TWI612756B - 分段式轉子結構之製造方法 - Google Patents

Abstract

一種分段式轉子結構之製造方法，首先是製備複數個第一矽鋼片與複數個第二矽鋼片；接著是製備一第一末端矽鋼片與一第二末端矽鋼片；然後是將第一矽鋼片與第二矽鋼片分別堆疊定位形成一第一轉子本體與一第二轉子本體；之後是將第一末端矽鋼片與第二末端矽鋼片分別設置於第一轉子本體與第二轉子本體；再來是利用第一末端矽鋼片之第一引伸結構與第一鉚點將複數個鐵套環分別固定於第一末端矽鋼片上；最後是將第二轉子本體連同第二末端矽鋼片疊置於鐵套環上，使第二末端矽鋼片之第二引伸結構與第二鉚點固定住鐵套環，藉以製造出分段式轉子結構。

Description

分段式轉子結構之製造方法

本發明係有關於一種分段式轉子結構之製造方法，尤其是指一種利用末端矽鋼片之引伸結構與鉚點來避免鐵套環在壓鑄時變形之分段式轉子結構之製造方法。

一般來說，在現有的感應電動機中，通常會將多個矽鋼片互相堆疊鉚接形成一轉子本體，之後再利用壓鑄製程在轉子本體所具有之灌注通道中灌注鋁漿而形成鑄鋁棒，進而利用鑄鋁棒來達到電磁感應的作用。

在常見的感應電動機製作中，鑄鋁棒都能很容易的透過壓鑄製程來形成，但當要製造較為大型的感應電動機時，通常會將轉子本體分為多段轉子組，並在兩相鄰之轉子組間設有內隔片，以使內隔片可以連通每一段轉子組的灌注通道，進而在壓鑄製程時，使鋁漿可以填滿灌注通道而形成連通每一段轉子組之鑄鋁棒。

承上所述，由於現有的內隔片通常是由鋁合金所構成，因此當鋁漿灌注於轉子組的灌注通道時，內 隔片往往會因為承受強大的壓力及高溫而產生變形，並使鋁漿外洩噴出，進而無法順利的製造出具有鑄鋁棒的大型轉子。尤其當多個轉子組互相堆疊時，較為底下的內隔片所承受的重量也會相對增加，導致在高溫時更容易產生變形。

有鑒於在現有的技術中，為了製造較大型的感應電機轉子，通常會將轉子本體分為多段轉子組，並在各轉子組之間設有內隔片來連通各段轉子組之灌注通道，但由於在壓鑄製程時，是以高壓將高溫的鋁漿灌入灌注通道中，因此用來連接各轉子組之灌注通道的內隔片很容易因為承受不住高壓與高溫而產生變形，進而使鋁漿外洩噴出，導致無法順利製造出感應電機轉子；緣此，本發明之主要目的在於提供一種分段式轉子結構之製造方法，可以有效的避免連接兩相鄰轉子組之內隔片在承受高壓與高溫時產生變形。

基於上述目的，本發明所採用之必要技術手段係提供一種分段式轉子結構之製造方法，包含以下步驟(a)至步驟(f)。

步驟(a)是製備複數個第一矽鋼片與複數個第二矽鋼片，使每一第一矽鋼片具有複數個第一灌注孔，並使每一第二矽鋼片具有複數個第二灌注孔。

步驟(b)是製備一第一末端矽鋼片與一第 二末端矽鋼片，使第一末端矽鋼片具有複數個第一末端灌注孔、複數個自第一末端灌注孔延伸出之第一引伸結構以及複數個環繞於第一引伸結構之第一鉚點，並使第二末端矽鋼片具有複數個第二末端灌注孔、複數個自第二末端灌注孔延伸出之第二引伸結構以及複數個環繞於第二引伸結構之第二鉚點。

步驟(c)是將第一矽鋼片堆疊定位形成一第一轉子本體，使第一轉子本體具有複數個第一灌注通道，以及將第二矽鋼片堆疊定位形成一第二轉子本體，使第二轉子本體具有複數個第二灌注通道。

步驟(d)是將第一末端矽鋼片與第二末端矽鋼片分別設置於第一轉子本體與第二轉子本體，使第一末端灌注孔分別連通於第一灌注通道，並使第二末端灌注孔分別連通於第二灌注通道。

