CN102204064A - 永磁体及永磁体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种永磁体,尤其涉及一种机器的永磁体转子,其包括:第一套筒;第一顶盖和第二顶盖,被布置为封闭所述第一套筒的内部开口;永磁体,形成在所述第一顶盖和所述第二顶盖之间的所述套筒的内部开口中,且其包括被压缩的、非粘结的粉末材料,所述粉末材料包括硬磁粉材料、软磁粉材料或硬磁粉材料和软磁粉材料的组合。本发明还涉及一种永磁体转子的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁体,尤其涉及一种电机(electric machine)的永磁体转子。
本发明还涉及这种永磁体的制造方法。
在优选实施例中,根据本发明的永磁体是机器的永磁体转子。
背景技术
在市场上可得到用于转子的不同类型的永磁材料。选择何种材料往往取决于转子的期望磁强与转子材料(例如磁粉)的价格之间的平衡。此外,多个其它参数(如腐蚀状态、温度、磁体的工作点等)也将对所述选择的选取产生影响。
可用的永磁材料包括铁氧体和NdFeB、SmCo或AlNiCo。能够以多种方式来制造由这些材料制成的磁体,但是最常选择的方式是烧结(sintering)、注射成型(injection molding)或粘结(bonding)。
通过在适当的熔炉中对磁粉进行烧结接着在高压下进行压缩来制成烧结磁体。
由包含粘合剂(binder)的磁粉的复合物来制成粘结磁体。通过压缩模具中的复合物来形成该永磁体。EP 1722457A公开了一种马达,其具有包括这种类型的粘结磁体的转子。
使用转子中的上述磁体的缺点在于:由于复杂的制造工艺,制造烧结磁体一般相对较贵,而粘结磁体,例如由于它们包含了非磁性粘合剂材料,通常也不如烧结磁体的功效高。
发明内容
本发明的一个目的是提供优良的永磁体,其不具备上述缺点,而是具有较高的磁场强度。其进一步的目的是提供永磁体转子的优良的制造方法。
通过具有权利要求1中限定的特征的永磁体、以及通过具有在权利要求18中限定的特征的永磁体转子的制造方法来实现这个目的。在各自的从属权利要求中限定了进一步的实施例。
根据本发明的永磁体具有由压缩的、非粘结的磁粉材料制成的结构。这意味着没有特定的粘结剂(bonding)与粉末材料混合,并且也没有使用烧结。磁粉材料仅仅通过压制而形成期望的形状。所述磁粉材料是硬和/或软磁粉材料,优选仅为硬磁粉材料。在将粉末材料压制并形成期望形状之后,通过将磁体磁化,可在材料中限定磁极。因而,根据本发明能够在永磁体中生成一个或多个磁极。
如上文所述,磁粉材料为非粘结的,即其不包括粘合剂材料。其仅仅被压制在一起。可施加比现有技术的产品中所使用的压力更高的压力。这一压力可大于1000MPa,优选大于1500MPa至2000MPa或更大。
优选地,磁粉材料(即被压制的磁粉材料)的表面可以至少部分地或优选全部地被覆盖材料覆盖和/或使磁粉材料的表面受到表面处理。这种覆盖材料或表面处理对所使用的磁体的表面提供了需要的保护。这种表面处理和/或覆盖材料可赋予磁体所需要的机械强度。此外,磁体可变得对应用环境(例如湿气)更有抵抗力。所述覆盖材料可以是围绕磁粉材料的盖子或套筒(sleeve),例如是由钢铁(尤其是不锈钢)制成的套筒。例如,所述表面处理可以是例如通过将涂层喷射到被压缩的粉末材料的表面上或至少部分表面上的表面涂层。
在优选实施例中,磁粉材料对外部而言是完全封装的,即完全容纳在覆盖材料(如套筒)内。
磁粉材料可被压制到套筒中。因而,套筒可额外限定所完成的磁体的形状。然而,如上文所述,还能将套筒布置在冲模(die)内,当用高压将磁粉材料压制到套筒内时,套筒因此而变为冲模的形状。
优选地,永磁体为机器的永磁体转子。这种机器的永磁体转子可包括第一套筒;第一顶盖和第二顶盖,被布置为封闭所述第一套筒的内部开口;永磁体,形成在所述第一顶盖和所述第二顶盖之间的所述套筒的内部开口中,其包括被压缩的、非粘结的磁粉材料,所述磁粉材料包括硬磁粉材料和/或软磁粉材料或硬磁粉材料和软磁粉材料的组合。
术语机器包括发电机和电动机、磁耦合器、磁性齿轮或线性致动器。
所述磁粉材料为非粘结形式,这意味着粉末材料仍可呈粉末形式并可在移除压缩的情况下散成粉末。
然而,通过高压下的压缩,即使解除了压力,粉末材料也可保持为被压缩的形状。
作为直接将磁粉材料压制到套筒中的替代方式,还能够将粉末材料首先压制成期望形状再环绕此永磁体放置套筒。
非粘结的磁粉材料的一个优点在于,永磁体不包括任何粘合剂材料。这样就能很容易地回收利用这些磁体。此外,使用诸如环氧树脂类粘合剂材料的相关问题是,最外层中的磁体将被腐蚀,从而磁体的磁通量将减少。由于在本发明中没有将粘合剂添加至磁粉材料,从而能够避免粘合剂引起的腐蚀。
术语硬磁粉材料指的是诸如AlNiCo、铁氧体、SmCo、SmFeN、NdFeB等磁粉,并可被表征为体现出大的磁滞现象的高抗磁力(coercive force)材料。
术语软磁粉材料指的是诸如Fe、Co、Ni、FeSi、Fe3P或FeNi等粉末材料,并可被表征为在施加磁场时易被磁化、而当移除磁场时则回到基本无磁性的状态的材料,即具有高磁穿透性、低抗磁力以及低磁滞损耗的特性的材料。
由于所限定的磁粉材料可包括硬磁粉材料和软磁粉材料的组合,从而保证可获得例如基于磁体的期望的抗磁特性的各种设计。如果使用了硬磁粉材料和软磁粉材料的复合物,优选以期望的模式将套筒中的材料分离,从而实现转子期望的设计和功能性。
通过根据本发明制造永磁体,保证了磁粉材料的密度增加,并且保证了可获得较强的磁体。对于本发明的一个实施例,术语较强指的是磁体的剩余磁化强度。还保证了磁粉材料所增加的密度允许制成可操作的磁体,尤其是制成尺寸较小的永磁体转子。
在本发明的一个方案中,例如在第一和第二顶盖之间,被压缩的磁粉材料的密度处于5.0到8.0g/cm3的范围内,优选处于6.8到7.7g/m3的范围内,例如为7.3g/m3。据此,保证磁粉材料被压缩的程度能够形成具有足够强度的磁体。
对于本发明的各实施例,硬磁粉材料粒子的尺寸可与传统塑料粘结粉末的尺寸相同。
对于本发明的各实施例,所述套筒优选由不锈钢制成,但是对于其它实施例而言,其也可由诸如铜、铁、钛、铝或合成材料等其它材料制成。据此,保证了磁体(例如作为转子)可在侵蚀性(aggressive)环境条件(诸如水、污水、油等各种液体)下操作。例如在燃料乙醇(bio-ethano)、清洁燃料中,可能有水存在,从而对磁体有特定要求,这就需要对磁体进行封装。因此,本发明的磁体可适用于这些应用。
对于本发明的一个实施例,被布置为封闭所述第一套筒的内部开口的第一顶盖和第二顶盖至少之一被锁定至第一套筒。
能够以多种方式完成将一个或多个顶盖锁定至第一套筒,例如通过将套筒和顶盖互锁的冲压变形、通过焊接(welding)、软焊(soldering)、缝合(seaming)、通过将制备有螺纹的顶盖和制备有类似的螺纹的套筒拧到一起(这些螺纹彼此适配)等等来实现。
对于本发明的各实施例,顶盖由厚度在0.5到2.0mm(如1.0mm)的范围内的材料制成。
在本发明的另一方案中,所述磁粉材料的表观密度(apparent density)和所述磁粉材料的压缩密度之间的比率处于2.0到2.9的范围内,例如为2.7。据此而保证了磁粉材料例如在套筒中被充分压缩,以形成期望的永磁体。
在本发明的一个方案中,所述永磁体包括至少90%体积的、优选至少95%体积的被压缩的磁粉材料,且所述磁粉材料不含粘合剂。通过给永磁体(例如作为转子)提供高含量的、被压缩的、非粘结的粉末材料,保证了永磁体(从而也保证了转子)的较高磁场强度(磁通量)的实现,优选接近磁场强度的最大值。
在本发明的另一方案中,所述永磁体还包括一个或多个实心(solid)永磁体。所述实心永磁体例如可为铁部件、烧结部件、非磁体部件等。据此,保证了能够以期望的方式构造具有期望的物理和功能特性的转子。
