直线电动机装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及直线电动机装置，具备：沿移动方向延伸且具有磁铁的轨道部件；及以能够移动的方式装架于轨道部件且具有线圈的移动体，直线电动机装置向线圈通入电流而在线圈与磁铁之间产生移动方向上的推力，其中，具有线圈的移动体具有：磁屏蔽对象物，该磁屏蔽对象物需要缓和磁铁形成的磁场的影响；及磁屏蔽部件，该磁屏蔽部件由强磁性材料形成并对磁屏蔽对象物进行屏蔽以免受到磁场的影响，磁屏蔽部件具有：平行屏蔽板，在磁屏蔽对象物与磁铁之间与移动方向平行地配置；及垂直屏蔽板，与移动方向垂直地从平行屏蔽板的移动方向的前缘及后缘中的至少一方朝远离磁铁远离的方向配置。由此，对磁屏蔽对象物进行磁屏蔽以免受到磁铁形成的磁场的影响的效果比以往提高。
【专利说明】
直线电动机装置
技术领域
[0001]本发明涉及利用在通入有电流的线圈与磁铁之间产生的推力而移动体沿着轨道部件移动的直线电动机装置，更详细而言，涉及对磁铁形成的磁场的影响进行缓和的磁屏蔽构造。
【背景技术】
[0002]作为生产安装有多个电子元件的基板的设备，存在焊料印刷机、元件安装机、回流炉、基板检查机等。通常以基板输送装置连接上述设备来构筑基板生产线。在元件安装机或基板检查机中，作为安装头或检查头的驱动装置，以往使用进给丝杠驱动装置。近年来，对于头的高速移动及高精度位置控制的要求提高，从而使用直线电动机装置作为驱动装置。尤其是在有限的设置空间中能够产生较大的推力的轴型直线电动机装置引起注目。
[0003]本申请的
【申请人】在专利文献I中公开了这种轴型直线电动机装置的技术例。专利文献I的圆筒型直线电动机具备:直线状地组装有多个永久磁铁的轴状的定子、内置有多个线圈的动子，在定子的永久磁铁之间夹入厚度尺寸受到限定的磁性体隔片。由此，能够抑制推力下降，并能够高效率地对定子进行组装作业。
[0004]然而，不限于轴型，当在一般的直线电动机装置中为了得到较大的推力而增加线圈的通电电流时，损失热量增加而温度上升变得显著。因此，例如需要使用散热片或冷却风扇来强制性地对线圈进行冷却。另外，当为了得到较大的推力而使用强力的永久磁铁时，永久磁铁所形成的磁场会对附近的电装元件造成影响。因此，需要将磁屏蔽部件用于对磁场的影响进行缓和。作为需要磁屏蔽的电装元件(磁屏蔽对象物)，能够例示以CPU为首的电子控制元件、利用了磁场变化的检测方式的传感器等。专利文献2及专利文献3公开了在直线电动机装置中进行磁屏蔽的技术例。
[0005]专利文献2的权利要求4的直线电动机对的特征在于，由磁屏蔽件包围构成动子的4N组的磁铁对及磁轭。此外，在专利文献2的实施例2中公开了以包围动子的周围的大部分的方式配置两层磁屏蔽件的形态。由此，能够减少来自动子的漏泄磁场。
[0006]另外，专利文献3的权利要求1的电气机械具备:第一工作部分、第二工作部分及对两工作部分之间的运动量(相对移动量)进行检测的传感器装置。并且，感应杂散磁场的传感器装置安装于一个工作部分，在传感器装置与至少一个工作部分之间配置有磁屏蔽装置。在专利文献3的权利要求2中，电气机械构成为直线电动机，第一工作部分被确定为第一次部分(移动体)，第二工作部分被确定为第二次部分(轨道部件)。此外，在专利文献3的实施方式中，传感器装置设为安装于移动体而对轨道部件的度量器(直线刻度尺)进行扫描的位置检测传感器。另外，磁屏蔽装置设为简单的细片的屏蔽板，立设于轨道部件的永久磁铁与移动体的传感器装置之间。
[0007]另外，直线电动机装置不限定于元件安装机或基板检查机的用途，可广泛使用于具有直线前进可动部的各种产业机械中。
[0008]专利文献I:日本特开2008-206335号公报
[0009]专利文献2:日本特开2011-193703号公报
[0010]专利文献3:日本特表2009-529131号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的课题
