CH700125B1 - Linearmotor und Verfahren zu dessen Herstellung. - Google Patents

Abstract

Es wird ein Linearmotor zur Verfügung gestellt, der den Zusammenbau einer Wicklungseinheit vereinfachen kann und einen Wicklungsabstand und die Gesamtlänge der Wicklungseinheit stabilisieren kann. Der Linearmotor weist eine Stange auf, die Magneten hat, mehrere Wicklungen (4), die in Axialrichtung der Stange angeordnet sind, ein die Wicklungen (4), abdeckendes Gehäuse und einen Wicklungshalter (5), der die Wicklungen (4) in dem Gehäuse haltert. Der Wicklungshalter (5) weist einen Halterhauptkörper (5a) auf, der sich in der Wicklungsanordnungsrichtung erstreckt, und mehrere Abstandsstückabschnitte(5b), die aus Harz bestehen, und jeweils zwischen zwei benachbarten Wicklungen (4) angeordnet sind, um die Wicklungen (4) gegeneinander zu isolieren, wobei die Abstandsstückabschnitte (5b) vereinigt mit dem Halterhauptkörper (5a) ausgebildet sind.

Description

  Technisches Gebiet

  

[0001]    Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearmotor, der mit Magneten und Wicklungen versehen ist, zum Erhalten einer Längskraft für eine Linearbewegung, auf Grundlage eines Magnetfeldes von dem Magneten und durch die Wicklung fliessenden Stroms. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Linearmotor des Stangentyps, bei dem eine Stange mit Magneten in mehrere übereinander angeordnete Wicklungen eingeführt ist.

Technischer Hintergrund

  

[0002]    Ein Linearmotor ist mit einem Stator und einem Rotor versehen, die grundsätzlich ebenso hergestellt sind wie bei einem sich drehenden Motor, jedoch geradlinig-länglich verlaufen. In dem Linearmotor wird elektrische Energie in Längskraft für eine geradlinige Bewegung umgewandelt. Mit dieser geradlinigen Längskraft wird der Linearmotor als ein Einachsenstellglied eingesetzt, um ein bewegbares Objekt geradlinig zu bewegen.

  

[0003]    Unter dem Gesichtspunkt der Formen lassen sich Linearmotoren in einen Stangentyp und einen flachen Typ unterscheiden. Der Linearmotor des Stangentyps ist mit mehreren zylindrischen Wicklungen versehen, die übereinander angeordnet sind, und es ist eine Stange mit Magneten in eine Bohrung (einen Hohlraum) eingeführt, die durch die übereinander angeordneten Wicklungen gebildet wird. Die mehreren Wicklungen sind beispielsweise als drei Phasen ausgebildet, die aus den Phasen U, V und W bestehen. Wenn Dreiphasenströme, deren Phasen sich um 120 Grad voneinander unterscheiden, den Wicklungen zugeführt werden, werden Magnetfelder so erzeugt, dass sie sich entlang der Richtung der Achsenlinie der Wicklungen bewegen.

   Diese sich bewegenden Magnetfelder üben eine Längskraft auf die Stange aus, was dazu führt, dass sich die Stange geradlinig relativ zu den Wicklungen synchronisiert mit der Geschwindigkeit der sich bewegenden Magnetfelder bewegt. Im Gegensatz ist der Linearmotor des flachen Typs mit mehreren plattenförmigen Magneten versehen, die auf einem Schienengleis angeordnet sind, und mit mehreren Wicklungen, die so angeordnet sind, dass sie dem Schienengleis zugewandt sind. In Bezug auf die geradlinige Bewegung der Wicklungen relativ zu den Magneten unterliegt dieser Linearmotor des flachen Typs denselben Grundlagen wie der Linearmotor des Stangentyps.

  

[0004]    Der Wicklungszusammenbau des Linearmotors des Stangentyps wird folgendermassen durchgeführt. Zuerst werden Wicklungen und Abstandsstücke, die zwischen Wicklungen angeordnet werden sollen, abwechselnd nacheinander auf eine Wicklungsanordnungswelle als Aufspannvorrichtung aufgepasst. Jedes der Abstandsstücke ist ringförmig und hat die Aufgabe, benachbarte Wicklungen gegeneinander zu isolieren. Nachdem sämtliche Wicklungen und Abstandsstücke dort angebracht wurden, werden die Wicklungen verdrahtet, wobei ihre Phasen auf U, V und W aufgeteilt werden, durch Löten jeweils der dritten Wicklungsleitungsdrähte. Jeder der gelöteten Leitungsdrähte wird mit einem Isolierrohr umgeben.

