專利名稱：使用了織物的直線電動機用磁鐵板、具備該磁鐵板的直線電動機及該磁鐵板的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及 以工程機械的可動部的驅動用等為目的使用的直線電動機、該直線電動機用磁鐵板及該磁鐵板的制造方法。
背景技術：
為了驅動工程機械的可動部件等的目的，廣泛使用具備交替配置N極和S極的永久磁鐵、相對于該永久磁鐵可動地被支撐的電樞的直線電動機。例如在日本特開平10-52025號公報中公開有具備在兩側延伸設置有磁鐵片(永久磁鐵13、15)的固定磁鐵板15、隔著該磁鐵板15設置且一體地移動的一對電樞11、12的永久磁鐵同步式直線電動機，通過使相位在使在磁鐵板的兩側產生的兩個推力不對稱互相抵消的方向上偏離，減少直線電動機的推力不對稱。另外，在日本特開平5-111234號公報中公開有直線電動機的鐵心線圈組裝體和其制造方法，在此，在將玻璃纖維涂敷在模型的內側底面并嵌入鐵心線圈組裝體后，注入環(huán)氧樹脂而在鐵心的裂縫面形成具有纖維強化樹脂(FRP)層的鐵心線圈組裝體?！阍谥本€電動機中，由于線圈側的鐵心和磁鐵板側的磁鐵間的距離越小，推力越增大，因此為了保護磁鐵，設在磁鐵表面的樹脂層的厚度越薄越有利。但是，若使該樹脂層薄，則存在強度劣化之類的問題。以往，為了這樣適當地得到推力和強度雙方而下工夫。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的在于提供維持了期望的推力且改善了樹脂層薄的部位的強度的直線電動機用磁鐵板、具備該磁鐵板的直線電動機及該磁鐵板的制造方法。為了實現上述目的，本發(fā)明的一個方式提供直線電動機用磁鐵板，其具備由多個極對構成的永久磁鐵，與具備鐵心及線圈且構成為能相對于上述直線電動機用磁鐵板移動的電樞一起構成直線電動機，具有位于上述永久磁鐵的表面和上述電樞之間且配置在該永久磁鐵的表面的樹脂層，在上述永久磁鐵的表面和上述樹脂層之間設有覆蓋上述永久磁鐵的表面且樹脂浸透了的織物。在優(yōu)選的實施方式中，上述織物是玻璃布網或碳纖維織物。在優(yōu)選的實施方式中，上述樹脂是環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂。在優(yōu)選的實施方式中，各個上述永久磁鐵的形狀是長方體、或將各個上述永久磁鐵的與上述電樞相對面的向與上述永久磁鐵的排列方向垂直的方向進行二維投影時的曲線以二次曲線、圓弧或雙曲線余弦函數表示。在優(yōu)選的實施方式中，上述永久磁鐵的表面上部和樹脂表面之間的距離是Imm以下。在優(yōu)選的實施方式中，上述永久磁鐵的表面上部和樹脂表面之間的距離是N極的磁鐵和S極的磁鐵之間的距離以下。
在優(yōu)選的實施方式中，將多個極對的永久磁鐵排列在一個鐵板上而構成一組永久場磁極，通過將多組永久場磁極配置為列狀，構成直線電動機用磁鐵板。另外，本發(fā)明提供具備上述直線電動機用磁鐵板的直線電動機。本發(fā)明的另一方式提供直線電動機用磁鐵板的制造方法，該直線電動機用磁鐵板具備由多個極對構成的永久磁鐵，與具備鐵心及線圈且構成為能相對于直線電動機用磁鐵板移動的電樞一起構成直線電動機，具有位于上述永久磁鐵的表面和上述電樞之間且配置在該永久磁鐵的表面的樹脂層，通過利用織物覆蓋上述永久磁鐵的表面，在與上述電樞相對的樹脂層的表面和上述永久磁鐵之間設置織物，在模具內配置上述永久磁鐵，在上述織物上注入樹脂，以樹脂浸透上述織物的方式進行樹脂成型而形成上述樹脂層。在優(yōu)選的實施方式中，在利用上述織物覆蓋上述永久磁鐵的表面時，將上述織物粘結在上述永久磁鐵的表面。 在優(yōu)選的實施方式中，上述樹脂的注入相對于上述永久磁鐵的排列方向從永久場磁極的中央部進行。


本發(fā)明的上述或其他目的、特征及優(yōu)點通過參照

以下的優(yōu)選的實施方式而變得更加明確。圖I是表示本發(fā)明的一個實施方式的直線電動機的概略結構的圖。圖2是表示利用織物覆蓋圖I的磁鐵板的狀態(tài)的圖。圖3是表示在圖2的磁鐵板上實施樹脂成型的狀態(tài)的圖。 圖4是表示相對于磁鐵板的適當的樹脂注入部位的圖。圖5是表不磁鐵板的表面上部和樹脂表面的距尚與電動機推力的關系的圖表。
