(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のコイル群を平板状に並べて成形してなる電機子コイルと前記電機子コイルを固定するための平板状の巻線固定枠とを備えた電機子と、前記電機子を固定するためのフレームとを備え、
前記フレームは、前記巻線固定枠を挿入固定するための凹部を有すると共に、前記フレームの凹部に固定された巻線固定枠および前記電機子コイルを覆うように樹脂モールドで前記フレームと一体に固着しており、
前記電機子は、その長手方向に位置する両端に前記フレームと前記樹脂モールドの両部材を接合するための補強板を挿設してあることを特徴とするリニアモータ電機子。
【請求項２】
前記フレームと前記樹脂モールドの接合面に、両部材を接合するためのピンを挿設したことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ電機子。
【請求項３】
前記フレームと前記樹脂モールドの接合面のいずれか一方に突起部を、他方に溝部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ電機子。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項記載のリニアモータ電機子と、
前記電機子と磁気的空隙を介して対向配置された界磁ヨークに交互に極性が異なるように複数の永久磁石を直線状に並べて配置した界磁極と、
を備え、
前記界磁極と前記電機子の何れか一方を固定子に、他方を可動子として前記界磁極と前記電機子を相対的に走行するようにしたことを特徴とするリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＡ機器の搬送システムなど、超精密位置決め・高推力が要求される用途に適するリニアモータ電機子およびリニアモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＦＡ機器の搬送システムなど、超精密位置決め・高推力が要求される用途に適するリニアモータは、図１のようになっている。図１は、一般的なリニアモータの全体斜視図であって、後述する本発明と共通な全体構成を示している。また、図４は、従来のリニアモータの電機子とフレームとの取付構造を示すものであって、（ａ）はその側面図で電機子コイルを透視したもの、（ｂ）は図１のリニアモータを推力方向から見たＡ―Ａ線に沿う正断面図に相当するものである。なお、本例のリニアモータは電機子を可動子とし、電機子の両側に磁気的空隙を介して配置する界磁用の永久磁石を固定子とするムービングコイル式であって、かつ、磁束貫通型構造のものを用いて説明する。
図において、１はリニアモータ、２は界磁ヨーク、３は永久磁石、４はヨークベース、５は電機子、６は電機子コイル、７は巻線固定枠、８は樹脂モールド、９はフレームである。
リニアモータ１は、Ｎ極、Ｓ極の極性が交互に異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石３が２列の界磁ヨーク２の側面に直線状に並べて配置され、各々の界磁ヨーク２の間にヨークベース４を配設して固定子を構成している。また、リニアモータ１は、永久磁石３の磁石列と磁気的空隙を介して電機子５を対向配置して可動子を構成している。電機子５は、複数個のコイル群を平板状に成形してなる２列のコアレス型の電機子コイル６を有しており、この電機子コイル６をステンレス等の金属や樹脂からなる巻線固定枠７の両面に直線状に並べて配置している。また、電機子５の上部にはその長手方向に沿ってＴ字状断面を有するフレーム９を設けると共に、電機子５とフレーム９を固定する際には、巻線固定枠７のフレーム９の凹部９ａに巻線固定枠７の先端を挿入した後、電機子コイル６を覆うようにフレーム９および巻線固定枠７を樹脂モールド８により固着して一体化するようになっている。なお、リニアモータの可動子側および固定子側には、図示しないスライダとガイドレールからなるリニアガイドを取り付けて、可動子を固定子に対して直線移動させる。
このような構成において、図示しない電源より各相の電機子コイル６に電流を印加すると、電機子コイル６には永久磁石３との電磁作用により、電機子コイル６と永久磁石３間の磁気的空隙部中に形成された磁界から電機子コイル６の長手方向に向かって電磁力が働いて推力を発生し、滑らかな直線移動を行う。この際、可動子を推進させるための駆動電流が電機子コイル６に流れると、電機子コイル６は内部抵抗により発熱を起こす。電機子コイル６で発生した熱は、巻線固定枠７を通じてフレーム９に伝熱した後、外気へ放熱される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来技術のようにフレーム９に巻線固定枠７の一方端を挿入した後、樹脂モールド８で電機子５およびフレーム９を固着する方法では、金属製のフレーム９と樹脂モールド８の接合部は、これら両部材の熱膨張の違いなどから歪み（熱収縮）が生じ、強度の弱い樹脂モールド８が剥離するという問題があった。