(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ形リニアモータに用いられる固定子であって、
棒状に伸延し、伸延方向に所定間隔に複数の第１嵌合部が形成された位置決め棒と、
平板状に形成され、且つ、該平板と直交する方向に可動子が挿通可能な孔が形成された複数のコア本体と、
磁性材料によりシリンダ状に形成されたフレームと、
環状に導線が捲回されて形成され、複数の前記コア本体間にそれぞれ配置された複数の巻線コイルと、
を有し、
複数の前記コア本体の外周には、前記第１嵌合部と嵌合する第２嵌合部が設けられ、
前記第２嵌合部が前記第１嵌合部と嵌合することによって、前記コア本体が前記所定間隔に位置決めされ、
複数の前記コア本体は、前記シリンダ状の内周形状と合致する外周形状を有する共に、前記フレーム内に前記所定間隔を空けて配置され、
前記フレームは、前記コア本体が内部に配置される際に前記位置決め棒および該位置決め棒に嵌合した前記第２嵌合部を収納する第１収納溝が、前記シリンダ状の内周面に形成されていることを特徴とする記載の固定子。
【請求項２】
前記第１嵌合部は、前記位置決め棒上に前記所定間隔に形成された凹部であり、
前記第２嵌合部は、前記凹部に嵌合することを特徴とする請求項１に記載の固定子。
【請求項３】
前記フレームは、前記巻線コイルの導線を前記フレーム外部に導出する第２溝が、前記シリンダ状の内周面に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の固定子。
【請求項４】
複数の前記コア本体のうち、少なくとも１つは、複数の板材を重ね合わせて形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項５】
複数の前記コア本体のうち両端に配置されるコア本体以外の前記コア本体は、複数の板材を重ね合わせて形成されることを特徴とする請求項４に記載の固定子。
【請求項６】
複数の前記コア本体のうち、少なくとも一つは、外周から内周に向かって切欠きが形成され、
前記切欠きが形成されたコア本体の両側に配置される２つの巻線コイルは、同一の前記導線が逆方向に捲回されてなり、
該２つの巻線コイル間に亘る前記導線は、前記切欠きにより前記コア本体を通り抜けて前記２つの巻線コイルを接続することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項７】
前記フレームと前記巻線コイルとの間には、樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項８】
磁性材料により形成され、前記巻線コイルと前記位置決め棒および前記コア本体により形成されるコア組立体の周囲を囲むカバーを、有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ形リニアモータに適用される固定子コアおよび固定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な用途にモータが使用されている。たとえば、工業用ロボットの駆動に種々のモータが使用されている。モータには、回転駆動する回転モータや、直線運動するリニアモータがある。リニアモータの一種として、可動子が固定子の内部に配置されて直線運動するシリンダ形リニアモータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載のシリンダ形リニアモータでは、固定子コアが軸線方向に分割可能に形成されている。分割された固定子分割体は、それぞれ、環状の円板部分と、円板の外周に設けられた環状の突出部とを有する。環状の突出部は、軸線方向に突出し、固定子分割体同士の外周を連結する連結構造を有する。突出部および円板部分に囲まれた空間が、固定子分割体間に巻線コイルを配置するための空間（スロット）となる。