JP4327298B2

JP4327298B2 - Drive coil for linear motor

Info

Publication number: JP4327298B2
Application number: JP13500499A
Authority: JP
Inventors: 健元井; 隆古妻; 聡細井; 俊明外賀; 英二井田
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2019-05-14
Also published as: JP2000324789A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は組立装置や検査装置の搬送や位置決め等に用いられるリニアモーターに使用されるリニアモータ用駆動コイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リニアモーターには各種構造のものがあるが、リニア同期モータ、リニア直流モータと呼ばれるものは一般的にベッド（ベース）に駆動コイルを取付け、テーブル（ブロック）に永久磁石を取付け、ベッドを固定すると磁石付きのテーブルが可動するようにした永久磁石可動型リニアモーターと、ベッドに永久磁石を取付け、テーブルに駆動コイルを取付け、ベッドを固定するとコイル付きのテーブルが可動するようにしたコイル可動型リニアモーターとがある。何れの場合も駆動コイルは基板に固定され、その基板を介して駆動コイルに駆動電流が供給されるようにしてある。基板に取り付けられた駆動コイルと、それに対向して配置される永久磁石との間のクリアランスは僅か０．３mm〜１．０mm程度であるため、基板が多少でも撓むと駆動コイルと永久磁石が接触して可動不良を起こす虞れがある。そこで、現在は基板をセラミックスやガラスエポキシ樹脂といった高剛性素材で製造している。
【０００３】
駆動コイルは空芯状のものであり、それを基板上の所定位置に固定するには、切削加工によって基板上に駆動コイルを嵌合可能な位置決め溝を形成し、この位置決め溝に駆動コイルを嵌合させて所定位置に位置決めしたり、基板上に位置決め突子（通称「ダボ」）を後付けし、この位置決め突子の外側にコイルの内側空間を被せて同コイルを位置決めしたりしている。
【０００４】
前記何れの位置決め手段を採用した場合にも、基板上に固定した駆動コイルの巻始端部及び巻終端部は基板上の回路や端子に夫々接続する。この際、駆動コイルの内側にある巻始端部は当該コイルの上又は下を横切ってその外側に引き出し、基板上の回路等に接続する。
【０００５】
近年、新素材の開発に伴ってリニアモータに使用される永久磁石は強力な磁力を有するようになり、消費電力が少なく小型でありながら推進力の大きなリニアモーターの生産が可能となった。しかし、その一方で永久磁石の磁力の増加に伴って、永久磁石に対向する駆動コイルがその磁力線に対して直交する方向に強い反力を受け、巻き崩れを生ずる虞れがある。そこで現在は、巻芯に絶縁導線を巻き取ってコイルを形成した後に、同コイルに通電加熱して絶縁導線の絶縁皮膜の外周に予め塗布しておいた接着剤を溶融させ、又は絶縁導線を巻芯に巻き取りながらアルコール等の溶剤を塗布して接着剤を溶融させ、その後に熱風を吹き付けて溶融させた接着剤を強制乾燥させて絶縁導線同士を接着したり、コイル全体をエポキシ樹脂等でモールドする等の補強処理を施している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
１．前記のように基板に位置決め溝を形成する場合、基板がセラミックスやガラスエポキシ樹脂といった高剛性素材であるため、切削しにくく、切削に手間がかかる。また、切削に高度な加工技術を要し加工コストも高くつく。
２．基板に位置決め突子を突設する場合は、位置決め突子を正確な位置に取り付けなければならないため、取付けに手間がかかり面倒である。また、コイルによって内側空間の形状やサイズが異なるため、それらの形状やサイズに合わせて位置決め突子の取付け位置や寸法を変える必要がありコスト高になる。
３．基板に取付けた駆動コイルの巻始端部を、当該コイルを横切ってその外側に引き出すと巻始端部側の絶縁導線と巻終端部側の絶縁導線とが接触するため絶縁が不十分な場合にはショートしてスパークが発生する虞れがある。特に印加電圧切断時には電磁誘導作用による逆起電力によって電圧差が大きくなるためその虞れが高まる。そこで、コイルの外側に引き出した巻始端部にガラスチューブを被せる等して絶縁性の向上を図る必要がある。
４．コイルの巻き崩れを防止するために前記のように絶縁導線同士を接着して補強処理を施しても、コイルの巻き崩れを１００％防止することは困難であり、また、その分だけコストも高くなる。
５．同一の治具を使用して絶縁導線を巻いても夫々のコイルの厚みにはどうしてもバラツキがでる。従って、複数の駆動コイルを使用するリニアモーターでは夫々の駆動コイルとそれに対向して配置される永久磁石との間の距離が異なり、夫々のコイルに作用する磁力に差が生じる。尚、磁力は距離の２乗に反比例して弱まる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は前記諸問題を解決するリニアモーター用駆動コイルを提供することにある。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
本件出願の第１のリニアモーター用駆動コイルは、請求項１記載のように、巻始端部５と巻終端部６と内側空間１２を備えた空芯コイル１において、内側空間１２内に剛性のある樹脂製の補強材２が射出成形により形成され、補強材２には、基板３の位置決め穴１４に差し込んで位置決めするための位置決め突子４、巻始端部５を基板３の端子や回路へ接続する作業が可能な空間部７、補強材２に空芯コイル１の巻始端部５を前記空間部７に導出するための導出部８及び隙間１８が形成され、導出部８は基板３に配置されると基板３との間に導出空間９が形成されるように補強材２の表面よりも凹陥して形成され、隙間１８は補強材２の導出部８と連通して位置決め突子４に形成されたものである。
【００１２】
本件出願の第２のリニアモーター用駆動コイルは、請求項２記載のように、巻始端部５と巻終端部６と内側空間１２を備えた空芯コイル１において、空芯コイル１の外側に剛性のある樹脂製の補強材２が射出成形により形成され、補強材２には、基板３の位置決め穴１４に差し込んで位置決めするための位置決め突子４と、前記巻終端部６を補強材２の外側に導出するための導出部８が及び隙間１８が形成され、導出部８は基板３に配置されると基板３との間に導出空間９が形成されるように補強材２の表面よりも凹陥して形成され、隙間１８は補強材２の導出部８と連通して位置決め突子４に形成されたものである。
【００１３】
本件出願の第３のリニアモーター用駆動コイルは、請求項３記載のように、巻始端部５と巻終端部６と内側空間１２を備えた空芯コイル１において、前記内側空間１２内と外側との双方に剛性のある樹脂製の補強材２が射出成形により形成され、前記一方又は双方の補強材２に基板３の位置決め穴１４に差し込んで位置決めするための位置決め突子４が形成され、空芯コイル１の内側の補強材２に巻始端部５を基板３の端子や回路へ接続する作業が可能な空間部７と、空芯コイル１の巻始端部５を前記空間部７に導出するための導出部８及び隙間１８が形成され、その隙間１８は内側の補強材２の導出部８と連通して位置決め突子４に形成され、空芯コイル１の外側の補強材２に巻終端部６を補強材２の外側に導出する導出部８及び隙間１８が形成され、その隙間１８は外側の補強材２の導出部８と連通して形成され、両補強材２の導出部８の夫々は基板３に配置されると基板３との間に導出空間９が形成されるように補強材２の表面よりも凹陥して形成されたものである。
【００１４】
本件出願の第４のリニアモーター用駆動コイルは、請求項４記載のように、前記第１乃至第３のいずれかに記載のリニアモーター用駆動コイルにおいて、射出成形により空芯コイル１の内側に成形された補強材２の外周面が空芯コイル１の内側空間１２に露出している絶縁導線１０の積層間隙に食込んで密接し、空芯コイル１の外側に成形された補強材２の内周面が空芯コイル１の外側に露出している絶縁導線１０の積層間隙に食込んで密接しているものである。
【００１５】
【００１６】
【発明の実施の形態】
（リニアモーター用駆動コイルの実施形態１）
本発明のリニアモーター用駆動コイルの第１の実施形態を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。このリニアモーター用駆動コイルは図１に示すように、絶縁導線１０を略矩形のリング状に巻き、上下に俵巻きに積層して空芯コイル１とし、その内側空間１２に図２に示すような樹脂製の補強材２を固定し、その補強材２に位置決め突子４と空間部７と導出部８とを形成したものである。
