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发表于 2017-3-30 10:30
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来自： 中国江苏南京
高性能永磁体磁瓦的制备方法（复审请求书） （专利 已授权使用者必须得到允许）
1、根据驳回决定提出如下意见：首先作权利要求的修改，见附件，使之满足法26的有关规定。同时修订主题，本发明主题更具体的是“高性能永磁体磁瓦的制备方法”，磁瓦应是本发明的更具体的主题（原从属权利要求的内容以及说明书附图，也一直论述的是磁瓦，如图1、图2,所示）。在永磁直流电机中由磁瓦组成的定子为电机提供固定磁场，一般由二片贴装在电机机壳里的瓦状永磁体构成永磁电机定子。本申请人是在生产汽车燃油泵电机时发现国产油泵寿命远低于德国博世公司的同型号产品，并发现磁瓦性能对于永磁电机的性能具有决定性的影响，进而发现国内磁瓦的表磁分布和磁场强度与国外相比有着很大差距。所以当时国产永磁电机的噪音，电流，出力，寿命与国外先进产品无法比拟。
本发明的制备对象是磁瓦，而不是环形磁钢，二者亦有较大的区别与不同的用处。目前制造磁瓦的现有技术均如本发明图1标明的结构，吸水板采用整块导磁的45号钢材料制作，过去人们普遍错误的以为:以图1的模具结构才能给磁粉加以最强的磁场取向，由此用来提高磁瓦的品质与质量。而本发明在压制磁瓦时也是将磁瓦外弧面朝上，见图1和图2。但根本不同点在于磁瓦整个外弧面的上模板内镶嵌一整块与吸水板厚度一致的非导磁不锈钢，这样一来就可以有目的地让取向磁场对模具里的磁粉产生一种受控制的取向磁场。如图2所示：在45钢吸水板内镶嵌一块整体的不锈钢镶块以后，实践证明，随着非导磁金属层厚度增加到一定程度，取向控制磁场会出现”弱场效应“，这样下充头与上模不锈钢体之间的导磁回路就能够严重被阻，从而有效地抑制了上模对磁瓦背弧产生的磁吸引力。还有更得益于本申请人发现：经取向控制磁场得到的永磁体的中心竟然存在着一个“中性层”，其既不属于S极也不属于N极，（经显微镜下观察这个层极薄，但能看出其呈鱼鳞状结构）。因此采用特殊的取向场对这个层的上下偏置，就能够使磁体两端形成强弱不等的磁场，因此本发明也是一种”磁场分层的控制方法“。如此一来磁瓦内弧的表磁强度就可以在人为控制下得到大幅度的提高，（指与下模腔内的冲头接触的磁瓦内弧的表面）。实验证明，只有内弧才是电机通过电流后产生力量的关键，内弧磁通密度比外弧磁通密度高的话，应该更符合电机的使用要求。这样成形的磁瓦（见本发明说明书P1的29行）在实际使用过程中（包括汽车油泵电机、摇窗电机乃至一切直流永磁电机），电机性能都将被大大提高。
本申请人是在实验中无意发现了磁场的“弱场效应”，这在技术思路上似乎违反常规(电磁学理论)，但应用后却从根本上解决了一系列磁瓦存在的问题。因此得出了本发明权利要求1的方案，用本发明方法生产的“高性能永磁体磁瓦”（参见附图磁场分布的波形），是比较接近矩形分布的磁场结构，而此种分布可以说是电机行业公认的顶级磁瓦，该种磁瓦表磁强度比普通磁瓦要高的多，一些对应部位可以高达一倍以上）。这就是本发明说明书所述“磁瓦内弧的表磁强度将大幅度的提高！利用本发明方法制备的模具一般比传统取向成型模具生产的磁瓦内弧表磁可提高60%以上,生产出的磁瓦内弧场强分布得更均匀（附图中曲线可见），从而大大提高了直流永磁电机的效率。
用本发明取向法生产的磁瓦检测出来的波形近似方波，而在此之前磁瓦行业认为“方波磁瓦”是做不出来的东西！理论上方波磁瓦效率可达86%左右，而目前普遍生产的马鞍波形磁瓦效率仅为58%左右。同时磁瓦内弧表磁强度也有了明显的提高，如图中三种曲线的比较：国产（江门）磁瓦普遍为40mt，日本TDK(博世专用的磁瓦)为50mt,而圣力（本发明方案的磁瓦）为80mt（附件1）。
本发明权利要求1的方案如果再加上本申请人已获得发明专利权的（左右弧磁场强度对称的永磁体及制备方法和设备 - 200710132805.1），一片磁瓦的左右弧磁场强度的差可小于3%，因此可以大大降低电机的噪声并提高效率。用本方法制备的磁瓦生产的燃油泵电机，工作电流多数比博世产品还小（一般可降低8%左右），而工作寿命也可以提高30%以上。”这也完全证明了本发明技术方案是可行和有创造性的。由于磁瓦表磁强度的大大提高，这种磁瓦的普遍使用还可以降低电机绕组的圈数，进而将使得整个永磁电机行业的用铜量节省10-20%。（每年节省的铜材价值应以数亿计）。
