JP2005020903A

JP2005020903A - 可動磁石型リニアモータ用のコイル配線部材

Info

Publication number: JP2005020903A
Application number: JP2003182940A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamanaka; 隆山中
Original assignee: Tanashin Denki Co Ltd
Current assignee: Tanashin Denki Co Ltd
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20
Also published as: CN1578074A; US6870287B2; US20040263001A1

Abstract

【課題】固定子本体（８）とコイル（１１）のリード線（１０）とを絶縁し、リード線の配線や相互結線の作業性の良い安価な可動磁石型のリニアモータの配線部材を提供する。
【解決手段】コイルを有する固定子（１）に永久磁石（６）を主体として前記固定子の長手方向に移動する可動子（５）を備えた可動磁石型のリニアモータにおいて、本発明の配線部材（１４）は、非導電材よりなり、上部を開口した樋状に形成され、固定子本体の溝（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の内面を覆うように溝内に嵌め込まれる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、可動磁石型リニアモータ用のコイル配線部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リニアモータには、様々な種類があるが、一般には固定子側に磁石を設けた固定磁石型と可動子側に磁石を設けた可動磁石型とがある。特開２００２−２９１２２０号公報には、固定子側にコイルを設け、可動子側に永久磁石を設けた可動磁石型リニアモータが開示されている。この可動磁石型リニアモータは、図７（ａ）の如く、固定子１０１は、磁性体よりなる軸状のセンターコア１０２（固定子本体）の周囲に複数のコイル１０３を軸方向に連続的に配列し、該コイル１０３の外周をパイプ１０４で包んで構成されている。可動子１０５は、図７（ｂ）の如く、前記パイプ１０４の外周を囲む複数の永久磁石１０６を軸方向に連続的に配置し、これらの永久磁石１０６を磁石ケース１０７内に収納して構成されている。そして、前記固定子側のコイル１０３に電力を供給すると、コイル１０３からの磁束と永久磁石１０６との相互作用により、前記可動子１０５が軸方向に移動するようになっている。
【０００３】
また、前記公報の明細書中には、固定子側の複数のコイル１０３のリード線を通すためにセンターコア１０２の外周面に軸方向の溝を設けることが記載されている。
なお、固定子本体に溝を設けて該溝内にコイルのリード線を通す技術は、特開平７−３２２５９５号公報にも開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９１２２０号公報
【特許文献２】特開平０７−３２２５９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のように固定子本体に配線用の溝を設けた場合、リード線の絶縁被膜が破れると磁性体であるセンターコアに接触してショートする恐れがあるため、センターコアの溝の表面に、絶縁コーティング等の表面処理や、絶縁テープを貼りつけて、絶縁を行なう必要があった。しかし、絶縁コーティング等の表面処理は非常に高価であるし、絶縁テープに至っては作業性が悪く、生産性が下がってしまう。
【０００６】
さらに、公知の技術では、共通の溝内に複数のリード線を通すため、リード線相互の結線作業を行なうのが困難であり、生産コストがかかるという問題もあった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、安価で作業性の良い、可動磁石型リニアモータ用の配線部材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の可動磁石型リニアモータ用のコイル配線部材は、非導電材よりなり、上部を開口した樋状に形成され、固定子本体に設けられた溝の内側の面を覆うように該溝内に嵌め込まれるものである。したがって、この配線部材を用いることにより、固定子本体の溝とコイルのリード線とを絶縁することができる。
