CN115882640A - 磁体元件保持装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁体元件保持装置(1)，其用于可围绕旋转轴线旋转的电动机的转子(10)，所述磁体元件保持装置具有至少一个磁体载体(2)以及至少一个保持元件(4)，所述磁体载体具有用于接收至少一个磁体元件(3)的至少一个接收部分(21)，所述保持元件用于将至少一个磁体元件(3)保持在至少一个接收部分(21)内的固定位置，其中所述磁体载体(2)具有外表面(22)，所述外表面被设计成布置在所述转子(10)的内侧表面上，其中在所述磁体载体(2)的与所述外表面(22)相对的内表面(23)上形成突起(24)，其中所述接收部分(21)和所述至少一个保持元件(4)形成在所述突起(24)的自由端(25)上。

Description

磁体元件保持装置

技术领域

本发明涉及一种磁体元件保持装置，其用于可围绕旋转轴线旋转的电动机的转子，所述磁体元件保持装置具有至少一个磁体载体以及至少一个保持元件，所述磁体载体具有用于接收至少一个磁体元件的至少一个接收部分，所述保持元件用于将至少一个磁体元件保持在至少一个接收部分内的固定位置。

背景技术

例如用于驱动风扇的电动机通常设计为外转子结构。转子中使用了大容量铁氧体基磁体，以提供具有成本效益的方案。对于需要增加电机扭矩密度的应用，可以用高剩磁磁体代替上述磁体。由于它们的高能量密度，更小的磁体体积是有意义的。然而，较小的磁体必须放置在过大的空间中，且不增加磁体和定子之间的气隙。

为此，可以使用内径较小的转子来补偿磁体尺寸的差异。然而，这里的缺点是需要新零件或者必须调整转子的尺寸。

或者，可以使用中间环，该中间环被插入现有的转子钟罩中，并且高剩磁磁体被插入该中间环中。然而，问题在于转子钟罩和中间环都必须具有小的几何公差，以便能够以工艺可靠的方式将它们结合。此外，还需要额外的制造步骤，例如将中间环粘合到转子上，这会对循环时间产生负面影响。

例如，在EP 2 249 460中公开了另一种解决方案。在该文献中描述了一种装置，其中磁体保持装置设置成将磁体紧固在转子的狭槽中。然而，在这种情况下，用于紧固磁体的磁体保持装置布置在转子的内部，因此磁体的磁场受到不利影响。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种磁体元件保持装置，其用于可围绕旋转轴线旋转的电动机的转子，通过所述磁体元件保持装置能够用具有更小几何形状的磁体代替用于转子的常用的磁体。

该目的通过根据权利要求1的特征的组合来实现。

根据本发明，提出一种磁体元件保持装置，其用于可围绕旋转轴线旋转的电动机的转子，所述磁体元件保持装置具有至少一个磁体载体和至少一个保持元件，所述磁体载体具有用于容纳至少一个磁体元件的至少一个接收部分，所述至少一个保持元件用于将所述至少一个磁体元件保持在所述至少一个接收部分内的固定位置。磁体载体具有设计成布置在转子的内侧表面上的外表面。在磁体载体的与外表面相对的内表面上形成突起。此外，所述接收部分和所述至少一个保持元件形成在突起的自由端上。

这样做的优点是高剩磁磁体可以在磁体元件保持装置上一起预组装。可以将磁体预组装在磁体保持装置上，以及首先将磁体保持装置组装在转子上，然后将磁体组装在磁体保持装置上。至少在外表面上，磁体元件保持装置具有对应于原本提供的磁体的尺寸。因此，具有较小几何形状的磁体的磁体元件保持装置可以以与原本提供的磁体相同的方式被引入转子中。通过这种方式，可以用更小的磁体替换原本提供的磁体，而无需更改电机的其他部件，也不需要新的制造设备和工艺。在面对转子钟罩的一侧，磁体保持装置具有与原本提供的磁体相似的轮廓，因此它可以以与转子钟罩中的磁体相似的方式安装。这导致由磁体保持装置和较小几何形状的磁体组成的组件的简单组装，类似于具有原本提供的磁体的标准产品的生产。另一个优点是使用现有部件，例如具有相应轴承系统的转子。相应地，只需要更换原本提供的磁体，电机的其他零件保持不变，特别是转子钟罩。由于与待使用的磁体对应设计的突起，可以在组装状态下保持磁体和定子之间原本预期的气隙。因此，磁体保持装置的磁体载体允许磁体即使在不是为此而设计的转子中也可以定位，因为其补偿了原本磁体和新磁体之间的尺寸差异。这使得在同一转子中可以使用具有不同几何形状的磁体。因此，所述磁体载体也可以看作是适配器。

磁体元件保持装置优选地设计成使得磁体载体由可磁化或磁性材料组成。这对磁体产生的磁场有积极的影响，从而优化了电动机。

在一有利的实施例变体中规定，所述至少一个磁体载体和/或所述至少一个保持元件被设计为叠片铁芯。保持元件由连结在一起的冲压金属板部件组成，其中并非每块金属板都必须具有相同的形状。例如，不是为每个金属板都提供侧向保持元件。这与用于制造定子的制造方法相同。

在本发明的一个示例性实施例中设置两个保持元件，它们至少彼此相对地均形成在突起的轴向侧边缘上。在这种情况下，相应的保持元件在所述突起的整个轴向延伸部上延伸并且所述接收部分形成在所述两个保持元件之间。在这种情况下，有利的是，在定位相应的磁体元件时提供一定量的间隙范围，从而可以在相应的范围内进行调整。

在本发明的磁体元件保持装置的替代实施例中还规定形成多个两个保持元件的对。各个对中的两个保持元件各自在所述突起的轴向侧边缘上彼此相对地形成。此外，两个保持元件的对沿突起的轴向延伸部间隔开地布置，特别是均匀间隔布置。以此方式，减少了磁通量的散逸和保持装置的重量。

在另一有利的实施例中，接收部分形成在相应的两个保持元件的对的两个保持元件之间或两个相邻的两个保持元件的对的保持元件之间。因此，固定地提供各个磁体元件的接收部分的布置位置，从而简化了组装。

还有利地，保持元件之间的距离对应于所述至少一个磁体元件的延伸部。因此，所述距离与待使用的磁体相适应，并优化了相应磁体的固定和定位。

在另一有利的变体中，根据本发明规定，所述至少一个磁体元件是矩形的或贝壳形的。这种相应的几何形状在固定和对准相应的磁场方面特别有利。

在本发明的一个示例性实施例中规定，相应的保持元件设计成腹板状。这种保持元件在固定磁体元件方面是有利的。

根据本发明的磁体元件保持装置在一个实施例中设计成使得各个磁体元件能够以力配合的方式固定在对应的接收部分的对应的保持元件之间。这样做的有点在于，相应的磁体元件不需要进一步的紧固措施。然而，在应用的情况下还可以是这样的实施例，其中至少一个磁体元件附加地粘合到相应的接收部分。

在另一有利的变体中，根据本发明规定，所述至少一个保持元件设计成用于相应的磁体元件的锁钩。以此方式，相应的磁体元件可以通过锁钩锁定在已有的接收部分上，由此进一步优化固定。

在磁体元件保持装置的一个实施例中规定，所述磁体载体和所述至少一个保持元件设计成一件式。这优化了构件强度和部件的生产。

在本发明的优选实施例中，在所述磁体载体的相应的轴向侧表面上形成腹板，所述腹板形成在磁体载体的外表面的切向延长部中。在此情况下，相应的腹板设置成在组装状态下抵靠转子的内侧表面。为此，所述腹板根据所述转子进行设计。此外，磁体载体的尺寸连同相关的腹板一起对应于待更换的磁体的尺寸，以便对其进行更换。因此，相应的腹板使所述磁体载体齐平地延长。

在本发明的磁体元件保持装置的一个替代实施例中规定，在所述磁体载体的轴向侧面上设置腹板，所述腹板形成在所述磁体载体的外表面的切向延长部中，并且在所述磁体载体的相对的轴向侧面上形成另外的腹板，所述另外的腹板与外表面间隔开延伸。以此方式，改进了磁体元件保持装置在转子的内侧表面上的固定，因为在组装状态下，磁体载体的腹板与相邻布置的磁体载体的腹板重叠或以重叠方式布置。

