(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｉ字状の電磁鋼板が積層された鉄心とその凹部に巻回されたコイルとからなる複数個の電機子を整列配置させるとともに、前記電機子と、前記電機子を冷却する前記電機子間を縫うように連続的に折り返された扁平管を含む冷却部材を配設させ、前記電機子と前記扁平管とがモールド樹脂により封止されたコイル側リニアモータにおいて、
前記コイル側リニアモータが前記電機子の配列方向に直交する切口を有するモジュールの組合せからなり、
前記モジュールは、少なくとも、複数個の前記電機子と前記冷却部材の冷媒の供給口および排出口とこれら電機子間に設けられた前記冷却部材と、前記冷却部材の冷媒を供給し排出する冷媒管路を含む基端側モジュールと、複数個の前記電機子とこれら電機子間に設けられた前記冷却部材と、前記冷却部材の冷媒を供給し排出する冷媒管路を含む中間モジュールと、前記冷媒管路の折り返し管路を有する先端側モジュールと、を含み、
前記基端側モジュール、中間モジュール、および先端側モジュールは、それぞれのベースプレートに設けられた取付け孔に配された連結部材によって一体に固定され、前記各モジュールの電機子配線はコネクタによって接続されるとともに、前記各モジュールの冷媒管路はシール部材によってシールされ、
前記基端側モジュールまたは前記中間モジュールは、ベースプレートの一側に沿って穿設された冷媒導入孔または連絡導通孔と、この孔に接続されるとともに前記ベースプレートより立設されたパイプ状マニホールドと、このパイプ状マニホールドより所定距離離間して前記ベースプレートより立設されるとともにベースプレート内に穿設された連絡導通孔に接続された隣接するパイプ状マニホールドと、隣接する２つのパイプ状マニホールドの冷媒通路に両端が接続されたＵ字状の扁平管と、前記ベースプレートの前記一側に対する他側に沿って穿設された冷媒導出孔と、を備えるとともに、前記Ｕ字状の扁平管のＵ字開口部を除く３方を該扁平管に囲まれた第１の電機子と、前記第１の電機子の両側にそれぞれ設けられた第２の電機子と、前記パイプ状マニホールド、前記Ｕ字状の扁平管と、複数の前記電機子を取付け後に全体を所定形状に封止する封止部材と、を備えることを特徴とするモジュール化したコイル側リニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種機械における移動体を移動させて所望位置に停止させる移動／位置決め手段としてのリニアモータに係り、特に電機子の冷却構造を改良するとともにコイル側の構造を複数のモジュールにより構成したリニアモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、工作機械や測定器械等の種々の機械に用いられる例えばワークテーブルのような移動体を所定の直線路に沿って直進往復移動させるとともに、所望の位置で停止させて位置決めする手段としてリニアモータが用いられている。最近では、例えば送りねじ機構等の他の伝導手段の介在を不要にする構造として評価され、種々の分野で一段と多用される傾向にある。
【０００３】
このようなリニアモータには、例えば、複数の永久磁石片を直線路に沿って配列させて、該直線路沿いの表面領域に磁場を形成した磁石板と、前記磁石板の磁石片と電磁相互作用を行なう巻線を内蔵して磁石板に対して直進路に沿う直動推力を発生させる電機子とを有するものがある。
【０００４】
この種のリニアモータにおいては、モータの温度上昇により定格推力が制限されることから、一般に、リニアモータを冷却する冷却部材が設けられており、例えば電機子の磁極部の基部の一部に、あるいはベースプレート内に冷却配管を配設するようにして、コイルから鉄心を経て伝達された熱を冷媒を介して外部に逃してモータの温度上昇を抑制して定格推力の低下を防止している。
【０００５】
ところで、リニアモータを工作機械において使用する場合、工場内における機械の設置スペースの問題や、テーブル等の可動部の軽量化等のために、機械全体をなるべくコンパクトに製造することが望ましいため、駆動装置であるリニアモータもまた、その性能を維持しつつできるだけ小型化するようにしている。またリニアモータを工作機械の駆動装置として用いる場合、減速機構を介することなくリニアモータにより直接に移動体を高速度で移動させるため、大きな推力を発生するリニアモータが必要である。
