CN101983470B - 用于制造旋转电机用转子的设备 - Google Patents

Abstract

提供一种用于制造旋转电机用转子的设备(40)，该设备包括：可动模(42)和固定模(44)，在这些模之间形成腔(60)。可动模(42)包括保持转子芯(12)的转子芯保持部(42a)和可移除地配置芯(62)的芯配置部(42b)。芯(62)包括基部芯(64)和多个分离芯(66a至66c)。基部芯(64)在其外周上配备有校正面(68a)，该校正面位于轴套部的开口端部的内周中，并且沿铸件的模释放方向延伸，由此阻止在分离时开口端部变形。

Description

用于制造旋转电机用转子的设备

技术领域

本发明涉及一种用于通过在中空的筒状转子芯的径向内侧铸造中空轴套(boss)来制造在旋转电机中使用的转子的设备。

背景技术

在旋转电机中使用的转子芯通常由一叠薄钢板层构成。由于转子芯为中空的筒状，因此，每个薄钢板均由钢板切割成环状。然而，由于从环形板内切除的废料被浪费，因此，钢板的利用率低并且不经济。

为了提高钢板的利用率，已提出了一种包括转子芯的转子，该转子芯包括多个周向分离的芯段，每个芯段均呈环形薄钢板的形式(例如，参见日本特开专利公报No.2000-224790)。每个芯段在其周向相对的端部均具有齿和槽。所述芯段通过将所述齿装配在所述槽中而被互连成环形转子芯。

所述芯段中还限定有轴向孔。诸如铆钉或螺栓的增强紧固支撑构件插入穿过所述轴向孔，并且具有固定到侧板的相对端，由此将所述芯段固定到所述侧板。然而，通过铆钉或者螺栓固定到所述侧板的芯段在用于经受大扭矩的旋转电机中时强度不足。从而，分离的芯段往往难以被牢固且稳定地用于旋转电机中。

日本特开专利公报No.2005-210790公开了一种包括转子的旋转电机，该转子包括通过由铝一体铸造而成的轴套和转子芯。在所公开的旋转电机中，所述轴套被稳固地联接到所述转子芯。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于通过在转子芯的径向内侧铸造中空的轴套来制造在旋转电机中使用的转子的设备，该设备能够制造结构简单经济且铸造尺寸精确的轴套。

根据本发明的一个方面，提供一种设备，该设备用于通过在筒状转子芯的径向内侧铸造中空的轴套来制造在旋转电机中使用的转子，该设备包括：第一模，该第一模用于保持所述转子芯；第二模，该第二模用于在所述第一模和该第二模之间限定腔；以及芯，该芯可移除地安装在所述第一模中，用于形成所述轴套，所述芯具有抵靠所述轴套的开口端的内周面被保持的校正面，该校正面在铸件释放所沿的铸件移除方向上延伸，用于防止在释放所述铸件时所述开口端变形。

所述芯包括：基部芯，该基部芯包括底座和支撑柱，该底座在其外周面上具有所述校正面，该支撑柱沿所述铸件移除方向从所述底座延伸；以及绕所述支撑柱布置的多个分离芯。优选的是，所述支撑柱可以具有多个翼片，这些翼片径向向外延伸并沿所述铸件移除方向延伸，并且与所述分离芯的相应配合面对准。所述翼片可以具有布置在所述翼片的至少一个表面上并且沿所述铸件移除方向延伸的脊。所述分离芯可以具有用于将所述脊接收于其内的槽，这些槽沿所述铸件移除方向延伸。

根据本发明，所述芯具有待抵靠所述轴套的所述开口端的内周面被保持的校正面。在将熔融金属引入所述腔中并且将所述铸件与所述芯一起从所述第一模移除之后，在所述轴套保持在高温下尚未凝固时可靠地防止所述轴套(具体为其开口端)径向向内收缩。因此，所述轴套可以保持精确的铸件尺寸。用于制造所述转子的该设备因此能够有效且可靠地制造作为铸件的转子。该设备的结构简单经济，并且所制造的转子具有良好的尺寸精度。

结合附图从下列说明，将更清楚本发明的上述和其它目的、特征和优点，附图中通过示意性实施例示出了本发明的优选实施方式。

附图说明

图1是由根据本发明的实施方式的制造设备制造的、在旋转电机中使用的转子的立体图；

图2是转子的轴向剖视图；

图3是制造设备的示意性剖视图；

图4是制造设备的芯组件的分解立体图；

图5是示出了其中将芯组件放置在制造设备中的方式的剖视图；

图6是示出了其中制造设备的模被夹紧并且填充有熔融铝的方式的剖视图；以及

图7是示出了其中从制造设备释放转子和芯组件的方式的剖视图。

具体实施方式

图1以立体图示出了由根据本发明的实施方式的制造设备制造的、在旋转电机中使用的转子10。图2以剖视图示出了转子10。

如图1和图2所示，转子10包括：中空的筒状转子芯12；轴套14，该轴套14通过铸造形成在转子芯12的径向内侧；以及轴16，该轴16固定地安装在轴套14中。当轴16作为输出轴或者输入轴操作时，其内结合有转子10的旋转电机被用作电动机或者发电机。转子10的一端通过螺栓20固定到轴16的一端，螺栓20插入穿过轴环18，并且螺纹联接到轴16中。

