具有用于接收杂质颗粒的器具的稀土元素环形磁铁的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种环形磁铁，其至少部分地包括一稀土金属，具有空心柱体形的形状，并且沿着轴向延伸，其中，其具有一内表面，在所述内表面上设置一用于容纳杂质颗粒的器具。本发明还涉及一种用于制造这种环形磁铁的方法。
【专利说明】具有用于接收杂质颗粒的器具的稀土元素环形磁铁
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种环形磁铁，其沿着轴向延伸，呈空心柱体形地构造，并且至少部分地包括一稀土金属，本发明还涉及一种用于制造该环形磁铁的方法。
【背景技术】
[0002]电的机器例如是电动马达、起动器、发电机或辅助驱动装置例如用于机动车的调整驱动装置。在这些电的机器中，已知转子或定子为了产生永磁场而设计有永磁铁。在此，在所述机器的超微型化的范畴中或为了提高机器的可输出功率，常常使用永磁铁，它们部分地包括稀土金属。
[0003]例如已知如下的转子和定子，其中，永磁铁沿着轴向和径向在转子或定子中延伸，并且沿着切向被磁化，或者永磁铁沿着轴向和切向在转子或定子中延伸并且沿着径向被磁化。为此使用圆环段形的或长方体形的永磁铁，它们被接合在基体的留空部中且之后被固定。在这些转子或定子中，污溃颗粒和杂质颗粒、例如金属屑会通过磁铁材料的加工、剥落等等，在所述电的机器运行期间通过转子的旋转被传送直至通过基体中的留空处所形成的空隙处并且在那里沉积下来。
[0004]已知的还有，使用环形磁铁，它们沿着轴向延伸，空心柱体形地构造并且沿着径向被磁化。这种环形磁铁具有交变的相反的磁化区域，这些区域形成磁性的北极或磁性的南极。这些环形磁铁的缺点是，杂质颗粒、尤其是磁性颗粒会在转子和定子之间的气隙中沉积下来。由于为了实现尽可能大的机器功率而将气隙选择得尽可能小，因此这种杂质颗粒会导致摩擦且因此导致功率损失，并且导致在电的机器运行中的噪音。
【发明内容】
[0005]因此本发明的任务是，提出一种具有环形磁铁的电的机器，其中，杂质颗粒在气隙中导致摩擦和噪音的危被减小或不存在。
[0006]该任务利用一种环形磁铁解决，其是空心柱体形地构造的并且同心地围绕一轴线沿着轴向延伸，并且至少部分地包括一稀土金属，其中，该稀土金属具有一表面，在该表面上设置一用于容纳杂质颗粒的器具。该器具能够实现定义大小的杂质颗粒的沉积且因此起到材料沉降部的作用。由此也可以将直径大于气隙宽度的杂质颗粒容纳到该器具中。
[0007]优选地，所述稀土金属是钕，其中，所述环形磁铁是钕-铁-硼磁体。但本发明不限于环形磁铁的该实施方式，而是也可以使用其它的环形磁铁，尤其是其它的稀土金属。
[0008]该器具优选是一沟槽或凹槽。特别优选地，其在所述环形磁铁的整个轴向长度上延伸。因此，在转子旋转时，在气隙中沉积的并且导致摩擦的杂质颗粒在所述环形磁铁的整个长度上被所述器具检测到。但原则上也可以考虑其它的凹陷作为器具，例如椭圆形或圆形的凹陷，或者由大量的尤其是笔直的器具构成的模型。
[0009]该器具优选笔直地沿着轴向延伸，或者笔直地与轴向成一角度地延伸，或者弧形地沿着轴向延伸。所述器具的与轴向成一角度或弧形地朝着轴向的布置方式的优点是，杂质颗粒不仅在所述器具中沉积，而且沿着所述器具从其中被运出。
[0010]优选地，所述凹槽的深度具有所述环形磁铁的壁厚的少于20%、特别优选少于10%。由此维持了所述环形磁铁的稳定性。
[0011]所述表面是一限定所述环形磁铁的表面。在一种优选的实施方式中，所述表面是所述环形磁铁的面向轴线的内表面。同样优选地，其是所述环形磁铁的背离轴线的外表面。
[0012]此外优选一种环形磁铁，其具有在一磁性北极和一磁性南极之间的极过渡区域，其中，所述器具布置在一极过渡区域中，从而其不影响磁通密度。特别优选地，所述环形磁铁具有多个极过渡区域，其中，在每个极过渡区域中掏制一个器具。由此杂质颗粒尽可能快速地被所述器具检测到。
