通量引導(dǎo)得到改善的用于電的機(jī)器的轉(zhuǎn)子或定子的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于電的機(jī)器特別是電整流的電機(jī)的轉(zhuǎn)子或定子的永磁體、電的機(jī)器 的轉(zhuǎn)子或定子、用于移調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)或者手持工具機(jī)以及一種用于制造這種轉(zhuǎn)子或 定子的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常的EC(電整流的）電機(jī)使用永磁體來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)。根據(jù)所需要的功率密度，永磁 體局部地含有稀土金屬（Seltenerdmetall)。例如使用NdFeB磁體（釹-鐵-硼-磁體）。 在此，把永磁體例如作為表面磁體安置在軟鐵疊組上，或者作為掩埋式磁體嵌入到軟鐵疊 組中。
[0003]作為永磁體的基本形式，在此使用所謂的磁體塊，它們是方形磁體，或者使用所謂 的大整塊磁體（Brotlaibe)或殼體磁體（Schalenmagnet)，其具有圍繞軸線弧形地或同心 地延伸的基本面。永磁體的磁化在切向方向上進(jìn)行，例如輻條式磁體轉(zhuǎn)子就是這樣，或者如 表面磁體轉(zhuǎn)子那樣在徑向方向上進(jìn)行。
[0004] 這種磁體往往通過(guò)模壓燒結(jié)和隨后的鋸割和/或磨削而制得。然后通過(guò)粘接，利 用固定機(jī)構(gòu)比如榫將轉(zhuǎn)子或定子中的磁體固定在轉(zhuǎn)子或定子的基體上或中，或者特別地針 對(duì)表面磁體在磁體預(yù)安裝的情況下也把由永磁性材料構(gòu)成的圈環(huán)套裝（Aufziehen)到轉(zhuǎn) 子或定子上。這些磁體雖然可以簡(jiǎn)單且成本低廉地進(jìn)行制造，但其定位和固定卻很繁瑣。制 造誤差還會(huì)導(dǎo)致磁體定位偏差，這些偏差造成卡止力矩和增大的力矩波動(dòng)性，粘接方法對(duì) 粘接各方的清潔性提出了高要求，不適于環(huán)境友好。
[0005] 同樣已知的是，把磁體嵌入到塑料中，或者與可硬化的塑料一起澆注到轉(zhuǎn)子或定 子中。
[0006] 然而，設(shè)置在這種磁體與轉(zhuǎn)子或定子的基體之問(wèn)的粘接劑、塑料外罩或固定機(jī)構(gòu) 形成或要求會(huì)導(dǎo)致磁通量損失的永磁間隙或氣隙。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，提出用于電的機(jī)器的轉(zhuǎn)子或定子的永磁體，以及提出所述轉(zhuǎn) 子或定子，其中，因永磁體固定在轉(zhuǎn)子或定子中而引起的通量損失進(jìn)一步減小，或者根本就 不出現(xiàn)。本發(fā)明的另一目的是，進(jìn)一步減小轉(zhuǎn)子或定子的力矩波動(dòng)和卡鎖力矩，同時(shí)要么轉(zhuǎn) 矩密度較大，要么結(jié)構(gòu)尺寸減小。本發(fā)明的另一目的是，提出一種用于制造轉(zhuǎn)子或定子的方 法。
[0009] 該目的通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求1的特征的轉(zhuǎn)子或定子、具有獨(dú)立權(quán)利要求9的特 征的永磁體、具有獨(dú)立權(quán)利要求13的特征的電的機(jī)器和具有獨(dú)立權(quán)利要求14的特征的用 于制造轉(zhuǎn)子或定子的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。有利的實(shí)施方式可由從屬權(quán)利要求得到。
[0010] 為此提出一種用于電的機(jī)器、特別是用于電整流的電機(jī)的轉(zhuǎn)子或定子，其具有基 體，該基體圍繞軸線同心地延伸，且在基體上或中設(shè)置有永磁體，該永磁體具有硬磁性芯 子，該芯子至少部分地用外罩包圍。
[0011] 轉(zhuǎn)子或定子的特征在于，永磁體的外罩局部地導(dǎo)磁，且部分地導(dǎo)磁性差-特別是 在第二區(qū)域中的導(dǎo)磁性比導(dǎo)磁的第一區(qū)域中差。
[0012] 在外罩的導(dǎo)磁區(qū)域中，特別是相比于永磁間隙或氣隙，該外罩很少影響或者甚至 不影響磁力線走向。在外罩的非導(dǎo)磁區(qū)域中，該外罩防止或者至少減少磁力線。因此，通過(guò) 在永磁體上設(shè)置局部導(dǎo)磁且局部非導(dǎo)磁的外罩，可以有針對(duì)性地影響磁力線走向，有針對(duì) 性地使得磁通方向轉(zhuǎn)向，因而有針對(duì)性地引導(dǎo)磁通。
[0013] 外罩優(yōu)選塑料粘結(jié)。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，外罩全面地包圍硬磁性芯子。在 該實(shí)施方式中，外罩有利地有助于永磁體的防腐蝕。此外，對(duì)于塑料粘結(jié)的外罩來(lái)說(shuō)，在永 磁體壓入到轉(zhuǎn)子或定子的基體中時(shí)，補(bǔ)償基體的和/或永磁體的誤差。
