(57)【要約】【課題】所定樹脂の一体成型により、強度を高めるとともに冷媒漏れを排除できる、冷却用のハウジングを備えた低コストのリニアモータ用コイル構造の提供。【解決手段】リニアモータ用コイル構造１においては、駆動用のコイル２は、成型樹脂により一体成型されて生成されて、冷媒入口４および冷媒出口５を有するハウジング３に内包される。コイル２の内周表面は、ハウジング３内部の内側面に接合されており、コイル２の該内周表面以外の周囲面とハウジング３の内面との間には、コイル２の外周に沿って空隙部６が形成されて、冷媒入口４より冷媒出口５に通ずるコイル冷却用の冷媒通路が、空隙部６により明確な形で形成される。ハウジング３は、成型樹脂の一体成型により生成されるために、低コストであり、且つ強度が保持されるとともに冷媒漏れが排除される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを冷却用のハウジング内に収納するリニアモータ用コイル構造において、前記ハウジングが所定の成型樹脂により一体成型されて構成され、該ハウジング内のコイルに沿って、所定の冷媒入口より冷媒出口に至るコイル冷却用の冷媒通路として機能する空隙部を備えることを特徴とするリニアモータ用コイル構造。
【請求項２】
前記ハウジングの成型樹脂としてプラスチック樹脂を用いる請求項１に記載のリニアモータ用コイル構造。
【請求項３】
コイルを冷却用のハウジング内に収納してなるリニアモータ用コイル構造を製造する方法において、
前記コイルに対して、後工程において容易に取外しが可能なように、一対の棒状のコイル支えを取付ける第１のステップと、
前記コイルの空芯部に対して、接触面が該コイルの内側面に接するようにマスクを取付け、該マスクとの接触面を除くコィルの周囲を、後工程において除去可能な所定のコーティング素材にて被覆する第２のステップと、
前記マスクをコイルより取外す第３のステップと、
前記ハウジングを一体成型するために、前記第２のステップにおいてコーティングされたコイルを、成型樹脂注入用の金型にセットする第４のステップと、
前記金型の注入口より前記成型樹脂を注入して、金型とコーティング素材との間の空隙部に該成型樹脂を充填する第５のステップと、
前記第５のステップで充填された前記成型樹脂から前記金型を取外す第６のステップと、
前記成型樹脂の注入口において成型された残留個片と、前記コイル支えとを除去する第７のステップと、
前記コーティング素材を除去し、前記コイル支えの除去後における一方の孔を冷媒入口とし他方の孔を冷媒出口として、前記成型樹脂により一体成型されたハウジングを生成することにより、リニアモータ用コイル構造を製造する
第８のステップと
を有することを特徴とするリニアモータ用コイル構造製造方法。
【請求項４】
前記第７のステップにおいて、前記コイル支えの孔に、前記成型樹脂およびコイルを阻害しない溶剤を注入して、該コーティング素材を溶解して除去する請求項３に記載のリニアモータ用コイル構造製造方法。
【請求項５】
前記第７のステップにおいて、前記コイル及び成型樹脂を含む全体を前記コイルおよび成型樹脂を阻害しない所定温度に暖めることにより、前記コーティング素材を溶融して除去する請求項３に記載のリニアモータ用コイル構造製造方法。
【請求項６】
前記第７のステップにおいて、前記コイルに通電し、前記コイルおよび成型樹脂を阻害しない所定温度に該コイルを暖めることにより、該コーティング素材を溶融して除去する請求項３に記載のリニアモータ用コイル構造製造方法。
【請求項７】
前記ハウジングの成型樹脂として、プラスチック樹脂を用いる請求項３,４,５または６に記載のリニアモータ用コイル構造製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータ用コイル構造およびその製造方法に関し、特にコイルの冷却機能に対処するリニアモータ用コイル構造およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リニアモータ用として利用されているコイルとしては、例えば特許文献１に、冷却能力を改善したコイルが挙げられる。図１３は、該コイルを含む単層リニアモータの断面を示す上面図である。図１３に示されるように、本リニアモータは、駆動用のコイル１６と、磁気回路を形成する一対のヨーク１７と、相互に相反する極性の永久磁石１８と、コイル１６を挟んで配置される一対のシート１９と、これらのシート１９を支持しているフレーム２０とを備えて構成されており、一対のシート１９とフレーム２０は、接着剤やボルトなどによって固定されて、コイル１６を内包するジャケットを構成している。またコイル１６は、固定具２１により、このジャケットに固定されており、一対のシート１９の双方に接着またはボルト固定される補強部材２２により、これら双方のシート間の広がりが防止されている。この補強部材２２は、本従来例の特徴とする部材であり、コイル１６の空芯部分に配置されている。その補強部材２２の望ましい部材は、高分子樹脂材料（ＰＥＥＫ）またはセラミックス材料等の非磁性体材料である。