在本发明的另一方案中,所述非粘结的磁粉材料组成各向异性磁体。据此,保证了强磁体具有各向异性磁体的特定特性。
在本发明的另一方案中,所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一被形成为组成转子轴。通过组成转子轴使其成为至少一个顶盖的一部分,可避免分离的转子轴的成本,保证了生产成本达到最小。此外,还保证了在顶盖和分离的转子轴套件之间不会出现不牢的接缝,并且可达成较小的物理公差。
在本发明的另一方案中,所述转子还包括被装入所述套筒的分离的转子轴。当分离的转子轴被装入套筒从而被装入转子时,一个或多个适配的顶盖适于装入套筒中并环绕该转子轴,从而封闭套筒的内部开口。由于在操作中将转子轴用作转子的旋转轴,从而必须以基本上布置在转子中心处的方式来安装转子轴。还可应用将一个或多个顶盖锁定至套筒的方式来将顶盖锁定到转子轴中。
在本发明的另一方案中,所述转子轴包括空心转子筒(rotor tube),该空心转子筒沿所述转子轴的整个轴线长度延伸、形成所述转子筒的空腔并适于沿所述空腔输送液体。据此,保证了例如可从转子轴的一个末端向另一末端(例如向位于该处的轴承(bearing))传送润滑油,或可使环绕位于两端之间的转子的液体中的压力梯度相等。
在本发明的另一方案中,所述转子轴为蜗杆轴(worm shaft),适于与蜗杆泵一起使用。据此,保证了转子可在蜗杆泵型电机中使用,该类泵是能够提供相对高的泵压的高效泵。在其它实施例中,蜗杆轴的功能是在转子周围产生液体循环。
在本发明的另一方案中,所述第一顶盖和所述第二顶盖包括锁定器件,该锁定器件适于在所述第一套筒的空间将所述顶盖锁定在一起,并使得所述顶盖相对于彼此而定位。通过在压制期间将第一和第二顶盖一起锁定在套筒内,当没有对顶盖施加外部挤压时,保证了在粉末材料处于期望的压缩的情况下使顶盖彼此相互保持在适合的位置。
在本发明的另一方案中,所述转子还包括第二套筒,所述第二套筒具有小于所述第一套筒的直径并被装在所述第一套筒内。据此,保证了例如能够容留(hold)和分离在转子中包含的不同材料,或能够具有未装材料的空间,以在转子中具有期望的材料填充模式而不会使材料混合。此外,第二套筒还能够容留实心材料(例如铁部件、烧结磁体、非磁性体、转子轴等)或由含有或不含有粘结材料的磁粉材料制成的预先压制的磁体。
在本发明的另一方案中,所述第一套筒被形成为一个圆柱形套筒。由于具有由一个圆柱形套筒制成的第一套筒,从而保证了避免在套筒表面上的接合处泄露。还可免除套筒的复杂装配工序。
在本发明的另一方案中,所述套筒具有基本均匀的壁厚。通过在制造转子时使用具有基本均匀的壁厚的套筒,从而保证了转子对准(alignment)的优化。对于各实施例,套筒还适于变形。对于本发明的各实施例,套筒的厚度在0.1到1.0mm的范围内,例如为0.4mm。
在本发明的另一方案中,所述第一套筒由一个具有基本均匀的壁厚的圆柱形套筒制成,并且位于所述第一套筒的第一位置处的内部开口的直径小于所述第一套筒的第二位置处的内部开口的直径,其中所述顶盖在所述第一位置处被锁定至所述第一套筒,所述第二位置位于所述两个第一位置之间,例如位于所述顶盖之间的中途。从而保证了提供具有适当尺寸的转子。
优选地,根据本发明的用于生成永磁体的磁粉为各向同性磁粉。可替代地,也可使用各向异性磁粉。在使用各向同性磁粉的情况下,如果当压缩磁粉时对此磁粉进行加热,就能通过使用此各向同性磁粉生成各向异性磁体。此外,在压缩磁粉期间,可将磁场额外施加在磁粉上。通过这种方法,能够由各向同性磁粉生成各向异性磁体,即各向同性磁粉被转换成各向异性磁体。
此外,根据上文所述,本发明涉及一种永磁体的制造方法。根据本方法,不包括任何粘结材料的磁粉材料被压缩成期望形状的永磁体。磁粉材料可包括硬磁粉材料和/或软磁粉材料。可通过高压来压缩粉末材料,所述高压优选大于1000MPa,进一步优选大于1500MPa、或2500MPa或更大。通过此方法,实现了永磁体内的磁性材料的高密度。在压缩粉末材料之后,通过磁化,可在材料中提供磁极。此外,还能够封装永磁体。可通过直接压制一封装容器(例如套筒)内的粉末材料而实现此封装。此外,例如通过对被压缩的粉末材料的表面涂上涂层,能够对被压缩的粉末材料的表面实施表面处理。此外,还能够在套筒或封装内放置被压缩的永磁体。
在优选实施例中,该方法是一种机器的永磁体转子的制造方法,包括如下步骤:
提供第一套筒;
将第一顶盖装入所述第一套筒,以在第一位置处封闭所述第一套筒的内部开口;
将磁粉材料填充到所述第一套筒中,所述磁粉材料包括硬磁粉材料和/或软磁粉材料或硬磁粉材料和软磁粉材料的组合;
将第二顶盖装入所述第一套筒,以在第二位置处封闭所述第一套筒的内部开口,所述磁粉材料被置于所述第一位置和所述第二位置之间;
将压力施加到所述第一套筒中的所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一,向所述第一顶盖和所述第二顶盖的另一个施加压力,以压缩位于其间的所述磁粉材料,优选还包括如下步骤:
在保持所施加的压力的同时,将所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一相对于所述第一套筒锁定到适当的位置,从而所述第一顶盖和所述第二顶盖这两者相对于所述套筒而被锁定到适当的位置,由此当解除所述压力时所述磁粉材料保持被压缩。
术语磁粉材料指的是硬磁粉材料、软磁粉材料或硬磁粉材料和软磁粉材料的组合。
通过根据本发明制造永磁体转子,保证了当压缩套筒中包含的磁粉材料时,其密度增加。此外,通过在磁粉材料处于被压缩状态的同时将顶盖锁定到适当位置,保证了被压缩的磁粉材料的反弹效应得以最小化,在套筒中提供了更高密度的磁粉材料。这继而有利于获得相对于具有粘结磁体的转子而言尺寸更小的转子。
对于本发明的各实施例,所述套筒例如可由不锈钢、铜、铁、钛、铝或合成材料的材料制成。据此,保证了转子可在侵蚀性环境条件(诸如水、污水、油等各种液体)下操作。在燃料乙醇(清洁燃料)中,可能有水存在,从而对磁体有特定要求,这就需要对它们进行封装。因此,本发明的磁体可适用于这些应用。
能够以多种方式实现将一个或多个顶盖相对于第一套筒锁定在适当位置,例如通过将套筒和顶盖互锁的冲压变形、通过焊接(welding)、软焊(soldering)、缝合(seaming)、通过将制备有螺纹的顶盖和制备有类似的螺纹的套筒拧到一起(这些螺纹彼此适配)等等来实现。对于各实施例,在保持所施加的压力的同时可仅仅进行部分锁定,当移除压力时继而可在此处进行全部锁定。据此,保证了制造工序的简化,且此处所要求的机器也得以简化。
对于各实施例,还更进一步保证了能够省略在磁粉材料中对粘合剂添加剂的使用,这继而使得包含在套筒中的磁粉材料具有较高密度。
在该方法的另一方案中,所述第一顶盖和所述第二顶盖之间的被压缩的所述磁粉材料的密度处于5.0到8.0g/cm3的范围内,优选处于6.8到7.7g/m3的范围内,例如为7.3g/m3。
在本发明的另一方案中,所述磁粉材料的压缩比率可处于2.0到2.9的范围内,例如为2.7。
对于本发明的一个实施例,施加到所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一的最大压力优选处于400MPa到2000MPa的范围内,更优选处于400MPa到1200MPa的范围内。据此,保证了位于顶盖之间的套筒内的磁粉材料被充分压缩。
在本发明的另一方案中,被压缩的所述磁粉材料包括至少90%体积的、优选至少95%体积的被压缩的非粘接磁粉材料。通过提供具有这样高含量的磁粉材料的永磁体转子,保证了转子的磁场强度增加并接近其最大值。在本发明的另一方案中,当所述压力被施加到所述第一套筒中的所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一时,所述第一套筒的至少一部分被永久性膨胀,所述第一套筒的所述部分为所述第一顶盖和所述第二顶盖之间的部分。据此,如果套筒是在具有所要求的尺寸的冲模内膨胀的话,则保证了将套筒(从而保证了将转子)制造成所要求的精确尺寸。
