本發明涉及一種用于層疊轉子的熱裝方法，熱裝方法是用于通過熱裝將層疊轉子芯配裝到轉子軸上的方法。

背景技術：

根據一種已知的用于層疊轉子的熱裝方法，層疊轉子芯被加熱，然后轉子軸插入到層疊轉子芯中。層疊轉子芯由多個層疊環狀鋼板制成，并且層疊轉子芯具有沿其軸向方向穿過層疊轉子芯的通孔(例如參見日本實用新型申請公報No.05-070149(JP 05-070149U))。

技術實現要素：

在用于層疊轉子的熱裝方法中，當將轉子軸插入到層疊轉子芯的通孔中時，轉子軸的外周表面可以接觸并摩擦層疊轉子芯的內周表面，層疊轉子芯的內周表面限定層疊轉子芯的通孔。因此，層疊轉子芯的接觸部分可能會沿軸向方向彎曲(變形)。接觸部分面對通孔并且與轉子軸相接觸。為了防止這種情況發生，具有通孔的環狀環可以設置在層疊轉子芯的軸向端部處。然而，層疊轉子芯的外徑和環的外徑可以彼此不同，并且因此，用于將環的中心與層疊轉子芯的中心(中心軸線)對準的定位是困難的。如果未對準發生在層疊轉子芯的中心位置與環的中心位置之間，則轉子軸不能夠插入到層疊轉子芯的通孔和環的通孔中，或者轉子軸的不良插入——比如在環的內周表面上產生劃痕——可能會發生。本發明提供了一種用于層疊轉子的熱裝方法，該熱裝方法使得能夠將層疊轉子芯與轉子軸彼此緊固，同時通過將簡單構造的夾具附連至層疊轉子芯的端部而在轉子軸插入到層疊轉子芯中期間降低了環的中心相對于層疊轉子芯的中心的未對準的發生。

本發明的第一方面涉及一種用于層疊轉子的熱裝方法。該熱裝方法包括：對層疊轉子芯進行加熱，層疊轉子芯由多個層疊環狀鋼板制成并且具有沿層疊轉子芯的軸向方向穿過層疊轉子芯的通孔；然后將轉子軸插入到層疊轉子芯的通孔中以通過熱裝將層疊轉子芯配裝到轉子軸上。根據本發明第一方面的熱裝方法包括：通過將設置有多個突出部的環附接夾具的所述突出部配裝在具有多個附接孔的層疊轉子芯的所述附接孔中而將環附接夾具布置在層疊轉子芯的軸向端部處，環附接夾具的突出部從環附接夾具的軸向端表面突出，環附接夾具的突出部沿著環附接夾具的圓形內部空間的周向方向布置，并且附接孔設置在層疊轉子芯的軸向端部部分中；通過將呈環形且具有通孔的環配裝至環附接夾具的內周表面而將環布置成使得環與層疊轉子芯同軸，環附接夾具的內周表面限定環附接夾具的圓形內部空間；以及在加熱環和層疊轉子芯之后，將轉子軸插入到層疊轉子芯的通孔和環的通孔中。根據第一方面的熱裝方法還可以包括：在加熱環和層疊轉子芯且將轉子軸插入到環的通孔和層疊轉子芯的通孔中之后，對環施加軸向力，使得環壓靠層疊轉子芯。

根據本發明的以上方面，能夠提供一種用于層疊轉子的熱裝方法，該熱裝方法使得能夠將層疊轉子芯與轉子軸彼此緊固，同時通過將簡單構造的夾具附接至層疊轉子芯的端部而在轉子軸插入到層疊轉子芯中期間降低了環的中心相對于層疊轉子芯的中心的未對準的發生。

