ES2892032T3 - Imán unitario que presenta formas ahuecadas destinadas a formar parte de las zonas de contacto entre imanes adyacentes - Google Patents

Abstract

Estructura de imán (2) en tres dimensiones constituida por una pluralidad de imanes unitarios (1), siendo los imanes unitarios (1) directamente adyacentes uno a otro, comprendiendo cada imán unitario (1) una primera porción (1a) longitudinal que presenta un contorno exterior que lleva formas ahuecadas (6) hacia el interior del imán unitario (1) que se extienden sobre al menos una parte de una longitud de la primera porción (1a) y/o formas ahuecadas (6a) que se extienden sobre al menos una parte del contorno del imán unitario (1) transversalmente a un eje longitudinal del imán unitario (1) en la proximidad de al menos un extremo longitudinal del imán unitario (1), caracterizada porque los imanes unitarios (1) quedan parcialmente en contacto entre sí a nivel de las formas ahuecadas (6, 6a) hacia el interior, los imanes quedan pegados entre sí por depósito de pegamento sobre al menos una porción de las formas ahuecadas (6, 6a), la pluralidad de imanes unitarios (1) realiza una malla de imanes sin interposición de elementos de retención entre ellos distintos del pegamento.

Description

DESCRIPCIÓN

Imán unitario que presenta formas ahuecadas destinadas a formar parte de las zonas de contacto entre imanes adyacentes

La presente invención concierne a un imán unitario que presenta formas ahuecadas destinadas a formar parte de zonas de contacto entre imanes unitarios adyacentes y a una estructura de imán con varios imanes unitarios adyacentes. La invención concierne también a un actuador electromagnético que comprende una o varias de tales estructuras de imán.

La presente invención encuentra una aplicación ventajosa pero no limitativa para un actuador electromagnético que facilite una alta potencia con una elevada velocidad de rotación del rotor, lo que se obtiene mediante la utilización de una o de estructuras de imán según la presente invención. Un actuador electromagnético de este tipo puede ser utilizado, por ejemplo, en un vehículo automóvil totalmente eléctrico o híbrido.

Ventajosamente pero no limitativamente, el actuador puede ser un actuador giratorio que puede comprender al menos un rotor enmarcado por dos estatores, pudiendo estos elementos superponerse uno con respecto a otro estando separados por al menos un entrehierro en un mismo árbol.

En aplicaciones de alta velocidad, es necesario presentar no solamente un sistema compacto hecho posible por la reducción de la masa y el tamaño del actuador electromagnético para una eficiencia óptima, sino también una resistencia mecánica muy buena de la parte giratoria o en traslación, es decir es decir el rotor o el elemento en traslación lineal, con el fin de mejorar la fiabilidad del sistema.

En aplicaciones de alta velocidad, es necesario reducir las pérdidas para un rendimiento óptimo. En aplicaciones automóviles, se busca cada vez más la miniaturización. Para esto, es importante presentar un sistema compacto hecho posible por la reducción de la masa y del tamaño del actuador, pero también una resistencia mecánica muy buena de la parte en desplazamiento, con el fin de mejorar la fiabilidad del sistema.

En un actuador electromagnético de flujo axial, como ejemplo no limitativo de la presente invención, el rotor comprende un cuerpo en forma de un disco que presenta dos caras circulares unidas por un espesor, estando delimitado el disco entre una corona externa y una periferia interna que delimita un vaciado para un árbol de rotación.

Se aplican al menos dos imanes permanentes contra al menos una de las dos caras circulares del cuerpo denominada cara de apoyo. En un rotor de un entrehierro destinado a estar asociado con un estátor, una sola cara circular del cuerpo lleva imanes mientras que, en un rotor de dos entrehierros con un estátor respectivo, son las dos caras las que llevan imanes.

Los imanes son retenidos cada uno en la cara o en su cara respectiva por medios de retención, quedando un intervalo entre los citados al menos dos imanes en una misma cara.

En un actuador electromagnético con flujo radial, el rotor comprende un cuerpo cilíndrico, cuyo contorno lleva imanes.

En el estátor o cada estátor, estos llevan elementos de bobinado que comprenden un diente que lleva una bobina, estando enmarcado el diente en cada uno de sus lados por una muesca, siendo enrollado un alambre metálico buen conductor en el diente para formar la bobina.

Cuando la serie o las series de bobinados son alimentadas eléctricamente, el rotor que está solidarizado al árbol de salida del motor es sometido a un par resultante del campo magnético, siendo el flujo magnético creado un flujo axial para una máquina electromagnética de flujo axial y un flujo radial para una máquina de flujo radial.

Se sabe que los imanes pueden desimantarse cuando se someten a temperaturas elevadas.

El documento US-A-2011/0080065 describe un rotor para un motor de flujo axial con una pluralidad de estructuras de imán dispuestas alrededor del rotor y compuestas por varios imanes unitarios.

La invención descrita en este documento ha sido elaborada en la constatación de que los imanes permanentes en tal motor están expuestos a una temperatura elevada en razón del calor generado por los devanados y presentan una probabilidad de desmagnetización por el campo desmagnetizante de los devanados. Existe por tanto una demanda de imanes en los cuales la fuerza coercitiva, que es un índice de resistencia térmica y resistencia a la desmagnetización, sea superior a un cierto nivel.

Cuando el rotor gira, circulan corrientes de Foucault en los imanes. Medios eficaces para reducir las corrientes de Foucault consisten en dividir un cuerpo magnético para interrumpir la trayectoria de la corriente de Foucault. Mientras que la división de un cuerpo de imán en pequeños pedazos conduce a una mayor reducción de las pérdidas por corrientes de Foucault, se hace necesario tener en cuenta problemas tales como un aumento en el coste de fabricación y una disminución del rendimiento.

