JP4819745B2 - リニアモータ及びリニアモータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、駆動部となるコイルを被覆モールド材で被覆することによって構成されたコイルユニットと、コイルユニットの上端部の上面、及び、コイルユニットの進行方向に直交する方向に対向する前記上端部の両側面に密着し、上端部を支持するコイルホルダとを備えるリニアモータ及びリニアモータの製造方法に関する。

従来、リニアモータとして、電機子巻線（コイル）をモールド樹脂（被覆モールド材）によって被覆した電機子（コイルユニット）と、電機子の上端部を収容する凹溝を軸線方向に沿って有すると共に、凹溝の内壁面上部に、抜け防止用のアリ溝が軸線方向に沿って凹設されたベース（コイルホルダ）とを備え、電機子巻線を垂直に立てて、その上端部を凹溝に挿入した状態でモールド樹脂をベースと電機子巻線との間に充填・固化させて、電機子巻線にモールド樹脂を被覆すると共に、モールド樹脂をアリ溝に充填して鉛直方向に係合させることで、電機子の鉛直方向下方への抜けを防止したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。更に、このリニアモータでは、電機子の上端部における進行方向に対向する両側面もベースの壁面で囲まれているため、進行方向への抜けも防止されている。
特開２００６−６０９６９号公報

ここで、上記リニアモータにあっては、ベースに電気子の下方への離脱を防止するためのアリ溝を形成することが難しく、加えて、電機子の進行方向側にも電機子の進行方向への離脱を防止するための壁面を別途設けなくてはならないため、ベースを製造するのに手間がかかり、生産性に問題がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、コイルユニットがコイルホルダから下方及び進行方向へ離脱することを防止するための構造を簡易なものとし、生産性を向上できるリニアモータ及びリニアモータの製造方法を提供することを目的とする。

本発明によるリニアモータは、駆動部となるコイルを被覆モールド材で被覆することによって構成されたコイルユニットと、コイルユニットの上端部の上面、及び、コイルユニットの進行方向に直交する方向に対向する上端部の両側面に密着し、上端部を支持するコイルホルダとを備えるリニアモータにおいて、コイルホルダは、コイルホルダの外部とコイルユニットの側面とを連通する貫通孔部を備え、この貫通孔部に、被覆モールド材を一体に充填し、又は被覆モールド材に結合する充填材を充填したことを特徴とする。

このような構造によれば、コイルホルダの外部とコイルユニットの上端部の側面とを連通するように貫通孔部がコイルホルダに設けられ、コイルを被覆すると共に貫通孔部に一体に充填された被覆モールド材又は、貫通孔部に充填されると共にコイルを被覆した被覆モールド材に結合される充填材により、コイルユニットが支持されるため、コイルホルダからコイルユニットが下方に離脱することを防止できると共に、進行方向に離脱することも防止できる。以上によって、コイルユニットの下方及び進行方向への離脱を防止するための構造を、コイルホルダに貫通孔部を設けて、これに被覆モールド材を一体に充填する、又は充填材を充填するという簡易なものとし、生産性を向上することができる。

また、コイルの配線が、貫通孔部の被覆モールド材、又は充填材を通してコイルホルダの外部へ導出されることが好ましい。これによれば、貫通孔部を利用して、コイルの配線をコイルホルダの外部へ導出することができる。

本発明によるリニアモータの製造方法は、駆動部となるコイルを被覆モールド材で被覆することによって構成されたコイルユニットと、コイルユニットの上端部の上面、及び、コイルユニットの進行方向に直交する方向に対向する上端部の両側面に密着し、上端部を支持するコイルホルダとを備えるリニアモータの製造方法において、コイルホルダに、コイルホルダの外部とコイルユニットの側面とを連通することになる貫通孔部を設け、コイルを被覆モールド材で被覆するための金型内に、コイル及びコイルホルダを配置して、コイルの上端部の上面及び両側面を除く外面と金型内面との間に空間を形成すると共に、コイルの上端部の上面及び両側面とコイルホルダ内面との間に空間を形成し、空間に被覆モールド材を流し込むことによって、被覆モールド材を、コイルに被覆すると共に貫通孔部に一体に充填することを特徴とする。

このようなリニアモータの製造方法によれば、コイルホルダの外部とコイルユニットの側面とを連通することになる貫通孔部に充填された被覆モールド材によってコイルユニットを支持させることができると共に、被覆モールド材でコイルを被覆する工程と、貫通孔部に被覆モールド材を充填して支持モールドとする工程とを同時に行うことができ、生産性を一層向上することができる。

このように、本発明によれば、コイルユニットがコイルホルダから下方及び進行方向へ離脱することを防止するための構造を簡易なものとし、生産性を向上することができる。

以下、本発明によるリニアモータ及びリニアモータの製造方法の好適な実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るリニアモータを示す斜視図、図２は、図１中のコイルユニット及びコイルホルダの横断面図、図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。

図１に示すように、リニアモータ１は、コイル６（図２参照）を有するコイルユニット２と、コイルユニット２の上端部２ｂを支持するコイルホルダ３と、コイルユニット２を進行方向へ案内しながら移動させるための磁石ユニット４とを備えており、例えば、ＸＹステージの駆動部などとして用いられる。なお、図１において、コイルユニット２の進行方向をＹ軸方向とし、それと直交する水平方向をＸ軸方向とする。

コイルユニット２は、図２に示すように、コイル６の全面をコイルモールド（被覆モールド材）７で被覆することによって構成される。このコイルユニット２は、上下方向に延びる本体部２ａに幅広の上端部２ｂ及び下端部２ｃを有する横断面略Ｉ字状の形状を呈しており、Ｙ軸方向に延在する構成とされている。そして、コイルユニット２は、コイル６へ通電することによって電磁力が発生するため、Ｙ軸方向に移動する。

コイルホルダ３は、コイルユニット２の上端部２ｂを支持する部材であり、例えば、コイルユニット２とＸＹステージのガントリ部等とを接続するための接続部として用いられる。このコイルホルダ３は、横断面コの字状を呈して下側に開口するように配設され、Ｙ軸方向に延在する構成とされている。コイルホルダ３のコの字を形成する内壁面３ｂ，３ｃ，３ｄは、コイルユニット２の上端部２ｂの上面２ｄ、及びＸ軸方向に対向する側面２ｅ，２ｆにそれぞれコイルモールド７を介して密着している。

図２及び図３に示すように、コイルホルダ３は、コイルユニット２の側面２ｅに対向する外壁面３ｅとコイルユニット２の側面２ｅとを連通する貫通孔部３ｇを備えると共に、コイルユニット２の側面２ｆに対向する外壁面３ｆとコイルユニット２の側面２ｆを連通する貫通孔部３ｈを備えている。これらの貫通孔部３ｇ，３ｈは同軸に配置されてＸ軸方向へ延びており、Ｙ軸方向に沿って複数個が離間して並設されている。

これらの貫通孔部３ｇ，３ｈには、コイル６をコイルモールド７で被覆する際に、コイルモールド７を形成するための被覆モールド材を一体に充填することによって、支持モールド７ａが形成される。この支持モールド７ａによって、コイルユニット２とコイルホルダ３のずれが防止される。なお、コイル６の配線６ａは、貫通孔部３ｈの支持モールド７ａを通じてコイルホルダ３の外部へ導出される。

一方、磁石ユニット４は、図１に示すように、ベースヨーク４ａを底部、サイドヨーク４ｂを両側部としてコの字状に組み合わせた構成であり、このサイドヨーク４ｂは、その内壁に、Ｙ軸方向に沿ってＮ極の磁石８ａとＳ極の磁石８ｂを交互に並設して備えている。

これらの磁石８ａ，８ｂは、コイルユニット２の本体部２ａの両側面２ｇに対して所定の隙間を隔てて対向して配置されると共に、ベースヨーク４ａは、コイルユニット２の下端部２ｃに対して所定の隙間を隔てて対向して配置される。そして、コイルユニット２が通電されることにより、磁石８ａ，８ｂとの間で電磁力が発生し、これによってコイルユニット２は磁石ユニット４に対してＹ軸方向に移動する。

次に、上述のようなリニアモータ１の製造方法について図４及び図５を参照して説明する。

まず、図４に示すように、コイルホルダ３に貫通孔部３ｇ，３ｈを設け、コイル６をコイルモールド７で被覆するための金型２０内の底部に、当該コイルホルダ３を内壁面３ｂ，３ｃ，３ｄによる開口部側が上方を向くように配置する。このとき、コイルホルダ３は、紙面垂直方向から金型２０内に挿入される。ここで、コイル６のずれを防止すると共に、コイル６の上面６ｄと内壁面３ｂとの間に空間を形成するためのエポキシ系接着剤２１をコイルホルダ３の内壁面３ｂに予め塗布しておく。そして、コイル６をそのエポキシ系接着材２１上に載置するように紙面垂直方向から進入させる。これにより、コイル６における上端部６ｃの上面６ｄ及び側面６ｅを除く外面と、金型２０内面との間には空間２２ａが形成される。また、コイル６における上端部６ｃの上面６ｄ及び側面６ｅと、コイルホルダ３の内壁面３ｂ，３ｃ，３ｄとの間には空間２２ｂが形成される。なお、金型２０は、コイルユニット６及びコイルホルダ３の長手方向に向かって開閉可能な蓋部（図示せず）を有する。

このようにして、コイルホルダ３及びコイル６を配置したら、金型２０の蓋部を閉じてゲート２０ａから被覆モールド材２３を流し込む。流し込まれた被覆モールド材２３は、粘着性が低いため、隙間２２ａ，２２ｂに充填されると共に、貫通孔部３ｇ，３ｈにも一体に充填される。充填後、冷却することによって被覆モールド材２３が硬化したら蓋部を開いて、コイルホルダ３及び被覆モールド材を被覆したコイル６を金型２０から取り出し、コイルユニット２を得る。

このようにして得られたコイルユニット２によれば、コイルホルダ３の外部とコイルユニット２の上端部２ｂの側面２ｅ，２ｆとを連通するように貫通孔部３ｇ，３ｈがコイルホルダ３に設けられ、この貫通孔部３ｇ，３ｈに充填されると共にコイル６を被覆したコイルモールド７と一体に形成される支持モールド７ａにより、コイルユニット２が支持されるため、コイルホルダ３からコイルユニット２が下方に離脱することを防止できると共に、Ｙ軸方向に離脱することも防止できる。以上によって、コイルユニット２の下方及びＹ軸方向への離脱を防止するための構造を、コイルホルダ３に貫通孔部３ｇ，３ｈを設けて、これに、コイル６を被覆するコイルモールド７を形成するための被覆モールド材２３を一体に充填して支持モールド７ａを形成するという簡易なものとし、生産性を向上することができる。

また、コイル６の配線６ａが、貫通孔部３ｈの支持モールド７ａを通してコイルホルダ３の外部へ導出されるため、貫通孔部３ｈを利用して、コイル６の配線６ａをコイルホルダ３の外部へ導出することができる。

また、このようなリニアモータ１の製造方法によれば、コイルホルダ３の外部とコイルユニット２の側面６ｅとを連通することになる貫通孔部３ｇ，３ｈに被覆モールド材２３を充填して支持モールド７ａを形成し、これによってコイルユニット２を支持させることができると共に、コイルモールド７でコイル６を被覆する工程と、貫通孔部３ｇ，３ｈに被覆モールド材２３を充填して支持モールド７ａとする工程とを同時に行うことができ、生産性を一層向上することができる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態では、貫通孔部３ｇ，３ｈにコイルモールド７を形成する被覆モールド材を充填することによって支持モールド７ａを形成しているが、これと異なる充填材を貫通孔部３ｇ，３ｈに充填してコイルモールド７と結合させてもよい。このような場合であっても、コイルユニット２の下方及び進行方向への離脱を防止するための構造を、コイルホルダ３に貫通孔部３ｇ，３ｈを設けて、これに充填材を充填するという簡易なものとできるため、生産性を向上することができる。

また、上記実施形態においては、特に製造が容易であるとして、Ｘ軸方向へ延びる貫通孔部３ｇ，３ｈとしているが、傾斜孔や折曲孔でも良く、要は、コイルホルダ３の外部とコイルユニット２の上端部２ｂの側面２ｅ，２ｆとを連通する貫通孔部であればよい。

また、上記実施形態においては、コイル側が移動するリニアモータを例として説明したが、マグネット側が移動するリニアモータに適用してもよい。

本発明の実施形態に係るリニアモータを示す斜視図である。 図１中のコイルユニット及びコイルホルダの横断面図である。 図２のIII−III線に沿う断面図である。 コイルユニット及びコイルホルダを金型内に配置した様子を示す横断面図である。 コイルユニット及びコイルホルダを金型内に配置して被覆モールド材を流し込む様子を示す横断面図である。

符号の説明

１…リニアモータ、２…コイルユニット、２ｂ…上端部、２ｄ…上面、２e，２ｆ…側面、３…コイルホルダ、３ｇ，３ｈ…貫通孔部、６…コイル、６ａ…配線、６ｃ…上端部、６ｄ…上面、６ｅ…側面、７…コイルモールド（被覆モールド材）、７ａ…支持モールド、２０…金型、２２ａ，２２ｂ…空間、２３…被覆モールド材。

Claims (2)

1. 駆動部となるコイルを被覆モールド材で被覆することによって構成されたコイルユニットと、前記コイルユニットの上端部の上面、及び、前記コイルユニットの進行方向に直交する方向に対向する前記上端部の両側面に密着し、前記上端部を支持するコイルホルダとを備えるリニアモータにおいて、
   前記コイルホルダは、前記コイルホルダの外部と前記コイルユニットの前記両側面のそれぞれとを連通する一対の貫通孔部を備え、
   前記一対の貫通孔部に、前記被覆モールド材を一体に充填し、又は前記被覆モールド材に結合する充填材を充填し、
   前記コイルの配線が、前記貫通孔部の前記被覆モールド材、又は前記充填材を通して前記コイルホルダの外部へ導出されることを特徴とするリニアモータ。
2. 駆動部となるコイルを被覆モールド材で被覆することによって構成されたコイルユニットと、前記コイルユニットの上端部の上面、及び、前記コイルユニットの進行方向に直交する方向に対向する前記上端部の両側面に密着し、前記上端部を支持するコイルホルダとを備えるリニアモータの製造方法において、
   前記コイルホルダに、前記コイルホルダの外部と前記コイルユニットの前記両側面のそれぞれとを連通することになる一対の貫通孔部を設け、
   前記コイルを前記被覆モールド材で被覆するための金型内に、前記コイル及び前記コイルホルダを配置して、
   前記コイルの上端部の上面及び両側面を除く外面と前記金型内面との間に空間を形成すると共に、
   前記コイルの前記上端部の前記上面及び前記両側面と前記コイルホルダ内面との間に空間を形成し、
   前記コイルの配線を、前記貫通孔を通して前記コイルホルダの外部へ導出し、
   前記空間に被覆モールド材を流し込むことによって、前記被覆モールド材を、前記コイルに被覆すると共に前記一対の貫通孔部に一体に充填することを特徴とするリニアモータの製造方法。

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