具有多个呈现接头的形式的单元磁体的磁体结构制造技术

本发明专利技术涉及一种磁体结构，所述磁体结构包括多个单元磁体，所述单元磁体呈现经伸长接头(4)的形式，所述经伸长接头具有的长度(4a)沿着所述磁体结构的厚度延伸。所述经伸长接头(4)是圆柱形的或者呈现多面体的形式，所述多面体具有至少一个纵向平面(4b)，所述至少一个纵向平面朝向所述磁体结构的工作表面定向，所述经伸长接头(4)具有沿着所述经伸长接头的长度延伸的磁化线。所述单元磁体(4)定位在所述磁体结构中彼此隔有距离，以便相对于彼此电绝缘，对于圆柱形的接头(4)，每个接头(4)的长度(4a)大于所述纵向平面(4b)的直径，或者对于多面体形式的接头(4)，所述接头具有联接所述纵向面(4b)的两个顶点的较大对角线(4c)。

The magnet structure of a unit magnet with multiple joints

The invention relates to a magnet structure, which comprises a plurality of unit magnets in the form of an elongated joint (4), and the length (4a) of the elongated joint extends along the thickness of the magnet structure. The elongated joint (4) is cylindrical or in the form of polyhedron, the polyhedron has at least one longitudinal plane (4b), the at least one longitudinal plane is oriented towards the working surface of the magnet structure, and the elongated joint (4) has a magnetizing line extending along the length of the elongated joint. The unit magnets (4) are positioned at a distance from each other in the magnet structure so as to electrically insulate with respect to each other. For cylindrical joints (4), the length (4a) of each joint (4) is larger than the diameter of the longitudinal plane (4b), or for polyhedral joints (4), the joint has a larger diagonal (4C) connecting two vertices of the longitudinal plane (4b).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多个呈现接头的形式的单元磁体的磁体结构
本专利技术涉及一种具有多个呈现接头的形式的单元磁体的磁体结构。本专利技术还涉及一种包括一个或多个这种磁体结构的电磁致动器。
技术介绍
本专利技术找到了一种有利的应用，但该应用并不限制用于发送强功率且转子具有高旋转速度的电磁致动器，这通过使用根据本专利技术的磁体的一个或多个结构来获得。这种电磁致动器可例如用在全电动或混合动力的机动车辆中。有利地但非限制性地，所述致动器可为旋转的致动器，所述致动器可包括由两个定子包围的至少一个转子，这些元件可在同一个轴上一个相对于另一个地叠置，同时由至少一个间隙分隔开。在高速应用中，不仅需要紧凑的系统(由于电磁致动器的质量和尺寸的减小而变得可能)以获得优化性能，还需要转动部分或平移部分(也就是说，转子或线性平移元件)的良好机械性能，以便改善系统的可靠性。在高速应用中，需要减少损耗以获得优化性能。在汽车应用中，越来越追求小型化。为此，重要的是具有紧凑的系统(由于致动器的质量和尺寸的减小而变得可能)，以及移动部分的良好机械性能，以便改善系统的可靠性。如本专利技术的非限制性示例，对于轴向通量式的电磁致动器，所述转子包括呈现盘的形式的主体，所述盘具有通过厚度联接的两个圆形面，所述盘限界在外部环状件与内部周边之间，所述内部周边给旋转轴限界出凹部。至少两个永磁体贴靠在主体的两个圆形面中的至少一个(称作支撑面)上。对于用于与定子相关联的具有单间隙的转子，所述主体的单个圆形面承载磁体，而对于与相应的定子相关联的具有两个间隙的转子，则所述两个面都承载磁体。所述磁体中的每个由维持部件维持在所述面或相应的面上，在同一个面上的所述至少两个磁体之间留有间隔。对于径向通量式的电磁致动器，转子包括圆柱形主体，所述圆柱形主体的整个周边承载磁体。对于所述定子或每个定子，承载绕组元件的定子包括承载线圈的齿，所述齿在自身侧面中的每个上由凹口包围，良好导电的金属丝缠绕在所述齿上以形成线圈。当一个系列或多个系列的绕组被供电时，与发动机的输出轴连成一体的转子经受由磁场产生的转矩，产生的通量是用于轴向通量式的电磁机器的轴向通量，以及是用于径向通量式的机器的径向通量。对于具有强功率的发动机，所述转子以高旋转速度转动。具有高旋转速度的发动机的主要缺点在于，所述转子的一个或多个磁体的脱落概率高，以及会至少部分地损坏所述转子。这种发动机的转子因此需能够经得起高旋转速度。文件US-A-2011/0285237公开了一种轴向间隙式的发动机。该文件的目的在于简化转子的制造步骤，同时阻止由该转子承载的永磁体在所述转子的装配和运行期间移动或松开。所述磁体容置在单件结构中，所述单件结构由紧围所述磁体的模制零件制成。所述模制零件具有使所述磁体分隔开的凹槽，由所述转子的主体承载的肋经引入到所述凹槽中，这能够锁止所述模制零件以抵抗轴向移动运动。所述模制零件的径向维持通过在所述模制零件内部和外部的同心元件来执行。