JP2012210011A

JP2012210011A - リニアモータおよびリニアモータの製造方法

Info

Publication number: JP2012210011A
Application number: JP2011072304A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Muraguchi; 洋介村口
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2012-10-25

Abstract

【課題】内部の鉄心部を薄型化しつつ漏れ磁束による損失の少ない可動子を有するリニアモータを提供する。
【解決手段】一次側磁界発生部材としての固定子２、３と、二次側磁界発生部材としての可動子４とを具備したリニアモータであって、可動子４が、複数の鋼板を積層した鉄心部と、それらを連結する連結部とから構成され、連結部が樹脂によって形成されているとともに、固定子２、３が可動子４を挟んで２つ設けられ、それらに挟まれる部分が板状になるように可動子４が形成され、２つの固定子２、３のそれぞれが可動子４を挟んで互いに対称な位置に等ピッチで複数の第１の歯を具備し、可動子４を構成する鉄心部が等ピッチで複数の第２の歯を備え、複数の第２の歯が各々対応する固定子２、３の第1の歯と対向するように一体的に形成されるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁石埋め込み型磁気回路を用いたリニアモータおよびリニアモータの製造方法に関するものである。

リニアモータは位置決め精度が高く耐摩耗性に優れる等の特徴を有しており、クリーンな環境下での半導体関連の物品の搬送など様々な用途で用いられるとともに、多様な形態のものが知られている。その中でも、磁石埋め込み型磁気回路を用いたリニアモータは、典型的な磁気回路を用いたものに比べ、同じ大きさでもより大きな推力を取り出すことが可能なものである。

こうした磁石埋め込み型磁気回路を有するリニアモータとして、下記特許文献１のものが知られている。このものは、平板状に構成した可動子を二次側磁界発生部材として直線方向に移動可能に設けるとともに、当該可動子の表裏面にそれぞれ対向する一次側磁界発生部材としての固定子を設け、それぞれ対向する面に磁石または鉄心からなる歯を形成している。このように可動子側を二次側磁界発生部材として構成することで、可動子は磁石やコイル、さらには電気的接続部を必要とせず軽量化することができるため、より高速に移動を行わせることが可能となっている。

特開２０１０−１３０８９２号公報

上述した特許文献１に挙げたリニアモータをさらに高性能化しようとした場合、可動子をさらに軽量化することが考えられる。この可動子の製作方法について上記の特許文献１では具体的には言及されていないが、一般には可動子の歯を構成する鉄心は渦電流の発生による効率低下を避けるために鋼板を積層してボルトによって締結することで製作される。

すなわち、特許文献１により開示される技術に一般の積層鋼板による鉄心の製作方法を組み合わせると、具体的には次のようになるものと推測できる。

まず、図１２に示すように、平板状に構成した可動子５０４を二次側磁界発生部材としてリニアガイドレール５０６とリニアベアリング５０７とを介してベース５０１上に直線方向（図のＸ方向）に移動可能に設ける。そして、当該可動子５０４の表裏面にそれぞれ対向させて一次側磁界発生部材としての固定子５０２、５０３を設ける。さらに、固定子５０２、５０３の表面にはそれぞれ図示しない第１の歯を設け、可動子５０４の表面には後述する第２の歯を設ける。可動子５０４は、図１３に示すように、鉄心からなる可動子コア部５４１を左右より支持部５４２によって挟み込んで固定した形態となっており、当該支持部５４２によって、図１２に示すように、リニアベアリング５０７の上に固定される。また、上側の固定子５０２は左右に配された上側固定子支持部材５０５、５０５を介して、下側の固定子５０３は直接的に各々ベース５０１上に固定される。

