JP2010288374A - Moving member for linear motor - Google Patents
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Abstract
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に関する。 The present invention relates to a mover of a shaft type linear motor that drives a mover linearly along a shaft.
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。 In recent years, shaft-type linear motors have attracted attention as electric actuators that are linearly driven. This type of linear motor includes a shaft (stator) in which a plurality of bar-shaped magnets are arranged in series, and a mover that is slidably fitted to the shaft, and is provided on an inner peripheral portion of the mover. The mover is driven linearly by the excitation of. According to such a configuration, since there is little cogging and speed unevenness, application in various fields is being studied.
また、シャフトは、通常、ステンレス管内に複数のドーナツ棒状磁石を直列状に挿入し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り、好適な推力を得るためには可動子全体の総重量も軽くする必要がある。
ところで、従来、リニアモータの可動子は、予めドーナツ状に捲線形成された複数の単体コイル同士を直接的に接着させてコイルブロックを形成しておき、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）。単体の捲線コイルは、予めコイルボビンに巻装されたものに比し、その使い勝手の良さや安価に購入できることから、広く採用されている。
In addition, since the shaft is usually configured by inserting a plurality of donut bar magnets in series in a stainless steel tube, there is a risk that the shaft will bend and bend due to its own weight, following the increase in length. In consideration of the effects of expansion and contraction due to heat, the mover must be slidably fitted with an appropriate gap so as to avoid contact between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the shaft. In order to obtain it, it is necessary to reduce the total weight of the entire mover.
By the way, conventionally, the mover of the linear motor has a coil inner peripheral surface when a plurality of single coils, which are previously formed in a donut shape, are directly bonded to each other to form a coil block and are externally fitted to a shaft. Is known to directly face the outer peripheral surface of the shaft (see FIGS. 3 and 5 of Patent Document 1). Single wire coils are widely used because they are easy to use and can be purchased at a lower cost than those wound beforehand on a coil bobbin.
しかしながら、このものは、単体のコイル同士を直接的に接着するにあたり、各コイルの内周側からコイル側面を通って外周側に引き出しされるコイル線（１５）の線端末（始端）を、全て一方側に向けて配列していたため、始端配列側では、隣接する各コイル間が線端末（始端）の太さ分の影響で離間し、他方側となる終端配列側ではコイルが密接して収縮した状態となり、捲線コイル単体の型変形性も作用して、コイルブロック全体の筒形に湾曲状のゆがみを生じ、これを直接シャフトに外嵌すると、シャフト内に設けられた棒状磁石との配列バランスがズレて推力の低下を招来するという問題がある。
そこで、このものでは、コイル同士を均等な間隔を保持し、かつコイル変形や位置ズレなどを防止するためにＵ字状のコイル保持部材（１４）に固定し、その開口側に平板状のプリント基板（１８）をコイル外周面に接着させて、コイルブロック全体に湾曲ゆがみが生じないようにしているが、この様に構成すると、コイル数の増加に伴ってコイルブロックも長くなり、これと対応してコイル保持部材（１４）や平板状のプリント基板（１８）を長く形成しなければならず、可動子全体の総重量が重くなり推力低下を招き、実質的に採用することができないものであった。
However, when directly bonding single coils to each other, all the wire terminals (starting ends) of the coil wires (15) drawn from the inner peripheral side of each coil through the coil side surface to the outer peripheral side are all connected. Since it was arranged toward one side, adjacent coils were separated from each other by the thickness of the wire end (starting end) on the starting end arrangement side, and the coils were closely contracted on the other end arrangement side. As a result, the deformability of the single wire coil also acts, causing a curved distortion in the overall cylindrical shape of the coil block, and when this is directly fitted on the shaft, the arrangement with the rod-shaped magnet provided in the shaft There is a problem that the balance is shifted and the thrust is reduced.
Therefore, in this case, the coils are fixed to a U-shaped coil holding member (14) in order to keep the coils at an equal interval and prevent coil deformation or displacement, and a flat plate-like print is formed on the opening side. The substrate (18) is bonded to the outer peripheral surface of the coil so that the entire coil block is not warped. However, if configured in this way, the coil block becomes longer as the number of coils increases. Thus, the coil holding member (14) and the flat printed board (18) must be formed long, and the total weight of the entire mover becomes heavy, resulting in a decrease in thrust and cannot be employed substantially. there were.
一方、コイルブロックは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相のコイルを組とする任意の組数により構成され、各コイルの線端末を結線するのであるが、このものでは、その結線作業を、コイルをコイル保持部材（１４）に装着し、プリント基板（１８）の配線パターン（２０）等が形成されていない面側をコイルの外周面に接着固定した後に、コイルＵとコイルＷの終端及びコイルＶの始端同士を直接ハンダ付け等により接続させ、それ以外のコイルＵとコイルＷの始端及びコイルＶの終端を、プリント基板（１８）の板面を貫通させて外面に引き出し、それぞれに対応する接続端（１９）にハンダ付けして接続させていた（［００５２］、［００５３］参照）。
このため、結線作業は、コイル保持部材（１４）とプリント基板（１８）によって囲まれた状態で行わなければならず、しかも、依然として、線端末同士を直接ハンダ付け等により結線する手法が併用され、また、線端末をプリント基板（１８）の板面を貫通させて外面に引き出す作業が強いられ、３相のコイルが１組のみで構成された短尺のコイルブロックにおいては、ある程度の結線ミスや結線作業の繁雑化を改善することも見込めるが、３相のコイルが２組以上の組数にてコイルブロックが構成された場合には、結線作業が繁雑となり結線ミスを誘発する恐れがあり、作業時間を要しコストアップを招来するという欠点がある。
For this reason, the wire connection work must be performed in a state surrounded by the coil holding member (14) and the printed circuit board (18), and the method of connecting the wire terminals directly by soldering is still used. Also, the work of pulling the wire terminal through the plate surface of the printed circuit board (18) to the outer surface is forced, and in a short coil block composed of only one set of three-phase coils, Although it can be expected to improve the complexity of the wiring work, if the coil block is composed of two or more sets of three-phase coils, the wiring work becomes complicated and may cause a wiring mistake. There is a disadvantage that it takes work time and invites cost increase.
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、予めドーナツ状に形成された単体の捲線コイルを複数並設させてコイルブロックを形成するものでありながら、単体の捲線コイル同士を、コイルブロック全体の筒形に湾曲ゆがみを生じることなく、均等な並びをもって配設することができ、シャフト内に設けられた棒状磁石との配列バランスが適正に保持されるだけでなく、プリント基板をコイルブロックに貼着するだけで、それぞれの配列側となる各線端末に対応する部位に、基板上に分配された端子部がセットされ、常にプリント基板の上面側からその両側を覆うように結線作業を行えば良く、作業時間の短縮と作業性の簡易化がなされ、結線ミスを解消できると共に、軽量なフレキシブルプリント基板の採用を可能ならしめ、もって、コイル数の増加に伴ってコイルブロックが長くなっても、コイルの嵌挿作業や結線作業が煩雑となることが無く、作業工数の簡素化と部品点数の削減が図られると共に、可動子全体の軽量化とコンパクト化が図られて、良好な推力をもって駆動することができ、凹凸部材などが排除されたスッキリとした外観の筒状ユニットとして安価に製作することのできるリニアモータの可動子を提供することを目的としている。 The present invention was devised in order to eliminate the above-described problems, and a plurality of single coil coils previously formed in a donut shape are arranged in parallel to form a coil block. The winding coils can be arranged in an even arrangement without causing bending distortion in the entire coil block, and the arrangement balance with the bar magnets provided in the shaft can be maintained properly. Instead, just by sticking the printed circuit board to the coil block, the terminal part distributed on the circuit board is set in the part corresponding to each line terminal on the arrangement side, and always the both sides from the upper surface side of the printed circuit board. It is only necessary to perform wiring work so as to cover, shortening work time and simplifying workability, eliminating wiring mistakes and allowing the use of lightweight flexible printed circuit boards. Therefore, even if the coil block becomes longer as the number of coils increases, the coil insertion work and wiring work are not complicated, and the work man-hours can be simplified and the number of parts can be reduced. A linear motor that can be manufactured at low cost as a cylindrical unit with a clean appearance that can be driven with good thrust by eliminating the uneven member, making the mover lighter and more compact. It aims to provide a mover.
