CN106451955A - 用于层叠转子的热装方法 - Google Patents

Abstract

一种用于层叠转子的热装方法，该热装方法包括：将具有通孔(11)的环状环(1)以与层叠转子芯(2)同轴的方式布置在层叠转子芯的轴向端部处，其中，层叠转子芯包括层叠钢板(21)并且具有沿其轴向方向延伸的通孔(22)；以及在对层叠转子芯和环进行加热之后将转子轴(3)插入到环的通孔和层叠转子芯的通孔中。具有布置有环的圆形内部空间的环附接夹具(4)具有突出部(41)，该突出部沿轴向方向从环附接夹具的轴向端部表面突出并且沿着圆形内部空间的周向方向布置。通过将突出部配装在沿轴向在层叠转子芯中延伸的附接孔(23)中并且将环配装至环附接夹具的限定圆周内部空间的内周表面，环的中心与层叠转子芯的中心对准。

Description

用于层叠转子的热装方法

技术领域

本发明涉及一种用于层叠转子的热装方法，热装方法是用于通过热装将层叠转子芯配装到转子轴上的方法。

背景技术

根据一种已知的用于层叠转子的热装方法，层叠转子芯被加热，然后转子轴插入到层叠转子芯中。层叠转子芯由多个层叠环状钢板制成，并且层叠转子芯具有沿其轴向方向穿过层叠转子芯的通孔(例如参见日本实用新型申请公报No.05-070149(JP 05-070149U))。

发明内容

在用于层叠转子的热装方法中，当将转子轴插入到层叠转子芯的通孔中时，转子轴的外周表面可以接触并摩擦层叠转子芯的内周表面，层叠转子芯的内周表面限定层叠转子芯的通孔。因此，层叠转子芯的接触部分可能会沿轴向方向弯曲(变形)。接触部分面对通孔并且与转子轴相接触。为了防止这种情况发生，具有通孔的环状环可以设置在层叠转子芯的轴向端部处。然而，层叠转子芯的外径和环的外径可以彼此不同，并且因此，用于将环的中心与层叠转子芯的中心(中心轴线)对准的定位是困难的。如果未对准发生在层叠转子芯的中心位置与环的中心位置之间，则转子轴不能够插入到层叠转子芯的通孔和环的通孔中，或者转子轴的不良插入——比如在环的内周表面上产生划痕——可能会发生。本发明提供了一种用于层叠转子的热装方法，该热装方法使得能够将层叠转子芯与转子轴彼此紧固，同时通过将简单构造的夹具附连至层叠转子芯的端部而在转子轴插入到层叠转子芯中期间降低了环的中心相对于层叠转子芯的中心的未对准的发生。

本发明的第一方面涉及一种用于层叠转子的热装方法。该热装方法包括：对层叠转子芯进行加热，层叠转子芯由多个层叠环状钢板制成并且具有沿层叠转子芯的轴向方向穿过层叠转子芯的通孔；然后将转子轴插入到层叠转子芯的通孔中以通过热装将层叠转子芯配装到转子轴上。根据本发明第一方面的热装方法包括：通过将设置有多个突出部的环附接夹具的所述突出部配装在具有多个附接孔的层叠转子芯的所述附接孔中而将环附接夹具布置在层叠转子芯的轴向端部处，环附接夹具的突出部从环附接夹具的轴向端表面突出，环附接夹具的突出部沿着环附接夹具的圆形内部空间的周向方向布置，并且附接孔设置在层叠转子芯的轴向端部部分中；通过将呈环形且具有通孔的环配装至环附接夹具的内周表面而将环布置成使得环与层叠转子芯同轴，环附接夹具的内周表面限定环附接夹具的圆形内部空间；以及在加热环和层叠转子芯之后，将转子轴插入到层叠转子芯的通孔和环的通孔中。根据第一方面的热装方法还可以包括：在加热环和层叠转子芯且将转子轴插入到环的通孔和层叠转子芯的通孔中之后，对环施加轴向力，使得环压靠层叠转子芯。