步驟(e)是將複數個鐵套環分別套設於第一引伸結構，並卡抵於第一鉚點。

步驟(f)是將第二轉子本體連同第二末端矽鋼片疊置於鐵套環上，使鐵套環分別套設於第二引伸結構而卡抵於第二鉚點，進而使第一灌注通道經由鐵套環連通於第二灌注通道，藉以製造出一分段式轉子結構。

在本發明之一較佳實施例中，分段式轉子結構之製造方法在步驟(f)之後更包含步驟(g)，步驟(g)是將一鋁漿灌入第一灌注通道、鐵套環與第二灌注通道，使鋁漿在冷卻後形成複數個貫穿第一灌注通道、鐵套環與 第二灌注通道之鑄鋁棒。

此外，在步驟(b)中，第一鉚點係間隔地設置於第一引伸結構之兩側，第二鉚點係間隔地設置於第二引伸結構之兩側。

如上所述，本發明是利用第一末端矽鋼片之第一引伸結構與第一鉚點來固定於鐵套環之一端，並利用第二末端矽鋼片之第二引伸結構與第二鉚點來固定於鐵套環之另一端，藉以使鐵套環可以穩固地設置於第一轉子本體與第二轉子本體之間，進而在分段式轉子結構進行壓鑄製程時，可利用第一鉚點與第二鉚點的支撐來防止鐵套環外擴變形，有效的達到防止鐵套環變形以及鋁漿外洩。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

100‧‧‧分段式轉子結構

1‧‧‧第一段轉子組

11‧‧‧第一轉子本體

111、112‧‧‧第一矽鋼片

1111、1121‧‧‧第一灌注孔

12‧‧‧第一末端矽鋼片

121‧‧‧第一末端灌注孔

1211‧‧‧洩氣缺口

122‧‧‧第一引伸結構

123‧‧‧第一鉚點

2‧‧‧鐵套環

3‧‧‧第二段轉子組

31‧‧‧第二轉子本體

311、312‧‧‧第二矽鋼片

3111、3121‧‧‧第二灌注孔

32‧‧‧第二末端矽鋼片

321‧‧‧第二末端灌注孔

322‧‧‧第二引伸結構

323‧‧‧第二鉚點

4‧‧‧鑄鋁棒

200‧‧‧分段式轉子

x‧‧‧轉子軸向

PC1‧‧‧第一灌注通道

PC2‧‧‧第二灌注通道

第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之分段式轉子結構之第一段轉子組之立體示意圖；第二圖係為第一圖圈A處之放大示意圖；第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之分段式轉子結構之第一段轉子組設有複數個鐵套環之立體示意圖；第四圖係顯示引伸結構、鉚點與鐵套環間之關係之剖面示意圖；第五圖係顯示本發明較佳實施例所提供之分段式轉子結構 之立體分解示意圖；第六圖係顯示本發明較佳實施例所提供之分段式轉子結構之立體示意圖；第七圖係顯示第二段轉子組與第一段轉子組之間透過鐵套環連通之剖面示意圖；第八圖係顯示本發明較佳實施例所提供之分段式轉子之立體示意圖；第九圖係顯示鑄鋁棒穿設於第一段轉子組、鐵套環與第二段轉子組之剖面示意圖；以及第十圖係顯示本發明較佳實施例所提供之分段式轉子結構之製造方法之流程圖。

下面將結合示意圖對本發明的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述和申請專利範圍，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。

請參閱第一圖與第二圖，第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之分段式轉子結構之第一段轉子組之立體示意圖；第二圖係為第一圖圈A處之放大示意圖。

如圖所示，一第一段轉子組1包含一第一轉子本體11與一第一末端矽鋼片12，而第一轉子本體11係由複數個第一矽鋼片111與複數個第一矽鋼片112互相堆疊而 成，且在本實施例中，是以四個第一矽鋼片111與二個第一矽鋼片112之比例沿一轉子軸向x依序排列並互相堆疊而成，而第一矽鋼片111與第一矽鋼片112之差異僅在於第一矽鋼片112設有洩氣缺口(圖未標示)，而第一矽鋼片111則無。

第一末端矽鋼片12是設置於第一轉子本體11之一端，並具有複數個第一末端灌注孔121、複數個第一引伸結構122與複數個第一鉚點123。第一引伸結構122係分別自第一末端灌注孔121一體成型地沿轉子軸向x凸伸所形成，且第一鉚點123係分別沿轉子軸向x凸伸出，並間隔地環繞排列於第一引伸結構122之周圍。

