(57)【要約】【課題】  巻線の占積効率が良く、かつティースの磁界効率が高い、しかも工数増大の問題が生じない、高性能（体積当りの出力が高い）のリニアモータ電機子をコストを増大することなく容易に製作することができるようにする。【解決手段】  直線状ヨーク１１ｂと直線状ヨーク１１ｂに垂直方向に所定の間隔でこれと一体に形成されて成る複数のティース１１ａと、から構成される電機子コア１１に巻線ボビン１２を装填して電機子を構成する際に、予めティース１１ａの先端部近傍にティースの幅方向の一側面から反対側面へ向けて次第に幅狭となる切り欠き部Ｃを設け、この切り欠き部Ｃの先端Ｐを支点として折り曲げることでセミクローズドスロットコアを簡単に形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状ヨークと、該直線状ヨークに垂直方向に所定の間隔でこれと一体に形成されて成る複数のティースと、から構成される電機子コア用鋼板において、
前記ティースの先端部近傍に該ティースの幅方向の一側面から反対側面へ向けて次第に幅狭となる切り欠き部を設け、該切り欠き部先端を支点として折り曲げ可能に形成されたことを特徴とする電機子コア用鋼板。
【請求項２】
前記切り欠き部によって形成される上部ティース部の最大幅広部の幅が、前記ティースのティース幅以下になるように形成されたことを特徴とする請求項１記載の電機子コア用鋼板。
【請求項３】
請求項２記載の電機子コア用鋼板を複数枚積層して成ることを特徴とする電機子コア。
【請求項４】
請求項３記載の電機子コアの前記ティース先端より巻線ボビンを挿入し、その後、外力により前記ティース先端を前記切り欠き部先端を支点として該切り欠き側が接触する方向に略９０度折り曲げてセミクローズドスロットコアを形成して成ることを特徴とするリニアモータ電機子の製造方法。
【請求項５】
請求項３記載の電機子コア用鋼板の前記切り欠き部の対向辺に折り曲げ時の互いの接触部位にそれぞれ折り曲げ固定用の凸部と凹部を形成しておき、該電機子コア用鋼板を複数枚積層し、ティース先端より巻線ボビンを挿入し、その後、外力により前記ティース先端を前記切り欠き部先端を支点として該切り欠き側が接触する方向に略９０度折り曲げ、前記固定用の凸部と凹部の嵌合により９０度折り曲げ状態に固定し、セミクローズドスロットコアを形成して成ることを特徴とするリニアモータ電機子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造機器などのＦＡ機器に用いられる高速・高精度位置決め可能なリニアモータに関するもので、特にその電機子コアの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータは、複数のティースとこれらを繋ぐヨークとから成る櫛歯状をした電機子コアと各ティースに嵌め込まれた電機子巻線とから構成される可動子（又は固定子）と、前記ティースに対抗してこれと空隙を介して極性交互に配置される永久磁石と該永久磁石を取り付ける磁性体取付部材とから構成される固定子（又は可動子）とで構成されている。
従来のリニアモータにおいては、（１）ティース先端部に突起の無いオープンスロットコア、（２）もしくは先端部に磁束集中のための突起を有するセミクローズドスロットのものが存在した。なお、（１）および（２）をそれぞれ第１および第２従来技術とする（特許文献１，２を参照）。
図３は第１従来技術を示すティース先端部に突起の無いオープンスロットコアの断面図である。図において、３１はオープンスロットコア（電機子コア）で、３１ａはティース、３１ｂはヨーク、３２は電機子巻線である。
このオープンスロットコアは図から判るように、ティース３１ａの先端部に突起が無いので巻線を施したボビンをティース３１ａの先端部から簡単に挿入できるため巻線の占積効率が良く、工数も少ないという利点がある。
他方、ティース３１ａの先端部に突起が無いので、対向する永久磁石との対向面積が狭くなり、ティースの磁界効率が低くなるという欠点があった。