突出部の突出長さにより、スロットピッチが正確に決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８６１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載のシリンダ形リニアモータでは、各固定子分割体に形成された突出部が連結構造を有しているため、固定子分割体それぞれの形状が複雑である。したがって、製造コストが高くなってしまうという技術的な問題が存在する。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スロットピッチを正確に決定でき、かつ、安価に提供できるシリンダ形リニアモータの固定子コアおよび固定子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
固定子は、シリンダ形リニアモータに用いられる固定子であって、位置決め棒と、複数のコア本体と、フレームと、複数の巻線コイルとを有する。位置決め棒は、棒状に伸延し、伸延方向に所定間隔に複数の第１嵌合部が形成されている。複数のコア本体は、平板状に形成され、且つ、該平板と直交する方向に可動子が挿通可能な孔が形成されている。フレームは、磁性材料によりシリンダ状に形成されている。複数の巻線コイルは、環状に導線が捲回されて形成され、複数のコア本体間にそれぞれ配置されている。複数のコア本体の外周には、第１嵌合部と嵌合する第２嵌合部が設けられ、第２嵌合部が第１嵌合部と嵌合することによって、コア本体が所定間隔に位置決めされる。複数のコア本体は、シリンダ状の内周形状と合致する外周形状を有する共に、フレーム内に所定間隔を空けて配置されている。フレームは、コア本体が内部に配置される際に位置決め棒および該位置決め棒に嵌合した第２嵌合部を収納する第１収納溝が、シリンダ状の内周面に形成されている。
【発明の効果】
【０００８】
位置決め棒の第１嵌合部とコア本体の第２嵌合部と嵌合部が嵌合することによって、位置決め棒の第１嵌合部の所定間隔に従ってコア本体を正確に位置決めできる。結果として、コア本体間のスロットピッチを正確に決定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】シリンダ形リニアモータの一例を示す部分断面図である。
【図２】固定子の分解斜視図である。
【図３】固定子の断面図である。
【図４】図３の矢印方向からみた固定子の正面図である。
【図５】中央に配置される中央コア本体の斜視図である。
【図６】中央コア本体の分解斜視図である。
【図７】両端に配置される端部コア本体の斜視図である。
【図８】巻線コイルの斜視図である。
【図９】位置決め棒の斜視図である。
【図１０】芯材に各構成を取り付ける様子を示す斜視図である。
【図１１】芯材上にコア組立体を組み立てる様子を示す斜視図である。
【図１２】芯材上に組み立てられたコア組立体を示す斜視図である。
【図１３】フレーム内に芯材ごとコア組立体を挿入する様子を示す斜視図である。
【図１４】フレーム内に樹脂が流し込まれた様子を示す図である。
【図１５】第２実施形態の端部コア本体を示す斜視図である。
【図１６】第２実施形態の位置決め棒の斜視図である。
【図１７】第３実施形態の中央コア本体を示す斜視図である。
【図１８】コア組立体を組み立てる過程を示す斜視図である。
【図１９】コア組立体を組み立てる様子を示す斜視図である。
【図２０】コア組立体にカバーを取り付ける様子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１１】
図１はシリンダ形リニアモータの一例を示す部分断面図である。図中、直動軸の中心線を境に、片側を断面図により示している。
【００１２】
シリンダ形リニアモータ１０は、界磁であり直線運動可能な可動子２０と、電機子である固定子３０とを有する。シリンダ形リニアモータ１０には、センサや軸受け等種々の構成が含まれるが、詳細な構成についての説明は省略する。
【００１３】
