包括具有由熱界面材料形成的套筒的永磁體的永磁體電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]示例性實(shí)施方式屬于電機(jī)(electric machine)領(lǐng)域，并且更具體地，屬于包括具有由熱界面材料形成的套筒的永磁體的永磁體電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)通過穿過定子以在轉(zhuǎn)子中感生電動(dòng)勢(shì)的電能來產(chǎn)生功。電動(dòng)勢(shì)在轉(zhuǎn)子處產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)用于對(duì)各種外部裝置供以動(dòng)力。當(dāng)然，電機(jī)還可以用于通過功輸入來產(chǎn)生電。在任一種情況中，電機(jī)普遍地以更高的速度產(chǎn)生更大的輸出并且以更小的組件(package)設(shè)計(jì)。在永磁體電機(jī)的情況中，磁體被設(shè)計(jì)成以更小的外形(form-factor)獲得更高的磁通密度。這樣的磁體通常由各種稀土金屬形成，或包含各種稀土金屬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]公開了電機(jī)，該電機(jī)包括殼體、相對(duì)于殼體固定地安裝的定子、以及相對(duì)于定子可旋轉(zhuǎn)地安裝的轉(zhuǎn)子組件。該轉(zhuǎn)子組件包括形成轉(zhuǎn)子本體的多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片、設(shè)置在轉(zhuǎn)子本體中的一個(gè)或更多個(gè)永磁體、以及圍繞一個(gè)或更多個(gè)永磁體延伸的套筒。該套筒在轉(zhuǎn)子本體與一個(gè)或更多個(gè)永磁體之間提供熱界面。
[0004]還公開了轉(zhuǎn)子組件，該轉(zhuǎn)子組件包括形成轉(zhuǎn)子本體的多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片、設(shè)置在轉(zhuǎn)子本體中的一個(gè)或更多個(gè)永磁體、以及圍繞一個(gè)或更多個(gè)永磁體延伸的套筒。該套筒在轉(zhuǎn)子本體與一個(gè)或更多個(gè)永磁體之間提供熱界面。
[0005]進(jìn)一步公開了形成轉(zhuǎn)子組件的方法。該方法包括將多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片堆疊，將形成于多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片中的各個(gè)轉(zhuǎn)子疊片中的多個(gè)槽對(duì)準(zhǔn)，將多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片接合以形成轉(zhuǎn)子本體，將永磁體插入套筒，以及將永磁體導(dǎo)引至多個(gè)槽中的一個(gè)槽中，該套筒在永磁體與轉(zhuǎn)子本體之間提供熱界面。
【附圖說明】
[0006]以下描述不應(yīng)被視為以任何方式進(jìn)行限制。參照附圖，相似的元件采用相同的標(biāo)號(hào)。
[0007]圖1描繪了根據(jù)示例性實(shí)施方式的包括具有設(shè)置有套筒的永磁體的轉(zhuǎn)子組件的電機(jī)的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0008]圖2描繪了圖1的轉(zhuǎn)子組件的立體圖；
[0009]圖3描繪了圖2的永磁體中的一個(gè)永磁體的端視圖，其中，該永磁體具有收縮前的套筒；
[0010]圖4描繪了圖2的轉(zhuǎn)子組件的局部橫截面圖，其中示出了設(shè)置有收縮前的套筒的永磁體；
[0011]圖5描繪了圖3的永磁體，其中套筒是收縮之后的；以及
[0012]圖6描繪了圖4的轉(zhuǎn)子組件的局部截面圖，其中，套筒是圍繞永磁體收縮之后的。
【具體實(shí)施方式】
[0013]此處，通過參照附圖以示例而非限制性的方式提出公開的裝置和方法中的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的詳細(xì)說明。
[0014]根據(jù)示例性實(shí)施方式的永磁體電機(jī)在圖1中總體上以2標(biāo)示。電機(jī)2包括具有第一側(cè)壁6和第二側(cè)壁7的殼體4，第一側(cè)壁6和第二側(cè)壁7通過第一端壁8和第二端壁或蓋10接合以共同限定內(nèi)部12。第一側(cè)壁6包括第一內(nèi)表面16而第二側(cè)壁7包括第二內(nèi)表面17。就此應(yīng)該理解的是，殼體4還可以構(gòu)造成包括具有連續(xù)內(nèi)表面的單個(gè)側(cè)壁。電機(jī)2還示出為包括布置在第一側(cè)壁6和第二側(cè)壁7的第一內(nèi)表面16和第二內(nèi)表面17處的定子24。定子24包括支承多個(gè)繞組36的本體或定子芯28，本體或定子芯28具有第一端部29，第一端部29延伸至第二端部30。繞組36包括第一端匝部40和第二端匝部41。
[0015]電機(jī)2還示出為包括可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體4內(nèi)的軸54。軸54包括第一端56，第一端56通過中間部59延伸至第二端57。軸54支承轉(zhuǎn)子組件70。轉(zhuǎn)子組件70包括轂72，該轂72包括第一軸承74和第二軸承75，第一軸承74相對(duì)于第二端壁10支承第一端56，第二軸承75相對(duì)于第一端壁8支承第二端57。轉(zhuǎn)子組件70包括共同限定具有外表面90的轉(zhuǎn)子本體87的多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片，多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片中的一個(gè)轉(zhuǎn)子疊片以84標(biāo)示。每個(gè)轉(zhuǎn)子疊片84包括多個(gè)槽，多個(gè)槽中的一個(gè)槽在圖2中以94標(biāo)示。在經(jīng)歷形成轉(zhuǎn)子本體79的結(jié)合過程之前，轉(zhuǎn)子疊片84被堆疊并且槽94被對(duì)準(zhǔn)。多個(gè)永磁體(PM) 100、101和102在轉(zhuǎn)子本體79中設(shè)置在槽94中。
