專利名稱：在可磁化體上形成磁化區(qū)域的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁鐵的制作，具體來說，本發(fā)明是一種當(dāng)用單個步驟磁化(以后稱一步磁化)整個可磁化體有困難，不便或不可能時，利用一系列步驟在可磁化體上形成多個磁極的新裝置及方法。
制作磁鐵，例如制作在其圓周上具有多個磁極對的環(huán)形磁鐵的常規(guī)方式是利用一個單獨的充磁夾具，它使環(huán)形可磁化體磁化，同時地形成所有磁極對。以一步形成全部磁極對的制作磁鐵的裝置及方法的實例描述在美國專利US4，614，929中，其公告日為1986年9月30日，持有人為Tsukada等人，標(biāo)題為“制造磁鐵的方法”，以及美國專利US4，737，753，其公告日為1988年4月12日，持有人為Claude Oudet，標(biāo)題為“多極的磁化裝置”。
但是，因為接近待磁化的環(huán)狀或扁平狀可磁化體的圓周部分的阻礙物或其他的空間限制，將一個單個裝置安裝在合適的空間一步制作磁鐵常常是不可能的或困難的。我提出的使可磁化體磁化的新方法及裝置則可用于空間受限制或一步磁化裝置不能使用的地方。
我所提出的制作磁鐵的新方法，是用連續(xù)的步驟在一可磁化體上形成一系列的磁化區(qū)域。這是這樣實現(xiàn)的使用該新裝置至少形成一個極對，然后或是將裝置或是將磁化體移動一小距離，再在下一步驟中磁化該可磁化體，以形成下一個磁極對。然而，與諸如美國專利US4614929及US4737753中描述的使可磁化體一步磁化的方法相比較，在使用該方法時必須要克服一定的困難。例如該裝置的構(gòu)造必須使每個磁極對的范圍被細(xì)致地控制在一個預(yù)定的區(qū)域。此外，該裝置的構(gòu)造必須能作到在第一個或多個磁極對形成后，任何后續(xù)施行的磁化都不致抹掉或嚴(yán)重地改變?nèi)魏我汛呕拇艠O對。常常必須使得沿著扁平體的整個長度或沿著環(huán)狀體的整個圓周的磁化，形成例如為具有近似相等幅度磁通強(qiáng)度的等距離磁極對。
簡言之，我的發(fā)明包括一個充磁導(dǎo)體，一個電流脈沖源經(jīng)過該充磁導(dǎo)體供給電流脈沖以產(chǎn)生一個磁場。至少設(shè)置一個磁場阻尼裝置。該阻尼裝置的位置應(yīng)使得經(jīng)由充磁導(dǎo)體饋給的脈沖所產(chǎn)生的磁場在磁場阻尼裝置附近受到阻尼。于是，經(jīng)由充磁導(dǎo)體的電流脈沖產(chǎn)生出一個磁場，它貫穿過靠近充磁導(dǎo)體的那部分可磁化體以產(chǎn)生所需磁化的極對區(qū)域，但基本上不貫穿過靠近阻尼裝置的那部分可磁化體。
概括地說，我提出的制作磁鐵的新方法包括首先在可磁化體上形成至少一個具有預(yù)定區(qū)域的磁極對的步驟。然后，在后續(xù)的步驟中，在可磁化體上形成其他磁極對，直到整個可磁化體磁化成具有所需數(shù)目的磁極對為止。所有后續(xù)磁極對的形成沒有對任何在前形成的磁極對明顯的干擾，每個磁極對的區(qū)域被都細(xì)致地控制，并且所產(chǎn)生的磁鐵的磁極對的磁通強(qiáng)度具有近似相同的幅度。
參照以下詳細(xì)的描述及附圖，本發(fā)明及其諸多優(yōu)點將會進(jìn)一步被理解，其中

圖1描述本人的新裝置的一個實施例的基本部分的截面圖，并描述了可磁化體磁化的第一步驟;
圖2描述在可磁化體磁化中優(yōu)選的下一步驟的截面圖，它與圖1相似;
圖3描述本發(fā)明電流脈沖源及電導(dǎo)體之間的相對位置的電路圖;
圖4本發(fā)明第二實施例的基本部分的截面圖;
圖5本發(fā)明第三實施例的基本部分的截面圖;
圖6本發(fā)明第四實施例的基本部分的截面圖。
在各個圖中相同的部件使用相同的標(biāo)號。
參照附圖，尤其是圖1及圖2，本人的用于在可磁化體上形成一系磁化區(qū)域的新裝置包括一個支承件10。該支承件具有多個在水平方向上隔開的在垂直方向上伸展的凸塊12、14、16及18，它們限定了多個在水平方向上隔開的槽20、22及24。
