JP4773743B2

JP4773743B2 - Linear motor

Info

Publication number: JP4773743B2
Application number: JP2005121065A
Authority: JP
Inventors: 真也井口; 裕司柴田
Original assignee: IAI Corp
Current assignee: IAI Corp
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2025-04-19
Also published as: JP2006304457A

Description

本発明は、リニアモータに係り、特に、可動子の一端側に設けられている基板に対応するように他端側にダミー基板或いは二分された基板の一方を設けることにより、熱的アンバランスを解消して可動子の変形を防止することができるように工夫したものに関する。 The present invention relates to a linear motor, and in particular, by providing one of a dummy substrate or a bisected substrate on the other end side so as to correspond to a substrate provided on one end side of a mover, thermal imbalance is achieved. The present invention relates to a device that has been devised to eliminate the deformation of the mover.

従来のリニアモータは、例えば、図３に示すような構成になっている。まず、固定子２０１があり、この固定子２０１は一対のヨーク２０３、２０３を対向・配置させた状態で備えている。上記ヨーク２０３、２０３はその下部に設置されたヨーク支持部材２０５を介して連結されている。詳しく説明すると、上記ヨーク２０３は複数個のヨーク要素２０３ａを連接した構成になっていて、各ヨーク要素２０３ａは複数本（図３では３本）の固定ネジ２０７によって上記ヨーク支持部材２０５に固定されている。 A conventional linear motor has a configuration as shown in FIG. 3, for example. First, there is a stator 201, and this stator 201 is provided with a pair of yokes 203, 203 facing each other. The yokes 203 are connected via a yoke support member 205 installed in the lower part thereof. More specifically, the yoke 203 has a structure in which a plurality of yoke elements 203a are connected, and each yoke element 203a is fixed to the yoke support member 205 by a plurality of fixing screws (three in FIG. 3). ing.

上記一対のヨーク２０３、２０３の内側面には、複数個の永久磁石２０９が所定のピッチで設置されている。この場合、隣接する永久磁石２０９、２０９の磁極は異なる極性となるように配置されていると共に、対向する永久磁石２０９、２０９についてもその磁極が異なる極性となるように配置されている。 A plurality of permanent magnets 209 are installed at a predetermined pitch on the inner side surfaces of the pair of yokes 203, 203. In this case, the magnetic poles of the adjacent permanent magnets 209 and 209 are arranged to have different polarities, and the permanent magnets 209 and 209 facing each other are arranged to have different polarities.

上記固定子２０１の一対のヨーク２０３、２０３の間には可動子２１１が、図３中矢印Ｘで示す方向に移動可能な状態で配置されている。上記可動子２１１は、電機子取付板２１３と、この電機子取付板２１３の下方に取り付けられた樹脂モールド部２１５とから構成されている。上記樹脂モールド部２１５内には、図４に示すように、コイル基板２１７と、このコイル基板２１７に設置された複数個の巻線コイル部２１９とから構成されている。上記コイル基板２１７は上記巻線コイル部２１９の絶縁を行なうと共に必要な結線処理を行なうためのものであり、その上端部は上記電機子取付板２１３の凹部２１３ａ内に挿入・配置されている。 A movable element 211 is disposed between the pair of yokes 203 of the stator 201 so as to be movable in a direction indicated by an arrow X in FIG. The movable element 211 includes an armature mounting plate 213 and a resin mold portion 215 mounted below the armature mounting plate 213. As shown in FIG. 4, the resin mold portion 215 includes a coil substrate 217 and a plurality of winding coil portions 219 installed on the coil substrate 217. The coil substrate 217 serves to insulate the winding coil portion 219 and perform necessary connection processing, and its upper end portion is inserted and disposed in the recess 213a of the armature mounting plate 213.

上記構成において、上記巻線コイル部２１９に所定の電流を供給することにより、可動子２１１に矢印Ｘ方向の推力が発生し、それによって、可動子２１１が矢印Ｘで示す方向に移動することになる。 In the above configuration, by supplying a predetermined current to the winding coil portion 219, thrust in the arrow X direction is generated in the mover 211, and thereby the mover 211 moves in the direction indicated by the arrow X. Become.

上記従来の構成によると次のような問題があった。
すなわち、図４に示すように、可動子２１１の電機子取付板２１３の凹部２１３ａにおいては左右の片側にコイル基板２１７の上端部が挿入・配置されていて、一方、その反対側には何も挿入・配置されていない構成になっている。そのため左右の熱的アンバランスが生じてしまい、樹脂モールドの硬化収縮、巻線コイル部２１９の温度上昇の影響によって生じる樹脂モールドの熱変形によって、図５に示すように、樹脂モールド部２１５がコイル基板２１７の反対側に反り返ってしまうという問題があった。
樹脂モールド部２１５が、図５に示すように、コイル基板２１７の反対側に反り返ってしまった場合には、可動子２１１の移動に伴って樹脂モールド部２１５が永久磁石２０９に接触してしまうことになり、可動子２１１の円滑な移動動作が損なわれてしまうという問題があった。 The conventional configuration has the following problems.
That is, as shown in FIG. 4, in the recess 213a of the armature mounting plate 213 of the mover 211, the upper end of the coil substrate 217 is inserted and arranged on one side of the left and right, while nothing is on the opposite side. The configuration is not inserted or placed. Therefore, the thermal imbalance between the left and right is generated, and the resin mold portion 215 is coiled as shown in FIG. There has been a problem of warping to the opposite side of the substrate 217.
As shown in FIG. 5, when the resin mold part 215 warps to the opposite side of the coil substrate 217, the resin mold part 215 comes into contact with the permanent magnet 209 as the mover 211 moves. Thus, there is a problem that the smooth movement operation of the mover 211 is impaired.

このような問題に対処するためには、可動子２１１の樹脂モールド部２１５と永久磁石２０９との間の隙間を大きくすることが考えられる。しかしながら、可動子２１１の樹脂モールド部２１５と永久磁石２０９との間の隙間を大きくした場合には推力が低下してしまうという問題があった。 In order to cope with such a problem, it is conceivable to increase the gap between the resin mold part 215 of the mover 211 and the permanent magnet 209. However, when the gap between the resin mold part 215 of the mover 211 and the permanent magnet 209 is increased, there is a problem that the thrust is reduced.

又、上記のような問題点に鑑みて、図６に示すような構成のリニアモータが提案されている。この場合には、左右の熱的アンバランスを解消するために、コイル基板２１７を左右方向の中心に配置し、そのコイル基板２１７の両側に巻線コイル部２１９、２１９を夫々設置するようにしたものである。 In view of the above problems, a linear motor having a configuration as shown in FIG. 6 has been proposed. In this case, in order to eliminate the thermal imbalance on the left and right, the coil substrate 217 is disposed at the center in the left and right direction, and the winding coil portions 219 and 219 are installed on both sides of the coil substrate 217, respectively. Is.

このように構成することにより、左右方向の熱的アンバランスを解消することはできるものの、巻線コイル部２１９の個数の増加、結線処理数の増加、組立工数の増加を招き、それによって、製造コストが上昇してしまうという問題があった。 Although it is possible to eliminate the thermal imbalance in the left-right direction by configuring in this way, it causes an increase in the number of winding coil portions 219, an increase in the number of connection processes, and an increase in the number of assembly steps, thereby producing There was a problem that the cost would increase.

尚、同種の構成のリニアモータを開示するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８等がある。 In addition, as what discloses the linear motor of the same kind of structure, there exist patent document 1, patent document 2, patent document 3, patent document 4, patent document 5, patent document 6, patent document 7, patent document 8, etc., for example. .

特開２００１−２４５４６４号公報JP 2001-245464 A 特開２００１−９５２２４号公報JP 2001-95224 A 特表平０９−５１１３８０号公報JP-T 09-511380 特開２００４−２６６９１４号公報JP 2004-266914 A 特開２００１−１９７７１８号公報JP 2001-197718 A 特開２００１−３２７１５２号公報JP 2001-327152 A 特開平０５−１８４１２６号公報JP 05-184126 A 特開２００４−１８７３５０号公報JP 2004-187350 A

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、部品点数の増加や製造に要する工数の増加等を誘発することなく可動子の左右方向の熱的アンバランスをなくし、熱的アンバランスに起因した各種問題を解消することが可能なリニアモータを提供することにある。 The present invention has been made on the basis of these points, and its object is to eliminate the thermal imbalance in the horizontal direction of the mover without inducing an increase in the number of parts or an increase in man-hours required for manufacturing. Another object of the present invention is to provide a linear motor capable of solving various problems caused by thermal imbalance.

上記課題を解決するべく本願発明の請求項１によるリニアモータは、対抗・配置された一対のヨークの内側に複数個の永久磁石を配置してなる固定子と、上記固定子の一対のヨークの間に移動可能に配置され電機子巻線部を基板を介して備える可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、上記電機子巻線部を挟んで上記基板の反対側には、上記基板と同じ熱伝導率を有する材料から作成されたダミー基板が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項２によるリニアモータは、請求項１記載のリニアモータにおいて、上記可動子は電機子取付板を備えていて、該電機子取付板に樹脂モールドを介して上記電機子巻線部と上記基板が一体に取り付けられていて、上記ダミー基板は上記電機子取付板への取付部のみに設置されていることを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, a linear motor according to claim 1 of the present invention comprises a stator in which a plurality of permanent magnets are arranged inside a pair of opposing and arranged yokes, and a pair of yokes of the stator. and a mover comprising via movably arranged substrate armature winding portion between, the linear motor comprising comprises a, opposite to the substrate across the armature winding portion, the substrate And a dummy substrate made of a material having the same thermal conductivity as the above.
The linear motor according to claim 2 is the linear motor according to claim 1, wherein the mover includes an armature mounting plate, and the armature winding portion is connected to the armature mounting plate via a resin mold. The substrate is integrally attached, and the dummy substrate is installed only on the attachment portion to the armature attachment plate.

以上述べたように本発明によるリニアモータは、対向・配置された一対のヨークの内側に複数個の永久磁石を配置してなる固定子と、上記固定子の一対のヨークの間に移動可能に配置され電機子巻線部を有する可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、上記可動子は、上記電機子巻線部を基板に取り付けた状態で備えており、上記電機子巻線部を挟んで上記基板の反対側にはダミー基板が設けられているので、可動子の左右方向の熱的アンバランスをなくし、熱的アンバランスに起因した各種問題を解消することが可能になる。
又、上記可動子は電機子取付板を備えていて、該電機子取付板に樹脂モールドを介して上記電機子巻線部と基板が一体に取り付けられていて、上記ダミー基板は上記電機子取付板への取付部のみに設置されているように構成した場合は、最小限の大きさのダミー基板で事足りるので、磁気空隙内のコイル占有率を最大限に確保することができる。
又、対向・配置された一対のヨークの内側に複数個の永久磁石を配置してなる固定子と、上記固定子の一対のヨークの間に移動可能に配置され電機子巻線部を基板を介して備える可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、上記基板を二分して夫々を上記電機子巻線部を挟んで両側に均等に配置するようにした構成になっているので、上記した効果と同様の効果を奏することができる。 As described above, the linear motor according to the present invention is movable between a stator in which a plurality of permanent magnets are arranged inside a pair of opposing and arranged yokes and the pair of yokes of the stator. And a mover having an armature winding portion, wherein the mover includes the armature winding portion attached to a substrate, and the armature winding portion. Since a dummy substrate is provided on the opposite side of the substrate across the substrate, it is possible to eliminate the thermal imbalance in the horizontal direction of the mover and solve various problems caused by the thermal imbalance.
The armature includes an armature mounting plate, and the armature winding portion and the substrate are integrally mounted on the armature mounting plate via a resin mold, and the dummy substrate is mounted on the armature. When it is configured so as to be installed only on the mounting portion on the plate, a dummy substrate having a minimum size is sufficient, and thus the coil occupation ratio in the magnetic gap can be ensured to the maximum.
Further, a stator in which a plurality of permanent magnets are arranged inside a pair of opposed and arranged yokes, and a movable armature winding portion disposed between the pair of yokes of the stator. In the linear motor comprising the movable element, the board is divided into two parts, and each of them is arranged on both sides with the armature winding part interposed therebetween. The same effect as that obtained can be achieved.

以下、図１を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。
尚、従来と同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。
本実施の形態の場合には、図１に示すように、コイル基板２１７の反対側にダミー基板１が設置されている。このダミー基板１は、電機子取付板２１３の凹部２１３ａ内に挿入・配置されているものであり、このように構成することにより、巻線コイル部２１９側から電機子取付板２１３への熱の伝わり方が左右において均等となり、左右の熱的アンバランスを解消せんとするものである。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The same parts as those in the prior art are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the dummy substrate 1 is installed on the opposite side of the coil substrate 217. The dummy substrate 1 is inserted and arranged in the recess 213a of the armature mounting plate 213. By configuring in this way, heat from the winding coil portion 219 to the armature mounting plate 213 is transferred. The way of transmission will be even on the left and right, and the thermal imbalance on the left and right will be eliminated.

上記ダミー基板１は、上記コイル基板２１７と同じ熱伝導率を有する材料から作成されている。よって、図１において左右両側において、巻線コイル部２１９側から電機子取付板２１３側への熱の伝わり方が同じになる。それによって、熱的アンバランスを解消することが可能になる。
具体的には、コイル基板２１７は断熱効果があるガラスエポキシ材から製作されており、よって、上記ダミー基板１についても同様にガラスエポキシ材から製作されるものである。又、上記電機子取付板２１３は熱伝導性の高いアルミニウム材から製作されている。 The dummy substrate 1 is made of a material having the same thermal conductivity as that of the coil substrate 217. Therefore, the heat transfer from the winding coil part 219 side to the armature mounting plate 213 side is the same on both the left and right sides in FIG. Thereby, it is possible to eliminate the thermal imbalance.
Specifically, the coil substrate 217 is manufactured from a glass epoxy material having a heat insulating effect. Therefore, the dummy substrate 1 is also manufactured from a glass epoxy material in the same manner. The armature mounting plate 213 is made of an aluminum material having high thermal conductivity.

以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。すなわち、ダミー基板１が設置されているので、左右の熱的アンバランスを解消することができるようになった。よって、従来のように樹脂モールド部２１５がコイル基板２１７の反対側に反り返ってしまうといった事態の発生を防止することができるようになった。
樹脂モールド部２１５の反り返りを防止することができるので、可動子２１１の移動に伴って樹脂モールド部２１５が永久磁石２０９に接触してしまうこともなく、可動子２１１の円滑な移動動作が損なわれてしまうこともない。
又、樹脂モールド部２１５と永久磁石２０９との間の隙間を大きくする必要もないので、隙間の拡大による推力の低下もない。
又、部品点数が大幅に増大するようなこともなく、製造に要する工数が大幅に増大するようなこともない。 As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained. That is, since the dummy substrate 1 is installed, the left and right thermal imbalance can be eliminated. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which the resin mold part 215 warps to the opposite side of the coil substrate 217 as in the prior art.
Since the resin mold part 215 can be prevented from warping, the resin mold part 215 does not come into contact with the permanent magnet 209 as the mover 211 moves, and the smooth movement operation of the mover 211 is impaired. There is no end to it.
Further, since it is not necessary to increase the gap between the resin mold part 215 and the permanent magnet 209, there is no reduction in thrust due to the expansion of the gap.
Further, the number of parts does not increase significantly, and the number of man-hours required for manufacturing does not increase significantly.

次に、図２を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。この第２の実施の形態の場合には、コイル基板２１７を二枚に分けて左右に一枚ずつ取り付けるようにしたものである。
その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同様であり、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of this second embodiment, the coil substrate 217 is divided into two pieces and attached to the left and right one by one.
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

このような構成であっても前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することが可能になる。 Even with such a configuration, it is possible to achieve the same effects as in the case of the first embodiment.

尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではなく、図示した各部の構成はあくまで一例である。
又、前記第１、第２の実施の形態では、コイル基板やダミー基板をガラスエポキシ材から構成したが、それに限定されるものではない。例えば、アルミニウム材から構成することも考えられる。その場合には電機子取付板への熱の伝導がより良好なものとなり、巻線コイル部の温度上昇を抑制する効果も期待できる。 In addition, this invention is not limited to the said one Embodiment, The structure of each part shown in figure is an example to the last.
In the first and second embodiments, the coil substrate and the dummy substrate are made of glass epoxy material. However, the present invention is not limited to this. For example, it can be considered to be made of an aluminum material. In that case, the heat conduction to the armature mounting plate becomes better, and the effect of suppressing the temperature rise of the winding coil portion can be expected.

本発明は、リニアモータに係り、特に、可動子の一端側に設けられている基板に対応するように他端側にダミー基板を設けることにより、熱的アンバランスを解消して可動子の変形を防止することができるように工夫したものに関し、例えば、一軸アクチュエータに好適である。 The present invention relates to a linear motor, and in particular, a dummy substrate is provided on the other end side so as to correspond to a substrate provided on one end side of the mover, thereby eliminating thermal imbalance and deforming the mover. For example, it is suitable for a uniaxial actuator.

本発明の第１の実施の形態を示す図で、リニアモータの構成を示す横断面図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and is a cross-sectional view which shows the structure of a linear motor. 本発明の第２の実施の形態を示す図で、リニアモータの構成を示す横断面図である。It is a figure which shows the 2nd Embodiment of this invention, and is a cross-sectional view which shows the structure of a linear motor. 従来例を示す図で、リニアモータの全体の構成を示す斜視図である。It is a figure which shows a prior art example, and is a perspective view which shows the whole structure of a linear motor. 従来例を示す図で、図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。It is a figure which shows a prior art example, and is IV-IV sectional drawing of FIG. 従来例を示す図で、従来の問題点を説明するための図である。It is a figure which shows a prior art example, and is a figure for demonstrating the conventional problem. 他の従来例を示す図で、リニアモータの構成を示す横断面図である。It is a figure which shows another prior art example, and is a cross-sectional view which shows the structure of a linear motor.

Explanation of symbols

１ダミー基板
２０１固定子
２０３ヨーク
２０３ａヨーク要素
２０９永久磁石
２１１可動子
２１３電機子取付板
２１５樹脂モールド
２１７コイル基板
２１９巻線コイル部 1 Dummy Substrate 201 Stator 203 Yoke 203a Yoke Element 209 Permanent Magnet 211 Movable Element 213 Armature Mounting Plate 215 Resin Mold 217 Coil Substrate 219 Winding Coil Part

Claims

A stator in which a plurality of permanent magnets are arranged inside a pair of opposed and arranged yokes, and an armature winding portion arranged movably between the pair of yokes of the stator via a substrate In a linear motor comprising a mover provided,
A linear motor, wherein a dummy substrate made of a material having the same thermal conductivity as that of the substrate is provided on the opposite side of the substrate across the armature winding portion.

The linear motor according to claim 1,
The armature includes an armature mounting plate, and the armature winding portion and the substrate are integrally attached to the armature mounting plate via a resin mold, and the dummy substrate is the armature mounting plate. A linear motor characterized in that it is installed only at the mounting part.