CN101889318A - 永磁体及其制造方法以及转子和内置永磁体电机 - Google Patents

永磁体及其制造方法以及转子和内置永磁体电机 Download PDF

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Abstract

一种用于永磁体的制造方法，包括如下步骤：a)制造永磁体(1)；b)使永磁体(1)断裂以获得两个或者更多个分离块(13)；以及c)通过将相邻分离块(13)的断裂表面配合在一起来使所述永磁体(1)复原。

Description

永磁体及其制造方法以及转子和内置永磁体电机
技术领域
本发明涉及一种制造待插入到永磁体嵌入式电机用转子的狭槽中的永磁体的方法、根据该方法制造的永磁体、设置有该永磁体的转子、以及设置有该转子的内置永磁体电机。
背景技术
在包括无刷直流电机在内的各种类型的已知电机中已知一种具有永磁体嵌入式转子的电机，在该永磁体嵌入式转子中，多个永磁体嵌入转子芯部中(此类电机已知为内置永磁体(IPM)电机，以下将简称为“IPM电机”)。IPM电机用作为例如混合动力车辆中的电机。
在电机中，通过以集中的或者分散的方式绕定子齿缠绕绕组来形成线圈。然后通过将电流施加至该线圈而产生磁通，并且在该磁通与来自永磁体的磁通之间产生磁矩和磁阻转矩。具有分散式绕组线圈的线圈具有比集中式绕组线圈更多数目的磁极，因此当转子旋转时从齿侧进入转子的永磁体的磁通(或者该磁通的变化)相对较连续。因此，当转子旋转时的磁通密度变化相对较小。相反，使用集中式绕组线圈，磁通密度变化相对较大，因此易于在永磁体中产生涡流，导致该永磁体生热。这可能引起不可逆的热去磁，所述热去磁导致永磁体自身的磁性下降。
就最近的混合动力车辆和电动车辆中使用的驱动电机而言，正在尝试例如增加转速或者磁极数以满足具有更好的电机输出性能的需求。但是，增加转速等将增加作用在磁体上的磁场的变化，因而容易产生涡流。由所产生的热带来的磁体的热去磁将不利地降低电机性能并降低电机耐久性。
例如，日本专利申请公开No.2005-198365(JP-A-2005-198365)、日本专利申请公开No.2004-96868(JP-A-2004-96868)以及日本专利申请公开No.2006-238565(JP-A-2006-238565)通过由随后被一起插入转子狭槽中的多个分离块形成永磁体来尝试防止涡流产生并因此防止由涡流引起的热去磁。
如例如JP-A-2005-198365、JP-A-2004-96868以及JP-A-2006-238565中所述，用多个分离块制成永磁体对于抑制可能在永磁体中产生的涡流的产生而言是一种有效的方式。在JP-A-2005-198365、JP-A-2004-96868以及JP-A-2006-238565中所述的一起形成永磁体的分离块以如下两个方式中的一个形成，即：i)单独制造每个分离块，或者ii)将形成为待插入永磁体的转子狭槽的内部的尺寸和形状的永磁体机加工(即，切割)成多个分离块。鉴于制造效率和制造成本，通常使用后一个机加工方法。
上述机加工需要昂贵的切割工具，该切割工具例如具有附接于硬质合金盘外周侧的金刚石片。此外，该切割工具将磨损并因此必须周期性地替换，其频率随切割的数目(即，随着永磁体要被切割成的分离块数目增加)而增加。由于这些因素以及其它因素，伴随这种机加工的维护以及增加的制造成本成为主要顾虑。
通过机加工来切割永磁体还存在其它问题。例如，如图9所示，其是磁体结构的放大图，作为永磁体的诸如钕磁体之类的铁氧体磁体或稀土磁体具有由主相S和晶界相R形成的金属结构，所述主相S对磁力做出贡献，而所述晶界相R对矫顽磁力做出贡献。当通过机加工来分割永磁体时，沿图中线L1所示的切割线形成分离块。如从图中所显见，线L1形成为切割即分割主相S，因此被切割的主相S比其被切割前小。因而，残余磁通密度(Br)在切割之后会被降低。