【０００３】
図４は第２従来技術を示すティース先端部に突起のあるセミクローズドスロットコアの断面図である。図において、４１はセミクローズドスロットコア（電機子コア）で、４１ａはティース、４１ｂはヨーク、４１ｃは先端部突起、４２は電機子巻線である。
このセミクローズドスロットコアは図から判るように、ティース４１ａの先端部両端に突起４１ｃがあり、対向する永久磁石との対向面積がこの突起の対向面積分だけ広くなるので漏れ磁束が減少し、ティースの磁界効率が高くなる効果が得られた。
他方、ティース４１ａの先端部の突起が邪魔になり、図３のような巻き太の巻線を装填することができず、巻き線の占積効率が低くなるという問題があった。
【０００４】
図５は上記２つの問題点を解決するための、第３従来技術に係る組立スロットコアを示す断面図である。図において、５１は組立スロットコア（電機子コア）で、５１ａはティース、５１ｂはヨーク、５１ｃは先端部突起、５１ｄは係合凸部、５１ｅは係合凹部、５２は電機子巻線である。
この組立スロットコア５１は図から判るように、そのティース５１ａが当初はヨーク５１ｂから分離している。ティース５１ａの先端部（永久磁石対向側）にはその両端に先端部突起５１ｃがあり、その反対側にはヨーク５１ｂの係合凹部５１ｅと係合する係合凸部５１ｄが形成されている。ティース５１ａとヨーク５１ｂはそれぞれが分離した状態で別々に積層され、分離した状態で電機子巻線５２がティース５１ａに挿入される。ティース５１ａへの電機子巻線５２の挿入は係合凸部５１ｄ側から行われるので、ティース５１ａの先端部突起５１ｃは障害とならない。このようにして電機子巻線５２が装填されたティース５１ａをヨーク５１ｂの係合凹部５１ｅへその係合凸部５１ｄを嵌め込むことで、巻線の占積効率が良く、かつティースの磁界効率が高くなる効果が得られた。
【特許文献１】特開２００３−１３４７９０号公報
【特許文献２】ＷＯ０１／０８０４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、第３従来技術の解決方法では、コア抜きのプレス型が別々に必要になるというイニシャルコスト上の問題と、実際の製作時コアを複数個に分けて積層し、巻き線挿入後一体化するといった工数増大の問題があった。
本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであって、巻線の占積効率が良く、かつティースの磁界効率が高くなる、しかも工数増大の問題が生じない電機子コア用鋼板および電機子コアならびにリニアモータ電機子の製造方法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】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１記載の電機子コア用鋼板の発明は、直線状ヨークと、該直線状ヨークに垂直方向に所定の間隔でこれと一体に形成されて成る複数のティースと、から構成される電機子コア用鋼板において、前記ティースの先端部近傍に該ティースの幅方向の一側面から反対側面へ向けて次第に幅狭となる切り欠き部を設け、該切り欠き部先端を支点として折り曲げ可能に形成されたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電機子コア用鋼板において、前記切り欠き部によって形成される上部ティース部の最大幅広部の幅が、前記ティースのティース幅以下になるように形成されたことを特徴とする。
請求項３記載の電機子コアの発明は、請求項２記載の電機子コア用鋼板を複数枚積層して成ることを特徴とする。
請求項４記載のリニアモータ電機子の製造方法の発明は、請求項３記載の電機子コアの前記ティース先端より巻線ボビンを挿入し、その後、外力により前記ティース先端を前記切り欠き部先端を支点として該切り欠き側が接触する方向に略９０度折り曲げてセミクローズドスロットコアを形成して成ることを特徴とする。
