JP3699079B2

JP3699079B2 - リニアモータ

Info

Publication number: JP3699079B2
Application number: JP2002341615A
Authority: JP
Inventors: 昭橋本; 康樹木村; 睦治鈴木; 明度會
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2022-11-26
Also published as: JP2004180381A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば工作機や実装機のテーブルの送り等に利用されるリニアモータに係り、特に駆動コイルの端末の結線構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリニアモータにおいては、各駆動コイルの端末が引き出される側に配線基板や接続基板を配置して、これら各基板上で各駆動コイル端末間の接続を行うようにしている（例えば特許文献１および２を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３０８３２８号公報（第３頁、第２図）
【特許文献２】
特開２００１−２６８８８５号公報（第５頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のリニアモータは、配線基板や接続基板上で各駆動コイル端末間の接続を行うようにしているので、特定の結線パターンにしか対応できず、多様な出力要求に応じて電機子の磁極テイース数や結線パターンを変える場合、これに応じた多種の基板を用意する必要があるため、コストが増大し、又、基板上の接続であるため、流せる電流に制限が生じ大容量化が困難である等という問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、多様な出力要求に対応、且つ大容量化が可能なリニアモータを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るリニアモータは、ヨーク上に交互に極性の異なる複数の永久磁石が所定の間隔を介して配置される界磁手段と、先端が永久磁石と所定の空隙を介して対向しヨーク部上に所定の間隔を介して突出して形成される複数の磁極テイース、および各磁極テイースの周囲にインシュレータを介してそれぞれ巻回される駆動コイルでなる電機子とで構成されるリニアモータにおいて、
各駆動コイルの端末が引き出される側の磁極テイースの先端側から根元側に延在してそれぞれ配置され各駆動コイルの端末と電気的に接続される複数の結線補助板と、結線補助板間を電気的に接続させる複数の結線部材とを備え、結線補助板および結線部材を介して各駆動コイルの端子間を接続して電機子を構成したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるリニアモータの構成を示す正面図、図２は図１におけるリニアモータの構成を示す側面図、図３は図１におけるリニアモータの要部を構成する結線補助板を示す平面図、図４は図１におけるリニアモータの駆動コイルの結線パターンを示す回路図である。
【０００８】
図において、界磁手段１は、板状のヨーク２およびこのヨーク２上に、所定の間隔を介して交互に配置される極数の異なる複数の永久磁石３、４により構成されている。そして、この界磁手段１と共にリニアモータ１０を構成する電機子２３は、ヨーク部５上に所定の間隔を介し突出して形成され、各永久磁石３、４との間に所定の間隙を介し対向して配置される複数の磁極テイース６、およびこれら各磁極テイース６の周囲にインシュレータ７を介してそれぞれ巻回される駆動コイル８により構成されている。
【０００９】
そして、インシュレータ７は詳しくは図示しないが、図２に示すように両端にフランジ部９、１１を有する断面コ字状の胴部１２により、各磁極テイース６を囲むように一対ずつ配置され、各駆動コイル８はこれら両インシュレータ７の胴部１２の周囲に巻回されており、各フランジ部９、１１の駆動コイル８の端末が引き出される側には、後述の結線補助板が係合する係合突起１３、１４がそれぞれ突出して形成されている。
【００１０】
又、インシュレータ７の両フランジ部９、１１間には、一対の結線補助板１５、１６が両係合突起１３、１４間、すなわち磁極テイース６の根元側から先端側に延在して配置されている。そして、これら両結線補助板１５、１６は、図３に示すように短冊状に形成されており、一端側にインシュレータ７の係合突起１３と係合する係合穴１７、他端側に係合突起１４と係合する係合切欠き１８が、又、一側には駆動コイル８の端末を保持する保持切欠き１９が、さらに又、中央部には所定の数の穴２０がそれぞれ形成されている。
