CN217588581U - 一种注塑磁环及包括其的着磁设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种注塑磁环及包括其的着磁设备，包括磁环本体，所述磁环本体的内侧设有至少两个凹槽，所述凹槽与所述磁环本体的内侧平滑过渡，任意两个相邻的所述凹槽间的距离均相等。本实用新型通过在磁波形峰值点处设置凹槽，减小壁厚，从而减小此处的磁力，改善峰值点处的磁波形，使其趋近于正弦波。本实用新型涉及注塑用各向异性永磁材料领域。

Description

一种注塑磁环及包括其的着磁设备

技术领域

本实用新型涉及注塑用各向异性永磁材料领域中的一种注塑磁环及包括其的着磁设备。

背景技术

磁环是一块环状的导磁体，其一般为永磁体，因而能够持续产生磁场，被广泛应用于电机、电路领域。在直流无刷电机中，磁环起到提供磁场的作用，与电机线圈提供的电磁场相互作用，从而使转子转动。

目前，直流无刷马达上的磁环通常由多个磁钢拼接而成。磁钢一般指的是铝镍钴合金，其由铁、铝、镍、钴等强金属制作而成，具有永磁性，因而广泛用于电机、发电机等领域。永磁体磁钢以磁性粉末作为原料，经过成形和烧结制造而成。为使磁环各处的磁力呈规律性分布，要求多个磁钢的磁力相近；而且若磁钢的安装位置发生偏移，也会对磁波形造成很大影响，因此对装配精度也有较高要求。正是因为磁钢的加工和组装难度大，造成磁环废品率高，存在产能低、成本高的问题。

为改善传统工艺，目前也出现了注塑着磁工艺，其通过将磁粉与粘接剂混合，再通过注射到模具中成型的方式获得永磁体。其优势在于磁体的形状限制更少，材料在强大的注射压力下能够对模具内腔进行完全填充，模具形状可根据实际需求进行自由更改。而且着磁方式更为自由，既可以轴向单充磁，也可以径向多极充磁，还可以轴向径向复合充磁，因而广受生产制造企业的欢迎。

但是，在着磁过程中，当着磁磁体的极宽较宽时，着磁磁体的磁力较大，容易造成在磁环的峰值点附近达到磁饱和，从而使得磁环的最终磁波形呈马鞍波，而非适于马达工作的正弦波，会造成马达工作不畅的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种注塑磁环及包括其的着磁设备，能够改善磁环的磁波形，使其更贴近正弦波。

根据本实用新型第一方面实施例，提供一种注塑磁环，包括磁环本体，所述磁环本体的内侧设有至少两个凹槽，所述凹槽与所述磁环本体的内侧平滑过渡，任意两个相邻的所述凹槽间的距离均相等。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，所述磁环本体的内径的取值范围为56～60mm。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，所述磁环本体在所述凹槽最深处的壁厚为4～6mm。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，所述凹槽的数量为四个。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，所述凹槽的截面形状包括第一圆弧和第二圆弧，所述第一圆弧的圆心为第一圆心，所述磁环本体的圆心为第二圆心，所述第一圆心与所述第二圆心间设有间隙，所述第一圆弧与所述第二圆弧镜像对称设置，所述第一圆弧与所述第二圆弧拼接。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，以所述第二圆心为坐标原点设立直角坐标系，所述第一圆弧与所述第一圆心分别位于相对的两个象限中。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，所述第二圆心与所述第一圆心在y方向上的距离为4～6mm。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，所述第二圆心与所述第一圆心在x方向上的距离为0.1～1mm。

