(57)【要約】【課題】中実状の永久磁石を用いた往復動ロッドの組み立てを容易に行うことが可能なリニアモータ、およびその往復動ロッドの製造方法を提供することにある。【解決手段】一端部に突出軸部１４が固定され他端部に環状部材１５が固定されたパイプ１３内に、組立治具４０の磁石案内孔４１から複数の中実状の永久磁石１８を挿入する。そして、挿入工具４４により磁気反発力に抗してねじ軸部材１６を環状部材１５に挿入するとともに、挿入工具４４の回転によりねじ軸部材１６を環状部材１５にねじ結合し、複数の永久磁石１８を端面相互が突き当てられた状態の磁石組立体１７に締結することで、リニアモータの往復動ロッド１１を組み立てる。【選択図】図６
2011193641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容ケースに往復動自在に装着された往復動ロッドを前記収容ケースの一端部から突出させて軸方向に往復動するリニアモータであって、
前記往復動ロッドを囲むように前記収容ケースに複数のコイルからなるコイル組立体を設け、
一端部に突出軸部が固定されたパイプと、当該パイプの他端部に固定された環状部材と、前記パイプに配置される組立治具に設けられた磁石案内孔から前記パイプ内に複数の中実状の永久磁石を同極性の端面を相互に対向させて挿入した状態のもとで、挿入工具により磁気反発力に抗して前記環状部材に挿入されるとともに前記挿入工具の回転により前記環状部材にねじ結合され複数の前記永久磁石を端面相互が突き当てられた状態の磁石組立体に締結するねじ軸部材とにより前記往復動ロッドを形成し、
前記磁石組立体と前記コイル組立体との電磁気力により、前記往復動ロッドを軸方向に往復動することを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
請求項１記載のリニアモータにおいて、前記コイルは前記永久磁石の半分の軸方向長さに形成されていることを特徴とするリニアモータ。
【請求項３】
請求項１または２記載のリニアモータにおいて、前記往復動ロッドが突出限位置まで移動したときに前記環状部材の一端面と隙間を隔てて対向するストッパを前記収容ケースに設け、前記往復動ロッドが後退限位置まで移動したときに前記環状部材の他端面と隙間を隔てて対向するカバーを前記収容ケースの他端部に設けたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項４】
請求項３記載のリニアモータにおいて、前記環状部材の両端面にそれぞれ緩衝部材を設けることを特徴とするリニアモータ。
【請求項５】
請求項３または４記載のリニアモータにおいて、前記環状部材にシール材を装着して前記収容ケース内を摺動するピストンを形成し、圧力流体が供給されて前記往復動ロッドを前記突出限位置に向けて移動させる前進用流体室を前記ピストンと前記カバーとの間で形成するとともに、圧力流体が供給されて前記往復動ロッドを前記後退限位置に向けて移動させる後退用流体室を前記ピストンと前記ストッパとの間で形成することを特徴とするリニアモータ。
【請求項６】
請求項５記載のリニアモータにおいて、前記磁石組立体と前記コイル組立体との電磁気力と、圧力流体により前記ピストンに加えられる推力とによって、前記往復動ロッドを軸方向に往復動することを特徴とするリニアモータ。
【請求項７】
請求項５記載のリニアモータにおいて、前記往復動ロッドが縦方向に往復動する場合に、圧力流体により前記ピストンに加えられる推力と前記往復動ロッドの自重、または圧力流体により前記ピストンに加えられる推力と前記往復動ロッドの自重および前記往復動ロッドに掛かる負荷荷重とが平衡状態となるように、前記各流体室に圧力流体を供給することを特徴とするリニアモータ。
【請求項８】
一端部に突出軸部が固定されたパイプと、当該パイプの他端部に固定された環状部材と、前記環状部材にねじ結合されるねじ軸部材とを有する往復動ロッドの製造方法であって、
前記パイプに配置される組立治具に設けられた磁石案内孔から前記パイプ内に複数の中実状の永久磁石を同極性の端面を相互に対向させて挿入する工程と、
挿入工具により磁気反発力に抗して前記ねじ軸部材を前記環状部材に挿入するとともに、前記挿入工具の回転により前記ねじ軸部材を前記環状部材にねじ結合し、複数の前記永久磁石を端面相互が突き当てられた状態の磁石組立体に締結する工程とを有することを特徴とする往復動ロッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
往復動ロッドが軸方向に往復動するリニアモータおよび往復動ロッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータは、高速駆動が可能であるとともに位置決め精度が高いため、例えば、工業製品の生産ラインや組立ラインにおける位置決め装置や搬送装置などの駆動源として用いられている。シャフトタイプのリニアモータは、複数の永久磁石を直線方向に並べて形成される磁石組立体と、磁石組立体を囲むように複数の円筒状のコイルを直線方向に並べて形成されるコイル組立体とを有している。複数の永久磁石は同極性の端面を相互に対向させて配置され、端面相互を突き当てて磁石組立体を形成している。そして、コイル組立体の各コイルに通電することで磁石組立体とコイル組立体との電磁気力により、磁石組立体とコイル組立体とを直線方向に相対駆動するようになっている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、可動子側の往復動ロッドに磁石組立体が取り付けられ、固定子側の収容ケースにコイル組立体が装着されたロッド式のリニアモータが記載されている。また、特許文献２，３には、固定子側の固定ロッドに磁石組立体が取り付けられ、可動子側の往復動テーブルにコイル組立体が装着されたテーブル式のリニアモータが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８６１４４号公報