【０００６】
このため、回転型モータと比較して高熱が発生し易いことになり、もしもリニアモータの冷却効率が悪い場合には、上述のようにリニアモータの温度上昇により定格推力が低下するという不都合ばかりでなく、リニアモータそのものやリニアモータを取り付けた機械の部材への熱の伝導が起こり、送り機構が熱変形して、位置決め精度や直進性能を著しく低下させる虞れや不都合もある。
【０００７】
特に、工作機械の場合、駆動装置であるリニアモータは、駆動力を正確に伝達し精密に位置決めするためにベッド部材やテーブル部材の間など比較的狭い空間に取り付けなくてはならず、取付場所の制約ばかりでなくその大きさの点からも種々の制約を受けることになる。さらにリニアモータ自身が発する強力な磁力のための磁性ゴミ吸着防止対策のために、リニアモータが外部に対して密閉されることが多いので、閉鎖的な空間の中で熱が篭もり易くなることが多い。このため自然冷却が困難な場合が多く、また上述した熱変形や定格推力の低下等を生じさせないためにも、冷却手段を用いてリニアモータを充分に冷却する必要がある。
【０００８】
しかしながら、従来のリニアモータ用冷却装置によれば、巻線に電圧を印加することにより発生するリニアモータの熱は、電機子の鉄心間の一部の隙間に配設された冷却配管や、継鉄部側に配設された冷却配管によって冷却しているために、発熱した熱を冷却するには未だ充分とはいえない。
【０００９】
それで、充分な冷却をするためには、電機子間に広範囲に接して冷却配管が配設される構成にすることが望ましいと考えられる。しかし、先に鉄心間に冷却配管を敷設してから鉄心にコイルを巻回する場合には巻線機による作業領域を確保しなければならないので、高密度にコイルを巻き回すことが困難であると同時に冷却配管をコイル領域全体に密着させることも困難である。複相巻のコイル構造に至っては、鉄心間に冷却配管を挿入すること自体できない。
【００１０】
そこで、本出願人は、特願平１１−３０７１９９号により、コンパクトな構造によりリニアモータの電機子に発生する熱を効率的に冷却できるとともに、トルクリップルやコギング等が小さくて高精度の位置決め制御特性を備えたリニアモータおよび製造方法を提案した。この先行出願の特徴は、予め熱交換効率に優れた扁平管がベースプレート上に連続してＵ字状に配管されるとともに１つ１つの相のコイルを別途に巻回しておいたＩ字形の積層鉄心が上記扁平管の間隙に嵌合するように配置され、次に配管形状が最終形状に整えられ、最後に樹脂等によりモールドされて製造されるものである。
【００１１】
この先願によって鉄心にできるだけ高密度にコイルが巻回されるので高出力を発揮することが可能になるとともに、コイル発熱が効率よく抑えられ、しかもトルクリップルを減少させることができるコイル側リニアモータを提供することができるようになった。その結果、電機子の発熱を効率的に冷却できる高精度の位置決めが可能な、工作機械に適する、より高出力のリニアモータの製造が可能となった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷却が効率に行なわれるようになって高出力のリニアモータが供給可能になればなるほど、リニアモータの大きさや重量も増加し、１個のコイル側リニアモータであってもその搬送や据付け等に際してクレーン等を用いなければならないような大型のリニアモータとなってしまう。そのため、コイル側のリニアモータの製作、搬送、据付けなどの作業が大掛かりで負担の大きい作業になってきている。
【００１３】
また、高出力仕様のリニアモータが製作できることになって、シリーズ化されたリニアモータの種類の品数が一段と増加している。このため、多品種少量生産になって、生産面のみならず様々な面でデメリットが生じている。
【００１４】
