(57)【要約】【課題】電機子の組み立て作業性が良く、かつ、放熱性も損なわないコアレスリニアモータを得ることを目的としている。【解決手段】凹断面形状の磁石取付座１０を有する固定子２と、磁石取付座１０の内壁間に配され、内壁に沿った方向に移動する可動子１とを備え、可動子１は、可動子１の移動方向に並ぶ複数のコイルから成る電機子巻線４と、電機子巻線４を取り付けた電機子取付座３とを樹脂６で一体成形して成り、固定子２は、磁石取付座１０の内壁それぞれに、複数の磁石１１を移動方向に隣り合う磁極が異極となるように配置されて成り、電機子取付座３は、電機子巻線４と電機子結線部５とを収納する凹形状部７を有するコアレスリニアモータにおいて、電機子取付座３をＡ部材８とＢ部材とを嵌め合わせることにより凹形状部７を形成する。【選択図】図２
2009189116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹断面形状の磁石取付座を有する固定子と、上記磁石取付座の内壁間に配され、上記内壁に沿った方向に移動する可動子とを備え、
上記可動子は、複数のコイルから成る電機子巻線と、該電機子巻線及び電機子取付座とを樹脂で一体成形して成り、
上記固定子は、上記磁石取付座の上記内壁それぞれに、複数の磁石を配置して成り、
上記電機子取付座は、上記可動子の移動方向と垂直な断面が凹形状の凹形状部を有し、該凹形状部に上記コイルの一方のコイルエンド部と、上記コイル同士を接続する結線部及び上記コイルと上記コイルに電流を供給するリード線とを接続する結線部を含む電機子結線部とを収納したコアレスリニアモータにおいて、
上記電機子取付座は複数の部材から成り、該複数の部材を嵌め合わせることにより上記凹形状部が形成されていることを特徴とするコアレスリニアモータ。
【請求項２】
上記電機子取付座を構成する部材がＡ部材とＢ部材から成り、
上記Ａ部材は、上記可動子の移動方向と直交する方向の一端に形成された凸部と、上記可動子の移動方向と直交する方向の他端に先端が鉤爪状に形成された凸部を有し、
上記Ｂ部材は、先端が鉤爪状の凸部を有し、
上記Ａ部材の凸部と上記Ｂ部材の凸部とを嵌め合わせることにより上記凹形状部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコアレスリニアモータ。
【請求項３】
上記Ａ部材の凸部及び上記Ｂ部材の凸部に、上記可動子の移動方向に切り欠いた凹部を有することを特徴とする請求項２に記載のコアレスリニアモータ。
【請求項４】
上記Ａ部材の凹部の上記可動子の移動方向における幅が、上記Ｂ部材の凸部の上記可動子の移動方向における幅よりも大きく、上記Ｂ部材の凹部の上記可動子の移動方向における幅が、上記Ａ部材の凸部の上記可動子の移動方向における幅よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載のコアレスリニアモータ。
【請求項５】
上記電機子取付座の凹形状部の開口部に、鍔形状の鍔部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの請求項に記載のコアレスリニアモータ。
【請求項６】
上記電機子取付座は、上記Ａ部材が２個以上の部材で構成され、上記Ｂ部材が２個以上の部材で構成されて成ることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかの１項に記載のコアレスリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コアレスリニアモータの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コアレスリニアモータでは、電機子巻線を取り付ける電機子取付座及び移動方向に配列された複数のコイルから成る電機子巻線から構成される可動子と、永久磁石を取り付ける磁石取付座及び移動方向に配列された永久磁石から構成される固定子とを備えている。
【０００３】
可動子の電機子取付座は、断面が凹形状に形成された凹形状部を有する。コイルの一方のコイルエンド部と、コイル同士の結線部や、コイルとコイルに通電するためのリード線との結線部から成る電機子結線部が凹形状部内に配置されている。凹形状部内と電機子巻線は樹脂成形され、電機子巻線と電機子取付座とが一体化されている。
【０００４】
