ЕДИНИЧНЫЕ МАГНИТЫ С УГЛУБЛЕННЫМИ ФОРМАМИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫМИ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТИ ЗОН КОНТАКТА МЕЖДУ СМЕЖНЫМИ МАГНИТАМИ Российский патент 2022 года по МПК H01F41/02 H01F7/02 H02K1/02 H02K1/27 

Настоящее изобретение относится к единичному (элементарному) магниту, имеющему углубленные формы для образования части зон контакта между смежными единичными магнитами, и к магнитной структуре с множеством смежных единичных магнитов. Изобретение относится также к электромагнитному приводу, содержащему одну или несколько таких магнитных структур.

Настоящее изобретение находит свое предпочтительное, но не ограничительное применение для электромагнитного привода, выдающего большую мощность при высокой скорости вращения ротора, чего достигают за счет использования одной или нескольких магнитных структур в соответствии с настоящим изобретением. Такой электромагнитный привод можно использовать, например, для полностью электрического или гибридного автотранспортного средства.

Предпочтительно, но не ограничительно, привод может быть вращающимся приводом, который может содержать по меньшей мере один ротор, обрамленный двумя статорами, причем эти элементы могут перекрывать друг друга, будучи разделенными по меньшей мере одним воздушным зазором на одном валу.

В высокоскоростных вариантах применения необходимо иметь не только компактную систему, которая становится возможной за счет уменьшения массы и габарита электромагнитного привода при оптимальной выходной мощности, но также обеспечивать высокую механическую прочность вращающейся или поступательно перемещающейся части, то есть ротора или элемента, совершающего линейно-поступательное движение, чтобы повысить надежность системы.

В высокоскоростных вариантах применения необходимо уменьшить потери для достижения оптимальной выходной мощности. В применении для автомобиля все более стремятся к миниатюризации. Для этого важно иметь компактную систему, которая становится возможной за счет уменьшения массы и габарита привода, а также обеспечивать высокую механическую прочность перемещающейся части, чтобы повысить надежность системы.

В случае электромагнитного привода с осевым (аксиальным) потоком, являющегося неограничительным примером настоящего изобретения, ротор содержит корпус в виде диска с двумя круглыми сторонами, соединенными через толщину, при этом диск ограничен между наружным венцом и внутренней периферией, ограничивающей выемку для вращающегося вала.

По меньшей мере к одной из двух круглых сторон корпуса, называемой опорной стороной, прилегают по меньшей мере два постоянных магнита. В случае ротора с одним воздушным зазором, предназначенного для объединения со статором, магниты расположены только на одной круглой стороне корпуса, тогда как в случае ротора с двумя воздушными зазорами с соответствующим статором, магниты установлены на обеих сторонах.

Каждый из магнитов удерживается на стороне или на соответствующей стороне средствами удержания, при этом между упомянутыми по меньшей мере двумя магнитами на одной стороне оставлен промежуток.

В случае электромагнитного привода с радиальным потоком ротор содержит цилиндрический корпус, по всему контуру которого установлены магниты.

Каждый статор или каждый из статоров имеет элементы обмотки, содержащие зуб с обмоткой, при этом зуб окружен с каждой из своих сторон вырезом, при этом на зуб намотан проводящий металлический провод, выполненный из материала с высокой проводимостью, для образования обмотки.

Когда на ряд или ряды обмоток поступает электрическое питание, на ротор, закрепленный на выходном вале двигателя, действует крутящий момент, создаваемый магнитным полем, при этом создаваемый магнитный поток является осевым потоком в случае электромагнитной машины с осевым потоком и радиальным потоком в случае машины с радиальным потоком.

Известно, что магниты могут размагничиваться, когда на них действуют высокие температуры.

В документе US-А-2011/080065 описан ротор для двигателя с осевым потоком с множеством магнитных структур, расположенных вокруг ротора и состоящих из нескольких единичных магнитов.

Описанный в этом документе ротор разработан на основе вывода, что постоянные магниты в таком двигателе подвергаются действию высокой температуры по причине тепла, создаваемого обмотками, и имеют немалую вероятность размагничивания от размагничивающего поля обмоток. Следовательно, существует потребность в магнитах, в которых коэрцитивная сила, являющаяся показателем теплостойкости и стойкости к размагничиванию, превышает определенный уровень.

Когда ротор вращается, в магнитах циркулируют токи Фуко. Эффективным средством для уменьшения токов Фуко является разделение магнитного тела, чтобы прервать путь тока Фуко. Хотя разделение тела магнита на более мелкие куски приводит к более значительному уменьшению потерь от токов Фуко, при этом появляется необходимость в учете таких проблем, как повышение стоимости изготовления и снижение выходной мощности.

В этом документе предшествующего уровня техники предложено, чтобы каждый из разделенных единичных магнитов имел вблизи поверхности части магнита более высокую коэрцитивную силу, чем внутри единичного магнита. Это является трудной в осуществлении и дорогой мерой.

Кроме того, в этом документе единичные магниты склеены друг с другом своими сторонами, будучи выполнены в виде кубов, что способствует их размагничиванию и не обеспечивает теплообмена с наружной средой магнитов. Выяснилось, что такое расположение единичных магнитов в виде склеенных кубов не повышает прочность магнитной структуры, состоящей из таких единичных магнитов.

