CN102957299A - 使用了织物的直线电动机用磁铁板、具备该磁铁板的直线电动机及该磁铁板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供维持期望的推力且改善了树脂层较薄的部位的强度的直线电动机用磁铁板、具备该磁铁板的直线电动机及该磁铁板的制造方法。在以NS顺序并列配置的多个永久磁铁的磁铁表面安装玻璃布网或碳纤维织物等织物，接着，利用树脂成型在织物上形成树脂制的保护层。
Description
技术领域
本发明涉及以工程机械的可动部的驱动用等为目的使用的直线电动机、该直线电动机用磁铁板及该磁铁板的制造方法。
背景技术
为了驱动工程机械的可动部件等的目的，广泛使用具备交替配置N极和S极的永久磁铁、相对于该永久磁铁可动地被支撑的电枢的直线电动机。例如在日本特开平10-52025号公报中公开有具备在两侧延伸设置有磁铁片（永久磁铁13、15）的固定磁铁板15、隔着该磁铁板15设置且一体地移动的一对电枢11、12的永久磁铁同步式直线电动机，通过使相位在使在磁铁板的两侧产生的两个推力不对称互相抵消的方向上偏离，减少直线电动机的推力不对称。
另外，在日本特开平5-111234号公报中公开有直线电动机的铁心线圈组装体和其制造方法，在此，在将玻璃纤维涂敷在模型的内侧底面并嵌入铁心线圈组装体后，注入环氧树脂而在铁心的裂缝面形成具有纤维强化树脂（FRP）层的铁心线圈组装体。
一般在直线电动机中，由于线圈侧的铁心和磁铁板侧的磁铁间的距离越小，推力越增大，因此为了保护磁铁，设在磁铁表面的树脂层的厚度越薄越有利。但是，若使该树脂层薄，则存在强度劣化之类的问题。以往，为了这样适当地得到推力和强度双方而下工夫。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供维持了期望的推力且改善了树脂层薄的部位的强度的直线电动机用磁铁板、具备该磁铁板的直线电动机及该磁铁板的制造方法。
为了实现上述目的，本发明的一个方式提供直线电动机用磁铁板，其具备由多个极对构成的永久磁铁，与具备铁心及线圈且构成为能相对于上述直线电动机用磁铁板移动的电枢一起构成直线电动机，具有位于上述永久磁铁的表面和上述电枢之间且配置在该永久磁铁的表面的树脂层，在上述永久磁铁的表面和上述树脂层之间设有覆盖上述永久磁铁的表面且树脂浸透了的织物。
在优选的实施方式中，上述织物是玻璃布网或碳纤维织物。
在优选的实施方式中，上述树脂是环氧树脂或酚醛树脂。
在优选的实施方式中，各个上述永久磁铁的形状是长方体、或将各个上述永久磁铁的与上述电枢相对面的向与上述永久磁铁的排列方向垂直的方向进行二维投影时的曲线以二次曲线、圆弧或双曲线余弦函数表示。
在优选的实施方式中，上述永久磁铁的表面上部和树脂表面之间的距离是1mm以下。
在优选的实施方式中，上述永久磁铁的表面上部和树脂表面之间的距离是N极的磁铁和S极的磁铁之间的距离以下。
在优选的实施方式中，将多个极对的永久磁铁排列在一个铁板上而构成一组永久场磁极，通过将多组永久场磁极配置为列状，构成直线电动机用磁铁板。
另外，本发明提供具备上述直线电动机用磁铁板的直线电动机。
本发明的另一方式提供直线电动机用磁铁板的制造方法，该直线电动机用磁铁板具备由多个极对构成的永久磁铁，与具备铁心及线圈且构成为能相对于直线电动机用磁铁板移动的电枢一起构成直线电动机，具有位于上述永久磁铁的表面和上述电枢之间且配置在该永久磁铁的表面的树脂层，通过利用织物覆盖上述永久磁铁的表面，在与上述电枢相对的树脂层的表面和上述永久磁铁之间设置织物，在模具内配置上述永久磁铁，在上述织物上注入树脂，以树脂浸透上述织物的方式进行树脂成型而形成上述树脂层。
在优选的实施方式中，在利用上述织物覆盖上述永久磁铁的表面时，将上述织物粘结在上述永久磁铁的表面。
在优选的实施方式中，上述树脂的注入相对于上述永久磁铁的排列方向从永久场磁极的中央部进行。
