TWI622440B - 轉子短路環鑄造模具及其使用該模具之鑄造方法 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種轉子短路環鑄造模具及其使用該模具之鑄造方法，其中該轉子短路環鑄造模具，係用以套設於一鼠籠轉子之鐵芯一端，以包圍凸出鐵芯端面之複數導電銅片，以利鑄造工藝之進行，其包含：一上模蓋、一下模蓋、一外環座、一內環座、多孔環片、及一束環組。透過束環組束固於鐡芯外周緣，支撐依序套疊於鐡芯端面之該多孔環片、該內環座、該外環座、該下模蓋、及該上模蓋，俾以於各導電銅片自由端界定出一塑形室，提供銅質鑄造液澆注，而於各導電銅片自由端鑄造出一體成形之短路環。

Description

轉子短路環鑄造模具及其使用該模具之鑄造方法

本發明係有關於一種鑄造工藝相關之技術領域，尤其是用以轉子短路環生產之模具及其使用方法之一種轉子短路環鑄造模具及其使用該模具之鑄造方法。

馬達的設計上，除了利用交流電相位的變化以產生變動的磁場外，更可以利用變動的周圍磁場，以感應中間轉子以產生磁場，如此轉子可以不必再纏繞線圈，亦不需有碳刷等構造，而可簡化轉子的構造，請參閱第10、11圖所示，如感應電動機(單相和三相)的鼠籠轉子，在積疊的矽鋼片鐵心91中穿插導電銅片92(或棒)，兩端利用短路環93變成鼠籠型，經周圍變動磁場感應，產生渦流及磁力而旋轉。

習知短路環93的作法和結構，係將多數個短路環銅片931套疊於鐡芯91端面凸出之導電銅片92末端，透過短路環銅片931上之插孔，使各短路環銅片931能相互堆疊焊接至一定厚度。

上述短路環93製造方式有很大的缺點，因為短路環銅片931堆疊中間不一定會密實的貼合，一定會有空隙，且每一片短路環銅片931貼合都要焊接一次，工序上相當緩慢，不利產業的生產製造，且品質無法穩定、良率、效率都欠佳。

有鑑於上述習知技藝之問題與缺失，本發明之主要目的，乃在於提供一種轉子短路環鑄造模具及其使用該模具之鑄造方法，藉由鑄造模具結構的創新以及鑄造方法，克服習知短路環製造的麻煩與不便。

根據本發明上述目的，提出一種轉子短路環鑄造模具及其使用該模具之鑄造方法，其中該轉子短路環鑄造模具，係用以套設於一鼠籠轉子之鐵芯一端，以包圍凸出鐵芯端面之複數導電銅片，以利鑄造工藝之進行，其包含：一上模蓋、一下模蓋、一外環座、一內環座、多孔環片、及一束環組。透過束環組束固於鐡芯外周緣，支撐依序套疊於鐡芯端面之該多孔環片、該內環座、該外環座、該下模蓋、及該上模蓋，俾以於各導電銅片自由端界定出一塑形室，提供銅質鑄造液澆注，而於各導電銅片自由端鑄造出一體成形之短路環。