【特許文献２】特開平１０−３１３５６６号公報
【特許文献３】特開２００７−１７４８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献２に記載されるリニアモータでは、以下のような工程により固定ロッドが組み立てられている。まず、パイプ内に配置されたセンター軸の一端部をブラケットにねじ結合し、センター軸の他端側から複数の円筒状の永久磁石を通してパイプ内に各永久磁石を挿入する。続いて、センター軸の他端部にナットをねじ結合し、ナットとブラケットとの間で複数の永久磁石を締め付けることにより、磁気反発力に抗して複数の永久磁石の同極性の端面が突き当てられてパイプ内に磁石組立体が形成される。
【０００６】
また、特許文献３に記載されるリニアモータでは、まず、パイプ内に配置されたセンター軸に複数の円筒状の永久磁石を通してパイプ内に各永久磁石を挿入し、その両端側にエンドキャップをそれぞれ挿入する。続いて、センター軸の両端部にナットをそれぞれねじ結合し、一対のナットの間でエンドキャップを介して複数の永久磁石を締め付けることにより、磁気反発力に抗して複数の永久磁石の同極性の端面が突き当てられてパイプ内に磁石組立体が形成される。そして、磁石組立体の両端側にそれぞれ配置されたエンドキャップとパイプとをカシメにより固定した後に、ナットを外してセンター軸を引き抜くことにより、固定ロッドが組み立てられている。
【０００７】
このようにパイプ内に配置されたセンター軸を用いる場合には、各永久磁石を円筒状に形成する必要がある。円筒状の永久磁石は中実状の永久磁石に比べて磁力が小さいため、中実状の永久磁石を用いた場合に比べてリニアモータの推力が低下することとなる。そこで、特許文献３の図５に示されるように、センター軸を用いないで複数の中実状の永久磁石により磁石組立体を形成するようにしたものもある。しかしながら、この場合には、エンドキャップを介して複数の永久磁石をパイプ内に押圧した状態で、エンドキャップとパイプとをカシメにより固定するようにしており、組立作業が煩雑である。すなわち、エンドキャップを軸方向内側に押し付けた状態でエンドキャップとパイプとをカシメにより固定するため、押圧治具とカシメ機とが干渉したり、各永久磁石の端面相互が確実に突き当てられていない状態で固定されたりするおそれがある。
【０００８】
本発明の目的は、中実状の永久磁石を用いた往復動ロッドを有するリニアモータにおいて、その往復動ロッドの組立を容易にすることにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、往復動ロッドの軸方向への移動を規制して往復動ロッドの落下を防止し、さらには、その際の往復動ロッドの衝撃を緩和することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、リニアモータの推力を向上することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、コイルへの通電停止時に往復動ロッドが自重落下するのを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のリニアモータは、収容ケースに往復動自在に装着された往復動ロッドを前記収容ケースの一端部から突出させて軸方向に往復動するリニアモータであって、前記往復動ロッドを囲むように前記収容ケースに複数のコイルからなるコイル組立体を設け、一端部に突出軸部が固定されたパイプと、当該パイプの他端部に固定された環状部材と、前記パイプに配置される組立治具に設けられた磁石案内孔から前記パイプ内に複数の中実状の永久磁石を同極性の端面を相互に対向させて挿入した状態のもとで、挿入工具により磁気反発力に抗して前記環状部材に挿入されるとともに前記挿入工具の回転により前記環状部材にねじ結合され複数の前記永久磁石を端面相互が突き当てられた状態の磁石組立体に締結するねじ軸部材とにより前記往復動ロッドを形成し、前記磁石組立体と前記コイル組立体との電磁気力により、前記往復動ロッドを軸方向に往復動することを特徴とする。
【００１３】
本発明のリニアモータは、前記コイルは前記永久磁石の半分の軸方向長さに形成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明のリニアモータは、前記往復動ロッドが突出限位置まで移動したときに前記環状部材の一端面と隙間を隔てて対向するストッパを前記収容ケースに設け、前記往復動ロッドが後退限位置まで移動したときに前記環状部材の他端面と隙間を隔てて対向するカバーを前記収容ケースの他端部に設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明のリニアモータは、前記環状部材の両端面にそれぞれ緩衝部材を設けることを特徴とする。