一個充磁導(dǎo)體26被放置在槽22中。次級電導(dǎo)體28及30被放置在各自的槽20及24。次級電導(dǎo)體28及30在水平及垂直方向上與充磁導(dǎo)體26等距離布置。它們在水平方向、相對充磁導(dǎo)體的異側(cè)方向上距離相同，并且在垂直方向、相對充磁導(dǎo)體的同側(cè)方向上等距離。
參照圖3，一個脈沖發(fā)生器32，經(jīng)充磁導(dǎo)體26及兩個并聯(lián)排列的次級電導(dǎo)體28及30饋送電流脈沖。流過充磁導(dǎo)體26的電流強(qiáng)度是流過每個次級電導(dǎo)體28、30的電流強(qiáng)度的兩倍。
在操作時，可磁化體34可能為包括扁平狀或環(huán)狀在內(nèi)的任何形狀。如果其為環(huán)狀，則凸塊12、14、16及18將具有彎曲的表面，必要時，使其與可磁化體34的弧度相一致。支承體10靠放在將充磁的可磁化體34上。脈沖發(fā)生器然后被接通使充磁導(dǎo)體26及次級電導(dǎo)體28和30得電。如圖1所示，流過充磁導(dǎo)體26的電流從紙面向外流(用圓點表示)，而流過電導(dǎo)體28及30的電流流入紙面(用圈中的叉表示)。在可磁化體34的區(qū)域36的上部分形成了一個S極，在區(qū)域36的下部分形成一個N極。同樣地，在可磁化體34的區(qū)域38上部分形成了一個N極，在區(qū)域38的下部分形成一個S極。其磁通及磁通的方向在圖1中以箭頭表示，可以看到其箭頭指向逆時鐘方向。
在這里所使用的一個“極對”意味著一個N極和一個S極，它們在圖1中是垂直方向分布的，并在其它圖中也是如此。因而在區(qū)域36中形成了一個極對;在區(qū)域38中形成了第二個極對。
可磁化體34可包含下列組份鐵酸鋇(Barium Ferrite)、鐵酸鍶(Strontium Ferrite)或稀土材料，如釹鐵硼(Neodymium Iron Boron)、或釤鈷(Samarium Cobalt)，以各向異性的為佳。
一個鋼的靠板31促使磁通路徑拉直，以致使經(jīng)過可磁化體34的磁路是垂直的。
在可磁化體34的區(qū)域36及38上形成了極對后，或是移動可磁化體34或是移動支承體10到圖2中所示的位置。然后由脈沖發(fā)生器32供給的電流脈沖以與圖1中所示電流相反的方向流通。也就是流過充磁導(dǎo)體26的電流流入紙面，而流過次級電導(dǎo)體28及30的電流流出紙面。在可磁化體34的區(qū)域40上部分形成了一個S極;在區(qū)域40下部分形成了一個N極。磁力線可由箭頭表示它在圖2中以順時針方向圍繞充磁導(dǎo)體26?？纱呕w34的其余部分的充磁是利用繼續(xù)移動支承體10或是移動可磁化體34一個適當(dāng)?shù)木嚯x，并使流過充磁導(dǎo)體26和次級電導(dǎo)體28及30的電流交替反向，直到整個34被充磁成具有多個磁極對為止。
支承體10的重要部分是凸塊18、相鄰的槽24、及槽24中置放的導(dǎo)體30，相應(yīng)地，凸塊12相鄰的槽20及放置在槽20中的導(dǎo)體28。這些部分的每一個形成了磁場阻尼裝置。它們與充磁導(dǎo)體26相距一預(yù)定距離，其位置使得由流經(jīng)充磁導(dǎo)體26的脈沖產(chǎn)生的磁場被磁場阻尼裝置阻尼，從而，經(jīng)過充磁導(dǎo)體26的電流脈沖產(chǎn)生出一個僅穿過可磁化體的區(qū)域38及40(見圖2)、并且基本上不穿過靠近阻尼裝置的那部分可磁化體34的磁場。
根據(jù)圖1所示的電流，磁通試圖以順時針方向繞過電導(dǎo)體28及30。因而，由流過導(dǎo)體28及30的電流產(chǎn)生的磁通將阻止或阻尼通過可磁化體10的凸塊12及18和槽20及24的任何逆時針方向的磁通。根據(jù)圖2所示的電流，磁通試圖以逆時針方向繞過電導(dǎo)體28及30。因而，由流過導(dǎo)體28及30的電流產(chǎn)生的磁通將阻止或阻尼通過凸塊12及18和槽20及24的任何順時針方向的磁通。如若在該裝置中沒有磁場阻尼裝置的話，當(dāng)支承體10從圖1所示位置移動到圖2所示位置時，則順時針方向的磁通就會穿過可磁化體34的區(qū)域36，并使在區(qū)域36中已形成的磁通抹去或明顯地削弱。并且，在真實的過程中，可磁化體34的區(qū)域38不是整個都磁飽和的。也就是，區(qū)域38的最接近充磁導(dǎo)體26的那部分是飽和的，但是隨著區(qū)域38中的部分與充磁導(dǎo)體26距離增加，磁通幅值逐漸減小到低于磁飽和。然而，如同從圖2上見到的，在圖1所示步驟中，區(qū)域38未飽和的部分能被圖2所示步驟所飽和。
