(57)【要約】      （修正有）【課題】可動子のコイル部を固定子側との接触から保護しているコイル部保護パイプの構成を改良することにより、製造の容易化と信頼性の向上を図ることが可能なリニアモータを提供する。【解決手段】複数個の永久磁石を積層・配置してなるとともにシャフト状に延長された固定子と、上記固定子の外周側に移動可能に設置されコイル部をコイル部保護パイプを介して備えた可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、上記コイル部保護パイプをアルミニウム製としたもの。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の永久磁石を積層・配置してなるとともにシャフト状に延長された固定子と、上記固定子の外周側に移動可能に設置されコイル部をコイル部保護パイプを介して備えた可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、
上記コイル部保護パイプをアルミニウム製とした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、
上記アルミニウム製のコイル部保護パイプはその表面にアルマイト処理が施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２記載のリニアモータにおいて、
上記アルミニウム製のコイル部保護パイプの外周面及び内周面を含む全表面にアルマイト処理が施されていることを特徴とするリニアモータ。
【請求項４】
請求項２又は請求項３記載のリニアモータにおいて、
上記アルマイト処理は黒色のアルマイト処理であることを特徴とするリニアモータ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載のリニアモータにおいて、
上記アルミニウム製のコイル部保護パイプの外周側には耐熱・絶縁シートが巻き付けられてい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、
上記耐熱・絶縁シートはポリイミドフィルムであることを特徴とするリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、精密位置決めシステムに用いるリニアモータに係り、特に、可動子においてコイル部を保護しているコイル部保護パイプの構成を改良することにより、信頼性の向上を図ることができるように工夫したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触駆動が可能なリニアモータは、例えば、精密位置決め装置の駆動機構として好適である。従来のリニアモータは、例えば、図３及び図４に示すような構成になっている。
【０００３】
図３はリニアモータ５０１の構成を示す断面図であり、図４は図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
リニアモータ５０１は、固定子５０３と可動子５０５とから構成されている。上記固定子５０３は、非磁性薄肉パイプ５０７と、この非磁性薄肉パイプ５０７内にて収容され非磁性センター軸５０９の外周に積層・配置された複数個の永久磁石５１１と、上記非磁性薄肉パイプ５０７の両端にねじ込まれた一対のエンドキャップ５１３、５１３とから構成されている。
【０００４】
又、上記可動子５０５であるが、コイルケース５１５と、このコイルケース５１５内に収容・配置されたコイル部５１７とから構成されている。又、図４に拡大して示すように、上記コイル部５１７の内周側にはコイル部保護パイプ５１９が設置されている。このコイル部保護パイプ５１９は、コイル部５１７と固定子５０３側との接触からコイル部５１７を保護するためのものである。又、上記コイル部保護パイプ５１９はガラスエポキシ製である。そして、上記コイルケース５１５とコイル部５１７とコイル部保護パイプ５１９とを、例えば、エポキシ樹脂やワニス等によって一体になるように成形するものである。
体に
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、ガラスエポキシ製のコイル部保護パイプ５１９の場合には内外径寸法精度が悪いという問題があった。その為、コイル部５１７をコイル部保護パイプ５１９に対して容易に嵌合させるためには、コイル部５１７の内径寸法をコイル部保護パイプ５１９の外径に対してかなり大きめに設定する必要があった。このようにコイル部５１７の内径を大きく設定した場合には、コイル部５１７と永久磁石５１１との間の距離、すなわち、磁気的空隙が大きくなってしまい、その結果、リニアモータとしての推力が低下してしまうという問題があった。
又、ガラスエポキシ製のコイル部保護パイプ５１９の場合にはその製法上薄肉化が困難であるという問題があった。これによっても上記磁気的空隙が大きくなってしまい、その結果、リニアモータとしての推力が低下してしまうという問題があった。
又、ガラスエポキシ材はそもそも断熱材としても広く使用されていて熱を伝達し難いものである。その為、コイル部５１７において発生した熱を蓄熱してしまうという問題があった。そして、電流通電時にコイル部５１７の温度が上昇してしまうために大きな電流を流すことができず、結局、これによってもリニアモータとしての推力が低下してしまうという問題があった。
又、ガラスエポキシ材の場合には、製法上の理由から一品一様にて製造される。一方、コイル部５１７のコイル数を増加させる場合はコイル部保護パイプ５１９としてもより長いものが必要となる。このような場合にはその都度その必要長さに応じて専用の長さのコイル部保護パイプ５１９を製作しなければならないという問題があった。