【００１６】
本発明のリニアモータは、前記環状部材にシール材を装着して前記収容ケース内を摺動するピストンを形成し、圧力流体が供給されて前記往復動ロッドを前記突出限位置に向けて移動させる前進用流体室を前記ピストンと前記カバーとの間で形成するとともに、圧力流体が供給されて前記往復動ロッドを前記後退限位置に向けて移動させる後退用流体室を前記ピストンと前記ストッパとの間で形成することを特徴とする。
【００１７】
本発明のリニアモータは、前記磁石組立体と前記コイル組立体との電磁気力と、圧力流体により前記ピストンに加えられる推力とによって、前記往復動ロッドを軸方向に往復動することを特徴とする。
【００１８】
本発明のリニアモータは、前記往復動ロッドが縦方向に往復動する場合に、圧力流体により前記ピストンに加えられる推力と前記往復動ロッドの自重、または圧力流体により前記ピストンに加えられる推力と前記往復動ロッドの自重および前記往復動ロッドに掛かる負荷荷重とが平衡状態となるように、前記各流体室に圧力流体を供給することを特徴とする。
【００１９】
本発明の往復動ロッドの製造方法は、一端部に突出軸部が固定されたパイプと、当該パイプの他端部に固定された環状部材と、前記環状部材にねじ結合されるねじ軸部材とを有する往復動ロッドの製造方法であって、前記パイプに配置される組立治具に設けられた磁石案内孔から前記パイプ内に複数の中実状の永久磁石を同極性の端面を相互に対向させて挿入する工程と、挿入工具により磁気反発力に抗して前記ねじ軸部材を前記環状部材に挿入するとともに、前記挿入工具の回転により前記ねじ軸部材を前記環状部材にねじ結合し、複数の前記永久磁石を端面相互が突き当てられた状態の磁石組立体に締結する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、組立治具の磁石案内孔からパイプ内に複数の中実状の永久磁石を挿入した状態で、挿入工具により磁気反発力に抗してねじ軸部材を環状部材に挿入してねじ結合することによって、複数の永久磁石を磁石端面が相互に突き当てられた状態の磁石組立体に締結するようにしたので、中実状の永久磁石を用いた往復動ロッドの組み立てを容易に行うことが可能となる。
【００２１】
本発明によれば、往復動ロッドのストローク両端において環状部材の端面が隙間を隔てて対向するストッパおよびカバーを設けたので、各コイルへの通電が停止された場合や往復動ロッドに掛かる負荷が大きすぎたり往復動ロッドに異常な負荷が掛かったりした場合などには、環状部材の端面がストッパまたはカバーに当接されて、往復動ロッドの軸方向への移動が規制される。したがって、往復動ロッドが収容ケースから落下したり、往復動ロッドにより駆動されるワークがワーク台から落下したりすることが防止される。さらには、環状部材の両端面にそれぞれ緩衝部材を設けるようにしたので、環状部材の端面がストッパまたはカバーに当接する際の往復動ロッドの衝撃が緩和される。
【００２２】
本発明によれば、磁石組立体とコイル組立体との電磁気力と、圧力流体によりピストンに加えられる推力とによって往復動ロッドを軸方向に往復動するようにしたので、リニアモータの推力を向上させることができる。
【００２３】
本発明によれば、往復動ロッドが縦方向に往復動する場合に、圧力流体によりピストンに加えられる推力と往復動ロッドの自重、または圧力流体によりピストンに加えられる推力と往復動ロッドの自重および往復動ロッドに掛かる負荷荷重とが平衡状態となるように、各流体室に圧力流体を供給するようにしたので、往復動ロッドやそれに連結される被駆動部材の自重をキャンセルすることができ、停電時に往復動ロッドが自重落下することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態であるリニアモータの断面図である。
【図２】図１に示すリニアモータの平面図である。
【図３】図１に示すリニアモータの底面図である。
【図４】図１に示すリニアモータの左側面図である。
【図５】図１に示すリニアモータの右側面図である。
【図６】往復動ロッドの組立工程を示す説明図である。
【図７】往復動ロッドの変形例を示す図１に対応する断面図である。
【図８】往復動ロッドの他の組立方法を示す図６に対応する説明図である。
【図９】本発明の他の実施形態であるリニアモータの断面図である。
【図１０】空気圧回路の変形例を示す図９に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。このモータ１０は、図１に示すように、往復動ロッド１１をその軸方向つまり直線方向に一定のストロークで往復動するロッド式のリニアモータである。モータ１０は、軸方向に延びる可動子としての往復動ロッド１１と、往復動ロッド１１を往復動自在に装着する固定子としての収容ケース１２とを有している。
【００２６】