【０００３】
この単層リニアモータにおいては、コイル１６を内包し、コイル１６を冷却するためのハウジングは、ジャケットとして呼称されており、前述のように、一対のシート１９とフレーム２０により形成されている。コイル１６を冷却するための冷媒は、所定の供給管より前記ジャケット内の内部空間２３に供給されて、該内部空間２３を流れる過程においてコイル１６で発生する熱を受け取り、所定の回収管からジャケット外に排出される。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３０９０７１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のリニアモータ用コイル構造においては、コイル１６の外周に冷媒を流すためのジャケット（ハウジング）は、接着剤やボルトなどによって固定される一対のシート１９とフレーム２０により構成されており、これらのシート間には、高分子樹脂材料またはセラミックス材料等を用いた補強部材２２が、接着またはボルトにより固定されている。そして更にコイル１６自体は、固定具２１によりジャケットに固定されている。
【０００６】
従って、本従来例のリニアモータ用コイル構造においては、ジャケットがシート、フレーム、固定具および補強部材等を含む多種の部材で構成されている。そこで、この従来のリニアモータ用コイル構造には、これらの部材の調達コストおよび対応する加工コストが増大するという欠点がある。
【０００７】
また、補強部材としてセラミックス材料を使用する場合には、その加工は主として研磨加工となり、極めて高価な加工部材にならざるを得ないという欠点があり、他方プラスチック樹脂を使用する場合には、加工は容易ではあるものの高い精度の加工に難点があり、且つ接合部における強度に弱点があるという欠点がある。
【０００８】
更に、冷媒が供給されるジャケットが、シートとフレームを接着またはボルト等により固定することによって構成されるので、両者の接合部から冷媒が漏れ易いという欠点がある。また、シートとフレームが金属の場合には、磁界による渦電流が発生して、リニアモータの効率を劣化させるという欠点がある。
【０００９】
本発明の目的は、上記の欠点を排除し、ハウジング（ジャケット）を、成型樹脂による一体成型により生成することにより、部品点数を削減し、併せて機械加工に伴う無駄な部材消費を極力減殺して製造コストの低減を図り、成型樹脂の一体成型により、継ぎ目の存在を排除してハウジング（ジャケット）の強度を高めるとともに、冷媒漏れを除去することを可能とするリニアモータ用コイル構造を提供し、併せてその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するために本発明は次の手段を提供する。
【００１１】
（１）コイルを冷却用のハウジング内に収納するリニアモータ用コイル構造において、前記ハウジングが所定の成型樹脂により一体成型されて構成され、該ハウジング内のコイルに沿って、所定の冷媒入口より冷媒出口に至るコイル冷却用の冷媒通路として機能する空隙部を備えることを特徴とするリニアモータ用コイル構造。
【００１２】
（２）前記ハウジングの成型樹脂としてプラスチック樹脂を用いる前記（１）に記載のリニアモータ用コイル構造。
【００１３】
（３）コイルを冷却用のハウジング内に収納してなるリニアモータ用コイル構造を製造する方法において、
前記コイルに対して、後工程において容易に取外しが可能なように、一対の棒状のコイル支えを取付ける第１のステップと、
前記コイルの空芯部に対して、接触面が該コイルの内側面に接するようにマスクを取付け、該マスクとの接触面を除くコィルの周囲を、後工程において除去可能な所定のコーティング素材にて被覆する第２のステップと、
前記マスクをコイルより取外す第３のステップと、
