JP6353021B2 - リニアモータ用電機子、リニアモータ及びリニアモータ用電機子の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、リニアモータ用電機子、それを用いたリニアモータ及びリニアモータ用電機子の製造方法に関する。
近年、OA機械の磁気ヘッド駆動機構、工作機械の主軸/テーブル送り機構等、各種の産業機械の駆動装置としてリニアモータの使用が提案されている。この種のリニアモータにおいては、構造を単純化するために、界磁磁極として複数の永久磁石を用いたものが多用される傾向にある。
上述した用途のリニアモータにおいて、電機子への異物の侵入等を抑制するため、電機子の本体となるコアの表面に樹脂層を形成する場合がある。コアの表面に樹脂層を形成すると、コアと樹脂との線膨張率の違いにより、高温又は低温環境下において、反り、うねり、破損、寸法精度の低下等の不具合が発生するおそれがある。これを解消するため、コアの表面を織布により覆い、この織布を介して樹脂層を形成する試みがなされている(例えば、特許文献1〜3参照)。
ところで、電機子を機械に精度よく取り付けるには、コアの機械取付面に対して面出し研削を行う必要がある。そのため、コアの機械取付面は、織布で覆うことができない。しかし、機械取付面が織布で覆われていないと、機械取付面を介した電機子への異物の侵入等を抑制することが難しくなるため、電機子の品質、信頼性を低下させる要因となる。
従って、従来、機械への取り付け精度に優れると共に、樹脂層に発生する不具合及び電機子への異物の侵入等を抑制できるリニアモータ用電機子が望まれていた。
従って、従来、機械への取り付け精度に優れると共に、樹脂層に発生する不具合及び電機子への異物の侵入等を抑制できるリニアモータ用電機子が望まれていた。
本発明の目的は、機械への取り付け精度に優れると共に、樹脂層に発生する不具合及び異物の侵入等を抑制できるリニアモータ用電機子、リニアモータ及びリニアモータ用電機子の製造方法を提供することにある。
(1)本発明は、駆動方向に沿って異なる極性の磁石が交互に配置された界磁磁極と協働してリニアモータを構成するリニアモータ用電機子(例えば、後述する電機子20)であって、複数の分割コア(例えば、後述する分割コア211)が連結された一体コア(例えば、後述するコア21)と、複数の前記分割コアを連結する連結部材(例えば、後述するロッド31、ナット32)と、前記一体コアに装着されたコイル(例えば、後述するコイル22)と、前記一体コアの機械取付側に形成されたブロック取付部(例えば、後述するブロック取付部23)と、樹脂の含浸性を有し、前記一体コア及び前記ブロック取付部の表面を被覆する保護シート(例えば、後述する織布25)と、前記一体コアの機械取付側に配置される機械取付面(例えば、後述する24a)を有し、前記ブロック取付部に取り付けられるブロック(例えば、後述するブロック24)と、前記一体コアを被覆する前記保護シートを覆う樹脂層(例えば、後述する樹脂層26)と、を備え、前記ブロックの前記機械取付面は、前記樹脂層から露出するリニアモータ用電機子に関する。
(2)(1)に記載のリニアモータ用電機子において、前記分割コアは、連結面(例えば、後述する連結面211a)にブロック取付溝(例えば、後述するブロック取付溝212)を備え、複数の前記分割コアが前記連結部材で連結された状態において、対向する一対の前記ブロック取付溝により前記ブロック取付部が形成されることが好ましい。
(3)(1)又は(2)に記載のリニアモータ用電機子において、前記ブロックの前記機械取付面は、前記樹脂層の表面から突出していることが好ましい。
(4)本発明は、駆動方向に沿って異なる極性の磁石が交互に配置された界磁磁極(例えば、後述する界磁磁極10)と、(1)から(3)までのいずれかに記載のリニアモータ用電機子(例えば、後述する電機子20)と、を備えたリニアモータ(例えば、後述するリニアモータ1)に関する。