可動子コア部５４１は、図１４（ａ）に中心断面図として示すように、図の上下の面にそれぞれ等ピッチで上述した第２の歯５４３、５４４を形成され、これら第２の歯５４３、５４４は、Ｘ方向に板状に延出して形成される中間部５４５によって支持されることで全てが一体化している。この可動子コア部５４１は、図１４（ｂ）に示すような形状の鋼板５０８を図のＹ方向に積層させることによって構成する。図１４（ａ）および（ｂ）に示すように、それぞれの鋼板５０８は上記第２の歯５４３、５４４に対応する凸部５８１、５８２をそれぞれ間隙５８３、５８４を設けつつＸ方向に連続的に等ピッチで形成している。そして、上記の板状の中間部５４５を形成する中間帯部５８５にはボルト５４７を挿通するために長孔５８６を設けている。

このように形成した複数の鋼板５０８を図中のＹ方向に重ねた状態で、重なった長孔５８６が中間部５４５の内部において形成するボルト孔５４６の中をボルト５４７を挿通させて、図１３に示す可動子コア部５４１を形成しつつ当該可動子コア部５４１を支持部５４２に固定することになる。

以上のように、一般的な鋼板の積層方法を用いて、特許文献１に開示されるリニアモータを現実化しようとした場合、図１４（ａ）および（ｂ）に示すように、それぞれの鋼板５０８の中央にボルト５４７を挿通するための長孔５８６が必要となるために、中間帯部５８５の幅Ｂを長孔５８６の幅に対して十分広くすることが必要となる。そのため可動子コア部５４１の厚さＨをある一定以下には小さくすることができず、可動子コア部５４１およびこれを含んだ可動子５０４（図１３参照）の軽量化には限界が生じる。

また、中間帯部５８５の幅Ｂを長孔５８６の幅以上に幅広く形成することが必要であるため漏れ磁束による効率の低下も生じる。図１５に模式的に示すように、特許文献１に示すようなリニアモータを駆動させるためには、固定子５０２、５０３における第１の歯５２３、５３３と可動子５０４における第２の歯５４３、５４４との間に磁気回路Ｍを形成させることになる。同図は例として可動子５０４を右方向に移動させる場合の位置関係を示したものであり、磁気回路Ｍは時計回りの方向に形成されている。しかしながら、可動子５０４内部の中間部５４５の幅Ｂが大きいために、隣接する第２の歯５４３・５４３、５４４・５４４の間で漏れ磁束Ｍ_Ｌが生じる。その分磁気回路上の損失となって効率が低下し、可動子５０４の推力が減少することになる。

本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、具体的には内部の鉄心部を薄型化することによって、軽量で、かつ漏れ磁束による損失の少ない可動子を有するリニアモータおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明のリニアモータは、一次側磁界発生部材としての固定子と、当該固定子と対向して直線方向に移動可能に設けられ前記固定子によって駆動される二次側磁界発生部材としての可動子とを具備したものであって、前記可動子が、複数の鋼板を積層した鉄心部と、前記複数の鋼板を連結する連結部とから構成され、当該連結部が樹脂によって形成されているとともに、前記固定子が前記可動子を挟んで２つ設けられ、少なくともそれら２つの固定子に挟まれる部分が板状になるように前記可動子が形成されており、前記２つの固定子のそれぞれが前記可動子を挟んで互いに対称な位置に等ピッチで複数の第１の歯を具備し、前記可動子を構成する前記鉄心部が等ピッチで複数の第２の歯を備え、当該複数の第２の歯のそれぞれが各々対応する前記固定子の前記第1の歯と対向するように一体的に形成されていることを特徴とする。

このように構成すると、鋼板を樹脂によって連結して積層させた状態を維持することができるため、従来複数の鋼板を接続していたボルトを挿通するボルト孔を形成していた部分が不要となり、その分可動子を薄くすることができる。さらに、可動子に対して固定子により作用する磁力が厚み方向に釣り合うことから、厚み方向の強度を小さくさせてより薄くすることが可能となる。そのため、可動子を軽量化することが可能となり可動子の加速度を増大させて反応を速くすることができる。また、漏れ磁束を減少させることが可能となるために、可動子と固定子間の磁束密度をより大きくして、さらに反応を速くすることができる。

