JP5516899B2

JP5516899B2 - Linear motor and method for manufacturing linear motor

Info

Publication number: JP5516899B2
Application number: JP2011014979A
Authority: JP
Inventors: 孝浩深川
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2031-01-27
Also published as: JP2012157186A

Description

本発明は、可動子を固定子に対し往復移動させるロッド型のリニアモータに関する。 The present invention relates to a rod-type linear motor that reciprocates a mover relative to a stator.

従来、軸方向に所定のピッチで複数の磁極が配列された可動子と、この可動子が挿通される複数のコイルが配列された筒状の固定子とを備え、可動子を固定子に対し往復移動させるロッド型のリニアモータが提案されている（例えば、特許文献１参照)。 Conventionally, it has a mover in which a plurality of magnetic poles are arranged at a predetermined pitch in the axial direction and a cylindrical stator in which a plurality of coils through which the mover is inserted are arranged, and the mover is attached to the stator. A rod-type linear motor that reciprocates is proposed (see, for example, Patent Document 1).

このリニアモータは、内側に固定子が設けられたフレームと、このフレームの軸方向両側に配置された軸受保持部材（フランジ部）と、この軸受保持部材に保持されたリニアブッシュとを有している。リニアブッシュは、可動子が設けられたロッドを軸方向に移動可能に支持している。 This linear motor has a frame provided with a stator on the inner side, bearing holding members (flange portions) disposed on both sides in the axial direction of the frame, and a linear bush held by the bearing holding member. Yes. The linear bush supports a rod provided with a mover so as to be movable in the axial direction.

特開２００１−３５２７４７号公報JP 2001-352747 A

一般にリニアモータにおいては、可動子と固定子との間に微小な間隙を確保する必要がある。また、軸方向両側のリニアブッシュ同士に軸芯のずれや傾きが生じた場合には、ロッドが摺動する際に抵抗が増えたり、引っ掛かりが発生する可能性がある。このため、リニアブッシュの軸芯（すなわち可動子の軸芯）と固定子の軸芯との同芯精度を確保することが必須となっている。 In general, in a linear motor, it is necessary to secure a minute gap between the mover and the stator. Moreover, when the axial center shift | offset | difference or inclination arises between the linear bushes of the axial direction both sides, when a rod slides, resistance may increase or a catch may generate | occur | produce. For this reason, it is indispensable to ensure concentricity between the axis of the linear bush (that is, the axis of the mover) and the axis of the stator.

上記従来技術のリニアモータは、固定子が設けられたフレームと、軸受を保持する軸受保持部材とが別部材として構成されている。このような構成のリニアモータでは、上記同芯精度を確保するために、軸受保持部材とフレームとを、例えばインロー結合や位置決めピンを用いて位置決めすることで、リニアブッシュと固定子の芯出しを行うのが一般的である。 In the above-described conventional linear motor, a frame provided with a stator and a bearing holding member that holds a bearing are configured as separate members. In the linear motor having such a configuration, in order to ensure the above concentric accuracy, the bearing holding member and the frame are positioned by using, for example, an inlay coupling or a positioning pin, thereby aligning the linear bush and the stator. It is common to do it.

しかしながら、インロー結合により軸受保持部材とフレームとを位置決めする場合、各部材に高い加工精度が要求される。また、位置決めピンを用いて軸受保持部材とフレームとを位置決めする場合、組み付け作業においてピンの挿入固定等の作業が必要となり、手間を要することとなる。 However, when the bearing holding member and the frame are positioned by inlay connection, high processing accuracy is required for each member. Moreover, when positioning a bearing holding member and a flame | frame using a positioning pin, work, such as insertion and fixing of a pin, is needed in an assembly | attachment operation | work, and will require an effort.

本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、部材の高精度な加工を不要としつつ、可動子と固定子の同芯精度を容易に確保することが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。
The present invention has been made in view of such problems, and a linear motor and a linear motor that can easily ensure the concentric accuracy of the mover and the stator while eliminating the need for highly accurate processing of members. An object is to provide a method for manufacturing a motor .

上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したものである。
請求項１の発明は、界磁と電機子を備え、前記界磁と前記電機子のいずれか一方を可動子、他方を固定子として、前記可動子を前記固定子に対し往復移動可能なリニアモータであって、前記界磁が設けられたロッドと、前記ロッドが挿通され、内周面に前記電機子が設けられた筒状のヨークと、前記ヨークの軸方向両側に配置され、前記ロッドを支持する一対の軸受と、を有し、前記ヨークは、前記内周面に前記電機子が設けられた筒状のヨーク本体部と、前記ヨーク本体部と径が異なり、前記一対の軸受のうち少なくとも一方を保持する筒状の軸受保持部と、を一体的に有し、前記ヨーク本体部と前記軸受保持部とが一部材で構成されることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 includes a field and an armature, wherein either one of the field or the armature is a mover and the other is a stator, and the mover can be reciprocated relative to the stator. A rod provided with the field; a cylindrical yoke through which the rod is inserted; and the armature is provided on an inner peripheral surface; the rod disposed on both axial sides of the yoke; A pair of bearings that support the cylindrical yoke main body portion provided with the armature on the inner peripheral surface, and the yoke main body portion has a different diameter, and the yoke includes a pair of bearings. of a tubular bearing holding portion for holding at least one, and possess integrally, and the yoke body portion and the bearing holder is characterized in that formed in one member.

また、請求項２の発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、前記ヨークは、前記一対の軸受のうち負荷側の軸受を保持する第1軸受保持部を一体的に有することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the linear motor according to the first aspect, the yoke integrally includes a first bearing holding portion that holds a load-side bearing of the pair of bearings. .