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、コイル側リニアモータを複数のモジュールにより構成することにより、コイル側リニアモータの製作、搬送、据付けなどに際して取扱い重量を低減し、これらの作業の負担を軽減することができるコイル側リニアモータを提供することを目的としている。また、所望の仕様の推力に合わせて中間モジュールの個数を増減させて組み合わせることにより、容易にコイル数すなわち電機子の数を増やしたり減らしたりすることができるようにして、製作するべきコイル側リニアモータの種類の数が増加せず、また生産部品点数の減少によって製造コストを低減させることができるコイル側リニアモータを提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の基本構成に係るモジュール化したコイル側リニアモータは、Ｉ字状の電磁鋼板が積層された鉄心とその凹部に巻回されたコイルとからなる複数個の電機子を整列配置させるとともに、前記電機子と、前記電機子を冷却する前記電機子間を縫うように連続的に折り返された扁平管を含む冷却部材を配設させ、前記電機子と前記扁平管とがモールド樹脂により封止されたコイル側リニアモータにおいて、
前記コイル側リニアモータが前記電機子の配列方向に直交する切口を有するモジュールの組合せからなり、
前記モジュールは、少なくとも、複数個の前記電機子と前記冷却部材の冷媒の供給口および排出口とこれら電機子間に設けられた前記冷却部材と、前記冷却部材の冷媒を供給し排出する冷媒管路を含む基端側モジュールと、複数個の前記電機子とこれら電機子間に設けられた前記冷却部材と、前記冷却部材の冷媒を供給し排出する冷媒管路を含む中間モジュールと、前記冷媒管路の折り返し管路を有する先端側モジュールと、を含み、
前記基端側モジュール、中間モジュール、および先端側モジュールは、それぞれのベースプレートに設けられた取付け孔に配された連結部材によって一体に固定され、前記各モジュールの電機子配線はコネクタによって接続されるとともに、前記各モジュールの冷媒管路はシール部材によってシールされ、
前記基端側モジュールまたは前記中間モジュールは、ベースプレートの一側に沿って穿設された冷媒導入孔または連絡導通孔と、この孔に接続されるとともに前記ベースプレートより立設されたパイプ状マニホールドと、このパイプ状マニホールドより所定距離離間して前記ベースプレートより立設されるとともにベースプレート内に穿設された連絡導通孔に接続された隣接するパイプ状マニホールドと、隣接する２つのパイプ状マニホールドの冷媒通路に両端が接続されたＵ字状の扁平管と、前記ベースプレートの前記一側に対する他側に沿って穿設された冷媒導出孔と、を備えるとともに、前記Ｕ字状の扁平管のＵ字開口部を除く３方を該扁平管に囲まれた第１の電機子と、前記第１の電機子の両側にそれぞれ設けられた第２の電機子と、前記パイプ状マニホールド、前記Ｕ字状の扁平管と、複数の前記電機子を取付け後に全体を所定形状に封止する封止部材と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るモジュール化したコイル側リニアモータの実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の好適な一実施形態に係るモジュール化したコイル側リニアモータを示す分解斜視図である。また、図２は、上記実施形態に係るコイル側リニアモータを示す平面図であり、図３は、上記実施形態に係る基端側モジュールを示す拡大斜視図である。図４は、同じく基端側モジュールの構成を示す一部断面表示の側面図であり、図５は、上記実施形態のコイル側リニアモータの電気的接続を模式的に示す平面図である。図１において、コイル側リニアモータ１は、基端側モジュール１０と、中間モジュール２０と、先端側モジュール３０と、の３種類のモジュールにより構成されている。
【００２１】
まず、コイル側リニアモータの基端側モジュールの冷却配管の概要について先に説明する。前記基端側モジュール１０は、図２の平面図にも示すように、ベースプレート１１の一側に沿って穿設され外部から冷媒を導入して接続する後続の中間モジュール２０に冷媒を供給する冷媒導入孔１２および連絡導通孔１３と、前記ベースプレート１１の前記一側に対する他側に沿って穿設され、接続する後続の中間モジュール２０から前記冷媒を排出する冷媒導出孔１４とを備える。これらの管路は、冷却配管の冷媒管路の一部を構成する。また、基端側モジュール１０は、連絡導通孔１２に接続されるとともに前記ベースプレート１１より立設されたパイプ状マニホールド２Ａと、このパイプ状マニホールド２Ａより所定距離離間して前記ベースプレート１１より立設されるとともに前記連絡導通孔１３に接続されたパイプ状マニホールド２Ｂと、互いに隣接する２つのパイプ状マニホールド２Ａ，２Ｂの中に穿設された冷媒通路（図示せず）に両端が接続されたＵ字状の扁平管（冷却管）３と、の冷却部材を備える。扁平管３は電機子４に接触するように設けられ、扁平管３内の冷媒により電機子４が冷却される。連絡導通孔１３と冷媒導出孔１４の先端側（先端側モジュール３０の方向、以下同じ）との接合面上の開口部分は段部を介して大径部となっており、この大径部にはゴムや軟質合成樹脂等により形成されたシール部材としてのＯリング８が装着される。