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、予めドーナツ状に巻線形成された複数のコイルを嵌挿配設せしめたコイルブロックと、該コイルブロックの外周面に沿わせて円弧状に貼着され、前記各コイルの線端末が結線される複数の端子部と所定の配線パターンが形成されたプリント基板とで、全体が筒型形状に形成された筒状ユニットに構成し、前記コイルブロックは、各コイル間の内周側からコイル側面を通って外周側に引き出しされる線端末を、順次各コイル毎に、それぞれ一方側と他方側に振り分けて、それぞれの側に線端末の始端と終端とを交互に繰り替えし配列させて構成する一方、前記プリント基板は、前記各端子部を、それぞれの配列側となる各線端末順に結線されるよう分配せしめ、該端子部の分配に基づいて前記所定の配線パターンを形成せしめて構成し、前記筒状ユニットは、前記プリント基板を、前記一方側と他方側とに振り分けされた線端末間に配置させ、それぞれの配列側となる各線端末を対応する前記各端子部に結線すべく構成してあることを特徴とするものである。
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、予めドーナツ状に巻線形成された複数のコイルと該コイル間に介在される絶縁板とを嵌挿配設せしめたコイルブロックと、該コイルブロックの外周面に沿わせて円弧状に貼着され、前記各コイルの線端末が結線される複数の端子部と所定の配線パターンが形成されたプリント基板とで、全体が筒型形状に形成された筒状ユニットに構成し、前記コイルブロックは、各コイル間の内周側から前記絶縁板に形成された溝状スリットを通して外周側に引き出される線端末と、各コイル間の外周側の線端末とを、それぞれ一方側と他方側に均等に振り分けて、それぞれの側で線端末の始端と終端が規則正しい並び順となるよう配列させて構成する一方、前記プリント基板は、前記各端子部を、それぞれの配列側となる各線端末順に結線されるよう分配せしめ、該端子部の分配に基づいて前記所定の配線パターンを形成せしめて構成し、前記筒状ユニットは、前記プリント基板を、前記一方側と他方側とに振り分けされた線端末間に配置させ、それぞれの配列側となる各線端末を対応する前記各端子部に結線すべく構成してあることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the mover of the linear motor of the present invention is slidably fitted on a shaft in which a plurality of bar magnets are arranged in series, and is linearly excited by excitation of a coil provided on the inner periphery thereof. A mover of a linear motor configured to be driven, and the mover is preliminarily wound in a donut shape on a cylindrical shaft that is externally fitted to the shaft and a body portion of the cylindrical shaft. A coil block in which a plurality of coils are inserted and disposed, a plurality of terminal portions that are attached in an arc shape along the outer peripheral surface of the coil block, and wire terminals of the coils are connected to each other and a predetermined wiring pattern The coil block is a wire that is drawn out from the inner peripheral side between the coils to the outer peripheral side through the coil side surface. For each coil in sequence, the terminal The printed circuit board is configured such that each of the terminal portions is arranged on the respective arrangement side. The line units are distributed so that they are connected in order, and the predetermined wiring pattern is formed based on the distribution of the terminal portions, and the cylindrical unit includes the printed circuit board on the one side and the other side. It arrange | positions between the distributed line terminals, and it is comprised so that each line terminal used as each arrangement | sequence side may be connected to each said corresponding terminal part.
In order to solve the above problems, the mover of the linear motor of the present invention is slidably fitted on a shaft in which a plurality of rod-shaped magnets are arranged in series, and is linearly excited by excitation of a coil provided on the inner periphery thereof. A linear motor movable element configured to be driven in an electrically driven manner, wherein the movable element is preliminarily wound in a donut shape on a cylindrical shaft that is externally fitted to the shaft, and a body portion of the cylindrical shaft. A coil block in which a plurality of formed coils and an insulating plate interposed between the coils are inserted and disposed; and a coil block that is attached in an arc along the outer peripheral surface of the coil block; A plurality of terminal portions connected to each other and a printed circuit board on which a predetermined wiring pattern is formed, and the whole is formed into a cylindrical unit formed in a cylindrical shape, and the coil block is an inner peripheral side between the coils Groove shape formed on the insulating plate from The line terminals drawn to the outer peripheral side through the lit and the line terminals on the outer peripheral side between the coils are equally distributed to one side and the other side, respectively, and the start and end of the line terminals are regularly arranged on each side. On the other hand, the printed circuit board distributes the terminal portions so that the terminal portions are connected in the order of the line terminals on the arrangement side, and the predetermined wiring pattern is distributed based on the distribution of the terminal portions. The cylindrical unit is configured by forming the printed circuit board between the line terminals distributed to the one side and the other side, and the corresponding terminal portions corresponding to the respective line terminals on the arrangement side. It is characterized in that it is configured to be connected to.
本発明は、上記のように構成したことにより、予めドーナツ状に形成された単体の捲線コイルを複数並設させてコイルブロックを形成するものでありながら、単体の捲線コイル同士を、筒状軸に各コイルの線端末を振り分け配列させて嵌挿配設するだけの簡単な構成によって、コイルブロック全体の筒形に湾曲ゆがみを生じることなく、均等な並びをもって筒状軸に配設することができるばかりか、この均等な並び状態が円弧面域に貼着されたプリント基板によって維持され、シャフト内に設けられた棒状磁石との配列バランスを適正に保持することができ、しかも、プリント基板をコイルブロックに貼着するだけで、それぞれの配列側となる各線端末に対応する部位に、基板上に分配された端子部がセットされ、常にプリント基板の上面側からその両側を覆うように結線作業を行えば良く、作業時間の短縮と作業性の簡易化がなされ、結線ミスを解消できると共に、軽量なフレキシブルプリント基板であっても、充分に各コイル相互の配設位置の位置ズレを規制する固定部材として採用することが可能となる。その結果、コイル数の増加に伴ってコイルブロックが長くなっても、結線作業が煩雑となることが無く、作業工数の簡素化と部品点数の削減が図られて、可動子全体の軽量化とコンパクト化が実現され、良好な推力をもって駆動することができ、凹凸部材などが排除されたスッキリとした外観の筒状ユニットとして可動子を安価に製作することができる。
The present invention is configured as described above, so that a plurality of single coil coils previously formed in a donut shape are arranged side by side to form a coil block. By simply arranging and arranging the wire terminals of the coils in the coil terminals, the coil blocks can be arranged on the cylindrical shaft in a uniform arrangement without causing distortion in the cylindrical shape of the entire coil block. In addition, the uniform alignment state is maintained by the printed circuit board attached to the arc surface area, and the arrangement balance with the rod-shaped magnet provided in the shaft can be properly maintained. Just by sticking to the coil block, the terminal part distributed on the board is set at the part corresponding to each line terminal on the array side, and always on the upper surface side of the printed board Therefore, it is sufficient to perform wiring work so as to cover both sides, shortening work time and simplifying workability, eliminating wiring mistakes, and even a lightweight flexible printed circuit board It can be employed as a fixing member that restricts the displacement of the arrangement position. As a result, even if the coil block becomes longer as the number of coils increases, the wiring work does not become complicated, the work man-hours and the number of parts are reduced, and the weight of the entire mover is reduced. The mover can be manufactured at a low cost as a cylindrical unit having a compact appearance, capable of being driven with a good thrust, and having a crisp appearance with no uneven member.
