JP3820169B2 - Linear motor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に工作機械のテーブル送り等に利用されるリニアモータおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図7は例えば特開2000−217334号公報等に開示されるこの種従来のリニアモータの構成を示す断面図である。
図において、1は固定子ヨーク2上に交互に極性の異なる複数の永久磁石3a、3bが、所定の間隔を介して配置される固定子、4はこの固定子1に沿って所定の間隙を介して移動する可動子である。
【0003】
そして、この可動子4は、可動子ヨーク5、この可動子ヨーク5の固定子1と対向する側の面に、ボルトネジ6を介して所定の間隔を介して保持される断面台形状の結合部材7、断面略T字状に形成され、一端中央部に形成されたアリ溝8aを介して結合部材7にそれぞれ結合されるとともに、両側に凹、凸部8b、8cを有する複数の第1の磁極テイース部材8、断面略I字状に形成され、両側に有する凹、凸部9a、9bが第1の磁極テイース部材8の各凹、凸部8b、8cに嵌合することにより、各第1の磁極テイース部材8間に嵌挿される複数の第2の磁極テイース部材9、これら両磁極テイース部材8、9にそれぞれ巻回されるコイル10、およびこれら両磁極テイース部材8、9の周囲を取り囲むように配設され、これらを固着一体化するモールド樹脂11により構成されている。
【0004】
従来のリニアモータは上記のように構成され、可動子4の組立は、まず、第1および第2の磁極テイース部材8、9にそれぞれコイル10を巻回する。次いで、各第1の磁極テイース部材8のアリ溝8aを、ボルトネジ6を介して可動子ヨーク5に保持される結合部材7に嵌合して摺動させ、所定の位置でボルトネジ6を締め付けることにより可動子ヨーク5上にそれぞれ固定する。次いで、第2の磁極テイース部材9の凹、凸部9a、9bを第1の磁極テイース部材8の凹、凸部8b、8cにそれぞれ嵌合して摺動させることにより、各第1の磁極テイース部材8間に各第2の磁極テイース部材9をそれぞれ嵌挿する。そして最後に、これら両磁極テイース部材8、9およびコイル10の周囲を、モールド樹脂11で取り囲み固着一体化することにより行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来のリニアモータは以上のように、結合部材7によって可動子ヨーク5上に保持された第1の磁極テイース部材8間に、第2の磁極テイース部材9を摺動させて嵌挿することにより構成されているので、両磁極テイース部材8、9にそれぞれ巻回されたコイル10同士が、第2の磁極テイース部材9が摺動する際に接触して擦り合わされるので、絶縁不良や断線を生じる恐れがあり、信頼性が低下するという問題点があった。
【0006】
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、信頼性の向上を図ること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を目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1に係るリニアモータは、固定子ヨーク上に交互に極性が異なる複数の永久磁石が所定の間隔を介して配置された固定子と、永久磁石と対向して配置された可動子ヨークの対向面に、永久磁石の配置方向に所定の間隔を介し突出して形成された複数の磁極テイース、および各磁極テイースの周囲をそれぞれ取り囲むように配設されるコイルでなる可動子とを備えたリニアモータにおいて、磁極テイースは配置方向に2分割されるとともにいずれか一方が可動子ヨークから突出方向に着脱可能に形成されたものである。
【0008】
又、この発明の請求項2に係るリニアモータは、請求項1において、磁極テイースを、可動子ヨークと一体に形成された第1の磁極テイース部材と、可動子ヨークの第1の磁極テイース部材の根元に沿って形成される溝部に、根元部が嵌合して保持されるとともに第1の磁極テイース部材と分割面同士が当接された第2の磁極テイース部材とで構成したものである。
【0009】
又、この発明の請求項3に係るリニアモータは、請求項2において、第2の磁極テイース部材を、延在方向に複数に分割したものである。
【0010】
又、この発明の請求項4に係るリニアモータは、請求項2において、可動子ヨークの第1の磁極テイース部材の根元に沿って形成される溝部の近傍に、溝部に沿って第2の溝部を形成することにより溝部の側壁が第2の溝部側へ可撓性を有して変形可能としたものである。
【0011】
