(57)【要約】【課題】コイルの配列が高精度で、小形軽量な電機子巻線部を有するリニアモータを得ること。【解決手段】複数の磁石３ａが配列された界磁部３と、前記界磁部の磁石と対向するように設置され、コイル２ｃが巻装された複数の配列されたボビン２ｄを有する電機子巻線部２ａとを備えたリニアモータ１において、前記電機子巻線部のボビンに位置決め用の孔２ｆを設け、前記複数のボビンが前記位置決め用の孔によって位置決めされた状態で、樹脂２０を注型することにより樹脂一体成型された電機子巻線部２ａを形成した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁石が配列された界磁部と、前記界磁部の磁石と対向するように設置され、コイルが巻装された複数の配列されたボビンを有する電機子巻線部とを備えたリニアモータにおいて、
前記電機子巻線部のボビンに位置決め用の孔を設け、前記複数のボビンが前記位置決め用の孔によって位置決めされた状態で、樹脂を注型することにより樹脂一体成型された電機子巻線部を形成したことを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記電機子巻線部は、他の部材に取り付けるための取付部を有し、この取付部も共に樹脂一体成型することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記ボビンは両側に凸部を有し、該凸部の表面は前記樹脂一体成型時に成型治具の内壁に当接し、成型後に前記凸部の表面が樹脂表面に露出することを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記ボビンの厚さは前記コイルの厚さと同一であり、前記ボビンの凸部の高さが前記コイル及びボビンを被覆する樹脂の厚さと同一であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記コイル及びボビン全面が前記樹脂で覆われ、前記ボビンの位置決め用の孔が前記樹脂で塞がれていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアモータ。
【請求項６】
前記ボビンは、アルミニウム材で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のリニアモータとして、空芯部を有する複数のコイルと、前記コイルを収容するハウジング部とを備えたリニアモータにおいて、前記コイルの空芯部に配置され、該コイルを前記空芯部で支持する支持部と、前記支持部に設けられ、前記ハウジング部の内壁と接する少なくとも１つの凸部を備え、前記ハウジング部は、枠部材と、該枠部材を両側から挟む複数の板部材とを有し、前記板部材と前記凸部とはネジで固定されているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来のフラットモータ用電機子として、実質的に平板形状を有し、中央部に中空開口部を有し、当該平板形状の主面に開口する締結用の第１の孔を有し、前記平板形状の外周端面と前記中空開口部の内周端面との間を貫通する第２の孔を有する枠体と、前記枠体の前記外周端面に沿って巻き上げられた電線を有するコイルであって、当該電線の端部の１が前記第２の孔を貫通して前記中空開口部に導かれたコイルと、実質的に平板形状の支持板であって、その主面に開口し前記枠体の前記第１の孔に対向し得る位置に設けられる締結用の第３の孔を有し、前記第１の孔と前記第３の孔とに締結部材を通すことにより、前記コイルと締結固定された支持板とを備えるものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５９０８号公報
