轉(zhuǎn)子及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)子和形成轉(zhuǎn)子的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁機(jī)械(例如電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和牽引電動(dòng)機(jī))用于將一種形式的能量轉(zhuǎn)換為另一種形式的能量。這種電磁機(jī)械通常包括可繞軸線旋轉(zhuǎn)的元件?？尚D(zhuǎn)元件或轉(zhuǎn)子可以與靜止元件或定子同軸，且能量可以經(jīng)由轉(zhuǎn)子和定子之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)而被轉(zhuǎn)換。
[0003]—類電磁機(jī)械一一交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一一使用感應(yīng)電流以在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間使得轉(zhuǎn)子的一些部分磁化。更具體地，感應(yīng)電流可以流過(guò)沿轉(zhuǎn)子的周邊設(shè)置為平行于或幾乎平行于軸線的導(dǎo)體條。每一個(gè)導(dǎo)體條可以每隔兩個(gè)短路環(huán)電連接到另一導(dǎo)體條，所述短路環(huán)設(shè)置在轉(zhuǎn)子的相反端部。短路環(huán)和導(dǎo)體條在轉(zhuǎn)子操作期間經(jīng)受慣性力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]—種形成轉(zhuǎn)子的方法包括將導(dǎo)體條插入通過(guò)層板堆疊結(jié)構(gòu)(laminat1n stack)限定的槽道(slot)中，以在導(dǎo)體條和層板堆疊結(jié)構(gòu)之間限定一間隙。方法還包括在插入之后使得槽道中的導(dǎo)體條膨脹以填充間隙且形成轉(zhuǎn)子。
[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，方法包括將鄰近和接觸彼此的多個(gè)鋼層疊板堆疊，以形成層板堆疊結(jié)構(gòu)。層板堆疊結(jié)構(gòu)具有近端表面和與近端表面間隔開(kāi)的遠(yuǎn)端表面，且限定穿過(guò)其中從近端表面延伸到遠(yuǎn)端表面的槽道。方法還包括將具有端部部分的導(dǎo)體條插入到槽道中，以限定在導(dǎo)體條和層板堆疊結(jié)構(gòu)之間的間隙。在插入之后，方法包括將焊劑施加到端部部分，且在施加之后，對(duì)焊劑預(yù)加熱。此外，在插入之后，方法包括使得槽道中的導(dǎo)體條膨脹，以填充間隙且形成轉(zhuǎn)子。
[0006]轉(zhuǎn)子包括層板堆疊結(jié)構(gòu)，其具有近端表面和與近端表面間隔開(kāi)的遠(yuǎn)端表面，且限定穿過(guò)其中從近端表面延伸到遠(yuǎn)端表面的槽道。轉(zhuǎn)子還包括導(dǎo)體條，其設(shè)置為在槽道中鄰近且直接接觸層板堆疊結(jié)構(gòu)。
[0007]—種形成轉(zhuǎn)子的方法包括堆疊鄰近并且接觸彼此的多個(gè)鋼層疊板以形成層板堆疊結(jié)構(gòu)，其中所述層板堆疊結(jié)構(gòu)具有近端表面和與所述近端表面間隔開(kāi)的遠(yuǎn)端表面，且進(jìn)一步其中所述層板堆疊結(jié)構(gòu)限定從所述近端表面貫穿延伸到所述遠(yuǎn)端表面的槽道；將具有端部部分的導(dǎo)體條插入到所述槽道中以限定在所述導(dǎo)體條和所述層板堆疊結(jié)構(gòu)之間的間隙；在插入之后，施加焊劑到端部部分；在施加之后，對(duì)焊劑預(yù)加熱；和在插入之后，使得槽道中的導(dǎo)體條膨脹，以填充間隙且形成轉(zhuǎn)子。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，膨脹包括將導(dǎo)體條設(shè)置為鄰近且直接接觸層板堆疊結(jié)構(gòu)。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，插入包括在槽道中將導(dǎo)體條與層板堆疊結(jié)構(gòu)間隔開(kāi)一距離，且進(jìn)一步其中膨脹包括使得該距離最小化。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)體條具有在插入之前的初始體積，且進(jìn)一步其中膨脹包括將導(dǎo)體條加熱以使得初始體積擴(kuò)張到大于初始體積的最終體積。[0011 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括將氫氣擴(kuò)散到導(dǎo)體條中。