【０００６】
このような問題に対しては薄い絶縁シートを使用する方法も提案されている。そのようなものとして、例えば、特許文献１がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３４３８７３号公報
【０００８】
薄い絶縁シートを使用する場合には確かに磁気的空隙は小さなものとなり、その結果、リニアモータとしての推力は向上することにはなる。しかしながら新たに次のような問題が発生してしまうことになる。
まず、薄い絶縁シートの場合にはコイル部５１７を支持する機能はなく、そのためエポキシ樹脂等を使用して全体を一体成形する場合には別途パイプ状の治具を使用しなければならず、それによって作業効率が低下してしまうという問題があった。
又、薄い絶縁シートの場合には固定子５０３側との接触からコイル部５１７を保護する機能も低いものである。
又、薄い絶縁シートの場合、例えば、エポキシ樹脂等の強力な接着剤によって接着したとしても、非常に剥離し易く、万一剥離してしまった場合には、磁気的空隙内に挟み込まれてしまって、動作不良を起こしてしまうといったことが懸念されるものである。
【０００９】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、可動子のコイル部を固定子側との接触から保護しているコイル部保護パイプの構成を改良することにより、製造の容易化と信頼性の向上を図ることが可能なリニアモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項1によるリニアモータは、複数個の永久磁石を積層・配置してなるとともにシャフト状に延長された固定子と、上記固定子の外周側に移動可能に設置されコイル部をコイル部保護パイプを介して備えた可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、上記コイル部保護パイプをアルミニウム製としたことを特徴とするものである。
又、請求項２によるリニアモータは、請求項１記載のリニアモータにおいて、  上記アルミニウム製のコイル部保護パイプはその表面にアルマイト処理が施されていることを特徴とするものである。
又、請求項３によるリニアモータは、請求項２記載のリニアモータにおいて、  上記アルミニウム製のコイル部保護パイプの外周面及び内周面を含む全表面にアルマイト処理が施されていることを特徴とするものである。
又、請求項４によるリニアモータは、請求項２又は請求項３記載のリニアモータにおいて、上記アルマイト処理は黒色のアルマイト処理であることを特徴とするものである。
又、請求項５によるリニアモータは、請求項１〜請求項４の何れかに記載のリニアモータにおいて、上記アルミニウム製のコイル部保護パイプの外周側には耐熱・絶縁シートが巻き付けられていることを特徴とするものである。
又、請求項６によるリニアモータは、請求項５記載のリニアモータにおいて、  上記耐熱・絶縁シートはポリイミドフィルムであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上述べたように本願発明によるリニアモータによると、複数個の永久磁石を積層・配置してなるとともにシャフト状に延長された固定子と、上記固定子の外周側に移動可能に設置されコイル部をコイル部保護パイプを介して備えた可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、上記コイル部保護パイプをアルミニウム製としたので、まず、引抜加工によって薄肉のコイル部保護パイプを得ることができ、それによって、磁気的空隙を小さくすることができるので、リニアモータとしての推力を向上させることができる等、信頼性の向上を図ることができる。
又、アルミニウム製のコイル部保護パイプの場合には寸法精度も高いので、従来のようにコイル部の内径を大きくする必要はなく、それによっても磁気的空隙を小さくすることができ、上記効果をより高めることができる。
又、アルミニウム製のコイル部保護パイプの場合には金属製であって剛性も高いのでコイル部を保護する機能も高くなる。
又、アルミニウム製のコイル部保護パイプの場合には放熱性能も高く、従来のようなガラスエポキシ製の場合に比べて大きな電流を流すことができ、それによってもリニアモータとしての推力を高めることができる。
又、上記アルミニウム製のコイル部保護パイプの表面にアルマイト処理を施した場合には所望の絶縁構造を容易に得ることができる。
又、上記アルミニウム製のコイル部保護パイプの外周面及び内周面を含む全表面にアルマイト処理を施した場合には上記効果をより確実なものとすることができる。
又、上記アルマイト処理を黒色のアルマイト処理とした場合には放熱効果を高めることができる。
又、上記アルミニウム製のコイル部保護パイプの外周側に耐熱・絶縁シートが巻き付けた場合には上記効果をより高いものとすることができる。
又、上記耐熱・絶縁シートをポリイミドフィルムとした場合には上記効果をより高いものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図１及び図２を参照して本発明の一実施の形態を説明する。図１は本実施の形態によるリニアモータ１の構成を示す断面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
リニアモータ１は、固定子３と可動子５とから構成されている。上記固定子３は、非磁性薄肉パイプ７と、この非磁性薄肉パイプ７内にて収容され非磁性センター軸９の外周に積層・配置された複数個の永久磁石１１と、上記非磁性薄肉パイプ７の両端にねじ込まれた一対のエンドキャップ１３、１３とから構成されている。