根据本实用新型第二方面实施例，提供一种着磁设备，包括上述中任一项所述的注塑磁环。

根据本实用新型第二方面实施例，进一步地，所述着磁设备还包括着磁磁体，所述着磁磁体与所述凹槽一一对应设置。

本实用新型实施例的有益效果至少包括：本实用新型通过在磁波形峰值点处设置凹槽，减小壁厚，从而减小此处的磁力，改善峰值点处的磁波形，使其趋近于正弦波。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本实用新型第一方面实施例的结构图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型第一方面实施例提供了一种注塑磁环，其呈环状，且在其内壁上设有凹槽，以此减少相应位置磁环本体的壁厚。通过改变磁环本体在某些位置的壁厚，改变磁环本体的磁力分布，从而使磁环本体的磁波形更贴近正弦波，利于提升马达的工作效率。本实用新型第二方面实施例提供了一种着磁设备，其通过将磁粉与粘接剂混合，再通过注射到模具中成型的方式获得永磁体，而在注塑磁环成型过程中，通过着磁磁体对注塑磁环进行着磁，可以引导注塑磁环内部磁粉的排布，从而稳定磁极方向，产生具有规律性的磁波形。为了提升磁波形的规律性和周期性，着磁磁体一般设计为多个并环绕注塑磁环设置，相邻的着磁磁体彼此等距间隔，且各个着磁磁体的磁力相同。本实施例中，着磁磁体与凹槽一一对应设置。

附图展示了本注塑磁环的结构，其主体结构为磁环本体1，磁环本体1呈环状。磁环本体1的内壁上设有凹槽2，且凹槽2与磁环本体1的内壁平滑过渡，过渡区域不设有台阶等过渡结构，防止磁波形在过渡区域发生磁力突变而造成磁波形紊乱。而且，凹槽2的截面形状包括第一圆弧21和第二圆弧22，第一圆弧21和第二圆弧22相互拼接以构成凹槽2，通过采用两个圆弧相互拼接的方式构成凹槽2，使得凹槽2的弧度更圆滑，减少磁波形上的突变。

参照图1，本实用新型第一方面实施例中的注塑磁环，包括磁环本体1。磁环本体1的内侧设有至少两个凹槽2，凹槽2的设置是为了减小磁环本体1在凹槽2处的壁厚，从而减小着磁过程中凹槽2处的磁力，改善注塑磁环最终的磁波形，避免注塑磁环达到磁饱和而形成马鞍波，使得磁波形更贴近于正弦波。凹槽2与磁环本体1的内侧平滑过渡，过渡区域不设有台阶，减小因磁环本体1壁厚改变所造成的磁力突变，使注塑磁环的磁波形趋于平滑。为使得磁波形具有周期性，凹槽2的数量为至少两个，优选为四个，凹槽2的数量可以根据实际需求进行增减；且任意两个相邻的凹槽2的距离均相等，即各个凹槽2周向、等距地设置在磁环本体1内侧。

具体地，磁环本体1内径的取值范围为56～60mm，优选为58.2mm，以配合电机的内部尺寸；磁环本体1在凹槽最深处的壁厚为4～6mm，优选为4.47mm。

进一步地，凹槽2的截面形状包括第一圆弧21和第二圆弧22，第一圆弧21与第二圆弧22镜像对称，且第一圆弧21与第二圆弧22相互拼接构成凹槽2。其中，第一圆弧21的圆心为第一圆心211，磁环本体1的圆心为第二圆心11，第一圆心211与第二圆心11间设有间隙，即第一圆心211与第二圆心11并不重合。从而第一圆弧21与磁环本体1不重合，又由于第二圆弧22与第一圆弧21镜像对称设置，实现了凹槽2凹陷的效果，减小凹槽2处的壁厚，减小此处的磁力大小。

进一步地，以第二圆心11为坐标原点设立直角坐标系，第一圆弧21与第一圆心211并不在同一象限中，具体地，第一圆弧21与第一圆心211分别位于相对的两个象限中，且第一圆弧21的半径更长，从而第一圆弧21与第二圆弧22拼接而成的凹槽2向内凹陷。

具体地，第二圆心11与第一圆心211在y方向上的距离为4～6mm，优选为5.01mm；第二圆心11与第一圆心211在x方向上的距离为0.1～1mm，优选为0.7mm。第一圆弧21的半径取值范围为33～35mm，优选为34.11mm。

本实用新型第二方面实施例中的着磁设备，其包括上述中所述的注塑磁环。着磁，也即磁化，是指在受磁场的作用下，由于材料中磁矩排列时取向趋于一致而呈现出一定的磁性的现象。通过在注塑磁环外围设置多个着磁磁体，能够引导注塑磁环内磁粉的排列，从而在注塑磁体成型后具有磁性，成为永磁体。而通过设置着磁磁体的数量和位置，能够很好地控制注塑磁体的磁波形，使得注塑磁体的磁波形趋近于正弦波。