【００２２】
次に、図１および図２を参照しながら、基端側モジュール１０の具体的な構成について説明する。基端側モジュール１０は、前記Ｕ字状の扁平管３のＵ字開口部３Ａに前記一側方向より挿入されボルト４Ｃで固定された電機子４Ａと、前記Ｕ字状の扁平管３のＵ字開口部の両側３Ｂに前記他側方向より挿入されボルト４Ｃで固定された電機子４Ｂと、前記パイプ状マニホールド２Ａ，２Ｂ、前記Ｕ字状の扁平管３、および複数の前記電機子４Ａ，４Ｂを取り付けた後に全体を所定形状に封止する封止部材としてのモールド１５と、をさらに備えている。これら１組（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電機子４は、薄板を積層した鉄心と、その鉄心に巻回された巻線であるコイルとを備え、モールド１５の基端側の中央には、磁極センサ１６が固着され、同時に先端側の他側にはプラグタイプのコネクタ（接続部材）５を固定するステー５０が取り付けられている。コネクタ４０からのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相入力線４１は、後に図５で説明するように、分岐して３つの電機子４Ａ，４Ｂ，４Ｂとプラグタイプのコネクタ５とにそれぞれ接続されている。
【００２３】
ベースプレート１１の連絡導通孔１３と冷媒導出孔１４のそれぞれの両側には、モジュールを一体化する際の連結部材としての組付け用長尺ボルト９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄがそれぞれ貫通して各モジュールを締め付けて固定するための貫通孔１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが基端側から先端側に貫通するように穿設されている。ベースプレート１１の接合端面には、モジュール同士の接合の位置決めに寄与する位置決めピン（接合部材）７が嵌合する有底の穴１７が穿設されている。ベースプレート１１の両側にはモジュールが一体化された後のコイル側リニアモータを可動側または固定側の何れかの部材に固定するための座繰り穴付の透孔１８が穿設されている。
【００２４】
次に、中間モジュールについて説明する。中間モジュール２０は、図１および図２に示すように、ベースプレート２１の一側に沿って両端に穿設され、接続する後続の別の中間モジュール２０または先端側モジュール３０に冷媒を供給する複数の連絡導通孔２２，２３と、この複数の連絡導通孔２２，２３にそれぞれ接続されるとともに所定距離離間して前記ベースプレート２１より立設された２本のパイプ状マニホールド２Ａ，２Ｂと、隣接する２つのパイプ状マニホールド２Ａ，２Ｂの中に穿設された冷媒通路（図示せず）に両側が接続されたＵ字状の扁平管３と、前記ベースプレート２１の前記一側に対する他側に沿って穿設され、接続する後続の別の中間モジュール２０または先端側モジュール３０から冷媒を排出する冷媒導出孔２４と、を備える。連絡導通孔２３と冷媒導出孔２４の先端側の開口部分は段部を介して大径部となっており、この大径部にはゴムや軟質合成樹脂等により形成されたシール部材しとしてのＯリング８が装着されている。
【００２５】
中間モジュール２０は、Ｕ字状の扁平管３のＵ字開口部３Ａを除く３方を該扁平管３に囲まれた第１の電機子４Ａと、前記Ｕ字状の扁平管３の両側３Ｂで前記第１の電機子４Ａの両側にそれぞれ設けられた第２の電機子４Ｂと、前記パイプ状マニホールド２Ａ，２Ｂ、前記Ｕ字状の扁平管３、および複数の前記電機子４Ａ，４Ｂを取り付けた後に全体を所定形状に封止するモールド２５と、を備えている。モールド２５の他側には、先端側に基端側モジュール１０と同一構成のプラグタイプのコネクタ５が取り付けられ、基端側にコネクタ５に連結可能なソケットタイプのコネクタ６が取り付けられている。コネクタ６からのそれぞれの配線ラインは分岐して、電機子４Ａ，４Ｂ，４Ｂとコネクタ５とに接続されている。