在本實施例中，每一第一末端灌注孔121為長條型孔洞，且每一第一引伸結構122之兩側更分別間隔地設置有三個第一鉚點123。然而在其他實施例中，第一鉚點123的設置數量可以隨著第一末端灌注孔121的邊長與第一鉚點123的大小而定，例如第一鉚點123可以以較短的尺寸而較多的數量設置於第一引伸結構122之兩側，或者可以以較長的尺寸而較少的數量設置於第一引伸結構122之兩側。在實務上，第一引伸結構122可以由第一末端灌注孔121之邊緣透過沖壓的方式所形成。此外，在本實施例中，每一第一末端灌注孔121皆開設有一洩氣缺口1211。

請繼續參閱第三圖與第四圖，第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之分段式轉子結構之第一段轉子組設有複數個鐵套環之立體示意圖；第四圖係顯示引伸 結構、鉚點與鐵套環間之關係之剖面示意圖。

如圖所示，由於第一末端矽鋼片12之第一引伸結構122與第一鉚點123皆是沿轉子軸向x凸伸出。且鐵套環2是套設於第一引伸結構122而相對應地定位於第一末端矽鋼片12之第一末端灌注孔121，且鐵套環2更抵接於鉚點123，藉以使鐵套環2連通相對應之第一末端灌注孔121而穩固地設置於第一末端矽鋼片12。

承上所述，由於第一矽鋼片111開設有複數個第一灌注孔1111，且第一矽鋼片112開設有複數個第一灌注孔1121，因此多個第一矽鋼片111與多個第一矽鋼片112中之任二相鄰堆疊者之第一灌注孔1111或1121係沿轉子軸向x彼此連通而形成複數個第一灌注通道PC1，而第一末端灌注孔121係分別連通於第一灌注通道PC1，且當鐵套環2套設於第一引伸結構122時，鐵套環2會連通於第一末端灌注孔121，進而連通於第一灌注通道PC1。

請繼續參閱第五圖至第七圖，第五圖係顯示本發明較佳實施例所提供之分段式轉子結構之立體分解示意圖；第六圖係顯示本發明較佳實施例所提供之分段式轉子結構之立體示意圖；第七圖係顯示第二段轉子組與第一段轉子組之間透過鐵套環連通之剖面示意圖。如圖所示，在鐵套環2分別套設於第一末端矽鋼片12之多個第一引伸結構122後，第二段轉子組3係對應地疊置於多個鐵套環2上，且第二段轉子組3所具有之複數個第二灌注通道PC2係經由鐵套環2分別對應地連通於第一段轉子組1之第一灌注 通道PC1。

如上所述，本發明所提供之分段式轉子結構100包含上述之第一段轉子組1、上述之鐵套環2以及一第二段轉子組3。

第二段轉子組3之結構與第一段轉子組1相似，第二段轉子組3同樣包含一第二轉子本體31與一第二末端矽鋼片32。第二轉子本體31是由複數個第二矽鋼片311與複數個第二矽鋼片312互相堆疊而成，且在本實施例中，是以四個第一矽鋼片311與二個矽鋼片312之比例沿轉子軸向x依序排列並互相堆疊而成，而第二矽鋼片311與第二矽鋼片312之差異僅在於第二矽鋼片312設有洩氣缺口(圖未標示)，而第二矽鋼片311則無。

其中，由於第二矽鋼片311開設有複數個第二灌注孔3111，且第二矽鋼片312開設有複數個第二灌注孔3121，因此多個第二矽鋼片311與多個第二矽鋼片312中之任二相鄰堆疊者之第二灌注孔3111或3121係沿轉子軸向x彼此連通而形成複數個第二灌注通道PC2。

第二末端矽鋼片32係設置於第二轉子本體31面向第一段轉子組1設有第一末端矽鋼片12之一端，並具有複數個第二末端灌注孔321、複數個第二引伸結構322與複數個第二鉚點323。第二末端灌注孔321係分別連通於第二灌注通道PC2，而第二引伸結構322係分別自第二末端灌注孔321一體成型地沿轉子軸向x之反向凸伸所形成，且第二鉚點323係分別沿轉子軸向x之反向凸伸出，並間隔地環 繞排列於第二引伸結構322之周圍。