1‧‧‧上模蓋

621‧‧‧鎖塊

12‧‧‧上模槽

622‧‧‧鎖孔

14‧‧‧上分流道

623‧‧‧調整鎖孔

16‧‧‧定位凸點

624‧‧‧階級端面

18‧‧‧注液孔

71‧‧‧鎖柱

2‧‧‧下模蓋

72‧‧‧軸座

22‧‧‧下模槽

73‧‧‧螺固元件

24‧‧‧下分流道

91‧‧‧鐡芯

26‧‧‧定位凹槽

911‧‧‧軸孔

242‧‧‧流道孔

92‧‧‧導電銅片

3‧‧‧外環座

93‧‧‧短路環

4‧‧‧內環座

931‧‧‧短路環銅片

5‧‧‧多孔環片

101~107‧‧‧步驟

52‧‧‧銅片穿孔

922‧‧‧透孔

6‧‧‧束環組

S‧‧‧塑形室

62‧‧‧半圓環

C‧‧‧短路環

64‧‧‧緊迫螺栓

66‧‧‧調整螺栓

第1圖 係本發明轉子短路環鑄造模具局部構件分解示意圖(一)。

第2圖 係本發明轉子短路環鑄造模具局部構件分解示意圖(二)。

第3圖 係本發明轉子短路環鑄造模具之離心鑄造方法示意圖。

第4圖 係本發明轉子鐡芯分解示意圖。

第5圖 係本發明轉子短路環鑄造模具組合示意圖(一)。

第6圖 係本發明轉子短路環鑄造模具組合示意圖(二)。

第7圖 係第6圖所示實施例7-7剖線剖面示意圖。

第8圖 係第6圖所示實施例8-8剖線剖面作動示意圖。

第9圖 係本發明一體成形短路環之轉子結構示意圖。

第10圖 係第9圖所示實施例局部剖面示意圖。

第11圖 係習知具短路環之轉子結構示意圖。

第12圖 係第11圖所示實施例局部示意圖。

以下請參照相關圖式進一步說明本發明轉子短路環鑄造模具及其使用該模具之鑄造方法實施例，為便於理解本發明實施方式，以下相同元件係採相同符號標示說明。但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的範圍。

其中圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。

請參閱第1至2及11圖所示，本發明之轉子短路環鑄造模具，係用以套設於一鼠籠轉子之鐵芯91一端，以包圍凸出鐵芯91端面之各導電銅片92，以利鑄造工藝之進行，其包含：一上模蓋1、一下模蓋2、一外環座3、一內環座4、一多孔環片5、及一束環組6。

上述上模蓋1，具有一體形成之一上模槽12、複數上分流道14、複數定位凸點16、及至少一注液孔18。所述上模槽12係朝下呈開放凹陷形成上模蓋1朝下端面。所述各上分流道 14係朝下開放凹陷形成上模槽12底面，且各上分流道14於延伸方向其中一末端呈封閉。所述各定位凸點16係形成於上模槽12底面。所述注液孔18係頂底貫穿上模蓋1形成，且與各上分流道14相對於封閉端之另一端連通。實施時，注液孔18輪廓呈一錐形，且各定位凸點16可選擇性的省略。

上述下模蓋2，其外周輪廓係匹配上模槽12形成，使下模蓋2以頂端面插置於上模蓋1之上模槽12中。該下模蓋2具有一體形成之一下模槽22、複數下分流道24、複數定位凹槽26、及複數流道孔242。所述下模槽22係朝下開放凹陷形成於下模蓋2朝下端面。所述各下分流道24係分別凹陷形成於下模蓋2頂端面，且朝上開放的匹配各上分流道14，並且各下分流道24延伸方向之一端彼此連通，更與注液孔18位置對應，而相異之另一端則呈封閉。所述各定位凹槽26係對應各定位凸點16，凹陷形成於下模蓋2頂端面。所述各流道孔242係頂底貫穿下模蓋2形成於各下分流道24之封閉端。

上述外環座3，係為一中空之環狀體，其外周緣係匹配下模蓋2之下模槽22，使外環座3以頂端面插置於下模蓋2之下模槽22。實施時，外環座3內徑與多孔環片5外徑匹配。

上述內環座4，係為一中空之環狀體，該內環座4頂端面頂抵於下模蓋2之下模槽22，而該內環座4之底端面抵接於鐵芯91之軸向端面。

上述多孔環片5，係為一中空之環狀片體，其內徑大小與內環座4外周緣匹配，提供內環座4穿伸。該多孔環片5具有複數銅片穿孔52，各銅片穿孔52係頂、底貫穿多孔環片5形成，提供鐵芯91一端之各導電銅片92對應穿伸。實施時，各銅片穿孔52大小可選擇性的提供單片或或多數片之導電銅片92 穿伸。