具體實施例方式圖I是表示本發(fā)明的直線電動機10的概略結構的圖。直線電動機10具有作為固定磁場產生機構起作用的直線電動機用磁鐵板(以下簡稱為磁鐵板)12、構成為能相對于磁鐵板12在軸線方向(以箭頭14圖示)移動、與磁鐵板12 —起構成直線電動機10的電樞16。詳細地說，磁鐵板12具有鐵板(軛)18、磁極在鐵板18上沿該軸線方向以NS順序交替配置的多個永久磁鐵20、后述的織物及樹脂層(未圖示)。概略圖示的電樞16具備鐵心及線圈(未圖示)，作為移動磁場產生機構起作用。在直線電動機10中，與現有的電動機相同,通過磁鐵板12 (永久磁鐵20)產生的固定磁場、移動磁場產生機構(電樞16)產生的移動磁場的相互作用，電樞16能夠相對于磁鐵板12進行移動動作。作為各個永久磁鐵20的形狀，例如可以列舉在與電樞16相對的面上具備平板(長方體)或圖示那樣的厚度朝向鄰接的永久磁鐵逐漸變薄的曲面。另外，作為后者的具體例子，還可以列舉將該曲面向與永久磁鐵的排列方向垂直的方向進行二維投影時得到的曲線是以二次曲線、圓弧或雙曲線余弦函數等表示的形狀。若將各個永久磁鐵20的形狀做成長方體，則該永久磁鐵的成形性變得容易而實現制造成本的減少，另一方面，若將各個永久磁鐵20的表面做成曲面，則能夠制造電樞16相對于磁鐵板12的移動更順暢的直線電動機。
圖2是表示磁鐵板12的制造工序的圖。在本發(fā)明中，在以NS順序排列配置的多個永久磁鐵20的磁鐵表面(上表面)上安裝玻璃布網或碳纖維織物等織物22，接著如圖3所示，通過樹脂成型在織物22上形成樹脂制的保護層24。更詳細地說，在由多個極對構成的一組永久場磁極中，利用織物22覆蓋永久磁鐵20的表面，在與電樞16相對的樹脂保護層24和永久磁鐵20之間配置織物22。另外，為了防止由于樹脂注入而在織物22上產生皺紋等，可以使用粘結劑等粘結方法將織物22粘結在永久磁鐵20的表面上。這樣，在后述的樹脂成型時樹脂浸透織物22，能夠不會局部地卷進氣泡等地在永久磁鐵20的表面整體上均勻地遍布樹脂。另外，通過使用織物，能夠提高樹脂層的強度，即使在為了得到電動機推力而使樹脂層比較薄的場合，也能夠維持期望的強度。圖4表示用于利用樹脂成型形成樹脂層的具體的順序的一個例子。如圖4所示， 使用具備與在由多個(在圖示例中為四個)極對構成的一組永久場磁極(在圖示例中是八個(四對)永久磁鐵20)的表面積大致相等的開口面積的模26，為了在永久磁鐵20上的織物(在圖3中省略圖示)形成樹脂層而進行樹脂注入操作。在此，以圖4的箭頭28所示，若將樹脂的注入場所設為相對于永久磁鐵20的排列方向(電樞的移動方向)為永久場磁極的大致中央，則樹脂不會產生在樹脂注入中樹脂卷入空氣的不良狀況地在模26內流動，因此難以在織物表面形成氣泡等，能進行良好的樹脂成型，作為結果，得到圖3所示那樣的表面平坦且均勻厚度的樹脂層24。另外，構成樹脂層24的樹脂可使用多種樹脂，但從耐熱性、成形性等觀點來看優(yōu)選環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂。圖5是表不永久磁鐵的上表面和樹脂表面的距離與作為直線電動機的電動機推力的關系的圖表。根據在直線電動機中一般作為固定場磁極使用的釹(彳、* 'f )磁鐵的殘留磁通量密度、及滑塊(電樞)側的電極鋼板的BH曲線，作為直線電動機的磁通量密度為大約1.5T (特斯拉)。該場合的固定場磁極和滑塊間的適當的間隙是Imm以下，若為這之上，則如圖5所示，電動機推力下降。另外，永久磁鐵的上表面和樹脂層表面的距離為固定場磁極的永久磁鐵間尺寸(NS磁鐵間距離，例如圖I所示的隔著鄰接的NS磁鐵的空間30的寬度)以下在與磁力的關系方面是適當的。另外，在圖示例中，將八個(四極對)的永久磁鐵20排列在一個鐵板上而構成一組永久場磁極，但也可以使用兩極對、三極對或五極對等其他數量的極對的永久磁鐵。另外，通過使用多組這種永久場磁極并配置為列狀，能夠構成數十cm 數m等的任意的長度的磁鐵板。根據本發(fā)明，能夠容易地提高直線電動機用磁鐵板的樹脂層薄的部位的強度。即，在永久磁鐵表面形成樹脂層時，通過在永久磁鐵的表面設置織物，能加強樹脂向樹脂層的薄的部位的浸透，并且能夠強化相對于以由溫度變化產生的樹脂的膨脹、伸縮為起因的裂紋的耐性(耐裂性)。通過相對于永久磁鐵的排列方向從中央注入樹脂，能夠防止氣泡的卷進等而得到良好的樹脂層。