具体地，着磁设备还包括凹模和注塑装置，凹模呈环状，其空腔形状为注塑磁环的形状，注塑和冷却的过程均在该凹模中进行；注塑装置包括容器和注射器，容器与注射器连通，磁粉与粘接剂的混合物放置在容器中，并通过注射器射出到容器中。应注意的是，由于初始的磁粉与粘接剂的混合物为高温状态，容器需采用耐高温材料制成，且为了使磁粉与粘接剂的混合物充分填充凹模，注射器采用高压喷射方式进行原料注射。在注塑过程中，高温的磁粉与粘接剂的混合物从注塑装置射出，并填满凹模，使得注塑磁环的外形成型。在冷却过程中，凹模外围设置的多个着磁磁体对注塑磁环进行着磁，引导其内部的磁粉进行排列，从而在注塑磁环完全冷却后仍具有磁性，成为永磁体。

具体地，着磁磁体可以采用永磁体，也可采用电磁体，通过外置开关和电控电路对电磁体进行磁性控制，且也可控制磁力大小，对注塑磁环的着磁进行更精确的调整。

进一步地，在本实施例中，着磁磁体与凹槽2一一对应设置。

下面，介绍本着磁设备的使用方法：

S1.清空着磁设备的凹模，进行对凹模内部的清理，减少外界杂质对注塑磁环成型过程的影响；

S2.将凹模安装至着磁设备内，注意使注塑磁环的凹槽2位置对准着磁磁体；

S3.向注射装置的容器灌入高温的磁粉与粘接剂的混合物，准备进行磁环注塑；

S4.通过注射装置的注射器将高温的磁粉与粘接剂的混合物注射到凹模中，调节注射压力，使得磁粉与粘接剂的混合物充分填充凹模；

S5.注射完毕后使磁粉与粘接剂的混合物冷却，可以采用自然冷却或冷却设备对其进行降温，与此同时着磁磁体持续对磁粉与粘接剂的混合物进行着磁；

S6.冷却完毕，注塑磁环成型，将注塑磁环从凹模中取出，注塑磁环制作完成。

以上是对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种注塑磁环，其特征在于，包括：磁环本体(1)，所述磁环本体(1)的内侧设有至少两个凹槽(2)，所述凹槽(2)与所述磁环本体(1)的内侧平滑过渡，任意两个相邻的所述凹槽(2)间的距离均相等。

2.根据权利要求1所述的注塑磁环，其特征在于：所述磁环本体(1)的内径的取值范围为56～60mm。

3.根据权利要求1所述的注塑磁环，其特征在于：所述磁环本体(1)在所述凹槽最深处的壁厚为4～6mm。

4.根据权利要求1所述的注塑磁环，其特征在于：所述凹槽(2)的数量为四个。

5.根据权利要求1所述的注塑磁环，其特征在于：所述凹槽(2)的截面形状包括第一圆弧(21)和第二圆弧(22)，所述第一圆弧(21)的圆心为第一圆心(211)，所述磁环本体(1)的圆心为第二圆心(11)，所述第一圆心(211)与所述第二圆心(11)间设有间隙，所述第一圆弧(21)与所述第二圆弧(22)镜像对称设置，所述第一圆弧(21)与所述第二圆弧(22)拼接。

6.根据权利要求5所述的注塑磁环，其特征在于：以所述第二圆心(11)为坐标原点设立直角坐标系，所述第一圆弧(21)与所述第一圆心(211)分别位于相对的两个象限中。

7.根据权利要求6所述的注塑磁环，其特征在于：所述第二圆心(11)与所述第一圆心(211)在y方向上的距离为4～6mm。

8.根据权利要求6所述的注塑磁环，其特征在于：所述第二圆心(11)与所述第一圆心(211)在x方向上的距离为0.1～1mm。

9.一种着磁设备，其特征在于，包括权利要求1～8中任一项所述的注塑磁环。

10.根据权利要求9所述的着磁设备，其特征在于：所述着磁设备还包括着磁磁体，所述着磁磁体与所述凹槽(2)一一对应设置。

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