根据本发明的以上方面，能够提供一种用于层叠转子的热装方法，该热装方法使得能够将层叠转子芯与转子轴彼此紧固，同时通过将简单构造的夹具附接至层叠转子芯的端部而在转子轴插入到层叠转子芯中期间降低了环的中心相对于层叠转子芯的中心的未对准的发生。

附图说明

下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义进行描述，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：

图1A是示出了转子轴还未被插入到层叠转子芯的通孔和环的通孔中的状态的视图；

图1B是示出了转子轴已经插入在层叠转子芯的通孔和环的通孔中的状态的视图；

图2A是示出了层叠转子芯的接触部分的视图，其中，层叠转子芯的接触部分面对通孔并且与转子轴相接触；

图2B是示出了在图2A中所示的接触部分的放大图的视图；

图3是示出了轴向力被施加使得环沿其轴向方向被压靠在层叠转子芯上的状态的视图；

图4示出了环附接夹具的突出部配装在层叠转子芯的附接孔中的状态；

图5是示出了环布置在层叠转子芯的相应轴向端部处的状态的视图；

图6A是示出了相关技术中的层叠转子芯的接触部分的翘曲的视图，其中，层叠转子芯的接触部分面对通孔并且与转子轴相接触；以及

图6B是示出了图6A中所示的接触部分的放大图的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本发明的示例性实施方式进行描述。在根据本发明的实施方式的用于层叠转子的热装方法中，呈环形并且具有通孔11的环1布置在层叠转子芯2的轴向端部处，以使环1与层叠转子芯2同轴(参见图1)。层叠转子芯2由多个层叠环状钢板21制成并且具有通孔22，该通孔22沿层叠转子芯2的轴向方向穿过层叠转子芯2(参见图1A和图1B)。然后，环1与层叠转子芯2被加热，并且转子轴3插入到层叠转子芯2的通孔22和环1的通孔11中。环1、层叠转子芯2和转子轴3整合在一起以构成马达的转子。

例如，通过将具有相同形状的多个电磁钢板层叠然后通过例如挤压或焊接将层叠电磁钢板整合在一起来生产层叠转子芯2。转子轴3由包含例如铬和碳的钢材制成。转子轴3呈中空筒状形状(管形状)。

环1的通孔11和层叠转子芯2的通孔22中的每一者的直径(即，环1和层叠转子芯2中的每一者的内径)被设定成略小于转子轴3的外径。因此，通过对环1和层叠转子芯2进行加热，环1的通孔11和层叠转子芯2的通孔22中的每一者的直径增大，然后转子轴3插入到层叠转子芯2和环1中。之后，环1和层叠转子芯2被冷却。当环1的温度和层叠转子芯2的温度被降低时，环1的通孔11和层叠转子芯2的通孔22中的每一者的直径减小。因此，环1的限定通孔11的内周表面以及层叠转子芯2的限定通孔22的内周表面与转子轴3的外周表面相接触并且收紧转子轴3。

以这种方式，环1和层叠转子芯2通过热装固定至转子轴3。在本实施方式中，环1和层叠转子芯2被同时地加热。这允许加热器的共同使用，由此致使加热成本降低。在加热之后，环1和层叠转子芯2以一体的方式被传送，并且转子轴3被插入到层叠转子芯2和环1中。这便于传送，由此致使传送成本降低。

例如，通过感应加热——也就是向高频感应线圈供给高频电流的过程——对环1和层叠转子芯2进行加热。然而，环1和层叠转子芯2的加热不局限于感应加热，并且可以采用任何加热方法来加热环1和层叠转子芯2。例如，环1和层叠转子芯2可以在炉中加热。

当将转子轴3插入到层叠转子芯2的通孔22中时，转子轴3的外周表面接触并摩擦层叠转子芯2的内周表面，其中，层叠转子芯2的内周表面限定通孔22。因此，层叠转子芯2的接触部分受到轴向力。层叠转子芯2的接触部分是面对通孔22且与转子轴3相接触的部分。