また、上記の効果を有するリニアモータを容易に製作できるとともに、形状の維持安定化を図るためには、積層する鋼板の全てをほぼ同一の形状としてそれぞれが等しく連結部に接することが好ましいため、前記複数の鋼板のそれぞれが、前記可動子の移動方向および前記可動子の厚み方向に平行になるような向きで積層されており、かつ、前記複数の第２の歯に各々対応する位置に複数の歯構成部を備えているように構成することが好適である。

また、可動子の成形をより容易にするためには、前記複数の鋼板のそれぞれが、前記複数の歯構成部を中央部近傍で連続して繋げる連結帯部を有するように構成することが好適である。

さらに、上記の効果を有するリニアモータを簡単に製造するためには、その製造方法を、前記可動子を製造する工程の中に、成形金型の中に前記複数の鋼板を緊密に積層していく工程と前記成形金型の中に溶融樹脂を注入して固化させることで成形する工程とを含むようにすることが好適である。

また、上記のリニアモータとしての効果をより高めつつ、これを容易に製造するためには、その製造方法を、前記可動子を製造する工程の中に、仕上がり後には不要となる仮接続部によって前記複数の歯構成部が接続された形状に前記複数の鋼板を成形する工程と、成形金型の中に前記複数の鋼板を前記仮接続部を含めて緊密に積層していく工程と、前記成形金型の中に溶融樹脂を注入して固化させることで成形する工程と当該成形後の成形品に削り加工を行うことで前記仮接続部を除去する工程とを含むようにすることが好適である。

以上説明した本発明によれば、軽量で、かつ、内部での漏れ磁束による損失の少ない可動子を有し、従来よりも高速動作が可能なリニアモータおよびその製造方法を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るリニアモータの概略構成を示す斜視図。同リニアモータの正断面図。同リニアモータの要部断面図。同リニアモータの可動子の斜視図。同リニアモータの可動子の上面図。同リニアモータの可動子の断面図および同可動子の構成要素である鋼板の側面図。同リニアモータ内で形成される磁気回路の模式図。同リニアモータの可動子を成形する際に用いる成形金型の概略構成を示す斜視図。本発明の第２実施形態に係るリニアモータの可動子の断面図および同可動子の構成要素である鋼板の側面図。同リニアモータ内で形成される磁気回路の模式図。同リニアモータの可動子を成形する際に用いる成形金型の概略構成を示す斜視図。従来技術を用いて仮に構成したリニアモータの概略構成を示す斜視図。同リニアモータの可動子の上面図。同リニアモータの可動子の断面図および同可動子の構成要素である鋼板の側面図。同リニアモータ内で形成される磁気回路の模式図。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態に係るリニアモータの動作原理は上記特許文献１のものと同様であるため、詳細な磁極の形成方法に関する説明は省略する。
＜第１実施形態＞

本発明の第１実施形態に係るリニアモータは、図１に示すように、大きくは、図中で上下に対向して配置した一対の一次側磁界発生部材としての固定子２、３と、その間に配された二次側磁界発生部材としての可動子４とから構成している。

このうち下側の固定子３はベース１の上に直接的に固定し、上側の固定子２はコ字状に形成した上側固定子支持部５を介して下向きになるようにしてベース１の上に固定している。可動子４はリニアガイドレール６とリニアベアリング７とを介してベース１に対して図中の座表軸に示すＸ方向に移動可能に設けている。

なお、以下においても方向を説明する際には、特に述べることなく図中に示す座標軸を用いながら行うこととする。

本実施形態において、可動子４を支持するリニアガイドレール６とリニアベアリング７とは、コ字状に形成した上側固定子支持部５の内部に収まるように配置してあるために、可動子４の移動方向に対して上側固定子支持部５は干渉することが無いため、可動子４は大きなストロークで動作させることが可能となっている。