转子芯12包括三个转子芯段(例如，这三个转子芯段彼此周向互连)，并且在其中容纳有多个磁铁22。每个转子芯段均包括多个沿轴向层叠(由箭头t表示)的薄钢板24，以提供层压铁芯。在转子10的紧固到轴16的一端上，安装有多个沿轴向层叠(图2中由箭头t表示)的多个薄钢板26，以提供层压铁芯。

轴套14呈由后述制造设备制造的铝铸件(例如铝模铸件)的形式。轴套14包括：管状构件28，该管状构件28与转子芯12接合；底部30，该底部30布置在管状构件28的径向内侧；以及管状构件28的与底部30轴向相对的开口端32。底部30中限定有中心孔34，该中心孔34中接收轴16的一端上的突起。轴环18绕中心孔34以等角间隔布置在管状构件28上。

图3以示意性剖视图示出了根据本发明的实施方式的制造设备40。

如图3所示，制造设备40包括可动模(第一模)42和固定模(第二模)44，这两个模共同组成模组件。可动模42联接到可动模基部46，固定模44通过导销50a和50b联接到固定模基部48。

可动模基部46包括支撑一对起模杆52的可动压板51，该对起模杆52延伸穿过可动模42。固定模基部48具有固定压板54，在该固定压板54上安装有注射筒56。注射筒56具有注入口56a，注射头58轴向可动地布置在注射筒56中。当可动模和固定模44被夹紧在一起时，它们之间共同限定铸造腔60。

可动模42包括：转子芯保持件42a，该转子芯保持件42a用于保持由转子芯12的薄钢板24构成的层压铁芯；以及芯组件保持件42b，该芯组件保持件42b用于将芯组件62可移除地保持在铸造腔60中。

如图4所示，芯组件62包括基部芯64和多个(例如三个)分离芯66a、66b、66c。基部芯64包括：底座68，该底座68在其外周面上具有校正面68a，该校正面68a位于轴套14的开口端32的内周面中，并且在铸件释放所沿的方向(铸件移除方向)(即，箭头A所示的方向)上延伸，用于防止在铸件释放时开口端32变形；以及支撑柱70，该支撑柱70沿铸件移除方向从底座68轴向对中地延伸。

在支撑柱70的外周上，芯组件62还包括多个(例如3个)翼片(板状部)72a、72b、72c，这些翼片径向向外延伸并沿铸件移除方向延伸，并且与分离芯66a、66b、66c的相应配合面对准。沿铸件移除方向延伸的多对轴向脊74a、74b、74c布置在翼片72a、72b、72c的至少一个表面上，在当前实施方式中为两个表面。

分离芯66a在其配合面中分别限定有一对槽76a，用于在其中分别嵌合地接收脊74a、74b。分离芯66b在其配合面中分别限定有一对槽76b，用于在其中分别嵌合地接收脊74b、74c。分离芯66c在其配合面中分别限定有一对槽76c，用于在其中分别嵌合地接收脊74c、74a。

如图3所示，固定模44具有：铁芯保持件44a，该铁芯保持件44a用于保持由薄钢板26组成的层压铁芯；以及轴环保持件44b，该轴环保持件44b用于保持轴环18。固定模44还具有：浇口80，该浇口80用于与铸造腔60流体连通；以及流槽82，该流槽82用于使浇口80与注射筒56流体连通。可动模42和固定模44通过接合板84彼此联接，使得它们可相对于彼此移动预定距离。

以下将描述制造设备40的操作。

首先，使分离芯66a、66b、66c和基部芯64一起结合成芯组件62。具体地说，绕基部芯64的支撑柱70布置分离芯66a、66b、66c，使翼片72a、72b、72c夹设在分离芯66a、66b、66c之间。同时，将翼片72a、72b、72c的相对表面上的脊74a、74b、74c装配在分离芯66a、66b、66c的槽76a、76b、76c中。

这样，分离芯66a、66b、66c和基部芯64一起结合成芯组件62。芯组件62布置在已移离固定模44的可动模42的芯组件保持件42b上。如图5所示，转子芯12由转子芯保持件42a以环绕芯组件62的关系保持。

