JP2011010427A - リニアモータおよび平面モータ - Google Patents

Abstract

【課題】膨潤に起因する可動子または固定子の変形を抑制したリニアモータを実現する。
【解決手段】可動子１０または固定子２０の対向面に、所定間隔で溝部Ｍ１〜Ｍ６を切削加工して複数個のくし歯１４を形成したリニアモータにおいて、溝部Ｍ１〜Ｍ６に非膨潤材１００を充填する。樹脂材１５の暴露面積をなくし、あるいは大幅に減少させることで、膨潤による可動子１０または固定子２０の変形を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、可動子または固定子の対向面に、所定間隔で溝部を切削加工して複数個のくし歯を形成したリニアモータおよびそれを用いた平面モータに関するものである。

励磁コイルを内蔵する可動子および固定子の対向面に、所定間隔で溝部を切削加工して複数個のくし歯を形成した平面モータを用いた位置決め装置は、特許文献１に技術開示がある。

図４は、従来のリニアモータの構成例を示す縦断面図である。平面モータはリニアモータを２次元方向に備えることで構成される。可動子１０の可動子フレーム１１内には、磁束を導くための複数のヨーク１２が収納固定され、このヨークにはモータの励磁コイル１３が巻回されている。

固定子２０の平面部と所定間隙をもって対向するヨーク１２の平面部には、所定間隔で溝部を切削加工して複数個のくし歯１４が形成されており、溝内および可動子フレーム１１内の励磁コイル１３回りが樹脂材１５で充填されている。

ヨークの平面部に対向する固定子２０の平面部も、所定間隔で溝部を切削加工して複数個のくし歯２１形成されており、溝内が樹脂材２２で充填されている。

このような構成のリニアモータでは、大きな磁力が得られるよう、くし歯を正確に配置する必要がある。このために、可動子１０の製造工程は、積層鉄板で構成されるヨーク１２を可動子フレーム１１に固定した後に樹脂材１５を充填する。

次に、ヨーク１２の平面部に所定間隔で溝部を切削加工して複数個のくし歯１４を形成し、更に溝内を樹脂材１５で充填した後に固定子２０に向き合う面を切削、研磨して平面を出している。固定子２０も同様に、くし歯２１を加工した後、樹脂材２２を充填し、可動子１０に向き合う面の平面を出している。

図５は、このような工程で加工された可動子の平面図である。ヨーク１３の平面部は、くし歯１４を除く部分が樹脂材１５で覆われている。

特開２０００−３５４８６５号公報

従来構成のリニアモータでは次のような問題がある。
（１）樹脂材の充填後に、樹脂材部分に切削液・研削液や加工後の洗浄時に洗浄液がかかり、樹脂が膨潤することにより、可動子、あるいは、固定子をわずかながら変形させてしまう。

（２）また、その後の乾燥や雰囲気中の水蒸気により、変形が元に戻る、あるいは雰囲気中の水蒸気により膨潤して変形する等、安定な形状が得られない。

本発明の目的は、膨潤に起因する可動子または固定子の変形を抑制したリニアモータを実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）可動子または固定子の対向面に、所定間隔で溝部を切削加工して複数個のくし歯を形成したリニアモータにおいて、
前記溝部に非膨潤材を充填したことを特徴とするリニアモータ。

（２）前記溝部に所定の間隙を介して前記非膨潤材を充填し、前記間隙に樹脂材を充填したことを特徴とする（１）に記載のリニアモータ。

（３）前記非膨潤材は、非磁性金属またはセラミックであることを特徴とする（１）または（２）に記載のリニアモータ。

（４）前記非膨潤材は、前記複数の溝部に対向配置された枠体に一体結合して構成されていることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のリニアモータ。

（５）（１）〜（４）のいずれかに記載のリニアモータを２次元方向に備え、前記可動子を前記固定子に対して２次元方向に移動可能とした平面モータ。

本発明によれば、従来樹脂が充填されていた溝部に非膨潤材を充填することにより、樹脂材の暴露面積をなくし、あるいは大幅に減少させ、膨潤による可動子または固定子の変形を抑制することができる。

