[发明专利]用于将冷却风扇紧固至机电式机器的方法和设备

说明书

技术领域

本申请涉及车辆电气系统的领域，尤其涉及将内部冷却风扇紧固至机电式机器、比如交流发电机的领域。

背景技术

交流发电机用于将来自车辆发动机的机械能转化为用于车辆的电能。通过交流发电机产生的电能用于为车辆电池充电，且还可用于驱动车辆上的电负载。

交流发电机通常包括位于转子上的可旋转的磁场线圈。转子可旋转地定位在具有多个定子绕组的定子内。发动机的操作引起转子和磁场线圈转动。流过旋转的磁场线圈的电流使得在定子绕组中感应出相关电流。流过定子绕组的电流提供了输出电压，所述输出电压被整流并被传输至车辆上的车辆电池和/或电负载。

现代车辆交流发电机包括能控制通过磁场线圈的电流的调整器。当较大的电流被提供至磁场线圈时，交流发电机的输出就增加。当较小的电流被提供至磁场线圈时，交流发电机的输出就降低。

存在多种不同的旋转式机电式机器设计。一种常见的设计是伦德尔(Lundell)或“爪极式”设计。爪极式设计通常用于电动发电机、例如交流发电机。在爪极式机器中，转子包括绕着一个或多个磁场绕组定位的爪形电极区段(通常是一对区段)。电极区段具有爪形的磁电极，且在相对的区段上的电极成栅网关系交错。

在爪极式机器经常操作所处的热条件下，适当的冷却对于保证适当且持久的操作是至关重要的。内部冷却风扇通常用于冷却爪极式机器。内部冷却风扇通常通过焊接或摩擦夹持附连至电极区段。

传统的内部冷却风扇附连技术有时在多个方面有不足之处。对于传统技术，内部冷却风扇的选择是受限的。例如，为了将风扇焊接至电极区段，风扇必须由合适的材料形成。因此，提供一种能扩大用于形成风扇的合适材料的范围的附连技术是有益的。

另外，传统的附连系统易于疲劳和/或失效。夹具和焊接点可能在持久的操作过程中降级并最终失效。此外，当电扇通过摩擦或焊接固定至区段时，来自磁场绕组的漆可能填塞在风扇与区段之间，且在组装过程中被挤住。由于漆在通常的交流发电机操作温度范围下具有低的屈服点，因此，漆可在夹紧的组件的压力下屈服，且组件可能变松。因此，还需要能在持久的操作中提供增加的耐久性的附连方法。

发明内容

一种用于适于车辆的电机的转子装置包括转子轴和联接至转子轴的转子区段。转子区段包括主体部分和与主体部分成一体的套圈。套圈包括外部周边沟槽。所述转子装置还包括风扇，所述风扇具有由内周限定的中心开口。风扇的内周的至少一部分延伸到套圈中的外部周边沟槽中，从而使风扇被保持在转子区段上。

根据本公开的另一实施例，提供了一种组装用于电机的转子装置的方法。该方法包括将风扇嵌到转子区段上，使得转子区段延伸穿过风扇的中心开口。转子区段包括外部周边沟槽。风扇包括限定出所述中心开口的内周和邻近于所述内周的至少一个波状轮廓形表面(contoured surface)。该方法还包括改变波状轮廓形表面，从而使风扇的内周的至少一部分延伸到转子区段的外部周边沟槽中。

根据本公开的又一实施例，一种用于机电式机器的转子装置包括转子轴，所述转子轴轴向地延伸且能够在机器内旋转。所述转子轴限定出一轴线，转子装置可绕着该轴线旋转。所述转子装置还包括套圈，所述套圈绕着转子轴布置且沿着转子轴轴向地延伸。所述套圈包括垂直于所述轴线延伸的大致平坦的表面和与所述大致平坦的表面邻近的外部周边沟槽。所述转子装置还包括风扇，所述风扇具有由内周限定的中心开口。风扇绕着套圈布置成使内周邻近于外周沟槽。风扇的中心开口能够在嵌入直径与小于所述嵌入直径的锁定直径之间调节。风扇的内周延伸到套圈中的外部周边沟槽中，从而使风扇被保持在转子轴上。

本领域的技术人员通过参看以下详细描述和附图将更容易理解上述特征和优点以及其他方面。尽管期望提供一种具有对审查本公开的人士而言显而易见的这些或其他有利特征中的一个或多个的电机，但在此公开的教导也可扩展到落入权利要求的范围内的那些实施例，不管它们是否实现了上述优点中的一个或多个。

附图说明

图1示出了用于如本文所公开的电机的一种转子装置的等轴视图；

图2示出了图1的转子装置在将风扇最终附连至转子轴之前的放大的等轴视图；

图3示出了转子装置的沿着穿过图2的剖面线III-III延伸的平面的剖视图；

图4示出了图2的冷却风扇的一个实施例的顶视图；

图5示出了风扇的沿着图4的剖面线V-V的剖视图；

图6A示出了图2的转子装置的剖视图，其中，压具接合风扇的波状轮廓形表面，以使风扇附连至转子轴；