CN113130169B - 双极充磁装置的制造方法、双极充磁装置及双极充磁方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种双极充磁装置的制造方法、双极充磁装置及双极充磁方法，双极充磁装置用于对多个直平行六面体状的磁体同时进行充磁，直平行六面体的底面为充磁面，该制造方法包括：在平面上标记第一区域，第一区域的轮廓线配置为与充磁组的充磁面集合的轮廓线相同，其中，充磁组由多个待充磁的磁体成排紧密排列而成；在第一区域中标记多条分隔线，分隔线对应于磁体的预期无磁区的位置；在铁芯上平行间隔地开设多个凹槽以形成多个绕线条柱，使相邻两个凹槽的垂向距离与相邻两条分隔线的垂向距离相同；以及在多个绕线条柱上缠绕充磁线圈，并使得上电后相邻两个绕线条柱上的充磁线圈产生的磁场方向相反。避免磁体在充磁过程中发生偏移，保证磁体质量。

Description

双极充磁装置的制造方法、双极充磁装置及双极充磁方法

技术领域

本公开涉及充磁技术领域，具体地，涉及一种双极充磁装置的制造方法、双极充磁装置及双极充磁方法。

背景技术

近年来，永磁体的应用十分广泛，如应用在电机、汽车、电子等多个领域。在一些电子传感器的应用中采用的磁体，需要在磁体的一个表面形成两个相反的磁极，因此需要对此类磁体进行双极充磁。

中国专利申请CN102623133A公开了一种双极充磁的方法，充磁线圈在一个铁芯上以8字形绕线形成两组充磁线圈，该两组充磁线圈产生方向相反的磁场，两个磁场的磁场切换处无磁，即两个充磁线圈之间的区域无磁。所充磁的磁体为圆柱状磁体，其圆形的端面为充磁面。充磁时，将各个磁体的中心线对齐并对应在两组充磁线圈的中间(即上述的磁场切换处)，通过两组充磁线圈进行充磁。充磁后磁体表面对称分布N极和S极磁场，N极与S极之间为无磁区。

这种充磁方法可以一次性对多个圆柱体状的磁体进行充磁，但是目前，在一些双极磁体的应用领域中，磁体被设计成直平行六面体，直平行六面体的底面作为充磁面，往往无磁区需要倾斜于充磁面的轮廓线，例如在图1和图2示出的示例中，磁体1的无磁区11为充磁面的对角线。在这种情况下，采用相关技术中的充磁方法对此类磁体进行充磁时，效果不佳。具体参照图1，充磁线圈形成的磁场区域5＇包括上方的N极区和下方的S极区，在需要同时对多个磁体1进行充磁时，需要如图1和图2中调整各个磁体1的无磁区11对齐在一条直线上，该直线为两个磁场区域5＇的磁场切换处，这样才能在充磁后获得所需的双极充磁的磁极分布。但是，对于如图1和图2中的磁体1的排布方式，磁体1与夹持部3＇以及磁体1与磁体1之间的接触均为点接触的方式，而不是面接触，因此各磁体在磁场区域5＇的位置也难以固定，容易发生偏移，使得磁体实际充磁后的无磁区位置与所要求的无磁区的位置发生偏差，影响充磁质量。另外，在批量充磁时，各磁体之间采用此种排布方式，也不利于在生产过程中实现磁体的自动码料，降低充磁效率，增加生产成本。

发明内容

本公开的目的是提供一种双极充磁装置的制造方法、双极充磁装置及双极充磁方法，以解决相关技术中充磁质量差、效率低的问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种双极充磁装置的制造方法，该双极充磁装置用于对多个直平行六面体状的磁体同时进行充磁，所述直平行六面体的底面为充磁面，所述制造方法包括：