また、本発明のコイル配線部材は、内底面に両内側面と平行な方向に延びる仕切壁を一体形成し、両内側面との間が複数のリード線挿通路となるように構成される。したがって、各リード線挿通路内にリード線を１本ずつ通すことにより、リード線相互の結線作業を容易に行なうことができ、生産コストを安価にできる。
さらに、コイル配線部材の内底面の少なくとも一端側に、前記仕切壁を欠いた、リード線挿通路変更用の空間を形成すると、この空間を利用してリード線の挿通路の変更およびリード線相互の結線を行なうことができ、配線の作業性の向上を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は可動磁石型リニアモータの概略構成を示す斜視図である。図１の如く、軸状の固定子１は、基台２に固定された左右の基台側板３，４間に両端を固定支持されている。前記固定子１は可動子５内に挿通されており、可動子５は矢印方向に沿って往復移動自在となっている。
【０００９】
可動子５は、主として固定子１を挿通した環状に形成された複数の永久磁石６と、該複数の永久磁石６を収納するケース７とで構成されている。複数の永久磁石６の外形寸法は、それぞれ同径同幅で形成されており、固定子１の軸方向に沿って、密着配置されている。
図示していないが、可動子５には位置検出用のセンサー、固定子１には電力を供給するケーブルおよび可動子５を制御する制御部材等が備えられている。
【００１０】
図２の如く、固定子１は、鉄などの磁性体よりなる固定子本体８の周囲にボビン９を配置し、該ボビン９に絶縁被膜を施したリード線１０を多重に巻きつけてコイル１１を形成している。本発明の実施の形態におけるリニアモータは、三相駆動型であるため、Ｕ相コイル１１ａ、Ｗ相コイル１１ｂ、Ｖ相コイル１１ｃの三つのコイル（コイル組）を１組としている。前記Ｗ相コイル１１ｂはＵ相コイル１１ａに対し１２０°の位相差を持ち、前記Ｖ相コイル１１ｃはＷ相コイル１１ｂに対し１２０°の位相差を持って構成している。そして複数のコイル組が固定子本体８の周りに軸方向に沿って複数組（図２では二組）装着され、それらのコイル組が仮想線で示す非磁性体（ステンレス等）よりなるパイプ１２で覆われている。
【００１１】
図３の如く、固定子本体８の外周には、該固定子本体８の円周上に等角度間隔で軸方向に直線状の３つの溝１３ａ，１３ｂ，１３ｃを形成している。前記溝１３ａには前記Ｕ相コイル１１ａのリード線１０を挿通し、溝１３ｂには前記Ｗ相コイル１１ｂのリード線１０を挿通し、溝１３ｃには前記Ｖ相コイル１１ｃのリード線１０を挿通させる。各溝１３ａ，１３ｂ，１３ｃには、非導電材の合成樹脂やゴム材等よりなる樋状の配線部材１４（図４参照）を、溝の内面を覆うように連続的に嵌め込んでいる。
【００１２】
図４は、本発明の配線部材１４の斜視図、図５は配線部材１４の平面図である。この配線部材１４は、フラットな底板１５と左右の側板１６ａ，１６ｂとからなり、底板１５の内面すなわち内底面１７上には、一対の仕切壁１８ａ，１８ｂが一体形成されている。両仕切壁１８ａ，１８ｂは左右側板１６ａ，１６ｂの内面すなわち両内側面１９ａ，１９ｂと平行な方向に延び、両内側面１９ａ，１９ｂ間に３つのリード線挿通路（第一挿通路２０，第二挿通路２１，第三挿通路２２）を形成している。
【００１３】
このように構成された配線部材１４は、図４の如く、矢印方向から固定子本体８の溝１３内に嵌め込まれて、溝１３の内面を覆うようになる。なお、配線部材１４の高さ寸法は溝１３の深さ寸法とほぼ一致させているが、若干突出しても差し支えない。さらに、両仕切壁１８ａ，１８ｂの一端は底板１５の終端まで至らず、配線部材１４の一端側に仕切壁を欠いたリード線挿通路変更用の空間２３が形成されている。両仕切壁１８ａ，１８ｂの他端は、底板１５の終端まで延びている。なお、他端側にも前記リード線挿通路変更空間２３を設けても良い。