可動子２０は、直動軸２１と、磁石２２とを有する。直動軸２１は、直線往復運動可能に支持されている。直動軸２１の外周には、軸線方向に沿って複数の永久磁石２２が取り付けられている。複数の磁石２２は、Ｎ極とＳ極が交互になるように、直動軸２１に取り付けられている。直動軸２１および磁石２２は、固定子３０内に挿通されている。
【００１４】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る固定子３０の詳細な構成について説明する。
【００１５】
図２は固定子の分解斜視図、図３は固定子の断面図、図４は図３の矢印方向からみた固定子の正面図、図５は中央に配置される中央コア本体の斜視図、図６は中央コア本体の分解斜視図、図７は両端に配置される端部コア本体の斜視図、図８は巻線コイルの斜視図、図９は位置決め棒の斜視図である。図３は、フレーム内にコア組立体が配置された状態で図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って見た断面図である。
【００１６】
図２及び図３に示すように、固定子３０は、コア組立体４０が、フレーム５０内に配置されてなる。コア組立体４０は、中央コア本体４２、端部コア本体４４、巻線コイル４６および位置決め棒４８を含み、これらが組み立てられてなる。なお、第１実施形態では、中央コア本体４２および位置決め棒４８を組み立てたものを、固定子コアと定義する。
【００１７】
図４を参照して、フレーム５０の開口側から見ると、コア組立体４０は、外形の円筒部分が隙間なくフレーム５０の内周と合致している。フレーム５０の内周には、３つの収納溝が形成されており、巻線コイル４６の配線や後述する嵌合部４２２がそれぞれ収納される。
【００１８】
中央コア本体４２は、図２に示すように、コア組立体４０の中央に積層される。中央コア本体４２は、図５に示すように、平板状に形成され、且つ、該平板と直交する方向に可動子２０が挿通可能な孔４２１が形成されている。中央コア本体４２の外周には、位置決め棒４８と嵌合するための嵌合部４２２（第２嵌合部）が設けられている。また、中央コア本体４２には、外周から内周に向かって切欠き４２３が形成されている。
【００１９】
中央コア本体４２は、図６に示すように、同一形状の複数の板材４２４を重ね、貼り合わせて形成される。たとえば、８枚の板材４２４が貼り合わされて、１枚の中央コア本体４２が形成される。
【００２０】
端部コア本体４４は、図２に示すように、コア組立体４０の両端に積層される。端部コア本体４４は、図７に示すように、平板状に形成され、且つ、該平板と直交する方向に可動子２０が挿通可能な孔４４１が形成されている。孔４４１は、図３に示すように、途中までは同じ径に形成され、途中からコア組立体４０の両端に向かって径が広がるように形成されている。両端に向かって孔４４１が大きくなることで、コギング対策となる。端部コア本体４４の一方には、２ヶ所タップ４４２が形成されている。タップ４４２は、リード線の固定と配線を接地するために使用される。
【００２１】
巻線コイル４６は、図３に示すように、円筒状の両端に円板が配置された樹脂製の芯４６１に、環状に導線４６２が捲回されて形成される。芯４６１は、中央コア本体４２および端部コア本体４４の孔４２１および孔４４１と同様に、可動子２０が挿通可能な孔が形成されている。巻線コイル４６は、コア本体４２、４４に配置される。巻線コイル４６は、図１に示すリニアモータとして使用される際には、電流が流され励磁される。たとえば、図示する例では、６個の巻線コイル４６が用意され、それぞれに、電気角で１２０度ずつ位相がずれた３相の励磁電流Ｕ，Ｖ，Ｗが流される。たとえば、図３中、左の２つの巻線コイル４６にはＵ相の励磁電流が流され、中央の２つの２つの巻線コイル４６にはＶ相の励磁電流が流され、右の２つの巻線コイル４６にはＷ相の励磁電流が流される。同じ位相の励磁電流が流される２つの巻線コイル４６は、相互に逆方向に励磁電流が流される。
【００２２】