また、請求項３の発明は、請求項２記載のリニアモータにおいて、前記第１軸受保持部は、前記ヨーク本体部よりも小径に形成されていることを特徴としている。
Further, the invention of claim 3, in the linear motor according to claim 2 wherein, prior Symbol first bearing holder is characterized in that has a smaller diameter than the yoke main body.

また、請求項４の発明は、請求項２又は３記載のリニアモータにおいて、前記ヨークは、前記一対の軸受のうち反負荷側の軸受を保持する第２軸受保持部を一体的に有することを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the linear motor according to the second or third aspect, the yoke integrally includes a second bearing holding portion that holds a bearing on the opposite side of the pair of bearings. It is a feature.

また、請求項５の発明は、請求項４記載のリニアモータにおいて、前記第２軸受保持部は、前記ヨーク本体部よりも大径に形成されていることを特徴としている。
The invention of claim 5 is the linear motor according to claim 4, wherein, prior Symbol second bearing holder is characterized in that has a larger diameter than the yoke main body.

また、請求項６の発明は、請求項３又は５記載のリニアモータにおいて、前記ヨーク本体部は、前記電機子を構成する複数のコイルを結線する領域を確保するための凸部と、前記電機子に接続されるケーブルを挿通するための開口部と、を有していることを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the linear motor according to the third or fifth aspect, the yoke body includes a convex portion for securing a region for connecting a plurality of coils constituting the armature, and the electric machine. And an opening for inserting a cable connected to the child.

また、請求項７の発明は、請求項６記載のリニアモータにおいて、前記ヨーク本体部の外周側に設けられたフレームと、前記フレームの軸方向端部に配置され、前記軸受保持部を収納する少なくとも１つの軸受カバーと、をさらに有することを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the linear motor according to the sixth aspect, the frame is provided on the outer peripheral side of the yoke main body portion, and is disposed at the axial end portion of the frame to house the bearing holding portion. And at least one bearing cover.

また、請求項８の発明は、請求項７記載のリニアモータにおいて、前記フレームと前記軸受カバーとが一体的に構成されていることを特徴としている。 According to an eighth aspect of the present invention, in the linear motor according to the seventh aspect, the frame and the bearing cover are integrally formed.

また、請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項記載のリニアモータにおいて、前記軸受は、前記ロッドを軸方向に移動可能に支持する直動軸受であることを特徴としている。
また、請求項１０の発明は、界磁が設けられたロッドと、前記ロッドが挿通され内周面に電機子が設けられた筒状のヨークと、を有するリニアモータの製造方法であって、所定の形状が凹状に形成された型の内側にパイプを設置することと、パイプの内側に流し込んだ流体を高圧にしてパイプの径を部分的に拡張し、大径部及び小径部を備えた前記ヨークを成形することと、前記大径部及び前記小径部の一方に前記ロッドを支持する軸受を固定し、他方に前記電機子を固定することと、を有することを特徴としている。
The invention according to claim 9 is the linear motor according to any one of claims 1 to 8, wherein the bearing is a linear motion bearing that supports the rod so as to be movable in the axial direction. .
The invention of claim 10 is a method of manufacturing a linear motor comprising a rod provided with a field, and a cylindrical yoke through which the rod is inserted and provided with an armature on an inner peripheral surface thereof. A pipe is installed inside a mold in which a predetermined shape is formed in a concave shape, and the diameter of the pipe is partially expanded by setting the fluid flowing inside the pipe to a high pressure, and a large diameter portion and a small diameter portion are provided. Forming the yoke; and fixing a bearing supporting the rod to one of the large diameter portion and the small diameter portion and fixing the armature to the other.

本発明のリニアモータ及びリニアモータの製造方法によれば、部材の高精度な加工を不要としつつ、可動子と固定子の同芯精度を容易に確保することができる。
According to the linear motor and the method of manufacturing the linear motor of the present invention, it is possible to easily ensure the concentric accuracy of the mover and the stator while eliminating the need for highly accurate processing of the member.

本実施形態のリニアモータの全体構成を表す縦断面図及び横断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view and the cross-sectional view showing the whole linear motor structure of this embodiment. 本実施形態の比較例におけるリニアモータの全体構成を表す縦断面図及び横断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view and the cross-sectional view showing the whole linear motor structure in the comparative example of this embodiment. フレームと軸受カバーを一体化する変形例におけるリニアモータの全体構成を表す縦断面図及び横断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view showing the whole linear motor structure in the modification which integrates a frame and a bearing cover, and a cross-sectional view. ヨークが軸受保持部を負荷側及び反負荷側の両側に有する変形例におけるリニアモータの全体構成を表す縦断面図及び横断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view and the cross-sectional view showing the whole linear motor structure in the modification in which the yoke has the bearing holding part on both sides of the load side and the anti-load side.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１（ａ）は、本実施形態のリニアモータの全体構成を表す縦断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中ＩＢ−ＩＢ断面による、本実施形態のリニアモータの全体構成を表す横断面図である。 Fig.1 (a) is a longitudinal cross-sectional view showing the whole linear motor structure of this embodiment, FIG.1 (b) is the IB-IB cross section in Fig.1 (a) of the linear motor of this embodiment. It is a cross-sectional view showing the whole structure.