Документ предшествующего уровня техники также предлагает располагать единичные магниты в ячеистой структуре для получения магнитной структуры, но это требует дополнительной работы по размещению магнитов и приводит к потере места, необходимого для ячеек между магнитами, при этом магнитная структура содержит меньше единичных магнитов и теряет в своей намагничивающей способности.

Документ US-А-4 555 685 относится к магнитам большого размера. Эти большеразмерные магниты имеют трапециевидную форму, но не объединены друг с другом для получения компактной магнитной структуры.

В документе US-А-2004/263012 описаны магниты большого размера, то есть уподобляемые магнитным структурам. Эти большеразмерные магниты имеют скошенные края, но не объединены друг с другом для получения компактной магнитной структуры.

Задачей настоящего изобретения является разработка формы единичного магнита и магнитной структуры, объединяющей в себе несколько единичных магнитов, которые могут противостоять размагничиванию единичного магнита и одновременно обеспечивать прочное соединение единичных магнитов между собой, когда эти единичные магниты образуют магнитную структуру, которая может выдерживать высокие рабочие скорости и одновременно создавать мощное магнитное поле с оптимальным удержанием магнитов в их опоре без размещения разделительных элементов между единичными магнитами.

Для этого объектом настоящего изобретения является трехмерная магнитная структура, состоящая из множества единичных магнитов, при этом единичные магниты являются непосредственно смежными друг с другом, отличающаяся тем, что каждый единичный магнит содержит первый продольный участок, имеющий наружный контур с формами, углубленными внутрь единичного магнита и расположенными по меньшей мере на части длины первого участка, и/или углубленными формами, расположенными по меньшей мере на части контура единичного магнита поперечно к продольной оси единичного магнита вблизи по меньшей мере одного продольного конца единичного магнита, при этом единичные магниты частично входят в контакт между собой на уровне углубленных внутрь форм, при этом магниты склеены между собой посредством нанесения клея по меньшей мере на участок углубленных форм, при этом множество единичных магнитов образуют ячеистую структуру из магнитов без использования между ними других удерживающих элементов, кроме клея.

«Вблизи продольного конца» значит, что поперечные углубленные формы заключены между одним продольным концом единичного магнита и не далее чем в точке на равном расстоянии от продольного конца единичного магнита и от середины длины первого участка единичного магнита.

Эти продольные и/или поперечные углубленные формы расположены в зонах, предназначенных для обеспечения контакта между смежными магнитами. В рамках настоящего изобретения не ставится задача склеивать единичные магниты их сторонами, а только локально на углубленных формах, выполненных в каждом единичном магните и содержащих в этом случае клей, предпочтительно в виде смолы. Эти зоны контакта могут быть точечными, линейными или в виде дуги окружности по наружному контуру единичных магнитов. Именно клей, содержащийся в этих углубленных формах, обеспечивает сцепление между двумя смежными единичными магнитами.

Таким образом, единичные магниты получают в виде объединенных между собой «кристаллов», которые связаны друг с другом не по всей площади граней или продольных сторон, а слои смолы или клея сменяют друг друга, например, по меньшей мере на одном продольном конце, так как на этом продольном конце нет второго участка, или на большом основании граней, наклоненных, например, под углом 45°, и/или на продольных гранях, предпочтительно имеющих фаски (скошенные кромки), чтобы построить ячеистую решетку на концах многогранных блоков с ограниченными зонами контакта между магнитами.

В случае единичных магнитов идеальной яйцевидной формы с первым закругленным участком контакт между двумя смежными единичными магнитами является меньшим и может быть лишь точечным и по существу соответствует дуге окружности небольшого размера между двумя единичными магнитами. Между двумя смежными единичными магнитами по размеру дуги окружности контакта можно выполнить бороздку для нанесения клея, предпочтительно в виде смолы.

Предпочтительно углубленные формы представляют собой полости или фаски, продольные и/или поперечные, на единичном магните, выполненные в наружном контуре первого участка единичного магнита. Эти заполняемые клеем полости или фаски предназначены для формирования зон контакта между двумя смежными единичными магнитами. Единичный магнит может быть объединен с многими смежными магнитами.

Предпочтительно первый участок и продольные фаски расположены по всей длине каждого единичного магнита.

Предпочтительно первый участок, образующий тело каждого единичного магнита, имеет многоугольную форму с продольными гранями или цилиндрическую форму круглого или овального сечения.

Предпочтительно, когда первый участок имеет многоугольную форму с продольными гранями, каждая фаска разделяет две продольные грани первого участка. В случае многоугольной формы предпочтительно продольные фаски выполнены на продольных ребрах.

Предпочтительно каждая фаска имеет глубину, меняющуюся вдоль длины каждого единичного магнита. Это позволяет получить толщину клея, которая не является постоянной вдоль всей фаски.

Предпочтительно каждый единичный магнит имеет по меньшей мере один второй участок на продольном конце единичного магнита в продолжение первого участка, при этом упомянутый по меньшей мере один второй участок направлен в сторону соответствующего продольного конца магнита, и его сечение уменьшается по мере приближения к продольному концу.