Este documento propone que cada uno de los imanes unitarios divididos presente una fuerza coercitiva cerca de la superficie de la pieza de imán más elevada que en el interior del imán unitario. Esta es una medida difícil de implementar y costosa.

Además, en este documento, los imanes unitarios se pegan cara con cara siendo en forma de cubos, lo que contribuye a su desimantación y no permite el intercambio de calor con el exterior de los imanes. Se ha revelado por tanto que tal disposición de imanes unitarios en forma de cubos pegados uno contra otro no reforzaba la solidez de una estructura de imán compuesta por tales imanes unitarios.

Se ha previsto disponer imanes unitarios en una malla para formar una estructura de imán pero esto requiere un suplemento de trabajo de disposición de los imanes y una pérdida de espacio debida a las mallas entre los imanes, conteniendo la estructura de imán menos imanes unitarios y, perdiendo así poder de imantación.

El documento DE 10 2008 055 893 A1 divulga una estructura de imán en tres dimensiones constituida por una pluralidad de imanes unitarios.

El documento US-A-4 555685 imanes de gran tamaño. Estos imanes de gran tamaño son de forma trapezoidal pero no están unidos uno a otro para formar una estructura de imán compacta.

El documento US-A-2004/263012 describe imanes de gran tamaño, por lo tanto, asimilables a estructuras de imán. Estos imanes de gran tamaño presentan bordes biselados pero no están unidos uno a otro para formar una estructura de imán compacta.

El problema en la base de la presente invención es diseñar una forma de imán unitario y una estructura de imán que reagrupe varios imanes unitarios que puedan combatir la desmagnetización del imán unitario al tiempo que permita una solidarización resistente de los imanes unitarios entre sí cuando estos imanes unitarios formen la estructura de imán que pueda soportar velocidades de trabajo elevadas al tiempo que proporcione un campo magnético potente con una retención óptima de los imanes en su soporte sin interposición de elementos de separación entre los imanes unitarios.

A tal efecto, la presente invención concierne a una estructura de imán en tres dimensiones constituida por una pluralidad de imanes unitarios, siendo los imanes unitarios directamente adyacentes uno a otro, caracterizada por que cada imán unitario comprende una primera porción longitudinal que presenta un contorno exterior que lleva formas ahuecadas hacia el interior del imán unitario que se extienden sobre al menos parte de una longitud de la primera porción y/o formas ahuecadas que se extienden sobre al menos parte del contorno del imán unitario transversalmente a un eje longitudinal del imán unitario en la proximidad de al menos un extremo longitudinal del imán unitario, quedando los imanes unitarios parcialmente en contacto entre sí a nivel de las formas ahuecadas hacia el interior, quedando los imanes pegados entre sí por depósito de pegamento sobre al menos una porción de las formas ahuecadas, realizando la pluralidad de imanes unitarios una malla de imanes sin interposición de elementos de retención entre ellos distintos del pegamento.

En la proximidad del extremo longitudinal significa que las formas ahuecadas transversales están comprendidas entre un extremo longitudinal del imán unitario y como máximo un punto a igual distancia del extremo longitudinal del imán unitario y de la mitad de la longitud de la primera porción del imán unitario.

Estas formas ahuecadas longitudinales y/o transversales están colocadas en zonas destinadas a asegurar el contacto entre imanes adyacentes. Según la presente invención, no se busca pegar los imanes unitarios cara con cara, sino solo localmente en las formas ahuecadas en cada imán unitario y que entonces contengan pegamento, ventajosamente en forma de resina. Estas zonas de contacto pueden ser puntuales, lineales o en un arco de círculo según el contorno exterior de los imanes unitarios. El pegamento contenido en estas formas ahuecadas es el que forma la adhesión de dos imanes unitarios adyacentes.

Se obtienen así como imanes unitarios “cristales” asociados entre sí que no están unidos en toda la superficie de facetas o caras longitudinales sino que se sustituyen por capas de resina y pegamento, por ejemplo, al menos en un extremo longitudinal porque no haya segunda porción en este extremo longitudinal o en la base mayor de las caras inclinadas, por ejemplo 45° y/o en las caras longitudinales provistas ventajosamente en forma de biseles respectivamente transversales y longitudinales con el fin de construir una red mallada en los extremos de los tacos de varias caras con zonas de contacto limitadas entre imanes.

imanes unitarios de forma ovoide perfecta con una primera parte redondeada, el contacto entre dos imanes unitarios adyacentes es más reducido al poder ser solo puntual y corresponde sensiblemente a un arco de un círculo de dimensión reducida entre los dos imanes unitarios. Se puede ahuecar una estría de la dimensión del arco de círculo de contacto entre dos imanes unitarios adyacentes para recibir pegamento, ventajosamente en forma de resina.

Ventajosamente, las formas ahuecadas son cavidades o biseles longitudinales y/o transversales en el imán unitario ahuecadas en el contorno exterior de la primera porción del imán unitario. Estas cavidades o biseles rellenas de pegamento están destinadas a formar las zonas de contacto entre dos imanes unitarios adyacentes. Un imán unitario puede ser asociado a múltiples imanes adyacentes.

Ventajosamente, la primera porción y los biseles longitudinales se extienden sobre toda una longitud de cada imán unitario.

Ventajosamente, la primera porción que forma cuerpo de cada imán unitario es de forma poligonal presentando caras longitudinales o de forma cilíndrica de sección circular u ovalada.