區(qū)域36及38的邊界由每個充磁步驟中充磁導(dǎo)體26的位置明確地確定。垂直的實線37表示圖1所示區(qū)域36及38磁化時的明確確定的界線。垂直的實線39表示將充磁導(dǎo)體26放置在垂直線39上方時在先充磁步驟中形成的區(qū)域36的明確被確定的邊界。通過將充磁導(dǎo)體26在可磁化體34上的適當(dāng)選位，這些區(qū)域可以改變。例如，利用將充磁導(dǎo)體26在圖1所示步驟前的步驟中分別定位在虛線42上方，或定位在虛線44上方，區(qū)域36可能被減小或增大。
如果需要，結(jié)合變化磁場使用磁場屏蔽件，例如41及43，它們用虛線表示并分別位于凸塊18及12的側(cè)面。同樣地，磁場屏蔽件45及47用虛線表示并分別地置于槽20及24中。這些屏蔽件是高導(dǎo)電率的材料，例如鋁、銅、或銀。
在圖4的實施例中，支承件50上設(shè)置了多個垂直伸展的限定槽58及60的凸塊52、54及56。
充磁導(dǎo)體是一個線圈64，它纏繞在凸塊54上。次級電導(dǎo)體是線圈66及68，它們各自纏繞在凸塊52及56上。在圖4所示實施例的工作中，當(dāng)電流流過充磁線圈64和次級導(dǎo)電線圈66及68時，以圖4所示的方式，在可磁化體62的區(qū)域70中形成了一個極對，如圖所示。
然后沿著可磁化體62移動支承體50，或是相對于支承體50移動可磁化體62到達(dá)下個待磁化的區(qū)域。充磁線圈64及次級導(dǎo)電線圈66和68中流過的電流均被反向，以形成與極對區(qū)域70相反極性的一個極對。在圖4的實施例中，磁場阻尼裝置包括纏繞在凸塊52上的次級導(dǎo)電線圈66及纏繞在凸塊56上的次級導(dǎo)電線圈68。這些線圈與充磁線圈均相隔一個預(yù)定的距離，并構(gòu)造成使通過充磁導(dǎo)體的脈沖產(chǎn)生出的磁場被磁場阻尼裝置阻尼。因此，通過充磁導(dǎo)體64的電流脈沖產(chǎn)生了一個磁場，它穿過可磁化體62的區(qū)域70，并基本上不穿過靠近該阻尼裝置的可磁化體上的區(qū)域。線圈64、66及68可用一個導(dǎo)線的各部分取代三個分開的導(dǎo)線。
在圖5的實施例中，支承體80具有多個凸塊82、84、86、88及90，它們限定了多個隔開的槽92、94、96及98。凸塊82及90的最下端與可磁化體106相距一預(yù)定的距離。充磁導(dǎo)體100纏繞在凸塊86上。次級電導(dǎo)體102及104被分別地放置在槽92及98中。當(dāng)流過充磁線圈及次級導(dǎo)電線圈的電流如圖5所示時，就形成了圖中所示的三個極對區(qū)。然后移動支承體80或可磁化體106到下一位置，通過使各線圈的電流反應(yīng)在可磁化體106上形成新的磁極對。
次級電導(dǎo)體102及104被分別置于槽92及98中，它們提供了對本應(yīng)出現(xiàn)在凸塊82及90中的任何磁場的阻尼，從而阻止了可磁化體106上靠近待充磁部分的任何部分的磁化，并且防止可磁化體106上先前形成的任何極對的消抹或改變，以及使還未完全飽和的區(qū)域形成磁飽和。導(dǎo)體100、102及104還可以用三根分開的單根導(dǎo)線的各部分取代。
在一可磁化體上形成一系列磁化區(qū)域的這個裝置也可使用高導(dǎo)電率的材料。這樣一種布置描繪在圖6上。在支承體110中設(shè)置了一個在水平方向位于中心的槽112，在其中放置了充磁導(dǎo)體114。在這個實施例中，沒有用次級電導(dǎo)體，而用了一種改變磁場的屏蔽件116用作磁屏蔽件。該磁屏蔽件116上設(shè)有水平方向隔開的凸塊118及120。這些凸塊與充磁導(dǎo)體114相隔一預(yù)定距離。這兩個凸塊均與可磁化體122相接觸。利用高導(dǎo)電率的材料作為改變磁場的屏蔽件116，例如可用鋁或銅來制成。在操作中，當(dāng)流過充磁線圈114的電流方向如圖6中所示時，就產(chǎn)生了圖示的兩個極對區(qū)域。然后或是移動可磁化體122或是移動支承體110及其磁場屏蔽件116到達(dá)下一位置，通過使充磁線圈114的充磁電流反向，形成下一磁極對。