[0013]所述环形磁铁优选是塑料结合的或树脂结合的。在一种优选的实施方式中，其是一件式地形成的。在一种同样优选的实施方式中，所述极过渡区域由一磁性非传导的材料、尤其是塑料形成。
[0014]所述任务还利用一用于电动马达的转子或定子解决，其具有一种这样的环形磁铁。所述任务还利用一种电的机器、尤其是电动马达解决，该电动马达具有一种这样的转子或定子。由于所述环形磁铁包括所述器具，因此位于所述定子和转子之间的气隙中的杂质颗粒在所述器具中沉积，从而其不会导致在定子和转子之间的摩擦以及在所述电的机器运行中的噪音。
[0015]所述任务还利用一种用于电动机的调整驱动装置解决，该电动机具有一种这样的电的机器。但所述电的机器也可以用于其它的电动设备、例如用于手持式工具机。
[0016]所述任务还利用一种用于制造环形磁铁的方法解决，其中，所述器具在挤压所述环形磁铁期间或之后被掏制到其中。针对所述器具在挤压所述环形磁铁期间的掏制，优选的是，与挤压工具的形状相适配。但为了避免制造新的挤压工具，同样优选的是，所述器具只有在挤压之后才被掏制到所述环形磁铁中。
[0017]优选地，所述环形磁铁在掏制所述器具之后才被涂层，从而使其可靠地防止腐蚀。此外由此避免了尖锐边棱的过渡。但所述环形磁铁的一种不具有涂层的实施方式也是优选的。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面参照附图描述本发明。附图仅是示例性的并且不限制总的发明构思。
[0019]图1示出了一穿过根据本发明的环形磁铁的截面以及
图2在(a)和(b)中分别示出了根据本发明的环形磁铁的不同的实施方式的立体视图。
【具体实施方式】
[0020]图1的环形磁铁I是空心柱体形地构造的并且同心地围绕一轴线2沿着轴向21延伸。其具有四个磁极N、S，在它们之间分别掏制一极过渡区域14。所述磁极N、S交替地相互反向地被磁化，从而一磁性北极N与一磁性南极S交替。它们以等同的间距相互布置，从而所述极过渡区域14也等同地相互布置。
[0021]所述环形磁铁I具有一限定其的表面12，其中，背离轴线的表面12在下文中被称作外表面121，并且面向轴线的表面12在下文中被称作内表面120。
[0022]在所述极过渡区域14中在所述内表面120上掏制器具11，它们设置用于容纳杂质颗粒(未示出)。因此所述器具11形成用于杂质颗粒的沉降部。它们在此也构造成沿着轴向21延伸的凹槽。所述凹槽具有u形的轮廓。但其也可以是V形的、倒圆的或其它轮廓。下面同义地使用概念器具11和凹槽。
[0023]所述器具11在该环形磁铁I的情况下具有u形的轮廓111。但也可以是其它轮廓111，例如V形或圆形的轮廓(未示出)。重要的是，所述器具11的深度115相比于所述环形磁铁I的壁厚15较小，用以使所述环形磁铁I的稳定性不会显著地受到所述一个或多个器具11的影响。
[0024]在所示的实施例中，所述环形磁铁I是一件式地形成的。在所述极过渡区域14中，其由如在磁极N、S的区域中的同一种磁性材料制成。但如下的环形磁铁I也是优选的，它们在所述极过渡区域14中由另一种材料、优选磁性非传导的材料、例如塑料制成。如果所述极过渡区域14由另一种材料制成，则其由塑料的制造由于其磁性非传导的特性而相对于由金属的制造更优选。
[0025]在所示的图1中在所述环形磁铁I的内腔中示意性以虚线示出了一电的机器3的在内地布置的机器部分31，从而所述环形磁铁I展示出所述电的机器3的外部分32。在所述内部分31和所述外部分32之间绘出了一气隙33。无关紧要的是，所述电的机器3的具有所述环形磁铁I的内部分21或外部分32是定子、即所述电的机器3的固定部分，还是转子、即所述电的机器3的转动部分。因此本发明不仅可在内旋转体机器上也可以在外旋转体上使用。
