JP5536151B2 - リニアモータ用磁石板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、リニアモータ用磁石板の製造方法及びリニアモータ用磁石板に関する。特に、工作機械を直線運動させるためのリニアモータに用いられる磁石板の製造方法及び磁石板に関する。

リニアモータ（直線駆動装置）は、工作機械、半導体の製造装置、産業用ロボット、測定装置又は搬送装置などに利用される。リニアモータは、略直線状に延びるガイド（固定子）と、ガイドに沿って移動するスライダ（可動子）とから主として構成され、ガイドは、磁化方向が反対の磁石を互いに隣り合わせに順次並置した磁石板を備えている。さらに、防塵、損傷防止その他品質の維持及び耐久性向上の目的から、磁石板に並置された磁石の表面に樹脂モールド部が形成される場合がある（特許文献１参照）。この場合には、いったん樹脂成形した後に、樹脂モールド部を研削するなどして用途に適した所定形状に整形する必要がある。図６は、従来の磁石板の製造方法において、樹脂モールド部を研削する研削工程の態様を示す斜視図である。図示されるように、樹脂モールド部１００は、例えば砥石１０２によって研削されて所定形状に整形される。したがって、このような研削工程において加工精度を向上させるために、高価な設備又は高度な技術が要求されて生産コストが増大する。さらに、追加の加工時間そのものが生産効率を下げる要因になりうる。

特開２００２−１１９０３９号公報

したがって、本発明は、このような樹脂モールド部の研削工程を省略可能なリニアモータ用磁石板の製造方法及び当該製造方法により製造されるリニアモータ用磁石板を提供することを目的とする。

本発明の１番目の発明によると、ベースプレートと、該ベースプレートの一面に並置された複数の磁石部とからなる、リニアモータ用磁石板を製造する製造方法において、前記ベースプレートの一面には、該一面から突出していて互いに平行に配置された長尺の複数の突出部が設けられており、複数の磁石部のそれぞれを前記複数の突出部の間に並置するとともに、前記複数の突出部が前記複数の磁石部の長手方向の両端を越えて延在するように前記複数の磁石部を位置決めし、前記リニアモータ用磁石板を取付けるのに使用される複数の貫通孔が前記ベースプレートに形成されており、前記複数の貫通孔は、前記複数の突出部の長手方向の両端よりも外側にそれぞれ形成されており、前記ベースプレートを型に配置し、それにより、前記複数の貫通孔を前記型に形成された突起部に通して前記ベースプレートを位置決めし、前記型に樹脂材料を供給して、前記複数の磁石部及び前記複数の突出部を全体的に被覆する樹脂モールド部を射出成形により前記ベースプレートの前記一面に形成し、前記複数の磁石部を着磁することを含む、リニアモータ用磁石板の製造方法が提供される。

本発明の２番目の発明によると、１番目の発明において、前記樹脂モールド部を射出成形により前記ベースプレートの前記一面に形成する前に、前記ベースプレートを加熱することを含む、製造方法が提供される。

本発明の１番目の発明によれば、樹脂モールド部を射出成形により形成するので、後工程において樹脂モールド部を研削加工などにより整形する必要がない。したがって、生産効率が向上して製造コストを低減できる。また、磁石部がベースプレート上に予め固定されるので、ベースプレートを射出成形用の型に配置する際などに磁石部の位置ずれを確実に防止できる。また、ベースプレートに形成された貫通孔を磁石板の固定のみならず、射出成形工程の際の位置決めにも利用する。したがって、追加の治具その他の仮留手段を用いることなく、射出成形工程を円滑に実施できるようになる。

本発明の２番目の発明によれば、射出成形する前にベースプレートを予め加熱しておくことによって、ベースプレートを射出成形に使用される型の温度に近づけられる。したがって、型内に供給される樹脂材料がより迅速に硬化するようになり、作業効率が向上する。

本発明に係る磁石板を樹脂モールド部を成形する前の状態にて示す斜視図である。 （ａ）本発明に係る磁石板の製造方法における射出成形工程の態様を示す分解斜視図、及び（ｂ）磁石板を射出成形用の型の内部に収容した状態の外観を示す斜視図である。 本発明に係る磁石板を示す斜視図である。 本発明に係る磁石板の変更例を説明する平面図である。 本発明に係る磁石板の別の変更例を説明するための斜視図である。 従来の磁石板の製造方法において、樹脂モールド部を研削する研削工程の態様を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。複数の図面又は複数の実施形態にわたって共通して用いられる同一の部材には、同一の参照符号が付与されている。図面の視認性を高めるため、各部材間の縮尺は実用的な形態から変更されている場合がある。

図１〜図３を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る磁石板１０を樹脂モールド部１２を成形する前の状態にて示す斜視図である。図示された磁石板１０は、ベースプレート１４と、このベースプレート１４の表面１４ａに並置された複数の磁石部１６とから主として構成される。これら磁石部１６は、長手方向の側面どうしが互いに略平行に延在するようにベースプレート１４の表面１４ａに所定間隔に配置されている。各磁石部１６は単純な直方体形状を有しており、市場で安価に入手可能な汎用品を利用できる。これら磁石部１６は、後の工程で所定の磁化方向に着磁されて永久磁石として作用するようになる磁性材料から形成される。