【００１４】
図６は、各相コイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃのリード線１０の配線図および各相コイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃとリード線挿通路（第一挿通路２０，第二挿通路２１，第三挿通路２２）との関係を示す説明図である。図６（ａ）は前記Ｕ相コイル１１ａとリード線挿通路（第一挿通路２０，第二挿通路２１，第三挿通路２２）との関係を示し、図６（ｂ）はＷ相コイル１１ｂとのリード線挿通路（第一挿通路２０，第二挿通路２１，第三挿通路２２）との関係を示し、図６（ｃ）はＶ相コイル１１ｃとリード線挿通路（第一挿通路２０，第二挿通路２１，第三挿通路２２）との関係を示している。図６図において、符号Ｓは各コイル１１のリード線１０の巻き始め、符号Ｅは各コイル１１のリード線１０の巻き終わりを示している。
【００１５】
仮想線で示す該配線部材１４の長手方向の寸法は、コイル一個分の幅の３倍、すなわち、Ｕ相コイル１１ａ，Ｗ相コイル１１ｂ，Ｖ相コイル１１ｃよりなるコイル組の軸方向寸法と同じ長さに設定され、配線部材１４はコイル組の数だけ使用される。図６では、６つのコイル組（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６）と６本の配線部材１４との関係を示している。
【００１６】
各コイル１１のリード線１０は配線部材１４のリード線挿通路（第一挿通路２０，第二挿通路２１，第三挿通路２２）に適宜振り分けて配線される。なお、結線方法については、一般的な結線方法であるダブルスター結線を用いている。ダブルスター結線についての説明は省略する。また、本発明の配線部材はダブルスター結線に使用することに限るものではなく、スター結線やデルタ結線等の結線方法でも使用することができる。
【００１７】
図６（ａ）の如く、１番目のコイル組のＵ相コイルＵ１の巻き始めＳは１番目の配線部材１４の第三挿通路２２内に図中左方へ向けて配線され、Ｕ相コイルＵ１の巻き終わりＥは１番目の配線部材１４の第二挿通路２１内に図中右方へ向けて配線される。同様に２番目のＵ相コイルＵ２の巻き始めＳは２番目の配線部材１４の第三挿通路２２内に図中右方へ向けて配線され、Ｕ相コイルＵ２の巻き終わりＥは２番目の配線部材１４の第一挿通路２０内に図中左方へ向けて配線される。２番目のＵ相コイルＵ２の巻き終わりＥは２番目の配線部材１４、１番目の配線部材１４の各第一挿通路２０を挿通し、１番目のＵ相コイルＵ１の巻き始めＳと、配線部材１４の外のＰ１で結線され図示しない制御部材のＵ相に接続される。
【００１８】
３番目のＵ相コイルＵ３の巻き始めＳは３番目の配線部材１４の第二挿通路２１内に図中右方へ向けて配線され、１番目の配線部材１４、２番目の配線部材１４、３番目の配線部材１４の各第二挿通路２１を挿通した１番目のＵ相コイルＵ１の巻き終わりＥと、３番目の配線部材１４の第二挿通路２１内のＰ２で結線される。また、３番目のＵ相コイルＵ３の巻き終わりＥは３番目の配線部材１４の第一挿通路２０内に図中右方へ向けて配線される。
【００１９】
４番目のＵ相コイルＵ４の巻き始めＳは４番目の配線部材１４の第三挿通路２２内に図中右方に向けて配線される。Ｕ相コイルＵ４の巻き終わりＥは４番目の配線部材１４の第二挿通路２１内に図中右方へ向けて配線され、２番目の配線部材１４、３番目の配線部材１４の各第三挿通路２２を挿通し３番目の配線部材１４の挿通路変更空間２３で挿通路を変更し、４番目の配線部材１４の第二挿通路２１を挿通した２番目のＵ相コイルＵ２の巻き始めＳと、４番目の配線部材１４の第二挿通路２１内のＰ３で結線される。
【００２０】
５番目のＵ相コイルＵ５の巻き始めＳは５番目の配線部材１４の第二挿通路２１内に図中右方へ向けて配線され、３番目の配線部材１４、４番目の配線部材１４の各第一挿通路２０を挿通し４番目の配線部材１４の挿通路変更空間２３で挿通路を変更し、５番目の配線部材１４の第二挿通路２１を挿通した３番目のＵ相コイルＵ３の巻き終わりＥと、５番目の配線部材１４の第二挿通路２１内Ｐ４で結線される。Ｕ相コイルＵ５の巻き終わりＥは５番目の配線部材１４の第一挿通路２０内に図中右方へ向けて配線される。
