磁体板的安装构造的制作方法

本实用新型涉及一种直线电动机的磁体板的安装构造。

背景技术：

近年，提案使用直线电动机作为OA机械的磁头驱动装置、机床的主轴/工作台输送机构等、各种工业机械的驱动装置。在这种直线电动机中，作为励磁磁极，广泛使用有将多个板状的永磁体以面状配置而成的磁体板。

在上述的用途的直线电动机中，为了防止配置于磁体板的永磁体在平面方向上的位移，提案有利用销形状的限制构件固定永磁体的技术(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2013－198278号公报

技术实现要素：

实用新型要解决的问题

在上述的直线电动机中，若增大磁体板的宽度(与电枢的移动方向正交的方向上的宽度)，则磁体板的宽度方向上的弯曲刚度降低。该情况下，虽然限制了永磁体在平面方向上的位移，但在与电枢之间产生的磁场的吸引力的作用下，磁体板向电枢侧变形，难以将电枢与磁体板之间的间隙保持为适当的间隔。

本实用新型的目的在于提供一种能够将电枢与磁体板之间的间隙保持为适当的间隔的磁体板的安装构造。

用于解决问题的方案

(1)本实用新型提供一种磁体板的安装构造，该磁体板的安装构造将直线电动机用的磁体板(例如，后述的磁体板10)借助接合构件(例如，接合螺栓40)安装于机械的安装部(例如，机械的安装部30)，其中，所述磁体板具有配置磁体的第1面(例如，后述的第1面F1)和与所述机械的安装部相对的第2面(例如，后述的第2面F2)，该磁体板包括：第1内螺纹部(例如，后述的第1内螺纹部110)，其设于所述第2面侧；以及开口部(例如，后述的开口部120)，其设于所述第1面侧，并与所述第1内螺纹部连通，该开口部供用于使与所述第1内螺纹部嵌合的所述接合构件旋转的工具插入，所述机械的安装部在与所述磁体板相对的一侧包括第2内螺纹部(例如，后述的第2内螺纹部310)，该第2内螺纹部的螺纹槽的卷绕方向与所述第1内螺纹部的螺纹槽的卷绕方向相反，所述接合构件包括：第1外螺纹部(例如，后述的第1外螺纹部41))，其形成于一侧的端部，能够与所述第1内螺纹部螺纹结合；以及第2外螺纹部(例如，后述的第2外螺纹部42)，其形成于另一侧的端部，能够与所述第2内螺纹部螺纹结合，所述磁体板通过所述第1内螺纹部与所述接合构件的所述第1外螺纹部螺纹结合、且所述机械的安装部的所述第2内螺纹部与所述接合构件的所述第2外螺纹部螺纹结合从而安装于所述机械的安装部。

(2)根据(1)的磁体板的安装构造，可以是，在自所述磁体板观察所述机械的安装部的情况下，所述开口部的外周位于比设于所述磁体板的所述第1内螺纹部的外周靠内侧的位置。

(3)根据(2)的磁体板的安装构造，可以是，在自所述磁体板观察所述机械的安装部的情况下，隔着所述开口部相邻的所述磁体的外缘位于比所述开口部的外周靠外侧且比设于所述磁体板的所述第1内螺纹部的外周靠内侧的位置。

(4)根据(1)～(3)的任一项的磁体板的安装构造，可以是，在所述接合构件中，若所述第2外螺纹部为右旋螺纹，则所述第1外螺纹部为左旋螺纹，若所述第2外螺纹部为左旋螺纹，则所述第1外螺纹部为右旋螺纹。

实用新型的效果

采用本实用新型，能够提供一种能够将电枢与磁体板之间的间隙保持为适当的间隔的磁体板的安装构造。

附图说明

图1是表示第1实施方式的直线电动机1的概略的立体图。

图2是直线电动机1的剖视图。

图3A是表示板材11的排列的俯视图。

图3B是表示机械的安装部30中的第2内螺纹部310的配置的俯视图。

图4是表示第1内螺纹部110和开口部120与永磁体12的配置之间的关系的俯视图。

图5A是表示将磁体板10安装于机械的安装部30的过程的图。

图5B是表示将磁体板10安装于机械的安装部30的过程的图。

图5C是表示将磁体板10安装于机械的安装部30的过程的图。

图5D是表示将磁体板10安装于机械的安装部30的过程的图。

图6是图2所示的接合螺栓40及其周边部分的局部放大图。

附图标记说明

1、直线电动机；10、磁体板；11、板材；12、永磁体；20、电枢；30、机械的安装部；40、接合螺栓；41、第1外螺纹部；42、第2外螺纹部；110、第1内螺纹部；120、开口部；310、第2内螺纹部。

具体实施方式

以下，说明本实用新型的实施方式。另外，本说明书中添附的附图均为示意图，考虑到理解的容易度等，根据实物对各部位的形状、比例尺、纵横的尺寸比等进行了变更或放大。而且，在附图中，适当地省略表示构件等的剖面的影线。

在本说明书等中，对于指定形状、几何条件、它们的程度的用语、例如“平行”、“方向”等用语，除了该用语的严格的意义以外，包含被视为大致平行的程度的范围、被视为大致该方向的范围。

在本说明书等中，在直线电动机1中，将相当于电枢20的移动方向的方向设为X(X1－X2)方向，将相当于直线电动机1的宽度(短边)方向的方向设为Y(Y1－Y2)方向，将相当于厚度方向的方向设为Z(Z1－Z2)方向。而且，对于安装直线电动机1的机械的安装部30也同样。

图1是表示本实施方式的直线电动机1的概略的立体图。

图2是直线电动机1的剖视图。图2表示了与直线电动机1的Y－Z面平行的面的剖面。另外，在图2中，不是用剖面而是用外观表示了螺栓，并省略了外螺纹槽、内螺纹槽等。

图3A是表示板材11的排列的俯视图。图3A表示了使5个板材11沿着X方向排列的状态。在图3A中，以最靠X2侧的板材11为例，用假想线表示了配置于各板材11的永磁体12的轮廓。

图3B是表示机械的安装部30中的第2内螺纹部310的配置的俯视图。在图3B中，用假想线表示了所安装的板材11(磁体板10)的轮廓。

如图1所示，本实施方式的直线电动机1包括多个磁体板(直线电动机用的磁体板)10和电枢20。

磁体板10为沿着电枢20的移动方向(X方向)交替配置不同磁性的永磁体12(后述)而成的励磁磁极。磁体板10与电枢20协作，产生用于使电枢20直线地移动的驱动力。如图2所示，磁体板10包括板材11、永磁体12、以及接合层13。

板材11为板状的金属构件。如图2所示，板材11具有成为Z1侧的面的第1面F1和成为Z2侧的面的第2面F2。第1面F1为配置多个永磁体12的一侧的面。第2面F2为固定于机械的安装部30(后述)的一侧的面。板材11例如由硅钢板的层叠体、碳钢、一般结构用轧制钢材等形成。

在本实施方式的直线电动机1中，如图1所示，沿着电枢20的移动方向(X方向)排列有5个板材11(磁体板10)。在各板材11的第1面F1分别配置有8个永磁体12。

另外，磁体板10还可以相对于电枢20的移动方向以略微偏斜(倾斜)的状态排列。而且，磁体板10的个数、形状等并不限定于本实施方式的例子，能够根据直线电动机1的规格等适当设定。

如图2所示，板材11在第2面F2侧具有第1内螺纹部110。如图3A所示，第1内螺纹部110在板材11的Y方向上的中央部且沿着X方向设于两个部位。第1内螺纹部110为形成了能够与接合螺栓40(后述)的第1外螺纹部41螺纹结合的内螺纹槽的部分。另外，在本实施方式的第1内螺纹部110中，如后述的图6所示，内螺纹槽设于板材11的靠第1面F1侧的区域，未设于靠第2面F2侧的区域，但并不限定于此，也可以设于整个区域。

在板材11的第1内螺纹部110形成有左旋螺纹的内螺纹槽。而且，如下所述，在接合螺栓40的第1外螺纹部41形成有能够与第1内螺纹部110螺纹结合的左旋螺纹的外螺纹槽。因此，在使接合螺栓40的第1外螺纹部41与板材11的第1内螺纹部110螺纹结合的状态下，在利用工具(未图示)使接合螺栓40自Z1侧顺时针旋转时，接合螺栓40的第1外螺纹部41向板材11的第1面F1侧(Z1侧)被拧入。

如图3A所示，板材11在X－Y平面上在与第1内螺纹部110重叠的位置(中心彼此重叠的位置)具有开口部120。开口部120为设于板材11的第1面F1侧的孔，且是供用于使接合螺栓40旋转的工具(在本例子中，六角扳手)插入的孔。开口部120在与X－Y平面正交的方向(Z方向)上与第1内螺纹部110连通。如下所述，开口部120以成为比设于板材11的第1内螺纹部110的直径小的直径的方式形成。

而且，如图3A所示，板材11在Y1方向上的端部和Y2方向上的端部分别具有台阶孔130。台阶孔130为将板材11固定于机械的安装部30时供螺栓131(后述)插入的孔。

接合螺栓(接合构件)40为用于将板材11安装于机械的安装部30(后述)的构件。如图2所示，接合螺栓40在长度方向上的一侧的端部设有第1外螺纹部41，在另一侧的端部设有第2外螺纹部42。第1外螺纹部41为能够与板材11的第1内螺纹部110螺纹结合的螺纹部。第2外螺纹部42为能够与机械的安装部30的第2内螺纹部310(后述)螺纹结合的螺纹部。而且，在接合螺栓40中，在第1外螺纹部41侧的头部设有六角孔43。六角孔43为与作为工具的六角扳手W(参照图5B)嵌合的部分。作业人员通过经由设于板材11的开口部120使六角扳手与六角孔43嵌合，能够使接合螺栓40自Z1侧顺时针或逆时针旋转。

在接合螺栓40的一侧的端部的第1外螺纹部41形成有左旋螺纹的外螺纹槽。而且，在接合螺栓40的另一侧的端部的第2外螺纹部42形成有右旋螺纹的外螺纹槽。由此，接合螺栓40在长度方向上的两端部分别形成有螺纹槽的卷绕方向相反的螺纹槽(外螺纹部)。

永磁体12为产生磁场的构件，如图2所示，隔着接合层13配置于板材11的第1面F1。永磁体12在板材11的第1面F1上沿着电枢20的移动方向(X方向)交替地配置有N极的永磁体12和S极用的永磁体12。接合层13为接合板材11和永磁体12的一层，例如，由粘接剂形成。对于磁体板10的宽度方向(Y方向)上相邻的永磁体12之间的间隔，后述进行说明。

在本实施方式中，如图1和图3A所示，在一个板材11上以4(Y方向)×2(X方向)的图案配置有8个永磁体12。另外，配置于板材11上的永磁体12的个数、配置方式等并不限定于本实施方式的例子，能够根据直线电动机1的规格等适当设定。

机械的安装部30为安装直线电动机1作为例如OA机械的磁头驱动装置、机床的主轴/工作台输送机构等的驱动装置的部位。在本实施方式中，将机械的安装部30作为板状的构件进行了图示，但实际上，安装部30具有与所安装的机械相对应的形状。

如图3B所示，机械的安装部30在与板材11的第1内螺纹部110(参照图3A)相对的位置具有第2内螺纹部310。第2内螺纹部310为形成了能够与接合螺栓40(后述)的第2外螺纹部42螺纹结合的内螺纹槽的部分。另外，在本实施方式的第2内螺纹部310中，如后述的图6所示，内螺纹槽设于机械的安装部30的靠Z2侧的区域，未设于靠Z1侧的区域，但并不限定于此，也可以设于整个区域。

在本实施方式的第2内螺纹部310形成有右旋螺纹的内螺纹槽。而且，在上述的接合螺栓40的第2外螺纹部42形成有能够与第2内螺纹部310螺纹结合的右旋螺纹的外螺纹槽。由此，在使接合螺栓40的第2外螺纹部42与机械的安装部30的第2内螺纹部310螺纹结合的状态下，在利用工具(未图示)使接合螺栓40向Z1侧顺时针旋转时，接合螺栓40的第2外螺纹部42向机械的安装部30侧(Z2的)被拧入。

如图3B所示，机械的安装部30在与板材11的台阶孔130相对的位置(中心彼此重叠的位置)设有螺栓孔320。螺栓孔320在内周面具有能够与插入于板材11(磁体板10)的台阶孔130的螺栓131的外螺纹螺纹结合的内螺纹。

电枢20与磁体板10协作，产生用于使电枢20直线移动的驱动力。电枢20包括铁芯芯体、绕线等(未图示)。铁芯芯体为成为电枢20的主体的构件，例如，构成为使由磁性材料形成的板材多个重叠而成的结构体。绕线为缠绕于铁芯芯体的槽的线。自外部的电源装置向绕线供给交流的电力。在图1中，省略对向电枢20的绕线供给电力的线缆等的图示。

在对电枢20的绕线施加单向交流或三相交流作为电力时，在产生于绕线的移动磁场与磁体板10的磁场之间作用有吸引力和排斥力，根据其移动方向(X方向)上的分量对电枢20施加推力。如图1所示，电枢20在该推力的作用下在磁体板10上沿着排列永磁体12的X方向直线移动。

接着，说明设于板材11的第1内螺纹部110的直径、开口部120的直径以及相邻的永磁体12之间的间隔。

图4是表示第1内螺纹部110和开口部120与永磁体12的配置之间的关系的局部俯视图。

在本实施方式中，设于板材11的开口部120的外周位于比设于板材11的第1内螺纹部110的外周靠内侧的位置。具体而言，如图4所示，设于板材11的开口部120的直径d1设定为小于设于同一板材11的背面侧(第2面F2侧)的第1内螺纹部110的直径d2。因此，即使在增大了接合螺栓40的第1外螺纹部41(参照图2)的直径的情况下，也能够使用更小直径的工具使接合螺栓40旋转。由此，根据本实施方式的结构，能够自外部旋转第1外螺纹部41，并且能够将第1外螺纹部41的直径d2设为能够充分确保板材11的固定力的大小。

而且，在本实施方式中，中间隔着开口部120相邻的两个永磁体12的外缘位于比开口部120的外周靠外侧且比设于磁体板10的第1内螺纹部110的外周靠内侧的位置。具体而言，如图4所示，中间隔着开口部120(板材11)相邻的两个永磁体12之间的间隔g设定为大于开口部120的直径d1且小于第1内螺纹部110的直径d2。因此，根据本实施方式的结构，能够自外部旋转第1外螺纹部41，并且能够尽可能地缩小相邻的永磁体12之间的间隔g。

另外，还考虑有以下的方法：代替接合螺栓40，将具有与第1外螺纹部41相同直径的头部的内六角螺栓插入于在板材11的第1面F1侧设置的台阶孔，从而将磁体板10安装于机械的安装部30。但是，该情况下，需要使相邻的永磁体12之间的间隔g与内六角螺栓的头部的直径相同或略大于内六角螺栓的头部的直径。由于通过使六角扳手(工具)与内六角螺栓嵌合从而旋转，因此，无法将内六角螺栓的头部端到六角孔之间利用接合层13覆盖。相对于此，根据本实施方式的结构，能够将开口部120的直径设为与接合螺栓40的六角孔43(参照图4)相同的直径，因此，能够尽可能地缩小相邻的永磁体12之间的间隔g。

接着，参照图5A～图5D以及图6说明将磁体板10安装于机械的安装部30的过程。

图5A～图5D是表示将磁体板10安装于机械的安装部30的过程的图。图5A～图5D与图2相同地相当于与直线电动机1的Y－Z面平行的面的剖面。图6是图2所示的接合螺栓40及其周边部分的局部放大图。

首先，如图5A所示，将接合螺栓40的第2外螺纹部42(头部)插入设于机械的安装部30的第2内螺纹部310，并利用工具(未图示)使接合螺栓40自Z1侧顺时针旋转。然后，使接合螺栓40的第2外螺纹部42螺纹结合到第2内螺纹部310的中途。如下所述，这是为了在拧入了接合螺栓40时确保将接合螺栓40的第2外螺纹部42进一步向Z2侧拧入的空间。

接着，如图5B所示，在机械的安装部30上覆盖磁体板10(板材11)的第2面F2侧，并使接合螺栓40的第1外螺纹部41与磁体板10的第1内螺纹部110对准。然后，使接合螺栓40的第1外螺纹部41(头部)与磁体板10的第1内螺纹部110螺纹结合，并利用六角扳手W使接合螺栓40自Z1侧顺时针旋转。

在使接合螺栓40的第1外螺纹部41与磁体板10(板材11)的第1内螺纹部110螺纹结合的状态下，在使接合螺栓40自Z1侧顺时针旋转时，如图6的箭头a1所示，接合螺栓40的第1外螺纹部41向板材11的第1面F1侧(Z1侧)被拧入。而且，在使接合螺栓40的第2外螺纹部42与机械的安装部30的第2内螺纹部310螺纹结合的状态下，在使接合螺栓40自Z1侧顺时针旋转时，如图6的箭头a2所示，接合螺栓40的第2外螺纹部42向机械的安装部30侧(Z2侧)被拧入。

如上所述，在接合螺栓40的两端部分别拧入于板材11、机械的安装部30时，在接合螺栓40上分别向Z1方向和Z2方向产生张力。于是，在板材11与机械的安装部30之间，作为该张力的反作用，产生对板材11与机械的安装部30之间进行压缩的力(压缩力)。因此，如图5C所示，在拧入接合螺栓40而产生的压缩力的作用下，能够将磁体板10安装于机械的安装部30。

然后，如图5D所示，在将磁体板10安装于机械的安装部30之后，在板材11的两个台阶孔130分别插入螺栓131，通过使螺栓131与机械的安装部30的螺栓孔320螺纹结合并紧固，能够将磁体板10固定于机械的安装部30。

根据上述的本实施方式的磁体板10的安装构造，通过借助接合螺栓40将板材11安装于机械的安装部30，能够在抑制了板材11的变形的状态下将磁体板10固定于机械的安装部30。因此，在直线电动机1驱动时，能够抑制在磁体板10与电枢20之间产生的磁场的吸引力的作用下板材11向电枢20侧挠曲。因而，根据本实施方式的直线电动机1，能够在驱动时将电枢20与磁体板10之间的间隙保持为适当的间隔。

另外，为了抑制板材11的变形，还考虑有增加用于将板材11固定于机械的安装部30的螺栓的方法。但是，若设置螺栓，则螺栓的头部在板材11的表面露出，因此，与其相对应地，永磁体12的面积减少。若永磁体12的面积减少，则磁体板10上无助于推力的区域增加，因此，每单位面积的推力下降。

相对于此，根据本实施方式的磁体板10的安装构造，由于在板材11的内部使接合螺栓40螺纹结合，因此，与使螺栓的头部在板材11的表面露出的情况相比，能够增加永磁体12的面积。因此，根据本实施方式的磁体板10的安装构造，能够将磁体板10中无助于推力的区域抑制到最小范围。

而且，还考虑通过在磁体板10中增加板材11的厚度从而抑制磁体板10的变形的方法。但是，若增加板材11的厚度，则不仅成本升高，磁体板10的质量也增加而产生直线电动机的性能下降、制造时的作业性变差等问题。但是，根据本实施方式的磁体板10的安装构造，由于不增加板材11的厚度就能够抑制磁体板10的变形，因此，能够避免上述的问题的产生。

根据本实施方式的磁体板10的安装构造，如图4所示，设于板材11的开口部120的直径d1设定为小于同样地设于板材11的第1内螺纹部110的直径d2。因此，与第1外螺纹部41的直径相比，能够利用更小直径的工具使接合螺栓40旋转。因而，根据本实施方式的磁体板10的安装构造，能够自外部旋转第1外螺纹部41，并且能够将第1外螺纹部41的直径d2设为能够充分确保板材11的固定力的大小。

根据本实施方式的磁体板10的安装构造，如图4所示，隔着开口部120相邻的两个永磁体12之间的间隔g设定为大于开口部120的直径d1且小于第1内螺纹部110的直径d2。因此，根据本实施方式的磁体板10的安装构造，能够自外部旋转第1外螺纹部41，并且能够尽可能地缩小相邻的永磁体12之间的间隔g。

以上，说明了本实用新型的实施方式，但本实用新型并不限定于上述的实施方式，能够像后述的变形方式那样进行各种变形、变更，这些变形、变更也包含在本实用新型的技术范围内。而且，实施方式所说明的效果只是列举了由本实用新型产生的最佳的效果，并不限定于实施方式所说明的效果。另外，上述的实施方式和后述的变形方式能够适当地组合使用，但省略详细的说明。

(变形方式)

在本实施方式中，说明了利用两个接合螺栓40将一个板材11安装于机械的安装部30的例子，但并不限定于此。还可以在一个板材11的X方向以及Y方向上的中央部利用一个接合螺栓40将一个板材11安装于机械的安装部30。而且，接合螺栓40也可以设于三个部位以上。

在本实施方式中，说明了在接合螺栓40的头部设有与六角扳手嵌合的六角孔43的例子，但并不限定于此。还可以在接合螺栓40的头部设置与例如内梅花型(注册商标)扳手(日文：トルクス(登録商標)レンチ)嵌合的孔。

在本实施方式中，说明了将接合螺栓40的第1外螺纹部41设为左旋螺纹、将第2外螺纹部42设为右旋螺纹的例子，但并不限定于此。还可以将接合螺栓40的第1外螺纹部41设为右旋螺纹、将第2外螺纹部42设为左旋螺纹。该情况下，在图5B中，通过使接合螺栓40的第1外螺纹部41(头部)与磁体板10的第1内螺纹部110螺纹结合，并利用六角扳手W使接合螺栓40自Z1侧逆时针旋转，能够将板材11安装于机械的安装部30。

在本实施方式中，说明了将磁体板10设为固定侧、将电枢20设为驱动侧的例子，但并不限定于此。在直线电动机1中，还可以将磁体板10设为驱动侧、将电枢20设为固定侧。