无线充电用磁钢及无线充电用磁环组件

技术领域

本发明涉及无线充电用磁钢领域，具体涉及一种无线充电用磁钢及无线充电用磁环组件。

背景技术

为便于在无需充电线的情况下利用电磁感应对便携式电子设备进行充电，公开号为CN112771756A的专利公开了一种无线充电设备，包括外壳、感应线圈、环形磁性对准部件，外壳具有充电表面，感应线圈设置在外壳内并具有垂直于充电表面的轴线，感应线圈被配置为通过充电表面无线地传输电力，环形磁性对准部件设置在外壳内、与感应线圈同轴并且在感应线圈的外侧，环形磁性对准部件包括多个扇区，每个扇区包括具有在第一轴向方向上取向的磁极性的内部弓形区域、具有在与第一轴向方向相反的第二轴向方向上取向的磁极性的外部弓形区域、设置在内部弓形区域和外部弓形区域之间的非磁化中心弓形区域、近场通信线圈(NFC线圈)，NFC线圈设置在外壳内并与感应线圈同轴，NFC线圈被配置为通过充电表面与另一个设备无线地交换信号。

上述环形磁性对准部件采用多片扇形磁钢拼接，并且扇形磁钢要组装在PSA(Pressure Sensitive Adhesive)或者环形隔磁铁片上，组装工艺复杂，生产设备投入成本高。且现有扇形磁钢多采用烧结钕铁硼，该种材料硬度大，加工难度高，同时扇形形状属于异形，对材料的利用率低。

公开号为CN113977856A的专利公开了一种圆环形注塑磁体的电磁场辐射取向装置，包括上取向线圈、下取向线圈及模具本体，模具本体外的四个边角位置处设有哥林柱，上取向线圈、下取向线圈均位于四根哥林柱之间，模具本体包括定模板、支撑板及推板，支撑板上固定有导磁芯棒及动模板，推板设于动模板上方并可相对于动模板上下运动，导磁芯棒穿过动模板、推板并与推板之间滑动配合，定模板位于动模板上方，定模板内固定有导磁环，当定模板与动模板合模时，导磁芯棒的上端端部伸入导磁环内，导磁环与导磁芯棒之间的间隙形成模腔，定模板外与导磁环对应的位置处设有围绕导磁环的外导磁板，外导磁板通过导磁引线与哥林柱相连。

采用上述装置能得到一种环形注塑磁钢，以克服组装工艺复杂、加工难度高、材料利用率低和生产成本高的缺陷。但受限于材料本身的磁性能，在上述装置中产生的磁场强度偏低，造成磁粉无法完全取向，实际做出的产品的表面磁场强度与理论值相差较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种实际产品表面磁场强度较高的无线充电用磁钢。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种无线充电用磁钢，所述磁钢本体包括三个磁部，所述三个磁部包括相对设置的第一磁部和第三磁部及位于第一磁部与第三磁部之间的第二磁部，所述第一磁部的宽度和第三磁部的宽度均由上至下逐渐增加，所述第二磁部的宽度由上至下逐渐减小，所述磁钢本体的磁感线均通过磁钢本体的下端面并构成强磁面，第二磁部的下即为所述磁钢本体的强磁面所在端面或所述磁钢本体临近所述第二磁部下端面的端面即为所述强磁面。

磁钢本体的磁感线均通过磁钢本体的一个端面，能使磁钢本体周向构成一个强磁面和三个弱磁面，即与强磁面对应的另一端面为弱磁面，磁钢本体相对两侧的侧面为弱磁面；当磁钢本体呈环形时，即磁钢本体一侧轴向端面为强磁面，另一侧轴向端面、周向内侧面、周向外侧面为弱磁面。本发明通过使磁钢本体的一个端面为强磁面，磁感线均通过该端面，磁场强度均集中在该端面，磁极均设置在该端面，能使磁钢的端面磁场强度更高。

本发明磁钢本体包括第一磁部、第二磁部和第三磁部，在取向充磁后，能保证磁场强度均能集中在一个端面处，从而保证磁钢用于靠近电子设备的端面磁场强度。其中，本发明的磁钢可以是一体注塑充磁的，也可以由至少两个注塑充磁后的磁体拼接在一起的；也可以是一体烧结而成的，或者是由至少两个烧结而成的磁体拼接在一起。

作为优选，所述磁钢本体由第一磁部、第二磁部和第三磁部拼接而成。即本发明的磁钢本体是由这三个磁部拼接在一起的，能使本发明磁钢的取向充磁所需工艺要求更低，能降低生产成本。

作为优选，所述三个磁部在不同方向上的磁性能不同，三个磁部磁各向异性。磁各向异性相比各向同性，磁性能更高一些，可以提供更高的磁场强度，更强的磁吸力，更好的耐温等级。

作为优选，所述第一磁部和第三磁部临近第二磁部的侧面均为斜面，所述第一磁部和第三磁部远离第二磁部的侧面相互平行。上述设置能使本发明的磁钢结构更为均匀，便于注塑和取向充磁。

作为优选，所述第二磁部的上下两个端面中宽度更小的端面为所述磁钢本体端面的一部分，所述第一磁部和第三磁部被第二磁部所分隔。第二磁部的作为优选，所述三个磁部的截面形状均为三角形，所述第一磁部和第三磁部的端部均与所述第二磁部的一个端部接触。通过上述设置以增加第二磁部与第一磁部和第三磁部的接触面积，便于三者通过胶水固定在一起。