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程度の非磁性体ステンレス管（アルミニウム合金、銅合金、チタン、樹脂等でもよい）内に複数の棒状磁石２ａが互いの磁極が対向するように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とを備えて、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。なお、棒状磁石２ａは、その中心に孔が穿設されているドーナツ状の棒状磁石でも良い。 Hereinafter, a mover of a linear motor illustrating an embodiment of the present invention as a preferred embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a shaft type linear motor. As shown in this figure, the shaft type linear motor 1 has a plurality of rod-like magnets 2a with magnetic poles in a non-magnetic stainless steel tube (which may be aluminum alloy, copper alloy, titanium, resin, etc.) of about 0.5 mm. A shaft 2 arranged in series so as to be opposed to each other and a mover 3 slidably fitted to the shaft 2 are slidably fitted on the base 4. The movable element 3 is linearly driven by excitation of the provided coil. The bar-shaped magnet 2a may be a donut-shaped bar-shaped magnet having a hole formed in the center thereof.
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。なお、ここでは、シャフト２を固定し、可動子３をシャフト２に沿って駆動させたが、可動子３を固定し、シャフト２を駆動させても良い。 The base 4 includes support portions 41, 41 that hold both ends of the shaft 2, a guide rail 42 provided between the support portions 41, 41, and a guide rail 42 that supports and supports the movable element 3. It is comprised by the traveling platform 43 which drive | works. The traveling platform 43 is provided with guide pieces 431 and 431 that are slidably guided while sandwiching the guide rail 42 from both sides, and the shaft 2 is supported between the support portions 41 and 41 at both ends. ing. Although the shaft 2 is fixed and the mover 3 is driven along the shaft 2 here, the mover 3 may be fixed and the shaft 2 may be driven.
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３５ｂが外面側に形成されたフレキシブルプリント基板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する作業工程と、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。
コイルブロックは、各コイル間に、必要において、図４に示すように、絶縁板９として溝状スリット９ａの無い薄膜状の絶縁紙や絶縁樹脂シートなどを挟んでも良く、筒状軸３１は、高い耐水性、絶縁性、機械強度を有する樹脂で成型されることが好ましい。また、成型用樹脂は、成型中にコイル３２の変形や、コイル３２の絶縁皮膜が溶けることを防止するために、低温で融解し、低圧力で成型が可能な樹脂を選択することが好ましい。例えば、熱可塑性のポリアミド樹脂に換えて、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂又はゴム系のホットメルト樹脂等を用いても良い。
2A is a detailed cross-sectional view of the mover 3 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a side view. As shown in this figure, the mover 3 includes a cylindrical shaft 31 that is externally fitted to the shaft 2 and a plurality of coils 32 that are previously formed in a donut shape on the body of the cylindrical shaft 31. A coil block that is inserted and arranged in a case, a resin-made (including rubber, etc.) case body 33 in which a cylindrical shaft 31 and coils 32 (coil blocks) are housed, and a nut portion 34a is embedded on the upper surface side thereof. And a nut plate 34 for attaching a predetermined workpiece (such as an XYZ axis table) that comes into close contact with each other.
The cylindrical shaft 31 is provided with surplus length portions 31a and 31a extending from the end surfaces of the coils 32 disposed on both sides of the coil block, and the case body 33 is connected to the coil 32 on both sides. Including the surplus length portions 31a and 31a and a flexible printed circuit board 35 having a predetermined wiring pattern and a terminal portion 35b, which will be described later, formed on the outer peripheral surface region by a hot melt resin such as a thermoplastic polyamide resin. It is constituted by a semi-rigid resin case body 33 integrally formed in a prismatic external shape in a state of tightly covering. As described above, when the case body 33 is formed of a resin-integrated case, an operation process for resin coating the entire outer periphery of the cylindrical unit itself and an assembly operation process for attaching the nut plate 34 to the case body 33 are simultaneously performed. It will be.
As shown in FIG. 4, the coil block may sandwich a thin insulating paper sheet or insulating resin sheet without a groove-like slit 9 a as an insulating plate 9 between the coils, if necessary. It is preferable to mold with a resin having high water resistance, insulation and mechanical strength. As the molding resin, it is preferable to select a resin that melts at a low temperature and can be molded at a low pressure in order to prevent deformation of the coil 32 and melting of the insulating film of the coil 32 during molding. For example, a polyester resin, an epoxy resin, a urethane resin, or a rubber-based hot melt resin may be used instead of the thermoplastic polyamide resin.
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の左右両側の支持受け部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、この肉厚なケース体３３の両側支持受け部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、フレキシブルプリント基板３５に結線された外部引出線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と外部引出線３５ｃとを密封する。 That is, the extra length portions 31a and 31a on both sides are formed to have a particularly wide surface, and the support receiving portions 33a and 33a on both the left and right sides of the resin case body 33 formed on the outer peripheral surface area are formed thick. It functions as a support surface that has both reinforcement and sealing for supporting and sealing, and has a thin covering surface formed on the arc-shaped surface of the coil 32 and the flat portion of the case body 33. However, the case body shape is maintained with the thick corners formed at the four corners. Four nuts are provided at four corners of the nut plate 34 so as to be embedded in the both side support receiving portions 33a and 33a of the thick case body 33. Reference numeral 33b denotes a sealing reinforcement portion integrally formed with the case body 33. The sealing reinforcement portion 33b reinforces a portion for drawing the external lead wire 35c connected to the flexible printed circuit board 35 to the outside of the case body 33, The body 33 and the external lead wire 35c are sealed.
図３（Ａ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント基板の貼付け状態図、図３（Ｂ）は、各コイルの結線図である。この図に示すように、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）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）でプリントされた配線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、フレキシブルプリント基板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、コイル結線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。なお、プリント基板としてフレキシブルプリント基板３５を採用したが、これに換えて予め円弧状に湾曲された硬質（湾曲板状）のプリント基板を用いても良く、両面粘着テープによらず他の貼着手段を採用しても良いことは勿論である。 FIG. 3 (A) is a state diagram of attaching a flexible printed circuit board according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 (B) is a connection diagram of each coil. As shown in this figure, the flexible printed circuit board (FPC) 35 has an adhesive layer formed on a film-like insulator (base film), and a wiring 35a printed with a conductor foil (copper foil) thereon. It is formed and covered with an insulator other than the terminal part (soldering part) 35b to protect it, and the flexible printed circuit board 35 is arranged on both ends of the cylindrical shaft 31 via a double-sided adhesive tape. It is curved in a circular arc shape along the outer peripheral surface of the coil block (coil 32...) Across the provided coils 32, and is attached with a vertical width of about 1/3 of the circular arc surface. The external appearance of the unit is formed as a substantially smooth cylindrical surface which is simplified as a whole by eliminating uneven members such as connectors, coil holding members, and coil connection members. In addition, although the flexible printed circuit board 35 was adopted as a printed circuit board, instead of this, a hard (curved plate-shaped) printed circuit board that is curved in an arc shape may be used. Of course, the means may be adopted.
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の線端末３２ａ（始端と終端）のうち、コイル３２の内周側からコイル側面を通って外周側に引き出しされる線端末３２ａを、順次各コイル毎に、それぞれ一方側と他方側に振り分けて、それぞれの側に線端末３２ａの始端と終端とを交互に繰り替えし配列させて構成される。
つまり、本実施形態においては、各コイル３２を、その線端末（始端または終端）３２ａが、各コイルの相毎に始端と終端を同方向に向けて、Ｕ１相を上向き、Ｗ１相を下向き、Ｖ１相上向き、Ｕ２相を下向き、Ｗ２相を上向き、Ｖ２相を下向きの順に異なる向きに筒状軸３１に嵌挿配設させることにより、一方側と他方側に振り分けて、それぞれの側において線端末３２ａの始端と終端又は終端と始端を交互に繰り替えし配列させている。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の配列側で始端−終端−始端−終端−始端−終端（逆でも良い）の順に繰り返し配列されていれば良く、コイルブロックの両端側の線端末３２ａは、この配列に含めず両端側に配置させても良い。
The coil block according to the present embodiment is configured as a set of units each including three coils 32 having the same U-phase, V-phase, and W-phase winding directions for three-phase driving. The number of groups is arbitrary. Of the wire terminals 32a (start and end) of each coil 32, the wire terminals 32a that are drawn from the inner peripheral side of the coil 32 to the outer peripheral side through the coil side surface are sequentially placed on one side and the other side for each coil. And the start and end of the line terminal 32a are alternately repeated and arranged on each side.