【特許文献２】特開平０６−２７６７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来のリニアモータは、電機子の複数のコイルを収容するハウジング部が、枠部材と、該枠部材を両側から挟む複数の板部材とを有していて、電機子全体が大きく、部品点数が多く、重いという問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献２に開示された従来のフラットモータ用電機子でも、電機子コイルと締結固定された支持板を備えていて、電機子の厚さが、コイルの厚さに加えて支持板の厚さ分増えるため、電機子全体が厚くなり、重量も増し、モータとしての効率が悪くなるという問題があった。さらに、複数の電機子コイルを１列に並べているので、コイルの発生する熱により支持板が伸びたり変形したりして、モータとしての性能が損なわれるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コイルの配列が高精度で、小形軽量な電機子巻線部を有するリニアモータを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のリニアモータは、複数の磁石が配列された界磁部と、前記界磁部の磁石と対向するように設置され、コイルが巻装された複数の配列されたボビンを有する電機子巻線部とを備えたリニアモータにおいて、前記電機子巻線部のボビンに位置決め用の孔を設け、前記複数のボビンが前記位置決め用の孔によって位置決めされた状態で、樹脂を注型することにより樹脂一体成型された電機子巻線部を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、複数のボビンが位置決め用の孔によって位置決めされた状態で、樹脂を注型することにより樹脂一体成型された電機子巻線部を形成したので、コイルの配列が高精度で、小形軽量な電機子巻線部を有するリニアモータが得られるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかるリニアモータの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるリニアモータ１の実施の形態１を示す全体斜視図であり、図２−１は、コイル２ｃの斜視図であり、図２−２は、コイル２ｃの側面図であり、図３は、電機子２の成型治具を示す分解斜視図であり、図４−１は、成型治具を組立てた状態を示す断面図であり、図４−２は、成型治具内に樹脂２０を注型した状態を示す断面図であり、図４−３は、成型治具を取外した電機子２の状態を示す断面図であり、図５は、成型された電機子２を示す斜視図である。
【００１２】
図１に示すように、リニアモータ１は、長尺Ｕ字溝状のコアの両内壁に２列に、互いに対向させて多数の矩形板状の永久磁石３ａを配列した界磁部３と、複数のコイル２ｃを１列に配列し樹脂で板状に被覆成型した電機子巻線部２ａを垂直にして、下側に凹部２ｎが形成された直方体状の取付部２ｂに樹脂一体成型し、全体をＴ字形に成型した電機子２とを備えている。図示はしないが、取付部２ｂには、他の部材としての搬送器等が取付けられ、電機子２の電磁駆動により移送される。
【００１３】
永久磁石３ａは、１列に並べられ左右隣接する部分の極性が互いに異なるように、配列されている。電機子２の電機子巻線部２ａは、長尺Ｕ字溝状の界磁部３の溝内に挿し込まれ、２列の永久磁石３ａとの間には、それぞれ所定の磁気的空隙（以下、ギャップという。）が設けられ、永久磁石３ａと対向するように設置されている。また、取付部２ｂは、界磁部３の２本のレール状の上端部に所定のギャップを有して対向するように配置される。
【００１４】
図２−１及び図２−２に示すように、電機子巻線部２ａを構成するコイル２ｃは、両側に凸部２ｅを有する略矩形厚板状のボビン２ｄに、ボビン２ｄと同じ厚さに巻装されている。凸部２ｅには、互いに離間する２個の位置決め用の孔２ｆが形成されている。凸部２ｅの高さ（突出量）は、後述する、コイル２ｃ及びボビン２ｄの樹脂被覆の厚さと同じとされている。
【００１５】
図３に、電機子２を樹脂一体成型する成型治具を示す。左右両端に凸部１６ａを有する成型治具としての基準板１６には、左右方向にコイル２ｃの幅と同じ間隔で、２本ずつ位置決めピン１１が設置されている。位置決めピン１１に、ボビン２ｄの位置決め用の孔２ｆを嵌合し、コイル２ｃ及びボビン２ｄを１列に並べて位置決めする。コイル２ｃ及びボビン２ｄの上部は、基準板１６の上方へ突出している。
【００１６】
コイル２ｃ同士を電気結線し、リード線２ｇを取付けた後、成型治具としての合せ板１７を基準板１６の凸部１６ａに重ね、締結ボルト１４を凸部１６ａのネジ穴１５にねじ込んで基準板１６と合せ板１７とを締結する。凹部としてのＵ字溝２ｎが形成された取付部２ｂにコイル２ｃ及びボビン２ｄの上部を挿し込み、取付部２ｂの両下端部を基準板１６及び合せ板１７の上端部に固定し、矩形に形成された成型治具としての底板の上面を基準板１６及び合せ板１７の下端部に固定して成型治具を組立てる。基準板１６、合せ板１７、取付部２ｂ及び底板１２の接合部の隙間をシール材でシールする。