附圖說明

下面將參照附圖對本發明的示例性實施方式的特征、優點以及技術和工業意義進行描述，在附圖中相同的附圖標記表示相同的元件，并且在附圖中：

圖1A是示出了轉子軸還未被插入到層疊轉子芯的通孔和環的通孔中的狀態的視圖；

圖1B是示出了轉子軸已經插入在層疊轉子芯的通孔和環的通孔中的狀態的視圖；

圖2A是示出了層疊轉子芯的接觸部分的視圖，其中，層疊轉子芯的接觸部分面對通孔并且與轉子軸相接觸；

圖2B是示出了在圖2A中所示的接觸部分的放大圖的視圖；

圖3是示出了軸向力被施加使得環沿其軸向方向被壓靠在層疊轉子芯上的狀態的視圖；

圖4示出了環附接夾具的突出部配裝在層疊轉子芯的附接孔中的狀態；

圖5是示出了環布置在層疊轉子芯的相應軸向端部處的狀態的視圖；

圖6A是示出了相關技術中的層疊轉子芯的接觸部分的翹曲的視圖，其中，層疊轉子芯的接觸部分面對通孔并且與轉子軸相接觸；以及

圖6B是示出了圖6A中所示的接觸部分的放大圖的視圖。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖對本發明的示例性實施方式進行描述。在根據本發明的實施方式的用于層疊轉子的熱裝方法中，呈環形并且具有通孔11的環1布置在層疊轉子芯2的軸向端部處，以使環1與層疊轉子芯2同軸(參見圖1)。層疊轉子芯2由多個層疊環狀鋼板21制成并且具有通孔22，該通孔22沿層疊轉子芯2的軸向方向穿過層疊轉子芯2(參見圖1A和圖1B)。然后，環1與層疊轉子芯2被加熱，并且轉子軸3插入到層疊轉子芯2的通孔22和環1的通孔11中。環1、層疊轉子芯2和轉子軸3整合在一起以構成馬達的轉子。

例如，通過將具有相同形狀的多個電磁鋼板層疊然后通過例如擠壓或焊接將層疊電磁鋼板整合在一起來生產層疊轉子芯2。轉子軸3由包含例如鉻和碳的鋼材制成。轉子軸3呈中空筒狀形狀(管形狀)。

環1的通孔11和層疊轉子芯2的通孔22中的每一者的直徑(即，環1和層疊轉子芯2中的每一者的內徑)被設定成略小于轉子軸3的外徑。因此，通過對環1和層疊轉子芯2進行加熱，環1的通孔11和層疊轉子芯2的通孔22中的每一者的直徑增大，然后轉子軸3插入到層疊轉子芯2和環1中。之后，環1和層疊轉子芯2被冷卻。當環1的溫度和層疊轉子芯2的溫度被降低時，環1的通孔11和層疊轉子芯2的通孔22中的每一者的直徑減小。因此，環1的限定通孔11的內周表面以及層疊轉子芯2的限定通孔22的內周表面與轉子軸3的外周表面相接觸并且收緊轉子軸3。

以這種方式，環1和層疊轉子芯2通過熱裝固定至轉子軸3。在本實施方式中，環1和層疊轉子芯2被同時地加熱。這允許加熱器的共同使用，由此致使加熱成本降低。在加熱之后，環1和層疊轉子芯2以一體的方式被傳送，并且轉子軸3被插入到層疊轉子芯2和環1中。這便于傳送，由此致使傳送成本降低。

例如，通過感應加熱——也就是向高頻感應線圈供給高頻電流的過程——對環1和層疊轉子芯2進行加熱。然而，環1和層疊轉子芯2的加熱不局限于感應加熱，并且可以采用任何加熱方法來加熱環1和層疊轉子芯2。例如，環1和層疊轉子芯2可以在爐中加熱。

當將轉子軸3插入到層疊轉子芯2的通孔22中時，轉子軸3的外周表面接觸并摩擦層疊轉子芯2的內周表面，其中，層疊轉子芯2的內周表面限定通孔22。因此，層疊轉子芯2的接觸部分受到軸向力。層疊轉子芯2的接觸部分是面對通孔22且與轉子軸3相接觸的部分。