[0016]在理解了 PM 101和PM 102包括相似結(jié)構(gòu)的情況下，現(xiàn)在將參照?qǐng)D3描述PM 100。PM 100包括具有外表面部117的本體114。在所示示例性實(shí)施方式中，PM 100由套筒124覆蓋。套筒124包括外表面130和內(nèi)表面131。外表面130和內(nèi)表面131限定套筒124的能夠選擇性改變的厚度134。內(nèi)表面131還限定套筒124的能夠選擇性改變的內(nèi)部尺寸137。套筒124由柔性材料形成并且還包括熱界面材料(??Μ)，并且其圍繞PM 100設(shè)置。根據(jù)示例性實(shí)施方式的一方面，套筒124可以包括硅橡膠、環(huán)氧樹脂、聚烯烴、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙丙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)和/或聚氯乙烯(PVC)。??Μ材料包含在套筒材料中。TIM材料的示例包括諸如鋁粉的金屬以及諸如氧化鋁(Al2O3)、石墨、氮化硼和/或氧化鈹?shù)姆墙饘?。如圖所示，套筒124可以最初松散地設(shè)置在PM100周圍使得在外表面部117與內(nèi)表面131之間可以存在空隙140。
[0017]如圖4中所示，PM 100被插入轉(zhuǎn)子本體84的槽94中。在初始插入的時(shí)候，在套筒124的外表面130與槽94的內(nèi)表面(未單獨(dú)標(biāo)記)之間可能存在有間隙144。當(dāng)然，應(yīng)該理解的是在某些情況下可能不存在間隙144。例如，套筒124可以由彈性材料形成、圍繞PM100擴(kuò)大并且被置于PM 100上。例如，套筒124可以由硅基彈性材料形成。然后套筒124可以回到更緊密地貼合于PM 100的外表面(未單獨(dú)標(biāo)記)的初始狀態(tài)。展示間隙144以便說明PM 100,PM 101和PM 102能夠容易地插入槽94中。在插入之后，轉(zhuǎn)子本體87暴露于使內(nèi)部尺寸137收縮從而引起套筒124圍繞PM 100縮小的活化輸入。替代性地，PM 100可以在插入本體87之前暴露于活化輸入以使套筒收縮。活化輸入還使厚度134變大從而將PM 100接合至轉(zhuǎn)子本體87?；罨斎肟梢圆捎糜芍T如熱風(fēng)槍、爐等外部來源加熱的形式，或者其可以由電機(jī)2的操作產(chǎn)生。活化輸入還可以包括施加使間隙閉合并且維持間隙144的閉合的磁化力。除了便于PM 100與轉(zhuǎn)子本體87之間的結(jié)合之外，套筒124還在PM 100與轉(zhuǎn)子本體87之間建立了熱界面。熱界面提供了允許熱從PM 100流出并且遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子本體87流動(dòng)的路徑。將熱從永磁體排除增強(qiáng)了磁場(chǎng)的保持力，從而增加了總的磁體使用壽命。
[0018]就此應(yīng)該理解的是，示例性實(shí)施方式在PM電機(jī)中設(shè)置了具有套筒的永磁體，該套筒不僅在永磁體與轉(zhuǎn)子之間建立了所需的保持力，而且建立了有利于排熱的熱界面。此外，盡管描述為通過熱來活化，但應(yīng)該理解的是也可以采用其他活化輸入。還應(yīng)該理解的是，可以改變形成套筒所采用的TIM的特定類型。此外，盡管示出和描述為在每個(gè)槽中設(shè)置多個(gè)永磁體，但應(yīng)該理解的是每個(gè)槽也可以設(shè)置有單個(gè)永磁體。此外，應(yīng)該理解的是套筒可以設(shè)置在永磁體周圍并且在插入疊片之前收縮或套筒可以松散地?cái)R在永磁體周圍。
[0019]盡管已經(jīng)參照示例性實(shí)施方式或多個(gè)示例性實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出多種改變并且可以用等同元件替代本發(fā)明的元件。此外，在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下，可以做出多種修改以使特定情況或材料與本發(fā)明的教示相適應(yīng)。因此，無意于將本發(fā)明局限于作為設(shè)想用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳形式而公開的【具體實(shí)施方式】，但是本發(fā)明將包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電機(jī)，包括: 殼體； 定子，所述定子相對(duì)于所述殼體固定地安裝；以及 轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件相對(duì)于所述定子可旋轉(zhuǎn)地安裝，所述轉(zhuǎn)子組件包括形成轉(zhuǎn)子本體的多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片、設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子本體中的一個(gè)或更多個(gè)永磁體、以及圍繞所述一個(gè)或更多個(gè)永磁體延伸的套筒，所述套筒在所述一個(gè)或更多個(gè)永磁體與所述轉(zhuǎn)子本體之間提供熱界面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中，所述套筒包括具有能夠選擇性改變的內(nèi)部尺寸的可收縮管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)，其中，所述能夠選擇性改變的內(nèi)部尺寸被構(gòu)造并且被設(shè)置成當(dāng)暴露于熱時(shí)發(fā)生收縮。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)，其中，所述可收縮管包括限定能夠選擇性改變的厚度的外表面和內(nèi)表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機(jī)，其中，所述能夠選擇性改變的厚度被構(gòu)造并且被設(shè)置成當(dāng)暴露于熱時(shí)變大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中，所述套筒由熱界面材料形成。
