JP2017060288A - リニアモータ、それを備えるリニアアクチュエータ、及びリニアモータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工工数を少なくし、リニアモータの製造コストを低減させる。【解決手段】リニアモータ３０は、コイル６０が内蔵されるコアユニット５２が軸方向に複数積層されるコア５０と、複数の永久磁石４１が軸方向に間隔をあけて配置され、コア５０内を軸方向に移動自在なシャフト４０と、を備える。コアユニット５２は、軸方向に分割される一対のコア部材５４，５５，５６を有し、一対のコア部材５４，５５，５６は、互いに対向する端面をそれぞれ有し、少なくとも一方のコア部材５４，５５の端面には、環状の溝部５４Ｃ，５５Ｃが設けられる。コイル６０は、一対のコア部材５４，５５，５６により挟持される。【選択図】図２

Description

本発明は、電磁力によって軸方向に伸縮するリニアモータ、それを備えるリニアアクチュエータ、及びリニアモータの製造方法に関するものである。

特許文献１には、複数のコイルを有するコアと、複数の永久磁石が設けられるシャフトと、を備え、コイルに電流を供給することによって、シャフトがコアに対して軸方向に相対移動するリニアモータが記載されている。特許文献１に開示されるリニアモータのコアは、コアを形成する円環状部材が軸方向に複数積層され、各円環状部材の間にコイルが収容されることによって形成される。

特開２００９−２５４０２５号公報

しかしながら、特許文献１に開示される円環状部材には、コイルを収容するための溝が両側面に設けられるため、これらの溝を形成するには、一方の側面への溝加工を行った後、円環状部材を反転してから、他方の側面への溝加工を行わなければならない。このため、加工工数が多くなり、結果として、リニアモータの製造コストが上昇するおそれがある。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、加工工数を少なくし、リニアモータの製造コストを低減させることを目的とする。

第１の発明は、コアは複数のコアユニットにより形成され、コアユニットは、平行な端面を有する円環状部材であって、軸方向に分割される一対のコア部材を有し、一対のコア部材は、互いに対向する端面をそれぞれ有し、少なくとも一方のコア部材の端面には、環状の溝部が設けられ、コイルは、一対の前記コア部材により挟持されることを特徴とする。

第１の発明では、平行な端面を有するコア部材の一方の端面に、コイルを収容するための環状の溝部が設けられる。このように、コイルを収容するための溝部は、コア部材の一方の端面への加工を行うだけで形成される。

第２の発明は、一対のコア部材の形状が同一であることを特徴とする。

第２の発明では、形状が同じ二つのコア部材によってコアユニットが形成される。コアユニットを形成する二つの部材が共通化されるため、部材の管理費や部材の製造コストを低減させることができる。

第３の発明は、コアユニットが、内蔵されるコイルが直列に接続されるコアユニット毎に複数のコアユニット群に分けられ、同じコアユニット群に属する少なくとも二つ以上のコアユニットに内蔵されるコイルは、単一の線材によって形成されることを特徴とする。

第３の発明では、同じコアユニット群に属する少なくとも二つ以上のコアユニットに内蔵されるコイルが、単一の線材によって形成される。このため、コアユニット間においてコイルを結線する作業が不要または容易となり、リニアモータの製造効率が向上されるとともにリニアモータの製造コストを低減させることができる。

第４の発明は、第１チューブと、第１チューブの外周に設けられる第２チューブと、を備えるリニアアクチュエータが、第１から第３の発明のリニアモータの何れかを備えることを特徴とする。

第４の発明では、コアが設けられる第１チューブの外周にシャフトの一端が固定される第２チューブが摺動自在に設けられる。このため、外部部材から荷重が作用しても、第１チューブと第２チューブとにより荷重が分散されるため、リニアアクチュエータは所望の推力によって伸縮することが可能である。

第５の発明は、リニアモータの製造方法が、平行な端面を有する円環状部材の一方の端面に溝部を設けることによってコア部材を形成する工程と、一対のコア部材の溝部を対向させ、溝部で画定される空間にコイルを収容することによって平行な端面を有するコアユニットを形成する工程と、を含むことを特徴とする。

第５の発明では、コイルを収容するための溝部は、平行な端面を有する円環状部材の一方の端面に設けられているため、円環状部材の一方の平坦面への加工を行うだけで溝部を形成することができる。また、コアユニットは、平行な端面を有する円環状とされるため、コアは、複数のコアユニットを軸方向に単に重ねるだけで容易に組み立てられる。

第６の発明は、リニアモータの製造方法が、コアユニットを、内蔵されるコイルが互いに直列に接続される一群毎に分けて形成する工程と、同じ一群に属する少なくとも二つ以上のコアユニットに内蔵されるコイルを、単一の線材によって形成する工程と、をさらに含むことを特徴とする。

第６の発明では、コアユニットは、内蔵されるコイルが互いに直列に接続される一群毎に分けて形成され、同じ一群に属する少なくとも二つ以上のコアユニットのコイルは単一の線材によって形成される。このため、同じ一群に属するコアユニットのコイル同士を結線する作業が不要または容易になり、リニアモータの製造効率が向上されるとともにリニアモータの製造コストを低減させることができる。

