KR101367483B1

KR101367483B1 - 리니어 모터의 전기자 및 리니어 모터

Info

Publication number: KR101367483B1
Application number: KR1020137000569A
Authority: KR
Inventors: 요스케 다카이시; 고키 나카
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2014-03-12
Also published as: CN102971948A; JP5436671B2; CN102971948B; KR20130041083A; WO2012004858A1; TWI422124B; JPWO2012004858A1; DE112010005722T5; TW201203808A

Abstract

권선(32)이 감겨지고, 또한 구동 방향을 따라서 정렬 배치된 복수의 자극 티스(31)를 구비하며, 리니어 모터(1)의 가동자에 이용되는 전기자(3)로서, 복수의 자극 티스(31)의 각각을 연결하는 관 모양의 연결 부재(33)를 가지고, 자극 티스(31)는 고정자(2)와 대향하는 면의 방향 및 구동 방향의 양쪽과 수직인 방향으로 연장되는 홈이 맞물림부(31a)로서 마련된 요크부(31b)를, 고정자(2)와 대향하는 면의 반대측에, 인접하는 다른 자극 티스(31)와 맞닿도록 구비하고 있고, 연결 부재(33)는 복수의 자극 티스(31)의 각각의 맞물림부(31a)의 벽면에 밀착되어 있다.

Description

리니어 모터의 전기자 및 리니어 모터{LINEAR MOTOR ARMATURE AND LINEAR MOTOR}

본 발명은 리니어 모터의 전기자 및 리니어 모터에 관한 것이다.

리니어 모터의 전기자에는 고밀도의 권선(卷線)을 실시하는 것을 목적으로 하여, 개개로 분할한 자극 티스(magnetic pole teeth)에 권선을 감아서, 각 자극 티스를 연결하는 철심 구조가 채용되고 있다. 종래, 각 자극 티스의 연결에는, 각 자극 티스에 마련한 오목(凹)부와 볼록(凸)부의 감합(嵌合)에 의한 결합, 도브테일 홈(dovetail groove)과 결합 부재의 감합에 의한 결합, 또는 자극 티스 배면(背面)에 마련한 결합부와 연결 부재의 용접에 의한 결합이 이용되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1: 일본국 특개 2007－185033호 공보

상기 종래의 리니어 모터에서는, 전기자 조립시, 개개의 자극 티스의 결합 개소(箇所)가 많고, 특히 자극 티스에 오목부와 볼록부나, 도브테일 홈과 결합 부재(도브테일 테넌(dovetail tenon))에 의한 맞물림부(engaging portion)를 마련하여 결합을 행할 때는, 맞물림부를 슬라이드에 의한 감삽(嵌揷)에 의해서 결합할 필요가 있어, 조립 작업성이 나쁘다.

또, 자극 티스는 일반적으로는 프레스-펀치된 전자 강판을 깊이 방향으로 적층하여 제작하고 있다. 이 때문에, 모터 용량을 크게 하기 위해서 자극 티스의 깊이를 증대시키면, 전자 강판의 적층 두께가 늘어나, 적층에 의한 자극 티스의 기울기나, 맞물림부의 치수의 불균형에 의해서 발생하는 오차에 의해서, 조립성이 한층 더 악화된다. 여기서, 자극 티스의 깊이 방향이란 고정자와의 대향면의 방향 및 모터 구동 방향의 양쪽과 직교하는 방향이다.