請求項５記載のリニアモータ電機子の製造方法の発明は、請求項３記載の電機子コア用鋼板の前記切り欠き部の対向辺に折り曲げ時の互いの接触部位にそれぞれ折り曲げ固定用の凸部と凹部を形成しておき、該電機子コア用鋼板を複数枚積層し、ティース先端より巻線ボビンを挿入し、その後、外力により前記ティース先端を前記切り欠き部先端を支点として該切り欠き側が接触する方向に略９０度折り曲げ、前記固定用の凸部と凹部の嵌合により９０度折り曲げ状態に固定し、セミクローズドスロットコアを形成して成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上のような構成により、単一のコア抜き型によって予め、上部ティースである突起部分を下部ティース（ティース本体）と狭隘な接続部を介して一緒に抜き、単一の積層作業によって必要厚に形成し、ボビンに高密度に巻き線したコイルを挿入後、外力（プレス等）により曲げて固定し、セミクローズドスロットを形成するもので、これによって、巻線の占積効率が良く、かつティースの磁界効率が高くなる、しかも工数増大の問題が生じない、高性能（体積当りの出力が高い）のリニアモータ電機子をコストを増大することなく容易に製作することができるようになる。
また、切り欠き部によって形成される上部ティース部の最大幅広部の幅を前記ティースのティース幅以下になるように形成したので、積層後、巻線ボビンの挿入時に突起部が挿入作業の妨げとならなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は本発明の第１実施例に係る折り曲げ式スロットコアを示す断面図で、（ａ）は巻線ボビンの挿入後かつ折り曲げ前の状態、（ｂ）は折り曲げ後の状態を示している。
図において、１１は折り曲げ式スロットコア（電機子コア）、１２は電機子巻線を施したボビンである。折り曲げ式スロットコア１１はティース１１ａと直線状ヨーク１１ｂとから成り、さらにティース１１ａは上部ティース１１ａ1と下部ティース１１ａ2とから構成されている。
折り曲げ式スロットコア１１は、直線状ヨーク１１ｂと、この直線状ヨーク１１ｂに垂直方向（図で上方に）に所定の間隔をおいてこれと一体に形成されている複数のティース１１ａとからなる図のような形状に珪素鋼板を打ち抜いて製作される。
各ティース１１ａは、ティース１１ａの先端部近傍にティースの幅方向の一側面から反対側面へ向けて次第に幅狭となる切り欠き部Ｃを設け、切り欠き部Ｃの先端（折り曲げ部）Ｐを支点として上部ティース１１ａ1を下部ティース１１ａ2側に折り曲げるようになっている。
切り欠きＣによって形成される上部ティース１１ａ1の最大幅広部の幅Ｄ２が、下部ティース１１ａ2のティース幅Ｄ１以下になるように形成されており、これによって、巻線ボビン１２を下部ティース１１ａ2に挿入するとき、上部ティース１１ａ1が挿入作業の妨げとならなくなる。
また、上部ティース１１ａ1は上部先端から折り曲げ部Ｐまでの距離Ｓ（ティースの最大幅広部）が、近隣ティース１１ａとの距離Ｌより若干小さくなっており、これによって折り曲げ部Ｐを支点として上部ティース１１ａ1を下部ティース１１ａ2側に折り曲げたとき、上部ティース１１ａ1が近隣ティース１１ａにつっかえることもなくまた近隣ティース１１ａから大きな空隙をあけることもなくなる。
【０００９】
次に、リニアモータ電機子の製造方法について説明する。
まず、珪素鋼板を所定枚数重ねて、図１の電機子コアの形状のコア抜きプレス型で図１の電機子コアの形状に珪素鋼板を打ち抜き、図１の積層の電機子コアを得る。次に、上部ティース１１ａ1先端より巻線ボビン１２を挿入し、その後、外力により上部ティースの先端を切り欠き部先端Ｐを支点として切り欠きＣが接触する方向に略９０度折り曲げれば所望のセミクローズドスロットコアが得られる。
その結果、図１（ｂ）に示すように各ティースについてそれぞれこのように折り曲げると、最終的にティース先端１１ａ1が突状となったセミクローズドスロットコア１１の電機子ができる。
