CN106816998A - 永磁体的制造装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种永磁体的制造装置和方法，其中用于制造永磁体的方法，包括以下步骤：制备具有相同尺寸的多个永磁体块；将多个永磁体块隔开并布置在具有敞开上端的下模具中；在使粘合剂在下模具中循环的同时挤压下模具的侧面，并使多个永磁体块形成一体，使得粘合剂均匀地涂布在多个永磁体块的每个永磁体块的表面，从而形成永磁体组件；以及通过加热永磁体组件，使粘合剂硬化。

Description

永磁体的制造装置和方法

技术领域

本发明涉及一种插入到电动机转子中的永磁体的制造装置，以及利用该装置制造永磁体的方法；本发明更具体涉及一种可简化永磁体制造步骤的永磁体的制造装置和方法。

背景技术

从广义上说，混合动力车辆是指由有效组合的两种或多种不同类型的动力源所驱动的车辆。通常地，混合动力车辆由发动机和电动机驱动，并且称为混合动力电动车辆(HEVs)。

近年来，为了改进燃料效率并开发环境友好型车辆，对于混合动力车辆的研究正在积极地进行着。

这类混合动力车辆包括作为动力源的发动机和电动机。电动机由从安装在车辆中的电池供给的电力驱动，并包括诸如被配置成围绕定子铁心缠绕线圈的定子以及与常规电动机类似的布置在定子内的转子等主要组件。转子包括转子铁心中的永磁体。

因此，混合动力车辆中的电动机需要高性能永磁体，以便获得高动力和高效率。

因此，在现有技术中使用具有比铁酸盐磁铁的磁力强3至5倍的稀土永磁体，以便减少电动机的重量，并提高车辆效率。

然而，由于这种稀土永磁体具有较高的生产力和较低的电阻率，因此在永磁体中产生涡流，从而使永磁体的温度升高。永磁体温度的升高会导致永磁体的磁通密度的减小或不可逆的退磁，从而引起电动机性能的严重劣化。

为了解决这些问题，而在永磁体中添加耐热的重稀土元素时，永磁体的制造成本会增加，并且保存的稀土元素的量与其他金属相比不充足。

因此，人们已开发出通过制造被轴向或横向划分的永磁体，来减少涡流路径并减少损耗(铁损耗)的技术。

然而，由于在永磁体的粘合表面上形成有粘合层，并且由于在粘合永磁体之后需要诸如用于调整平坦度的表面研磨以及用于改良耐腐蚀性的表面涂层等后处理步骤，因此这些技术因增加了工时而使生产力劣化。

此外，在表面研磨过程中，永磁体的各个角处可能会被损坏，因而使永磁体的生产质量劣化。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题而提出本发明，本发明提供一种能够在使因涡流引起的温度增加最小的同时具有高耐腐蚀性的永磁体的制造装置，以及一种利用该装置制造永磁体的方法。

另外，本发明提供一种永磁体的制造装置和方法，其中可以通过粘合和涂布永磁体块的同时简化永磁体的制造过程，并且可以减少制造成本。

此外，本发明意图提出一种永磁体的制造装置和方法，其可以使粘合剂的消耗量最少。

根据本发明的一个实施例，一种用于制造永磁体的方法，包括以下步骤：制备具有相同尺寸的多个永磁体块；将多个永磁体块隔开并布置在具有敞开上端的下模具中；在使粘合剂在下模具中循环的同时挤压下模具的侧面，并使多个永磁体块形成一体，使得粘合剂均匀地涂布在每个永磁体块的表面，从而形成永磁体组件；以及通过加热永磁体组件，使粘合剂硬化。

挤压下模具的侧面的步骤可包括：在下模具的敞开上端布置检定平板(leveling plate)；以及利用上模具挤压检定平板，以使多个永磁体块变得平坦。

下模具的底部可具有粘合剂收集孔，上模具的底部可具有多个粘合剂喷射孔，使得容纳在上模具中的粘合剂通过粘合剂喷射孔喷射。在挤压下模具的侧面的步骤中，在使下模具中的粘合剂通过粘合剂收集孔被引入并流回到上模具的同时，使多个永磁体块形成一体。

在挤压下模具的侧面的步骤中，可以使粘合剂再循环，使得多个永磁体块中的每个永磁体块上的粘合层具有10～50μm的厚度。

上模具和下模具中的每一个均由橡胶材料制成，并且在挤压下模具的侧面的步骤中，沿着所有方向，向多个永磁体块中的每个永磁体块施加相同的力。

该方法还可包括以下的步骤：在隔开并布置永磁体块的步骤之前，将粘合剂涂布到下模具的内壁。

粘合剂可以是热固性树脂。

根据本发明的另一个实施例，一种用于制造永磁体的装置，包括：下模具，其具有布置多个永磁体块的内部空间，具有上端敞开的封闭形状，并且具有形成在底端的粘合剂收集孔；上模具，可竖直移动地布置在下模具的上方；通过形成在上模具的底端的多个粘合剂喷射孔将粘合剂喷射到下模具的内部空间，其中通过下模具的敞开上端将上模具插入并挤压多个永磁体块的上表面；以及粘合剂再循环单元，其安装在下模具的底端，使得容纳在下模具中的粘合剂通过粘合剂收集孔被引入，并通过粘合剂通道流回到上模具。

上模具和下模具中的每一个均可由橡胶材料制成，以便沿着所有方向，向永磁体块施加相同的力。

每个粘合剂喷射孔可具有40～60μm的直径。

该装置还可包括检定平板，该检定平板通过下模具的敞开上端被插入并具有多个粘合剂流动孔，使得粘合剂流过粘合剂流动孔。

如从上述说明书显而易见的是，根据本发明的实施例，由于通过粘合多个永磁体块来制造永磁体，因此可以去除用于改善磁体平坦性的表面研磨处理和用于改善磁铁耐腐蚀性的涂层处理。因此，可简化制造过程、缩短制造时间、提高生产力，并减少制造成本。

此外，由于粘合剂被再循环/再使用，并均匀地涂布在永磁体的表面，因此可以制造具有高性能，同时改善了耐腐蚀性且粘合剂的使用量最少的永磁体。

附图说明

参照具体实施方式，并结合附图，本发明的上述和其他目的、特征和优点将会更加显而易见，其中：

图1是示出根据本发明一个实施例的永磁体的制造装置的视图；

图2是示出根据本发明一个实施例的上模具的透视图；

图3是示出根据本发明一个实施例的下模具的透视图；

图4是示出根据本发明一个实施例的检定平板的视图；

图5是示出根据本发明一个实施例的永磁体的制造方法的流程图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应该理解为局限于本文详细阐述的实施例。贯穿本发明，类似的附图标记指代贯穿本发明中的各种图和实施例的类似部件。附图不必按比例绘制，并且在一些情况下，可以扩大比例，以便清楚地说明实施例的特征。

在本发明中，由于通过同时粘合和涂布多个永磁体块来制造永磁体，因此可以简化永磁体的制造过程，通过使粘合剂的使用量最少改进其性能，并减少制造成本。

图1是示出根据本发明一个实施例的永磁体的制造装置的视图；图2是示出根据本发明一个实施例的上模具的透视图；图3是根据本发明一个实施例的下模具的透视图；图4是示出根据本发明一个实施例的检定平板(leveling plate)的视图。

如图1至图4所示，根据本发明的永磁体的制造装置包括：用于容纳多个永磁体块10的下模具100；用于挤压永磁体块10的上表面的上模具200；以及使粘合剂在下模具100中再循环的粘合剂再循环单元300。

下模具100具有内部空间110，使得具有相同尺寸的永磁体块10可以容纳在内部空间110中，并且具有上面敞开的封闭形状，使得上模具200可以插入到下模具100中。

另外，下模具100底部具有一个或多个粘合剂收集孔120，使得容纳在下模具100中的粘合剂可以通过粘合剂收集孔120而排出。粘合剂再循环单元300安装到下模具100的底部，以便通过粘合剂收集孔120引入粘合剂。

上模具200通过气缸等可竖直移动地安装在下模具100上方，并且具有用于容纳粘合剂的空间。上模具200具有多个粘合剂喷射孔210，其在底部以规定间隔分开，使得粘合剂可被喷射到被容纳在下模具100中的永磁体块10。

粘合剂再循环单元300通过粘合剂通道310连接到上模具200，以便通过将利用粘合剂收集孔120引入的粘合剂供应到上模具200，而通过粘合剂通道310使粘合剂循环。

粘合剂通道310可以由柔性材料制成，从而不影响上模具200的竖直移动。

永磁体块10之间的粘合力，通过将粘合剂均匀地涂布到每个永磁体块10的表面而增大，从而改进所生产的永磁体组件的耐久性和性能。

在上模具200的底部上形成的每个粘合剂喷射孔210，可以具有40～60μm的直径。

如果粘合剂喷射孔210的直径小于40μm，则由于大量的能量被消耗来喷射粘合剂，并且排出粘合剂也要花费相当长的时间，因此粘合剂无法平滑地进行循环。如果粘合剂喷射孔210的直径超过60μm，则由于粘合剂很容易通过粘合剂喷射孔210排出，因此粘合剂可以在上模具200移动期间排出到外部，从而增加粘合剂的消耗量并增加制造成本。因此，粘合剂喷射孔210具有40～60μm的直径。

另外，根据本发明的下模具100和上模具200可以由橡胶材料制成。这是因为当外力施加于上模具200和下模具100的侧面和底部时，容纳在下模具100中的永磁体块10在所有方向上均匀地变形，使得在所有方向上，向永磁体块10施加相同的力。

根据本发明的永磁体的制造装置还可以包括检定平板400，其布置在上模具200和下模具100之间，并被插入到下模具100中。

检定平板400具有板状，并包括多个粘合剂流动孔410。当上模具200挤压检定平板400的平面，并挤压被容纳在下模具100中的永磁体块10的上表面时，可以改善所生产的产品的平坦性。

接下来，参照附图，描述根据本发明实施例的永磁体的制造方法。

图5是示出根据本发明一个实施例的永磁体的制造方法的流程图。

如图5所示，永磁体的制造方法包括：制备多个永磁体块10的制备过程，在下模具100中布置永磁体块10的插入过程，在使容纳在下模具100中的粘合剂循环的同时粘合永磁体块10并使其成为一体的粘合过程，以及使粘合剂硬化的热处理过程。

在制备过程中，永磁体块10可以具有相同的尺寸和形状。

如果永磁体块10具有不同的尺寸和形状，则当通过粘合永磁体块10来制造永磁体组件时，不能确保平坦性。在这种情况下，由于需要单独的处理，因此会增加工时。

当制备具有相同形状的永磁体块10时，永磁体块10以预定的距离彼此竖直地或水平地间隔开，并且在插入过程中布置在下模具100的内部空间110中。

根据本发明的永磁体的制备方法还可包括：在插入处理之后，向下模具100的内壁涂布粘合剂的后处理过程。

因此，由于粘合剂均匀地涂布在永磁体块10的每个表面上，并且永磁体块10之间的粘合强度得以改进，因此可以改善所生产的产品的耐久性和耐腐蚀性。

接着，容纳在上模具200中的粘合剂，通过形成在上模具200的底部的粘合剂喷射孔210，被喷射到永磁体块10的表面上，以便涂布在永磁体块10的表面，同时上模具200通过朝向容纳永磁体块10的下模具100向下移动，挤压永磁体块10的上表面。

上模具200具有封闭形状，且由橡胶材料制成，并且在其底部上具有多个粘合剂喷射孔210，使得粘合剂可以通过粘合剂喷射孔210排出。因此，当上模具200被挤压时，容纳在其中的液体粘合剂，通过粘合剂喷射孔210供给到下模具100中。

在粘合过程中，在将粘合剂供给到下模具100中的同时，在所有方向上以相同的压力挤压永磁体块10的方式制造永磁体组件。

根据本发明的永磁体的制造方法还可以包括平坦化(leveling)过程，将检定平板400布置在上模具200和下模具100之间，并且通过利用上模具200挤压检定平板400的上表面，使容纳在下模具100中的永磁体块10变得平坦，以便改善所生产的永久磁体的平坦性。

检定平板400可以具有比下模具100的横截面积更小的面积，并且为具有一定平坦性的板状，使得检定平板400可以通过下模具100的敞开上面而被插入。

当完成平坦化过程时，以相同压力从上模具200和下模具100的外表面挤压永磁体块10，以便彼此粘合，从而形成永磁体组件。

在根据本发明的粘合过程中，可以挤压永磁体块10，同时粘合剂通过粘合剂再循环单元300再循环，使得涂布在永磁体块10的表面上的粘合剂具有10～50μm的厚度。

如果涂布在永磁体块10的表面上的粘合剂的厚度小于10μm，则组件的粘合强度会降低，并且其耐腐蚀性会劣化。如果粘合剂的厚度超过50μm，则由于粘合剂过厚，产品的磁性会劣化。

也就是说，当粘合剂通过形成在下模具100的底部的粘合剂收集孔120而被收集，以便利用粘合剂再循环单元300供给到上模具200，然后通过上模具200中的粘合剂喷射孔210再次供应到下模具100中时，可以减少粘合剂的浪费，并且均匀地形成涂布在永磁体块10的表面的粘合剂的厚度。因此，可以改善所生产的产品的耐久性和性能。

在根据本发明的粘合过程中，可以供应并循环粘合剂，直到被插入到下模具100中的粘合剂的量变为形成在下模具100的内部空间110的容积的10％至30％为止。

如果粘合剂的量小于形成于下模具100的内部空间110的容积的10％，则由于粘合剂未均匀地涂布在每个永磁体块10的表面，因此永磁体的粘合强度较差，或者由于未平滑地涂覆，而使永磁体的耐腐蚀性劣化。如果粘合剂的量超出容积的30％，则由于粘合剂的浪费，而增加制造成本，并且由于涂布在永磁体块10的表面的粘合剂太厚，所生产的产品的磁性会劣化。