(5)本発明は、駆動方向に沿って異なる極性の磁石が交互に配置された界磁磁極(例えば、後述する界磁磁極10)と協働してリニアモータを構成するリニアモータ用電機子(例えば、後述する電機子20)の製造方法であって、部品取付溝(例えば、後述するブロック取付溝212)を有する複数の分割コア(例えば、後述する分割コア211)を、取付対象の部品(例えば、後述するブロック24)が挿入可能な間隔で配置する工程と、前記分割コア及び前記部品取付溝の表面を保護シート(例えば、後述する織布25)で被覆する工程と、隣接する前記分割コアの前記部品取付溝の間に前記部品を挿入する工程と、複数の前記分割コアを連結部材(例えば、後述するロッド31、ナット32)により連結し、隣接する前記分割コアの間を密着させて、前記保護シートを、隣接する前記分割コアの前記部品取付溝と前記部品との間に固定する工程と、前記保護シートにより被覆された複数の前記分割コアの表面に樹脂層(例えば、後述する樹脂層26)を形成する工程と、を備えるリニアモータ用電機子の製造方法に関する。
本発明によれば、機械への取り付け精度に優れると共に、樹脂層に発生する不具合及び異物の侵入等を抑制できるリニアモータ用電機子、リニアモータ及びリニアモータ用電機子の製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書に添付した図面は、いずれも模式図であり、理解しやすさ等を考慮して、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更又は誇張している。また、図面においては、部材の断面を示すハッチングを適宜に省略する。
本明細書等において、形状、幾何学的条件、これらの程度を特定する用語、例えば、「平行」、「方向」等の用語については、その用語の厳密な意味に加えて、ほぼ平行とみなせる程度の範囲、概ねその方向とみなせる範囲を含む。
本明細書等では、コア21、分割コア211の奥行方向及びブロック24の長手方向をX(X1−X2)方向とし、コア21、分割コア211の幅方向及びブロック24の配列方向をY(Y1−Y2)方向とする。また、コア21、分割コア211の厚み方向及びブロック24の高さ方向をZ(Z1−Z2)方向とする。
本明細書等において、形状、幾何学的条件、これらの程度を特定する用語、例えば、「平行」、「方向」等の用語については、その用語の厳密な意味に加えて、ほぼ平行とみなせる程度の範囲、概ねその方向とみなせる範囲を含む。
本明細書等では、コア21、分割コア211の奥行方向及びブロック24の長手方向をX(X1−X2)方向とし、コア21、分割コア211の幅方向及びブロック24の配列方向をY(Y1−Y2)方向とする。また、コア21、分割コア211の厚み方向及びブロック24の高さ方向をZ(Z1−Z2)方向とする。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態のリニアモータ1を説明する図である。図1に示すリニアモータ1の基本的な構成は、後述する第2実施形態に共通である。
図2は、第1実施形態の電機子20の分解斜視図である。
図3Aは、分割コア211を連結する前のY−Z平面における断面図である。図3Bは、分割コア211を連結した後のY−Z平面における断面図である。図3Bでは、ロッド31等の図示を省略している。図3Cは、ブロック24のY−Z平面における断面図である。図3Cは、ブロック24のネジ部24bが形成された部分の断面を示している。
図1は、第1実施形態のリニアモータ1を説明する図である。図1に示すリニアモータ1の基本的な構成は、後述する第2実施形態に共通である。
図2は、第1実施形態の電機子20の分解斜視図である。
図3Aは、分割コア211を連結する前のY−Z平面における断面図である。図3Bは、分割コア211を連結した後のY−Z平面における断面図である。図3Bでは、ロッド31等の図示を省略している。図3Cは、ブロック24のY−Z平面における断面図である。図3Cは、ブロック24のネジ部24bが形成された部分の断面を示している。
図1に示すように、リニアモータ1は、界磁磁極10と、電機子20と、を備える。このうち、電機子20は、後述する樹脂層26(図4F参照)が形成された形態を示す。
界磁磁極10は、電機子20の駆動方向(図中、A方向)に沿って、異なる極性の磁石が交互に配置された固定子である。界磁磁極10は、支持面11上に、複数の永久磁石12が略平行に(又は若干スキューして)配列されている。界磁磁極10は、電機子20の駆動方向に沿って、N極の永久磁石12とS極の永久磁石12とが交互に配置されている。永久磁石12は、例えば、接着剤等により支持面11に接合されている。
界磁磁極10は、電機子20の駆動方向(図中、A方向)に沿って、異なる極性の磁石が交互に配置された固定子である。界磁磁極10は、支持面11上に、複数の永久磁石12が略平行に(又は若干スキューして)配列されている。界磁磁極10は、電機子20の駆動方向に沿って、N極の永久磁石12とS極の永久磁石12とが交互に配置されている。永久磁石12は、例えば、接着剤等により支持面11に接合されている。
電機子20は、界磁磁極10と協働してリニアモータを構成する。電機子20は、ブロック24の機械取付面24a(後述)を介して、駆動対象となる機械(不図示)に固定される。
電機子20は、図2に示すように、コア(一体コア)21、コイル22、ブロック取付部23、ブロック(部品)24、織布25(保護シート)及び樹脂層26を備える。このうち、ブロック取付部23は、後述するように、対向する2つのブロック取付溝212(後述)により形成される。図2では、ブロック取付部23が形成される位置を示している。
なお、図2は、電機子20の分解(展開)斜視図であるため、樹脂層26の図示を省略している。樹脂層26については、後述する。また、図2では、コイル22に電力を供給する配線等の図示を省略する。
電機子20は、図2に示すように、コア(一体コア)21、コイル22、ブロック取付部23、ブロック(部品)24、織布25(保護シート)及び樹脂層26を備える。このうち、ブロック取付部23は、後述するように、対向する2つのブロック取付溝212(後述)により形成される。図2では、ブロック取付部23が形成される位置を示している。
なお、図2は、電機子20の分解(展開)斜視図であるため、樹脂層26の図示を省略している。樹脂層26については、後述する。また、図2では、コイル22に電力を供給する配線等の図示を省略する。
コア21は、電機子20の本体となる部分である。コア21は、図3Bに示すように、Y方向に連結された複数の分割コア211により構成される(図2及び図3Aは、連結前の状態を示す)。
分割コア211は、例えば、鉄、珪素鋼等の磁性材料により形成される。
分割コア211は、例えば、鉄、珪素鋼等の磁性材料により形成される。
図3Aに示すように、分割コア211は、幅方向(Y方向)の連結面211aの上側(Z1側)に、略凹形状のブロック取付溝(部品取付溝)212を備える。ここで、略凹形状とは、隣接するブロック取付溝212の連結面211a同士を密着させることにより形成されるブロック取付部23(後述)において、そのY−Z平面における断面の半分を構成する形状である。ブロック取付溝212は、図2に示すように、分割コア211のX(X1−X2)方向に沿って延在している。
図3Bに示すように、複数の分割コア211を連結すると、隣接する分割コア211の連結面211a同士が密着するため、対向する2つのブロック取付溝212によりブロック取付部23が形成される。
図3Bに示すように、複数の分割コア211を連結すると、隣接する分割コア211の連結面211a同士が密着するため、対向する2つのブロック取付溝212によりブロック取付部23が形成される。
図3Aに示すように、コア21の両端に配置された分割コア211には、幅方向の一方の連結面211aにブロック取付溝212が設けられている。また、コア21の両端以外に配置される分割コア211には、幅方向の両方の連結面211aにブロック取付溝212が設けられている。
図3Aに示すように、分割コア211には、貫通穴213が設けられている。貫通穴213は、連結部材としてのロッド31(後述)が挿入される穴である。貫通穴213は、図2に示すように、分割コア211のX−Z平面上に設けられ、分割コア211の幅方向(Y方向)に貫通している(図2では、手前側の分割コア211に設けられた貫通穴213のみを示す)。本実施形態の貫通穴213は、図3Aに示すように、分割コア211の厚み方向(Z方向)において、ブロック取付溝212とコイル22との間に設けられている。