[0012]然而，优选的是利用专利文献2的直线电动机对的磁屏蔽件减少来自动子(移动体)的漏泄磁场而能够缓和磁场对其他装置的影响。但是，该磁屏蔽件无法对配置在动子上的电装元件进行磁屏蔽。因此，无法消除动子上的电装元件受到磁铁对的磁场的影响而发生功能停止、进行误动作、精度降低的可能性。
[0013]与此相对，专利文献2公开的细片的屏蔽板对移动体的传感器装置进行磁屏蔽以免受到轨道部件的永久磁铁的影响。然而，当想要增强永久磁铁的磁场来得到较大的推力时，在细片的屏蔽板的情况下，难以得到充分的磁屏蔽效果，未消除传感器装置受到磁场的影响的可能性。作为其对策，若充分地扩大屏蔽板的面积，则磁屏蔽效果会提高。但是，屏蔽板由铁等强磁性材料形成，因此会从永久磁铁对屏蔽板作用较强的磁吸引力。该磁吸引力与移动体的移动方向交叉，并且对应于屏蔽板的面积而增加，因此会妨碍移动体的顺畅的移动。
[0014]本发明鉴于上述【背景技术】的问题点而作出，要解决的课题在于提供一种直线电动机装置，与以往相比提高了对磁屏蔽对象物进行磁屏蔽以免受到磁铁形成的磁场的影响的效果，并且抑制了从磁铁作用于磁屏蔽部件而妨碍移动体的顺畅的移动的磁吸引力的增加。
[0015]用于解决课题的方案
[0016]解决上述课题的第一方案的直线电动机装置的发明具备:沿移动方向延伸且具有磁铁及线圈中的一方的轨道部件;及以能够移动的方式架设于上述轨道部件且具有上述磁铁及上述线圈中的另一方的移动体，上述直线电动机装置向上述线圈通入电流而在上述线圈与上述磁铁之间产生上述移动方向上的推力，具有上述线圈的上述轨道部件或上述移动体具有:磁屏蔽对象物，上述磁屏蔽对象物需要缓和上述磁铁形成的磁场的影响;及磁屏蔽部件，上述磁屏蔽部件由强磁性材料形成并对上述磁屏蔽对象物进行屏蔽以免受到上述磁场的影响，上述磁屏蔽部件具有:平行屏蔽板，在上述磁屏蔽对象物与上述磁铁之间与上述移动方向平行地配置;及垂直屏蔽板，与上述移动方向垂直地从上述平行屏蔽板的上述移动方向的前缘及后缘中的至少一方朝远离上述磁铁的方向配置。
[0017]由此，在具有线圈的轨道部件或移动体上设有磁屏蔽对象物及磁屏蔽部件，对磁屏蔽对象物进行屏蔽以免受到磁铁形成的磁场的影响的磁屏蔽部件具有平行屏蔽板及垂直屏蔽板。另一方面，在现有技术的直线电动机装置中，未设置磁屏蔽部件，即便假设设置磁屏蔽部件也仅由平行屏蔽板构成。因此，根据本发明，能够通过垂直屏蔽板及平行屏蔽板更有效地屏蔽在现有技术中到达了磁屏蔽对象物的磁力线的一部分，而阻止其到达磁屏蔽对象物，提高了磁屏蔽效果。
[0018]另外，从磁铁对由铁等强磁性材料形成的磁屏蔽部件作用有较强的磁吸引力。在现有技术中，在为了提高磁屏蔽效果而扩大平行屏蔽板的面积的情况下，磁吸引力对应于面积地增加。另一方面，在本发明中，垂直屏蔽板与平行屏蔽板的前缘及后缘中的至少一方相连，并朝远离磁铁的方向配置。因此，假设即便磁屏蔽部件的面积增加相同程度，在本发明中，能够对应于垂直屏蔽板远离磁铁地与现有技术相比抑制磁吸引力的增加。由此，在本发明中，不会由于磁吸引力而妨碍移动体的顺畅的移动。
【附图说明】
[0019]图1是构成实施方式的直线电动机装置的轴状轨道部件的立体图。
[0020]图2是构成实施方式的直线电动机装置的筒状移动体的立体图。
[0021]图3是对作为磁屏蔽对象物的后侧冷却风扇进行屏蔽以免受到永磁场的影响的磁屏蔽部件的立体图。
[0022]图4是为了安装后侧冷却风扇而在现有技术中使用的安装部件的立体图。
[0023]图5是表示在没有磁屏蔽部件的条件下模拟磁场强度的分布而得到的非屏蔽模型的形状的图。
[0024]图6是表不图5的Al截面的磁场强度的分布的图。
[0025]图7是表不图5的A2截面的磁场强度的分布的图。
[0026]图8是表示在使用了由平行屏蔽板及外侧平行屏蔽板构成的磁屏蔽部件的条件下模拟磁场强度的分布而得到的平行屏蔽模型的形状的图。