此外，晶界相R相对于其围绕的主相S表达矫顽磁力。但是，因为围绕与切割表面接触的主相S的晶界相R的覆盖破裂从而使主相S暴露，所以在外部磁场中倾向于容易发生反方向磁化。正是该反方向磁化导致整个磁体的矫顽磁力减小。
发明内容
因此，本发明提供了一种制造永磁体的方法，所述方法非常简单且不贵并且既不减小主相的尺寸也不破坏周围的晶界相的覆盖。本发明还提供了一种根据该方法制造的永磁体、设置有该永磁体的转子以及设置有该转子的内置永磁体电机。
发明的第一方面涉及一种永磁体的制造方法，所述永磁体待插入到内置永磁体电机用转子的狭槽中。所述制造方法包括：第一步骤，通过在成型模具中对用于永磁体的磁性颗粒进行压力成型来制造具有与所述狭槽的内部的尺寸和形状大体相同的尺寸和形状的所述永磁体；第二步骤，通过使所述永磁体断裂来形成两个或更多个的分离块；以及第三步骤，通过将相邻的分离块的断裂表面配合在一起来使所述永磁体复原。
这种永磁体制造方法可以是待插入形成于IPM电机用转子中的转子狭槽的永磁体的制造方法。更具体地，该制造方法可以是制造分成多个块的永磁体的方法。
首先，准备成型模具，该成型模具包括冲头和具有预定空腔的模具或类似物，将用于永磁体的磁性颗粒注入该成型模具中，并在常温环境下执行压力成型(步骤1)。
接下来，对成型为预定形状和尺寸的压力成型体进行烧结并将获得的烧结体分成预定数目的块。在此，在该制造方法中，烧结体(永磁体)的预定部分被推动使得烧结体断裂，而不是如在现有技术中一样通过切割工具进行机械切割(步骤2)。
如上所述，当具有由主相和晶界相构成的金属结构的永磁体在预定部分断裂时，永磁体是沿相对弱的晶界相断裂(即，所谓的晶界断裂)。采用此断裂工艺使得能够保持残余磁通密度不会减小、保持矫顽磁力不会由于反方向磁化而减小、以及消除与切割工具替换有关的维护并减少制造成本。
在要装配到转子狭槽中的永磁体已经断裂成预定数目的块之后，通过将这些分离块的断裂表面配合在一起来使所述永磁体复原(步骤3)。
另外，为了将断裂部分保持在估计区域内并且更加有效地执行断裂，可以在已成型的永磁体的表面上的预定位置处设置槽口。
此外，当在永磁体的表面中形成槽口时，可以在已经酸洗出槽口之后使永磁体断裂。
另外，在步骤1中，可以由小的压力成型体形成永磁体，所述小的压力成型体经压力成型并且通过在多个阶段中顺次地在成型模具中执行压力成型而被顺次叠置。此外，至少彼此相邻的小的压力成型体可以由不同材料的磁性颗粒形成。
这种制造方法通过叠置多个小的压力成型体并随后对这些小的压力成型体进行压力成型来形成单个永磁体，并且旨在通过使至少那些彼此相邻的小的压力成型体的磁性颗粒因具有不同的材料而不同来帮助在边界表面处断裂。
小的压力成型体是通过将与待执行压制操作的数目相对应的量的磁性粉末注入成型模具中并对其进行压力成型来形成的。用于形成给定的小的压力成型体的磁性粉末的材料不同于用于形成先前的小的压力成型体的磁性粉末的材料。两种小的压力成型体一起形成压力成型体。将该过程重复压制操作的数目直至获得具有永磁体的尺寸和形状的压力成型体为止。然后从模具中取出该压力成型体并将其置于烧结炉中，之后使该压力成型体断裂。
当对永磁体进行烧结时，由于不同材料的小的压力成型体的收缩量不同，所以在这些小的压力成型体的边界表面处出现残余应力。因而，在断裂过程中，该边界表面是弱点。另外，该边界表面是压制表面，因此边界表面之间的粘附力弱于小的压力成型体中的主相与晶界相之间的连接强度。因而，这些边界表面倾向于容易断裂。