Если рассматривать единичный магнит в качестве единичного элемента в виде блока, идеальной формой этого блока является симметричный эллипсоид вращения, называемый также яйцевидной формой, приблизительно уплощенная сфера, которая за счет свой топологии с трудом поддается размагничиванию, так как ее магнитное поле, относящееся к намагничиванию, является бесформенным. В углах нет вращающегося поля. Исходя из этого, задачей настоящего изобретения является получение ячеистой структуры из единичных магнитов, максимально приближающихся к форме эллипсоида вращения.

В данном случае можно предусмотреть несколько вариантов выполнения, и яйцевидная форма единичного магнита может быть более или менее идеальной, имея концевой участок выпуклой закругленной формы на одном продольном конце или на двух продольных концах.

Относительно идеальная яйцевидная форма с двумя выпуклыми продольными концами является оптимальной, но сложной в изготовлении путем механической обработки. С другой стороны, эта форма является идеальной, чтобы противостоять размагничиванию.

В качестве альтернативы можно также предусмотреть единичный магнит, основанный на многогранной структуре с первым участком, называемым телом, с продольными гранями и по меньшей мере одним концевым участком с гранями, наклоненными под углами от 0 до 45°, позволяющий увеличить магнитное поле, относящееся к намагничиванию, сохраняя при этом большие активные поверхности на концах единичных магнитов в виде блоков.

Между этими двумя формами выполнения можно также предусмотреть многие другие формы, более или менее приближающиеся к яйцевидной форме.

Предпочтительно каждый единичный магнит имеет по меньшей мере частично яйцевидный наружный контур с первым участком, образующим тело единичного магнита, имеющим большее сечение и расположенным на большей длине единичного магнита, чем упомянутый по меньшей мере один второй участок.

Таким образом, получают единичный магнит с яйцевидной формой, противостоящей размагничиванию магнита. Однако такой единичный магнит труднее изготовить путем механической обработки, чем единичный магнит многоугольной формы, по меньшей мере с одним закругленным продольным концом выпуклой формы, чтобы приблизиться к яйцевидной форме.

Предпочтительно упомянутый по меньшей мере один второй продольный концевой участок является закругленным и имеет выпуклую форму, при этом вершина выпуклой формы второго продольного концевого участка образует соответствующий продольный конец каждого единичного магнита. Это позволяет получить форму, приближающуюся к яйцевидной форме по меньшей мере на одном продольном конце.

Предпочтительно упомянутый по меньшей мере один второй продольный концевой участок заканчивается на своем соответствующем продольном конце центральной гранью, образующей продольный конец. В этом случае продольный конец является усеченным и относительно плоским.

Предпочтительно упомянутый по меньшей мере один второй продольный концевой участок имеет боковые грани, наклоненные к продольной оси магнита, приближаясь к соответствующему продольному концу магнита, при этом наклонные боковые грани расположены между большим основанием, соединенным с первым участком, образующим тело магнита, и малым основанием, образующим продольный конец магнита. Этот вариант выполнения является более легким в осуществлении, чем идеальная яйцевидная форма.

Предпочтительно наклонные боковые грани являются закругленными и выпуклыми. Это позволяет приблизить вариант выполнения с гранями к яйцевидной форме.

Предпочтительно наклонные боковые грани упомянутого по меньшей мере одного второго участка имеют такую же ширину, как и продольные грани первого участка, при этом наклонную грань размещают встык с соответствующей продольной гранью. В этом случае наклонные боковые грани продолжают продольные грани.

Предпочтительно в большом основании каждой наклонной грани по меньшей мере частично выполняют поперечную фаску в виде углубления.

Предпочтительно каждый продольный конец каждого магнита содержит второй продольный концевой участок. Это обеспечивает яйцевидную форму на двух продольных концах единичного магнита.

Предпочтительно, когда продольные и/или поперечные углубленные формы выполнены в виде фасок, продольных и/или поперечных, на единичном магните в наружном контуре магнита, клей наносят исключительно на продольные и/или поперечные фаски единичных магнитов.

Предпочтительно, когда в большом основании каждой наклонной грани по меньшей мере частично выполняют поперечную фаску в качестве поперечной углубленной формы на упомянутом по меньшей мере одном втором участке, клей наносят исключительно на больших основаниях единичных магнитов по меньшей мере для упомянутого по меньшей мере одного второго участка.

Объектом изобретения является также линейный или вращающийся электромагнитный привод, отличающийся тем, что содержит такую магнитную структуру или несколько таких магнитных структур, при этом магнитная структура или структуры являются частью ротора, вращающегося вокруг своего центра, при этом магнитная структура или структуры расположены концентрично относительно центра ротора.

Предпочтительно в случае единичной магнитной структуры она образует единый магнит, расположенный на приводе, и в случае множественной магнитной структуры она представляет собой последовательные блоки, образующие последовательные перемежающиеся магнитные полюсы.

Объектом изобретения является также способ изготовления такой магнитной структуры, отличающийся тем, что содержит следующие этапы:

- из намагниченной плитки, имеющей длину, ширину и толщину, образующие три размера плитки, вырезают несколько единичных магнитов по трем размерам намагниченной плитки,

- на каждом единичном магните определяют зоны частичного контакта с каждым смежным с ним магнитом, когда магниты расположены рядом друг с другом,

- создают в зонах контакта формы, углубленные внутрь единичного магнита, расположенные по меньшей мере на части длины первого участка и/или поперечно к первому участку,

- каждый единичный магнит приклеивают посредством нанесения смолы на каждый единичный магнит только на упомянутых определенных зонах частичного контакта,

- склеенные таким образом единичные магниты позиционируют смежно друг с другом, при этом частичный контакт между двумя смежными единичными магнитами устанавливают в зонах контакта.