  

[0005]    Bei dem herkömmlichen Wicklungszusammenbauverfahren eines Linearmotors schliessen sich an das abwechselnde Aufpassen von Wicklungen und Abstandsstücken auf die Wicklungsanordnungswelle Wicklungsverbindungsvorgänge an, in einer Anzahl gleich der Anzahl an Wicklungen, und dies führt zu einem höheren Aufwand an Zeit und Arbeitskraft, wenn die Anzahl an Wicklungen grösser ist. Wenn die Wicklungen und die Abstandsstücke aufeinanderfolgend angeordnet sind, treten Schwankungen nicht nur in Bezug auf den Wicklungsabstand auf, sondern auch in Bezug auf die Gesamtlänge der Wicklungseinheit, da sich Abmessungsunterschiede der jeweiligen Wicklungen akkumulieren.

  

[0006]    Das Patentdokument 1 beschreibt ein Verfahren zum Zusammenbau einer Wicklungseinheit durch Einführen von Wicklungen einzeln in eine Wicklungsführung, oder jeweils in einer Anzahl von zwei, und Laminieren mehrerer derartiger Wicklungsführungen mit den dort eingeführten Wicklungen.

  

[0007]    Patentdokument 1: Japanische
Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 2004-357 464

Beschreibung der Erfindung

Von der Erfindung zu lösende Probleme

  

[0008]    Selbst wenn das in dem Patentdokument 1 beschriebene Verfahren eingesetzt wird, treten jedoch Schwankungen in Bezug auf die Gesamtlänge der Wicklungseinheit auf, da Wicklungsführungen übereinander angeordnet sind. Darüber hinaus benötigt ein derartiges Verfahren Leitungsverbindungsoperationen, in einer Anzahl, welche gleich der Anzahl an Wicklungen ist, und derartige Operationen benötigen eine erhebliche Arbeitskraft.

  

[0009]    Daher besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Linearmotors und eines Herstellungsverfahrens für diesen, welche den Zusammenbau einer Wicklungseinheit vereinfachen können, und die Gesamtlänge der Wicklungseinheit und den Wicklungsabstand stabilisieren können.

Massnahmen zur Lösung der Probleme

  

[0010]    Zur Lösung der voranstehend geschilderten Probleme ist die Erfindung gemäss Patenanspruch 1 ein Linearmotor zum Erzielen einer Längskraft für eine geradlinige Bewegung unter Verwendung eines Magnetfeldes und einer stromführenden Wicklung, wobei vorgesehen sind: eine Stange, die Magneten aufweist; mehrere Wicklungen, welche die Stange umgeben und in Axialrichtung der Stange angeordnet sind; ein Gehäuse, das die Wicklungen abdeckt; und ein Wicklungshalter, der die Wicklungen in dem Gehäuse haltert, wobei der Wicklungshalter einen Halterhauptkörper aufweist, der länglich in Wicklungsanordnungsrichtung verläuft, und mehrere Abstandsstückabschnitte, die aus Harz bestehen, und jeweils zwischen zwei benachbarten Wicklungen angeordnet sind, wobei die Abstandsstückabschnitte vereinigt mit dem Halterhauptkörper ausgebildet sind.

  

[0011]    Eine Ausführungsform gemäss Patentanspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Linearmotor gemäss Patentanspruch 1 weiterhin ein Isoliersubstrat mit Durchgangslöchern zum Hindurchführen eines jeweiligen Leitungsdrahtes der Wicklungen durch ein entsprechendes Durchgangsloch vorgesehen ist und ein leitfähiges Muster zum Verdrahten der Wicklungen.

  

[0012]    Eine weitere Ausführungsform gemäss Patentanspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Linearmotor von Patentanspruch 2 das Isoliersubstrat ein von dem Halterhauptkörper getrenntes Teil ist und auf dem Halterhauptkörper angebracht ist, der jeweils ein entsprechendes Verdrahtungsloch für jeden der Leitungsdrähte der Wicklungen aufweist.

  

[0013]    Eine weitere Ausführungsform gemäss Patentanspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Linearmotor gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 3 der Halterhauptkörper ein Paar von weiteren Halterhauptkörpern aufweist, die plattenförmig sind, und jeweils an einer der Seiten einer Zentrumslinie der Wicklungen so vorgesehen sind, dass sie die Wicklungen umgeben, und jeder der weiteren Halterhauptkörper geteilte Abstandsstückabschnitte aufweist, die vereinigt mit ihm ausgebildet sind, wobei dann, wenn die weiteren Halterhauptkörper paarweise zusammengebaut sind, die weiteren geteilten Abstandsstückabschnitte der Abstandsstückabschnitte eine Ringform bilden.