往復動ロッド１１は、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性体材料により形成されたパイプ１３を備えている。パイプ１３は往復動ロッド１１の軸方向に延びる薄肉円筒形状をしており、その両端側に開口して形成されている。パイプ１３の一端部には、ジュラルミン等の非磁性体材料により形成された突出軸部１４が固定されている。略円柱形状に形成された突出軸部１４は、その他端側をパイプ１３内に組み入れた状態でパイプ１３の一端部にカシメにより固定されており、パイプ１３の一端側が突出軸部１４により閉塞されている。突出軸部１４の一端面には、図示しない被駆動部材を往復動ロッド１１に連結するための連結孔１４ａが形成されている。この連結孔１４ａに締結されるねじ部材により被駆動部材が往復動ロッド１１に連結されて、被駆動部材が往復動ロッド１１とともに軸方向に往復動されるようになっている。
【００２７】
また、パイプ１３の他端部には、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性体製の環状部材１５が溶接により固定されている。環状部材１５は、その外径がパイプ１３の外径よりも大きく形成されるとともに、その内径がパイプ１３の内径よりも僅かに大きく形成されており、パイプ１３は環状部材１５を介して他端側に開口している。この環状部材１５の内周面には雌ねじ部１５ａが形成されている。
【００２８】
パイプ１３の他端部には、環状部材１５を介してねじ軸部材１６がねじ固定されている。ねじ軸部材１６はアルミ合金等の非磁性体材料により形成されており、環状部材１５の雌ねじ部１５ａにねじ結合される雄ねじ部１６ａと、雄ねじ部１６ａからパイプ１３の一端側に延びる押付部１６ｂとを備える段付き円筒形状をしている。ねじ軸部材１６は環状部材１５の内部に挿入されて環状部材１５にねじ結合されており、ねじ軸部材１６の押付部１６ｂがパイプ１３の内部に差し込まれている。このねじ軸部材１６の軸心には軸方向に貫通する貫通孔１６ｃが形成され、ねじ軸部材１６の他端面には径方向に延びる係合溝１６ｄが形成されている。
【００２９】
これら突出軸部１４とねじ軸部材１６との間に位置して、パイプ１３の内部には磁石組立体１７が設けられている。磁石組立体１７は、軸方向に着磁された複数の中実状（円柱形状）の永久磁石１８を備えており、相互に磁極の向きを逆向きにした複数の永久磁石１８を交互に軸方向に並べて配置している。そして、これら複数の永久磁石１８の相互に対向する同極性の磁石端面に作用する磁気反発力に抗して、複数の永久磁石１８が突出軸部１４とねじ軸部材１６との間で締め付けられることにより、その磁石端面を相互に突き当てて磁石組立体１７が形成されている。つまり、等しい軸方向長さに形成された複数の永久磁石１８は、磁気反発力に抗して同極性となる磁石端面を相互に突き当てた状態で締結されて、磁石組立体１７を成している。これにより、各永久磁石１８の相互に突き当てられた磁石端面の近傍で半径方向に磁束が集中し、半径方向に高い磁束密度（径方向集中磁束）が生じている。なお、このように磁石組立体１７を複数の中実状の永久磁石１８により形成したので、複数の円筒状の永久磁石により磁石組立体を形成するようにした場合に比べて、磁石組立体１７に生じる磁束密度を大きくすることができ、モータ１０の推力の向上が図られている。
【００３０】
一方、アルミ合金等の非磁性体製の収容ケース１２は、往復動ロッド１１の軸方向に延びる断面略長方形の筒形状をしており、その軸心には軸方向に貫通する段付きのコイル収容孔２０が形成されている。コイル収容孔２０の内周面には、収容ケース１２の一端側に位置させてコイル組立体２１が設けられている。コイル組立体２１は、各永久磁石１８のほぼ半分の軸方向長さに形成された複数の円筒状のコイル２２を備えており、非磁性体製のスペーサ２３を介して複数のコイル２２のコイル端面を相互に突き当てて軸方向に並べて形成されている。各コイル２２は非磁性体製の薄肉円筒状のボビン２４の外周面に巻装されており、ボビン２４の内周面はパイプ１３の外周面に僅かな隙間を介してパイプ１３と対向している。つまり、コイル組立体２１の各コイル２２は往復動ロッド１１に設けられた磁石組立体１７を取り囲むように配置されている。また、コイル組立体２１の外周側には、鉄などの強磁性体材料により形成されたアウタシールド２５が設けられている。このアウタシールド２５により、各コイル２２に形成される半径方向の磁束が収容ケース１２の外部に漏れない様に遮蔽されている。
【００３１】
コイル組立体２１の各コイル２２は、収容ケース１２に設けられたコネクタ２８に電気的に接続されている。このコネクタ２８を介してコイル組立体２１の各コイル２２に通電することで、相互に隣接するコイル端面が同極性となるような磁極が各コイル２２に形成される。これにより、各コイル２２の相互に隣接するコイル端面の近傍で半径方向に磁束が集中し、半径方向に高い磁束密度（径方向集中磁束）が生じることとなる。そして、磁石組立体１７とコイル組立体２１との電磁気力により、往復動ロッド１１を収容ケース１２の一端部から突出させて軸方向に往復動するようになっている。
【００３２】
この往復動ロッド１１のストロークは、磁石組立体１７の軸方向長さとコイル組立体２１の軸方向長さとの関係で設定され、往復動ロッド１１が軸方向に移動する際に磁石組立体１７とコイル組立体２１とが対向する軸方向範囲が往復動ロッド１１のストロークとなる。つまり、磁石組立体１７の軸方向長さとコイル組立体２１の軸方向長さとの差により、往復動ロッド１１のストロークが設定されている。
