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(例如電動機(jī)、發(fā)電機(jī)和牽引電動機(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旋轉(zhuǎn)而被轉(zhuǎn)換。
[0003]—類電磁機(jī)械一一交流感應(yīng)電動機(jī)一一使用感應(yīng)電流以在電動機(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。每一個導(dǎo)體條可以每隔兩個短路環(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]在一個實(shí)施例中，方法包括將鄰近和接觸彼此的多個鋼層疊板堆疊，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的遠(yuǎn)端表面，且限定穿過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的遠(yuǎn)端表面，且限定穿過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]在一個實(shí)施例中，插入是在擴(kuò)散之后。
[0013]在一個實(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量的100份大氣中含有按體積計量的約2份到按體積計量的約20份氫氣。
[0014]在一個實(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)過約I小時到約20天，氫氣的含量為在基于按體積計量的100份大氣中含約按體積計量的2份到約按體積計量的100份氫氣。
[0015]在一個實(shí)施例中，擴(kuò)散與預(yù)加熱同時發(fā)生。
[0016]在一個實(shí)施例中，擴(kuò)散在插入之前。
[0017]在一個實(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“一”、“至少一個”和“一個或多個”是可互換的，且表示存在至少一個物品。除非上下文清楚地指出相反情況，多個這樣的物品可以存在。在本說明書中，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“約”或“大約”所修飾，無論“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“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，其會因測量方法和這樣的參數(shù)的使用所引起。進(jìn)一步地，術(shù)語“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，所公開的數(shù)值范圍包括公開了所有值且在整個范圍中進(jìn)一步劃分范圍。范圍中的每一個值和范圍的端點(diǎn)全部作為單獨(dú)實(shí)施例公開。術(shù)語“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“或”包括一個或多個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)備過程中插入到層板堆疊結(jié)構(gòu)的多個導(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的多個導(dǎo)體條中一個的示意性端視圖；
[0029]圖4B是圖1的多個導(dǎo)體條中一個的示意性端視圖；
[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)或電動機(jī)部件。通過大致的說明和參考圖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包括用多個鋼層疊板16形成的層板堆疊結(jié)構(gòu)14。更具體地，多個鋼層疊板16每一個可以是例如具有硅鋼的獨(dú)立環(huán)形層，且可以鄰近多個鋼層疊板16中的另一個堆疊，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間隔開的遠(yuǎn)端表面20，且可以限定穿過其中從近端表面18延伸到遠(yuǎn)端表面20的槽道22。S卩，在多個鋼層疊板16鄰近彼此堆疊時，每一個獨(dú)立鋼層疊片16可以對準(zhǔn)每個其他獨(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的周邊間隔開的多個槽道22。多個槽道22可以基本上平行于旋轉(zhuǎn)軸線12延伸穿過層板堆疊結(jié)構(gòu)14且每一個可以被配置為接收導(dǎo)體條24。雖然未示出，但是多個槽道22也可以布置為繞旋轉(zhuǎn)軸線12的傾斜構(gòu)造。
[0035]因此，再次參見圖1，轉(zhuǎn)子10包括具有兩個端部部分26、126的導(dǎo)體條24，每一個端部部分設(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且例如不通過油漆層、涂層、樹脂和/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可以具有多個外部表面28(圖4B)，且多個外部表面28每一個可以直接接觸槽道22中的層板堆疊結(jié)構(gòu)14。
[0036]通常，轉(zhuǎn)子10可以包括多個導(dǎo)體條24，其每一個設(shè)置在多個槽道22的相應(yīng)一個中，使得多個導(dǎo)體條24每一個的第一端部26從層板堆疊結(jié)構(gòu)14的近端表面18延伸，且多個導(dǎo)體條24每一個的第二端部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間隔開的約30個到約100個導(dǎo)體條24。每一個導(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“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“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，再次參見圖1，每一個導(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可以包括兩個短路環(huán)30、130，例如在轉(zhuǎn)子10的每一個相應(yīng)終端32、132設(shè)置一個短路環(huán)30、130。短路環(huán)30、130可以將多個導(dǎo)體條24每一個彼此電連接。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