上述束環組6，包含兩半圓環62、兩緊迫螺栓64、及至少一調整螺栓66。所述各半圓環62係匹配鐵芯91外周緣形成之相同構件，採鏡射方式選擇性束固於鐡芯91外周緣。該各半圓環62分別具有一體形成之兩鎖塊621、兩鎖孔622、至少一調整鎖孔623與一階級端面624。該各鎖塊621自半圓環自由端，徑向朝外延伸形成，且各鎖塊621貫穿形成有一鎖孔622，提供緊迫螺栓64穿伸螺鎖，以鎖接兩半圓環62於鐡芯91外周緣。該調整鎖孔623係貫穿半圓環62形成，提供調整螺栓66螺合穿伸，以調整半圓環62能與鐡芯91外周側妥適抵接。該階級端面624係形成於半圓環62頂端面。

是以，上述即為本發明所提供一較佳實施例轉子短路環鑄造模具，各部構件及組裝方式之介紹，茲再將本發明轉子短路環鑄造模具之離心鑄造方法，請參閱第3圖，茲介紹如下，其包含：

步驟101：將一鎖柱穿伸鐵芯鎖固；請參閱第4、5圖所示，將鎖柱71穿伸鐵芯91之軸孔911後，配合套銜與鎖固於鎖柱71兩端之軸座72及螺固元件73，俾以約束鐵芯91避免以熱而造成無預期的變形。

步驟102：將束環組束固於鐵芯徑向外周緣；請參閱第5圖所示，將半圓環62對應套銜於鐡芯91外周緣預設位置，再配合緊迫螺栓64穿伸鎖孔622鎖固。

步驟103：將多孔環片套銜於導電銅片外周緣；請參閱第7圖所示，透過多孔環片5上之銅片穿孔52，分別對應套銜凸伸於鐡芯91端面之各導電銅片92。

步驟104：將內、外環座同心套銜於多孔環片內、外 徑側；請參閱第6、7圖所示，將內環座4疊置於鐡芯91端面，並與多孔環片5內徑面抵接，而外環座3則疊置於束環組6上，並與多孔環片5外徑面抵接。

步驟105：將下模蓋疊置於內、外環座頂端面；請參閱第7圖所示，透過下模蓋2之下模槽21，將下模蓋2蓋抵於內、外環座4、3頂端。

步驟106：將上模蓋疊設於下模蓋；請參閱第7圖所示，將上模蓋1以上模槽12蓋疊於下模蓋2頂端，配合上模蓋1之定位凸點16與下模蓋2之定位凹點26，方便上、下模蓋1、2之上、下分流道14、24對位。

步驟107：離心鑄造出一短路環；請參閱第8至10圖所示，將銅材鑄造液以上模蓋1的注液孔18注入，配合上、下分流道14、24的分流，讓銅材鑄造液平均自各流道孔242流入由多孔環片5、內環座4(外徑面)、外環座3(內徑面)所共同界定的塑形室S，讓銅材鑄造液可包覆穿伸多孔環片5之各導電銅片92，進一步透過旋轉，俾使塑形室S內銅材鑄造液中的優質銅材能布滿導電銅片92外圍，而氣泡、雜質則可朝內環座4(外徑面)集中，配合拆模後的切削或打磨可進一步的去除該些雜質。

另外，請參閱第9、10圖所示，銅材鑄造液與各導電銅片92作用區，具有一卡勾裝置，該卡勾裝置可為穿伸各導電銅片92之透孔922或凹陷結構，使銅材鑄造液冷卻後形成之短路環C，可確實勾住各導電銅片92，讓各導電銅片92無法輕易的脫離。