Настоящее изобретение основано на том, что удержание между единичными магнитами обеспечивается без использования ячеистой структуры, в которой единичные магниты устанавливают индивидуально, что дает выигрыш в месте и позволяет разместить больше единичных магнитов в каждой магнитной структуре.

Кроме того, в рамках изобретения предлагается контакт не между сторонами единичных магнитов, как в известных решениях, а по существу точечный контакт, линейный контакт или контакт в виде дуги окружности, что позволяет увеличить связанное с намагничиванием магнитное поле и избегать легирования магнитов, одновременно избегая элементарных токов Фуко. Таком образом, можно получить очень большое общее число единичных магнитов в магнитной структуре, например, порядка 200-300 единичных магнитов на каждую магнитную структуру в отличие от известных решений, в которых это число в магнитной структуре не превышало двадцати.

Наконец, можно предусмотреть единичные магниты, принимающие разные конфигурации, более или менее приближающиеся к идеальной яйцевидной форме.

Предпочтительно вокруг входящих в контакт и склеенных единичных магнитов наносят слой композиционного материала для их покрытия. Это позволяет получить компактную магнитную структуру путем заполнения просветов между единичными магнитами.

Другие признаки, задачи и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют не ограничительные примеры и на которых:

Фиг. 1а, 1b и 1с - схематичные виды: соответственно вид спереди магнитной структуры, содержащей несколько единичных магнитов, увеличенный вид этой магнитной структуры и общий вид единичного магнита в виде удлиненного блока многоугольной формы согласно первому варианту выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 2а, 2b и 2с - схематичные виды: соответственно вид спереди магнитной структуры, содержащей несколько единичных магнитов, увеличенный вид этой магнитной структуры и общий вид единичного магнита в виде удлиненного блока согласно второму варианту выполнения настоящего изобретения, при этом единичный магнит содержит по меньшей мере один продольный концевой участок яйцевидной формы с наклонными гранями.

Фиг. 3а, 3b и 3с - схематичные виды: соответственно вид спереди магнитной структуры, содержащей несколько единичных магнитов, увеличенный вид этой магнитной структуры и общий вид единичного магнита в виде удлиненного блока согласно третьему варианту выполнения настоящего изобретения, при этом единичный магнит содержит по меньшей мере один продольный концевой участок яйцевидной формы с наклонными гранями, при этом наклонные грани являются выгнутыми.

Фиг. 4а, 4b и 4с - схематичные виды: соответственно вид спереди магнитной структуры, содержащей несколько единичных магнитов, увеличенный вид этой магнитной структуры и общий вид единичного магнита в виде удлиненного блока согласно четвертому варианту выполнения настоящего изобретения, при этом единичный магнит имеет по существу идеальную яйцевидную форму с двумя закругленными продольными концевыми участками.

Фиг. 5 - схематичный общий вид заявленной магнитной структуры, содержащей единичные магниты согласно второму варианту выполнения, при этом для большей наглядности единичные магниты показаны на расстоянии от магнитной структуры.

Фиг. 6 - схематичный общий вид ротора, содержащего несколько магнитных структур, при этом ротор является частью электромагнитного привода согласно настоящему изобретению, при этом выделенная в рамке А часть показана на фиг. 5.

Фигуры представлены в качестве примеров и не ограничивают изобретение. Они представляют собой принципиальные схематичные виды, предназначенные для облегчения понимания изобретения, и не обязательно выдержаны в масштабе практических устройств. В частности, размеры различных деталей не отображают реальной действительности.

В дальнейшем будет описан только один единичный магнит, только одна магнитная структура, только одна продольная грань, только одна наклонная грань и только одна фаска для каждого типа фаски, но все сказанное для одного из этих элементов действительно для всех аналогичных элементов.

Быть поперечным к единичному магниту значит находиться в плоскости, перпендикулярной к продольной оси удлиненного единичного магнита, имеющего форму блока.

Как показано на всех фигурах и, в частности, на фиг. 1а-1с, 2а-2с, 3а-3с и 4а-4с, настоящее изобретение относится к единичному магниту 1 удлиненной формы, который можно рассматривать как блок, при этом его длина значительно превышает его ширину.

Единичный магнит 1 содержит первый продольный участок 1а, имеющий наружный контур с формами 6, углубленными внутрь единичного магнита 1, расположенными по меньшей мере на части длины первого участка 1а, а также с формами 6а, углубленными внутрь единичного магнита 1, расположенными по меньшей мере на участке контура единичного магнита поперечно к продольной оси единичного магнита 1.

На фиг. 2с и 3с углубленные формы изображены в виде точек, при этом на каждом ребре 17 обозначена только одна точка 6 или 6а, что не является ограничением, при этом углубленные формы предпочтительно представляют собой фаски или канавки, выполненные внутри соответствующего ребра 17.