同じ位相の励磁電流が流される２つの巻線コイル４６は、図８に示すように、１本の同じ導線４６２が異なる芯４６１捲回されて形成される。導線４６２は、芯４６１に形成された切欠き４６３から一方の芯４６１を外れ、他方の芯４６１に延びる。図８に示す姿勢では、導線４６２は、同じ巻方向に芯４６１に捲回されている。しかし、図２に示すように、コア組立体４０として組み立てられる際には、同じ導線４６２を共有する巻線コイル４６は、捲回方向が逆になるように配置される。
【００２３】
位置決め棒４８は、図９に示すように、棒状に伸延し、伸延方向に所定間隔に複数の凹部（第１嵌合部）４８０として形成されている。凹部４８０は、円柱状の位置決め棒４８の一部を一回り小さくして、中央コア本体４２の嵌合部４２２の厚みと同じ幅に形成される。凹部４８０は、中央コア本体４２の嵌合部４２２が嵌合できる。各凹部４８０に中央コア本体４２の嵌合部４２２が嵌合することで、中央コア本体４２が凹部４８０の間隔に従って位置決めされる。凹部４８０が形成される所定間隔は、中央コア本体４２を配置する所望の間隔であり、巻線コイル４６の巻き数や占積率を考慮して決定される。
【００２４】
図２に戻って、フレーム５０は、円筒状のコア組立体４０を収納できるように、内周面がシリンダ状に形成されている。フレーム５０は磁性体により形成されている。フレーム５０の内周面には、３つの収納溝５１〜５３が形成されている。収納溝５１および収納溝５２は、位置決め棒４８が嵌合した中央コア本体４２の嵌合部４２２を収納するために形成されている。収納溝５１および収納溝５２は、コア組立体４０が配置される位置を考慮して、シリンダの途中まで形成されている。収納溝５３は、巻線コイル４６から導出された導線４６２を通すために形成されている。収納溝５３は、コア組立体４０をフレーム５０に収納した時の巻線コイル４６の位置に基づいて、シリンダの途中まで形成されている。
【００２５】
図２中、収納溝５１〜５３よりも端部コア本体４４の厚み分深いところに、段差部５４が設けられている。段差部５４を境に、フレーム５０のシリンダは、径が異なっている。段差部５４の図中下側では、シリンダの径が小さく形成されている。これにより、フレーム５０内にコア組立体４０を配置する際には、段差部５４に下側の端部コア本体４４が載る。コア組立体４０がフレーム５０内で位置決めされる。
【００２６】
次に、固定子３０が組み立て方について説明する。
【００２７】
図１０は芯材に各構成を取り付ける様子を示す斜視図、図１１は芯材上にコア組立体を組み立てる様子を示す斜視図、図１２は芯材上に組み立てられたコア組立体を示す斜視図、図１３はフレーム内に芯材ごとコア組立体を挿入する様子を示す斜視図、図１４はフレーム内に樹脂が流し込まれた様子を示す図である。
【００２８】
まず、図１０に示す芯材基台６０が用意される。芯材基台６０は、円筒部６１および台座６２を有する。円筒部６１は、円筒状に形成され、中央コア本体４２、端部コア本体４４および巻線コイル４６の内径と合致する外形を有する。円筒部６１の下部には、台座６２が取り付けられている。また、円筒部６１の上端には、ネジ穴６３が形成されている。
【００２９】
芯材基台６０の円筒部６１に、端部コア本体４４が挿通され、その後、巻線コイル４６および中央コア本体４２が交互に挿通される。図１０に示すように、２つの巻線コイル４６が同じ導線４６２を共有している場合、捲回方向が逆になるように、各巻線コイル４６が円筒部６１に挿通される。ここで、巻線コイル４６同士間に亘る導線４６２は、中央コア本体４２の切欠き４２３により中央コア本体４２を通り抜ける。
【００３０】
図１１に示すように、全ての巻線コイル４６が円筒部６１に挿通されると、最後の端部コア本体４４も挿通される。中央コア本体４２の嵌合部４２２の位置が揃えられ、位置決め棒４８が嵌合される。この状態で、芯材キャップ６４が端部コア本体４４上に載置され、端部コア本体４４から突出した円筒部６１の上部と嵌め合わされる。芯材キャップ６４には、貫通孔６５が形成されており、芯材キャップ６４を円筒部６１に取り付けた状態でも円筒部６１のネジ穴６３が露出される。貫通孔６５にネジ６６が通されて、露出したネジ穴６３に締結される。ネジ６６により芯材基台６０および芯材キャップ６４がコア組立体４０を積層方向両端から挟み込み、位置を固定する。