In other words, in the present embodiment, each coil 32, the line terminal (start or end) 32a is, the start and end for each phase of each coil toward the same direction, upward U 1 phase, W 1 phase downward, V 1 phase upward, downward U 2 phase, up to W 2 phase, by挿配set fitted to the tubular shaft 31 in a direction different from V 2 phase in a downward order, whereas distributes the side and the other side The start and end of the line terminal 32a or the end and start are alternately arranged on each side. As a result, the line terminals (start end or end) 32a need only be repeatedly arranged in the order of start end-end-start end-end-start end-end (or vice versa) on the arrangement side of one terminal portion 35b. The wire terminals 32a on both ends of the coil block may be arranged on both ends without being included in this arrangement.
図４は絶縁板を使用した状態を示す斜視断面図である。この図に示すように、各コイル３２間に介在される絶縁板９として線端末３２ａの太さ（例えば、約０．３ｍｍ径）と略等しいかそれ以上の厚さ（線径を吸収できる厚さのもので有ればよい）のドーナツ状の絶縁紙や絶縁樹脂シートなど用いることにより、上記の配列にバリエーションを持たせることができる。
つまり、絶縁板９に、その内周から外周に至る溝状スリット（切り込みや凹溝など）９ａを設けて、絶縁板９を側面視Ｃ字状に形成しておき、コイル内周側の線端末３２ａを、この溝状スリット９ａを通して外周側に引き出すようにして、各コイル３２を筒状軸３１に嵌挿配設させた際に、線端末３２ａの太さを吸収して、コイルブロック全体の筒形に湾曲ゆがみを生じることなく、均等な並びをもって配設することができる。このため、コイルブロックは、各コイル３２間の内周側から絶縁板９に形成された溝状スリット９ａを通して外周側に引き出される線端末３２ａと、各コイル３２間の外周側の線端末３２ａとを、それぞれ一方側と他方側に均等に振り分けて、それぞれの側で線端末３２ａの始端と終端が規則正しい並び順、たとえば、一方側が全て終端、他方側が全て始端の並び順となるように配列させて構成することもできる。
FIG. 4 is a perspective sectional view showing a state in which an insulating plate is used. As shown in this figure, the insulating plate 9 interposed between the coils 32 has a thickness that is substantially equal to or greater than the thickness (for example, about 0.3 mm diameter) of the wire end 32a (thickness that can absorb the wire diameter). The above arrangement can be varied by using a donut-shaped insulating paper, an insulating resin sheet, or the like.
That is, the insulating plate 9 is provided with groove-like slits (notches, concave grooves, etc.) 9a extending from the inner periphery to the outer periphery, and the insulating plate 9 is formed in a C shape in a side view, and the coil inner peripheral wire The terminal 32a is pulled out to the outer peripheral side through the groove-shaped slit 9a, and when each coil 32 is fitted and disposed on the cylindrical shaft 31, the thickness of the line terminal 32a is absorbed and the entire coil block is absorbed. It is possible to arrange the cylinders in a uniform arrangement without causing any curved distortion. For this reason, the coil block includes a line terminal 32a drawn from the inner peripheral side between the coils 32 to the outer peripheral side through a groove-shaped slit 9a formed in the insulating plate 9, and a line terminal 32a on the outer peripheral side between the coils 32. Are arranged equally so that the start and end of the line terminal 32a are in a regular order on each side, for example, one end is all on the other end and the other end is on the start end. It can also be configured.
一方、フレキシブルプリント基板３５上には、各コイル３２の線端末３２ａを結線するための各端子部３５ｂが、一方側と他方側のそれぞれに配列された各線端末３５ｂの順に結線されるよう、それぞれの配列側において対応する近傍位置に分配されて配置形成されている。そして、フレキシブルプリント基板３５に所定の配線パターンとして形成される配線３５ａのパターンは、この様に分配された端子部３５ｂの配置に基づいて、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直列または並列に接続させ、この各相同士にそれぞれ電流供給し、駆動制御するための外部の駆動制御回路に接続される外部引出線３５ｃを接続させた図３（Ｂ）に示すスター結線によりパターン化されている。なお、外部引出線３５ｃは、ビニール線等のリード線の他、これらを配線保護用のチューブ等で纏めてハーネス線にしても良い。 On the other hand, on the flexible printed circuit board 35, each terminal part 35b for connecting the line terminal 32a of each coil 32 is connected in order of each line terminal 35b arranged on one side and the other side, respectively. Are distributed and arranged at corresponding neighboring positions on the arrangement side. And the pattern of the wiring 35a formed as a predetermined wiring pattern on the flexible printed circuit board 35 is based on the arrangement of the terminal portions 35b distributed in this way, between the U-phase coils of each unit, between the V-phase coils, W The phase coils are connected in series or in parallel, current is supplied to the phases, and an external lead wire 35c connected to an external drive control circuit for drive control is connected to FIG. 3B. Patterned by the star connection shown. In addition to the lead wire such as a vinyl wire, the external lead wire 35c may be a harness wire by collecting them with a wire protection tube or the like.
各コイル３２の線端末３２ａと端子部３５ｂとの結線作業は、この様に構成されたフレキシブルプリント基板３５を、一方側と他方側とに振り分け配列された線端末３２ａ間に配置させて貼着すれば、それぞれの配列側となる各線端末３２ａに対応する部位に、結線すべき各端子部３５ｂが位置決めされた状態でセットされ、各線端末３２ａを、その配列側の始端−終端（溝状スリット９ａを通して引き出した場合には始端−始端、終端−終端を含む）の順に各端子部３５ｂに対して、常にフレキシブルプリント基板３５の上面側からその両側を覆うようにハンダ付け作業が行えるようになっている。 The wiring work between the wire terminal 32a and the terminal portion 35b of each coil 32 is performed by placing the flexible printed circuit board 35 configured in this way between the wire terminals 32a arranged on one side and the other side. Then, each terminal portion 35b to be connected is set in a position corresponding to each line terminal 32a on each array side, and each line terminal 32a is connected to the start end-end (groove slit) on the array side. In the case of pulling out through 9a, the soldering operation can be performed so that each terminal portion 35b is always covered from the upper surface side of the flexible printed circuit board 35 in the order of the start-end and the end-end. ing.
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、筒状軸３１の内径と略等しい半円弧状の円弧溝５３が、一側面側には外部引出線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。なお、上型５１と下型５２との固定手段は、相互の位置決めや、樹脂充填時の圧力による相互の離間防止が可能であれば、従来周知の固定手段が適用可能である。 Next, a method for forming the mover 3 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view of a mold for molding a case body, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state where a cylindrical unit is set together with a nut plate. In this figure, 5 is a mold for molding a case body. The mold 5 is composed of an upper mold 51 and a lower mold 52 in a state of being vertically divided into two, and the horizontal width is the entire length of the cylindrical shaft 31. The inner peripheral surface is formed in a box shape that can be accommodated with a concave air space 5a that is larger than the outer diameter of the coil 32. A semicircular arc groove 53 substantially equal to the inner diameter of the cylindrical shaft 31 is formed on both sides of the center portion of the upper mold 51 and the lower mold 52, and a sealing reinforcing portion is formed when the external lead wire 35c is pulled out on one side. A lead-out groove 54 for forming 33b is formed. The upper die 51 has a funnel-shaped hot melt resin injection port 51 a at its center and four bolting holes 51 b to the lower die 52, and a nut is provided inside the lower die 52. In order to be able to position and set the plate 34, four convex portions 52a inserted into the screw holes of the nut 34a are provided in the vicinity of the corner portions. The nut 34a may be a long through nut. As the fixing means for the upper mold 51 and the lower mold 52, conventionally known fixing means can be applied as long as mutual positioning and prevention of mutual separation by pressure during resin filling are possible.