流過充磁線圈114的電流所產(chǎn)生的磁場受到磁場屏蔽件116的反射。由于該磁場屏蔽件包括凸塊118及120，這些凸塊起到了使任何試圖穿過靠近已形成的極對區(qū)的可磁化件122的磁場受到阻尼的作用。
權(quán)利要求
1.一種在可磁化體上形成一系列磁化區(qū)域的裝置，其特征在于一個充磁導(dǎo)體；一個電流脈沖源，將電流脈沖通過所述充磁導(dǎo)體以產(chǎn)生一個磁場；及至少一個磁場阻尼裝置，它設(shè)有與充磁導(dǎo)體相隔一預(yù)定距離的裝置，后者的定位能使由流過充磁導(dǎo)體的脈沖產(chǎn)生的磁場在靠近所述磁場阻尼裝置處受到阻尼，從而使流過充磁導(dǎo)體的電流脈沖產(chǎn)生出一個磁場，該磁場將穿過靠近充磁導(dǎo)體的那部分可磁化體，并基本上不穿過靠近阻尼裝置的那部分可磁化體。
2.在可磁化體上形成一系列磁化區(qū)域的裝置，其特征在于一個支承體;一個安裝在該支承體上的充磁導(dǎo)體;一個電流脈沖源，將電流脈沖通過所述的充磁導(dǎo)體以產(chǎn)生一個磁場;及至少一個磁場阻尼裝置，它設(shè)有與充磁導(dǎo)體相隔一預(yù)定距離的裝置，后者的定位應(yīng)使流過充磁導(dǎo)體的脈沖產(chǎn)生的磁場在靠近所述磁場阻尼裝置處受到阻尼，從而使流過充磁導(dǎo)體的電流脈沖產(chǎn)生出一個磁場，該磁場將穿過靠近充磁導(dǎo)體的那部分可磁化體，并基本上不穿過靠近阻尼裝置的那部分可磁化體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征還在于兩個磁場阻尼裝置，其每一個為相對充磁導(dǎo)體在異側(cè)方向上等距離布置的電導(dǎo)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征還在于該磁場阻尼裝置包括一個改變磁場的屏蔽件，它具有兩個在水平方向上隔開的凸塊，每個凸塊是相對充磁導(dǎo)體在異側(cè)方向上等距離布置的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征還在于每個次級電導(dǎo)體在水平方向及垂直方向上相對充磁導(dǎo)體等距離布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征還在于支承體包括多個隔開的凸塊對多個隔開的槽定位，充磁導(dǎo)體被放置在一個槽中，次級電導(dǎo)體被放置在相鄰的槽中。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征還在于，支承體包括多個隔開的凸塊，充磁導(dǎo)體纏繞在一個凸塊上;次級電導(dǎo)體纏繞在相鄰的凸塊上。
8.一種在可磁化體上形成多個相鄰磁極對的方法，其特征在于，下列步驟在可磁化體上預(yù)定區(qū)域內(nèi)至少形成一個磁極對，然后在連續(xù)的步驟中，形成其他的磁極對，并基本上不使由任何在前步驟形成的任何磁極對的磁性質(zhì)改變。
9.根據(jù)權(quán)利要求8在可磁化體上形成多個相鄰磁極的方法，其特征還在于另外的磁極對是在靠近直接在前步驟形成的磁極對處形成的。
全文摘要
本裝置用于制作具有多磁極對的磁鐵。在開始的步驟中形成一個或幾個磁極對。然后，相對被磁化體移動該裝置或相對該裝置移動被磁化體形成另外的磁極對。該裝置的構(gòu)造使得在先磁化的可磁化體部分不會因可磁化體中相鄰部分的磁化而消磁或有顯著的改變。
文檔編號H01F41/02GK1052213SQ9010744
公開日1991年6月12日 申請日期1990年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月30日
發(fā)明者馬克·E·拉克魯瓦 申請人:托林頓公司