在固定模44中，轴环18分别由轴环保持件44b保持，由薄钢板26制成的层压铁芯通过铁芯保持件44a保持。

然后，如图3所示，可动模基部46运动成使可动模42抵靠固定模44，从而形成铸造腔60。然后将可动模42和固定模44夹紧在一起。接着，将加热到温度为650℃到700℃的熔融铝从注入口56a引入注射筒56中。如图6所示，将注射头58推入注射筒56中，以挤压熔融铝通过浇口80从流槽82进入铸造腔60中。

在充满铸造腔60的熔融铝在大约400℃的温度下凝固之后，将可动模42移离固定模44，由此打开模组件。凝固的铝此时作为模铸件呈转子10的形式。如图7所示，推入起模杆52，以在高温下从可动模42释放与芯组件62一起的转子10。

然后，将转子10和芯组件62置于水池(未示出)中一起冷却。在转子10和芯组件62被冷却到常温，从而铝完全凝固之后，移除芯组件62。具体地说，如图7所示，沿由箭头B所示的方向推动芯组件62的支撑柱70。基部芯64此时与转子10和分离芯66a、66b、66c分离并从其移除。

当沿箭头B所示的方向移除基部芯64时，分离芯66a、66b、66c彼此间隔开与翼片72a、72b、72c的厚度对应的距离。因此，分离芯66a、66b、66c可以整体径向向内移位，并因此可以容易地从转子10释放。这样，制造出将轴套14铸造在转子芯12中的转子10。

如上所述，当转子10在大约400℃的高温下从可动模42释放然后被冷却到常温之后，转子10的开口端32将趋于径向向内收缩。根据本实施方式，芯组件62的基部芯64具有校正面68a，该校正面68a位于轴套14的开口端32中，并且沿铸件移除方向延伸。

因此，当将形成为模铸件的转子10从可动模42释放时，由于轴套14的开口端32由也与转子10一起被释放的芯组件62的校正面68a引导，因此，可靠地防止了开口端32径向向内收缩。因此，允许轴套14保持其精确的铸造尺寸。制造设备40因此能够以高尺寸精度有效且可靠地铸造转子10。

芯组件62包括基部芯64和分离芯66a、66b、66c。当基部芯64的翼片72a、72b、72c上的脊74a、74b、74c装配在限定于分离芯66a、66b、66c中的相应槽76a、76b、76c中时，基部芯64和分离芯66a、66b、66c被组装在一起。因此，组装基部芯64和分离芯66a、66b、66c的过程被大大简化而使其高效。

为了从转子10移除芯组件62，起初仅从转子10移除基部芯64。之后，可以从转子10移除分离芯66a、66b、66c。从而，移除芯组件62所需要的负荷比移除大致整个芯所必需的负荷小得多。因此可以减小用于从转子10移除芯组件62的机构(未示出)的尺寸和成本。

当移除基部芯64时，分离芯66a、66b、66c保持彼此间隔开。从而，易于随后从转子10移除分离芯66a、66b、66c。

制造设备40不必使可动模42和固定模44整体冷却至常温。因此，可以在短时间内进行制造作业，并且防止模组件因温差大而缩短其使用寿命。制造设备40能够以高尺寸精度保持所制造的转子10。

尽管已详细地示出并描述了本发明的某一优选实施方式，但应理解，在不背离所附权利要求的范围下，可以对其进行各种变化和修改。

Claims (2)

1.一种设备，该设备用于通过在筒状的转子芯（12）的径向内侧铸造中空的轴套（14）来制造在旋转电机中使用的转子，该设备包括：

第一模（42），该第一模用于保持所述转子芯（12）；

第二模（44），该第二模用于在所述第一模（42）和该第二模（44）之间限定腔（60）；以及

芯（62），该芯可移除地安装在所述第一模（42）中，用于形成所述轴套（14）；

所述芯（62）具有抵靠所述轴套（14）的开口端（32）的内周面被保持的校正面（68a），该校正面（68a）在铸件释放所沿的铸件移除方向上延伸，用于防止在释放所述铸件时所述开口端（32）变形，

还具有基部芯（64）及多个分离芯（66a，66b，66c），

所述基部芯设有底座（68）和支撑柱（70），该底座在其外周面上具有所述校正面（68a），该支撑柱沿所述铸件移除方向从所述底座（68）延伸,

所述多个分离芯绕所述支撑柱（70）布置。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述芯（62）包括：

所述支撑柱（70）具有多个翼片（72a，72b，72c），这些翼片径向向外延伸并沿所述铸件移除方向延伸，并且与所述分离芯（66a，66b，66c）的相应配合面对准；

所述翼片（72a，72b，72c）具有布置在所述翼片的至少一个表面上并沿所述铸件移除方向延伸的脊（74a，74b，74c）；

所述分离芯（66a，66b，66c）具有用于将所述脊（74a，74b，74c）接收于其内的槽（76a，76b，76c），这些槽（76a，76b，76c）沿所述铸件移除方向延伸。

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