Ventajosamente, cuando la primera porción es de forma poligonal con caras longitudinales, cada bisel separa dos caras longitudinales de la primera porción. En una forma poligonal, son preferentemente las aristas longitudinales las que llevarán biseles longitudinales.

Ventajosamente, cada bisel presenta una profundidad que varía en la longitud de cada imán unitario. Esto permite presentar un espesor de pegamento que no es constante a lo largo de todo del bisel.

Ventajosamente, cada imán unitario presenta al menos una segunda porción en un extremo longitudinal del imán unitario en prolongación de la primera porción, apuntando la citada al menos una segunda porción hacia un extremo longitudinal asociado del imán disminuyendo de sección a medida que se aproxima al extremo longitudinal.

Considerando un imán unitario como elemento elemental en forma de taco, la forma ideal de este taco es un elipsoide de revolución simétrico denominada también forma ovoide, aproximadamente una esfera aplanada, que por su topología es difícil de desimantar debido a que su campo magnético relativo a la imantación no presenta forma. No hay campo giratorio en las esquinas. A partir de esta constatación, un enfoque inventivo preferente de la presente invención es constituir una malla de imanes unitarios que se aproxime lo más posible al elipsoide de revolución.

Son posibles varios modos de realización y la forma ovoide de cada imán unitario puede ser más o menos perfecta presentando una porción de extremo de forma redondeada convexa en un extremo longitudinal o en los dos extremos longitudinales.

Una forma ovoide relativamente perfecta con dos extremos longitudinales de forma convexa es óptima pero difícil de obtener por mecanizado. Por el contrario, es la forma ideal para combatir la desimantación del imán unitario.

Como alternativa, se puede considerar también un imán unitario basado en una estructura de varias caras con una primera porción denominada de cuerpo con caras longitudinales y al menos una porción de extremo con caras inclinadas cuyos ángulos estén comprendidos entre 0° y 45° que permita aumentar el campo magnético relativo a la imantación al tiempo que se mantengan caras activas importantes en los extremos de los imanes unitarios en forma de tacos.

Entre estas dos formas de realización, son posibles también otras numerosas formas que se aproximen más o menos a una forma ovoide.

Ventajosamente, cada imán unitario presenta un contorno exterior al menos parcialmente ovoide, presentando la primera porción que forma cuerpo del imán unitario una sección más grande y extendiéndose sobre una longitud del imán unitario más grande que la citada al menos una segunda porción.

Se obtiene así un imán unitario con una forma ovoide resistente a la desimantación del imán. Sin embargo, tal imán unitario es más difícil de mecanizar que un imán unitario de forma poligonal con al menos un extremo longitudinal redondeado de forma convexa para aproximarse a una forma ovoide.

Ventajosamente, la citada al menos una segunda porción de extremo longitudinal es abombada siendo de forma convexa, realizando una parte superior de la forma convexa de la segunda porción de extremo longitudinal el extremo longitudinal asociado de cada imán unitario. Esto permite obtener una forma que se aproxime al menos a un extremo longitudinal de una forma ovoide.

Ventajosamente, la citada al menos una segunda porción de extremo longitudinal termina en su extremo longitudinal asociado en una cara media que forma el extremo longitudinal. El extremo longitudinal es entonces truncado y es relativamente plano.

Ventajosamente, la citada al menos una segunda porción de extremo longitudinal comprende caras laterales inclinadas hacia un eje longitudinal de cada imán unitario aproximándose al extremo longitudinal asociado del imán, extendiéndose las caras laterales inclinadas entre una base grande unida a la primera porción que forma cuerpo del imán y una base pequeña que forma un extremo longitudinal del imán. Esta forma de realización es más fácil de realizar que una forma ovoide perfecta.

Ventajosamente, las caras laterales inclinadas son abombadas siendo convexas. Esto permite aproximar la realización que presenta caras a una forma ovoide.

Ventajosamente, las caras laterales inclinadas de la citada al menos una segunda porción presentan la misma anchura que las caras longitudinales de la primera porción, estando colocada una cara inclinada extremo con extremo con una cara longitudinal respectiva. Las caras laterales inclinadas prolongan entonces las caras longitudinales.

Ventajosamente, la base grande de cada cara inclinada está ahuecada al menos parcialmente por un bisel transversal como forma ahuecada.

Ventajosamente, cada extremo longitudinal de cada imán comprende una segunda porción de extremo longitudinal. La forma ovoide está entonces garantizada en los dos extremos longitudinales del imán unitario.

Ventajosamente, cuando las formas longitudinales y/o transversales ahuecadas son biseles longitudinales y/o transversales en el imán unitario ahuecadas en el contorno exterior del imán, el depósito de pegamento concierne exclusivamente a los biseles longitudinales y/o transversales de los imanes unitarios.

Ventajosamente, estando la base grande de cada cara inclinada ahuecada al menos parcialmente por un bisel transversal como forma transversal ahuecada en la citada al menos una segunda porción, el depósito de pegamento concierne exclusivamente a las bases grandes de los imanes unitarios para la citada al menos una segunda porción.

La invención concierne a un actuador electromagnético lineal o giratorio, caracterizado porque comprende tal estructura de imán unitario o varias de tales estructuras de imán, formando parte la o las estructuras de imán de un rotor giratorio alrededor de su centro, estando dispuestas la o las estructuras de imán concéntricamente en el centro del rotor.

Ventajosamente, cuando es unitaria, la estructura de imán forma un único imán que se extiende sobre el actuador o, cuando son múltiples, las estructuras de imán son bloques sucesivos que forman polos de imán alternos sucesivos.

