JPH04183263A

JPH04183263A - リニアモータ

Info

Publication number: JPH04183263A
Application number: JP2306654A
Authority: JP
Inventors: Fumio Tabata; 文夫田畑; Hidenori Sekiguchi; 英紀関口; Toru Kamata; 徹鎌田; Yuji Sakata; 裕司阪田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-11-13
Filing date: 1990-11-13
Publication date: 1992-06-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕ローレンツ力により直線方向の運動力を得るリニアモー
タに関し、電気的絶縁を図りつつ小型化、製造工程の削減を図るこ
とを目的とし、磁界の方向が反転する磁界中に、所定形状のコイル片を
ヨークに所定間隔で配置し、該各コイル片に供給する電
流の方向を磁界の極性に応じて反転させて該コイル片の
配置方向に推進力を得るリニアモータにおいて、前記所
定間隔で配置されたコイル片とヨークとの間に、配線の
ための導体パターンがフィルム状の絶縁部材で挟持され
た基板を介在させるよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明１人、叶しンツカにより直線方向の運動力を得る
リニアモータに関する。

近年、リニアモータは、回転するモータの回転力をボー
ルネジで直線運動に変換させる方法と比較して、非接触
駆動であることがら発塵や精度劣化がなく、高速駆動に
適し、固有振動数が高い等の利点がある。そのため、精
密移動機構や直交型の産業用ロボットに広く用いられる
ようになっている。

このように広く用いられるリニアモータは、磁石、ヨー
ク、コイル等で構成されており、小型化が望まれる。一
方で、ヨークとコイルの電気的絶縁を完全にする必要が
ある。

〔従来の技術〕

第４図に、従来の多極型リニアモータの構成図を示す。

従来、リニアモータは、コイル可動型と磁石可動型に大
別され、片側式と両側式が菖る。

第４図（Ａ）は片側式のコイル可動型を示したもので、
第４図（Ｂ）は片側式の磁石可動型を示し第４図ｄＡ）
のコイル可動型は、まず、純鉄等の固定ヨーク３０上に
Ｎ極及びＳ極の磁石片が交互に並設された永久磁石３１
が固着されている。

一方、可動ヨーク３２の下部にレーストラック型のコイ
ル片を一定間隔で並設されたコイル群３３が固着される
。この場合、各コイル片はエナメル等で被覆されてお゛
す、他のコイル片と電気的絶縁が図られている。

このようなリニアモータは、永久磁石３１によって形成
された磁界中に置かれたコイル群３３の各コイル片にそ
れぞれ電流を流してローレンツ力を発生させ、その磁界
の向きをセンサ（図示せず）で検出して、電流の方向を
反転させながら直線的な推進力を得るものである。この
方法は、剛性の低いコイル芯（コイル可動型）゛を使用
する必要がなく、永久磁石３１とコイル群３３が分離可
能′であ名ことからメンテナンスが容易であるとい゛　
う利点を有する。

一方、第４図（Ｂ）の磁石可動型は、純鉄等の固定ヨー
ク４０上に、レーストラック型のコイル片を一定間隔て
並設したコイル群４１を接着固定される。このコイル群
４１の各コイル片上における一方の直線側部分の中心に
それぞれセンサ４２が取付けられ、このセンサ４２によ
り磁界の大きさや方向を検出して、各コイル片に流す電
流のオン、オフや向きを制御する。他方、可動ヨーク４
３の下部にはＮ極、Ｓ極の磁石片が交互に並設された永
久磁石４４が固着されており、前述のように、ローレン
ツ力による直線的な推進力を得る。

ここで、コイル群４１（３３）の各コイル片は、エナメ
ル等の絶縁体によって、被覆されている。

そのため、本来、直接ヨーク４０（３２）上に接着固定
しても、コイル片導体とヨーク４０（３２）が電気的に
短絡することはない。しかし、コイル片表面に傷がある
と、絶縁体が剥がれ、ヨーク４０（３２）に接着した時
に電気的に短絡する等のトラブルか発生することがある
。このため、カプトン等の耐熱性のフィルム状樹脂をコ
イル片とヨーク４０（３２）の間に挿入して電気的な絶
縁特性を確保している。

このようなリニアモータは、可動範囲が長くなっても高
価な永久磁石の数か少なくてよく安価であり、可動部に
給電する必要かないことから配線が容易等の利点を有す
る。

〔発明が解決しよう、とする課題］しかし、上述のようなリニアモータは、コイル片とヨー
ク４０．（３２）間へのフィルム状の絶縁体の挿入や、
コイル片、センサの配線等の組立工数が多くなると共に
、給電のだめの配線経路の確保が小型化を困難とさせて
いるという問題がある。

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、電気
的絶縁を図りつつ小型化、製造工程の削減を図るリニア
モータを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図に、本発明の原理説明図を示す。ヨーク１に、レ
ーストラック型のコイル片２．．２２゜２１．・・・が
所定間隔て並設されたコイル群３が配置される。そして
、該ヨーク１とコイル群３との間に、配線のための導体
パターン４がフィルム状の絶縁部材５ａ、５ｂで挟持さ
れた基板６か介在されて、接着手段により固着される。

なお、７．。

７ｔ＋７ｓ＊　・・・は磁界を検出するセンサである。

また、図示しないが、コイル群３をヨークに接着手段に
より固着するために、前記基板６の所定位置に所定数の
孔か形成される。

〔作用〕

第１図に示すように、ヨーク１に基板６を介在させてコ
イル群３が固着される。基板６は導体パターン４をフィ
ルム状の絶縁部材５ａ、５ｂにより挟持している。すな
わち、導体パターン４がコイル群３やセンサ７１，７２
．７−等に給電するための配線となり、該導体パターン
４を挟持したフィルム状の絶縁部材５ａ、５ｂが、ヨー
クｌとコイル群３との電気的絶縁を行っている。

これにより、コイル群の電気的絶縁と給電を同時に実現
することが可能となる。また、基板６は、フィルム状で
あり、また、単にヨーク１とコイル群３との間に介在さ
れることから、小型化か図れると共に製造工程の削減を
図ることが可能となる。

また、基板６の所定位置に孔を設け、この孔で接着手段
によりヨーク１とコイル群３を固着することから、ヨー
ク１と基板６又は基板６とコイル群３との接着性に難か
あった場合でも、該ヨーク１とコイル群３の接着性を良
好ならしめることが可能となり、大きな力を発生する場
合に適用可能となる。

〔実施例〕

第２図に、本発明の一実施例の構成図を示す。

第２図は、磁石可動型のリニアモータを示しており、純
鉄製の固定されるヨークｌと、コイルがレーストラック
型に巻回されたコイル片２．。

２４．・・・が所定間隔て並設されたコイル群３との間
に基板６を介在させ、該コイル群３をヨーク１に一般の
接着剤等により固定される。

基板６は、銅箔等で形成される銅体パターン４が、例え
ばポリイミドのフィルム状の絶縁部材５ａ、５ｂにより
挟持されたフレキシブル基板である。また、導体パター
ン４は、各コイル片２．。

２７．・・・に電流を供給するためのパターンと、後述
するセンサ７１＋Ｌ＋　・・・に給電を行うためのパタ
ーンである。さらに、基板６上には各コイル片２１＋２
１＋　・・・の直線部分の中心線上にセンサ７１＋Ｌ＋
　・・・が設けられる。このセンサ７１゜７７．・・・
は、磁界の方向検出のための素子であり、例えばホール
素子が用いられる。ここで、このような基板６は、ヨー
ク１側には絶縁を図るために端子を設けずに、コイル群
３には各コイル片２１゜２２、・・・の引出し線と固定
、接続（半田付は等）のための端子８ａ、８ｂか形成さ
れる。

一方、可動ヨーク１０の下部には、Ｎ極、Ｓ極が交互に
並設された永久磁石１１が固着されて、可動部１２を構
成する。この可動部１２がコイル群３の上方に位置する
。

このようなリニアモータは、コイル群３の各コイル片２
１１２２１　・・・に電流を供給する。電流の向きは、
上方に位置する可動部１２の永久磁石１１の極性と同一
極性となるように制御される。

コイル群３に流す電流の向きは、各コイルに設けたホー
ル素子のセンサ７１＋Ｌ＋　・・・で検知する。

そして、各コイル片２１、２３、　・・・に磁界の向き
に対応した電流を供給して、ローレンツ力により可動部
１２の推進力を得る。これらを繰返すことによって該可
動部１２を直線運動させるものである。

このように、基板６をヨークｌとコイル群３間に介在さ
せることにより、ヨーク１とコイル群３との電気的絶縁
が図られる。基板６が薄く、各コイル片２１　＋　　２
２　＋　・・・及びセンサ７１＋７２１　・・・に給電
を行うことから、従来のように給電のための配線を行う
必要もなく、小型化及び製造工程を削減することができ
る。

次に、第３図に、本発明の第２の実施例の断面構成図を
示す。第３図は、ヨーク１とコイル群３間に介在する基
板６に、該コイル群３の各コイル片２１＋２ｔ＋　・・
・に対応する位置に孔１５１゜１５１．・・・を形成し
、この孔１５＋、１５□、・・・に接着手段である接着
剤１６．．１６．を充填してヨーク−１とコイル群３を
直接に接着固定するものである。

これは、基板６を構成する耐熱層の樹脂の接着性がよく
ない場合、又はコイル群３に大きな力が発生する場合に
適用されるものである。すなわち、各コイル片２１、２
３、　・・・をヨークｌに堅固に固定しようとすれば、
基板６を介在させずに直接固定するのが望ましいことに
よる。

これにより、コイル群３に発生するローレンツ力を直接
ヨーク１に伝達することができると共に、該基板６の厚
みにより電気的絶縁を確保することができる。

なお、上記実施例では、磁石可動型のリニアモータにつ
いて説明したが、コイル可動型について適用することも
できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、ヨークとコイル片との間
に導体パターンが挟持されたフィルム状の絶縁部材の基
板を介在させることにより、別に配線を行うことなく、
電気的絶縁と配線を同時に行うことができ、リニアモー
タの小型化、製造工程の削減を図ることができる。また
、上記基板に孔を形成してヨークとコイル群を接着する
ことにより、該ヨークとコイル群の接着性が良好となり
、大きな力を発生する場合に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の一実施例の構成図、第３図は本発明の第２の実施例の断面構成図、第４図は
従来のリニアモータの構成図である。図において、１はヨーク、２１　＋　　２２　＋　　２ｓ　ｔ　・・・はコイル片
、３はコイル群、４は導体パターン、５ａ、５ｂは絶縁部材、６は基板、７□、７！１　７１＋　・・・はセンサ、８ａ、８ｂは
端子、１５＋　、１５ｔ　、・・・は孔、１６１．１６！、・・・は接着剤を示す。特許出願人　富　士　通　株式会社第１図第２図夛○にθＱ＝＝アモータ都図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁界の方向が反転する磁界中に、所定形状のコイ
ル片（２＿１、２＿２、２＿３、・・・）をヨーク（１
）に所定間隔で配置し、該各コイル片（２＿１、２＿２
、２＿３、・・・）に供給する電流の方向を磁界の極性
に応じて反転させて該コイル片（２＿１、２＿２、２＿
３、・・・）の配置方向に推進力を得るリニアモータに
おいて、前記所定間隔で配置されたコイル片（２＿１、２＿２、
２＿３、・・・）とヨーク（１）との間に、配線のため
の導体パターン（４）がフィルム状の絶縁部材（５ａ、
５ｂ）で挟持された基板（６）を介在させることを特徴
とするリニアモータ。
（２）前記コイル片（２＿１、２＿２、３＿３、・・・
）を前記ヨーク（１）に接着手段（１６＿１、１６＿２
、・・・）により固着するために、前記基板（６）の所
定位置に所定数の孔（１５＿１、１５＿２、・・・）を
形成することを特徴とする請求項（１）記載のリニアモ
ータ。