【００３１】
図１２に示すように、芯材基台６０および芯材キャップ６４からなる芯材に取り付けられたコア組立体４０が得られる。
【００３２】
図１３に示すように、コア組立体４０は、芯材が取り付けられた状態で、フレーム５０内に挿入される。挿入する際には、先にフレーム５０を加熱膨張させておく。そして、収納溝５１および収納溝５２と中央コア本体４２の嵌合部４２２および位置決め棒４８との位置を合せ、巻線コイル４６の導線４６２と収納溝５３との位置を合せるように、コア組立体４０の姿勢を決める。段差部５４に端部コア本体４４が当たるまでコア組立体４０をフレーム５０内に進入させ、フレーム５０の温度が下がるのを待つ。すると、コア組立体４０がフレーム５０内に固着される。
【００３３】
図１４に示すように、フレーム５０内にコア組立体４０が配置された状態で、図中上方から樹脂が流し込まれる。たとえば、図中、二点鎖線で示す位置まで樹脂が流される。収納溝５１〜５３は、各巻線コイル４６まで連通している。しかし、コア組立体４０の下部の端部コア本体４４は、段差部５４上でフレーム５０に固着されている。したがって、フレーム５０の下部は、コア組立体４０により密閉されている状態なので、収納溝５１〜５３を通じて、樹脂がフレーム５０の下部へ漏れない。そこで、図１４に示す状態の固定子３０を、図示しない真空チャンバー内に配置し、真空チャンバー内を真空にする。これにより、収納溝５１〜５３内の空気が外部に吸い出され、その分、樹脂が収納溝５１〜５３内に浸透し、巻線コイル４６への樹脂の浸透も進む。その後、真空チャンバー内を大気圧に戻すと、今度は、空気が樹脂を押し、収納溝５１〜５３内への樹脂の浸透がさらに進む。こうして、巻線コイル４６とフレーム５０との間が完全に樹脂に充填される。
【００３４】
以上の構成から、次の効果が得られる。
【００３５】
第１実施形態では、位置決め棒４８の凹部４８０（第１嵌合部）と中央コア本体４２の嵌合部４２２（第２嵌合部）が嵌合することによって、位置決め棒４８の凹部４８０の所定間隔に従って中央コア本体４２を簡単かつ正確に位置決めできる。結果として、中央コア本体４２および端部コア本体４４間のスロットピッチを正確に決定できる。嵌合部４２２を、例えば、円盤状の中央コア本体４２の外周に形成すれば十分である。したがって、中央コア本体４２の形状を過剰に複雑なものとすることなく、例えば、プレス加工などにより比較的安価に中央コア本体４２を製造することが可能である。
【００３６】
フレーム５０内に中央コア本体４２および端部コア本体４４を配置するだけなので、構成が簡単であり、製造も容易である。フレーム５０の内周形状と合致する中央コア本体４２および端部コア本体４４を有するので、中央コア本体４２および端部コア本体４４とフレーム５０とにより磁気回路を確実に閉じられる。ケーシングであるフレーム５０により磁気回路を閉じられるので、巻線コイル４６を配置するスペースを十分に取れる。また、平板状の中央コア本体４２および端部コア本体４４間に巻線コイル４６が保持されるので、巻線コイル４６が無理なく保持され、型崩れがしにくい。
【００３７】
フレーム５０の内周面に収納溝５１、５２が形成され、位置決め棒４８および凹部４８０を収納溝５１、５２に収納できる。収納溝５１、５２は、フレーム５０の角に形成されているので、収納溝５１、５２のためにフレーム５０を大きく形成する必要がなく、スペースを有効活用できる。
【００３８】
フレーム５０の内周面に収納溝５３が形成され、巻線コイル４６から引き出された導線４６２を簡単に引き出せる。更に、各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）リード線の接続連結部がフレーム５０の内部にあるので、確実に保護される。