在本发明的另一方案中,所述方法还包括将转子轴装到所述套筒中的步骤。当分离的转子轴被装入套筒从而被装入转子中时,一个或多个适配的顶盖适于被装入套筒中并环绕转子轴,从而封闭套筒的内部开口。由于在操作中将转子轴用作转子的旋转轴,当转子的制造完成时必须以基本上布置在转子中心处的方式来安装转子轴,从而实现转子的较佳平衡。还可应用将一个或多个顶盖相对于套筒锁定至适当位置的方法来将顶盖相对于转子轴锁定到适当位置。据此,保证了通过优良的方法制造出基本完整的转子,并且由于在制造工艺中不需要或仅需要较少的其它步骤,从而该方法节约了时间并优化了成本。
在本发明的另一方案中,所述磁粉材料包括润滑剂添加剂。通过将润滑剂添加剂添加至磁粉材料,保证了在压制工艺期间粉末的粒子例如在套筒内没有发生刮擦。此外,粉末材料在套筒中容易滑动并且所述压制需要的压力较小。
在本发明的另一方案中,磁粉材料的包括粘合剂添加剂的又一部分被设置在所述第一顶盖和所述第二顶盖之间的所述套筒中。通过加入粘合剂添加剂,即使在顶盖相对于套筒被锁定之前解除或改变顶盖上的压力,也保证了将磁粉材料保持为基本压紧。
在本发明的另一方案中,该方法还包括将一个或多个实心永磁体装到所述套筒中的步骤。所述实心体例如可为含有或不含有粘合剂材料的铁部件、烧结磁体、非磁体或预先压制的磁体。据此,保证了以期望的方式构造具有期望的物理和功能特性的转子。
在本发明的另一方案中,所述第一顶盖和所述第二顶盖包括锁定器件,当将压力施加到所述第一套筒中的所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一时,在所述第一套筒内一起锁定所述第一顶盖和所述第二顶盖并使它们相对于彼此而定位。据此,即使在顶盖相对于套筒被锁定之前解除了顶盖上的压力,也保证了在粉末材料的压缩状态之下将顶盖保持在适当位置。
在本发明的另一方案中,所述方法还包括将直径比所述第一套筒小的第二套筒装入所述第一套筒中的步骤。据此,保证了套筒可被安装为例如具有容留和分离装入到转子中的不同材料、或生成未装材料的空间的功能,以在转子中实现期望的材料填充模式。此外,第二套筒可容留实心材料,例如含有或不含有粘合剂材料的铁部件、烧结磁体、非磁体或预先压制的磁体。
在本发明的另一方案中,该方法还包括将所述磁粉材料装入所述第二套筒中的步骤。据此,也可保证套筒能够被安装为具有例如容留和分离装入到转子中的不同磁粉材料的功能,从而在转子中实现材料的期望填充模式,而这些材料例如在填充和/或压制期间不会混合。此外,第二套筒还可容留诸如铁部件、烧结磁体、非磁体、转子轴等实心材料。
在本发明的另一方案中,该方法还包括如下步骤:在将所述磁粉材料装入所述套筒的步骤之前,对所述第一套筒和所述第二套筒至少之一的表面进行润滑。通过对至少一个套筒进行润滑,保证了在压制工艺期间,粉末的粒子不会刮擦套筒内部。此外,粉末材料在套筒中容易滑动并且所述压制所需要的压力较小。
在本发明的另一方案中,该方法还包括如下步骤:当执行将压力施加到所述第一套筒中的所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一的步骤时,将所述转子置于磁场中,以形成被装入所述第一套筒中的所述磁粉材料的各向异性磁体。据此,保证了在压制的同时进行转子磁化的步骤,由于避免了后面的磁化程序,这继而节省了制造时间。此外,还可实现磁体的更强磁场并可提供具有特定特性的永磁体。
在本发明的另一方案中,该方法还包括如下步骤:在将所述磁粉材料装入所述套筒之后且在将压力施加到所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一之前,对所述磁粉材料进行振动。通过振动套筒中的磁粉材料,保证了磁粉材料可在套筒中被压缩成较高密度,这继而保证了转子具有更高的磁场强度。例如可通过机械振动或通过超声振动来进行粉末的振动。
在本发明的另一方案中,该方法还包括如下步骤:在将第二顶盖装入所述第一套筒以封闭所述第一套筒的内部开口之前,预先压制装在所述第一套筒中的所述磁粉材料。通过在装入第二顶盖之前预先压制粉末材料,保证了只有压缩粉末的最后部分才用顶盖进行。这继而意味着套筒中的顶盖在被施加压力时的移动减少,这也意味着顶盖的变形风险得以减少。此外,在磁粉材料中留有第二顶盖的适当空间。
此外,可用多次压制步骤来制造根据本发明的磁体。例如,在第一步骤中可压制磁体的第一部(例如第一层或第一部分),然后在第二压制步骤中压制第二部,等等。通过以多个步骤压制永磁体,将能够产生具有复杂形状的永磁体且其内部具有不同材料的多个区(zone)或部分。例如,可以有硬磁材料区或软磁材料区。在这些压制步骤之后,磁体的所有部分或层可经受用以实现材料的最终密度的进一步的压制步骤。此外,可在此最终压制步骤中将不同层或部分彼此附加,并且可实现同质密度。
在本发明的另一方案中,该方法还包括如下步骤:在将所述第二顶盖装入所述第一套筒之前,预先压制装在所述第二套筒中的所述磁粉材料。
本发明还涉及一种制造系统,其适于制造根据方法权利要求的永磁体转子。
在本发明的一个方案中,该系统包括冲模,适于执行如下步骤:至少在压力被施加到第一套筒中的第一和第二顶盖至少之一时容留永磁体转子的套筒。据此,保证了组件在压制过程中保持安全。对于各实施例,例如还保证了在压制期间,如果第一套筒在挤压下应该膨胀的话,其在触到冲模的内表面之后不能再进一步膨胀。
在本发明的另一方案中,冲模可包括内部部件(inner part),当压力被施加到第一套筒中的第一和第二顶盖至少之一时,该内部部件被成形为允许套筒被膨胀至成形的内部部件的壁。据此,保证了具有期望尺寸的期望转子得以制造。
在本发明的另一方案中,系统包括冲模,该冲模适于执行如下步骤,至少在将第一和第二顶盖至少之一锁定到第一套筒之时容留永磁体转子的套筒。据此,保证了可安全并准确地进行锁定,以保证磁粉材料保持被压缩并且顶盖被锁定到它们期望的位置。
在本发明的另一方案中,在进行容留永磁体转子的套筒的步骤之前,对冲模进行润滑。通过在容留组件之前对冲模进行润滑,例如,如果套筒的材料在压制期间膨胀并触到冲模的内表面的话,则保证了冲模不会刮擦第一套筒的外表面。
在本发明的另一方案中,系统包括至少一个冲压机(punch),该冲压机被布置为用于将压力施加到第一套筒中的第一顶盖和第二顶盖至少之一。据此,保证了顶盖能被适当的定位,从而得以施加用于压缩粉末材料的充足压力。
在本发明的另一方案中,冲模包括磁化器件,该磁化器件被制备为用于当将压力施加到第一套筒中的第一顶盖和第二顶盖至少之一时对硬磁粉材料进行磁化,以在套筒中构建至少一个各向异性磁体。据此,保证了能够制造包括各向异性磁体的转子,从而能够使用各向异性磁转子的特定特性。
附图说明
将参见附图在下文中描述本发明,其中:
图1示意性示出了本发明的基本组件;
图2示意性示出根据本发明的一个实施例的位于冲模中且尚在压制之前的转子的基本组件;
图3示意性示出根据本发明的一个实施例的位于冲模中且正在压制时的转子的基本组件;
图4示意性示出根据本发明的一个实施例的作为压制产物的转子;
图5示意性示出根据本发明的一个实施例,在压制时如何才能接合第一和第二顶盖;
图6示意性示出根据本发明的一个实施例,在压制时如何通过内部和外部螺纹才能将一个顶盖锁定在适当的位置;
图7示意性示出根据本发明的一个实施例,在压制时如何通过套筒中和顶盖中的冲槽(drifted recess)才能将一个顶盖锁定在适当的位置;
图8示意性示出根据本发明的一个实施例,在压制时如何通过冲压内部套管(inner cannula tube)才能将一个顶盖锁定在适当的位置;
