料并压入切槽后，至少进行一次挤压新的锻造材料并将其压入所述切槽的动作，由此而使锻造材料充填切槽。
14.根据权利要求12所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，用具有凸部的压模进行锻造材料的初次挤压动作，在所述锻造材料上形成凹部，并用新的锻造材料填没所述凹部。
15.根据权利要求13所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，用具有凸部的压模进行锻造材料的初次挤压动作，在所述锻造材料上形成凹部，并用新的锻造材料填没所述凹部。
16.根据权利要求1所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，锻造模具有承模和压模，承模具有容纳转子铁心的一端面并与一方端环对应的第1环状凹部，压模随着相对于所述转子铁心另一端面的移动而形成与另一方端环对应的第2环状凹部，而且，还具有在所述转子铁心的各切槽内容纳长度长于该切槽的棒状锻造材料的工序，在容纳所述棒状锻造材料的状态下把所述转子铁心的一端面置于所述承模的工序，以及使所述压模相对所述转子铁心的另一端面而移动、并对所述各棒状锻造材料加压、使其发生塑性变形、由此而使所述锻造材料充填所述各切槽内及两环状凹部内而形成所述鼠笼形导体的工序。
17.根据权利要求16所述的鼠笼形转子的制造方法，其特征在于，在形成鼠笼形导体后，通过向该鼠笼形导体供给电源而使2个端环上锻造材料的接合部发热并融合。
18.一种鼠笼形转子，包括具有多个切槽的转子铁心、在所述各切槽内把锻造材料加压充填后形成的导体杆、在所述转子铁心的两端面把所述锻造材料加压充填后形成的2个端环。
19.一种鼠笼形转子，包括具有多个切槽的转子铁心、把长度长于所述各切槽的棒状锻造材料容纳于所述各切槽内后进行加压充填而形成的导体杆、在所述转子铁心的两端面把从所述切槽露出的所述各棒状锻造材料的两端部分加压后结合成环状的2个端环。
全文摘要
一种鼠笼形转子的制造方法及鼠笼形转子，是在具有多个切槽的转子铁心上设置鼠笼形导体，该鼠笼形导体具有配置在各切槽内的导体杆和把这些导体杆的两端部分别在转子铁心的两端面连接成环状的2个端环，其特征在于，在所述转子铁心的两端面使用锻造模对锻造材料加压并使其产生塑性变形，由此而形成鼠笼形导体。本发明可改善作业环境、简化工序、提高工作效率，并可避免发生产品特性恶化。
文档编号H02K17/16GK1140354SQ9610680
公开日1997年1月15日 申请日期1996年6月10日 优先权日1995年6月15日
发明者志贺刚 申请人:东芝株式会社