其中，當第二引伸結構322伸入鐵套環2，並使鐵套環2卡設於第二引伸結構322與第二鉚點323之間時，鐵套環2會連通於第二末端灌注孔321，進而連通於第二灌注通道PC2，藉以使第一灌注通道PC1與第二灌注通道PC2可以透過鐵套環2彼此連通

基於以上所述，由於本發明之分段式轉子結構100是在第一段轉子組1之第一末端矽鋼片12設有連通於第一末端灌注孔121之第一引伸結構122，並在第一引伸結構122之周圍間隔地設置有第一鉚點123，因此鐵套環2可以套設於第一引伸結構122而定位於第一引伸結構122與第一鉚點123之間，藉此，當第二段轉子組3透過疊置於多個鐵套環2而使第二灌注通道PC2經由鐵套環2連通於第一灌注通道PC1後，即可利用壓鑄製程將鋁漿灌入第一灌注通道PC1、鐵套環2與第二灌注通道PC2中。

請繼續參閱第八圖與第九圖，第八圖係顯示本發明較佳實施例所提供之分段式轉子之立體示意圖；第九圖係顯示鑄鋁棒穿設於第一段轉子組、鐵套環與第二段轉子組之剖面示意圖。

如圖所示，在上述之分段式轉子結構100經由壓鑄製程而將鋁漿灌入第一灌注通道PC1、鐵套環2與第二灌注通道PC2後，鋁漿冷卻會形成貫穿第一灌注通道PC1、鐵套環2與第二灌注通道PC2之鑄鋁棒4，進而使分段式轉子結構100經由壓鑄製程轉變成具有多個鑄鋁棒4之分 段式轉子200。

在實務上，當分段式轉子結構100進行壓鑄製程時，第一灌注通道PC1、鐵套環2與第二灌注通道PC2中的空氣可以藉由第一灌注孔1121之洩氣缺口(圖未標示)、第二灌注孔3121之洩氣缺口(圖未標示)、第一末端灌注孔121之洩氣缺口1211或第二末端灌注孔321之洩氣缺口(圖未標示)排出。

第十圖係顯示本發明較佳實施例所提供之分段式轉子結構之製造方法之流程圖。如圖所示，本發明所提供之一種分段式轉子結構之製造方法，包含以下步驟S1至步驟S7。

首先，步驟S1是製備複數個第一矽鋼片(如上述之第一矽鋼片111與112)以及複數個第二矽鋼片(如上述之第一矽鋼片311與312)，使每一第一矽鋼片具有複數個第一灌注孔(如上述之第一灌注孔1111與1121)，並使每一第二矽鋼片具有複數個第二灌注孔(如上述之第二灌注孔3111與3121)。

接著，步驟S2是製備一第一末端矽鋼片(如上述之第一末端矽鋼片12)與一第二末端矽鋼片(如上述之第二末端矽鋼片32)，使第一末端矽鋼片具有複數個第一末端灌注孔(如上述之第一末端灌注孔121)、複數個自第一末端灌注孔延伸出之第一引伸結構(如上述之第一引伸結構122)以及複數個環繞於第一引伸結構之第一鉚點(如上述之第一鉚點123)，並使第二末端矽鋼片具有複數個第 二末端灌注孔(如上述之第二末端灌注孔321)、複數個自第二末端灌注孔延伸出之第二引伸結構(如上述之第二引伸結構322)以及複數個環繞於第二引伸結構之第二鉚點(如上述之第二鉚點323)。

步驟S3是將第一矽鋼片堆疊定位形成一第一轉子本體(如上述之第一轉子本體11)，使第一轉子本體具有複數個第一灌注通道(如上述之第一灌注通道PC1)，以及將第二矽鋼片堆疊定位形成一第二轉子本體(如上述之第二轉子本體31)，使第二轉子本體具有複數個第二灌注通道(如上述之第二灌注通道PC2)。

步驟S4是將第一末端矽鋼片與第二末端矽鋼片分別設置於第一轉子本體與第二轉子本體，使第一末端灌注孔分別連通於第一灌注通道，並使第二末端灌注孔分別連通於第二灌注通道。

步驟S5是將複數個鐵套環(如上述之鐵套環2)分別套設於第一引伸結構，並卡抵於第一鉚點。

步驟S6是將第二轉子本體連同第二末端矽鋼片疊置於鐵套環上，使鐵套環分別套設於第二引伸結構而卡抵於第二鉚點，進而使第一灌注通道經由鐵套環連通於第二灌注通道，藉以製造出一分段式轉子結構(如上述之分段式轉子結構100)。

