具有用於接收雜質顆粒的器具的稀土元素環形磁鐵的製作方法

2023-05-11 00:48:41

具有用於接收雜質顆粒的器具的稀土元素環形磁鐵的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種環形磁鐵，其至少部分地包括一稀土金屬，具有空心柱體形的形狀，並且沿著軸向延伸，其中，其具有一內表面，在所述內表面上設置一用於容納雜質顆粒的器具。本發明還涉及一種用於製造這種環形磁鐵的方法。
【專利說明】具有用於接收雜質顆粒的器具的稀土元素環形磁鐵
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種環形磁鐵，其沿著軸向延伸，呈空心柱體形地構造，並且至少部分地包括一稀土金屬，本發明還涉及一種用於製造該環形磁鐵的方法。
【背景技術】
[0002]電的機器例如是電動馬達、起動器、發電機或輔助驅動裝置例如用於機動車的調整驅動裝置。在這些電的機器中，已知轉子或定子為了產生永磁場而設計有永磁鐵。在此，在所述機器的超微型化的範疇中或為了提高機器的可輸出功率，常常使用永磁鐵，它們部分地包括稀土金屬。
[0003]例如已知如下的轉子和定子，其中，永磁鐵沿著軸向和徑向在轉子或定子中延伸，並且沿著切向被磁化，或者永磁鐵沿著軸向和切向在轉子或定子中延伸並且沿著徑向被磁化。為此使用圓環段形的或長方體形的永磁鐵，它們被接合在基體的留空部中且之後被固定。在這些轉子或定子中，汙潰顆粒和雜質顆粒、例如金屬屑會通過磁鐵材料的加工、剝落等等，在所述電的機器運行期間通過轉子的旋轉被傳送直至通過基體中的留空處所形成的空隙處並且在那裡沉積下來。
[0004]已知的還有，使用環形磁鐵，它們沿著軸向延伸，空心柱體形地構造並且沿著徑向被磁化。這種環形磁鐵具有交變的相反的磁化區域，這些區域形成磁性的北極或磁性的南極。這些環形磁鐵的缺點是，雜質顆粒、尤其是磁性顆粒會在轉子和定子之間的氣隙中沉積下來。由於為了實現儘可能大的機器功率而將氣隙選擇得儘可能小，因此這種雜質顆粒會導致摩擦且因此導致功率損失，並且導致在電的機器運行中的噪音。

【發明內容】

[0005]因此本發明的任務是，提出一種具有環形磁鐵的電的機器，其中，雜質顆粒在氣隙中導致摩擦和噪音的危被減小或不存在。
[0006]該任務利用一種環形磁鐵解決，其是空心柱體形地構造的並且同心地圍繞一軸線沿著軸向延伸，並且至少部分地包括一稀土金屬，其中，該稀土金屬具有一表面，在該表面上設置一用於容納雜質顆粒的器具。該器具能夠實現定義大小的雜質顆粒的沉積且因此起到材料沉降部的作用。由此也可以將直徑大於氣隙寬度的雜質顆粒容納到該器具中。
[0007]優選地，所述稀土金屬是釹，其中，所述環形磁鐵是釹-鐵-硼磁體。但本發明不限於環形磁鐵的該實施方式，而是也可以使用其它的環形磁鐵，尤其是其它的稀土金屬。
[0008]該器具優選是一溝槽或凹槽。特別優選地，其在所述環形磁鐵的整個軸向長度上延伸。因此，在轉子旋轉時，在氣隙中沉積的並且導致摩擦的雜質顆粒在所述環形磁鐵的整個長度上被所述器具檢測到。但原則上也可以考慮其它的凹陷作為器具，例如橢圓形或圓形的凹陷，或者由大量的尤其是筆直的器具構成的模型。
[0009]該器具優選筆直地沿著軸向延伸，或者筆直地與軸向成一角度地延伸，或者弧形地沿著軸向延伸。所述器具的與軸向成一角度或弧形地朝著軸向的布置方式的優點是，雜質顆粒不僅在所述器具中沉積，而且沿著所述器具從其中被運出。
[0010]優選地，所述凹槽的深度具有所述環形磁鐵的壁厚的少於20%、特別優選少於10%。由此維持了所述環形磁鐵的穩定性。
[0011]所述表面是一限定所述環形磁鐵的表面。在一種優選的實施方式中，所述表面是所述環形磁鐵的面向軸線的內表面。同樣優選地，其是所述環形磁鐵的背離軸線的外表面。