  

[0014]    Die Erfindung gemäss Patentanspruch 5 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Linearmotors, der eine Stange mit Magneten aufweist und mehrere Wicklungen, welche die Stange umgeben und in einer Axialrichtung der Stange angeordnet sind, und der so ausgebildet ist, dass eine Längskraft für eine geradlinige Bewegung durch Einsatz eines magnetischen Feldes der Magneten und eines durch die Wicklungen fliessenden Stroms erhalten wird, mit folgenden Schritten: Haltern sämtlicher Wicklungen in einem Wicklungshalter, der einen Halterhauptkörper aufweist, der länglich in einer Wicklungsanordnungsrichtung verläuft, und mehrere Abstandsstückabschnitte, die aus Harz bestehen und jeweils zwischen zwei benachbarten Wicklungen angeordnet sind, wobei die Abstandsstückabschnitte vereinigt mit dem Halterhauptkörper ausgebildet sind; und Abdecken der Wicklungen durch ein Gehäuse.

  

[0015]    Eine weitere Ausführungsform gemäss Patentanspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren von Patentanspruch 5 der weitere Schritt vorgesehen ist, jeden Leitungsdraht der Wicklungen durch ein entsprechendes Durchgangsloch eines Isoliersubstrats hindurchzuführen, das ein leitfähiges Muster zum Verdrahten der Wicklungen und zum Verlöten des Leitungsdrahts aufweist.

Auswirkung der Erfindung

  

[0016]    Bei der Erfindung gemäss Patentanspruch 1 kann die Wicklungseinheit dadurch zusammengebaut werden, dass jede Wicklung zwischen Abstandsstückabschnitten des Wicklungshalters eingepasst wird, wodurch eine Verringerung von Zusammenbauschritten für die Wicklungseinheit ermöglicht wird, und der Wicklungsabstand und die Gesamtlänge der Wicklungseinheit stabilisiert werden.

  

[0017]    Bei einer Ausführungsform gemäss Patentanspruch 2 werden die Wicklungen dadurch verdrahtet, dass jeweilige Leitungsdrähte der durch den Wicklungshalter positionierten Wicklungen durch entsprechende Verdrahtungslöcher des Isoliersubstrats hindurchgeführt werden und die Leitungsdrähte verlötet werden. Daher wird die Verdrahtung der Wicklungen vereinfacht.

  

[0018]    Bei einer Ausführungsform gemäss Patentanspruch 3 ist der Wicklungshalter von dem Isoliersubstrat getrennt. Daher können der Wicklungshalter und das Isoliersubstrat einfach hergestellt werden.

  

[0019]    Bei einer weiteren Ausführungsform gemäss Patentanspruch 4 werden die Wicklungen im Gleichgewicht durch die paarweise vorgesehenen weiteren Halterhauptkörper gehalten, die an den jeweiligen Seiten der Zentrumslinie der Wicklungen vorgesehen sind. Daher können die Wicklungen stabil in dem Gehäuse gehaltert werden.

  

[0020]    Bei der Erfindung gemäss Patentanspruch 5 kann die Wicklungseinheit durch Einpassen jeder Wicklung zwischen Abstandsstückabschnitten des Wicklungshalters zusammengebaut werden, wodurch eine Verringerung der Zusammenbauschritte der Wicklungseinheit ermöglicht wird, und der Wicklungsabstand und die Gesamtlänge der Wicklungseinheit stabilisiert werden.

  

[0021]    Bei einer Ausführungsform gemäss Patentanspruch 6 werden die Wicklungen dadurch verdrahtet, dass Leitungsdrähte der Wicklungen, die durch den Wicklungshalter positioniert werden, durch entsprechende Verdrahtungslöcher des Isoliersubstrats hindurchgeführt werden und die Leitungsdrähte verlötet werden. Daher wird die Verdrahtung der Wicklungen erleichtert.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

  

[0022]    
<tb>Fig. 1 <sep>ist eine Perspektivansicht eines Linearmotors gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (einschliesslich einer Teilschnittansicht von diesem);


  <tb>Fig. 2 <sep>ist eine Querschnittsansicht, welche Wicklungen und Magneten des Linearmotors zeigt;


  <tb>Fig. 3 <sep>ist eine Querschnittsansicht, die eine in einem Wicklungshalter gehalterte Wicklungseinheit zeigt;


  <tb>Fig. 4 <sep>ist eine Aufsicht auf ein Isoliersubstrat (wobei ein leitfähiges Muster gezeigt ist);


  <tb>Fig. 5(A) und 5(B) <sep>sind Ansichten, die jeweils einen Wicklungshalter erläutern (wobei Fig. 5(A) eine Vorderansicht ist, und Fig. 5(B)eine Querschnittsansicht entlang der Achsenlinie ist);


  <tb>Fig. 6(A) bis 6(D) <sep>sind Ansichten, die jeweils ein anderes Beispiel für einen Wicklungshalter erläutern (Fig. 6(A) ist eine Aufsicht, Fig. 6(B)ist eine Seitenansicht, Fig. 6(C)ist eine Ansicht von unten, und Fig. 6(D) ist eine Ansicht von vorn); und


  <tb>Fig. 7(A) und 7(B) <sep>sind Ansichten, die jeweils ein weiteres Beispiel eines Wicklungshalters erläutern (Fig. 7(A)ist eine Seitenansicht, und Fig. 7(B) ist eine Ansicht von vorn).

