(57)【要約】【課題】  永久磁石を搭載する金属板および封止樹脂の厚さが薄くても、永久磁石を搭載する金属板の可動子が移動する方向の長さが長くても、反りが小さくて、平面性に優れたリニアモータ用固定子と、この固定子を用いたリニアモータとを得る。【解決手段】  金属板２と、この金属板２の表面に、間隔をあけて且つ交互に磁極が異なるようにして平行に並べられ固定された複数の永久磁石３と、この永久磁石３を封止する樹脂４とを備えたリニアモータ用固定子であって、封止する樹脂４として、使用温度範囲でゴム状である樹脂を用いる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板と、この金属板の同じ表面に、間隔をあけて且つ交互に磁極が異なるようにして平行に並べられ固定された複数の永久磁石と、この永久磁石を封止する樹脂とを備えたリニアモータ用固定子であって、上記封止する樹脂が使用温度範囲でゴム状であることを特徴とするリニアモータ用固定子。
【請求項２】
上記樹脂は、硬化完了後の25℃での硬度（ＪＩＳ）がＡ−８０以下である樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ用固定子。
【請求項３】
上記樹脂は、樹脂内に可塑剤など高温で飛散するような成分が１０％以上含有しない樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載のリニアモータ用固定子。
【請求項４】
ステージと、このステージに載置された請求項１ないし３のいずれかに記載のリニアモータ用固定子と、上記リニアモータ用固定子に対向し、上記ステージの長手方向に往復移動自在に配設された可動子とを備えてなるリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リニアモータ用固定子、特に、金属板に複数の永久磁石が配列されたリニアモータ用固定子と、この固定子を用いた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における固定子は、複数の永久磁石が、交互に磁極が異なるようにして平行に並べ、且つ所定の間隔をあけて金属平板上に固定された構造をしている。これら永久磁石の金属平板への固定には、接着剤が用いられ、さらに接着された永久磁石の周縁がモールド樹脂でモールドされている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来のリニアモータ用固定子では、リニアモータの組み立て時や使用時において、金属平板表面上に突出している永久磁石の破損を防止するため、樹脂で封止されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６９４９０号公報（第２−３頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リニアモータは、高精度の位置決め装置に使用されており、リニアモータ用固定子には高い平面度が要求される。しかし、リニアモータ用固定子を形成する、金属板と永久磁石と封止樹脂とは線膨張係数が異なるので、金属板上に永久磁石を固定し、この金属板上の永久磁石を加熱硬化型の樹脂で封止した場合、リニアモータ用固定子を封止樹脂の硬化温度から室温に戻す時に反りが発生する。
しかも、リニアモータの小形化・軽量化を実現するため、永久磁石を搭載する金属板および封止樹脂の厚さが薄くなってきており、また、リニアモータの生産性向上のため、金属板になるべく多数の永久磁石を搭載する必要があり、リニアモータ用固定子に用いる金属板の可動子が移動する方向の長さが長くなってきており、リニアモータ用固定子の反りが大きくなるとの問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、永久磁石を搭載する金属板および封止樹脂の厚さが薄くても、永久磁石を搭載する金属板の可動子が移動する方向の長さが長くても、反りが小さくて、平面性に優れ、且つ長期信頼性に優れたリニアモータ用固定子と、この固定子を用いたリニアモータとを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のリニアモータ用固定子は、金属板と、この金属板の同じ表面に、間隔をあけて且つ交互に磁極が異なるようにして平行に並べられ固定された複数の永久磁石と、永久磁石を封止する樹脂とを備えたリニアモータ用固定子であって、上記樹脂として使用温度範囲でゴム状である樹脂を用いたものである。
【０００７】
またこの発明のリニアモータ用固定子は、上記樹脂を、硬化完了後の25℃での硬度（ＪＩＳ）がＡ−８０以下である樹脂としたものである。
【０００８】
またこの発明のリニアモータ用固定子は、前記樹脂を、樹脂内に可塑剤など高温で飛散するような成分が１０％以上含有しない樹脂としたものである。
【０００９】
またこの発明のリニアモータは、ステージと、このステージに載置された上記リニアモータ用固定子と、上記リニアモータ用固定子に対向し、上記ステージの長手方向に往復移動自在に配設された可動子とを備えてなるものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、金属板および封止樹脂の厚さが薄く薄肉であるとともに、長さが長くても、反りやうねりが小さく平面性に優れたリニアモータ用固定子を得ることができる。
【００１１】
またこの発明によれば、樹脂内に可塑剤など高温で飛散するような成分が１０％以上含有しないので、製品運転時の温度によってこれら飛散物が飛散して樹脂の収縮や硬度の上昇を引き起こし、クラック発生の原因となるようなこともない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるリニアモータ用固定子の横断面模式図（ａ）上面模式図（ｂ）および側面断面図（ｃ）である。上面模式図（ｂ）には、封止樹脂の一部が取り除かれ、金属板と永久磁石が見える状態も示している。