本発明によれば、加工工数が少なくなり、リニアモータの製造コストを低減させることができる。

本発明の実施形態に係るリニアモータ及びリニアアクチュエータの軸方向断面図である。 本発明の実施形態に係るリニアモータのコアの軸方向断面図である。 本発明の実施形態に係るリニアモータの等価電気回路を示す図である。 本発明の実施形態に係るリニアモータのコアユニットの断面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係るリニアモータの製造方法を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るリニアモータの変形例のコアユニットの断面図である。

以下、図１を参照して、本発明の実施形態に係るリニアモータ３０及びそれを備えるリニアアクチュエータ１００について説明する。

リニアモータ３０は、リニアアクチュエータ１００の駆動源であり、内周側に複数のコイル６０が軸方向に間隔をあけて配置される円筒状のコア５０と、複数の永久磁石４１が軸方向に間隔をあけて配置され、コア５０内を軸方向に移動自在なシャフト４０と、を備える。

リニアアクチュエータ１００は、リニアモータ３０のコア５０が固定される第１チューブ１０と、第１チューブ１０の外周に摺動自在に設けられ、リニアモータ３０のシャフト４０が固定される第２チューブ２０と、を備える。

リニアモータ３０では、コイル６０に供給される電流に応じてシャフト４０を軸方向に駆動する推力（電磁力）が発生し、リニアアクチュエータ１００の第１チューブ１０と第２チューブ２０とは、リニアモータ３０が発生する推力によって相対変位する。なお、図１には、最も収縮した状態のリニアアクチュエータ１００が示される。

第１チューブ１０は、中空円筒状のベース部１１と、ベース部１１の一端側に結合されるインナーチューブ１２と、ベース部１１の他端側に結合されるガイドチューブ１３と、を有する。

ベース部１１は、両端が開口する筒状部材であり、ガイドチューブ１３が結合されるベース本体１６と、ベース本体１６とインナーチューブ１２とを接続するアダプタ部１７と、を有する。ベース本体１６の内周には、径方向内側に向かって突出する環状のストッパ部１６Ａが形成される。

ベース本体１６の外周には、径方向に突出する第１連結部としての一対のトラニオン軸１が固定される。リニアアクチュエータ１００は、一対のトラニオン軸１が図示しない外部部材に回動可能に軸支されることで、外部部材に対して回動可能に保持される。一対のトラニオン軸１の何れか一方には、貫通孔１Ａが設けられる。

インナーチューブ１２は、一端がアダプタ部１７に結合される筒状部材であり、他端には内周面１２Ｂから径方向内側に向かって突出する円環状の規制部１２Ｃが設けられる。規制部１２Ｃは、インナーチューブ１２の内周面１２Ｂに挿入されるコア５０の軸方向における位置を規定するために設けられる。

アダプタ部１７は、ベース本体１６とインナーチューブ１２とを連結するアダプタ本体１８と、アダプタ本体１８とインナーチューブ１２との間に配置される配線案内板１９と、を有する。

アダプタ本体１８の内周面には、径方向内側に突出する押圧部１８Ａが設けられる。押圧部１８Ａは、アダプタ本体１８に結合されるインナーチューブ１２の端面１２Ｄと対向する位置に形成される。

配線案内板１９は、アダプタ本体１８の押圧部１８Ａとインナーチューブ１２の端面１２Ｄとの間に配置され、押圧部１８Ａとともに、コア５０をインナーチューブ１２内に押圧固定するために設けられる。また、配線案内板１９の外周側には、コイル６０からの配線６２が挿通する図示しない溝部が設けられる。

ガイドチューブ１３は、一端がベース本体１６に結合される筒状部材である。なお、インナーチューブ１２とアダプタ部１７との結合構造、アダプタ部１７とベース本体１６との結合構造及びアダプタ部１７とガイドチューブ１３との結合構造は、ねじ結合であってもよいし、嵌合結合であってもよい。

第２チューブ２０は、両端が開口し一端側から第１チューブ１０のインナーチューブ１２が摺動自在に挿入される中空円筒状のアウターチューブ２１と、アウターチューブ２１の他端に結合され、アウターチューブ２１の他端を閉塞するキャップ２２と、を備える。

キャップ２２の外側面には、図示しない外部機器が連結される第２連結部としての連結部材２が固定される。アウターチューブ２１とキャップ２２との結合構造は、ネジ結合であってもよいし、嵌合結合であってもよい。なお、アウターチューブ２１とキャップ２２とは、一体的に形成されてもよい。

リニアアクチュエータ１００は、第１チューブ１０と第２チューブ２０とを軸方向に相対変位可能に支持する第１リニアガイド部１５及び第２リニアガイド部２５をさらに備える。

インナーチューブ１２の自由端側の外周には、環状の第１軸受１４が設けられる。第１軸受１４の軸受面（外周面）１４Ａは、アウターチューブ２１の内周面２１Ａと摺接する。第１リニアガイド部１５は、インナーチューブ１２の外周面１２Ａと、第１軸受１４の軸受面１４Ａと、によって構成される。

アウターチューブ２１の開口端側の内周には、環状の第２軸受２３が設けられる。第２軸受２３の軸受面（内周面）２３Ａは、インナーチューブ１２の外周面１２Ａと摺接する。第２リニアガイド部２５は、アウターチューブ２１の内周面２１Ａと、第２軸受２３の軸受面２３Ａと、によって構成される。

リニアアクチュエータ１００が伸縮する際には、第１リニアガイド部１５では、第１軸受１４の軸受面１４Ａがアウターチューブ２１の内周面２１Ａに摺接し、第２リニアガイド部２５では、第２軸受２３の軸受面２３Ａがインナーチューブ１２の外周面１２Ａに摺接する。これにより、インナーチューブ１２とアウターチューブ２１とは、滑らかに摺動する。インナーチューブ１２の外周面１２Ａとアウターチューブ２１の内周面２１Ａとは、第１軸受１４及び第２軸受２３を介して互いに隙間なく対峙する。

シャフト４０は、中空部４０Ａを有する円筒状部材である。シャフト４０の一端は、連結部材２のねじ部２Ａによって第２チューブ２０のキャップ２２に固定され、他端は、ガイドチューブ１３内に摺動自在に配設されるロッドガイド２６に固定される。シャフト４０の他端にロッドガイド２６が設けられることで、ガイドチューブ１３とシャフト４０との同軸度が確保される。このため、リニアアクチュエータ１００の伸縮時にシャフト４０の端部が径方向に振れることが防止される。なお、シャフト４０は、連結部材２のねじ部２Ａによってキャップ２２に固定されているが、この構成に代えて、連結部材２とは別の部材からなる結合部材によってキャップ２２に固定される構成であってもよい。この場合、連結部材２は、キャップ２２と一体的に形成されてもよい。

シャフト４０の中空部４０Ａには、複数の永久磁石４１が軸方向に並んで保持される。永久磁石４１は、円柱状に形成されており、軸方向にＮ極とＳ極が位置するように着磁される。隣り合う永久磁石４１は、同極同士が対向するように配置される。また、隣り合う永久磁石４１の間には継鉄４２が設けられる。なお、継鉄４２を設けずに、隣り合う永久磁石４１が当接するようにしてもよい。また、中空部４０Ａ内の両端には非磁性体４３が配置される。つまり、シャフト４０は、非磁性体４３を介してキャップ２２及びロッドガイド２６に固定される。

次に、図１〜図３を参照して、コア５０について説明する。図２は、図１に示されるコア５０のみを拡大して示している。図３は、リニアモータ３０の等価電気回路を示す図である。

コア５０は、電磁軟鉄（純鉄）や珪素鉄、電磁ステンレス鋼、パーマロイ、パーメンジュール等の軟磁性材によって形成される円筒状部材であり、複数の円環状のコアユニット５２が軸方向に積層されることによって形成される。コア５０は、規制部１２Ｃに当接する一端面５０Ａと、配線案内板１９側に押圧される他端面５０Ｂと、シャフト４０が挿入される内周面５０Ｃと、を有し、図１に示されるように、インナーチューブ１２の内周面１２Ｂに挿入される。

図２に示されるように、コア５０は、外周側に軸方向に沿って形成されるバックヨーク部５０Ｄと、バックヨーク部５０Ｄからコア５０の軸中心に向かって突出する円環状の複数のティース部５０Ｅと、を有する。ティース部５０Ｅの軸方向厚さは、バックヨーク部５０Ｄから内周面５０Ｃに向かうにつれて徐々に厚くなるように形成される。

軸方向に隣接するティース部５０Ｅの間には、円環状のコイル６０を収容するためのスロット部５０Ｆが設けられる。スロット部５０Ｆ内に配置されたコイル６０に電流が供給されると、コイル６０の周囲に磁界が生じ、バックヨーク部５０Ｄとティース部５０Ｅとには、磁路が形成される。

各コイル６０は、絶縁被覆された金属線がコア５０の軸中心周りに同一方向に巻き回されて円環状に形成される。コイル６０には、複数のＵ相コイルＵ１〜Ｕ４と、複数のＶ相コイルＶ１〜Ｖ４と、複数のＷ相コイルＷ１〜Ｗ４と、があり、これら各相のコイル６０は、図２に示すように、他端面５０Ｂ側のスロット部５０Ｆから一端面５０Ａ側のスロット部５０Ｆに、Ｗ相、Ｕ相、Ｖ相の順番で一相ずつ交互に配置される。コイル６０の巻き回し方向は、同一方向に限定されず、
シャフト４０を駆動させる推力を発生することができれば、どちら向きに巻き回されていてもよく、例えば、隣接して配置されるコイル６０の巻き回し方向がそれぞれ反対の方向となるように巻き回してもよい。