前記ハウジングを一体成型するために、前記第２のステップにおいてコーティングされたコイルを、成型樹脂注入用の金型にセットする第４のステップと、
前記金型の注入口より前記成型樹脂を注入して、金型とコーティング素材との間の空隙部に該成型樹脂を充填する第５のステップと、
前記第５のステップで充填された前記成型樹脂から前記金型を取外す第６のステップと、
前記成型樹脂の注入口において成型された残留個片と、前記コイル支えとを除去する第７のステップと、
前記コーティング素材を除去し、前記コイル支えの除去後における一方の孔を冷媒入口とし他方の孔を冷媒出口として、前記成型樹脂により一体成型されたハウジングを生成することにより、リニアモータ用コイル構造を製造する
第８のステップと
を有することを特徴とするリニアモータ用コイル構造製造方法。
【００１４】
（４）前記第７のステップにおいて、前記コイル支えの孔に、前記成型樹脂およびコイルを阻害しない溶剤を注入して、該コーティング素材を溶解して除去する前記（３）に記載のリニアモータ用コイル構造製造方法。
【００１５】
（５）前記第７のステップにおいて、前記コイル及び成型樹脂を含む全体を前記コイルおよび成型樹脂を阻害しない所定温度に暖めることにより、前記コーティング素材を溶融して除去する前記（３）に記載のリニアモータ用コイル構造製造方法。
【００１６】
（６）前記第７のステップにおいて、前記コイルに通電し、前記コイルおよび成型樹脂を阻害しない所定温度に該コイルを暖めることにより、該コーティング素材を溶融して除去する前記（３）に記載のリニアモータ用コイル構造製造方法。
【００１７】
（７）前記ハウジングの成型樹脂として、プラスチック樹脂を用いる前記（３）,（４）,（５）または（６）に記載のリニアモータ用コイル構造製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
上記の構成によれば、前記ハウジングが所定の成型樹脂、例えばプラスチック樹脂により一体成型されて構成され、該ハウジング内のコイルに沿って、所定の冷媒入口より冷媒出口に至るコイル冷却用の冷媒通路として機能する空隙部が極めて簡易に設定されるために、部材調達コストならびに加工コストが削減されて、製造コストの大幅な低減を図ることが可能になるとともに、継ぎ目無しのハウジングが実現されて、強度の改善が図られるとともに冷媒の漏れが排除される。
【００１９】
更に詳しくは、本発明によれば次の効果が得られる。まず、本発明のリニアモータ用コイル構造は、駆動用のコイルを内包するハウジングを、成型樹脂の一体成型によって生成することにより、必要部材の低廉化ならびに製造工程の簡易化を図ることが可能となり、リニアモータ用コイル構造の製造コストを低減することができるという効果がある。また、ハウジングを成型樹脂の一体成型によって生成するために、継ぎ目無しのハウジングが実現されて、強度の改善が図られるとともに冷媒の漏れが排除されるという効果がある。
【００２０】
また、本発明のリニアモータ用コイル構造製造方法は、金型を活用し、コーティング材と成型樹脂とを有効に利用して、コイルのハウジングを該成型樹脂の一体成型によって形成することにより、必要部材の低廉化ならびに製造工程の簡易化を実現することが可能となり、リニアモータ用コイル構造の製造コストを低減することが出来るという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明のリニアモータ用コイル構造について説明する。図１は、該リニアモータ用コイル構造の実施形態の構造を示す図であり、図１（ａ）,（ｂ）および（ｃ）は、それぞれリニアモータ用コイル構造１の平面図、正面の断面図（図1の（Ａ−Ａ’）矢視に対応）およびコイル部分の部分断面図（図1の（Ｂ−Ｂ’）矢視に対応）である。
【００２２】
図1に示されるように、本実施形態において、ハウジング３は成型樹脂１４（図９，１０，１１参照）により一体成形され、冷媒入口４および冷媒出口５を有し、コイル２はハウジング３の内部に内包された状態で配置されており、コイル２の内周面はハウジング３内部の内側面に接合されている。またコイル２の該内周面以外の周囲面とハウジング３の内面との間には、コイル２の外周に沿って空隙部６が形成されており、該空隙部６により、冷媒入口４より冷媒出口５に通ずるコイル冷却用の冷媒通路が明確な形で形成されている。図２は本実施形態を示す外観斜視図であり、リニアモータ用コイル構造１の全体像、ハウジング３および冷媒入口４と、コイル２、ハウジング３および空隙部６を含む部分的な断面の様子が示されている。なお図２においては視認できないが、冷媒入口４に対応するハウジング３の外周背面には、冷媒が排出される冷媒出口５が開口されている。