【００３３】
コイル組立体２１の両端側に位置させて、コイル収容孔２０の内周面には樹脂製の軸受２９，３０が設けられている。軸受２９，３０は、アルミ合金等の非磁性体材料により形成された軸受ハウジング２９ａ，３０ａにそれぞれ固定されている。これら軸受ハウジング２９ａ，３０ａおよびボビン２４は、コイル収容孔２０の一端部にねじ結合されて往復動ロッド１１が貫通される環状の締結部材３１と、コイル収容孔２０の内周面に内方に突出して形成されたストッパ３２との間で固定されている。軸受２９，３０はパイプ１３の外周面に摺接されており、往復動ロッド１１は軸受２９，３０を介して収容ケース１２に往復動自在に支持されている。
【００３４】
また、コイル収容孔２０の内周面には、収容ケース１２の他端側に位置させてガイド孔３３が形成されている。ガイド孔３３の径は環状部材１５の外径よりも大きく形成されており、往復動ロッド１１の往復動に伴って環状部材１５がガイド孔３３内を往復動する。このガイド孔３３は、コイル収容孔２０の他端部に設けられてコイル収容孔２０の他端側を閉塞するカバー３４とストッパ３２との間で形成されており、ガイド孔３３の軸方向長さは往復動ロッド１１のストロークよりも僅かに大きく形成されている。すなわち、往復動ロッド１１が突出限位置まで移動したときには、環状部材１５の一端面がストッパ３２に所定の隙間を隔てて対向される。また、往復動ロッド１１が後退限位置まで移動したときには、環状部材１５の他端面がカバー３４に所定の隙間を隔てて対向される。このストッパ構造により、各コイル２２への通電が停止された場合や、往復動ロッド１１に掛かる負荷が大きすぎたり往復動ロッド１１に異常な負荷が掛かったりした場合などには、環状部材１５の端面がストッパ３２またはカバー３４に当接されて、往復動ロッド１１の軸方向への移動が規制される。したがって、往復動ロッド１１が収容ケース１２から落下したり、往復動ロッド１１により駆動されるワークがワーク台から落下したりすることが防止される。
【００３５】
なお、収容ケース１２の外周面には複数の取付孔が形成されており、当該取付孔に挿入されるねじ部材によりモータ１０が図示しない搬送装置等に装着されるようになっている。また、収容ケース１２の外周面には、収容ケース１２の軸方向に沿ってセンサ溝１２ａが形成されており、往復動ロッド１１の位置を検出するための図示しないセンサをセンサ溝１２ａに取付可能となっている。
【００３６】
さらに、収容ケース１２の外周面には、収容ケース１２の軸方向に沿ってケーブル溝１２ｂが形成されており、コネクタ２８に電気的に接続されるケーブル３５がケーブル溝１２ｂ内に挿通されるようになっている。また、収容ケース１２の外周面には、軸方向と直交する方向に凹凸状となった放熱部１２ｃが軸方向に沿って形成されており、コイル２２の通電によって発生する熱を収容ケース１２の外部へ放出する際の放熱性が向上されている。
【００３７】
次に、往復動ロッド１１の製造方法について説明する。図６は往復動ロッドの組立工程を示す説明図である。往復動ロッド１１を組み立てる際には、パイプ１３の開口側つまり突出軸部１４とは反対側を上方に向けた状態で組立作業が行われる。
【００３８】
パイプ１３は、一端部に突出軸部１４が固定されてパイプ１３の一端側が閉塞されるとともに、他端部に環状部材１５が固定されてパイプ１３の他端側が環状部材１５を介して開口している。往復動ロッド１１を組み立てる際には、パイプ１３の他端側に非磁性材料からなる組立治具４０が配置される。組立治具４０はその軸心を貫通する磁石案内孔４１を備えた円筒形状をしており、磁石案内孔４１の径は永久磁石１８やねじ軸部材１６の雄ねじ部１６ａの外径よりも僅かに大きく形成されている。この組立治具４０とパイプ１３とは、磁石案内孔４１の内周面に形成された段差部４１ａと、組立治具４０の一端部にねじ結合される環状の締結具４２との間で環状部材１５が締め付けられることにより着脱自在に装着されている。そして、組立治具４０の磁石案内孔４１がパイプ１３の内部に連通されている。
【００３９】
まず、図６（Ａ）に示すように、組立治具４０の磁石案内孔４１からパイプ１３内に複数の中実状の永久磁石１８を挿入する。各永久磁石１８は同極性の磁石端面を相互に対向させた状態で挿入され、それぞれ対向する磁石端面に作用する磁気反発力により、相互に所定の間隔をあけて配置される。これにより、各永久磁石１８は、パイプ１３内から組立治具４０の磁石案内孔４１内にかけてほぼ等間隔に配置されることとなる。次に、これら複数の永久磁石１８よりも他端側に位置させて、組立治具４０の磁石案内孔４１内にねじ軸部材１６を挿入する。
【００４０】
また、パイプ１３内および組立治具４０の磁石案内孔４１内に複数の永久磁石１８とねじ軸部材１６とを挿入した後に、組立治具４０の他端部にカバー４３をねじ結合し、磁石案内孔４１の他端側をカバー４３により閉塞する。このカバー４３には、往復動ロッド１１の軸方向に延びる挿入工具４４が軸方向に移動自在に支持されている。挿入工具４４の一端側は組立治具４０の磁石案内孔４１内に挿通され、挿入工具４４の一端部には径方向に延びる係合部４４ａが設けられている。
