JP2014230437A

JP2014230437A - リニアモータ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2014230437A
Application number: JP2013109736A
Authority: JP
Inventors: 山本　明; Akira Yamamoto; 山本　　明
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2014-12-08

Abstract

【課題】リニアモータの２次側固定子の極歯間のスリットに塵埃やワークが落ち込むことを防止するべく、スリットにモールド樹脂を充填しても固定子のギャップ面を平滑に研磨することができ、１次側可動子との間のギャップを適切に維持できるようにする。
【解決手段】１次側磁束発生部としての可動子２、２次側固定子３を備えたリニアモータ１において、固定子３の極歯３１１間に形成されるスリット３２に注入し加熱硬化させてスリット３２を埋めたモールド樹脂３３をＨＤＤ硬度８２以上８８以下となるように設定し、固定子３のギャップ面３１ｓを研磨処理により平滑とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、２次側となる固定子に沿って１次側磁束発生部としての可動子を走行させるリニアモータに関するものである。

１次側磁束発生部である可動子を、２次側となる固定子（「２次側スケール」とも称される）に沿って、固定子からわずかに浮上させて走行させる構成のリニアモータが、産業用ロボットや部品搬送装置の主要駆動装置等として種々開発されている。このようなリニアモータにおいて、固定子には、長尺な板状の磁性体からなる固定子本体に、可動子側に向けて突出する多数の極歯を固定本体の長手方向に所定の等間隔で形成した構成のものが採用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。各極歯は、固定子本体の長手方向と直交する方向に延在させてある。このような固定子に対して所定間隔のギャップを隔てて可動子を配置し、可動子に設けられたコイルに通電することで磁束が発生し、可動子が固定子の長手方向に進退移動可能とされている。

斯かるリニアモータにおいて、固定子の隣接する極歯同士の間には一定の広さ及び深さのスリットが形成されることになるが、このスリットに塵埃やゴミ、あるいは可動子によって搬送されるワークが落ち込むことを防止するために、固定子の製造時においてスリットにモールド樹脂を流し込んで加熱硬化させ、スリットをモールド樹脂で埋める技術が採用されることがある。この種の固定子に関する技術とは異なるが、特許文献３には、リニアモータの技術分野において、推進浮上案内兼用方式地上コイルのアルミ材で形成された高圧８の字コイルを熱膨張係数がアルミ材と同等以下のエポキシモールド樹脂で成形することにより、コイルとエポキシモールド樹脂との界面での剥離等を防止する技術が開示されている。また特許文献４には、リニアモータのコアコイル組立体の製造方法として、ガラス繊維をモールド型の内側底面に敷いてコアコイルを埋め込んだ後、エポキシ樹脂を注入してコアのギャップ面に繊維強化樹脂層を有するコアコイル組立体を形成することにより、ギャップ面を均一で強固なものとする技術が開示されている（特許文献４参照）。

特開平０３−０９８４５７号公報特開２００１−１５７４５３号公報特開平１０−２１０７３１号公報特開平０５−１１１２３４号公報

ところで、上述の固定子は、対面する可動子との間に厳密に一定の寸法のギャップを形成する必要がある。すなわち、このギャップに面する固定子の上面（ギャップ面）は、平滑に形成しなければならないため、隣接する極歯間のスリットにモールド樹脂を充填して加熱硬化させた後、ギャップ面の凹凸を解消するために研磨処理を施す必要がある。ここで、本発明者は、モールド樹脂として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂に充填剤として破砕シリカを添加したものを用い、極歯間のスリットに充填・硬化させた後の固定子に対して、研磨機で表面研磨を行ったところ、研磨機の研磨材が削れて損傷するという問題を試験を通じて見いだした。この原因は、充填剤である破砕シリカが硬いためであると考えられた。そこで、充填剤を破砕シリカから研磨性に優れたタルクに変更したところ、研磨材が削れてしまうという問題は解消され、ギャップ面を平滑に研磨することができた。なお、この試験においてタルクを充填剤として適用したモールド樹脂の配合組成比は、主剤である１００重量部のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂に対して、７０重量部のタルクを充填剤として添加し、その他に希釈剤として２０重量部の多官能アクリレート、促進剤として１重量部のキレート剤、１００重量部の脂環式酸無水物系硬化剤を添加したものである。