後述するように、ブロック24が織布25と共に挿入された状態で複数の分割コア211を連結すると、コア21のY軸回りのねじれが抑制される。そのため、コア21には、連結部材として、ロッド31が1本装着されていればよい。しかし、一体化したコア21の剛性をより高めるため、複数のロッド31を装着した構成としてもよい。
コイル22は、磁界を発生させる電機子巻線である。各コイル22は、分割コア211の内部に形成された複数のスロット(不図示)に収容される。各コイル22に単相交流又は三相交流を印加すると、コイル22に生じた移動磁界と界磁磁極10の磁界との間に吸引力及び反発力が作用して、その駆動方向(Y方向)の成分により電機子20に推力が与えられる。電機子20は、この推力により、図1に示すように、界磁磁極10の永久磁石12が配列されたA(A1−A2)方向に沿って直線的に移動する。
ブロック取付部23は、コア21の機械取付側(Z1側)の表面から内側に窪んだ空間である。図3Bに示すように、ブロック取付部23は、複数の分割コア211を連結して、隣接する分割コア211の連結面211a同士を密着させたときに、対向する2つのブロック取付溝212の間に形成される。分割コア211の連結により形成されたブロック取付部23は、ブロック取付溝212と同様に、コア21のX(X1−X2)方向に沿って延在する。
本実施形態のブロック取付部23は、図3Bに示すように、Y−Z平面における断面が、逆T字形状の空間となる。ブロック取付部23において、「T」の縦棒に相当する部分は、Z1側に開口している。ブロック取付部23には、ブロック24(後述)の少なくとも一部が挿入される。
ブロック取付部23の溝形状は、ブロック取付部23に織布25が被覆された状態でブロック24を挿入した場合に、ブロック24がコア121の奥行方向(X方向)に容易に抜けない程度の固定力が得られる寸法とすることが好ましい。
なお、本実施形態では、6個の分割コア211の連結によって、1つのコア21に5つのブロック取付部23が形成される例を示すが、コア21の分割数、ブロック取付部23の個数等は、製品仕様等により変更可能である。
なお、本実施形態では、6個の分割コア211の連結によって、1つのコア21に5つのブロック取付部23が形成される例を示すが、コア21の分割数、ブロック取付部23の個数等は、製品仕様等により変更可能である。
ブロック24は、ブロック取付部23に取り付けられる金属部品である。ブロック24は、図3Cに示すように、Y−Z平面における断面が、図3Bに示すブロック取付部23の溝と相似形(相似形とみなせる形を含む)となる逆T字形状に形成されている。ブロック24において、「T」の縦棒に相当する部分は、Z1側に突出している。
ブロック24は、図3Cに示すように、機械取付面24a、ネジ部24bを備える。本実施形態のブロック24は、ブロック取付部23に挿入された状態で、機械取付面24aが樹脂層26(後述)から突出するように高さ寸法(Z方向)が設定されている。
ブロック24は、図3Cに示すように、機械取付面24a、ネジ部24bを備える。本実施形態のブロック24は、ブロック取付部23に挿入された状態で、機械取付面24aが樹脂層26(後述)から突出するように高さ寸法(Z方向)が設定されている。
機械取付面24aは、ブロック24をブロック取付部23に挿入した場合に、上側(Z1側)となる面である。なお、機械取付面24aの向きは、上側に制限されない。機械取付面24aには、リニアモータ1の駆動対象となる機械(不図示)が取り付けられる。後述するように、ブロック24をブロック取付部23に挿入し、樹脂層26を形成した後、機械取付面24aに対して面出し研削が行われる。
ネジ部24bは、機械側のボルト(不図示)が挿入される部分である。図3Cに示すように、ネジ部24bには、雌ネジが形成されている。ネジ部24bに機械側のボルトを嵌合させ、締結することにより、ブロック24の機械取付面24aに機械を取り付けることができる。図2に示すように、ネジ部24bは、ブロック24の長手方向(X方向)に沿って2カ所に設けられているが、少なくとも1カ所以上に設けられていればよい。ネジ部24bの個数、ネジ穴径等は、製品仕様により変更可能である。
