专利名称：具有内部着磁回路的驱动器用永磁器件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及永磁器件及其制备方法，特别提供了一种内部着磁回路的永磁环形器件及其制备方法，可使用于无电刷马达等各种回转机械和部件。
然而，上述的制备方法，在内周面1和外端面2以外的5和7的部位也发生磁束，这些磁束将对马达周边的其他电子部件导致不良影响。而且，由于在5和7的端面发生磁束，从而使内周面1和外端面2的磁束下降，为了解决这些技术问题，一般要在永磁器件的外部装配一个磁性材料的环6即屏蔽板，但这种方法增加了部件数，而且要使这两个部件磁场取得平衡，装配后还需增加工艺。在装配中，部件的破裂也经常发生。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案这种具有内部着磁回路的驱动器用永磁器件，是在永磁石中具有由多个磁极而构成的多个信号带，并在该永磁石的内周面、端面和侧面将多个信号带的连接方向按各向异性排列，使得各个信号带以外不发生磁束。
该方法是采用具有励磁装置的成型模具，并在成型模具内部将复数磁极而构成的信号带连接起来，通过励磁装置在永磁石中形成磁路。
在本发明的制备方法中，在上述成形工程之后，需将成形的永磁石脱磁。
在本发明的制备方法中，为了构成多磁路并使永磁石具有各向异性，配置在成型模具中的励磁装置为双励磁装置，其中一个励磁装置用于磁路外侧，另一个励磁装置用于磁路内侧。
在本发明的制备方法中，所述的磁路内侧的励磁装置可使由外侧励磁装置产生的磁束增强或减弱。
在本发明的制备方法中，在由上述的励磁装置而构成的磁束和磁路中配置材料，通过调整磁束量可以改变磁石的磁性。
在本发明的永磁器件中，永磁石由于可以复数磁极而构成的复数信号带，而且可以使各信号带之间构成各向异性排列，因此，使所述永磁石内的多个信号带由信号的山和谷的差中所得到的磁束密度值被控制在30％以内，从N极到S极，或从S极到N极的角度间隔可被控制在10度以内。
实施例1以下，说明本发明的实施例。图4和图5为本发明的永磁器件实施例的剖面图和斜视图。图4的环状永磁器件可用于无电刷马达，内周面14和端面13上分别配置有不同的信号带(磁极)。因此，永磁器件18的内部沿点线15所示的那样，在永磁器件18中的磁性粒子的磁化轴在内周面14和13相连接的方向按各向异性排列。
这种被各向异性化的永磁器件18的内周面14上，如图5所示，可在圆周方向通过着磁交互配置8个N极和S极磁极，从而形成马达驱动用的界磁磁场。另外，永磁器件18的端面13上，N极和S极沿圆周方向交互配置，如果进行16极着磁，其中8个可以构成检测马达回转数的周波数发电用磁场。
从永磁器件18发生的磁束按图4和图5的模式符号17表示，磁束的发生仅在必须的信号带，即在内周面14和端面13的部分发生。不需要发生磁束的永磁器件18的外部16处基本上不发生磁束。
还有，由于在不需要的部分内没有磁束的泄漏，使得信号带13和14的磁束密度得到提高。特别是磁粉的配合比不需要很高，材料内部的疏松孔和开裂可以大幅度下降。进一步，以往的屏蔽板6可以不要，永磁器件18的单体便可构成无电刷马达的回转子，因此，部件数减少，永磁器件的动态性能提高。图6是用有限元方法按4个磁极来计算的结果，从这个结果可以看到磁场的分布。其中，图6中的(a)为本发明的方法的磁力线分布图；(b)为常用方法的磁力线分布图。
以下，利用图7对永磁器件18的制备方法进行说明。图7是永磁器件成形模具28的剖面图。永磁器件的励磁装置11为扁平的圆柱，其上下端面沿厚度方向进行磁化。此励磁装置11配置在磁性材料22的上方，励磁装置的周围，由磁性材料23’和非磁性材料23”构成。在23的外周，为了压出成形品，装配上磁性材料21’和非磁性材料21”的外环并被固定在台座20上。32是为了往成形模具内注入液状磁性材料的导入槽。
往成形模具中注入液状磁性材料来制造永磁器件时，在成形模具内部从励磁11沿着部件23，18的内周面，及端面13，部件21，最后到部件20和22并返回到励磁装置11而形成磁路12。这样在永磁器件内构成的磁化轴沿磁路成异向排列。把这样形成的永磁器件进行着磁就可实现按各种数量磁极的信号带。另外，由于这样制成的成形品在各信号带13和14上的N极或S极上属于单极带磁，而且构成两极之间的强度差。根据用途不需要这种极间的强度差时，便用脱磁的工序来消除这种极间强度差。
实施例2以下，通过图8和图9说明实施例2。对这个实施例中的组成部件的说明，可参照于实施例1。
图8是这个实施例的剖面图。永磁器件内部虽然没有按各向异性配向的主磁路(参照图7的磁路)，但第1励磁装置可构成与实施例1同样的磁路。在这个磁路中，配置了第2励磁装置25。
第2励磁装置25，用环状永磁磁石作成，其两端分别按各个单极的厚度方向进行极化。并且，第1励磁装置11的上下极性互反，也就是说通过第2励磁装置的设置可使第1励磁装置上的磁束得到增强。
用这样的成形模具来加工永磁器件，和图7相比可使永磁器件18的内部得到更增强的各向异性配向力。
图9和图8一样是具备第1励磁装置11和第2励磁装置25’的成形模具的端面28。在这个实施例中第2励磁装置25’和图8相反方向配置，即为使第1励磁装置11的磁束变弱来设置，这样的模具可达到使永磁器件的各向异性配列力得到减弱。
实施例3
图10被用来说明另一个实施例。用于本实施例的成形模具28中，在其磁路的内部设置了为调整磁阻的器件26和27。这些调整器件由在磁性材料21’和20之间搁板构成。通过调整非磁性搁板和磁性搁板的厚度以及层数可以调整磁路的磁束量并按照所需要的各向异性配向力来成形器件，这样，调整气隙也可以做到。
实施例4以下用图11来说明另一实施例。图11表示了由本发明的永磁器件40，和由此产生的磁力线34的状态，以及永磁器件40内部的闭磁路37的状态，还有励磁装置33配置形式。这个实施例的8个磁极由每个磁极按对称方向排列，通过励磁装置在成形中进行着磁。另外，端面39的部位由于内周部励磁的同时将8个磁极同时着磁。
永磁器件40的侧表面的励磁也是按上述方法进行着磁。
实施例的励磁方法是通过励磁装置33附加矩形波来着磁。由励磁装置得到的矩形着磁波在内圆周面36，侧面35，端面39的分布可参见图12和图13。其中，在图12中形成的波峰为43，波谷为44，波过渡区为41。在图13中形成的波峰为45，波谷为46，波过渡区为42。图14表示在内周上的4个磁极进行着磁时的波形峰49和谷50及波过渡区48。。其波形峰谷的角度差可控制在30度以内。而矩形波急刷变化的角度可控制在10度以内。图11表示了在马达上进行多极着磁时的结果。从这个结果可以证明可以得到同样的结论。
综上所述，本发明的永磁器件可以使马达的部件减少，动态特性提高，提高无电刷马达的性能和可靠性，并降低成本。
权利要求
1.一种具有内部着磁回路的驱动器用永磁器件，其特征在于是在永磁石中具有由多个磁极而构成的多个信号带，并在该永磁石的内周面、端面和侧面将多个信号带的连接方向按各向异性排列，使得各个信号带以外不发生磁束。
2.一种制备权利要求1所述的具有内部着磁回路的驱动器用永磁器件的制备方法，其特征在于该方法是采用具有励磁装置的成型模具，并在成型模具内部将复数磁极而构成的信号带连接起来，通过励磁装置在永磁石中形成磁路。
3.根据权利要求2所述的具有内部着磁回路的驱动器用永磁器件的制备方法，其特征在于在上述成形工程之后，需将成形的永磁石脱磁。
4.根据权利要求2或3所述的具有内部着磁回路的驱动器用永磁器件的制备方法，其特征在于为了构成多磁路并使永磁石具有各向异性，配置在成型模具中的励磁装置为双励磁装置，其中一个励磁装置用于磁路外侧，另一个励磁装置用于磁路内侧。
5.根据权利要求4所述的具有内部着磁回路的驱动器用永磁器件的制备方法，其特征在于所述的磁路内侧的励磁装置可使由外侧励磁装置产生的磁束增强或减弱。
6.根据权利要求2至6中的任一项所述的具有内部着磁回路的驱动器用永磁器件的制备方法，其特征在于在由上述的励磁装置而构成的磁束和磁路中配置材料，通过调整磁束量可以改变永磁石的磁性。
7.根据权利要求1所述的具有内部着磁回路的驱动器用永磁器件，其特征在于所述永磁石内的多个信号带由信号的山和谷的差中所得到的磁束密度值被控制在30％以内，从N极到S极，或从S极到N极的角度间隔可被控制在10度以内。
全文摘要
一种具有内部着磁回路的驱动器用永磁器件及其制备方法,是在永磁石中具有由多个磁极而构成的多个信号带,并在该永磁石的内周面、端面和侧面将多个信号带的连接方向按各向异性排列,使得各个信号带以外不发生磁带。本发明的目的是通过改良无电刷马达转子等回转器件中永磁的着磁磁路和着磁波形使无电刷马达等的回转性能得到提高,并使其成本价格下降。本发明使着磁磁路的回归磁路在永磁石内部自然形成,从而排除使用屏蔽板,因此使马达的部件减少,动态特性提高。特别是这种制备方法使永磁石按磁路形成各向异性,在转子的内周面,端面和侧面的着磁波形可形成锯齿波。提高无电刷马达的性能和可靠性。减少高磁束密度的线圈,并降低成本。
文档编号H01F7/02GK1343033SQ01141988
公开日2002年4月3日 申请日期2001年9月27日 优先权日2001年9月27日
发明者巨东英, 松山芳彦 申请人:巨东英, 松山芳彦