磁石部１６が配置されるベースプレート１４の表面１４ａには、少なくとも１つの、好ましくは複数の貫通孔１８が磁石部１６の並置方向に沿って形成されている。図示された実施形態においては、磁石部１６の長手方向の端部と、それに対向するベースプレートの長手方向の縁部との間の領域に複数の貫通孔１８が所定間隔に形成されている。貫通孔１８の内面には、磁石板１０を支持体（図示せず）に取付ける際にボルトなどの公知の取付手段を受容する受容部２０が形成されている。

互いに隣接する磁石部１６の間の間隙には、ベースプレートの表面１４ａから突出する突出部２２がそれぞれ形成されている。突出部２２は、各磁石部１６の長手方向の両側部に沿って配置される長尺の部材からなり、好ましくは図示されたように磁石部１６の長手方向の両端部を越えて延在する。このように突出部２２を各磁石部１６の両側部に設ける構成により、磁石部１６の位置ずれが生じて、互いに隣接する磁石部１６が接触することが防止される。

次に図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、射出成形工程について説明する。図２（ａ）は、本発明に係る磁石板１０の製造方法における射出成形工程の態様を示す分解斜視図である。図２（ａ）において、磁石板１０は、型部品２４，２６からなる型２５内に配置される前の状態で示されている。図２（ｂ）は、磁石板１０を射出成形用の型２５の内部に収容した状態の外観を示す斜視図である。図２（ｂ）において、型部品２４と型部品２６とが接合されて型２５を形成しており、磁石板１０が型２５内部に密閉して保持されている。本発明は、型２５に樹脂材料を供給して、複数の磁石部１６を被覆する樹脂モールド部１２を射出成形によりベースプレート１４の表面１４ａに形成する。

図２（ａ）に示されるように、型部品２４には、磁石板１０を受容する凹部２８が形成されている。また、型部品２４は、額縁状の接合部２４ａを凹部２８の周囲に有している。接合部２４ａの互いに対向する両側部には、一対の固定孔３２，３２が形成されている（図面では一方の固定孔３２のみが視認される）。型部品２６は、型部品２４の接合部２４ａに対応する形状の接合部（図示せず）を有し、これら接合部どうしを接合することによって、射出成形用の型２５が形成される。図２では視認できないものの、型部品２６には、樹脂モールド部１２を所定形状に成形するための凹部３０が形成されている。型部品２６にも、その両側部に型部品２４と同様の一対の固定孔３４，３４が形成されている。

ここで、射出成形工程の手順について説明する。先ず、磁石板１０のベースプレート１４を型部品２４の凹部２８に配置して位置決めする。この際に、ベースプレート１４に形成された磁石板１０を取付けるための貫通孔１８を利用してベースプレート１４を位置決めするのが好ましい。例えば、図示しない突起部を型部品２４に形成しておいて、それら突起部を貫通孔１８に通すことによって、ベースプレート１４の位置決めをしてもよい。或いはボルトなどの仮留手段を貫通孔１８に通してベースプレート１４を型部品２４に固定してもよい。こうすることによって、ベースプレート１４の位置決めに際して、別途治具を用意したり、仮留めのための特別の手段を講じる必要がなくなるので、作業効率が向上する。

また、磁石板１０を型部品２４の適所に配置する前に、ベースプレート１４を加熱して、樹脂材料を硬化させるのに適した温度（後述する）まで予め加熱しておくのが好ましい。ベースプレート１４を予備加熱しておくことによって、型２５をより迅速に樹脂材料の硬化温度まで加熱できるようになり、射出成形工程が効率化される。

続いて、型部品２４の開口部を閉塞するように型部品２６を型部品２４に取付ける。このとき、型部品２４の接合部２４ａと型部品２６の接合部（図示せず）とを当接させた状態で、ボルトなどの固定手段を固定孔３２，３２及び固定孔３４，３４に通してこれら接合部を互いに固着する。

このようにして形成された射出成形用の型２５の中に摂氏約８０度〜約１２０度程度に加熱して軟化させた樹脂材料を加圧しながら射出する。本実施形態において使用される樹脂材料は、熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂又はフェノール樹脂である。エポキシ樹脂及びフェノール樹脂は、切削液又は研削液に対する耐薬品性が良好であり、これら材料を採用することによって樹脂モールド部１２が劣化しにくくなり、磁石板１０ひいてはリニアモータの耐久性が向上する。このことは、本発明に係る磁石板１０を備えたリニアモータを各種工作機械の駆動手段として利用する場合に特に効果的である。型２５は、型２５内の樹脂材料を十分な速度で硬化させられる温度まで加熱される。この実施形態においては、摂氏約１８０度〜約２００度、例えば約１８０度まで型２５を加熱する。