Ｕ相コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ相コイルＶ１〜Ｖ４及びＷ相コイルＷ１〜Ｗ４は、図３に示されるように、それぞれ直列に接続される。また、各相の複数のコイルＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４は、それぞれ１本の金属線によって形成される。このように、コイル６０間に結線部がないため、コイル６０間を結線する作業を行う必要がなくなり、誤った結線が行われるおそれもなくなる。また、コイル６０間に結線部がないため、結線部における断線のおそれがなくなり、リニアモータ３０の耐久性及び信頼性を向上させることができる。

第４Ｕ相コイルＵ４、第４Ｖ相コイルＶ４及び第４Ｗ相コイルＷ４からの配線の端部はＹ結線され、第１Ｕ相コイルＵ１、第１Ｖ相コイルＶ１及び第１Ｗ相コイルＷ１からの配線６２は、配線案内板１９と貫通孔１Ａとを通じて外部に引き出され、コントローラ７０に接続される。コントローラ７０は各相のコイル６０に供給される電流の大きさや位相を制御することにより、リニアモータ３０が発生する推力と推力発生方向（伸縮方向）とを制御する。

上述のように各相のコイルＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４は、それぞれ１本の金属線によって形成される。これに代えて、一部のコイル６０のみを１本の金属線によって形成してもよい。例えば、Ｕ相コイルＵ１〜Ｕ４のうち、第１Ｕ相コイルＵ１と第２Ｕ相コイルＵ２とを１本の金属線によって形成してもよいし、第４Ｕ相コイルＵ４を除くＵ相コイルＵ１〜Ｕ３を１本の金属線によって形成してもよい。この場合もコイル６０間の結線部が少なくなるため、コイル６０間を結線する作業が容易となる。また、コイル６０間の結線部が少なくなるため、結線部における断線のおそれが低くなり、リニアモータ３０の耐久性及び信頼性を向上させることができる。

次に、図２、図４及び図５を参照して、コア５０を形成するコアユニット５２について説明する。図４は、図２に示されるコア５０を構成する１つのコアユニット５２を拡大して示している。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、コイル６０を省略して示している。

コアユニット５２は、平行な二つの平坦面を有する円環状部材であって、軸方向に分割される一対のコア部材５４を有する。一対のコア部材５４は、互いに対向する端面をそれぞれ有し、それぞれの端面には環状の溝部５４Ｃが設けられる。コアユニット５２は、一対のコア部材５４，５４の溝部５４Ｃ同士を対向させることによって画定される空間に収容されるコイル６０をさらに有する。

コア部材５４は、図４及び図５に示されるように、中央に貫通孔５４Ｄを有する円環状部材であり、外周側に設けられる円筒部５４Ａと、円筒部５４Ａの一端から貫通孔５４Ｄの中心に向かって突出する円環部５４Ｂと、を有する。円環部５４Ｂの軸方向の厚さは貫通孔５４Ｄに向かって徐々に厚くなるように設定される。円筒部５４Ａと円環部５４Ｂとは、円環状の平板材の一方の平坦面から環状の溝部５４Ｃが切削除去されることによって形成される。

一対のコア部材５４，５４は、形状が同じとなるように形成される。つまり、一対のコア部材５４，５４の貫通孔５４Ｄの径、円筒部５４Ａの軸方向長さ、円環部５４Ｂの径方向長さはそれぞれ同じ大きさである。なお、コイル６０が収容される空間が確保されれば、一対のコア部材５４，５４の一方の円筒部５４Ａの軸方向長さを短くし、他方の円筒部５４Ａの軸方向長さを長くすることで、一対のコア部材５４，５４の形状をそれぞれ異ならせてもよい。この場合も、円筒部５４Ａと円環部５４Ｂとは、円環状の平板材の一方の平坦面から環状の溝部５４Ｃが切削除去されることによって形成される。

図４に示されるように、上記形状のコア部材５４の円筒部５４Ａの他端同士が接合されると、対向し合う溝部５４Ｃによって、コイル６０が収容される空間であるスロット部５０Ｆが画定される。つまり、コイル６０は、一対のコア部材５４，５４によって挟持される。このように、コアユニット５２は、円環状のコア部材５４が接合されることによって形成されるため、その外形は、平行な二つの平坦面５２Ａを有する円環状となる。

上記構成のコアユニット５２が、図２に示されるように、平坦面５２Ａを介して複数積層されることによってコア５０は形成される。コアユニット５２が積層される際、隣り合うコアユニット５２のコア部材５４の円筒部５４Ａが接合されて、前述のバックヨーク部５０Ｄが形成される。また、隣り合うコアユニット５２のコア部材５４の円環部５４Ｂが接合されて、前述のティース部５０Ｅが形成される。

続いて、図２、図４及び図６を参照し、リニアモータ３０の製造方法のうち、特にコア５０の製造方法について説明する。図６は、内蔵されるコイル６０が互いに直列に接続される一群（５０Ｕ，５０Ｖ，５０Ｗ）毎に分けて形成されたコアユニット５２を示している。

まず、コイル６０形成工程において、各相のコイル６０が形成される。具体的には、１本の金属線を巻き回すことにより、４つの円環状のＵ相コイルＵ１〜Ｕ４が順次形成される。同様にして、Ｖ相コイルＶ１〜Ｖ４及びＷ相コイルＷ１〜Ｗ４が形成される。

次に、コア部材５４形成工程において、軟磁性材によって形成される円環状の平板材の一方の端面に環状の溝部５４Ｃが切削加工される。この加工によって、上述の形状を有するコア部材５４が形成される。平板材の外形は、円環状に限定されず、例えば、中央に貫通孔が形成された円盤状であってもよく、最終的に円環状に加工されればどのような外形形状を有していてもよい。

コア部材５４は、軟磁性材のうちパーメンジュールにより形成されることが好ましい。パーメンジュールは、ＦｅとＣｏとの合金であって、飽和磁束密度が２．４５Ｔの特性を有する。電磁軟鉄の飽和磁束密度は最大で２．２２Ｔ程度であるため、これよりも高い飽和磁束密度を有するパーメンジュールを用いることでリニアモータ３０の推力を高めることができる。一方、パーメンジュールは高価な材料であり、歩留まりが低下すると、製造コストの上昇を招いてしまう。しかしながら、本実施形態では、コア部材５４は、平板材の一方の端面に環状の溝部５４Ｃが切削加工されるだけで形成される。このため、両端面から加工が行われる場合と比較し、歩留まりが向上し、結果として製造コストの上昇を抑制することができる。

続いて、コイル６０が互いに直列に接続される一群毎、すなわちＵ相コイルＵ１〜Ｕ４群、Ｖ相コイルＶ１〜Ｖ４群及びＷ相コイルＷ１〜Ｗ４群毎に分けてコアユニット５２を形成するコアユニット５２形成工程が行われる。具体的には、コイル６０形成工程において形成されたＵ相コイルＵ１〜Ｕ４群の４つのコイル６０を、コア部材５４形成工程において形成された一対のコア部材５４によってそれぞれ挟みこむことによって、図６に示されるＵ相コアユニット群５０Ｕが形成される。

Ｕ相コアユニット群５０Ｕは、第１Ｕ相コイルＵ１が内蔵されるコアユニット５２である第１Ｕ相コアユニット５２Ｕ１と、第２Ｕ相コイルＵ２が内蔵される第２Ｕ相コアユニット５２Ｕ２と、第３Ｕ相コイルＵ３が内蔵される第３Ｕ相コアユニット５２Ｕ３と、第４Ｕ相コイルＵ４が内蔵される第４Ｕ相コアユニット５２Ｕ４と、を有する。これらのＵ相コアユニット５２Ｕ１〜５２Ｕ４は、各Ｕ相コイルＵ１〜Ｕ４間の接続配線６３Ａ〜６３Ｃによって、一連に連結された状態となる。Ｖ相コイルＶ１〜Ｖ４群及びＷ相コイルＷ１〜Ｗ４群についても同様にしてＶ相コアユニット群５０Ｖ及びＷ相コアユニット群５０Ｗが形成される。

続いて、軸方向において隣接するコアユニット５２が互いに異なる一群に属するコアユニット５２となるように、コアユニット５２を積層することによってコア５０を形成するコア５０形成工程が行われる。具体的には、Ｗ相コアユニット群５０Ｗに属する第１Ｗ相コアユニット５２Ｗ１に隣接してＵ相コアユニット群５０Ｕに属する第１Ｕ相コアユニット５２Ｕ１が積層され、Ｕ相コアユニット群５０Ｕに属する第１Ｕ相コアユニット５２Ｕ１に隣接してＶ相コアユニット群５０Ｖに属する第１Ｖ相コアユニット５２Ｖ１が積層される。ここで、各コアユニット群５０Ｕ，５０Ｖ，５０Ｗに属するコアユニット５２は、上述のように連結されているため、例えば二つのコアユニット５２が同じ一群に属するものであるのか否かは容易に判別される。なお、各コアユニット５２に着色したり、刻印したりすることによって、各コアユニット５２が何れの一群に属するかを識別できるようにしてもよい。

このように、Ｗ相コアユニット群５０Ｗに属するＷ相コアユニット５２Ｗ１〜Ｗ４、Ｕ相コアユニット群５０Ｕに属するＵ相コアユニット５２Ｕ１〜Ｕ４、Ｖ相コアユニット群５０Ｖに属するＶ相コアユニット５２Ｖ１〜Ｖ４の順番で交互に積層されることによって、コア５０は、図２に示されるように円筒状に形成される。すべてのコアユニット５２が積層された後、第４Ｕ相コアユニット５２Ｕ４、第４Ｖ相コアユニット５２Ｖ４及び第４Ｗ相コアユニット５２Ｗ４から延びる配線端部６４がＹ結線され、コア５０は完成する。

ここで、上述のように、各コアユニット５２の両端面は平坦面５２Ａとなっているため、複数のコアユニット５２を軸方向に単に重ねるだけで容易にコア５０を組み立てることができる。

また、各コアユニット５２間の接続配線６３Ａ〜６３Ｃの長さは、各コアユニット５２間に配置される他のコアユニット５２の数に合わせて設定される。例えば、第１Ｕ相コアユニット５２Ｕ１と第２Ｕ相コアユニット５２Ｕ２との間には、第１Ｖ相コアユニット５２Ｖ１と第１Ｗ相コアユニット５２Ｗ１との二つのコアユニット５２が配置される。このため、第１Ｕ相コアユニット５２Ｕ１と第２Ｕ相コアユニット５２Ｕ２とを接続する接続配線６３Ａの長さは、第１Ｕ相コアユニット５２Ｕ１と第２Ｕ相コアユニット５２Ｕ２との間にちょうど二つのコアユニット５２が配置可能な長さに設定される。

このため、各コアユニット５２間に、予め設定された数よりも多くの他のコアユニット５２が配置されると、接続配線６３Ａ〜６３Ｃの長さが足りなくなり、予め設定された数よりも少ない他のコアユニット５２が配置されると、接続配線６３Ａ〜６３Ｃの長さが余ってしまう。これにより、積層されるコアユニット５２の数が多くなったり、少なくなったりすることが防止される。

なお、コアユニット５２が積層される順序は、上記順序に限定されず、コイル６０に電流が供給されることによって、シャフト４０を駆動させる推力を発生することができれば、どのような順序であってもよい。

次に、リニアモータ３０及びリニアアクチュエータ１００の動作について説明する。

リニアモータ３０では、コイル６０に所定方向の電流が供給されると、シャフト４０を一方向（図１において右方向）に駆動する推力が発生する。シャフト４０が一方向に駆動されると、第２チューブ２０のアウターチューブ２１が第１チューブ１０のインナーチューブ１２に対して摺動しながら移動して、リニアアクチュエータ１００が伸長する。

リニアアクチュエータ１００が最伸長位置まで伸長すると、ロッドガイド２６がベース本体１６のストッパ部１６Ａの側面に当接し、それ以上のシャフト４０の移動が規制される。このように、ロッドガイド２６は、ストッパとして機能する。

一方、コイル６０に伸長時とは逆位相の電流が供給されると、シャフト４０を他方向（図２において左方向）に駆動する推力が発生する。シャフト４０が他方向に駆動されると、第２チューブ２０のアウターチューブ２１が第１チューブ１０のインナーチューブ１２に対して摺動しながら移動して、リニアアクチュエータ１００が収縮する。

図１に示すように、リニアアクチュエータ１００が最収縮位置まで収縮すると、キャップ２２がインナーチューブ１２の規制部１２Ｃに当接し、それ以上のシャフト４０の移動が規制される。

なお、リニアアクチュエータ１００が最収縮位置となったとき、シャフト４０の永久磁石４１の一部は、図１に示すように、コア５０に固定されるコイル６０よりもキャップ２２側に突出した状態となる。このように、最収縮位置において、永久磁石４１の一部が、コイル６０よりもリニアアクチュエータ１００が伸長する側に存在するため、最収縮位置からリニアアクチュエータ１００を伸長させる際、シャフト４０を駆動する推力（電磁力）が発生し易くなる。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

リニアモータ３０では、コイル６０を収容するための溝部５４Ｃは、平行な二つの平坦面を有する円環状部材の一方の平坦面にのみ設けられているため、円環状部材の一方の平坦面への加工を行うだけで溝部５４Ｃを形成することができる。このように、溝部５４Ｃを形成するための工数は、溝部５４Ｃが円環状部材の両側面に設けられる場合と比較して少なくなるため、リニアモータ３０の製造コストを低減させることができるとともに製造効率を向上させることができる。

以下、図７を参照して、本発明の実施形態に係るリニアモータ３０の変形例について説明する。

上記実施形態では、一対のコア部材５４，５４には、それぞれ環状の溝部５４Ｃが設けられる。これに代えて、一対のコア部材５５，５６のうち一方のコア部材５５にのみ環状の溝部５５Ｃが設けられてもよい。

一対のコア部材５５，５６のうちの一方のコア部材５５は、中央に貫通孔５５Ｄを有する円環状部材であり、外周側に設けられる円筒部５５Ａと、円筒部５５Ａの一端から貫通孔５５Ｄの中心に向かって突出する円環部５５Ｂと、を有する。円環部５５Ｂの軸方向の厚さは貫通孔５５Ｄに向かって徐々に厚くなるように設定される。円筒部５５Ａと円環部５５Ｂとは、円環状の平板材の一方の平坦面から環状の溝部５５Ｃが切削除去されることによって形成される。

一対のコア部材５５，５６のうちの他方のコア部材５６は、円環部５６Ａと、貫通孔５６Ｂと、を有する円環状部材である。円環部５６Ａの軸方向の厚さは貫通孔５６Ｂに向かって徐々に厚くなるように設定される。円環部５６Ａは、円環状の平板材の一方の平坦面の一部分が切削除去されることによって形成される。

図７に示されるように、コア部材５５の円筒部５５Ａとコア部材５６の円環部５６Ａとが接合されると、円筒部５５Ａ、円環部５５Ｂ及び円環部５６Ａにより囲まれる空間がコイル６０を収容する空間として形成される。

このように、変形例においても、円環状部材の一方の平坦面への加工のみでティース部５０Ｅとなる円環部５５Ｂ，５６Ａ及びコイル６０が収容される空間を形成することができる。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

リニアモータ３０は、コイル６０が内蔵される円環状のコアユニット５２が軸方向に複数積層される円筒状のコア５０と、複数の永久磁石４１が軸方向に間隔をあけて配置され、コア５０内を軸方向に移動自在なシャフト４０と、を備え、コアユニット５２は、平行な端面を有する円環状部材であって、軸方向に分割される一対のコア部材５４，５５，５６を有し、一対のコア部材５４，５５，５６は、互いに対向する端面をそれぞれ有し、少なくとも一方のコア部材５４，５５の端面には、環状の溝部５４Ｃ，５５Ｃが設けられ、コイル６０は、一対のコア部材５４，５５，５６により挟持されることを特徴とする。

この構成では、コイル６０を収容するための溝部５４Ｃは、平行な二つの平坦面を有する円環状部材の一方の平坦面にのみ設けられているため、円環状部材の一方の平坦面への加工を行うだけで溝部５４Ｃを形成することができる。このように、溝部５４Ｃを形成するための工数は、溝部５４Ｃが円環状部材の両側面に設けられる場合と比較して少なくなるため、リニアモータ３０の製造コストを低減させることができるとともに製造効率を向上させることができる。

また、ティース部５０Ｅは機械強度が比較的弱いため、ティース部５０Ｅを両側面からの加工によって形成しようとすると、何れか一方からの加工の際に欠けや割れが生じて不良品となり、歩留まりが低下するおそれがある。この構成では、ティース部５０Ｅとなる円環部５４Ｂ，５５Ｂ，５６Ａは円環状部材の一方の平坦面への加工を行うだけで形成される。このため、ティース部５０Ｅが両側面からの加工によって形成される場合と比較し、歩留まりを向上させることができる。

また、一対のコア部材５４は、形状が同一であることを特徴とする。

この構成では、コアユニット５２は、形状が同じ二つのコア部材５４によって形成される。コアユニット５２を形成する二つの部材が共通化されるため、部材の管理費や部材の製造コストを低減させることができるとともに、コアユニット５２を形成する際に誤った部材が用いられるおそれがなくなる。この結果、リニアモータ３０の製造コストを低減させることができるとともに製造効率を向上させることができる。

また、コアユニット５２は、内蔵されるコイル６０が直列に接続されるコアユニット５２毎に複数のコアユニット群５０Ｕ，５０Ｖ，５０Ｗに分けられ、同じコアユニット群５０Ｕ，５０Ｖ，５０Ｗに属する少なくとも二つ以上のコアユニット５２に内蔵されるコイル６０は、単一の線材によって形成されることを特徴とする。

この構成では、各コアユニット群５０Ｕ，５０Ｖ，５０Ｗに属する少なくとも二つ以上のコアユニット５２に内蔵されるコイル６０が、単一の線材によって形成される。このため、コアユニット５２間でコイル６０の配線を接続する作業が不要または容易になり、リニアモータ３０の製造効率が向上されるとともにリニアモータ３０の製造コストを低減させることができる。また、配線の接続部が少なくなることによって、配線の接続部における断線のおそれが低くなるため、リニアモータ３０の耐久性及び信頼性を向上させることができる。

また、リニアモータ３０を備えるリニアアクチュエータ１００は、外部部材に連結されるトラニオン軸１を有し、コア５０が設けられる第１チューブ１０と、他の外部部材に連結される連結部材２を有し、第１チューブ１０の外周に摺動自在に設けられ、シャフト４０の一端が固定される第２チューブ２０と、を備えることを特徴とする。

この構成では、コア５０が設けられる第１チューブ１０の外周にシャフト４０の一端が固定される第２チューブ２０が摺動自在に設けられる。このため、例えば、リニアアクチュエータ１００に連結される外部部材から径方向の荷重が作用しても、第１チューブ１０と第２チューブ２０とが摺動関係にあるため、径方向の荷重が分散され、結果として、リニアアクチュエータ１００は所望の推力によって伸縮することが可能である。また、シャフト４０及びコア５０は、第１チューブ１０及び第２チューブ２０によって外部から保護されているため、落下等によってシャフト４０及びコア５０が損傷することを防止することができる。

リニアモータ３０の製造方法は、平行な端面を有する円環状部材の一方の端面に溝部を設けることによってコア部材５４を形成する工程と、一対のコア部材５４の溝部５４Ｃを対向させ、溝部５４Ｃで画定される空間にコイル６０を収容することによって平行な端面を有するコアユニット５２を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

この構成では、コイル６０を収容するための溝部５４Ｃは、平行な二つの平坦面を有する円環状部材の一方の平坦面にのみ設けられているため、円環状部材の一方の平坦面への加工を行うだけで溝部５４Ｃを形成することができる。このように、溝部５４Ｃを形成するための工数は、溝部５４Ｃが円環状部材の両側面に設けられる場合と比較して少なくなるため、リニアモータ３０の製造コストを低減させることができるとともに製造効率を向上させることができる。さらに、この構成では、コアユニット５２は、平行な二つの平坦面５２Ａを有する円環状とされる。このため、コア５０は、複数のコアユニット５２を軸方向に単に重ねるだけで容易に組み立てられる。この結果、リニアモータ３０の製造コストを低減させることができるとともに製造効率を向上させることができる。

また、リニアモータ３０の製造方法は、コアユニット５２を、内蔵されるコイル６０が互いに直列に接続される一群（５０Ｕ，５０Ｖ，５０Ｗ）毎に分けて形成する工程と、同じ一群に属する少なくとも二つ以上のコアユニット５２に内蔵されるコイル６０を、単一の線材によって形成する工程と、をさらに含むことを特徴とする。

この構成では、コアユニット５２は、内蔵されるコイル６０が互いに直列に接続される一群（５０Ｕ，５０Ｖ，５０Ｗ）毎に分けて形成され、同じ一群に属する少なくとも二つ以上のコアユニット５２のコイル６０は単一の線材によって形成される。このため、コアユニット５２が積層された後にコイル６０間を結線する作業が不要または容易になり、また、誤った結線が行われるおそれもなくなる。この結果、リニアモータ３０の製造効率が向上されるとともにリニアモータ３０の製造コストを低減させることができる。また、コイル６０同士の結線部が少なくなることによって、結線部における断線のおそれがなくなるため、リニアモータ３０の耐久性及び信頼性を向上させることができる。

また、この構成では、各コアユニット群５０Ｕ，５０Ｖ，５０Ｗに属する各コアユニット５２は、コイル６０を形成する線材（接続配線６３Ａ〜６３Ｃ）によって連結されているため、例えば二つのコアユニット５２が同じコアユニット群５０Ｕ，５０Ｖ，５０Ｗに属するか否かを容易に判別することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００・・・リニアアクチュエータ、３０・・・リニアモータ、１・・・トラニオン軸（第１連結部）、２・・・連結部材（第２連結部）、１０・・・第１チューブ、２０・・・第２チューブ、４０・・・シャフト、４１・・・永久磁石、５０・・・コア、５２・・・コアユニット、５４，５５，５６・・・コア部材、５４Ｃ，５５Ｃ・・・溝部、６０・・・コイル

Claims (6)

1. コイルが内蔵される円環状のコアユニットが軸方向に複数積層される円筒状のコアと、
   複数の永久磁石が軸方向に間隔をあけて配置され、前記コア内を軸方向に移動自在なシャフトと、を備え、
   前記コアユニットは、平行な端面を有する円環状部材であって、軸方向に分割される一対のコア部材を有し、
   一対の前記コア部材は、互いに対向する端面をそれぞれ有し、
   少なくとも一方の前記コア部材の前記端面には、環状の溝部が設けられ、
   前記コイルは、一対の前記コア部材により挟持されることを特徴とするリニアモータ。
2. 一対の前記コア部材は、形状が同一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。
3. 前記コアユニットは、内蔵される前記コイルが直列に接続される前記コアユニット毎に複数のコアユニット群に分けられ、
   同じ前記コアユニット群に属する少なくとも二つ以上の前記コアユニットに内蔵される前記コイルは、単一の線材によって形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリニアモータ。
4. 請求項１から３の何れか１つに記載のリニアモータを備えるリニアアクチュエータであって、
   外部部材に連結される第１連結部を有し、前記コアが設けられる第１チューブと、
   他の外部部材に連結される第２連結部を有し、前記第１チューブの外周に摺動自在に設けられ、前記シャフトの一端が固定される第２チューブと、を備えることを特徴とするリニアアクチュエータ。
5. コイルが内蔵される円環状のコアユニットが軸方向に複数積層される円筒状のコアと、複数の永久磁石が軸方向に間隔をあけて配置され、前記コア内を軸方向に移動自在なシャフトと、を備えるリニアモータの製造方法であって、
   平行な端面を有する円環状部材の一方の端面に溝部を設けることによってコア部材を形成する工程と、
   一対の前記コア部材の前記溝部を対向させ、前記溝部で画定される空間に前記コイルを収容することによって平行な端面を有する前記コアユニットを形成する工程と、を含むことを特徴とするリニアモータの製造方法。
6. 前記コアユニットを、内蔵される前記コイルが直列に接続される一群毎に分けて形成する工程と、
   同じ一群に属する少なくとも二つ以上の前記コアユニットに内蔵される前記コイルを、単一の線材によって形成する工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のリニアモータの製造方法。

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