Beschreibung von Bezugszeichen

  

[0023]    
<tb>1<sep>Stange


  <tb>2<sep>Gehäuse


  <tb>3<sep>Magnet


  <tb>4<sep>Wicklung


  <tb>4a<sep>Leitungsdraht


  <tb>5, 13<sep>Wicklungshalter


  <tb>5a<sep>Halterhauptkörper


  <tb>5b<sep>Abstandsstückabschnitt


  <tb>6<sep>Isoliersubstrat


  <tb>6a<sep>Durchgangsloch


  <tb>6b<sep>Leitfähiges Muster


  <tb>11a, 12a<sep>weiterer Halterhauptkörper


  <tb>11b, 12b<sep>weiterer geteilter Abstandsstückabschnitt

Beste Art und Weise zur Ausführung der Erfindung

  

[0024]    Nachstehend wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 1zeigt eine Perspektivansicht eines Linearmotors gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Linearmotor gemäss dieser Ausführungsform ist ein Einachsenstellglied, das eine Stange 1 aufweist, die sich in Bezug auf ein Gehäuse 2 in Axialrichtung der Stange 1 bewegt. Ein derartiger Linearmotor wird dazu verwendet, einen bewegbaren Körper zu bewegen, beispielsweise elektronische Bauelemente in Richtung einer Achse. Speziell wird beispielsweise ein derartiger Linearmotor in einer Kopfwelle einer Chipmontagevorrichtung zum Anbringen eines chipförmigen elektronischen Bauelements in einer vorbestimmten Position verwendet.

   Dieser Linearmotor kann nicht nur als ein Einachsenstellglied verwendet werden, sondern auch als ein Mehrachsenstellglied, wenn mehrere Linearmotoren im Parallelbetrieb gemeinsam betrieben werden, um so den Betätigungswirkungsgrad zu erhöhen.

  

[0025]    Wie bei einem Motor des sich drehenden Typs erzielt der Linearmotor eine Bewegungskraft durch Strom, der durch Wicklungen 4 hindurchgeht, und ein Magnetfeld von Magneten 3. Andererseits sind, da der Linearmotor so ausgebildet ist, dass er sich geradlinig bewegt, anders als der Motor des sich drehenden Typs, mehrere Wicklungen 4 geradlinig übereinander angeordnet, und gelangt die Stange 1 mit darin eingeführten Magneten 3 durch die übereinander angeordneten Wicklungen 4. Wenn Strom durch die Wicklungen 4 hindurchgeht, bewegt sich die Stange 1 in ihrer Axialrichtung.

  

[0026]    Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung in Bezug auf das Prinzip des Linearmotors. Fig. 2zeigt eine Positionsbeziehung zwischen Magneten 3 und Wicklungen 4 des Linearmotors. In einem Hohlraum der Stange 1 sind mehrere scheibenförmige Magneten 3 (Segmentmagneten) so übereinander angeordnet, dass gleiche Magnetpole einander zugewandt sind, also ein N-Pol und ein N-Pol einander zugewandt sind, und ein S-Pol und ein S-Pol einander zugewandt sind. Um die Stange 1 herum sind mehrere Wicklungen 4 übereinander angeordnet, so dass sie die Stange 1 abdecken. Jeweils drei der Wicklungen 4 bilden eine Dreiphasenwicklungsgruppe, die aus einer Wicklung der Phase U, einer Wicklung der Phase V und einer Wicklung der Phase W besteht. Mehrere Wicklungsgruppen werden zu einer Wicklungseinheit zusammengebaut.

   Wenn Dreiphasenstrom, der Phasen aufweist, die sich um 120 Grad voneinander unterscheiden, durch die Dreiphasenwicklungsgruppen der Phasen U, V und W hindurchgeleitet wird, tritt ein Magnetfeld auf, das sich in Axialrichtung der Stange 1 bewegt. Die Magneten 3 in der Stange 1 erhalten eine Längskraft von dem magnetischen Feld, so dass sie eine geradlinige Bewegung relativ zu den Wicklungen 4 synchron mit der Bewegungsgeschwindigkeit des magnetischen Feldes durchführen.

  

[0027]    Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung in Bezug auf eine Konstruktion des Linearmotors. Wie in Fig. 1gezeigt, ist die Stange 1 des Linearmotors bewegbar in Axialrichtung der Stange 1 durch ein Gehäuse 2 gehaltert. Die Wicklungseinheit ist durch einen Wicklungshalter 5 gehaltert, und diese Wicklungseinheit und der Wicklungshalter 5 sind durch das Gehäuse 2 abgedeckt.