该文件因此用于经容置在模制零件中的磁体并且完全不教导使所述磁体处于彼此分隔开。此外，所述肋仅通过自身在所述模制零件上的作用来维持所述磁体并因此不直接地作用于使所述磁体维持在所述转子中。文件FR-A-1475501描述了一种用于永磁体系统的永磁体磁极，所述永磁体磁极由一捆具有圆形或多边形截面的直磁体构成，所述磁体借助于要使沉没的树脂或其它合成材料组装在磁极块中。然而，与单元磁体的结构相似的永磁体磁极在高旋转速度下不稳定，所述永磁体仅由要使沉没的树脂个体地维持。整体上不存在对磁体结构的保护。JP-A-H10121236描述了一种三维的磁体结构，所述磁体结构由多个单元磁体构成。每个单元磁体呈现经伸长接头(plot)的形式，所述经伸长接头具有的长度沿着所述结构的厚度延伸，所述经伸长接头是圆柱形的并且具有沿着所述经伸长接头的长度延伸的磁化线。所述单元磁体定位在所述结构中彼此隔有距离，以便相对于彼此电绝缘，对于圆柱形的接头，每个接头的长度大于纵向平面的直径。在该文件中，未描述如此形成的结构的增强部件，所述增强部件可防止高旋转速度并阻止单元磁体的脱离。
技术实现思路
本专利技术的基本问题在于设计一种用于电磁致动器的磁体结构，所述磁体结构能够经得起高工作速度，同时提供强磁场。为此，本专利技术涉及一种三维的磁体结构，所述磁体结构由多个单元磁体构成，所述磁体结构具有形成自身最小尺寸的厚度，每个单元磁体呈现经伸长接头的形式，所述经伸长接头具有的长度沿着所述结构的厚度延伸，所述经伸长接头是圆柱形的或者呈现多面体的形式，所述多面体具有至少一个纵向平面，所述至少一个纵向平面朝向所述结构的工作表面定向，所述经伸长接头具有沿着所述经伸长接头的长度延伸的磁化线，所述单元磁体定位在所述结构中彼此隔有距离，以便相对于彼此电绝缘，对于圆柱形的接头，每个接头的长度大于所述纵向平面的直径，或者对于多面体形式的接头，所述接头具有联接所述纵向面的两个顶点的较大对角线，其特征在于，所述磁体结构包括包裹所述单元磁体的不导电的复合材料层，所述不导电的复合材料层限界出所述磁体结构的整个外轮廓。磁体结构的工作表面是与用于转动或线性的电磁致动器的定子的线圈面对面的工作表面，磁场从所述工作表面出发。根据最传统的限定，多面体是具有多边形平面的三维几何形状，所述多边形平面沿着称作棱边的直线节段汇合，例如直棱镜或斜棱镜、立方体或角锥体。在本专利技术的保护范围中，优选地存在具有相反、平坦且等同的两个纵向多边形表面的多面体，所述多面体例如是多六边形面体，所述纵向多边形表面通过平行的直棱边联接，但这不是限制性的，可仅存在单个纵向表面，顶点由多面体的另一端部承载。这使得能够存在磁体结构，所述磁体结构具有大量形成单元磁体的接头。已揭露，具有这种多个单元磁体的结构具有高磁化能力，同时具有高抵抗性，所述磁体结构具有优选地由复合材料制成的层以包裹单元磁体。这种磁体结构可形成磁极或者可为完整的磁体。本专利技术的目的在于将根据现有技术的可为整个的磁体或磁极的磁体结构分解成多个小磁体或微磁体。大磁体经受通过傅科电流的损耗，该损耗大于在小磁体或微磁体中通过傅科电流的等效损耗。小磁体或微磁体的使用因此能够减少这些对电磁致动器的运行有害的损耗。已知，为了获得具有优化强度的磁场，磁体的理想体积需接近其中长度等于直径的立方体或圆柱体。众所周知，增加磁体的长度超过当前值不会带来任何磁场增加。然而，本专利技术的措施与该偏见相左地进行。单元磁体的长度相对于所述单元磁体的纵向平面的直径或对角线明显增加，这本质上满足结构的机械强度需求，这并未由广泛流传的实践提出。根据本专利技术，已发现，所述磁体结构中的多个单元磁体提供具有更大机械强度的磁体结构，同时保持磁属性，所述磁属性几乎近似于单个磁体的磁属性，所述单个磁体具有的表面等于当存在n个单元磁体时所述n个单元磁体的基本表面的n倍。包裹所述单元磁体和整个经磁化结构的不导电的复合材料层使组件固化。所述复合材料优于铁，以便不引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维的磁体结构(6)，所述磁体结构由多个单元磁体(4)构成，所述磁体结构(6)具有形成自身最小尺寸的厚度，每个单元磁体呈现经伸长接头(4)的形式，所述经伸长接头具有的长度(4a)沿着所述磁体结构(6)的厚度延伸，所述经伸长接头(4)是圆柱形的或者呈现多面体的形式，所述多面体具有至少一个纵向平面(4b)，所述至少一个纵向平面朝向所述磁体结构(6)的工作表面定向，所述经伸长接头(4)具有沿着所述经伸长接头的长度延伸的磁化线，所述单元磁体(4)定位在所述磁体结构(6)中彼此隔有距离，以便相对于彼此电绝缘，对于圆柱形的接头，每个接头(4)的长度(4a)大于所述纵向平面的直径，或者对于多面体形式的接头(4)，所述接头具有联接所述纵向面(4b)的两个顶点的较大对角线(4c)，其特征在于，所述磁体结构(6)包括包裹所述单元磁体(4)的不导电的复合材料层，所述不导电的复合材料层限界出所述磁体结构(6)的整个外轮廓。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170322 FR 1700295;20170908 FR 17009061.一种三维的磁体结构(6)，所述磁体结构由多个单元磁体(4)构成，所述磁体结构(6)具有形成自身最小尺寸的厚度，每个单元磁体呈现经伸长接头(4)的形式，所述经伸长接头具有的长度(4a)沿着所述磁体结构(6)的厚度延伸，所述经伸长接头(4)是圆柱形的或者呈现多面体的形式，所述多面体具有至少一个纵向平面(4b)，所述至少一个纵向平面朝向所述磁体结构(6)的工作表面定向，所述经伸长接头(4)具有沿着所述经伸长接头的长度延伸的磁化线，所述单元磁体(4)定位在所述磁体结构(6)中彼此隔有距离，以便相对于彼此电绝缘，对于圆柱形的接头，每个接头(4)的长度(4a)大于所述纵向平面的直径，或者对于多面体形式的接头(4)，所述接头具有联接所述纵向面(4b)的两个顶点的较大对角线(4c)，其特征在于，所述磁体结构(6)包括包裹所述单元磁体(4)的不导电的复合材料层，所述不导电的复合材料层限界出所述磁体结构(6)的整个外轮廓。


