JP4488198B2 - リニアモータ電機子の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば工作機械のテーブル送りなどに用いられるムービングコイル形のリニアモータ電機子の製造装置に関する。

従来、工作機械のテーブル送りなどに用いられるムービングコイル形のリニアモータ電機子の製造組立において、モータのコギング特性を良好にする目的で、電機子を構成する複数の分割鉄心を精度良く位置決めし、整列するための手段が講じられている。以下、従来例を図４、５を用いて説明する。

図４は従来のリニアモータ電機子の製造装置を示した正断面図、図５は図４における分割鉄心の平面図である。
図４、５において、１は分割鉄心、１Ａは貫通孔、１Ｂは歯先端部、１Ｃおよび１Ｄは係合部、１Ｅは継鉄部、２は絶縁部、３は電機子巻線、４は取付ベース、４Ａは雌ねじ部、５はボルト、８、９はモールド型である。ここで、分割鉄心１は、電磁鋼板より略長方形に打ち抜いてなる電機子鉄板を積層すると共に、絶縁が施されたブロック状の鉄心で構成されたものであり、該鉄心の継鉄部１Ｅの一方側面に凸状の係合部１Ｃを、他方側面に凹状の係合部１Ｄを設けてある。
次に、電機子を組立てる順序について説明する。
まず、各分割鉄心１の両側に位置するスロット内にコイルを巻回してなる電機子巻線３を整列巻きして収納した後、鉄心の隣り合う各々の係合部１Ｃ、１Ｄを嵌合させて直線状に結合し、直線状に結合された分割鉄心を図５の矢印方向に押して、鉄心同士を密着させて各鉄心間のピッチ寸法ｐを決定する。次に、密着結合された分割鉄心１の中央部に穿設された貫通孔１Ａにボルト５を通した後、最後にボルト５を取付ベース４の雌ねじ部４Ａにねじ込んで、該鉄心１と取付ベース４を固定する。最後に取付ベース４に一体化された鉄心１を８モールド型８、９の内部にセットすると共に、樹脂を注入して鉄心全体を樹脂モールドする。
また、図５において、１１は位置決め用のピンであり、鉄心の取付精度を向上させるために鉄心１の貫通孔１Ａの両側に微小な図示しない貫通孔を設け、また、該微小な貫通孔に対向する取付ベース４に同様の微小な貫通孔（不図示）を設けて、二つの微小な貫通孔同士に位置決めピン１１を挿入し、鉄心間の位置決めを行っていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００―２７８９３１号公報

ところが、従来の鉄心位置決め方法では、鉄心１を図５の矢印方向に押すことにより、鉄心１の寸法公差の積み上げによる累積誤差が発生し位置決め精度が悪くなる。また、鉄心中央部のみの位置決めのような場合は、鉄心先端部１Ｂや鉄心積み方向の上側（取付ベース４と反対側）の位置決め精度が悪くなりコギングが大きくなるという特性上の問題があった。さらに、組立時に精度良く位置決めが出来たとしても、樹脂モールドを行うことにより樹脂硬化冷却時の収縮によって鉄心位置がずれるという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、鉄心の歯先端部を正確に位置決めするとともに、樹脂モールド後の樹脂硬化収縮による鉄心の位置ずれの影響を最小限に抑えることができるリニアモータ電機子の製造装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、請求項１の本発明は、電磁鋼板より略長方形に打ち抜いてなる電機子鉄板を積層すると共に、絶縁が施された複数のブロック状の分割鉄心と、前記分割鉄心のスロット内にコイルを巻回してなる電機子巻線と、前記複数の分割鉄心を固定するための取付ベースと、前記分割鉄心全体を覆い、モールドするためのモールド型と、を備えたリニアモータ電機子の製造装置において、前記複数の分割鉄心を直線方向に並べた時に、前記分割鉄心の歯先端部が精度良く整列できるように、前記分割鉄心の歯先端部と前記モールド型の内側面との間に、該分割鉄心の歯先端部と嵌合することのできる形状に形成された溝部を有する位置決め冶具を設けたことを特徴としている。
また、請求項２の発明は、電磁鋼板より略長方形に打ち抜いてなる電機子鉄板を積層すると共に、絶縁が施された複数のブロック状の分割鉄心と、前記分割鉄心のスロット内にコイルを巻回してなる電機子巻線と、前記複数の分割鉄心を固定するための取付ベースと、前記分割鉄心全体を覆い、モールドするためのモールド型と、を備えたリニアモータ電機子の製造装置において、前記複数の分割鉄心を直線方向に並べた時に、前記分割鉄心の歯先端部が精度良く整列できるように、前記分割鉄心の歯先端部と前記モールド型の内側面との間に、該分割鉄心の隣り合う歯先端部の間における両端を位置決めするためのピンを有する位置決め冶具を設けたことを特徴としている。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のリニアモータ電機子の製造装置において、前記複数の分割鉄心は隣り合う継鉄部の間に間隙を設けて前記位置決め治具の直線方向に並べたことを特徴としている。
請求項４の発明は、請求項１、２または３に記載のリニアモータ電機子の製造装置において、前記位置決め冶具と前記取付ベースをボルトにより連結したことを特徴としている。
請求項５の発明は、請求項１、２、３または４に記載のリニアモータ電機子の製造装置において、前記位置決め冶具は、該分割鉄心の取付ベースと反対側の面に鉄心の底部を保持するための段差部を設けてあることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によると、位置決め冶具に施された溝部により、鉄心の位置決めを確実に行うことで鉄心の歯先端部を精度良く整列させることができ、鉄心ピッチ誤差を最小限にすることができる。その結果、コギング低減を実現することができるのである。
また、請求項２に記載の発明によると、位置決め治具に形成した高精度で加工コストの高い溝部に替えて、既製のピンを使用することで鉄心の歯先端部を簡単な構成で容易に且つ正確に位置決めすることが可能となり、より部品や加工コストを削減することができる。
また、請求項３に記載の発明によると、隣り合う複数の分割鉄心の継鉄部どおしが接触することなく、鉄心の位置決めを確実に行うことができる。
また、請求項４に記載の発明によると、モールド型で樹脂成型した後、位置決め治具を樹脂冷却後まで鉄心に取り付けておくことができるため、樹脂の硬化収縮による変形の影響を最小限にすることが可能となり、樹脂モールド硬化冷却後に間単に取外すことができる。
また、請求項５に記載の発明によると、取付ベースに仮止め固定された分割鉄心を位置決め冶具に嵌合する際の軸方向の動きを規制することができる。

以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。

図１は本発明の第１実施例を示すリニアモータ電機子の製造装置の正断面図、図２は図１における位置決め治具にセットされた状態を示す分割鉄心の平面図である。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じものについてはその説明を省略し、異なる点について説明する。
図において、６はボルト、７は位置決め冶具、７Ａは溝部、７Ｂは段差部、７Ｃは雌ねじ部、８はモールド型（固定型）、９はモールド型（可動型）、ｄは各継鉄部１Ｅ間の間隙を示している。
本発明が従来技術と異なる点は、以下のとおりである。
すなわち、リニアモータ電機子の製造装置は、複数の分割鉄心１を直線方向に並べた時に、分割鉄心１の歯先端部が精度良く整列できるように、分割鉄心の歯先端部１Ｂと、モールド型８、９の内側面との間に、該分割鉄心１の歯先端部１Ｂと嵌合することのできる形状に形成された溝部７Ａを有する位置決め冶具７を設けた点である。
また、複数の分割鉄心１は隣り合う継鉄部１Ｅの間に間隙ｄを設けて位置決め治具７に沿って直線方向に並べる構成になっている。
また、位置決め冶具７と取付ベース４をボルト６により連結してある。
また、位置決め冶具７は、該分割鉄心１の取付ベース４と反対側の面に鉄心の底部を保持するための段差部７Ｂを設けてある。

次に、電機子を組立てる順序について説明する。
まず、各分割鉄心１の両側に位置するスロット内にコイルを巻回してなる電機子巻線３を整列巻きして収納した後、分割鉄心１の中央部に穿設された貫通孔１Ａにボルト５を通した後、ボルト５を取付ベース４の雌ねじ部４Ａにねじ込み、該鉄心１を取付ベース４の直線方向に沿って仮止め固定する。次に、取付ベース４に仮止めされた鉄心１に位置決め治具７を嵌合し、分割鉄心１の歯先端部１Ｂを整列させる。このとき、各鉄心間のピッチ寸法ｐが規定値どおりになっているかを確認した後、分割鉄心１と取付ベース４を連結するボルト５を本締めする。その後、取付ベース４に穿設された貫通孔４Ａにボルト６を通した後、ボルト６を位置決め治具７の雌ねじ部７Ｃにねじ込み、取付ベース４と位置決め治具７を固定する。それから、位置決め治具７および取付ベース４によって固定された分割鉄心１を８モールド型８、９の内部にセットすると共に、樹脂を注入して鉄心全体を樹脂モールドする。

したがって、第１実施例は複数の分割鉄心１を直線方向に並べた時に、分割鉄心の歯先端部１Ｂとモールド型８、９の内側面との間に、該分割鉄心１の歯先端部１Ｂと嵌合することのできる形状に形成された溝部７Ａを有する位置決め冶具７を設けたので、位置決め冶具に施された溝部７Ａにより、鉄心の位置決めを確実に行うことで歯先端部を精度良く整列させることができ、鉄心ピッチ誤差を最小限にすることができる。その結果、コギング低減を実現することができるのである。
また、複数の分割鉄心１は隣り合う継鉄部１Ｅの間に間隙ｄを設けて位置決め治具７の直線方向に並べたので、隣り合う鉄心の継鉄部１Ｅどおしが接触することなく、鉄心１の位置決めを確実に行うことができる。
また、この位置決め冶具７は、取付ベース４に対してボルト６により連結したので、モールド型８および９で樹脂成型した後、樹脂冷却後まで鉄心１に取り付けておくことができるため、樹脂の硬化収縮による変形の影響を最小限にすることが可能となる。なお、位置決め冶具は樹脂モールド硬化冷却後に間単に取外すことができる。
また、位置決め冶具７は、分割鉄心１の取付ベース４と反対側の面に該鉄心１の底部を保持するための段差部７Ｂを設けたので、取付ベース４に仮止め固定された分割鉄心１を位置決め冶具７に嵌合する際の軸方向の動きを規制することができる。

図３は本発明の第２実施例を示す位置決め治具にセットされた分割鉄心の平面図である。
図において、１０はピンである。
第２実施例が第１実施例と異なる点は、複数の分割鉄心１を直線方向に並べた時に、分割鉄心１の歯先端部１Ｂが精度良く整列できるように、分割鉄心の歯先端部１Ｂと、モールド型８、９の内側面との間に、該分割鉄心１の隣り合う歯先端部１Ｂの間における両端を位置決めするためのピン１０を有する位置決め冶具７を設けた点である。

したがって、第２実施例は分割鉄心１の歯先端部１Ｂと、モールド型８、９の内側面との間に、該分割鉄心１の隣り合う歯先端部１Ｂの間における両端を位置決めするピン１０を有する位置決め冶具７を設けたので、第１実施例で用いた高精度で加工コストの高い溝部を有する位置決め治具の代わりに、既製のピン１０を使用することで鉄心の歯先端部１Ｂを簡単な構成で容易に且つ正確に位置決めすることが可能となり、より部品や加工コストを削減することができる。
なお、本実施例のリニアモータ電機子は、電機子を可動子とし、界磁を固定子側に配置するするムービングコイル形のリニアモータのみならず、界磁を可動子とし、電機子を固定子側に配置するムービングマグネット形のリニアモータにも適用できる。

本発明は、電機子の分割鉄心の位置決めを確実に行うことにより、鉄心ピッチ誤差を最小限にし、コギング低減を実現することができるので、単なる工作機械のテーブル送りなどに用いられるムービングコイル形のリニアモータへの適用をはじめとして、コンタリング性能が厳しく要求される精密加工機械という用途にも適用できる。

本発明の第１実施例を示すリニアモータ電機子の製造装置の正断面図 図１における位置決め治具にセットされた状態を示す分割鉄心の平面図 本発明の第２実施例を示す位置決め治具にセットされた分割鉄心の平面図 従来のリニアモータ電機子の製造装置を示した正断面図 図４における分割鉄心の平面図

１ 分割鉄心、
１Ａ 貫通孔、
１Ｂ 歯先端部、
１Ｃ、１Ｄ、係合部、
１Ｅ 継鉄部、
２ 絶縁部、
３ 電機子巻線、
４ 取付ベース、
４Ａ 貫通孔、
４Ｂ 雌ねじ部、
５、６ ボルト、
７ 位置決め冶具、
７Ａ 溝部、
７Ｂ 段差部、
７Ｃ 雌ねじ部、
８．モールド型（固定型）、
９ モールド型（可動型）、
１０、１１ ピン、
ｄ 継鉄部の間隙、
ｐ 鉄心のピッチ寸法

Claims (5)

1. 電磁鋼板より略長方形に打ち抜いてなる電機子鉄板を積層すると共に、絶縁が施された複数のブロック状の分割鉄心と、
   前記分割鉄心のスロット内にコイルを巻回してなる電機子巻線と、
   前記複数の分割鉄心を固定するための取付ベースと、
   前記分割鉄心全体を覆い、モールドするためのモールド型と、
   を備えたリニアモータ電機子の製造装置において、
   前記複数の分割鉄心を直線方向に並べた時に、前記分割鉄心の歯先端部が精度良く整列できるように、前記分割鉄心の歯先端部と前記モールド型の内側面との間に、該分割鉄心の歯先端部と嵌合することのできる形状に形成された溝部を有する位置決め冶具を設けたことを特徴とするリニアモータ電機子の製造装置。
2. 電磁鋼板より略長方形に打ち抜いてなる電機子鉄板を積層すると共に、絶縁が施された複数のブロック状の分割鉄心と、
   前記分割鉄心のスロット内にコイルを巻回してなる電機子巻線と、
   前記複数の分割鉄心を固定するための取付ベースと、
   前記分割鉄心全体を覆い、モールドするためのモールド型と、
   を備えたリニアモータ電機子の製造装置において、
   前記複数の分割鉄心を直線方向に並べた時に、前記分割鉄心の歯先端部が精度良く整列できるように、前記分割鉄心の歯先端部と前記モールド型の内側面との間に、該分割鉄心の隣り合う歯先端部の間における両端を位置決めするためのピンを有する位置決め冶具を設けたことを特徴とするリニアモータ電機子の製造装置。
3. 前記複数の分割鉄心は隣り合う継鉄部の間に間隙を設けて前記位置決め治具の直線方向に並べたことを特徴とする請求項１または２に記載のリニアモータ電機子の製造装置。
4. 前記位置決め冶具と前記取付ベースをボルトにより連結したことを特徴とする請求項１、２または３に記載のリニアモータ電機子の製造装置。
5. 前記位置決め冶具は、該分割鉄心の取付ベースと反対側の面に鉄心の底部を保持するための段差部を設けてあることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載のリニアモータ電機子の製造装置。

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