이에 더하여, 티스 배면에 연결 부재를 용접했을 경우, 용접에 의해서 발생하는 열로 연결 부재에 휨이 발생하여 조립 정밀도가 악화된다. 또한, 용접에 시간이 걸리기 때문에, 생산성이 나쁘다. 이에 더하여, 연결 부재를 부가함으로써 전기자의 외형 치수(높이 치수)의 증가나 중량의 증대를 초래하는 요인이 된다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 자극 티스의 적층에 의한 치수 오차가 큰 경우에도 조립 정밀도에 영향을 받기 어렵고, 또한 조립 작업성이 양호한 리니어 모터의 전기자 및 리니어 모터를 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 구동 코일이 감겨지고, 또한 구동 방향을 따라서 정렬 배치된 복수의 자극 티스를 구비하고, 리니어 모터의 가동자(可動子)에 이용되는 전기자로서, 복수의 자극 티스의 각각을 연결하는 관(管) 모양의 연결 부재를 가지고, 자극 티스는 고정자와 대향하는 면의 방향 및 구동 방향의 양쪽과 수직인 방향으로 연장되는 홈이 맞물림부로서 마련된 요크부를, 고정자와 대향하는 면의 반대측에 인접하는 다른 자극 티스와 맞닿도록구비하고 있고, 연결 부재는 관내압(管內壓)에 의해서 소성 변형을 일으켜서 외경(外徑)이 확대됨으로써 복수의 자극 티스의 각각의 맞물림부의 벽면에 밀착되어 있고, 맞물림부의 개구(開口) 치수는 맞물림부의 최대폭보다도 작고, 또한 확대되기 전의 연결 부재의 직경보다도 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 리니어 모터의 전기자 및 리니어 모터는, 자극 티스의 맞물림부의 형상에 맞추어 관(管) 모양의 연결 부재를 밀착시키기 때문에, 자극 티스의 치수 오차(전자 강판의 적층 등에 의한 치수 오차)의 영향을 받기 어렵게 자극 티스를 연결하는 것이 가능해진다. 또, 맞물림부끼리의 감합이나 용접이 불필요하여, 생산 효율을 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 달성한다.

도 1은 본 발명에 관한 리니어 모터의 실시 형태 1의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 리니어 모터의 구성을 나타내는 정면도이다.
도 3은 자극 티스 정면에 있어서의 연결 부재의 맞물림부를 나타내는 도면이다.
도 4는 자극 티스를 정렬 배치하여, 연결 부재에 의해서 연결 일체화하는 공정을 나타내는 사시도이다.
도 5는 연결 부재의 내부를 가압하여 연결 부재와 자극 티스를 연결 고정하는 공정을 나타내는 측면도이다.
도 6은 자극 티스 정면에 있어서의 연결 고정시의 요크부의 확대도이다.
도 7은 본 발명에 관한 리니어 모터의 실시 형태 2의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 8은 자극 티스를 정렬 배치하여, 연결 부재에 의해서 연결 일체화하는 공정을 나타내는 사시도이다.
도 9는 연결 부재와 자극 티스의 맞물림부의 확대도이다.
도 10은 본 발명에 관한 리니어 모터의 실시 형태 3의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 11은 자극 티스를 정렬 배치하여, 연결 부재에 의해서 연결 일체화하는 공정을 나타내는 사시도이다.
도 12는 연결 부재와 자극 티스의 맞물림부의 확대도이다.
도 13은 본 실시 형태에 관한 리니어 모터의 자극 티스의 상세한 구조를 나타내는 도면이다.
도 14는 자극 티스의 요크부의 단면을, 이빨이 돌출하는 방향에 대해서 비스듬하게 형성한 회전형 모터의 조립 공정을 나타내는 사시도이다.
도 15는 자극 티스의 요크부의 단면을, 이빨이 돌출하는 방향에 대해서 비스듬하게 형성한 회전형의 전기자 구조를 나타내는 사시도이다.

이하에, 본 발명에 관한 리니어 모터의 전기자 및 리니어 모터의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시 형태 1.

도 1은 본 발명에 관한 리니어 모터의 실시 형태 1의 구성을 나타내는 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 (a)에서의 Ib－Ib선에 따른 단면도이다. 도 2는 리니어 모터의 구성을 나타내는 정면도이다. 도 3은 자극 티스 정면에 있어서의 연결 부재의 맞물림부를 나타내는 도면이다. 도 4는 자극 티스를 정렬 배치하여, 연결 부재에 의해서 연결 일체화하는 공정을 나타내는 사시도이다. 도 5는 연결 부재의 내부를 가압하여 연결 부재와 자극 티스를 연결 고정하는 공정을 나타내는 측면도이다. 도 6은 자극 티스 정면에 있어서의 연결 고정시의 요크부의 확대도로서, (a)는 소성(塑性) 변형 전 상태, (b)는 소성 변형 후 상태를 나타낸다.

