磁鐵單元的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及在單面產(chǎn)生強力的磁場的磁鐵單元。
【背景技術】
[0002]當在磁鐵形成的磁場中配置線圈使電流流過時，會產(chǎn)生洛倫茲力。利用該洛倫茲力帶動磁鐵或線圈的電機等的致動器已被廣泛地利用于產(chǎn)業(yè)領域。
[0003]磁場越強或電流量越大，產(chǎn)生的洛倫茲力越強，致動器的力量越大。S卩，只要加在致動器上的負載恒定，磁場越強或電流量越大，致動器的加速度越大。另外，當磁場的方向或電流的方向中任一者反轉(zhuǎn)時，致動器的加速方向反轉(zhuǎn)。利用這些性質(zhì)，能夠基于線圈中流動的電流的大小和方向控制致動器的動作。
[0004]當使致動器工作時，磁鐵和線圈的位置關系發(fā)生變化。只要均勻磁場的范圍廣，以恒定的電流量產(chǎn)生的洛倫茲力的強度就能保持恒定。因此，易于正確地控制致動器。
[0005]基于以上情況，對于能精密控制的致動器中使用的磁鐵，最好使用能形成強力且均勻的磁場的磁鐵陣列。作為將這樣的磁場形成于磁鐵的一個面的磁鐵陣列，提出了被稱為海爾貝克陣列的磁鐵陣列（專利文獻I)。
[0006]圖17是海爾貝克陣列的說明圖。長方體的主極磁鐵2和同為長方體的輔助極磁鐵6緊貼地排成一排，且各自的一個面與基準面20對齊而位于同一平面。主極磁鐵2和輔助極磁鐵6交替配置。主極磁鐵2在垂直于基準面20的方向上被磁化。隔著輔助極磁鐵6相鄰的主極磁鐵2在彼此相反的方向上被磁化。輔助極磁鐵6在基準面20側(cè)自I個主極磁鐵2的S極側(cè)向與該I個主極磁鐵2相鄰的主極磁鐵2的N極側(cè)被磁化。利用該磁鐵陣列，主極磁鐵2在基準面20側(cè)形成的磁場被輔助極磁鐵6強化。
[0007]【先行技術文獻】
[0008]【專利文獻】
[0009]【專利文獻I】日本特開昭62-92757號公報【實用新型內(nèi)容】
[0010]實用新型要解決的課題
[0011]組合多個磁鐵而成的磁鐵單元的一種組裝方法是，將加工成規(guī)定形狀的未磁化的磁鐵原材料按規(guī)定的陣列固定后實施磁化工序。但是，像海爾貝克陣列那樣在主極磁鐵之間固定與主極磁鐵的磁化方向相差90度的輔助極磁鐵的情況下，不能在固定了磁鐵原材料之后進行磁化。因此，需要將被磁化后的磁鐵排列成規(guī)定的陣列進行固定。但是，磁化后的磁鐵會產(chǎn)生磁極間的吸引力和排斥力。因此，即便是將磁鐵排列成規(guī)定的陣列，有時磁鐵也會向不希望的方向移動。
[0012]圖18A-B是海爾貝克陣列的磁鐵的以往制造方法的問題點的說明圖?？紤]在以規(guī)定的間隔保持的2個主極磁鐵2之間插入輔助極磁鐵6并以圖18A所示的配置固定的情況。如圖18B所示，由于磁極間的吸引排斥，輔助極磁鐵6被夾在主極磁鐵2的與基準面20相反側(cè)的部分之間，被磁力吸引而穩(wěn)定在從基準面20的相反側(cè)突出的位置。在這樣的位置關系下，磁鐵單元I不能發(fā)揮規(guī)定的性能。
[0013]為了避免磁鐵排列成與規(guī)定的陣列不同的陣列，需要用比磁鐵間作用的磁力強的力保持各磁鐵進行組裝。尤其是在通過粘結(jié)固定各磁鐵的情況下，需要在粘結(jié)劑固化完成之前一直保持各磁鐵。
[0014]為了提高組裝作業(yè)性能，采用了在臺座上固定主極磁鐵和輔助極磁鐵的構造（專利文獻I)。但是，由于臺座的存在，有磁鐵單元整體變大的問題。
[0015]為了使磁鐵單元小型化，也考慮到在將磁鐵粘結(jié)固定后除去臺座的制法。但是，存在由于增加臺座的除去工序而額外耗費成本的問題。
[0016]作為對磁鐵單元的小型化要求高的領域，三維掃描儀、激光打標機等諸多機器中使用的激光振鏡用致動器會使用到磁鐵。在激光振鏡中，通過使致動器以正確的時序高速往返運動，帶動鏡子來控制激光的方向。作為海爾貝克陣列的最小形態(tài)即由2個主極磁鐵和其間的I個輔助極磁鐵構成的磁鐵單元適合被用于激光振鏡。
[0017]作為激光振鏡用磁鐵單元，近年出現(xiàn)了對I邊為2毫米程度的小型磁鐵單元的需求。磁鐵單元的小型化，導致了要保持微小尺寸的磁鐵進行組裝作業(yè)。因此，組裝作業(yè)變得越發(fā)困難。
[0018]本實用新型鑒于這些問題點而作出，其主要目的在于提供能形成強力且均勻的磁場并且生產(chǎn)率高的小型磁鐵單元及其制造方法。
[0019]用于解決課題的手段
