专利名称：在可磁化体上形成磁化区域的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁铁的制作，具体来说，本发明是一种当用单个步骤磁化(以后称一步磁化)整个可磁化体有困难，不便或不可能时，利用一系列步骤在可磁化体上形成多个磁极的新装置及方法。
制作磁铁，例如制作在其圆周上具有多个磁极对的环形磁铁的常规方式是利用一个单独的充磁夹具，它使环形可磁化体磁化，同时地形成所有磁极对。以一步形成全部磁极对的制作磁铁的装置及方法的实例描述在美国专利US4，614，929中，其公告日为1986年9月30日，持有人为Tsukada等人，标题为“制造磁铁的方法”，以及美国专利US4，737，753，其公告日为1988年4月12日，持有人为Claude Oudet，标题为“多极的磁化装置”。
但是，因为接近待磁化的环状或扁平状可磁化体的圆周部分的阻碍物或其他的空间限制，将一个单个装置安装在合适的空间一步制作磁铁常常是不可能的或困难的。我提出的使可磁化体磁化的新方法及装置则可用于空间受限制或一步磁化装置不能使用的地方。
我所提出的制作磁铁的新方法，是用连续的步骤在一可磁化体上形成一系列的磁化区域。这是这样实现的使用该新装置至少形成一个极对，然后或是将装置或是将磁化体移动一小距离，再在下一步骤中磁化该可磁化体，以形成下一个磁极对。然而，与诸如美国专利US4614929及US4737753中描述的使可磁化体一步磁化的方法相比较，在使用该方法时必须要克服一定的困难。例如该装置的构造必须使每个磁极对的范围被细致地控制在一个预定的区域。此外，该装置的构造必须能作到在第一个或多个磁极对形成后，任何后续施行的磁化都不致抹掉或严重地改变任何已磁化的磁极对。常常必须使得沿着扁平体的整个长度或沿着环状体的整个圆周的磁化，形成例如为具有近似相等幅度磁通强度的等距离磁极对。
简言之，我的发明包括一个充磁导体，一个电流脉冲源经过该充磁导体供给电流脉冲以产生一个磁场。至少设置一个磁场阻尼装置。该阻尼装置的位置应使得经由充磁导体馈给的脉冲所产生的磁场在磁场阻尼装置附近受到阻尼。于是，经由充磁导体的电流脉冲产生出一个磁场，它贯穿过靠近充磁导体的那部分可磁化体以产生所需磁化的极对区域，但基本上不贯穿过靠近阻尼装置的那部分可磁化体。
概括地说，我提出的制作磁铁的新方法包括首先在可磁化体上形成至少一个具有预定区域的磁极对的步骤。然后，在后续的步骤中，在可磁化体上形成其他磁极对，直到整个可磁化体磁化成具有所需数目的磁极对为止。所有后续磁极对的形成没有对任何在前形成的磁极对明显的干扰，每个磁极对的区域被都细致地控制，并且所产生的磁铁的磁极对的磁通强度具有近似相同的幅度。
参照以下详细的描述及附图，本发明及其诸多优点将会进一步被理解，其中
图1描述本人的新装置的一个实施例的基本部分的截面图，并描述了可磁化体磁化的第一步骤;
图2描述在可磁化体磁化中优选的下一步骤的截面图，它与图1相似;
图3描述本发明电流脉冲源及电导体之间的相对位置的电路图;
图4本发明第二实施例的基本部分的截面图;
图5本发明第三实施例的基本部分的截面图;
图6本发明第四实施例的基本部分的截面图。
在各个图中相同的部件使用相同的标号。
参照附图，尤其是图1及图2，本人的用于在可磁化体上形成一系磁化区域的新装置包括一个支承件10。该支承件具有多个在水平方向上隔开的在垂直方向上伸展的凸块12、14、16及18，它们限定了多个在水平方向上隔开的槽20、22及24。
一个充磁导体26被放置在槽22中。次级电导体28及30被放置在各自的槽20及24。次级电导体28及30在水平及垂直方向上与充磁导体26等距离布置。它们在水平方向、相对充磁导体的异侧方向上距离相同，并且在垂直方向、相对充磁导体的同侧方向上等距离。
参照图3，一个脉冲发生器32，经充磁导体26及两个并联排列的次级电导体28及30馈送电流脉冲。流过充磁导体26的电流强度是流过每个次级电导体28、30的电流强度的两倍。
在操作时，可磁化体34可能为包括扁平状或环状在内的任何形状。如果其为环状，则凸块12、14、16及18将具有弯曲的表面，必要时，使其与可磁化体34的弧度相一致。支承体10靠放在将充磁的可磁化体34上。脉冲发生器然后被接通使充磁导体26及次级电导体28和30得电。如图1所示，流过充磁导体26的电流从纸面向外流(用圆点表示)，而流过电导体28及30的电流流入纸面(用圈中的叉表示)。在可磁化体34的区域36的上部分形成了一个S极，在区域36的下部分形成一个N极。同样地，在可磁化体34的区域38上部分形成了一个N极，在区域38的下部分形成一个S极。其磁通及磁通的方向在图1中以箭头表示，可以看到其箭头指向逆时钟方向。