図１に示すように、リニアモータ用固定子（固定子と略記する）１は、長尺の金属板２と、この金属板２の表面に設けられた永久磁石３と封止樹脂４とから形成されている。
永久磁石３は、金属板２の長手方向に対して略垂直な方向に沿って複数のものが、交互に磁極が異なるようにして平行に並べられ、且つ所定の間隔をあけて金属板２に設けられている。封止樹脂４は、永久磁石３と、永久磁石３が設けられた金属板２の表面とを、覆うようにして設けられている。
そして、固定子１は、単独または必要に応じて長手方向に接続して複数で用いられる。
【００１３】
本実施の形態で用いられる金属板２としては、加工性、入手性の点から、例えば鋼板が挙げられる。
また本実施の形態で用いられる永久磁石３としては、例えば、ネオジ磁石、フェライト磁石が挙げられるが、磁力が強いものであれば、特にこれらに限定されるものではない。
また本実施の形態で用いられる封止樹脂４は、本リニアモータが使用される使用温度範囲（例えば０°Ｃ〜１５０°Ｃ）でゴム状である樹脂である。
使用温度範囲でゴム状である樹脂として、具体的にはエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、熱可塑性エラストマーが挙げられる。使用温度範囲でゴム状でないと硬化完了後における熱歪による応力が増し、反りが大きくなる。このことを換言すると、ガラス転移温度が１０℃より高いと硬化完了後における熱歪による応力が増し、反りが大きくなる。
【００１４】
また本実施の形態で用いられる封止樹脂４は、硬化完了後の２５℃での硬度（ＪＩＳ）がＡ−８０以下であることが望ましい。硬度（ＪＩＳ）がＡ−８０より大きいと硬化時における硬化収縮による応力、あるいは硬化完了後の熱歪による応力が増大し、反りが大きくなる。
硬度（ＪＩＳ）がＡ−１０より小さいと金属板２や永久磁石３との接着強度が低く、硬化が完了しても表面のタック性に劣るなどの問題が生じる。
【００１５】
また本実施の形態で用いられる封止樹脂４は、樹脂内に可塑剤など高温で飛散するような成分が１０％以上含有しないことが望ましい。樹脂内に飛散成分が１０％以上含有すると製品運転時の温度によってこれら飛散物が飛散して樹脂の収縮や硬度の上昇を引き起こし、クラック発生の原因となる。
【００１６】
また本実施の形態で用いられる封止樹脂４には、低収縮化や、強度および弾性率向上のために無機物の粉末を配合することができる。
無機物の粉末としては、たとえば、溶融シリカ、結晶シリカ、カンラン石、ウォラストナイト、コージエライトもしくはフォルステライトなどのケイ酸塩化合物、アルミナ、水和アルミナ、水酸化アルミニウム、中空ガラスビーズ、ガラス繊維、酸化マグネシウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、タルク、チタン酸カリ繊維、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモン、無水石こう、硫酸バリウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウムまたはホウ酸アルミニウムなどの粉末が挙げられる。なお、無機物の粉末は、それぞれ単独で、または、任意に組み合わせて用いることができる。
【００１７】
次に、実施例を挙げて、この発明をさらに詳細に説明する。
実施例１．
リニアモータ用固定子１を構成する部材には、金属板２としてＳ４５Ｃ鋼板を、永久磁石３として、ネオジ磁石｛ＮＥＯＲＥＣ４２ＳＨ：ＴＤＫ（株）製｝を、封止樹脂４として、ウレタン樹脂｛SU-3600A/SU-3600B：サンユレック（株）製｝を用いる。表１に金属板２と永久磁石３の寸法を示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
リニアモータ用固定子１は以下のようにして作製される。４２個の永久磁石３を、金属板２の幅方向と平行にし、４ｍｍの間隔を設けて、金属板２に固定する。この時、両端にある永久磁石３は、金属板２の長手方向の各端部から２ｍｍの位置に設けられている。次に、永久磁石３を設けた金属板２を、この金属板２の周囲を囲う金型内に入れ、この金型内に、永久磁石３の上面から０．５ｍｍの高さまで封止樹脂４である上記ウレタン樹脂を注入し、８０℃で所定時間加熱して、上記ウレタン樹脂を硬化して、リニアモータ用固定子１を得る。
【００２０】
得られたリニアモータ用固定子１を２０℃で水平な定盤におき、定盤面と金属板２の下面との最大隙間を測定し、リニアモータ用固定子１の平面性を評価した。求められた最大隙間の値を、本実施例に用いた封止樹脂４のガラス転移温度（Ｔｇ）とＪＩＳ−Ａ硬度とともに表３に示した。
【００２１】
円筒型の樹脂塊を作製し、得られた樹脂塊を高温暴露し初期からの重量変化を評価した。図２は、得られた樹脂塊の横断面模式図（ａ）および上面模式図（ｂ）である。得られた樹脂塊の寸法を表２に示す。得られた重量変化を、本実施例に用いた封止樹脂４のガラス転移温度（Ｔｇ）とＪＩＳ−Ａ硬度とともに表３に示した。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
得られたリニアモータ用固定子１を高温暴露後、+100℃〜-20℃のヒートサイクルを5回繰り返し、クラック等の発生の有無を本実施例に用いた封止樹脂４のガラス転移温度（Ｔｇ）とＪＩＳ−Ａ硬度とともに表３に示した。
【００２４】
SUS  303の板を樹脂で接着し、引張りせん断強度を測定し、樹脂の接着強度を評価した。得られた接着強度を、本実施例に用いた封止樹脂４のガラス転移温度（Ｔｇ）とＪＩＳ−Ａ硬度とともに表３に示した。
【００２５】
実施例２.
