JP2014087208A

JP2014087208A - リニアモータ組立治具及び組立方法

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Publication number: JP2014087208A
Application number: JP2012235805A
Authority: JP
Inventors: Masaru Mochizuki; 大望月
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-05-12

Abstract

【課題】クレーン等の大型のマテリアルハンドリング装置を必要とせず、可動子と固定子の組立が容易なリニアモータ組立治具及び組立方法を得ること。
【解決手段】治具底板３１ａ及び該治具底板３１ａの両側部に形成された左、右側治具台部３１ｂ、３１ｃを有する溝形の治具ベース３１と、前記左、右側治具台部３１ｂ、３１ｃ上に互いに平行に、固定子の２本の固定子ガイドレール間のスパンＳと同じスパン離間して取付けられた２本の治具ガイドレール３２と、を備え、リニアモータの固定子に、固定子ガイドレールと治具ガイドレール３２とが一直線上に並ぶように上下左右に位置合せして接続可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、リニアモータの固定子と可動子を組立てるためのリニアモータ組立治具及び組立方法に関する。

従来、二次側ベースの長手方向における極性が交互になるべく永久磁石を設け、前記永久磁石と対向した一次側フレームの下面に電機子を設け、前記永久磁石を配置した二次側ベースの長手方向にガイドレールを設け、前記ガイドレールにて移動自在に案内される直線軸受ブロックを前記一次側フレームの下面に設けてなるリニアモータにして、前記一次側フレームの上方から組立てボルトを挿入して組立てボルトの先端で前記直線軸受ブロックを押さえ、前記一次側フレームと直線軸受ブロックとの間にシムを挿入して前記一次側フレームと前記二次側ベースとの間のギャップ長さを調整し、前記一次側フレームを前記二次側ベースに組立てた後、前記組立てボルトを取外すようにしたリニアモータの組立て方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０３−２６５４５８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の技術によれば、電機子を設けた一次側フレーム（可動子）を、永久磁石を設けた二次側ベース（固定子）の上方から吊下げるようにして組立てるとき、電機子に対する永久磁石の数ｔｏｎの磁気吸引力に対抗しつつ一次側フレームを二次側ベース上に正確に位置決めするために、クレーン等の大型のマテリアルハンドリング装置が必要となる、という問題がある。また、磁気吸引力は、横方向にも作用するので、一次側フレームを二次側ベース上に正確に位置決めするのは非常に難しい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、クレーン等の大型のマテリアルハンドリング装置を必要とせず、可動子と固定子の組立が容易なリニアモータ組立治具及び組立方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し目的を達成するために、本発明のリニアモータ組立治具は、固定子底板及び該固定子底板の両側部に形成された左、右側固定子台部を有する溝形の固定子ベースと、前記左、右側固定子台部上に互いに平行にスパンＳ離間して取付けられた２本の固定子ガイドレールと、前記固定子底板上又は左、右側固定子台部の内側に、表面の極性が交互に異なるように列配置された複数の永久磁石片と、を備えるリニアモータの固定子に、フレームの下面に電機子及び直線軸受ブロックを取付けた可動子を組付けるためのリニアモータ組立治具であって、治具底板及び該治具底板の両側部に形成された左、右側治具台部を有する溝形の治具ベースと、前記左、右側治具台部上に互いに平行に、前記固定子の２本の固定子ガイドレール間のスパンＳと同じスパン離間して取付けられた２本の治具ガイドレールと、を備え、前記リニアモータの固定子に、前記固定子ガイドレールと治具ガイドレールとが一直線上に並ぶように上下左右に位置合せして接続可能であることを特徴とする。