織布25は、コア21及びブロック取付部23の表面を被覆するシート状の部材である。織布25は、例えば、ガラスクロス織布、炭素繊維織布等の樹脂の含浸性を有する材料により形成される。織布は、樹脂の含浸性を有する材料であればよく、先に例示した材料のほか、例えば、多孔質のシート材等であってもよい。織布25を複数の分割コア211の表面に被せると共に、織布25をブロック取付溝212の内側にも挿入し、折り込んだ織布25の端部、折り込み部分等を粘着テープ、接着剤等で固定することにより、複数の分割コア211の表面全体を織布25で被覆することができる。
織布25は、コア21(連結された複数の分割コア211)の表面をすべて覆う程度の大きさであることが望ましいが、必ずしもコア21の全面を覆う必要はない。織布25は、コア21の表面に樹脂層26(後述)が形成された際に、少なくともコア21で発生した熱応力が樹脂層26に伝達しやすい部分を覆うこと、及び、液体がかかった際に電機子20の内部への侵入を阻むことができればよい。
樹脂層26は、織布25に被覆されたコア21及びブロック取付部23を覆う樹脂成形物である。樹脂層26は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等により形成される。樹脂層26は、例えば、織布25により被覆されたコア21及びブロック取付部23をモールド成形することにより形成できる。
次に、第1実施形態の電機子20の製造手順について説明する。
図4A〜図4Fは、第1実施形態の電機子20の製造手順を説明する図である。図4A〜図4Fは、例えば図3Aと同じく、コア21のY−Z平面の断面図に相当する。
図4A〜図4Fは、第1実施形態の電機子20の製造手順を説明する図である。図4A〜図4Fは、例えば図3Aと同じく、コア21のY−Z平面の断面図に相当する。
まず、図4Aに示すように、複数の分割コア211を、間隔を開けて配置する。複数の分割コア211は、ブロック24を分割コア211の厚み方向(Z方向)から挿入可能な程度の間隔を開けて配置することが望ましい。
次に、図4Bに示すように、複数の分割コア211及びブロック取付溝212の表面を織布25で被覆する。なお、後の工程において、分割コア211にはロッド31(連結部材)が挿入されるため、織布25の一方の側は、分割コア211を被覆しない状態としておくことが望ましい。また、織布25は、ブロック取付溝212を隙間なく被覆することが望ましいが、隣接するブロック取付溝212間において、織布25を少し撓ませておくことにより、複数の分割コア211を連結したときに、織布25をブロック取付溝212に隙間なく被覆させることができる。
次に、図4Cに示すように、織布25に被覆されたブロック取付溝212の間に、ブロック24を分割コア211の厚み方向(Z方向)から挿入する。
次に、図4Dに示すように、織布25に被覆されていない側(Y1側)から、複数の分割コア211の貫通穴213にロッド31を挿入する。
次に、図4Dに示すように、織布25に被覆されていない側(Y1側)から、複数の分割コア211の貫通穴213にロッド31を挿入する。
ロッド31及びナット32(後述)は、複数の分割コア211を連結する連結部材である。ロッド31は、両端にネジ部31aを備える。ネジ部31aには、雄ネジが形成されている。
なお、ロッド31は、図4Aに示すように、複数の分割コア211を、間隔を開けて配置した後、織布25を被覆する前に挿入してもよい。
なお、ロッド31は、図4Aに示すように、複数の分割コア211を、間隔を開けて配置した後、織布25を被覆する前に挿入してもよい。
複数の分割コア211の貫通穴213にロッド31を挿入した状態で、複数の分割コア211の間隔を狭めると、Y方向の両端に配置されたそれぞれの分割コア211の連結面211aから、ロッド31の両端に形成されたネジ部31aが突出する。続いて、突出したロッド31のネジ部31aに、ナット32を嵌合させる。
