[發明專利]轉子芯加熱裝置和轉子芯熱配合方法

有效

• 申請號: 201480051084.X
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN105556810B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 二瓶敦孝;松下將之;山田耕司;浦野廣曉;吉田康平
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H02K15/12
• 分類號: H02K15/12;H02K15/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 康建峰,韓雪梅

技術領域

本發明涉及轉子芯加熱裝置和轉子芯熱配合方法。

背景技術

轉子芯是電機的部件。電機由軸、從外部配合到該軸上的轉子芯、以及定子構成，該軸可旋轉地支撐在密封殼體中并且具有在一端部處一體地形成的轉子，該定子固定至面向轉子外周面的密封殼體側且在定子與轉子之間具有預定的間隙。

為了制造電機，需要將轉子芯從外部配合到軸上。熱配合方法被認為是用于從外部配合轉子芯的方法。在將轉子芯熱配合到軸上時，通過轉子芯加熱裝置對轉子芯進行加熱，并且在將經加熱的轉子芯裝配到軸上之后將轉子芯冷卻。

例如，在日本專利申請公開No.07-022168(JP 07-022168 A)和日本專利申請公開No.2013-102622(JP 2013-102622 A)公開了一種轉子芯加熱裝置，該轉子芯加熱裝置包括：第一加熱器，其通過感應加熱對具有線圈的空芯圓筒形轉子芯的內周側表面進行加熱；以及第二加熱器，通過感應加熱對具有線圈的空芯圓筒形轉子芯的外周側表面進行加熱。

將參照圖10A和圖10B來描述根據由JP 07-022168 A代表的相關技術的轉子芯加熱裝置500的配置。在圖10A和圖10B中，示意性地示出了在橫截面中所觀察的根據相關技術的轉子芯加熱裝置500的配置。在下文中，將參照圖10A和圖10B所示的軸向方向進行描述。

轉子芯加熱裝置500是通過感應加熱對轉子芯550進行加熱以將轉子芯550熱配合到軸(未示出)上的裝置。轉子芯加熱裝置500包括內部線圈510、外部線圈520以及感應加熱器(未示出)。

轉子芯550被形成為具有圓筒形狀并且包括中空部560，該中空部560被形成為沿軸向方向延伸(參見圖10A)。轉子芯550通過層疊多個鋼板而構成。

內部線圈510被形成為具有螺旋形狀，并且被布置在轉子芯550的內周側(在中空部560中)。內部線圈510被布置在中空部560中，以便沿軸向方向螺旋狀延伸。

外部線圈510被形成為具有螺旋形狀，并且被布置在轉子芯550的外周側。外部線圈520被布置在轉子芯550的外周周圍，以便沿軸向方向螺旋狀延伸。

感應加熱器向內部線圈510和外部線圈520施加交流電流，以生成圍繞內部線圈510和外部線圈520的磁力線。

在圖10A中，轉子芯550的軸向方向上的長度與內部線圈510和外部線圈520的軸向方向上的長度大致相同。在圖10B中，同時，轉子芯580的軸向方向上的長度短于內部線圈510和外部線圈520的軸向方向上的長度。

將參照圖11來描述根據現有技術的轉子芯加熱裝置500的功能。在圖11中，示意性地示出了在橫截面中所觀察的根據現有技術的轉子芯加熱裝置500的功能。在圖11中，轉子芯580的軸向方向上的長度短于內部線圈510和外部線圈520的軸向方向上的長度。

當在內部線圈510和外部線圈520周圍生成磁力線時，在附近所布置的轉子芯580受磁力線影響，使得在轉子芯580中有渦電流流動。當在轉子芯580中有電流流動時，由于轉子芯580的電阻而生成焦耳熱，所以轉子芯580自加熱。

在圖11中，如上所述，轉子芯580的軸向方向上的長度短于內部線圈510和外部線圈520的軸向方向上的長度。當轉子芯580受磁力線影響時，磁通沿軸線方向集中在轉子芯580的上端表面上(圖11中的位置C)，這可能會導致位于轉子芯580的上端部的鋼板因異常發熱而發生卷曲。

例如，在鋼板卷曲的情況下，卷曲的鋼板與其他鋼板是熱絕緣的。因此，鋼板進一步卷曲從而達到塑性區域，這可能會使轉子芯580變形。

因此，在相關技術中，需要準備與轉子芯在軸向方向上的各種長度對應的專用轉子芯加熱裝置，這可能會增加裝置成本。因此，需要一種能夠適應轉子芯在軸向方向上的長度差異的通用轉子芯加熱裝置。

發明內容

本發明提供了能夠適應轉子芯的軸向方向上的長度差異的轉子芯加熱裝置和轉子芯熱配合方法。

根據本發明的第一方面的轉子芯加熱裝置被配置成通過感應加熱來對轉子芯的內周側表面和外周側表面進行加熱。轉子芯具有中空圓筒形狀。轉子芯加熱裝置包括第一線圈、第二線圈和磁通屏蔽夾具。第一線圈被布置在轉子芯的內部并且被配置成通過感應加熱對轉子芯的內周側表面進行加熱。第二線圈被布置在轉子芯的外部并且被配置成通過感應加熱對轉子芯的外周側表面進行加熱。磁通屏蔽夾具具有中空圓筒形狀并且被布置成與轉子芯的第一端表面相對，其中在第一端表面與磁通屏蔽夾具之間沿轉子芯的軸向方向設置有間隙。