【００３９】
中央コア本体４２は複数の板材４２４を重ね合わせて形成されるので、重ね合わせる枚数を変更することにより、固定子３０の長さを調整したり、巻線コイル４６の巻き数を変更したりといった設計変更を容易に実現できる。板材４２４は、全て同じ形状なので、同じ金型により成形でき、結果として、中央コア本体４２を低コストに製造できる。
【００４０】
コア組立体４０の両端に配置される端部コア本体４４については、複数の板材を重ね合わせて形成しない。端部コア本体４４は、孔４４１の径が一定ではないので、中央コア本体４２のように板材を積層して形成すると、金型が複数必要になってしまう。金型を使わず、削り出しにより端部コア本体４４を形成した方が低コストで製造できる。
【００４１】
中央コア本体４２には切欠き４２３が設けられており、切欠き４２３に巻線コイル４６の導線４６２が通る。したがって、中央コア本体４２の両側の巻線コイル４６に同一の導線４６２を共有できる。上記実施形態では、３組の巻線コイル４６を製造すれば十分であるため、巻線コイル４６の製造が容易になる。
【００４２】
なお、上記第１実施形態では、中央コア本体４２を５枚、巻線コイル４６を６個使う場合について説明したが、これに限定されない。これらの枚数や個数は適宜変更できる。
【００４３】
また、円柱状の位置決め棒４８の一部が一回り小さく形成された凹部４８０に、中央コア本体４２の嵌合部４２２が嵌合する例について説明したが、これに限定されない。凹部４８０は、円柱状の位置決め棒４８の一部を平行に切り落として（Ｄカット）、凹部４８０を形成してもよい。また、位置決め棒４８は円柱状でなくても、角柱状であってもよい。少なくとも、位置決め棒４８に所定間隔に形成された形状（第１嵌合部）と、中央コア本体４２の外周に形成された形状（第２嵌合部）とが組み合わさることにより、複数の中央コア本体４２の間のスロットピッチ、および中央コア本体４２と両端面コア４４との間のスロットピッチの位置決めが可能であれば、第１嵌合部及び第２嵌合部の形状はいかなるものでもよい。
【００４４】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態の構成を前提とし、ほぼ同じ構成を有している。したがって、以下では、第１実施形態と異なる構成について主に説明し、第１実施形態と同様の構成については、同一の参照番号を用いて、その説明を省略する。また、第２実施形態では、中央コア本体４２、端部コア本体７４および位置決め棒７８を組み立てたものを、固定子コアと定義する。
【００４５】
図１５は第２実施形態の端部コア本体を示す斜視図、図１６は第２実施形態の位置決め棒の斜視図である。
【００４６】
第２実施形態では、図１５に示すように、端部コア本体７４も複数の板材７４１を重ね合わせて形成している。
【００４７】
端部コア本体７４は、第１実施形態の孔４４１と同様の形状に孔７４２が形成されている。孔７４２は途中から径が大きくなっている、所謂テーパ構造を有するよう形成されている。したがって、端部コア本体７４を構成する板材７４１の孔も、重ね合わせる位置に応じて異なる径を有するテーパ構造を有するように形成されている。
【００４８】
また、第２実施形態の端部コア本体７４は、中央コア本体４２と同様に嵌合部７４３が形成されている。嵌合部７４３は、図１６に示す位置決め棒７８の両端に形成された凹部７８０と嵌合できる。位置決め棒７８の中央の凹部には、中央コア本体４２が嵌合できる。
【００４９】
位置決め棒７８の両端の凹部７８０には、タップ７８１が形成されている。タップ７８１は、リード線の固定および配線の接地の目的で使用される。
【００５０】
位置決め棒７８は、第１実施形態の位置決め棒４８よりも長く、中央コア本体４２だけでなく端部コア本体７４も嵌合される。したがって、コア組立体４０を保持するフレーム５０の収納溝５１および５２の長さも長く形成する必要がある。第１実施形態では、収納溝５１および５２は、段差部５４よりも端部コア本体４４の厚みの分だけ上方の位置まで形成されていた（図２参照）。しかし、第２実施形態では、収納溝５１および５２は、段差部５４と同じ位置まで形成される。