また、この実施形態に係るリニアモータでは、図２の正断面図に示したように、上下に配置した固定子２、３は、それぞれ固定子コア部２１、３１とそれらの外周に設けたコイル２２、３２とから構成される。可動子４は平板状に構成した可動子コア部４１と、これを両側より支持する支持部４２、４２とから構成され、支持部４２、４２はそれぞれリニアベアリング６、６の上に固定されている。上下の固定子コア部２１、３１はそれぞれ平行に対向して配置しており、さらに、それらの間に可動子コア部４１が配置されるように構成している。可動子コア部４１と固定子コア部２１、３１とはそれぞれ対向する面同士が平行となるとともに、ギャップが同一となるように調整している。これらは、固定子コア部２１、３１によって可動子コア部４１に作用する磁気力を上下で釣り合わせて、可動子コア部４１に対してＸ方向以外の力ができる限り作用しないようにするためであり、固定子コア部２１、３１と対向せず、磁気力の作用しない部分であれば可動子コア部４１の形状は問わない。

このように構成したコイル２２、３２に対して図示しない制御部から所定のパターンで電流を与えることによって、固定子コア部２１、３１および可動子コア部４１間に種々のパターンの磁気回路を形成し、可動子４に推力を発生させることができる。

図３に、固定子コア部２１、３１と可動子コア部４１の断面を拡大して示す。なお、本図ではコイル（図２参照）を構成する巻線部については省略してある。まず、上側の固定子２における固定子コア部２１は、可動子コア部４１と対向する面に永久磁石からなる複数の第1の歯２３、２３を有しており、それらの間には空隙部２４が形成されている。このように、固定子コア部２１の表面には空隙部２４を伴いながらＸ方向に等ピッチで第1の歯２３を連続して形成している。

さらに、下側の固定子３における固定子コア部３１についても、上側の固定子２と同様に、可動子コア部４１と対向する面に複数の第１の歯３３を、空隙部３４を伴いつつＸ方向に連続して等ピッチで形成してある。また、上下の固定子コア部２１、３１における複数の第１の歯２３、３３は可動子４を挟んで互いに対称な位置になるようにしている。

これら複数の第１の歯２３、３３と対向するようにして、可動子コア部４１には鉄心部を構成する第２の歯４３を間隙部４４を形成しつつＸ方向に等ピッチで形成している。以下においては、可動子コア部４１の内部で後述の鋼板等によって形成される鉄材料部分を総称して鉄心部と称することにする。ここで、上述の第２の歯４３を設けるピッチは、上述した第１の歯２３、３３を設ける際のピッチの２倍に設定している。この第２の歯４３は、それぞれ上側部分４３ａが上側の固定子２における第１の歯２３と対向し、下側部分４３ｂが下側の固定子３における第１の歯３３と対向するものであるが、本実施形態においては上述したように上側固定子２における複数の第１の歯２３と、下側固定子３における複数の第１の歯３３とを上下対称に設けているため、これらにそれぞれ対向する上側部分４３ａと下側部分４３ｂは上下に連続して一体的に構成し、第２の歯４３としてそれぞれが単なる矩形断面を有するものとして形成している。さらに、第２の歯４３、４３の間の間隙部４４には樹脂層を形成している。

このように構成した可動子コア部４１は、図４に示すように板状に形成される。上述した第２の歯４３はそれぞれ、Ｙ軸方向よりずれた方向にスキューして延在させるようにしている。また、可動子コア部４１の両側にはこれよりも厚みの大きい平板状の支持部４２、４２を設け、全体として可動子４を構成している。上記支持部４２、４２と上述した間隙部４４とは、第２の歯４３を連結させる連結部４５として樹脂によって一体成形によって構成している。ここでは支持部４２を平板状に構成したが、上述したリニアベアリング７（図１参照）上に可動子４全体を支持することができる限り、必ずしも平板状に構成する必要はない。

また、可動子コア部４１における第２の歯４３は、図５に示すように、それぞれ強磁性材製の磁性板であるいわゆる電磁鋼板としての鋼板８を積層して構成しており、これらの集合によって鉄心部が構成されている。それぞれの鋼板８は、可動子４の移動方向（Ｘ方向）と厚み方向（Ｚ方向）に平行となる向きに配置してＹ方向に積層し、固定子コア部２１、３１（図２参照）より与えられる磁界によって発生する渦電流を抑制し、磁気的な効率の低下を防ぐようにしている。

上記のように構成した結果、本実施形態における可動子４は、図６（ａ）に示すように、可動子コア部４１において内部の第２の歯４３が間隙部４４によってそれぞれＸ方向に独立して形成されることになる。このような可動子４の製造は以下のようにして行う。

まず、積層されることで第２の歯４３を形成する鋼板８を、図６（ｂ）に示すような形状に形成する。以下、図６（ａ）および（ｂ）を用いて具体的に説明する。Ｘ方向に等ピッチで配置されたそれぞれの第２の歯４３に対応する矩形状の歯構成部８１を、間隙部４４に相当する空隙８２を形成しつつＸ方向に連続して配置するとともに、これらの全てを、仕上がり後には不要となる帯状の仮接続部８３によって図の下側で一つに連結した形状に成形しておく。すなわち、可動子コア部１４１として完成した際の厚みＨよりも、大きな幅を持つ形状に成形しておく。

そして、図６（ｂ）に示すような形状に成形した鋼板８を、図８に示す成形金型９の内部でスキューさせつつＹ方向に緊密に積層していく。当該成形金型９は、上金型９１と下金型９２を合わせて内部に中空の可動子型９４を形成するものであり、その中央部には鋼板８を緊密に積層させた状態で保持することができるように構成している。この状態で、上金型９３に設けた注入孔９３より図示しない溶融樹脂を注入させた後に固化させる。

上記成形後の成形品に対して、上述した仮接続部８３（図６（ｂ）参照）を含む不要部分を研削等の削り加工によって除去することで、図４のような形状に整える。こうすることによって可動子４の製作を簡単に行うことができるとともに、図６（ａ）に示すように、可動子コア部４１の内部に形成される各々の第２の歯４３を独立させた形態とすることができる。

このような製作方法を用いることによって、図６（ｂ）に示すような矩形状の歯構成部８１をそれぞれ単独で成形して積層した上で樹脂加工するよりも、簡単でかつ精度良く可動子４を製作することが可能となる。また、仕上がり後においても、図５で示すように、それぞれの歯構成部８１が等しく連結部としての間隙部４４に接して保持されるために、磁気力が作用した場合にも可動子４が形状を維持しやすくなる。

上記のように構成することによって、従来技術を用いた場合には図１４（ａ）のようにボルト孔５４６を設けるために大きく形成していた中間部５４５が不要となるため、鉄心部が少なくなるとともに、図６（ａ）に示す可動子コア部４１の厚みＨを低減することができる。そのため、図４に示す可動子４を軽量化することができるため、同一の電力であっても可動子４の加速度を増大させて、反応を速くすることができる。

また、可動子４に推力を与えるために、図７に模式的に示すように固定子コア部２１、３１と可動子コア部４１との間に磁気回路Ｍを形成した場合、第２の歯４３がそれぞれ独立して構成されているために、従来技術では不可避であった漏れ磁束Ｍ_Ｌ（図１５参照）をきわめて少なくすることができる。そのため、固定子コア部２１、３１における第１の歯２３、３３と可動子４１における第２の歯３３との間の磁束密度をより大きくして可動子４に対する推力を大きくすることができ、同一の電力であってもさらに可動子４の加速度を増大させて、反応を速くすることができる。

さらに、本実施形態においては、図３に示すように、可動子コア部４１に対して固定子コア部２１、３１と、それらに形成する第１の歯２３、３３とをそれぞれ対称に設けている。そのために、可動子コア部４１に作用する磁気力は、可動子コア部４１を挟んで上下で釣り合い、その結果可動子コア部４１に作用する磁気力はＸ方向の推力のみとなる。そのため可動子コア部４１をさらに薄くすることができ、上記の可動子４の軽量化による効果をさらに高めることができる。また、取付誤差等の影響により、可動子コア部４１の上下面に働く磁気力のバランスにズレが生じた場合においても、図４に示すように可動子コア部４１を支持する支持部４２を厚く形成しているために、これが強度メンバーとして作用して可動子コア部４１の変形を抑制することができる。