【００１７】
図４−１に示すように、ボビン２ｄは、両側の凸部２ｅの表面を、基準板１６及び合せ板１７の内壁に当接させ、コイル２ｃ及びボビン２ｄと基準板１６及び合せ板１７との間には、凸部２ｅの突出量分の隙間が形成されている。取付部２ｂの側壁は、一方が厚く他方が薄く形成されていて、薄く形成された側壁とコイル２ｃ及びボビン２ｄとの間の隙間は大きくなっている。
【００１８】
図４−２に示すように、取付部２ｂの２ヶ所に設けた注入口１３（図３参照）から樹脂を注型し、Ｕ字溝２ｎ内と、コイル２ｃ及びボビン２ｄと成型治具の内壁との間に形成された隙間全てに樹脂を充填して固化させ、コイル２ｃ及びボビン２ｄを被覆して取付部２ｂに固着させ、電機子２（電機子巻線部２ａ）を樹脂一体成型する。図４−３に示すように成型治具を取外すと、図５に示すようなＴ字形の電機子２が成型される。コイル２ｃは、ボビン２ｄに巻装されているので、樹脂の注型圧力によりコイル２ｃが変形するようなことはない。樹脂材料としては、エポキシ樹脂等の合成樹脂を用いる。
【００１９】
図５に示すように、ボビン２ｄの凸部２ｅの表面が樹脂被覆された電機子巻線部２ａの表面に露出しているので、ボビン２ｄを、アルミニウム等の非磁性・高伝熱材で製作することにより、電機子２の放熱効率を高めることができる。
【００２０】
実施の形態２．
図６は、本発明にかかるリニアモータの実施の形態２の電機子４を示す斜視図であり、図７は、コイル４ｃの斜視図であり、図８は、電機子４の成型治具を示す分解斜視図であり、図９−１は、成型治具を組立てた状態を示す断面図であり、図９−２は、成型治具内に樹脂２０を注型した状態を示す断面図であり、図９−３は、成型治具を取外した状態を示す断面図である。
【００２１】
図６に示すように、実施の形態２の電機子４は、複数のコイル４ｃを１列に配列し樹脂で板状に被覆成型した電機子巻線部４ａを垂直にして、下側に凹部２ｎが形成された直方体状の取付部２ｂに樹脂一体成形し、全体をＴ字形に成型している。図示はしないが、取付部２ｂには、他の部材としての搬送器等が取付けられ、電機子４の電磁駆動により搬送される。
【００２２】
電機子４の電機子巻線部４ａは、図１に示すＵ字溝状の界磁部３の溝内に挿し込まれ、２列の永久磁石３ａとの間には、それぞれ所定のギャップが設けられている。電機子巻線部４ａの下端部両側には、電機子巻線部４ａの全長に亘ってガイドプレート１８が固着される。ガイドプレート１８は、樹脂注型時にコイル４ｃを挟み込み、その取付位置を保持する役割を有している。また、ガイドプレート１８は、アルミニウム等の金属材料にすることにより、電機子４の放熱に寄与する。取付部２ｂは、界磁部３の２本のレール状の上端部に所定のギャップを有して対向するように配置される。
【００２３】
図７に示すように、電機子巻線部４ａを構成するコイル４ｃは、略矩形厚板状のボビン４ｄに、ボビン４ｄと同じ厚さに巻装されている。ボビン４ｄには、互いに離間する２個の位置決め用の孔２ｆが形成されている。ボビン４ｄには、図２−１に示すボビン２ｄの凸部２ｅのような凸部は形成されていない。
【００２４】
図８に、電機子４を樹脂一体成型する成型治具を示す。成型治具としての基準板２６の上下方向の中央部には、左右方向の段部２６ａが形成され、段部２６ａには、左右方向にコイル４ｃの幅と同じ間隔で、２個ずつの位置決め孔２６ｂが設けられ、位置決め孔２６ｂには、段付ピン２１が挿入されている。段付ピン２１に、ボビン４ｄの位置決め用の孔２ｆを嵌合し、コイル４ｃ及びボビン４ｄを１列に並べて固定する。コイル４ｃ及びボビン４ｄの上部及び下部は、段部２６ａの上方及び下方へ突出している。前述のガイドプレート１８は、コイル４ｃ及びボビン４ｄの下部を挟むようにして段部２６ａの下側角部に配置される。
【００２５】
コイル４ｃ同士を電気結線し、リード線２ｇを取付けた後、凹部としてのＵ字溝２ｎが形成された取付部２ｂは、コイル４ｃ及びボビン４ｄの上部を挿し込むようにして、段部２６ａの上側角部に配置される。図９−１に示すように、取付部２ｂの側壁は、一方が厚く他方が薄く形成されていて、薄く形成された側壁とコイル４ｃ及びボビン４ｄとの間の隙間は大きくなっている。薄く形成された側壁にボルトの頭が通る通し孔２ｈを設け、厚く形成された側壁にネジ孔２ｉを設け、コイル４ｃ及びボビン４ｄの両側に絶縁スペーサ３１を当て、通し孔２ｈ、絶縁スペーサ３１及びボビン４ｄの上部に設けた通し孔を通してボルト４０をネジ穴２ｉにねじ込んでコイル４ｃ及びボビン４ｄを取付部２ｂに締結する。