【００４１】
続いて、図６（Ｂ）に示すように、挿入工具４４を組立治具４０の磁石案内孔４１内に押し入れて、挿入工具４４の一端部をねじ軸部材１６の貫通孔１６ｃ内に挿通するとともに、挿入工具４４の係合部４４ａとねじ軸部材１６の係合溝１６ｄとを係合する。これにより、挿入工具４４をさらに組立治具４０の磁石案内孔４１内に押し入れると、挿入工具４４と共にねじ軸部材１６が磁石案内孔４１に沿って一端側に移動される。そして、永久磁石１８にねじ軸部材１６の押付部１６ｂが突き当てられ、複数の永久磁石１８が磁気反発力に抗して磁石案内孔４１からパイプ１３内に押し込まれるようになっている。
【００４２】
図６（Ｃ）に示すように、ねじ軸部材１６の雄ねじ部１６ａが環状部材１５の雌ねじ部１５ａに当接する位置まで挿入工具４４が押し入れられると、ねじ軸部材１６の押付部１６ｂが環状部材１５内に挿入されて、その先端部がパイプ１３内に突出される。各永久磁石１８はねじ軸部材１６により一端側に押し付けられ、磁石端面に相互に作用する磁気反発力によって僅かな隙間をあけた状態でパイプ１３内に配置される。
【００４３】
この状態から、挿入工具４４を回転操作して、挿入工具４４の係合部４４ａとねじ軸部材１６の係合溝１６ｄとの係合によりねじ軸部材１６を一体に回転させ、ねじ軸部材１６の雄ねじ部１６ａを環状部材１５の雌ねじ部１５ａにねじ結合する。図６（Ｄ）に示すように、ねじ軸部材１６が環状部材１５にねじ結合されると、ねじ軸部材１６により各永久磁石１８がさらに一端側に押し付けられる。これにより、各永久磁石１８は磁気反発力に抗して磁石端面が相互に突き当てられ、パイプ１３内に磁石組立体１７が形成される。つまり、各永久磁石１８は、ねじ軸部材１６により磁石端面が相互に突き当てられた状態に締結され、磁石組立体１７を成している。最後に、パイプ１３から組立治具４０を取り外すことで、往復動ロッド１１の組立作業が完了する。
【００４４】
このように、組立治具４０の磁石案内孔４１からパイプ１３内に複数の中実状の永久磁石１８を挿入した状態で、挿入工具４４により磁気反発力に抗してねじ軸部材１６を環状部材１５に挿入してねじ結合することによって、複数の永久磁石１８を磁石端面が相互に突き当てられた状態の磁石組立体１７に締結するようにしたので、中実状の永久磁石１８を用いた往復動ロッド１１の組み立てを容易に行うことが可能となる。
【００４５】
すなわち、エンドキャップを介して複数の永久磁石をパイプ内に押圧した状態で、エンドキャップとパイプとをカシメにより固定するようにした従来技術のように、押圧治具とカシメ機とが干渉するおそれがなく、往復動ロッド１１の組立作業性を向上させることができる。また、ねじ軸部材１６が環状部材１５にねじ結合されることにより、複数の永久磁石１８の磁石端面が相互に押し付けられて複数の永久磁石１８が締結されるので、各永久磁石１８の磁石端面を相互に確実に突き当てた状態で固定することができる。
【００４６】
なお、前記実施の形態においては、磁石組立体１７を６つの永久磁石１８により形成するようにしたが、永久磁石１８の個数は任意に変更可能である。例えば、磁石組立体１７を形成する永久磁石１８の個数を増やすことで往復動ロッド１１のストロークを大きくすることが可能となる。また、同様に、コイル組立体２１を６つのコイル２２により形成するようにしたが、コイル２２の個数は任意に変更可能である。例えば、コイル組立体２１を形成するコイル２２の個数を増やすことで磁石組立体１７とコイル組立体２１との電磁気力を増大させ、モータ１０の推力を向上させることが可能となる。
【００４７】
さらに、図７に示すように、環状部材１５の両端面にゴム等の弾性材料からなる緩衝部材４６，４７をそれぞれ設けるようにしても良い。これにより、各コイル２２への通電が停止された場合や、往復動ロッド１１に掛かる負荷が大きすぎたり往復動ロッド１１に異常な負荷が掛かったりした場合などには、環状部材１５の端面が緩衝部材４６，４７を介してストッパ３２またはカバー３４に当接される。したがって、環状部材１５の端面がストッパ３２またはカバー３４に当接する際の往復動ロッド１１の衝撃が緩衝部材４６，４７により緩和される。
【００４８】
さらに、図７に示すように、環状部材１５にセンサマグネット４８が設けるようにしても良い。これにより、収容ケース１２のセンサ溝１２ａに取り付けられる図示しないセンサによってセンサマグネット４８の磁気を検出することで、往復動ロッド１１の軸方向位置を検出することができる。このセンサからの検出信号に基づいて、コイル組立体２１の各コイル２２の通電を制御することも可能となる。
【００４９】
さらに、前記実施の形態においては、ねじ軸部材１６に貫通孔１６ｃおよび係合溝１６ｄを形成するようにしたが、ねじ軸部材１６の形状は任意に変更可能である。例えば、図８に示すように、ねじ軸部材１６に貫通孔１６ｃを設けないようにしても良い。その場合には、挿入工具４４の一端部に設けられた係合部４４ａとねじ軸部材１６の係合溝１６ｄとが係合され、図６に示す場合と同様の工程により往復動ロッド１１が組み立てられる。
【００５０】