[0012]此外優選一種環形磁鐵，其具有在一磁性北極和一磁性南極之間的極過渡區域，其中，所述器具布置在一極過渡區域中，從而其不影響磁通密度。特別優選地，所述環形磁鐵具有多個極過渡區域，其中，在每個極過渡區域中掏制一個器具。由此雜質顆粒儘可能快速地被所述器具檢測到。
[0013]所述環形磁鐵優選是塑料結合的或樹脂結合的。在一種優選的實施方式中，其是一件式地形成的。在一種同樣優選的實施方式中，所述極過渡區域由一磁性非傳導的材料、尤其是塑料形成。
[0014]所述任務還利用一用於電動馬達的轉子或定子解決，其具有一種這樣的環形磁鐵。所述任務還利用一種電的機器、尤其是電動馬達解決，該電動馬達具有一種這樣的轉子或定子。由於所述環形磁鐵包括所述器具，因此位於所述定子和轉子之間的氣隙中的雜質顆粒在所述器具中沉積，從而其不會導致在定子和轉子之間的摩擦以及在所述電的機器運行中的噪音。
[0015]所述任務還利用一種用於電動機的調整驅動裝置解決，該電動機具有一種這樣的電的機器。但所述電的機器也可以用於其它的電動設備、例如用於手持式工具機。
[0016]所述任務還利用一種用於製造環形磁鐵的方法解決，其中，所述器具在擠壓所述環形磁鐵期間或之後被掏制到其中。針對所述器具在擠壓所述環形磁鐵期間的掏制，優選的是，與擠壓工具的形狀相適配。但為了避免製造新的擠壓工具，同樣優選的是，所述器具只有在擠壓之後才被掏制到所述環形磁鐵中。
[0017]優選地，所述環形磁鐵在掏制所述器具之後才被塗層，從而使其可靠地防止腐蝕。此外由此避免了尖銳邊稜的過渡。但所述環形磁鐵的一種不具有塗層的實施方式也是優選的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面參照附圖描述本發明。附圖僅是示例性的並且不限制總的發明構思。
[0019]圖1示出了一穿過根據本發明的環形磁鐵的截面以及
圖2在(a)和(b)中分別示出了根據本發明的環形磁鐵的不同的實施方式的立體視圖。
【具體實施方式】
[0020]圖1的環形磁鐵I是空心柱體形地構造的並且同心地圍繞一軸線2沿著軸向21延伸。其具有四個磁極N、S，在它們之間分別掏制一極過渡區域14。所述磁極N、S交替地相互反向地被磁化，從而一磁性北極N與一磁性南極S交替。它們以等同的間距相互布置，從而所述極過渡區域14也等同地相互布置。
[0021]所述環形磁鐵I具有一限定其的表面12，其中，背離軸線的表面12在下文中被稱作外表面121，並且面向軸線的表面12在下文中被稱作內表面120。
[0022]在所述極過渡區域14中在所述內表面120上掏制器具11，它們設置用於容納雜質顆粒(未示出)。因此所述器具11形成用於雜質顆粒的沉降部。它們在此也構造成沿著軸向21延伸的凹槽。所述凹槽具有u形的輪廓。但其也可以是V形的、倒圓的或其它輪廓。下面同義地使用概念器具11和凹槽。
[0023]所述器具11在該環形磁鐵I的情況下具有u形的輪廓111。但也可以是其它輪廓111，例如V形或圓形的輪廓(未示出)。重要的是，所述器具11的深度115相比於所述環形磁鐵I的壁厚15較小，用以使所述環形磁鐵I的穩定性不會顯著地受到所述一個或多個器具11的影響。
[0024]在所示的實施例中，所述環形磁鐵I是一件式地形成的。在所述極過渡區域14中，其由如在磁極N、S的區域中的同一種磁性材料製成。但如下的環形磁鐵I也是優選的，它們在所述極過渡區域14中由另一種材料、優選磁性非傳導的材料、例如塑料製成。如果所述極過渡區域14由另一種材料製成，則其由塑料的製造由於其磁性非傳導的特性而相對於由金屬的製造更優選。
[0025]在所示的圖1中在所述環形磁鐵I的內腔中示意性以虛線示出了一電的機器3的在內地布置的機器部分31，從而所述環形磁鐵I展示出所述電的機器3的外部分32。在所述內部分31和所述外部分32之間繪出了一氣隙33。無關緊要的是，所述電的機器3的具有所述環形磁鐵I的內部分21或外部分32是定子、即所述電的機器3的固定部分，還是轉子、即所述電的機器3的轉動部分。因此本發明不僅可在內旋轉體機器上也可以在外旋轉體上使用。