另外，在上述步骤2和步骤3中，通过将永磁体容置在填充有树脂的容器中并随后在该容器中使该永磁体断裂，分离块可以由树脂彼此粘接或者由树脂彼此模制。可替代地，在步骤2和步骤3中，通过当在容器中使永磁体断裂的同时将树脂充填到该容器中，分离块可以由树脂彼此粘接或者由树脂彼此模制。
在永磁体实际断裂并随后通过将分离块配合在一起而复原之后，分离块必须在被磁化之前粘接或模制在一起，使得磁体设置不被分离块的磁力所扰乱。但是，这需要时间并将永磁体的每个块粘接在一起很麻烦。此外，如果遗失一块，则不能复原(即，形成)永磁体，这减少了制造产量。
以预定量的树脂充填在具有与转子狭槽相同尺寸和形状的空腔的容器内部并在该容器中使永磁体断裂例如能够使得树脂在永磁体断裂的同时有效地渗入永磁体的块之间。
另外，在步骤2中，永磁体可以以5米/秒或者更小的断裂速度来断裂。
此外，在上述步骤2中，当要将永磁体断裂成至少四个分离块并且在所述永磁体中形成至少三个槽口时，可以使用断裂装置，所述断裂装置包括多个尖端构件以及推动构件，所述多个尖端构件配合到对应的槽口中，所述推动构件将除了位于中央的尖端构件之外的尖端构件朝着所述永磁体的端部推出，并且当所述尖端构件在断裂过程中被推入所述槽口中时，在所述推动构件将对应的尖端构件推出的同时使所述永磁体断裂。
如根据以上描述所能够理解的，根据本发明的制造永磁体的方法是一种极简单并且不贵的方法，其能够制造出具有出色的磁性特性的永磁体。此外，通过使用根据此方法制造的永磁体，能够获得具有出色的输出性能的IPM电机。
附图说明
根据以下参考附图对实施方式的描述，本发明的前述和另外的目标、特征以及优点将变得清楚，其中，使用相同的数字表示相同的元件，并且其中：
图1A和图1B是图示根据本发明的制造永磁体的方法的图，其中，图1A是示出磁性颗粒被注入成型模具中的图，而图1B是示出纵向磁场压力成型的图；
图2A至图2D是紧随图1A和图1B之后并图示出根据本发明的制造永磁体的方法的图，以从图2A至图2D的顺序示出已经从成型模具中取出的永磁体在断裂装置中的断裂；
图3是示出永磁体的结构中的断裂线的视图；
图4A和图4B是图示使永磁体断裂的方法的另外的示例实施方式的图，其中，图4A是示出定位在断裂装置内部的永磁体的图，而图4B是示出处于断裂状态的永磁体的图；
图5是图示同时地使永磁体断裂和连接分离块的方法的图；
图6是示出将已经复原的永磁体插入转子狭槽中的图；
图7A至图7C是与设置有未分割永磁体的IPM电机(比较示例1)、设置有机械切割永磁体的IPM电机(比较示例2)、以及设置有根据本发明的制造方法断裂的永磁体的IPM电机相关的图表，其中，图7A是比较了与每个IPM电机的残余磁通密度有关的测量结果的图表，图7B是比较了与每个IPM电机的矫顽磁力有关的测量结果的图表，而图7C是比较了与比较示例2和示例实施方式中的涡流损失有关的测量结果的图表；
图8是示出关于断裂速度与晶界断裂面积之间的关系的测试结果的图；以及
图9是根据现有技术在机械切割的情况下永磁体的结构中的切割线的视图。
具体实施方式
以下将参考附图更详细地描述本发明的示例实施方式。图1A和图1B是图示根据本发明的制造永磁体的方法的图，其中，图1A是示出磁性颗粒被注入成型模具中的图，而图1B是示出纵向磁场压力成型的图。图2A至图2D是紧随图1A和图1B之后并图示根据本发明的制造永磁体的方法的图，以从图2A至图2D的顺序示出已经从成型模具中取出的永磁体在断裂装置中的断裂。图3是示出永磁体的结构中的断裂线的视图。图4A和图4B是图示使永磁体断裂的方法的另外的示例实施方式的图，其中，图4A是示出定位在断裂装置内部的永磁体的图，而图4B是示出处于断裂状态的永磁体的图。图5是图示同时地使永磁体断裂和连接分离块的方法的图，而图6是示出将已经复原的永磁体插入转子狭槽中的图。
