JP2001275336A - モジュール化したコイル側リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のモジュールを組み合わせてコイル側リ
ニアモータを構成し、取付等の作業性の向上と、量産効
果による生産性を向上させること。 【解決手段】 コイル側リニアモータ１は、鉄心に巻回
されたコイルからなる複数の電機子４および隣接する電
機子間を縫って折り返された扁平管３を樹脂封止したユ
ニットであり、電機子の配列に直交する切口を有する複
数のモジュールを組み立ててなる。モジュールは少なく
とも、冷却部材の冷媒供給口および排出口を含む基端側
モジュール１０と、複数個の電機子およびこれらの間の
扁平管３を含む中間モジュール２０と、冷却管の折り返
し構造の先端側モジュール３０と、を含む。基端側およ
び中間モジュールのベースプレートの貫通孔を貫通して
先端側モジュールに固定される連結部材９Ａ〜９Ｄと、
各モジュール内の冷媒管路をそれぞれ接続するシール部
材８を備える。

Description

【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１１−３０７
１９９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、鉄心に巻き回されたコイルでな
る複数個の電機子と、これら電機子間に設けられ前記電
機子を冷却する冷却管を含む冷却部材と、前記冷却部材
に供給する冷媒を外部から導入する供給口および外部に
排出する排出口と、前記冷却部材の冷媒を供給および排
出する冷媒管路と、を備えた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および排出する冷
媒管路と、を備えた中間モジュールと、冷媒管路の折り
返し管路を有する先端側モジュールと、の組合せからな
り、前記基端側モジュール、中間モジュール、および先
端側モジュールが任意の組合せに一体に固定される際
に、各モジュールのベースプレートが連結部材によって
結合され、前記各モジュールの電機子配線が各モジュー
ルのコネクタによって接続され、前記冷媒管路が前記各
モジュール間に設けられたシール部材によってシールさ
れることを特徴とするモジュール化されたコイル側リニ
アモータ。

【００１６】本発明の第２の基本構成に係るモジュール
化され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および排
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および排出する冷媒管路
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
ルされる、ことを特徴としている。

【００１７】また、上記第２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において、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、互いに隣接する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字開口部に前記一側方向より挿入固定された電機子
と、上記前記Ｕ字状の扁平管の両側に前記他側方向より
挿入固定された電機子と、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
徴としている。

【００１８】また、上記第２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において、前記先端側モ
ジュールは、接続される前記中間モジュールのベースプ
レートの端面に穿設された連絡導通孔と前記冷媒導出孔
にその開孔部がそれぞれ接続されるように穿設された折
り返し孔を少なくとも有することを特徴としている。

【００１９】上記のように、例えば、Ｉ字状の特殊な形
状をした電磁鋼板を積層した鉄心の凹部にコイルを巻回
するとともにこのコイルの外側に扁平管が直接当たるよ
うに配設したコイル側リニアモータのユニットを複数の
モジュールで組み立てて、これらのモジュールを例えば
放電加工機等の取付箇所に個別に運んでその場で設計に
基づきモジュール単位で組付けや据付けを行ない、所望
の個数の電機子を現場で一体化することができるので、
コイル側のリニアモータの設置を容易に行なうことがで
きる。また、中間モジュールの増減で所望の仕様の推力
に合った電機子の数を容易に調整することができるか
ら、仕様によって推力が異なる毎にその推力に合ったリ
ニアモータを設計製作する必要がなくなり、高出力のリ
ニアモータが要求されてもリニアモータの種類が増え
ず、生産部品点数も減らすことができ、製造コストの低
減を図ることもできる。

【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、基準側モジュール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，１１
Ｃ，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２２，２
３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２
１より立設された２本のパイプ状マニホールド２Ａ，２
Ｂ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に前記一側方向より挿入固定された電
機子４Ａと、前記Ｕ字状の扁平管３の両側３Ｂに前記他
側方向より挿入固定された電機子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，４
Ｂ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２２，２
３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２１
Ａ，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２
１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９
Ａ，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、接続
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が嵌装された接続導入孔１
２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２
０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，９
Ｄがねじ込まれるタップ穴３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３
１Ｄが開けられている。なお、この先端側モジュール３
０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，９
Ｃ，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９
Ａ，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１７，２
７，３７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，４Ｃ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５
１，５２，５３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５
４，５５，５６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

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H609 BB08 PP02 PP09 QQ04 QQ10 RR37 RR39 RR58 RR75 5H641 BB06 BB07 BB18 BB19 GG02 GG03 GG04 GG08 GG11 GG12 GG15 GG19 GG20 GG26 GG28 HH07 HH12 HH13 HH14 JB03 JB05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄心に巻き回されたコイルでなる複数個の
   電機子と、これら電機子間に設けられ前記電機子を冷却
   する冷却管を含む冷却部材と、前記冷却部材に供給する
   冷媒を外部から導入する供給口および外部に排出する排
   出口と、前記冷却部材の前記冷媒を供給および排出する
   冷媒管路と、を備えた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、前記冷却部材の前記冷媒を供給および排出する冷媒
   管路と、を備えた中間モジュールと、冷媒管路の折り返
   し管路を有する先端側モジュールと、の組合せからな
   り、 前記基端側モジュール、中間モジュール、および先端側
   モジュールが任意の組合せに一体に固定される際に、各
   モジュールのベースプレートが連結部材によって結合さ
   れ、前記各モジュールの電機子配線が各モジュールのコ
   ネクタによって接続され、前記冷媒管路が前記各モジュ
   ール間に設けられたシール部材によってシールされるこ
   とを特徴とするモジュール化されたコイル側リニアモー
   タ。
2. 【請求項２】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。
3. 【請求項３】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字開口部に前記一側縁方向より挿入
   固定された電機子と、前記Ｕ字状の扁平管の両側に前記
   他側方向より挿入固定された電機子と、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請求項１に記載のモジュール化し
   たコイル側リニアモータ。
4. 【請求項４】前記先端側モジュールは、接続される前記
   中間モジュールのベースプレートの端面に穿設された連
   絡導通孔と前記冷媒導出孔にその開孔部がそれぞれ接続
   されるように穿設された折り返し孔を少なくとも有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のモジュール化したコ
   イル側リニアモータ。