在平面上标记第一区域，所述第一区域的轮廓线配置为与充磁组的充磁面集合的轮廓线相同，其中，所述充磁组由多个待充磁的磁体成排紧密排列而成；

在所述第一区域中标记多条分隔线，所述分隔线对应于磁体的预期无磁区的位置；

在铁芯上平行间隔地开设多个凹槽以形成多个绕线条柱，使相邻两个凹槽的垂向距离与相邻两条所述分隔线的垂向距离相同；以及

在多个所述绕线条柱上缠绕充磁线圈，并使得上电后相邻两个绕线条柱上的充磁线圈产生的磁场方向相反。

可选地，所述在平面上标记第一区域的步骤包括：对成排紧密排列后的多个所述磁体垂直于所述底面进行正投影；以及

所述在第一区域中标记多条分隔线的步骤包括：在投影后的投影图上标记每个所述磁体的预期无磁区所对应的分隔线。

可选地，所述在铁芯上平行间隔地开设多个凹槽以形成多个绕线条柱的步骤包括：在一个所述充磁组中的待充磁的磁体的数量为a时，在铁芯上开设至少a+2个凹槽，以形成至少a+1个绕线条柱。

可选地，所述在多个所述绕线条柱上缠绕充磁线圈的步骤包括：在每个绕线条柱上缠绕圈数相同的充磁线圈。

可选地，所述在多个所述绕线条柱上缠绕充磁线圈的步骤包括：将多根导线串联，并依次缠绕多个所述绕线条柱。

可选地，所述在铁芯上平行间隔地开设多个凹槽以形成多个绕线条柱的步骤包括：将所述凹槽开设为通槽。

可选地，所述在铁芯上平行间隔地开设多个凹槽以形成多个绕线条柱的步骤包括：将所述绕线条柱的横截面构造为T形，以使所述充磁线圈能够绕设于所述T形的竖直部，并被所述T形的水平部止挡。

可选地，所述第一区域的轮廓为平行四边形。

根据本公开的第二个方面，还提供一种双极充磁装置，所述双极充磁装置为根据本公开提供的制造方法而制得的装置。

根据本公开的第三个方面，还提供一种双极充磁方法，用于使用本公开的双极充磁装置对多个直平行六面体状的磁体同时进行充磁，所述充磁方法包括：

将多个待充磁的磁体成排紧密排列为充磁组；

将所述充磁组送入所述铁芯上标记的预设充磁位置，其中，预设充磁位置设计为使得所述磁体的预期无磁区对齐于充磁线圈的磁场切换处；以及

对所述充磁线圈上电以对所述磁体充磁。

通过上述技术方案，根据磁体排列后的轮廓以及磁体的预期无磁区来标记第一区域和分隔线，并根据分隔线之间的垂向距离对铁芯开设凹槽，并由每两个凹槽形成一个绕线条柱，以此可以对多个磁体同时进行不同磁极的充磁，利用该制造方法所制造而来的充磁装置对磁体进行充磁，使得多个磁体可以在排列整齐后进行充磁，更易于磁体的固定，避免磁体在充磁过程中发生偏移，保证磁体的质量，提高良品率。此外，根据绕线条柱的长度，以及对成排磁体的位置的布置，又可以对多个充磁组的磁体进行充磁，有效提高充磁效率。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是相关技术中的对多个磁体进行双极充磁的示意图；