[0027]图9是表不图8的BI截面的磁场强度的分布的图。
[0028]图10是表不图8的B2截面的磁场强度的分布的图。
[0029]图11是表示在使用了从上方观察时为矩形的磁屏蔽部件的条件下，模拟磁场强度的分布而得到的矩形屏蔽模型的形状的图。
[0030]图12是表示图11的Cl截面的磁场强度的分布的图。
[0031]图13是表示图11的C2截面的磁场强度的分布的图。
[0032]图14是在实施方式的直线电动机装置中对在筒状移动体移动时产生的横摆的振动量进行测定而得到的波形。
[0033]图15是从实施方式的直线电动机装置拆下磁力抵消部件，并对在筒状移动体移动时产生的横摆的振动量进行测定而得到的波形。
【具体实施方式】
[0034]以图1?图15为参考而对本发明的实施方式的直线电动机装置进行说明。实施方式的直线电动机装置由轴状轨道部件I及筒状移动体2构成。图1是构成实施方式的直线电动机装置的轴状轨道部件I的立体图。轴状轨道部件I将多个永久磁铁11沿着移动方向排列设置而形成。另外，图2是构成实施方式的直线电动机装置的筒状移动体2的立体图。筒状移动体2具有供轴状轨道部件I卡入的内筒部31，并以能够移动的方式装架于轴状轨道部件I。筒状移动体2从图2的右前侧向左里侧往复移动。为了方便，将左里侧设为前侧，将右前侧设为后侧。
[0035]如图1所示，轴状轨道部件I由多个永久磁铁11、多个磁性体隔片12及省略图示的管材构成。管材是由非磁性材料形成且在筒状移动体2的移动范围内延伸的细长的圆筒状部件。多个永久磁铁11及多个磁性体隔片12沿移动方向交替相接而收纳在管材的内部空间中。
[0036]永久磁铁11使用强磁性材料而形成为圆柱形状，该圆柱形状具有比管材的内径稍小的外径。在永久磁铁11的圆柱形状的上底面111形成N极，在下底面112形成S极。磁性体隔片12使用强磁性材料而形成为厚度尺寸为T的圆板形状，该圆板形状具有与永久磁铁11大致相同的外径。关于磁性体隔片的厚度尺寸T的决定方法，由于已经公开于专利文献I，因此省略详细的说明。隔着磁性体隔片12而相邻的永久磁铁11以极性相同的磁极彼此相对的方式配置(图1中由S、N表示)。多个永久磁铁11不受有无管材的影响地在周围的空间形成永磁场。
[0037]如图2所示，筒状移动体2由筒状主体单元3及冷却单元4等构成。筒状主体单元3是外形形状在移动方向上较长的大致长方体，并形成有沿移动方向贯通的内筒部31。详细而言，筒状主体单元3的与移动方向垂直的截面是大致正方形的一角被倾斜地切断的五角形，在其中心形成有内筒部31。筒状主体单元3具有沿移动方向排列设置的11个线圈。各线圈以环绕轴状轨道部件I的方式卷绕，并埋设于筒状主体单元3的内部。
[0038]筒状移动体2搭载有省略图示的位置检测部、移动控制部及电源部。位置检测部对轴状轨道部件I上的筒状移动体2的当前位置进行检测。移动控制部基于检测到的当前位置及移动指令，可变地控制从电源部流向线圈的电流的大小及方向。由此，在筒状移动体2的线圈形成的电流磁场与轴状轨道部件I的永久磁铁11形成的永磁场之间产生移动方向的推力。为了得到较大的推力而使较大的电流通过线圈，因此需要强制性地对线圈进行冷却。另外，电源部也对后述的冷却风扇51、55供给电源。
[0039]冷却单元4附设于筒状主体单元3的一方的侧面。即，冷却单元4配置于筒状移动体2的周向的特定角度范围内。冷却单元4是外形形状在移动方向上较长的大致长方体形状。冷却单元4的移动方向的长度尺寸与筒状主体单元3的长度相等，与移动方向垂直的宽度尺寸小于筒状主体单元3。冷却单元4从前侧朝后侧依次排列设置前侧冷却风扇51、6组前侧散热片52、分隔板53、5组后侧散热片54及后侧冷却风扇55而构成。