【００５１】
以上のように、第２実施形態では、端部コア本体７４も板材７４１を重ね合わせる形成している。板材７４１は、プレス加工により形成できる。端部コア本体７４を板材７４１により形成することで、コアの大量生産に適している。
【００５２】
また、第２実施形態では、位置決め棒７８に端部コア本体７４も嵌合する。したがって、中央コア本体４２と、端部コア本体７４全体は位置決め棒７８により簡単に一体化ができ、より確実に位置決めできる。
【００５３】
なお、本実施形態では、位置決め棒７８にタップ７８１を形成し、配線の接地に使用する場合を説明したがこれに限定されない。第１実施形態と同様に、端部コア本体７４にタップを形成して、リード線の固定と配線の接地に使用してもよい。この場合、端部コア本体７４を構成する板材７４１にタップ７８１に相当する孔を形成する。
【００５４】
（第３実施形態）
第１実施形態では、フレーム５０内にコア組立体４０を焼き嵌めして、固定子３０を形成していた。第３実施形態では、フレーム５０の代わりに、カバーによりコア組立体を囲んで、固定子を形成する。なお、第３実施形態の固定子は、第１実施形態および第２実施形態とは形状が異なるが、可動子２０を内部に挿通して、可動子２０を可動させる機能では第１実施形態および第２実施形態と共通している。したがって、可動子の詳細な説明は省略し、固定子の構成のみを説明する。
【００５５】
図１７は第３実施形態の中央コア本体を示す斜視図である。
【００５６】
図１７に示すように、中央コア本体８２は、平板状に形成され、且つ、該平板と直交する方向に可動子２０が挿通可能な孔８２１が形成されている。中央コア本体８２の外周には、位置決め棒と嵌合するための嵌合部８２２（第２嵌合部）が設けられている。また、中央コア本体８２には、外周から内周に向かって切欠き８２３が形成されている。中央コア本体８２は、同一形状の複数の板材を重ね、貼り合わせて形成される。たとえば、８枚の板材が貼り合わされて、１枚の中央コア本体８２が形成される。
【００５７】
図１８はコア組立体を組み立てる過程を示す斜視図、図１９はコア組立体を組み立てる様子を示す斜視図、図２０はコア組立体にカバーを取り付ける様子を示す斜視図である。図１８〜２０では、第１実施形態と同様の巻線コイル４６を用いる。
【００５８】
図１８に示すように、巻線コイル４６と中央コア本体８２を交互に積層する。ここで、導線４６２により接続され積層方向に隣り合う巻線コイル４６は、捲回方向が逆になるように積層される。２つの巻線コイル４６同士間に亘る導線４６２は、切欠き８２３により中央コア本体８２を通り抜ける。巻線コイル４６から引き出された導線４６２は、中央コア本体８２の切欠き８２３側の角のスペースに集められる。中央コア本体８２は、同じ形状に形成されているので、切欠き８２３側に一様にスペースがあり、この部分を導線４６２を収納するためのスペースとする。
【００５９】
図１９に示すように、位置決め棒９８が各中央コア本体８２の嵌合部８２２に嵌合される。位置決め棒９８は、凹部９８０（第１嵌合部）、タップ９８１および挿入部９８２を有する。凹部９８０は、所定ピッチに形成され、該凹部９８０に中央コア本体８２の嵌合部８２２が嵌まることができる。タップ９８１は、位置決め棒９８の両端面に形成されている。挿入部９８２は、端部コア本体８４に形成された孔８４２に挿入可能な形状に形成されている。
【００６０】
位置決め棒９８により中央コア本体８２が位置決めされると、両端の巻線コイル４６上に、端部コア本体８４が配置される。なお、端部コア本体８４は、可動子の出力側かその反対側かで異なる形状に形成されるが、本実施形態では、同じ参照番号を使って説明している。
【００６１】