本発明を適用したリニアモータの可動子の一実施例を示す縦断面図である。 図１の平面図である。 本発明を適用したリニアモータの固定子の一実施例を示す縦断面図である。 従来の平面モータの構成例を示す縦断面図である。 図４の平面図である。

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明を適用したリニアモータの可動子の一実施例を示す縦断面図である。図４で説明した従来構成と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）は、加工・組立の順番を示す。図１（Ａ）において、可動子フレーム１１に固定されたヨーク１２の平面部は、溝加工前でありフラットな平面となっている。

ヨーク１２と可動子フレーム１１間は樹脂材１５で充填されている。この充填は、図４で示すように可動子フレーム１１内で励磁コイルの領域まで充填されており、ヨークと可動子フレーム間の位置関係を固定させている。

図１（Ｂ）において、ヨーク１２の平面部に所定深さの４個の溝部Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４を切削加工で形成する。更に、ヨーク１２と可動子フレーム１１間に充填されている樹脂材１５の固定子２０との対向面に、ヨーク１２の溝部と同じ深さの溝部Ｍ５、Ｍ６を切削加工で形成する。

本発明の特徴部は、これら溝部Ｍ１〜Ｍ６内の大部分を非膨潤材１００で充填した構成にある。この実施例の非膨潤材１００は、セラミック、あるいは膨潤しにくいアルミニューム等の非磁性体金属の板で形成されており、溝部Ｍ１〜Ｍ６に対して所定の間隙をもって挿入される非膨潤材１０１〜１０６を一体に結合した枠体構造である。この枠体を、矢印Ｐ方向に溝部内に挿入する。

図１（Ｃ）において、非膨潤材１０１〜１０６を溝部Ｍ１〜Ｍ６内に挿入し、挿入後に生じている間隙に樹脂材１５を充填して接着固定させ、固定子と対向する平面部を切削研磨して平面を出している。

図２は。このような工程で加工された可動子の平面図である。ヨーク１３の平面部は、図５との対比で明らかなように、樹脂材１５は、くし歯１４の周囲および可動子フレーム１１とヨーク１２との境界部のみが暴露されるので、樹脂材の暴露面積を大幅に減少させることができ、膨潤による変形を効果的に抑制することができる。

図３は、本発明を適用したリニアモータの固定子の一実施例を示す縦断面図である。固定子２０側の構成も、図１に示した可動子１０におけるヨーク１２の溝加工と同様な溝加工によるくし歯２１の形成と、溝部内への非膨潤材２０１〜２０８の挿入と、間隙部への樹脂材２２の充填、接着固定構成をとる。

本実施例では溝部に挿入された非膨潤材とくし歯との間隙に樹脂材を充填して接着固定させているが、切削加工した溝部に非膨潤材を嵌合させることで、樹脂材を全く使用しない構造も可能である。これにより、樹脂材による膨潤の影響を全く受けないリニアモータを実現することができる。

また、本実施例で説明したリニアモータを２次元方向に備えることにより、可動子を固定子に対して２次元方向に移動可能な平面モータを構成できる。

なお、本実施例では、可動子１０の溝部の数を４、固定子２０の溝部の数を８として説明したが、可動子１０、固定子２０ともに溝部の数はこれに限られない。

１０ 可動子
１１ 可動子フレーム
１２ ヨーク
１３ コイル
１４ くし歯
１５ 樹脂材
１０１〜１０６ 非膨潤材
２０ 固定子
２１ くし歯
２２ 樹脂材
２０１〜２０８ 非膨潤材
Ｍ１〜Ｍ６ 溝部

Claims (5)

1. 可動子または固定子の対向面に、所定間隔で溝部を切削加工して複数個のくし歯を形成したリニアモータにおいて、
   前記溝部に非膨潤材を充填したことを特徴とするリニアモータ。
2. 前記溝部に所定の間隙を介して前記非膨潤材を充填し、前記間隙に樹脂材を充填したことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
3. 前記非膨潤材は、非磁性金属またはセラミックであることを特徴とする請求項１または２に記載のリニアモータ。
4. 前記非膨潤材は、前記複数の溝部に対向配置された枠体に一体結合して構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のリニアモータ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のリニアモータを２次元方向に備え、前記可動子を前記固定子に対して２次元方向に移動可能とした平面モータ。