7.一種轉(zhuǎn)子組件，包括: 轉(zhuǎn)子本體； 形成轉(zhuǎn)子本體的多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片； 設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子本體中的一個(gè)或更多個(gè)永磁體；以及 套筒，所述套筒圍繞所述一個(gè)或更多個(gè)永磁體延伸，所述套筒在所述一個(gè)或更多個(gè)永磁體與所述轉(zhuǎn)子本體之間提供熱界面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)子組件，其中，所述套筒包括具有能夠選擇性改變的內(nèi)部尺寸的可收縮管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)子組件，其中，所述能夠選擇性改變的內(nèi)部尺寸被構(gòu)造并且被設(shè)置成當(dāng)暴露于熱時(shí)發(fā)生收縮。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)子組件，其中，所述可收縮管包括限定能夠選擇性改變的厚度的外表面和內(nèi)表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)子組件，其中，所述能夠選擇性改變的厚度被構(gòu)造并且被設(shè)置成當(dāng)暴露于熱時(shí)變大。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)子組件，其中，所述套筒由包含硅橡膠、環(huán)氧樹脂、聚烯烴、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙丙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)中的至少一者的材料和熱界面材料形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)子組件，其中，所述熱界面材料包括鋁粉、氧化鋁(Al2O3)、石墨、氮化硼以及氧化鈹中的至少一者。
14.一種形成轉(zhuǎn)子組件的方法，所述方法包括: 將多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片堆疊； 將形成于所述多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片中的各個(gè)轉(zhuǎn)子疊片中的多個(gè)槽對(duì)準(zhǔn)； 將所述多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片接合以形成轉(zhuǎn)子本體； 將永磁體插入套筒中；以及 將所述永磁體導(dǎo)引至所述多個(gè)槽中的一個(gè)槽中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括:使所述套筒圍繞所述永磁體收縮。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，使所述套筒圍繞所述永磁體收縮包括將所述套筒暴露于熱源。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，將所述套筒暴露于熱源包括操作電動(dòng)馬達(dá)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，使所述套筒圍繞所述永磁體收縮包括使所述套筒彈性地縮小。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括使所述套筒的厚度變大以將所述永磁體固定至所述轉(zhuǎn)子本體中。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，將所述永磁體插入所述套筒中包括將熱界面材料設(shè)置在所述永磁體周圍。
【專利摘要】電機(jī)包括殼體、相對(duì)于殼體固定地安裝的定子以及相對(duì)于定子可旋轉(zhuǎn)地安裝的轉(zhuǎn)子組件。轉(zhuǎn)子組件包括形成轉(zhuǎn)子本體的多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片、設(shè)置在轉(zhuǎn)子本體中的一個(gè)或更多個(gè)永磁體、以及圍繞一個(gè)或更多個(gè)永磁體延伸的套筒。該套筒在轉(zhuǎn)子本體與一個(gè)或更多個(gè)永磁體之間提供熱界面。
【IPC分類】H02K1-27, H02K1-32
【公開號(hào)】CN104604102
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380046861
【發(fā)明人】托馬斯·格施, 科林·哈默, 溫冠鴻
【申請(qǐng)人】雷米技術(shù)有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2013年9月6日
【公告號(hào)】DE112013004418T5, US8987953, US20140070635, WO2014042972A1