[0040]6组前侧散热片52及5组后侧散热片54与筒状主体单元3内的线圈一对一地设置。各散热片52、54由导热率较高的材质例如铝等形成。散热片52、54的一侧接近线圈，或者经由导热性绝缘物而与线圈相接，另一侧远离线圈地配置。散热片52、54允许空气沿移动方向(连接前侧与后侧的方向)进行流通，并且空气能够从上方流入流出。散热片52、54接收线圈所产生的热损失，并向空气中放散。
[0041]前侧冷却风扇51从前侧散热片52吸入空气，并朝前方吹出。冷却用空气从上方流入前侧散热片52(图2的箭头Fl)并在内部流通之后，从前侧冷却风扇51向前方流出(图2的箭头F2)。后侧冷却风扇55从后方吸入冷却用空气(图2的箭头F3)，并朝后侧散热片54吹出。空气在后侧散热片54的内部流通之后，从任一个向上方流出(图2的箭头F4)。通过采用使空气向散热片52、54流通的强制冷却方式，与自然冷却方式相比，可格外提高热放散特性。分隔板53将前侧散热片52与后侧散热片54之间的空气的流通隔断。另外，通过设于分隔板53的安装部56的螺纹紧固，从而将冷却单元4安装于筒状主体单元3。
[0042]前侧冷却风扇51及后侧冷却风扇55内置有对风扇的旋转进行控制的控制基板及对风扇的旋转进行检测的霍尔传感器。霍尔传感器是利用了磁场变化的检测方式的传感器，因此有可能受到永久磁铁11形成的永磁场的影响而检测精度下降或发生误动作。因此，前侧冷却风扇51及后侧冷却风扇55相当于需要缓和永磁场的影响的本发明的磁屏蔽对象物。为了缓和永磁场的影响而在前侧冷却风扇51及后侧冷却风扇55的周围分别配置磁屏蔽部件6。另外，磁屏蔽对象物不限定于冷却风扇51、55。例如，有时上述筒状移动体2的位置检测部或移动控制部等电子控制元件也相当于磁屏蔽对象物。
[0043]在前侧冷却风扇51及后侧冷却风扇55的周围配置的两个磁屏蔽部件6为相互镜面对称(镜像)的同一形状。因此，以后侧冷却风扇55侧的磁屏蔽部件6为例进行说明。图3是对作为磁屏蔽对象物的后侧冷却风扇55进行屏蔽以免受到永磁场的影响的磁屏蔽部件6的立体图。磁屏蔽部件6形成为大致向上方开口的长方体的箱形状，以下详细叙述。
[0044]磁屏蔽部件6由大致矩形的底板、从底板的四边分别立设的平行屏蔽板61、前侧垂直屏蔽板62、后侧垂直屏蔽板63及外侧平行屏蔽板64形成。平行屏蔽板61在后侧冷却风扇55与永久磁铁11 (图3中位于左前的位置)之间与移动方向平行配置。前侧垂直屏蔽板62与平行屏蔽板51的移动方向的前缘相连，与移动方向垂直地朝远离永久磁铁11的方向配置。后侧垂直屏蔽板63与平行屏蔽板61的移动方向的后缘相连，与移动方向垂直地朝远离永久磁铁11的方向配置。外侧平行屏蔽板64连接前侧垂直屏蔽板62及后侧垂直屏蔽板63的远离永久磁铁11 一侧的缘部地配置。并且，在底板的上方固定设置后侧冷却风扇55。因此，从上方观察时，磁屏蔽部件6以矩形包围后侧冷却风扇55。
[0045]前侧垂直屏蔽板62在中央形成有大致圆形的较大的通孔621。后侧垂直屏蔽板63在中央形成有圆形的稍大的中央通孔631，在中央通孔631的周围形成有八个稍小的周边通孔632。通过上述通孔621、631、632，而不会妨碍后侧冷却风扇55对空气的吸入及吹出。
[0046]磁屏蔽部件6例如能够对软铁等强磁性材料的板材实施冲裁冲压加工或弯曲成形加工等来制作。磁屏蔽部件6也可以由软铁以外的强磁性材料制作，另外，制作方法不作特别约束。
[0047]仅供参考的是，图4是为了安装后侧冷却风扇55而在现有技术中使用的安装部件9的立体图。现有技术的安装部件9通过大致矩形的底板91及从底板91的一边立设的矩形的平行屏蔽板92而形成为在主视观察时为L字状。
[0048]如图2所示，筒状主体单元3还具有磁力抵消部件7。磁力抵消部件7例如由软铁等强磁性材料构成，由在移动方向上较长的矩形的板材形成。磁力抵消部件7附设于筒状主体单元3的另一方的侧面。即，磁力抵消部件7配置于筒状移动体2的配置有冷却单元4的周向的特定角度范围的相反侧的角度范围。具体而言，磁力抵消部件7以筒状主体单元3为中心而配置在后侧冷却风扇55的大致对称位置。