在这里所使用的一个“极对”意味着一个N极和一个S极，它们在图1中是垂直方向分布的，并在其它图中也是如此。因而在区域36中形成了一个极对;在区域38中形成了第二个极对。
可磁化体34可包含下列组份铁酸钡(Barium Ferrite)、铁酸锶(Strontium Ferrite)或稀土材料，如钕铁硼(Neodymium Iron Boron)、或钐钴(Samarium Cobalt)，以各向异性的为佳。
一个钢的靠板31促使磁通路径拉直，以致使经过可磁化体34的磁路是垂直的。
在可磁化体34的区域36及38上形成了极对后，或是移动可磁化体34或是移动支承体10到图2中所示的位置。然后由脉冲发生器32供给的电流脉冲以与图1中所示电流相反的方向流通。也就是流过充磁导体26的电流流入纸面，而流过次级电导体28及30的电流流出纸面。在可磁化体34的区域40上部分形成了一个S极;在区域40下部分形成了一个N极。磁力线可由箭头表示它在图2中以顺时针方向围绕充磁导体26。可磁化体34的其余部分的充磁是利用继续移动支承体10或是移动可磁化体34一个适当的距离，并使流过充磁导体26和次级电导体28及30的电流交替反向，直到整个34被充磁成具有多个磁极对为止。
支承体10的重要部分是凸块18、相邻的槽24、及槽24中置放的导体30，相应地，凸块12相邻的槽20及放置在槽20中的导体28。这些部分的每一个形成了磁场阻尼装置。它们与充磁导体26相距一预定距离，其位置使得由流经充磁导体26的脉冲产生的磁场被磁场阻尼装置阻尼，从而，经过充磁导体26的电流脉冲产生出一个仅穿过可磁化体的区域38及40(见图2)、并且基本上不穿过靠近阻尼装置的那部分可磁化体34的磁场。
根据图1所示的电流，磁通试图以顺时针方向绕过电导体28及30。因而，由流过导体28及30的电流产生的磁通将阻止或阻尼通过可磁化体10的凸块12及18和槽20及24的任何逆时针方向的磁通。根据图2所示的电流，磁通试图以逆时针方向绕过电导体28及30。因而，由流过导体28及30的电流产生的磁通将阻止或阻尼通过凸块12及18和槽20及24的任何顺时针方向的磁通。如若在该装置中没有磁场阻尼装置的话，当支承体10从图1所示位置移动到图2所示位置时，则顺时针方向的磁通就会穿过可磁化体34的区域36，并使在区域36中已形成的磁通抹去或明显地削弱。并且，在真实的过程中，可磁化体34的区域38不是整个都磁饱和的。也就是，区域38的最接近充磁导体26的那部分是饱和的，但是随着区域38中的部分与充磁导体26距离增加，磁通幅值逐渐减小到低于磁饱和。然而，如同从图2上见到的，在图1所示步骤中，区域38未饱和的部分能被图2所示步骤所饱和。
区域36及38的边界由每个充磁步骤中充磁导体26的位置明确地确定。垂直的实线37表示图1所示区域36及38磁化时的明确确定的界线。垂直的实线39表示将充磁导体26放置在垂直线39上方时在先充磁步骤中形成的区域36的明确被确定的边界。通过将充磁导体26在可磁化体34上的适当选位，这些区域可以改变。例如，利用将充磁导体26在图1所示步骤前的步骤中分别定位在虚线42上方，或定位在虚线44上方，区域36可能被减小或增大。
如果需要，结合变化磁场使用磁场屏蔽件，例如41及43，它们用虚线表示并分别位于凸块18及12的侧面。同样地，磁场屏蔽件45及47用虚线表示并分别地置于槽20及24中。这些屏蔽件是高导电率的材料，例如铝、铜、或银。
在图4的实施例中，支承件50上设置了多个垂直伸展的限定槽58及60的凸块52、54及56。
充磁导体是一个线圈64，它缠绕在凸块54上。次级电导体是线圈66及68，它们各自缠绕在凸块52及56上。在图4所示实施例的工作中，当电流流过充磁线圈64和次级导电线圈66及68时，以图4所示的方式，在可磁化体62的区域70中形成了一个极对，如图所示。
然后沿着可磁化体62移动支承体50，或是相对于支承体50移动可磁化体62到达下个待磁化的区域。充磁线圈64及次级导电线圈66和68中流过的电流均被反向，以形成与极对区域70相反极性的一个极对。在图4的实施例中，磁场阻尼装置包括缠绕在凸块52上的次级导电线圈66及缠绕在凸块56上的次级导电线圈68。这些线圈与充磁线圈均相隔一个预定的距离，并构造成使通过充磁导体的脉冲产生出的磁场被磁场阻尼装置阻尼。因此，通过充磁导体64的电流脉冲产生了一个磁场，它穿过可磁化体62的区域70，并基本上不穿过靠近该阻尼装置的可磁化体上的区域。线圈64、66及68可用一个导线的各部分取代三个分开的导线。