优选地规定，相应的腹板设计成使得弹簧元件布置或固定在所述腹板的自由端上。相应的弹簧元件改进了相邻布置的磁体载体或磁体元件保持装置之间的固定。其他变体也是可能的，其中磁体元件保持装置在外边缘侧具有至少一个弹簧元件，通过所述弹簧元件可以相对于定位在外边缘侧附近的磁体元件保持装置产生预应力，或者，弹簧元件一体地形成在磁体元件保持装置上，或者，弹簧元件基本上在磁体元件保持装置的整个边缘侧长度上延伸。所有变体都优化了磁体元件保持装置在相应转子中的固定。

在另一有利的变体中，根据本发明规定，所述至少一个磁体载体在外表面上具有轴向延伸的至少一个凹槽。也设想这样的变体，其中形成两个或三个凹槽，这些凹槽间隔地布置在磁体载体的外表面上。在替代的变体中，所述至少一个磁体载体在外表面区域中具有至少一个轴向延伸的开口。所述轴向延伸的开口形成气穴(Lufttasche)。相应的凹槽或气穴或相应的轴向延伸的开口形成优化转子或电动机的驱动特性的气隙。

在本发明的一个优选的实施例中，至少一个磁体元件是稀土磁体元件。这样的优点在于稀土磁体具有高剩磁，因此提高了电动机的扭矩密度。

根据本发明，还提出一种具有多个根据上述公开的磁体元件保持装置的电动机的转子，其中所述多个磁体元件保持装置在周向方向上围绕旋转轴线相邻地布置在所述转子的内壁上并彼此紧固。

这样的优点在于，由磁体载体和相应的磁体元件组成的磁体保持装置的组件的组装得以优化，并且可以类似于具有原本使用的磁体的标准产品来进行生产。此外，可以使用现有部件，例如具有相应的轴承系统的转子。仅更换了原本使用的磁铁，电机的其他部件保持不变，特别是转子钟罩。

在有利的实施例变体中规定，磁体载体的相应腹板布置成使得其与相邻的磁体元件保持装置的磁体载体的相应的另外的腹板重叠。

在另一有利的变体中，根据本发明规定，在每个磁体元件保持装置之间均布置弹簧元件，通过所述弹簧元件可以对靠近外缘侧定位的磁体元件保持装置产生预应力。以此方式，改进了磁体元件保持装置在转子中的固定。

在本发明的替代的实施例中，所述多个磁体元件保持装置至少部分地粘合到转子的内壁上。此外，也可以是这样的实施例，其中所述多个磁体元件保持装置可以在周向方向上连接而形成圆形单元，并可沿内壁整体地推入所述转子中。

以上公开的特征可以根据需要进行组合，只要其在技术上是可行的并且不相互矛盾。

附图说明

本发明的其他有利的发展在从属权利要求中表征或者在下文中与参照附图对本发明的优选实施例的描述一起更详细地呈现。附图中示出：

图1示出磁体元件保持装置的截面图；

图2示出另一磁体元件保持装置的截面图；

图3示出另一磁体元件保持装置的侧视图；

图4示出具有多个磁体元件保持装置的电动机的转子的截面图；

图5示出具有多个另外的磁体元件保持装置的电动机的转子的截面图；

图6示出具有多个具有气穴的磁体元件保持装置的电动机的转子的截面图。

具体实施方式

附图为示例性的示意图。图中相同的附图标记表示相同的功能和/或结构特征。

图1示出磁体元件保持装置1的截面图，该磁体元件保持装置用于电动机转子10，该转子可以围绕旋转轴线旋转，该磁体元件保持装置具有磁体载体2以及两个保持元件4，该磁体载体具有用于接收磁体元件3的接收部分21，所述两个保持元件用于将磁体元件3保持在接收部分21内的固定位置。

磁体载体2具有外表面22，该外表面设计成布置在转子10的内侧表面上并且由可磁化或磁性材料组成。突起24形成在磁体载体2的与外表面22相对的内表面23上。此外，接收部分21和两个保持元件4形成在突起24的自由端25上。