図１（ａ）及び図１（ｂ）において、リニアモータ１は、界磁２と電機子３を備え、界磁２を可動子、電機子３を固定子として、可動子を固定子に対し往復移動可能なロッド型のリニアモータである。このリニアモータ１は、界磁２が設けられたロッド４と、ロッド４が挿通された筒状のヨーク５と、ヨーク５の軸方向両側に配置され、ロッド４を支持する一対の軸受６，７とを有している。 1 (a) and 1 (b), a linear motor 1 includes a field 2 and an armature 3, with the field 2 as a mover, the armature 3 as a stator, and the mover as a stator. It is a rod-type linear motor that can reciprocate. The linear motor 1 includes a rod 4 provided with a field 2, a cylindrical yoke 5 through which the rod 4 is inserted, and a pair of bearings 6 that are disposed on both sides of the yoke 5 in the axial direction and support the rod 4. 7.

ロッド４の軸方向中央部には、上記界磁２（本実施形態では可動子。以下適宜「可動子２」とも称する）が設けられている。この界磁２は、複数の永久磁石（図示省略）で構成されており、軸方向に沿って複数の磁極を形成している。またヨーク５の内周面には、ロッド４に設けられた可動子２の外周面と微小な間隙を介して対向するように、上記電機子３が設けられている。この電機子３（本実施形態では固定子。以下適宜「固定子３」とも称する）は、銅線等で円筒状に形成された複数のコイル８を軸方向に配列して構成されている。 In the central portion of the rod 4 in the axial direction, the field 2 (movable element in the present embodiment; hereinafter also referred to as “movable element 2”) is provided. The field 2 is composed of a plurality of permanent magnets (not shown), and forms a plurality of magnetic poles along the axial direction. The armature 3 is provided on the inner peripheral surface of the yoke 5 so as to face the outer peripheral surface of the mover 2 provided on the rod 4 with a minute gap. This armature 3 (stator in the present embodiment; hereinafter also referred to as “stator 3” as appropriate) is configured by arranging a plurality of coils 8 formed in a cylindrical shape with copper wires or the like in the axial direction.

軸受６，７は、例えばリニアブッシュやボールスプライン等の直動軸受であり、ヨーク５に挿通されたロッド４を軸方向に直線移動可能に支持する。軸受６は負荷側、軸受７は反負荷側に配置されている。 The bearings 6 and 7 are linear motion bearings such as linear bushes and ball splines, for example, and support the rod 4 inserted through the yoke 5 so as to be linearly movable in the axial direction. The bearing 6 is disposed on the load side, and the bearing 7 is disposed on the anti-load side.

ヨーク５は、内周面に電機子３が設けられたヨーク本体部５１と、軸受６，７のうち少なくとも一方、本実施形態では負荷側に配置された軸受６を保持する軸受保持部５２とを、一体的に有している。この軸受保持部５２は、ヨーク本体部５１の負荷側に配置されており、ヨーク本体部５１よりも小径に形成されている。なお、軸受保持部５２が、特許請求の範囲に記載の第１軸受保持部に相当する。また、ヨーク本体部５１には、電機子３を構成する複数のコイル８を結線するための領域Ｓを確保するための凸部５３と、電機子３に接続されるケーブル９を挿通するための開口部５４とが形成されている。凸部５３は、ヨーク本体部５１のほぼ全長に亘り軸方向に沿って形成されており、開口部５４は、凸部５３の反負荷側端部に形成されている。 The yoke 5 includes a yoke main body 51 provided with the armature 3 on the inner peripheral surface, and a bearing holding portion 52 for holding the bearing 6 disposed on the load side in at least one of the bearings 6 and 7. Are integrated. The bearing holding portion 52 is disposed on the load side of the yoke body 51 and is formed with a smaller diameter than the yoke body 51. The bearing holding portion 52 corresponds to the first bearing holding portion described in the claims. Further, the yoke body 51 is provided with a projection 53 for securing a region S for connecting a plurality of coils 8 constituting the armature 3 and a cable 9 connected to the armature 3. An opening 54 is formed. The convex portion 53 is formed along the axial direction over substantially the entire length of the yoke main body portion 51, and the opening portion 54 is formed at the non-load side end portion of the convex portion 53.

上記構成であるヨーク５は、具体的には次のようにして製造される。まず、軸受保持部５２の径を有するパイプを用意し、その周囲にヨーク本体部５１や凸部５３等の形状が凹状に形成された型を配置する。そして、パイプの内側に流体を流し込んでその両端を封止し、流体を高圧にしてその圧力でパイプの径を部分的に拡張する。これにより、ヨーク本体部５１と軸受保持部５２とを一体的に有するヨーク５が形成される。このような加工は、いわゆるバルジ加工として従来より知られている。このようにして形成されたヨーク５においては、流体の圧力はパイプの周方向に均等に作用することから、ヨーク本体部５１と軸受保持部５２との同芯精度が容易に確保される。 Specifically, the yoke 5 having the above-described configuration is manufactured as follows. First, a pipe having a diameter of the bearing holding portion 52 is prepared, and a die in which the shapes of the yoke main body 51, the convex portion 53, and the like are formed in a concave shape is disposed around the pipe. Then, a fluid is poured into the inside of the pipe to seal both ends thereof, the fluid is made high pressure, and the diameter of the pipe is partially expanded by the pressure. Thereby, the yoke 5 which integrally has the yoke main-body part 51 and the bearing holding | maintenance part 52 is formed. Such processing is conventionally known as so-called bulge processing. In the yoke 5 formed in this way, the fluid pressure acts evenly in the circumferential direction of the pipe, so that the concentric accuracy between the yoke body 51 and the bearing holder 52 is easily ensured.