その結果、このように一体化された電機子５とフレーム９の構成では可動子自体の横方向の支持剛性が弱くなり、可動子を走行させた場合に、可動子の両側面に磁気的空隙を介して対向する固定子の方向に振動を発生させることになり、運動精度を悪化させていた。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、フレームに対する電機子の支持剛性を高くすることができるリニアモータ電機子およびリニアモータを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、請求項１の本発明は、リニアモータ電機子に係り、複数個のコイル群を平板状に並べて成形してなる電機子コイルと前記電機子コイルを固定するための平板状の巻線固定枠とを備えた電機子と、前記電機子を固定するためのフレームとを備え、前記フレームは、前記巻線固定枠を挿入固定するための凹部を有すると共に、前記フレームの凹部に固定された巻線固定枠および前記電機子コイルを覆うように樹脂モールドで前記フレームと一体に固着しており、前記電機子は、その長手方向に位置する両端に前記フレームと前記樹脂モールドの両部材を接合するための補強板を挿設してあることを特徴としている。
請求項２の本発明は、請求項１記載のリニアモータ電機子において、前記フレームと前記樹脂モールドの接合面に、両部材を接合するためのピンを挿設したことを特徴としている。
請求項３の本発明は、請求項１記載のリニアモータ電機子において、前記フレームと前記樹脂モールドの接合面のいずれか一方に突起部を、他方に溝部を設けたことを特徴としている。
請求項４の本発明は、請求項１〜３の何れか１項記載のリニアモータ電機子と、前記電機子と磁気的空隙を介して対向配置された界磁ヨークに交互に極性が異なるように複数の永久磁石を直線状に並べて配置した界磁極と、を備え、前記界磁極と前記電機子の何れか一方を固定子に、他方を可動子として前記界磁極と前記電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータを特徴としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図２は本発明の第１の実施例におけるリニアモータの電機子とフレームとの取付構造を示すものであって、（ａ）はその側面図で電機子コイルを透視したもの、（ｂ）は図１のリニアモータを推力方向から見たＡ―Ａ線に沿う正断面図に相当するものである。なお、本発明が従来と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略し、異なる点のみ説明する。また、本実施例は、従来例と同じく磁束貫通型構造のリニアモータの例を示している。
図において、１０は補強板、１１はピンである。
本発明が従来と異なる点は、以下のとおりである。
電機子５の長手方向に位置する両端に、フレーム９と樹脂モールド８の両部材を接合するための補強板１０を挿設し、また、フレーム９と樹脂モールド８の接合面に、両部材９，８を接合するためのピン１１を挿設した点である。
【０００６】
次に、リニアモータを構成する電機子とフレームの組立について説明する。
電機子５とフレーム９を固着する際は、まず、巻線固定枠７の両側面に電機子コイル６を接着する。次に、フレーム９の凹部９ａに巻線固定枠７の上端部を挿入固定する。そして、フレーム９のピン取付穴９ｂにピン１１を挿入した後、巻線固定枠７および電機子コイル６を覆うように樹脂モールド８でフレーム９と共に固着し、電機子５とフレーム９を一体化する。
【０００７】
したがって、電機子５の長手方向に位置する両端に、フレーム９と樹脂モールド８の両部材を接合するための補強板１０を挿設し、また、フレーム９と樹脂モールド８の接合面に両部材９，８を接合するためのピン１１を挿設したので、金属製のフレーム９と樹脂モールド８の接合部の強度を上げることができ、両部材９，８の熱膨張に違いなどから生じる歪みにより、樹脂モールド９が剥離するという問題を解消することができる。
その結果、リニアモータの可動子自体の横方向の支持剛性を強くすることができ。可動子の両側面に磁気的空隙を介して対向する固定子の方向に振動を発生させることなく、高い運動精度を維持して可動子を走行させることができる。
【０００８】
次に、本発明の第２の実施例を説明する。
図３は、本発明の第２の実施例におけるリニアモータの電機子の正断面図である。