図から判るように、このようにして得られた電機子は、太い巻き数を持つ巻線が挿入できるため図３の電機子が有する長所（巻線の占積効率が良い。）とティース先端の突起を備えるため図４の電機子が持つ長所（ティースの磁界効率が高くなる。）とを備え、かつ図５の電機子の欠点（イニシャルコスト増、巻線挿入後一体化するといった工数増大）が解消される電機子となる。
【００１０】
（第２実施例）
図２は本発明の第２の実施例に係るティース１１ａの拡大図で、（ａ）は折り曲げ前、（ｂ）は折り曲げ途中、（ｃ）は折り曲げ後をそれぞれ示している。
第２の実施例では、切り欠き部Ｃの対向辺Ｃ１、Ｃ２に折り曲げ時の互いの接触部位にそれぞれ折り曲げ固定用の凸部２１と凹部２２を形成しているのが特徴である。
そこで、図（ａ）の状態で、ティース先端１１ａ1より巻線ボビンを挿入し、その後、図（ｂ）のように外力によりティース先端１１ａ1を切り欠き部先端Ｐを支点として切り欠き部の対向辺Ｃ１とＣ２が互いに接触する方向に折り曲げてゆき、最終的に、９０度折り曲げた状態では図（ｃ）のように固定用凸部２１が凹部２２に嵌合するので逆戻りすることがなく、これにより９０度折り曲げ状態に永久に固定され、空隙のないかつ堅固なセミクローズドスロットコアが完成する。
なお、切り欠き部Ｃの対向辺Ｃ１、Ｃ２の表面に、磁性粉末にバインダを混合してなる磁性体ペーストを予め塗布しておくと、僅かな空隙ができたとしてもそこが磁性体で埋められるので磁界効率が向上する。
【００１１】
以上のように、本発明によれば、単一のコア抜き型によって予め、上部ティースである突起部分を下部ティースと狭隘な接続部Ｐを介して一緒に抜き、単一の積層作業によって必要厚に形成し、ボビンに高密度に巻き線したコイルを挿入後、外力により曲げて固定することで、セミクローズドスロットを形成するもので、これによって、巻線の占積効率が良く、かつティースの磁界効率が高くなる、しかも工数増大の問題が生じない、高性能（体積当りの出力が高い）のリニアモータ電機子をコストを増大することなく容易に製作することができるようになる。
また、切り欠き部によって形成される上部ティース部の最大幅広部の幅を前記ティースのティース幅以下になるように形成したので、積層後、巻線ボビンの挿入時に突起部が挿入作業の妨げとならなくなる。
さらに、切り欠き部の対向辺に折り曲げ時の互いの接触部位にそれぞれ折り曲げ固定用の凸部と凹部を形成して、最終的に９０度折り曲げた状態で固定用凸部が凹部に嵌合するので逆戻りすることのない堅固なセミクローズドスロットコアが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施例に係る折り曲げ式スロットコアを示す断面図で、（ａ）は巻線ボビン１２の挿入後かつ折り曲げ前の状態、（ｂ）は折り曲げ後の状態を示している。
【図２】本発明の第２の実施例に係るティース１１ａの拡大図で、（ａ）は折り曲げ前、（ｂ）は折り曲げ途中、（ｃ）は折り曲げ後をそれぞれ示している。
【図３】第１従来技術を示すティース先端部に突起の無いオープンスロットコアの断面図である。
【図４】第２従来技術を示すティース先端部に突起のあるセミクローズドスロットコアの断面図である。
【図５】第３従来技術を示す高性能電機子である組立スロットコアの断面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１１  折り曲げ式スロットコア（電機子コア）
１１ａ  ティース
１１ｂ  ヨーク
１１ａ1  上部ティース
１１ａ2  下部ティース
１２  電機子巻線（ボビン付き）
２１  固定用凸部
２２  固定用凹部
Ｃ  切り欠き部
Ｃ１、Ｃ２  切り欠き部対向辺
Ｄ１  ティースのティース幅
Ｄ２  上部ティースの最大幅広部の幅
Ｐ  切り欠き部先端（折り曲げ部）
Ｓ  上部ティースの上部先端から折り曲げ部Ｐまでの距離
Ｌ  近隣ティースとの距離
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図３】
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