[发明专利]搅拌焊接的转子及其制造方法

说明书

技术领域

在此描述的实施例一般地涉及电动马达，且更特定地涉及用于电动 马达的搅拌焊接的转子。

背景技术

原理上，典型的感应马达包括至少中心转子，该中心转子由定子围 绕。定子包括绕组，电流流过该绕组以产生磁场。磁场与转子相互作用 因此导致转子旋转。

感应马达在将电能转换为机械能上是相对高效的，且其结果是这样 的马达在多种应用中的不断增加的兴趣，包括在汽车领域中。例如，感 应马达可以在混合动力车辆中得到不断增加的应用，该混合动力车辆使 用内燃机与一个或多个电动马达的组合来提供原动力。电感应马达在其 他领域内具有应用，以及提供了补充的原动力。例如，感应马达可以向 一定范围的附件提供动力，该附件否则可以通过由内燃机驱动的液压或 其他系统带动。随着在汽车领域内不断增加的应用，也存在对于符合希 望的设计参数的感应马达的需要，所述的参数例如包括车辆总质量，车 辆质量分配，具有空间限制的车辆的整车布置以及批量生产的成本和方 便性。

感应马达转子可能在建造上是昂贵的，因为它们目前通常通过模铸 且然后机加工模铸的转子制成。图1至图2图示了制造典型的转子10 的三个阶段的例子。在图1中示出的最终的转子10包括一系列堆叠的 加固的钢叠片40，如在图2中以预加固的形式更清晰地可见。图2图示 了排列在垂直堆30内的圆形钢叠片20。这些叠片20每个具有中心圆形 孔24且每个叠片具有外周，该外周包括一系列缝隙22。典型地，这些 叠片20被堆叠且然后通过模铸加固，同时也形成了下端环32和上端环 38，如在图1中示出。在模铸过程中，融化的铝在堆叠的叠片的缝隙22 之间流动，以加固叠片20，且在适当的铸造后的机加工后也形成上端环 38和下端环32，如在图1中示出。

以上所述的过程对制造转子施加了限制。例如，金属和材料限制于 适合于使用在模铸过程中的那些金属和材料。可能在希望的材料和材料 的可铸造性之间存在折衷。例如，铝合金6101-T6因为其强度和电特性 可以是用于转子的希望的制造材料。然而，此合金的对于铁的亲和性导 致加速的模具损失且因此增加了转子成本。因此，与模铸过程相关的材 料特性可能不利于它的使用，尽管其潜在地更好和/或更差的花费。与模 铸过程相关的特性也可能排除了对可能期望改进感应马达的性能的材 料的使用，因为该材料不能被模铸。此外，模铸可能要求另外的铸造后 对转子的机加工步骤，这增加了另外的成本。

因此，希望开发用于制造感应马达转子的过程，该转子不具有模铸 方法关于材料选择的限制。另外，希望的是过程将生产后的转子机加工 要求(如果有)最小化以降低成本。此外，希望的是过程生产了在至少 一些方面上具有很好的特征的转子，例如在轻重量、低成本、低多孔性、 更高的电效率方面，和/或例如通过基于更紧凑的转子和感应马达的更好 的整车布置允许改进设计。此外，过程和转子的其他希望的特点和特征 将从随后的详细描述和附带的权利要求书中结合附图和前述的技术领 域和背景技术而变得显见。

发明内容

搅拌焊接的转子的典型的实施例可以包括叠片堆，每个叠片具有排 列在外周上的分开的缝隙。缝隙与缝隙棒对齐，缝隙棒每个具有在叠片 堆上方延伸的第一末端和在叠片堆下方延伸的第二末端。第一焊缝在邻 近的缝隙棒的第一末端之间延伸，且第二搅拌焊缝在邻近的缝隙棒的第 二末端之间延伸。

搅拌焊接转子的实施例的另一个例子可以具有第一端环和第二端 环。叠片堆插入在第一端环和第二端环之间。叠片的每个具有在外周上 排列的分开的缝隙和与分开的缝隙对齐的缝隙棒。缝隙棒具有第一末端 和第二末端。第一搅拌焊缝在缝隙棒的第一末端之间延伸，且第二搅拌 焊缝在缝隙棒的第二末端之间延伸。

制造搅拌焊接的转子的方法的典型实施例可以以任意次序包括如 下步骤。将每个在其各外周上具有分开的缝隙的叠片堆叠。将分开的缝 隙与缝隙棒阵列的相应的缝隙棒对齐，其中每个缝隙棒具有第一末端和 第二末端。另外，限制堆叠的叠片的往复的和旋转的移动，且将缝隙棒 的第一末端搅拌焊接以形成大体上连续的圆形搅拌焊缝。

附图说明

在下文中将结合如下的附图描述多种实施例，其中类似的数字指示 了类似的元件，且各图为：

图1是现有技术的感应马达转子的图示；

图2是现有技术的用于制造感应马达转子的叠片堆的图示；