附图说明
本发明的上述或其他目的、特征及优点通过参照附图说明以下的优选的实施方式而变得更加明确。
图1是表示本发明的一个实施方式的直线电动机的概略结构的图。
图2是表示利用织物覆盖图1的磁铁板的状态的图。
图3是表示在图2的磁铁板上实施树脂成型的状态的图。
图4是表示相对于磁铁板的适当的树脂注入部位的图。
图5是表示磁铁板的表面上部和树脂表面的距离与电动机推力的关系的图表。
具体实施方式
图1是表示本发明的直线电动机10的概略结构的图。直线电动机10具有作为固定磁场产生机构起作用的直线电动机用磁铁板（以下简称为磁铁板）12、构成为能相对于磁铁板12在轴线方向（以箭头14图示）移动、与磁铁板12一起构成直线电动机10的电枢16。详细地说，磁铁板12具有铁板（轭）18、磁极在铁板18上沿该轴线方向以NS顺序交替配置的多个永久磁铁20、后述的织物及树脂层（未图示）。
概略图示的电枢16具备铁心及线圈（未图示），作为移动磁场产生机构起作用。在直线电动机10中，与现有的电动机相同，通过磁铁板12（永久磁铁20）产生的固定磁场、移动磁场产生机构（电枢16）产生的移动磁场的相互作用，电枢16能够相对于磁铁板12进行移动动作。
作为各个永久磁铁20的形状，例如可以列举在与电枢16相对的面上具备平板（长方体）或图示那样的厚度朝向邻接的永久磁铁逐渐变薄的曲面。另外，作为后者的具体例子，还可以列举将该曲面向与永久磁铁的排列方向垂直的方向进行二维投影时得到的曲线是以二次曲线、圆弧或双曲线余弦函数等表示的形状。若将各个永久磁铁20的形状做成长方体，则该永久磁铁的成形性变得容易而实现制造成本的减少，另一方面，若将各个永久磁铁20的表面做成曲面，则能够制造电枢16相对于磁铁板12的移动更顺畅的直线电动机。
图2是表示磁铁板12的制造工序的图。在本发明中，在以NS顺序排列配置的多个永久磁铁20的磁铁表面（上表面）上安装玻璃布网或碳纤维织物等织物22，接着如图3所示，通过树脂成型在织物22上形成树脂制的保护层24。更详细地说，在由多个极对构成的一组永久场磁极中，利用织物22覆盖永久磁铁20的表面，在与电枢16相对的树脂保护层24和永久磁铁20之间配置织物22。另外，为了防止由于树脂注入而在织物22上产生皱纹等，可以使用粘结剂等粘结方法将织物22粘结在永久磁铁20的表面上。
这样，在后述的树脂成型时树脂浸透织物22，能够不会局部地卷进气泡等地在永久磁铁20的表面整体上均匀地遍布树脂。另外，通过使用织物，能够提高树脂层的强度，即使在为了得到电动机推力而使树脂层比较薄的场合，也能够维持期望的强度。
图4表示用于利用树脂成型形成树脂层的具体的顺序的一个例子。如图4所示，使用具备与在由多个（在图示例中为四个）极对构成的一组永久场磁极（在图示例中是八个（四对）永久磁铁20）的表面积大致相等的开口面积的模26，为了在永久磁铁20上的织物（在图3中省略图示）形成树脂层而进行树脂注入操作。在此，以图4的箭头28所示，若将树脂的注入场所设为相对于永久磁铁20的排列方向（电枢的移动方向）为永久场磁极的大致中央，则树脂不会产生在树脂注入中树脂卷入空气的不良状况地在模26内流动，因此难以在织物表面形成气泡等，能进行良好的树脂成型，作为结果，得到图3所示那样的表面平坦且均匀厚度的树脂层24。
另外，构成树脂层24的树脂可使用多种树脂，但从耐热性、成形性等观点来看优选环氧树脂或酚醛树脂。
图5是表示永久磁铁的上表面和树脂表面的距离与作为直线电动机的电动机推力的关系的图表。根据在直线电动机中一般作为固定场磁极使用的钕（ネオヅ)磁铁的残留磁通量密度、及滑块（电枢）侧的电极钢板的BH曲线，作为直线电动机的磁通量密度为大约1.5T（特斯拉）。该场合的固定场磁极和滑块间的适当的间隙是1mm以下，若为这之上，则如图5所示，电动机推力下降。另外，永久磁铁的上表面和树脂层表面的距离为固定场磁极的永久磁铁间尺寸（NS磁铁间距离，例如图1所示的隔着邻接的NS磁铁的空间30的宽度）以下在与磁力的关系方面是适当的。