さらに、前記実施の形態においては、組立治具４０の段差部４１ａと締結具４２との間で環状部材１５を締め付けることにより、組立治具４０とパイプ１３とを着脱自在に装着するようにしたが、これに限定されることはない。例えば、図８に示すように、パイプ１３を固定具４９に形成された挿入孔４９ａ内に挿入し、組立治具４０の段差部４１ａを環状部材１５に突き当てることにより、パイプ１３の他端側に組立治具４０を配置するようにしても良い。
【００５１】
図９は本発明の他の実施形態であるリニアモータの断面図であり、図８において上記部材と同様の部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
このモータ５０は、往復動ロッド１１の推力を補助する推力補助機構としてのエアシリンダ構造を備えたリニアモータである。環状部材１５の外周面には、コイル収容孔２０の内周面に摺接するピストンパッキン５１，５２が装着されており、環状部材１５は収容ケース１２のコイル収容孔２０内を摺動するピストン５３を形成している。このピストン５３がコイル収容孔２０（ガイド孔３３）内を軸方向に駆動されることで、往復動ロッド１１がピストン５３と一体に軸方向に往復動されるようになっている。
【００５３】
カバー３４の外周面には、コイル収容孔２０の内周面との間を密閉するシール材５４が装着されており、カバー３４のシール材５４とピストン５３のピストンパッキン５２との間で密閉された前進用流体室５５ａがコイル収容孔２０内に形成されている。また、ストッパ３２の内周面には、パイプ１３の外周面に摺接するロッドパッキン５６が装着されており、ストッパ３２のロッドパッキン５６とピストン５３のピストンパッキン５１との間で密閉された後退用流体室５５ｂがコイル収容孔２０内に形成されている。
【００５４】
収容ケース１２には、前進用流体室５５ａに圧縮空気（圧力流体）を供給するための前進用の供給ポート５７ａと、後退用流体室５５ｂに圧縮空気を供給するための後退用の供給ポート５７ｂとが設けられている。供給ポート５７ａから前進用流体室５５ａに圧縮空気が供給されると、ピストン５３がストッパ３２側に向けて駆動され、ピストン５３と共に往復動ロッド１１が突出限位置に向けて前進移動される。一方、供給ポート５７ｂから後退用流体室５５ｂに圧縮空気が供給されると、ピストン５３がカバー３４側に向けて駆動され、ピストン５３と共に往復動ロッド１１が後退限位置に向けて後退移動される。
【００５５】
次に、各供給ポート５７ａ，５７ｂに圧縮空気を供給するための空気圧回路６０について説明する。空気圧回路６０は、前進用の供給ポート５７ａと空気圧源６１とを接続する前進用ライン６２ａと、後退用の供給ポート５７ｂと空気圧源６１とを接続する後退用ライン６２ｂとを有している。各ライン６２ａ，６２ｂには、リリーフ孔付き減圧弁６３ａ，６３ｂが設けられており、減圧弁６３ａ，６３ｂの設定圧を調節することで各ライン６２ａ，６２ｂ内の圧力を任意に設定することが可能となっている。
【００５６】
また、各ライン６２ａ，６２ｂには、減圧弁６３ａ，６３ｂよりも供給ポート５７ａ，５７ｂ側に位置させて方向制御弁６４ａ，６４ｂが設けられている。方向制御弁６４ａ，６４ｂは２位置３ポートの電磁弁であり、減圧弁６３ａ，６３ｂ側に接続される一次側ポートと、供給ポート５７ａ，５７ｂ側に接続される二次側ポートと、排気ポートとをそれぞれ備えている。この方向制御弁６４ａ，６４ｂに信号が送られると、二次側ポートと排気ポートとを連通する排気位置となり、方向制御弁６４ａ，６４ｂへの信号が停止されると、一次側ポートと二次側ポートとを連通する供給位置となる。
【００５７】
コイル組立体２１の各コイル２２に通電されて、磁石組立体１７とコイル組立体２１との電磁気力により往復動ロッド１１が突出限位置に向けて前進移動される際には、方向制御弁６４ａが供給位置とされ、方向制御弁６４ｂが排気位置とされる。そして、前進用流体室５５ａに圧縮空気が供給されることにより、ピストン５３にストッパ３２側に向けて推力が加えられる。同様に、コイル組立体２１の各コイル２２に通電されて、磁石組立体１７とコイル組立体２１との電磁気力により往復動ロッド１１が後退限位置に向けて後退移動される際には、方向制御弁６４ａが排気位置とされ、方向制御弁６４ｂが供給位置とされる。そして、後退用流体室５５ｂに圧縮空気が供給されることにより、ピストン５３にカバー３４側に向けて推力が加えられる。
【００５８】
このように、磁石組立体１７とコイル組立体２１との電磁気力と、圧縮空気によりピストン５３に加えられる推力とによって往復動ロッド１１を軸方向に往復動するようにしたので、モータ１０の推力を向上させることができる。このモータ５０においても、上記工程により往復動ロッド１１を組み立てることが可能であり、同様の効果を奏することができるのはもちろんである。
【００５９】
なお、前記実施の形態においては、エアシリンダ構造により往復動ロッド１１の推力を補助するような空気圧回路６０を設けたが、これに限定されず、空気圧回路６０は任意に変更可能である。例えば、往復動ロッド１１を上下方向に往復動する場合に、停電等による各コイル２２への通電停止時において往復動ロッド１１が自重落下することを防止するような空気圧回路７０を設けるようにしても良い。図１０は空気圧回路の変形例を示す図９に対応する断面図であり、図９に示す部材と同様の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