图1A和图1B示出用于制造永磁体的成型模具。该成型模具基本包括：在顶部和底部都具有开口的模具50；上冲头20和下冲头30，上冲头20和下冲头30分别通过顶部开口和底部开口装配到模具50中，并在模具50内竖直地滑动；以及环绕上冲头20和下冲头30两者形成的线圈40。附带地，图中的成型模具是用于纵向磁场压制的成型模具，其中，由线圈产生的磁场方向平行于冲头的滑动方向。但是，可替代地，可使用用于横向磁场压制的成型模具，其中，形成N极和S极的线圈设置在模具的外侧使得产生垂直于冲头压制方向的磁场。
空腔C形成在上冲头20和下冲头30的各自的端面之间。具体地，在下冲头30的端面上设置用于在永磁体的一个侧表面上的预定位置形成预定数目的槽口的槽口形成凸出部31，所述永磁体是通过对磁性颗粒G进行压力成型来形成的。附带地，当要在永磁体的两个表面中形成槽口时，可使用这样的冲头：其中，在上冲头20的端面上的与下冲头30的端面上的凸出部31相对应的位置设置有类似的槽口形成凸出部。
如图1A所示，形成一个永磁体所必需的磁性粉末G被注入空腔C中。然后，如图1B所示，通过向下驱动上冲头20同时在平行于压制方向的方向(即，图中的方向Z)上产生磁场M来执行纵向磁场压力成型。
附带地，尽管未在图中示出，但是除了上述方法之外的另一压制方法是例如多层压力成型方法。该方法使用没有在上冲头或下冲头的任一端面上设置槽口形成凸出部的成型模具。所注入的磁性颗粒的量分成例如三份，并且顺次执行压力成型。利用这种方法，在第一次注入和第三次注入中注入的磁性颗粒是相同的材料，而在第二次注入中注入的磁性颗粒是不同的材料。随着每次注入，执行压力成型使得顺次形成小的压力成型体。通过磁性颗粒的第一次、第二次以及第三次注入所形成的叠置的小的压力成型体形成单个压力成型的永磁体。
当在接下来的步骤中在烧结炉中对通过如上所述的压力成型所制造的永磁体进行烧结时，在相邻的小的压力成型体之间的边界表面处出现因相邻的小的压力成型体的热膨胀的差异所引起的残余应力。此外，通过多层压制所形成的压制表面变成这些边界表面，因此容易在这些边界表面处发生断裂。
附带地，还可以在小的压力成型体之间形成机械强度比小的压力成型体低的树脂层，比如聚乙烯、聚丙烯或者聚苯乙烯等树脂层。
图2A示出了在图1所示的纵向磁场压力成型之后从成型模具取出的永磁体。图2A所示的永磁体1在三个位置形成有槽口11。永磁体1随后在对准所估计的断裂线12的三个位置断裂。附带地，如上所述，还可以在永磁体1的上表面中在与下表面中的槽口11相对应的位置处形成类似的槽口。此外，也可以酌情形成四个或者更多个槽口。
另外，槽口形成方法不局限于这样的方法：如上所述通过在模具空腔的内表面上提供形成槽口的凸出部，在已经从成型模具取出的永磁体中同时形成槽口。可替代地，也可以采用这样的方法：通过在永磁体成型之后进行后处理来在那些预定的位置形成槽口。
在此，槽口11是在永磁体1断裂之前使用盐酸或硫酸等酸洗而成。通过酸洗氧化槽口表面使形成位于该表面处的主相的晶界暴露，这促进了沿主相之间的晶界表面的断裂。
在这种情况下，酸洗指的是使用盐酸或硫酸等至少氧化槽口表面以使形成位于该表面处的主相的晶界暴露，这促进了沿主相之间的晶界相的断裂。可替代地，酸洗使表面的晶界变成高强度的氧化物使得中间的晶界相的强度相对较低，从而促进沿着晶界相的断裂。
