JP4230426B2 - リニアモータの永久磁石ユニット及びリニアモータ - Google Patents

Description

この発明は、永久磁石ユニット及び電機子ユニットを備えたリニアモータに係り、特に永久磁石ユニットにおける永久磁石の固定構造に関するものである。

従来から、固定台に平行に対向配置されたフレームと、フレームの両側に設けられフレームを移動自在に案内支持するガイドレールとスライダからなる一対の第１のリニアガイドと、固定台上に垂直に互いに対向するように間隔を置いて２個配設してなる永久磁石および界磁ヨークからなるリニアモータ界磁部と、リニアモータ界磁部と一定の空隙を介して対向配置されたリニアモータ電機子部を備えたリニアスライダが示されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、上記永久磁石を上記界磁ヨークに固定する方法として、例えば、界磁ヨークに等ピッチの溝を形成した永久磁石固定用ガイドを接着固定するとともに、複数の永久磁石を永久磁石固定用ガイドの溝内に挿入して位置決めし、かつ接着固定したものが示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−３４２３１号公報（請求項１、図１） 特開２００１−９５２２４号公報（請求項１、図１）

しかしながら、上述した従来技術では、永久磁石が界磁ヨークから剥離することを防止するために、接着剤等を使用して固定するため、組立作業性が悪く、生産性が良くないという問題点があった。

また、永久磁石が外部から保護されていないため、例えばリニアモータの可動子を固定子に組み込む際に、永久磁石に衝撃が加わり、当該磁石の剥離や欠け・割れが生じるという問題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、接着剤による接着作業等を必要としないで、永久磁石ユニットを容易に組み立てることができる構造を提供する。

また、永久磁石の外側を保護することによって、電機子ユニット及び永久磁石ユニットの組み込む際の接触等をなくし、永久磁石の剥離、欠け、若しくは割れを防止することを目的とする。

この発明のリニアモータの永久磁石ユニットは、電機子ユニットと共にリニアモータを構成する永久磁石ユニットであって、複数個の永久磁石と、これら永久磁石を列状に保持するコの字形固定部材を備え、コの字形固定部材には、コの字形固定部材が永久磁石の電機子コアに対向する両面を挟むことにより、永久磁石と嵌合する穴部が設けられていることを特徴とする。

この発明のリニアモータの永久磁石ユニットによれば、永久磁石をコの字形固定部材で挟み、永久磁石がコの字形固定部材に設けられた穴部に嵌り合うことにより位置決め固定できるため、接着剤による接着作業等を必要としなく、永久磁石ユニットを容易に組み立てることができる。

また、コの字形固定部材により永久磁石の主面側を囲み保護することによって、電機子ユニット１及び永久磁石ユニット２の組み込む際の接触等がなくなり、永久磁石の剥離、欠け、若しくは割れを防止することができる。

以下、この発明を実施するための最良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によるリニアモータを示す平面断面図、図２は図１のリニアモータのＩＩ−ＩＩ線断面図である。

本実施の形態のリニアモータは、複数個の永久磁石２０２を並べて構成される永久磁石ユニット２と、永久磁石ユニット２の両側に配置され永久磁石２０２を挟むように構成される電機子ユニット１を備えている。電機子ユニット１は、コの字状のフレーム１０５と、フレーム１０５に固定されるコア１０２と、コア１０２のスロット１０３に巻回された駆動コイル１０４を備えている。

永久磁石ユニット２は、複数個の永久磁石２０２と、これら永久磁石２０２の外側に配置され、永久磁石２０２の両面を挟むことにより永久磁石２０２と当接する穴部２０３を有するコの字形固定部材２０１を備えている。

なお、図示しないが、電機子ユニット１は固定台等にスライダ及びガイドレール等を介して摺動自在に支持されている。また、永久磁石ユニット２は固定台等に固定されている。

図３はこの発明の実施の形態１によるリニアモータの永久磁石ユニット２を示す斜視図、図４は図３の底面図、図５は図３の正面図である。

図３〜図５に示すように、永久磁石２０２は、円弧形状の主面を有する蒲鉾形磁石２個から成り、それらの平らな面側同士を重ね合わせて構成されている。コの字形固定部材２０１は、例えば非磁性の板金（ＳＵＳ等）をコの字形状に形成し、その両側面の所定位置に穴部２０３を構成している。そして、永久磁石２０２の主面が、コの字形固定部材２０１の穴部２０３に嵌り合うように位置決め固定されて、永久磁石ユニット２が構成される。なお、ここでの永久磁石２０２の主面とは、電機子ユニット１に対向する面を意味する。

次に、本実施の形態のリニアモータの永久磁石ユニット２の組み立て方法について説明する。図６〜図８は本実施の形態のリニアモータの永久磁石ユニット２の組み立て方法を示す図である。

まず、図６に示すように、コの字形固定部材２０１の開口側から永久磁石２０２を近づける。そして、図７に示すように、コの字形固定部材２０１の開口側を拡開し、永久磁石２０２を挿入する。そして、図８に示すように、永久磁石２０２の主面がコの字形固定部材２０１の穴部２０３に嵌り合うように位置決め固定して、永久磁石ユニット２を組み立てる。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、永久磁石２０２をコの字形固定部材２０１で挟み、永久磁石２０２がコの字形固定部材２０１に設けられた穴部２０３に嵌り合うことにより位置決め固定できるため、接着剤による接着作業等を必要としなく、永久磁石ユニット２を容易に組み立てることができる。

また、コの字形固定部材２０１により永久磁石２０２の主面側を囲み保護することによって、可動子である電機子ユニット１を固定子である永久磁石ユニット２に組み込む際の接触等によって加わる衝撃により、永久磁石２０２の剥離、欠け、若しくは割れが発生することを防止する。

なお、上記説明において、永久磁石２０２は蒲鉾形磁石２個の平らな面を重ね合わせ、コの字形固定部材２０１に設けた穴２０３に嵌り合うように構成したが、図９に示すように、両側円弧形状の磁石１個で構成してもよい。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、永久磁石２０２をコの字形固定部材２０１に設けた穴部２０３でのみ位置決めし、コの字形固定部材２０１のバネ性のみで永久磁石を固定したが、実施の形態２では、コの字形固定部材２０１内の永久磁石２０２間の隙間にモールド樹脂を充填したことを特徴とする。

図１０はこの発明の実施の形態２による永久磁石ユニットを示す拡大底面図である。図に示すように、コの字形固定部材２０１内に、永久磁石２０２の間にできる隙間が埋まるようにモールド樹脂２０４を充填している。

図１１はこの発明の実施の形態２による永久磁石ユニットの他の例を示す拡大底面図である。図において、コの字形固定部材２０１内の永久磁石２０２の間にモールド樹脂２０４が充填されているとともに、コの字形固定部材２０１及び永久磁石２０２の主面を覆う形でモールド樹脂２０４が形成されている。

以上のように、この発明の実施の形態２によれば、コの字形固定部材２０１内の永久磁石２０２間の隙間にモールド樹脂２０４を充填したので、永久磁石２０２がより強固に保持され、ずれや剥離をさらに防止できる。

実施の形態３．
上記実施の形態２では、永久磁石２０２の間にできる隙間をモールド樹脂２０４により充填したが、実施の形態３では、コの字形固定部材２０１内の永久磁石２０２間に、永久磁石２０２と当接する位置決めブロックを設けたことを特徴とする。

図１２はこの発明の実施の形態３による永久磁石ユニットを示す拡大底面図である。図に示すように、永久磁石２０２の側面とコの字形固定部材２０１内面に当接し、永久磁石２０２間の隙間を埋める位置決めブロック２０５を配置している。

以上のように、この発明の実施の形態３によれば、コの字形固定部材２０１内の永久磁石２０２間に、永久磁石２０２と当接する位置決めブロック２０５を設けたので、永久磁石２０２がより強固に保持され、ずれや剥離をさらに防止できる。

また、本実施の形態において、位置決めブロック２０５を磁性材で構成すれば、リラクタンストルクを利用できる。なお、位置決めブロック２０５を配置した状態で隙間にモールド樹脂２０４を充填することでさらに強固に保持でき、ずれや剥離を防止できる。

なお、非磁性の位置決めブロック２０５を装着する場合は、コの字形固定部材２０１に永久磁石２０２を装着後、永久磁石２０２間に位置決めブロック２０５を挿入することができる。また、磁性を有する位置決めブロック２０５を装着する場合は、前もって永久磁石２０２とともに位置決めブロック２０５を並べて、位置決めブロック２０５に挿入する。永久磁石２０２が着磁されていると、別々に挿入することが困難となり作業性が悪くなるからである。

実施の形態４．
上記実施の形態２では、永久磁石２０２の間にできる隙間をモールド樹脂２０４により充填していたが、実施の形態４では、当該モールド樹脂２０４に磁性粉を含浸させたことを特徴とする。

図１３はこの発明の実施の形態４による永久磁石ユニットを示す拡大底面図である。図に示すように、磁性粉２０６を含浸させたモールド樹脂２０４を、コの字形固定部材２０１内の永久磁石２０２の隙間に充填している。

以上のように、この発明の実施の形態４によれば、磁性粉２０６を含浸させたモールド樹脂２０４をコの字形固定部材２０１内の永久磁石２０２の隙間に充填したので、永久磁石２０２間に磁性粉２０６が配置され、リラクタンストルクを利用できる。

実施の形態５．
上記実施の形態１では、電機子ユニット１が可動子、永久磁石ユニット２が固定子で構成される図を示したが、図１４に示すような永久磁石ユニット２を用いて、図１５に示すように、電機子ユニット１を固定子、永久磁石ユニット２を可動子として構成するリニアモータにも、上記実施の形態が適用できるものである。

この発明に係るリニアモータの永久磁石ユニットは、例えば工作機械のテーブルや半導体製造装置の搬送機構に利用される。

この発明の実施の形態１によるリニアモータを示す平面断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 この発明の実施の形態１によるリニアモータの永久磁石ユニットを示す斜視図である。 図３のリニアモータの永久磁石ユニットの底面図である。 図３のリニアモータの永久磁石ユニットの正面図である。 この発明の実施の形態１のリニアモータの永久磁石ユニットの組み立て方法を示す図である。 この発明の実施の形態１のリニアモータの永久磁石ユニットの組み立て方法を示す図である。 この発明の実施の形態１のリニアモータの永久磁石ユニットの組み立て方法を示す図である。 この発明の実施の形態１の他の例のリニアモータの永久磁石ユニットを示す底面図である。 この発明の実施の形態２による永久磁石ユニットを示す拡大底面図である。 この発明の実施の形態２による永久磁石ユニットの他の例を示す拡大底面図である。 この発明の実施の形態３による永久磁石ユニットを示す拡大底面図である。 この発明の実施の形態４による永久磁石ユニットを示す拡大底面図である。 この発明の実施の形態５による永久磁石ユニットを示す斜視図である。 この発明の実施の形態５によるリニアモータを示す平面断面図である。

符号の説明

１ 電機子ユニット、２ 永久磁石ユニット、１０２ コア、１０３ スロット、
１０４ コイル、１０５ フレーム、２０１ コの字形固定部材、２０２ 永久磁石、
２０３ 穴部、２０４ モールド樹脂、２０５ 位置決めブロック、２０６ 磁性粉。

Claims (6)

1. 電機子ユニットと共にリニアモータを構成する永久磁石ユニットであって、複数個の永久磁石と、上記永久磁石を列状に保持するコの字形固定部材を備え、上記コの字形固定部材には、上記コの字形固定部材が上記永久磁石の上記電機子ユニットに対向する両面を挟むことにより、上記永久磁石と嵌合する穴部が設けられていることを特徴とするリニアモータの永久磁石ユニット。
2. 上記コの字形固定部材内の永久磁石間の隙間にはモールド樹脂が充填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の永久磁石ユニット。
3. 上記コの字形固定部材内の永久磁石間に、永久磁石と当接する位置決めブロックを設けたことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータの永久磁石ユニット。
4. 上記位置決めブロックを磁性材により構成したことを特徴とする請求項３に記載のリニアモータの永久磁石ユニット。
5. 上記モールド樹脂に磁性粉を含浸させたことを特徴とする請求項２に記載のリニアモータの永久磁石ユニット。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項の永久磁石ユニットと、上記永久磁石ユニットの永久磁石に対向して配置され、駆動コイルを巻回したコアを有する電機子ユニットを備えたことを特徴とするリニアモータ。

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