【００１３】
又、上記可動子５であるが、コイルケース１５と、このコイルケース１５内に収容・配置されたコイル部１７とから構成されている。又、図２に拡大して示すように、上記コイル部１７の内周側にはコイル部保護パイプ１９が設置されている。このコイル部保護パイプ１９は、コイル部１７と固定子３側との接触からコイル部１７を保護するためのものである。
【００１４】
上記コイル部保護パイプ１９の構成を詳しく説明する。まず、上記コイル部保護パイプ１７はアルミニウム製であり、例えば、引抜加工によって製造されるものである。アルミニウム製であって引抜加工によれば、薄肉のものを長尺で製造しておき、必要に応じて切断して使用することができる。例えば、厚さ（ｔ）が０．３ｍｍのものを±０．０５ｍｍの寸法精度で長さ（Ｌ）が２０００ｍｍで引抜加工することができる。
【００１５】
上記コイル部保護パイプ１９の表面には黒色のアルマイト処理が施されている。これはコイル保護パイプ１９をアルマイト液中に浸漬させることにより行なうものであり、よって、コイル部保護パイプ１９の外表面、内表面を含む全表面に施されることになる。図２中外表面のアルマイト層を符号２１ａで示すとともに内表面のアルマイト層を符号２１ｂで示す。
【００１６】
又、上記外表面のアルマイト層２１ａの外周側には、薄肉の耐熱・絶縁シート２３が被覆されている。この耐熱・絶縁シート２３は、厚さ（ｔ）が１２．５μｍのポリイミドフィルムである。又、上記耐熱・絶縁シート２３は、上記コイル部保護パイプ１９の外表面のアルマイト層２１ａの外周に巻き付けてあり、又、コイル部保護パイプ１９、コイル部１７、コイルケース１５と、エポキシ樹脂やワニス等によって一体的に成形されている。よって、耐熱・絶縁シート２３が不用意に剥離してしまうことはない。又、樹脂成形時に治具等を使用することもない。
【００１７】
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、コイル部保護パイプ１９をアルミニウム製としているので、引抜加工によって薄肉のコイル部保護パイプ１９を得ることができる。コイル部保護パイプ１９が薄肉化されたことにより、磁気的空隙、すなわち、コイル部１７と永久磁石１１との間の距離を小さくすることができる。そして、磁気的空隙を小さくすることができるのでリニアモータとしての推力を向上させることができる。
又、アルミニウム製のコイル部保護パイプ１９の場合には寸法精度も高いので、従来のようにコイル部１７の内径を大きくする必要はなく、それによっても磁気的空隙を小さくすることができ、上記効果をより高めることができる。
又、アルミニウム製のコイル部保護パイプ１９の場合には金属製であって剛性も高いので、コイル部１７を保護する機能も高くなるものである。
又、アルミニウム製のコイル部保護パイプ１９の場合には放熱性能も高く、従来のようなガラスエポキシ製の場合に比べて大きな電流を流すことができ、それによってもリニアモータとしての推力を高めることができる。
又、絶縁に関してはアルマイト層２１ａ、２１ｂと耐熱・絶縁シート２３の両方で行なっているので確実である。
又、コイル部保護パイプ１９をアルミニウム製としているので高い放熱効果を期待できると共に、黒色のアルマイト層２１ａ、２１ｂ、特にアルマイト層２１ｂを設けているので、上記放熱効果をより高いものとすることができる。具体的には、コイル部１７において発生した熱は、コイルケース１５を介して外側に放熱されるとともに、アルマイト層２１ａ、コイル部保護パイプ１９、アルマイト層２１ｂを介して内側空間さらには外側空間に放熱されるものである。
【００１８】
尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではない。
例えば、前記一実施の形態ではアルマイト層２１ａ、２１ｂと耐熱・絶縁シート２３の両方を採用しているが、何れか一方のみによって絶縁構造を得ることも考えられる。
アルミニウム製のコイル部保護パイプ１９の肉厚（ｔ）、ポリイミドフィルムの肉厚などについてはこれを特に限定するものではない。  
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明はリニアモータに係り、特に、可動子においてコイルを固定子側との接触から保護している部分の構成を改良することにより、信頼性の向上を図ることができるように工夫したものに関し、例えば、精密位置決めシステムに用いるリニアモータに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図で、リニアモータの構成を一部切り欠いて示す側面図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示す図で、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】従来例を示す図で、リニアモータの構成を一部切り欠いて示す側面図である。
【図４】従来例を示す図で、図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  リニアモータ
３  固定子
５  可動子
７  非磁性薄肉パイプ
９  非磁性センター軸
１１  永久磁石
１３  エンドキャップ
１５  コイルケース
１７  コイル部
１９  コイル部保護パイプ
２１ａ、２１ｂ  アルマイト層
２３  耐熱・絶縁シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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