【００２６】
ベースプレート２１の連絡導通孔２２，２３と冷媒導出孔２４のそれぞれの両側には、長尺ボルト９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄがそれぞれ貫通する貫通孔２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄが穿設されている。ベースプレート２１の接合端面には、モジュール同士の接合の位置決めに寄与する位置決めピン７が嵌合する有底の穴２７が穿設されている。ベースプレート２１の両側にはモジュールが一体化された後のコイル側リニアモータを可動側または固定側何れかの部材に固定するための座繰り穴付の透孔２８が穿設されている。
【００２７】
次に、先端側モジュール３０について説明する。先端側モジュール３０のベースプレート３１には、接続される中間モジュール２０のベースプレート２１の先端側の端面に穿設された前記連絡導通孔２３と前記冷媒導出孔２４とにそれぞれ接続されるようにＵ字状に穿設された折り返し孔３２が形成され、モジュールを一体化する際の連結部材としての組付け用長尺ボルト９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの先端が螺合するネジ穴３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄが穿設されている。ベースプレート３１の基端側の接合端面には、モジュール同士の接合の位置決めに寄与する位置決めピン７が嵌合する有底の穴３７が穿設されている。ベースプレート３１の上面には、中間モジュール２０のステー５０に対向する位置にステー６０が立設される。そして、これを含んで、中間モジュール２０のモールド樹脂２５の接合面に接合する面を有するモールド樹脂３５がベースプレート３１に一体に成形されている。
【００２８】
次に、図３と図４を参照し、基端側モジュール１０の詳細な構成についてさらに補足説明する。図３に示されるように、基端側モジュール１０は、ベースプレート１１に互いに隣接する２つのパイプ状マニホールド２Ａ，２Ｂが立設されており、予めＵ字状に形成してある扁平管３の両端の開口端部がパイプ状マニホールド２Ａ，２Ｂの中の冷媒通路に接続するように設置される。
【００２９】
１組の電機子４（４Ａ，４Ｂ，４Ｂ）は、ベースプレート１１上に予め設計された間隔で整列して固定されたＩ字状の電磁鋼板が積層された鉄心とその凹部に巻回されたコイルとからなり、コイルは何れも単巻コイルである。図１に示されるように、電機子４がそれぞれＵ字状の扁平管３の間に挿入された後に、鉄心がそれぞれ２本のボルト４Ｃ，４Ｃでベースプレート１１に取付固定される。３相線（図示せず）に接続されるコネクタ４０からの３相入力線４１はそれぞれ途中で分岐され、分岐された一方の線は各電機子４のコイルの巻線の一端に接続され、一方の線はコネクタ５の各接続ピンに接続している。それぞれのコイルの巻線の他端は、１点に接続されて短絡されている。
【００３０】
図４に示されるように、コネクタ５の接続ピンは、ステー５０上に所定間隔で突出形成されている。このステー５０は、コイル部全体をモールドする際にモールド型枠にボルトにより仮止めされて位置決め固定され、その後基端側モジュール全体とともにモールド樹脂１５により埋め込まれるようにして封止される。磁極センサ１６も同様に仮止め固定された後、モールド樹脂１５に埋め込まれるようにして封止される。なお、磁極センサ１６は、従来から知られている構成のものが取り付けられている。
【００３１】