图9示意性示出根据本发明的一个实施例,压制成的转子包括分离的转子轴;
图10示意性示出根据本发明的一个实施例,具有一个刃口(sharp)、两个轴承以及顶盖;
图11示意性示出根据本发明的一个实施例,刚好在压制之前被置于冲模中的转子的组件;
图12示意性示出根据本发明的一个实施例,冲压如何导致磁粉材料的压缩以及如何导致套筒延伸至冲模;
图13示意性示出本发明包括第二套筒的实施例;
图14示意性示出根据本发明包括第二套筒的实施例来压制转子;
图15示意性示出根据本发明各实施例的各种转子结构。
具体实施方式
在本领域中,转子包含磁粉材料是众所周知的。可用的永磁材料可包括铁氧体、AlNiCo、SmCo以及NdFeB。能够以多种方式制造由这些材料制成的磁体,但是最常选用的方式是烧结或粘结。
烧结是一种用于通过对材料进行加热直到其粒子彼此粘附从而由粉末制成物体的方法。这种加热工艺必须在粉末材料的熔点之下进行。
通过在具有期望尺寸和形状的模具中压缩包括磁粉和聚合粘合剂(如环氧树脂)的复合物,来获得压缩粘结磁体。
现有技术的压缩粘结磁体的一个缺点是,所加入的粘合剂不具有磁效应,因此与不具有粘合剂的磁体相比降低了可能具有的磁强。
尝试克服这种效应的一种方式可以是非常用力地对所述复合物进行机械压缩。不幸的是,其具有如下的负面效应,即当解除复合物上的机械压缩时,其具有反弹(spring-back)效应,即复合物将不会保持被完全压缩的状态,而是会在解除压缩时有一定程度的重新膨胀。这继而意味着复合物的密度没有达到最大值。通过使用本发明,反弹效应得以最小化。
因而,当例如制造包含了如上述制造出的粘结磁体的永磁体转子时,没有实现转子可能的最大磁化。
本发明涉及各种优良的永磁体转子。主要通过从两端将顶盖挤压到适当的套筒(包括适于磁化的磁粉材料)中来制造转子。将磁粉材料压制成期望的密度,并且在保持顶盖上的压力的同时将顶盖锁定在它们的位置上。据此而获得优良的转子,其磁粉材料能够被压制成高密度。
图1示意性示出了本发明的基本组件。
根据本发明各实施例的转子包括至少一个第一套筒1、第一和第二顶盖2、3以及磁粉材料4,其中对于本发明的一个实施例,该第一套筒1适于在压力下变形。在制造期间,可将组件放置在冲模5中。
可从不同侧将压力施加至粉末材料。在套筒中可沿轴向方向压缩粉末材料。然而,附加地或者可选择地,还能够例如沿径向方向这一侧施加压力。
套筒1优选形成为圆柱形筒。
图2示意性示出根据本发明的一个实施例的位于冲模5中且尚在压制之前的转子的基本组件。
所述第一套筒1在套筒1内的一个位置处装有第一顶盖2。顶盖2具有这样的尺寸,使得其封闭套筒1的内部开口。因而套筒1和顶盖2形成了紧密的单端开口容器。
以适当的数量将适于磁化的磁粉材料4填充到上述容器中。
接着将第二顶盖3装到如图中的箭头所指的套筒1内的另一位置。此时套筒1和顶盖2、3形成了包容磁粉材料4的封闭容器。
对于本发明的各实施例,套筒1可被预制为在压制之前部分地或全部地与冲模5的内部形状适配。
图3示意性示出根据本发明的一个实施例的在冲模中且正在压制时的转子的基本组件。
在已经如图2所述那样放置组件之后,将由图中的箭头F示意性示出的压力施加至当前装在套筒1中的顶盖2、3的一个或两个上。通过将压力施加到该顶盖或所述两个顶盖上,顶盖向套筒1的中心滑动,且粉末4被压缩。
对于各实施例,压力F大到足够导致套筒1至少部分地物理延伸或变形,如图中的箭头所示。套筒1延伸至触到冲模5的侧壁,因此而呈现出冲模5的形状。
对于本发明的其它实施例,套筒1在压制过程中不变形。
对于本发明的各实施例,在压缩磁粉材料4之前,例如通过机械振动或超声振动来使得磁粉材料4进行振动。通过在套筒1中让磁粉材料4经受适当的振动,材料4被预先压缩,并填充例如套筒1中的空气袋(pocket of air)。
如图所示,并且如前文所述,顶盖2、3的至少之一向套筒1的中心滑动。
对于本发明的各实施例,所述顶盖2、3的至少之一滑动了这样一个距离,使得顶盖2、3至少部分地处在套筒1(该套筒1在压制期间已经变形)的区域内。从而,顶盖的这一部分也随着套筒1而变形。因此,顶盖2、3(至少顶盖的这一部分)还必须得适于变形。
对于本发明的各实施例,顶盖2、3沿转子的纵向的物理延伸可以呈不同的尺寸。
对于各实施例,顶盖2、3的至少之一被形成为组成转子轴的一部分。
对于各实施例,顶盖2、3的至少之一被形成为组成驱动机的转子轴。
对于本发明的各实施例,用于填充到套筒中的所述磁粉材料4适用于各向同性和各向异性磁体。自然而然,在压制套筒1中的磁粉材料4的工艺中所包括的冲模5以及其它工具和设施也适于所用的方法。
图4示意性示出如上文所述的根据本发明的一个实施例的作为压制产物的转子6。
对于本实施例,可以看出顶盖2、3沿转子纵向的延伸具有不同的长度,即第一顶盖2比第二顶盖3更长。
此外,可以看出顶盖2、3被形成为组成转子轴。
较长的顶盖2例如可被用作转子的驱动轴,而较短的顶盖3例如可用于保证转子例如在电机的轴承11中的正确位置(如图所示)。
图5示意性示出根据本发明的一个实施例,在压制时如何才能接合第一和第二顶盖2、3。
对于此示例性实例,以这样的方式来概述第一顶盖2,即在压制之前,第一顶盖2包括尖锐表面(pointed surface),其末端被导向套筒1的中心。以类似的方式来概述第二顶盖3,在压制之前第二顶盖3也具有导向套筒1的中心的末端。
如上文所述,在压制过程中,将压力施加至顶盖2、3,从而至少一个顶盖向套筒1的中心滑动,并且压缩了粉末4。
对于本实施例,两个尖锐表面已被构建为使得当将磁粉材料4已被压缩到期望密度时它们将触到彼此并进行接合。此外,尖锐表面的两个末端分别具有凹槽7和舌片8。凹槽7和舌片8被构建为当它们彼此接合时将得以啮合(engage)。因而,当解除压制压力时,顶盖2、3将保持在适当的位置。
对于本发明的各实施例,为了防止磁粉材料4被装入凹槽7而占据了留给舌片8的空间,凹槽7包括能够使多余的粉末导出的沟道(未示出)。
提供具有如上文所述的尖锐表面的顶盖2、3的一个优点是,在压制期间,以另一种模式向套筒1的内表面压制粉末4,就好像是例如通过在从转子的纵轴径向延伸的平面中具有平坦表面的顶盖2、3施加压力似地。
此外,待填充的粉末4的数量也得以减少,因为尖锐表面占据了套筒1内部的某些空间。
应理解,可单独使用顶盖2、3的所述接合和啮合来接合顶盖2、3,或者也可与用于接合或锁定顶盖2、3于期望位置处的其它方法相结合。
能够以多种方式更进一步地概述所述接合的构建。
图6示意性示出根据本发明的一个实施例,在压制时如何通过内部和外部螺纹才能将一个顶盖锁定在适当的位置。
对于本发明的示例性实施例,以这样的方式来概述套筒1,其在末端部(即在压制之后与第二顶盖3交叠的部分套筒处)包括内螺纹9。第二顶盖3包括互补的外螺纹10,其通过绕自身的轴转动而可与套筒的内螺纹9啮合。这保证了第二顶盖3相对于套筒1例如在达到粉末4的期望压缩时被锁定在期望位置。
可以类似的方式概述套筒1的其它末端部和第一顶盖2。
对于本发明的其它实施例,内部和外部螺纹9、10为波纹表面(corrugated surface),其保证顶盖2、3和套筒1之间的强力啮合。
各实施例的螺纹9、10的啮合可在挤压顶盖2、3之前、期间或之后完成。
应理解,可单独使用将顶盖锁定到适当的位置的该方法,或者也可与用于锁定的其它方法相结合。
图7示意性示出根据本发明的一个实施例,在压制时如何通过套筒和顶盖中的冲槽才能将一个顶盖锁定在适当的位置。
对于本发明的此实施例,当在压制期间达到磁粉材料4的期望压缩时,套筒1和顶盖3交叠。顶盖3和套筒1通过沿它们的交叠表面的一个或多个冲槽13被锁定在适当位置。
应理解,可单独使用将顶盖锁定到适当的位置的该方法,或者也可与用于锁定的其它方法(例如焊接)相结合。