しかしながら、研磨後、時間が経過すると、固定子の極歯間のスリットを埋めて研磨したはずのモールド樹脂が膨張して盛り上がってくるような現象が認められた。モールド樹脂が膨張すると、固定子と可動子との間のギャップが確保されず、リニアモータとしては適正に使用できないことになる。この膨張現象を詳細に確認したところ、モールド樹脂は実際には膨張しておらず、充填剤としてタルクを用いた上述の組成のモールド樹脂が柔らかいために、研磨時に研磨機の押圧力によってモールド樹脂が極歯間に押し込まれることで一時的にギャップ面が平滑になるものの、押し込まれたモールド樹脂が時間経過により元に戻って盛り上がってくることが判明した。

すなわち、モールド樹脂は硬すぎると研磨材の破損を招来し、柔らかすぎると適切な研磨が行えずギャップの確保に困難を来すことから、硬化後のモールド樹脂の硬度を適切に設定することが、リニアモータの２次側固定子の製造には必須の条件であることを見いだした。このような観点は、上述した各先行技術文献には開示されていないものであり、特に特許文献３や特許文献４に開示されたモールド樹脂の使用目的や解決すべき課題も異なるものである。

本発明は、このような問題に着目し、極歯間のスリットを埋めて塵埃やワーク等が入り込まないように、そのスリットに注入したモールド樹脂の硬化後に研磨することで、適切な研磨が行われて確実に平坦なギャップ面を形成することができ、２次側固定子を備えたリニアモータとその製造方法の提供を主たる目的とするものである。

すなわち本発明は、２次側となる固定子と、この固定子と対面しつつ所定寸法のギャップを隔てて浮上した状態で固定子に沿って走行する１次側磁束発生部としての可動子とを具備するリニアモータであって、固定子を、長手方向と直交する方向に延在させた複数の極歯を所定間隔で長手方向に整列配置するとともに、隣接する極歯同士の間に形成されるスリットに注入したモールド樹脂を加熱硬化させ、ギャップ側を向いて可動子と対面するギャップ面を研磨処理により平滑としたものであり、硬化後のモールド樹脂を、ＨＤＤ硬度８２以上８８以下に設定していることを特徴としている。

このような本発明のリニアモータでは、２次側となる固定子の極歯間のスリットにモールド樹脂を注入し硬化させた後に、可動子のギャップ面を研磨機で表面研磨をしても研磨材が削れて損傷するという不具合が生じず、またモールド樹脂が研磨機の押圧力で極歯間のスリットに押し込まれて後で盛り上がってくると言う不具合も生じず、適切にギャップ面を平滑な状態に研磨することができることを、本発明者は見いだした。研磨後のモールド樹脂の変化（研磨後にモールド樹脂が盛り上がってくるか否か）は、モールド樹脂の充填率に大きく影響される。充填率が高くなれば線膨張係数が小さくなり、研磨後の樹脂の変化も小さくなると考えられる。また、充填率が高くなればモールド樹脂の硬度も高くなる。但し、充填率が高くなりすぎるとモールド不良（すなわち、気泡が生じたり、表面が平らにならず凹凸となる）が生じる可能性が高まるため、極歯間のスリットにモールド樹脂を充填した固定子として適切なものとするためには、充填率には適切な範囲が存在することとなる。しかしながら、充填率と線膨張係数の測定は比較的難しいのに対して、硬度の測定は比較的容易であり、充填率及び線膨張係数と硬度との間には高い相関関係が認められるため、本発明では、リニアモータの固定子に充填するモールド樹脂として適切な条件として硬度を指標とすることとした。そして、硬化後のモールド樹脂がＨＤＤ硬度８８を超えた場合には、研磨材の損傷が生じ、ＨＤＤ硬度８２未満の場合には、研磨機の押圧力でモールド樹脂が極歯間のスリットに潜り込み後で盛り上がるという現象が確認されたため、硬化後のモールド樹脂の硬度は、ＨＤＤ硬度８５±３が適切である。このように構成した固定子を備えた本発明のリニアモータによれば、固定子の極歯間に塵埃や微細なワークが落ち込まないようにモールド樹脂で埋めることが可能であり、しかも１次側磁束発生部としての可動子との間のギャップに面する固定子側のギャップ面を高精度で平滑にすることが可能である。

以上のような本発明において、固定子の極歯間に充填されるモールド樹脂は、エポキシ樹脂を主剤とするものとして、１００重量部の主剤に対して、充填剤として、３６０重量部以上４５０重量部以下の溶融球状シリカ、２６０重量部以上４５０重量部以下の水酸化アルミニウム、又は８０重量部以上１１０重量部以下のタルクから選択される何れか１種を含有するものを採用すれば、硬化後のモールド樹脂をＨＤＤ硬度８２〜８８の範囲とすることができる。

本発明に適用されるモールド樹脂の主剤であるエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＡＤ型、ノボラック型、環状脂肪族、グリシジルエステル系、グリシジルアミン系、複素環式等から選択される少なくとも１種以上を含有するものが適している。また、モールド樹脂には、主剤及び上述した含有割合の充填剤の他に、希釈剤や可撓性付与剤などのエポキシ樹脂用副資材、硬化剤、促進剤等を適宜配合することができる。硬化剤としては、酸無水物系、アミン系、ポリアミド系、塩基性活性水素化合物、第三アミン類、イミダゾール類、ルイス酸、ブレンステッド酸塩、ポリメルカプタン系、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート、ブロックイソシアネート、潜在性等から選択される少なくとも１種以上を含有するものが適している。

また本発明に係るリニアモータの製造方法は、上述した構成の１次側磁束発生部となる可動子及び２次側となる固定子を備えたリニアモータの製造において、特に固定子の極歯間に形成されるスリットにモールド樹脂を注入し、加熱硬化させ、固定子のギャップ面を研磨処理により平滑とし、硬化後の前記モールド樹脂を、ＨＤＤ硬度８２以上８８以下としたことを特徴とするものである。斯かる製造方法によれば、固定子の極歯間のスリットをモールド樹脂で埋めつつ、モールド樹脂の研磨処理時に上述のような不具合が生じず、可動子との間のギャップを適正に形成したリニアモータを製造することが可能となる。

本発明に係るリニアモータは、２次側固定子の極歯間にモールド樹脂を充填し硬化させたものを備えており、しかもモールド樹脂の硬化後の硬度をＨＤＤ硬度８２以上８８以下となるようにしたものであるため、１次側磁束発生部としての可動子と対面する固定子のギャップ面を研磨するに際して、研磨機の研磨材を損傷させることがなく、また研磨機の押圧力でモールド樹脂が極歯間のスリットに一旦潜り込んで後から盛り上がってくるという現象も生じることがなく、高精度に平滑なギャップ面を研磨により形成することができるという優れた特性が得られるものである。したがって、このような固定子を備えたリニアモータであれば、極歯間のスリットに塵埃や微細なワークが落ち込むという問題を解消できるだけでなく、可動子のロスの少ないスムーズな走行状態を得ることが可能である。

本発明の一実施形態に係るリニアモータ全体の概略構成を示す側面図。同実施形態に適用される固定子の平面図。同実施形態の実施例１〜５及び比較例１〜４の配合組成比と実験結果を一覧表として示す図。同実施形態の実施例６〜１１及び比較例５〜６の配合組成比と実験結果を一覧表として示す図。同実施形態の実施例１２〜１６及び比較例７〜８の配合組成比と実験結果を一覧表として示す図。各実施例及び比較例の樹脂に対する体積抵抗率の試験方法を示す模式図。各実施例及び比較例の樹脂に対する均一分散性の試験方法を示す模式図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、１次側磁束発生部としての可動子２と、２次側として機能する固定子３とを備えた本実施形態に係るリニアモータ１の概略図である。このリニアモータ１において可動子２は、積層コアによって形成された可動子本体２１と、可動子本体２１に形成された固定子３側（下面側）を向くギャップ面２１ｓに形成したスリットに挿入された永久磁石２２と、積層コアによって例えばＵ相，Ｖ相，Ｗ相の３つの磁極を形成し各磁極にそれぞれ巻回したコイル２３とを備えている。

固定子３は、図１及び図２に示すように、例えば積層コアにより形成された固定子本体３１の上面側（ギャップ面３１ｓ）が整列した凹凸に形成され、その凸部分である極歯（ティース）３１１が一定間隔で直線的に配列された構成を有しており、可動子２と一定の小さい隙間であるギャップＧを介して配置され、コイルへの通電時には可動子２を極歯３１１の配列方向へ直線的に往復動作可能としたものである。本実施形態では、固定子３の隣接する極歯３１１同士の間に形成されたスリット３２に、モールド樹脂３３を注入後硬化させた構成としたものである。

具体的に、固定子３は、図２に示すように、固定子本体３１を、積層鋼板（図面上ではブロック体として示している）により多数の極歯３１１と、極歯３１１の上面を除く周囲を包囲する筐体３１２とが形成されるように構成した長尺な部材である。極歯３１１は、一方向に延伸させた直方体状をなす部位であり、多数の極歯３１１を一定間隔で平行に配置している。固定子３の隣接する極歯３１１同士の間のスリット３２と、極歯３１１の周囲の溝部３１３には、溶融したモールド樹脂３３を流し込み、硬化させた後、研磨することにより、可動子２と対抗するギャップ面３１ｓを平滑となるように処理している。

本実施形態では、モールド樹脂３３として、１００重量部のビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂を主剤、１重量部のキレート剤からなる促進剤を含有するものを適用し、多官能アクリレートからなる希釈剤と、脂環式酸無水物系の硬化剤の配合量を種々変更するとともに、充填剤として破砕シリカ、溶融球状シリカ、水酸化アルミニウム、タルクの配合量を種々変化させることにより、リニアモータ１の固定子３に充填するモールド樹脂３３として適しているか否かの試験を行った結果、モールド樹脂３３として適しているものを実施例、適していないものを比較例とした。図３〜図５に、各実施例及び比較例の配合組成比と試験結果を示す。

図３に示した実施例１〜５及び比較例１〜４は、充填剤としてシリカを適用したものであり、特に比較例１〜３では充填剤として破砕シリカを、実施例１〜５及び比較例４では充填剤として溶融球状シリカを適用している。各実施例及び比較例の樹脂の配合組成比は次の通りである（以下、配合量の単位は「重量部」である）。
＜比較例１＞主剤：１００、希釈剤：６０、硬化剤：８０、促進剤：１、充填剤（破砕シリカ：２７０）
＜比較例２＞主剤：１００、希釈剤：６０、硬化剤：８０、促進剤：１、充填剤（破砕シリカ：２２０）
＜比較例３＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（溶融球状シリカ：３４０）
＜実施例１＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（溶融球状シリカ：３６０）
＜実施例２＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（溶融球状シリカ：３８０）
＜実施例３＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（溶融球状シリカ：４００）
＜実施例４＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（溶融球状シリカ：４２０）
＜実施例５＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（溶融球状シリカ：４５０）
＜比較例４＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（溶融球状シリカ：５００）

図４に示した実施例６〜１１及び比較例５〜６は、充填剤として水酸化アルミニウムを適用したものである。水酸化アルミニウムは難燃性に優れているため、本実施形態のリニアモータ１について難燃性ＵＬ９４規格を取得する場合には、モールド樹脂として水酸化アルミニウムを適用することが有利である。各実施例及び比較例の樹脂の配合組成比は次の通りである（以下、配合量の単位は「重量部」である）。
＜比較例５＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（水酸化アルミニウム：２４０）
＜実施例６＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（水酸化アルミニウム：２６０）
＜実施例７＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（水酸化アルミニウム：３６０）
＜実施例８＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（水酸化アルミニウム：３８０）
＜実施例９＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（水酸化アルミニウム：４００）
＜実施例１０＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（水酸化アルミニウム：４２０）
＜実施例１１＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（水酸化アルミニウム：４５０）
＜比較例６＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（水酸化アルミニウム：４７０）

図５に示した実施例１２〜１５及び比較例７〜９は、充填剤としてタルクを適用したものである。各実施例及び比較例の樹脂の配合組成比は次の通りである（以下、配合量の単位は「重量部」である）。
＜比較例７＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（タルク：６０）
＜比較例８＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（タルク：７０）
＜実施例１２＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（タルク：８０）
＜実施例１３＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（タルク：９０）
＜実施例１４＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（タルク：１００）
＜実施例１５＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（タルク：１１０）
＜比較例９＞主剤：１００、希釈剤：２０、硬化剤：１００、促進剤：１、充填剤（タルク：１２０）

各実施例及び比較例のモールド樹脂３３の適否は、モールド樹脂の研磨性、研磨後の樹脂の変化、吸水率、体積抵抗率、均一分散性、粘度、硬度についてそれぞれ評価することにより判断した。

モールド樹脂の研磨性は、極歯３１１同士の間のスリット３２と溝部３１３に各実施例及び比較例のモールド樹脂を注入し硬化させて固定子３の実機モデルを作成し、モールド樹脂が硬化した後の表面を実際に研磨機で研磨することによりギャップ面３１ｓを形成し、研磨のし易さや研磨材の損傷の有無によって２段階（研磨性良：○、研磨性不良：×）で評価した。

研磨後の樹脂の変化は、モールド樹脂の硬化及び研磨後に樹脂が再び盛り上がってくるか否かの指標であり、上述した「研磨性」の良否と共に適切に研磨されているか否かの指標でもある。具体的な樹脂の変化の評価は、極歯３１１同士の間のスリット３２と溝部３１３に各実施例及び比較例のモールド樹脂を注入し硬化させ、その表面を実際に研磨機で研磨した後、１６０℃で１０時間の加熱試験を行った後、室温で８００時間経過後にギャップ面３１ｓが平滑な状態を保っているか盛り上がってくるかを、２段階（平滑を維持：○、盛り上がる：×）で評価した。

モールド樹脂の吸水率は、その値が大きいほど樹脂の絶縁抵抗等の電気的性質や機械的性質、耐薬品性や耐候性が劣り、経時変化による変形（膨張）が生じやすくなることから、吸水率が小さいほどモールド樹脂として適している。吸水率の試験方法としては、各実施例及び比較例の組成の樹脂の試験片（５０ｍｍ角Ｘ２ｍｍ）を約２４時間乾燥させた後、水を入れた容器に浸漬し、２５±２℃で３３６時間保持してから容器から取り出し、流水（清水）中で３０分間冷却し、乾燥した清浄なガーゼなどで速やかに水分を拭き取り、１分以内に質量を計測することで、次式（１）により吸水率を算出した。式（１）中、Ｗは吸水率（％）、ｍ０は給水前の試験片の質量、ｍ１は給水後の試験片の質量を示している。吸水率は、吸水率が０．１〜０．６（％）であれば良好（○）、０．７〜１．５（％）であれば不良（×）と評価した。

モールド樹脂の体積抵抗率は、モールド樹脂の電流の流しにくさ（流しやすさ）の指標であり、体積抵抗率が高いほど電気絶縁材として適している。体積抵抗率の試験方法としては、恒温槽に設置した各実施例及び比較例の組成の樹脂の試験片Ｔ１（１１０ｍｍ角Ｘ厚さ３ｍｍ）について、図６に示す測定装置Ｘを用いて体積抵抗を測定し、次式（２）により体積抵抗率を算出した。測定装置Ｘは、測定電極（主電極Ｘ１（直径５０ｍｍ）、対電極Ｘ２（直径８０ｍｍ）、ガード電極Ｘ３（外径８０ｍｍ、内径７０ｍｍ））及び超絶縁計（川口電機製作所製、型番Ｒ−５０３）Ｘ４を有するものである。式（２）中、ρは体積抵抗率（Ω・ｍ）、Ｄは主電極の直径（５０ｍｍ）、Ｒは体積抵抗の測定値（Ω）、δは試験片の厚み（３ｍｍ）を示している。体積抵抗率の適否は、体積抵抗率が１Ｘ１０^１２（Ω・ｍ）以上であれば良好（○）、１Ｘ１０^１２（Ω・ｍ）未満であれば不良（×）であると評価した。

均一分散性は、極歯３１１同士の間のスリット３２に充填し硬化した後のモールド樹脂３３の密度分布、すなわち、主剤中に充填剤が均一に分散しているか、或いはモールド樹脂が溶融状態の間に主剤中に充填剤が沈降しているか、を示す指標である。均一分散性の試験方法としては、図７に示すように、各実施例及び比較例の組成の樹脂を熱変形温度測定用金型に流し込み、恒温槽で１１０℃の下、４時間加熱硬化させて形成した試験片Ｔ２（１２ｍｍ角Ｘ長さ１１０ｍｍ）を金型から取り出し、上下５つに切断し、各々長さ１０ｍｍの上中下の切断片（上：Ｔ２１，中：Ｔ２２，下：Ｔ２３）３個の寸法と質量を測定することでそれぞれの密度を求め、各切断片Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３の密度を比較することにより行った。均一分散性は、各切断片Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３の密度の差が小さいほど良好であるとして、モールド樹脂中の充填剤の分散性の良否を３段階（○△×）で評価した。具体的な密度分布の評価は、切断片Ｔ２２を基準とし、次式（３）による切断片Ｔ２１の切断片Ｔ２２に対する密度の差（密度分布１）と、次式（４）による切断片Ｔ２３の切断片Ｔ２２に対する密度の差（密度分布２）を算出し、密度分布１，２の値が±１％以内であれば良好（○）、±２％以内であれば普通（△）、±２％をよりも大きければ不良（×）とした。なお、式（３）（４）中のＴ２１，Ｔ２２，Ｔ２３は、それぞれ対応する切断片の密度の測定値を表している。

モールド樹脂の粘度は、高ければ注型不良（樹脂が全体に流れていかない）、低ければ良好な作業性が得られる、という性質を表している。粘度の測定試験方法としては、日本工業規格に規定の粘度測定方法（ＪＩＳＣ２１０３：２００６５．３（電気絶縁用ワニス試験方法粘度））に従い、各実施例及び比較例の組成の樹脂の試験片について、２３℃±０．５Ｋで測定した。粘度は、一定基準以下の場合をモールド樹脂として適しているとして、３段階（○△×）で評価した。具体的な粘度の評価は、１５Ｐａ・ｓ以下であれば良好（○）、１５〜２０Ｐａ・ｓであれば普通（△）、２０Ｐａ・ｓよりも大きければ不良（×）とした。

モールド樹脂の硬度は、上述した「研磨後の樹脂の変化」と共にモールド樹脂の硬化及び研磨後に樹脂が再び盛り上がってくるか否かの指標であり、また「研磨性」の良否と共に適切に研磨されているか否かの指標としても利用できるものである。さらにモールド樹脂は、リニアモータ１の固定子３に充填する樹脂材料としても適切な硬さの条件を満たしている必要がある。このような観点から、硬度の測定は、「研磨後の樹脂の変化」の試験で用いた各実施形態及び比較例の試料の硬化後のモールド樹脂について、日本工業規格（ＪＩＳＫ７２１５）に準拠したデュロメータＤ硬度計を用いてＨＤＤ硬度を測定し、測定結果の数値と共に、上述した指標（条件）を満たすか否かを、硬度の良否（○×）で評価した。

試験結果から、まず充填剤にシリカを適用した樹脂に関しては、破砕シリカを適用した比較例１及び比較例２では、研磨の際に研磨機の研磨材が損傷するという研磨性の不良がこの試験でも確認され、また硬度も高すぎたことから、本実施形態に適用されるモールド樹脂としては不適切であると判定された。一方、充填剤に溶融球状シリカを適用した場合、各試験結果は概ね良好であったが、溶融球状シリカの配合量が少ない樹脂（比較例３）では均一分散性が不良であり、硬度が不足し、溶融球状シリカの配合量が多い樹脂（比較例４）では粘度が不良であり、硬度が高過ぎた。比較例３と比較例４の間の溶融球状シリカの配合量であれば、各試験結果は概ね良好であったことから、本実施形態のモールド樹脂に含有させる溶融球状シリカには、３６０重量部（実施例１）〜４５０重量部（実施例５）が好ましいことが判明した。但し、実施例１では均一分散性がやや低く、実施例５では粘度がやや高いという結果が得られており、全ての試験結果で良好であったのは実施例２〜実施例４であることから、本実施形態のモールド樹脂に溶融球状シリカを充填剤として適用する場合には、溶融球状シリカの配合量を３８０〜４５０重量部とすることが望ましいことが判明した。

次に、充填剤に水酸化アルミニウムを適用した樹脂に関しては、水酸化アルミニウムの配合量が少ない樹脂（比較例５）では粘度は適切であったものの均一分散性が不良であり、他の試験でも評価に値しなかったため、硬度については計測も評価も行わなかった。また、水酸化アルミニウムの配合量が多い樹脂（比較例６）では粘度が不良であり、硬度が高すぎた。比較例５と比較例６の間の水酸化アルミニウムの配合量では、各試験結果は概ね良好であったことから、本実施形態のモールド樹脂に水酸化アルミニウムを充填剤として適用する場合には、２６０重量部（実施例６）〜４５０重量部（実施例１１）が好ましいことが判明した。さらに、作業上の計量誤差を考慮すると、水酸化アルミニウムの配合量は、３６０重量部（実施例７）〜４２０重量部（実施例１０）とすれば、若干の配合ミスが生じても良好な特性が維持できて好ましいといえる。＜

最後に、充填剤にタルクを適用した樹脂に関しては、各試験結果は概ね良好であったが、タルクの配合量が少ない樹脂（比較例７）では均一分散性と硬度が不良であり、また、比較例８のタルクの配合量（７０重量部）ではモールド樹脂の硬度が不足した。さらに、これらの比較例においては、研磨時にスリット内に押し込まれたモールド樹脂が研磨後に時間経過により元に戻り盛り上がってくる現象が認められた。一方、タルクの配合量が多い樹脂（比較例９）では粘度が不良であった。しかしながら、充填剤にタルクを用いた場合であっても、比較例８と比較例９の間の配合量では、各試験結果は概ね良好であったことから、本実施形態のモールド樹脂にタルクを充填剤として適用する場合には、８０重量部（実施例１２）〜１１０重量部（実施例１５）が好ましいことが判明した。さらに、作業上の計量誤差を考慮すると、水酸化アルミニウムの配合量は、９０重量部（実施例１３）〜１００重量部（実施例１４）とすれば、若干の配合ミスが生じても良好な特性が維持できて好ましいといえる。

以上の結果から、リニアモータ１の２次側となる固定子３における極歯３１１間のスリット３２に塵埃やワークを落ち込ませないために、そのスリット３２をモールド樹脂３３で埋める場合、可動子２との間のギャップＧを一定間隔に保つためには、固定子３側のギャップ面３１ｓを平滑に研磨する必要があるが、モールド樹脂３３が硬すぎると研磨材の破損を招来し、柔らかすぎると研磨時の押圧力で一旦はスリット３２内に押し込まれたモールド樹脂がその後に盛り上がりギャップ面３１ｓの平坦度を維持できないことから、モールド樹脂３３としては、このような不具合が生じない適度な堅さ（柔らかさ）が必要であり、その硬さはＨＤＤ硬度で８５±３の条件を満たせば、充填剤として溶融球状シリカ、水酸化アルミニウム、タルクの何れかを適用したモールド樹脂３３として好ましい組成を特定することができた。

特に、上述した実施例１〜実施例１５のように、主剤として１００重量部のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いる場合、鉱物由来の充填剤としては、３６０重量部〜４５０重量部の溶融球状シリカ、２６０重量部〜４５０重量部の水酸化アルミニウム、７０重量部〜１１０重量部のタルクの何れかを適用することが好ましいことが明らかとなった。

なお、本発明に係るリニアモータとしては、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、固定子のモールド樹脂は各実施例に記載した組成に限定されるものではない。モールド樹脂については、主剤、希釈剤、硬化剤、促進剤は用途やコスト等を考慮して種々変更することができ、希釈剤や促進剤は必要に応じて使用すればよく、その他にも可撓性付与剤等を用いることもできる。また、充填剤には、溶融球状シリカ、水酸化アルミニウム、タルクを上述した配合量で添加する以外にも、これらの充填剤を複数種組み合わせて使用することもできる。

１…リニアモータ
２…可動子
３…固定子
３１ｓ…ギャップ面
３２…スリット
３３…モールド樹脂
３１１…極歯

Claims

２次側となる固定子と、当該固定子と対面しつつ所定寸法のギャップを隔てて浮上した状態で前記固定子に沿って走行する１次側磁束発生部としての可動子とを具備し、
前記固定子は、長手方向と直交する方向に延在させた複数の極歯を所定間隔で長手方向に整列配置するとともに、隣接する前記極歯同士の間に形成されるスリットに注入したモールド樹脂を加熱硬化させ、前記ギャップ側を向いて前記可動子と対面するギャップ面を研磨処理により平滑としたものであって、
硬化後の前記モールド樹脂を、ＨＤＤ硬度８２以上８８以下に設定していることを特徴とするリニアモータ。
前記モールド樹脂は、エポキシ樹脂を主剤とするものであり、１００重量部の主剤に対して、充填剤として、３６０重量部以上４５０重量部以下の溶融球状シリカ、２６０重量部以上４５０重量部以下の水酸化アルミニウム、又は８０重量部以上１１０重量部以下のタルクから選択される何れか１種を含有するものである請求項１に記載のリニアモータ。
２次側となる固定子と、当該固定子と対面しつつ所定寸法のギャップを隔てて浮上した状態で前記固定子に沿って走行する１次側磁束発生部としての可動子とを具備し、前記固定子が、長手方向と直交する方向に延在させた複数の極歯を所定間隔で長手方向に整列配置させた構成を有するリニアモータの製造方法であって、
隣接する前記極歯同士の間に形成されるスリットに、モールド樹脂を注入し、加熱硬化させ、前記ギャップ側を向いて前記可動子と対面するギャップ面を研磨処理により平滑とし、硬化後の前記モールド樹脂を、ＨＤＤ硬度８２以上８８以下としていることを特徴とするリニアモータの製造方法。