[0049]磁力抵消部件7是用于抵消永久磁铁11吸引磁屏蔽部件6的磁吸引力的部件。在此，已知若制作与磁屏蔽部件6为同一形状且同一材质的虚设部件，并配置于磁屏蔽部件6的对称位置，则能够抵消磁吸引力。其原因是，永久磁铁11吸引磁屏蔽部件6的磁吸引力与吸引虚设部件的磁吸引力的大小相同且方向相反。但是，这样的虚设部件使筒状移动体2的宽度尺寸显著增加，因此不优选。
[0050]因此，优选的是进行磁吸引力的模拟，以便即使是单纯的板材的磁力抵消部件7也能得到与虚设部件同等的效果。此外，优选的是模拟以形成磁力抵消部件7的板材的大小、厚度、配置位置、安装方法等为参数而进行多次。由此，能够求出在不增大筒状移动体2的情况下有效地抵消磁吸引力且安装方法容易的最佳的磁力抵消部件7的板材形状。
[0051]另外，在图2中，不仅在后侧冷却风扇55的大致对称位置配置磁力抵消部件7，而且也可以在前侧冷却风扇51的大致对称位置配置磁力抵消部件7。另外，也能够想到在筒状主体单元3的移动方向的中间位置的附近仅配置一个磁力抵消部件7。磁力抵消部件7不限定为板材，其形状、个数、配置位置及安装方法等具有自由度。
[0052]接下来，以模拟结果为参考来对如上所述地构成的实施方式的直线电动机装置的磁屏蔽的作用进行说明。模拟以非屏蔽模型、平行屏蔽模型及矩形屏蔽模型这三个模型实施。作为三个模型的共同条件，对前侧冷却风扇51位于某永久磁铁11的正旁边的位置的情况进行模型化。在模型化中，仅考虑前侧冷却风扇51、永久磁铁11及磁屏蔽部件6B、6C，设为其他部件的相对磁导率大致为I，而不进行考虑。
[0053]图5是表示在没有磁屏蔽部件的条件下，模拟磁场强度的分布而得到的非屏蔽模型的形状的图。在非屏蔽模型中，仅考虑前侧冷却风扇51及永久磁铁11。图5的纸面上下方向设为筒状移动体2的移动方向，从纸面左侧朝右侧的方向设为垂直外方向。另外，图中的位置Pl表示前侧冷却风扇51的接近永久磁铁11的一侧面，位置P3表示前侧冷却风扇51的远离永久磁铁11的另一侧面。此外，位置P2表示配置在前侧冷却风扇51的靠前中央的霍尔传感器的位置P2。在该位置P2处，缓和磁场的必要性最高。图5的Al截面是通过前侧冷却风扇51的中心位置的截面。图5的A2截面是通过前侧冷却风扇51的霍尔传感器的位置P2的截面。另外，后述的图8的B I截面及图11的Cl截面对应于与Al截面相同的位置，图8的B2截面及图11的C2截面对应于与A2截面相同的位置。
[0054]在图5所示的非屏蔽模型中，得到图6及图7所示的模拟结果。图6是表示图5的Al截面的磁场强度HAl的分布的图，图7是表不图5的A2截面的磁场强度HA2的分布的图。在部考虑磁屏蔽部件的非屏蔽模型中，整个区域的相对磁导率为I，因此形成磁偶极子的一般的磁场。由此，磁场强度HAl及磁场强度HA2随着向距永久磁铁11的中心的距离增加的垂直外方向前进而平缓地减少。
[0055]图8是表示在使用了由平行屏蔽板61及外侧平行屏蔽板64构成的磁屏蔽部件6B的条件下模拟磁场强度的分布而得到的平行屏蔽模型的形状的图。平行屏蔽板61与前侧冷却风扇51的一侧面(位置Pl)相接地配置，外侧平行屏蔽板64与前侧冷却风扇51的另一侧面(位置P3)相接地配置。在平行屏蔽模型中，得到图9及图10所示的模拟结果。
[0056]图9是表不图8的BI截面的磁场强度HBl的分布的图。磁场强度HBl随着从永久磁铁11的中心位置向垂直外方向前进而大幅地减少。由此，位置PI的磁场强度HBI (PI)比图6所示的非屏蔽模型的磁场强度HAl(Pl)减少很多。另外，位置P3的磁场强度HB1(P3)大致成为零。
[0057]另一方面，在比位置P3向垂直外方向分离的区域，磁场强度HBl也比非屏蔽模型的磁场强度HAl增加。即，在非屏蔽模型中到达前侧冷却风扇51的磁力线的一部分，在平行屏蔽模型中被引导至前侧冷却风扇51的外侧，而阻止其到达前侧冷却风扇51。作为磁屏蔽的定量的评价，磁场强度HBl的前侧冷却风扇51的宽度范围(Pl?P3的范围)的平均值减少至非屏蔽模型的平均值的32%。即，图9的斜线所示的面积SB为图6的斜线所示的面积SA的32%。