两个保持元件4分别在突起24的轴向侧边缘上彼此相对地形成，并且相应的保持元件4在突起24的整个轴向延伸部上延伸。接收部分21形成在两个保持元件4之间。保持元件4之间的距离对应于磁体元件3的延伸部。此外，磁体元件3可以以力配合的方式固定在接收部分21的两个保持元件4之间。此外，相应的保持元件4被设计为用于磁体元件3的锁钩。另外，磁体部件3是稀土磁体部件，并形成为长方形。

腹板8形成在磁体载体2的相应的轴向侧表面7上，并且从磁体载体2的外表面的切向延长部中突出。

由于以下描述的磁体元件保持装置1的基本特征对应于图1所示的磁体元件保持装置1，因此将仅讨论不同的特征。

图2示出另一磁体元件保持装置1的截面图。在该实施例中，提供了多个两个保持元件4的对。相应的对的两个保持元件4分别在突起24的轴向侧边缘上彼此相对地形成。此外，两个保持元件4的对沿突起24的轴向范延伸部间隔开地布置。接收部分21均形成在两个相邻的两个保持元件4的对的保持元件4之间。保持元件4之间的距离对应于磁体元件3的延伸部。

此外，相应的保持元件4是腹板形，并且磁体载体2和两个保持元件4形成为一件式。

腹板8布置在磁体载体2的轴向侧表面7上，该腹板形成在磁体载体2的外表面的切向延长部中，并且在磁体载体2的相对的轴向侧表面7上形成另外的腹板9，其与外表面间隔开延伸。

图3示出另一磁体元件保持装置1的侧视图。在此保持元件4设计为具有大量金属板的叠片铁芯。腹板8形成在磁体载体2的相应的轴向侧表面7上，并且从磁体载体2的外表面的切向延长部中突出。此外，相应的腹板8设计成使得弹簧元件10(未示出)固定到腹板8的自由端上。

在该实施例中，提供了多个两个保持元件4的对。相应的对的两个保持元件4分别在突起24的轴向侧边缘上彼此相对地形成。此外，两个保持元件4的对沿突起24的轴向延伸部交替地间隔开，并且彼此相邻地布置。接收部分21均形成在两个间隔开且相邻的两个保持元件4的对的保持元件4之间。保持元件4之间的距离对应于至少一个磁体元件3的延伸部。

图4示出具有多个根据图1的磁体元件保持装置1的电动机的转子10的截面图。所述多个磁体元件保持装置1在周向方向上围绕旋转轴线彼此相邻地布置在转子10的内壁上并彼此紧固。

在每个磁体元件保持装置1之间均布置弹簧元件10，通过弹簧元件可以对靠近外边缘侧定位的磁体元件保持装置1产生预应力。

图5示出具有多个根据图2的磁体元件保持装置1的电动机的转子10的截面图。相应的腹板8被布置成使其与相邻的另外的磁体元件保持装置1的相应的另外的腹板9重叠。

图6示出具有多个磁体元件保持装置1的电动机的转子10的截面图，该磁体元件保持装置与根据图1的磁体元件保持装置的区别在于，相应的磁体载体2在外表面上具有轴向延伸的凹槽12和两个轴向延伸的开口14，它们各自形成气隙。

本发明的实施不限于上面指定的优选示例性实施例。更具体地，即使在根本不同的设计的情况下，也可以设想利用所示方案的多种变体。

Claims (20)

1.一种磁体元件保持装置(1)，其用于能够围绕旋转轴线旋转的电动机的转子(10)，所述磁体元件保持装置具有至少一个磁体载体(2)以及至少一个保持元件(4)，所述磁体载体具有用于接收至少一个磁体元件(3)的至少一个接收部分(21)，所述保持元件用于将至少一个磁体元件(3)保持在至少一个接收部分(21)内的固定位置，