第２の実施例は、電機子５の長手方向に位置する両端に、フレーム９と樹脂モールド８の両部材を接合するための補強板１０を挿設した点は第１の実施例と同じであり、第２の実施例が、第１の実施例と異なる点は、樹脂モールド８のフレーム９側との接合面に突起部８ａを設け、フレーム９の樹脂モールド８側との接合面に前記突起部８ａと嵌合するための溝部９ｃを設けた点である。
【０００９】
次に、リニアモータを構成する電機子とフレームの組立について説明する。
電機子５とフレーム９を固着する際は、まず、巻線固定枠７の両側面に電機子コイル６を薄い樹脂等（図示せず）で接着する。次に、フレーム９の凹部９ａに巻線固定枠７の上端部を挿入固定する。そして、フレーム９のピン取付穴９ｂにピン１１を挿入した後、巻線固定枠７，電機子コイル６およびフレーム９の溝部９ｃを覆うように樹脂モールド８で固着し、電機子５とフレーム９を一体化する。
【００１０】
したがって、電機子５の長手方向に位置する両端に、フレーム９と樹脂モールド８の両部材を接合するための補強板を挿設し、樹脂モールド８のフレーム９側との接合面に突起部８ａを設け、フレーム９の樹脂モールド８側との接合面に突起部９ａと嵌合するための溝部９ｃを設けたので、第１の実施例と同様に、金属製のフレーム９と樹脂モールド８の接合部の強度を上げることができ、両部材９，８の熱膨張に違いなどから生じる歪みにより、樹脂モールド８が剥離するという問題を解消することができる。また、第２の実施例は、第１の実施例に比べ、ピンを不要として部品数を少なくすることができるため、安価で、しかも簡単な構造にすることができ、組み立ても容易に実施することが可能である。
【００１１】
なお、本実施例では、リニアモータの電機子を可動子に、界磁極を固定子とした構成を例にとり説明したが、リニアモータの電機子を固定子に、界磁極を可動子とした構成にしても構わない。また、本実施例では、磁束貫通型構造のリニアモータの例を示したが、永久磁石列を水平面上に形成し、この永久磁石列の上方に磁気的空隙を介して、電機子を対向させたギャップ対向型構造のリニアモータの構成にしても構わない。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、以下の効果がある。
（１）第１の実施例は、電機子の長手方向に位置する両端に、フレームと樹脂モールドの両部材を接合するための補強板を挿設し、また、フレームと樹脂モールドの接合面に両部材を接合するためのピンを挿設したため、金属製のフレームと樹脂モールドの接合部の強度を上げることができ、両部材の熱膨張の違いなどから生じる歪みにより、樹脂モールドが剥離するという問題を解消することができる。その結果、リニアモータの可動子自体の横方向の支持剛性を強くすることができ。可動子の両側面に磁気的空隙を介して対向する固定子の方向に振動を発生させることなく、高い運動精度を維持して可動子を走行させることができる。
（２）第２の実施例は、電機子の長手方向に位置する両端に、フレームと樹脂モールドの両部材を接合するための補強板を挿設し、樹脂モールドのフレーム側との接合面に突起部を設け、フレームの樹脂モールド側との接合面に突起部と嵌合するための溝部を設けたため、第１の実施例と同様に、金属製のフレームと樹脂モールドの接合部の強度を上げることができ、両部材の熱膨張に違いなどから生じる歪みにより、樹脂モールド９が剥離するという問題を解消することができる。また、第２の実施例は、第１の実施例に比べ、ピンを不要として部品数を少なくすることができるため、安価で、しかも簡単な構造にすることができ、組み立ても容易に実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明と従来技術に共通なリニアモータの全体斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例におけるリニアモータの電機子とフレームとの取付構造を示すものであって、（ａ）はその側面図で電機子コイルを透視したもの、（ｂ）は図１のリニアモータを推力方向から見たＡ―Ａ線に沿う正断面図に相当するものである。
【図３】本発明の第２の実施例におけるリニアモータの電機子の正断面図である。
【図４】従来のリニアモータの電機子とフレームとの取付構造を示すものであって、（ａ）はその側面図で電機子コイルを透視したもの、（ｂ）は図１のリニアモータを推力方向から見たＡ―Ａ線に沿う正断面図に相当するものである。
【符号の説明】
１  リニアモータ
２  界磁ヨーク
３  永久磁石
４  ヨークベース
５  電機子
６  電機子コイル
７  巻線固定枠
８  樹脂モールド
８ａ  突起部
９  フレーム
９ａ  凹部
９ｂ  ピン取付穴
９ｃ  溝部
１０  補強板
１１  ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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