【００２１】
６番目のＵ相コイルＵ６の巻き始めＳは６番目の配線部材１４の第三挿通路２２内に図中右方へ向けて配線され、５番目のＵ相コイルＵ５の巻き終わりＥとコモン端子Ｐ５に共通接続されるＵ。相コイルＵ６の巻き終わりＥは６番目の配線部材１４の第二挿通路２１内に図中右方へ向けて配線され、４番目の配線部材１４、５番目の配線部材１４の各第三挿通路２２を挿通し５番目の配線部材１４の挿通路変更空間２３で挿通路を変更し、６番目の配線部材１４の第二挿通路２１を挿通した４番目のＵ相コイルＵ４の巻き始めＳと、６番目の配線部材１４の第二挿通路２１内Ｐ６で結線される。
【００２２】
図６（ｂ）のＷ相コイル１１ｂとリード線挿通路（第一挿通路２０，第二挿通路２１，第三挿通路２２）との関係、および図６（ｃ）のＶ相コイル１１ｃとリード線挿通路（第一挿通路２０，第二挿通路２１，第三挿通路２２）との関係については、図６（ａ）と同様であるから説明は省略する。
【００２３】
なお、本発明の配線部材１４は、前記実施の形態に記載した三相駆動型のリニアモータ用に限るものではない。また、固定子本体の形状も軸状に限るものではなく平板状であっても同様の効果を得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明の可動磁石型リニアモータ用のコイル配線部材は、非導電材よりなり、上部を開口した樋状に形成される。この配線部材を固定子本体に設けられた溝の内面を覆うように該溝内に嵌め込むことにより、固定子本体とコイルのリード線とを簡単で安価に絶縁することができる。
特に、配線部材の内底面に両内側面と平行な方向に延びる仕切壁を一体形成し、両内側面との間が複数のリード線挿通路となるように構成すると、各リード線挿通路内にリード線を１本ずつ通すことができ、リード線相互の結線作業を容易に行えて生産コストを安価にできる。
さらに、配線部材の内底面の少なくとも一端側に、前記仕切壁を欠いた、リード線挿通路変更用の空間を形成すると、この空間を利用してリード線の挿通路の変更およびリード線相互の結線を行なうことができ、配線の作業性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】可動磁石型のリニアモータの構成を示す斜視図。
【図２】上記リニアモータの固定子を示す斜視図。
【図３】本発明の配線部材の使用状態を示す説明図。
【図４】本発明の配線部材とリニアモータの固定子本体との関係を示す斜視図。
【図５】本発明の配線部材の平面図。
【図６】リニアモータの各相コイルのリード線の配線とリード線挿通路との関係を示す説明図。
【図７】従来の可動磁石型のリニアモータの構成説明図。
【符号の説明】
１固定子
５可動子
６永久磁石
８固定子本体
１０リード線
１１コイル
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ溝
１７内底面
１９ａ，１９ｂ内側面
１８ａ，１８ｂ仕切壁
２０第一挿通路
２１第二挿通路
２２第三挿通路
２３挿通路変更空間

Claims

直線状の溝（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を有する導電性の固定子本体（８）上に、複数のコイル（１１）を前記溝の長手方向に沿って配置し、前記溝内に複数のコイルのリード線（１０）を通して溝内で相互を結線した固定子と、前記コイルに対向して配置された永久磁石（６）を主体として前記溝の長手方向に移動する可動子（５）とを備えた可動磁石型リニアモータにおいて、
非導電材よりなり、上部を開口した樋状に形成され、前記溝の内面を覆うように該溝内に嵌め込まれることを特徴とする可動磁石型リニアモータ用のコイル配線部材。
内底面（１７）に、両内側面（１９ａ，１９ｂ）と平行な方向に延びる仕切壁（１８ａ，１８ｂ）を一体形成し、両内側面間に複数のリード線挿通路（２０，２１，２２）を形成したことを特徴とする請求項１に記載の可動磁石型リニアモータ用の配線部材。
前記内底面の少なくとも一端側に、前記仕切壁を欠いた、リード線挿通路変更用の空間（２３）を形成したことを特徴とする請求項２に記載の可動磁石型リニアモータ用の配線部材。