接下来，如图2B所示，永磁体1定位于形成断裂装置100的下冲头70和上冲头60之间。在此，在上冲头60的端面上形成凸的多角度表面，在所述凸的多角度表面中，在与所估计的断裂线相对应的位置处形成有破裂线61、62以及63。类似地，在下冲头70的端面上形成凹的多角度表面，在所述凹的多角度表面中，在与所估计的断裂线相对应的位置处形成破裂线71、72以及73，并且所述凹的多角度表面与上冲头60的凸的多角度表面配合在一起。
如图2C所示，当向下驱动上冲头60时，如图中所示，永磁体的中央首先断裂。随后当进一步向下驱动上冲头60时，如图2D所示，侧部也断裂，因此获得四个分离块13。
当以这种方式使永磁体断裂时，如图3所示产生断裂线L2，图3是永磁体的内部结构的放大视图。在此，永磁体的金属结构由介于对磁力做出贡献的主相S之间的对矫顽磁力做出贡献的晶界相R形成。当该结构像现有技术中那样被机械切割时，切割线L1如图9所示分割主相S。相反，根据本示例实施方式，断裂线L2是沿着不如主相S坚固的晶界相R形成的。因而，能够在保持主相S的原始尺寸的同时获得分离块，并且主相S的外周由晶界相R保护。
图4A和图4B是图示使用根据另一示例实施方式的断裂装置来使永磁体断裂的另一方法的图。附带地，在图中，在永磁体两侧的对应位置形成多个槽口11。断裂装置100A设置有在竖直方向上最靠外侧的推动表面101和111。断裂部120和130设置于这些推动表面101和111的竖直方向上的内侧。断裂部120和130包括多个尖端构件105、106、107、115以及117，所述多个尖端构件105、106、107、115以及117设置在与推动表面101和111相对侧的表面上并且处于与永磁体中的槽口11相对应的位置。此外，在断裂部120和130中，弹簧104和114以及与这些弹簧104和114相连接的滑动构件103和113固定于除了与多个槽口中的位于中央的槽口相对应的尖端构件105和115之外的尖端构件106、107、116以及117上。当从侧面观察时，这些滑动构件103和113具有三角形的横截面，而尖端构件106、107、116以及117各自固定于三角形滑动构件103和113的三个侧面中的位于面对永磁体侧的端面上。另外，三角形滑动构件103和113的三个侧面中的位于推动侧的端面相对于推动表面倾斜。从推动表面101和111凸出的凸出部102和112抵靠滑动构件103和113的倾斜表面。当推动表面101和111被向下推动即被向下驱动时，凸出部102和112使滑动构件103和113抵抗弹簧104和114的迫压力朝着永磁体的端部侧滑动。因而，分别固定于滑动构件103和113上的尖端构件106和116等与滑动构件103和113一起侧向滑动，同时还(沿断裂方向)竖直移动。
如图4B所示，当两个推动表面101和111被从图4A所示位置(沿图4B中的方向X)向相对侧推动时，滑动构件103和113被正在沿方向X1推动滑动构件的凸出部102和112沿方向Y1向外推动。对应的上部尖端构件106和下部尖端构件116等使永磁体1A断裂，并且随着对应的尖端构件滑动，位于端部的分离断片被朝着永磁体的端部侧向外推动。因而，永磁体1A在中央部分处同样能够有效地断裂。
图5是示出断裂装置100B的图，所述断裂装置100B包括带有开口的容器80以及装配到该开口中的盖90。
容器80包括位于底部表面中的位置与永磁体1中形成的槽口11相对应的凸出部81、82以及83。容器80的内部形状和内部尺寸在装配有盖90的情况下与永磁体1要插入的转子狭槽的内部形状和内部尺寸大体相同。
在将永磁体1放入容器80中之前，用于将预定数量的分离块粘接在一起的树脂P被注入容器80中。
然后将永磁体1放入容器80中并且将盖90装配到容器80上并向下推动。因而，永磁体1在断裂装置100B中断裂成四个分离块，并且同时，树脂P渗入分离块之间。一旦这些断片之间的树脂硬化则获得复原的永磁体。