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，插入是在擴(kuò)散之后。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，擴(kuò)散包括將導(dǎo)體條暴露到包含氫氣的大氣中，氫氣量為基于按體積計(jì)量的100份大氣中含有按體積計(jì)量的約2份到按體積計(jì)量的約20份氫氣。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，膨脹包括在包括氫氣的大氣下以約100 °C到約800 °C的溫度加熱導(dǎo)體條并經(jīng)過(guò)約I小時(shí)到約20天，氫氣的含量為在基于按體積計(jì)量的100份大氣中含約按體積計(jì)量的2份到約按體積計(jì)量的100份氫氣。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，擴(kuò)散與預(yù)加熱同時(shí)發(fā)生。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，擴(kuò)散在插入之前。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括在膨脹之后形成設(shè)置為與焊劑接觸的短路環(huán)。
[0018]如在本文使用的術(shù)語(yǔ)“一”、“至少一個(gè)”和“一個(gè)或多個(gè)”是可互換的，且表示存在至少一個(gè)物品。除非上下文清楚地指出相反情況，多個(gè)這樣的物品可以存在。在本說(shuō)明書(shū)中，包括所附權(quán)利要求在內(nèi)，所有參數(shù)、量、或狀態(tài)的數(shù)值應(yīng)被理解為在所有情況下被術(shù)語(yǔ)“約”或“大約”所修飾，無(wú)論“約”或“大約”是否實(shí)際出現(xiàn)在數(shù)值之前?！凹s”和“大約”表示所說(shuō)數(shù)值允許一些輕微的不精確(例如在一定程度上接近確切值；合理接近該值；幾乎是該值；實(shí)質(zhì)上是該值)。如果通過(guò)“約”或“大約”提供的不精確性不被理解為這種含義，則本文使用的“約”和“大約”不是至少一些變化情況，其會(huì)因測(cè)量方法和這樣的參數(shù)的使用所引起。進(jìn)一步地，術(shù)語(yǔ)“基本上”也是是指狀態(tài)的輕微的不精確(例如在一定程度上接近確切狀態(tài)；合理接近該狀態(tài)；幾乎是該值；實(shí)質(zhì)上是該值)。此外，所公開(kāi)的數(shù)值范圍包括公開(kāi)了所有值且在整個(gè)范圍中進(jìn)一步劃分范圍。范圍中的每一個(gè)值和范圍的端點(diǎn)全部作為單獨(dú)實(shí)施例公開(kāi)。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、和“具有”是包括性的且因此表示所述物品的存在，但是不排除其他物品的存在。如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“或”包括一個(gè)或多個(gè)列出物品的所有任何和所有組合。
[0019]在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是轉(zhuǎn)子的分解透視示意圖；
[0021]圖2A是形成圖1的轉(zhuǎn)子的方法的示意性流程圖；
[0022]圖2B是圖2A方法的第二實(shí)施例的示意性流程圖；
[0023]圖2C是圖2A的方法的第三實(shí)施例的示意性流程圖；
[0024]圖2D是圖2A的方法的第四實(shí)施例的示意性流程圖；
[0025]圖2E是圖2A方法的第五實(shí)施例的示意性流程圖；
[0026]圖2F是圖2A方法的第六實(shí)施例的不意性流程圖；
[0027]圖3是在形成圖1轉(zhuǎn)子的準(zhǔn)備過(guò)程中插入到層板堆疊結(jié)構(gòu)的多個(gè)導(dǎo)體條的示意透視圖；
[0028]圖4A是設(shè)置在包括氫氣的大氣中的圖3的多個(gè)導(dǎo)體條中一個(gè)的示意性端視圖；
[0029]圖4B是圖1的多個(gè)導(dǎo)體條中一個(gè)的示意性端視圖；
[0030]圖5A是沿線5A-5A截取的圖3的層板堆疊結(jié)構(gòu)和導(dǎo)體條的示意截面圖；和