La invención concierne a un procedimiento de fabricación de tal estructura de imán, caracterizado porque comprende las etapas siguientes:

- recorte de una loseta imantada que tenga una longitud, una anchura y un espesor que formen tres dimensiones de la loseta de varios imanes unitarios según las tres dimensiones de la loseta imantada,

- determinación de zonas de contacto parcial en cada imán unitario con cada imán que le es adyacente cuando los imanes están dispuestos uno al lado de otro,

- realización en las zonas de contacto de formas ahuecadas hacia el interior del imán unitario que se extienden sobre al menos una parte de una longitud de la primera porción y/o transversalmente a la primera porción,

- pegado de cada imán unitario por depósito de una resina en cada imán unitario únicamente en las zonas de contacto parcial determinadas,

- posicionamiento de los imanes unitarios así pegados de manera adyacente uno a otro, estableciéndose un contacto parcial entre dos imanes unitarios adyacentes en las zonas de contacto.

El planteamiento en el que se basa la presente invención es por tanto que el agarre entre los imanes unitarios quede asegurado sin necesidad de una malla que aloje a los imanes unitarios individualmente, lo que representa un ahorro de espacio y permite alojar más imanes unitarios por estructura de imán.

Además, ya no está asegurado un contacto cara con cara de los imanes unitarios como proponía el estado de la técnica, sino un contacto sensiblemente puntual, lineal o en un arco de círculo, lo que permite incrementar el campo magnético relativo a la imantación y evitar el dopaje de los imanes evitando al mismo tiempo las corrientes de Foucault elementales. Es así posible reunir un número total de imanes unitarios muy elevado en una estructura de imán, por ejemplo del orden de 200 imanes a 300 imanes unitarios por estructura de imán, en comparación con a lo sumo veinte en una estructura de imán según el estado de la técnica.

Al final, es posible considerar imanes unitarios que adopten diferentes configuraciones que tiendan más o menos hacia una forma ovoide perfecta.

Ventajosamente, se procede a una inyección de una capa de material compuesto alrededor de los imanes unitarios así puestos en contacto y pegados para su recubrimiento. Esto permite obtener una estructura de imán compacta llenando los intersticios entre los imanes unitarios.

Otras características, objetivos y ventajas de la presente invención surgirán de la lectura de la descripción detallada que sigue y con respecto a los dibujos adjuntos dados a modo de ejemplos no limitativos y en los cuales:

- las figuras 1a, 1b y 1c son representaciones esquemáticas respectivamente de una vista frontal de una estructura de imán que contiene varios imanes unitarios, de una vista ampliada de esta estructura de imán y de una vista en perspectiva de un imán unitario en forma de un taco alargado de forma poligonal según una primera forma de realización de la presente invención,

- las figuras 2a, 2b y 2c son representaciones esquemáticas respectivamente de una vista frontal de una estructura de imán que contiene varios imanes unitarios, de una vista ampliada de esta estructura de imán y de una vista en perspectiva de un imán unitario en forma de un taco alargado según una segunda forma de realización de la presente invención, comprendiendo el imán unitario al menos una porción de extremo longitudinal de forma ovoide con caras inclinadas,

- las figuras 3a, 3b y 3c son representaciones esquemáticas respectivamente de una vista frontal de una estructura de imán que contiene varios imanes unitarios, de una vista ampliada de esta estructura de imán y de una vista en perspectiva de un imán unitario en forma de un taco alargado según una tercera forma de realización de la presente invención, comprendiendo el imán unitario al menos una porción de extremo longitudinal de forma ovoide con caras inclinadas, estando las caras inclinadas abombadas,

- las figuras 4a, 4b y 4c son representaciones esquemáticas respectivamente de una vista frontal de una estructura de imán que contiene varios imanes unitarios, de una vista ampliada de esta estructura de imán y de una vista en perspectiva de un imán unitario en forma de un taco alargado según una cuarta forma de realización de la presente invención, teniendo el imán unitario una forma ovoide sensiblemente perfecta con dos porciones extremas longitudinales abombadas,

- la Figura 5 es una representación esquemática de una vista en perspectiva de una estructura de imán según la presente invención que aloja imanes unitarios según la segunda forma de realización, estando mostrados imanes unitarios a distancia de la estructura de imán para ser mejor visibles,

- la figura 6 es una representación esquemática de una vista en perspectiva de un rotor que comprende varias estructuras de imán, formando parte el rotor de un actuador electromagnético según la presente invención, haciendo referencia la parte enmarcada A en esta figura a la figura 5.

Las figuras se dan a modo de ejemplo y no son limitativas de la invención. Constituyen representaciones esquemáticas de principio destinadas a facilitar la comprensión de la invención y no están necesariamente a la escala de las aplicaciones prácticas. En particular, las dimensiones de las diferentes piezas no son representativas de la realidad.

En lo que sigue, se hará referencia a un solo imán unitario, una sola estructura de imán, una sola cara longitudinal, una sola cara inclinada y un solo bisel longitudinal o transversal, pero lo que se indica para uno de estos elementos indicados es aplicable para todos los elementos similares.

Ser transversal al imán unitario significa estar en un plano perpendicular a un eje longitudinal del imán unitario alargado que presenta forma de taco.

Refiriéndose a todas las figuras y en particular a las figuras 1a a 1c, 2a a 2c, 3a a 3c y 4a a 4c, la presente invención concierne a un imán unitario 1 de forma alargada que puede ser considerado como un taco, siendo su longitud notoriamente mayor que su anchura.