在相關技術中，這種軸向力引起翹曲，也就是說，這種軸向力使層疊轉子芯的接觸部分沿層疊轉子芯的軸向方向彎曲(變形)(參見圖6A和圖6B)。層疊轉子芯的接觸部分是面對通孔且與轉子軸相接觸的部分。然而，在本實施方式中，環1布置在層疊轉子芯2的軸向端部處，如上所述。因而，當層疊轉子芯2和環1固定至轉子軸3時，軸向力作用在層疊轉子芯2上。這是因為，與層疊鋼板21相比，環1——該環1的外徑小于層疊轉子芯2的層疊鋼板21中的每個鋼板的外徑——較不可能沿軸向方向變形。因而，能夠防止翹曲——即，層疊轉子芯2的接觸部分沿軸向方向彎曲(變形)——的發生。因此，能夠防止緊固力的減小，其中，層疊轉子芯2的限定通孔22的內周表面與轉子軸3通過該緊固力而彼此緊固(參見圖2A和圖2b)。

此外，轉子軸3設置有凸緣31，該凸緣31從轉子軸3的外周表面突出。凸緣31與層疊轉子芯2的軸向端部相接觸，由此支承層疊轉子芯2。在環1和層疊轉子芯2被加熱并且轉子軸3插入到層疊轉子芯2的通孔22和環1的通孔11中之后，可以施加軸向力使得環1沿軸向方向壓靠在層疊轉子芯2上(參見圖3)。然后，環1和層疊轉子芯2可以被冷卻以被固定至轉子軸3。這使得能夠在減小層疊轉子芯2的鋼板21之間的間隙的情況下將層疊轉子芯2與轉子軸3彼此緊固。在這種情況下，即使當在高速旋轉期間減小了緊固力——層疊轉子芯2的限定通孔22的內周表面與轉子軸3通過該緊固力彼此緊固——時，層疊轉子芯2和轉子軸3仍通過沿層疊轉子芯2的軸向方向的緊固力(軸向力分量)而被保持處于緊固狀態。

當層疊轉子芯的外徑與環的外徑彼此不同時，用于將環的中心與層疊轉子芯的中心(中心軸線)對準的定位是困難的。如果在層疊轉子芯的中心位置與環的中心位置之間發生未對準，則轉子軸不能夠插入到層疊轉子芯的通孔和環的通孔中，或者可能會發生轉子軸的不良插入，比如在環的內周表面上產生劃痕。

與此相反，在根據本實施方式的用于層疊轉子的熱裝方法中，呈環形且具有通孔11的環1布置在層疊轉子芯2的軸向端部處，以使環1與層疊轉子芯2同軸。環附接夾具4具有圓形內部空間。環1配裝至環附接夾具4的內周表面。環附接夾具4的內周表面限定圓形內部空間。環附接夾具4設置有從環附接夾具4的軸向端部表面突出的多個突出部41。突出部41沿著圓形內部空間的周向方向布置(參見圖4)。層疊轉子芯2具有沿層疊轉子芯2的軸向方向延伸的多個附接孔23。環1配裝至環附接夾具4的限定圓形內部空間的內周表面，并且環附接夾具4的突出部41配裝在層疊轉子芯2的附接孔23中，使得用于將環1的中心與層疊轉子芯2的中心對準的定位得以執行。因而，通過將簡單構造的環附接夾具4附接至層疊轉子芯2的端部，能夠在將轉子軸3插入到層疊轉子芯2中期間降低環1的中心相對于層疊轉子芯2的中心的未對準的發生。此外，能夠在減小層疊轉子芯2的鋼板21之間的間隙的情況下將層疊轉子芯2與轉子軸3彼此緊固。

環附接夾具4具有環部分42和多個突出部41，其中，環部分42呈環形，所述多個突出部41從環附接夾具4的軸向端部表面突出并且沿著環部分42的周向方向布置。環附接夾具4呈環形。然而，環附接夾具4的形狀并不局限于環形。環附接夾具4例如可以呈矩形體形狀。例如，三個突出部41沿著環部分42的周向方向以相等的間隔設置在環部分42的端部表面上。然而，突出部41的數量不局限于三個。設置在環部分42上的突出部41的數量可以是四個或更多個。可以設置任何數量的突出部41。預期通過增加突出部41的數量來提高定位精確度。

