專利名稱：用于電機(jī)轉(zhuǎn)子的支撐環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電機(jī)的繞線轉(zhuǎn)子
背景技術(shù)：
定子是電機(jī)的固定部分。定子與轉(zhuǎn)子相互作用，所述轉(zhuǎn)子是電機(jī)的運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)部分。定子和轉(zhuǎn)子允許電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能(發(fā)電機(jī)模式)以及將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能(發(fā)動(dòng)機(jī)模式)。

發(fā)明內(nèi)容
提供了 一種用于轉(zhuǎn)子(例如用于電機(jī)內(nèi)的那些)的支撐環(huán)。所述轉(zhuǎn)子具有芯部和多個(gè)繞組。支撐環(huán)包括環(huán)狀基部、多個(gè)指狀物(finger)以及多個(gè)受力邊(loaded edge)。多個(gè)指狀物從環(huán)狀基部徑向地向外延伸，指狀物中的每一個(gè)通常對(duì)應(yīng)繞組中的一個(gè)。多個(gè)受力邊從指狀物徑向地延伸，并徑向地放置在繞組的外面。還提供了一種轉(zhuǎn)子，其包括轂、芯部和多個(gè)繞組。芯部相對(duì)于轉(zhuǎn)子的軸線徑向地放置在轂的外面，且具有軸向地向外延伸的多個(gè)轉(zhuǎn)子齒。多個(gè)繞組圍繞轉(zhuǎn)子齒纏繞。轉(zhuǎn)子還包括第一支撐環(huán)和第二支撐環(huán)。第一支撐環(huán)具有第一盤狀件、徑向向外延伸的多個(gè)第一指狀物，以及從第一指狀物軸向地延伸的多個(gè)第一受力邊。第二支撐環(huán)具有第二盤狀件、從第二盤狀件徑向向外延伸的多個(gè)第二指狀物，以及從第二指狀物軸向延伸的多個(gè)第二受力邊。從下文中對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式的有附圖的詳細(xì)描述可知，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢(shì)以及其他特征和優(yōu)勢(shì)是很明顯的。


圖1是繞線轉(zhuǎn)子的示意性等距視圖；圖2是將圖1中所示轉(zhuǎn)子沿線2-2剖開的示意性剖視圖；圖3是圖1中所示轉(zhuǎn)子示意性等距視圖，從視圖中隱藏了芯部以更好地展示第一支撐環(huán)和第二支撐環(huán)；圖4是圖1中所示轉(zhuǎn)子的芯部的示意性等距視圖；圖5是圖1中所示轉(zhuǎn)子的第一支撐環(huán)的示意性等距視圖；和圖6是圖1中所示轉(zhuǎn)子的第二支撐環(huán)的示意性等距視具體實(shí)施例方式參考附圖，其中無論何時(shí)相同的附圖標(biāo)記在若干幅視圖中對(duì)應(yīng)相同或相似的部件，圖1和圖2顯示了可以用于電機(jī)(未示出)的轉(zhuǎn)子10的兩個(gè)示意圖。圖1和2中顯示的轉(zhuǎn)子10是內(nèi)部繞線轉(zhuǎn)子(internal wound rotor),其在電機(jī)內(nèi)與外部定子(未示出)共同作用。
圖1顯示了基本組裝后的轉(zhuǎn)子10的等距視圖。圖2顯示了將轉(zhuǎn)子10沿圖1中的線2-2剖開的截面。其他視圖中顯示的零件和部件可與顯示在圖1和圖2中的那些混合使用或配合，且部件可在所示的任何配置之間混合和匹配。盡管本發(fā)明是針對(duì)車載應(yīng)用來詳細(xì)描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解本發(fā)明的廣闊應(yīng)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，諸如“上”、“下”、“向上”、“向下”、“頂”、“底”等術(shù)語是對(duì)附圖的描述性的使用，不代表對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所述保護(hù)范圍由附加的權(quán)利要求來限定。轉(zhuǎn)子10包括轂12和具有多個(gè)轉(zhuǎn)子齒16的芯部14。芯部14相對(duì)于轉(zhuǎn)子10的軸線18徑向地設(shè)置在轂12的外面。所示的芯部14形成為實(shí)心、一體的芯部，但可替換地形成為分段的芯部或疊置(軸向分層地)的芯部，且可由粉末金屬形成、鑄造而成或機(jī)械加工而成(machined)。在電機(jī)的運(yùn)行過程中，轉(zhuǎn)子10繞軸線18旋轉(zhuǎn)。電機(jī)的定子基本共用同一軸線18。對(duì)于柱坐標(biāo)系，除軸線18以外，轉(zhuǎn)子10還限定了從軸線18垂直地向外延伸的徑向方向，以及限定了沿繞徑向方向旋轉(zhuǎn)的方向的角軸線或切向軸線。轉(zhuǎn)子10還可以使用笛卡爾坐標(biāo)系，其中軸線18是Z-軸線，且還限定了 X-軸線(未示出)和y_軸線(未示出)，這兩個(gè)軸線都垂直于軸線18。轉(zhuǎn)子10包括多個(gè)繞組20，所述繞組纏繞轉(zhuǎn)子齒16，且軸向地延伸超出芯部。繞組20以單塊材料顯示，但其可由導(dǎo)線或條狀導(dǎo)體(bar conductor)形成，所述導(dǎo)線或條狀導(dǎo)體繼而被環(huán)繞或纏繞在轉(zhuǎn)子齒16上?，F(xiàn)在參考圖3、圖4、圖5和圖6，并繼續(xù)參考圖1-2，其示出了圖1_2中所示轉(zhuǎn)子10的各種部件的更多視圖。圖3顯示了轉(zhuǎn)子10的局部的另一個(gè)等距視圖。然而，在圖3中，從視圖中隱藏了芯部14和繞組20，以更好地展示轉(zhuǎn)子10的第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32，這里將對(duì)其詳述。圖4顯示了僅芯部14的等距視圖。圖5顯示了第一支撐環(huán)31的等距視圖。圖6顯示了第二支撐環(huán)32的等距視圖。最佳如圖3中所示,轉(zhuǎn)子10還包括多個(gè)繞線管段(bobbin segment)或繞線管22,每一個(gè)所述繞線管段或繞線管22大致圍繞轉(zhuǎn)子齒16中的一個(gè)。繞線管22可在繞組20與轉(zhuǎn)子齒16之間提供絕緣層。繞線管22還可為繞組提供結(jié)構(gòu)上的支撐。最佳如圖4中所示，芯部14限定了轉(zhuǎn)子齒16的第一軸向側(cè)25和第二軸向側(cè)26。指定為第一和第二是可以以任何順序做出的，而不是對(duì)任何具體部件的限制。繞線管環(huán)22在芯部14的第一軸向側(cè)25和第二軸向側(cè)26上位于繞組20和轉(zhuǎn)子齒16之間。在轂12的臨近芯部14的第一軸向側(cè)25的一側(cè)上,環(huán)狀支板(annular shelf)28從轂12徑向地向外延伸。轉(zhuǎn)子10包括第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32。如圖3所示，第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32軸向地設(shè)置在芯部14相反的側(cè)面上。第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32至少與轂12相接觸，并可以與芯部14和繞線管22相接觸，如圖2所示。第一支撐環(huán)31包括環(huán)狀基部或第一盤狀件33，第二支撐環(huán)32包括第二盤狀件34或環(huán)狀基部。第一盤狀件33和第二盤狀件34與轂12相接觸，且被配置為將負(fù)荷從第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32傳遞至轂12。多個(gè)第一指狀物35從第一盤狀件33徑向向外延伸，多個(gè)第二指狀物36從第二盤狀件34徑向向外延伸。在圖中所示的轉(zhuǎn)子10的構(gòu)造中，每個(gè)第一指狀物35對(duì)應(yīng)繞組20中的一個(gè)，并基本與轉(zhuǎn)子齒16中的一個(gè)對(duì)齊。類似地，在芯部14的相反側(cè)，每個(gè)第二指狀物36對(duì)應(yīng)繞組20中的一個(gè)。對(duì)于轉(zhuǎn)子10，第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32不是同樣的，但具有很多相似特征。最佳如圖3和圖5所示，多個(gè)第一受力邊37從第一支撐環(huán)31的第一指狀物35軸向延伸。第一受力邊37徑向地設(shè)置在繞組20的外面，從而來自繞組20的徑向負(fù)荷至少部分地被傳遞至第一支撐環(huán)31的受力邊37。類似地，多個(gè)第二受力邊38從第二指狀物36軸向延伸，并徑向地設(shè)置在繞組20的外面，從而來自繞組20的徑向負(fù)荷至少部分地被傳遞至第二支撐環(huán)32的受力邊38。在所示轉(zhuǎn)子10的構(gòu)造中，第一受力邊37和第二受力邊38分別從第一指狀物35和第二指狀物36懸出。然而,也可使用允許將徑向負(fù)荷從繞組20向第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32傳遞且由此傳遞到轂12的其他形狀。例如，非限制性地，第一受力邊37和第二受力邊38還可形成為具有圓形或彎鉤形狀(即類似于牧羊人的彎鉤(sh印herd’s hook)或拐杖糖)，其分別從第一指狀物35和第二指狀物36延伸。另外，第一受力邊37和第二受力邊38不必相同。徑向載荷從繞組20傳遞至繞線管22。若沒有第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32，來自繞組20的全部徑向載荷將被傳遞至轉(zhuǎn)子齒16和芯部14—可能通過作為中間物的繞線管22傳遞。然而，第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32吸收或反作用一部分來自繞組20的徑向載荷。這種構(gòu)造降低和分散了傳遞至繞線管22和芯部14的轉(zhuǎn)子齒16的載荷。在所示轉(zhuǎn)子10的構(gòu)造中，第一指狀物35設(shè)置在繞組20和轉(zhuǎn)子齒16的第一軸向側(cè)25之間，第二指狀物36設(shè)置在繞組20和轉(zhuǎn)子齒16的第二軸向側(cè)26之間。另外，繞線管22設(shè)置在繞組20和第一和第二指狀物35、36之間。因此，來自繞組20的徑向負(fù)荷被首先傳遞至繞線管22，而隨后傳遞至第一和第二指狀物35、36。第一支撐環(huán)31可形成為整體部件，從而第一盤狀件33、第一指狀物35和第一受力邊37作為一件形成。另外，第一支撐環(huán)31可以是沖壓而成的部件。類似地，第二支撐環(huán)32可作為整體部件沖壓而成，從而第二盤狀件34、第二指狀物36和第二受力邊38作為一件沖壓件形成。第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32可由基本無磁性的材料形成。