图8示意性示出根据本发明的一个实施例,在压制时如何通过冲压内部套管才能将一个顶盖锁定在适当的位置。
根据本发明的各实施例,如图所示,转子包括内部套管14。该管14的目的在于当将该管安装在机器中时允许例如润滑剂通过该筒抵达位于转子的一个末端处的轴承。
在压制顺序之前,可通过适合的顶盖2、3(包括适当的穿孔(perforation))来安装套筒14。当在压制顺序期间磁粉材料4的压缩达到期望水平时,在套管14的端部进行冲压。因而,管14的末端部沿管的整个外围全部向一侧弯曲,并且该筒的最末端环面的直径增加,从而其与适合的顶盖2、3中的所述穿孔啮合。这因此而导致了即使在粉末材料4例如由于其反弹而意图推动顶盖时顶盖2、3也被锁定在适当的位置。
可单独使用将顶盖2、3锁定到适当的位置的该方法,或者也可与用于锁定的其它方法相结合。
图9示意性示出根据本发明的一个实施例,使用在套筒中用于支撑一个或多个顶盖的O型圈。
对于该示例性实施例,O型圈被保留(retained)在顶盖的凹槽中,并具有封装套筒内的材料以免于来自内部的撞击的功能。如果O型圈的尺寸合适,则当其被保留在凹槽中时优选其至少部分地受到压缩。
用O型圈将顶盖锁定在适当的位置可以多种方式进行,例如可使用或不使用用以保留O型圈的凹槽,然而这些方式的共同点在于:将O型圈插入到顶盖和第一套筒的内侧之间,并且在制作工艺之前或在制作工艺期间将O型圈放置于顶盖或套筒。
图10示意性示出根据本发明的一个实施例,压制成的转子包括分离的转子轴18。
本实施例中的转子轴18不是顶盖2、3的集成部分。对于本实施例,顶盖2、3被概述成装在套筒1中还环绕分离的转子轴18。用于在套筒2、3上挤压的器件自然具有与此相关的特别构造。此外,针对本实施例,可实施例如在压制期间将顶盖2、3锁定到套筒1的各种方式。类似的锁定方法还可更进一步用于将顶盖2、3的中心部锁定到分离的转子轴18。
对于各实施例,转子轴18可以是实心、空心、封闭或例如包括与图8中所述的套管类似的套管。
图11示意性示出刚好在压制之前置于冲模中的转子的组件。在未压制状态下,套筒1和顶盖3装有预定数量的磁粉材料4。在压制工艺期间,冲压机15将对顶盖3施加压力,并且磁粉材料4将在套筒1中被压缩。
对于本发明的各实施例,对冲压机15的控制可例如与所施加的压力和压制时间相关联。所施加的压力例如可以按照正弦模式(其具有增加的振幅)随时间而改变。
冲模5和冲压机15必须被构建为能够处理磁粉材料4的各种压缩比率,各种材料的压缩比率例如可依序为2.0到2.8,例如为2.7。
图12示意性示出冲压机15如何导致磁粉材料4的压缩并导致套筒1朝向冲模延伸。磁粉材料4被压缩到期望水平,并且顶盖3准备好被锁定到期望位置。
仍如图所示,套筒1和/或顶盖3的末端部在由冲压机15施加的压力之下延伸,从而它们触到冲模5的侧壁。
图13示意性示出包括第二套筒的本发明的实施例。
第二套筒17具有比第一套筒1更小的直径,该第二套筒17例如被置于位于冲模5中的第一套筒1之内。此时出现的两个空间可填充有相同或不同类型的磁粉材料16a、16b,以提供具有特定特性的转子。
对于本发明的各实施例,第二套筒17的尺寸和形状可改变,例如其形状不必呈圆柱形,而是可以呈方形、矩形、不规则形(epileptic)或其它形状。此外,第二套筒17的轴线长度无须与第一套筒17的轴线长度一样长。
这些实施例可能需要特定的压制顺序和冲压机15a、15b,如图14示意性所示。
为了不在第二套筒17上挤压并使第二套筒17变形,可以这样的方式构建冲模5和冲压机15a、15b,该方式即分别和/或顺序地压制粉末16a、16b的分离的空间。
如图14所示,冲压机例如可由两个冲压机部件15a、15b构成。如冲压机部件上的箭头所示,可给冲压机部件15a、15b的每一个施加不同级别的压力,并且它们能够分离地移动。
当仅用所示第一套筒1压制转子时,可使用各实施例的相同的冲压机15和冲模5。本实施例未示出。对于这种情况,以优良的方式将轴向的压力转换成径向力。这种分开(split)的压制可用于实现可选择的压制模式,在该模式中,部分磁粉材料4可先于其他部分压制,这样可使得套筒1内的磁粉材料4的刮擦最小,并且可免用润滑剂。此外,如果在套筒1中填充有多于一种磁粉材料4,则所述分开的挤压可被用于实质上压缩不同的磁粉材料4。
在上文中描述的所有附图均示出了磁粉材料4。必须强调,也可将更大范围的各种粉末和实心材料填充到如各实施例所述的套筒中。
图15中公开了某些示例性实例,其中图15示意性示出了根据本发明各实施例的各转子结构。
实施例A示意性示出了这样一个实施例,该实施例包括嵌入套筒1中的一部分软磁性材料19和一部分硬磁粉材料20。软磁性材料粉19部分组成了转子的核心,但其具有实质上延伸至套筒1的“舌片”。
与实施例A中所描述的方式类似,实施例B示意性示出了这样一个实施例,该实施例包括嵌入套筒1中的一部分软磁粉材料19和一部分硬磁性粉末材料20。此外,对于本实施例,转子轴18被嵌入到套筒1的中心处的软性磁粉材料19中。
与实施例A中所描述的方式类似,实施例C示意性示出了这样一个实施例,该实施例包括嵌入套筒1中的软磁粉材料19和硬磁粉材料20。材料19、20在套筒中组成为环形,其中硬磁粉材料20位于最靠近第一套筒1的外围处。此外,第二套筒17中的实心材料21被实质上嵌入在第一套筒1的中心处。对于各实施例,实心材料21例如可由不锈钢、铁氧体、陶瓷等组成。
实施例D示意性示出了这样一个实施例,其中实心材料21被嵌入套筒1的中心,被硬磁粉材料20所环绕。
实施例E示意性示出了这样一个实施例,其中将条数适当的实心材料21沿套筒1的内部外围置于期望位置处,并且在剩余空间填充有软磁粉材料19。
根据示意性示出的实施例、套筒的粉末和实心材料填充工艺可能需要特定的工具和设施。
对于本发明的各实施例,实心材料21的类型可包括诸如软磁材料或硬磁材料、烧结或未烧结的材料或模制材料等预先压制的粉末材料。本实施例E例如可用于磁耦合。
一般而言,在压制工艺期间可使用润滑剂,以最小化粉末材料4的粒子和转子的其它组件(如套筒1、顶盖2、3或转子轴18)之间的摩擦。这种摩擦可在组件的表面上留下刮痕。
对于本发明的各实施例,在将粉末填充至套筒1之前,将润滑剂添加剂添加至粉末材料4。
对于进一步的实施例,在压制之前,将润滑剂添加至到转子的一个或多个组件(如套筒1、顶盖2、3和/或转子轴18)的表面。
在更进一步的实施例中,在先于压制工艺而将转子的组件放置在冲模5中之前,对冲模5的内表面进行润滑。
在另一实施例中,在先于压制工艺而将第一套筒1放置在冲模5中之前,对第一套筒1的外部表面进行润滑。
而且,一般而言,说明书已经公开了用于将组件(顶盖2、3)锁定、接合或啮合至套筒1和17和/或分离的转子轴18的方法的各实施例。一个进一步的实施例是对组件进行焊接(未示出)。对于各实施例,可通过点焊或全焊(例如激光焊接)来进行组件焊接。
对于一个实施例,当顶盖位于它们正确的最终位置时,可在挤压之下进行组件的全焊。
对于本发明的另一实施例,当顶盖位于它们正确的最终位置时,可在挤压之下进行点焊。
对于各实施例,可在压制顺序之后并在已经挪走所述冲压机15之后进行全焊或点焊。
所有涉及的焊接实施例可用于与之前描述的其它用于锁定、接合和/或啮合转子的组件的方法相结合。
其中,对附图标记说明如下:
1.第一套筒
2.第一顶盖
3.第二顶盖
4.磁粉材料
5.冲模
6.转子
7.顶盖的凹槽(groove)
8.顶盖的舌片(tongue)
9.套筒的外部螺纹部
10.顶盖的内螺纹部
11.轴承
12.冲头
13.冲槽
14.套筒
15.冲压机
15a.第一冲压机部件
15b.第二冲压机部件
16a第一磁粉材料
16b第二磁粉材料
17第二套筒
18.转子轴
19.软磁粉材料
20.硬磁粉材料
21.实心材料
22.O型圈
Claims (37)