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プリント基板３５を貼着手段としての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と外部引出線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プリント基板３５とを三位一体の筒状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、フレキシブルプリント基板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、外部引出線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。
Now, as described above, the case body 33 is formed by using the mold 5 formed so that the prismatic hot-melt resin injection air space 5a of the predetermined mover 3 and the member set such as the nut plate 34 can be set. In order to mold, first, a plurality of coils 32... That are previously formed in a donut shape are inserted and arranged in the body of the cylindrical shaft 31 so that the coils 32 are not separated from each other. After the flexible printed circuit board 35 is adhered along the outer peripheral surface of the coil with a double-sided adhesive tape as an attaching means, the wire terminal 32a and the external lead wire 35c of each coil 32 are soldered to the terminal portion 35b at a predetermined position. The cylindrical shaft 31, the coil block, and the flexible printed circuit board 35 are configured as a three-unit integrated cylindrical unit.
Next, the nut plate 34 is inserted and set in the holes 52a of the respective protrusions 52a of the lower mold 52, the core rod 6 is inserted into the cylindrical shaft 31, and this is connected to the cylindrical unit and the nut plate. 34 is set on the lower mold 52 with a predetermined interval. At that time, the flexible printed circuit board 35 side is arranged facing upward so as not to overlap the nut plate 34, the external lead wire 35c is drawn out from the lead groove 54, and the upper die 51 is covered and the lower die 52 from the bolt fastening hole 51b. And bolt.
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に一体的に密着して可動子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。 Thereafter, hot melt resin is injected into the entire air space 5a from the injection port 51a into the enclosed space (internal air space 5a) formed by the upper mold 51 and the lower mold 52. When the injected hot melt resin is cured, the upper die 51 is removed, the core rod 6 is taken out from the mold 5, and the core rod 6 is pulled out, so that the hot melt resin includes both side extra length portions 31a and 31a. In a sealed state in which the entire outer peripheral surface area is tightly covered, the prismatic case body 33 is molded, and the nut plate 34 is integrally adhered to the case body 33 to complete the molding of the mover 3 itself. In order to change the external shape of the case body 33, the internal air space 5a of the mold 5 may be formed into an arbitrary shape such as a prism or a cylinder. In this embodiment, a thermoplastic polyamide-based resin having adhesiveness, waterproofness, dripproofness, insulation, and protection was used as the hot melt resin, but various resins (rubbers suitable for the case body) May be used.
図７は、可動子３に箱型ケースを用いた場合の実施例にかかる断面図である。この図に示すように、ケース体３３は、余長部３１ａを挿入支持する支持孔３３ｃ（支持受け部）が穿設された断面視コ字状の横向き収納ボックス３３１と、蓋部３３２とで構成され、このケース体３３内に、三位一体の筒状ユニットとして構成された筒状軸３１とコイルブロックと配線済みのフレキシブルプリント基板３５とを収納する場合には、先ず、両方の余長部３１ａ、３１ａに、それぞれ支持孔３３ｃを密封支持するためのリング状のパッキンゴム７をセットしておき、パッキンゴム７と共に余長部３１ａを収納ボックス３３１側の支持孔３１ａに圧入する。次いで、蓋部３３２を、その支持孔３１ａにパッキンゴム７を圧入させると共に、収納ボックス３３１の開口小口との密封を行うために蓋部３３２の内側に形成したリング状段差部に密封シール材を介在させてビス８で螺着する。このような箱型ケースにおいては、余長部３１ａは、前記の樹脂一体型ケースで形成させたものに比して短尺なものとなっており、ナットプレート３４はナット３４ａ側を表面として収納ボックス３３１に接着すればよい。 FIG. 7 is a cross-sectional view of an example in which a box-type case is used for the mover 3. As shown in this figure, the case body 33 includes a lateral storage box 331 having a U-shaped cross-sectional view in which a support hole 33c (support receiving portion) for inserting and supporting the extra length portion 31a is formed, and a lid portion 332. When the cylindrical shaft 31 configured as a three-unit cylindrical unit, the coil block, and the wired flexible printed circuit board 35 are accommodated in the case body 33, first, both the extra length portions 31a are stored. 31a, ring-shaped packing rubber 7 for hermetically supporting the support hole 33c is set, and the extra length portion 31a is press-fitted together with the packing rubber 7 into the support hole 31a on the storage box 331 side. Next, a sealing sealant is applied to the ring-shaped stepped portion formed inside the lid portion 332 in order to seal the lid portion 332 with the packing rubber 7 in the support hole 31a and to seal the opening edge of the storage box 331. It is inserted and screwed with screws 8. In such a box-type case, the extra length portion 31a is shorter than that formed by the resin-integrated case, and the nut plate 34 is a storage box with the nut 34a side as a surface. What is necessary is just to adhere | attach to 331.
なお、本実施例におけるパッキンゴム７は、支持孔３１ａの板厚と略同幅の段差部を有して凸状に形成されており、両側に配置されたコイル３２側面に、その基端面を面当てさせて、ケース体３３内でのコイルブロックの移動ズレを規制するようになっているが、これに限定されるものでなく、支持孔３３ｃをコイル３２側面に達するよう内側に折曲形成し、余長部３１ａとの隙間に介在させる密封リングとしてもよい。
また、収納ボックス３３１には、図示しない外部引出線３５ｃの引出し孔が穿設されており、この引出し孔と外部引出線３５ｃの密封は、引出し孔に外部から圧入可能なシールゴムやシール剤によりコーキングすることで密封補強部３３ｂを形成すればよい。なお、箱型ケースを２分割型とするなど、その構造は任意である。
また、可動子３に箱型ケースを用いるにあたり、前記の樹脂一体型ケースで成形したものを箱型ケースに収納する際には、筒状ユニット自体が樹脂で被覆され密封されているので、箱型ケースとの密封は不要であることは勿論、樹脂被覆自体も薄くすることができる。
In addition, the packing rubber 7 in the present embodiment is formed in a convex shape having a step portion having substantially the same width as the thickness of the support hole 31a, and the base end surface is provided on the side surface of the coil 32 disposed on both sides. However, the present invention is not limited to this, and the support hole 33c is bent inward so as to reach the side surface of the coil 32. And it is good also as a sealing ring interposed in the clearance gap with the surplus length part 31a.
The storage box 331 has a lead-out hole for an external lead wire 35c (not shown), and the lead-out hole and the external lead-out wire 35c are sealed with a seal rubber or a sealant that can be press-fitted into the lead-out hole from the outside. Thus, the sealing reinforcement portion 33b may be formed. In addition, the structure is arbitrary, such as making the box-type case into a two-divided type.
In addition, when a box-shaped case is used for the mover 3, when the one molded with the resin-integrated case is stored in the box-shaped case, the cylindrical unit itself is covered with a resin and sealed. Of course, sealing with the mold case is unnecessary, and the resin coating itself can be made thin.