Углубленные формы 6, 6а могут быть выполнены в виде фаски или канавки, расположенной по длине ребра 17 грани, когда единичный магнит 1 имеет многоугольную форму по меньшей мере на части этой длины. Эти углубленные формы 6, 6а могут представлять собой полости, отделенные друг от друга по длине ребра грани, или фаски, образующие прерывистую совокупность фасок, отстоящих друг от друга по длине ребра. Глубина углубленных форм 6, 6а является достаточной, чтобы удерживать внутри них клей.

Единичный магнит 1 может также иметь по меньшей мере один второй продольный участок 1b, продолжающий первый участок 1а в сторону продольного конца единичного магнита 1, и поперечные углубленные формы 6а могут быть предусмотрены на этом или этих вторых продольных участках 1b в качестве альтернативы или в дополнение к продольным углубленным формам 6 первого участка 1а предпочтительно на соединении первого 1а и второго 1b участков.

Как показано на фиг. 1с, поперечные углубленные формы 6а могут присутствовать также на первом участке 1а, когда единичный магнит 1 не имеет второго участка 1b, на продольных концах единичного магнита 1.

Таким образом, когда второй участок 1b отсутствует, углубленные формы могут быть расположены по меньшей мере на части контура единичного магнита 1 поперечно к продольной оси единичного магнита 1 прямо на продольном конце единичного магнита 1, как в случае, представленном на фиг. 1с.

Эти углубленные формы 6, 6а, могут представлять собой фаски, продольные 6 и/или поперечные 6а относительно единичного магнита 1, выполненные в наружном контуре первого участка 1а единичного магнита 1, при этом поперечные углубленные формы 6а могут быть расположены на соединении первого 1а и второго 1b участков.

Показанный на фиг. 1с единичный магнит 1 содержит только первый участок 1а без второго концевого участка 1b. Первый участок 1а является многоугольным и имеет продольные грани 3. Продольные углубленные формы 6, предпочтительно фаски 6, могут быть выполнены на продольных ребрах 17 между двумя продольными гранями 3, а поперечные углубленные формы 6а могут быть выполнены по меньшей мере на одном из двух продольных концов единичного магнита 1.

Отсюда следует, что первый участок 1а и продольные фаски 6 могут быть выполнены по всей длине магнита. Таким образом, каждая фаска 6 может разделять две продольные грани 3 первого участка 1а.

Показанный на фиг. 2с единичный магнит 1 содержит только один второй концевой участок 1b. Первый 1а и второй 1b участки единичного магнита 1 содержат, каждый, грани, а именно продольные грани 3 для первого участка и грани 4, наклоненные к соответствующему продольному концу второго участка 1b.

Продольные углубленные формы 6, предпочтительно продольные фаски 6, могут быть выполнены на продольных ребрах 17 между двумя продольными гранями 3 первого участка 1а, и/или поперечные углубленные формы 6а, предпочтительно поперечные фаски 6а, могут быть выполнены на большом основании 4а наклонных граней 4 второго участка 1b, проходящих от большого основания 4а к малому основанию, образующему соответствующий продольный конец единичного магнита 1.

Показанный на фиг. 3с единичный магнит 1 содержит два вторых концевых участка 1b соответственно для продольного конца единичного магнита 1. Первый 1а и второй 1b участки единичного магнита 1 содержат, каждый, грани, а именно продольные грани 3 для первого участка и грани 4, наклоненные к соответствующему продольному концу соответствующего второго участка 1b. В этом варианте выполнения наклонные грани 4 являются выгнутыми.

Продольные углубленные формы 6, предпочтительно продольные фаски 6, могут быть выполнены на продольных ребрах 17 между двумя продольными гранями 3 первого участка 1а, и/или поперечные углубленные формы 6а, предпочтительно поперечные фаски 6а, могут быть выполнены на большом основании 4а наклонных граней 4 второго участка 1b.

Показанный на фиг. 4с единичный магнит 1 имеет почти идеальную яйцевидную форму с первым участком 1а и с двумя закругленными вторыми концевыми участками 1b выпуклой формы. Контакт между двумя яйцевидными смежными единичными магнитами 1 является по существу точечным или происходит по ограниченной дуге окружности.

В этом случае единичный магнит 1 может иметь по меньшей мере частично яйцевидный наружный контур с первым участком 1а, образующим тело единичного магнита 1, имеющим большее сечение и расположенным на большей длине единичного магнита 1, чем упомянутый по меньшей мере один второй участок 1b, а на фиг. 4с два вторых участка 1b - по одному на каждом из двух продольных концов единичного магнита 1.

Углубленные формы, предпочтительно фаски, могут быть выполнены в уменьшенной зоне контакта между двумя смежными яйцевидными единичными магнитами 1 и могут иметь форму в виде дуги окружности.

Как показано на фиг. 2с и 3с, поперечные углубленные формы 6а, которые выполнены по меньшей мере на части контура единичного магнита 1 поперечно к продольной оси единичного магнита 1, могут быть расположены вблизи по меньшей мере одного продольного конца единичного магнита 1. Поперечная углубленная форма 6а может быть выполнена вблизи каждого из продольных концов единичного магнита 1.

Это позиционирование можно производить прямо на продольном конце, когда единичный магнит 1 содержит только первый участок 1а, как показано на фиг. 1с, или на соединении первого участка 1а по меньшей мере с одним вторым участком 1b, как показано на фиг. 2с и 3с. Позиционирование вблизи по меньшей мере одного продольного конца единичного магнита 1 включает в себя эти два положения и все промежуточные положения.