  

[0028]    Die Stange 1 besteht beispielsweise aus einem unmagnetischen Material wie etwa Edelstahl und weist einen Hohlraum wie ein Rohr auf. In dem Hohlraum der Stange 1 sind, wie voranstehend beschrieben, die scheibenförmigen mehreren Magneten 3 (Segmentmagneten) so übereinander angeordnet, dass gleiche Magnetpole einander zugewandt sind. Zwischen jeweils zweien der Magneten 3 befindet sich ein Polschuh (Magnetpolblock 7), der aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Stahl oder dergleichen besteht.

  

[0029]    Jede Wicklung 4 wird durch einen spiralförmig gewickelten Kupferdraht gebildet und wird durch den Wicklungshalter 5 gehaltert. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird zur Verkleinerung des Gehäuses 2 das Gehäuse 2 durch Einsetzformen ausgebildet, also durch Einsetzen der Wicklungen 4 und des Wicklungshalters 5 in eine Form zum Spritzgiessen, und durch Füllen der Form mit geschmolzenem Harz oder spezieller Keramik. Wenn die Formgebung beendet ist und ein ausgeformtes Erzeugnis aus der Form entnommen wird, sind die Wicklungen 4 von dem Gehäuse 2 umgeben. Dieses Einsetzformen hat den Vorteil, die Dicke des Gehäuses 2 zu verringern. Wenn beispielsweise Linearmotoren ausgerichtet werden, um eingesetzt zu werden, ist eine Verkleinerung jedes Linearmotors erforderlich.

   Hierbei können, selbst wenn kein Einsetzformen durchgeführt wird, die in dem Wicklungshalter 5 gehalterten Wicklungen 4 in dem Gehäuse 2 gehaltert werden, das aus Aluminium besteht, und kann ein Zwischenraum zwischen den Wicklungen 4 und dem Gehäuse 2 mit einem Klebemittel gefüllt werden, um hierdurch die Wicklungen 4 und den Wicklungshalter 5 an dem Gehäuse 2 zu befestigen.

  

[0030]    Da das Gehäuse 2 an einem Bauteil angebracht ist, welches den Linearmotor als ein Einachsenstellglied einsetzt, ist das Gehäuse 2 aus einem Material hergestellt, das eine hohe mechanische Steifigkeit aufweist. Weiterhin weist, um die Isolierung zwischen dem Gehäuse 2 und den Wicklungen 4 aufrechtzuerhalten, das Material des Gehäuses 2 auch gute Isolationseigenschaften auf. Weiterhin sind in dem Gehäuse 2 mehrere Rippen 2a vorgesehen, um die Wärmeabfuhr von den Wicklungen 4 zu verbessern.

  

[0031]    Wenn der Linearmotor im Betrieb ist, wird die Stange 1 schwebend in den Wicklungen 4 gehalten. Um die Linearbewegung der Stange 1 zu unterstützen, sind Buchsen 8 vorgesehen, die in einem jeweiligen Endteil 9 befestigt sind, die jeweils an einem der beiden Enden des Gehäuses 2 vorgesehen sind.

  

[0032]    Fig. 3 erläutert eine Wicklungseinheit, die durch den Wicklungshalter 5 gehaltert wird. Die Wicklungseinheit weist mehrere oder beispielsweise sieben Dutzend Wicklungen 4 auf, von denen jede aus mehreren spiralförmigen Windungen aus Kupferdraht hergestellt ist. Jeder Leitungsdraht 4a jeder Wicklung 4 muss angeschlossen werden, aber es werden, wenn die Leitungsdrähte 4a einzeln verlötet werden, erheblich mehr Arbeitsstunden benötigt. Um die Verdrahtung der Leitungsdrähte 4a der Wicklungen 4 zu vereinfachen, ist ein Isoliersubstrat 6 vorgesehen.

  

[0033]    Fig. 4 ist eine Aufsicht auf das Isoliersubstrat 6. Das Isoliersubstrat 6 weist Durchgangslöcher 6a auf, durch welche die Leitungsdrähte 4a der mehreren Wicklungen 4 hindurchgeleitet werden, sowie ein leitfähiges Muster 6b zur Verdrahtung der mehreren Wicklungen 4. Das leitfähige Muster 6b ist so ausgebildet, dass es eine U-Phasenwicklung mit einer U-Phasenwicklung verbindet, eine V-Phasenwicklung mit einer V-Phasenwicklung, oder eine W-Phasenwicklung mit einer W-Phasenwicklung. Die Verdrahtung der Wicklungen 4 wird dadurch durchgeführt, dass ein Leitungsdraht 4a einer Wicklung 4 durch ein entsprechendes Durchgangsloch 6a hindurchgeführt wird, und der Leitungsdraht 4a an dem Durchgangsloch 6a verlötet wird. Dieser Vorgang kann dadurch automatisiert werden, dass hierbei Aufschmelzlöten vorgesehen wird.

  

[0034]    Fig. 5(A) und 5(B) sind Ansichten, welche im Einzelnen Wicklungen 4 und einen die Wicklungen 4 haltenden Wicklungshalter erläutern. Da es erforderlich ist, benachbarte Wicklungen 4 gegeneinander zu isolieren, ist ein Abstandsstückabschnitt 5b, der aus Harz besteht, als ein Isoliermaterial zwischen zwei benachbarten Wicklungen 4 angeordnet. Jeder Abstandsstückabschnitt 5b ist in Form eines kreisförmigen Rings ausgebildet, wie die Form der vorderen Oberfläche jeder Wicklung 4. Herkömmlich wurden Abstandsstückabschnitte und Wicklungen einzeln aufeinander in einer Wicklungseinheit gestapelt, jedoch benötigte diese Operation mehr Arbeitsstunden und war die Gesamtlänge der Wicklungseinheit nicht stabil.

   Zur Lösung dieses Problems sind Abstandsstückabschnitte 5b vereinigt mit einem plattenförmigen Halterhauptkörper 5a ausgebildet, der länglich in der Wicklungsanordnungsrichtung der Wicklungen 4 verläuft. Anders ausgedrückt, wird der Wicklungshalter 5 durch Spritzgiessen mit Harz ausgebildet und ist der Wicklungshalter 5 so ausgebildet, dass er einen plattenförmigen Halterhauptkörper 5a aufweist, der länglich in der Wicklungsanordnungsrichtung der Wicklungen 4 ist und mehrere dünne Abstandsstückabschnitte 5b, die von dem Halterhauptkörper 5a ansteigen, wobei der Halterhauptkörper 5a und die Abstandsstückabschnitte 5b vereinigt einstückig ausgebildet sind.

  

[0035]    Die Länge in der Wicklungsanordnungsrichtung der Wicklungen 4 in dem Halterhauptkörper 5a ist annähernd gleich der Gesamtlänge der Wicklungseinheit, und dessen Breite in Horizontalrichtung ist annähernd gleich dem Durchmesser jeder Wicklung 4. Auf der oberen Oberfläche des Halterhauptkörpers 5a ist ein Montagesitz für das Isoliersubstrat 6 vorgesehen, der sich über die Wicklungseinheit erstreckt. Auf den Seitenoberflächen des Halterhauptkörpers 5a sind Vorsprünge 5c (siehe Fig. 3) vorgesehen, um den Wicklungshalter an einer Form während des Spritzgiessens zu befestigen. Die Vorsprünge sind dazu vorgesehen, eine Verschiebung des Wicklungshalters 5 infolge des Drucks beim Spritzgiessen zu verhindern.

   Unter der unteren Oberfläche des Halterhauptkörpers 5a ist eine Ausnehmung 5d mit gekrümmter Oberfläche vorgesehen, entsprechend der äusseren Form der Wicklungen 4. Wie in Fig. 3gezeigt, weist jede Wicklung 4 Leitungsdrähte 4a auf. Um die Leitungsdrähte 4a in Durchgangslöcher 6a des Isoliersubstrats 6 zu führen, weist der Halterhauptkörper 5a mehrere Verdrahtungslöcher an den gleichen Positionen wie jenen der Durchgangslöcher 6a des Isoliersubstrats 6 auf.

  

[0036]    Wie in Fig. 5(A) gezeigt, ist jeder Abstandsstückabschnitt 5b so ausgebildet, dass er einen ringförmigen Schnitt aufweist, wie die Form der vorderen Oberfläche jeder Wicklung 4, und ist von dem plattenförmigen Halterhauptkörper 5a aus nach unten gerichtet. Der Abstandsstückabschnitt 5b ist zwischen jeweils zwei benachbarten Wicklungen 4 und auch bei jedem Ende der Wicklungseinheit vorgesehen. Daher ist die Anzahl an Abstandsstückabschnitten 5b um Eins grösser als die Anzahl an Wicklungen.

  

[0037]    Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines Zusammenbauverfahrens für Wicklungen unter Verwendung des voranstehend geschilderten Wicklungshalters. Zuerst werden, wie in Fig. 3 gezeigt, Wicklungen 4 in den Wicklungshalter 5 eingepasst. Wenn der Wicklungshalter 5 eingesetzt wird, der vereinigt ausgebildet Abstandsstückabschnitte 5b und den Halterhauptkörper 5a aufweist, können die Wicklungen 4 in ihrer Anordnungsrichtung nur durch Einpassen der Wicklungen 4 in dem Wicklungshalter 5 positioniert werden. In dieser Stufe gehen Leitungsdrähte 4a der Wicklungen 4 durch Verdrahtungslöcher des Wicklungshalters 5 hindurch.