另外，在图示例中，将八个（四极对）的永久磁铁20排列在一个铁板上而构成一组永久场磁极，但也可以使用两极对、三极对或五极对等其他数量的极对的永久磁铁。另外，通过使用多组这种永久场磁极并配置为列状，能够构成数十cm～数m等的任意的长度的磁铁板。
根据本发明，能够容易地提高直线电动机用磁铁板的树脂层薄的部位的强度。即，在永久磁铁表面形成树脂层时，通过在永久磁铁的表面设置织物，能加强树脂向树脂层的薄的部位的浸透，并且能够强化相对于以由温度变化产生的树脂的膨胀、伸缩为起因的裂纹的耐性（耐裂性）。
通过相对于永久磁铁的排列方向从中央注入树脂，能够防止气泡的卷进等而得到良好的树脂层。
Claims (11)
1.一种直线电动机用磁铁板（12），其具备由多个极对构成的永久磁铁（20），该直线电动机用磁铁板（12）的特征在于，
与具备铁心及线圈且构成为能相对于上述直线电动机用磁铁板（12）移动的电枢（16）一起构成直线电动机（10），
具有位于上述永久磁铁（20）的表面和上述电枢（16）之间且配置在该永久磁铁（20）的表面的树脂层（24），
在上述永久磁铁（20）的表面和上述树脂层（24）之间设有覆盖上述永久磁铁（20）的表面且树脂浸透了的织物（22）。
2.根据权利要求1所述的直线电动机用磁铁板，其特征在于，
上述织物（22）是玻璃布网或碳纤维织物。
3.根据权利要求1所述的直线电动机用磁铁板，其特征在于，
上述树脂是环氧树脂或酚醛树脂。
4.根据权利要求1所述的直线电动机用磁铁板，其特征在于，
各个上述永久磁铁（20）的形状是长方体、或将各个上述永久磁铁（20）的与上述电枢相对面的向与上述永久磁铁（20）的排列方向垂直的方向进行二维投影时的曲线以二次曲线、圆弧或双曲线余弦函数表示。
5.根据权利要求1所述的直线电动机用磁铁板，其特征在于，
上述永久磁铁（20）的表面上部和树脂表面之间的距离是1mm以下。
6.根据权利要求1所述的直线电动机用磁铁板，其特征在于，
上述永久磁铁（20）的表面上部和树脂表面之间的距离是N极的磁铁和S极的磁铁之间的距离以下。
7.根据权利要求1所述的直线电动机用磁铁板，其特征在于，
将多个极对的永久磁铁（20）排列在一个铁板（18）上而构成一组永久场磁极，通过将多组永久场磁极配置为列状，构成直线电动机用磁铁板（12）。
8.一种直线电动机（10），其特征在于，
具备权利要求1～7任一项所述的直线电动机用磁铁板（12）。
9.一种直线电动机用磁铁板（12）的制造方法，该直线电动机用磁铁板（12）具备由多个极对构成的永久磁铁（20），与具备铁心及线圈且构成为能相对于直线电动机用磁铁板（12）移动的电枢（16）一起构成直线电动机（10），具有位于上述永久磁铁（20）的表面和上述电枢（16）之间且配置在该永久磁铁（20）的表面的树脂层（24），该直线电动机用磁铁板（12）的制造方法的特征在于，
通过利用织物（22）覆盖上述永久磁铁（20）的表面，在与上述电枢（16）相对的树脂层（24）的表面和上述永久磁铁（20）之间设置织物（22），
在模具（26）内配置上述永久磁铁（20），
在上述织物（22）上注入树脂，以树脂浸透上述织物（22）的方式进行树脂成型而形成上述树脂层（24）。
10.根据权利要求9所述的直线电动机用磁铁板的制造方法，其特征在于，
在利用上述织物（22）覆盖上述永久磁铁（20）的表面时，将上述织物（22）粘结在上述永久磁铁（20）的表面。
11.根据权利要求9或10所述的直线电动机用磁铁板的制造方法，其特征在于，
上述树脂的注入相对于上述永久磁铁（20）的排列方向从永久场磁极的中央部进行。
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