El imán unitario 1 presenta una primera porción longitudinal 1a que presenta un contorno exterior que lleva formas 6 ahuecadas hacia el interior del imán unitario 1 que se extienden al menos en una parte de una longitud de la primera porción 1a, así como formas 6a ahuecadas hacia el interior del imán unitario 1 que se extienden sobre al menos una porción de contorno del imán unitario transversalmente a un eje longitudinal del imán unitario 1.

En las figuras 2c y 3c, las formas ahuecadas están dibujadas como puntos con un único punto de referencia 6 o 6a por arista 17, lo que no es limitativo, siendo las formas ahuecadas preferentemente biseles o ranuras ahuecadas hacia el interior de una arista respectiva 17.

Las formas ahuecadas 6, 6a pueden ser un bisel o una ranura que se extiendan en la longitud de una arista 17 de una cara cuando el imán unitario 1 es de forma poligonal sobre al menos parte de esta longitud. Estas formas ahuecadas 6, 6a pueden ser cavidades separadas una de otra en la longitud de una arista de una cara o biseles que forman un conjunto discontinuo de biseles espaciados uno de otro en la longitud de una arista. La profundidad de las formas ahuecadas 6, 6a es suficiente para retener pegamento en su interior.

El imán unitario 1 puede presentar también al menos una segunda porción 1b longitudinal que prolonga a la primera porción longitudinal 1a hacia un extremo longitudinal del imán unitario 1 y pueden estar previstas formas ahuecadas transversales 6a en esta o estas segundas porciones longitudinales 1b en alternativa o como complemento de las formas ahuecadas longitudinales 6 de la primera porción 1a, ventajosamente en la unión de las primera 1a y segunda 1b porciones.

Como se muestra en la figura 1c, las formas ahuecadas transversales 6a pueden estar presentes también en la primera porción 1a cuando el imán unitario 1 no presenta una segunda porción 1b, esto en los extremos longitudinales del imán unitario 1.

De esta manera, cuando no hay segunda porción 1 b, formas ahuecadas pueden extenderse sobre al menos una parte del contorno del imán unitario 1 transversalmente a un eje longitudinal del imán unitario 1 justo en el extremo longitudinal del imán unitario 1, como puede ser el caso de la figura 1c.

Estas formas ahuecadas 6, 6a pueden ser biseles longitudinales 6 y/o transversal 6a en el imán unitario 1 ahuecadas en el contorno exterior de la primera porción 1a del imán unitario 1, pudiendo estar dispuestas las formas ahuecadas transversales 6a en la unión de las primera 1a y segunda 1b porciones.

En la figura 1c, el imán unitario 1 comprende una sola primera porción 1a sin segunda porción de extremo 1b. La primera porción 1a es poligonal presentando caras longitudinales 3. Las formas ahuecadas longitudinales 6, ventajosamente biseles 6, puede ser ahuecadas en las aristas longitudinales 17 entre dos caras longitudinales 3 y las formas ahuecadas transversales 6a pueden estar ahuecadas en al menos uno de los dos extremos longitudinales del imán unitario 1.

De ello se deduce que la primera porción 1a y los biseles longitudinales 6 pueden extenderse sobre toda una longitud del imán. Cada bisel longitudinal 6 puede así separar dos caras longitudinales 3 de la primera porción 1a.

En la figura 2c, el imán unitario 1 comprende una sola segunda porción de extremo 1 b. Las primera 1 a y segunda 1 b porciones del imán unitario 1 comprenden cada una caras, caras longitudinales 3 para la primera porción 1a y caras inclinadas 4 hacia el extremo longitudinal asociado a la segunda porción 1 b.

Las formas ahuecadas longitudinales 6, ventajosamente biseles longitudinales 6, puede estar ahuecadas en las aristas 17 longitudinales entre dos caras longitudinales 3 de la primera porción 1a y/o las formas ahuecadas transversal 6a, ventajosamente biseles transversales 6a, pueden ser ahuecadas en una base grande 4a de las caras inclinadas 4 de la segunda porción 1b que se extienden desde la base grande 4a hacia una base pequeña que forma el extremo longitudinal asociado del imán unitario 1.

En la figura 3c, el imán unitario 1 comprende dos segundas porciones extremas 1b, respectivamente, para un extremo longitudinal del imán unitario 1. La primera 1 a y segunda 1 b porciones del imán unitario 1 comprenden cada una caras, caras longitudinal 3 para la primera porción 1a y caras inclinadas 4 hacia el extremo longitudinal asociado a la respectiva segunda porción 1b. En este modo de realización, las caras inclinadas 4 son abombadas.

Las formas ahuecadas longitudinales 6, ventajosamente biseles longitudinales 6, pueden estar ahuecadas en las aristas 17 longitudinales entre dos caras longitudinales 3 de la primera porción 1a y/o las formas ahuecadas transversales 6a, ventajosamente biseles transversales 6a, pueden estar ahuecadas en una base grande 4a de las caras inclinadas 4 de la segunda porción 1b.

En la figura 4c, el imán unitario 1 presenta una forma ovoide casi perfecta con una primera porción 1a y dos segundas porciones 1b de extremo redondeadas y de forma convexa. El contacto entre dos imanes unitarios 1 adyacentes y ovoides es sensiblemente puntual o se extiende a lo largo de un arco de círculo limitado.

En este caso, el imán unitario 1 puede presentar un contorno exterior al menos parcialmente ovoide con la primera porción 1 a que forma cuerpo del imán unitario 1 que presenta una sección más grande y se extiende sobre una longitud mayor del imán unitario 1 que la citada al menos una segunda porción 1 b, en la figura 4c dos segundas porciones 1 b, una en cada uno de los dos extremos longitudinales del imán unitario 1.