도 1 (a), (b)에 있어서, 리니어 모터(1)는 고정자(2)와 전기자(3)로 구성되어 있다. 고정자(2)는 모터 구동 방향(도면 중의 양화살표 방향)을 따라서 연장되는 판 모양의 고정자 요크(21)와 고정자 요크(21)상에 모터 구동 방향을 따라서 소정의 간격으로 교대로 극성이 달라지도록 배치된 복수의 영구 자석(22, 23)으로 구성되어 있다. 전기자(3)는 고정자(2)의 영구 자석(22, 23)과 소정의 간격을 비워두고 모터 구동 방향을 따라서 정렬 배치된 복수의 자극 티스(31)와, 각 자극 티스(31)에 감겨진 구동 코일로서의 권선(32)과, 복수의 자극 티스(31)를 연결 일체화하는 금속관으로 이루어진 연결 부재(33)로 구성되어 있다.

도 1 (b)에 있어서, 지면상에서의 자극 티스(31)의 상부는 요크부(31b)로 이루어져 있고, 요크부(31b)로부터 하방으로 돌출하여 치부(齒部)(31c)가 형성되고, 각 치부(31c)의 주위에는 권선(32)이 감겨져 있다.

각 자극 티스(31)의 요크부(31b)의 배면에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 소정 위치에 자극 티스(31)의 깊이 방향(도 1(b)에서는 지면에 수직인 방향)을 따라서, 원호(圓弧) 모양 단면의 홈으로 이루어지는 맞물림부(31a)가 형성되고, 또, 원호의 중심 위치는 배면에 대해서 거리 B 만큼 떨어진 위치에 존재한다. 이 때문에, 홈의 개구부(개구 치수 A)는 원호 지름(홈의 최대폭)에 대해서 작은 치수로 되어 있다.

또, 연결 부재(33)는 금속관으로 형성되어 있고, 고정자(2)와의 대향면의 방향에서 보았을 때 미앤더링(meandering) 형상(여기에서는 직선 모양의 부분과 곡선상의 부분을 교대로 접속한 형상)을 가지고 있고, 또한, 전체 길이에 걸쳐서 연속한 중공(中空) 형상으로 되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 연결 부재(33)의 자극 티스(31)와의 맞물림부는, 연결 부재(33)가 직선 모양으로 되는 범위의 일부(구간 C)로 되고, 연결 부재(33)의 맞물림부가 자극 티스(31)의 맞물림부의 전체 길이를 따라서 맞물림되고, 연결 부재(33)가 소성 변형에 의해서 외형이 확대됨으로써, 복수의 자극 티스(31)가 연결 일체화된다.

본 실시 형태에 관한 리니어 모터(1)의 전기자(3)의 조립 방법에 대해서 설명한다. 우선, 각 자극 티스(31)에 권선(32)을 각각 감는다. 그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 각 자극 티스(31)를 각각의 요크부(31b)의 단면끼리를 맞닿게 함으로써 정렬시킨다. 이와 같이 하여 정렬시킴으로써, 각 자극 티스(31)의 요크부(31b)의 배면의 연결 부재(33)와의 맞물림부(31a)가 배열된 상태로 된다. 그 다음에, 도 5에 도시된 바와 같이, 배열된 맞물림부(31a)에 연결 부재(33)를 삽입하여, 맞물림부(31a)의 개구부를 막는 것이 가능한 티스 고정용 지그(jig, 4)를 요크부(31b)의 배면에 꽉 눌러서, 연결 부재(33)의 선단(先端)부에 가압 장치(5)를 접속하고, 연결 부재(33)의 관내부에 액체 또는 기체를 보내어 가압함으로써 소성 변형시켜, 자극 티스(31)의 맞물림부(31a)의 홈과 연결 부재(33)의 외주를 밀착시킨다. 연결 부재(33)가 맞물림부(31a)의 홈 내면과 밀착함으로써 각 자극 티스(31)는 연결 부재(33)를 통하여 연결 일체화되어, 전기자(3)가 완성된다.