2、关于本发明的创造性。本发明的主要特点是镶嵌在吸水板里的非导磁材料要大于下模充头（零件尺寸）的面积，这样才可以把磁力线大部分切断，所得到的磁体，S极与N极是不对称的，而面向非导磁材料做的吸水板的一面，其磁极的中心部位可以做到为零值，这在电磁学方面是一种新的发现。
而环形磁钢利用的是磁场的尖端效应，把磁环的一面内圈靠里的部位做的强一点，但它远远达不到本专利发明能够达到的效果！
基于本发明上述方法的解释和对权利要求的修订，本发明和权利要求1的方案不同于对比文件1（D1文件）的应用范围，D1文件是专用于生产环形磁钢，该磁环是专用于微波炉磁控管，与永磁电机没有任何关系。其磁场分布是要求在磁环轴向端面内孔倒角处磁场最强，D1的目的基本达到了这种要求。所以说D1产品的要求与本发明磁瓦是完全不同的两种磁场分布，（而本发明要求制备的磁瓦和永磁体是内弧场强分布更均匀的“方波磁瓦”）。
本发明权利要求1方案的创新特点还在于，本行业都认为磁瓦模具的吸水板要构成取向时磁场的良好回路，。中国磁瓦模具界的泰斗周文运先生著作中就提及：45号钢制的吸水板导磁率还不够，应该用20号钢的更好（20号钢因其含碳量低，导磁性明显优于45号钢）！而本申请人恰恰发现所有人都认为要导磁的取向回路，反而是应该对其导磁回路要有所制约的，因此本发明权利要求1方案似乎是违背了行业的公知技术。
其实D1文件的思路来源是中国专利文件98217048.3“一种用于特殊磁场取向成型的环形磁钢模具”（附件2），其也是要求磁环有倒角的一面内圆倒角处磁场最强（网络上有98217048.3的申请人与D1的专利权人诉讼官司的报导：D1申请人侵权败诉，可能也是为了规避侵权而衍生出这种构思，现检索D1申请人还申请过若干磁环模具的专利，但就本申请人看来，其思路和效果均未能经过验证）。专利文件98217048.3特殊磁场取向成型的磁钢模具在充磁上能说得过去,该磁钢模具包括有上模、下凹模、下托模和芯杆等部分,在上模内设置有一个不导磁合金模块,在下凹模的外面,设置有磁场线圈。值得注意的是该模具也是用于生产微波炉专用磁环，与D1文件实现的目的完全相同），文件中图表示了（磁环下端面）内圆倒角工作面处磁场最强，为此其“在上模内设置有一个不导磁合金模块”图中明示其不导磁材料直径是远小于磁环直径的“，所以其结果只是箭头方向是磁场强度很强（网络报导亦证实此点），其实关键点是其下模充头内环处存有一圈尖角，（根据电磁学理论：这会产生磁力线密集区，有聚集磁场的”尖端效应“作用，类似于高压电荷的尖端放电）这使充头内角倒角工作面处磁场最强（而D1文件的场强附图也说明了其下充头是利用了”尖端效应“）。
本发明由于与D1文件产品的性能指标（在磁体的强度分布要求不同）、形状不同（D1的平面环形，而本发明的瓦状，截面是弧形）、技术方案的不同（本发明在背弧处设有一截面是弧形的非导磁吸水板，现在磁瓦技术只是在下充头上复一层不锈钢板，本发明说明书中也提到了这一点），所以不能认为D1对本发明有所启发。还可以佐证的一点是中国专利文件98217048.3的作者单位（横店东磁）的总工何振宇先生在看了本申请人的专利申请公告后，打电话给本申请人询问：为什么用这种方法生产的磁瓦，磁瓦表磁做的太强了以后，电机厂反而说不好用？本申请人告知他：磁瓦磁场增强了以后，电机转速会变慢，只要减少10%转子的匝数就能达到原来电机的指标。（注：外磁场的强弱对电机的工作电流有所影响，必影响到电机线圈匝数的设计，如果用稀土磁瓦则电机转速还会变的更慢，须根据成本要求、功率和体积综合设计电机，因本发明提供了高磁场强度磁瓦，故有在相同功率条件下减少匝数节省铜线之说）。还值得提出的是：虽然横店东磁于98年就申请了磁环磁钢模具的专利，但至本申请人专利公告之前，整个行业都未出现类似本申请人的技术方案及产品，这也说明本方案实际上是行业中久未被认知并解决的问题。上海龙磁公司副总经理（总工程师）万遥先生在申请人的启发下生产出这种磁瓦后，电话里对申请人说：在此之前，任何磁瓦厂都不可能用这种方法做磁瓦。这也间接证明了本发明的创造性。
本发明得到的磁瓦宏观结果是：整个背弧磁场减弱而内弧磁场均匀加强。本申请人认为本发明可以得到一块S与N极不相等的磁瓦（俗称准单极磁体），实际样品中亦有发现：同一块磁瓦的内弧中心表磁为80mt,而背弧对应的部位表磁为零的产品（此样品给南京大学磁学专家都有为院士演示过，他给予了肯定与鼓励）。如上所述，本发明技术方案是具有创造性的。 |
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发表于 2010-4-28 22:30