JP2006304457A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 可動子の左右方向の熱的アンバランスをなくし、熱的アンバランスに起因した各種問題を解消することが可能なリニアモータを提供すること。
【解決手段】 対向・配置された一対のヨークの内側に複数個の永久磁石を配置してなる固定子と、上記固定子の一対のヨークの間に移動可能に配置され電機子巻線部を有する可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、上記可動子は、上記電機子巻線部を基板に取り付けた状態で備えており、上記電機子巻線部を挟んで上記基板の反対側にはダミー基板が設けられているもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リニアモータに係り、特に、可動子の一端側に設けられている基板に対応するように他端側にダミー基板或いは二分された基板の一方を設けることにより、熱的アンバランスを解消して可動子の変形を防止することができるように工夫したものに関する。

従来のリニアモータは、例えば、図３に示すような構成になっている。まず、固定子２０１があり、この固定子２０１は一対のヨーク２０３、２０３を対向・配置させた状態で備えている。上記ヨーク２０３、２０３はその下部に設置されたヨーク支持部材２０５を介して連結されている。詳しく説明すると、上記ヨーク２０３は複数個のヨーク要素２０３ａを連接した構成になっていて、各ヨーク要素２０３ａは複数本（図３では３本）の固定ネジ２０７によって上記ヨーク支持部材２０５に固定されている。

上記一対のヨーク２０３、２０３の内側面には、複数個の永久磁石２０９が所定のピッチで設置されている。この場合、隣接する永久磁石２０９、２０９の磁極は異なる極性となるように配置されていると共に、対向する永久磁石２０９、２０９についてもその磁極が異なる極性となるように配置されている。

上記固定子２０１の一対のヨーク２０３、２０３の間には可動子２１１が、図３中矢印Ｘで示す方向に移動可能な状態で配置されている。上記可動子２１１は、電機子取付板２１３と、この電機子取付板２１３の下方に取り付けられた樹脂モールド部２１５とから構成されている。上記樹脂モールド部２１５内には、図４に示すように、コイル基板２１７と、このコイル基板２１７に設置された複数個の巻線コイル部２１９とから構成されている。上記コイル基板２１７は上記巻線コイル部２１９の絶縁を行なうと共に必要な結線処理を行なうためのものであり、その上端部は上記電機子取付板２１３の凹部２１３ａ内に挿入・配置されている。

上記構成において、上記巻線コイル部２１９に所定の電流を供給することにより、可動子２１１に矢印Ｘ方向の推力が発生し、それによって、可動子２１１が矢印Ｘで示す方向に移動することになる。

上記従来の構成によると次のような問題があった。
すなわち、図４に示すように、可動子２１１の電機子取付板２１３の凹部２１３ａにおいては左右の片側にコイル基板２１７の上端部が挿入・配置されていて、一方、その反対側には何も挿入・配置されていない構成になっている。そのため左右の熱的アンバランスが生じてしまい、樹脂モールドの硬化収縮、巻線コイル部２１９の温度上昇の影響によって生じる樹脂モールドの熱変形によって、図５に示すように、樹脂モールド部２１５がコイル基板２１７の反対側に反り返ってしまうという問題があった。
樹脂モールド部２１５が、図５に示すように、コイル基板２１７の反対側に反り返ってしまった場合には、可動子２１１の移動に伴って樹脂モールド部２１５が永久磁石２０９に接触してしまうことになり、可動子２１１の円滑な移動動作が損なわれてしまうという問題があった。

このような問題に対処するためには、可動子２１１の樹脂モールド部２１５と永久磁石２０９との間の隙間を大きくすることが考えられる。しかしながら、可動子２１１の樹脂モールド部２１５と永久磁石２０９との間の隙間を大きくした場合には推力が低下してしまうという問題があった。

又、上記のような問題点に鑑みて、図６に示すような構成のリニアモータが提案されている。この場合には、左右の熱的アンバランスを解消するために、コイル基板２１７を左右方向の中心に配置し、そのコイル基板２１７の両側に巻線コイル部２１９、２１９を夫々設置するようにしたものである。

このように構成することにより、左右方向の熱的アンバランスを解消することはできるものの、巻線コイル部２１９の個数の増加、結線処理数の増加、組立工数の増加を招き、それによって、製造コストが上昇してしまうという問題があった。

尚、同種の構成のリニアモータを開示するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８等がある。

特開２００１−２４５４６４号公報 特開２００１−９５２２４号公報 特表平０９−５１１３８０号公報 特開２００４−２６６９１４号公報 特開２００１−１９７７１８号公報 特開２００１−３２７１５２号公報 特開平０５−１８４１２６号公報 特開２００４−１８７３５０号公報

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、部品点数の増加や製造に要する工数の増加等を誘発することなく可動子の左右方向の熱的アンバランスをなくし、熱的アンバランスに起因した各種問題を解消することが可能なリニアモータを提供することにある。

上記課題を解決するべく本願発明の請求項１によるリニアモータは、対向・配置された一対のヨークの内側に複数個の永久磁石を配置してなる固定子と、上記固定子の一対のヨークの間に移動可能に配置され電機子巻線部を基板を介して備える可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、上記電機子巻線部を挟んで上記基板の反対側にはダミー基板が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項２によるリニアモータは、請求項１記載のリニアモータにおいて、 上記可動子は電機子取付板を備えていて、該電機子取付板に樹脂モールドを介して上記電機子巻線部と基板が一体に取り付けられていて、上記ダミー基板は上記電機子取付板への取付部のみに設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項３によるリニアモータは、対向・配置された一対のヨークの内側に複数個の永久磁石を配置してなる固定子と、上記固定子の一対のヨークの間に移動可能に配置され電機子巻線部を基板を介して備える可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、上記基板を二分して夫々を上記電機子巻線部を挟んで両側に均等に配置するようにしたことを特徴とするものである。

以上述べたように本発明によるリニアモータは、対向・配置された一対のヨークの内側に複数個の永久磁石を配置してなる固定子と、上記固定子の一対のヨークの間に移動可能に配置され電機子巻線部を有する可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、上記可動子は、上記電機子巻線部を基板に取り付けた状態で備えており、上記電機子巻線部を挟んで上記基板の反対側にはダミー基板が設けられているので、可動子の左右方向の熱的アンバランスをなくし、熱的アンバランスに起因した各種問題を解消することが可能になる。
又、上記可動子は電機子取付板を備えていて、該電機子取付板に樹脂モールドを介して上記電機子巻線部と基板が一体に取り付けられていて、上記ダミー基板は上記電機子取付板への取付部のみに設置されているように構成した場合は、最小限の大きさのダミー基板で事足りるので、磁気空隙内のコイル占有率を最大限に確保することができる。
又、対向・配置された一対のヨークの内側に複数個の永久磁石を配置してなる固定子と、上記固定子の一対のヨークの間に移動可能に配置され電機子巻線部を基板を介して備える可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、上記基板を二分して夫々を上記電機子巻線部を挟んで両側に均等に配置するようにした構成になっているので、上記した効果と同様の効果を奏することができる。

以下、 図１を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。
尚、従来と同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。
本実施の形態の場合には、図１に示すように、コイル基板２１７の反対側にダミー基板１が設置されている。このダミー基板１は、電機子取付板２１３の凹部２１３ａ内に挿入・配置されているものであり、このように構成することにより、巻線コイル部２１９側から電機子取付板２１３への熱の伝わり方が左右において均等となり、左右の熱的アンバランスを解消せんとするものである。

上記ダミー基板１は、上記コイル基板２１７と同じ熱伝導率を有する材料から作成されている。よって、図１において左右両側において、巻線コイル部２１９側から電機子取付板２１３側への熱の伝わり方が同じになる。それによって、熱的アンバランスを解消することが可能になる。
具体的には、コイル基板２１７は断熱効果があるガラスエポキシ材から製作されており、よって、上記ダミー基板１についても同様にガラスエポキシ材から製作されるものである。又、上記電機子取付板２１３は熱伝導性の高いアルミニウム材から製作されている。

以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。すなわち、ダミー基板１が設置されているので、左右の熱的アンバランスを解消することができるようになった。よって、従来のように樹脂モールド部２１５がコイル基板２１７の反対側に反り返ってしまうといった事態の発生を防止することができるようになった。
樹脂モールド部２１５の反り返りを防止することができるので、可動子２１１の移動に伴って樹脂モールド部２１５が永久磁石２０９に接触してしまうこともなく、可動子２１１の円滑な移動動作が損なわれてしまうこともない。
又、樹脂モールド部２１５と永久磁石２０９との間の隙間を大きくする必要もないので、隙間の拡大による推力の低下もない。
又、部品点数が大幅に増大するようなこともなく、製造に要する工数が大幅に増大するようなこともない。

次に、図２を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。この第２の実施の形態の場合には、コイル基板２１７を二枚に分けて左右に一枚ずつ取り付けるようにしたものである。
その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同様であり、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。

このような構成であっても前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することが可能になる。

尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではなく、図示した各部の構成はあくまで一例である。
又、前記第１、第２の実施の形態では、コイル基板やダミー基板をガラスエポキシ材から構成したが、それに限定されるものではない。例えば、アルミニウム材から構成することも考えられる。その場合には電機子取付板への熱の伝導がより良好なものとなり、巻線コイル部の温度上昇を抑制する効果も期待できる。

本発明は、リニアモータに係り、特に、可動子の一端側に設けられている基板に対応するように他端側にダミー基板を設けることにより、熱的アンバランスを解消して可動子の変形を防止することができるように工夫したものに関し、例えば、一軸アクチュエータに好適である。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、リニアモータの構成を示す横断面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、リニアモータの構成を示す横断面図である。 従来例を示す図で、リニアモータの全体の構成を示す斜視図である。 従来例を示す図で、図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。 従来例を示す図で、従来の問題点を説明するための図である。 他の従来例を示す図で、リニアモータの構成を示す横断面図である。

符号の説明

１ ダミー基板
２０１ 固定子
２０３ ヨーク
２０３ａ ヨーク要素
２０９ 永久磁石
２１１ 可動子
２１３ 電機子取付板
２１５ 樹脂モールド
２１７ コイル基板
２１９ 巻線コイル部

Claims (3)

1. 対向・配置された一対のヨークの内側に複数個の永久磁石を配置してなる固定子と、上記固定子の一対のヨークの間に移動可能に配置され電機子巻線部を基板を介して備える可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、
   上記電機子巻線部を挟んで上記基板の反対側にはダミー基板が設けられていることを特徴とするリニアモータ。
2. 請求項１記載のリニアモータにおいて、
   上記可動子は電機子取付板を備えていて、該電機子取付板に樹脂モールドを介して上記電機子巻線部と基板が一体に取り付けられていて、上記ダミー基板は上記電機子取付板への取付部のみに設置されていることを特徴とするリニアモータ。
3. 対向・配置された一対のヨークの内側に複数個の永久磁石を配置してなる固定子と、上記固定子の一対のヨークの間に移動可能に配置され電機子巻線部を基板を介して備える可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、
   上記基板を二分して夫々を上記電機子巻線部を挟んで両側に均等に配置するようにしたことを特徴とするリニアモータ。

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