【００２３】
図1を参照して明らかなように、本実施形態の運用に当たっては、冷媒入口４より供給され、空隙部６により構成される冷媒通路を流通して冷媒出口５より排出される冷媒により、通電時におけるコイルの動作温度は適正温度に保持されて、リニアモータ用コイル構造としての機能を保持することができる。しかも、本実施形態においては、ハウジング３は複雑な構造形態が排除されて、前述のように成型樹脂の一体成型により簡易な構造形態にて構成されており、ハウジング３における継ぎ目などの接合部分が排除されて強度が保持され、冷媒の漏れを除去することが可能になるとともに、成型樹脂の利用ならびに加工処理の簡易化により、製造コストを大幅に低減することが可能となる。なお本発明の実施例においては、前記成型樹脂としてはプラスチック樹脂が使用される。
【００２４】
次に、本発明のリニアモータ用コイル構造製造方法について説明する。図３および図４は、該リニアモータ用コイル構造製造方法の実施形態における製造工程のフローチャートを示す図であり、図５〜図１２は、それぞれ該リニアモータ用コイル構造製造方法の各製造工程における、リニアモータ用コイル構造の構造形態の推移を示す図である。図３および図４のフローチャートに示されるように、コイルの製造工程はＳ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6、Ｓ７およびＳ8の各ステップより成り立っており、これらの各ステップに対応して、Ｓ1（図５）、Ｓ2（図６）、Ｓ3（図７）、Ｓ4（図８）、Ｓ5（図９）、Ｓ6（図10）、Ｓ7（図11）およびＳ8（図12）として指定される図５〜図１２には、それぞれ各製造工程におけるリニアモータ用コイル構造の構造形態の推移が示される。
【００２５】
図３において、先ずステップＳ1においては、コイル２に対して、後工程において容易に取外しができるように、１対の棒状のコイル支え３を取付ける（図５参照）。図５（ａ）、（ｂ）および（ｃ）には、それぞれコイル２にコイル支え３を取付けた状態の平面図、側面図、および図５（ａ）における（Ｂ−Ｂ’）矢視に対応する断面図が示される。ステップＳ2においては、コイル２の空芯部に、コイル２の内側面に接するようにマスク７を取付け、コイル２の表面をコーティング素材８により被覆する（図６参照）。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）には、それぞれコイル２の空芯部にマスク７を取付けた状態の平面図、図６（ａ）における（Ｃ−Ｃ’）矢視に対応する断面図、コイル２の表面をコーティング素材８にて被覆した状態の側面図、および図６（ｃ）の断面図が示される。なお、図６（a）においては、マスク７を、コイル２の内側面に接するように取付けているが、コイル２のマスク７の外周形状は、コイル２の内側面に対して成形樹脂が充填される部位として対応しているために、ハウジングの成型形態の如何によっては、マスク７の外周形状は、図６（a）の場合とは異なる形状に設定される。
【００２６】
次にステップＳ3において、マスク７をコイル２より取外す（図７参照）。図７には、コイル２の空芯部よりマスク７を取外した状態の側面の断面図が示される。図７に示されるように、コイル２の空芯部に対応する内側面以外の表面は、全てコーティング素材８により被覆される。次いでステップＳ4において、コーティングされたコイル２を、ハウジングを一体成型するための金型にセットする（図８参照）。図８（ａ）および（ｂ）には、コーティングされたコイル２を、金型(1)９、金型(2)１０、金型(3)１１および金型(4)１２を含む金型にセットした状態の平面図および側面の断面図が示される。図８（ｂ）に示されるように、コーティングされたコイル２と金型との間には、成型樹脂が充填される空隙部が設けられており、金型(1)９には、樹脂注入口１３が設定される（ステップＳ5以降のステップは、指標Ｐを介して次ページに進む）。
【００２７】