Las formas ahuecadas, ventajosamente biseles, pueden estar ahuecadas en la zona de contacto reducida entre dos imanes unitarios 1 ovoides adyacentes, que presentan la forma de un arco de círculo.

En las figuras 2c y 3c, las formas ahuecadas transversales 6a que se extienden sobre al menos una parte del contorno del imán unitario 1 transversalmente a un eje longitudinal de imán unitario 1 pueden estar colocadas en la proximidad de al menos un extremo longitudinal del imán unitario 1. Puede haber en este caso una forma ahuecada transversal 6a en la proximidad de cada uno de los extremos longitudinales del imán unitario 1.

Este posicionamiento se puede realizar justo en el extremo longitudinal cuando imán unitario 1 comprende solamente una primera porción 1a como se muestra en la figura 1c o en la unión de la primera porción 1a con al menos una segunda porción 1b, como se muestra en las figuras 2c y 3c. Un posicionamiento en la proximidad de al menos un extremo longitudinal del imán unitario 1 cubre estas dos posiciones y todas las posiciones intermedias.

Como una segunda porción 1 b es sensiblemente dos veces menor que una primera porción 1 a o incluso más pequeña, en la proximidad del extremo longitudinal significa que las formas ahuecadas transversales 6a están comprendidas entre un extremo longitudinal del imán unitario 1 y como máximo un punto a igual distancia del extremo longitudinal del imán unitario y de la mitad de la longitud de la primera porción 1 a del imán unitario 1.

Como se muestra en la figura 1c, la primera porción 1a que forma cuerpo del imán unitario 1 puede ser de forma poligonal con caras longitudinales 3. Alternativamente, la primera porción 1a del imán unitario 1 puede ser también de forma cilíndrica de sección circular u ovalada. En este caso, es posible también dotar a la forma cilíndrica más o menos exacta de al menos un bisel longitudinal 6 en el sentido de su longitud y/o de al menos un bisel transversal 6a en al menos uno de los extremos longitudinales del imán unitario 1.

Cada bisel 6, 6a puede presentar una profundidad que varía en la longitud del imán. En un bisel longitudinal 6, esta profundidad puede ser mayor hacia un extremo longitudinal o, por el contrario, mayor hacia la porción media longitudinal del imán unitario 1.

Como se mencionó anteriormente y se muestra en las figuras 2c, 3c y 4c, el imán unitario 1 puede presentar al menos una segunda porción 1b en un extremo longitudinal del imán unitario 1 en prolongación de la primera porción 1a. Puede haber también dos segundas porciones 1b con una segunda porción 1b respectivamente en un extremo longitudinal del imán unitario 1.

La o las segundas porciones 1b pueden apuntar hacia un extremo longitudinal asociado del imán disminuyendo en sección a medida que se acercan al extremo longitudinal.

Como se muestra en la figura 3c y sobre todo en la figura 4c, la o las segundas porciones 1b de extremo longitudinal pueden ser abombadas siendo de forma convexa. Una parte superior de la forma convexa de la o de cada segunda porción 1b de extremo longitudinal realiza el extremo longitudinal asociado del imán unitario 1.

Como se muestra en las Figuras 2c, 3c y 4c, la o las segundas porciones 1b de extremo longitudinal pueden terminar en su extremo longitudinal asociado en una cara media 5 que forma el extremo longitudinal. En la figura 4c, para la forma ovoide, esta cara media 5 que forma el extremo longitudinal está sin embargo abombada y sólo es opcional.

Como se muestra en las figuras 2c y 3c, la o las segundas porciones 1b de extremo longitudinal pueden comprender caras laterales 4 inclinadas hacia un eje longitudinal del imán 1 aproximándose al extremo longitudinal asociado del imán.

Estas caras laterales inclinadas 4 pueden extenderse entre una base grande 4a unida a la primera porción 1a que forma cuerpo del imán y una pequeña base que forma un extremo longitudinal del imán. Tal base grande 4a es la que puede llevar formas ahuecadas transversales 6a como alternativa o como complemento de las formas ahuecadas longitudinales 6 llevadas por la primera porción 1a.

Como se muestra en la figura 3c, las caras laterales inclinadas 4 pueden abombadas siendo convexas.

Como se muestra en las figuras 2c y 3c, las caras laterales inclinadas 4 de la o de las segundas porciones 1b pueden presentar la misma anchura que las caras longitudinales de la primera porción 1a, colocándose una cara inclinada 4 extremo con extremo con una respectiva cara longitudinal 3.

Como se muestra más visiblemente en las figuras 3c y 4c, cada extremo longitudinal del imán unitario 1 puede comprender una segunda porción 1b de extremo longitudinal.

Refiriéndose más particularmente a las figuras 1a y 1b, 2a y 2b, 3a y 3b, 4a y 4b y a las figuras 5 y 6, la invención concierne a una estructura de imán tridimensional 2 que consiste en una pluralidad de imanes unitarios 1, siendo cada imán unitario como se mencionó anteriormente.

En esta estructura de imán 2, los imanes unitarios 1 son directamente adyacentes uno a otro estando parcialmente en contacto en las formas ahuecadas longitudinales 6 y/o transversales 6a hacia el interior. Los imanes unitarios 1 se pegan por depósito de pegamento sobre al menos una porción de las formas ahuecadas 6, 6a. La pluralidad de imanes unitarios 1 realiza una malla de imanes sin la interposición de elementos de retención entre ellos distintos del pegamento, estando los imanes unitarios 1 en contacto directo entre imanes adyacentes. Esto se ve particularmente bien en la figura 5 y en las figuras ampliadas 1b, 2b, 3b y 4b. Los motivos hechos por los imanes unitarios 1 son diferentes según el diseño de estos imanes unitarios 1.

