[发明专利]用于电动马达的鼠笼式转子及其制造方法

说明书

相关申请

本申请主张2009年9月30日提交的日本申请号JP-2009-228339、发明名称“Squirrel-cage Rotor for an Electric Motor and Its Production Method(用于电动马达的鼠笼式转子及其制造方法)”的申请的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明的主题涉及改善转子平衡的用于电动马达的鼠笼式转子以及制造方法。

背景技术

对于不同种类的电动旋转马达，已经采用各种方法来改善马达效率。关于转子，正在考虑通过变换用作核芯部件或导体棒的电磁钢板的材料的改善以及在导体棒的空间因素或核芯的形状改变中的改善。

图14A、14B和15示出了用于电动马达的转子的现有技术的例子。核芯1包括多个薄电磁钢板。如图15所示，每个核芯板具有在中心的核芯主轴孔12以及沿圆周布置的多个近似梯形的核芯槽11。板彼此层叠以形成核芯1。

转子还包括端环2，端环2的形状与核芯1的板的形状近似相同。端环2在主轴轴方向附接在核芯1的两侧。转子主轴3延伸穿过核芯板的核芯主轴孔12并且穿过两个端环2的对应孔。核芯1的核芯槽11以及端环2容纳导体棒4，从而导体棒4延伸穿过核芯1以及端环2的核芯槽11。在此布置中，通过铜焊或其它各种方法将端环2和导体棒4结合起来以提供电连续性贯穿而制造用于电动马达的鼠笼式转子。

对于该转子结构，将端环2和导体棒4准备作为分离的部件；并且在装配好核芯1之后将端环2和导体棒4结合在一起。可选地，可以使用拉模铸造工艺作为另一个选择。在拉模铸造工艺中，通过将熔化的金属压入作为用于铸造目的的空腔的核芯槽11来直接制造端环2和导体棒4。

通过上述工艺制造的鼠笼式转子的旋转不平衡是使用这样的转子的电动马达中的振动和噪声的一个因素。因而，为了减小这样的不平衡并且从而改善平衡和减小马达振动，进行转子的改变。由于近来对于更高效率的需求，用于平衡的这些改变正变得重要。

有两种不同的方法用于转子改变以改善平衡。一种平衡方法是通过钻孔或刮削来切割转子的一部分以移除重量，并且另一个方法是附接一个或多个平衡重。除非由于切割带来的废物导致问题，可以选择钻孔或刮削方法，并且如果废物是不利的则可以选择使用平衡重。

下面给出附接平衡重的方法的例子的说明。为了减少部件的数目以及将部件附接到一起的步骤的数目，以环形板的形式制造多个平衡重，在每个核芯板的中心有孔。然而，这些板分别具有不同的厚度并且因而具有不同的质量和重量。在转子的边缘表面形成突起，从而该突起能够配合任一平衡重的中心孔。

在测量不具有平衡重的转子的不平衡量之后，将一个或多个环形平衡重配合到突起以改善规定范围内的平衡来抵消不平衡量。在附接了多个平衡重的情况下，可用厚度相同或分别不同的多个平衡重。为了防止分离，例如通过凿密法将环形平衡重保持为附接到转子的突起。可选地，使得从转子的表面的突起的一部分变形为大于所附接的平衡重的中心孔。

关于转子改变以改善平衡的该问题，减少制造的部件的数目并简化装配过程是期望的。例如，已经提出了向线圈的外表面施加腻子(putty)并使得腻子硬化的方法。然而，该平衡技术具有这样的可能：由于地心引力导致腻子脱离。特别是当随着时间的经过腻子变坏而削弱了腻子的附接力时，发生腻子脱离。

考虑到上述脱离问题，JP-A-H07-143709A提出了将圆筒附接到转子的部并且在圆筒的内表面施加和硬化用于改善平衡的腻子。该结构已经解决了腻子脱离问题，因为向心力将内表面上的腻子压向内表面。同时，JP-A-2007-336737A提出了能够通过钻机或其它装置来切割在转子的轴向突起的套管以改变重量分布从而改善平衡。

发明内容

在拉模铸造方法中，已知许多例子，其中使用铝或铝合金作为端环2和导体棒4的材料。然而，几乎没有例子使用铜或铜合金作为金属来获取由于降低的电阻而带来的更高的效率。因为熔点的不同，在拉模铸造工艺中铜较不常见。铜的熔点大约为1083摄氏度，因而比起铝的熔点要高很多，铝的熔点大约为660摄氏度。

除了铜材料比铝材料更加昂贵之外，由于在熔化的铜将流入铸造模具流时的低温引起的不充分地填充的铸造区域，铜拉模铸造产生低的生产率。重新加热铸造或者通过使用高规格拉模铸造机来快速填充熔化的铜以克服上述高热阻铜材料的低温流问题或其它因素已经导致使用高温铜的部件的高生产成本。作为结果，一个单元的成本极高地上涨。