[0020]本實用新型的磁鐵單元，其特征在于，包括：相互離開且并列設置的多個主極磁鐵，其垂直于磁化方向的主表面在同一平面上對齊，相鄰的所述主表面彼此的磁極為相反極性；輔助極磁鐵，其一個面與所述主表面對齊地配置在相鄰的所述主極磁鐵之間，所述輔助極磁鐵在自所述主極磁鐵的S極側(cè)向N極側(cè)的方向上被磁化；連接部，其在所述主表面的相反側(cè)將所述主極磁鐵彼此連接成一體。
[0021]在本實用新型中，多個主極磁鐵由連接部連接而成為一體結(jié)構，因此，不必在組裝輔助極磁鐵時保持各個主極磁鐵。另外，在安裝過程中，輔助極磁鐵也不會由于被主極磁鐵的磁力吸引或排斥而從與主表面相反側(cè)的面突出。因此能夠容易地進行小的磁鐵單元的組裝作業(yè)。
[0022]本實用新型的磁鐵單元，其特征在于，包括兩個所述主極磁鐵。
[0023]在本實用新型中，能夠提供適合于激光振鏡用致動器的、單面產(chǎn)生強力的磁場的小型磁鐵。
[0024]本實用新型的磁鐵單元，其特征在于，包含所述主極磁鐵的并列設置方向且與所述主表面垂直的面中的所述輔助極磁鐵的剖面呈矩形。
[0025]在本實用新型中，輔助極磁鐵的剖面為矩形，因此，能夠使輔助極磁鐵整體的形狀為長方體。長方體由于是通常較多使用的磁鐵形狀，因此能夠廉價地制作。
[0026]本實用新型的磁鐵單元，其特征在于，包括：相互離開且并列設置的多個主極磁鐵，其具有與磁化方向垂直的主表面，相鄰的所述主表面彼此的磁極為相反極性；輔助極磁鐵，其配置在相鄰的所述主極磁鐵之間，所述輔助極磁鐵在自所述主極磁鐵的S極側(cè)向N極側(cè)的方向上被磁化；連接部，其在所述主表面的相反側(cè)將所述主極磁鐵彼此連接成一體。
[0027]在本實用新型中，通過適當?shù)貨Q定多個主極磁鐵的主表面和輔助極磁鐵的一個面的位置關系，能夠獲得所期望方向的磁場。
[0028]本實用新型的磁鐵單元，其特征在于，包含所述主極磁鐵的并列設置方向且與所述主表面垂直的面中的所述輔助極磁鐵的剖面呈梯形，所述梯形以所述主表面這一側(cè)為長底邊，并以所述連接部這一側(cè)為短底邊。
[0029]在本實用新型中，在采用加工主極磁鐵和連接部形成為一體的主極連接體的母材來制作配置輔助極磁鐵的空間的制造方法時，由于通過加工除去的部分的體積變小，因此具有加工所需時間短的效果。另外，由于輔助極磁鐵的體積小，因此也具有用于輔助極磁鐵的磁鐵原材料的需要量降低的效果。
[0030]本實用新型的磁鐵單元，其特征在于，包含所述主極磁鐵的并列設置方向且與所述主表面垂直的面中的所述輔助極磁鐵的剖面呈三角形，所述三角形的一邊配置在相鄰的所述主表面之間。
[0031]在本實用新型中，與前述的將輔助極磁鐵的剖面做成梯形的情況相比，能夠獲得主極磁鐵的加工時間進一步縮短和輔助極磁鐵的原材料進一步削減的效果。
[0032]本實用新型的磁鐵單元，其特征在于，在包含所述主極磁鐵的并列設置方向且與所述主表面垂直的面中，所述主極磁鐵的剖面的邊緣與所述連接部的剖面的邊緣在與所述輔助極磁鐵相對的一側(cè)以圓弧連接。
[0033]在本實用新型中，由于主極磁鐵和連接部的邊界部的剖面呈圓弧形狀，能夠緩解應力集中。因此，能夠防止裂紋萌生等主極磁鐵的破損。
[0034]本實用新型的磁鐵單元，其特征在于，在所述輔助極磁鐵和所述連接部之間具有間隙部。
[0035]在本實用新型中，由于輔助極磁鐵的體積小，因此能夠降低用于輔助極磁鐵的磁鐵原材料的需要量。
[0036]本實用新型的磁鐵單元，其特征在于，在所述間隙部配置有非磁性體。
[0037]在本實用新型中，通過在間隙部配置非磁性體而不是使間隙部成為空洞，能夠提高磁鐵單元的強度。
[0038]本實用新型的磁鐵單元，其特征在于，所述非磁性體是非磁性金屬或陶瓷。
[0039]在本實用新型中，與將間隙部做成空洞的情況、以及使用樹脂等柔軟的非磁性體的情況相比，能夠進一步提高磁鐵單元的強度。
[0040]本實用新型的磁鐵單元，其特征在于，包括：分開并圍成一周配置的、具有相互平行的磁化方向的多個主極磁鐵，其具有與磁化方向垂直的主表面，相鄰的所述主表面彼此具有相反極性；輔助極磁鐵，其配置在相鄰的所述主極磁鐵之間，所述輔助極磁鐵在自所述主極磁鐵的S極側(cè)向N極側(cè)的方向上被磁化；連接部，其在所述主表面的相反側(cè)將所述主極磁鐵彼此連接成一體。
[0041]在本實用新型中，能夠提供產(chǎn)生周狀磁場的磁鐵單元。
[0042]本實用新型的磁鐵單元，其特征在于，所述主極磁鐵的相鄰的主表面在同一平面上對齊，所述輔助極磁鐵的一個面與所述主表面對齊，所述磁鐵單元為圓環(huán)板形狀或圓板形狀。
[0043]在本實用新型中，能夠提供在圓環(huán)板形狀或圓板形狀的一個寬表面?zhèn)犬a(chǎn)生磁場