其中所述磁体载体(2)具有外表面(22)，所述外表面被设计成布置在所述转子(10)的内侧表面上，

其中在所述磁体载体(2)的与所述外表面(22)相对的内表面(23)上形成突起(24)，

其中所述接收部分(21)和所述至少一个保持元件(4)形成在所述突起(24)的自由端(25)上。

2.根据权利要求1所述的磁体元件保持装置(1)，其中，其中所述磁体载体(2)由能够磁化或磁性材料组成。

3.根据权利要求1或2所述的磁体元件保持装置(1)，其中，所述至少一个磁体载体(2)和/或所述至少一个保持元件(4)设计为叠片铁芯。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁体元件保持装置(1)，其中，设置两个保持元件(4)，所述两个保持元件至少彼此相对地形成在所述突起(24)的轴向侧边缘上，其中相应的保持元件(4)在所述突起(24)的整个轴向延伸部上延伸，并且其中所述接收部分(21)形成在所述两个保持元件(4)之间。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的磁体元件保持装置(1)，其中，设置多个两个保持元件(4)对，其中每对两个保持元件(4)彼此相对地形成在所述突起(24)的轴向侧边缘上，其中所述两个保持元件(4)的对布置成沿着所述突起(24)的轴向延伸部间隔开。

6.根据权利要求5所述的磁体元件保持装置(1)，其中，接收部分(21)均形成在相应的两个保持元件(4)的对的两个保持元件(4)之间或两个相邻的两个保持元件(4)的对的保持元件(4)之间。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的磁体元件保持装置(1)，其中，其中所述保持元件(4)之间的距离对应于所述至少一个磁体元件(3)的延伸部。

8.根据前述权利要求中任一项所述的磁体元件保持装置(1)，其中，所述至少一个磁体元件(3)为矩形或贝壳形。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的磁体元件保持装置(1)，其中，各个磁体元件(3)能够以力配合的方式固定在对应的接收部分(21)的对应的保持元件(4)之间。

10.根据前述权利要求中任一项所述的磁体元件保持装置(1)，其中，所述至少一个保持元件(4)设计成用于相应的磁体元件(3)的锁钩。

11.根据前述权利要求中任一项所述的磁体元件保持装置(1)，其中，所述磁体载体(2)和所述至少一个保持元件(4)设计成一件式。

12.根据前述权利要求中任一项所述的磁体元件保持装置(1)，其中，在所述磁体载体(2)的相应的轴向侧面(7)上形成腹板(8)，所述腹板形成在所述磁体载体(2)的外表面的切向延长部中。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的磁体元件保持装置(1)，其中，在所述磁体载体(2)的轴向侧面(7)上形成腹板(8)，所述腹板形成在所述磁体载体(2)的外表面的切向延长部，并且所述磁体载体(2)的相对的轴向侧面(7)上形成另外的腹板(9)，所述另外的腹板与所述外表面间隔开延伸。

14.根据权利要求12或13所述的磁体元件保持装置(1)，其中，相应的腹板(8、9)被设计成使得弹簧元件(10)布置或固定在所述腹板(8、9)的自由端上。

15.根据前述权利要求中任一项所述的磁体元件保持装置(1)，其中，所述至少一个磁体载体(2)在外表面上具有轴向延伸的至少一个凹槽(12)。

16.根据前述权利要求中任一项所述的磁体元件保持装置(1)，其中，所述至少一个磁体载体(2)在外表面区域中具有至少一个轴向延伸的开口(14)。

17.根据前述权利要求中任一项所述的磁体元件保持装置(1)，其中，所述至少一个磁体元件(3)为稀土磁体元件。

18.一种电动机的转子(10)，其具有多个根据前述权利要求中任一项所述的磁体元件保持装置(1)，其特征在于，所述多个磁体元件保持装置(1)在周向方向上围绕旋转轴线相邻地布置在所述转子(10)的内壁上并彼此紧固。

19.根据权利要求18和13所述的具有多个磁性保持元件装置(1)的电动机的转子(10)，其中，相应的腹板(8)布置成与相邻的磁体元件保持装置(1)的相应的另外的腹板(9)重叠。

20.根据权利要求18或19所述的转子，其特征在于，在每个磁体元件保持装置(1)之间均布置有弹簧元件(10)，通过弹簧元件(10)能够对靠近外缘侧定位的磁体元件保持装置(1)产生预应力。

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