Cuando las formas longitudinales ahuecadas son biseles longitudinales 6 en el imán unitario 1 ahuecadas en el contorno exterior del imán en la primera porción 1a del imán unitario 1, el depósito de pegamento concierne a los biseles 6 de los imanes unitarios 1.

Cuando la base grande 4a de cada cara inclinada está ahuecada al menos parcialmente por un bisel transversal 6a como forma ahuecada en la o las segundas porciones 1b, el depósito de pegamento concierne exclusivamente a las bases grandes 4a de los imanes unitarios 1 para la citada al menos una segunda porción 1b. Por supuesto, para los biseles longitudinales 6 y transversales 6a en asociación, son estos dos tipos de biseles longitudinales 6 y transversales 6a los que reciben exclusivamente el depósito de pegamento.

Esto quiere decir que sólo las formas ahuecadas longitudinales 6 y transversales 6a reciben pegamento y que, por tanto, el pegado es puntual quedando limitado a las formas ahuecadas.

Como se muestra en la figura 6, la invención concierne a actuador electromagnético lineal o giratorio con tal estructura 2 de imán unitario 1 o varias de tales estructuras de imán 2, formando parte la o las estructuras de imán 2 de un rotor 7 giratorio alrededor de su centro, estando la o las estructuras de imán 2 dispuestas concéntricamente en el centro del rotor 7.

El actuador que se muestra en la figura 6 es de flujo axial pero podría ser también de flujo radial.

La o las estructuras de imán 2 pueden estar dispuestas concéntricamente en el centro del rotor 7, ventajosamente separadas por ramales 8 en el caso de varias estructuras de imán 2 y enmarcadas por una parte por un cubo 10 y un aro 9. Los ramales 8 parten del cubo 10 y terminan en el aro 9.

Cuando es unitaria, la estructura de imán 2 puede formar un único imán que se extiende sobre el actuador. Cuando son múltiples, como se muestra en la figura 6, las estructuras de imán 2 son bloques sucesivos que forman polos de imán sucesivos alternados.

La invención concierne finalmente a un procedimiento de fabricación de tal estructura de imán 2. El procedimiento comprende una etapa de recorte en una loseta imantada que tenga una longitud, una anchura y un espesor que formen tres dimensiones de la loseta, de varios imanes unitarios 1 según las tres dimensiones de la loseta imantada.

El procedimiento comprende a continuación una etapa de determinación de zonas de contacto parcial en cada imán unitario 1 con cada imán que le es adyacente cuando los imanes son adyacentes uno a otro. Esto depende del contorno exterior de los imanes unitarios 1.

Se procede a continuación a la realización en las zonas de contacto de formas ahuecadas longitudinales 6 y/o transversales 6a hacia el interior del imán unitario 1 que se extienden sobre al menos una parte de una longitud de la primera porción 1a y/o transversalmente a la primera porción 1a, por ejemplo, sobre la base grande 4a de las caras inclinadas 4 de la segunda porción 1b cuando está presente.

El siguiente paso es el pegado de cada imán unitario 1 por depósito una resina en cada imán unitario 1 únicamente en las zonas de contacto parcial determinadas. Pegado significa recubrimiento o depósito de pegamento en esta etapa del procedimiento.

A continuación se procede al posicionamiento de los imanes unitarios 1 así pegados de manera adyacente uno con otro, estableciéndose en las zonas de contacto un contacto parcial entre dos imanes unitarios 1 adyacentes.

Se puede proceder a una inyección de una capa de material compuesto alrededor de los imanes unitarios 1 así puestos en contacto y pegados para su recubrimiento y densificar la estructura de imán 2 así creada.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Estructura de imán (2) en tres dimensiones constituida por una pluralidad de imanes unitarios (1), siendo los imanes unitarios (1) directamente adyacentes uno a otro, comprendiendo cada imán unitario (1) una primera porción (1a) longitudinal que presenta un contorno exterior que lleva formas ahuecadas (6) hacia el interior del imán unitario (1) que se extienden sobre al menos una parte de una longitud de la primera porción (1a) y/o formas ahuecadas (6a) que se extienden sobre al menos una parte del contorno del imán unitario (1) transversalmente a un eje longitudinal del imán unitario (1) en la proximidad de al menos un extremo longitudinal del imán unitario (1), caracterizada porque los imanes unitarios (1) quedan parcialmente en contacto entre sí a nivel de las formas ahuecadas (6, 6a) hacia el interior, los imanes quedan pegados entre sí por depósito de pegamento sobre al menos una porción de las formas ahuecadas (6, 6a), la pluralidad de imanes unitarios (1) realiza una malla de imanes sin interposición de elementos de retención entre ellos distintos del pegamento.

2. Estructura de imán (2) según reivindicación 1, en la cual las formas ahuecadas (6, 6a) de los imanes unitarios (1) son cavidades o biseles longitudinales (6) y/o transversales (6a) en cada imán unitario (1) ahuecadas en el contorno exterior de la primera porción (1 a) del imán unitario (1).

3. Estructura de imán (2) según la reivindicación precedente, en la cual la primera porción (1a) y los biseles longitudinales (6) de los imanes unitarios (1) se extienden sobre toda una longitud de cada imán unitario (1).

4. Estructura de imán (2) según cualquiera de las dos reivindicaciones precedentes, en la cual la primera porción (1a) que forma cuerpo de cada imán unitario (1) es de forma poligonal con caras longitudinales (3) o de forma cilíndrica de sección circular u ovalada.