作为优选，所述磁钢本体还包括第四磁部，所述第四磁部的一侧端面构成所述磁钢本体的强磁面，所述第二磁部的上下两个端面中宽度更大的端面构成弱磁面或构成弱磁面的一部分，所述第一磁部宽的一端和第三磁部宽的一端均与第四磁部一体成型设置。上述方案便于两个磁体间的组装，便于对第二磁部进行承载和胶水固定。

作为优选，所述第一磁部的充磁方向由第二磁部窄的一端向第二磁部宽的一端延伸，所述第二磁部的充磁方向由第一磁部向第三磁部侧延伸，所述第三磁部的充磁方向由第二磁部宽度的一端向窄的一端延伸。上述充磁方向的设置，能使端面磁场更强，能保证N极和S极均位于磁钢端面上。

本发明还公开了一种无线充电用磁环组件，包括相对设置的两个磁环，至少一个磁环由上述所述无线充电用磁钢组成，所述磁钢本体的长度方向沿圆弧形或圆环延伸，当所述磁钢本体的长度方向沿弧形设置时，单个磁钢本体呈扇形或弓形，所述磁环由至少两个所述磁钢本体组合而成。本发明的无线充电用磁环组件相比现有磁环组件，具有生产装配更为方便，端面磁场强度更高的优点。

作为优选，所述磁环为开口磁环。可以根据实际需要，选择开口磁环或闭口磁环。

本发明具有实际产品表面磁场强度更高、便于注塑取向充磁、生产装配更为方便的优点。

附图说明

图1为本发明的实施例1的磁钢的一种结构示意图。

图2为本发明的实施例1的磁钢的剖面处的磁场方向分布图。

图3为本发明的实施例2的磁钢的一种结构示意图。

图4为本发明的实施例2的磁钢的剖面处的磁场方向分布图。

图5为本发明的实施例3的磁钢的一种结构示意图。

图6为本发明的实施例3的磁钢的剖面处的磁场方向分布图。

图7为本发明的实施例4的磁钢的一种结构示意图。

图8为本发明的实施例4的磁钢的剖面处的磁场方向分布图。

具体实施方式

下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

由图1和图2所示，本实施例公开了一种具有无线充电用磁钢的无线充电用磁环组件，包括两个磁环，两个磁环均包括呈圆环形的磁钢本体100，磁钢本体100由钕铁硼材料或铁氧体材料一体注塑成型，磁钢本体100的磁感线均通过磁钢本体的下端面，磁钢本体100的下端面构成强磁面。磁钢本体包括三个磁部，三个磁部包括相对设置的第一磁部1和第三磁部3及位于第一磁部1与第三磁部3之间的第二磁部2，第一磁部1的宽度和第三磁部3的宽度均由上至下逐渐增加，第二磁部2的宽度由上至下逐渐减小，第二磁部2的下端面即为磁钢本体100的强磁面所在端面。

其中，三个磁部在不同方向上的磁性能不同，三个磁部磁各向异性，第一磁部1靠近磁钢本体100周向内侧，第二磁部靠近磁钢本体100周向外侧，磁钢本体100周向内壁所在和周向外壁所在平面内外相互套设并平行设置，磁钢本体100的两个轴向端面上下平行设置。

实施例2

由图3和图4所示，本实施例与实施例1的区别在于：磁钢本体100由第一磁部1、第二磁部2和第三磁部3通过粘胶的方式拼接固定而成，第一磁部1、第二磁部2和第三磁部3为三个相互独立的环形部件。

第一磁部1和第三磁部3临近第二磁部2的侧面均为斜面，第一磁部1和第三磁部3远离第二磁部2的侧面相互平行设置，第二磁部2的下端面为磁钢本体100下端面的一部分，第一磁部1和第三磁部3被第二磁部2所分隔。第一磁部1的充磁方向由下至上延伸，第二磁部2的充磁方向由周向内侧至周向外侧延伸，第三磁部3的充磁方向由上至下延伸。

实施例3

由图5和图6所示，本实施例与实施例2的区别在于：第一磁部1、第二磁部2和第三磁部3形状不同，三个磁部的截面形状均为三角形，第一磁部1和第三磁部3的端部均与第二磁部2的一个端部接触。

实施例4

由图7和图8所示，本实施例与实施例2的区别在于：本实施例设有与第一磁部1和第三磁部3固定的第四磁部4，第四磁部4下端面构成磁钢本体100的强磁面，第二磁部2的上端面为弱磁面，第一磁部1和第三磁部3相互远离的侧面也为弱磁面，本实施例的磁钢本体100由两个磁体拼合而成，一个磁体即为第二磁部2，另一个磁体包括第一磁部1、第三磁部3和第四磁部4并构成向上开口以容纳第二磁部2的环形凹槽。

由于第一磁部1的充磁方向由下至上延伸，第二磁部2的充磁方向由周向内侧至周向外侧延伸，第三磁部3的充磁方向由上至下延伸，且三个磁部磁各向异性，磁环的磁感线将呈U型，磁感线的形状和磁环截面的外轮廓相匹配；靠近内弧面、外弧面和上端面的磁感线平行于相应的面，靠近下端面的磁感线垂直于相应的面；磁感线的特殊分布会造成内弧面、外弧面和上端面的磁场很低，形成弱磁面，在下端面形成强磁面。其中，顶部端面的磁感线一半垂直向下形成N极，一部分垂直向上形成S极；在N极和S极中间会有一小段无磁区(即磁环下端面中部处，第二磁环下端面处)；无磁区可以认为是N极和S极的过渡区域，第二磁部下端面处的磁场值极小，能使第一磁部下端面和第三磁部下端面处的磁感线更加集中，从而进一步提高端面磁场强度。

本发明具有实际产品表面磁场强度更高、便于注塑取向充磁、生产装配更为方便的优点。