封止樹脂４として、表３に示したようにウレタン樹脂{ MU-102A/MU102B：日本ペルノックス(株)}を用いた以外、実施例１と同様にして、リニアモータ用固定子１を得る。得られたリニアモータ用固定子１の平面性を実施例１と同様にして評価した。求められた最大隙間の値を、本実施例に用いた封止樹脂４のガラス転移温度（Ｔｇ）とＪＩＳ硬度とともに表３に示した。
【００２６】
実施例３.
封止樹脂４として、表３に示したようにエポキシ樹脂｛XM-2437/HY-690：日本ペルノックス(株)｝を用いた以外、実施例１と同様にして、リニアモータ用固定子１を得る。得られたリニアモータ用固定子１の平面性を実施例１と同様にして評価した。求められた最大隙間の値を、本実施例に用いた封止樹脂４のガラス転移温度（Ｔｇ）と硬度とともに表３に示した。
【００２７】
実施例４.
封止樹脂４として、表３に示したようにウレタン樹脂｛UF-110A/UF-110B：サンユレック（株）｝を用いた以外、実施例１と同様にして、リニアモータ用固定子１を得る。得られたリニアモータ用固定子１の平面性を実施例１と同様にして評価した。求められた最大隙間の値を、本実施例に用いた封止樹脂４のガラス転移温度（Ｔｇ）と硬度とともに表３に示した。
【００２８】
実施例５.
封止樹脂５として、表３に示したようにウレタン樹脂｛SU-3001A/SU-3001B：サンユレック（株）｝を用いた以外、実施例１と同様にして、リニアモータ用固定子１を得る。得られたリニアモータ用固定子１の平面性を実施例１と同様にして評価した。求められた最大隙間の値を、本実施例に用いた封止樹脂４のガラス転移温度（Ｔｇ）と硬度とともに表３に示した。
【００２９】
実施例６.
封止樹脂５として、表３に示したようにウレタン樹脂｛XN-2248/XY-2233-1：日本ペルノックス（株）｝を用いた以外、実施例１と同様にして、リニアモータ用固定子１を得る。得られたリニアモータ用固定子１の平面性を実施例１と同様にして評価した。求められた最大隙間の値を、本実施例に用いた封止樹脂４のガラス転移温度（Ｔｇ）と硬度とともに表３に示した。
【００３０】
比較例１.
封止樹脂６として、表３に示したように硬度ＪＩＳ  Ａ−８０以上かつ使用温度範囲でゴム状でないウレタン樹脂｛SU-1000A/SU-1000B：サンユレック（株）｝を用いた以外、実施例１と同様にして、リニアモータ用固定子１を得る。得られたリニアモータ用固定子１の平面性を実施例１と同様にして評価した。求められた最大隙間の値を、本実施例に用いた封止樹脂４のガラス転移温度（Ｔｇ）と硬度とともに表３に示した。
【００３１】
比較例２
封止樹脂７として、表３に示したように硬度ＪＩＳ  Ａ−８０以上かつ使用温度範囲でゴム状でないウレタンエポキシ樹脂｛XNR5002/XNH5002：ナガセケムテックス（株）｝を用いた以外、実施例１と同様にして、リニアモータ用固定子１を得る。得られたリニアモータ用固定子１の平面性を実施例１と同様にして評価した。求められた最大隙間の値を、本実施例に用いた封止樹脂４のガラス転移温度（Ｔｇ）と硬度とともに表３に示した。
【００３２】
表３の実施例に示すように、使用温度範囲でゴム状である封止樹脂を用いると金属板および封止樹脂の厚さが薄く、薄肉で長さが長くても、反りやうねりが小さく平面性に優れたリニアモータ用固定子を得ることができる。これらのリニアモータ用固定子を用いると、薄肉で長尺のリニアモータが実現できる。
【００３３】
【表３】
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【産業上の利用可能性】
【００３４】
この発明に係るリニアモータ用固定子は、金属板に複数の永久磁石が配列された固定子を備えたリニアモータに使用されるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施の形態１におけるリニアモータ用固定子の横断面模式図（ａ）、上面模式図（ｂ）および側面断面図（ｃ）である。
【図２】この発明の実施の形態１における、樹脂の高温暴露による重量変化評価で用いた樹脂塊の横断面模式図（ａ）および上面模式図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００３６】
１  リニアモータ用固定子、２  金属板、３  永久磁石、４  封止樹脂
【図１】
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【図２】
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