ヨーク本体部５１の外周側には、アルミ等の金属材料で構成された断面四角形状のフレーム１０が設けられている。このフレーム１０の反負荷側の軸方向端部には、軸受７を保持するブラケット１１が設けられている。一方、フレーム１０の負荷側の軸方向端部には、ヨーク５の軸受保持部５２を収納する軸受カバー１２が設けられている。軸受７を支持固定するブラケット１１と異なり、軸受カバー１２は単に軸受保持部５２を覆うためのものである。このため、軸受カバー１２の内周面と軸受保持部５２の外周面との間には隙間が設けられている。フレーム１０、ブラケット１１及び軸受カバー１２は、外径が均一となるように構成されている。 A frame 10 having a quadrangular cross section made of a metal material such as aluminum is provided on the outer peripheral side of the yoke body 51. A bracket 11 that holds the bearing 7 is provided at the axial end of the frame 10 on the side opposite to the load. On the other hand, a bearing cover 12 that houses the bearing holding portion 52 of the yoke 5 is provided at the axial end of the frame 10 on the load side. Unlike the bracket 11 for supporting and fixing the bearing 7, the bearing cover 12 is merely for covering the bearing holding portion 52. For this reason, a gap is provided between the inner peripheral surface of the bearing cover 12 and the outer peripheral surface of the bearing holding portion 52. The frame 10, the bracket 11, and the bearing cover 12 are configured so that the outer diameters are uniform.

なお、上述したように負荷側の軸受６はヨーク５の軸受保持部５２によって保持されるため、軸受カバー１２は必ずしも設けなくともよい。 Since the load-side bearing 6 is held by the bearing holding portion 52 of the yoke 5 as described above, the bearing cover 12 is not necessarily provided.

ここで、以上説明した本実施形態の効果を説明する前に、図２を用いて本実施形態の効果を説明するための比較例を説明する。図２（ａ）は、比較例におけるリニアモータの全体構成を表す縦断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）中ＩＩＢ−ＩＩＢ断面による、比較例のリニアモータの全体構成を表す横断面図である。なお、図２（ａ）（ｂ）は、上記図１（ａ）（ｂ）に対応する図であり、対比の便宜のため、比較例における各部の符号は、本実施形態と同一の符号を用いている。 Here, before describing the effects of the present embodiment described above, a comparative example for describing the effects of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of the linear motor in the comparative example, and FIG. 2B is the overall configuration of the linear motor of the comparative example, taken along the IIB-IIB cross section in FIG. FIG. 2 (a) and 2 (b) are diagrams corresponding to FIGS. 1 (a) and 1 (b). For convenience of comparison, the reference numerals of the respective parts in the comparative example are the same as those in the present embodiment. Used.

比較例のリニアモータ１′の構成は、ヨークが軸受保持部を有しない点において、本実施形態のリニアモータ１の構成と相違する。すなわち、図２（ａ）（ｂ）に示すように、比較例におけるリニアモータ１′では、ヨーク５′がヨーク本体部５１のみで構成されており、軸受保持部を有していない。このため、フレーム１０の負荷側の軸方向端部には、反負荷側と同様に、軸受６を保持するブラケット１２′が設けられている。このブラケット１２′は、反負荷側のブラケット１１と同様、軸受６を支持固定するためのものである。この他の構成については、本実施形態のリニアモータ１と同様である。 The configuration of the linear motor 1 ′ of the comparative example is different from the configuration of the linear motor 1 of the present embodiment in that the yoke does not have a bearing holding portion. That is, as shown in FIGS. 2A and 2B, in the linear motor 1 ′ in the comparative example, the yoke 5 ′ is configured only by the yoke body 51 and does not have a bearing holding portion. For this reason, a bracket 12 ′ that holds the bearing 6 is provided at the axial end of the frame 10 on the load side, similarly to the anti-load side. The bracket 12 ′ is for supporting and fixing the bearing 6 in the same manner as the bracket 11 on the anti-load side. About another structure, it is the same as that of the linear motor 1 of this embodiment.

上記比較例のリニアモータ１′では、次のような課題が生じる。すなわち、一般にリニアモータにおいては、可動子と固定子との間に微小な間隙を確保する必要がある。また、軸方向両側の軸受同士に軸芯のずれや傾きが生じた場合には、ロッドが摺動する際に抵抗が増えたり、引っ掛かりが発生する可能性がある。このため、軸受の軸芯（すなわち可動子の軸芯）と固定子の軸芯との同芯精度を確保することが必須である。 The linear motor 1 ′ of the comparative example has the following problems. That is, in general, in a linear motor, it is necessary to secure a minute gap between the mover and the stator. Further, when the shaft core is displaced or inclined between the bearings on both sides in the axial direction, there is a possibility that the resistance increases or the hook is generated when the rod slides. For this reason, it is essential to ensure concentricity between the shaft axis of the bearing (that is, the axis of the mover) and the axis of the stator.

このとき、上記比較例のリニアモータ１′においては、内周面に固定子３が設けられたヨーク５′（又はフレーム１０）と、負荷側及び反負荷側の軸受６，７を保持するブラケット１２′，１１とが別部材で構成されている。このような構成においては、可動子２と固定子３の同芯精度を確保するために、軸受６，７を保持するブラケット１２′，１１と固定子３が設けられるヨーク５′（又はフレーム１０）とを、例えばインロー結合や位置決めピンを用いて位置決めすることで、軸受６，７と固定子３との芯出しを行うのが一般的である。しかしながら、この場合、ブラケット１２′，１１やヨーク５′（又はフレーム１０）等の各部材に高い加工精度が要求されると共に、組み付け作業においてピンの挿入固定等の作業が必要となり、手間を要することとなる。 At this time, in the linear motor 1 'of the comparative example, a bracket for holding the yoke 5' (or the frame 10) having the stator 3 on the inner peripheral surface and the bearings 6 and 7 on the load side and the anti-load side. 12 'and 11 are comprised by another member. In such a configuration, in order to ensure concentric accuracy of the movable element 2 and the stator 3, the brackets 12 'and 11 for holding the bearings 6 and 7 and the yoke 5' (or the frame 10) provided with the stator 3 are provided. ) Is positioned using, for example, an inlay coupling or a positioning pin, so that the bearings 6 and 7 and the stator 3 are generally centered. However, in this case, high processing accuracy is required for each member such as the brackets 12 'and 11 and the yoke 5' (or the frame 10), and work such as insertion and fixing of pins is required in assembling work. It will be.