[0058]图10是表示图8的B2截面的磁场强度HB2的分布的图。位置Pl处的磁场强度HB2(Pl)及位置P3处的磁场强度HB2(P3)大致成为零。定性来说，与BI截面的磁场强度HBl相同地产生了磁屏蔽的效果。但是，霍尔传感器的位置P2处的磁场强度HB2(P2)只不过减少至图7所示的非屏蔽模型的磁场强度HA2(P2)的64%。因此，虽然在霍尔传感器的位置P2处产生了磁屏蔽效果，定量来说未必充分。
[0059]图11是表示在使用了从上方观察时为矩形的磁屏蔽部件6C的条件下，模拟磁场强度的分布而得到的矩形屏蔽模型的形状的图。磁屏蔽部件6C设为与前侧冷却风扇51的四个侧面相接地配置。在图11所示的矩形屏蔽模型中，得到图12及图13所示的模拟结果。
[0060]图12是表示图11的Cl截面的磁场强度HCl的分布的图。磁场强度HCl在前侧冷却风扇51的宽度范围(PI?P3的范围)内极小。另外，在比位置P3向垂直外方向分离的区域，磁场强度HCl比非屏蔽模型的磁场强度HAl增加。即，在非屏蔽模型中到达了前侧冷却风扇51的磁力线的大部分，在矩形屏蔽模型中被引导至前侧冷却风扇51的外侧，阻止其到达前侧冷却风扇51。
[0061 ]图13是表示图11的C2截面的磁场的强度HC2的分布的图。磁场强度HC2在前侧冷却风扇51的宽度范围(Pl?P3的范围)内减小。并且，霍尔传感器的位置P2处的磁场强度HC2(P2)减少至图7所示的非屏蔽模型的磁场强度HA2(P2)的32%，S卩1/3以下。因此，在霍尔传感器的位置P2，定量来说可得到充分的磁屏蔽效果。
[0062]与实际的磁屏蔽部件6不同，模拟所使用的矩形的磁屏蔽部件6C在相当于前侧垂直屏蔽板62及后侧垂直屏蔽板63的位置不具有通孔621、631、632。因此，由实际的磁屏蔽部件6得到的磁屏蔽效果比矩形屏蔽模型的效果稍削弱，但是可靠地超过平行屏蔽模型的效果。这种情况通过使用了实际的磁屏蔽部件6的实验也能证实。
[0063]另外，在本实施方式中，线圈形成的电流磁场的影响小于永久磁铁11形成的永磁场的影响，因此在上述模拟中进行了省略。即使假设在电流磁场比较大的情况下，磁屏蔽部件6对于电流磁场及永磁场具有同等的磁屏蔽性能。
[0064]接下来，以实验结果为参考来对实施方式的直线电动机装置的磁吸引力抵消的作用进行说明。图14是在实施方式的直线电动机装置中，测定筒状移动体2移动时产生的横摆的振动量而得到的波形。另外，图15是从实施方式的直线电动机装置拆下磁力抵消部件7，并测定筒状移动体2移动时产生的横摆的振动量而得到的波形。图14及图15的波形的横轴表示时间，纵轴表示与移动方向垂直的横摆的振动量。并且，图14及图15的波形以相同的扫描时间及相同的测定范围测定。
[0065]图14的实施方式的横摆的振幅为图15的拆下了磁力抵消部件7时的振幅的大致一半。该振幅的差异仅以有无磁力抵消部件7为起因而产生。在拆下了磁力抵消部件7的结构中，永久磁铁11吸引磁屏蔽部件6的磁吸引力根据筒状移动体2与永久磁铁11的位置关系而变化较大。例如，当筒状移动体2的磁屏蔽部件6位于永久磁铁11的N极或S极的正旁边时，磁吸引力最大，当磁屏蔽部件6位于永久磁铁11的N极与S极的中间时，磁吸引力最小。由此，筒状移动体2会产生较大的横摆，顺畅的移动受到妨碍。
[0066]与此相对，在实施方式的结构中，永久磁铁11吸引磁屏蔽部件6的磁吸引力的至少一部分由永久磁铁11吸引磁力抵消部件7的磁吸引力抵消。由此，作用于筒状移动体2的横摆方向的实质的磁吸引力减少，结果是横摆减轻为1/2左右。因此，筒状移动体2的顺畅的移动不会受到妨碍。
[0067]实施方式的直线电动机装置具备:沿移动方向延伸且具有多个永久磁铁11的轴状轨道部件I;及以能够移动的方式装架于轴状轨道部件I且具有线圈的筒状移动体2，直线电动机装置向线圈通入电流而在线圈与永久磁铁11之间产生移动方向上的推力，具有线圈的筒状移动体2具有:冷却风扇51、55 (磁屏蔽对象物)，该冷却风扇51、55 (磁屏蔽对象物)需要缓和永久磁铁形成的永磁场的影响;及磁屏蔽部件6，该磁屏蔽部件6由强磁性材料形成并对冷却风扇51、55进行屏蔽以免受到永磁场的影响，磁屏蔽部件6具有:平行屏蔽板61，在冷却风扇51、55与永久磁铁11之间与移动方向平行地配置;及前侧垂直屏蔽板62和后侧垂直屏蔽板63，与移动方向垂直地从平行屏蔽板61的移动方向的前缘及后缘朝远离永久磁铁的方向配置。
[0068]由此，在具有线圈的筒状移动体2上设置冷却风扇51、55(磁屏蔽对象物)及磁屏蔽部件6，对冷却风扇51、55进行屏蔽以免受到永久磁铁11形成的永磁场的影响的磁屏蔽部件
6具有平行屏蔽板61及垂直屏蔽板62、63。另一方面，在现有技术的直线电动机装置中，未设置磁屏蔽部件，或者即便设置磁屏蔽部件也仅由平行屏蔽板构成。因此，根据本实施方式，能够通过平行屏蔽板61及垂直屏蔽板62、63而有效地屏蔽在现有技术中到达磁屏蔽对象物的磁力线的一部分来阻止其到达冷却风扇51、55，磁屏蔽效果提高。
[0069]另外，较强的磁吸引力从永久磁铁11作用于由软铁等强磁性材料形成的磁屏蔽部件6。在现有技术中在为了提高磁屏蔽效果而扩大平行屏蔽板的面积的情况下，磁吸引力对应于面积而增加。另一方面，在本实施方式中，垂直屏蔽板62、63与平行屏蔽板61的前缘及后缘相连，并朝远离永久磁铁11的方向配置。因此，假设即便磁屏蔽部件的面积增加相同程度，在本实施方式中，能够对应于垂直屏蔽板62、63远离磁铁地与现有技术相比抑制磁吸引力的增加。由此，在本实施方式中，不会由于磁吸引力而妨碍筒状移动体2的顺畅的移动。
[0070]此外，在实施方式的直线电动机装置中，磁屏蔽部件6具有:平行屏蔽板61、从平行屏蔽板61的移动方向的前缘及后缘配置的前侧垂直屏蔽板62及后侧垂直屏蔽板63和对两块垂直屏蔽板62、63的远离永久磁铁11的一侧的缘部进行连接的外侧平行屏蔽板64，磁屏蔽部件6以矩形包围冷却风扇51、55(磁屏蔽对象物)。
[0071]由此，在担心永磁场的影响的冷却风扇51、55的霍尔传感器的位置P2处，与未使用磁屏蔽部件6的情况相比，能够将磁场强度HC2(P2)减少至1/3左右。换言之，在霍尔传感器的位置P2处，定量来说可得到充分的磁屏蔽效果。
[0072]另外，在实施方式的直线电动机装置中，轨道部件是将多个永久磁铁11以极性相同的磁极彼此相对的方式沿移动方向排列而形成的轴状轨道部件I，移动体是具有被环绕轴状轨道部件I地进行卷绕的线圈的筒状移动体2。
[0073]由此，在适合于得到较大的推力的轴型直线电动机装置中，即使增强永久磁铁11的磁场，也能得到充分的磁屏蔽效果，因此在内置于冷却风扇51、55的霍尔传感器中不会产生检测精度的降低或误动作。
[0074]另外，在实施方式的直线电动机装置中，筒状移动体2在周向的特定角度范围内具有冷却风扇51、55(磁屏蔽对象物)及磁屏蔽部件6，而且，在周向的特定角度范围外具有由强磁性材料形成的磁力抵消部件7，多个永久磁铁11吸引磁屏蔽部件6的磁吸引力的至少一部分由多个永久磁铁11吸引磁力抵消部件7的磁吸引力抵消。
[0075]由此，作用于筒状移动体2的横摆方向的实质的磁吸引力减少，从而横摆减轻。因此，筒状移动体2的顺畅的移动不会受到妨碍。
[0076]此外，在实施方式的直线电动机装置中，磁力抵消部件7是配置在筒状移动体2的周向的特定角度范围的相反侧的角度范围内的板材。
[0077]由此，通过使用单纯的板材的磁力抵消部件7，而能够在不增大筒状移动体2的情况下有效地抵消磁吸引力。并且，磁力抵消部件7的安装方法容易。
[0078]另外，在实施方式的直线电动机装置中，磁屏蔽对象物是对线圈进行冷却的冷却风扇51、55，磁屏蔽部件6的前侧垂直屏蔽板62具有允许冷却用空气进行流通的通孔621，后侧垂直屏蔽板63具有允许冷却用空气进行流通的中央通孔631及周边通孔632。