1.一种永磁体,其特征在于其具有由被压缩的、非粘结的磁粉材料制成的结构,其中所述磁粉材料为硬磁粉材料和/或软磁粉材料。
2.根据权利要求1所述的永磁体,其特征在于所述磁粉材料的表面至少部分地并优选全部地被覆盖材料所覆盖和/或受到表面处理。
3.根据权利要求3所述的永磁体,其特征在于所述磁粉材料在套筒内被压缩。
4.根据前述权利要求的任意一个所述的永磁体,其中被压缩的所述磁粉材料的密度处于5.0到8.0g/cm3的范围内,优选处于6.8到7.7g/m3的范围内,例如为7.3g/m3。
5.根据前述权利要求的任意一个所述的永磁体,其中所述磁粉材料的表观密度和所述磁粉材料的压缩密度之间的比率处于2.0到2.9的范围内,例如为2.7。
6.根据前述权利要求的任意一个所述的永磁体,其中所述永磁体包括至少90%体积的、优选至少95%体积的被压缩的非粘接磁粉材料。
7.根据前述权利要求的任意一个所述的永磁体,其中所述永磁体还包括一个或多个实心永磁体。
8.根据前述权利要求的任意一个所述的永磁体,其中所述非粘结的磁粉材料组成各向异性磁体。
9.根据前述权利要求的任意一个所述的永磁体,其特征在于所述永磁体为一机器的永磁体转子。
10.根据权利要求9所述的永磁体,包括:
第一套筒;
第一顶盖和第二顶盖,被布置为封闭所述第一套筒的内部开口;
永磁体,形成在所述第一顶盖和所述第二顶盖之间的所述套筒的内部开口中,该永磁体包括被压缩的、非粘结的磁粉材料,所述磁粉材料包括硬磁粉材料和/或软磁粉材料或硬磁粉材料和软磁粉材料的组合。
11.根据权利要求10所述的永磁体,其中所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一被形成为组成转子轴。
12.根据权利要求10或11所述的永磁体,其中所述转子还包括被装入所述套筒的分离的转子轴。
13.根据前述权利要求11或12的任意一个所述的永磁体,其中所述转子轴包括空心转子筒,该空心转子筒沿所述转子轴的整个轴线长度延伸、形成所述转子筒的空腔并适于沿所述空腔输送液体。
14.根据前述权利要求10到13的任意一个所述的永磁体,其中所述第一顶盖和所述第二顶盖包括锁定器件,该锁定器件适于在所述第一套筒的空间内将所述顶盖锁定在一起,并使得所述顶盖相对于彼此而定位。
15.根据前述权利要求10到14的任意一个所述的永磁体,其中所述转子还包括第二套筒,所述第二套筒具有小于所述第一套筒的直径并被装在所述第一套筒内。
16.根据前述权利要求10到15的任意一个所述的永磁体,其中所述第一套筒被形成为圆柱形套筒。
17.根据前述权利要求10到16的任意一个所述的永磁体,其中所述第一套筒由具有基本均匀的壁厚的一个圆柱形套筒制成,并且所述第一套筒的位于第一位置处的内部开口的直径小于所述第一套筒的位于第二位置处的内部开口的直径,其中所述顶盖在所述第一位置处被锁定至所述第一套筒,所述第二位置位于所述第一位置之间,例如位于所述顶盖之间的中途。
18.根据前述权利要求的任意一个所述的永磁体,其中所述磁粉材料为各向同性磁粉。
19.一种电机的永磁体转子的制造方法,包括如下步骤:
提供第一套筒;
将第一顶盖装入所述第一套筒,以在第一位置处封闭所述第一套筒的内部开口;
将磁粉材料填充到所述第一套筒中,所述磁粉材料包括硬磁粉材料和/或软磁粉材料或硬磁粉材料和软磁粉材料的组合;
将第二顶盖装入所述第一套筒,以在第二位置处封闭所述第一套筒的内部开口,所述磁粉材料被置于所述第一位置和所述第二位置之间;
将压力施加至所述第一套筒中的所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一,向所述第一顶盖和所述第二顶盖的另一个施加压力,以压缩位于其间的所述磁粉材料。
20.根据权利要求19所述的方法,还包括如下步骤:
在保持所施加的压力的同时,将所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一相对于所述第一套筒锁定到适当的位置,从而所述第一顶盖和所述第二顶盖这两者相对于所述套筒而被锁定到适当的位置,由此当解除所述压力时所述磁粉材料保持被压缩。
21.根据权利要求19或20所述的永磁体转子的制造方法,其中所述第一顶盖和所述第二顶盖之间的被压缩的磁粉材料的密度处于5.0 to 8.0g/cm3的范围内,优选处于6.8到7.7g/m3的范围内,例如为7.3g/m3。
22.根据权利要求19或21的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,其中在所述套筒中所述磁粉材料的表观密度和所述磁粉材料的压缩密度之间的比率优选处于2.0到2.9的范围内,例如为2.7。
23.根据权利要求19到22的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,其中施加到所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一的最大压力优选处于400MPa到2000MPa的范围内,更优选处于400MPa到1200MPa的范围内。
24.根据前述权利要求19到23的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,其中被压缩的磁粉材料包括至少90%体积的、优选至少95%体积的被压缩的非粘接磁粉材料。
25.根据前述权利要求19到24的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,其中当所述压力被施加到所述第一套筒中的所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一时,至少部分所述第一套筒被永久性膨胀,所述第一套筒的所述部分为所述第一顶盖和所述第二顶盖之间的部分。
26.根据前述权利要求19到25的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,所述方法还包括将转子轴装到所述套筒中的步骤。
27.根据前述权利要求19到26的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,其中所述磁粉材料包括润滑剂添加剂。
28.根据前述权利要求19到27的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,其中磁粉材料的包括粘合添加剂的又一部分被设置在所述第一顶盖和所述第二顶盖之间的所述套筒中。
29.根据前述权利要求19到28的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,其中该方法还包括将一个或多个实心永磁体装到所述套筒中的步骤。
30.根据前述权利要求19到29的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,其中所述第一顶盖和所述第二顶盖包括锁定器件,而且当将压力施加到所述第一套筒中的所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一时,在所述第一套筒内所述第一顶盖和所述第二顶盖被锁定在一起并相对于彼此而定位。
31.根据权利要求19到30的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,其中所述方法还包括将直径比所述第一套筒小的第二套筒装入所述第一套筒中的步骤。
32.根据权利要求31所述的永磁体转子的制造方法,其中该方法还包括将所述磁粉材料装入所述第二套筒中的步骤。
33.根据权利要求19到32的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,其中该方法还包括如下步骤:在将所述磁粉材料装入所述套筒的步骤之前,对所述第一套筒和所述第二套筒至少之一的表面进行润滑。