[0014]但也優(yōu)選的是，外罩并不全面地包圍硬磁性芯子。在該實(shí)施方式中，外罩優(yōu)選設(shè)置 在永磁體的至少全部面向轉(zhuǎn)子或定子的基體的外側(cè)面上。永磁體的面向轉(zhuǎn)子或定子的基 體的外側(cè)面取決于在轉(zhuǎn)子或定子中的永磁體的磁化方向，以及取決于轉(zhuǎn)子或定子的構(gòu)造形 式。
[0015]轉(zhuǎn)子或定子的基體優(yōu)選由軟鐵金屬制成，優(yōu)選由電氣用鋼板制成。所述基體特別 優(yōu)選含有鐵。它還優(yōu)選由多個(gè)疊片制成，以便避免渦流損失。但同樣優(yōu)選的是，該基體由實(shí) 心體制成。
[0016]此外優(yōu)選將永磁體作為表面磁體設(shè)置在基體上，或者作為掩埋式磁體設(shè)置在基體 中。對(duì)于掩埋在基體中的磁體來(lái)說(shuō)，基體具有用于容納永磁體的凹缺。
[0017]此外優(yōu)選既在轉(zhuǎn)子的徑向上使得永磁體磁化，又使得永磁體在轉(zhuǎn)子（輻條式轉(zhuǎn) 子）的切向上磁化。
[0018]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，永磁體在嵌入到基體上或中之前就被制得。
[0019]這里優(yōu)選的是，作為硬磁性芯子，使用通常的特別是通過(guò)模壓燒結(jié)制得的磁體。優(yōu) 選以注塑或澆注的方式用外罩包封硬磁性芯子。外罩優(yōu)選采用基于擠出、注塑或模壓的方 法制得。
[0020] 同樣優(yōu)選的是，永磁體一體地制得。為了成本低廉地制得一體地制造的永磁體，優(yōu) 選的是，無(wú)論硬磁性芯子還是外罩都采用基于擠出、注塑或模壓的方法一體地制得。
[0021] 優(yōu)選通過(guò)壓入方式將制得的永磁體嵌入到基體的凹缺中。由于外罩被塑料粘結(jié)， 所以在此不會(huì)有損于硬磁性芯子。
[0022] 在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，外罩注塑或澆注到基體中或上。在該實(shí)施方式中，針對(duì) 硬磁性芯子優(yōu)選采用通常的特別是通過(guò)模壓燒結(jié)制得的磁體。該磁體首先在無(wú)力的情況下 被放置在凹缺中。外罩優(yōu)選采用基于擠出、注塑或模壓的方法制得。外罩在硬磁性芯子和 基體之間被裝入。在這里，外罩的導(dǎo)磁的部分或區(qū)域和/或外罩的導(dǎo)磁性差的部分或區(qū)域 優(yōu)選局部地相繼地裝入到凹缺中。
[0023]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，永磁體注塑或澆注到基體中或上。在該實(shí)施方式中，永 磁體一體地在轉(zhuǎn)子或定子中或上制得。這里同樣優(yōu)選的是，無(wú)論硬磁性芯子還是外罩都采 用基于擠出、注塑或模壓的方法一體地制得。把永磁體設(shè)置在基體中或上，這無(wú)需后續(xù)工作 或繁瑣的裝配步驟。這還有如下優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)不同輪廓和形狀的永磁體。此外，基體的誤差 直接得到補(bǔ)償。
[0024] 按照基于擠出或注塑的方法，用來(lái)制得永磁體即既用于制造導(dǎo)磁的硬磁性芯子又 用于制造外罩的粉末狀材料，與塑料和/或蠟混合成能注塑的物質(zhì)。接下來(lái)，永磁體特別是 利用傳統(tǒng)的塑料注塑機(jī)來(lái)成型。這樣就能成本低廉地制得具有多種輪廓的永磁體。
[0025] 按照基于模壓的方法，使得用來(lái)制得永磁體的粉末狀材料成型為其輪廓。在此，多 個(gè)永磁體可以各自成型，或者例如成型為束，然后燒結(jié)。在燒結(jié)之后，把共同地形成的永磁 體彼此分開。采用該方法也可制成多種輪廓。
[0026] 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，外罩或者外罩與硬磁性芯子通過(guò)金屬噴射模制、多組 分金屬噴射模制、陶瓷噴射模制、多組分陶瓷噴射模制、塑料粘結(jié)永磁體擠出或塑料注塑來(lái) 制得。這樣它就可以無(wú)需繁瑣的后續(xù)加工比如鋸割和/或磨削地制得。
[0027] 優(yōu)選的是，有針對(duì)性地設(shè)置導(dǎo)磁的區(qū)域和導(dǎo)磁性差的區(qū)域，使得帶有永磁體的轉(zhuǎn) 子或定子的功率密度盡可能大，和/或使得其扭矩波動(dòng)盡可能小。
[0028] 為此，永磁體優(yōu)選在至少一個(gè)極過(guò)渡側(cè)具有外罩。特別優(yōu)選地，外罩在極過(guò)渡側(cè)被 設(shè)計(jì)得導(dǎo)磁性差。同樣優(yōu)選地，永磁體在全部極過(guò)渡側(cè)都具有外罩，其中，外罩在極過(guò)渡側(cè) 被設(shè)計(jì)得導(dǎo)磁性差。由于外罩在一個(gè)或多個(gè)極過(guò)渡側(cè)導(dǎo)磁性差，所以減小了或者甚至避免 了在永磁體的極之間的磁短路。因此有更多的磁力線被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙， 并優(yōu)化了功