以上のように、本実施形態に係るリニアモータは、一次側磁界発生部材としての固定子２、３と、当該固定子２、３と対向して直線方向に移動可能に設けられ前記固定子２、３によって駆動される二次側磁界発生部材としての可動子４とを具備したものであって、前記可動子４が、複数の鋼板８を積層した鉄心部と、前記複数の鋼板８を連結する連結部４５とから構成され、当該連結部４５が樹脂によって形成されているとともに、前記固定子２、３が前記可動子４を挟んで２つ設けられ、少なくともそれら２つの固定子２、３に挟まれる部分４１が板状になるように前記可動子４が形成されており、前記２つの固定子２、３のそれぞれが前記可動子４を挟んで互いに対称な位置に等ピッチで複数の第１の歯２３、３３を具備し、前記可動子４を構成する前記鉄心部が等ピッチで複数の第２の歯４３を備え、当該複数の第２の歯４３のそれぞれが各々対応する前記固定子２、３の前記第1の歯２３、３３と対向するように一体的に形成されるように構成したものである。

このように構成しているため、鋼板８を積層させて樹脂によって連結した状態を維持することができ、従来鋼板８同士を接続していたボルト５４７を挿通するためのボルト孔５４６が不要となり、その分可動子４を薄くすることができる。さらに、可動子４を挟んで固定子２、３を対称に設けていることから、可動子４の厚み方向に作用する磁力が釣り合うことで移動方向の力は作用しても垂直方向の力は作用しなくなるため、可動子４は厚み方向の強度を小さくすることができ、より一層薄くすることが可能となる。そのため、可動子４を軽量化することが可能となり可動子４の加速度を増大させて反応を速くすることができる。また、可動子４の内部での漏れ磁束Ｍ_Ｌを減少させることが可能となるため、可動子４と固定子２、３との間の磁束密度をより大きくしてさらに反応を速くすることができる

さらに、前記複数の鋼板８のそれぞれが、前記可動子４の移動方向および前記可動子４の厚み方向に平行になるような向きで積層されており、かつ、前記複数の第２の歯４３に各々対応する位置に複数の歯構成部８１を備えているように構成しているため、積層する全ての鋼板８をほぼ同一の形状として容易に製作が可能となるとともに、全ての鋼板８が等しく歯構成部８１間に形成される連結部４５に接することができるために、積層した形状を維持しやすくなる。また、複数の歯構成部８１をつなぐ部分を無くして成形することで、漏れ磁束Ｍ_Ｌをきわめて少なくすることができるため、より磁束密度を大きくしてさらに可動子４の反応を速くすることができる。

また、本実施形態に係るリニアモータの製造方法においては、前記可動子４を製造する工程の中に、成形金型９の中に前記複数の鋼板８を緊密に積層していく工程と前記成形金型９の中に溶融樹脂を注入して固化させることで成形する工程とを含むようにしているため、上述した可動子４を簡単に製造することができ、上記の効果を有するリニアモータを簡単に製造することが可能となる。

さらに、前記可動子４を製造する工程の中に、仕上がり後には不要となる仮接続部８３によって前記複数の歯構成部８１が接続された形状に前記複数の鋼板８を成形する工程と、成形金型９の中に前記複数の鋼板８を前記仮接続部８３を含めて緊密に積層していく工程と、前記成形金型９の中に溶融樹脂を注入して固化させることで成形する工程と当該成形後の成形品に削り加工を行うことで前記仮接続部８３を除去する工程とを含むようにしているため、上述した可動子コア部４１の中で第２の歯４３がそれぞれ完全に独立した形態で容易に構成することができるとともに、これらを精度良く製作することが可能となり、上記の効果を有するリニアモータを簡単かつ精度良く製造することが可能となる。
＜第２実施形態＞

本発明の第２施形態に係るリニアモータは、図１に示した第１の実施形態に係る可動子４を変更したものである。そのため、可動子４以外の部位に関しては同一の符号を用いて説明を省略する。

第２実施形態に係るリニアモータで用いる可動子１０４は、図９（ａ）に示すような断面を有する。なお、可動子１０４の外形は図４、図５に示した第１実施形態の可動子４と同一にしている。

図９（ａ）に戻り、第２実施形態における可動子１０４の可動子コア部１４１には、それぞれ固定子コア部２１、３１（図３参照）に形成した第１の歯２３、３３（図３参照）と対向するように歯１４３ａ、１４３ｂを設け、これを上下で連続させて断面が矩形状になるように一体的に第２の歯１４３として形成している。そして、このような第２の歯１４３を間隙部１４４を挟みながらＸ方向に等ピッチで連続して設けている。さらに、可動子コア部１４１の厚み方向中央部には第２の歯１４３同士を連結するための接続部１４６が設けられている。これにより、本実施形態では、全ての第２の歯１４３と接続部１４６とによって鉄心部が構成される。また、第１実施形態と同様、間隙部１４４と可動子コア部１４１をＹ方向より支持するための支持部１４２とは樹脂によって一体成形してある。

第２の歯１４３は、図９（ｂ）に示す形状の鋼板１０８をＹ方向に積層して形成する。鋼板１０８は、それぞれ第２の歯１４３に対応する矩形状の歯構成部１８１と、それら歯構成部１８１を幅方向中央部近傍で連続して繋げる連結帯部１８３とから構成される。当該連結帯部１８３は積層後には上述の接続部１４６を構成する。連結帯部１８３は、各歯構成部１８１を繋げることで、後述する樹脂成形の際に相互の位置関係を保持するためだけに設けるものであり、ボルト挿通用の長孔５８６（図１４（ｂ）参照）を有さないため従来に比し幅Ｂを小さくすることができる。

上記のように成形した鋼板は、図１１に示す上金型１９１、下金型１９２より構成される成形金型１０９の内部で形成される中空部としての可動子型１９４の中央付近に、Ｙ方向に緊密に積層されて配置される。この際、それぞれの鋼板１０８は、中央の連結帯部１８３（図９（ｂ）参照）によって一体化した構成となっているため、可動子型１９４の内部で位置決めを行い易くなっている。そして、注入孔１９３より溶融樹脂が注入され固化されることによって、図９（ａ）のような可動子１０４が形成できる。この成形品に対しては第１実施形態と異なり表面の削り加工は不要である。

このような成形に際し、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、第２の歯１４３を形成する鋼板１０８は同一の形状のものだけであるため容易に製作を行うことができる。さらに、全ての鋼板１０８は等しく間隙部１４４を形成する樹脂部分によって連結状態を維持されるため、積層させた形状を維持させることが容易となる。

上記のように構成した可動子１０４は、従来に比して鉄心が少なくなるとともに、図９（ａ）に示す可動子コア部１４１の厚みＨを低減することができる。これにより、可動子１０４を軽量化することができるため、同一の電力であっても可動子１０４の加速度を増大させて、反応を速くすることができる。

また、可動子１０４に推力を与えるために、図１０のように固定子コア部２１、３１と可動子コア部１４１との間に磁気回路Ｍを形成した場合、第２の歯１４３同士を繋ぐ接続部１４６が十分に小さく構成されているために、この間を通過する漏れ磁束Ｍ_Ｌを少なくすることができる。そのため、固定子コア部２１、３１における第１の歯２３、３３と可動子１４１における第２の歯１４３との間の磁束密度をより大きくして可動子１０４に対する推力を増大することができ、同一の電力であってもさらに可動子１０４の加速度を増大させて、反応を速くすることができる。

以上のように、本第２実施形態のリニアモータは、前記複数の鋼板１０８のそれぞれが、前記複数の歯構成部１８１を中央部近傍で連続して繋げる連結帯部１８２を有するように構成したものである、

このように構成しているため、鉄心部を構成する鋼板１０８のそれぞれが、第２の歯１４３に対応する歯構成部１８１を連結帯部１８２によって連結した構成としているため可動子１０４の製作が容易になり、上述したような可動子１０４を軽量化しつつ、内部での漏れ磁束Ｍ_Ｌを低減させることによって、可動子１０４の加速度を増大させ、反応を速くするという効果を得られやすくなる。他の効果については上述した第１の実施形態の場合とほぼ同様であるが、複数の歯構成部１８１をつなぐ部分があることから漏れ磁束Ｍ_Ｌの影響がごくわずかに残るかわりに、樹脂成形後の表面の削り加工が不要になるという利点がある。

なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。

例えば、上述の第１実施形態および第２実施形態では、固定子２、３（２、３）と可動子４（１０４）とを上下方向に配置していたが、これらを対向させて配置し固定子から可動子に対して推力を与えることができる限り配置する方向は問わず、それぞれを横向きにも斜めに配置しても構成することが可能である。

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…ベース
２…固定子（上側）
３…固定子（下側）
４…可動子
５…上側固定子支持部
６…リニアガイドレール
７…リニアベアリング
８…鋼板
９…成形金型
２１…固定子コア部（上側）
２２…コイル（上側）
２３…第１の歯（上側）
３１…固定子コア部（下側）
３２…コイル（下側）
３３…第１の歯（下側）
４１…可動子コア部
４２…支持部
４３…第２の歯
４５…連結部
８１…歯構成部
９３…注入孔
Ｈ…可動子コア厚さ
Ｍ…磁気回路

Claims

一次側磁界発生部材としての固定子と、当該固定子と対向して直線方向に移動可能に設けられ前記固定子によって駆動される二次側磁界発生部材としての可動子とを具備したリニアモータであって、前記可動子が、複数の鋼板を積層した鉄心部と、前記複数の鋼板を連結する連結部とから構成され、当該連結部が樹脂によって形成されているとともに、前記固定子が前記可動子を挟んで２つ設けられ、少なくともそれら２つの固定子に挟まれる部分が板状になるように前記可動子が形成されており、前記２つの固定子のそれぞれが前記可動子を挟んで互いに対称な位置に等ピッチで複数の第１の歯を具備し、前記可動子を構成する前記鉄心部が等ピッチで複数の第２の歯を備え、当該複数の第２の歯のそれぞれが各々対応する前記固定子の前記第1の歯と対向するように一体的に形成されていることを特徴とするリニアモータ。
前記複数の鋼板のそれぞれが、前記可動子の移動方向および前記可動子の厚み方向に平行になるような向きで積層されており、かつ、前記複数の第２の歯に各々対応する位置に複数の歯構成部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
前記複数の鋼板のそれぞれが、前記複数の歯構成部を中央部近傍で連続して繋げる連結帯部を有することを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
請求項１〜３のいずれかに記載のリニアモータの製造方法であって、前記可動子を製造する工程の中に、成形金型の中に前記複数の鋼板を緊密に積層していく工程と前記成形金型の中に溶融樹脂を注入して固化させることで成形する工程とを含むことを特徴とするリニアモータの製造方法。
請求項２または３に記載のリニアモータの製造方法であって、前記可動子を製造する工程の中に、仕上がり後には不要となる仮接続部によって前記複数の歯構成部が接続された形状に前記複数の鋼板を成形する工程と、成形金型の中に前記複数の鋼板を前記仮接続部を含めて緊密に積層していく工程と、前記成形金型の中に溶融樹脂を注入して固化させることで成形する工程と当該成形後の成形品に削り加工を行うことで前記仮接続部を除去する工程とを含むことを特徴とするリニアモータの製造方法。