在相关技术中，这种轴向力引起翘曲，也就是说，这种轴向力使层叠转子芯的接触部分沿层叠转子芯的轴向方向弯曲(变形)(参见图6A和图6B)。层叠转子芯的接触部分是面对通孔且与转子轴相接触的部分。然而，在本实施方式中，环1布置在层叠转子芯2的轴向端部处，如上所述。因而，当层叠转子芯2和环1固定至转子轴3时，轴向力作用在层叠转子芯2上。这是因为，与层叠钢板21相比，环1——该环1的外径小于层叠转子芯2的层叠钢板21中的每个钢板的外径——较不可能沿轴向方向变形。因而，能够防止翘曲——即，层叠转子芯2的接触部分沿轴向方向弯曲(变形)——的发生。因此，能够防止紧固力的减小，其中，层叠转子芯2的限定通孔22的内周表面与转子轴3通过该紧固力而彼此紧固(参见图2A和图2b)。

此外，转子轴3设置有凸缘31，该凸缘31从转子轴3的外周表面突出。凸缘31与层叠转子芯2的轴向端部相接触，由此支承层叠转子芯2。在环1和层叠转子芯2被加热并且转子轴3插入到层叠转子芯2的通孔22和环1的通孔11中之后，可以施加轴向力使得环1沿轴向方向压靠在层叠转子芯2上(参见图3)。然后，环1和层叠转子芯2可以被冷却以被固定至转子轴3。这使得能够在减小层叠转子芯2的钢板21之间的间隙的情况下将层叠转子芯2与转子轴3彼此紧固。在这种情况下，即使当在高速旋转期间减小了紧固力——层叠转子芯2的限定通孔22的内周表面与转子轴3通过该紧固力彼此紧固——时，层叠转子芯2和转子轴3仍通过沿层叠转子芯2的轴向方向的紧固力(轴向力分量)而被保持处于紧固状态。

当层叠转子芯的外径与环的外径彼此不同时，用于将环的中心与层叠转子芯的中心(中心轴线)对准的定位是困难的。如果在层叠转子芯的中心位置与环的中心位置之间发生未对准，则转子轴不能够插入到层叠转子芯的通孔和环的通孔中，或者可能会发生转子轴的不良插入，比如在环的内周表面上产生划痕。

与此相反，在根据本实施方式的用于层叠转子的热装方法中，呈环形且具有通孔11的环1布置在层叠转子芯2的轴向端部处，以使环1与层叠转子芯2同轴。环附接夹具4具有圆形内部空间。环1配装至环附接夹具4的内周表面。环附接夹具4的内周表面限定圆形内部空间。环附接夹具4设置有从环附接夹具4的轴向端部表面突出的多个突出部41。突出部41沿着圆形内部空间的周向方向布置(参见图4)。层叠转子芯2具有沿层叠转子芯2的轴向方向延伸的多个附接孔23。环1配装至环附接夹具4的限定圆形内部空间的内周表面，并且环附接夹具4的突出部41配装在层叠转子芯2的附接孔23中，使得用于将环1的中心与层叠转子芯2的中心对准的定位得以执行。因而，通过将简单构造的环附接夹具4附接至层叠转子芯2的端部，能够在将转子轴3插入到层叠转子芯2中期间降低环1的中心相对于层叠转子芯2的中心的未对准的发生。此外，能够在减小层叠转子芯2的钢板21之间的间隙的情况下将层叠转子芯2与转子轴3彼此紧固。

环附接夹具4具有环部分42和多个突出部41，其中，环部分42呈环形，所述多个突出部41从环附接夹具4的轴向端部表面突出并且沿着环部分42的周向方向布置。环附接夹具4呈环形。然而，环附接夹具4的形状并不局限于环形。环附接夹具4例如可以呈矩形体形状。例如，三个突出部41沿着环部分42的周向方向以相等的间隔设置在环部分42的端部表面上。然而，突出部41的数量不局限于三个。设置在环部分42上的突出部41的数量可以是四个或更多个。可以设置任何数量的突出部41。预期通过增加突出部41的数量来提高定位精确度。