【００１７】
図２に示す補強材２は、その外周面が空芯コイル１の内周面に密接するブロック状に形成されており、永久磁石に対向する位置に配置されて電流が流されたときに、フレミングの左手の法則に従って磁力線の方向と直交する方向に生じる力（反力）によって同空芯コイル１の巻きが崩れたり、変形したりすることを防止する働きをするものである。この補強材２は空芯コイル１の内側空間１２（図１）に熱可塑性樹脂を射出成形して形成されており、図３（ｂ）の拡大図に示されるように当該補強材２の外周面が空芯コイル１の内側空間１２に露出している絶縁導線１０の積層間隙に食い込んで密接し、接着剤等を使用しなくとも確実に固定されるようにしてある。また、図３（ａ）に示すように補強材２の厚みは空芯コイル１の厚みと同一か、空芯コイル１の厚みより僅かに薄くして、図４（ｂ）に示すように当該空芯コイル１を基板３に取り付ける場合に、同空芯コイル１の厚み以上の取り付けスペースを要しないようにしてある。
【００１８】
前記補強材２は剛性が高いことが望ましく、素材となる熱可塑性樹脂には曲げ弾性率が１ｍ²当たり８×１０２ｋｇｆ／ｍ以上（ＡＳＴＭＤ７９０による）の、所謂エンジニアプラスチックを使用するのが望ましい。具体的にはポリアミド樹脂（例えばナイロン）、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエステル系樹脂（例えばポリエチレンフタレートやポリブチレンフタレート）、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリスルフォン系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂（例えばポリエーテルエーテルケトン）、全芳香族ポリエステル系樹脂（例えばポリアリレート）、ＡＢＳ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（例えば強化ポリプロピレン）、サーモトロピック結晶ポリマー等を使用するのが望ましい。
【００１９】
図２に示す空間部７は補強材２の内側に略矩形に形成されている。この空間部７は基板３の所定位置に配置された空芯コイル１の巻始端部５を基板３上の回路、電極、ターミナル１３（図４ａ）に半田付けしたり、基板３上に開設された引き込み孔（図示しない）に差し込んで基板３の反対側（裏面）に引き込んだりする作業を行うための空間である。図２では空間部７を補強材２の長手方向中央よりやや左寄りの位置に形成してある。尚、前記引き込み孔から基板３の反対側（裏面）に引き込まれた巻始端部５も基板３上の回路、電極、ターミナル等（図示しない）に半田付け等によって接続されることは同じである。尚、図４（ａ）の１５は空芯コイル１の巻終端部６が接続されるターミナルである。
【００２０】
前記位置決め突子４は図２に示すように補強材２の外周縁寄りと、前記空間部７の周縁とに夫々設けられている。両位置決め突子４とも前記補強材２と同一素材によって同補強材２と一体成形されており、基板３に開口されている位置決め穴１４（図４ａ）に差込むことによって、当該空芯コイル１を基板３の所定位置に正確に位置決めするためのものである。図２のように１つの補強部２に２以上の位置決め突子４を突設すると、基板３に設置した空芯コイル１が水平方向へ回転することを規制できるので望ましいが、位置決め突子４を１つとし、その位置決め突子４を異形（円形以外）とすることによって空芯コイル１の水平方向への回転を規制してもよい。勿論、２つ以上の位置決め突子４の全部又は一部を異形としてもよい。何れの場合も位置決め突子４を基板３の位置決め穴１４（図４ａ）に圧入することによって当該空芯コイル１を接着剤等を使用することなく基板３に固定することができる。勿論、圧入することなく接着剤等で基板３に固定することもでき、圧入すると共に接着剤を使用して固定することもできる。
【００２１】
図２に示すように２つの位置決め突子４は円柱状に形成されているが、空間部７の周縁に突設された位置決め突子４にはその中央に前記空間部７に連通する隙間１８を形成すると共に一部を面取りしてある。
【００２２】
図２に示すように前記導出部８は補強材２の表面外周縁寄りを前記隙間１８に連通するように凹陥させて形成してあり、当該空芯コイル１を基板３の所定位置に配置すると、図３（ａ）に示すように当該導出部８と基板３との間に、同導出部８の底面２０と両内側面２２と基板３の上面２４とによって囲まれた導出空間９が形成されるようにしてある。この導出空間９を形成することによって、空芯コイル１の巻始端部５を導出空間９及び隙間１８を通して空間部７内に引き込むことができ、巻始端部５が他の絶縁導線１０（特に巻終端部６寄りの絶縁導線）に接触することなく、さらには補強材２と基板３とに挟まれることもなく空間部７内に引き込むことができる。
【００２３】
図２に示すように導出部８は前記隙間１８より幅広として、空芯コイル１の巻始端部５を空間部７に向けて折り返す点（図２のＰ点）が同図の矢印方向に多少づれても巻始端部５をその内側に収容することができるようにしてある。
【００２４】
（実施形態２）
本発明のリニアモーター用駆動コイルの第２の実施形態を図５に基づいて詳細に説明する。図５に示すリニアモーター用駆動コイルの基本構成は前記図２に示すものと同一である。異なるのは補強材２を空芯コイル１の外側に設けたことである。この補強材２も金型を使用して空芯コイル１の外側に熱可塑性樹脂を射出成形することによって、当該補強材２の内周面が空芯コイル１の外周面に露出している絶縁導線１０の積層間隙に食い込んで同外周面に密接し、接着剤等を使用しなくとも確実に固定されるようにしてある。また、補強材２の厚みは空芯コイル１の厚みと同一か、空芯コイル１の厚みより僅かに薄くしてある。
【００２５】
また、図５に示す補強材２にも導出部８が形成され、当該空芯コイル１を基板３の所定位置に配置すると導出空間９が形成されるようにしてあるが、この導出空間９は空芯コイル１の巻終端部６を空芯コイル１の外側に引き出すために使用される。一方、空芯コイル１の巻始端部５は同図の矢印方向に折り返して、空芯コイル１の内側空間１２内において基板３上の回路や端子やターミナル等に接続する。
【００２６】
（リニアモーター用駆動コイルの他の実施形態）
前記実施形態１又は２では補強材２が空芯コイル１の内側又は外側の一方に設けられたものを示したが、補強材２は空芯コイル１の内側及び外側の双方に設けることもできる。また、空芯コイル１の内側又は外側の一部にのみ設けることもできる。これらの場合、位置決め突子４及び導出部８は空芯コイル１の内側及び外側の補強材２のうち一方にだけ突設してもよく、双方に突設してもよい。また、補強材２を空芯コイル１の内側に設ける場合には同補強材２の形状は空芯コイル１の内側空間１２の形状によってその形状がある程度規制されるが、補強材２を空芯コイル１の外側に設ける場合にはそのような規制が無いため、任意の形状とすることができる。何れの場合にも補強材２は前記樹脂以外のＦＲＰ、セラミックス等で製作することもできる。
【００２７】
位置決め突子４の位置は図示したものに限られず、基板３上の位置決め穴１４の位置や空芯コイル１の設置位置等に応じて適宜変更することができる。また、位置決め突子４の数も１つ以上の任意の数とすることができる。
【００２８】
空間部７の形状も図示したものに限られず、空芯コイル１の巻始端部５を基板３上の回路等に接続可能であれば所望の形状とすることができる。また、導出部８も補強材２と基板３との間に、空芯コイル１の巻始端部５を空間部７に引き込むことができる導出空間９を形成可能な形状であれば所望の形状とすることができる。
【００２９】
（リニアモーター用駆動コイル製造方法の実施形態１）
図２に示すリニアモーター用駆動コイルの製造方法を次に説明する。
（１）回転軸に取付けた巻芯に絶縁導線１０を巻き取って図１に示すような空芯コイル１を製造する。
（２）図６に示すように空芯コイル１を下型２６の上にセットする。このとき、同図に示すように空芯コイル１の巻始端部５を同コイル１の肉厚方向に引き出して下型２６に開設されている逃げ孔２８に挿入しておく。この逃げ孔２８の内径は巻始端部５の外径とほぼ同一として、巻始端部５を挿入すると同巻始端部５との間に樹脂が侵入できないようにしてある。
（３）空芯コイル１がセットされた下型２６の上に上型３０を合わせる。このとき上型３０を下型２６側に押圧して、内部の空芯コイル１を圧迫する。このようにすると、空芯コイル１の厚みが下型２６と上型３０との間に形成される空間３２の高さに圧縮され、幅（平面方向の大きさ）も空間３２の幅に圧縮され、個々の空芯コイル１の厚みや幅のバラツキが矯正される。
（４）前記空間３２に、上型３０に設けられた充填口３４から溶融状態の樹脂を所定圧力で充填する。このとき逃げ孔２８に挿入されている空芯コイル１の巻始端部５には樹脂が付着することがない。
（５）樹脂が冷えて固まったら下型２６と上型３０を上下に分離してコイルを取り出す。
【００３０】
図５に示すリニアモーター用駆動コイルの製造方法も前記と基本的に同一であるが、図５に示すリニアモーター用駆動コイルを製造する場合には空芯コイル１の外側に空間３２が形成される金型を使用して、当該空芯コイル１の外側に補強材２を形成する。
【００３１】
前記絶縁導線１０は導線をウレタン樹脂で被覆してなるものであるが、これ以外の絶縁材で被覆された絶縁導線を使用することもできる。また、空芯コイル１の絶縁導線１０同士を接着剤で接着したり、空芯コイル１の全体を樹脂でモールドする等の補強処理を施すこともできる。絶縁導線１０同士の接着や、モールドは前記従来の方法と同一の方法で行うことができる。また、空芯コイル１は絶縁導線１０を俵巻きではなく通常の積層巻きしたものであってもよい。
【００３２】
本発明のリニアモーター用駆動コイルを使用したリニアモータとして例えば図７に示すものが考えられる。このリニアモーターは同図に示すように略矩形板状に形成されたベッド４０と、同ベッド４０の長手方向に沿って往復移動するテーブル４２と、ベッド４０上に設置された本発明の駆動コイル４４と、テーブル４２に設置された永久磁石４６とを備え、駆動コイル４４に駆動電流を流してその周囲に磁界を発生させると、フレミングの左手の法則によって永久磁石４６が取付けられたテーブル４２が図７の矢印方向に推力を受けて同方向に移動するようにしたものである。
【００３３】
図７に示すように前記ベッド４０の上面には略矩形板状に形成され当該ベッド４０とほぼ同じ長さを有するコイルヨーク４７が配置されており、複数本の六角穴付きボルト（図示しない）によってベッド４０に固定されている。当該コイルヨーク４７の幅方向両側部には２本のトラックレール５０が同コイルヨーク４７の長手方向に沿って平行に配置されており、複数本の平小ねじ５１によってコイルヨーク４７に固定されている。
【００３４】
図８に示すように、夫々のトラックレール５０の外側面には断面形状が略半円状の軌道溝５２が１条形成されている。当該トラックレール５０には同トラックレール５０に沿って往復スライド自在なスライドメンバー５４が配置されている。このスライドメンバー５４には転動体循環路（図示しない）が形成されており、当該転動体循環路内には転動体としての多数のボール５６が配列収容されている。これらボール５６は前記トラックレール５０に対するスライドメンバー５４の移動に伴ってトラックレール５０の軌道溝５２上を転動しつつ循環してトラックレール５０及びスライドメンバー５４の間で荷重を負担する働きをする。
【００３５】
前記スライドメンバー５４はケーシング５８と、当該ケーシング５８の両端部にさら小ねじ６０によって結合された一対のエンドキャップ６２と、夫々のエンドキャップ６２の外面に共締めされたシール６４とを有している。前記転動体循環路はケーシング５８を直線的に貫くように且つ互い平行に形成された負荷軌道溝及びリターン溝と、両エンドキャップ６２に形成されて前記負荷軌道溝及びリターン溝の両端部同士を連通させる一対の略円弧状の方向転換部とから成る。尚、転動体循環路のうち負荷軌道溝がトラックレール５０の軌道溝５２と対向している。
【００３６】
本発明の駆動コイル４４は図７に示すように前記２本のトラックレール５０の間にベッド４０の長手方向に沿って複数配置されている。具体的には図３（ａ）に示すように複数の駆動コイル４４が配置された基板３を駆動コイル４４がコイルヨーク４７と対向する向きで２本のトラックレール５０の間に並べ、夫々の基板３をコイルヨーク４７にねじ止めしてある。尚、基板３をコイルヨーク４７にねじ止めする際には基板３とコイルヨーク４７との間にアセンブリ等を介装させてねじの締付けによって基板３が反り等の変形を生じないようにすることが望ましい。また、基板３には夫々の駆動コイル４４に対応してホール効果素子（図示しない）が設けられている。
【００３７】
図７に示すようにベッド４０の長手方向両端はエンドプレート６６によって閉塞されており、夫々のエンドプレート６６の内側には緩衝材６８を取付けて当該ベッド４０上で往復スライドするテーブル４２がエンドプレート６６に衝突してもベッド４０やテーブル４２が破損しないようにしてある。ベッド４０の長さはテーブル４２を移動させたい距離に応じて任意に選択することができるが、図７に示すものは一例として約６００ｍｍとしてあり、幅は約８０ｍｍとしてある。
【００３８】
図７に示すテーブル４２は箱形に形成されており、その底面を前記トラックレール５０に取付けられたスライドメンバー５４に固定することによって、ベッド４０の上をトラックレール５０に沿って図中の矢印方向に往復移動自在としてある。このテーブル４２は、その下面にマグネットヨークを設け、そのマグネットヨークにベッド４０上に配置された前記駆動コイルと対向するように永久磁石４６を設けて、駆動コイル４４に駆動電流が流されるとフレミングの左手の法則によって図７の矢印方向に推力を受けて同方向に移動するようにしてある。前記永久磁石４６は略矩形板状に形成され、テーブル４２の移動方向（ベッド４０の長手方向）に沿ってＮ・Ｓの磁極が交互に並ぶように配置されている。
【００３９】
以上の構造を有するリニアモーターは例えば図９に示すようにティーチングボックス７０とコントローラ７２（プログラマブルコントローラ）とドライバ７４とから構成される制御システムによってパルス制御することができる。具体的には、ティーチングボックス７０を使用してコントローラ７２にプログラムを入力し、コントローラ７２が制御プログラムに従って出力するパルスと当該リニアモータに設けられたエンコーダ（図示しない）による現在位置のフィードバック信号とをドライバ７４で比較演算し、その結果に応じた制御信号に基づいて複数の駆動コイル４４のうちテーブル４２直下のコイルに電圧を印加し、プログラムされた距離だけ移動させることができる。移動速度はパルスの出力周波数によってコントロールされる。また、パルス制御以外にも直流電圧の入力指令によって速度制御や推力制御が行える。尚、前記制御システムにシーケンサやＲＳ２３２Ｃによる外部入出力装置を加えて操作することもできる。
【００４０】
図７に示したリニアモーターはテーブル４２が１つのものであるが、本発明の駆動コイルを用いたリニアモーターにはテーブル４２を２以上設けたものも含まれる。その場合、複数のテーブル４２を個別に移動させることも、同時に移動させることもできる。図１０に示すようにベッド４０の上部をカバー８０で覆い、テーブル４２が同カバー８０とベッド４０の間でその長手方向に往復移動するようにしたものも含まれる。この場合はテーブル４２の上面を断面コ字状に凹陥させて、その内側にカバー８０が嵌るようにする。
【００４１】
【発明の効果】
本件出願のリニアモーター用駆動コイルは、空芯コイルの内側及び外側の双方又は一方の全体又は一部に、剛性のある補強材を固定し、補強材に空芯コイルを基板上の所定位置に位置決めするための位置決め突子を突設したので次のような効果を有する。
１．永久磁石の保持力の向上に伴って、駆動コイルがその磁力線に対して直交する方向に強い反力を受けても巻き崩れや変形を生ずる虞がない。
２．ドリル等によって基板上に位置決め穴に開設し、同位置決め穴に位置決め突子を嵌合するだけで、当該コイルを所定位置に位置決めすることができる。従って、従来のように駆動コイルを基板上に位置決めするために加工難度の高い位置決め溝を形成する必要がない。
３．駆動コイルの位置決めのために、基板上に同コイルの種類ごとに異なる空芯の形状に応じた位置決め突子を後付けする必要もない。
４．駆動コイルはその外形が異なっても内側空間の形状は共通であるため、補強材を同コイルの内側空間内に設ける場合には、当該コイルの外形に影響されることなく補強材の形状を共通とすることができる。
５．補強材を駆動コイルの外側に設ける場合には補強材の形状がコイルの内側空間の形状によって決定されることがないため、基板の形状その他の応じて所望の形状とすることができる。
【００４２】
本件出願のリニアモーター用駆動コイルは、駆動コイルの巻始端部をその内側から引き出して基板上の端子や回路に接続可能としたので次のような効果を有する。
１．駆動コイルの巻始端部を基板上の端子や回路等に接続するために、基板を特別の形状にしたり、基板に特別な加工を施す必要がない。
２．基板上において駆動コイルが占める容積を最小限に抑えることができる。
【００４３】
本件出願のリニアモーター用駆動コイルは、駆動コイルの巻終端部を空芯コイルの外側に引き出して基板上の端子や回路に接続可能としたので次のような効果を有する。
１．駆動コイルの巻終端部を基板上の端子や回路等に接続するために、基板を特別の形状にしたり、基板に特別な加工を施す必要がない。
２．基板上において駆動コイルが占める容積を最小限に抑えることができる。
【００４４】
本件出願のリニアモーター用駆動コイルは、補強材に空芯コイルの巻始端部を基板の端子や回路へ接続する作業が可能な空間部を形成したので次のような効果がある。
１．基板上に配置した駆動コイルの巻始端部を基板上の端子や回路等に接続するための作業が非常に行い易く、製造時間を短縮することができる。
【００４５】
本件出願のリニアモーター用駆動コイルは、補強材にその表面よりも凹陥した導出部を設けて、空芯コイルを基板に取付けると導出部と基板との間に、空芯コイルより導出した巻始端部を空間部内に導出可能な導出空間が形成される様にしたので次のような効果がある。
１．巻始端部が駆動コイル自体に接触しないので、絶縁不良の可能性がなく、巻始端部にガラスチューブを被せたりする必要がない。
２．基板上の回路や端子に接続するために空間部内に引き込まれる巻始端部が補強材と基板との間に挟まれることがない。従って、補強材と基板との間に挟まれた巻始端部の存在によって当該コイルががたついたり、このがたつきを防止するために基板上面に逃げを形成するための加工を施したりする必要がない。
【００４６】
本件出願のリニアモーター用駆動コイルは、補強材にその表面よりも凹陥した導出部を設けて、空芯コイルを基板に取付けると導出部と基板との間に、空芯コイルより導出した巻終端部を空芯コイルの外側に導出可能な導出空間が形成される様にしたので次のような効果がある。
１．基板上の回路や端子に接続するために引き出された巻終端部が補強材と基板との間に挟まれることがない。従って、補強材と基板との間に挟まれた巻終端部の存在によって当該コイルががたついたり、このがたつきを防止するために基板上面に逃げを形成するための加工を施したりする必要がない。
【００４７】
本件出願のリニアモーター用駆動コイルは、補強材が剛性のある樹脂製であり、基板の位置決め穴に対応した位置決め突子が突設されているので次のような効果がある。
１．補強材に剛性があるため空芯コイルの巻き崩れや変形を確実に防止することができる。
２．補強材が樹脂製であるため軽量である。また、加工が容易で補強部を容易に所望の形状とすることができる。さらに原材料費が安いのでコストを低く抑えることができる。
【００４８】
前記リニアモーター用駆動コイルの製造方法には次のような効果がある。
１．金型にセットした空芯コイルの巻始端部又は巻終端部を金型の一部に収容して、金型に充填される樹脂が同巻始端部又は巻終端部に付着しないようにしたので、巻始端部又は巻終端部を基板上の回路等に接続する際に付着した樹脂を除去する必要がなく、巻始端部の処理が非常に簡単となる。また、付着した樹脂の除去が不十分で接触不良を起こすこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】空芯コイルの一例を示す斜視図。
【図２】本発明のリニアモーター用駆動コイルの第１の実施形態を示す斜視図。
【図３】（ａ）は図２のＸ−Ｘ断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図。
【図４】（ａ）は本発明のリニアモーター用駆動コイルが設置される基板の一例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の基板に本発明のリニアモーター用駆動コイルを設置した状態を示す平面図。
【図５】本発明のリニアモーター用駆動コイルの第２の実施形態を示す斜視図。
【図６】本発明のリニアモーター用駆動コイルの製造方法を示す説明図。
【図７】本発明のリニアモーター用駆動コイルを使用したリニアモーターの一例を示す一部断面を含む斜視図。
【図８】図７に示すリニアモーターに使用されるトラックレール及びスライドメンバーを示す一部断面を含む説明図。
【図９】図７に示すリニアモーターの制御システムの一例を示す説明図。
【図１０】本発明のリニアモーター用駆動コイルを使用したリニアモーターの他例を示す斜視図。
【符号の説明】
１空芯コイル
２補強材
３基板
４位置決め突子
５巻始端部
６巻終端部
７空間部
８導出部
９導出空間
１０絶縁導線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a drive coil for a linear motor used in a linear motor used for conveyance or positioning of an assembly apparatus or an inspection apparatus.
[0002]
[Prior art]
  There are various types of linear motors, but linear synchronous motors and linear DC motors generally have a drive coil attached to the bed (base), a permanent magnet attached to the table (block), and the bed fixed. Permanent-magnet movable linear motor that allows the table with magnets to move, and permanent-magnet-movable linear motor that attaches the permanent magnet to the bed, attaches the drive coil to the table, and moves the table with the coil when the bed is fixed There is a motor. In either case, the drive coil is fixed to the substrate, and a drive current is supplied to the drive coil through the substrate. Since the clearance between the drive coil attached to the board and the permanent magnet arranged opposite to it is only about 0.3 mm to 1.0 mm, the drive coil and the permanent magnet come into contact if the board is bent somewhat. There is a risk of malfunction. Therefore, currently, the substrate is manufactured from a highly rigid material such as ceramics or glass epoxy resin.
[0003]
  The drive coil has an air core shape, and in order to fix it in a predetermined position on the substrate, a positioning groove capable of fitting the drive coil is formed on the substrate by cutting, and the drive coil is placed in the positioning groove. They are fitted and positioned at a predetermined position, or a positioning protrusion (commonly called “dough”) is retrofitted on the substrate, and the coil is positioned by covering the inner space of the coil outside the positioning protrusion. .
[0004]
  Regardless of which positioning means is used, the winding start end and winding end of the drive coil fixed on the substrate are connected to circuits and terminals on the substrate, respectively. At this time, the winding start end portion inside the driving coil crosses over or under the coil and is pulled out to the outside to be connected to a circuit or the like on the substrate.
[0005]
  In recent years, along with the development of new materials, permanent magnets used in linear motors have a strong magnetic force, and it has become possible to produce linear motors with high propulsive force while having low power consumption and small size. However, as the magnetic force of the permanent magnet increases, the drive coil facing the permanent magnet receives a strong reaction force in the direction orthogonal to the magnetic field lines, which may cause collapse. Therefore, at present, after winding the insulated conductor around the winding core to form a coil, the coil is energized and heated to melt the adhesive previously applied to the outer periphery of the insulating film of the insulated conductor, or the insulated conductor is Applying a solvent such as alcohol while winding on the core to melt the adhesive, and then blowing the hot air to forcibly dry the adhesive to bond the insulated conductors together, or the entire coil to epoxy resin, etc. Reinforcing treatment such as molding is performed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  1. When the positioning groove is formed on the substrate as described above, since the substrate is made of a highly rigid material such as ceramics or glass epoxy resin, it is difficult to cut and labor is required for cutting. In addition, cutting requires advanced processing technology, and processing costs are high.
  2. When the positioning protrusions are provided on the substrate, the positioning protrusions must be mounted at an accurate position, which is troublesome and troublesome to mount. Moreover, since the shape and size of the inner space differ depending on the coil, it is necessary to change the mounting position and dimensions of the positioning protrusions according to the shape and size, resulting in high costs.
  3. When the winding start end of the drive coil attached to the substrate is pulled out to the outside across the coil, the insulation conducting wire on the winding start end side and the insulation conducting wire on the winding end end side come into contact with each other. There is a risk of sparking due to a short circuit. In particular, when the applied voltage is cut off, the voltage difference is increased by the back electromotive force due to the electromagnetic induction action, which increases the possibility. Therefore, it is necessary to improve the insulation property by covering a glass tube on the winding start end drawn out of the coil.
  4). Even if the insulation conductors are bonded together to prevent the coil from collapsing as described above, it is difficult to prevent the coil from collapsing 100%, and the cost is increased accordingly. Become.
  5). Even if the insulated conductor is wound using the same jig, the thickness of each coil is inevitably varied. Therefore, in a linear motor using a plurality of drive coils, the distance between each drive coil and the permanent magnet arranged opposite to the drive coil differs, and a difference occurs in the magnetic force acting on each coil. The magnetic force weakens in inverse proportion to the square of the distance.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  An object of the present invention is to provide a drive coil for a linear motor that solves the above problems.
[0008]
[0009]
[0010]
[0011]
  The first linear motor drive coil of the present application is characterized in that, in the air-core coil 1 including the winding start end portion 5, the winding end portion 6 and the inner space 12, the inner coil 12 is rigid. A resin-made reinforcing material 2 is formed by injection molding. The reinforcing material 2 includes a positioning protrusion 4 for positioning by being inserted into a positioning hole 14 of the substrate 3 and a winding start end portion 5 to terminals and circuits of the substrate 3. A space portion 7 capable of connecting work, a lead-out portion 8 for leading the winding start end portion 5 of the air-core coil 1 to the reinforcing member 2 and the space portion 7;A gap 18 is formed,The lead-out part 8 is formed to be recessed from the surface of the reinforcing member 2 so that a lead-out space 9 is formed between the lead-out part 8 and the substrate 3,The gap 18 is formed in the positioning protrusion 4 in communication with the lead-out portion 8 of the reinforcing material 2.
[0012]
  The second linear motor drive coil of the present application is the air core coil 1 including the winding start end portion 5, the winding end portion 6, and the inner space 12, as described in claim 2. A rigid resin reinforcing material 2 is formed by injection molding. The reinforcing material 2 includes a positioning protrusion 4 for positioning by being inserted into the positioning hole 14 of the substrate 3 and the winding end portion 6. A deriving unit 8 for deriving outsideA gap 18 is formed,The lead-out part 8 is formed to be recessed from the surface of the reinforcing member 2 so that a lead-out space 9 is formed between the lead-out part 8 and the substrate 3,The gap 18 is formed in the positioning protrusion 4 in communication with the lead-out portion 8 of the reinforcing material 2.
[0013]
  According to a third linear motor drive coil of the present application, in the air-core coil 1 including the winding start end portion 5, the winding end portion 6, and the inner space 12, A rigid resin reinforcement 2 is formed on both sides by injection molding, and one or both of the reinforcements 2 are formed with positioning protrusions 4 for positioning by being inserted into the positioning holes 14 of the substrate 3, A space portion 7 capable of connecting the winding start end portion 5 to the terminal or circuit of the substrate 3 on the reinforcing material 2 inside the air core coil 1, and the winding start end portion 5 of the air core coil 1 led out to the space portion 7. A derivation unit 8 andA gap 18 is formed,ThatA gap 18 is formed in the positioning protrusion 4 in communication with the lead-out portion 8 of the inner reinforcing member 2,A lead-out portion 8 for leading the winding end portion 6 to the outside of the reinforcing material 2 in the reinforcing material 2 outside the air-core coil 1 andA gap 18 is formed, and the gap 18 is formed in communication with the lead-out portion 8 of the outer reinforcing member 2,Each of the lead-out portions 8 of both the reinforcing members 2 is formed so as to be recessed from the surface of the reinforcing member 2 so that a lead-out space 9 is formed between the lead-out portions 8 and the substrate 3.
[0014]
  No. of this application4The drive coil for the linear motor of claim4As described, the first to the first3In the drive coil for a linear motor according to any one of the above, the outer peripheral surface of the reinforcing member 2 formed inside the air-core coil 1 by injection molding is exposed to the inner space 12 of the air-core coil 1. The inner surface of the reinforcing material 2 formed outside the air-core coil 1 is cut into the stacking gap of the insulated conductor 10 exposed outside the air-core coil 1. It is what.
[0015]
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  (Embodiment 1 of drive coil for linear motor)
  A first embodiment of a drive coil for a linear motor according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, this linear motor drive coil is formed by winding an insulated conductor 10 in a substantially rectangular ring shape and stacking it up and down in a winding manner to form an air-core coil 1 in its inner space 12 as shown in FIG. A resin-made reinforcing material 2 is fixed, and a positioning protrusion 4, a space portion 7, and a lead-out portion 8 are formed on the reinforcing material 2.
[0017]
  The reinforcing material 2 shown in FIG. 2 is formed in a block shape whose outer peripheral surface is in close contact with the inner peripheral surface of the air-core coil 1, and is disposed at a position facing the permanent magnet and when a current is passed, It serves to prevent the winding of the air-core coil 1 from being broken or deformed by a force (reaction force) generated in a direction perpendicular to the direction of the magnetic field lines in accordance with Fleming's left-hand rule. This reinforcing material 2 is formed by injection-molding a thermoplastic resin in the inner space 12 (FIG. 1) of the air-core coil 1, and the outer periphery of the reinforcing material 2 is shown in the enlarged view of FIG. 3 (b). The surface bites into and closes into the laminated gap of the insulated conductor wire 10 exposed in the inner space 12 of the air-core coil 1, and is fixed securely without using an adhesive or the like. Further, as shown in FIG. 3 (a), the thickness of the reinforcing member 2 is the same as the thickness of the air-core coil 1 or slightly smaller than the thickness of the air-core coil 1, and as shown in FIG. When the air-core coil 1 is attached to the substrate 3, an attachment space larger than the thickness of the air-core coil 1 is not required.
[0018]
  The reinforcing material 2 desirably has high rigidity, and the thermoplastic resin used as the material has a bending elastic modulus of 1 m.²It is desirable to use a so-called engineered plastic with a weight of 8 × 10 2 kgf / m or more (according to ASTM D790). Specifically, polyamide resin (eg nylon), polyacetal resin, polycarbonate resin, modified polyphenylene ether, polyester resin (eg polyethylene phthalate or polybutylene phthalate), polyphenylene sulfide resin, polysulfone resin, polyether ketone It is desirable to use resin (for example, polyether ether ketone), wholly aromatic polyester resin (for example, polyarylate), ABS resin, polyolefin resin (for example, reinforced polypropylene), thermotropic crystal polymer, or the like.
[0019]
  The space 7 shown in FIG. 2 is formed in a substantially rectangular shape inside the reinforcing material 2. This space portion 7 is opened on the substrate 3 by soldering the winding start end portion 5 of the air-core coil 1 arranged at a predetermined position on the substrate 3 to a circuit, electrode, or terminal 13 (FIG. 4a) on the substrate 3. This is a space for performing an operation of inserting into the other drawing hole (not shown) and drawing into the opposite side (back surface) of the substrate 3. In FIG. 2, the space 7 is formed at a position slightly to the left of the center of the reinforcing member 2 in the longitudinal direction. The winding start end 5 drawn from the drawing hole to the opposite side (back side) of the substrate 3 is also connected to a circuit, electrode, terminal, etc. (not shown) on the substrate 3 by soldering or the like. . 4A is a terminal to which the winding termination portion 6 of the air-core coil 1 is connected.
[0020]
  As shown in FIG. 2, the positioning protrusions 4 are provided near the outer peripheral edge of the reinforcing member 2 and the peripheral edge of the space portion 7. Both positioning protrusions 4 are integrally formed with the reinforcing material 2 by the same material as the reinforcing material 2 and are inserted into the positioning holes 14 (FIG. 4 a) opened in the substrate 3, so that the air-core coil 1. Is positioned accurately at a predetermined position of the substrate 3. As shown in FIG. 2, it is desirable to project two or more positioning protrusions 4 on one reinforcing portion 2, since it can restrict the air core coil 1 installed on the substrate 3 from rotating in the horizontal direction. And the rotation of the air-core coil 1 in the horizontal direction may be restricted by making the positioning protrusions 4 irregular (other than circular). Of course, all or a part of the two or more positioning protrusions 4 may be modified. In any case, the air core coil 1 can be fixed to the substrate 3 without using an adhesive or the like by press-fitting the positioning protrusion 4 into the positioning hole 14 (FIG. 4 a) of the substrate 3. Of course, it can also fix to the board | substrate 3 with an adhesive agent etc., without press-fitting, and can also fix using an adhesive agent while pressing.
[0021]
  As shown in FIG. 2, the two positioning protrusions 4 are formed in a columnar shape, but the positioning protrusion 4 provided on the periphery of the space 7 has a gap 18 communicating with the space 7 at the center thereof. And chamfered partly.
[0022]
  As shown in FIG. 2, the lead-out portion 8 is formed by recessing the outer peripheral edge of the reinforcing material 2 so as to communicate with the gap 18, and when the air-core coil 1 is disposed at a predetermined position on the substrate 3. As shown in FIG. 3A, a lead-out space 9 surrounded by the bottom surface 20, both inner side surfaces 22 of the lead-out portion 8, and the top surface 24 of the substrate 3 is formed between the lead-out portion 8 and the substrate 3. It is supposed to be. By forming the lead-out space 9, the winding start end 5 of the air-core coil 1 can be drawn into the space 7 through the lead-out space 9 and the gap 18, and the winding start end 5 is connected to other insulated conductors 10 (particularly windings). It can be drawn into the space 7 without contacting the insulating conductor near the end 6 and without being sandwiched between the reinforcing material 2 and the substrate 3.
[0023]
  As shown in FIG. 2, the lead-out portion 8 is wider than the gap 18, and the point at which the winding start end portion 5 of the air-core coil 1 is turned back toward the space portion 7 (point P in FIG. 2) is somewhat in the direction of the arrow in FIG. The winding start end 5 can be accommodated inside even if it is dragged.
[0024]
  (Embodiment 2)
  A second embodiment of the drive coil for a linear motor of the present invention will be described in detail with reference to FIG. The basic configuration of the linear motor drive coil shown in FIG. 5 is the same as that shown in FIG. The difference is that the reinforcing material 2 is provided outside the air-core coil 1. Insulation in which the inner peripheral surface of the reinforcing member 2 is exposed on the outer peripheral surface of the air-core coil 1 by injection-molding a thermoplastic resin outside the air-core coil 1 using a mold. The lead wire 10 penetrates into the gap between the layers and is in close contact with the outer peripheral surface so that it can be securely fixed without using an adhesive or the like. The thickness of the reinforcing member 2 is the same as the thickness of the air-core coil 1 or slightly smaller than the thickness of the air-core coil 1.
[0025]
  Further, a lead-out portion 8 is also formed in the reinforcing member 2 shown in FIG. 5, and a lead-out space 9 is formed when the air-core coil 1 is arranged at a predetermined position on the substrate 3. It is used to pull out the winding end portion 6 of the air-core coil 1 to the outside of the air-core coil 1. On the other hand, the winding start end portion 5 of the air-core coil 1 is folded in the direction of the arrow in the figure and connected to a circuit, a terminal, a terminal, or the like on the substrate 3 in the inner space 12 of the air-core coil 1.
[0026]
  (Other embodiment of drive coil for linear motor)
  In the first or second embodiment, the reinforcing material 2 is provided on one of the inner side and the outer side of the air core coil 1. However, the reinforcing material 2 can be provided on both the inner side and the outer side of the air core coil 1. . Further, it can be provided only on a part of the inside or outside of the air-core coil 1. In these cases, the positioning protrusion 4 and the lead-out portion 8 may protrude only on one of the inner and outer reinforcing members 2 of the air-core coil 1 or may protrude on both. Further, when the reinforcing material 2 is provided inside the air-core coil 1, the shape of the reinforcing material 2 is regulated to some extent by the shape of the inner space 12 of the air-core coil 1, but the reinforcing material 2 is used as the air-core coil 1. Since there is no such restriction when it is provided outside the coil 1, it can have any shape. In any case, the reinforcing material 2 can be made of FRP, ceramics or the like other than the resin.
[0027]
  The position of the positioning protrusion 4 is not limited to that shown in the figure, and can be changed as appropriate according to the position of the positioning hole 14 on the substrate 3, the installation position of the air-core coil 1, and the like. Also, the number of positioning protrusions 4 can be any number of one or more.
[0028]
  The shape of the space portion 7 is not limited to the illustrated shape, and can be a desired shape as long as the winding start end portion 5 of the air-core coil 1 can be connected to a circuit or the like on the substrate 3. Further, the lead-out portion 8 has a desired shape as long as the lead-out space 9 can be formed between the reinforcing member 2 and the substrate 3 so that the winding start end portion 5 of the air-core coil 1 can be drawn into the space portion 7. can do.
[0029]
  (Embodiment 1 of manufacturing method of linear motor drive coil)
  Next, a method for manufacturing the linear motor drive coil shown in FIG. 2 will be described.
(1) The insulated lead wire 10 is wound around a winding core attached to a rotating shaft to produce an air core coil 1 as shown in FIG.
(2) The air-core coil 1 is set on the lower mold 26 as shown in FIG. At this time, as shown in the figure, the winding start end portion 5 of the air-core coil 1 is pulled out in the thickness direction of the coil 1 and inserted into the escape hole 28 provided in the lower die 26. The inner diameter of the escape hole 28 is substantially the same as the outer diameter of the winding start end 5 so that the resin cannot enter between the winding start end 5 when the winding start end 5 is inserted.
(3) The upper die 30 is aligned with the lower die 26 on which the air-core coil 1 is set. At this time, the upper die 30 is pressed toward the lower die 26 to press the internal air-core coil 1. In this way, the thickness of the air-core coil 1 is compressed to the height of the space 32 formed between the lower die 26 and the upper die 30, and the width (size in the planar direction) is also compressed to the width of the space 32. Thus, variations in thickness and width of each air-core coil 1 are corrected.
(4) The space 32 is filled with molten resin at a predetermined pressure from a filling port 34 provided in the upper mold 30. At this time, the resin does not adhere to the winding start end portion 5 of the air-core coil 1 inserted into the escape hole 28.
(5) When the resin cools and hardens, the lower mold 26 and the upper mold 30 are separated vertically and the coil is taken out.
[0030]
  The method for manufacturing the linear motor drive coil shown in FIG. 5 is basically the same as that described above. However, when the linear motor drive coil shown in FIG. 5 is manufactured, a space 32 is formed outside the air-core coil 1. The reinforcing material 2 is formed on the outer side of the air-core coil 1 using a mold.
[0031]
  The insulated conductor 10 is formed by coating a conductor with urethane resin, but an insulated conductor covered with an insulating material other than this can also be used. Moreover, the insulation conducting wires 10 of the air-core coil 1 can be bonded together with an adhesive, or the entire air-core coil 1 can be subjected to reinforcement processing such as molding with resin. The bonding between the insulated conductors 10 and the molding can be performed by the same method as the conventional method. Further, the air-core coil 1 may be one obtained by winding the insulated conductor wire 10 in an ordinary laminated manner instead of winding.
[0032]
  For example, the linear motor using the linear motor drive coil of the present invention is shown in FIG. As shown in the figure, the linear motor includes a bed 40 formed in a substantially rectangular plate shape, a table 42 that reciprocates along the longitudinal direction of the bed 40, and a drive coil of the present invention installed on the bed 40. 44 and a permanent magnet 46 installed on the table 42. When a drive current is passed through the drive coil 44 to generate a magnetic field around it, the table 42 to which the permanent magnet 46 is attached according to Fleming's left hand rule is obtained. It receives the thrust in the direction of the arrow in FIG. 7 and moves in the same direction.
[0033]
  As shown in FIG. 7, a coil yoke 47 formed in a substantially rectangular plate shape and having substantially the same length as the bed 40 is disposed on the upper surface of the bed 40, and a plurality of hexagon socket head bolts (not shown). It is being fixed to the bed 40 by. Two track rails 50 are arranged in parallel in the longitudinal direction of the coil yoke 47 on both sides in the width direction of the coil yoke 47, and are fixed to the coil yoke 47 by a plurality of flat small screws 51. Yes.
[0034]
  As shown in FIG. 8, one track groove 52 having a substantially semicircular cross section is formed on the outer surface of each track rail 50. The track rail 50 is provided with a slide member 54 slidable back and forth along the track rail 50. A rolling element circulation path (not shown) is formed in the slide member 54, and a large number of balls 56 as rolling elements are accommodated in the rolling element circulation path. These balls 56 circulate while rolling on the track grooves 52 of the track rail 50 in accordance with the movement of the slide member 54 with respect to the track rail 50 and serve to bear a load between the track rail 50 and the slide member 54. .
[0035]
  The slide member 54 has a casing 58, a pair of end caps 62 coupled to both ends of the casing 58 by a small screw 60, and a seal 64 fastened to the outer surface of each end cap 62. Yes. The rolling element circulation path is formed on both end caps 62 so as to pass through both ends of the load raceway groove and the return groove so as to pass through the casing 58 linearly and in parallel with each other. It consists of a pair of substantially arc-shaped direction change parts to communicate. Note that the load raceway groove of the rolling element circulation path faces the raceway groove 52 of the track rail 50.
[0036]
  As shown in FIG. 7, a plurality of drive coils 44 of the present invention are arranged between the two track rails 50 along the longitudinal direction of the bed 40. Specifically, as shown in FIG. 3A, the substrate 3 on which a plurality of drive coils 44 are arranged is arranged between the two track rails 50 so that the drive coil 44 faces the coil yoke 47, and each of them is arranged. The substrate 3 is screwed to the coil yoke 47. When the board 3 is screwed to the coil yoke 47, an assembly or the like is interposed between the board 3 and the coil yoke 47 so that the board 3 is not warped or deformed by tightening the screws. Is desirable. The substrate 3 is provided with Hall effect elements (not shown) corresponding to the respective drive coils 44.
[0037]
  As shown in FIG. 7, both ends of the bed 40 in the longitudinal direction are closed by end plates 66, and a cushioning material 68 is attached to the inside of each end plate 66, and a table 42 that reciprocally slides on the bed 40 has end plates. The bed 40 and the table 42 are not damaged even if they collide with 66. The length of the bed 40 can be arbitrarily selected according to the distance to which the table 42 is to be moved, but the example shown in FIG. 7 is about 600 mm and the width is about 80 mm.
[0038]
  The table 42 shown in FIG. 7 is formed in a box shape, and the bottom of the table 42 is fixed to a slide member 54 attached to the track rail 50, whereby the top of the bed 40 along the track rail 50 is shown by the arrow in the figure. Reciprocating in the direction. The table 42 is provided with a magnet yoke on the lower surface thereof, and a permanent magnet 46 is provided on the magnet yoke so as to face the drive coil disposed on the bed 40. When a drive current is passed through the drive coil 44, framing is performed. In accordance with the left-hand rule, a thrust is applied in the direction of the arrow in FIG. The permanent magnets 46 are formed in a substantially rectangular plate shape, and are arranged so that NS magnetic poles are alternately arranged along the moving direction of the table 42 (longitudinal direction of the bed 40).
[0039]
  The linear motor having the above structure can be pulse-controlled by a control system including a teaching box 70, a controller 72 (programmable controller), and a driver 74 as shown in FIG. Specifically, a program is input to the controller 72 using the teaching box 70, and a pulse output by the controller 72 according to the control program and a feedback signal of the current position by an encoder (not shown) provided in the linear motor are output. A comparison operation is performed by the driver 74, and a voltage is applied to a coil directly below the table 42 among the plurality of drive coils 44 based on a control signal corresponding to the result, and the driver 74 can be moved by a programmed distance. The moving speed is controlled by the pulse output frequency. In addition to pulse control, speed control and thrust control can be performed by a DC voltage input command. The control system can be operated by adding a sequencer or an external input / output device using RS232C.
[0040]
  Although the linear motor shown in FIG. 7 has one table 42, the linear motor using the drive coil of the present invention includes one having two or more tables 42. In that case, the plurality of tables 42 can be moved individually or simultaneously. As shown in FIG. 10, the bed 40 is covered with a cover 80 so that the table 42 reciprocates between the cover 80 and the bed 40 in the longitudinal direction. In this case, the upper surface of the table 42 is recessed in a U-shaped cross section so that the cover 80 is fitted inside thereof.
[0041]
【The invention's effect】
  In the linear motor drive coil of the present application, a rigid reinforcing material is fixed to the whole or a part of the inside and / or outside of the air core coil, and the air core coil is placed at a predetermined position on the substrate. Since the positioning projection for positioning is provided, the following effects are obtained.
  1. As the holding force of the permanent magnet is improved, there is no possibility that the drive coil will collapse or deform even if it receives a strong reaction force in a direction perpendicular to the magnetic field lines.
  2. The coil can be positioned at a predetermined position simply by opening a positioning hole on the substrate with a drill or the like and fitting a positioning protrusion into the positioning hole. Therefore, it is not necessary to form a positioning groove having a high degree of processing difficulty in order to position the drive coil on the substrate as in the prior art.
  3. In order to position the drive coil, there is no need to retrofit a positioning protrusion corresponding to the shape of the air core that is different for each type of coil on the substrate.
  4). Even if the outer shape of the drive coil is different, the shape of the inner space is the same. Therefore, when the reinforcing material is provided in the inner space of the coil, the shape of the reinforcing material is not affected by the outer shape of the coil. It can be.
  5). When the reinforcing material is provided on the outside of the drive coil, the shape of the reinforcing material is not determined by the shape of the inner space of the coil, so that the desired shape can be obtained according to the shape of the substrate and the like.
[0042]
  The linear motor drive coil of the present application has the following effects because the winding start end of the drive coil is drawn out from the inside and can be connected to a terminal or a circuit on the substrate.
  1. In order to connect the winding start end of the drive coil to a terminal, a circuit, or the like on the substrate, it is not necessary to make the substrate special or to perform special processing on the substrate.
  2. The volume occupied by the drive coil on the substrate can be minimized.
[0043]
  The linear motor drive coil of the present application has the following effects because the winding end portion of the drive coil is drawn out of the air-core coil and can be connected to terminals and circuits on the substrate.
  1. In order to connect the winding end portion of the drive coil to a terminal, a circuit, or the like on the substrate, it is not necessary to make the substrate special or to perform special processing on the substrate.
  2. The volume occupied by the drive coil on the substrate can be minimized.
[0044]
  The linear motor drive coil of the present application has the following effects since the reinforcing member is formed with a space portion that can connect the winding start end portion of the air-core coil to the terminal and circuit of the substrate.
  1. The operation for connecting the winding start end portion of the drive coil arranged on the substrate to a terminal, a circuit or the like on the substrate is very easy, and the manufacturing time can be shortened.
[0045]
  The drive coil for the linear motor of the present application is provided with a lead-out portion that is recessed from the surface of the reinforcing material, and when the air-core coil is attached to the board, the winding start end led from the air-core coil between the lead-out part and the board Since a derivation space in which the part can be derived in the space part is formed, the following effects are obtained.
  1. Since the winding start end does not contact the drive coil itself, there is no possibility of insulation failure, and it is not necessary to cover the winding start end with a glass tube.
  2. A winding start end portion that is drawn into the space portion to connect to a circuit or a terminal on the substrate is not sandwiched between the reinforcing material and the substrate. Therefore, the coil is rattled due to the presence of the winding start end portion sandwiched between the reinforcing material and the substrate, or a process for forming a relief on the upper surface of the substrate is performed to prevent the rattling. There is no need.
[0046]
  The drive coil for the linear motor of the present application is provided with a lead-out portion that is recessed from the surface of the reinforcing material, and when the air-core coil is attached to the substrate, the winding termination derived from the air-core coil is between the lead-out portion and the substrate. Since the lead-out space is formed so that the portion can be led out of the air-core coil, the following effects can be obtained.
  1. The winding end portion pulled out for connection to a circuit or terminal on the substrate is not sandwiched between the reinforcing material and the substrate. Accordingly, the coil is rattled due to the presence of the winding end portion sandwiched between the reinforcing material and the substrate, or a process for forming a relief on the upper surface of the substrate is performed in order to prevent this rattling. There is no need.
[0047]
  The linear motor drive coil of the present application has the following effects because the reinforcing member is made of a resin having rigidity and the positioning protrusions corresponding to the positioning holes of the substrate are projected.
  1. Since the reinforcing material is rigid, it is possible to reliably prevent the air core coil from being collapsed or deformed.
  2. Since the reinforcing material is made of resin, it is lightweight. Moreover, it is easy to process and the reinforcing part can be easily formed into a desired shape. Furthermore, since raw material costs are low, costs can be kept low.
[0048]
  AboveThe manufacturing method of the linear motor drive coil has the following effects.
  1. Since the winding start end or winding end of the air-core coil set in the mold is accommodated in a part of the mold so that the resin filled in the mold does not adhere to the winding start end or winding end. It is not necessary to remove the resin adhering when connecting the winding start end or winding end to a circuit or the like on the substrate, and the processing of the winding start end becomes very simple. Further, the attached resin is not sufficiently removed, and contact failure does not occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an air-core coil.
FIG. 2 is a perspective view showing a first embodiment of a drive coil for a linear motor according to the present invention.
3A is a sectional view taken along line XX in FIG. 2, and FIG. 3B is a partially enlarged view of FIG.
4A is a plan view showing an example of a substrate on which the linear motor drive coil of the present invention is installed, and FIG. 4B is a state in which the linear motor drive coil of the present invention is installed on the substrate of FIG. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a second embodiment of a drive coil for a linear motor according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory view showing a method for manufacturing a drive coil for a linear motor according to the present invention.
FIG. 7 is a perspective view including a partial cross section showing an example of a linear motor using the linear motor drive coil of the present invention.
8 is an explanatory view including a partial cross section showing a track rail and a slide member used in the linear motor shown in FIG. 7;
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a control system for the linear motor shown in FIG. 7;
FIG. 10 is a perspective view showing another example of a linear motor using the linear motor drive coil of the present invention.
[Explanation of symbols]
  1 Air core coil
  2 Reinforcing material
  3 Substrate
  4 Positioning protrusion
  5 Winding end
  6 winding end
  7 space
  8 Deriving part
  9 Derived space
10 Insulated conductor

Claims

In the air-core coil (1) having the winding start end (5), the winding end (6), and the inner space (12),
A rigid resin reinforcing material (2) is formed in the inner space (12) by injection molding,
In the reinforcing member (2), a positioning protrusion (4) for inserting and positioning in a positioning hole (14) of the substrate (3) and a winding start end (5) are connected to terminals and circuits of the substrate (3). A space (7) capable of working, a lead-out portion (8) and a gap (18) for leading the winding start end (5) to the space (7 ) are formed,
The lead-out portion (8) is formed to be recessed from the surface of the reinforcing member (2) so that a lead-out space (9) is formed between the lead-out portion (8) and the substrate (3).
The linear motor drive coil is characterized in that the gap (18) is formed in the positioning protrusion (4) in communication with the lead-out portion (8) of the reinforcing member (2).

In the air-core coil (1) having the winding start end (5), the winding end (6), and the inner space (12),
A rigid resin reinforcement (2) is formed on the outside of the air-core coil (1) by injection molding,
The reinforcing member (2) includes a positioning protrusion (4) for positioning by being inserted into the positioning hole (14) of the substrate (3), and the winding end (6) to the outside of the reinforcing member (2). A lead-out part (8) and a gap (18) for taking out are formed,
The lead-out portion (8) is formed to be recessed from the surface of the reinforcing member (2) so that a lead-out space (9) is formed between the lead-out portion (8) and the substrate (3).
The linear motor drive coil is characterized in that the gap (18) is formed in the positioning protrusion (4) in communication with the lead-out portion (8) of the reinforcing member (2).

In the air-core coil (1) having the winding start end (5), the winding end (6), and the inner space (12),
A rigid resin reinforcing material (2) is formed by injection molding both inside and outside the inner space (12),
A positioning protrusion (4) for positioning by inserting into the positioning hole (14) of the substrate (3) is formed in the one or both reinforcing materials (2),
A space (7) capable of connecting the winding start end (5) to the terminals and circuits of the substrate (3) on the reinforcing material (2) inside the air-core coil (1), and the winding start end (5) deriving unit for deriving the space (7) (8) and the gap (18) is formed and positioned in communication with the gap (18) deriving portion of the inner reinforcement (2) (8) Formed on the protrusion (4),
A lead-out part (8) and a gap (18) for leading the winding end part (6) to the outside of the reinforcing material (2) are formed in the reinforcing material (2) outside the air-core coil (1). (18) is formed in communication with the lead-out portion (8) of the outer reinforcement (2),
The surface of the reinforcing material (2) such that when each of the lead-out portions (8) of both reinforcing materials (2) is arranged on the substrate (3), a lead-out space (9) is formed between the reinforcing material (2) and the substrate (3). A drive coil for a linear motor, wherein the drive coil is formed to be recessed more than the other .

The drive coil for a linear motor according to any one of claims 1 to 3 , wherein the outer peripheral surface of the reinforcing material (2) formed inside the air-core coil (1) by injection molding is an air-core coil (1). The inner peripheral surface of the reinforcing material (2) formed outside the air-core coil (1) is in contact with the laminated gap of the insulated conductor (10) exposed in the inner space (12) of the air-core coil (1). A drive coil for a linear motor, wherein the drive coil for a linear motor is in close contact with the laminated gap of the insulated conductor (10) exposed outside the coil (1).