如果第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32是基本無磁性的，則在電機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)子10的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32不會(huì)改變繞組20的磁響應(yīng)。繞線管22也可由非磁性或絕緣材料形成。例如，非限制性地，繞線管22可由樹脂形成，而第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32可由不銹鋼形成。對(duì)于所示的轉(zhuǎn)子10，第二支撐環(huán)32可壓配合在轂12上。因此，第一支撐環(huán)31固定(trapped)在環(huán)狀支板28和芯部14的第一軸向側(cè)25之間。之后第二支撐環(huán)32壓配合在轂12上，從而第二支撐環(huán)32將芯部14和第一支撐環(huán)31抵靠轂12的環(huán)狀支板28固定。詳細(xì)的描述和附圖或圖片是對(duì)本發(fā)明的支持和描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由權(quán)利要求來限定。盡管已經(jīng)對(duì)執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進(jìn)行了詳盡的描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來實(shí)施本發(fā)明的許多替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于具有芯部和多個(gè)繞組的轉(zhuǎn)子的支撐環(huán)，該支撐環(huán)包括: 環(huán)狀基部； 從環(huán)狀基部徑向向外延伸的多個(gè)指狀物，其中每個(gè)指狀物對(duì)應(yīng)繞組中的一個(gè)；和 多個(gè)受力邊，從指狀物軸向延伸，且徑向地設(shè)置在繞組的外面。
2.如權(quán)利要求1所述的支撐環(huán)，其中指狀物設(shè)置在繞組和芯部之間。
3.如權(quán)利要求2所述的支撐環(huán)，其中環(huán)狀基部、指狀物以及受力邊作為一件沖壓件形成。
4.如權(quán)利要求3所述的支撐環(huán)，其中支撐環(huán)由基本非磁性的材料形成。
5.一種轉(zhuǎn)子，其包括: 轂； 芯部，其相對(duì)于轉(zhuǎn)子的軸線徑向地設(shè)置在轂的外面，并具有多個(gè)從芯部向外軸向延伸的轉(zhuǎn)子齒； 多個(gè)繞組，纏繞在轉(zhuǎn)子齒上； 第一支撐環(huán)，其具有: 第一盤狀件， 多個(gè)第一指狀物，從第一盤狀件徑向地向外延伸，其中每個(gè)第一指狀物對(duì)應(yīng)繞組中的一個(gè)，和 多個(gè)第一受力邊，從第一指狀物軸向延伸，且徑向地設(shè)置在繞組的外面；和 第二支撐環(huán)，其具有: 第二盤狀件， 多個(gè)第二指狀物，從第二盤狀件徑向地向外延伸，其中每個(gè)第二指狀物對(duì)應(yīng)繞組中的一個(gè)，和 多個(gè)第二受力邊，從第二指狀物軸向延伸，且徑向地設(shè)置在繞組的外面。
6.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子， 其中第一指狀物設(shè)置在繞組和轉(zhuǎn)子齒的第一軸向側(cè)之間，和 其中第二指狀物設(shè)置在繞組和轉(zhuǎn)子齒的第二軸向側(cè)之間。
7.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子，進(jìn)一步包括多個(gè)繞線管環(huán)，其中每個(gè)繞線管環(huán)大致圍繞轉(zhuǎn)子齒中的一個(gè)。
8.如權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)子，其中繞線管環(huán)設(shè)置在繞組和第一及第二指狀物之間。
9.如權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)子，其中第一支撐環(huán)和第二支撐環(huán)是基本無磁性的。
10.如權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)子，其進(jìn)一步包括形成在轂上的環(huán)狀支板， 其中第一支撐環(huán)固定在環(huán)狀支板和芯部的第一軸向側(cè)之間，和 其中第二支撐環(huán)壓配合在轂上，從而第二支撐環(huán)將芯部和第一支撐環(huán)抵靠環(huán)狀支板固定。
全文摘要
一種用于具有芯部和多個(gè)繞組的轉(zhuǎn)子的支撐環(huán)。該支撐環(huán)包括環(huán)狀基部、多個(gè)指狀物以及多個(gè)受力邊。多個(gè)指狀物從環(huán)狀基部徑向向外延伸，每一個(gè)大致對(duì)應(yīng)繞組中的一個(gè)。多個(gè)受力邊從指狀物向外延伸，且徑向地設(shè)置在繞組的外面。
文檔編號(hào)H02K1/28GK103178632SQ201210556979
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者E.L.凱澤, M.J.富克斯 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司