ベースプレート１１における冷却配管の冷媒管路の冷媒導入孔１２には、図２に示すように、冷媒導入孔１２の供給口１２Ａに接続金具４３が取り付けられて外部からの配管が接続され、外部から冷媒（冷却液）が供給される。また、図２および図４に示されるように、冷媒管路の冷媒導出孔１４の排出口１４Ａには、接続金具４４が取り付けられて外部からの配管が接続され、冷却液が回収される。一方、中間モジュール２０のベースプレート２１と当接されるベースプレート１１の端面には、中間モジュール２０側に冷却配管の冷媒管路を接続する連絡導通孔１３と冷媒導出孔１４が形成されている。連絡導通孔１３と冷媒導出孔１４の段状の大径部となった座繰り穴には前記Ｏリング８が介装されており、組付け時には、このＯリング８が当接される別のモジュールの冷媒管路との接続部分をシールしている。そして、既述したように、有底の穴２７に挿嵌される位置決めピン７によって別のモジュールと位置決めされて当接する。
【００３２】
基端側モジュールに形成される１つの冷却配管のラインは、冷却液の供給ラインである。冷却液の供給ラインは、接続金具４３が嵌装された冷媒導入孔１２からパイプ状マニホールド２Ａによってベースプレート１１から立ち上がり、ベースプレート１１上でパイプ状マニホールド２Ａに連通するＵ字状の扁平管３に接続される。そして、Ｕ字状の扁平管３の他端の開口部に接続するパイプ状マニホールド２Ｂによってベースプレート１１内に立ち下り、連絡導通孔１３から当接する別のモジュールへ接続する。もう１つの冷却配管ラインは、液の戻りラインである。冷却液の戻りラインは、図２に示される先端側モジュールで折り返された折り返し孔に接続する戻り配管の一部であり、ベースプレート１１を貫通する冷媒導出孔１４で構成される。
【００３３】
上述した電機子４に直接接触する扁平管３は、扁平であるということが重要な要素であるが、さらに、多数の細孔を含んで１つの扁平管を形成する「扁平多孔管」であることが望ましい。また、扁平管３は、アルミニウム製の管であること好ましい。なお、扁平管３が多孔管でない場合には、モジュールに取り付けられるように扁平管をＵ字状に折り曲げるときに、扁平管がつぶれて閉塞されないように、管の内部に砂を詰めたり、内圧をかけたりして曲げられる。
【００３４】
基端側モジュール１０と中間モジュール２０とは、基本的に、基端側モジュール１０が磁極センサ１６を含み、基端側にコネクタ４０を有する３相入力線４１が接続されている点と、中間モジュール２０が両端側に別のモジュールが当接される構成である点で相違する。したがって、中間モジュール２０は、基礎の構造において上述した基端側モジュール１０と類似し、中間モジュール２０の１組の電機子、扁平管、各コネクタの取付けも上述した基端側モジュール１０とほぼ同じである。
【００３５】
先端側（エンド）モジュール３０の構成は、ベースプレート３１内に冷却配管の戻り管路としての折り返し孔３２が形成され、中間モジュール２０のベースプレート２１との間の継ぎ目はＯリング８によりシールされている。ソケットタイプのコネクタ６が取り付けられた配線用ステーが、樹脂等によるモールド３５内に埋め込まれている。３相線の他端の端末はオープンのままとされ、電機子４は取り付けられない。ステーの固定については上述した基端側モジュール１０の場合と同様である。
【００３６】
ベースプレート３１の冷却配管の折り返し孔３２の開口部の両側には、ベースプレート１１および２１を貫通されてきた長尺ボルト９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄがねじ込まれるタップ穴３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄが開けられている。なお、この先端側モジュール３０のベースプレート３１には、ベースプレート１１やベースプレート２１に穿設されている取付ボルトが挿入される座繰り穴付の透孔１８や２８に相当する透孔は設けられる必要はない。これは、長尺ボルト９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄのねじ込みにより、先端側モジュール３０が隣接する中間モジュール２０に固定されるだけで充分に強固に連結されるからである。
【００３７】