图2是图1示出的实施方式中磁体与铁芯的位置示意图；

图3是本公开一示例性实施方式提供的双极充磁装置的制造方法的流程图；

图4是本公开一示例性实施方式提供的双极充磁装置的结构示意图；

图5是本公开一示例性实施方式提供的双极充磁装置的半剖视图；

图6是本公开一示例性实施方式提供的磁体与铁芯的位置示意图；

图7是本公开另一示例性实施方式提供的磁体与铁芯的位置示意图；

图8是本公开另一示例性实施方式提供的磁体与铁芯的位置示意图；

图9是本公开另一示例性实施方式提供的磁体与铁芯的位置示意图；

图10是本公开一示例性实施方式提供的夹持结构夹持在排列后的磁体两侧的结构示意图；

图11是本公开一示例性实施方式提供的夹持机构夹持在排列后的磁体两侧后充磁时的示意图；

图12是本公开一示例性实施方式提供的待充磁的磁体的排列示意图；

图13是本公开一示例性实施方式提供的双极充磁方法的流程图。

附图标记说明

1 磁体 11 无磁区

2 铁芯 21 绕线条柱

3、3＇ 夹持部 4 充磁线圈

5、5＇ 磁场区域 51 预设区域

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是针对零部件的本身轮廓而言的。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

参照图3，本公开提供一种制造双充磁装置的制造方法，所制得的双极充磁装置用于对多个直平行六面体状的磁体同时进行充磁，直平行六面体的底面为充磁面，该制造方法可以包括以下步骤。

在步骤s101，在平面上标记第一区域，第一区域的轮廓线配置为与充磁组的充磁面集合的轮廓线相同，该充磁组由多个待充磁的磁体1成排紧密排列而成。其中，标记第一区域的方法可以有多种，如可以直接将多个待充磁的磁体1紧密排列，然后勾勒出排列后的磁体1充磁面作为第一区域；或者如可以设计与磁体1相同的块状物，将多个块状物按照前述方式排列，勾勒出排列后的形状即为第一区域；或者也可以在已知充磁面的尺寸的情况下，直接计算得出所需的第一区域的尺寸，然后在平面上画出该第一区域。但本公开实施例中，标记第一区域的方法不限于此，其它可行的方法也在本公开的保护范围内。

在步骤s102，在第一区域中标记多条分隔线，这些分隔线分别对应于每个磁体1的预期无磁区的位置。该预期无磁区11可以将充磁后的磁体1分隔为N极和S极，第一区域中的多个分隔线相互平行，如分隔线可以位于每个直平行六面体的充磁面的对角线处。其中，标记第一区域和分隔线的方式均可以为通过笔进行绘制的方式，或者也可以采用其他能起到标识作用的方式进行标记。

在步骤s103，在铁芯2上平行间隔地开设多个凹槽以形成多个绕线条柱21，相邻两个凹槽的垂向距离与相邻两条分隔线的垂向距离相等。即，这里根据标记好的多条分隔线之间的位置关系来确定凹槽的位置。需要说明的是，这里相邻两个凹槽的垂向距离指的是，凹槽的沿着凹槽延伸方向的中心线之间的垂向距离。

在步骤s104，在多个绕线条柱21上缠绕充磁线圈4，并使得上电后相邻两个绕线条柱21上的充磁线圈4产生的磁场方向相反。通过磁场方向相反的充磁线圈4来实现磁体1的双极充磁。

通过上述技术方案，根据磁体1排列后的轮廓以及磁体1的预期无磁区来标记第一区域和分隔线，并根据分隔线之间的垂向距离对铁芯2开设凹槽，并由每两个凹槽形成一个绕线条柱21，以此可以对多个磁体1同时进行不同磁极的充磁，利用该制造方法所制造而来的充磁装置对磁体1进行充磁，使得多个磁体1可以在排列整齐后进行充磁，更易于磁体1的固定，避免磁体1在充磁过程中发生偏移，保证磁体1的质量，提高良品率。此外，根据绕线条柱21的长度，以及对成排磁体1的位置的布置，又可以对多个充磁组的磁体1进行充磁，有效提高充磁效率。例如在图6至图9示出的实施方式中，分别示出了对两个充磁组的磁体1进行充磁。