34.根据权利要求19到33的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,其中该方法还包括如下步骤:当执行将压力施加到所述第一套筒中的所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一的步骤时,将所述转子置于磁场中,以形成被装入所述第一套筒中的所述磁粉材料的各向异性磁体。
35.根据权利要求19到34的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,其中该方法还包括如下步骤:在将所述磁粉材料装入所述套筒之后且在将压力施加到所述第一顶盖和所述第二顶盖至少之一之前,对所述磁粉材料进行振动。
36.根据权利要求19到35的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,其中该方法还包括如下步骤:在将第二顶盖装入所述第一套筒以封闭所述第一套筒的内部开口之前,预先压制装在所述第一套筒中的所述磁粉材料。
37.根据权利要求31到36的任意一个所述的永磁体转子的制造方法,其中该方法还包括如下步骤:在将所述第二顶盖装入所述第一套筒之前,预先压制装在所述第二套筒中的所述磁粉材料。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106471720A (zh) * | 2014-06-24 | 2017-03-01 | 格兰富控股联合股份公司 | 磁性耦合器 |
CN112564436A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-26 | 浙江英洛华磁业有限公司 | 一种制造转子组件的方法 |
CN113284689A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-08-20 | 宁波新弘精密零部件有限公司 | 粉末冶金电机离合软磁材料 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014504108A (ja) * | 2010-12-23 | 2014-02-13 | ニーデルマン,ポール | 薄型スピーカー |
CN103021610B (zh) * | 2011-09-26 | 2015-12-02 | 东莞市炫耀电子有限公司 | 一种新型复合永磁材料及其制备方法 |
DK2605253T3 (en) | 2011-12-13 | 2016-05-09 | Siemens Ag | Process for producing a permanent magnet, forming system and permanent magnet |
DE102012100693A1 (de) | 2012-01-27 | 2013-08-01 | Ms-Schramberg Holding Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Auskleidung eines Hohlkörpers mit einem aus pulverförmigem Material gepressten Formkörper |
DE102015211911A1 (de) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | Robert Bosch Gmbh | Herstellungsverfahren für einen Rotor und entsprechender Rotor |
DE102015213957B4 (de) * | 2015-07-23 | 2019-03-14 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Hybridmagneten sowie mit dem Verfahren herstellbarer Hybridmagnet und eine den Hybridmagnet umfassende elektrische Maschine |
JP2017073936A (ja) * | 2015-10-09 | 2017-04-13 | 富士電機株式会社 | 回転子、永久磁石式回転電機及び回転子の製造方法 |
DE102016211251A1 (de) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | Robert Bosch Gmbh | Rotor für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine mit dem Rotor und Herstellungsverfahren für den Rotor |
JP7127270B2 (ja) | 2017-01-30 | 2022-08-30 | 日立金属株式会社 | シャフト一体型ボンド磁石 |
KR20210064851A (ko) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 삼성전자주식회사 | Bldc모터 |
Family Cites Families (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH193452A (de) * | 1935-11-16 | 1937-10-15 | Deutsche Edelstahlwerke Ag | Dauermagnet aus zerkleinertem Werkstoff. |
NL6815510A (zh) * | 1968-10-31 | 1970-05-04 | ||
US3821034A (en) * | 1968-10-31 | 1974-06-28 | Philips Corp | High-density high-energy anisotropically permanent magnet |
GB1365717A (en) * | 1970-12-21 | 1974-09-04 | Bbc Brown Boveri & Cie | Process for making permanent magnets from magnetic powders |
US4086508A (en) * | 1974-06-29 | 1978-04-25 | The Director National Research Institute For Metals | Can for use in canned motor |
EP0072436B1 (de) * | 1981-08-19 | 1986-10-01 | BASF Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung feinteiliger Ferritpulver |
FR2625852B1 (fr) * | 1988-01-11 | 1991-01-18 | Equip Electr Moteur | Stator de machine tournante a poles inducteurs et son procede d'obtention |
FR2684028B1 (fr) * | 1991-11-27 | 1994-02-25 | Centre Nal Recherc Scientifique | Procede de fabrication d'une barre comprenant une ame poudreuse gainee d'une matiere metallique. |