層疊轉子芯2的附接孔(凹部或通孔)23被設置成與環附接夾具4的突出部41相對應。附接孔23設置在層疊轉子芯2的軸向端部部分中。在生產層疊轉子芯2的過程之前形成的孔可以用作層疊轉子芯2的附接孔23。替代性地，附接孔23可以與環附接夾具4的突出部41相對應地形成。

通過將環附接夾具4的突出部41配裝在層疊轉子芯2的對應的附接孔23中來執行用于將環附接夾具4的中心與層疊轉子芯2的中心對準的定位。此外，通過將環1配裝至環附接夾具4的環部分42的內周表面來執行用于將環1的中心與環附接夾具4的中心對準的定位。以這種方式，執行用于將環1的中心與層疊轉子芯2的中心對準的定位。如上所述，通過使用具有突出部41和環部分42的簡單構造的環附接夾具4而高精度地執行用于將環1的中心與層疊轉子芯2的中心對準的定位。因而，轉子軸3可以平滑地插入到層疊轉子芯2的通孔22和環1的通孔11中，原因在于層疊轉子芯2的中心與環1的中心高精度地彼此對準。以這種方式，能夠減小轉子軸插入到層疊轉子芯的通孔和環的通孔中的故障的發生，或能夠減小轉子軸的不良插入——比如，在環的內周表面上產生劃痕——的發生。如果未對準發生在層疊轉子芯的中心位置與環的中心位置之間，則轉子軸的這種插入故障或轉子軸的不良插入可能會發生。

接著，將對根據本實施方式的用于層疊轉子的熱裝方法的流程進行描述。首先，將環附接夾具4的突出部41配裝在層疊轉子芯2的對應的附接孔23中。以這種方式，執行用于將環附接夾具4的中心與層疊轉子芯2的中心對準的定位。接著，將環1配裝至環附接夾具4的環部分42的內周表面。以這種方式，執行用于將環1的中心與環附接夾具4的中心對準的定位。

在執行用于將環附接夾具4的中心、環1的中心以及層疊轉子芯2的中心彼此對準的定位之后，環附接夾具4、環1以及層疊轉子芯2通過使用例如高頻感應線圈被加熱。應當注意的是，環附接夾具4可以被移除，并且僅環1和層疊轉子芯2——環1的中心與層疊轉子芯2的中心彼此對準——可以被加熱。然后，將轉子軸3插入到整合在一起的層疊轉子芯2和環1的通孔22、11中。

如至此所述，在根據本實施方式的用于層疊轉子的熱裝方法中，通過將環1配裝至環附接夾具4的內周表面并且將環附接夾具4的突出部41配裝在沿層疊轉子芯2的軸向方向延伸的對應的附接孔23中，執行用于將環1的中心與層疊轉子芯2的中心對準的定位。因而，通過將簡單構造的環附接夾具4附接至層疊轉子芯2的端部，能夠在將轉子軸3插入到層疊轉子芯2中期間減小環1的中心相對于層疊轉子芯2的中心的未對準的發生。此外，能夠在減小層疊轉子芯2的鋼板21之間的間隙的情況下將層疊轉子芯2與轉子軸3彼此緊固。

本發明不局限于上述實施方式，并且在本發明的范圍內可以對前述實施方式做出各種修改。上述實施方式可以被修改成使得環1布置在層疊轉子芯2的兩個軸向端部的每個軸向端部處(參見圖5)。第一環附接夾具和第二環附接夾具附接至層疊轉子芯2的相應的軸向端部以執行定位。然后，環1(第一環、第二環)分別附接至布置在層疊轉子芯2的相應的軸向端部處的第一環附接夾具和第二環附接夾具以執行定位。層疊轉子芯2和布置在層疊轉子芯2的相應的軸向端部處的環1通過使用例如高頻感應線圈被加熱。然后，將轉子軸3插入到布置在層疊轉子芯2的相應的軸向端部處的環1的通孔11以及層疊轉子芯2的通孔22中。