ステップＳ5においては、前記金型の樹脂注入口１３より成型樹脂を注入して、該金型とコイル２のコーティング素材８との間の空隙部に該成型樹脂を充填する（図９参照）。図９には、金型に成型樹脂１４を注入した状態における側面の断面図が示される。ステップＳ6においては、前記金型を取外す（図１０参照）。図１０には、該金型が取外された状態における側面の断面図が示される。ステップＳ７においては、コイル支え３と、樹脂注入口１３の残留個片である樹脂片１５とを取除く（図１１参照）。図１１には、コイル支え３と、樹脂片１５とを除去した状態における側面の断面図が示される。ステップＳ８においては、コイル２のコーティング素材８を除去して、前記コイル支え３の除去後における一方の孔を冷媒入口４として設定し、他方の孔を冷媒出口５として設定して、前記成型樹脂１４により一体成型されたハウジング８を生成し、目的とするリニアモータ用コイル構造１を構成する（図１２参照）。図１２（a）および(b)には、このリニアモータ用コイル構造１の側面の断面図と平面図が示される。
【００２８】
即ち、本発明のリニアモータ用コイル構造製造方法においては、金型を有効に活用し、コーティング素材と成型樹脂とを効果的に使用して、ハウジングを該成型樹脂の一体成型によって生成することにより、必要部材の低廉化ならび製造工程の簡易化を図ることが可能となり、リニアモータ用コイル構造の製造コストを低減することが可能になるとともに、継ぎ目無しのハウジングが実現されて、強度の改善が図られるとともに冷媒の漏れが排除される。なお本発明の実施例においては、前記成型樹脂としてはプラスチック樹脂が使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のリニアモータ用コイル構造の実施形態の構造を示す図である。
【００３０】
【図２】前記実施形態の外観斜視図である。
【００３１】
【図３】本発明の製造方法の工程に対応するフローチャートを示す図（１）である。
【００３２】
【図４】本発明の製造方法の工程に対応するフローチャートを示す図（２）である。
【００３３】
【図５】前記製造方法におけるリニアモータ用コイル構造の各製造工程における構造形態の推移を示す図（１）である。
【００３４】
【図６】前記製造方法におけるリニアモータ用コイル構造の各製造工程における構造形態の推移を示す図（２）である。
【００３５】
【図７】前記製造方法におけるリニアモータ用コイル構造の各製造工程における構造形態の推移を示す図（３）である。
【００３６】
【図８】前記製造方法におけるリニアモータ用コイル構造の各製造工程における構造形態の推移を示す図（４）である。
【００３７】
【図９】前記製造方法におけるリニアモータ用コイル構造の各製造工程における構造形態の推移を示す図（５）である。
【００３８】
【図１０】前記製造方法におけるリニアモータ用コイル構造の各製造工程における構造形態の推移を示す図（６）である。
【００３９】
【図１１】前記製造方法におけるリニアモータ用コイル構造の各製造工程における構造形態の推移を示す図（７）である。
【００４０】
【図１２】前記製造方法におけるリニアモータ用コイル構造の各製造工程における構造形態の推移を示す図（８）である。
【００４１】
【図１３】従来例を断面にて示す上面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    リニアモータ用コイル構造
２，１６    コイル
３    ハウジング
４    冷媒入口
５    冷媒出口
６    空隙部
７    マスク
８    コーティング素材
９    金型（１）
１０    金型（２）
１１    金型（３）
１２    金型（４）
１３    樹脂注入口
１４    成型樹脂
１５    樹脂片
１７    ヨーク
１８    永久磁石
１９    シート
２０    フレーム
２１    固定具
２２    補強部材
２３    内部空間
【図１】
2005110401.tif 000003
【図２】
2005110401.tif 000004
【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】
2005110401.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005110401.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005110401.tif 000013
【図１２】
2005110401.tif 000014
【図１３】
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