2.根据权利要求1所述的磁体结构(6)，其中，所述接头(4)的纵向面(4b)的面积与所述磁体结构(6)的工作面积的比率小于2％。


3.根据上述权利要求中任一项所述的磁体结构(6)，其中，每个接头(4)具有六边形的纵向平面(4b)。


4.根据上述权利要求中任一项所述的磁体结构(6)，其中，所述复合材料层包括增强纤维，所述增强纤维例如是玻璃纤维或由塑料材料制成的纤维。


5.根据上述权利要求中任一项所述的磁体结构(6)，所述磁体结构包括至少一个网格结构(5a)，所述至少一个网格结构包括用于相应的单元磁体(4)的多个容置部(5)。


6.根据权利要求5所述的磁体结构(6)，其中，所述至少一个网格结构(5a)呈现蜂窝的形式，同时具有具有六边形截面的容置部(5)。


7.根据上两个权利要求中任一项所述的磁体结构(6)，其中，每个单元磁体(4)通过经纤维增强的树脂粘合在相应的容置部(5)中。


8.根据上述权利要求中任一项所述的磁体结构(6)，所述磁体结构包括两个系列的单元磁体(4)的堆叠，一个系列中的每个单元磁体(4)在所述单元磁体的长度方向上对齐，而另一个系列中的相应的单元磁体(4)安置成首尾相接。


9.根据上述权利要求中任一项所述的磁体结构(6)，所述磁体结构包括两个系列的...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·米赫伊勒，L·马耶尔，H·蒂戈纳，R·拉沃，
申请(专利权)人：万络机电公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR