JP2012210011A - Linear motor and method of manufacturing linear motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁石埋め込み型磁気回路を用いたリニアモータおよびリニアモータの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a linear motor using a magnet-embedded magnetic circuit and a method for manufacturing the linear motor.
リニアモータは位置決め精度が高く耐摩耗性に優れる等の特徴を有しており、クリーンな環境下での半導体関連の物品の搬送など様々な用途で用いられるとともに、多様な形態のものが知られている。その中でも、磁石埋め込み型磁気回路を用いたリニアモータは、典型的な磁気回路を用いたものに比べ、同じ大きさでもより大きな推力を取り出すことが可能なものである。 Linear motors have features such as high positioning accuracy and excellent wear resistance, and are used in various applications such as transporting semiconductor-related articles in a clean environment. ing. Among them, a linear motor using a magnet-embedded magnetic circuit can extract a larger thrust even with the same size than that using a typical magnetic circuit.
こうした磁石埋め込み型磁気回路を有するリニアモータとして、下記特許文献1のものが知られている。このものは、平板状に構成した可動子を二次側磁界発生部材として直線方向に移動可能に設けるとともに、当該可動子の表裏面にそれぞれ対向する一次側磁界発生部材としての固定子を設け、それぞれ対向する面に磁石または鉄心からなる歯を形成している。このように可動子側を二次側磁界発生部材として構成することで、可動子は磁石やコイル、さらには電気的接続部を必要とせず軽量化することができるため、より高速に移動を行わせることが可能となっている。
As a linear motor having such a magnet-embedded magnetic circuit, one disclosed in
上述した特許文献1に挙げたリニアモータをさらに高性能化しようとした場合、可動子をさらに軽量化することが考えられる。この可動子の製作方法について上記の特許文献1では具体的には言及されていないが、一般には可動子の歯を構成する鉄心は渦電流の発生による効率低下を避けるために鋼板を積層してボルトによって締結することで製作される。
In order to further improve the performance of the linear motor described in
すなわち、特許文献1により開示される技術に一般の積層鋼板による鉄心の製作方法を組み合わせると、具体的には次のようになるものと推測できる。
That is, when the technique disclosed in
まず、図12に示すように、平板状に構成した可動子504を二次側磁界発生部材としてリニアガイドレール506とリニアベアリング507とを介してベース501上に直線方向(図のX方向)に移動可能に設ける。そして、当該可動子504の表裏面にそれぞれ対向させて一次側磁界発生部材としての固定子502、503を設ける。さらに、固定子502、503の表面にはそれぞれ図示しない第1の歯を設け、可動子504の表面には後述する第2の歯を設ける。可動子504は、図13に示すように、鉄心からなる可動子コア部541を左右より支持部542によって挟み込んで固定した形態となっており、当該支持部542によって、図12に示すように、リニアベアリング507の上に固定される。また、上側の固定子502は左右に配された上側固定子支持部材505、505を介して、下側の固定子503は直接的に各々ベース501上に固定される。
First, as shown in FIG. 12, a flat plate-like
可動子コア部541は、図14(a)に中心断面図として示すように、図の上下の面にそれぞれ等ピッチで上述した第2の歯543、544を形成され、これら第2の歯543、544は、X方向に板状に延出して形成される中間部545によって支持されることで全てが一体化している。この可動子コア部541は、図14(b)に示すような形状の鋼板508を図のY方向に積層させることによって構成する。図14(a)および(b)に示すように、それぞれの鋼板508は上記第2の歯543、544に対応する凸部581、582をそれぞれ間隙583、584を設けつつX方向に連続的に等ピッチで形成している。そして、上記の板状の中間部545を形成する中間帯部585にはボルト547を挿通するために長孔586を設けている。
As shown in the central cross-sectional view of FIG. 14A, the
このように形成した複数の鋼板508を図中のY方向に重ねた状態で、重なった長孔586が中間部545の内部において形成するボルト孔546の中をボルト547を挿通させて、図13に示す可動子コア部541を形成しつつ当該可動子コア部541を支持部542に固定することになる。
In a state where the plurality of
以上のように、一般的な鋼板の積層方法を用いて、特許文献1に開示されるリニアモータを現実化しようとした場合、図14(a)および(b)に示すように、それぞれの鋼板508の中央にボルト547を挿通するための長孔586が必要となるために、中間帯部585の幅Bを長孔586の幅に対して十分広くすることが必要となる。そのため可動子コア部541の厚さHをある一定以下には小さくすることができず、可動子コア部541およびこれを含んだ可動子504(図13参照)の軽量化には限界が生じる。
As described above, when attempting to realize the linear motor disclosed in
また、中間帯部585の幅Bを長孔586の幅以上に幅広く形成することが必要であるため漏れ磁束による効率の低下も生じる。図15に模式的に示すように、特許文献1に示すようなリニアモータを駆動させるためには、固定子502、503における第1の歯523、533と可動子504における第2の歯543、544との間に磁気回路Mを形成させることになる。同図は例として可動子504を右方向に移動させる場合の位置関係を示したものであり、磁気回路Mは時計回りの方向に形成されている。しかしながら、可動子504内部の中間部545の幅Bが大きいために、隣接する第2の歯543・543、544・544の間で漏れ磁束MLが生じる。その分磁気回路上の損失となって効率が低下し、可動子504の推力が減少することになる。
Further, since it is necessary to form the width B of the
本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、具体的には内部の鉄心部を薄型化することによって、軽量で、かつ漏れ磁束による損失の少ない可動子を有するリニアモータおよびその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to effectively solve such problems. Specifically, a linear motor having a mover that is light in weight and has little loss due to leakage magnetic flux by thinning an inner iron core. And it aims at providing the manufacturing method.
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。 In order to achieve this object, the present invention takes the following measures.
すなわち、本発明のリニアモータは、一次側磁界発生部材としての固定子と、当該固定子と対向して直線方向に移動可能に設けられ前記固定子によって駆動される二次側磁界発生部材としての可動子とを具備したものであって、前記可動子が、複数の鋼板を積層した鉄心部と、前記複数の鋼板を連結する連結部とから構成され、当該連結部が樹脂によって形成されているとともに、前記固定子が前記可動子を挟んで2つ設けられ、少なくともそれら2つの固定子に挟まれる部分が板状になるように前記可動子が形成されており、前記2つの固定子のそれぞれが前記可動子を挟んで互いに対称な位置に等ピッチで複数の第1の歯を具備し、前記可動子を構成する前記鉄心部が等ピッチで複数の第2の歯を備え、当該複数の第2の歯のそれぞれが各々対応する前記固定子の前記第1の歯と対向するように一体的に形成されていることを特徴とする。 That is, the linear motor of the present invention includes a stator as a primary-side magnetic field generating member, and a secondary-side magnetic field generating member that is provided so as to be movable in a linear direction facing the stator and driven by the stator. The mover includes an iron core portion in which a plurality of steel plates are stacked, and a connecting portion that connects the plurality of steel plates, and the connecting portion is formed of a resin. In addition, two of the stators are provided across the mover, and the mover is formed so that at least a portion sandwiched between the two stators has a plate shape, and each of the two stators Comprises a plurality of first teeth at an equal pitch at positions symmetrical to each other with the mover interposed therebetween, and the iron core part constituting the mover comprises a plurality of second teeth at an equal pitch, Each of the second teeth Wherein the people are the corresponding said forming first integrally to the tooth facing the stator.
このように構成すると、鋼板を樹脂によって連結して積層させた状態を維持することができるため、従来複数の鋼板を接続していたボルトを挿通するボルト孔を形成していた部分が不要となり、その分可動子を薄くすることができる。さらに、可動子に対して固定子により作用する磁力が厚み方向に釣り合うことから、厚み方向の強度を小さくさせてより薄くすることが可能となる。そのため、可動子を軽量化することが可能となり可動子の加速度を増大させて反応を速くすることができる。また、漏れ磁束を減少させることが可能となるために、可動子と固定子間の磁束密度をより大きくして、さらに反応を速くすることができる。 When configured in this way, it is possible to maintain the state in which the steel plates are connected and laminated by the resin, so the portion that has formed the bolt holes through which the bolts that conventionally connected the plurality of steel plates are not necessary becomes unnecessary. The mover can be made thinner accordingly. Further, since the magnetic force acting on the movable element by the stator is balanced in the thickness direction, it is possible to reduce the strength in the thickness direction and make it thinner. Therefore, the weight of the mover can be reduced, and the acceleration of the mover can be increased to speed up the reaction. Further, since the leakage magnetic flux can be reduced, the magnetic flux density between the mover and the stator can be increased, and the reaction can be further accelerated.
また、上記の効果を有するリニアモータを容易に製作できるとともに、形状の維持安定化を図るためには、積層する鋼板の全てをほぼ同一の形状としてそれぞれが等しく連結部に接することが好ましいため、前記複数の鋼板のそれぞれが、前記可動子の移動方向および前記可動子の厚み方向に平行になるような向きで積層されており、かつ、前記複数の第2の歯に各々対応する位置に複数の歯構成部を備えているように構成することが好適である。 In addition, while it is possible to easily manufacture a linear motor having the above-mentioned effects, and to maintain and stabilize the shape, it is preferable that all the steel plates to be laminated have substantially the same shape and are in contact with each other equally. Each of the plurality of steel plates is stacked in a direction parallel to the moving direction of the mover and the thickness direction of the mover, and a plurality of the steel plates are respectively provided at positions corresponding to the plurality of second teeth. It is suitable to comprise so that the tooth | gear structure part may be provided.
また、可動子の成形をより容易にするためには、前記複数の鋼板のそれぞれが、前記複数の歯構成部を中央部近傍で連続して繋げる連結帯部を有するように構成することが好適である。 Further, in order to make the mover easier to form, it is preferable that each of the plurality of steel plates has a connecting band portion that continuously connects the plurality of tooth constituent portions in the vicinity of the center portion. It is.
さらに、上記の効果を有するリニアモータを簡単に製造するためには、その製造方法を、前記可動子を製造する工程の中に、成形金型の中に前記複数の鋼板を緊密に積層していく工程と前記成形金型の中に溶融樹脂を注入して固化させることで成形する工程とを含むようにすることが好適である。 Furthermore, in order to easily manufacture a linear motor having the above-described effect, the manufacturing method includes the step of manufacturing the mover, and closely stacking the plurality of steel plates in a molding die. It is preferable to include a step of molding and a step of molding by injecting a molten resin into the molding die and solidifying.
また、上記のリニアモータとしての効果をより高めつつ、これを容易に製造するためには、その製造方法を、前記可動子を製造する工程の中に、仕上がり後には不要となる仮接続部によって前記複数の歯構成部が接続された形状に前記複数の鋼板を成形する工程と、成形金型の中に前記複数の鋼板を前記仮接続部を含めて緊密に積層していく工程と、前記成形金型の中に溶融樹脂を注入して固化させることで成形する工程と当該成形後の成形品に削り加工を行うことで前記仮接続部を除去する工程とを含むようにすることが好適である。 Moreover, in order to manufacture this easily while improving the effect as said linear motor more, the manufacturing method is used by the temporary connection part which becomes unnecessary after finishing in the process of manufacturing the said needle | mover. Forming the plurality of steel plates into a shape in which the plurality of tooth constituent portions are connected, and closely laminating the plurality of steel plates including the temporary connection portions in a molding die; and It is preferable to include a step of molding by injecting a molten resin into a molding die and solidifying and a step of removing the temporary connection portion by shaving the molded product after the molding. It is.
以上説明した本発明によれば、軽量で、かつ、内部での漏れ磁束による損失の少ない可動子を有し、従来よりも高速動作が可能なリニアモータおよびその製造方法を提供することが可能となる。 According to the present invention described above, it is possible to provide a linear motor that has a mover that is lightweight and has little loss due to internal leakage magnetic flux, and that can operate at a higher speed than the conventional one, and a method for manufacturing the same. Become.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態に係るリニアモータの動作原理は上記特許文献1のものと同様であるため、詳細な磁極の形成方法に関する説明は省略する。
<第1実施形態>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, since the operation principle of the linear motor according to the present embodiment is the same as that of the above-described
<First Embodiment>
本発明の第1実施形態に係るリニアモータは、図1に示すように、大きくは、図中で上下に対向して配置した一対の一次側磁界発生部材としての固定子2、3と、その間に配された二次側磁界発生部材としての可動子4とから構成している。
As shown in FIG. 1, the linear motor according to the first embodiment of the present invention is roughly composed of a pair of
このうち下側の固定子3はベース1の上に直接的に固定し、上側の固定子2はコ字状に形成した上側固定子支持部5を介して下向きになるようにしてベース1の上に固定している。可動子4はリニアガイドレール6とリニアベアリング7とを介してベース1に対して図中の座表軸に示すX方向に移動可能に設けている。
Of these, the
なお、以下においても方向を説明する際には、特に述べることなく図中に示す座標軸を用いながら行うこととする。 In the following description, directions will be described using the coordinate axes shown in the drawing without any particular description.
本実施形態において、可動子4を支持するリニアガイドレール6とリニアベアリング7とは、コ字状に形成した上側固定子支持部5の内部に収まるように配置してあるために、可動子4の移動方向に対して上側固定子支持部5は干渉することが無いため、可動子4は大きなストロークで動作させることが可能となっている。
In the present embodiment, the
また、この実施形態に係るリニアモータでは、図2の正断面図に示したように、上下に配置した固定子2、3は、それぞれ固定子コア部21、31とそれらの外周に設けたコイル22、32とから構成される。可動子4は平板状に構成した可動子コア部41と、これを両側より支持する支持部42、42とから構成され、支持部42、42はそれぞれリニアベアリング6、6の上に固定されている。上下の固定子コア部21、31はそれぞれ平行に対向して配置しており、さらに、それらの間に可動子コア部41が配置されるように構成している。可動子コア部41と固定子コア部21、31とはそれぞれ対向する面同士が平行となるとともに、ギャップが同一となるように調整している。これらは、固定子コア部21、31によって可動子コア部41に作用する磁気力を上下で釣り合わせて、可動子コア部41に対してX方向以外の力ができる限り作用しないようにするためであり、固定子コア部21、31と対向せず、磁気力の作用しない部分であれば可動子コア部41の形状は問わない。
Further, in the linear motor according to this embodiment, as shown in the front sectional view of FIG. 2, the
このように構成したコイル22、32に対して図示しない制御部から所定のパターンで電流を与えることによって、固定子コア部21、31および可動子コア部41間に種々のパターンの磁気回路を形成し、可動子4に推力を発生させることができる。
Magnetic currents of various patterns are formed between the
図3に、固定子コア部21、31と可動子コア部41の断面を拡大して示す。なお、本図ではコイル(図2参照)を構成する巻線部については省略してある。まず、上側の固定子2における固定子コア部21は、可動子コア部41と対向する面に永久磁石からなる複数の第1の歯23、23を有しており、それらの間には空隙部24が形成されている。このように、固定子コア部21の表面には空隙部24を伴いながらX方向に等ピッチで第1の歯23を連続して形成している。
In FIG. 3, the cross section of the
さらに、下側の固定子3における固定子コア部31についても、上側の固定子2と同様に、可動子コア部41と対向する面に複数の第1の歯33を、空隙部34を伴いつつX方向に連続して等ピッチで形成してある。また、上下の固定子コア部21、31における複数の第1の歯23、33は可動子4を挟んで互いに対称な位置になるようにしている。
Further, the
これら複数の第1の歯23、33と対向するようにして、可動子コア部41には鉄心部を構成する第2の歯43を間隙部44を形成しつつX方向に等ピッチで形成している。以下においては、可動子コア部41の内部で後述の鋼板等によって形成される鉄材料部分を総称して鉄心部と称することにする。ここで、上述の第2の歯43を設けるピッチは、上述した第1の歯23、33を設ける際のピッチの2倍に設定している。この第2の歯43は、それぞれ上側部分43aが上側の固定子2における第1の歯23と対向し、下側部分43bが下側の固定子3における第1の歯33と対向するものであるが、本実施形態においては上述したように上側固定子2における複数の第1の歯23と、下側固定子3における複数の第1の歯33とを上下対称に設けているため、これらにそれぞれ対向する上側部分43aと下側部分43bは上下に連続して一体的に構成し、第2の歯43としてそれぞれが単なる矩形断面を有するものとして形成している。さらに、第2の歯43、43の間の間隙部44には樹脂層を形成している。
The
このように構成した可動子コア部41は、図4に示すように板状に形成される。上述した第2の歯43はそれぞれ、Y軸方向よりずれた方向にスキューして延在させるようにしている。また、可動子コア部41の両側にはこれよりも厚みの大きい平板状の支持部42、42を設け、全体として可動子4を構成している。上記支持部42、42と上述した間隙部44とは、第2の歯43を連結させる連結部45として樹脂によって一体成形によって構成している。ここでは支持部42を平板状に構成したが、上述したリニアベアリング7(図1参照)上に可動子4全体を支持することができる限り、必ずしも平板状に構成する必要はない。
The
また、可動子コア部41における第2の歯43は、図5に示すように、それぞれ強磁性材製の磁性板であるいわゆる電磁鋼板としての鋼板8を積層して構成しており、これらの集合によって鉄心部が構成されている。それぞれの鋼板8は、可動子4の移動方向(X方向)と厚み方向(Z方向)に平行となる向きに配置してY方向に積層し、固定子コア部21、31(図2参照)より与えられる磁界によって発生する渦電流を抑制し、磁気的な効率の低下を防ぐようにしている。
Further, as shown in FIG. 5, the
上記のように構成した結果、本実施形態における可動子4は、図6(a)に示すように、可動子コア部41において内部の第2の歯43が間隙部44によってそれぞれX方向に独立して形成されることになる。このような可動子4の製造は以下のようにして行う。
As a result of the above configuration, the
まず、積層されることで第2の歯43を形成する鋼板8を、図6(b)に示すような形状に形成する。以下、図6(a)および(b)を用いて具体的に説明する。X方向に等ピッチで配置されたそれぞれの第2の歯43に対応する矩形状の歯構成部81を、間隙部44に相当する空隙82を形成しつつX方向に連続して配置するとともに、これらの全てを、仕上がり後には不要となる帯状の仮接続部83によって図の下側で一つに連結した形状に成形しておく。すなわち、可動子コア部141として完成した際の厚みHよりも、大きな幅を持つ形状に成形しておく。
First, the
そして、図6(b)に示すような形状に成形した鋼板8を、図8に示す成形金型9の内部でスキューさせつつY方向に緊密に積層していく。当該成形金型9は、上金型91と下金型92を合わせて内部に中空の可動子型94を形成するものであり、その中央部には鋼板8を緊密に積層させた状態で保持することができるように構成している。この状態で、上金型93に設けた注入孔93より図示しない溶融樹脂を注入させた後に固化させる。
And the
上記成形後の成形品に対して、上述した仮接続部83(図6(b)参照)を含む不要部分を研削等の削り加工によって除去することで、図4のような形状に整える。こうすることによって可動子4の製作を簡単に行うことができるとともに、図6(a)に示すように、可動子コア部41の内部に形成される各々の第2の歯43を独立させた形態とすることができる。
By removing unnecessary portions including the above-described temporary connection portion 83 (see FIG. 6B) from the molded product after the molding by a grinding process such as grinding, the molded product is trimmed as shown in FIG. By doing so, the
このような製作方法を用いることによって、図6(b)に示すような矩形状の歯構成部81をそれぞれ単独で成形して積層した上で樹脂加工するよりも、簡単でかつ精度良く可動子4を製作することが可能となる。また、仕上がり後においても、図5で示すように、それぞれの歯構成部81が等しく連結部としての間隙部44に接して保持されるために、磁気力が作用した場合にも可動子4が形状を維持しやすくなる。
By using such a manufacturing method, it is simpler and more accurate than the resin processing after forming and laminating rectangular tooth
上記のように構成することによって、従来技術を用いた場合には図14(a)のようにボルト孔546を設けるために大きく形成していた中間部545が不要となるため、鉄心部が少なくなるとともに、図6(a)に示す可動子コア部41の厚みHを低減することができる。そのため、図4に示す可動子4を軽量化することができるため、同一の電力であっても可動子4の加速度を増大させて、反応を速くすることができる。
With the above-described configuration, when the conventional technique is used, the
また、可動子4に推力を与えるために、図7に模式的に示すように固定子コア部21、31と可動子コア部41との間に磁気回路Mを形成した場合、第2の歯43がそれぞれ独立して構成されているために、従来技術では不可避であった漏れ磁束ML(図15参照)をきわめて少なくすることができる。そのため、固定子コア部21、31における第1の歯23、33と可動子41における第2の歯33との間の磁束密度をより大きくして可動子4に対する推力を大きくすることができ、同一の電力であってもさらに可動子4の加速度を増大させて、反応を速くすることができる。
Further, when a magnetic circuit M is formed between the
さらに、本実施形態においては、図3に示すように、可動子コア部41に対して固定子コア部21、31と、それらに形成する第1の歯23、33とをそれぞれ対称に設けている。そのために、可動子コア部41に作用する磁気力は、可動子コア部41を挟んで上下で釣り合い、その結果可動子コア部41に作用する磁気力はX方向の推力のみとなる。そのため可動子コア部41をさらに薄くすることができ、上記の可動子4の軽量化による効果をさらに高めることができる。また、取付誤差等の影響により、可動子コア部41の上下面に働く磁気力のバランスにズレが生じた場合においても、図4に示すように可動子コア部41を支持する支持部42を厚く形成しているために、これが強度メンバーとして作用して可動子コア部41の変形を抑制することができる。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the
以上のように、本実施形態に係るリニアモータは、一次側磁界発生部材としての固定子2、3と、当該固定子2、3と対向して直線方向に移動可能に設けられ前記固定子2、3によって駆動される二次側磁界発生部材としての可動子4とを具備したものであって、前記可動子4が、複数の鋼板8を積層した鉄心部と、前記複数の鋼板8を連結する連結部45とから構成され、当該連結部45が樹脂によって形成されているとともに、前記固定子2、3が前記可動子4を挟んで2つ設けられ、少なくともそれら2つの固定子2、3に挟まれる部分41が板状になるように前記可動子4が形成されており、前記2つの固定子2、3のそれぞれが前記可動子4を挟んで互いに対称な位置に等ピッチで複数の第1の歯23、33を具備し、前記可動子4を構成する前記鉄心部が等ピッチで複数の第2の歯43を備え、当該複数の第2の歯43のそれぞれが各々対応する前記固定子2、3の前記第1の歯23、33と対向するように一体的に形成されるように構成したものである。
As described above, the linear motor according to the present embodiment includes the
このように構成しているため、鋼板8を積層させて樹脂によって連結した状態を維持することができ、従来鋼板8同士を接続していたボルト547を挿通するためのボルト孔546が不要となり、その分可動子4を薄くすることができる。さらに、可動子4を挟んで固定子2、3を対称に設けていることから、可動子4の厚み方向に作用する磁力が釣り合うことで移動方向の力は作用しても垂直方向の力は作用しなくなるため、可動子4は厚み方向の強度を小さくすることができ、より一層薄くすることが可能となる。そのため、可動子4を軽量化することが可能となり可動子4の加速度を増大させて反応を速くすることができる。また、可動子4の内部での漏れ磁束MLを減少させることが可能となるため、可動子4と固定子2、3との間の磁束密度をより大きくしてさらに反応を速くすることができる
Since it is configured in this way, it is possible to maintain the state where the
さらに、前記複数の鋼板8のそれぞれが、前記可動子4の移動方向および前記可動子4の厚み方向に平行になるような向きで積層されており、かつ、前記複数の第2の歯43に各々対応する位置に複数の歯構成部81を備えているように構成しているため、積層する全ての鋼板8をほぼ同一の形状として容易に製作が可能となるとともに、全ての鋼板8が等しく歯構成部81間に形成される連結部45に接することができるために、積層した形状を維持しやすくなる。また、複数の歯構成部81をつなぐ部分を無くして成形することで、漏れ磁束MLをきわめて少なくすることができるため、より磁束密度を大きくしてさらに可動子4の反応を速くすることができる。
Further, each of the plurality of
また、本実施形態に係るリニアモータの製造方法においては、前記可動子4を製造する工程の中に、成形金型9の中に前記複数の鋼板8を緊密に積層していく工程と前記成形金型9の中に溶融樹脂を注入して固化させることで成形する工程とを含むようにしているため、上述した可動子4を簡単に製造することができ、上記の効果を有するリニアモータを簡単に製造することが可能となる。
Further, in the method for manufacturing the linear motor according to the present embodiment, the step of closely laminating the plurality of
さらに、前記可動子4を製造する工程の中に、仕上がり後には不要となる仮接続部83によって前記複数の歯構成部81が接続された形状に前記複数の鋼板8を成形する工程と、成形金型9の中に前記複数の鋼板8を前記仮接続部83を含めて緊密に積層していく工程と、前記成形金型9の中に溶融樹脂を注入して固化させることで成形する工程と当該成形後の成形品に削り加工を行うことで前記仮接続部83を除去する工程とを含むようにしているため、上述した可動子コア部41の中で第2の歯43がそれぞれ完全に独立した形態で容易に構成することができるとともに、これらを精度良く製作することが可能となり、上記の効果を有するリニアモータを簡単かつ精度良く製造することが可能となる。
<第2実施形態>
Furthermore, in the process of manufacturing the
Second Embodiment
本発明の第2施形態に係るリニアモータは、図1に示した第1の実施形態に係る可動子4を変更したものである。そのため、可動子4以外の部位に関しては同一の符号を用いて説明を省略する。
The linear motor according to the second embodiment of the present invention is obtained by changing the
第2実施形態に係るリニアモータで用いる可動子104は、図9(a)に示すような断面を有する。なお、可動子104の外形は図4、図5に示した第1実施形態の可動子4と同一にしている。
The needle |
図9(a)に戻り、第2実施形態における可動子104の可動子コア部141には、それぞれ固定子コア部21、31(図3参照)に形成した第1の歯23、33(図3参照)と対向するように歯143a、143bを設け、これを上下で連続させて断面が矩形状になるように一体的に第2の歯143として形成している。そして、このような第2の歯143を間隙部144を挟みながらX方向に等ピッチで連続して設けている。さらに、可動子コア部141の厚み方向中央部には第2の歯143同士を連結するための接続部146が設けられている。これにより、本実施形態では、全ての第2の歯143と接続部146とによって鉄心部が構成される。また、第1実施形態と同様、間隙部144と可動子コア部141をY方向より支持するための支持部142とは樹脂によって一体成形してある。
Returning to FIG. 9A, the
第2の歯143は、図9(b)に示す形状の鋼板108をY方向に積層して形成する。鋼板108は、それぞれ第2の歯143に対応する矩形状の歯構成部181と、それら歯構成部181を幅方向中央部近傍で連続して繋げる連結帯部183とから構成される。当該連結帯部183は積層後には上述の接続部146を構成する。連結帯部183は、各歯構成部181を繋げることで、後述する樹脂成形の際に相互の位置関係を保持するためだけに設けるものであり、ボルト挿通用の長孔586(図14(b)参照)を有さないため従来に比し幅Bを小さくすることができる。
The
上記のように成形した鋼板は、図11に示す上金型191、下金型192より構成される成形金型109の内部で形成される中空部としての可動子型194の中央付近に、Y方向に緊密に積層されて配置される。この際、それぞれの鋼板108は、中央の連結帯部183(図9(b)参照)によって一体化した構成となっているため、可動子型194の内部で位置決めを行い易くなっている。そして、注入孔193より溶融樹脂が注入され固化されることによって、図9(a)のような可動子104が形成できる。この成形品に対しては第1実施形態と異なり表面の削り加工は不要である。
The steel plate formed as described above is provided in the vicinity of the center of the mover die 194 as a hollow portion formed inside the forming die 109 constituted by the
このような成形に際し、図9(a)および(b)に示すように、第2の歯143を形成する鋼板108は同一の形状のものだけであるため容易に製作を行うことができる。さらに、全ての鋼板108は等しく間隙部144を形成する樹脂部分によって連結状態を維持されるため、積層させた形状を維持させることが容易となる。
At the time of such forming, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
上記のように構成した可動子104は、従来に比して鉄心が少なくなるとともに、図9(a)に示す可動子コア部141の厚みHを低減することができる。これにより、可動子104を軽量化することができるため、同一の電力であっても可動子104の加速度を増大させて、反応を速くすることができる。
The
また、可動子104に推力を与えるために、図10のように固定子コア部21、31と可動子コア部141との間に磁気回路Mを形成した場合、第2の歯143同士を繋ぐ接続部146が十分に小さく構成されているために、この間を通過する漏れ磁束MLを少なくすることができる。そのため、固定子コア部21、31における第1の歯23、33と可動子141における第2の歯143との間の磁束密度をより大きくして可動子104に対する推力を増大することができ、同一の電力であってもさらに可動子104の加速度を増大させて、反応を速くすることができる。
Further, in order to apply a thrust to the
以上のように、本第2実施形態のリニアモータは、前記複数の鋼板108のそれぞれが、前記複数の歯構成部181を中央部近傍で連続して繋げる連結帯部182を有するように構成したものである、
As described above, the linear motor according to the second embodiment is configured such that each of the plurality of
このように構成しているため、鉄心部を構成する鋼板108のそれぞれが、第2の歯143に対応する歯構成部181を連結帯部182によって連結した構成としているため可動子104の製作が容易になり、上述したような可動子104を軽量化しつつ、内部での漏れ磁束MLを低減させることによって、可動子104の加速度を増大させ、反応を速くするという効果を得られやすくなる。他の効果については上述した第1の実施形態の場合とほぼ同様であるが、複数の歯構成部181をつなぐ部分があることから漏れ磁束MLの影響がごくわずかに残るかわりに、樹脂成形後の表面の削り加工が不要になるという利点がある。
Since it is configured in this manner, each of the
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。 The specific configuration of each unit is not limited to the above-described embodiment.
例えば、上述の第1実施形態および第2実施形態では、固定子2、3(2、3)と可動子4(104)とを上下方向に配置していたが、これらを対向させて配置し固定子から可動子に対して推力を与えることができる限り配置する方向は問わず、それぞれを横向きにも斜めに配置しても構成することが可能である。
For example, in the first and second embodiments described above, the
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 Other configurations can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
1…ベース
2…固定子(上側)
3…固定子(下側)
4…可動子
5…上側固定子支持部
6…リニアガイドレール
7…リニアベアリング
8…鋼板
9…成形金型
21…固定子コア部(上側)
22…コイル(上側)
23…第1の歯(上側)
31…固定子コア部(下側)
32…コイル(下側)
33…第1の歯(下側)
41…可動子コア部
42…支持部
43…第2の歯
45…連結部
81…歯構成部
93…注入孔
H…可動子コア厚さ
M…磁気回路
1 ...
3 ... Stator (lower side)
DESCRIPTION OF
22 ... Coil (upper side)
23 ... 1st tooth (upper side)
31 ... Stator core (lower side)
32 ... Coil (lower side)
33 ... 1st tooth (lower side)
DESCRIPTION OF
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