なお、この実施形態では、長尺ボルト９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄを先端側モジュール３０にねじ込ませて各モジュールを固定する構成であるが、別の構成が採用できる。例えば、基端側モジュール１０にタップ穴を、先端側モジュール３０に透孔を、それぞれ穿設し、先端側から長尺ボルト９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄを差し込んで各モジュールを固定する構成にできる。あるいは、組み合わせる全てのモジュールに透孔を穿設して長尺ボルト９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄを貫通させて、各長尺ボルトをそれらに対応するナットで締め付けて各モジュールを固定する構成にできる。このように、各モジュールを固定する構成は、実施形態に限らず、種々の構成が採用できる。
【００３８】
上記各モジュール１０，２０，３０には、モジュール同士の接合の際の位置決め用の穴１７，２７，３７がそれぞれ接合端面の両端部側に穿設されている。これらの穴１７，２７，３７には位置決めピン７が植設されて、組付け時に正確に位置決めがされてモジュール同士が整列配置される。
【００３９】
次に、図５を参照して、複数のモジュールを組み合わせて形成されるコイル側リニアモータの電気回路について説明する。電機子４Ａ，４Ｂ，４Ｂとして個別の鉄心に巻回されたコイルは、このリニアモータが３相交流式のものである場合であり、図５に示すものは、６個のコイルを有するものを例示している。モータ駆動装置のＵ相，Ｖ相，Ｗ相の３相線５１，５２，５３それぞれ１つの鉄心に単独に巻回されて、これらＵ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル５４，５５，５６となる。３相線５１，５２，５３は、ステー５０および６０に取り付けられるコネクタ５および６を介して中間モジュール２０のモールド２５に設けられたコイル５７，５８，５９に接続され、これらのコイル５７，５８，５９とコイル５４，５５，５６はそれぞれ並列に接続されている。各コイル５４ないし５６、および各コイル５７ないし５９の素線の他端は、それぞれ１点で短絡されている。既に述べたが、先端側モジュールのコネクタ６の３相線の他端の端末はオープンのままとされる。
【００４０】
以上のように構成された一実施形態に係るコイル側リニアモータの各モジュールの組合せについて、以下に説明する。この一実施形態に係るコイル側リニアモータは、１つの基端側（基本）モジュール１０と、ｎ個の中間モジュール２０と、１つの先端側（エンド）モジュール３０の３種類のモジュールによって構成されている。この場合の電機子４の数は３ｎ＋３個である。ただし、ｎは０または正の整数（自然数）である。すなわち、本発明のコイル側リニアモータにおいては、この３種類のモジュールを必ずしも１つずつ用いる必要はなく、最小単位としては基端側モジュール１０と先端側モジュールの組合せもあり得るということを意味する。この場合、基端側モジュール１０に設けられる電機子４Ａと２つの電機子４Ｂとの３つが、全体の電機子の数である。
【００４１】
上述した実施形態のコイル側リニアモータは以下のようにして機械装置（図示せず）に組み付けられる。最初に基端側モジュール１０を機械装置の取付座に載置し、両側の透孔１８に取付ボルト（図示せず）を挿入して仮止めする。次に中間モジュール２０を継ぎ足して、ベースプレート１１および２１の接合面に位置決めピン７およびＯリング８を介して突き合わせる。このとき、位置決めピン７は両モジュールの中心出しを行なっている。続けて、この継ぎ足し動作の際に同時にコネクタ５および６が接続されて３相線が電気的にも接続される。次に、中間モジュール２０は、２つの透孔２８に取付ボルト（図示せず）が挿入され仮止めされる。
【００４２】
中間モジュール２０の継ぎ足しと同様にして、先端側モジュール３０が位置決めピン７およびＯリング８を介してベースプレート２１および３１の接合端面を突き合わせるようにして接合される。このとき、３相配線は、中間モジュール２０のコネクタ５と先端側モジュールのコネクタ6とが接続されるが、コネクタ６側で開放されたままになっている。以上のように組み合わせた後、各ベースプレート１１，２１に穿設された貫通穴１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄに長尺ボルト９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄを貫通させて、ベースプレート３１に穿設されたタップ穴３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ内に形成された雄ねじ部と長尺ボルトの雌ねじ部とを螺合させて３種類のモジュール１０，２０，３０を一体化する。そして、最後に透孔１８，２８において仮止めしてある取付ボルトを本締めして、コイル側リニアモータを形成する。