【００１１】
そして、上記のように配置された各結線補助板１５、１６の各保持切欠き１９に、各駆動コイル８の端末をそれぞれ係合させて、例えば半田付け等で固着して電気的に接続し、図１に示すように各相の一番目の駆動コイル８（Ｕ_１、Ｖ_１、Ｗ_１）の一方の端末と接続される結線補助板１５間を、結線補助板１５の穴２０に結線部材２１の端部を係合させて上記と同様に固着することにより電気的に接続するとともに、一番目の駆動コイル８（Ｕ_１、Ｖ_１、Ｗ_１）の他方の端末と接続される結線補助板１６と、二番目の駆動コイル８（Ｕ_２、Ｖ_２、Ｗ_２）の一方の端末と接続される結線補助板１５との間を、又、二番目の駆動コイル８（Ｕ_２、Ｖ_２、Ｗ_２）の他方の端末と接続される結線補助板１６と、三番目の駆動コイル８（Ｕ_３、Ｖ_３、Ｗ_３）の一方の端末と接続される結線補助板１５の間とを、それぞれ上記と同様に固着して電気的に接続することにより、図４に示すように各相の全駆動コイル８を直列に接続したＹ結線回路を有する電機子２３が構成され、界磁手段１と共にリニアモータ１０として機能する。
【００１２】
このように上記実施の形態１によれば、各駆動コイル８の端末が引き出される側のインシュレータ７の両フランジ９、１１間に結線補助板１５、１６を配置し、これら両結線補助板１５、１６に駆動コイル８の端末を接続するとともに、両結線補助板１５、１６同士間をそれぞれ結線部材２１、２２で接続するようにしたので、結線部材２１、２２の接続の仕方を変えることにより多様な出力要求への対応が可能となり、又、結線補助板１５、１６の厚み等を変更するだけで大容量化が容易に可能となる。
【００１３】
又、結線補助板１５、１６に保持切欠き１９をそれぞれ形成したので、駆動コイル８の端末の保持が容易となり、又、結線補助板１５、１６に複数の穴２０を形成したので、結線部材２１、２２の位置決めならびに係合が容易となり、さらに又、結線補助板１５、１６にインシュレータ７の係合突起１３、１４とそれぞれ係合する係合穴１７および係合切欠き１８をそれぞれ形成したので、インシュレータ７への位置決めならびに装着が容易となり、それぞれ生産性の向上に寄与することができる。
【００１４】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２におけるリニアモータの構成を示す正面図、図６は図５におけるリニアモータの構成を示す側面図、図７は図５におけるリニアモータの要部を構成する結線補助板を示す平面図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。
【００１５】
この実施の形態２におけるリニアモータ３０は、両結線補助板が上記実施の形態１におけるリニアモータ１０とは異なっている。
すなわち、両結線補助板２４、２５は、図７に示すように短冊状に形成されており、一端側にインシュレータ７の係合突起１３と係合する係合穴２６、他端側に係合突起１４と係合する係合切欠き２７が、又、一側に駆動コイル８の端末を保持するＵ字状のフック部２８が、さらに又、中央部には所定の数の穴２９がそれぞれ形成されている。
【００１６】
そして、各結線補助板２４、２５のフック部２８に、各駆動コイル８の端末をそれぞれ係合させて、例えば半田付けあるいはフュージング等で固着して電気的に接続し、上記実施の形態１におけると同様、各相の一番目の駆動コイル８（Ｕ_１、Ｖ_１、Ｗ_１）の一方の端末と接続される結線補助板２４間を、結線補助板２４の穴２９に結線部材２１の端部を係合させて上記と同様に固着することにより電気的に接続するとともに、一番目の駆動コイル８（Ｕ_１、Ｖ_１、Ｗ_１）の他方の端末と接続される結線補助板２５と、二番目の駆動コイル８（Ｕ_２、Ｖ_２、Ｗ_２）の一方の端末と接続される結線補助板２４との間を、又、二番目の駆動コイル８（Ｕ_２、Ｖ_２、Ｗ_２）の他方の端末と接続される結線補助板２５と、三番目の駆動コイル８（Ｕ_３、Ｖ_３、Ｗ_３）の一方の端末と接続される結線補助板２４の間とを、それぞれ上記と同様に固着して電気的に接続することにより、図４に示すように各相の全駆動コイル８を直列に接続したＹ結線回路を有する電機子２３が構成され、界磁手段１と共にリニアモータ３０として機能する。
【００１７】
このように上記実施の形態２によれば、結線補助板２４、２５にＵ字状のフック部２８を形成したので、駆動コイル８の端末の保持がさらに容易となり、Ｕ字状部を加圧通電するだけでフュージングが行われ固着できるため、生産性の向上を図ることができる。
【００１８】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３におけるリニアモータの構成を示す正面図、図９は図８におけるリニアモータの構成を示す側面図、図１０ないし図１２は図８におけるリニアモータの要部を構成する第１ないし第３の結線部材をそれぞれ示す平面図、図１３は図８におけるリニアモータの駆動コイルの結線パターンを示す回路図、図１４はこの発明の実施の形態３におけるリニアモータの図９とは異なる構成を示す側面図である。
【００１９】
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。
この実施の形態３におけるリニアモータ４０は、結線部材が上記実施の形態１におけるリニアモータ１０とは異なっている。
すなわち、この実施の形態３における結線部材は、図１０および図１１に示すように帯板状の部材でなり、長さ方向両端に幅広部３１が形成されるとともに、この幅広部３１の一側に両結線補助板１５、１６の穴２０に嵌合可能な突起３２がそれぞれ形成された長さの異なる第１および第２の結線部材３３、３４と、図１２に示すように帯板状の部材でなり、長さ方向両端および中央部に幅広部３１が形成されるとともに、この幅広部３１の一側に両結線補助板１５、１６の穴２０に嵌合可能な突起３２が形成された第３の結線部材３５とで構成されている。
【００２０】
そして、各駆動コイル８の端末とそれぞれ電気的に接続された両結線補助板１５、１６に、図８に示すように各相の一番目の駆動コイル８（Ｕ_１、Ｖ_１、Ｗ_１）の一方の端末と接続される結線補助板１５間を、結線補助板１５の穴２０に第３の結線部材３５の突起３２を嵌合させて上記と同様に固着することにより電気的に接続するとともに、一番目および三番目の駆動コイル８（Ｕ_１、Ｖ_１、Ｗ_１）、（Ｕ_３、Ｖ_３、Ｗ_３）の他方の端末と接続される結線補助板１６と、二番目および四番目の駆動コイル８（Ｕ_２、Ｖ_２、Ｗ_２）、（Ｕ_４、Ｖ_４、Ｗ_４）の一方の端末と接続される結線補助板１５との間を、両結線補助板１５、１６の穴２０に第１の結線部材３３の突起３２を嵌合させて上記と同様に固着することにより電気的に接続し、又、二番目の駆動コイル８（Ｕ_２、Ｖ_２、Ｗ_２）の他方の端末と接続される結線補助板１６と、四番目の駆動コイル８（Ｕ_４、Ｖ_４、Ｗ_４）の他方の端末と接続される結線補助板１６との間を、結線補助板の穴２０に第２の結線部材３４の突起３２を嵌合させて上記と同様に固着して電気的に接続することにより、図１３に示すように各相の駆動コイル８を２個ずつ直列接続したものを、さらに並列接続したＹ結線回路を有する電機子２３が構成され、界磁手段１と共にリニアモータ４０として機能する。
【００２１】
このように上記実施の形態３によれば、第１、第２および第３の結線部材３３、３４、３５を、両結線補助板１５、１６の穴２０と嵌合可能な突起３２を有する板状部材で形成したので、各突起３２を結線補助板１５、１６の穴２０に嵌合させるだけで各結線部材３３、３４、３５の位置決めが可能となるため、組立作業性が改善され生産性の向上を図ることができる。
なお、上記各実施の形態１ないし３の構成では説明しなかったが、図１４に示すように駆動コイル８と各結線補助板１５、１６の間に、例えばシート状の絶縁部材３６を介装させることにより、駆動コイル８の端末や各結線部材を、結線補助板１５、１６に固着して接続する際に生じる半田フラックス等から駆動コイル８を保護し、駆動コイル８と結線補助板１５、１６の間の絶縁性を高めて、信頼性の向上を図ることができる。
【００２２】
実施の形態４．
図１５はこの発明の実施の形態４におけるリニアモータの要部を構成する結線補助板を示す正面図、図１６はこの発明の実施の形態４におけるリニアモータの要部を構成する図１５とは異なる結線補助板を示す正面図である。
図において、上記実施の形態２におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。
【００２３】
この実施の形態４においては、図１５に示すように両結線補助板２４、２５を例えば樹脂等で成形された絶縁部材３７により連結一体化することにより、結線補助板２４、２５の取り付け作業性を改善して生産性を向上させるとともに、上記実施の形態３におけると同様に駆動コイルの端末や各結線部材を、結線補助板２４、２５に固着して接続する際に生じる半田フラックス等から駆動コイルを保護し、駆動コイルと結線補助板２４、２５の間の絶縁性を高めて、信頼性の向上を図ることができる。なお、図１６に示すように、３組の結線補助板２４、２５を絶縁部材３７により連結一体化することにより、３相モータへの適用が容易となる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ヨーク上に交互に極性の異なる複数の永久磁石が所定の間隔を介して配置される界磁手段と、先端が永久磁石と所定の空隙を介して対向しヨーク部上に所定の間隔を介して突出して形成される複数の磁極テイース、および各磁極テイースの周囲にインシュレータを介してそれぞれ巻回される駆動コイルでなる電機子とで構成されるリニアモータにおいて、
各駆動コイルの端末が引き出される側の磁極テイースの先端側から根元側に延在してそれぞれ配置され各駆動コイルの端末と電気的に接続される複数の結線補助板と、結線補助板間を電気的に接続させる複数の結線部材とを備え、結線補助板および結線部材を介して各駆動コイルの端子間を接続して電機子を構成したので、多様な出力要求に対応、且つ大容量化が可能なリニアモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１におけるリニアモータの構成を示す正面図である。
【図２】図１におけるリニアモータの構成を示す側面図である。
【図３】図１におけるリニアモータの要部を構成する結線補助板を示す平面図である。
【図４】図１におけるリニアモータの駆動コイルの結線パターンを示す回路図である。
【図５】この発明の実施の形態２におけるリニアモータの構成を示す正面図である。
【図６】図５におけるリニアモータの構成を示す正面図である。
【図７】図５におけるリニアモータの要部を構成する結線補助板を示す平面図である。
【図８】この発明の実施の形態３におけるリニアモータの構成を示す正面図である。
【図９】図８におけるリニアモータの構成を示す正面図である。
【図１０】図８におけるリニアモータの要部を構成する第１の結線部材を示す平面図である。
【図１１】図８におけるリニアモータの要部を構成する第２の結線部材を示す平面図である。
【図１２】図８におけるリニアモータの要部を構成する第３の結線部材を示す平面図である。
【図１３】図８におけるリニアモータの駆動コイルの結線パターンを示す回路図である。
【図１４】この発明の実施の形態３におけるリニアモータの図９とは異なる構成を示す側面図である。
【図１５】この発明の実施の形態４におけるリニアモータの要部を構成する結線補助板を示す正面図である。
【図１６】この発明の実施の形態４におけるリニアモータの要部を構成する図１５とは異なる結線補助板を示す正面図である。
【符号の説明】
１界磁手段、２，５ヨーク、３，４永久磁石、６磁極テイース、
７インシュレータ、８駆動コイル、１０，３０，４０リニアモータ、
１５，１６，２４，２５結線補助板、２１，２２結線部材、２３電機子、２８フック部、３３第１の結線部材、３４第２の結線部材、
３５第３の結線部材、３６，３７絶縁部材。

Claims

ヨーク上に交互に極性の異なる複数の永久磁石が所定の間隔を介して配置される界磁手段と、先端が上記永久磁石と所定の空隙を介して対向しヨーク部上に所定の間隔を介して突出して形成される複数の磁極テイース、および上記各磁極テイースの周囲にインシュレータを介してそれぞれ巻回される駆動コイルでなる電機子とで構成されるリニアモータにおいて、
上記各駆動コイルの端末が引き出される側の上記磁極テイースの先端側から根元側に延在してそれぞれ配置され上記各駆動コイルの端末と電気的に接続される複数の結線補助板と、上記結線補助板間を電気的に接続させる複数の結線部材とを備え、上記結線補助板および結線部材を介して上記各駆動コイルの端子間を接続して電機子を構成したことを特徴とするリニアモータ。
上記結線補助板には上記駆動コイルの端末を保持するための切欠きが形成されていることを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
上記結線補助板には上記駆動コイルの端末を保持するためのフック部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
上記結線補助板には上記結線部材の端部が係合する複数の穴が形成されていることを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
上記結線部材は板状の部材でなり、所定の上記穴と対応する位置に上記穴と係合する突起が形成されていることを特徴とする請求項４記載のリニアモータ。
上記結線補助板には上記インシュレータの所定の部位に係合する係合部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
上記結線補助板と上記駆動コイルの間には絶縁部材が介装されていることを特徴とする請求項１ないし４、６のいずれかに記載のリニアモータ。
上記結線補助板は絶縁部材により所定の個数ずつ一体に連結されていることを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。