JP2010259259A - リニアモータの可動子、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状軸３１の内周部とシャフト２との外嵌隙間を何ら変更する必要が無く、適正な推力をもって駆動することができ、かつ、各コイル３２の線端末３２ａが結線された状態を含めて、ホットメルト樹脂により密封収納するケース体３３成型工程と、ナットプレート３４の組み付け工程とを一工程で行えるようにして、防水性や防滴性の機能とケース補強機能を兼ね備えた安価な可動子３を製作する。
【解決手段】両側に余長部３１ａが延出形成された筒状軸３１に、各コイル３２の線端末３２ａとリード線３５ｃが結線されたコイルブロックを挿入して一体の筒状ユニットとして構成し、これをナットプレート３４と共に金型５内にセットしてホットメルト樹脂を注入し、筒状ユニットの外周域全体に密着被覆して成型されるケース体３３に、ナットプレート３４を、そのナット側面域が密着された状態で一体化する。
【選択図】図２

Description

本発明は、可動子をシャフトに沿って直線的に駆動させるシャフト型リニアモータの可動子およびその製造方法に関する。

近年、直線駆動する電気アクチュエータとしてシャフト型リニアモータが注目されている。この種リニアモータは、複数の棒状磁石が直列状に配列されたシャフト（固定子）と、該シャフトにスライド自在に外嵌する可動子とを備え、該可動子の内周部に設けられるコイルの励磁によって、可動子を直線的に駆動させるようになっている。このような構成によれば、コギングや速度ムラが少ないので、様々な分野での応用が検討されている。

リニアモータの可動子は、一般的に、予めドーナツ状に捲線形成された複数のコイル同士を互いに接着させてコイルブロックを形成しておき、これをコイル保持部材にコイル同士が離間するなどの位置ズレをしないように固定して構成させ、シャフトに外嵌した際にコイル内周面がシャフト外周面と直接的に対面させたものが知られている（特許文献１の図３、図５参照）。
また、所定間隔の区画鍔を有するコイルボビンの胴部に、予め区画鍔毎にコイルを巻着してコイルブロックを形成し、コイル同士の位置ズレを防止しておき、これをコイル保持部材に固定することにより構成させたものが知られている（特許文献１の図６参照）。
また、この様なコイルブロックを、箱型ケース体に内装し、箱型ケース体内の空間部にシリコンゴム等の樹脂部材により成形された熱媒体層（フレーム）を、コイル外周面とケース内周面に接触させて、ケース体内の空間部を無くすように収めることで、励磁により生じるコイルの熱が内部にこもってしまうことを防止するようにし、コイルブロックの両端に軸受部材を介在させてシャフトに外嵌させたものが知られている（特許文献２の図１参照）。この様なケース体は、通常、アルミニウムや鉄などの金属製の箱型に成形されたものが用いられている。
一方、シャフトは、通常、０．５ｍｍ程度のステンレス管内に複数のドーナツ棒状磁石が直列状に挿入された構成となっているため、長くなるに追随して、その自重で湾曲したり撓みを生じてしまう危惧があり、熱による膨張、収縮などの影響も考慮して、可動子は、その内周面とシャフト外周面との接触を回避するよう適正な隙間をもってスライド自在に外嵌させる必要がある。

しかしながら、従来の可動子においては、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相の各コイル同士を、板状のプリント基板を介して可動子の外面上で結線しているため、リニアモータが使用される環境によっては、水滴、油滴などにより基板上の接続端子同士が短絡するなどの危惧がある。
このため、コイルブロックを特許文献２の如く箱型のケース体内に内装して可動子を製作すると、ドーナツ状の捲線コイル同士を直接接着させた可動子構造のものでは、シャフトとの外嵌隙間から液滴が侵入して、コイル内周面に悪影響を及ぼすため、シャフトや可動子及び基板を、全てケーシングなどにより覆って密封製作しなければならず、可動子を水、油、薬品などの液滴が付着する環境や、液槽内に直接潜在させる環境に用いることができない。

一方、コイルボビンを用いたものを箱型のケース体内に内装させた際、前者のような可動子とシャフトとの外嵌隙間から液滴が侵入してもその影響を受けることがないものの、これとは別に、コイル保持部材、プリント基板、コネクタなどの部材を含めて可動子全体を密封内装するためのケーシングを作成し、コイルボビンの両端を軸受部材を介してケーシング内に密封保持しなければならず、しかも、シャフトとの外嵌隙間の確保は、この軸受部材に対して離間設定しなければならないために、コイルボビンとシャフトとの外嵌隙間が軸受部材の厚さ分だけ大きくなり、ケーシングを含む可動子全体の総重量が重くなることと相俟って、励磁推力が低下してしまうという問題がある。
さらには、箱型のケース体を用いて可動子を製作すると、ケース体自体を金型などを用いてケース本体とケース蓋とを成型する工程と、ケース本体及び蓋にコイルや軸受部材等の部材を組付けするのに必要な孔やリブ加工を行う工程と、ケース本体内にコイルを収容し、軸受部材を介して装着し、蓋をセットする組付け工程とを要し、成型、加工、組付けの工程をそれぞれ別々の作業工程として行わなければならず、作業工数が多くなるばかりか、部品点数も多くなり、製作作業に手間がかかってコストアップを招来するという問題ある。

特開２００７−６６３７号公報 特開平１１−２０６０９９号公報

本発明は、上記の如き問題点を一掃すべく創案されたものであって、ケース体内にコイルブロックを内装させた可動子構造でありながら、各コイルの線端末が結線されたコイルブロックを、筒状軸の両側余長部の外周部側でケース体との支持構造が確保できる単体の筒状ユニットとして取り扱え、ケース体成形用の金型内へのセットが容易に行えるようにして、筒状ユニットをケース体内に密封収納する樹脂製のケース体成型工程と、硬化後のホットメルト樹脂が半硬質のものであっても、このケース体に所定のワークを取り付け可能とするためのナットプレートの組み付け工程とが一工程で行い得て、作業工数の簡素化と部品点数の削減によるコンパクト化と軽量化を実現し、可動子自体が防水性や防滴性、防塵性の機能を兼ね備える安価なものとして提供することができ、しかも、シャフトへの軸受部材の介在を不要なものとして、筒状軸の内周部とシャフトとの外嵌隙間を何ら変更すること無く、適正な推力をもって駆動することができるリニアモータの可動子、およびその製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明のリニアモータの可動子は、複数の棒状磁石が直列状に配列されたシャフトにスライド自在に外嵌され、その内周部に備えるコイルの励磁によって直線的に駆動するよう構成されたリニアモータの可動子であって、該可動子は、前記シャフトに外嵌される筒状軸と、該筒状軸の胴部に巻着される複数のコイルからなるコイルブロックと、該コイルブロックが内装されるケース体と、該ケース体の一側面にワークへの取り付面を形成するナットプレートとからなり、前記筒状軸は、その両側に、前記コイル端面から延出形成された余長部を備え、該筒状軸とコイルブロックとを、前記各コイルの始端と終端となる線端末を所定の配線パターンをもって結線させ、かつ、外部電源供給用のリード線を結線させて、その全体外観が筒状に形成された一体の筒状ユニットとして構成する一方、前記ナットプレートは、その両側部に立設されるナットを有し、前記筒状軸と略等しい長さをもって形成し、前記ケース体とナットプレートとを、所定の囲繞空間に形成されたケース体成形用の金型内に、ナットプレートと前記筒状ユニットとを所定間隔を存してセットし、前記リード線を引き出した状態でホットメルト樹脂を注入せしめることで、前記両側余長部を含む筒状ユニットの外周面域に密着被覆させて所定の外観形状に形成される樹脂製のケース体に、前記ナットプレートを、そのナット側面域が密着され前記ナットが埋設された状態で一体化せしめて構成し、前記両側余長部を、その外周面域に形成されるケース体の両側面部を肉厚に補強し、支持する補強支持面として、かつ、前記ナットプレートのナットが埋設されるナット埋設域として構成してあることを特徴とする。
また、上記課題を解決するために本発明のリニアモータの可動子製造方法は、複数の棒状磁石が直列状に配列されたシャフトにスライド自在に外嵌される筒状軸と、その胴部に巻着される複数のコイルからなるコイルブロックと、該コイルブロックが内装するケース体と、該ケース体の一側面にワークへの取り付面を形成するナットプレートとを備え、前記コイルの励磁によって直線的に駆動するよう構成されたリニアモータの可動子を製造する方法であって、前記筒状軸には、予めその両側に、前記コイル端面から延出する余長部を形成させておくと共に、該筒状軸とコイルブロックとを、前記各コイルの始端と終端となる線端末を所定の配線パターンをもって結線させ、かつ、外部電源供給用のリード線を結線させて、その全体外観が筒状に形成された一体の筒状ユニットとして構成させ、さらに、前記ナットプレートは、その両側部に立設させたナットを有し、前記筒状軸と略等しい長さをもって形成させておき、これらナットプレートと筒状ユニットを、所定の囲繞空間を有するケース体成形用の金型内に、ナットプレートを、そのナット側面域を上側に向けてセットし、次いで、前記両側余長部を含む筒状ユニットを、前記リード線を引き出した状態でナットプレートと所定間隔を存してセットした後、該金型の囲繞空間内にホットメルト樹脂を注入することにより、前記両側余長部を含む筒状ユニットの外周面域に密着被覆することで、両側余長部の外周面域によってケース体の両側面部が肉厚に補強、支持される補強支持面とした所定の外観形状を有する樹脂製のケース体を形成させ、かつ、ナットプレートのナット側面域に密着させることで、両側余長部の外周面域をナット埋設域としてナットが埋設された状態で、ケース体とナットプレートとを一体化させて成形することにより可動子を製造することを特徴とする。

本発明は、上記のように構成したことにより、ケース体内にコイルブロックを内装させた可動子構造でありながら、各コイルの線端末が結線されたコイルブロックを、筒状軸の両側余長部の外周部側でケース体との支持構造が確保できる小型軽量化の図られた単体のものとして取り扱いでき、ケース体成形用の金型内へのセットが容易に行えると共に、ケース体内に密封収納する樹脂製のケース体を形成する工程と、このケース体に所定のワークを取り付け可能とするためのナットプレートの組み付け工程とが一工程で行えるだけでなく、硬化後のホットメルト樹脂が半硬質のものであっても、両側余長部の外周領域が、ケース体の両側面部を形成する補強支持面と密封面として機能すると共に、埋設されるナットの配設域としての機能を併せ持つことができ、コイルブロックの外周域に形成される樹脂肉厚を可及的に薄くすることが可能となって、作業工数の簡素化と部品点数の削減によるコンパクト化と軽量化を実現し、可動子自体が防水性や防滴性、防塵性の機能を兼ね備える安価なものとして提供することができるばかりか、筒状軸の内周部とシャフトとの外嵌隙間に軸受部材を介在することなく、筒状ユニット全体をそのままケース体内に収納でき、当該隙間が何ら変更する必要も無いので、適正な推力をもって駆動することができる。

以下、本発明の実施の形態を好適な実施の形態として例示するリニアモータの可動子を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、シャフト型リニアモータの斜視図である。この図に示すように、シャフト型リニアモータ１は、０．５ｍｍ程度のステンレス管内に複数のドーナツ棒状磁石２ａが直列状に配列されたシャフト２と、該シャフト２にスライド自在に外嵌する可動子３とを備え、基台４に装着されており、該可動子３の内周部に設けられるコイルの励磁により、可動子３を直線的に駆動させる。

前記基台４は、シャフト２の両端部を持設する支持部４１、４１と、該支持部４１、４１間に設けられたガイドレール４２と、可動子３を案内支持してガイドレール４２上を走行する走行台４３により構成される。走行台４３には、両側からガイドレール４２を挟持する状態でスライド走行自在に案内支持されるガイド片４３１、４３１が設けられており、シャフト２は、前記支持部４１、４１間に両端支持されている。

図２（Ａ）は、本発明の実施形態に係る可動子３の断面詳細図、図２（Ｂ）は、側面図である。この図に示すように、可動子３は、シャフト２に外嵌される筒状軸３１と、該筒状軸３１の胴部に、予めドーナツ状に捲線形成された複数のコイル３２…を個別に嵌挿配列せしめたコイルブロックと、筒状軸３１とコイル３２…（コイルブロック）が内装される樹脂製（ゴム等を含む）のケース体３３と、その上面側にナット部３４ａが埋設されて密着する所定のワーク（ＸＹＺ軸テーブルなど）を取り付けするためのナットプレート３４を備えて構成される。
筒状軸３１は、コイルブロックの両側に配設されたコイル３２の端面からそれぞれ突出して延出形成された余長部３１ａ、３１ａが設けられており、ケース体３３は、コイル３２と両側の余長部３１ａ、３１ａ、および、後述する所定の配線パターンと端子部が形成されたフレキシブル基板３５を含め、熱可塑性ポリアミド系樹脂などのホットメルト樹脂により、その外周面域に密着被覆した状態で角柱の外観形状に一体形成された半硬質の樹脂製のケース体３３によって構成されている。この様に、ケース体３３を樹脂一体型ケースで形成した場合には、筒状ユニット自体の外周全面を樹脂皮膜で被覆せしめる作業工程と、ナットプレート３４のケース体３３への組み付け作業工程が同時に行われることとなる。

つまり、両側の余長部３１ａ、３１ａは、特に広幅面に形成されており、その外周面域に形成される樹脂製のケース体３３の左右両側面部（支持受け部）３３ａ、３３ａを肉厚に形成することで補強し、密封支持する補強と密封を兼ね備えた支持面として機能するようになっており、コイル３２の円弧状面とケース体３３の平面部に形成される肉薄な被覆面を有していても、その４隅部に形成される肉厚な角部と共にケース体形状を維持している。ナット３４ａは、図３に示すように、この肉厚なケース体３３の両側面部（支持受け部）３３ａ、３３ａに埋設されようにナットプレート３４の四隅に都合４個所設けられている。３３ｂはケース体３３に一体形成される密封補強部であって、該密封補強部３３ｂは、フレキシブル基板３５に結線されたリード線３５ｃをケース体３３の外部へ引出す部分を補強し、ケース体３３とリード線３５ｃとを密封する。

図４（Ａ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブル基板の貼付け状態図、図４（Ｂ）は、各コイルの結線図である。この図に示すように、本実施例における各コイル３２の始端と終端となる線端末３２ａを所定の配線パターンをもって結線させるにあたり、電線による実配線によらずフレキシブル基板（ＦＰＣ）３５を用いている。フレキシブル基板３５は、フィルム状の絶縁体（ベースフィルム）の上に接着層を形成し、その上に導体箔（銅箔）による配線３５ａを形成し、端子部（はんだ付け部）３５ｂ以外には絶縁体を被せて保護した構造となっており、フレキシブル基板３５を、両面粘着テープを介して、前記筒状軸３１の両端側に配設されたコイル３２間に跨って、コイルブロック（コイル３２……）の外周面に沿って円弧状に湾曲させ、円弧面の約１／３強の上下幅をもって貼り付けられており、筒状ユニットの外観は、コネクタやコイル保持部材などの凹凸部材が排除され、全体がスッキリと簡素化された円筒形状の略平滑面として形成されている。
本実施形態におけるコイルブロックは、３相駆動のためのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の捲き方向を同じくする３個のコイル３２から成るユニットを組として構成されるが、３組、４組ユニットなどその組数は任意である。各コイル３２は、その線端末（始端または終端）３２ａが、各相毎に始端−終端を同方向に向けて、Ｕ相を上向き、Ｗ相を下向き、Ｖ相上向き、Ｕ相を下向き、Ｗ相を上向き、Ｖ相下向きの順に異なる向きに交互に配列させて、各ユニットのＵ相コイル同士、Ｖ相コイル同士、Ｗ相コイル同士をそれぞれ並列に接続させ、この各相同士にそれぞれ電源供給し、駆動制御するための駆動制御回路に結線されるリード線３５ｃを接続させた図４（Ｂ）に示すスター結線により端子部３５ｂにハンダ付けされている。なお、線端末（始端または終端）３２ａは、結果として、一方の端子部３５ｂ側で始端−終端−始端−終端−始端−終端の順に繰り返し配列されていれば良い。

つまり、フレキシブル基板３５に形成される配線３５ａのパターンは、筒状軸３１に配設された各コイル３２の線端末３２ａを、始端−終端（終端−始端）に繰り返し配列させ、この繰り返し配列により一方（上側）と他方（下側）にそれぞれ振り分け配置させた態様と相俟って、上側と下側に振り分けした各線端末３２ａの近傍位置に端子部３５ｂ、３５ｂを設けた態様に基づいて、パターン化されている。
この様に各線端末３２ａを始端−終端の順に繰り返し配列させると、各コイル３２の始端となる線端末３２ａが当該コイル３２の側面（横面）を通ってコイル外周側に引き出され、隣接する各コイル３２間が線端末３２ａ（始端）の太さ（約０．３ｍｍ径）分だけ離間するのであるが、コイル外周側に引き出される始端が一方と他方の異なる方向に交互に振り分け配置され、筒状軸３１へのセッティングにあたり、隣接する各コイル３２相互を密接した際に、均等な間隔をもって密接させることができ、コイルブロック全体の筒形にゆがみを生じることなく、その長さ幅が円周面域全体に均等なものとしてセットすることができ、従来の如く始端を同一方向に並べ偏らせて配置することにより、各コイル３２が始端側に比し終端側が全て密接して収縮した状態となり、コイルブロック全体の筒形に円弧状の湾曲ゆがみを生じ、シャフト２内に設けた棒状磁石２ａとの配列バランスがズレて推力の低下を招来してしまうことを回避することができる。

しかも、各コイル３２毎にその線端末３２ａ、３２ａ（始端と終端）を同じ方向に向けて、異なる側に交互に振り分け配列させた態様に対してハンダ付けできるように端子部３５ｂ、３５ｂが設けられ、更に、線端末３２ａ用の上下に配設された端子部３５ｂ間に、リード線３５ｃ用の端子部３５ｂがＵ・Ｖ・Ｗ相の３個のコイル３２から成るユニットの一方側（図中では右側）に配設されている。
この様に端子部３５ｂを振り分け配設すると、各端子部３５ｂ同士をスター結線させる配線３５ａへのハンダ付け作業が容易に行え、結線ミスを防止できるだけでなく、線端末３２ａをハンダ付けすることにより、フレキシブル基板３５は、丁度、その長手方向にコイル３２の両側から線端末３２ａによりオーバーラップ状態で抱え込み保持されることとなって、フレキシブル基板３５が作業中に不用意に剥がれてしまうことが防止され、各コイル３２の回転ズレを防止する機能が発揮されると共に、前記したコイルブロック全体が適正な筒形状に維持されることと相俟って、線端末３２ａが一方に偏ることなくバランス配置されて、円筒ユニット全体の厚みが均等化され、電線などの部材による凹凸のないスッキリとした平滑な筒面とすることができる。

次に、可動子３の成形方法を、図５、図６に基づいて説明する。図５はケース体成型用の金型の斜視図、図６はナットプレートと共に筒状ユニットをセットした状態を示す断面図である。この図において、５はケース体成型用の金型であって、該金型５は、上下に２分した状態で上型５１と下型５２により構成され、それぞれ横幅が筒状軸３１の全長と等しく、内周面がコイル３２の外径よりも大きめの凹状空域５ａをもって、これらが収納可能な箱型に形成されている。上型５１と下型５２の中心部の両側には、シャフト２の外径と略等しい半円弧状の円弧溝５３が、一側面側にはリード線３５ｃを引出した際に密封補強部３３ｂを形成するための引出し溝５４がそれぞれ形成されている。また、上型５１には、その中心に漏斗状のホットメルト樹脂の注入口５１ａと、４つの下型５２へのボルト止め孔５１ｂが穿設されており、下型５２の内部には、ナットプレート３４を位置決めセットできるように、そのナット３４ａのネジ孔に挿入される凸部５２ａが角部付近に４つ設けられている。ナット３４ａを長尺な通しナットとしても良い。

さて、上記のように、所定の可動子３の角柱形状のホットメルト樹脂注入空域５ａと、ナットプレート３４などの部材セットが行えるように型形成された金型５を用いて、ケース体３３を成形するには、まず、筒状軸３１の胴部に、予めドーナツ状に捲線形成された複数のコイル３２…を個別に嵌挿させて配列させておき、各コイル３２相互が離間しないようにフレキシブル基板３５を両面粘着テープによってコイル外周面に沿わせて貼着し後、各コイル３２の線端末３２ａとリード線３５ｃを所定位置の端子部３５ｂにハンダ付けして、筒状軸３１とコイルブロックとフレキシブル基板３５とを三位一体のユニットとして構成しておく。
次いで、ナットプレート３４を、下型５２のそれぞれの凸部５２ａに対して、そのナット３４ａ孔を挿入セットし、筒状軸３１に芯棒６を挿入して、これを筒状ユニットとナットプレート３４とが所定間隔を存した状態で下型５２にセットする。その際、フレキシブル基板３５側をナットプレート３４と重ならないよう上側に向けて配置させ、リード線３５ｃを引出し溝５４から引き出しておき、上型５１を被せてボルト止め孔５１ｂより下型５２とボルト止めする。

その後、上型５１と下型５２により形成される囲繞空間（内部空域５ａ）内に、注入口５１ａよりホットメルト樹脂を空域５ａ内全体に注入する。注入したホットメルト樹脂が硬化したら上型５１を外して金型５から芯棒６を持って取り出し、芯棒６を引き抜けば、ホットメルト樹脂が両側余長部３１ａ、３１ａを含む筒状ユニット全体の外周面域に密着被覆した密封状態で、角柱状のケース体３３が成型されると共に、ナットプレート３４がケース体３３に密着して一体化された可動子３自体の成形が完了する。なお、ケース体３３の外観形状を変更するには、金型５の内部空域５ａを角柱や円柱等の任意の形状に成形しておけばよい。また、本実施例では、ホットメルト樹脂として、接着性、防水性、防滴性、絶縁性、保護性を有する熱可塑性のポリアミド系樹脂を用いたが、ケース体に適した種々の樹脂（ゴムを含む）を用いてもよい。なお、電線を用いて結線する場合には、それらを束ねてケース体３３の角部域に配設させておけばよい。

叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、可動子３は、シャフト２に外嵌される筒状軸３１と、筒状軸３１の胴部に巻着される複数のコイル３２（コイルブロック）と、該コイルブロックが内装されるケース体３３と、該ケース体３３に一体化して設けられるナットプレート３４とを備えて構成されるのであるが、本発明における可動子３は、コイル３２が巻着された筒状軸３１の両側に、コイル３２端面から広幅に延出形成された余長部３１ａ、３１ａが設けられており、この筒状軸３１とコイルブロックとを、各コイル３２……の始端と終端となる線端末３２ａをスター結線による所定の配線パターンをもって結線させ、かつ、外部電源供給用のリード線３５ｃを結線させて、その全体外観が筒状に形成された一体の筒状ユニットとして構成させておき、ナットプレート３４は、その両側部に立設されるナット３４ａを有し、筒状軸３１と略等しい長さをもって形成し、これらナットプレート３４と筒状ユニットとを所定間隔を存して、所定の囲繞空間（内部空域５ａ）に形成されたケース体成形用の金型５内にセットし、リード線３５ｃを引き出した状態でホットメルト樹脂を注入する。これにより、ケース体３３を、両側余長部３１ａを含む筒状ユニット全体の外周面域にホットメルト樹脂を密着被覆させ、所定の外観形状に形成された樹脂製のケース体３３として構成すると共に、該ケース体３３に、ナットプレート３４を、そのナット３４ａが埋設されナット側面域が密着された状態で一体化せしめて構成し、両側余長部３１ａを、その外周面域に形成されるケース体３３の両側面部（支持受け部）３３ａを肉厚に補強し、支持する補強支持面として、かつ、前記ナットプレート３４のナット３４ａが埋設されるナット埋設域として構成されている。

このように可動子３を構成することにより、ケース体３３内にコイルブロックを内装させた可動子構造でありながら、各コイル３２の線端末３２ａが結線されたコイルブロックを、筒状軸３１の両側余長部３１ａの外周部側でケース体３３との支持構造が確保できる小型軽量化の図られた単体のものとして取り扱いでき、ケース体成形用の金型５内へのセットが容易に行えると共に、ケース体３３内に密封収納する樹脂製のケース体を形成する工程と、このケース体３３に所定のワークを取り付け可能とするためのナットプレート３４の組み付け工程とが一工程で行えるだけでなく、硬化後のホットメルト樹脂が半硬質のものであっても、両側余長部３１ａの外周領域が、ケース体３３の両側面部（支持受け部）３３ａを形成する補強支持面と密封面として機能すると共に、埋設されるナット３４ａの配設域としての機能を併せ持つことができ、コイルブロックの外周域に形成される樹脂肉厚を可及的に薄くすることが可能となって、作業工数の簡素化と部品点数の削減によるコンパクト化と軽量化を実現し、可動子３自体が防水性や防滴性、防塵性の機能を兼ね備える安価なものとして提供することができるばかりか、筒状軸３１の内周部とシャフト２との外嵌隙間に軸受部材を介在することなく、筒状ユニット全体をそのままケース体３３内に収納でき、当該隙間が何ら変更する必要も無いので、適正な推力をもって駆動することができる。

また、本実施例では、各コイル３２……の始端と終端となる線端末３２ａをスター結線させるにあたり、フレキシブル基板３５を用い、これをコイルブロックの両端側に配設されたコイル３２間に跨って、その外周面に沿わせて貼着し、各コイル３２の線端末３２ａとリード線３５ｃを所定位置の端子部３５ｂにハンダ付けすることにより、筒状軸３１とコイルブロックと各コイル線端末３２ａとリード線３５ｃが結線されたフレキシブル基板３５とを三位一体の筒状ユニットとして構成させておき、この三位一体の筒状ユニットを、筒状軸３１の両側に延出形成させた余長部３１ａをケース体３３の両側面部（支持受け部）３３ａに支持させ、かつ、リード線３５ｃをケース体３３の外部に引出しすることで、ケース体３３内に密封内装した構成となっている。
このため、筒状ユニットは、その外観全体が電線などの部材による凹凸のないスッキリとした小型で軽量化の図られた単体のものとして取り扱いでき、注入されたホットメルト樹脂を、気泡を生じることなく面一に外周面に密着することができる。

また、ケース体成形用の金型５内へのセッティングする際にも、筒状ユニットを構成する両側余長部３１ａ、３１ａをセットするだけの簡単な作業でよく、その囲繞空間（内部空域５ａ）内に注入されるホットメルト樹脂がコイル３２と両側余長部３１ａ、３１ａの外周面域に密着被覆した状態で、角柱状のケース体３３が成型されると共に、このケース体３３にナットプレート３４を密着して一体化させた可動子３自体の成形が一工程で製作することができる。つまり、可動子３を製作するにあたり、ホットメルト樹脂によるモールディング成形方法を利用して、従来の箱型ケース体にコイルなどの部材を組付ける工程を、樹脂製のケース体３３を成型する工程に組み込んで略一工程で製作することができると共に、従来の箱型ケース体における、加工工程が不要となる結果、作業工数の大幅な簡素化が図れるばかりか、受け部材等の部材が不要となり部品点数の削減が図られた安価なものとして提供することができる。しかも、ケース体３３の両側面部（支持受け部）３３ａ、３３ａが筒状軸３１の余長部３１ａ、３１ａによって肉厚に補強支持できるため、ケース体３３の両側面部（支持受け部）３３ａ、３３ａとなる領域にワークへの取り付けなどが行える任意長さのナット３４ｃ等を埋設することができ、硬化後のホットメルト樹脂が半硬質のものであっても、ケース体３３自体がナットプレート３４とナット３４ｃにより補強されたものとすることができる。さらに、可動子３は、コイル３２や両側余長部３１ａ、３１ａの外周面域にフレキシブル基板３５などを含めて密着被覆しているので、ケース体３３との密封は、筒状軸３１の両側余長部３１ａの外周部と、フレキシブル基板３５に結線された外部への引出しリード線３５ｃ部分となる密封補強部３３ｂの２個所についても、ケース体３３成型工程で同時に行なわれ、防水性や防滴性、防塵性を有することができる。

また、フレキシブル基板３５は、各コイル３２の線端末３２ａと端子部３５ｂとの結線の際に、各コイル３２相互の配設位置の位置ズレを規制する固定部材に兼用すべく構成されているので、ケース体３３内にコイルブロックを収納する作業時に、隣接する各コイル３２相互が離間してしまうことが無く、収納時にはケース体３３により確実にとコイル両端側が保持されるので、従来のように、コイル同士の接着や固定用のコイル保持部材を設ける必要はなく、構成の簡略化と部品点数の削減によりコスト低減を図ることができる。

本発明の実施形態に係るシャフト型リニアモータの斜視図である。 樹脂一体型ケースに内装した（Ａ）は可動子の断面図、（Ｂ）は可動子の側面図である。 ナットプレートを示す斜視図である。 （Ａ）はフレキシブル基板の貼付け状態図、（Ｂ）は各コイルの結線図である。 可動子のケース体成型用の金型を示す斜視図である。 ケース体成型用の金型内にコイルをセットした状態を示す断面図である。

１ シャフト型リニアモータ
２ シャフト
２ａ ドーナツ棒状磁石
３ 可動子
３１ 筒状軸
３１ａ 余長部
３２ コイル
３２ａ コイルの線端末（始端または終端）
３３ ケース体
３３ａ 両側面部（支持受け部）
３３ｂ 密封補強部
３４ ナットプレート
３４ａ ナット
３５ フレキシブル基板
３５ａ 配線
３５ｂ 端子部
３５ｃ リード線
４ 基台
４１ 支持部
４２ ガイドレール
４３ 走行台
４３１ ガイド片
５ 金型
５ａ 内部空域
５１ 上型
５１ａ 注入口
５１ｂ ボルト止め孔
５２ 下型
５２ａ 凸部
５３ 円弧溝
５４ 配線引出し溝
６ 芯棒

Claims (3)

1. 複数の棒状磁石が直列状に配列されたシャフトにスライド自在に外嵌され、その内周部に備えるコイルの励磁によって直線的に駆動するよう構成されたリニアモータの可動子であって、
   該可動子は、前記シャフトに外嵌される筒状軸と、該筒状軸の胴部に巻着される複数のコイルからなるコイルブロックと、該コイルブロックが内装されるケース体と、該ケース体の一側面にワークへの取り付面を形成するナットプレートとからなり、
   前記筒状軸は、その両側に、前記コイル端面から延出形成された余長部を備え、
   該筒状軸とコイルブロックとを、前記各コイルの始端と終端となる線端末を所定の配線パターンをもって結線させ、かつ、外部電源供給用のリード線を結線させて、その全体外観が筒状に形成された一体の筒状ユニットとして構成する一方、
   前記ナットプレートは、その両側部に立設されるナットを有し、前記筒状軸と略等しい長さをもって形成し、
   前記ケース体とナットプレートとを、
   所定の囲繞空間に形成されたケース体成形用の金型内に、ナットプレートと前記筒状ユニットとを所定間隔を存してセットし、前記リード線を引き出した状態でホットメルト樹脂を注入せしめることで、
   前記両側余長部を含む筒状ユニットの外周面域に密着被覆させて所定の外観形状に形成される樹脂製のケース体に、前記ナットプレートを、そのナット側面域が密着され前記ナットが埋設された状態で一体化せしめて構成し、
   前記両側余長部を、その外周面域に形成されるケース体の両側面部を肉厚に補強し、支持する補強支持面として、かつ、前記ナットプレートのナットが埋設されるナット埋設域として構成してあることを特徴とするリニアモータの可動子。
2. 前記ナットプレートは、前記ナットが前記筒状軸を挟んでその四隅部に埋設可能に筒状軸の筒径よりも広幅に形成させて、前記ケース体の一側面を補強する補強プレート兼用してあることを特徴とするリニアモータの可動子。
3. 複数の棒状磁石が直列状に配列されたシャフトにスライド自在に外嵌される筒状軸と、その胴部に巻着される複数のコイルからなるコイルブロックと、該コイルブロックが内装するケース体と、該ケース体の一側面にワークへの取り付面を形成するナットプレートとを備え、前記コイルの励磁によって直線的に駆動するよう構成されたリニアモータの可動子を製造する方法であって、
   前記筒状軸には、予めその両側に、前記コイル端面から延出する余長部を形成させておくと共に、
   該筒状軸とコイルブロックとを、前記各コイルの始端と終端となる線端末を所定の配線パターンをもって結線させ、かつ、外部電源供給用のリード線を結線させて、その全体外観が筒状に形成された一体の筒状ユニットとして構成させ、
   さらに、前記ナットプレートは、その両側部に立設させたナットを有し、前記筒状軸と略等しい長さをもって形成させておき、
   これらナットプレートと筒状ユニットを、所定の囲繞空間を有するケース体成形用の金型内に、ナットプレートを、そのナット側面域を上側に向けてセットし、次いで、前記両側余長部を含む筒状ユニットを、前記リード線を引き出した状態でナットプレートと所定間隔を存してセットした後、該金型の囲繞空間内にホットメルト樹脂を注入することにより、
   前記両側余長部を含む筒状ユニットの外周面域に密着被覆することで、両側余長部の外周面域によってケース体の両側面部が肉厚に補強、支持される補強支持面とした所定の外観形状を有する樹脂製のケース体を形成させ、
   かつ、ナットプレートのナット側面域に密着させることで、両側余長部の外周面域をナット埋設域としてナットが埋設された状態で、ケース体とナットプレートとを一体化させて成形することにより可動子を製造することを特徴とするリニアモータの可動子製造方法。