【００４３】
上述した一実施形態において、基端側モジュールは１つのＵ字状の扁平管３と３つの電機子４とをベースプレート１１に固定してから磁極センサ１６やステー５０等を組み付けてから樹脂等のモールド１５により封止する構成を有するものとして説明したが、この実施形態ではモジュールの種類が少なく構成も比較的簡素なものとするようにしたものであり、本発明はこれに限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない限りにおいて、実施形態でいくつかあげられているように、種々の変形、組合せ、部材の追加が可能である。
【００４４】
また、上述した実施形態においては、交流の３相同期形のリニアモータを例にとって説明し、移動体が同期制御のために対向する永久磁石列を有するリニアモータについて説明したが、移動体が永久磁石列を備えず、単に電磁誘導体である誘導形リニアモータにおいても、そのコイル側リニアモータを本発明と同様の構成とすることができる。なお、この場合には、磁極センサが不要である。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係るリニアモータによれば、特に大型のリニアモータ等においてコイル側リニアモータを複数のモジュールにより構成することにより、コイル側リニアモータの設置や組付け等に際して、取扱い重量を軽減し、搬送や組付けを行なう大きさを小さくすることのできるコイル側リニアモータを提供することができる。また、所望の推力に対応したリニアモータを選択する際に、中間モジュールを増減することにより、容易にコイル数すなわち電機子の数を増やしたり減らしたりすることができる。その結果、リニアモータの種類を増やすことがなく、各種推力のリニアモータを用意できる。これにより量産効果がより向上し、かつ生産部品点数の減少により製造コストを低減させることができる、生産性がより高い高出力のモータを提供することが可能となる。
【００４６】
すなわち、上述した本出願人の先行出願により電機子の発熱を効率的に冷却でき高精度の位置決めを可能にしたことに加え、高出力のモータを製造、組付け、分解などの作業をする際の負担を軽減することができるとともに、さらに、特に工作機械装置に適する高出力のリニアモータを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるモジュール化したコイル側リニアモータの概略構成を示す分解斜視図。
【図２】一実施形態に係るコイル側リニアモータの平面図。
【図３】一実施形態における基端側モジュールを示す拡大斜視図。
【図４】同じく基端側モジュールの構成を示す一部断面表示の側面図。
【図５】一実施形態のコイル側リニアモータの電気的接続を模式的に示す平面図。
【符号の説明】
１  コイル側リニアモータ
２Ａ，２Ｂ  パイプ状マニホールド
３  扁平管
４，４Ａ，４Ｂ  電機子
５，６  コネクタ（接続部材）
７  位置決めピン（接合部材）
８  Ｏリング
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ  連結部材（長尺ボルト）
１０  基端側モジュール
１１  ベースプレート
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ  貫通孔
１２  導入孔
１４  導出孔
２０  中間モジュール
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ  貫通孔
３０  先端側モジュール
３１  ベースプレート
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ  ネジ孔
３２  折り返し孔
５０，６０  ステー
【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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