[发明专利]具有沿径向安装的永久磁体的转子或定子

说明书

现有技术

本发明涉及一种用于电机的转子或定子，尤其是轮辐式转子，它围绕旋转轴同心地布置并且包括永久磁体，永久磁体布置在转子或定子的空隙中，其中，在转子或定子中设置用于固定永久磁体的夹持机构。本发明此外涉及一种具有按照本发明的转子或定子的电机，一种用于具有这种包括按照本发明的转子或定子的电机的汽车，和一种具有包括按照本发明的转子或定子的电机的手持工具机。

电机例如是电动机，起动机，发电机或辅助驱动装置例如用于汽车的调节驱动装置。在这种电机中已知装备利用永久磁体产生电磁场的转子或定子。

例如已知轮辐式转子，其中永久磁体轮辐式地在转子中延伸。这种轮辐式转子布置在转子轴处并且具有用实心材料或冲压板材制成的基体，基体大多数含有铁，基体沿着轴向被推移到转子轴上面并且基体具有用于布置永久磁体的空隙。永久磁体通常沿着轴向被插入其空隙中和然后被固定。

为了将永久磁体固定在尤其是同步电机或直流电机的转子或定子的空隙中，例如已知将永久磁体在基体中粘接在空隙里面。但是已知的粘接方法是昂贵的。此外缺点是，基体、粘结剂和永久磁体的温度系数是不同的。因此基体、粘结剂以及永久磁体在转子或定子中存在的温度范围上，例如在-40°C至+160°C的范围，不同地膨胀。粘结剂因此不能够很好地补偿基体直到永久磁体的温度特性和/或部件公差。此外不是全部的表面涂层可以被粘接，这些涂层例如被涂敷用于保护这种永久磁体不受到腐蚀。

按照另一个已知的方法，永久磁体被分别压入其空隙中并且借助于至少一个布置在基体处的夹持凸鼻进行夹持。夹持凸鼻不仅径向地固定永久磁体，而且也轴向地保持永久磁体。但是这种夹持凸鼻具有缺点，即它们对永久磁体以机械方式点状地加载，这导致应力集中并且常常导致损坏，尤其是断裂或磁体表面和/或它的涂层的刮伤。由此损坏的涂层不再能够保护永久磁体免受腐蚀和/或该损坏导致不均匀的磁场分布和增大的漏磁，由此使电机的齿槽转矩和转矩波动增大。

由于夹持凸鼻与基体或与基体的叠片一体地形成，因此它们也不能够实现对永久磁体的温度特性和/或部件公差的良好的保持，特别是通常为电工钢片的基础材料一般不具有足够的弹簧特性或者电工钢片的弹簧特性没有足够明确地提出。

对全部永久磁体同时支撑的附加夹持元件能够更好地补偿温度特性和/或部件公差，但是由于它们复杂的环形形状它们在制造上是昂贵的。此外它们的先决条件是需要一个向外方向上至少部分地封闭的槽。由此在这种附加夹持元件情况下对接也局限于轴向的对接方向。此外夹持力取决于长的公差链，使得夹持力的调整成为问题并且常常导致松弛的永久磁体或者被破坏的表面。

本发明的公开

本发明的目的是创造一种用于电机的转子或定子，其包括布置在转子或定子的空隙中的永久磁体，永久磁体被如此地固定在空隙中，即它的表面和/或涂层在装配和运行条件下都不会受到损坏，其中，此外可以非常好地补偿永久磁体的部件公差和它的温度特性，并且它可以容易地安装和成本有利地制造，其中，用于固定这个/这些永久磁体的夹持机构能够实现这个/这些永久磁体的径向连接并且同时转子的外半径或定子的内半径不会被夹持机构扩大。本发明的另一个目的是创造一种用于电机的转子或定子，它的转矩波动和/或齿槽转矩尽可能小。

该目的通过一种用于电机的转子或定子来实现，其包括在轴向上延伸的转子轴，围绕转子轴同心地布置的基体，布置在基体的空隙中的至少一个永久磁体，和为永久磁体单独设置的夹持机构，用于将永久磁体固定在空隙中，其中，夹持机构插入在空隙的相对置的侧面处在基体中布置的凹部里面。

由于为永久磁体设置了与其配属的单独的夹持机构，因此与同时支撑全部永久磁体的附加夹持元件相比较，其具有不太复杂的形状，其相应地可以成本更有利地制造，并且在部件公差和温度特性方面可以更好地优化。此外它的夹持力由于不太复杂的形状而可以更好地调整。

此外，夹持机构被插入到在基体中设置在空隙的相对置的侧面处的凹部里面。优选将该凹部在转子情况下布置在永久磁体与转子轴背离的一侧和在定子情况下布置在永久磁体与转子轴面对的或背离的一侧。这除了能够使永久磁体轴向地结合到空隙中以外也能够使永久磁体径向地结合到基体中，其中，永久磁体在插入之后用夹持机构固定。与轴向插入相比较，径向插入该永久磁体由于较短的插入路程而能够更快地进行并且因此节省在制造期间的加工时间。

凹部与限定转子或定子的表面（周面）之间优选具有间距。由此夹持机构被下沉地布置在空隙中并且被如此地设置，即安装后的夹持机构不扩大转子的外半径或定子的内半径，从而在转子和定子之间的空气隙可以保持很小。