以上所述說明，僅為本發明的較佳實施方式而已，意在明確本發明的特徵，並非用以限定本發明實施例的範圍，本技術領域內的一般技術人員根據本發明所作的均等變 化，以及本領域內技術人員熟知的改變，仍應屬本發明涵蓋的範圍。

Claims (5)

1. 一種轉子短路環鑄造模具，係用以套設於一鼠籠轉子之鐵芯一端，以包圍凸出鐵芯端面之複數導電銅片，以利鑄造工藝之進行，其包含：一上模蓋，具有一體形成之一上模槽、複數上分流道、及至少一注液孔；該上模槽係朝下開放凹陷形成於該上模蓋朝下端面；各該上分流道係朝下開放凹陷形成該上模槽底面，且各該上分流道於延伸方向其中一末端呈封閉；該注液孔係頂底貫穿該上模蓋形成，且與各該上分流道相對於封閉端之另一端連通；一下模蓋，其外周輪廓係匹配該上模槽形成，使該下模蓋以頂端面插置於該上模槽中，該下模蓋具有一體形成之一下模槽、複數下分流道、及複數流道孔；該下模槽係朝下開放凹陷形成於該下模蓋之朝下端面；各該下分流道係分別凹陷形成於該下模蓋頂端面，且朝上開放的匹配各該上分流道，又各該下分流道延伸方向之一端與該注液孔連通，而相異之另一端則呈封閉；各該流道孔係頂底貫穿該下模蓋形成於各該下分流道之封閉端；一外環座，係為一中空之環狀體，其外周緣係匹配該下 模槽，使該外環座以頂端面插置於該下模槽；一內環座，係為一中空之環狀體，該內環座頂端面頂抵於該下模槽，而該內環座之底端面抵接於該鐵芯之軸向端面；一多孔環片，係為一中空之環狀片體，其內徑與該內環座外周緣匹配，提供該內環座穿伸，而外周緣則與該外環座之內徑面抵接，該多孔環片具有複數銅片穿孔；各該銅片穿孔係頂、底貫穿該多孔環片形成，提供各該導電銅片對應穿伸；一束環組，係束固於該鐡芯外周緣，支撐該外環座底端，包含兩半圓環、兩緊迫螺栓、及至少一調整螺栓；各該半圓環分別具有一體形成之兩鎖塊、及兩鎖孔；該各鎖塊自該半圓環自由端，徑向朝外延伸形成，且各該鎖塊貫穿形成有一鎖孔，提供各該緊迫螺栓穿伸螺鎖，以鎖接各該半圓環於該鐡芯外周緣。其中，該多孔環片、該內環座(外徑面)、該外環座(內徑面)共同界定出一塑形室，繞圍穿伸該多孔環片之各該導電銅片自由端，以利銅材鑄造液之注入與塑形。
2. 如申請專利範圍第1項所述之轉子短路環鑄造模具，其中該上模蓋進一步具有複數定位凸點，各該定位凸點係形成於該上模槽底面；該下模蓋匹配各該定位凸點，進一步具有複數定位凹槽，各該定位凹槽係凹陷形成於該下模蓋頂端面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之轉子短路環鑄造模具，其中各 該半圓環進一步具有至少一調整鎖孔，該調整鎖孔係貫穿各該半圓環形成，提供一調整螺栓螺合穿伸。
4. 如申請專利範圍第1項所述之轉子短路環鑄造模具，其中各該半圓環進一步於頂端面形成一階級端面。
5. 一種使用請求項1之轉子短路環鑄造模具之離心鑄造方法，其包含以下步驟；(a)將一鎖柱穿伸該鐵芯鎖固；(b)將該束環組束固於該鐵芯徑向外周緣；(c)將該多孔環片套銜於各該導電銅片外周緣；(d)將該內、外環座同心套銜於該多孔環片內、外徑側；(e)將該下模蓋疊置於該內、外環座頂端面；(f)將該上模蓋疊設於該下模蓋上；(g)離心鑄造出一短路環。