层叠转子芯2的附接孔(凹部或通孔)23被设置成与环附接夹具4的突出部41相对应。附接孔23设置在层叠转子芯2的轴向端部部分中。在生产层叠转子芯2的过程之前形成的孔可以用作层叠转子芯2的附接孔23。替代性地，附接孔23可以与环附接夹具4的突出部41相对应地形成。

通过将环附接夹具4的突出部41配装在层叠转子芯2的对应的附接孔23中来执行用于将环附接夹具4的中心与层叠转子芯2的中心对准的定位。此外，通过将环1配装至环附接夹具4的环部分42的内周表面来执行用于将环1的中心与环附接夹具4的中心对准的定位。以这种方式，执行用于将环1的中心与层叠转子芯2的中心对准的定位。如上所述，通过使用具有突出部41和环部分42的简单构造的环附接夹具4而高精度地执行用于将环1的中心与层叠转子芯2的中心对准的定位。因而，转子轴3可以平滑地插入到层叠转子芯2的通孔22和环1的通孔11中，原因在于层叠转子芯2的中心与环1的中心高精度地彼此对准。以这种方式，能够减小转子轴插入到层叠转子芯的通孔和环的通孔中的故障的发生，或能够减小转子轴的不良插入——比如，在环的内周表面上产生划痕——的发生。如果未对准发生在层叠转子芯的中心位置与环的中心位置之间，则转子轴的这种插入故障或转子轴的不良插入可能会发生。

接着，将对根据本实施方式的用于层叠转子的热装方法的流程进行描述。首先，将环附接夹具4的突出部41配装在层叠转子芯2的对应的附接孔23中。以这种方式，执行用于将环附接夹具4的中心与层叠转子芯2的中心对准的定位。接着，将环1配装至环附接夹具4的环部分42的内周表面。以这种方式，执行用于将环1的中心与环附接夹具4的中心对准的定位。

在执行用于将环附接夹具4的中心、环1的中心以及层叠转子芯2的中心彼此对准的定位之后，环附接夹具4、环1以及层叠转子芯2通过使用例如高频感应线圈被加热。应当注意的是，环附接夹具4可以被移除，并且仅环1和层叠转子芯2——环1的中心与层叠转子芯2的中心彼此对准——可以被加热。然后，将转子轴3插入到整合在一起的层叠转子芯2和环1的通孔22、11中。

如至此所述，在根据本实施方式的用于层叠转子的热装方法中，通过将环1配装至环附接夹具4的内周表面并且将环附接夹具4的突出部41配装在沿层叠转子芯2的轴向方向延伸的对应的附接孔23中，执行用于将环1的中心与层叠转子芯2的中心对准的定位。因而，通过将简单构造的环附接夹具4附接至层叠转子芯2的端部，能够在将转子轴3插入到层叠转子芯2中期间减小环1的中心相对于层叠转子芯2的中心的未对准的发生。此外，能够在减小层叠转子芯2的钢板21之间的间隙的情况下将层叠转子芯2与转子轴3彼此紧固。

本发明不局限于上述实施方式，并且在本发明的范围内可以对前述实施方式做出各种修改。上述实施方式可以被修改成使得环1布置在层叠转子芯2的两个轴向端部的每个轴向端部处(参见图5)。第一环附接夹具和第二环附接夹具附接至层叠转子芯2的相应的轴向端部以执行定位。然后，环1(第一环、第二环)分别附接至布置在层叠转子芯2的相应的轴向端部处的第一环附接夹具和第二环附接夹具以执行定位。层叠转子芯2和布置在层叠转子芯2的相应的轴向端部处的环1通过使用例如高频感应线圈被加热。然后，将转子轴3插入到布置在层叠转子芯2的相应的轴向端部处的环1的通孔11以及层叠转子芯2的通孔22中。

Claims (5)

1.一种用于层叠转子的热装方法，所述热装方法包括：对层叠转子芯进行加热，所述层叠转子芯由多个层叠环状钢板制成并且具有沿所述层叠转子芯的轴向方向穿过所述层叠转子芯的通孔；然后将转子轴插入到所述层叠转子芯的所述通孔中以通过热装将所述层叠转子芯配装至所述转子轴上，所述热装方法包括：

通过将环附接夹具所设置有的多个突出部配装在所述层叠转子芯所具有的多个附接孔中而将所述环附接夹具布置在所述层叠转子芯的轴向端部处，

所述环附接夹具的所述突出部从所述环附接夹具的轴向端部表面突出，所述环附接夹具的所述突出部沿着所述环附接夹具的圆形内部空间的周向方向布置，并且所述附接孔设置在所述层叠转子芯的轴向端部部分中；

通过将呈环形且具有通孔的环配装至所述环附接夹具的内周表面而将所述环布置成使得所述环与所述层叠转子芯同轴，

所述环附接夹具的所述内周表面限定所述环附接夹具的所述圆形内部空间；以及

在加热所述环和所述层叠转子芯之后，将所述转子轴插入到所述层叠转子芯的所述通孔和所述环的所述通孔中。

2.根据权利要求1所述的热装方法，还包括：

在加热所述环和所述层叠转子芯并且将所述转子轴插入到所述环的所述通孔和所述层叠转子芯的所述通孔中之后，将轴向力施加至所述环使得所述环压靠所述层叠转子芯。

3.根据权利要求1或2所述的热装方法，其中，

所述环的外径小于所述层叠转子芯的外径。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的热装方法，其中，

所述转子轴从所述层叠转子芯的与布置有所述环的所述轴向端部处相反的相反侧插入到所述层叠转子芯中，以及

所述层叠转子芯保持在所述环与从所述转子轴的外周表面突出的凸缘之间。

5.一种用于层叠转子的热装方法，所述热装方法包括：对层叠转子芯进行加热，所述层叠转子芯由多个层叠环状钢板制成并且具有沿所述层叠转子芯的轴向方向穿过所述层叠转子芯的通孔；然后将转子轴插入到所述层叠转子芯的所述通孔中以通过热装将所述层叠转子芯配装至所述转子轴上，所述热装方法包括：

通过将第一环附接夹具所设置有的多个第一突出部配装在所述层叠转子芯所具有的多个第一附接孔中而将所述第一环附接夹具布置在所述层叠转子芯的第一轴向端部处，其中，所述第一附接孔设置在所述层叠转子芯的第一轴向端部部分中，

所述第一环附接夹具的所述第一突出部从所述第一环附接夹具的轴向端部表面突出，并且所述第一环附接夹具的所述第一突出部沿着所述第一环附接夹具的圆形内部空间的周向方向布置；

通过将第二环附接夹具所设置有的多个第二突出部配装在所述层叠转子芯所具有的多个第二附接孔中而将所述第二环附接夹具布置在所述层叠转子芯的第二轴向端部处，其中，所述第二附接孔设置在第二轴向端部部分中，所述第二轴向端部部分位于所述层叠转子芯的与所述第一轴向端部部分相反的相反侧，

所述第二环附接夹具的所述第二突出部从所述第二环附接夹具的轴向端部表面突出，并且所述第二环附接夹具的所述第二突出部沿着所述第二环附接夹具的圆形内部空间的周向方向布置；

通过将呈环形且具有通孔的第一环配装至所述第一环附接夹具的内周表面而将所述第一环布置成使得所述第一环与所述层叠转子芯同轴，

所述第一环附接夹具的所述内周表面限定所述第一环附接夹具的所述圆形内部空间；

通过将呈环形且具有通孔的第二环配装至所述第二环附接夹具的内周表面而将所述第二环布置成使得所述第二环与所述层叠转子芯同轴，

所述第二环附接夹具的所述内周表面限定所述第二环附接夹具的所述圆形内部空间；以及

在加热所述第一环、所述第二环和所述层叠转子芯之后，将所述转子轴插入到所述第一环的所述通孔、所述第二环的所述通孔和所述层叠转子芯的所述通孔中。