最後，步驟S7是將一鋁漿灌入第一灌注通道、鐵套環與第二灌注通道，使鋁漿在冷卻後形成複數個貫穿第一灌注通道、鐵套環與第二灌注通道之鑄鋁棒(如 上述之鑄鋁棒4)。

綜上所述，相較於先前技術為了製造較大型的感應電機轉子而利用內隔片來連通各段轉子組之灌注通道，卻因為內隔片承受不住高壓與高溫而產生變形或融化，導致無法順利製造出感應電機轉子；本發明利用第一末端矽鋼片之第一引伸結構與第一鉚點來固定於鐵套環之一端，並利用第二末端矽鋼片之第二引伸結構與第二鉚點來固定於鐵套環之另一端，可以使鐵套環穩固地設置於第一轉子本體與第二轉子本體之間，進而在分段式轉子結構進行壓鑄製程時，可利用第一鉚點與第二鉚點的支撐來防止鐵套環外擴變形，有效的達到防止鐵套環變形以及鋁漿外洩。

此外，由於本發明更利用鐵套環取代先前技術利用鋁合金所製成之內隔片，因此更能有效的承受壓鑄製程時所承受的高溫與高壓。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

1‧‧‧第一段轉子組

111、112‧‧‧第一矽鋼片

1111、1121‧‧‧第一灌注孔

12‧‧‧第一末端矽鋼片

122‧‧‧第一引伸結構

123‧‧‧第一鉚點

2‧‧‧鐵套環

3‧‧‧第二段轉子組

311、312‧‧‧第二矽鋼片

3111、3121‧‧‧第二灌注孔

32‧‧‧第二末端矽鋼片

321‧‧‧第二末端灌注孔

322‧‧‧第二引伸結構

323‧‧‧第二鉚點

PC1‧‧‧第一灌注通道

PC2‧‧‧第二灌注通道

Claims (3)

1. 一種分段式轉子結構之製造方法，包含以下步驟：(a)製備複數個第一矽鋼片與複數個第二矽鋼片，使每一該些第一矽鋼片具有複數個第一灌注孔，並使每一該些第二矽鋼片具有複數個第二灌注孔；(b)製備一第一末端矽鋼片與一第二末端矽鋼片，使該第一末端矽鋼片具有複數個第一末端灌注孔、複數個自該些第一末端灌注孔延伸出之第一引伸結構以及複數個環繞於該些第一引伸結構之第一鉚點，並使該第二末端矽鋼片具有複數個第二末端灌注孔、複數個自該些第二末端灌注孔延伸出之第二引伸結構以及複數個環繞於該些第二引伸結構之第二鉚點；(c)將該些第一矽鋼片堆疊定位形成一第一轉子本體，使該第一轉子本體具有複數個第一灌注通道，以及將該些第二矽鋼片堆疊定位形成一第二轉子本體，使該第二轉子本體具有複數個第二灌注通道；(d)將該第一末端矽鋼片與該第二末端矽鋼片分別設置於該第一轉子本體與該第二轉子本體，使該些第一末端灌注孔分別連通於該些第一灌注通道，並使該些第二末端灌注孔分別連通於該些第二灌注通道；(e)將複數個鐵套環分別套設於該些第一引伸結構，並卡抵於該些第一鉚點；以及 (f)將該第二轉子本體連同該第二末端矽鋼片疊置於該些鐵套環上，使該些鐵套環分別套設於該些第二引伸結構而卡抵於該些第二鉚點，進而使該些第一灌注通道經由該些鐵套環連通於該些第二灌注通道，藉以製造出一分段式轉子結構。
2. 如申請專利範圍第1項所述之分段式轉子結構之製造方法，在步驟(f)之後更包含以下步驟(g)：(g)將一鋁漿灌入該些第一灌注通道、該些鐵套環與該些第二灌注通道，使該鋁漿在冷卻後形成複數個貫穿該些第一灌注通道、該些鐵套環與該些第二灌注通道之鑄鋁棒。
3. 如申請專利範圍第1項所述之分段式轉子結構之製造方法，在步驟(b)中，該些第一鉚點係間隔地設置於該些第一引伸結構之兩側，該些第二鉚點係間隔地設置於該些第二引伸結構之兩側。