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を、予めドーナツ状に形成された単体の捲線コイル３２を複数並設させたコイルブロックにより構成するのであるが、本発明における可動子３は、シャフト２に外嵌される筒状軸３１と、筒状軸３１の胴部に嵌挿配設される複数のコイル３２（コイルブロック）と、該コイルブロックの外周面に沿わせて円弧状に貼着され、各コイル３２の線端末３２ａと外部引出線３５ｃとがそれぞれ結線される複数の端子部３５ｂと所定の配線パターンが形成されたプリント基板（フレキシブルプリント基板）３５とによって、全体が筒型形状に形成された筒状ユニットに構成されている。
そのコイルブロックは、各コイル３２間の内周側からコイル側面を通って外周側に引き出しされる線端末３２ａを、順次各コイル毎に、それぞれ一方側と他方側に振り分けて、それぞれの側に線端末３２ａの始端と終端とを交互に繰り替えし配列させて構成させておく。
或いは、各コイル３２間に、溝状スリット９ａが形成されたドーナツ状の絶縁板９を挟み込んでおき、コイルブロックを、各コイル３２間の内周側から溝状スリット９ａを通して外周側に引き出される線端末３２ａと、各コイル３２間の外周側の線端末３２ａとを、それぞれ一方側と他方側に均等に振り分けて、それぞれの側で線端末３２ａの始端と終端が規則正しい並び順、たとえば、一方側が全て終端、他方側が全て始端の並び順となるように配列させて構成しておく。
一方、フレキシブルプリント基板３５は、各端子部３５ｂを、それぞれの配列側となる各線端末３２ａ順に結線されるよう分配せしめ、該端子部３５ｂの分配に基づいて配線３５ａによる所定の配線パターンを形成せしめて構成しておき、筒状ユニットは、フレキシブルプリント基板３５を、一方側と他方側とに振り分けされた線端末３２ａ間に配置させ、それぞれの配列側となる各線端末３２ａを対応する各端子部３５ｂに結線すべく構成されている。
In the embodiment of the present invention configured as described, the mover 3 is configured by a coil block in which a plurality of single coil coils 32 previously formed in a donut shape are arranged side by side. The child 3 is arranged along a cylindrical shaft 31 fitted on the shaft 2, a plurality of coils 32 (coil blocks) fitted and disposed on a body portion of the cylindrical shaft 31, and an outer peripheral surface of the coil block. And a plurality of terminal portions 35b to which the line terminals 32a of the coils 32 and the external lead wires 35c are respectively connected, and a printed circuit board (flexible printed circuit board) 35 on which a predetermined wiring pattern is formed. The whole is constituted by a cylindrical unit formed in a cylindrical shape.
In the coil block, the wire terminals 32a drawn from the inner peripheral side between the coils 32 to the outer peripheral side through the coil side surface are sequentially distributed to one side and the other side for each coil. The beginning and the end of the line terminal 32a are alternately repeated and arranged.
Alternatively, a donut-shaped insulating plate 9 in which a groove-like slit 9a is formed is sandwiched between the coils 32, and the coil block is pulled out from the inner peripheral side between the coils 32 to the outer peripheral side through the groove-like slit 9a. The line terminals 32a and the line terminals 32a on the outer peripheral side between the coils 32 are equally distributed to one side and the other side, respectively, and the start and end of the line terminals 32a are regularly arranged on each side, for example, The arrangement is made so that all the sides are arranged in the end order, and the other side is arranged in the order of the starting ends.
On the other hand, the flexible printed circuit board 35 distributes the terminal portions 35b so as to be connected in the order of the line terminals 32a on the arrangement side, and forms a predetermined wiring pattern by the wiring 35a based on the distribution of the terminal portions 35b. In the cylindrical unit, the flexible printed circuit board 35 is arranged between the line terminals 32a distributed to one side and the other side, and each line terminal 32a on each array side is associated with each terminal portion. It is configured to be connected to 35b.
このため、予めドーナツ状に形成された単体の捲線コイル３２を複数並設させてコイルブロックを形成するものでありながら、単体の捲線コイル３２同士を、筒状軸３１に各コイル３２の線端末３２ａを振り分け配列させて嵌挿配設するだけの簡単な構成によって、コイルブロック全体の筒形に湾曲ゆがみを生じることなく、均等な並びをもって筒状軸３１にしっかり配設することができるばかりか、この均等な並び状態が円弧面域に貼着されたプリント基板（フレキシブルプリント基板）３５によって維持され、シャフト２内に設けられた棒状磁石との配列バランスを適正に保持することができる。しかも、プリント基板３５をコイルブロックの円弧面に沿って貼着するだけで、それぞれの配列側に引き出された各線端末３２ａに対応する部位に、プリント基板３５上に分配された端子部３５ｂが位置決めセットされ、常にプリント基板３５の上面側からその両側を覆うように順次に各線端末３２ａの結線作業を行えば良く、ハンダ付け作業が容易に行え、作業時間の短縮と作業性の簡易化がなされ、結線ミスを防止できると共に、プリント基板３５は、丁度、その長手方向にコイル３２の両側から周面に沿うように押さえつけられた線端末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、プリント基板３５が作業中に不用意に剥がれてしまうことが防止され、軽量なフィルム状のフレキシブルプリント基板３５であっても、充分に各コイル３２相互の配設位置の位置ズレを規制する固定部材として採用することができる。 Therefore, a plurality of single winding coils 32 formed in advance in a donut shape are arranged side by side to form a coil block, and the single winding coils 32 are connected to the cylindrical shaft 31 on the wire end of each coil 32. By simply arranging and arranging 32a in a distributed manner, not only can the cylindrical shape of the entire coil block be securely arranged on the cylindrical shaft 31 in a uniform arrangement without causing distortion in the cylindrical shape. This uniform arrangement state is maintained by the printed circuit board (flexible printed circuit board) 35 attached to the arc surface area, and the arrangement balance with the bar magnets provided in the shaft 2 can be properly maintained. Moreover, the terminal portion 35b distributed on the printed circuit board 35 is positioned at a portion corresponding to each line terminal 32a drawn to the respective array side only by adhering the printed circuit board 35 along the arc surface of the coil block. It is only necessary to connect each line terminal 32a sequentially so as to cover both sides from the upper surface side of the printed circuit board 35, soldering work can be easily performed, work time is shortened, and workability is simplified. In addition to preventing connection mistakes, the printed circuit board 35 is held and held in an overlapped state by the line terminals 32a that are pressed in the longitudinal direction from both sides of the coil 32 along the peripheral surface. The printed circuit board 35 is prevented from being inadvertently peeled off during operation, and the lightweight film-like flexible printed circuit board 35 is used. What it may also be employed as a fixing member to sufficiently restrict the positional deviation of the arrangement position of each coil 32 each other.
その結果、コイル数の増加に伴ってコイルブロックが長くなっても、筒状軸３１やプリント基板３５を任意長さに容易に設定できるので、コイル３２の嵌挿作業や結線作業が煩雑となることが無く、作業工数の簡素化と部品点数の削減が図られ、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、筒状ユニット全体の厚みが均等化され、可動子３全体の軽量化とコンパクト化が実現されて、良好な推力をもって駆動することができ、更には、リード線や電線、コネクタ、コイル保持部材などの凹凸部材などが排除され、引き出された線端末３２ａも押さえつけられてスッキリとした外観の筒状ユニットとして可動子３を安価に製作することができ、その表面側となる外周全域を樹脂皮膜で被覆するなどの密封手段を適用して、筒状ユニット自体の防水化、防塵化などが容易に行えるようになる。なお、樹脂皮膜で被覆する際に、コイルブロック両側面のコイル内周端と筒状軸３１の外周端との境界部分に樹脂皮膜の見切り溝としてリング状のＶ字溝を設けて、筒状軸３１の内周に皮膜が及ばないようにすることが好ましい。 As a result, even if the coil block becomes longer as the number of coils increases, the cylindrical shaft 31 and the printed circuit board 35 can be easily set to an arbitrary length, so that the work of inserting and connecting the coils 32 becomes complicated. In combination with the fact that the work man-hours and the number of parts are reduced, and that the entire coil block is maintained in an appropriate cylindrical shape, the wire terminal 32a is not biased to one side. The thickness of the entire cylindrical unit is equalized, the entire weight of the mover 3 is reduced, and it can be driven with good thrust. Furthermore, the lead wire, electric wire, connector, and coil can be held. The movable member 3 can be manufactured at a low cost as a cylindrical unit with a clean appearance by removing the concavo-convex member such as a member and pressing the drawn wire terminal 32a. That the entire periphery by applying the sealing means, such as coated with the resin film, waterproof of the tubular unit itself, so like dustproof reduction can be performed easily. In addition, when covering with a resin film, a ring-shaped V-shaped groove is provided as a parting groove of the resin film at the boundary portion between the coil inner peripheral end on both sides of the coil block and the outer peripheral end of the cylindrical shaft 31 to form a cylindrical shape. It is preferable to prevent the coating from reaching the inner periphery of the shaft 31.