여기서, 도 4에 도시된 소성 변형의 요령에 대해서 추가로 상세하게 설명한다. 연결 부재(33)를 자극 티스(31)의 맞물림부(31a)에 삽입 가능하게 하기 위해서는, 도 6 (a)에 도시된 바와 같이, 삽입하는 연결 부재(33)의 소성 변형 전의 외경 치수 D는, 맞물림부(31a)의 개구 치수 A 보다도 작게 할 필요가 있다. 또한, 연결 부재(33)를 맞물림부(31a)에 삽입 후, 내부에 액체 또는 기체를 보내어 가압하여 소성 변형시킴으로써, 도 6 (b)에 도시된 바와 같이, 연결 부재(33)의 소성 변형 후의 외경 E는, 맞물림부(31a)의 개구 치수 A 보다도 커지기 때문에, 소성 변형 후에는 맞물림부(31a)와 연결 부재(33)가 고정된다. 이때, 자극 티스(31)의 맞물림부(31a)는, 도 6(b)에서는 도시되지 않은 지그(4)에 의해서 개구부가 봉쇄되어 있기 때문에, 연결 부재(33)가 내부 압력에 의해서 소성 변형을 일으키더라도 자극 티스(31)의 요크부(31b)의 배면으로부터 돌출하는 일이 없어, 자극 티스(31)의 요크부(31b)의 배면의 면 정밀도가 확보된다.

또, 연결 부재(33)의 선단부(33a)에는, 가압 장치(5)나 선단부(33a)를 봉지하기 위한 부재를 부착하기 위한 가공이 실시되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 탭 가공이나 플러그 등을 삽입하기 위한 형상을 마련하는 가공이다.

또, 선단부(33a)의 한쪽을 시작부터 폐구(閉口)시켜 둠으로써, 장치 접속측의 선단과는 반대측의 선단부(33a)를 폐구하는 공정이 불필요해져서, 한층 더 조립성이 향상된다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 의하면, 각 자극 티스(31)의 요크부(31b)의 배면에 마련한 맞물림부(31a)에, 1개의 금속관으로 이루어지는 연결 부재(33)를 밀착시키고, 1회의 가압 공정에 의해서 복수의 자극 티스(31)를 연결 일체화하고 있기 때문에, 조립의 테이크 타임(take time)이 큰폭으로 단축된다.

또, 맞물림부(31a)의 형상에 맞추어 연결 부재(33)가 소성 변형하기 때문에, 자극 티스(31)에 치수 오차가 있는 경우에도, 오차의 영향을 받지 않고 연결하는 것이 가능해진다. 또한, 연결 부재(33)는 자극 티스(31)의 배면부와 일체화하는 구조로 되기 때문에, 연결 부재(33)를 부착함으로써 전기자(3)의 높이 방향의 치수가 증가하는 일은 없다. 또한, 연결 부재(33)는 중공 관 모양이기 때문에, 연결 부재(33)를 부가함으로 인한 전기자(3)의 중량의 증대량을 억제할 수 있다.

또한, 연결 부재(33)는 소성 변형 후에도 중공 형상을 유지하고 있기 때문에, 순환 펌프 등을 구비한 순환계를 연결 부재(33)의 양단에 접속하면, 중공부에 에 냉각액을 순환시킴으로써, 냉각액의 순환용 유로를 별도로 마련하는 일 없이 모터의 냉각 효과를 얻는 것이 가능해진다. 즉, 연결 부재(33)의 선단부(33a)의 한쪽으로부터 관내로 냉각액을 보내어, 연결 부재(33)의 내부를 통과시킨 냉각액을 다른 쪽의 선단부(33a)로부터 회수함으로써, 전기자(3)를 냉각하는 것이 가능해진다. 또한, 냉각액을 이용한 액랭(液冷)으로 한정되는 것은 아니고, 공기나 가스를 순환시키는 것에 의한 공냉(空冷)으로도 마찬가지의 냉각 효과가 얻어진다. 연결 부재(33)에 순환계를 접속하는 경우에는, 선단부(33a)를 최초부터 폐구시켜 둘 수는 없기 때문에, 가압시에는 플러그를 삽입하는 등 하여 봉지(封止)하면 좋다.

또, 연결 부재에서 관장(管長)이 길어졌을 경우(예를 들면 깊이 방향의 치수가 커졌을 경우), 관의 내외 지름 및 관의 두께를 장소에 따라서 변화시키면, 가압시의 관 내부의 압력을 균일화할 수 있어, 연결 부재를 맞물림부에 의해 확실히 밀착시킬 수 있다. 예를 들면, 가압 장치를 접속하는 단(端)에 가까운 측일수록 관의 내외 지름을 작게 하거나 관의 두께를 두껍게 하고, 가압 장치로부터 먼측의 단(端)일수록 관의 내외 지름을 크게 하거나 관의 두께를 얇게 함으로써, 소성 변형 후의 관의 외경을 가압 장치로부터의 거리와 관계없이 균일하게 하여, 밀착도의 편차를 억제할 수 있다.