權利要求
1.一種直線電動機用磁鐵板(12),其具備由多個極對構成的永久磁鐵(20),該直線電動機用磁鐵板(12)的特征在于， 與具備鐵心及線圈且構成為能相對于上述直線電動機用磁鐵板(12)移動的電樞(16)一起構成直線電動機(10)， 具有位于上述永久磁鐵(20 )的表面和上述電樞(16 )之間且配置在該永久磁鐵(20 )的表面的樹脂層(24)， 在上述永久磁鐵(20 )的表面和上述樹脂層(24 )之間設有覆蓋上述永久磁鐵(20 )的表面且樹脂浸透了的織物(22 )。
2.根據權利要求I所述的直線電動機用磁鐵板，其特征在于， 上述織物(22 )是玻璃布網或碳纖維織物。
3.根據權利要求I所述的直線電動機用磁鐵板，其特征在于， 上述樹脂是環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂。
4.根據權利要求I所述的直線電動機用磁鐵板，其特征在于， 各個上述永久磁鐵(20)的形狀是長方體、或將各個上述永久磁鐵(20)的與上述電樞相對面的向與上述永久磁鐵(20)的排列方向垂直的方向進行二維投影時的曲線以二次曲線、圓弧或雙曲線余弦函數表示。
5.根據權利要求I所述的直線電動機用磁鐵板，其特征在于， 上述永久磁鐵(20)的表面上部和樹脂表面之間的距離是Imm以下。
6.根據權利要求I所述的直線電動機用磁鐵板，其特征在于， 上述永久磁鐵(20)的表面上部和樹脂表面之間的距離是N極的磁鐵和S極的磁鐵之間的距離以下。
7.根據權利要求I所述的直線電動機用磁鐵板，其特征在于， 將多個極對的永久磁鐵(20)排列在一個鐵板(18)上而構成一組永久場磁極，通過將多組永久場磁極配置為列狀，構成直線電動機用磁鐵板(12 )。
8.一種直線電動機(10)，其特征在于， 具備權利要求I 7任一項所述的直線電動機用磁鐵板(12)。
9.一種直線電動機用磁鐵板(12)的制造方法，該直線電動機用磁鐵板(12)具備由多個極對構成的永久磁鐵(20)，與具備鐵心及線圈且構成為能相對于直線電動機用磁鐵板(12)移動的電樞(16) —起構成直線電動機(10),具有位于上述永久磁鐵(20)的表面和上述電樞(16)之間且配置在該永久磁鐵(20)的表面的樹脂層(24)，該直線電動機用磁鐵板(12)的制造方法的特征在于， 通過利用織物(22)覆蓋上述永久磁鐵(20)的表面，在與上述電樞(16)相對的樹脂層(24)的表面和上述永久磁鐵(20)之間設置織物(22)， 在模具(26)內配置上述永久磁鐵(20)， 在上述織物(22)上注入樹脂，以樹脂浸透上述織物(22)的方式進行樹脂成型而形成上述樹脂層(24)。
10.根據權利要求9所述的直線電動機用磁鐵板的制造方法，其特征在于， 在利用上述織物(22)覆蓋上述永久磁鐵(20)的表面時，將上述織物(22)粘結在上述永久磁鐵(20)的表面。
11.根據權利要求9或10所述的直線電動機用磁鐵板的制造方法，其特征在于，上述樹脂的注入相對于上述永久磁鐵(20)的排列方向從永久場磁極的中央部進行。
全文摘要
本發(fā)明提供維持期望的推力且改善了樹脂層較薄的部位的強度的直線電動機用磁鐵板、具備該磁鐵板的直線電動機及該磁鐵板的制造方法。在以NS順序并列配置的多個永久磁鐵的磁鐵表面安裝玻璃布網或碳纖維織物等織物，接著，利用樹脂成型在織物上形成樹脂制的保護層。
文檔編號H02K41/02GK102957299SQ201210307120
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權日2011年8月25日
發(fā)明者志村孔史, 前田拓也, 近藤佑右 申請人:發(fā)那科株式會社