使用这种断裂装置100B不仅能够使得永磁体断裂且所得到的分离块能够大致同时地粘接在一起，而且能够防止分离块丢失并减轻稍后的将分离块粘接在一起的工作。
附带地，为了促进树脂的渗入，该断裂装置还可设置有抽吸装置以在图示断裂装置中产生减压环境。
附带地，还可以在断裂的同时将树脂注入容器中。另外，在容器内部形成减压环境能进一步增强树脂的渗入效果。
上述树脂可以是环氧树脂或者BMC树脂等。优选地，该树脂是耐热的，例如耐热到大约200℃。附带地，BCM树脂是模制树脂，其中，作为增强剂的玻璃纤维条混合在作为主要成分的不饱和聚酯树脂中。
如图6所示，已经通过断裂装置100或100B断裂(断裂线由字母K表示)并且通过将各块粘接回到一起而复原的永磁体1被插入由例如层压的磁性钢片形成的IPM电机转子1000的转子狭槽1100中并固定到位。
【与残余磁通密度、矫顽磁力以及涡流损失有关的比较测试及测试结果】
发明人准备了永磁体的测试件、在转子中固定有整块的(即，未断的)永磁体的IPM电机(比较示例1)、在转子中固定有用切割工具进行机械切割且随后被复原的永磁体的IPM电机(比较示例2)、以及转子中固定有根据本示例实施方式的断裂方法断裂且随后复原的永磁体的IPM电机(示例实施方式)，并对每一个进行测试。测试件各自具有6.5mm×9.9mm的横截面以及57mm的长度。另外，被切割的永磁体在14个位置处被切割以获得15个分离块，然后被复原。类似地，被断裂的永磁体在14个位置处断裂以获得15个分离块，然后被复原。
使用上述测试件，测量作为比较示例1和比较示例2以及示例实施方式的磁性特性的矫顽磁力(Hcj)和残余磁通密度(Br)并对测试结果进行比较。此外，为证明就涡流损失而言经断裂的永磁体与根据现有技术经机械切割的永磁体相当，测量比较示例2和示例实施方式的涡流损失并对测试结果进行比较。
比较结果示于图7A至图7C中。附带地，在图7A和图7B中，比较示例1的测量值为100而其它测试件的测量值以相对于此的百分比来表示。另外，在图7C中，示例实施方式的测量值也为100。
根据图7A显见，永磁体是被切割的比较示例2的值是97.6，而永磁体是经断裂的示例实施方式的值是99.3，该值高于比较示例2的值1.7个点。就电机的磁性特性而言，残余磁通密度的此增大值是非常大的，并且是如上所述由于形成永磁体的主相未被分割和减小尺寸这一事实所引起。
另外，根据图7B显见，比较示例2的值是97.0，而示例实施方式的值是99.5，该值高于比较示例2的值2.5个点。与残余磁通密度相似，就电机的磁性特性而言，矫顽磁力的此增大值同样的非常大的，并且也是如上所述由于围绕主相的晶界相的覆盖没有因为断裂而破裂所以未发生反方向磁化这一事实所引起。
此外，根据图7C显见，示例实施方式的涡流损失与比较示例2的涡流损失大致相同。因此显见，即使永磁体是经断裂的，也能够预期与当永磁体是经机械切割时的涡流损失相当的涡流损失。
【与断裂速度和晶界断裂面积相关的测试及测试结果】
另外，发明人还准备了在永磁体的中央形成单个槽口的测试件。然后在左下端和右下端处两点支撑该永磁体以跨置槽口，以恒定的压制速度(断裂速度)对槽口的左边和右边施加大致相同的压力载荷，此后测量断裂表面的晶界截面面积的百分比。以各种断裂速度执行该测试。每个断裂速度下的晶界截面面积的测量结果示于图8。
根据图8显见，大约5米/秒的断裂速度是拐点，并且此时的晶界断裂面积是整个断裂面积的大约30％。比此速度慢的断裂速度将导致晶界断裂面积骤增，并且，大约1米/秒的断裂速度导致晶界断裂面积为整个断裂面积的大约70％，而大约0.1米/秒的断裂速度导致晶界断裂面积为整个断裂面积的大约80％。根据这些测试结果，优选以5米/秒或者更低且更优选为1米/秒或者更低的断裂速度执行断裂。