【００２６】
図９−１に示すように、コイル４ｃ及びボビン４ｄは、絶縁スペーサ３１、段付ピン２１の段部及びガイドプレート１８により支持されて、基準板２６との間の隙間が形成されている。基準板２６の反対側から、成型治具としての合せ板２７をコイル４ｃ及びボビン４ｄに重ねる。合せ板２７の上下方向の中央部には、左右方向の段部２７ａが形成され、取付部２ｂの薄く形成された側壁が段部２７ａの上側角部に配置され、ガイドプレート１８の他方が、コイル４ｃ及びボビン４ｄの下部を挟むようにして段部２７ａの下側角部に配置される。合せ板２７とコイル４ｃ及びボビン４ｄとの間にも隙間が形成されている。
【００２７】
矩形に形成された成型治具としての底板２２を下方から基準板２６と合せ板２７の間に挿入してガイドプレート１８の下側に当て、成型治具としてのＨ形の２枚の側板２８を、基準板２６及び合せ板２７の左右端部に当て、締結ボルト１４をネジ穴１５にねじ込んで成形治具を組立てる。合せ板２７の下部に設けたネジ穴２７ｂに押えボルト２４をねじ込み、ガイドプレート１８を基準板２６に押えつける。
【００２８】
この状態で段付ピン２１を抜き、代わりに封止ピン９を位置決め孔２６ｂに挿入し位置決め孔２６ｂを封止する。基準板２６、合せ板２７、取付部２ｂ、底板２２及び側板２８の接合部の隙間をシール材でシールする。
【００２９】
図９−２に示すように、取付部２ｂの２ヶ所に設けた注入口１３（図８参照）から樹脂２０を注型し、Ｕ字溝２ｎ内と、コイル４ｃ及びボビン４ｄと成型治具の内壁との間に形成された隙間全てに樹脂２０を注型して固化させ、コイル４ｃ及びボビン４ｄをモールドして取付部２ｂに固着させ、電機子４（電機子巻線部４ａ）を樹脂一体成型する。図９−３に示すように成型治具を取外すと、図６に示すようなＴ字形の電機子４が成型される。コイル４ｃは、ボビン４ｄに巻装されているので、樹脂の注型圧力によりコイル４ｃが変形するようなことはない。電機子巻線部４ａでは、ボビン４ｄの位置決め用の孔２ｆは、樹脂２０で塞がれる。実施の形態２の電機子巻線部４ａは、コイル４ｃ及びボビン４ｄの全面が樹脂２０で覆われ、ボビン４ｄや位置決め用の孔２ｆが露出しないので意匠性に優れている。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明にかかるリニアモータは、小形軽量、高効率を要求されるリニアモータに適している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明にかかるリニアモータの実施の形態１を示す全体斜視図である。
【図２−１】コイルの斜視図である。
【図２−２】コイルの側面図である。
【図３】電機子の成型治具を示す分解斜視図である。
【図４−１】成型治具を組立てた状態を示す断面図である。
【図４−２】成型治具内に樹脂を注入した状態を示す断面図である。
【図４−３】成型治具を取外した電機子の状態を示す断面図である。
【図５】成型された電機子を示す斜視図である。
【図６】本発明にかかるリニアモータの実施の形態２の電機子を示す斜視図である。
【図７】コイルの斜視図である。
【図８】電機子の成型治具を示す分解斜視図である。
【図９−１】成型治具を組立てた状態を示す断面図である。
【図９−２】成型治具内に樹脂を注入した状態を示す断面図である。
【図９−３】成型治具を取外した電機子の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  リニアモータ
２，４  電機子
２ａ，４ａ  電機子巻線部
２ｂ  取付部
２ｃ，４ｃ  コイル
２ｄ，４ｄ  ボビン
２ｅ  凸部
２ｆ  位置決め用の孔
２ｎ  Ｕ字溝（凹部）
３  界磁部
３ａ  永久磁石（磁石）
１１  位置決めピン
１２，２２  底板（成型治具）
１６，２６  基準板（成型治具）
１７，２７  合せ板（成型治具）
２０  樹脂
２１  段付ピン
２８  側板（成型治具）
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図９−３】
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