端部コア本体８４は、孔８４２および孔８４４を有する。孔８４２は、図１８中一点鎖線で示すように、２段階の径に形成されている。これは、位置決め棒９８の挿入部９８２に嵌め合うための部分と、ネジ９８４の頭を納める部分である。少なくとも一方の端部コア本体８４の孔８４２には、位置決め棒９８の挿入部９８２を挿入できる。位置決め棒９８の少なくとも一端を端部コア本体８４に挿入することで、端部コア本体８４と位置決め棒９８とも一義的に位置決めできる。位置決め棒９８のタップ９８１は、位置合わせされた端部コア本体８４の孔８４２を介して、ネジ９８４で連結される。これにより、中央コア本体８２、端部コア本体８４および位置決め棒９８が相互に固定されたコア組立体８０が形成される。端部コア本体８４の一方に設けられた孔８４４には、巻線コイル４６の導線４６２がまとめて通される。
【００６２】
最後に、図２０に示すように、コア組立体８０の両側から、カバー１００を取り付ける。カバー１００は、磁性材料により形成された板状体を折り曲げて形成されている。カバー１００は、たとえばコア組立体８０にネジ止めにより固定される。この場合、図２０では図示を省略しているが、たとえば、端部コア本体８４の外周には、ネジ穴が形成され、カバー１００上の対応する位置に孔が形成され、カバー１００の孔を介して該ネジ穴にネジを固定することで、カバー１００がコア組立体８０に固定される。固定された２つのカバー１００は、コア組立体８０の周囲、すなわち、巻線コイル４６の外周を略囲む。
【００６３】
コア組立体８０にカバー１００が固定された状態で、治具により保持し、カバー１００間の隙間等から熱硬化性樹脂を流し込み、加熱して樹脂を硬化させることで、固定子１１０が得られる。
【００６４】
以上のように、第３実施形態では、中央コア本体８２の角付近に半円形の嵌合部８２２を形成し、該嵌合部８２２に位置決め棒９８を嵌合するだけで、簡単に中央コア本体８２を所定ピッチに配置できる。嵌合部８２２は、中央コア本体８２の角付近をＵ字状に切り欠くことで簡単に形成できる。
【００６５】
嵌合部８２２が、中央コア本体８２の角に形成されるので、嵌合される位置決め棒９８も固定子１１０の角の空いたスペースに配置できる。位置決め棒９８のために特別にスペースを設ける必要がなく、モータが大型化しない。
【００６６】
巻線コイル４６の導線４６２は、孔４６２からまとめて引き出されているので、容易に図示しない電源と接続できる。導線４６２も、固定子１１０の角の空いたスペースにまとめて収納されるので、導線４６２の収納用に特別にスペースを設ける必要がなく、モータが大型化しない。
【００６７】
第１〜３実施形態は本発明の具体的な態様を例示するものである。中央コア本体および／または端部コア本体を、所定間隔で位置決め棒を嵌合させられれば、いかなる態様であっても、本発明は実現できる。したがって、上記第１〜３実施形態のような丸形、四角形の中央／端部コア本体でなくても、他の形状にも適用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１０  シリンダ形リニアモータ、
２０  可動子、
３０、１１０  固定子、
４０、８０  コア組立体、
４２、８２  中央コア本体、
４４、７４、８４  端部コア本体、
４６  巻線コイル、
４８、７８、９８  位置決め棒、
５０  フレーム、
５１〜５３  収納溝、
５４  段差部、
６０  芯材基台、
６１  円筒部、
６２  台座、
６３  ネジ穴、
６４  芯材キャップ、
６５  貫通孔、
６６  ネジ、
１００  カバー、
４２１  孔、
４２２、７４３、８２２  嵌合部、
４２４  板材、
４４１  孔、
４４２  凹部、
４６１  芯、
４６２  導線、
４６３、８２３  切欠き、
４８０、７８０、９８０  凹部、
７４１  板材、
７４２、８４２、８４４  孔、
７８１、９８１  タップ、
９８２  挿入部、
９８４  ネジ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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