尽管已参考附图详细描述了本发明的示例实施方式，但是具体结构并不局限于这些示例实施方式。也就是说，诸如设计变化这样的许多改型和变型也包括在本发明的期望范围内。
例如，通过根据本发明的示例实施方式的制造方法所获得的永磁体并不受到具体限制，只要其包括稀土磁体、铁氧体磁体、或者铝镍钴合金磁体等，并且具有由对磁力做出贡献的主相和对矫顽磁力做出贡献的晶界相构成的金属结构即可。另外，本发明中的术语“永磁体”也可以指烧结体或者简单地指尚未磁化的压实体、以及已经磁化的稀土磁体等。稀土磁体的示例包括：具有三组分体系的钕磁体，其中铁和硼被添加至钕中；由具有钐和钴的两组分体系合金制成的钐-钴磁体；钐-铁-氮磁体；镨磁体等。在这些磁体中，稀土磁体比铁氧体磁体或者铝镍钴合金磁体具有更高的最大能量乘积(BH)max，因此稀土磁体更适合应用于需要高输出的混合动力车辆等的驱动电机中。
此外，在根据本发明的示例实施方式的制造方法中，可以准备包括模具和冲头等并具有预定空腔的成型模具，将用于永磁体的磁性颗粒注入该成型模具中，并且在常温环境下执行压力成型(步骤1)。附带地，该压力成型可以是例如在纵向磁场或者横向磁场中的磁性成型。该压力成型形成了例如与转子狭槽的内部具有相同或相似的形状和尺寸的永磁体。即，本示例实施方式中大体相同的形状和尺寸不仅包括相同的形状和尺寸也包括相似的形状和尺寸。但是，在本发明示例实施方式中，已经断裂成分离块且随后用模制树脂等将这些分离块复原在一起(即，一体化)的永磁体被插入并固定在转子狭槽中，因此，该永磁体的尺寸略小于转子狭槽的尺寸。
在断裂而后复原永磁体的方法中，就制造效率而言，优选为一次执行所需数目的断裂。例如，当在单个永磁体中形成三个或者更多个槽口使得将形成四个或者更多个分离块时，发明人已确定，永磁体容易在端部处断裂但在中央附近不容易断裂。因此，当试图一次形成所有的分离块时，理论上能够例如通过将尖端构件插入槽口中且同时向下推动它们来得到所有的分离块。但是，实际上，将尖端构件插入端部处的槽口中产生了从永磁体的两端朝向中央的压缩力。因而，受到来自左边和右边的压缩力的永磁体的构件强度大于中央部分处的尖端构件的插入力，这使得更加难以在中央部分处使永磁体断裂。
因此，在本示例实施方式中，使用这样的断裂装置：即，所述断裂装置具有设置在共用推动表面上的与多个槽口相对应的多个尖端构件，以及推动构件，例如弹簧，所述推动构件设置在除了与位于中央的槽口相对应的尖端构件之外的尖端构件上。向下推动所述推动表面能够将尖端构件压入对应的槽口中，使永磁体断裂。同时，推动构件将所得到的分离块朝着永磁体的端部推出，这能抑制产生朝向永磁体中央的压缩力，因此使得靠近中央的部分能够断裂。附带地，位于永磁体端部的尖端构件可以制成为比位于中央的尖端构件长(即，高)，使得当在单个行程中向下推动推动表面时，端部首先断裂且所得到的分离块被推到外侧，此后中央随后断裂。
附带地，根据上述本发明示例实施方式的制造方法所制造的永磁体、设置有该永磁体的转子、以及设置有该转子的IPM电机尤其适用于需要高输出性能的混合动力车辆或电动车辆的驱动电机。
尽管已经参考本发明的示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于所述示例性实施方式或构造。相反，本发明试图覆盖各种改型和等同方案。另外，尽管示例性实施方式的各种元件示出为示例性的多种组合及构型，但是包括更多、更少元件或者仅包括单个元件的其它组合及构型同样属于本发明的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种永磁体的制造方法，所述永磁体待插入到内置永磁体电机用转子的狭槽中，所述制造方法的特征在于包括：