これに対し、本実施形態のリニアモータ１においては、負荷側の軸受６を保持する軸受保持部５２と固定子３が設けられるヨーク本体部５１とが一部材で構成されているため、上記のような位置決め作業及び組み付け作業が不要となる。また前述したように、ヨーク５に軸受保持部５２を一体的に設けることは、パイプの内側に流体を流し込み、その圧力で内径を部分的に拡張するいわゆるバルジ加工によって形成することが可能であり、このような加工においてはヨーク本体部５１と軸受保持部５２との同芯精度が容易に確保される。ヨーク本体部５１と軸受保持部５２とが同一軸芯であれば、ヨーク本体部５１と軸受６（すなわちロッド４）とが同一軸芯となり、その結果、ヨーク本体部５１に設けられた固定子３と、ロッド４に設けられた可動子２とが同一軸芯となる。したがって、部材の高精度な加工を不要としつつ、可動子２と固定子３の同芯精度を容易に確保することができる。 On the other hand, in the linear motor 1 of the present embodiment, the bearing holding portion 52 that holds the load-side bearing 6 and the yoke body portion 51 on which the stator 3 is provided are configured as one member. Such positioning work and assembly work are not required. Also, as described above, the bearing holding portion 52 can be integrally provided on the yoke 5 by so-called bulging that allows a fluid to flow inside the pipe and partially expand the inner diameter by the pressure. In such processing, the concentric accuracy of the yoke body 51 and the bearing holding portion 52 is easily ensured. If the yoke body 51 and the bearing holding part 52 have the same axis, the yoke body 51 and the bearing 6 (that is, the rod 4) have the same axis. As a result, the stator provided in the yoke body 51 3 and the mover 2 provided on the rod 4 have the same axis. Therefore, the concentric accuracy of the mover 2 and the stator 3 can be easily ensured while eliminating the need for highly accurate processing of the member.

また、本実施形態では特に、次の効果を得る。すなわち、一般にリニアモータにおいて、軸方向両側に設けた一対の軸受に軸芯のずれや傾きが生じた場合には、ロッドが摺動する際に抵抗が増えたり、引っ掛かり等が発生する可能性がある。特に、負荷側の軸受は反負荷側の軸受よりも大きな力を受けるため、上記のような問題が生じた場合の影響が大きくなる。そこで本実施形態では、ヨーク５が、一対の軸受６，７のうち、特に負荷側の軸受６を保持する軸受保持部５２を一体的に有することで、少なくとも負荷側の軸受６の同芯精度を確保し、上記のような問題が生じるのを抑制することができる。 In the present embodiment, the following effects are obtained. In other words, in general, in a linear motor, when a shaft misalignment or inclination occurs in a pair of bearings provided on both sides in the axial direction, there is a possibility that resistance increases or a hook is generated when the rod slides. is there. In particular, since the load-side bearing receives a larger force than the anti-load-side bearing, the influence of the above-described problem is increased. Therefore, in the present embodiment, the yoke 5 integrally includes the bearing holding portion 52 that holds the load-side bearing 6 among the pair of bearings 6 and 7, so that at least the concentric accuracy of the load-side bearing 6 is achieved. And the occurrence of the above problems can be suppressed.

また、本実施形態では特に、軸受保持部５２を電機子３が設けられたヨーク本体部５１よりも小径に形成する。これにより、一般に外径が電機子３よりも小さく構成される軸受６を軸受保持部５２で確実に保持することができる。 In the present embodiment, in particular, the bearing holding portion 52 is formed to have a smaller diameter than the yoke main body portion 51 provided with the armature 3. As a result, the bearing 6 that is generally configured with an outer diameter smaller than that of the armature 3 can be reliably held by the bearing holding portion 52.

また、本実施形態では特に、ヨーク本体部５１が、電機子３を構成する複数のコイル８を結線する領域Ｓを確保するための凸部５３と、電機子３に接続されるケーブル９を挿通するための開口部５４とを有している。これにより、ヨーク本体部５１の内周面に設けられた複数のコイル８をリニアモータ１の電機子３として機能させることができる。 In the present embodiment, in particular, the yoke body 51 is inserted through the convex portion 53 for securing the region S for connecting the plurality of coils 8 constituting the armature 3 and the cable 9 connected to the armature 3. And an opening 54 for this purpose. Thereby, the plurality of coils 8 provided on the inner peripheral surface of the yoke main body 51 can function as the armature 3 of the linear motor 1.

また、本実施形態では特に、リニアモータ１は、ヨーク本体部５１の外周側に設けられたフレーム１０と、フレーム１０の負荷側の軸方向端部に配置され、軸受保持部５２を収納する軸受カバー１２とを有している。このようにフレーム１０と軸受カバー１２を設けることにより、ヨーク５の全体を覆って保護することができる。また、フレーム１０と軸受カバー１２を適宜の厚みに形成することで、上記実施形態のようにヨーク本体部５１と軸受保持部５２の径が異なる場合であってもリニアモータ１の外径を均一にすることができ、取扱性を向上できる効果もある。 In this embodiment, in particular, the linear motor 1 is arranged at the frame 10 provided on the outer peripheral side of the yoke main body 51 and the axial end of the load side of the frame 10 and accommodates the bearing holding portion 52. And a cover 12. By providing the frame 10 and the bearing cover 12 in this way, the entire yoke 5 can be covered and protected. Further, by forming the frame 10 and the bearing cover 12 to have appropriate thicknesses, the outer diameter of the linear motor 1 can be made uniform even when the diameters of the yoke body 51 and the bearing holding portion 52 are different as in the above embodiment. This also has the effect of improving the handleability.

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit and technical idea of the present invention. Hereinafter, such modifications will be described in order.

（１）フレームと軸受カバーを一体化する場合
上記実施形態においては、フレーム１０と軸受カバー１２とを別部材として構成したが、これらを一体化してもよい。 (1) When integrating the frame and the bearing cover In the above-described embodiment, the frame 10 and the bearing cover 12 are configured as separate members, but they may be integrated.

図３（ａ）は、本変形例のリニアモータの全体構成を表す縦断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）中ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ断面による、本変形例のリニアモータの全体構成を表す横断面図である。なお、図３（ａ）（ｂ）は前述の図１（ａ）（ｂ）に対応しており、同等の部分には同符号を付し説明を適宜省略する。 Fig.3 (a) is a longitudinal cross-sectional view showing the whole linear motor structure of this modification, FIG.3 (b) is a linear motor of this modification by the IIIB-IIIB cross section in Fig.3 (a). It is a cross-sectional view showing the whole structure. 3 (a) and 3 (b) correspond to FIGS. 1 (a) and 1 (b) described above, and the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted as appropriate.

図３（ａ）（ｂ）に示すように、本変形例のリニアモータ１Ａにおいては、ヨーク本体部５１の外周側に、アルミ等の金属材料で構成された断面四角形状のフレーム１００が設けられている。このフレーム１００は、負荷側の軸方向端部に、ヨーク５の軸受保持部５２を収納する軸受カバー部１０１を一体的に有している。すなわち、本変形例のリニアモータ１Ａは、図１に示すリニアモータ１におけるフレーム１０と軸受カバー１２とを一体にした構成となっている。その他の構成は、上記実施形態のリニアモータ１と同様である。 As shown in FIGS. 3A and 3B, in the linear motor 1A of the present modification, a frame 100 having a rectangular cross section made of a metal material such as aluminum is provided on the outer peripheral side of the yoke body 51. ing. The frame 100 integrally includes a bearing cover portion 101 that houses the bearing holding portion 52 of the yoke 5 at the axial end portion on the load side. That is, the linear motor 1A of this modification has a configuration in which the frame 10 and the bearing cover 12 in the linear motor 1 shown in FIG. 1 are integrated. Other configurations are the same as those of the linear motor 1 of the above embodiment.

本変形例のリニアモータ１Ａによれば、フレーム１００と軸受カバー部１０１とを一体的に構成することにより、それらを別部品で構成する場合に比べ、部品点数やコストを削減することができる。また別部品とした場合には連結作業が必要となるが、一体化することによりそれらの作業が不要となるので、組立作業に要する工数を削減でき、組立作業を効率良く行うことができる。 According to the linear motor 1A of the present modification, the number of parts and the cost can be reduced by integrally configuring the frame 100 and the bearing cover portion 101 as compared with the case where they are configured by separate parts. Further, when separate parts are used, a connecting operation is required. However, by integrating them, these operations are not necessary, so that the number of man-hours required for the assembling operation can be reduced and the assembling operation can be performed efficiently.

（２）ヨークが軸受保持部を負荷側及び反負荷側の両側に有する場合
上記実施形態においては、ヨーク５が軸受保持部５２により負荷側の軸受６のみを保持するようにしたが、これに限らず、ヨーク５が反負荷側の軸受についても保持するようにしてもよい。 (2) When the yoke has bearing holding portions on both the load side and the anti-load side In the above embodiment, the yoke 5 holds only the load-side bearing 6 by the bearing holding portion 52. However, the yoke 5 may also hold the bearing on the anti-load side.

図４（ａ）は、本変形例のリニアモータの全体構成を表す縦断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）中ＩＶＢ−ＩＶＢ断面による、本変形例のリニアモータの全体構成を表す横断面図である。なお、図４（ａ）（ｂ）は前述の図１（ａ）（ｂ）に対応しており、同等の部分には同符号を付し説明を適宜省略する。 FIG. 4A is a longitudinal sectional view showing the entire configuration of the linear motor of this modification, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the linear motor of this modification according to the IVB-IVB section in FIG. It is a cross-sectional view showing the whole structure. 4 (a) and 4 (b) correspond to FIGS. 1 (a) and 1 (b) described above, and the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted as appropriate.

図４（ａ）（ｂ）に示すように、本変形例のリニアモータ１Ｂにおいては、ヨーク５が、一対の軸受６，７Ｂのうち反負荷側の軸受７Ｂを保持する軸受保持部５５を一体的に有している。この軸受保持部５５は、ヨーク本体部５１の反負荷側に配置されており、ヨーク本体部５１内に電機子３を挿入するスペースを確保するために、ヨーク本体部５１よりも大径に形成されている。またこれに応じ、反負荷側の軸受７Ｂは負荷側の軸受６よりも大径の軸受となっている。なお、軸受保持部５５が、特許請求の範囲に記載の第２軸受保持部に相当する。 As shown in FIGS. 4A and 4B, in the linear motor 1B of the present modification, the yoke 5 is integrally formed with a bearing holding portion 55 that holds the bearing 7B on the opposite side of the pair of bearings 6 and 7B. Have. The bearing holding portion 55 is disposed on the side opposite to the load of the yoke main body 51, and has a larger diameter than the yoke main body 51 in order to secure a space for inserting the armature 3 into the yoke main body 51. Has been. Accordingly, the bearing 7B on the anti-load side has a larger diameter than the bearing 6 on the load side. The bearing holding portion 55 corresponds to the second bearing holding portion described in the claims.

フレーム１０Ａの反負荷側の軸方向端部には、ヨーク５Ｂの軸受保持部５５を収納する軸受カバー１３が設けられている。この軸受カバー１３は、負荷側の軸受カバー１２と同様に、単に軸受保持部５５を覆うためのものである。このため、軸受カバー１３の内周面と軸受保持部５５の外周面との間には隙間が設けられている。軸受カバー１３は、内部に収納する軸受保持部５５の径に合わせてフレーム１０Ａよりも大径に形成されている。また、フレーム１０Ａの反負荷側の端部には、軸受カバー１３とほぼ同径の拡径部１０２が形成されている。その他の構成は、上記実施形態のリニアモータ１と同様である。 A bearing cover 13 that houses the bearing holding portion 55 of the yoke 5B is provided at the axial end of the frame 10A on the side opposite to the load. The bearing cover 13 is simply for covering the bearing holding portion 55, similarly to the bearing cover 12 on the load side. For this reason, a gap is provided between the inner peripheral surface of the bearing cover 13 and the outer peripheral surface of the bearing holding portion 55. The bearing cover 13 is formed to have a larger diameter than the frame 10 </ b> A according to the diameter of the bearing holding portion 55 housed inside. Further, an enlarged diameter portion 102 having substantially the same diameter as that of the bearing cover 13 is formed at an end portion on the opposite side of the frame 10A. Other configurations are the same as those of the linear motor 1 of the above embodiment.

本変形例のリニアモータ１Ｂにおいては、ヨーク５Ｂが、負荷側の軸受６を保持する軸受保持部５２に加え、反負荷側の軸受７Ｂを保持する軸受保持部５５を有している。これにより、一対の軸受６，７Ｂの両方をヨーク５Ｂにより保持することができるので、負荷側の軸受６のみを保持する構成の上記実施形態よりも、可動子２と固定子３の同芯精度をさらに容易且つ確実に確保することができる。また、反負荷側の軸受保持部５５をヨーク本体部５１よりも大径とすることで、ヨーク本体部５１内に電機子３を挿入するスペースを確保することができる。 In the linear motor 1B of the present modification, the yoke 5B has a bearing holding portion 55 for holding the anti-load side bearing 7B in addition to the bearing holding portion 52 for holding the load side bearing 6. Thereby, since both a pair of bearings 6 and 7B can be hold | maintained by the yoke 5B, the concentric accuracy of the needle | mover 2 and the stator 3 is more than the said embodiment of the structure which hold | maintains only the bearing 6 on the load side. Can be ensured more easily and reliably. In addition, by making the bearing holding portion 55 on the non-load side larger than the diameter of the yoke body 51, a space for inserting the armature 3 into the yoke body 51 can be secured.

（３）その他
以上においては、軸受６，７等が直動軸受である場合を一例として説明したが、これに限らず、例えばロッド４を直動且つ回転駆動させるような場合には、軸受６，７等を直動回転軸受で構成してもよい。 (3) Others In the above, the case where the bearings 6 and 7 are linear motion bearings has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, when the rod 4 is linearly driven and rotationally driven, the bearing 6 , 7 etc. may be constituted by linear motion rotary bearings.

また以上においては、例えば軸受保持部をヨーク本体部の軸方向一方側にのみ設ける場合には負荷側に設けるようにしたが、反負荷側に設けてもよい。また軸方向一方側にのみ設ける場合に、軸受保持部をヨーク本体部よりも大径に形成してもよい。さらに、上記変形例（２）に記載したように軸受保持部をヨーク本体部の軸方向両側に設ける場合に、一方側の軸受保持部をヨーク本体部よりも小径に、他方側の軸受保持部をヨーク本体部よりも大径に形成したが、これに限らず、両側の軸受保持部をヨーク本体部よりも大径（あるいは同径）に形成してもよい。 In the above description, for example, when the bearing holding portion is provided only on one side in the axial direction of the yoke main body portion, the bearing holding portion is provided on the load side. Moreover, when providing only in one side of an axial direction, you may form a bearing holding part larger diameter than a yoke main-body part. Further, when the bearing holding portions are provided on both sides in the axial direction of the yoke main body as described in the modification (2), the bearing holding portion on one side has a smaller diameter than the yoke main body, and the bearing holding portion on the other side. However, the present invention is not limited to this, and the bearing holding portions on both sides may be formed to have a larger diameter (or the same diameter) than the yoke main body.

また以上においては、界磁２を可動子とし、電機子３を固定子とした場合を一例として説明したが、これに限らず、反対に界磁２を固定子とし、電機子３を可動子とするリニアモータに本発明を適用してもよい。この場合も上記実施形態等と同様の効果を得る。 In the above description, the case where the field 2 is a mover and the armature 3 is a stator has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the field 2 is a stator and the armature 3 is a mover. The present invention may be applied to a linear motor. In this case as well, the same effects as those in the above embodiment are obtained.

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。 In addition to those already described above, the methods according to the above-described embodiments and modifications may be used in appropriate combination.
In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.