また、前記筒状軸３１は、コイルブロックの両側に延出形成された余長部３１ａを有し、該両側余長部３１ａは、その外周域を、ケース体等の支持受け部に支持可能に構成してある。つまり、筒状軸３１は、コイル数の増減などに対応してその全長を簡単に任意長さに変更設定でき、この両側余長部３１ａも任意幅に設定変更することが可能である。
このため、筒状ユニット自体に樹脂皮膜で被覆するなどの密封手段を適用する際に、両側余長部３１ａの外周を含めて被覆することができ、筒状軸３１の内周に及んでしまうことを確実に防止でき、密封手段の適用が更に容易に行えるようになるばかりか、両側余長部３１ａをケース体３３の両側支持受け部３３ａ（３３ｃ）に支持させることで、ケース体３３内に容易に内装することができ、ケース内装型可動子として構成することができる。
Further, the cylindrical shaft 31 has a surplus length portion 31a formed to extend on both sides of the coil block, and the both surplus length portion 31a can support the outer peripheral area thereof on a support receiving portion such as a case body. It is configured. In other words, the cylindrical shaft 31 can be easily changed to an arbitrary length in accordance with the increase or decrease of the number of coils, and the both side surplus length portions 31a can also be set to an arbitrary width.
For this reason, when applying a sealing means such as coating the cylindrical unit itself with a resin film, the cylindrical unit 31 can be covered including the outer periphery of the surplus length portion 31a, and reaches the inner periphery of the cylindrical shaft 31. In addition to the fact that the sealing means can be more easily prevented, both side surplus length portions 31a are supported by the both side support receiving portions 33a (33c) of the case body 33, so that the inside of the case body 33 can be prevented. It can be easily installed and can be configured as a case-internal mover.
つまり、ケース体３３内に可動子３を内装させるにあたり、従来では、コイルブロックの両端部をケース両側面部に支持受けする際、コイルブロックの内周からケース両側面に跨るＬ字状の軸受部材（支持部材）を介在させる構造が一般的に採用されていたが、シャフトとの外嵌隙間の確保は、この軸受部材に対して設定しなければならず、コイルブロック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を生じる。しかしながら、その様な軸受部材を介在することなく、単に、筒状軸３１の両側余長部３１ａの外周域をケース体３３の両側支持受け部３３ａ（３３ｃ）に支持面として支持させるだけで、筒状ユニット全体をそのままケース体内に収納でき、セット作業を容易に行うことができると共に、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るばかりか、ケース体３３が、樹脂一体型ケースや箱型ケースなど、使用するケースの幅や余長部３１ａへの支持面となる幅が異なるものであっても、それに対応して余長部３１ａの長さを任意に長短設定することができる。しかも、ケース体３３内への密封も、筒状ユニット自体の外観全体を、コネクタなどの凹凸部材が排除され簡素化された平滑なものとでき、その表面側となる外周全域を樹脂皮膜で被覆するなどの密封手段を適用して、筒状ユニット自体の防水化、防塵化が容易に行えるようになり、ケース体３３との密封を不要なものとし、或いは、筒状ユニット自体の密封によらず、ケース体３３との間で密封をする際にも、筒状軸３１の両側余長部３１ａの外周部と、フレキシブルプリント基板３５に結線された外部引出線３５ｃ部分の２個所についてのみ密封手段の適用を行えば良く、各コイル３２の線端末３２ａが結線されるフレキシブルプリント基板３５を含めて、容易に筒状ユニットをケース体３３内に密封収納でき、もって、両側余長部３１ａは、その外周域で支持面と密封面としての機能を併せ持つことができ、ケース体３３内へのセットと密封手段を介した密封収納を容易に行い得て、作業工数の簡素化と部品点数の削減による総重量の軽量化を実現し、可動子３自体が防水性や防滴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。 That is, when the mover 3 is housed in the case body 33, conventionally, when both end portions of the coil block are supported and received on both side surface portions of the case, an L-shaped bearing member straddling the inner periphery of the coil block and both side surfaces of the case. The structure in which the (supporting member) is interposed is generally employed, but the securing of the outer fitting gap with the shaft must be set for the bearing member, and the outer fitting gap between the coil block and the shaft. However, this increases in proportion to the thickness of the bearing member and increases the total weight of the entire mover including the casing, resulting in a problem that the excitation thrust is reduced. However, without interposing such a bearing member, simply by supporting the outer peripheral area of the both side surplus length part 31a of the cylindrical shaft 31 on the both side support receiving parts 33a (33c) of the case body 33 as a support surface, The entire cylindrical unit can be stored in the case as it is, and the set operation can be easily performed, and there is no need to change the external fitting gap between the inner peripheral portion of the cylindrical shaft 31 and the shaft 2, and an appropriate thrust can be obtained. Even if the case body 33 has a different width of a case to be used such as a resin-integrated case or a box-type case or a width to be a support surface to the extra length portion 31a, Correspondingly, it is possible to arbitrarily set the length of the extra length portion 31a. In addition, the entire inside of the cylindrical unit itself can be sealed in the case body 33, and the entire outer periphery on the surface side thereof can be covered with a resin film. By applying a sealing means such as that, the cylindrical unit itself can be easily waterproofed and dustproof, and it is not necessary to seal with the case body 33, or by sealing the cylindrical unit itself. In addition, when sealing between the case body 33, only the outer peripheral portion of the extra length portion 31a on both sides of the cylindrical shaft 31 and the outer lead wire 35c portion connected to the flexible printed circuit board 35 are sealed. The cylindrical unit including the flexible printed circuit board 35 to which the wire terminals 32a of the coils 32 are connected can be easily sealed and stored in the case body 33. Can have both functions as a support surface and a sealing surface in its outer peripheral area, and can be easily set in the case body 33 and hermetically sealed through the sealing means, simplifying the work man-hours and the number of parts It is possible to reduce the total weight by reducing the weight of the movable body 3 and to provide the movable element 3 as an inexpensive one having a waterproof and drip-proof function.
また、前記各コイル３２は、その線端末３２ａとなる始端と終端とを、各コイル３２毎に同方向または異方向に向けて、筒状軸３１に嵌挿配設可能に構成されているため、一方の端子部３５ｂの配列側で始端−終端−始端−終端−始端−終端（逆でも良い）の順に繰り返し配列する際に、各コイル３２を筒状軸３１に対する嵌挿向きが規制されることなく自由にセッティングすることができ、また、嵌挿後に置いても、各コイル３２毎にその線端末３２ａとなる始端と終端とを同方向に向けたり、異方向に向けたりする配列方法も自由に行うことができる。 Further, each coil 32 is configured to be fitted and disposed on the cylindrical shaft 31 with the start end and the end serving as the line terminal 32a directed in the same direction or different directions for each coil 32. When the one terminal portion 35b is repeatedly arranged in the order of start end-end-start end-end-start end-end (or vice versa), the insertion direction of each coil 32 with respect to the cylindrical shaft 31 is restricted. There is also an arrangement method in which the start end and the end of the wire terminal 32a are directed in the same direction or in different directions for each coil 32 even after being inserted. Can be done freely.
また、前記コイルブロックは、３相駆動のためのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルを１組として２組以上の組数にて構成され、配線３５ａによる所定の配線パターンは、各相のコイル３２同士を端子部３５ｂを介してそれぞれ直列または並列に接続せしめたパターンによって形成されているので、予め、各コイル３２の線端末３２ａをハンダ付け結線するために、それぞれの側に形成された各端子部３５ｂの配列に基づいて、直列または並列の何れであってもスター結線による配線パターンをもって、各配線３５ａがクロスすることなくプリント基板３５にプリントさせておくことができる。 In addition, the coil block is composed of two or more sets each including a U-phase, V-phase, and W-phase coil for three-phase driving, and a predetermined wiring pattern by the wiring 35a is set for each phase. Since the coils 32 are formed in a pattern in which the coils 32 are connected in series or in parallel via the terminal portions 35b, the coils 32 are previously formed on the respective sides in order to solder the wire terminals 32a of the coils 32. Based on the arrangement of the terminal portions 35b, it is possible to print on the printed circuit board 35 without crossing the wirings 35a with a wiring pattern based on star connection, whether in series or in parallel.