  

[0038]    Dann werden die Wicklungen 4 in Bezug auf die Richtung orthogonal zur Wicklungsanordnungsrichtung dadurch positioniert, dass eine Wicklungsanordnungswelle als eine Aufspannvorrichtung durch die Wicklungseinheit hindurchgeführt wird. Hieran schliesst sich das Anbringen eines Isoliersubstrats 6 auf dem Wicklungshalter 5 an und das Hindurchführen der Leitungsdrähte 4a der Wicklungen 4 durch die Durchgangslöcher 6a des Isoliersubstrats 6. Hierbei kann der Schritt des Durchführens der Wicklungsanordnungswelle durch die Wicklungseinheit nach dem Schritt der Anbringung des Isoliersubstrats 6 auf den Wicklungshalter 5 durchgeführt werden. Dann werden, nachdem die Wicklungen 4 an dem Wicklungshalter 5 durch ein Klebemittel oder dergleichen befestigt wurden, die Leitungsdrähte 4a der Wicklungen 4 mit den Durchgangslöchern 6a des Isoliersubstrats 6 verlötet.

   Der Wicklungshalter 5, die mehreren Wicklungen 4 und das Isoliersubstrat 6 werden zu einer Wicklungsbaugruppe ausgebildet, bei welcher dann Einsetzformen zur Ausformung des Gehäuses 2 wie voranstehend geschildert durchgeführt wird.

  

[0039]    Die Fig. 6(A) bis 7(B) erläutern ein weiteres Beispiel für den Wicklungshalter. Fig. 6(A) bis 6(D)zeigen einen Wicklungshalter 13, welcher Wicklungen 4 haltert, während Fig. 7(A)und 7(B)eine Explosionsdarstellung des Wicklungshalters 13 zeigen. Der voranstehend geschilderte Wicklungshalter 5 ist an einer Seite der Wicklungen 4 mit dem Halterhauptkörper 5a versehen, der sich in der Wicklungsanordnungsrichtung der Wicklungen 4 erstreckt, während der Wicklungshalter 13 bei diesem Beispiel Halterhauptkörper 11a und 12a aufweist, die an beiden Seiten der Zentrumslinie der Wicklungen 4 so angeordnet sind, dass sie sandwichartig die Wicklungen 4 einschliessen.

  

[0040]    Wenn bei der Wicklungsbaugruppe das Einsetzformen durchgeführt wird, wirkt der Druck des geschmolzenen Harzes auf die Wicklungsbaugruppe ein und tritt auch eine Kraft infolge des Zusammenziehens des Harzes auf. Wenn der Halterhauptkörper 5a nur an einer Seite der Wicklungen 4 vorgesehen ist, wird die entgegengesetzte Seite der Wicklungen 4 nicht festgehalten und kann bei dem Halterhauptkörper 5a eine gewissen Ausdehnung oder Verwindung auftreten. Zur Lösung dieses Problems sind die Halterhauptkörper 11a und 12a des Wicklungshalters 13 an den Seiten der Wicklungen 4 ausgeglichen angeordnet.

   Anders ausgedrückt, besteht der Wicklungshalter 13 aus den Halterhauptkörpern 11a und 12a, die paarweise an den Seiten der Wicklungen 4 vorgesehen sind, und geteilten Abstandsstückabschnitten 11b und 12b, die vereinigt auf den paarweise vorgesehenen Halterhauptkörpern 11a und 12a vorgesehen sind. Dann weist jeder der geteilten Abstandsstückabschnitte 11b und 12b die Form eines Halbrings auf und werden der obere, geteilte Abstandsstückabschnitt 11b und der untere, geteilte Abstandsstücksabschnitt 12a zu dem ringförmigen Abstandsstückabschnitt vereinigt.

  

[0041]    Ähnlich wie bei dem voranstehend beschriebenen Halter weisen die Halterhauptkörper 11a und 12a Vorsprünge für ihre Befestigung an der Form und Ausnehmungen entsprechend der äusseren Form jeder Wicklung 4 auf und wird das Isoliersubstrat 6 auf dem oberen Halterhauptkörper angebracht.

  

[0042]    Auch bei dem Wicklungshalter 13 gemäss diesem Beispiel wird die Wicklungseinheit dadurch zusammengebaut, dass zuerst die Wicklungen 4 zwischen die geteilten Abstandsstückabschnitte 11b des oberen Halterhauptkörpers 11a eingepasst werden, und dann die geteilten Abstandsstückabschnitte 12b des unteren Halterhauptkörpers 12a dort angebracht werden, so dass die geteilten Abstandsstückabschnitte 11b an den jeweiligen geteilten Abstandsstückabschnitten 12b anliegen. Bei diesem Zusammenbau kann die Anzahl an Schritten verringert werden und kann die Gesamtlänge der Wicklungseinheit stabilisiert werden.