또한, 여기에서는 미앤더링 모양의 연결 부재(33)를, 고정자(2)와의 대향면방향으로부터 홈 모양의 맞물림부(31a)에 삽입하는 경우를 예로 했지만, 연결 부재가 S자 모양(1왕복반의 미앤더링)인 경우에는 맞물림부는 홈 모양이 아니어도 좋다. 구체적으로는, 직선 모양 또는 J자 모양의 금속관에 자극 티스를 끼운 다음, S자의 한가운데가 되는 직선 모양의 부분에 자극 티스가 위치하도록 금속관을 굽혀 S자 모양의 연결 부재로 하고, 그 후, 양단의 직선 모양의 부분을 자극 티스의 구멍 모양의 맞물림부에 깊이 방향으로부터 삽입하면 좋다. 이와 같이, 구멍 모양의 맞물림부를 구비한 세 개의 자극 티스를 S자 모양의 연결 부재로 연결하는 것이 가능하다.

실시 형태 2.

도 7은 본 발명에 관한 리니어 모터의 전기자의 실시 형태 2의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 8은 자극 티스를 정렬 배치하여, 연결 부재에 의해서 연결 일체화하는 공정을 나타내는 사시도이다. 도 9는 연결 부재와 자극 티스의 맞물림부의 확대도로서, (a)는 자극 티스 단체(單體)이고, (b)는 연결 부재의 소성 변형 전, (c)는 연결 부재의 소성 변형 후 상태를 나타낸다. 각 도면에 있어서, 상기 실시 형태 1과 마찬가지인 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

실시 형태 2에 관한 리니어 모터의 전기자(3)를 구성하는 자극 티스(31)의 요크부(31b)는 각 자극 티스(31)가 맞닿는 단면에 원호 모양 단면의 홈(31d)으로 이루어진 맞물림부를 가지고 있다. 또, 홈(31d)의 단면의 중심은, 단면에 대해서 거리 F 만큼 떨어진 위치에 존재한다. 이 때문에, 홈(31d)의 개구 치수 G는 원호 지름(홈의 최대폭 H)에 대해서 작은 치수가 된다.

또, 자극 티스(31)를 밀착 고정하기 위한 연결 부재(331)는 빗 모양(comb-shaped)의 금속관으로 형성되어 있다. 연결 부재(331)의 선단부(331a)의 개구부에는, 가압 장치를 부착하기 위한 가공이나, 선단부(331a)를 봉지하기 위한 부재를 부착하기 위한 가공이 실시되어 있다.

각 자극 티스(31)를, 각각의 요크부(31b)의 단면끼리를 맞닿게 함으로써 정렬시킨다. 이 후, 각 자극 티스(31)가 맞닿음으로써 홈(31d)이 서로 마주보게 형성되는 요크부(31b)의 표주박 모양(gourd-shaped)의 구멍(31e)에 대해, 빗 모양의 연결 부재(331)의 치부(331b)를 삽입하고, 연결 부재(331)의 선단부(331a)의 개구부로부터 내부를 가압하여, 구멍(31e)과 마찬가지의 형상으로 소성 변형시킴으로써, 연결 부재(331)가 쐐기(楔)의 역할을 완수하여, 각 자극 티스(31)가 연결 일체화된다. 연결 부재(331)가 빗 모양이기 때문에, 홈의 개구부가 노출되어 있지 않아도, 자극 티스(31)의 깊이 방향으로부터 맞물림부에 삽입 가능하다.