US6432554B1 (en) * | 1992-02-10 | 2002-08-13 | Iap Research, Inc. | Apparatus and method for making an electrical component |
JPH05260706A (ja) * | 1992-03-10 | 1993-10-08 | Shinko Electric Co Ltd | 回転電機における永久磁石内蔵型回転子の製造方法 |
JP2754130B2 (ja) * | 1993-03-29 | 1998-05-20 | 三井金属鉱業株式会社 | アモルファス成形体の製造方法 |
JPH0739117A (ja) * | 1993-07-16 | 1995-02-07 | Sanden Corp | 永久磁石形回転子用磁石と円筒状カバーとの組付け方法 |
JPH0715194U (ja) * | 1993-07-30 | 1995-03-14 | 株式会社トーキン | 圧粉成形用金型 |
JPH10270236A (ja) * | 1997-03-21 | 1998-10-09 | Takeo Nishikawa | バインダーレス永久磁石 |
JP2001355006A (ja) * | 2000-06-09 | 2001-12-25 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 複合構造体とその製造方法並びにモーター |
US6651309B2 (en) * | 2001-02-27 | 2003-11-25 | Delphi Technologies, Inc. | Method for fabricating a highly-dense powder iron pressed stator core for use in alternating current generators and electric motors |
US6655004B2 (en) * | 2001-10-03 | 2003-12-02 | Delphi Technologies, Inc. | Method of making a powder metal rotor for a surface |
JP2004153977A (ja) * | 2002-11-01 | 2004-05-27 | Hitachi Ltd | モータ |
US7048809B2 (en) | 2003-01-21 | 2006-05-23 | Metglas, Inc. | Magnetic implement having a linear BH loop |
DE10307231A1 (de) * | 2003-02-14 | 2004-09-09 | Minebea Co., Ltd. | Elektromotor und Verfahren zum Herstellen eines Rotors für einen derartigen Elektromotor |
US20040251761A1 (en) * | 2003-06-12 | 2004-12-16 | Hirzel Andrew D. | Radial airgap, transverse flux motor |
US20070024147A1 (en) * | 2003-08-18 | 2007-02-01 | Hirzel Andrew D | Selective alignment of stators in axial airgap electric devices comprising low-loss materials |
JP4491225B2 (ja) * | 2003-12-17 | 2010-06-30 | 住友電気工業株式会社 | 圧粉磁心およびステータコア |
WO2006033295A1 (ja) * | 2004-09-21 | 2006-03-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 圧粉成形体の製造方法および圧粉成形体 |
US7235201B2 (en) * | 2004-12-20 | 2007-06-26 | Borgwarner Inc. | Split die and method for production of compacted powder metal parts |
JP4796788B2 (ja) | 2005-05-10 | 2011-10-19 | 株式会社日立製作所 | コアレスモータ |
TWI353705B (en) * | 2005-08-26 | 2011-12-01 | Hoeganaes Ab | An electric rotary machine |
JP2007129106A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Neomax Co Ltd | 希土類合金系バインダレス磁石およびその製造方法 |
JP2007129105A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Neomax Co Ltd | 希土類合金系バインダレス磁石およびその製造方法 |
JP2008295214A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Jtekt Corp | 電動モータおよび圧縮機 |
US7714479B2 (en) * | 2007-09-19 | 2010-05-11 | Light Engineering, Inc. | Segmented composite rotor |
-
2008
- 2008-12-12 WO PCT/DK2008/000433 patent/WO2010066251A1/en active Application Filing
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106471720A (zh) * | 2014-06-24 | 2017-03-01 | 格兰富控股联合股份公司 | 磁性耦合器 |
CN106471720B (zh) * | 2014-06-24 | 2019-02-01 | 格兰富控股联合股份公司 | 磁性耦合器 |
US10411571B2 (en) | 2014-06-24 | 2019-09-10 | Grundfos Holding A/S | Magnetic coupling |
CN112564436A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-26 | 浙江英洛华磁业有限公司 | 一种制造转子组件的方法 |
CN113284689A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-08-20 | 宁波新弘精密零部件有限公司 | 粉末冶金电机离合软磁材料 |
CN113284689B (zh) * | 2021-05-14 | 2024-05-10 | 宁波新弘精密零部件有限公司 | 粉末冶金电机离合软磁材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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