又、この発明の請求項5に係るリニアモータの製造方法は、巻回されたコイルを第1の磁極テイース部材を取り囲むように配置し、コイルの内周面の一側を第1の磁極テイース部材の分割面とは異なる側の他面に当接させる工程と、第1の磁極テイース部材の分割面とコイルの内周面の他側との間に第2の磁極テイース部材を挿入し、根元部を溝部に嵌合させる工程とを少なくとも包含したものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各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断面図、図2は図1におけるリニアモータの組立の工程を示す断面図、図3は図1におけるリニアモータの可動子の構成を一部を展開して示す斜視図、図4は第1の磁極テイース部材とコイルの寸法関係を示す断面図である。
【0013】
図において、21は板状の固定子ヨーク22上に、交互に極性の異なる複数の永久磁石23、24が所定の間隔を介して配置された固定子、25はこの固定子21と所定の間隙(図中gで示す)を介して配置され、図中矢印Aで示す方向に移動可能な可動子で、可動子ヨーク26、この可動子ヨーク26の固定子21と対向する側の面に、移動方向に所定の間隔を介し突出して形成され、一側に分割面27aを有する複数の第1の磁極テイース部材27、可動子ヨーク26の第1の磁極テイース部材27の根元に沿って形成される溝部28に、根元部29aが嵌合して保持され一側の分割面29bが、第1の磁極テイース部材27の分割面27aと当接された第2の磁極テイース部材29、および第1および第2の磁極テイース部材27、29をそれぞれ取り囲むように配設されたコイル30で構成されている。
【0014】
次に、上記のように構成されるこの発明の実施の形態1におけるリニアモータの可動子25の組立の工程を図2に基づいて説明する。
まず、図2(A)に示すようにコイル30を、可動子25の第1の磁極テイース部材27に図中矢印Aで示す方向に移動させて挿入する。次いで、順次上記のようにコイル30を第1の磁極テイース部材27に挿入して図2(B)に示す状態とする。
【0015】
次に、図2(C)に示すように各コイル30を図中矢印Bの方向に移動させ、その内周面の一側を各第1の磁極テイース部材27の分割面27aとは異なる側の他面にそれぞれ当接させた後、第2の磁極テイース部材29を図中矢印Cの方向に移動させる。そして、図2(D)に示すように第2の磁極テイース部材29を、第1の磁極テイース部材27の分割面27aとコイル30の内周面の他側の間に挿入し、根元部29aを溝部28に嵌合させ、最後に、両磁極テイース部材27、29の各分割面27a、29bが当接される部分の先端を、レーザ31により溶接して固着一体化させることにより可動子25が完成する。
【0016】
このように上記実施の形態1によれば、磁極テイースを可動子ヨーク26と一体化された第1の磁極テイース部材27と、可動子ヨーク26の第1の磁極テイース部材27の根元に沿って形成される溝部28に、根元部29aが嵌合して保持されるとともに、第1の磁極テイース部材27とお互いの分割面27a、29b同士が当接され、且つ突出方向に着脱可能な第2の磁極テイース部材29とで構成し、第1の磁極テイース部材27にコイル30を装着した後、第1の磁極テイース部材27とコイル30の間に第2の磁極テイース部材29を挿入するようにしているので、隣接するコイル30同士が接触して擦り合わされることもなくなるため、絶縁不良や断線を生じる恐れがなく信頼性の向上を図ることができる。
【0017】
なお、上記では詳しく説明しなかったが、図4に示すようにコイル30の内側の幅W1と、第1の磁極テイース部材27の最大部の幅W2がW1>W2となるようにして、コイル30が第1の磁極テイース部材27に挿入できるようにしておかなければならないことは言うまでもない。
【0018】
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可動子の構成を一部を展開して示す斜視図である。
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。32は可動子ヨーク26の溝部28に根元部32aが嵌合して保持され、一側の分割面32bが第1の磁極テイース部材27の分割面27aと当接された第2の磁極テイース部材で、延在方向に複数(図示では2個)に分割されている。
【0019】
このように上記実施の形態2によれば、第2の磁極テイース部材32を延在方向に複数に分割しているので、特に延在方向の寸法の大きなものに適用した場合の、第2の磁極テイース部材32の挿入が一体のものと比較して容易となるため、絶縁不良や断線の生じる恐れがより少なくなり、さらに信頼性の向上を図ることができる。
【0020】
実施の形態3.
図6はこの発明の実施の形態3におけるリニアモータの要部の構成を示す正面図である。
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。33は第1の磁極テイース部材27の根元に沿って形成される溝部で、その側壁34は上部に係合突起34aを有し、溝部33に沿って形成される第2の溝部35により、第2の溝部35側に可撓性を有して変形可能に形成されている。36は溝部33に根元部36aが嵌合して保持され、一側の分割面36bが第1の磁極テイース部材27の分割面27aと当接された第2の磁極テイース部材で、根元部36aの側壁34の係合突起34aと対応する位置には、係合突起34aと係合する係合窪み36cが形成されている。
【0021】
このように上記実施の形態3によれば、第2の溝部35により溝部33の側壁34を可撓性を有して変形可能としたので、第2の磁極テイース部材36の挿入時には、側壁34が第2の溝部35側に変形して挿入を容易とすることができるため、作業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における第2の磁極テイース部材29、32、36は、配置方向に複数に分割されていても良く、一体の場合と同様の効果を得ることができる。
【0022】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項1によれば、固定子ヨーク上に交互に極性が異なる複数の永久磁石が所定の間隔を介して配置された固定子と、永久磁石と対向して配置された可動子ヨークの対向面に、永久磁石の配置方向に所定の間隔を介し突出して形成された複数の磁極テイース、および各磁極テイースの周囲をそれぞれ取り囲むように配設されるコイルでなる可動子とを備えたリニアモータにおいて、磁極テイースは配置方向に2分割されるとともにいずれか一方が可動子ヨークから突出方向に着脱可能に形成したので、信頼性の向上を図ることが可能なリニアモータを提供することができる。
【0023】
又、この発明の請求項2によれば、請求項1において、磁極テイースを、可動子ヨークと一体に形成された第1の磁極テイース部材と、可動子ヨークの第1の磁極テイース部材の根元に沿って形成される溝部に、根元部が嵌合して保持されるとともに第1の磁極テイース部材と分割面同士が当接された第2の磁極テイース部材とで構成したので、簡単な構成で信頼性の向上を図ることが可能なリニアモータを提供することができる。
【0024】
又、この発明の請求項3によれば、請求項2において、第2の磁極テイース部材を、延在方向に複数に分割したので、さらに信頼性の向上を図ることが可能なリニアモータを提供することができる。
【0025】
又、この発明の請求項4によれば、請求項2において、可動子ヨークの第1の磁極テイース部材の根元に沿って形成される溝部の近傍に、溝部に沿って第2の溝部を形成することにより溝部の側壁が第2の溝部側へ可撓性を有して変形可能としたので、作業性の向上を図ることが可能なリニアモータを提供することができる。
【0026】
又、この発明の請求項5によれば、巻回されたコイルを第1の磁極テイース部材を取り囲むように配置し、コイルの内周面の一側を第1の磁極テイース部材の分割面とは異なる側の他面に当接させる工程と、第1の磁極テイース部材の分割面とコイルの内周面の他側との間に第2の磁極テイース部材を挿入し、根元部を溝部に嵌合させる工程とを少なくとも包含したので、信頼性の向上を図ることが可能なリニアモータの製造方法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断面図である。
【図2】 図1におけるリニアモータの組立の工程を示す断面図である。
【図3】 図1におけるリニアモータの可動子の構成を一部を展開して示す斜視図である。
【図4】 第1の磁極テイース部材とコイルの寸法関係を示す断面図である。
【図5】 この発明の実施の形態2におけるリニアモータの可動子の構成を一部を展開して示す斜視図である。
【図6】 この発明の実施の形態3におけるリニアモータの要部の構成を示す正面図である。
【図7】 従来のリニアモータの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
21 固定子、22 固定子ヨーク、23,24 永久磁石、25 可動子、26 可動子ヨーク、27 第1の磁極テイース部材、
27a,29b,32b,36b 分割面、28,33 溝部、
29,32,36 第2の磁極テイース部材、
29a,32a,36a 根元部、30 コイル、31 レーザ、34 側壁、35 第2の溝部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear motor particularly used for table feed of a machine tool and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of this type of conventional linear motor disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-217334.
In the figure,
[0003]
The
[0004]
The conventional linear motor is configured as described above, and in assembling the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional linear motor, as described above, the second magnetic pole tee member 9 is slid and inserted between the first magnetic
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a linear motor capable of improving reliability and a manufacturing method thereof.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a linear motor having a stator in which a plurality of permanent magnets having different polarities alternately arranged on a stator yoke via a predetermined interval, and a movable element arranged to face the permanent magnet. A plurality of magnetic pole teeth formed on the opposing surface of the child yoke so as to protrude through a predetermined interval in the arrangement direction of the permanent magnets, and a mover made of a coil disposed so as to surround each of the magnetic pole teeth. In the linear motor provided, the magnetic pole teeth are divided into two in the arrangement direction, and one of them is formed to be detachable in the protruding direction from the mover yoke.
[0008]
A linear motor according to a second aspect of the present invention is the linear motor according to the first aspect, wherein the magnetic pole teeth are formed by integrating a first magnetic pole tooth member formed integrally with the mover yoke and a first magnetic pole tooth member of the mover yoke. The base portion is fitted and held in the groove portion formed along the root of the first magnetic pole tee member and the second magnetic pole tee member in which the divided surfaces are in contact with each other. .
[0009]
A linear motor according to a third aspect of the present invention is the linear motor according to the second aspect, wherein the second magnetic pole tee member is divided into a plurality of parts in the extending direction.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the linear motor according to the second aspect, wherein the second groove portion is formed along the groove portion in the vicinity of the groove portion formed along the root of the first magnetic pole tee member of the mover yoke. Thus, the side wall of the groove portion is flexible and deformable toward the second groove portion side.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a linear motor manufacturing method in which a wound coil is disposed so as to surround the first magnetic pole tee member, and one side of the inner peripheral surface of the coil is disposed on the first magnetic pole tee. Inserting the second magnetic pole tee member between the split surface of the first magnetic pole tee member and the other side of the inner peripheral surface of the coil; And a step of fitting the root portion into the groove portion.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a cross-sectional view showing a configuration of a linear motor according to
[0013]
In the figure,
[0014]
Next, the assembly process of the
First, as shown in FIG. 2A, the
[0015]
Next, as shown in FIG. 2 (C), each
[0016]
As described above, according to the first embodiment, the first magnetic
[0017]
Although not described in detail above, as shown in FIG. 4, the width W 1 inside the
[0018]
FIG. 5 is a perspective view showing a part of the configuration of the mover of the linear motor according to the second embodiment of the present invention.
In the figure, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0019]
As described above, according to the second embodiment, since the second magnetic
[0020]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a front view showing the configuration of the main part of the linear motor according to Embodiment 3 of the present invention.
In the figure, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0021]
As described above, according to the third embodiment, the
Note that the second magnetic
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the stator in which the plurality of permanent magnets having different polarities alternately arranged on the stator yoke are arranged at a predetermined interval and the permanent magnet are arranged opposite to each other. The movable arm is composed of a plurality of magnetic pole teeth projecting from the opposing surface of the mover yoke at a predetermined interval in the arrangement direction of the permanent magnets, and a coil disposed so as to surround each of the magnetic pole teeth. In the linear motor provided with the child, the magnetic pole teeth are divided into two in the arrangement direction and one of them is formed to be detachable in the protruding direction from the mover yoke, so that the linear motor can be improved in reliability. Can be provided.
[0023]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the magnetic pole teeth are divided into a first magnetic pole tee member formed integrally with the mover yoke, and a root of the first magnetic pole tee member of the mover yoke. Since the root portion is fitted and held in the groove portion formed along the first magnetic pole tee member and the second magnetic pole tee member in which the divided surfaces are in contact with each other, a simple configuration Thus, it is possible to provide a linear motor capable of improving the reliability.
[0024]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, since the second magnetic pole tee member is divided into a plurality of parts in the extending direction, a linear motor capable of further improving the reliability is provided. can do.
[0025]
According to
[0026]
According to claim 5 of the present invention, the wound coil is disposed so as to surround the first magnetic pole tee member, and one side of the inner peripheral surface of the coil is divided with the divided surface of the first magnetic pole tee member. A second magnetic pole tee member is inserted between the split surface of the first magnetic pole tee member and the other side of the inner peripheral surface of the coil, and the root portion is used as a groove portion. Since it includes at least the step of fitting, it is possible to provide a method of manufacturing a linear motor capable of improving reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a linear motor according to
2 is a cross-sectional view showing a process of assembling the linear motor in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a part of the configuration of the mover of the linear motor in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a dimensional relationship between a first magnetic pole teeth member and a coil.
FIG. 5 is a perspective view showing a part of the configuration of a mover of a linear motor according to
FIG. 6 is a front view showing a configuration of a main part of a linear motor according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional linear motor.
[Explanation of symbols]
21 stator, 22 stator yoke, 23, 24 permanent magnet, 25 mover, 26 mover yoke, 27 first magnetic pole teeth member,
27a, 29b, 32b, 36b Dividing surface, 28, 33 Groove,
29, 32, 36 second magnetic pole teeth member,
29a, 32a, 36a Root part, 30 coil, 31 laser, 34 side wall, 35 second groove part.
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