  

[0043]    Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und lässt sich in verschiedenen Formen verwirklichen, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise ist der Linearmotor gemäss der vorliegenden Erfindung nicht auf ein Einachsenstellglied beschränkt und kann bei der Dämpfung einer Aufhängungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge verwendet werden. In diesem Fall kann eine Dämpfungskraft aktiv erzeugt werden, durch Änderung der Position der Stange und der Einsatz von Strom, der durch die Wicklungen hindurchgeht, oder passiv, durch Einsatz des Linearmotors als elektrischem Generator. Weiterhin kann das Isoliersubstrat zur Verdrahtung als ein Halterhauptkörper dienen. In diesem Fall wird Abstandsstückabschnitt vereinigt mit dem Isoliersubstrat durch Spritzgiessen ausgeformt.

   Weiterhin bewegt sich bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen die Stange geradlinig relativ zu den Wicklungen, jedoch können sich auch die Wicklungen geradlinig relativ zu der Stange bewegen.

  

[0044]    Die vorliegende Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-282 511, eingereicht am 28. September 2005.

Claims (6)

1. Linearmotor zum Erhalten einer Längskraft für eine geradlinige Bewegung unter Verwendung eines Magnetfeldes und einer stromführenden Wicklung, wobei vorgesehen sind:

eine Stange (1), die Magnete (3) aufweist;

mehrere Wicklungen (4), welche die Stange (1) umgeben und in einer Axialrichtung der Stange angeordnet sind;

ein Gehäuse (2), welches die Wicklungen (4) abdeckt; und

ein Wicklungshalter (5; 13), der die Wicklungen (4) in dem Gehäuse (2) haltert, wobei der Wicklungshalter (5; 13) einen Halterhauptkörper (5a) aufweist, der in einer Wicklungsanordnungsrichtung verläuft, und mehrere Abstandsstückabschnitte (5b), die aus Harz bestehen und jeweils zwischen zwei der Wicklungen (4) angeordnet sind, wobei die Abstandsstückabschnitte (5b) vereinigt mit dem Halterhauptkörper (5a) ausgebildet sind.

2. Linearmotor nach Anspruch 1, welcher weiterhin ein Isoliersubstrat (6) aufweist mit Durchgangslöchern (6a) zum Hindurchführen eines jeweiligen Leitungsdrahtes (4a) der Wicklungen (4) durch ein entsprechendes Durchgangsloch (6a) und ein leitfähiges Muster für die Verdrahtung der Wicklungen.

3. Linearmotor nach Anspruch 2, bei welchem das Isoliersubstrat (6) ein von dem Halterhauptkörper (5a) getrenntes Teil ist und auf dem Halterhauptkörper angebracht ist, der jeweils ein entsprechendes Verdrahtungsloch für jeden der Leitungsdrähte (4a) der Wicklungen (4) aufweist.

4. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem

der Halterhauptkörper (5a) ein Paar von weiteren Halterhauptkörpern (11a, 12a) aufweist, die plattenförmig und jeweils an einer Seite einer Zentrumslinie der Wicklungen (4) so vorgesehen sind, dass sie die Wicklungen (4) umgeben, und

jeder der weiteren Halterhauptkörper (11a; 12a) weitere geteilte Abstandsstückabschnitte (11b; 12b) aufweist, die vereinigt mit ihm ausgebildet sind, wobei, wenn die weiteren Halterhauptkörper (11a; 12a) paarweise zusammengebaut sind, die weiteren geteilten Abstandsstückabschnitte (11b; 12b) der Abstandsstückabschnitte (5b) eine Ringform bilden.

5. Verfahren zur Herstellung eines Linearmotors, der eine Stange (1) mit Magneten (3) und mehrere Wicklungen (4) aufweist, welche die Stange (1) umgeben und in einer Axialrichtung der Stange (1) angeordnet sind, und der so ausgebildet ist, dass eine Längskraft für eine geradlinige Bewegung unter Verwendung des Einsatzes eines Magnetfeldes der Magneten (3) und eines durch die Wicklungen (4) fliessenden Stroms erhalten wird, mit folgenden Schritten:

Haltern sämtlicher Wicklungen (4) in einem Wicklungshalter (5; 13), der einen Halterhauptkörper (5a) aufweist, der sich in Wicklungsanordnungsrichtung erstreckt, und mehrere Abstandsstückabschnitte (5b), die aus Harz bestehen und jeweils zwischen zwei benachbarten Wicklungen (4) angeordnet sind, wobei die Abstandsstückabschnitte (5b) vereinigt mit dem Halterhauptkörper (5a) ausgebildet sind; und

Abdecken der Wicklungen (4) mit einem Gehäuse (2).

6. Verfahren nach Anspruch 5, mit dem weiteren Schritt, jeden Leitungsdraht (4a) der Wicklungen (4) durch ein entsprechendes Durchgangsloch (6a) eines Isoliersubstrats (6) hindurchzuführen, welches ein leitfähiges Muster (6b) aufweist, das zum Verdrahten der Wicklungen (4) vorgesehen ist, und Verlöten des Leitungsdrahts (4a) an dem Durchgangsloch (6a).