この空気圧回路７０には、図９に示す空気圧回路６０に設けられた方向制御弁６４ａ，６４ｂに換えて、開閉弁７１ａ，７１ｂが設けられている。開閉弁７１ａ，７１ｂは２位置２ポートの電磁弁であり、減圧弁６３ａ，６３ｂ側に接続される一次側ポートと、供給ポート５７ａ，５７ｂ側に接続される二次側ポートとを備えている。この開閉弁７１ａ，７１ｂに信号が送られると、一次側ポートと二次側ポートとを連通する開位置となり、開閉弁７１ａ，７１ｂへの信号が停止されると、一次側ポートと二次側ポートとの連通を遮断する閉位置となる。
【００６１】
コイル組立体２１の各コイル２２に通電されて、磁石組立体１７とコイル組立体２１との電磁気力により往復動ロッド１１が縦方向に往復動される際には、各開閉弁７１ａ，７１ｂが開位置とされる。そして、各流体室５５ａ，５５ｂに圧縮空気が供給されることにより、ピストン５３には往復動ロッド１１の自重をキャンセルするような推力が加えられる。すなわち、圧縮空気によりピストン５３に加えられる推力と往復動ロッド１１の自重とが平衡状態となるように、各流体室５５ａ，５５ｂに供給される圧縮空気の圧力が設定されている。これにより、停電時に各コイル２２への通電が停止されて磁石組立体１７とコイル組立体２１との電磁気力が作用しなくなった場合でも、各開閉弁７１ａ，７１ｂが閉位置となるため、ピストン５３には往復動ロッド１１の自重をキャンセルするような推力が加わったままとなる。
【００６２】
このように、往復動ロッド１１が上下方向に往復動する場合に、圧縮空気によりピストン５３に加えられる推力と往復動ロッド１１の自重とが平衡状態となるように、各流体室５５ａ，５５ｂに圧縮空気を供給するようにしたので、停電時に往復動ロッド１１が自重落下することを防止することができる。このモータ５０においても、上記工程により往復動ロッド１１を組み立てることが可能であり、同様の効果を奏することができるのはもちろんである。なお、上下方向とは往復動ロッド１１に自重が作用する方向であり、鉛直方向に限らず斜め方向であっても良いことは言うまでもない。
【００６３】
また、前記実施の形態においては、圧縮空気によりピストン５３に加えられる推力と往復動ロッド１１の自重とが平衡状態となるように、各流体室５５ａ，５５ｂに供給される圧縮空気の圧力を設定するようにしたが、これに限定されることはない。例えば、圧縮空気によりピストン５３に加えられる推力と往復動ロッド１１の自重および往復動ロッド１１に掛かる負荷荷重とが平衡状態となるように、各流体室５５ａ，５５ｂに供給される圧縮空気の圧力を設定するようにしにしても良い。これにより、停電等による各コイル２２への通電停止時において、負荷荷重が掛かった往復動ロッド１１の自重落下を防止することができる。
【００６４】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前記実施の形態においては、パイプ１３の一端部に突出軸部１４をカシメにより固定するようにしたが、これに限定されず、溶接や圧入、ねじ結合等により固定するようにしても良い。また、パイプ１３の他端部に環状部材１５を溶接により固定するようにしたが、これに限定されず、カシメ等により固定するようにしても良い。
【符号の説明】
【００６５】
１０  モータ（リニアモータ）
１１  往復動ロッド
１２  収容ケース
１２ａ  センサ溝
１２ｂ  ケーブル溝
１２ｃ  放熱部
１３  パイプ
１４  突出軸部
１４ａ  連結孔
１５  環状部材
１５ａ  雌ねじ部
１６  ねじ軸部材
１６ａ  雄ねじ部
１６ｂ  押付部
１６ｃ  貫通孔
１６ｄ  係合溝
１７  磁石組立体
１８  永久磁石
２０  コイル収容孔
２１  コイル組立体
２２  コイル
２３  スペーサ
２４  ボビン
２５  アウタシールド
２８  コネクタ
２９，３０  軸受
２９ａ，３０ａ  軸受ハウジング
３１  締結部材
３２  ストッパ
３３  ガイド孔
３４  カバー
３５  ケーブル
４０  組立治具
４１  磁石案内孔
４１ａ  段差部
４２  締結具
４３  カバー
４４  挿入工具
４４ａ  係合部
４６，４７  緩衝部材
４８  センサマグネット
４９  固定具
４９ａ  挿入孔
５０  モータ（リニアモータ）
５１，５２  ピストンパッキン
５３  ピストン
５４  シール材
５５ａ  前進用流体室
５５ｂ  後退用流体室
５６  ロッドパッキン
５７ａ，５７ｂ  供給ポート
６０  空気圧回路
６１  空気圧源
６２ａ  前進用ライン
６２ｂ  後退用ライン
６３ａ，６３ｂ  減圧弁
６４ａ，６４ｂ  方向制御弁
７０  空気圧回路
７１ａ，７１ｂ  開閉弁
【図１】
2011193641.tif 000003
【図２】
2011193641.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011193641.tif 000008
【図７】
2011193641.tif 000009
【図８】
2011193641.tif 000010
【図９】
2011193641.tif 000011
【図１０】
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