通过在成型模具中对用于永磁体的磁性颗粒进行压力成型来制造具有与所述狭槽的内部的尺寸和形状大体相同的尺寸和形状的所述永磁体；
通过使所述永磁体断裂来形成两个或更多个的分离块；以及
通过将相邻的分离块的断裂表面配合在一起来使所述永磁体复原。
2.如权利要求1所述的制造方法，其中，形成所述分离块包括在经压力成型的所述永磁体的预定部分上加压。
3.如权利要求1或2所述的制造方法，其中，当对所述永磁体进行压力成型时，在所述永磁体中形成槽口。
4.如权利要求1或2所述的制造方法，其中，在使所述永磁体断裂之前在所述永磁体中形成槽口。
5.如权利要求2所述的制造方法，还包括：
在使所述永磁体断裂之前在所述永磁体中形成槽口，其中，所述预定部分为所述槽口。
6.如权利要求3至5中任一项所述的制造方法，其中，在酸洗出所述槽口之后使所述永磁体断裂。
7.如权利要求1至6中任一项所述的制造方法，其中，以通过在多个阶段中顺次执行压力成型而被顺次叠置的多个小的压力成型体形成所述永磁体；并且，至少彼此相邻的小的压力成型体由不同材料的磁性颗粒形成。
8.如权利要求7所述的制造方法，其中，所述多个小的压力成型体之间出现残余应力。
9.如权利要求7所述的制造方法，其中，经压力成型的所述永磁体在所述多个小的压力成型体之间断裂。
10.如权利要求1至9中任一项所述的制造方法，其中，在充填有树脂的容器中实现使所述永磁体断裂；并且使所述永磁体复原包括利用所述树脂将所述分离块粘接在一起。
11.如权利要求1至9中任一项所述的制造方法，其中，在充填有树脂的容器中实现使所述永磁体断裂；并且使所述永磁体复原包括利用所述树脂将所述分离块模制在一起。
12.如权利要求1至9中任一项所述的制造方法，其中，在容器中实现使所述永磁体断裂；在使所述永磁体断裂的同时将树脂注入所述容器中；并且使所述永磁体复原包括利用所述树脂将所述分离块粘接在一起。
13.如权利要求1至9中任一项所述的制造方法，其中，在容器中实现使所述永磁体断裂；在使所述永磁体断裂的同时将树脂注入所述容器中；并且使所述永磁体复原包括利用所述树脂将所述分离块模制在一起。
14.如权利要求1至13中任一项所述的制造方法，其中，使所述永磁体断裂是以5米/秒或者更低的断裂速度来实现的。
15.如权利要求1至14中任一项所述的制造方法，其中，当要将经压力成型的所述永磁体断裂成至少四个分离块并且在所述永磁体中形成至少三个槽口时，使用断裂装置，所述断裂装置包括多个尖端构件以及推动构件，其中，所述多个尖端构件配合到对应的槽口中，所述推动构件将除了位于中央的尖端构件之外的尖端构件朝着所述永磁体的端部推出，并且当所述尖端构件在断裂过程中被推入所述槽口中时，在所述推动构件将对应的尖端构件推出的同时使所述永磁体断裂。
16.如权利要求1至15中任一项所述的制造方法，其中，所述永磁体由多个主相以及介于所述主相之间的晶界相形成；并且，所述永磁体的断裂是沿着所述晶界相进行的。
17.如权利要求1至16中任一项所述的制造方法，其中，所述永磁体是稀土磁体。
18.一种通过如权利要求1至17中任一项所述的制造方法所制造的永磁体。
19.一种内置永磁体电机用转子，其中，如权利要求18所述的永磁体设置在所述转子的所述狭槽中。
20.一种至少设置有如权利要求19所述的转子的内置永磁体电机。
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