１，１Ａ，１Ｂリニアモータ
２界磁（可動子）
３電機子（固定子）
４ロッド
５ヨーク
６，７軸受
７Ｂ軸受
８コイル
９ケーブル
１０フレーム
１２軸受カバー
１３軸受カバー
５１ヨーク本体部
５２軸受保持部（第１軸受保持部）
５３凸部
５４開口部
５５軸受保持部（第２軸受保持部）
１００フレーム
１０１軸受カバー部
Ｓ領域 1, 1A, 1B Linear motor 2 Field (mover)
3 Armature (stator)
4 Rod 5 Yoke 6, 7 Bearing 7B Bearing 8 Coil 9 Cable 10 Frame 12 Bearing cover 13 Bearing cover 51 Yoke body portion 52 Bearing holding portion (first bearing holding portion)
53 Convex part 54 Opening part 55 Bearing holding part (second bearing holding part)
100 frame 101 bearing cover S area

Claims

界磁と電機子を備え、前記界磁と前記電機子のいずれか一方を可動子、他方を固定子として、前記可動子を前記固定子に対し往復移動可能なリニアモータであって、
前記界磁が設けられたロッドと、
前記ロッドが挿通され、内周面に前記電機子が設けられた筒状のヨークと、
前記ヨークの軸方向両側に配置され、前記ロッドを支持する一対の軸受と、を有し、
前記ヨークは、
前記内周面に前記電機子が設けられた筒状のヨーク本体部と、
前記ヨーク本体部と径が異なり、前記一対の軸受のうち少なくとも一方を保持する筒状の軸受保持部と、を一体的に有し、
前記ヨーク本体部と前記軸受保持部とが一部材で構成される
ことを特徴とするリニアモータ。 A linear motor comprising a field and an armature, wherein one of the field and the armature is a mover, the other is a stator, and the mover is reciprocally movable with respect to the stator;
A rod provided with the field;
A cylindrical yoke in which the rod is inserted and the armature is provided on an inner peripheral surface;
A pair of bearings disposed on both sides in the axial direction of the yoke and supporting the rod;
The yoke is
A cylindrical yoke body provided with the armature on the inner peripheral surface;
The different yoke main body and the diameter, and a cylindrical bearing holding portion for holding at least one of said pair of bearings possess integrally,
The linear motor according to claim 1, wherein the yoke body and the bearing holding part are formed of a single member .

前記ヨークは、
前記一対の軸受のうち負荷側の軸受を保持する第１軸受保持部を一体的に有する
ことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。 The yoke is
The linear motor according to claim 1, wherein the linear motor integrally includes a first bearing holding portion that holds a load-side bearing among the pair of bearings.

前記第１軸受保持部は、
前記ヨーク本体部よりも小径に形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。 Prior Symbol first bearing holder,
The linear motor according to claim 2, wherein the linear motor is smaller in diameter than the yoke main body.

前記ヨークは、
前記一対の軸受のうち反負荷側の軸受を保持する第２軸受保持部を一体的に有する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のリニアモータ。 The yoke is
4. The linear motor according to claim 2, wherein the linear motor integrally includes a second bearing holding portion that holds a bearing on the opposite side of the pair of bearings.

前記第２軸受保持部は、
前記ヨーク本体部よりも大径に形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載のリニアモータ。 Prior Symbol second bearing holding portion,
The linear motor according to claim 4, wherein the linear motor is formed to have a larger diameter than the yoke main body.

前記ヨーク本体部は、
前記電機子を構成する複数のコイルを結線する領域を確保するための凸部と、
前記電機子に接続されるケーブルを挿通するための開口部と、を有している
ことを特徴とする請求項３又は５に記載のリニアモータ。 The yoke body is
A convex portion for securing a region for connecting a plurality of coils constituting the armature;
The linear motor according to claim 3, further comprising an opening for inserting a cable connected to the armature.

前記ヨーク本体部の外周側に設けられたフレームと、
前記フレームの軸方向端部に配置され、前記軸受保持部を収納する少なくとも１つの軸受カバーと、をさらに有する
ことを特徴とする請求項６に記載のリニアモータ。 A frame provided on the outer peripheral side of the yoke body,
The linear motor according to claim 6, further comprising at least one bearing cover that is disposed at an axial end portion of the frame and accommodates the bearing holding portion.

前記フレームと前記軸受カバーとが一体的に構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載のリニアモータ。 The linear motor according to claim 7, wherein the frame and the bearing cover are integrally formed.

前記軸受は、
前記ロッドを軸方向に移動可能に支持する直動軸受である
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のリニアモータ。 The bearing is
The linear motor according to claim 1, wherein the linear motor is a linear motion bearing that supports the rod so as to be movable in an axial direction.

界磁が設けられたロッドと、前記ロッドが挿通され内周面に電機子が設けられた筒状のヨークと、を有するリニアモータの製造方法であって、A method of manufacturing a linear motor, comprising: a rod provided with a field; and a cylindrical yoke provided with an armature on an inner peripheral surface through which the rod is inserted,
所定の形状が凹状に形成された型の内側にパイプを設置することと、Installing a pipe inside a mold in which a predetermined shape is formed in a concave shape;
パイプの内側に流し込んだ流体を高圧にしてパイプの径を部分的に拡張し、大径部及び小径部を備えた前記ヨークを成形することと、Forming the yoke having a large diameter portion and a small diameter portion by partially expanding the diameter of the pipe by setting the fluid flowing inside the pipe to a high pressure;
前記大径部及び前記小径部の一方に前記ロッドを支持する軸受を固定し、他方に前記電機子を固定することと、Fixing a bearing that supports the rod to one of the large diameter portion and the small diameter portion, and fixing the armature to the other;
を有することを特徴とするリニアモータの製造方法。A method for manufacturing a linear motor, comprising: