JP2002051529A - Rod-like magnet guide member for linear servo motor and its manufacturing method - Google Patents
Rod-like magnet guide member for linear servo motor and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、棒状磁石ガイド部
材上をスライダが移動するタイプのリニアサーボモータ
用の棒状磁石ガイド部材及びその製造方法に関し、さら
に詳しくは、高性能かつ軽量で操作性に優れ、プリンタ
ーヘッド、磁気ヘッド等の位置制御など、幅広い分野で
使用されているリニアサーボモータ用の棒状磁石ガイド
部材及びその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rod-shaped magnet guide member for a linear servomotor of a type in which a slider moves on a rod-shaped magnet guide member, and a method of manufacturing the same. The present invention relates to a rod-shaped magnet guide member for a linear servomotor used in a wide range of fields, such as position control of a printer head, a magnetic head, and the like, and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近の半導体関連の製造装置やＯＡ機器
は、装置の位置決め精度や操作速度などの向上が求めら
れている。このような要求に応えるため、ボールねじや
ボールリテーナを使用したリニアガイドが使用され始め
ている。しかしながら、これらのリニアガイドにはボー
ルねじが使用されているため、ボールねじ同士の接触に
よる発塵など、多くの課題が発生している。この機構に
おいて、発塵を抑制するためボールリテーナの使用など
幾つかの手法も開発されてはいるが、物質同士の接触自
体は回避できないため、発塵などの問題を完全に抑える
ことはできていない。2. Description of the Related Art Recent semiconductor-related manufacturing equipment and OA equipment are required to improve the positioning accuracy and operation speed of the equipment. To meet such demands, linear guides using ball screws and ball retainers have begun to be used. However, since ball screws are used in these linear guides, many problems such as dust generation due to contact between the ball screws have occurred. In this mechanism, some methods such as the use of a ball retainer have been developed to suppress dust generation.However, since contact between substances cannot be avoided, problems such as dust generation can be completely suppressed. Absent.
【０００３】最近、物質同士の接触をなくすことによっ
てリニアガイドの性能を向上させることが可能な、駆動
源として磁石を用いたリニアサーボモータが開発されて
いる。従来のリニアサーボモータは、長手方向に延びる
固定子（磁石）と、固定子上を移動し、コイル移動型に
あってはコイルが、磁石移動型にあっては磁石が取付け
られたハウジング（スライダ）とを備え、また固定子と
平行に光学式ポジションスケール、磁気式ポジションス
ケール、レーザ測長器等のリニア型エンコーダが設けら
れている。このようなリニアサーボモータを用いると、
スライダと磁石が非接触であるため、発塵の問題もな
く、また摩擦がないことによってスライダの移動速度も
格段に向上する。Recently, a linear servomotor using a magnet as a drive source has been developed which can improve the performance of a linear guide by eliminating contact between substances. A conventional linear servomotor includes a stator (magnet) extending in a longitudinal direction and a housing (slider) that moves on the stator and has a coil mounted in a coil moving type and a magnet mounted in a magnet moving type. ), And a linear encoder such as an optical position scale, a magnetic position scale, or a laser length measuring device is provided in parallel with the stator. With such a linear servo motor,
Since the slider and the magnet are not in contact with each other, there is no problem of dust generation, and since there is no friction, the moving speed of the slider is significantly improved.
【０００４】このようなリニアサーボモータは、例えば
特開平７−１０７７０６号に開示されているように、図
２及び図３に示すような基本構造を有する。すなわち、
図示のリニアサーボモータ１０は、駆動用着磁部分１２
と位置検出用着磁部分１３とを設けた棒状磁石ガイド部
材（駆動用磁石）１１と、プラスチック製ハウジング１
５にコイル部分１６及びＭＲ素子、ホール素子等の磁気
センサ１７を取付けてなるスライダ１４を備えている。
棒状磁石ガイド部材１１は、例えば強磁性マンガンアル
ミ磁石材料で作られた例えば直径１８ｍｍの中実のロッ
ドである。符号１８は、サブガイドシャフトである。Such a linear servo motor has a basic structure as shown in FIGS. 2 and 3, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-107706. That is,
The illustrated linear servomotor 10 includes a driving magnetized portion 12.
Bar-shaped magnet guide member (driving magnet) 11 provided with a magnetized portion 13 for position detection and a plastic housing 1
5 is provided with a slider 14 to which a coil portion 16 and a magnetic sensor 17 such as an MR element and a Hall element are attached.
The bar-shaped magnet guide member 11 is a solid rod made of, for example, a ferromagnetic manganese aluminum magnet material, for example, having a diameter of 18 mm. Reference numeral 18 denotes a sub guide shaft.
【０００５】図２において、駆動用着磁部分１２は、棒
状磁石ガイド部材１１の上部に沿って長手方向に所定の
間隔、例えば１０ｍｍ間隔で、Ｎ／Ｓ極に交互に着磁さ
れており、他方、棒状磁石ガイド部材１１の下部、すな
わち駆動用着磁部分１２とは直径方向反対側の部分に
は、駆動用着磁部分１２と平行に位置検出用着磁部分１
３が着磁されている。位置検出用着磁部分１３のＮ極と
Ｓ極の間隔は、駆動用着磁部分より小さく、例えば１０
μｍ間隔で、Ｎ極及びＳ極に交互に着磁されている。こ
れら駆動用着磁部分１２と位置検出用着磁部分１３との
間の距離は、前者の後者に対する干渉を防止し、位置検
出用着磁部分１３のエンコーダとしての機能が担保され
るように設定される。In FIG. 2, the driving magnetized portions 12 are alternately magnetized to N / S poles at predetermined intervals in the longitudinal direction, for example, at intervals of 10 mm, along the upper portion of the rod-shaped magnet guide member 11, On the other hand, the lower part of the rod-shaped magnet guide member 11, that is, the part diametrically opposite to the driving magnetized part 12, is provided with the position detecting magnetized part 1 parallel to the driving magnetized part 12.
3 is magnetized. The distance between the N pole and the S pole of the position detecting magnetized portion 13 is smaller than that of the drive magnetized portion.
It is magnetized alternately at the N pole and the S pole at intervals of μm. The distance between the magnetized portion for driving 12 and the magnetized portion for position detection 13 is set so as to prevent interference with the former, and to maintain the function of the magnetized portion for position detection 13 as an encoder. Is done.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前記したようなリニア
サーボモータにおいて、棒状磁石ガイド部材（駆動用磁
石）１１は、前記特許文献に開示されているように、磁
石材料から中実のロッド状に作製することも可能ではあ
るが、加工が難しい。そのため、最近では、比較的簡単
に低コストで作製できる、図４に示すような金属製の中
空パイプ内にコイン状の磁石を装填したものが使用され
ている。そして、この目的の磁石としては、例えばエネ
ルギー積の高いＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が使用される。し
かしながら、このような棒状磁石ガイド部材では、磁石
は金属製の中空パイプ内に装填されるため、パイプの肉
厚が厚いと、パイプ外表面での磁束密度が小さくなる。
このため、コイル１６を内蔵したスライダ１４の浮上力
が小さくなり、リニアガイドとしての応用範囲が狭くな
る。一方、パイプの肉厚を薄くすると、パイプの剛性が
小さくなるので、リニアサーボモータが自重によって撓
みを発生してしまうという問題がある。そのため、所定
の厚さ以上の肉厚とせざるを得ず、一般に１ｍｍ以上の
厚さとされている。In the above-described linear servo motor, the rod-shaped magnet guide member (driving magnet) 11 is formed from a magnet material into a solid rod shape as disclosed in the above-mentioned patent document. Fabrication is possible, but difficult. For this reason, recently, a coin-shaped magnet is loaded in a hollow metal pipe as shown in FIG. 4, which can be manufactured relatively easily at low cost. As the magnet for this purpose, for example, an Nd—Fe—B-based magnet having a high energy product is used. However, in such a rod-shaped magnet guide member, since the magnet is loaded in the hollow pipe made of metal, if the pipe is thick, the magnetic flux density on the outer surface of the pipe becomes small.
Therefore, the flying force of the slider 14 including the coil 16 is reduced, and the range of application as a linear guide is narrowed. On the other hand, when the thickness of the pipe is reduced, the rigidity of the pipe is reduced, so that there is a problem that the linear servomotor is bent by its own weight. Therefore, the thickness has to be more than a predetermined thickness, and is generally 1 mm or more.
【０００７】また、磁石材料は燒結磁石とボンド磁石に
大別されるが、中空パイプ内に装填される磁石として
は、コイン状の燒結磁石が用いられている。これは、ボ
ンド磁石中にはバインダーとしての樹脂が存在している
ため、燒結磁石に比べて磁力が弱く、棒状磁石ガイド部
材を作製するために上記のような肉厚の中空パイプ内に
装填する磁石としては適していないためである。すなわ
ち、肉厚の中空パイプ内にボンド磁石を装填した場合、
パイプ外表面での磁束密度がより一層小さくなり、その
ため、コイル１６を内蔵したスライダ１４の浮上力がさ
らに小さくなる。そこで、中空パイプ内にコイン状に成
形された燒結磁石を装填して棒状磁石ガイド部材が作製
されることになるが、この方法では、曲線状のパイプ内
にコイン状磁石を装填することは困難なため、棒状磁石
ガイド部材は直線状又はそれに近い緩やかな単一曲線状
にならざるを得ず、そのため、スライダを曲率半径の小
さな曲線状や複雑な曲線状など任意の方向に移動できる
ようにしたリニアサーボモータは開発されていないのが
現状である。[0007] Magnet materials are roughly classified into sintered magnets and bonded magnets, and coin-shaped sintered magnets are used as the magnets loaded in the hollow pipe. This is because the resin as a binder is present in the bonded magnet, so the magnetic force is weaker than that of the sintered magnet, and it is loaded into the above-mentioned thick hollow pipe to produce a rod-shaped magnet guide member. This is because it is not suitable as a magnet. In other words, when a bonded magnet is loaded in a thick hollow pipe,
The magnetic flux density on the outer surface of the pipe is further reduced, so that the flying force of the slider 14 including the coil 16 is further reduced. Therefore, a rod-shaped magnet guide member is manufactured by loading a sintered magnet formed into a coin shape into a hollow pipe, but it is difficult to load a coin-shaped magnet into a curved pipe by this method. Therefore, the bar-shaped magnet guide member must be a straight line or a gentle single curve close to it, so that the slider can be moved in any direction such as a curve with a small radius of curvature or a complicated curve. Currently, no linear servo motor has been developed.
【０００８】従って、本発明の基本的な目的は、パイプ
外表面での高い磁束密度を保持すると共に充分な剛性を
も有するリニアサーボモータ用棒状磁石ガイド部材を提
供し、もって高性能かつ操作性に優れたリニアサーボモ
ータを提供しようとするものである。さらに本発明の目
的は、ボンド磁石を使用してもパイプ外表面での高い磁
束密度を保持できると共に充分な剛性を有し、また任意
の曲線形状に形成できるリニアサーボモータ用棒状磁石
ガイド部材を提供し、もってリニアサーボモータの軽量
化及び応用範囲の拡大化を図ることにある。Accordingly, a basic object of the present invention is to provide a rod-shaped magnet guide member for a linear servomotor which has a high magnetic flux density on the outer surface of a pipe and has sufficient rigidity, thereby providing high performance and operability. It is an object of the present invention to provide an excellent linear servomotor. Further, an object of the present invention is to provide a rod-shaped magnet guide member for a linear servomotor that can maintain a high magnetic flux density on the outer surface of a pipe even when a bonded magnet is used, has sufficient rigidity, and can be formed into an arbitrary curved shape. Accordingly, an object of the present invention is to reduce the weight of a linear servomotor and to expand the range of application.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によれば、棒状磁石ガイド部材上をスライダ
が移動するタイプのリニアサーボモータ用の棒状磁石ガ
イド部材であって、内周面に軸線方向に複数の突条リブ
が突設された薄肉中空パイプからなるリブ付きパイプ内
に、Ｎ／Ｓ極に交互に着磁された磁石材料が装填されて
なることを特徴とするリニアサーボモータ用棒状磁石ガ
イド部材が提供される。好適な態様においては、上記磁
石材料がボンド磁石からなり、特に好適には射出成形に
よりリブ付きパイプ内に充填される。別の好適な態様に
おいては、上記リブ付きパイプがアルミニウム合金又は
マグネシウム合金から作製される。According to the present invention, there is provided a bar-shaped magnet guide member for a linear servomotor of a type in which a slider moves on a bar-shaped magnet guide member. A linear pipe comprising a ribbed pipe formed of a thin-walled hollow pipe having a plurality of ridged ribs projecting in the axial direction on a surface thereof, and a magnet material alternately magnetized to N / S poles is loaded. A bar-shaped magnet guide member for a servomotor is provided. In a preferred embodiment, the magnet material comprises a bonded magnet, and is particularly preferably filled into a ribbed pipe by injection molding. In another preferred embodiment, the ribbed pipe is made of an aluminum alloy or a magnesium alloy.
【００１０】さらに本発明によれば、生産性に優れたリ
ニアサーボモータ用棒状磁石ガイド部材の製造方法が提
供され、その方法は、内周面に軸線方向に複数の突条リ
ブが突設された薄肉中空パイプからなるリブ付きパイプ
を作製する工程、該リブ付きパイプを必要に応じて磁界
空間中に保持した状態で、加熱したボンド磁石を上記リ
ブ付きパイプ内に射出・充填する工程、及び磁石材料が
充填されたリブ付きパイプを、所定時間間隔で電流が反
転するコイルに沿って相対的に移動させ、Ｎ／Ｓ極に交
互に着磁させる工程、を含むことを特徴としている。Further, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a rod-shaped magnet guide member for a linear servomotor having excellent productivity, the method comprising a plurality of ridge ribs protruding from an inner peripheral surface in an axial direction. Making a ribbed pipe made of a thin hollow pipe, injecting and filling a heated bonded magnet into the ribbed pipe while holding the ribbed pipe in a magnetic field space as necessary, and The method further comprises a step of relatively moving the ribbed pipe filled with the magnet material along the coil where the current is reversed at predetermined time intervals, and alternately magnetizing the N / S pole.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明のリニアサーボモータ用棒
状磁石ガイド部材の基本的な態様は、内周面に軸線方向
に複数の突条リブが突設された薄肉中空パイプからなる
リブ付きパイプに、Ｎ／Ｓ極に交互に着磁された磁石材
料が装填されてなる点にある。このように、薄肉中空パ
イプ内周面に軸線方向に複数の突条リブを突設すること
により、パイプの肉厚が薄くても充分な剛性を有し、そ
の結果、装填される磁石材料が、磁力の強い燒結磁石は
勿論、磁力の弱いボンド磁石であっても、パイプ外表面
での磁束密度を高く保持でき、また、リニアサーボモー
タが自重によって撓みを発生してしまうというような問
題も生じない。また、このようなリブ付きパイプは、押
出成形により容易に作製することができ、また肉厚を薄
くできる（従来の１ｍｍよりも薄く、約半分程度にでき
る）ので、材料コストの削減にもつながる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The basic aspect of a rod-shaped magnet guide member for a linear servomotor according to the present invention is a ribbed pipe formed of a thin hollow pipe having a plurality of ridged ribs projecting in an axial direction on an inner peripheral surface thereof. And a magnetic material alternately magnetized to the N / S poles. Thus, by protruding a plurality of ribs in the axial direction on the inner peripheral surface of the thin hollow pipe, the pipe has sufficient rigidity even when the pipe is thin, and as a result, the loaded magnet material is However, even a bonded magnet having a weak magnetic force, as well as a sintered magnet having a strong magnetic force, can maintain a high magnetic flux density on the outer surface of the pipe, and there is also a problem that the linear servomotor is bent by its own weight. Does not occur. In addition, such a pipe with ribs can be easily manufactured by extrusion molding and can be made thinner (thinner than conventional 1 mm, about half), which leads to reduction in material cost. .
【００１２】次に、本発明の他の好適な態様は、上記の
ような内周面に軸線方向に複数の突条リブを突設したリ
ブ付きパイプ内に、ボンド磁石を装填する点にある。中
空パイプ内に装填される磁石としては、一般に、例えば
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の燒結磁石が用いられるが、一般の燒
結磁石はコイン状に成形されているため、これに溝加工
を行なうと割れが生じたり、クラックが発生し易いた
め、内周面に突状リブが突設されたリブ付きパイプ内に
装填することは困難である。これに対して、ＨＤＤＲ・
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系やＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系のボンド磁石を真
空引きした上記リブ付きパイプ中に磁場配向させながら
射出・充填することによって、高剛性で高磁束密度の磁
石棒を比較的容易に作製することができる。また、ボン
ド磁石は、燒結磁石と異なり、後加工が非常に容易でか
つ柔軟であるため、切削により溝加工したボンド磁石を
リブ付きパイプに容易に装填（挿入）して棒状磁石ガイ
ド部材を作製することもできる。なお、溝加工を行なう
ことができる燒結磁石であれば、溝加工したコイン状燒
結磁石をリブ付きパイプに装填（挿入）して棒状磁石ガ
イド部材を作製できることはいうまでもなく、これも本
発明の態様に含まれる。但し、この態様の場合、直線状
及び比較的緩やかな曲線状の棒状磁石ガイド部材に限ら
れ、曲率半径の比較的小さな曲線状や複雑な曲線状の棒
状磁石ガイド部材を作製することは困難である。Next, another preferred embodiment of the present invention resides in that a bonded magnet is loaded into a ribbed pipe having a plurality of ridged ribs projecting in the axial direction on the inner peripheral surface as described above. . As the magnet loaded in the hollow pipe, for example, an Nd-Fe-B based sintered magnet is generally used. However, since a general sintered magnet is formed in a coin shape, cracks occur when a groove is formed in the coin. And cracks are easily generated, so that it is difficult to load the pipe into a ribbed pipe having a protruding rib formed on the inner peripheral surface. On the other hand, HDDR
By injecting and filling Nd-Fe-B-based or Sm-Fe-N-based bonded magnets into the evacuated ribbed pipe while magnetically orienting it, a magnet rod with high rigidity and high magnetic flux density is relatively easy. Can be manufactured. Also, unlike sintered magnets, since post-processing is very easy and flexible, bonded magnets that have been grooved by cutting are easily loaded (inserted) into ribbed pipes to produce rod-shaped magnet guide members. You can also. It is needless to say that a rod-shaped magnet guide member can be manufactured by loading and inserting a grooved coin-shaped sintered magnet into a ribbed pipe as long as it is a sintered magnet capable of performing groove processing. Included in the embodiment. However, in the case of this mode, it is limited to a linear and relatively gentle curved bar-shaped magnet guide member, and it is difficult to produce a curved or complicated curved bar-shaped magnet guide member having a relatively small radius of curvature. is there.
【００１３】前記のようにボンド磁石をリブ付きパイプ
内に装填する態様の棒状磁石ガイド部材は、前記のよう
な製造上の利点及び棒状磁石ガイド部材を軽量化できる
（リブ付きパイプを薄肉化できることに加え、ボンド磁
石は燒結磁石よりも軽量であるため）利点に加えて、任
意の曲線状に棒状磁石ガイド部材を作製できる利点を有
する。すなわち、スライダが直線的ではなく曲線に沿っ
て移動する場合にも、曲げ加工されたリブ付きパイプ中
にボンド磁石を射出成形によって容易に充填でき、二次
元的あるいはさらに三次元的に任意の曲線に沿ってスラ
イダが移動可能なリニアサーボモータを作製することが
できる。The rod-shaped magnet guide member in which the bonded magnets are loaded into the pipe with ribs as described above has advantages in manufacturing as described above and can reduce the weight of the rod-shaped magnet guide member (the ribbed pipe can be made thinner). In addition, in addition to the advantages (since the bonded magnet is lighter than the sintered magnet), there is an advantage that the rod-shaped magnet guide member can be formed in any curved shape. That is, even when the slider moves along a curved line instead of a straight line, the bonded magnet can be easily filled into the bent pipe with a rib by injection molding, and a two-dimensionally or even three-dimensionally shaped arbitrary curved pipe can be formed. , A linear servomotor in which the slider can move along.
【００１４】さらに本発明の別の好適な態様は、前記の
ようなリブ付きパイプをアルミニウム合金又はマグネシ
ウム合金から作製する点にある。パイプ材料としてアル
ミニウム合金又はマグネシウム合金を用いることによ
り、パイプの肉厚が薄くても充分な剛性を有するリブ付
きパイプを、押出成形により容易に低コストで作製する
ことができる。また、アルミニウム合金又はマグネシウ
ム合金はそれ自体軽量であると共に、磁化されないた
め、スライダがくっ付くこともなく、スライダの移動速
度を向上させることができ、またリニアサーボモータの
さらなる軽量化を図ることができる。Still another preferred embodiment of the present invention resides in that the ribbed pipe as described above is made of an aluminum alloy or a magnesium alloy. By using an aluminum alloy or a magnesium alloy as a pipe material, a ribbed pipe having sufficient rigidity can be easily manufactured at low cost by extrusion molding even when the pipe is thin. In addition, the aluminum alloy or the magnesium alloy is lightweight itself and is not magnetized, so that the slider does not stick, the moving speed of the slider can be improved, and the weight of the linear servomotor can be further reduced. it can.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、添付図面に基づいて、本発明の好まし
い実施例につき詳細に説明する。図１は本発明の棒状磁
石ガイド部材に用いるリブ付きパイプ１の一例を示して
いる。図１に示すリブ付きパイプ１では、内周面に４本
の断面略矩形状の突条リブ２が設けられているが、その
数は任意でよい。しかしながら、強度の点からは、３本
以上の突条リブを設けることが好ましい。また、突条リ
ブ２の断面形状も、図示の矩形状のものに限られず、半
円形、半楕円形、多角形、異形など任意の形状とするこ
とができる。Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an example of a ribbed pipe 1 used for the bar-shaped magnet guide member of the present invention. In the ribbed pipe 1 shown in FIG. 1, four ribs 2 having a substantially rectangular cross section are provided on the inner peripheral surface, but the number thereof may be arbitrary. However, from the viewpoint of strength, it is preferable to provide three or more ribs. The cross-sectional shape of the ridge rib 2 is not limited to the rectangular shape shown in the figure, but may be any shape such as a semicircle, a semi-ellipse, a polygon, and an irregular shape.
【００１６】パイプ材料としては、磁化されない材料で
あることが望ましい。磁化された場合、スライダが金属
製の場合にパイプにくっ付き、移動などが行なえなくな
る。また、本発明の目的の一つでもある軽量化を考慮し
た場合、下記のような合金が好ましい。 （Ａ）既存のアルミニウム合金： ＪＩＳ ５００５、５０５２、５０５６、５０８２、５
０８３、５１５４、５１８２、５２５４、５６５２（Ａ
ｌ−Ｍｇ系）、６００３、６０６１、６０６３、６１０
１、６１５１、６Ｎ０１（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）、７０
７５、２０１７、２０２４。The pipe material is preferably a material that is not magnetized. When magnetized, if the slider is made of metal, it sticks to the pipe and cannot be moved. Also, in consideration of weight reduction which is one of the objects of the present invention, the following alloys are preferable. (A) Existing aluminum alloy: JIS 5005, 5052, 5056, 5082, 5
083, 5154, 5182, 5254, 5652 (A
1-Mg), 6003, 6061, 6063, 610
1,6151,6N01 (Al-Mg-Si system), 70
75, 2017, 2024.
【００１７】（Ｂ）既存のマグネシウム合金： ＡＺ３１、ＡＺ６６、ＡＺ９１、ＡＺ１１９（Ｍｇ−Ａ
ｌ−Ｚｎ系）。 前記のようなアルミニウム合金及びマグネシウム合金
は、押出性及び曲げ加工性に優れているので、前記した
リブ付きパイプを押出成形により単一プロセスで製造で
き、また任意の曲線状に曲げ加工できる。(B) Existing magnesium alloys: AZ31, AZ66, AZ91, AZ119 (Mg-A
1-Zn system). Since the aluminum alloy and the magnesium alloy as described above are excellent in extrudability and bending workability, the ribbed pipe can be manufactured by extrusion in a single process and can be bent into an arbitrary curve.
【００１８】（Ｃ）アルミニウム、マグネシウム非平衡
相合金：非平衡相合金とは、非晶質相、微細結晶質相、
準結晶相あるいはこれらの混相からなる合金を示し、液
体急冷法などで急冷凝固させることにより得られる合金
である。これらの合金は、強度が大きく、薄肉化が容易
である。好適な例としては、下記の一般式（１）〜（１
０）で表わされる合金が挙げられる。 （１）ＡｌaＭb （２）ＡｌaＭbＸc (C) Aluminum and magnesium non-equilibrium phase alloys: Non-equilibrium phase alloys include an amorphous phase, a fine crystalline phase,
An alloy consisting of a quasi-crystal phase or a mixed phase thereof, and is obtained by rapid solidification by a liquid quenching method or the like. These alloys have high strength and are easily thinned. As preferred examples, the following general formulas (1) to (1)
0). (1) Al a M b (2) Al a M b X c
【００１９】上記一般式（２）において、特に好ましい
例として、下記一般式（３）〜（６）で表わされるアル
ミニウム基合金系がある。 （３）ＡｌaＭ1 dＸc （４）ＡｌaＭ1 (d-e)Ｍ2 eＸc （５）ＡｌaＭ1 (d-f)Ｍ3 fＸc （６）ＡｌaＭ1 (d-e-f)Ｍ2 eＭ3 fＸc （但し、ＭはＭｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｖ，Ｃ
ｒ，Ｗ，Ｌｉ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｃｕ及びＺｎよりな
る群から選ばれる少なくとも１種の元素、ＸはＮｂ，Ｈ
ｆ，Ｔａ，Ｙ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ａｇ，希土類元素及び希土
類元素の集合体（Ｍｍ：ミッシュメタル）よりなる群か
ら選ばれる少なくとも１種の元素、Ｍ1はＭｎ，Ｆｅ，
Ｃｏ，Ｎｉ及びＭｏよりなる群から選ばれる少なくとも
１種の元素、Ｍ2はＶ，Ｃｒ及びＷよりなる群から選ば
れる少なくとも１種の元素、Ｍ3はＬｉ，Ｃａ，Ｍｇ，
Ｓｉ，Ｃｕ及びＺｎよりなる群から選ばれる少なくとも
１種の元素、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ及びｆはそれぞれ原子
パーセント（ａｔ％）で、ａは残部、０．５≦ｂ≦２
５、０．５≦ｃ≦１０、０．５≦ｄ≦１５、０．１≦ｅ
≦５、０．５≦ｆ≦５である。）In the above general formula (2), particularly preferable examples include aluminum-based alloys represented by the following general formulas (3) to (6). (3) Al a M 1 d X c (4) Al a M 1 (de) M 2 e X c (5) Al a M 1 (df) M 3 f X c (6) Al a M 1 (def) M 2 e M 3 f X c (where M is Mn, Fe, Co, Ni, Mo, V, C
at least one element selected from the group consisting of r, W, Li, Ca, Mg, Si, Cu and Zn, and X is Nb, H
f, Ta, Y, Zr, Ti, Ag, at least one element selected from the group consisting of rare earth elements and aggregates of rare earth elements (Mm: misch metal), M 1 is Mn, Fe,
Co, at least one element of at least one element selected from the group consisting of Ni and Mo, M 2 of V, selected from the group consisting of Cr and W, M 3 is Li, Ca, Mg,
At least one element selected from the group consisting of Si, Cu, and Zn, a, b, c, d, e, and f are each atomic percent (at%), a is the balance, and 0.5 ≦ b ≦ 2.
5, 0.5 ≦ c ≦ 10, 0.5 ≦ d ≦ 15, 0.1 ≦ e
≦ 5, 0.5 ≦ f ≦ 5. )
【００２０】（７）Ｍｇ(100-g)Ｑ1 g （８）Ｍｇ(100-h-i)Ｑ1 hＱ2 i （９）Ｍｇ(100-h-j)Ｑ1 hＱ3 j （１０）Ｍｇ(100-h-i-j)Ｑ1 hＱ2 iＱ3 j （但し、Ｑ1はＣｕ，Ｎｉ，Ｓｎ及びＺｎよりなる群か
ら選ばれる少なくとも１種の元素、Ｑ2はＡｌ，Ｓｉ及
びＣａよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素、
Ｑ3はＹ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｓｍ及びＭｍよりなる群
から選ばれる少なくとも１種の元素、ｇ，ｈ，ｉ及びｊ
はそれぞれ原子％で、５≦ｇ≦６０、１≦ｈ≦３５、１
≦ｉ≦２５、３≦ｊ≦２５である。）(7) Mg (100-g) Q 1 g (8) Mg (100-hi) Q 1 h Q 2 i (9) Mg (100-hj) Q 1 h Q 3 j (10) Mg ( 100-hij) Q 1 h Q 2 i Q 3 j (where Q 1 is at least one element selected from the group consisting of Cu, Ni, Sn and Zn, and Q 2 is a group consisting of Al, Si and Ca At least one element selected,
Q 3 is at least one element selected from the group consisting of Y, La, Ce, Nd, Sm and Mm, g, h, i and j
Are each atomic%, 5 ≦ g ≦ 60, 1 ≦ h ≦ 35, 1
≦ i ≦ 25 and 3 ≦ j ≦ 25. )
【００２１】前記リブ付きパイプに装填する磁石として
は、エポキシ樹脂やポリアミド（ナイロン）等の樹脂２
０〜３０体積％を含むボンド磁石が好ましい。ボンド磁
石はパイプ内への射出が行なえ、また、射出によって曲
線状パイプにも充填できるので、種々の形状の棒状磁石
ガイド部材を生産性良く製造できる点で有利である。ま
た、棒状に押出成形されたボンド磁石には溝等の加工を
行なうことができ、これを前記したようなリブ付きパイ
プ内に装填（挿入）することもできる。なお、前記した
ように、割れやクラックを生ずることなく溝加工を行な
うことができる燒結磁石であれば、リブ付きパイプに装
填（挿入）する磁石材料として用いることができる。磁
石材料としては、ＲＴ系、ＲＴＸ系（ここで、ＲはＮ
ｄ、Ｓｍ等の希土類元素、ＴはＦｅ、Ｃｏ、Ｔｉ等の遷
移元素、ＸはＢ、Ｃ又はＮである。）などの各種磁石を
用いることができる。The magnet to be loaded in the ribbed pipe is made of resin 2 such as epoxy resin or polyamide (nylon).
Bonded magnets containing 0 to 30% by volume are preferred. Since the bonded magnet can be injected into the pipe and can fill the curved pipe by injection, it is advantageous in that rod-shaped magnet guide members of various shapes can be manufactured with high productivity. Further, a groove or the like can be formed in the bonded magnet extruded into a rod shape, and this can be loaded (inserted) into the above-described pipe with ribs. As described above, any sintered magnet that can be subjected to groove processing without causing cracks or cracks can be used as a magnet material to be loaded (inserted) into a ribbed pipe. Examples of the magnet material include RT and RTX (where R is N
R is a rare earth element such as Sm, T is a transition element such as Fe, Co or Ti, and X is B, C or N. ) Can be used.
【００２２】前記リブ付きパイプ内にボンド磁石を射出
・充填する際には、リブ付きパイプを好ましくは磁界空
間中に保持した状態で、パイプ他端から真空引きしなが
らリブ付きパイプ中に加熱したボンド磁石を磁場配向さ
せながら射出・充填する。ボンド磁石が充填されたリブ
付きパイプは、所定時間間隔で電流が反転するコイルに
沿って相対的に移動させ、Ｎ／Ｓ極に交互に着磁させ
る。図２に示されるような駆動用着磁部分と位置検出用
着磁部分が形成された棒状磁石ガイド部材を作製する場
合には、所定の中心角範囲の表面部分を長手方向に沿っ
てコイルヘッドを電流を反転させながら移動させ、所定
間隔でＮ／Ｓ極に交互に着磁させて駆動用着磁部分を形
成し、次いで、反対側の所定の中心角範囲の表面部分に
同様な操作で極めて狭い間隔でＮ／Ｓ極に交互に着磁さ
せて位置検出用着磁部分を形成する。When a bonded magnet is injected and filled into the ribbed pipe, the ribbed pipe is heated into the ribbed pipe while being evacuated from the other end of the pipe, preferably in a magnetic field space. Injecting and filling the bonded magnet while orienting it in the magnetic field. The ribbed pipe filled with the bond magnet is relatively moved along a coil where the current is reversed at predetermined time intervals, and is magnetized alternately on the N / S pole. When manufacturing a rod-shaped magnet guide member having a magnetized portion for driving and a magnetized portion for position detection as shown in FIG. 2, a coil portion is formed by extending a surface portion within a predetermined central angle range along a longitudinal direction. Is moved while reversing the current, and is alternately magnetized on the N / S pole at a predetermined interval to form a magnetized portion for driving. Then, the same operation is performed on the surface portion within a predetermined central angle range on the opposite side. The N / S poles are alternately magnetized at extremely narrow intervals to form a magnetized portion for position detection.
【００２３】以下、本発明の効果を具体的に確認した実
施例を示すが、本発明が下記実施例に限定されるもので
ないことはもとよりである。表１に示すような種々の形
状のリニアサーボモータ用の棒状磁石ガイド部材を作製
した。使用したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系押出し中空パイプの
断面形状は、実施例１については図１、比較例１及び２
については図４に示すとおりである。各棒状磁石ガイド
部材について、パイプの外部表面における磁束密度を測
定した結果を表１に併せて示す。なお、ボンド磁石の場
合、その充填方法としては、５２３Ｋに加熱されたボン
ド磁石を加熱されたノズル先端から、１０ｋＯｅの磁界
をかけた空間中に保持したパイプ中に押し込む方法を採
用した。着磁に際しては、磁石を充填したパイプをコイ
ル内に入れて保持し、１００ｋＯｅの磁界をパイプに瞬
間的にかけることによって磁化した。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, it should be understood that the present invention is not limited to the following examples. Bar-shaped magnet guide members for linear servomotors of various shapes as shown in Table 1 were produced. The cross-sectional shape of the used Al-Mg-Si-based extruded hollow pipe is shown in Fig. 1 for Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.
Is as shown in FIG. Table 1 also shows the results of measuring the magnetic flux density on the outer surface of the pipe for each rod-shaped magnet guide member. In the case of a bonded magnet, a method of filling the bonded magnet heated to 523 K from a heated nozzle tip into a pipe held in a space where a magnetic field of 10 kOe was applied was adopted as a filling method. At the time of magnetization, a pipe filled with a magnet was held in a coil and magnetized by instantaneously applying a magnetic field of 100 kOe to the pipe.
【００２４】[0024]
【表１】 [Table 1]
【００２５】比較例１は、近年開発されているリニアサ
ーボモータ用の棒状磁石ガイド部材に対応するものであ
り、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金製押出中空パイプ（肉厚：
１ｍｍ）内にコイン状のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系燒結磁石（エ
ネルギー積４２ＭＧＯｅ）を装填したものである。比較
例２は、比較例１と同じ断面形状のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
合金製押出中空パイプにＨＤＤＲ・Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の
ボンド磁石（エネルギー積２０ＭＧＯｅ）を５２３Ｋの
温度で射出成形したものであるが、燒結磁石（比較例
１）に比べてエネルギー積が小さく、このためパイプ外
部表面での磁束密度は比較例１に比べてかなり小さかっ
た。Comparative Example 1 corresponds to a rod-shaped magnet guide member for a linear servomotor which has been recently developed, and is an extruded hollow pipe made of an Al-Mg-Si alloy (thickness:
1 mm) with a coin-shaped Nd—Fe—B sintered magnet (with an energy product of 42 MGOe) loaded therein. In Comparative Example 2, an HDDR / Nd-Fe-B-based bonded magnet (energy product: 20 MGOe) was injection-molded at a temperature of 523 K on an extruded hollow pipe made of an Al-Mg-Si-based alloy having the same cross-sectional shape as Comparative Example 1. However, the energy product was smaller than that of the sintered magnet (Comparative Example 1), and the magnetic flux density on the outer surface of the pipe was considerably smaller than that of Comparative Example 1.
【００２６】一方、実施例１のリニアサーボモータ用棒
状磁石ガイド部材は、パイプの剛性を比較例１及び２の
ものと同程度にするために、内周面側に軸線方向に４本
のリブ（高さ２ｍｍ、幅３ｍｍ）を設けたＡｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金製押出薄肉中空パイプ（肉厚：０．５ｍｍ）
に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系のボンド磁石（エネルギー積２０
ＭＧＯｅ）を５２３Ｋの温度で射出成形したものであ
る。パイプの肉厚を従来のものの半分まで小さくでき、
それによつてパイプ外部表面での磁束密度は、燒結磁石
を用いた比較例１に比べても５％高いものとなり、同じ
ボンド磁石を用いた比較例２に比べて極めて大きくなっ
た。On the other hand, the rod-shaped magnet guide member for the linear servomotor of the first embodiment has four ribs on the inner peripheral surface in the axial direction in order to make the rigidity of the pipe comparable to those of the first and second comparative examples. (Height 2mm, width 3mm) Al-Mg-
Extruded thin hollow pipe made of Si alloy (wall thickness: 0.5 mm)
, Nd-Fe-B based bond magnet (energy product 20
MGOe) at a temperature of 523K. Pipe thickness can be reduced to half of conventional ones,
As a result, the magnetic flux density on the outer surface of the pipe was 5% higher than that of Comparative Example 1 using the sintered magnet, and was much higher than that of Comparative Example 2 using the same bonded magnet.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上のように、本発明のリニアサーボモ
ータ用棒状磁石ガイド部材は、内周面に軸線方向に複数
の突条リブが突設された薄肉中空パイプからなるリブ付
きパイプ内にＮ／Ｓ極に交互に着磁された磁石材料が装
填されてなるものであるため、所定の強度を保持しなが
ら外部表面磁束密度を高く維持できる。殊に、磁石とし
てボンド磁石を用い、これを上記リブ付きパイプ内に充
填する方法を採用することにより、直線状だけでなく、
曲線状など任意の形状に容易に低コストで製造可能であ
る。また、磁石としてボンド磁石を用い、さらにまたパ
イプ材料として軽量なアルミニウム合金又はマグネシウ
ム合金を用いることにより、リニアサーボモータの軽量
化を図れる。本発明の棒状磁石ガイド部材は、リニアサ
ーボモータをはじめとして種々の用途における棒状磁石
ガイド部材として用いることができる。As described above, the rod-shaped magnet guide member for a linear servomotor according to the present invention is provided within a thin-walled hollow pipe having a plurality of ridged ribs projecting in the axial direction on the inner peripheral surface thereof. Since the magnetic material is alternately magnetized in the N / S poles, the external surface magnetic flux density can be maintained high while maintaining a predetermined strength. In particular, by using a bonded magnet as a magnet and filling it into the ribbed pipe, not only a linear shape,
It can be easily manufactured at low cost into an arbitrary shape such as a curved shape. Further, by using a bonded magnet as the magnet and using a lightweight aluminum alloy or magnesium alloy as the pipe material, the weight of the linear servomotor can be reduced. The bar-shaped magnet guide member of the present invention can be used as a bar-shaped magnet guide member for various uses including a linear servomotor.
【図１】本発明に係るリニアサーボモータ用棒状磁石ガ
イド部材に用いるリブ付きパイプの一例を示す断面図で
ある。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a ribbed pipe used for a rod-shaped magnet guide member for a linear servomotor according to the present invention.
【図２】リニアサーボモータの概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view of a linear servomotor.
【図３】リニアサーボモータの概略斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view of a linear servomotor.
【図４】従来のリニアサーボモータ用棒状磁石ガイド部
材に用いる中空パイプを示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a hollow pipe used for a conventional rod-shaped magnet guide member for a linear servomotor.
１ リブ付きパイプ ２ 突条リブ １０ リニアサーボモータ １１ 棒状磁石ガイド部材 １４ スライダ REFERENCE SIGNS LIST 1 ribbed pipe 2 ridge rib 10 linear servomotor 11 rod-shaped magnet guide member 14 slider
Claims (5)
するタイプのリニアサーボモータ用の棒状磁石ガイド部
材であって、内周面に軸線方向に複数の突条リブが突設
された薄肉中空パイプからなるリブ付きパイプ内に、Ｎ
／Ｓ極に交互に着磁された磁石材料が装填されてなるこ
とを特徴とするリニアサーボモータ用棒状磁石ガイド部
材。1. A thin-walled hollow pipe for a linear servomotor of a type in which a slider moves on a rod-shaped magnet guide member, wherein a plurality of ribs project in the axial direction on an inner peripheral surface. N inside the ribbed pipe
A bar-shaped magnet guide member for a linear servomotor, wherein a magnetic material alternately magnetized on the / S pole is loaded.
を特徴とする請求項１に記載のリニアサーボモータ用棒
状磁石ガイド部材。2. The rod-shaped magnet guide member for a linear servomotor according to claim 1, wherein the magnet material is made of a bonded magnet.
きパイプ内に充填されたものであることを特徴とする請
求項２に記載のリニアサーボモータ用棒状磁石ガイド部
材。3. The rod-shaped magnet guide member for a linear servomotor according to claim 2, wherein the bonded magnet is filled in a ribbed pipe by injection molding.
又はマグネシウム合金から作製されていることを特徴と
する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のリニアサー
ボモータ用棒状磁石ガイド部材。4. The rod-shaped magnet guide member for a linear servomotor according to claim 1, wherein the ribbed pipe is made of an aluminum alloy or a magnesium alloy.
設された薄肉中空パイプからなるリブ付きパイプを作製
する工程、該リブ付きパイプを必要に応じて磁界空間中
に保持した状態で、加熱したボンド磁石を上記リブ付き
パイプ内に射出・充填する工程、及び磁石材料が充填さ
れたリブ付きパイプを、所定時間間隔で電流が反転する
コイルに沿って相対的に移動させ、Ｎ／Ｓ極に交互に着
磁させる工程、を含むことを特徴とするリニアサーボモ
ータ用棒状磁石ガイド部材の製造方法。5. A step of producing a ribbed pipe comprising a thin hollow pipe having a plurality of ribs projecting in the axial direction on an inner peripheral surface thereof, and holding the ribbed pipe in a magnetic field space as required. In the state, the step of injecting and filling the heated bonded magnet into the ribbed pipe, and moving the ribbed pipe filled with the magnetic material along the coil where the current is reversed at predetermined time intervals, A method for manufacturing a rod-shaped magnet guide member for a linear servomotor, comprising a step of alternately magnetizing N / S poles.
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JP2006289612A (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-26 | Sony Corp | Feeding control device for head carriage of printer |
| JP2010104092A (en) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Kayaba Ind Co Ltd | Linear actuator |
| JP2011114101A (en) * | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Nichia Corp | Columnar bond magnet, and method and device for manufacturing the same |
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