[0079]由此，由于通孔621、631、632，冷却风扇51、55对空气的吸入及吹出不会受到妨碍。
[0080]另外，在磁屏蔽对象物不是冷却风扇51、55的情况下，不需要前侧垂直屏蔽板62的通孔621、后侧垂直屏蔽板63的中央通孔631及周边通孔632。在该情况下，磁屏蔽效果进一步可靠地提高。另外，轴状轨道部件I及筒状移动体2的构造能够进行各种变形。本发明还可以进行其他各种应用或变形。
[0081 ] 工业上的可用性
[0082]本发明的直线电动机装置不限定于元件安装机或基板检查机的头驱动装置，能够广泛地利用于具有直线前进可动部的各种产业机械中。
[0083]附图标记说明
[0084]1:轴状轨道部件11:永久磁铁12:磁性体隔片
[0085]2:筒状移动体3:筒状主体单元4:冷却单元
[0086]51:前侧冷却风扇52:前侧散热片53:分隔板
[0087]54:后侧散热片55:后侧冷却风扇
[0088]6:磁屏蔽部件61:平行屏蔽板62:前侧垂直屏蔽板
[0089]63:后侧垂直屏蔽板64:外侧平行屏蔽板
[0090]6B、6C:在模拟中使用的磁屏蔽部件
[0091]7:磁力抵消部件
[0092]9:现有技术的安装部件
[0093]P2:内置于前侧冷却风扇的霍尔传感器的位置
[0094]HAl、HA2、HB1、HB2、HC1、HC2:磁场强度
【主权项】
1.一种直线电动机装置，具备:沿移动方向延伸且具有磁铁及线圈中的一方的轨道部件;及以能够移动的方式架设于所述轨道部件且具有所述磁铁及所述线圈中的另一方的移动体，所述直线电动机装置向所述线圈通入电流而在所述线圈与所述磁铁之间产生所述移动方向上的推力， 具有所述线圈的所述轨道部件或所述移动体具有:磁屏蔽对象物，所述磁屏蔽对象物需要缓和所述磁铁形成的磁场的影响；及磁屏蔽部件，所述磁屏蔽部件由强磁性材料形成并对所述磁屏蔽对象物进行屏蔽以免受到所述磁场的影响， 所述磁屏蔽部件具有:平行屏蔽板，在所述磁屏蔽对象物与所述磁铁之间与所述移动方向平行地配置;及垂直屏蔽板，与所述移动方向垂直地从所述平行屏蔽板的所述移动方向的前缘及后缘中的至少一方朝远离所述磁铁的方向配置。2.根据权利要求1所述的直线电动机装置，其中， 所述磁屏蔽部件具有:所述平行屏蔽板、从所述平行屏蔽板的所述移动方向的前缘及后缘配置的两块所述垂直屏蔽板、及对两块所述垂直屏蔽板的远离所述磁铁的一侧的缘部进行连接的外侧平行屏蔽板，所述磁屏蔽部件以矩形包围所述磁屏蔽对象物。3.根据权利要求1或2所述的直线电动机装置，其中， 所述轨道部件是将多个所述磁铁以极性相同的磁极彼此相对的方式沿所述移动方向排列而形成的轴状轨道部件，所述移动体是具有被环绕所述轴状轨道部件地进行卷绕的线圈的筒状移动体。4.根据权利要求3所述的直线电动机装置，其中， 所述筒状移动体在周向的特定角度范围内具有所述磁屏蔽对象物及所述磁屏蔽部件，而且，在周向的特定角度范围外具有由强磁性材料形成的磁力抵消部件， 多个所述磁铁吸引所述磁屏蔽部件的磁吸引力的至少一部分由多个所述磁铁吸引所述磁力抵消部件的磁吸引力抵消。5.根据权利要求4所述的直线电动机装置，其中， 所述磁力抵消部件是配置在所述筒状移动体的所述周向的特定角度范围的相反侧的角度范围内的板材。6.根据权利要求1?5中任一项所述的直线电动机装置，其中， 所述磁屏蔽对象物是对所述线圈进行冷却的冷却风扇，所述磁屏蔽部件的所述垂直屏蔽板具有允许冷却用空气进行流通的通孔。
【文档编号】H02K41/03GK105830322SQ201380081719
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2013年12月20日
【发明人】永田良, 城户隆志, 白川佳宏, 黑野真树
【申请人】富士机械制造株式会社