根据本公开的一种实施方式，在平面上标记第一区域的步骤包括：对成排紧密排列的磁体1垂直于底面进行正投影；以及在第一区域标记中标记多条分隔线的步骤包括：在投影后的投影图上标记每个磁体1的预期无磁区所对应的分隔线。例如，可以对排列后的磁体1进行正投影绘图设计，然后在图纸上绘制出与预设的无磁区11对应的分隔线，以根据相邻分隔线之间的垂向距离来设计铁芯2的绕线条柱21。本公开中预设的无磁区11的位置是根据实际应用需求而定的，如无磁区11可以如图9预设为沿着磁体1投影出的四边形的对角线设置，也可以设置在如图6至图8中所示的位置处，本公开对无磁区11的具体位置不进行限定。

在铁芯2上平行间隔地开设多个凹槽以形成多个绕线条柱21的步骤包括：在一个充磁组中的待充磁的磁体1的数量为a时，在铁芯2上开设至少a+2个凹槽，以形成至少a+1个绕线条柱21。参照图11，当一个充磁组中的待充磁的磁体1的数量为八个时，可以在九个绕线条柱21上缠绕出九组充磁线圈4，以完成对八个磁体1的充磁。当如图6至图9中，对多排充磁组的磁体1进行充磁时，也可以根据需求设置更多数量的充磁线圈4。为了便于设置，可以在铁芯2上预留出多个绕线条柱21，并可以根据待充磁的磁体1数量的增减，来改变缠绕充磁线圈4的绕线条柱21的数量。

本公开实施例中，在多个绕线条柱21上缠绕充磁线圈4的步骤包括：在每个绕线条柱21上缠绕圈数相同的充磁线圈4。如均可以为三圈，以保证每个磁体1的品质均匀。其中，充磁线圈4可以为粗细均匀的铜线，以对磁体1均匀充磁。

根据一些实施例，在多个绕线条柱21上缠绕充磁线圈4的步骤还可以包括：各个绕线条柱21上的充磁线圈4可以分别独立设置，并使多个充磁线圈4在通电时，相邻两个线圈的电流绕向相反，使得相邻两个充磁线圈4产生的磁场方向相反，以对磁体1进行双极充磁。或者将多根导线串联，并依次缠绕多个绕线条柱21。充磁线圈4也可以由一根导线形成。这样，可以在一根导线的两端或串联后形成为一根导线的两端接通电源，而无需对每个绕线条柱21外的充磁线圈4接通电源，从而使充磁装置的结构精简，操作方便快捷。当充磁线圈4为一根铜线或多根串联的铜线时，在图4所示的铁芯2上缠绕充磁线圈4的顺序可以为：从A绕出—B绕进—C绕出—D绕进—E绕出—F绕进—G绕出—H绕进—I绕出—J绕进—K绕出，以此类推进行缠绕，这里给出的示例是每个绕线条柱21上缠绕有三圈充磁线圈4，当缠绕的充磁线圈4的圈数为其他数量时，可以以此缠绕方式作出相应变化。

本公开实施例中，在铁芯2上平行间隔地开设多个凹槽以形成多个绕线条柱21的步骤包括：将凹槽开设为通槽。通槽的开口在铁芯2的端面处，从而便于充磁线圈4的绕设。而此处凹槽的位置对应的即是磁体1的无磁区11。

进一步地，在铁芯2上平行间隔地开设多个凹槽以形成多个绕线条柱21的步骤包括：将绕线条柱21的横截面构造为T形，以使充磁线圈4能够绕设于T形的竖直部，并被T形的水平部止挡。这里，“水平”和“竖直”是参照“T”形的形状定义的，并非是指绕线条柱21实际使用状态的摆放方向。即，相邻两个绕线条柱21之间的通槽构造为槽口窄、槽底宽的形式，绕线时可以从较窄的槽口绕入，并将线容纳在较宽的槽底中，同时T形的水平部可以止挡住槽底中的充磁线圈4，防止充磁线圈4从中脱出。在一种实施方式中，充磁线圈4的圈数可以为多圈以充满槽底，由此既可以提高充磁效果，又可以防止充磁线圈4窜动，导致充磁过程不稳定。

根据本公开的第二个方面，如图4至图11所示，本公开还提供一种双极充磁装置，该双极充磁装置通过上述的制造双极充磁装置的方法制造而得。

根据本公开的第三个方面，参照图13，结合上述的双极充磁装置，本公开还提供一种双极充磁方法，使用该方法用于对多个直平行六面体状的磁体1同时进行充磁，该方法主要包括以下步骤。

在步骤s201，将多个待充磁的磁体1成排紧密排列为充磁组；如可以排列成一排或多排充磁组；本公开实施例的直平行六面体状的磁体1可以包括两个相对的第一侧面和两个相对的第二侧面，将多个待充磁的磁体1成排紧密排列为充磁组的方式可以为：将相邻的两个磁体1的第一侧面相贴合，并将相邻的两个磁体1的第二侧面对齐，这样，成排排列后的多个磁体1整体构造成一个大的直平行六面体，此时，第一区域可以构造为平行四边形。在一种实施例中，本公开的双极充磁装置还可以包括用于将多个磁体1从料箱中取出并进行自动排列的上料机构，由于各磁体1之间通过第一侧面贴合，因此上料机构便于对多个磁体1进行自动码料成充磁组，以省去手动进行上料排列的过程，加快生产节拍，节省人力及人员成本。

在步骤s202，将充磁组送入到铁芯2上标记的预设充磁位置，预设充磁位置设计为使得磁体1的预期无磁区对齐于充磁线圈4的磁场切换处，这里需要说明的是，多个充磁线圈4在一个区域内产生N极和S极交替排布的磁场，而上述的磁场切换处指的是N极磁场和S极磁场的交界位置，也是两个相邻且绕线方向相反的充磁线圈4之间的区域，也即是指上述的充磁装置的凹槽所对应的区域。其中，预设充磁位置可以为预先在铁芯2上标记的预设区域51，预设区域51的轮廓与可以与充磁组的外轮廓相同，如为平行四边形，标记预设区域51的方式也可以采用如上述划线等方式，可以将充磁组的轮廓边缘与预设区域51的边缘对齐。或者，在其他实施方式中，本公开的双极充磁装置可以包括能够在磁体1进入铁芯2的预设充磁位置时识别磁体1的位置的定位结构。当磁体1被送入到铁芯2上的磁场区域5后，定位机构能够在磁体1的无磁区11与相邻的充磁线圈4的磁场切换处对应后时，识别出此时磁体1的位置，然后对磁体1进行固定。其中，定位机构可以包括传感器，传感器可以与预设的控制系统接通，传感器识别磁体1位置后将位置信号反馈至控制系统，然后控制系统控制其它元件进行下一步动作，如控制系统此时可以发送对充磁线圈4进行上电的信号，以对磁体1进行充磁。在其它实施方式中，预设充磁位置也可以为一个预设的定位点，在该定位点处可以设置有与铁芯2位置相对固定的挡板，当磁体1送入到相应的区域后，挡板会止挡磁体1，使磁体1固定在当前位置。

在步骤s203，对充磁线圈4上电以对磁体充磁。

进一步地，本公开实施例中，将充磁组送入预设充磁位置的步骤包括：夹持对齐后的多个如上述的第二侧面，并使底面贴合铁芯2。其中，磁体1与铁芯2表面的距离可以为小于等于0.5mm，如磁体1可以与铁芯2紧密接触，以更好地对磁体1进行充磁。具体地，参照图10和图11，本公开实施例的双极充磁装置可以包括用于从两侧夹持待充磁的磁体1并将磁体1送入预设充磁位置的夹持机构。其中，夹持机构可以夹持在通过上述上料结构排列好后的磁体1的两侧，即磁体1的第二侧面。由于各磁体1的第二侧面对齐布置，因此便于夹持机构对磁体1的固定。通过上料机构和夹持机构，可以实现生产自动化的过程，有效提高生产效率。其中，夹持机构可以具有与磁体1的第二侧面接触的夹持部3，夹持部3的轮廓与排列后的磁体1的第二侧面的轮廓相同，如排列后的磁体1的第二侧面与夹持部3的侧轮廓均为平直面。夹持部3可以由不导磁材料制成，如为铜，以避免对磁体1的充磁产生影响。

本公开提供的双极充磁方法还包括：采用两个双极充磁装置对磁体1进行充磁，两个双极充磁装置的磁场区域5分别位于二者之间，并且二者在同一位置产生的磁场方向相同。这样，将待充磁的磁体1设置在两个双极充磁装置之间，从而对磁体1进行更全面、均匀的充磁，从而提高磁体1的质量。

在完成上述步骤后，双极充磁方法还可以包括，对充磁后的磁体1进行检查，如将铁芯2直线远离充磁后的磁体1，利用磁极观察片观察磁体1的磁性，如发现充磁不合格，可使铁芯2再次靠近磁体1重新进行充磁。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (8)

1.一种双极充磁装置的制造方法，该双极充磁装置用于对多个直平行六面体状的磁体(1)同时进行充磁，其中，所述直平行六面体的底面为充磁面，所述制造方法包括：

在平面上标记第一区域，所述第一区域的轮廓线配置为与充磁组的充磁面集合的轮廓线相同，其中，所述充磁组由多个待充磁的磁体(1)成排紧密排列而成；

在所述第一区域中标记多条分隔线，所述分隔线对应于磁体(1)的预期无磁区(11)的位置；

在铁芯(2)上平行间隔地开设多个凹槽以形成多个绕线条柱(21)，使相邻两个凹槽的垂向距离与相邻两条所述分隔线的垂向距离相同；以及

在多个所述绕线条柱(21)上缠绕充磁线圈(4)，并使得上电后相邻两个绕线条柱(21)上的充磁线圈(4)产生的磁场方向相反。

2.根据权利要求1所述的双极充磁装置的制造方法，其特征在于，所述在平面上标记第一区域的步骤包括：对成排紧密排列后的多个所述磁体(1)垂直于所述底面进行正投影；以及

在所述第一区域中标记多条分隔线的步骤包括：在投影后的投影图上标记每个所述磁体(1)的预期无磁区(11)所对应的分隔线。

3.根据权利要求1所述的双极充磁装置的制造方法，其特征在于，所述在铁芯(2)上平行间隔地开设多个凹槽以形成多个绕线条柱(21)的步骤包括：在一个所述充磁组中的待充磁的磁体(1)的数量为a时，在铁芯(2)上开设至少a+2个凹槽，以形成至少a+1个绕线条柱(21)。

4.根据权利要求1所述的双极充磁装置的制造方法，其特征在于，所述在多个所述绕线条柱(21)上缠绕充磁线圈(4)的步骤包括：在每个绕线条柱(21)上缠绕圈数相同的充磁线圈(4)。

5.根据权利要求1或4所述的双极充磁装置的制造方法，其特征在于，所述在多个所述绕线条柱(21)上缠绕充磁线圈(4)的步骤包括：将多根导线串联，并依次缠绕多个所述绕线条柱(21)。

6.根据权利要求1所述的双极充磁装置的制造方法，其特征在于，所述在铁芯(2)上平行间隔地开设多个凹槽以形成多个绕线条柱(21)的步骤包括：将所述凹槽开设为通槽。

7.根据权利要求1或6所述的双极充磁装置的制造方法，其特征在于，所述在铁芯(2)上平行间隔地开设多个凹槽以形成多个绕线条柱(21)的步骤包括：将所述绕线条柱(21)的横截面构造为T形，以使所述充磁线圈(4)能够绕设于所述T形的竖直部，并被所述T形的水平部止挡。

8.根据权利要求1所述的双极充磁装置的制造方法，其特征在于，所述第一区域的轮廓为平行四边形。