本発明によれば、クレーン等の大型のマテリアルハンドリング装置を必要とせず、可動子と固定子の組立が容易なリニアモータ組立治具が得られる。

図１は、対向型のリニアモータの固定子を示す斜視図である。図２は、本発明のリニアモータ組立治具の実施の形態１を示す斜視図である。図３は、実施の形態１のリニアモータ組立治具と固定子を左右上下に位置合せして前後に並べた状態を示す斜視図である。図４は、実施の形態１のリニアモータ組立治具と固定子を左右上下に位置合せして接続し直線軸受ブロックをリニアモータ組立治具側に移動させた状態を示す斜視図である。図５は、固定子に複数の永久磁石片を列配置した状態を示す斜視図である。図６は、実施の形態１のリニアモータ組立治具上で可動子を組立てた状態を示す斜視図である。図７は、実施の形態１のリニアモータ組立治具の変形例を示す斜視図である。図８は、可動子を載置した実施の形態１のリニアモータ組立治具を固定子に接続した状態を示す斜視図である。図９は、可動子を実施の形態１のリニアモータ組立治具から固定子へ移動させ、リニアモータ組立治具を固定子から取外した状態を示す斜視図である。図１０は、相殺型のリニアモータの固定子を示す斜視図である。図１１は、本発明のリニアモータ組立治具の実施の形態２を示す斜視図である。図１２は、相殺型のリニアモータの固定子に複数の永久磁石片を列配置した状態を示す斜視図である。図１３は、実施の形態２のリニアモータ組立治具上で可動子を組立てた状態を示す斜視図である。図１４は、可動子を実施の形態２のリニアモータ組立治具から固定子へ移動させ、リニアモータ組立治具を固定子から取外した状態を示す斜視図である。

以下に、本発明に係るリニアモータ組立治具及び組立方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、対向型のリニアモータの固定子を示す斜視図であり、図２は、本発明のリニアモータ組立治具の実施の形態１を示す斜視図であり、図３は、実施の形態１のリニアモータ組立治具と固定子を左右上下に位置合せして前後に並べた状態を示す斜視図であり、図４は、実施の形態１のリニアモータ組立治具と固定子を左右上下に位置合せして接続し直線軸受ブロックをリニアモータ組立治具側に移動させた状態を示す斜視図であり、図５は、固定子に複数の永久磁石片を列配置した状態を示す斜視図であり、図６は、実施の形態１のリニアモータ組立治具上で可動子を組立てた状態を示す斜視図であり、図７は、実施の形態１のリニアモータ組立治具の変形例を示す斜視図であり、図８は、可動子を載置した実施の形態１のリニアモータ組立治具を固定子に接続した状態を示す斜視図であり、図９は、可動子を実施の形態１のリニアモータ組立治具から固定子へ移動させ、リニアモータ組立治具を固定子から取外した状態を示す斜視図である。

図１に示すように、対向型のリニアモータの固定子１０は、固定子底板１１ａ、左側固定子台部１１ｂ及び右側固定子台部１１ｃを有する溝形の固定子ベース１１と、左、右側固定子台部１１ｂ、１１ｃ上に互いに平行にスパンＳ離間して取付けられる２本の固定子ガイドレール１２と、固定子底板１１ａ上に、交互に極性が異なるように列配置される複数の永久磁石片１５（図５参照：永久磁石片１５は、１枚板のように描かれているが、複数の板状の永久磁石片１５が一列に列配置されている）と、を備えている。

固定子ベース１１の一端には、図２に示すリニアモータ組立治具３０の一端に設けられた複数（４本）のピン３３が嵌合する複数（４つ）のピン穴１３が設けられている。複数（４つ）の直線軸受ブロック２１は、可動子２０（図６参照）に取付けられる部品であり、固定子ガイドレール１２に係合して可動子２０を直線移動させる。

図６に示すように、対向型のリニアモータの可動子２０は、矩形厚板状のフレーム２２と、フレーム２２の下側中央に取付けられる電機子２３と、フレーム２２の下側四隅に取付けられる直線軸受ブロック２１と、を備えている。

図２に示すように、実施の形態１のリニアモータ組立治具３０は、治具底板３１ａ、左側治具台部３１ｂ及び右側治具台部３１ｃを有する溝形の治具ベース３１と、左、右側治具台部３１ｂ、３１ｃ上に、互いに平行に、固定子１０の固定子ガイドレール１２のスパンＳと同じ距離離間して取付けられる治具ガイドレール３２と、治具ベース３１の一端に設けられ、固定子ベース１１の一端に設けられた複数（４つ）のピン穴１３に嵌合する複数（４本）のピン３３と、を備えている。治具ベース３１は、非磁性材料で製作することが望ましい。

実施の形態１では、治具ベース３１にピン３３を設け、固定子ベース１１にピン穴１３を設けたが、固定子ベース１１にピン３３を設け、治具ベース３１にピン穴１３を設けてもよい。また、治具ベース３１及び固定子ベース１１の何れか一方に凹部を設け、他方に凹部に嵌合する凸部を設け、両者を嵌合するようにしてもよい。

次に、図１〜図９を参照して、実施の形態１のリニアモータ組立治具３０を用いる対向型のリニアモータ９１（図９参照）の組立方法について説明する。まず、図１に示すように、固定子ガイドレール１２に複数（４つ）の直線軸受ブロック２１を係合させた固定子１０を準備する。このとき、複数の永久磁石片１５は、まだ、固定子ベース１１に取付けられていない。

続いて、図３に示すように、固定子１０の一端の複数のピン穴１３にリニアモータ組立治具３０の複数のピン３３（図２参照）を夫々対向させ、固定子１０の固定子ガイドレール１２とリニアモータ組立治具３０の治具ガイドレール３２が一直線上に並ぶように、固定子１０とリニアモータ組立治具３０とを上下左右に位置合せする。

続いて、ピン３３をピン穴１３に嵌合させ、図４に示すように、固定子１０とリニアモータ組立治具３０とを接続し、直線軸受ブロック２１をリニアモータ組立治具３０の治具ガイドレール３２上に移動させる。その後、固定子１０とリニアモータ組立治具３０とを分離する。

続いて、図５に示すように、固定子ベース１１の固定子底板１１ａ上に、交互に極性が異なるように複数の永久磁石片１５を一列に列配置して固定子１０を完成させ、図６に示すように、フレーム２２の下側に、電機子２３を電機子締結ボルト２４により取付け、フレーム２２を治具ガイドレール３２に係合している直線軸受ブロック２１上に取付けて可動子２０を完成させる。可動子２０の直線軸受ブロック２１が、治具ガイドレール３２から外れないように、治具ベース３１の反接続側にストッパ（図示せず）を設けておく。

固定子１０及び可動子２０の組立は、図５及び図６に示すように、固定子ベース１１とリニアモータ組立治具３０とを分解した状態で行なうのがよいが、固定子ベース１１を非磁性材料製とすれば、固定子ベース１１は磁化されず磁気吸引力を発生しないので、図４に示すように、固定子ベース１１とリニアモータ組立治具３０とを接続した状態で行なってもよい。

図７は、実施の形態１のリニアモータ組立治具の変形例を示す斜視図である。図７に示すように、実施の形態１の変形例のリニアモータ組立治具４０は、治具底板４１ａ、左側治具台部４１ｂ及び右側治具台部４１ｃを有する浅溝形の治具ベース４１と、左、右側治具台部４１ｂ、４１ｃ上に、互いに平行に、固定子１０の固定子ガイドレール１２のスパンＳと同じ距離離間して取付けられる治具ガイドレール３２と、を備えている。

治具底板４１ａは、肉厚に形成され、電機子２３を治具底板４１ａ上に載置し、治具ベース４１に取付けられた治具ガイドレール３２に直線軸受ブロック２１を係合させ、直線軸受ブロック２１の上にフレーム２２を載置したとき、治具底板４１ａ上面からフレーム２２の下面までの高さＨ_１は、電機子２３の高さＨ_２と同じか、僅かに大きく、フレーム２２の上から電機子締結ボルト２４を差込んだとき、電機子締結ボルト２４の先端が電機子２３のねじ穴（図示せず）に届いてねじ込めるように、治具ベース４１の左、右側治具台部４１ｂ、４１ｃの上面から治具底板４１ａの上面までの深さＨ_３が設定されている。

そのため、電機子２３を治具底板４１ａ上に置いた状態で、フレーム２２を直線軸受ブロック２１上に置き、電機子２３を、電機子締結ボルト２４により、フレーム２２に容易に締結することができる。なお、治具ベース４１は、非磁性材料で製作することが望ましい。

続いて、図８に示すように、固定子１０とリニアモータ組立治具３０（又は４０）とを接続した状態で、矢印Ｙで示すように、可動子２０を固定子１０側に移動させる。その後、リニアモータ組立治具３０を固定子１０から取外し、図９に示す、相殺型のリニアモータ９１を完成させる。

実施の形態１のリニアモータ９１の組立方法は、可動子２０の組立を、永久磁石片１５の磁気吸引力が作用しない実施の形態１のリニアモータ組立治具３０（又は４０）上で行ない、組立後の可動子２０を、リニアモータ組立治具３０（又は４０）の治具ガイドレール３２上から固定子１０の固定子ガイドレール１２上へ移動させるので、クレーン等の大型のマテリアルハンドリング装置を必要とせず、可動子２０と固定子１０の組立が容易である。

実施の形態２．
図１０は、相殺型のリニアモータの固定子を示す斜視図であり、図１１は、本発明のリニアモータ組立治具の実施の形態２を示す斜視図であり、図１２は、相殺型のリニアモータの固定子に複数の永久磁石片を列配置した状態を示す斜視図であり、図１３は、実施の形態２のリニアモータ組立治具上で可動子を組立てた状態を示す斜視図であり、図１４は、可動子を実施の形態２のリニアモータ組立治具から固定子へ移動させ、リニアモータ組立治具を固定子から取外した状態を示す斜視図である。

図１０に示すように、相殺型のリニアモータ９２（図１４参照）の固定子６０は、固定子底板６１ａ、左側固定子台部６１ｂ及び右側固定子台部６１ｃを有する溝形の固定子ベース６１と、左、右側固定子台部６１ｂ、６１ｃ上に互いに平行にスパンＳ離間して取付けられた２本の固定子ガイドレール６２と、左、右側固定子台部６１ｂ、６１ｃの内側面夫々に、交互に極性が異なるように列配置される複数の永久磁石片６５（図１２参照：永久磁石片６５は、１枚板のように描かれているが、複数の板状の永久磁石片６５が一列に列配置されている）と、を備えている。

固定子ベース６１の一端には、図１１に示すリニアモータ組立治具８０の一端に設けられた複数（４本）のピン８３が嵌合する複数（４つ）のピン穴６３が設けられている。複数（４個）の直線軸受ブロック７１は、可動子７０（図１３参照）に取付けられる部品であり、固定子ガイドレール６２に係合して可動子７０を直線移動させる。

図１３に示すように、相殺型のリニアモータ９２の可動子７０は、矩形板状のフレーム７２と、フレーム７２の下側中央に取付けられる電機子７３と、フレーム７２の下側四隅に取付けられる複数（４個）の直線軸受ブロック７１と、を備えている。

図１１に示すように、実施の形態２のリニアモータ組立治具８０は、治具底板８１ａ、左側治具台部８１ｂ、右側治具台部８１ｃ、及び、左、右側治具台部８１ｂ、８１ｃの内側に形成された電機子位置決め面８１ｅ、８１ｆを有する溝形の治具ベース８１と、左、右側治具台部８１ｂ、８１ｃ上に、互いに平行に、固定子６０の固定子ガイドレール６２のスパンＳと同じ距離離間して取付けられる治具ガイドレール８２と、治具ベース８１の一端に設けられ、固定子ベース６１の一端に設けられた複数（４つ）のピン穴６３に嵌合する複数（４本）のピン８３と、を備えている。治具ベース８１は、非磁性材料で製作することが望ましい。

次に、図１０〜図１４を参照して、実施の形態２のリニアモータ組立治具８０を用いる相殺型のリニアモータ９２（図１４参照）の組立方法について説明する。まず、図１０に示すように、固定子ガイドレール６２に直線軸受ブロック７１を係合させた固定子６０を準備する。このとき、永久磁石片６５は、まだ、固定子ベース６１に取付けられていない。

続いて、図示しないが、リニアモータ組立治具８０のピン８３を固定子６０のピン穴６３に嵌合させて固定子６０とリニアモータ組立治具８０とを接続し、直線軸受ブロック７１をリニアモータ組立治具８０の治具ガイドレール８２上に移動させる。なお、固定子６０とリニアモータ組立治具８０とを接続せずに、直線軸受ブロック７１を固定子ガイドレール６２から一旦取外し、治具ガイドレール８２に係合させるようにしてもよい。

続いて、図１２に示すように、固定子ベース６１の左、右側固定子台部６１ｂ、６１ｃの内側面夫々に、交互に極性が異なるように複数の永久磁石片６５を列配置して固定子６０を完成させ、図１３に示すように、フレーム７２の下側に、電機子７３を電機子締結ボルト７４により取付け、フレーム７２を治具ガイドレール８２に係合している直線軸受ブロック７１上に取付けて可動子７０を完成させる。

フレーム７２と直線軸受ブロック７１とを締結するとき、電機子７３が電機子位置決め面８１ｅ、８１ｆにより、リニアモータ組立治具８０及び固定子６０の左右方向中央に位置決めされるので、電機子７３と左右の永久磁石片６５とのギャップが等しくなり、電機子７３と左右の永久磁石片６５の磁気吸引力が相殺される。また、フレーム７２と電機子７３に、互いに嵌合して位置決めするための凹凸等を設ける必要はない。

固定子６０及び可動子７０の組立は、図１２及び図１３に示すように、固定子ベース６１とリニアモータ組立治具８０とを分離した状態で行なうのがよいが、固定子ベース６１とリニアモータ組立治具８０とを接続した状態で行なってもよい。

続いて、図示しないが、固定子６０とリニアモータ組立治具８０とを接続した状態で、可動子７０を固定子６０側に移動させる。続いて、リニアモータ組立治具８０を固定子６０から取外し、図１４に示すような、相殺型のリニアモータ９２を完成させる。

実施の形態２のリニアモータ９２の組立方法は、可動子７０の組立を、永久磁石片６５の磁気吸引力が作用しない実施の形態２のリニアモータ組立治具８０上で行ない、組立後の可動子７０を、リニアモータ組立治具８０の治具ガイドレール８２上から固定子６０の固定子ガイドレール６２上へ移動させるので、クレーン等の大型のマテリアルハンドリング装置を必要とせず、可動子７０と固定子６０の組立が容易である。

１０，６０固定子、１１，６１固定子ベース、１１ａ，６１ａ固定子底板、１１ｂ，６１ｂ左側固定子台部、１１ｃ，６１ｃ右側固定子台部、１２，６２固定子ガイドレール、１３，６３ピン穴、１５，６５永久磁石片、２０，７０可動子、２１，７１直線軸受ブロック、２２，７２フレーム、２３，７３電機子、２４，７４電機子締結ボルト、３０，４０，８０リニアモータ組立治具、３１，４１，８１治具ベース、３１ａ，４１ａ，８１ａ治具底板、３１ｂ，４１ｂ，８１ｂ左側治具台部、３１ｃ，４１ｃ，８１ｃ右側治具台部、８１ｅ，８１ｆ電機子位置決め面、３２，８２治具ガイドレール、３３，８３ピン、９１，９２リニアモータ。

Claims

固定子底板及び該固定子底板の両側部に形成された左、右側固定子台部を有する溝形の固定子ベースと、前記左、右側固定子台部上に互いに平行にスパンＳ離間して取付けられた２本の固定子ガイドレールと、前記固定子底板上又は左、右側固定子台部の内側に、表面の極性が交互に異なるように列配置された複数の永久磁石片と、を備えるリニアモータの固定子に、フレームの下面に電機子及び直線軸受ブロックを取付けた可動子を組付けるためのリニアモータ組立治具であって、
治具底板及び該治具底板の両側部に形成された左、右側治具台部を有する溝形の治具ベースと、前記左、右側治具台部上に互いに平行に、前記固定子の２本の固定子ガイドレール間のスパンＳと同じスパン離間して取付けられた２本の治具ガイドレールと、を備え、前記リニアモータの固定子に、前記固定子ガイドレールと治具ガイドレールとが一直線上に並ぶように上下左右に位置合せして接続可能なリニアモータ組立治具。
前記治具ベースの材料は、非磁性材料であることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ組立治具。
前記治具ベースの治具底板上に前記電機子を載置し、前記治具ベースの左、右側治具台部上に取付けられた治具ガイドレールに前記直線軸受ブロックを係合させ、該直線軸受ブロック上に前記フレームを載置したとき、前記治具底板上面から前記フレームの下面までの高さＨ_１は、前記電機子の高さＨ_２よりも僅かに大きく、前記フレームの上から電機子締結ボルトを差込んだとき、該電機子締結ボルトの先端が前記電機子のねじ穴に届いてねじ込めるように、前記治具ベースの左、右側治具台部の上面から治具底板の上面までの深さＨ_３が設定されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ組立治具。
前記リニアモータは、前記固定子ベースの左、右側固定子台部の内側に永久磁石片を取付けた相殺型のリニアモータであり、前記治具ベースは、左、右側治具台部の内側に、前記電機子を前記治具ベースの左右方向の中心に位置決めする電機子位置決め面を有することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ組立治具。
固定子ベースの固定子底板の両側部に形成された左、右側固定子台部上に、互いに平行にスパンＳ離間させて固定子ガイドレールを取付け、前記固定子底板上又は左、右側固定子台部の内側に、表面の極性が交互に異なるように複数の永久磁石片を列配置して固定子を組立てる工程と、
請求項１に記載のリニアモータ組立治具の治具ガイドレールに直線軸受ブロックを係合させる工程と、
電機子を電機子締結ボルトによりフレームの下面に締結すると共に、フレームを前記治具ガイドレールに係合している直線軸受ブロックに締結して前記リニアモータ組立治具上で可動子を組立てる工程と、
前記リニアモータ組立治具を、前記固定子ガイドレールと治具ガイドレールとが一直線上に並ぶように上下左右に位置合せして前記固定子に接続する工程と、
前記治具ガイドレール上の可動子を前記固定子ガイドレール上に移動させる工程と、
を含むことを特徴とするリニアモータの組立方法。