したがって、プリント基板として、軽量なフィルム状のフレキシブルプリント基板３５を採用することができ、該フレキシブルプリント基板３５を、各コイル３２の線端末３２ａと端子部３５ｂとのハンダ付け結線の際に、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してあるので、フレキシブルプリント基板３５をコイルユニットの外周面に沿わせて円弧状に貼付けすることができ、筒状軸３１と共に各コイル３２を保持することができるばかりか、従来のような板状のプリント基板やコイル保持部材などの部材を用いる必要が無くなり、構成の簡略化と部品点数の削減によりコスト低減を図られて、筒状ユニット全体の軽量化とコンパクト化がなされて、良好な推力をもって駆動することができ、スッキリとした外観の可動子３を安価に製作することができる。
Therefore, a lightweight film-like flexible printed circuit board 35 can be adopted as the printed circuit board, and each flexible printed circuit board 35 is connected to each wire 32 at the terminal 32a and the terminal portion 35b by soldering. Since it is configured to be used also as a fixing member for restricting the positional deviation between the arrangement positions of the coils 32, the flexible printed circuit board 35 can be attached in an arc shape along the outer peripheral surface of the coil unit. Not only can each coil 32 be held together with the shaft 31, but there is no need to use a member such as a conventional plate-like printed board or coil holding member, and the cost can be reduced by simplifying the configuration and reducing the number of parts. As a result, the entire cylindrical unit has been reduced in weight and size, and can be driven with good thrust. The movable element 3 of the appearance was to be able to be manufactured at low cost.
１ シャフト型リニアモータ
２ シャフト
２ａ 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 支持受け部
３３ｂ 密封補強部
３３１ 収納ボックス
３３２ 蓋部
３３ｃ 支持孔（支持受け部）
３４ ナットプレート
３４ａ ナット
３５ フレキシブルプリント基板
３５ａ 配線
３５ｂ 端子部
３５ｃ 外部引出線
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
７ パッキンゴム
８ ビス
９ 絶縁板
９ａ 溝状スリット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft type | mold linear motor 2 Shaft 2a Bar-shaped magnet 3 Movable element 31 Cylindrical shaft 31a Extra length part 32 Coil 32a Coil line end (starting end or terminal)
33 Case body 33a Support receiving portion 33b Sealing reinforcing portion 331 Storage box 332 Lid portion 33c Support hole (support receiving portion)
34 Nut plate 34a Nut 35 Flexible printed circuit board 35a Wiring 35b Terminal portion 35c External lead wire 4 Base 41 Supporting portion 42 Guide rail 43 Running stand 431 Guide piece 5 Mold 5a Internal air space 51 Upper die 51a Inlet 51b Bolt stop hole 52 Lower mold 52a Convex part 53 Arc groove 54 Wire lead-out groove 6 Core rod 7 Packing rubber 8 Screw 9 Insulating plate 9a Groove slit
Claims (6)
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、予めドーナツ状に巻線形成された複数のコイルを嵌挿配設せしめたコイルブロックと、該コイルブロックの外周面に沿わせて円弧状に貼着され、前記各コイルの線端末が結線される複数の端子部と所定の配線パターンが形成されたプリント基板とで、全体が筒型形状に形成された筒状ユニットに構成し、
前記コイルブロックは、各コイル間の内周側からコイル側面を通って外周側に引き出しされる線端末を、順次各コイル毎に、それぞれ一方側と他方側に振り分けて、それぞれの側に線端末の始端と終端とを交互に繰り替えし配列させて構成する一方、
前記プリント基板は、前記各端子部を、それぞれの配列側となる各線端末順に結線されるよう分配せしめ、該端子部の分配に基づいて前記所定の配線パターンを形成せしめて構成し、
前記筒状ユニットは、前記プリント基板を、前記一方側と他方側とに振り分けされた線端末間に配置させ、それぞれの配列側となる各線端末を対応する前記各端子部に結線すべく構成してあることを特徴とするリニアモータの可動子。 A linear motor mover that is slidably fitted on a shaft in which a plurality of bar magnets are arranged in series, and is linearly driven by excitation of a coil provided on the inner periphery thereof,
The mover includes a cylindrical shaft that is externally fitted to the shaft, a coil block in which a plurality of coils that are wound in advance in a donut shape are fitted and disposed on a body portion of the cylindrical shaft, A plurality of terminal portions that are attached in an arc shape along the outer peripheral surface of the coil block, and wire terminals of the coils are connected to each other and a printed circuit board on which a predetermined wiring pattern is formed, and the whole is formed into a cylindrical shape. Consists of a formed cylindrical unit,
The coil block distributes the wire terminals drawn from the inner peripheral side between the coils to the outer peripheral side through the coil side surfaces to the one side and the other side sequentially for each coil, and the line terminals are arranged on the respective sides. While it is configured by alternately repeating the start and end of
The printed circuit board is configured to distribute the terminal portions to be connected in the order of line terminals on the arrangement side, and to form the predetermined wiring pattern based on the distribution of the terminal portions,
The cylindrical unit is configured to arrange the printed circuit board between the line terminals distributed on the one side and the other side, and to connect each line terminal on each arrangement side to the corresponding terminal portion. The mover of the linear motor is characterized by that.
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、予めドーナツ状に巻線形成された複数のコイルと該コイル間に介在される絶縁板とを嵌挿配設せしめたコイルブロックと、該コイルブロックの外周面に沿わせて円弧状に貼着され、前記各コイルの線端末が結線される複数の端子部と所定の配線パターンが形成されたプリント基板とで、全体が筒型形状に形成された筒状ユニットに構成し、
前記コイルブロックは、各コイル間の内周側から前記絶縁板に形成された溝状スリットを通して外周側に引き出される線端末と、各コイル間の外周側の線端末とを、それぞれ一方側と他方側に均等に振り分けて、それぞれの側で線端末の始端と終端が規則正しい並び順となるよう配列させて構成する一方、
前記プリント基板は、前記各端子部を、それぞれの配列側となる各線端末順に結線されるよう分配せしめ、該端子部の分配に基づいて前記所定の配線パターンを形成せしめて構成し、
前記筒状ユニットは、前記プリント基板を、前記一方側と他方側とに振り分けされた線端末間に配置させ、それぞれの配列側となる各線端末を対応する前記各端子部に結線すべく構成してあることを特徴とするリニアモータの可動子。 A linear motor mover that is slidably fitted on a shaft in which a plurality of bar magnets are arranged in series, and is linearly driven by excitation of a coil provided on the inner periphery thereof,
The mover includes a cylindrical shaft that is externally fitted to the shaft, a plurality of coils that are wound in a donut shape in advance on a body portion of the cylindrical shaft, and an insulating plate that is interposed between the coils. A coil block that is fitted and disposed, and a plurality of terminal portions and predetermined wiring patterns that are connected in a circular arc shape along the outer peripheral surface of the coil block and to which wire ends of the coils are connected are formed. With a printed circuit board, the entire unit is formed into a cylindrical shape,
The coil block includes a wire terminal that is led out from an inner peripheral side between the coils to an outer peripheral side through a grooved slit formed in the insulating plate, and an outer peripheral side wire terminal between the coils, one side and the other side, respectively. While allocating evenly to the sides and arranging them so that the start and end of the line terminals are in a regular order on each side,
The printed circuit board is configured to distribute the terminal portions to be connected in the order of line terminals on the arrangement side, and to form the predetermined wiring pattern based on the distribution of the terminal portions,
The cylindrical unit is configured to arrange the printed circuit board between the line terminals distributed on the one side and the other side, and to connect each line terminal on each arrangement side to the corresponding terminal portion. The mover of the linear motor is characterized by that.
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