固定子の磁石取付座は、断面が凹形状に形成された凹形状部を有し、Ｓ極とＮ極を有する永久磁石は、磁石取付座の凹形状部の２つの壁面それぞれに、可動子の移動方向に隣り合う極性が異極となり、かつ２つの壁面間で対面する極性が異極となるように配設され、固定子は、可動子の移動方向に２列の永久磁石列を備えている。
【０００５】
可動子は、固定子の２列の永久磁石列の間に、可動子のコイルと永久磁石との間に一定の空隙を介して配置される。可動子と固定子は、リニアガイド等の機構に取り付けられ、相対移動可能に構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３２２５９５号公報（第４頁−第５頁、図２、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１において、電機子巻線で発生したジュール熱を、電機子取付座を通じて放熱するためには、電機子巻線と電機子取付座との間の伝熱特性をよくする必要があり、そのためには電機子巻線と電機子取付座との間に介在するモールド樹脂が少ない方が良く、このことから、放熱性の面からは、電機子取付座の凹形状部の底面の幅及び高さを小さくする方が良い。
【０００８】
しかし、凹形状部は、電機子結線部と、電機子巻線を構成するコイルのコイルエンド部との収納部でもあるため、凹形状部の幅を狭くすると、電機子結線部とコイルエンド部を凹形状部に収納する際の組み立て作業性が悪化するという問題点があった。すなわち、放熱性と組み立て作業性の間にトレードオフの関係があった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、電機子の組み立て作業性が良く、かつ、放熱性も損なわないコアレスリニアモータを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明におけるコアレスリニアモータは、凹断面形状の磁石取付座を有する固定子と、上記磁石取付座の内壁間に配され、上記内壁に沿った方向に移動する可動子とを備え、
上記可動子は、複数のコイルから成る電機子巻線と、該電機子巻線及び電機子取付座とを樹脂で一体成形して成り、
上記固定子は、上記磁石取付座の上記内壁それぞれに、複数の磁石を配置して成り、
上記電機子取付座は、上記可動子の移動方向と垂直な断面が凹形状の凹形状部を有し、該凹形状部に上記コイルの一方のコイルエンド部と、上記コイル同士を接続する結線部及び上記コイルと上記コイルに電流を供給するリード線とを接続する結線部を含む電機子結線部とを収納したコアレスリニアモータにおいて、
上記電機子取付座は複数の部材から成り、該複数の部材を嵌め合わせることにより上記凹形状部が形成されているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のコアレスリニアモータによれば、電機子の組立作業性が良く、かつ電機子取付座の凹形状部を小さくできるため、凹形状部におけるモールド樹脂体積を小さくできて放熱性も良いコアレスリニアモータが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１から図６は、本発明のコアレスリニアモータの実施の形態１を説明する図である。図１は、可動子と固定子とを組み合わせたコアレスリニアモータの斜視図、図２は、図１の移動方向と垂直な断面図、図３は、電機子取付座を構成する２つの部材の斜視図、図４は、２つの部材を組み立てた状態の電機子取付座の斜視図、図５は、電機子取付座の２つの部材を組み立てる前の状態の可動子の断面図であり、可動子の移動方向と垂直な断面を示す。図６は、２つの部材を組み立てた状態の電機子取付座の斜視図で、２つの部材の嵌合部分は透視図となっている。
【００１３】
図１に示したように、本発明のコアレスリニアモータは、電機子巻線を取り付ける電機子取付座３、及び可動子１の移動方向に配列された複数のコイルから成る電機子巻線４から構成される可動子１と、永久磁石１１を取り付ける磁石取付座１０及び移動方向に配列された永久磁石１１から構成される固定子２とを備えている。ここで、リード線２６は、電機子巻線４のコイルに電流を供給するものである。
【００１４】
固定子２の磁石取付座１０は、凹断面形状に形成され、Ｓ極とＮ極を有する永久磁石１１は、磁石取付座１０の凹断面形状の内壁面それぞれに、可動子１の移動方向に隣り合う極性が異極となり、かつ内壁面間で対面する極性が異極となるように配設され、固定子２は、可動子１の移動方向に２列の永久磁石１１列を備えている。
【００１５】