[0026]由於所述器具11設置用於容納所述氣隙33中的雜質顆粒，因此所述器具掏制在所述環形磁鐵I的面向所述氣隙33的側面上。這裡所示的環形磁鐵I在其內表面120上具有所述器具11，從而所述環形磁鐵設置用於一電的機器3的外部分32。在此優選的是，所述外部分32形成所述定子(內旋轉體)。但原則上這種環形磁鐵也可以針對一轉子(外旋轉體)使用。
[0027]但具有布置在其外表面121上的器具11的環形磁鐵I也是優選的，所述器具設置用於一電的機器3的內部分32,優選用於轉子(內旋轉體)。但原則上這種環形磁鐵也可以針對一定子(外旋轉體)使用。
[0028]在圖2中所示的兩個環形磁鐵I也同心地圍繞軸線2延伸，空心柱體形地構造並且在它們的內表面120上具有所述器具11。但它們相互的區別在於所述器具120的布置方式。
[0029]確切地說，圖2 Ca)的環形磁鐵I的器具11筆直地沿著軸向21並且在所述環形磁鐵I的整個軸向長度13上延伸。圖2 (b)的環形磁鐵I的器具11同樣筆直地但與軸向21成一角度地延伸。與軸向21成一角度的布置方式具有如下優點，即雜質顆粒不僅可以在所述器具11中沉積，而且也可以從所述器具11中被運出。
【權利要求】
1.環形磁鐵(1)，其是空心柱體形地構造的並且同心地圍繞一軸線(2)沿著軸向(21)延伸，並且至少部分地包括一稀土金屬，其中，所述稀土金屬具有一表面(12)，其特徵在於，在其表面(12)上設置一用於容納雜質顆粒的器具(11 )。
2.按照權利要求1所述的環形磁鐵(I)，其特徵在於，所述器具(11)是溝槽或凹槽。
3.按照前述權利要求之一所述的環形磁鐵(I)，其特徵在於，所述環形磁鐵具有一軸向長度(13)，其中，所述器具(11)在整個軸向長度(13)上延伸。
4.按照前述權利要求之一所述的環形磁鐵(1)，其特徵在於，所述器具(11)筆直地沿著軸向(21)延伸，或者筆直地與軸向(21)成一角度地延伸，或者弧形地沿著軸向(21)延伸。
5.按照前述權利要求之一所述的環形磁鐵(1)，其特徵在於，所述表面(12)是所述環形磁鐵(I)的面向軸線的內表面(120)或者背離軸線的外表面(121)。
6.按照前述權利要求之一所述的環形磁鐵(I)，其特徵在於，所述環形磁鐵具有在一磁性北極(N)和一磁性南極(S)之間的極過渡區域(14)，其中，所述器具(11)布置在一極過渡區域(14)中。
7.按照前述權利要求之一所述的環形磁鐵(I)，其特徵在於，所述環形磁鐵具有多個器具(11 )，其中，在每個極過渡區域(14)中布置一個器具(11)。
8.按照前述權利要求之一所述的環形磁鐵(I)，其特徵在於，所述環形磁鐵是一塑料結合的或樹脂結合的環形磁鐵(I)。
9.按照前述權利要求之一所述的環形磁鐵(I)，其特徵在於，所述環形磁鐵是一件式地形成的。
10.按照權利要求1-8之一所述的環形磁鐵(1)，其特徵在於，所述極過渡區域由磁性非傳導的材料、尤其是塑料形成。
11.用於電動馬達的轉子或定子，具有按照前述權利要求之一所述的環形磁鐵(I)。
12.電的機器，尤其是電動馬達，具有按照權利要求11所述的轉子或定子。
13.用於機動車的調整驅動裝置，具有一按照權利要求12所述的電的機器。
14.用於製造按照權利要求1-10之一所述的環形磁鐵(I)的方法，其特徵在於，所述器具(11)在擠壓所述環形磁鐵(I)期間或之後被掏制到所述環形磁鐵中。
15.按照權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述環形磁鐵(I)在掏制所述器具(11)之後被塗層。
【文檔編號】H02K1/06GK103986248SQ201410047406
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年2月11日 優先權日:2013年2月11日
【發明者】W.布勞恩, D.比耶卡西克, R.格魯普, P.肖梅特, S.裡克辛格 申請人:羅伯特·博世有限公司