樹脂モールド部１２を構成する材料は、前述したエポキシ樹脂とフェノール樹脂以外の熱硬化性樹脂を使用してもよい。また、熱可塑性樹脂を利用して樹脂モールド部１２を形成してもよい。これらの場合は、射出成形工程における型２５の温度及びベースプレート１４の温度は、前述した温度範囲にかかわらず公知の態様で適宜変更される。

図３は、本発明に係る磁石板１０を示す斜視図である。図３においては、磁石板１０が型２５から取出された状態を示している。樹脂モールド部１２が、複数の磁石部１６を被覆するようにベースプレート１４の表面１４ａに形成されている。この状態において、ベースプレート１４上の複数の磁石部１６を着磁する。図１において磁石部１６の表面に「Ｎ」又は「Ｓ」を付して示したように、磁石部１６は、互いに隣接する磁石部１６が反対の磁化方向を有するように着磁させられる。このように、射出成形工程の後に初めて磁石部１６を着磁するので、前述した射出成形工程に際して、磁石部１６と型２５との間に吸引力が発生しない。したがって、磁石板１０を型２５から取出す作業が容易である。

以上の通り、本発明においては射出成形を利用して樹脂モールド部１２を形成する。したがって、樹脂モールド部１２の形成後に樹脂モールド部１２を適切な形状に整形する工程を省略できるので、工程が簡略化される。そのため、より安価にリニアモータ用磁石板１０を製造できるようになる。

続いて、本発明の変更例を説明する。以下の説明において、前述した実施形態に関連して既に説明した事項であって、下記変更例と重複するものについては説明を適宜省略する。

図４は、本発明に係る磁石板の変更例を説明するための図である。図示された本変更例に係る磁石板４０は、射出成形により樹脂モールド部１２が形成される前の状態において示されており、そのため磁石部１６が露出している。前述した実施形態に係る磁石板１０と対比すると、本変更例の磁石板４０は、複数の磁石部１６がピン４２によってベースプレート１４に固定されている点が相違する。ピン４２はリベット又は楔形の形態を有している。互いに隣接する磁石部１６の間の間隙にピン４２を通すことにより、磁石部１６がベースプレート１４に固着される。こうすることにより、ベースプレート１４の表面１４ａにおける磁石部１６の位置ずれを確実に防止できるようになる。したがって、後の射出成形工程において、不意に強い力が磁石部１６又はベースプレート１４に作用しても、磁石部１６の位置ずれが発生しない。

射出成形工程の前に磁石部１６をベースプレート１４に固定する態様は、前述した例に限定されない。例えば、ピン４２の代わりに、磁石部１６をベースプレート１４の表面１４ａに接着剤で接着してもよい。また、ベースプレート１４の表面１４ａから突出する、例えば断面Ｔ字の突起部（図示せず）を磁石部１６の間隙に形成し、その突起部を磁石部１６の表面に当接させて磁石部１６を固定してもよい。

図５は、本発明に係る磁石板の別の変更例を説明するための斜視図である。図１と対比すると最もよく分かるように、本変更例に係る磁石板５０の磁石部５２は、その外表面が外方に突出するように湾曲している。より具体的には、磁石部５２は、二次曲線又は円弧の断面形状からなる外方に突出した湾曲部５２ａを有している。或いは、磁石部５２は、双曲線余弦関数の断面形状からなる外方に突出した湾曲部５２ａを有していてもよい。本変更例に係る磁石板５０は、リニアモータの固定子として適用された場合に、可動子（スライダ）を磁石板５０に沿ってより円滑に移動できるようにする。その結果、リニアモータの直線駆動作用をより円滑に精度良く制御できるようになる。

１０ リニアモータ用磁石板
１２ 樹脂モールド部
１４ ベースプレート
１６ 磁石部
１８ 貫通孔
２２ 突出部
４０ リニアモータ用磁石板
４２ ピン
５０ リニアモータ用磁石板
５２ 磁石部
５２ａ 湾曲部

Claims (2)

1. ベースプレートと、該ベースプレートの一面に並置された複数の磁石部とからなる、リニアモータ用磁石板を製造する製造方法において、
   前記ベースプレートの一面には、該一面から突出していて互いに平行に配置された長尺の複数の突出部が設けられており、複数の磁石部のそれぞれを前記複数の突出部の間に並置するとともに、前記複数の突出部が前記複数の磁石部の長手方向の両端を越えて延在するように前記複数の磁石部を位置決めし、
   前記リニアモータ用磁石板を取付けるのに使用される複数の貫通孔が前記ベースプレートに形成されており、前記複数の貫通孔は、前記複数の突出部の長手方向の両端よりも外側にそれぞれ形成されており、前記ベースプレートを型に配置し、それにより、前記複数の貫通孔を前記型に形成された突起部に通して前記ベースプレートを位置決めし、
   前記型に樹脂材料を供給して、前記複数の磁石部及び前記複数の突出部を全体的に被覆する樹脂モールド部を射出成形により前記ベースプレートの前記一面に形成し、
   前記複数の磁石部を着磁することを含む、リニアモータ用磁石板の製造方法。
2. 前記樹脂モールド部を射出成形により前記ベースプレートの前記一面に形成する前に、前記ベースプレートを加熱することを含む、請求項１に記載の製造方法。

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