可動子１は、磁石取付座１０の内壁間に、可動子のコイルと永久磁石との間に一定の空隙を介して配置される。電機子取付座３は複数の部材からなり、この複数の部材を嵌め合わせて凹形状部７を形成して凹形状部７に電機子巻線４を取り付ける。可動子１と固定子２は、リニアガイド等の機構（図示せず）に取り付けられ、相対移動可能に構成されている。
【００１６】
図２に示したように、可動子１は、電機子巻線４と電機子取付座３がモールド樹脂６により一体成形されて構成されている。電機子巻線４は複数のコイル（図示せず）から成り、コイル同士の結線部やコイルに電流を供給するためのリード線とコイルとの結線部から成る電機子結線部５は電機子取付座３の凹形状部７の内部に配置され、樹脂６でモールドされている。本実施の形態１では、電機子取付座３は、Ａ部材８、Ｂ部材９の２つの部材から構成されている。
【００１７】
図３に示したように、Ａ部材８の可動子１の移動方向と直交する方向の一端には、凸部１２と凹部１３が形成されており、可動子１の移動方向に凸部１２と凹部１３は交互に並んで形成され、移動方向の両端は凸部１２となっており、凸部１２の先端には鉤爪部１６が形成されている。また、Ａ部材８の他端には凸部１２と同方向に突出した凸部２５が形成されている。
【００１８】
Ｂ部材９には凸部１４、凸部１４を切り欠いた凹部１５が形成されており、可動子１の移動方向に凸部１４と凹部１５は交互に並んで形成され、移動方向の両端は凸部１４となっている。また、凸部１４の先端には鉤爪部１７が形成されている。
【００１９】
移動方向における凸部１２の長さａ１、凹部１３の長さａ２、凸部１４の長さｂ１、凹部１５の長さｂ２の間には、凸部１２を凹部１５に、凸部１４を凹部１３に、それぞれ挿入できるように
ａ１  ＜  ｂ２
ａ２  ＞  ｂ１
が成り立っており、かつ、凸部１２、凹部１３、凸部１４、凹部１５は、凸部１２を凹部１５に、凸部１４を凹部１３に同時に挿入可能なピッチで形成されている。Ａ部材８、Ｂ部材９は、図３に示した矢印のように、互いの凸部を凹部に挿入してから可動子１の移動方向にスライドさせて組み立てると、Ａ部材８とＢ部材９の互いの鉤爪部１６，１７が嵌り合い、図４に示した凹形状部７が形成される。
【００２０】
可動子１を組み立てる時には、図５に示したように、Ａ部材８の凸部１２及び凸部２５により形成される凹部内に電機子巻線４の一方のコイルエンドと予め結線された電機子結線部５を収納した後、図中の左側から右側に向かって水平方向に、Ａ部材８の凸部１２及び凸部２５により形成される凹部底面１８とＢ部材の鉤爪部１７の上面１９を滑らせながらＢ部材９を所定の位置まで挿入し、その後、紙面垂直方向にスライドさせてＡ部材８の鉤爪部１６とＢ部材９の鉤爪部１７を嵌め合わせる。
【００２１】
このように、電機子取付座３の凹形状部７がＡ部材８、Ｂ部材９の２つの部材を嵌め合わせて形成される構造としたので、電機子巻線４と電機子結線部５を幅の広いＡ部材の凸部２５と凸部１２との間に配置した後に、Ａ部材８にＢ部材９を組み付けて凹形状部７を形成できるので、電機子取付座３が１つの部材から成り、その１つの部材に凹形状部が形成されている場合に比べて組み立て作業性が良い。
【００２２】
また、凹形状部７の幅を狭くすることができるため、凹形状部７に充填されるモールド樹脂６が少なくなり、放熱性も向上する。
【００２３】
図３に示した凹部１３及び凹部１５はなくてもよいが、図６に示したように、凹部１３及び凹部１５があることによりＡ部材８とＢ部材９を組み立てた場合に、Ａ部材８の凹部１３とＢ部材９の凹部１５とによる空隙２０が形成される。電機子巻線４と、Ａ部材８とＢ部材９から構成される電機子取付座３とをモールド樹脂６で一体成形すると空隙２０もモールド樹脂６でモールドされ、Ａ部材８とＢ部材９は互いに一体に固着されるため、Ａ部材８とＢ部材９をネジ等で固定する必要がなく、組み立て作業性が良い。
【００２４】
さらに、凸部１２の長さａ１、凹部１３の長さａ２、凸部１４の長さｂ１、凹部１５の長さｂ２の間には、凸部１２を凹部１５に、凸部１４を凹部１３に、それぞれ挿入できるように
ａ１  ＜  ｂ２
ａ２  ＞  ｂ１
とし、かつ、凸部１２、凹部１３、凸部１４、凹部１５は、凸部１２を凹部１５に、凸部１４を凹部１３に同時に挿入可能なピッチで形成し、底面１８と上面１９を滑らせながらＢ部材９をＡ部材８に挿入することにより、電機子結線部５をＡ部材８とＢ部材９の間に咬み込まれることを防止できる。
【００２５】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２によるコアレスリニアモータの可動子の、可動子の移動方向と垂直な断面図である。電機子取付座３を構成するＡ部材８、Ｂ部材９には、電機子取付座３の凹形状部７の開口部にあたる部分に鍔部２１、２２が、凹形状部７と電機子巻線４との隙間を狭める向きに、それぞれ形成されている。
【００２６】
このように鍔部２１、２２が形成されることにより、可動子１の組み立てにおいて、Ａ部材８にＢ部材９を組み付けるときに電機子結線部５が凹形状部７からはみ出るのを防止でき、組み立て作業性が良くなる。
【００２７】
実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３によるコアレスリニアモータの可動子の電機子取付座の斜視図である。本実施の形態３では、電機子取付座３をＡ部材８、Ｃ部材９ａ、Ｄ部材９ｂの３つの部材から構成している。
【００２８】
Ａ部材８は、上記実施の形態１と同様、凸部１２，２５と凹部１３が形成され、凸部１２には鉤爪部１６が形成されている。また、Ｃ部材２３、Ｄ部材２４はそれぞれ上記実施の形態１と同様、凸部１４、凹部１５が形成され、凸部１４には鉤爪部１７が形成されている。
【００２９】
Ｃ部材９ａ、Ｄ部材９ｂは、図８の矢印に示したように、Ａ部材８に対して左右両側から同時に組み付けるか、或いはＣ部材９ａ、Ｄ部材９ｂを１つずつ順番に、Ａ部材８に対して同じ側から組み付ける。
【００３０】
このように電機子取付座３を３つ以上の部材で構成することにより、電機子結線部５の配置状態を確認しながら組み立てることができる利点が得られる。
【００３１】
本実施の形態３では、電機子取付座３を３つの部材で構成する一例について説明したが、Ａ部材８を２個以上の部材で構成し、Ｂ部材を２個以上の部材で構成する、あるいは電機子取付座３を４つ以上の部材で構成する場合についても本発明が同様に成り立つことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のコアレスリニアモータは、工作機械等の搬送装置として有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のコアレスリニアモータを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるコアレスリニアモータの、移動方向と垂直な断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１によるコアレスリニアモータの、電機子取付座を構成する部材Ａ、Ｂの斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１によるコアレスリニアモータの、部材Ａ、Ｂを組み立てた状態の電機子取付座の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１によるコアレスリニアモータの、部材Ａ、Ｂを組み立てる前の状態の可動子の移動方向と垂直な断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１によるコアレスリニアモータの、部材Ａ、Ｂを組み立てた状態の電機子取付座の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２によるコアレスリニアモータの可動子の、可動子の移動方向に垂直な断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３によるコアレスリニアモータの可動子の、電機子取付座の斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  可動子、２  固定子、３  電機子取付座、４  電機子巻線、５  電機子結線部、
６  モールド樹脂、７  凹形状部、８  Ａ部材、９  Ｂ部材、９ａ  Ｃ部材、
９ｂ  Ｄ部材、１０  磁石取付座、１１  永久磁石、１２，１４，２５  凸部、
１３，１５  凹部、１６，１７  鉤爪部、１８  底面、１９  上面、２０  空隙、
２１，２２  鍔部、２６  リード線。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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