Поскольку второй участок 1b по существу в два раза меньше, чем первый участок 1а, и даже еще меньше, «вблизи продольного конца» значит, что поперечные углубленные формы 6а заключены между продольным концом единичного магнита 1 и не далее чем точкой на равном расстоянии от продольного конца единичного магнита 1 и от середины длины первого участка 1а единичного магнита 1.

Как показано на фиг. 1с, первый участок 1а, образующий тело единичного магнита 1, может иметь многоугольную форму с продольными гранями 3. В альтернативном варианте первый участок 1а единичного магнита 1 может также иметь цилиндрическую форму круглого или овального сечения. В этом случае более или менее точную цилиндрическую форму можно дополнить по меньшей мере одной продольной фаской 6 вдоль длины и/или по меньшей мере одной поперечной фаской 6а по меньшей мере на одном из продольных концов единичного магнита 1.

Каждая фаска 6, 6а может иметь глубину, меняющуюся вдоль длины магнита. В случае продольной фаски 6 эта глубина может быть больше в направлении продольного конца или, наоборот, может быть больше в продольном центральном участке единичного магнита 1.

Как было указано выше и показано на фиг. 2с, 3с и 4с, единичный магнит 1 может иметь по меньшей мере один второй участок 1b на продольном конце единичного магнита 1 в продолжении первого участка 1а. Он может также иметь два вторых участка 1b с вторым участком 1b соответственно на продольном конце единичного магнита 1.

Второй участок или вторые участки 1b могут быть направлены к соответствующему продольному концу магнита, и их сечение уменьшается по мере приближения к продольному концу.

Как показано на фиг. 3с и особенно на фиг. 4с, второй продольный концевой участок или вторые продольные концевые участки 1b могут быть выгнуты и иметь выпуклую форму. Вершина выпуклой формы второго продольного концевого участка или каждого второго продольного концевого участка 1b образует соответствующий продольный конец единичного магнита 1.

Как показано на фиг. 2с, 3с и 4с, второй продольный концевой участок или вторые продольные концевые участки 1b могут заканчиваться на своем соответствующем продольном конце центральной гранью 5, образующей продольный конец. На фиг. 4с при яйцевидной форме эта центральная грань 5, образующая продольный конец является выгнутой и всего лишь факультативной.

Как показано на фиг. 2с и 3с, второй продольный концевой участок или вторые продольные концевые участки 1b могут содержать боковые грани 4, наклоненные к продольной оси магнита 1, приближаясь к соответствующему продольному концу магнита.

Эти наклонные боковые грани 4 могут быть расположены между большим основанием 4а, соединенным с первым участком 1а, образующим тело магнита, и малым основанием, образующим продольный конец магнита. Именно на таком большом основании 4а можно выполнить поперечные углубленные формы 6а в качестве альтернативы или в дополнение к продольным углубленным формам 6, выполненным на первом участке 1а.

Как показано на фиг. 3с, наклонные боковые грани 4 могут быть выгнутыми и иметь выпуклую форму.

Как показано на фиг. 2с и 3с, наклонные боковые грани 4 второго участка или вторых участков 1b могут иметь такую же ширину, как и продольные грани первого участка 1а, при этом наклонная грань 4 соединена встык с соответствующей продольной гранью 3.

Как более наглядно показано на фиг. 3с и 4с, каждый продольный конец единичного магнита 1 может содержать второй продольный концевой участок 1b.

Как показано, в частности, на фиг. 1а и 1b, 2a и 2b, 3a и 3b, 4а и 4b и на фиг. 5 и 6, изобретение относится к трехмерной магнитной структуре 2, образованной множеством единичных магнитов 1, при этом каждый единичный магнит 1 является описанным выше магнитом.

В этой магнитной структуре 2 единичные магниты 1 являются непосредственно смежными друг с другом и частично входят в контакт на уровне углубленных внутрь продольных 6 и/или поперечных 6а форм. Единичные магниты 1 склеены посредством нанесения клея по меньшей мере на участок углубленных форм 6, 6а. Множество единичных магнитов 1 образует сетку магнитов без размещения между ними элементов удержания, кроме клея, при этом единичные магниты 1 входят в прямой контакт между смежными магнитами. Это наглядно показано на фиг. 5 и на увеличенных видах на фиг. 1b, 2b, 3b и 4b. Рисунки, образованные единичными магнитами 1, могут различаться в зависимости от концепции этих единичных магнитов 1.

Когда продольные углубленные формы являются фасками 6, продольными относительно единичного магнита 1 и выполненными в наружном контуре магнита на первом участке 1а единичного магнита 1, клей наносят на фаски 6 единичных магнитов 1.

Когда большое основание 4а каждой наклонной грани содержит по меньшей мере частично выполненную поперечную фаску 6а в качестве углубленной формы на втором участке или вторых участках 1b, клей наносят исключительно на больших основаниях 4а единичных магнитов 1 по меньшей мере для упомянутого по меньшей мере одного второго участка 1b. Разумеется, в случае комбинации продольных 6 и поперечных 6а фасок клей наносят исключительно на эти два типа продольных 6 и поперечных 6а фасок.