5. Estructura de imán (2) según la reivindicación precedente, en la cual, cuando la primera porción (1a) es de forma poligonal con caras longitudinales (3), cada bisel longitudinal (6) separa dos caras longitudinales (3) de la primera porción (1a).

6. Estructura de imán (2) según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en la cual cada bisel longitudinal (6) presenta una profundidad que varía en la longitud de cada imán unitario (1).

7. Estructura de imán (2) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual cada imán unitario (1) presenta al menos una segunda porción (1b) en un extremo longitudinal del imán unitario (1) en prolongación de la primera porción (1a), apuntando la citada al menos una segunda porción (1b) hacia un extremo longitudinal asociado del imán disminuyendo en sección a medida que se aproxima al extremo longitudinal.

8. Estructura de imán (2) según la reivindicación precedente, en la cual cada imán unitario (1) presenta un contorno exterior al menos parcialmente ovoide, presentando la primera porción (1 a) que forma cuerpo del imán unitario (1) una sección más grande y extendiéndose sobre una longitud mayor del imán unitario (1) que la citada al menos una segunda porción (1b).

9. Estructura de imán (2) según la reivindicación precedente, en la cual la citada al menos una segunda porción (1b) de extremo longitudinal de cada imán unitario (1) está abombada siendo de forma convexa, realizando una parte superior de la forma convexa de la segunda porción de extremo longitudinal (1b) el extremo longitudinal asociado del imán unitario (1).

10. Estructura de imán (2) según la reivindicación precedente, en la cual la citada al menos una segunda porción (1b) de extremo longitudinal de cada imán unitario (1) termina en su extremo longitudinal asociado por una cara media (5) que forma el extremo longitudinal.

11. Estructura de imán (2) según la reivindicación 7, en la cual la citada al menos una segunda porción (1b) de extremo longitudinal de cada imán unitario (1) comprende caras laterales inclinadas (4) hacia un eje longitudinal del imán aproximándose al extremo longitudinal asociado del imán unitario (1), extendiéndose las caras laterales inclinadas (4) entre una base grande (4a) unida a la primera porción (1a) que forma cuerpo del imán del imán y una base pequeña que forma una extremo longitudinal del imán unitario (1).

12. Estructura de imán (2) según la reivindicación precedente, en la cual las caras laterales inclinadas (4) de cada imán unitario (1) son abombadas siendo convexas.

13. Estructura de imán (2) según la reivindicación 5 y una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12, en la cual las caras laterales inclinadas (4) de la citada al menos una segunda porción (1b) de cada imán unitario (1) presentan la misma anchura que las caras longitudinales de la primera porción (1a), quedando puesta una cara inclinada (4) extremo con extremo con una respectiva cara longitudinal (3).

14. Estructura de imán (2) según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en la cual la base grande (4a) de cada cara inclinada está ahuecada al menos parcialmente por un bisel transversal (6a) como forma ahuecada.

15. Estructura de imán (2) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 14 precedentes, en la cual cada extremo longitudinal de cada imán unitario (1) comprende la segunda porción (1b) de extremo longitudinal.

16. Estructura de imán (2) según reivindicación precedente, en la cual, cuando las formas longitudinales y/o transversales ahuecadas son biseles longitudinales (6) y/o transversales (6a) en el imán unitario (1) ahuecadas en el contorno exterior del imán unitario (1), el depósito de pegamento concierne exclusivamente a los biseles (6, 6a) de los imanes unitarios (1).

17. Estructura de imán (2) según la reivindicación precedente y la reivindicación 14, en la cual, estando la base grande (4a) de cada cara inclinada ahuecada al menos parcialmente por un bisel transversal (6a) como forma transversal ahuecada sobre la citada al menos una segunda porción (1b), el depósito de pegamento concierne exclusivamente a las bases grandes (4a) de los imanes unitarios (1) para la citada al menos una segunda porción (1 b).

18. Actuador electromagnético lineal o giratorio, caracterizado porque comprende una estructura de imán (2) o varias estructuras de imán (2) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, formando parte la o las estructuras de imán (2) de un rotor (7) giratorio alrededor de su centro, estando dispuestas la o las estructuras de imán (2) concéntricamente en el centro del rotor (7).

19. Actuador electromagnético según la reivindicación precedente, en el cual, cuando es unitaria, la estructura de imán (2) forma un único imán que se extiende sobre el actuador o, cuando son múltiples, las estructuras de imán (2) son bloques sucesivos que forman polos de imán alternados sucesivos.

20. Procedimiento de fabricación de una estructura de imán (2) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende las etapas siguientes:

- recorte en una loseta imantada que tenga una longitud, una anchura y un espesor que formen tres dimensiones de la loseta de varios imanes unitarios (1) según las tres dimensiones de la loseta imantada,

- determinación de las zonas de contacto parcial de cada imán unitario (1) con cada imán adyacente al mismo cuando los imanes están dispuestos uno al lado de otro,

- realización en las zonas de contacto de formas ahuecadas (6, 6a) hacia el interior del imán unitario (1) que se extienden sobre al menos una parte de una longitud de la primera porción (1 a) y/o transversalmente a la primera porción (1a),

- pegado de cada imán unitario (1) por depósito de una resina en cada imán unitario (1) únicamente en las zonas de contacto parcial determinadas,

- posicionamiento de los imanes unitarios (1) así pegados de manera adyacente uno a otro, estableciéndose en las zonas de contacto un contacto parcial entre dos imanes unitarios (1) adyacentes.

21. Procedimiento según la reivindicación precedente, en el cual se procede a una inyección de una capa de material compuesto alrededor de los imanes unitarios (1) puestos así en contacto y pegados para su recubrimiento.