[0031]圖5B是沿線5B-5B截取的圖1轉(zhuǎn)子的示意截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]參見(jiàn)附圖，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，在圖1以附圖標(biāo)記10示出了轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子10可以用作用于汽車應(yīng)用的電磁機(jī)械(未示出)的部件，例如用于車輛的交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的部件。然而，轉(zhuǎn)子10也可以用于非汽車應(yīng)用，包括用于家用和商業(yè)應(yīng)用的發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)部件。通過(guò)大致的說(shuō)明和參考圖1所作的描述，轉(zhuǎn)子10可以繞旋轉(zhuǎn)軸線12旋轉(zhuǎn)且可以相對(duì)于電磁機(jī)械的靜止定子(未示出)旋轉(zhuǎn)。
[0033]轉(zhuǎn)子10包括用多個(gè)鋼層疊板16形成的層板堆疊結(jié)構(gòu)14。更具體地，多個(gè)鋼層疊板16每一個(gè)可以是例如具有硅鋼的獨(dú)立環(huán)形層，且可以鄰近多個(gè)鋼層疊板16中的另一個(gè)堆疊，以形成層板堆疊結(jié)構(gòu)14。
[0034]進(jìn)一步地，最佳如圖3所示，層板堆疊結(jié)構(gòu)14可以具有近端表面18和與近端表面18間隔開(kāi)的遠(yuǎn)端表面20，且可以限定穿過(guò)其中從近端表面18延伸到遠(yuǎn)端表面20的槽道22。S卩，在多個(gè)鋼層疊板16鄰近彼此堆疊時(shí)，每一個(gè)獨(dú)立鋼層疊片16可以對(duì)準(zhǔn)每個(gè)其他獨(dú)立鋼層疊片16，以限定槽道22。通常，層板堆疊結(jié)構(gòu)14可以限定繞層板堆疊結(jié)構(gòu)14的周邊間隔開(kāi)的多個(gè)槽道22。多個(gè)槽道22可以基本上平行于旋轉(zhuǎn)軸線12延伸穿過(guò)層板堆疊結(jié)構(gòu)14且每一個(gè)可以被配置為接收導(dǎo)體條24。雖然未示出，但是多個(gè)槽道22也可以布置為繞旋轉(zhuǎn)軸線12的傾斜構(gòu)造。
[0035]因此，再次參見(jiàn)圖1，轉(zhuǎn)子10包括具有兩個(gè)端部部分26、126的導(dǎo)體條24，每一個(gè)端部部分設(shè)置為彼此相反。導(dǎo)體條24設(shè)置為鄰近槽道22中的層板堆疊結(jié)構(gòu)14且與之直接接觸。即，導(dǎo)體條24直接鄰接槽道22中的層板堆疊結(jié)構(gòu)14且例如不通過(guò)油漆層、涂層、樹(shù)脂和/或分離件而與層板堆疊結(jié)構(gòu)14分離。更具體地，導(dǎo)體條24可以具有多個(gè)外部表面28(圖4B)，且多個(gè)外部表面28每一個(gè)可以直接接觸槽道22中的層板堆疊結(jié)構(gòu)14。
[0036]通常，轉(zhuǎn)子10可以包括多個(gè)導(dǎo)體條24，其每一個(gè)設(shè)置在多個(gè)槽道22的相應(yīng)一個(gè)中，使得多個(gè)導(dǎo)體條24每一個(gè)的第一端部26從層板堆疊結(jié)構(gòu)14的近端表面18延伸，且多個(gè)導(dǎo)體條24每一個(gè)的第二端部126從層板堆疊結(jié)構(gòu)14的遠(yuǎn)端表面20延伸。例如，轉(zhuǎn)子10可以包括繞旋轉(zhuǎn)軸線12間隔開(kāi)的約30個(gè)到約100個(gè)導(dǎo)體條24。每一個(gè)導(dǎo)體條24可以配置為在電磁機(jī)械(未示出)操作期間傳導(dǎo)電流，且可以因此用導(dǎo)電材料形成。例如，每一個(gè)導(dǎo)體條24可以用銅或銅合金形成，例如銅鎳合金或銅硼合金。有利地，導(dǎo)體條24可以用電解韌銅合金形成，例如CllOOO銅合金，使得轉(zhuǎn)子10制造更便宜。如在本文使用的，術(shù)語(yǔ)“電解韌銅合金”是指基于按重量的100份的銅合金包括按重量的約0.02份到約0.04份的氧含量的銅合金。替換地，導(dǎo)體條24可以用不含氧的銅合金形成，例如C102銅合金。如在本文使用的，術(shù)語(yǔ)“不含氧的銅合金”是指基于按重量的100份的銅合金包括按重量的約0.001份的氧含量。
[0037]進(jìn)一步地，再次參見(jiàn)圖1，每一個(gè)導(dǎo)體條24可以在轉(zhuǎn)子10的終端32處終止在短路環(huán)30處且與該短路環(huán)連接。更具體地，轉(zhuǎn)子10可以包括兩個(gè)短路環(huán)30、130，例如在轉(zhuǎn)子10的每一個(gè)相應(yīng)終端32、132設(shè)置一個(gè)短路環(huán)30、130。短路環(huán)30、130可以將多個(gè)導(dǎo)體條24每一個(gè)彼此電連接。因此，短路環(huán)30、130也可以用導(dǎo)電材料形成，例如但不限于銅、
銅合金