另外，在完成粘合过程之后，所收集的粘合剂可被填充在上模具200中，并且在以下过程中重新使用。

因此，可以通过在使粘合剂使用量最少的同时，将粘合剂均匀地涂布在每个永磁体块10的表面上，使所生产的永磁体的耐腐蚀性和性能得以改善。

在此，粘合剂再循环单元300可以包括泵、箱等，使得容纳在下模具100中的粘合剂可以通过存储在其中的粘合剂收集孔120而被引入，或者可以通过粘合剂喷射孔210而被再循环到下模具100中。

在完成粘合过程时，通过在热处理过程中加热永磁体组件并使其中的粘合剂硬化，来制造永磁体。

根据所使用的粘合剂的类型，选择热处理过程中的温度和时间。在本发明中，将环氧胶粘剂用作粘合剂，并且通过在150℃的温度下加热永磁体组件一小时，并使所使用的粘合剂硬化，来制造永磁体。

尽管已出于说明的目的公开了本发明的示例性实施例，然而本领域的技术人员应该理解的是，在不脱离所附权利要求所公开的本发明的范围和精神内，还可以进行各种修改、添加和替代。

Claims (15)

1.一种用于制造永磁体的方法，包括以下步骤：

制备具有相同尺寸的多个永磁体块；

将所述多个永磁体块隔开并布置在具有敞开上端的下模具中；

在使粘合剂在所述下模具中循环的同时挤压所述下模具的侧面，并使所述多个永磁体块形成一体，使得粘合剂均匀地涂布在所述多个永磁体块的每个永磁体块的表面，从而形成永磁体组件；以及

通过加热所述永磁体组件，使粘合剂硬化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中挤压所述下模具的侧面的步骤包括：

在所述下模具的敞开上端布置检定平板；以及

利用上模具挤压所述检定平板，以使所述多个永磁体块变得平坦。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述下模具的底部具有粘合剂收集孔，所述上模具的底部具有多个粘合剂喷射孔，使得容纳在所述上模具中的粘合剂通过所述粘合剂喷射孔喷射，并且

其中在挤压所述下模具的侧面的步骤中，在使所述下模具中的粘合剂通过所述粘合剂收集孔被引入并通过粘合剂通道流回到所述上模具的同时，使所述多个永磁体块形成一体。

4.根据权利要求3所述的方法，其中在挤压所述下模具的侧面的步骤中，使所述粘合剂再循环，使得所述多个永磁体块中每个永磁体块上的粘合层具有10～50μm的厚度。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述上模具和所述下模具中的每一个均由橡胶材料制成，并且

其中在挤压所述下模具的侧面的步骤中，沿着所有方向，向所述多个永磁体块中的每个永磁体块施加相同的力。

6.根据权利要求1所述的方法，其还包括以下的步骤：在隔开并布置所述多个永磁体块的步骤之前，将粘合剂涂布到所述下模具的内壁。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述粘合剂是热固性树脂。

8.根据权利要求3所述的方法，其中所述粘合剂通道连接于所述上模具与所述下模具之间。

9.一种用于制造永磁体的装置，包括：

下模具，其具有布置多个永磁体块的内部空间，具有上端敞开的封闭形状，并且具有形成在底端的粘合剂收集孔；

上模具，可竖直移动地布置在所述下模具的上方，通过形成在所述上模具的底端的多个粘合剂喷射孔将粘合剂喷射到所述下模具的内部空间，同时通过所述下模具的敞开上端将所述上模具插入并挤压所述多个永磁体块的上表面；以及

粘合剂再循环单元，其安装在所述下模具的底端，使得容纳在所述下模具中的粘合剂通过所述粘合剂收集孔被引入，并通过所述粘合剂通道流回到所述上模具。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述上模具和下模具中的每一个均由橡胶材料制成，以便沿着所有方向，向所述多个永磁体块施加相同的力。

11.根据权利要求9所述的装置，其中每个所述粘合剂喷射孔具有40～60μm的直径。

12.根据权利要求9所述的装置，其还包括检定平板，所述检定平板通过所述下模具的敞开上端被插入并具有多个粘合剂流动孔，使得所述粘合剂流过所述粘合剂流动孔。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述粘合剂通道连接于所述上模具与所述粘合剂再循环单元之间。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述下模具的底端具有一个或多个粘合剂收集孔，使得容纳在所述下模具中的粘合剂通过所述粘合剂收集孔排出，并且

其中所述粘合剂流过所述粘合剂收集孔。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述一个或多个粘合剂收集孔具有比所述多个粘合剂流动孔中的每个粘合剂流动孔更大的直径。