用於在轉子內形成磁體的方法
2023-10-24 10:41:02
專利名稱：用於在轉子內形成磁體的方法
技術領域：
本發明一般地涉及電動馬達，且更特定地涉及用於在馬達轉子內形 成；茲體的方法。
背景技術：
電動馬達通常用於驅動車輛(例如汽車)內的電動設備。圖l是現
有技術的電動馬達100的簡化圖，該電動馬達100包括軸140,轉子110 繞軸140旋轉，且也包括連接到電源160的電刷154和158以向轉子110 供電。
一般地，轉子110由在其相對的側上具有"北極"124和"南極，， 128的場磁體120圍繞。進一步地，轉子IIO典型地包括磁定向(即北 極和南極)，當向電刷154和158供電時，該磁定向在預先確定的位置 處改變。在此例子中，轉子110包括這樣的磁定向，當轉子IIO旋轉時， 該磁定向改變使得"北極，，總是在水平位置130的上方。轉子110的"北 極"改變^L南極128吸引，且一皮北極124排斥，在此例子中這導致繞軸 140的順時針旋轉。
為造成轉子110的磁特性，磁體通常結合到轉子110的表面。然而， 已證明的是希望包括一個或多個嵌入在轉子內的磁體。因此，希望提供 用於在轉子內形成一個或多個磁體的方法。此外，本發明的其他希望的 特,泉和特徵將從隨後的對本發明的詳細描述和附帶的權利要求書中結 合附圖和本發明的背景技術而顯見。
發明內容
本發明的多種典型的實施例提供了用於在轉子內形成磁體的方法。 一個實施例包括將多個可磁化微粒插入到轉子內，將微粒塗覆以非金屬 材料，且將微粒磁化。另一個實施例包括將多個可磁化微粒插入到轉子 內，將轉子浸沒在馬達清漆內以將微粒以馬達清漆塗覆，且將微粒磁化。 再另一個實施例包括將多個可磁化微粒插入在轉子內，將非金屬材料插 入到轉子內，將微粒和非金屬材料混合以形成混合物，將混合物固化使得每個可磁化微粒以非金屬材料塗覆，且將已塗^隻的微粒磁化。又再另 一個實施例包括將多個可磁化微粒與非金屬材料混合以形成混合物，將 混合物插入到轉子內，將混合物固化以將每個微粒以非金屬材料塗覆， 且將已塗覆的微粒磁化。
本發明將在後文中結合如下附圖描述，其中類似的數字指示類似的
元件，各圖為
圖1是表示了現有技術的電動馬達的圖2A和圖2B是在形成至少一個嵌入在轉子內的磁體期間的轉子的 一個典型實施例的圖的頂-魄圖3是表示了用於在轉子內形成磁體的方法的一個典型實施例的流 程圖4是表示了用於形成嵌入在轉子內的磁體的方法的另 一個典型實 施例的流程圖5是表示了用於在轉子內形成磁體的方法的再另 一個典型實施例 的流程圖；和
圖6是表示了用於在轉子內形成磁體的方法的又再另 一個典型實施 例的流程圖。
具體實施例方式
如下的對本發明的詳細描述在本質上僅是典型的，且不意圖於限制 本發明或本發明的應用以及使用。此外，不意圖於由本發明的前述背景 技術中提出的任何理論或本發明的如下的詳細描述進行限制。
圖2A是在形成嵌入在轉子200內的磁體期間(在圖3中示出)的 轉子200的一個典型實施例的圖的頂^見圖。轉子200包括主部分210, 主部分210包括用於接收軸(未示出)的孔215和一個或多個其內嵌入 和/或形成》茲體的孔220。
每個孔220成形為使得當轉子200繞軸旋轉時，轉子200的磁定向 改變。這樣，每個孔220構造為容納石茲體，可》茲化材料(例如釹鐵硼、 鐵氧體和釤鈷等材料)的微粒，和/或可磁化微粒和非金屬材料(例如粘 合劑、聚氨酯材料、環氧樹脂、B級粘合劑、馬達清漆等)的混合物，其完全延伸通過或部分地延伸通過主部分210。另外，每個孔220構造 為使得任何可磁化微粒和/或包括可磁化微粒的混合物能在包含在孔(多 個孔)220內時#:石茲4匕。
圖2B是轉子200的圖，轉子200包括由以非金屬材料塗覆的可磁 化樣i粒形成的磁體225,》茲體225大體上填充每個孔220。磁體(多個 磁體)225通過將可磁化微粒以非金屬材料塗覆且微粒磁化而形成，該 塗覆和/或;茲化可以在孔(多個孔)220外部或內部進4亍。
塗覆後，非金屬材料可以被處理(例如固化和/或排空)，使得微粒 更均勻地被塗覆和/或保證每個微粒與其相鄰的微粒(多個微粒)通過非 金屬材料分開。以此，非金屬材料應足夠緊固以抵抗由微粒相互間的吸 引/排斥導致的微粒遷移。