이와 같이, 본 실시 형태에 관한 리니어 모터의 전기자(3)는 2개의 자극 티스(31)를 맞닿게 함으로써 홈(31d)을 서로 마주 보게 하여 1개의 구멍(31e)을 형성하는 구조이기 때문에, 대체로 자극 티스(31)의 깊이의 분(分)만큼 연결 부재(331)의 전체 길이를 짧게 할 수 있어 부재의 비용 다운이 가능해진다. 예를 들면, 연결 부재를 미앤더링 형상으로 하는 경우, 실시 형태 1의 구성에서는, 6개의 자극 티스(31)를 연결하기 때문에 3 왕복의 미앤더링으로 할 필요가 있다(도 4 참조). 이것에 대해, 본 실시 형태의 구성에서는, 2 왕복반의 미앤더링으로 6개의 자극 티스(31)를 연결할 수 있다. 즉, 연결 부재의 직선 모양의 부분 하나에 대해 자극 티스를 두 개 연결할 수 있기 때문에, 연결 부재의 전체 길이를 짧게 할 수 있다.

또, 상기 실시 형태 1에 관한 리니어 모터의 전기자에서는, 연결 부재(33)를 연속한 금속관으로서 구성할 필요가 있지만, 본 실시 형태에 관한 리니어 모터의 전기자(3)는 하나의 자극 티스(31)에 맞물림용 홈이 두 개 마련되어 있기 때문에, 연결 부재(331)가 분할되어 있어도 복수의 자극 티스(31)를 연결 일체화할 수 있다. 예를 들면, 연결 부재(331)를 U자 형상의 복수의 금속관으로 대신하는 것도 가능하다. 연결 부재를 분할함으로써, 배열하는 자극 티스(31)의 수가 변화했을 경우에도, 연결 부재의 사용수를 변경하는 것만으로 대응 가능해진다. 즉, 자극 티스의 배열수가 변화했을 경우에도 연결 부재를 유용(流用)할 수 있어, 부품수의 삭감이 가능해진다.

이 외, 상기 실시 형태 1과 마찬가지의 효과도 얻어지지만, 이것에 대한 중복하는 설명은 생략한다.

실시 형태 3.

도 10은 본 발명에 관한 리니어 모터의 전기자의 실시 형태 3의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 11은 자극 티스를 정렬 배치하여, 연결 부재에 의해서 연결 일체화하는 공정을 나타내는 사시도이다. 도 12는 연결 부재와 자극 티스의 맞물림부의 확대도로서, (a)는 자극 티스 단체, (b)는 연결 부재의 소성 변형 전, (c)는 연결 부재의 소성 변형 후 상태를 나타낸다. 각 도면에 있어서, 상기 실시 형태 1, 2와 마찬가지의 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

실시 형태 3에 관한 리니어 모터의 전기자(3)를 구성하는 자극 티스(31)의 요크부(31b)의 모터 구동 방향의 단면의 한쪽에는, 구멍(31g)을 구비한 원통 모양(cylindrical)의 돌기(31f)와 원호 모양 단면의 홈(31d)이 적층 방향에 대해서 일정한 거리를 두고 교대로 배치되어 있다. 다른 쪽의 단면에는, 한쪽의 단면과는 홈(31d) 및 돌기(31f)가 역순으로 배치되어 있다. 또, 돌기(31f)의 원통의 중심은 자극 티스(31)의 단면에 대해서 거리 I 만큼 떨어진 위치에 존재하고 있고, 인접하는 자극 티스(31)의 요크부(31b)를 맞닿게 한 경우, 인접하는 자극 티스(31)끼리의 돌기(31f)의 원통의 중심 위치가 편심(偏心)되어 있다.

또, 자극 티스(31)를 밀착 고정하기 위한 연결 부재(332)는 U자 모양의 금속관으로 이루어진다. 연결 부재(332)의 선단부(332a)는 한쪽은 개구되어 있어, 가압 장치를 부착하기 위한 단부 가공이 실시되어 있다. 연결 부재(332)의 선단부(332a)의 다른 쪽은 폐구되어 있다.

각 자극 티스(31)를 각각의 요크부(31b)의 단면끼리를 맞닿게 함으로써 정렬시킨다. 이때, 도브테일 홈과는 달리, 단지 단면끼리를 맞대는 것만으로 돌기(31f)와 홈(31d)이 맞물림된다. 이것에 의해, 자극 티스(31)끼리의 경계에는, 각각의 자극 티스(31)의 돌기(31f)가 교대로 배치되어 구멍(31g)이 대체로 연결된 맞물림부가 형성된다. 이 후, 맞물림부에 있어서 대체로 연결되어 있는 각 자극 티스(31)의 구멍(31g)에 대해서, U자 모양의 연결 부재(332)를 삽입하고, 연결 부재(332)의 선단부(332a)의 개구부로부터 내부를 가압하여, 구멍(31g)과 마찬가지 형상으로 소성 변형시킴으로써, 연결 부재(332)의 외주와 구멍(31g)을 밀착 고정하여, 각 자극 티스(31)가 연결 일체화된다. 실시 형태 2와 마찬가지로, 연결 부재(332)의 직선 모양의 부분 하나에 대해 자극 티스(31)를 두 개 연결할 수 있기 때문에, 복수의 연결 부재(332)의 총 연장(延長)을 짧게 할 수 있다.

도 13은 본 실시 형태에 관한 리니어 모터의 전기자(3)의 자극 티스(31)의 상세한 구조를 나타내는 도면이다. 각 자극 티스(31)는 깊이 방향에 대해서 일정 길이를 가지는 소(小) 자극 티스(311)가 포개어 합쳐진(重合) 구성으로 되어 있고, 소 자극 티스(311)의 요크부(311a)는 맞닿는 단면의 한(片) 면이 원호 모양 단면의 홈(31d)으로 이루어지는 맞물림부를 가지고 있고, 다른 쪽의 면은 구멍(31g)을 구비한 원통 모양의 돌기(31f)를 가지고 있다. 자극 티스(31)는 홈(31d)과 돌기(31f)가 일정한 길이로 깊이 방향으로 교대로 배치되도록, 소 자극 티스(311)를 티스의 적층 방향에 대해서 배열함으로써 구성되어 있다. 상기와 같이, 돌기(31f)와 홈(31d)이 맞물림으로써, 구멍(31g)이 대체로 연결된 맞물림부가 형성된다.

본 실시 형태에 있어서는, 자극 티스(31)의 맞물림부의 구멍(31g)은 맞닿는 자극 티스(31)끼리의 돌기(31f)의 원통의 중심 위치가 편심되어 있다. 이것에 의해, 연결 부재(332)가 소성 변형하면, 편심되어 있는 각 돌기(31f)의 원통의 중심 위치가 포개어 합쳐지는 방향으로 힘이 발생하여, 각 자극 티스(31)에는 맞닿는 자극 티스(31)끼리가 가까이 당겨져, 요크부(31b)의 단면끼리가 밀착된다. 자극 티스(31)끼리가 밀착하여 틈새가 작아지기 때문에, 자기 저항 증가를 억제하는 것이 가능해져, 조립 정밀도도 향상된다.

이 외, 상기 실시 형태 1, 2와 마찬가지 효과도 얻어지지만, 이것에 대한 중복하는 설명은 생략한다.

상기 실시 형태 1 ~ 3에서는, 전기자(3)가 직선 운동하는 리니어 모터의 구조에 대해서 설명했지만, 도 14에 도시된 바와 같이, 자극 티스(31)의 요크부(31b)의 단면을 이빨이 돌출하는 방향에 대해서 비스듬하게 형성하고, 이것을 연결 부재(333)로 연결함으로써, 도 15에 도시된 바와 같이 회전 운동을 하는 리니어 모터의 전기자(3)를 실현하는 것도 가능하여, 상기 같은 효과가 달성된다.

또, 상기 각 실시 형태에 있어서는, 연결 부재를 소성 변형시켜 맞물림부(홈이나 구멍)의 벽면에 밀착시키는 구성을 예로 했지만, 연결 부재를 맞물림부의 벽면에 밀착시킬 수 있다면, 다른 수법을 이용해도 상관없다. 예를 들면, 수축 끼워맞춤(shrink fitting)에 의해서 연결 부재와 맞물림부를 밀착시키는 것도 가능하다.

[산업상의 이용 가능성]

이상과 같이, 본 발명에 관한 리니어 모터의 전기자 및 리니어 모터는, 공작기계나 반도체 제조 장치 등의 산업용 기계의 축송(軸送)이나 반송용으로서 유용하다.

1: 리니어 모터
2: 고정자
3: 전기자
4: 지그
5: 가압 장치
21: 고정자 요크
22, 23: 영구 자석
31: 자극 티스
31a: 맞물림부
31b, 311a: 요크부
31c, 331b: 치부
31d: 홈
31e, 31g: 구멍
31f: 돌기
32: 권선
33, 331, 332, 333: 연결 부재
33a, 331a, 332a: 선단부
311: 소 자극 티스

Claims

구동 코일이 감겨지고, 또한 구동 방향을 따라서 정렬(整列) 배치된 복수의 자극 티스를 구비하며, 리니어 모터의 가동자에 이용되는 전기자로서,
상기 복수의 자극 티스의 각각을 연결하는 관(管) 모양의 연결 부재를 가지고,
상기 자극 티스는 고정자와 대향하는 면의 방향 및 상기 구동 방향의 양쪽과 수직인 방향으로 연장되는 홈이 맞물림부로서 마련된 요크부를, 상기 고정자와 대향하는 면의 반대측에, 인접하는 다른 자극 티스와 맞닿도록 구비하고 있고,
상기 연결 부재는 관내압(管內壓)에 의해서 소성 변형을 일으켜서 외경(外徑)이 확대됨으로써 상기 복수의 자극 티스의 각각의 상기 맞물림부의 벽면에 밀착되어 있고,
상기 맞물림부의 개구(開口) 치수는 그 맞물림부의 최대폭보다도 작고, 또한 확대되기 전의 상기 연결 부재의 직경보다도 큰 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 전기자.
청구항 1에 있어서,
상기 맞물림부는 인접하는 다른 자극 티스와의 맞닿음면에, 그 다른 자극 티스가 구비하는 상기 맞물림부와 서로 마주보아 상기 맞닿음면에 있어서 잘록한 부분을 형성하여 연결되도록 마련되어 있고,
상기 연결 부재가 2개의 자극 티스의 서로 마주보아 연결된 상기 맞물림부에 걸쳐서 각각의 벽면과 밀착된 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 전기자.
구동 코일이 감겨지고, 또한 구동 방향을 따라서 정렬 배치된 복수의 자극 티스를 구비하며, 리니어 모터의 가동자에 이용되는 전기자로서,
상기 복수의 자극 티스의 각각을 연결하는 관 모양의 연결 부재를 가지고,
상기 자극 티스는 구멍이 마련된 볼록부를 한쪽의 단부에, 상기 볼록부와 맞물림 가능한 오목부를 다른 쪽의 단부에 구비하고, 고정자와 대향하는 면의 반대측에 위치하여, 인접하는 다른 자극 티스와 맞닿는 요크부를 가지는 복수의 소(小) 자극 티스를, 상기 고정자와 대향하는 면의 방향 및 상기 구동 방향의 양쪽과 수직인 방향을 상기 구멍의 축(軸)방향으로 하고, 또한 상기 볼록부와 상기 오목부가 교대로 나열되도록 배열되어 구성되어 있고,
상기 연결 부재는 인접하는 자극 티스의 상기 볼록부와 상기 오목부가 맞물려서 형성된 맞물림부의 각각의 상기 구멍을 관통하여, 관내압에 의해서 소성 변형을 일으켜서 외경이 확대됨으로써 그 맞물림부의 구멍의 벽면에 밀착되어 있고,
상기 맞물림부에 있어서 상기 소 자극 티스의 배열 방향에 인접하여 있는 각각의 상기 볼록부의 상기 구멍의 단면의 중심은, 서로 편심(偏心)되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 전기자.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연결 부재는 미앤더링 형상인 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 전기자.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연결 부재가 빗 모양인 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 전기자.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 연결 부재는 U자 형상인 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 전기자.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연결 부재의 일단으로부터 관내로 냉각액을 보내고, 그 연결 부재의 내부를 통과시킨 상기 냉각액을 상기 연결 부재의 타단으로부터 회수(回收)하는 수단을 더 가지는 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 전기자.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연결 부재의 단부에, 다른 부재의 부착용 가공이 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 전기자.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연결 부재의 단부가 일단을 제외하고 폐구(閉口)되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 전기자.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 리니어 모터의 전기자와,
그 전기자의 구동 방향을 따라서 소정의 간격으로 교대로 극성이 달라지도록 배치된 복수의 영구 자석을 구비한 고정자를 가지는 리니어 모터.
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