[0026]由于所述器具11设置用于容纳所述气隙33中的杂质颗粒，因此所述器具掏制在所述环形磁铁I的面向所述气隙33的侧面上。这里所示的环形磁铁I在其内表面120上具有所述器具11，从而所述环形磁铁设置用于一电的机器3的外部分32。在此优选的是，所述外部分32形成所述定子(内旋转体)。但原则上这种环形磁铁也可以针对一转子(外旋转体)使用。
[0027]但具有布置在其外表面121上的器具11的环形磁铁I也是优选的，所述器具设置用于一电的机器3的内部分32,优选用于转子(内旋转体)。但原则上这种环形磁铁也可以针对一定子(外旋转体)使用。
[0028]在图2中所示的两个环形磁铁I也同心地围绕轴线2延伸，空心柱体形地构造并且在它们的内表面120上具有所述器具11。但它们相互的区别在于所述器具120的布置方式。
[0029]确切地说，图2 Ca)的环形磁铁I的器具11笔直地沿着轴向21并且在所述环形磁铁I的整个轴向长度13上延伸。图2 (b)的环形磁铁I的器具11同样笔直地但与轴向21成一角度地延伸。与轴向21成一角度的布置方式具有如下优点，即杂质颗粒不仅可以在所述器具11中沉积，而且也可以从所述器具11中被运出。
【权利要求】
1.环形磁铁(1)，其是空心柱体形地构造的并且同心地围绕一轴线(2)沿着轴向(21)延伸，并且至少部分地包括一稀土金属，其中，所述稀土金属具有一表面(12)，其特征在于，在其表面(12)上设置一用于容纳杂质颗粒的器具(11 )。
2.按照权利要求1所述的环形磁铁(I)，其特征在于，所述器具(11)是沟槽或凹槽。
3.按照前述权利要求之一所述的环形磁铁(I)，其特征在于，所述环形磁铁具有一轴向长度(13)，其中，所述器具(11)在整个轴向长度(13)上延伸。
4.按照前述权利要求之一所述的环形磁铁(1)，其特征在于，所述器具(11)笔直地沿着轴向(21)延伸，或者笔直地与轴向(21)成一角度()地延伸，或者弧形地沿着轴向(21)延伸。
5.按照前述权利要求之一所述的环形磁铁(1)，其特征在于，所述表面(12)是所述环形磁铁(I)的面向轴线的内表面(120)或者背离轴线的外表面(121)。
6.按照前述权利要求之一所述的环形磁铁(I)，其特征在于，所述环形磁铁具有在一磁性北极(N)和一磁性南极(S)之间的极过渡区域(14)，其中，所述器具(11)布置在一极过渡区域(14)中。
7.按照前述权利要求之一所述的环形磁铁(I)，其特征在于，所述环形磁铁具有多个器具(11 )，其中，在每个极过渡区域(14)中布置一个器具(11)。
8.按照前述权利要求之一所述的环形磁铁(I)，其特征在于，所述环形磁铁是一塑料结合的或树脂结合的环形磁铁(I)。
9.按照前述权利要求之一所述的环形磁铁(I)，其特征在于，所述环形磁铁是一件式地形成的。
10.按照权利要求1-8之一所述的环形磁铁(1)，其特征在于，所述极过渡区域由磁性非传导的材料、尤其是塑料形成。
11.用于电动马达的转子或定子，具有按照前述权利要求之一所述的环形磁铁(I)。
12.电的机器，尤其是电动马达，具有按照权利要求11所述的转子或定子。
13.用于机动车的调整驱动装置，具有一按照权利要求12所述的电的机器。
14.用于制造按照权利要求1-10之一所述的环形磁铁(I)的方法，其特征在于，所述器具(11)在挤压所述环形磁铁(I)期间或之后被掏制到所述环形磁铁中。
15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，所述环形磁铁(I)在掏制所述器具(11)之后被涂层。
【文档编号】H02K1/06GK103986248SQ201410047406
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年2月11日 优先权日:2013年2月11日
【发明者】W.布劳恩, D.比耶卡西克, R.格鲁普, P.肖梅特, S.里克辛格 申请人:罗伯特·博世有限公司