在图5的实施例中，支承体80具有多个凸块82、84、86、88及90，它们限定了多个隔开的槽92、94、96及98。凸块82及90的最下端与可磁化体106相距一预定的距离。充磁导体100缠绕在凸块86上。次级电导体102及104被分别地放置在槽92及98中。当流过充磁线圈及次级导电线圈的电流如图5所示时，就形成了图中所示的三个极对区。然后移动支承体80或可磁化体106到下一位置，通过使各线圈的电流反应在可磁化体106上形成新的磁极对。
次级电导体102及104被分别置于槽92及98中，它们提供了对本应出现在凸块82及90中的任何磁场的阻尼，从而阻止了可磁化体106上靠近待充磁部分的任何部分的磁化，并且防止可磁化体106上先前形成的任何极对的消抹或改变，以及使还未完全饱和的区域形成磁饱和。导体100、102及104还可以用三根分开的单根导线的各部分取代。
在一可磁化体上形成一系列磁化区域的这个装置也可使用高导电率的材料。这样一种布置描绘在图6上。在支承体110中设置了一个在水平方向位于中心的槽112，在其中放置了充磁导体114。在这个实施例中，没有用次级电导体，而用了一种改变磁场的屏蔽件116用作磁屏蔽件。该磁屏蔽件116上设有水平方向隔开的凸块118及120。这些凸块与充磁导体114相隔一预定距离。这两个凸块均与可磁化体122相接触。利用高导电率的材料作为改变磁场的屏蔽件116，例如可用铝或铜来制成。在操作中，当流过充磁线圈114的电流方向如图6中所示时，就产生了图示的两个极对区域。然后或是移动可磁化体122或是移动支承体110及其磁场屏蔽件116到达下一位置，通过使充磁线圈114的充磁电流反向，形成下一磁极对。
流过充磁线圈114的电流所产生的磁场受到磁场屏蔽件116的反射。由于该磁场屏蔽件包括凸块118及120，这些凸块起到了使任何试图穿过靠近已形成的极对区的可磁化件122的磁场受到阻尼的作用。
权利要求
1.一种在可磁化体上形成一系列磁化区域的装置，其特征在于一个充磁导体；一个电流脉冲源，将电流脉冲通过所述充磁导体以产生一个磁场；及至少一个磁场阻尼装置，它设有与充磁导体相隔一预定距离的装置，后者的定位能使由流过充磁导体的脉冲产生的磁场在靠近所述磁场阻尼装置处受到阻尼，从而使流过充磁导体的电流脉冲产生出一个磁场，该磁场将穿过靠近充磁导体的那部分可磁化体，并基本上不穿过靠近阻尼装置的那部分可磁化体。
2.在可磁化体上形成一系列磁化区域的装置，其特征在于一个支承体;一个安装在该支承体上的充磁导体;一个电流脉冲源，将电流脉冲通过所述的充磁导体以产生一个磁场;及至少一个磁场阻尼装置，它设有与充磁导体相隔一预定距离的装置，后者的定位应使流过充磁导体的脉冲产生的磁场在靠近所述磁场阻尼装置处受到阻尼，从而使流过充磁导体的电流脉冲产生出一个磁场，该磁场将穿过靠近充磁导体的那部分可磁化体，并基本上不穿过靠近阻尼装置的那部分可磁化体。
3.根据权利要求2的装置，其特征还在于两个磁场阻尼装置，其每一个为相对充磁导体在异侧方向上等距离布置的电导体。
4.根据权利要求2的装置，其特征还在于该磁场阻尼装置包括一个改变磁场的屏蔽件，它具有两个在水平方向上隔开的凸块，每个凸块是相对充磁导体在异侧方向上等距离布置的。
5.根据权利要求3的装置，其特征还在于每个次级电导体在水平方向及垂直方向上相对充磁导体等距离布置。
6.根据权利要求3的装置，其特征还在于支承体包括多个隔开的凸块对多个隔开的槽定位，充磁导体被放置在一个槽中，次级电导体被放置在相邻的槽中。
7.根据权利要求3的装置，其特征还在于，支承体包括多个隔开的凸块，充磁导体缠绕在一个凸块上;次级电导体缠绕在相邻的凸块上。
8.一种在可磁化体上形成多个相邻磁极对的方法，其特征在于，下列步骤在可磁化体上预定区域内至少形成一个磁极对，然后在连续的步骤中，形成其他的磁极对，并基本上不使由任何在前步骤形成的任何磁极对的磁性质改变。
9.根据权利要求8在可磁化体上形成多个相邻磁极的方法，其特征还在于另外的磁极对是在靠近直接在前步骤形成的磁极对处形成的。
全文摘要
本装置用于制作具有多磁极对的磁铁。在开始的步骤中形成一个或几个磁极对。然后，相对被磁化体移动该装置或相对该装置移动被磁化体形成另外的磁极对。该装置的构造使得在先磁化的可磁化体部分不会因可磁化体中相邻部分的磁化而消磁或有显著的改变。
文档编号H01F41/02GK1052213SQ9010744
公开日1991年6月12日 申请日期1990年8月30日 优先权日1989年8月30日
发明者马克·E·拉克鲁瓦 申请人:托林顿公司