另外，當微粒單獨或在混合物內被磁化時，每個微粒的極性被定向 為大體上相對於彼此相同的方向。例如，每個可;茲化樣i粒的每個北才及和 南極大體上"指向"相同的方向。
當；茲體(多個/f茲體)225在孔(多個孔)220外部形成時，每個i茲 體225大體上插入到各孔220內。因此，每個磁體225的尺寸應略微小 於其相應的孔220的尺寸，以解決需要的間隙空間。當磁體225在孔220 內部形成時不是這樣，因為微粒和非金屬材料可以在每個孔220內單獨 地插入(例如手動、注模等)，混合/塗覆，固化，和/或磁化。
圖3是表示用於形成嵌入在轉子(例如轉子200 )內的磁體(例如 磁體225 )的方法300的一個典型的實施例的流程圖。方法300開始為 將具有在大約20微米到大約IOOO微米範圍內的尺寸的可磁化材料(例 如釹鐵硼、鐵氧體和釤鈷等材料)的微粒以非金屬材料(例如粘合劑(如 B級粘合劑)、聚氨酯材料、環氧樹脂、馬達清漆等)塗覆(步驟310 )。 塗覆方法的例子包括但不限制於將非金屬材料噴在微粒上，將非金屬材 料通過靜電過程吸？I到微粒，將微粒與液體/半液體的非金屬材料的池組 合，和/或其他能以非金屬材料塗覆可磁化材料的方法。
被塗覆的微粒插入/嵌入(例如手動、利用注模技術等)到轉子200 的至少一個孔(例如孔220)內(步驟320),且將4皮塗覆的微粒磁化 以形成塗覆的磁化的微粒(步驟330 )。在將已塗覆的微粒磁化中，每 個樣t粒的北極和南才及大體上在相同的方向上定向。
已塗^隻的微粒可以在^翁入到孔(多個孔)220之前和/或之後一皮^茲化。此外，微粒可以在插入到孔(多個孔)220之後以非金屬材料塗覆。
為更均勻地塗覆微粒和/或保證微粒不相互接觸，非金屬材料可以被 固化(步驟340)。將已塗覆的微粒固化的方法的例子包括但不限制於 將已塗覆的微粒熱處理到非金屬材料的熔點、溶劑固化、催化劑固化和 /或其他能更均勻地塗覆微粒和/或保證微粒不相互接觸的方法。另外， 空氣可以從非金屬材料排空，例如利用真空技術或其他能從液體或半液 體材料移除空氣的過程(步驟350 )。
雖然方法300的步驟已以特定的次序描述，但本發明不限制於此次 序。即，步驟310至步驟350可以以任何次序發生。此外，步驟310至 步驟350的任一個步驟可以多次重複。
圖4是表示了用於在轉子(例如轉子200)內形成磁體(例如磁體 225 )的方法400的另一個典型實施例的流程圖。方法400開始為通過 將具有在大約20微米到大約IOOO微米範圍內的尺寸的磁性材料(例如 釹鐵硼、鐵氧體和釤鈷等材料)的微粒插入(例如手動、注模等)到轉 子200的孔(例如孔220)內(步驟410)。
當樣吏粒在孔220內時，轉子200浸沒("浸蘸")在馬達清漆內以 將微粒以馬達清漆塗覆(步驟420)。已塗覆的微粒然後被磁化而同時 容納在孔220內(步驟430)。在將已塗覆的微粒磁化中，每個微粒的 北才及和南才及大體上在相同的方向上定向。
方法400也包括將已塗覆的微粒固化(例如真空固化)以更均勻地 塗覆微粒和/或保證微粒通過馬達清漆相互分開(步驟440)。已塗覆的 樣支粒可以在磁化步驟(即步驟430)之前和/或之後固化。此外，雖然方 法400描述了以馬達清漆塗覆微粒，但本發明構思了微粒可以以能塗覆 微粒的任何粘性的非金屬材料塗覆，使得在塗覆時微粒相互不直接接 觸。
圖5是表示了用於在轉子(例如轉子200)內形成磁體(例如磁體 225 )的方法500的再另一個典型實施例的流程圖。方法500開始為通 過將具有在大約20微米到大約IOOO微米範圍內的尺寸的磁性材料(例 如釹鐵硼、鐵氧體和衫鈷等材料)的微粒插入(例如手動、注模等)到 轉子200的孔(例如孔220)內(步驟510)。將非金屬材料(例如粘 合劑(如B級粘合劑)、聚氨酯材料、環氧樹脂、馬達清漆等)也插入 (例如手動、注模等)到孔220內(步驟520)。樣吏粒和非金屬材料在孔220內混合以形成至少部分地塗^1的糹斂粒的 混合物(步驟530),且混合物被固化(例如熱固化、溶劑固化、催化 劑固化等)以將微粒相互分開和/或以非金屬材料塗覆微粒(步驟540 )。 部分地塗覆和/或已塗覆的微粒然後在孔220內被磁化(步驟550 )。
圖6是表示了用於在轉子(例如轉子200)內形成磁體(例如磁體 225 )的方法600的又再另一個典型實施例的流考呈圖。開始時，方法600 包括將具有在大約20微米到大約1000微米範圍內的尺寸的磁性材料 (例如釹鐵硼、鐵氧體和釤鈷等材料)的微粒與非金屬材料(例如粘合 劑(如B級粘合劑)、聚氨酯材料、環氧樹脂、馬達清漆等)混合，也 插入(例如手動、注模等)(步驟610 )。
非金屬材料然後被固化(例如熱固化、溶劑固化、催化劑固化等) 以將每個微粒以非金屬材料塗覆(步驟620)。
雖然在本發明的前述的詳細描述中已提出了至少一個典型的實施 例，但應認識到的是存在大量變化。也應認識到的是典型實施例或多個 典型實施例僅是例子，但不意圖於以任何方式限制本發明的範圍、可應 用性或構造。而是，前述的詳細描述將為暴本領域一般技術人員提供用 於實施本發明的典型實施例的方便的線路圖，應理解的是，在典型實施 例中描述的元件的功能和布置中可以進行多種改變而不偏離在附帶的 權利要求書及其法律等價物中闡明的本發明的範圍。
權利要求
1.一種用於在具有至少一個孔的轉子內形成磁體的方法，該方法包括如下步驟將多個可磁化微粒插入孔內；和將該多個微粒磁化。
2. 根據權利要求1所述的方法，進一步包括以非金屬材料塗覆該多 個微粒的步驟。
3. 根據權利要求2所述的方法，進一步包括加熱非金屬材料以更均 勻地塗覆微粒的步驟。
4. 根據權利要求2所述的方法，其中每個磁性微粒包括一對磁極， 磁化步驟包括將每個微粒磁化的步驟，使得每個磁性微粒的每對磁極大 體上在相同的方向上定向。
5. 根據權利要求2所述的方法，其中塗覆步驟包括以粘合劑、聚氨 酯材料、環氧樹脂和馬達清漆之 一 塗覆微粒的步驟。
6. 根據權利要求2所述的方法，進一步包括從非金屬材料排除空氣 的步驟。
7. 根據權利要求2所述的方法，其中非金屬材料是粘合劑材料，方 法進一步包括將粘合劑材料固化的步驟。
8. 根據權利要求7所述的方法，其中固化步驟包括將粘合劑材料溶 劑固化、催化劑固化和熱固化之一。
9. 根據權利要求2所述的方法，其中磁化步驟包括在孔內將已塗覆 微粒-茲化的步驟。
10. 根據權利要求2所述的方法，其中磁化步驟包括將已塗覆微粒 在插入孔內前磁化的步驟。
11. 根據權利要求2所述的方法，其中塗覆步驟包括在孔內塗覆微 粒的步驟。
12. 根據權利要求2所述的方法，其中塗覆步驟包括將微粒在插入 孔內前塗覆的步驟。
13. 根據權利要求1所述的方法，其中插入步驟包括將該多個磁性 微粒注;f莫到孔內的步驟。
14. 一種用於在具有至少一個孔的轉子內形成磁體的方法，該方法 包括如下步驟將多個可磁化材4牛的樣i粒插入到孔內； 將轉子浸沒在馬達清漆內以將微粒塗覆以馬達清漆；和 將該多個已塗覆微粒磁化。
15. 根據權利要求14所述的方法，進一步包括真空固化馬達清漆的 步驟以更均勻地塗覆微粒。
16. 根據權利要求14所述的方法，其中插入步驟包括將微粒注模到 孔內的步驟。
17. —種用於在具有至少一個孔的轉子內形成磁體的方法，該方法 包括如下步驟將多個可磁化材料的微粒與非金屬材料混合； 將非金屬材料固化以將微粒塗覆以非金屬材料； 將農i粒插入到孔內；和 將已塗覆的微粒磁化。
18. 根據權利要求17所述的方法，進一步包括在插入步驟之前和之 後之一從混合物中排除空氣的步驟。
19. 根據權利要求17所述的方法，其中插入步驟包括將混合物注才莫 到孔內的步驟。
20. 根據權利要求17所述的方法，其中磁化步驟包括在孔內磁化已 塗覆微粒的步驟。
全文摘要
本發明涉及用於在轉子內形成磁體的方法。提供了在轉子內形成/插入磁體的方法。一個方法包括將多個可磁化微粒塗覆以非金屬材料，將已塗覆的微粒插入轉子內，且將已塗覆微粒磁化。另一個方法包括將多個可磁化微粒插入到轉子內，將轉子浸沒在馬達清漆內以將微粒塗覆以馬達清漆，且將微粒磁化。再另一個方法包括將多個可磁化微粒插入到轉子內，將非金屬材料插入到轉子內，將微粒與非金屬材料混合以形成混合物，將混合物固化以將每個微粒以非金屬材料塗覆，且將微粒磁化。又再另一個方法包括將多個可磁化微粒與非金屬材料混合，將非金屬材料固化以將每個微粒塗覆以非金屬材料，將已塗覆的微粒插入到轉子內，且將已塗覆的微粒磁化。
文檔編號H02K15/03GK101291093SQ20081009334
公開日2008年10月22日 申請日期2008年4月18日 優先權日2007年4月18日
發明者K·M·拉曼, T·G·沃德 申請人:通用汽車環球科技運作公司