Это значит, что клей наносят только на продольные 6 и поперечные 6а углубленные формы и что, следовательно, склеивание является точечным и ограничено углубленными формами.

Как показано на фиг. 6, объектом изобретения является также линейный или вращающийся электромагнитный привод, содержащий такую единичную магнитную структуру 2 или несколько таких магнитных структур 2, при этом магнитная структура или магнитные структуры 2 являются частью ротора 7, вращающегося вокруг своего центра, при этом магнитная структура или магнитные структуры 2 расположены концентрично относительно центра ротора 7.

Привод, показанный на фиг. 6, является приводом с осевым потоком, но может быть также приводом с радиальным потоком.

Магнитная структура или магнитные структуры 2 могут быть расположены концентрично относительно центра ротора 7, предпочтительно разделены ветвями 8 в случае нескольких магнитных структур 2 и обрамлены, с одной стороны, ступицей 10 и, с другой стороны, ободом 9. Ветви 8 отходят от ступицы 10 и заканчиваются на ободе 9.

В случае единичной магнитной структуры 2 она образует единый магнит, расположенный на приводе. В случае множественных магнитных структур 2, как показано на фиг. 6, они представляют собой последовательные блоки, образующие последовательные перемежающиеся магнитные полюсы.

Наконец, объектом изобретения является способ изготовления такой магнитной структуры 2. Способ содержит этап вырезания из намагниченной плитки, имеющей длину, ширину и толщину, образующие три размера плитки, нескольких единичных магнитов 1 по трем размерам намагниченной плитки.

Затем способ содержит этап определения зон частичного контакта на каждом единичном магните 1 с каждым смежным с ним магнитом, когда магниты расположены смежно друг с другом. Это зависит от наружного контура единичных магнитов 1.

После этого в зонах контакта выполняют продольные 6 и/или поперечные 6а формы, углубленные внутрь единичного магнита 1, расположенные по меньшей мере на части длины первого участка 1а и/или поперечно к первому участку 1а, например, на большом основании 4а наклонных граней 4 второго участка 1b при его наличии.

На следующем этапе производят приклеивание каждого единичного магнита 1 посредством нанесения смолы на каждый единичный магнит 1 только в определенных перед этим зонах частичного контакта. Приклеивание обозначает намазывание или нанесение клея на этом этапе способа.

Затем осуществляют позиционирование единичных магнитов 1, склеенных таким образом смежно друг с другом, при этом частичный контакт между двумя смежными единичными магнитами 1 устанавливают в зонах контакта.

Вокруг входящих в контакт и склеенных единичных магнитов 1 можно нанести слой композиционного материала для их покрытия и для уплотнения созданной таким образом магнитной структуры 2.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в уменьшении массы и габаритов, повышении надежности электромагнитного привода. Достигается тем, что магнитная структура состоит из единичных магнитов (1), имеющих удлиненную форму и содержащих первый продольный участок (1а), имеющий наружный контур с формами (6), углубленными в направлении внутрь единичного магнита (1), причем упомянутые углубленные формы (6) расположены по меньшей мере на части длины первого участка (1а) и/или расположены по меньшей мере на части контура единичного магнита (1) поперечно к продольной оси единичного магнита вблизи по меньшей мере одного продольного конца единичного магнита (1). 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Трехмерная магнитная структура (2), состоящая из множества единичных магнитов (1), при этом единичные магниты (1) являются непосредственно смежными друг с другом, отличающаяся тем, что каждый единичный магнит (1) содержит первый продольный участок (1а), имеющий наружный контур с формами, углубленными внутрь единичного магнита (1) и расположенными по меньшей мере на части длины первого участка (1а), и/или углубленными формами (6а), расположенными по меньшей мере на части контура единичного магнита (1) поперечно к продольной оси единичного магнита (1) вблизи по меньшей мере одного продольного конца единичного магнита (1), при этом единичные магниты (1) частично входят в контакт между собой на уровне углубленных внутрь форм (6, 6а), при этом магниты склеивают между собой посредством нанесения клея по меньшей мере на участок углубленных форм (6, 6а), при этом множество единичных магнитов (1) образуют ячеистую структуру из магнитов без использования между ними других удерживающих элементов, кроме клея.

2. Магнитная структура (2) по п. 1, в которой углубленные формы (6, 6а) единичных магнитов (1) представляют собой полости или продольные фаски (6) и/или поперечные фаски (6а) на каждом единичном магните (1), выполненные в наружном контуре первого участка (1а) единичного магнита (1).

3. Магнитная структура (2) по предыдущему пункту, в которой первый участок (1а) и продольные фаски (6) единичных магнитов (1) расположены по всей длине каждого единичного магнита (1).

4. Магнитная структура (2) по любому из двух предыдущих пунктов, в которой первый участок (1а), образующий тело каждого единичного магнита (1), имеет многоугольную форму с продольными гранями (3) или цилиндрическую форму круглого или овального сечения.

5. Магнитная структура (2) по предыдущему пункту, в которой, когда первый участок (1а) имеет многоугольную форму с продольными гранями (3), каждая продольная фаска (6) разделяет две продольные грани (3) первого участка (1а).

6. Магнитная структура (2) по любому из пп. 2-5, в которой каждая продольная фаска (6) имеет глубину, меняющуюся вдоль длины каждого единичного магнита (1).

7. Магнитная структура (2) по любому из предыдущих пунктов, в которой каждый единичный магнит (1) имеет по меньшей мере один второй участок (1b) на одном продольном конце единичного магнита (1) в продолжение первого участка (1а), при этом упомянутый по меньшей мере один второй участок (1b) направлен в сторону соответствующего продольного конца магнита, и его сечение уменьшается по мере приближения к продольному концу.

8. Магнитная структура (2) по предыдущему пункту, в которой каждый единичный магнит (1) имеет по меньшей мере частично яйцевидный наружный контур с первым участком (1а), образующим тело единичного магнита (1), имеющим большее сечение и расположенным на большей длине единичного магнита (1), чем упомянутый по меньшей мере один второй участок (1b).

9. Магнитная структура (2) по предыдущему пункту, в которой упомянутый по меньшей мере один второй продольный концевой участок (1b) каждого единичного магнита является закругленным, придавая ему выпуклую форму, при этом вершина выпуклой формы второго продольного концевого участка (1b) образует соответствующий продольный конец единичного магнита (1).

10. Магнитная структура (2) по предыдущему пункту, в которой упомянутый по меньшей мере один второй продольный концевой участок (1b) каждого единичного магнита (1) заканчивается на своем соответствующем продольном конце центральной гранью (5), образующей продольный конец.

11. Магнитная структура (2) по п. 7, в которой упомянутый по меньшей мере один второй продольный концевой участок (1b) каждого единичного магнита (1) имеет боковые грани (4), наклоненные к продольной оси магнита, приближаясь к соответствующему продольному концу единичного магнита (1), при этом наклонные боковые грани (4) расположены между большим основанием (4а), соединенным с первым участком (1а), образующим тело магнита, и малым основанием, образующим продольный конец единичного магнита (1).

12. Магнитная структура (2) по предыдущему пункту, в которой наклонные боковые грани (4) каждого единичного магнита (1) являются закругленными, чтобы быть выпуклыми.

13. Магнитная структура (2) по п. 5, в которой наклонные боковые грани (4) упомянутого по меньшей мере одного второго участка (1b) каждого единичного магнита (1) имеют такую же ширину, как и продольные грани первого участка (1а), при этом наклонная грань (4) размещена встык с соответствующей продольной гранью (3).

14. Магнитная структура (2) по любому из пп. 11-13, в которой в большом основании (4а) каждой наклонной грани по меньшей мере частично выполняют поперечную фаску (6а) в качестве углубленной формы.

15. Магнитная структура (2) по любому из пп. 7-14, в которой каждый продольный конец каждого единичного магнита (1) содержит второй продольный концевой участок (1b).

16. Магнитная структура (2) по предыдущему пункту, в которой, когда продольные и/или поперечные углубленные формы выполнены в виде фасок, продольных (6) и/или поперечных (6а), на единичном магните (1), выполненных в наружном контуре единичного магнита (1), клей наносят исключительно на фаски (6, 6а) единичных магнитов (1).

17. Магнитная структура (2) по предыдущему пункту, в которой, когда в большом основании (4а) каждой наклонной грани по меньшей мере частично выполняют поперечную фаску (6а) в качестве поперечной углубленной формы на упомянутом по меньшей мере одном втором участке (1b), клей наносят исключительно на больших основаниях (4а) единичных магнитов (1) по меньшей мере для упомянутого по меньшей мере одного второго участка (1b).

18. Линейный или вращающийся электромагнитный привод, отличающийся тем, что содержит магнитную структуру (2) или несколько магнитных структур (2) по любому из предыдущих пунктов, при этом магнитная структура или структуры (2) являются частью ротора (7), вращающегося вокруг своего центра, при этом магнитная структура или структуры (2) расположены концентрично относительно центра ротора (7).

19. Электромагнитный привод по предыдущему пункту, в котором в случае единичной магнитной структуры (2) она образует единый магнит, расположенный на приводе, или в случае множественных магнитных структур (2) они представляют собой последовательные блоки, образующие последовательные перемежающиеся магнитные полюсы.

20. Способ изготовления магнитной структуры (2) по любому из пп. 1-17, отличающийся тем, что содержит следующие этапы:

- из намагниченной плитки, имеющей длину, ширину и толщину, образующие три размера плитки, вырезают несколько единичных магнитов (1) по трем размерам намагниченной плитки,

- на каждом единичном магните (1) определяют зоны частичного контакта с каждым смежным с ним магнитом, когда магниты расположены рядом друг с другом,

- создают в зонах контакта формы (6, 6а), углубленные внутрь единичного магнита (1), расположенные по меньшей мере на части длины первого участка (1а) и/или поперечно к первому участку (1а),

- каждый единичный магнит (1) приклеивают посредством нанесения смолы на каждый единичный магнит (1) только на упомянутых определенных зонах частичного контакта,

- склеенные таким образом единичные магниты (1) позиционируют смежно друг с другом, при этом частичный контакт между двумя смежными единичными магнитами (1) устанавливают в зонах контакта.

21. Способ по предыдущему пункту, в котором вокруг входящих таким образом в контакт и склеенных единичных магнитов (1) наносят слой композиционного материала для их покрытия.