次に、図4Eに示すように、ナット32を締結して、複数の分割コア211を連結する。これにより、複数の分割コア211は、一体化されたコア21となる。複数の分割コア211を連結すると、ブロック取付溝212の表面を被覆する織布25は、分割コア211のブロック取付部23とブロック24に挟まれた状態で固定される。また、複数の分割コア211を連結すると、織布25が溝の形状に沿って広がるため、ブロック取付部23(ブロック取付溝212)の内面は、織布25が密着した状態で被覆される。この後、ロッド31を挿入した分割コア211の側面を織布25で被覆する。これにより、コア21の表面全体が織布25で被覆される。
次に、図4Fに示すように、織布25に被覆されたコア21及びブロック取付部23を樹脂材料によりモールド成形して、樹脂層26を形成する。樹脂層26は、織布25に被覆された部分にのみ形成されるため、ブロック24の機械取付面24aは、樹脂層26から露出する。
この後、電機子20(ブロック取付部23)に挿入されたブロック24の機械取付面24aに対して面出し研削を行うことにより、面出し研削がされた機械取付面24aの露出した電機子20が完成する。
この後、電機子20(ブロック取付部23)に挿入されたブロック24の機械取付面24aに対して面出し研削を行うことにより、面出し研削がされた機械取付面24aの露出した電機子20が完成する。
上述した第1実施形態の電機子20によれば、機械取付面24aが織布25で覆われていないため、機械取付面24aに対して面出し研削を行うことができる。そのため、第1実施形態の電機子20は、機械に精度よく取り付けができる。
第1実施形態のブロック24は、ブロック取付部23に挿入された状態で、機械取付面24aが樹脂層26から突出するように高さ寸法(Z方向)に設定されている。これによれば、機械取付面24aを面出し研削したときに、樹脂層26を研削する必要がないため、液体等の異物の侵入をより効果的に抑制できる。
第1実施形態のブロック24は、ブロック取付部23に挿入された状態で、機械取付面24aが樹脂層26から突出するように高さ寸法(Z方向)に設定されている。これによれば、機械取付面24aを面出し研削したときに、樹脂層26を研削する必要がないため、液体等の異物の侵入をより効果的に抑制できる。
第1実施形態の電機子20には、織布25により被覆されたコア21及びブロック取付部23を覆うように樹脂層26が形成されている。このように、コア21と樹脂層26とは、織布25を間に介して一体化されているため、電機子20の内部における線膨張率をほぼ均一にできる。そのため、第1実施形態の電機子20は、高温又は低温環境下において、線膨張率の違いにより発生する反り、うねり、破損、寸法精度の低下等の不具合を抑制できる。
第1実施形態の電機子20は、コア21及びブロック取付部23のほぼ全面が樹脂層26により覆われているため、切削液等の液体(異物)の侵入を抑制できる。
従って、第1実施形態の電機子20によれば、機械への取り付け精度に優れると共に、樹脂層26に発生する不具合及び異物の侵入等を抑制できる。
従って、第1実施形態の電機子20によれば、機械への取り付け精度に優れると共に、樹脂層26に発生する不具合及び異物の侵入等を抑制できる。
第1実施形態のブロック取付部23は、Y−Z平面における断面が逆T字形状の溝であり、ブロック24のY−Z平面における断面も、ブロック取付部23の溝と相似形となる逆T字形状に形成されている。これによれば、ブロック24を配置した状態で複数の分割コア211を連結すると、ブロック24とブロック取付部23とが互いに嵌合した状態となるため、ブロック24に対してZ1方向に応力等が加わっても、ブロック24がブロック取付部23から引き抜かれることがない。このように、第1実施形態の電機子20は、機械(不図示)に取り付けた際に、機械に対するブロック24の固定力をより高めることができる。
第1実施形態のコア21は、複数の分割コア211により構成されるため、以下のような効果を有する。
例えば、コア21を一体物として作製した場合、断面が逆T字形状に形成されたブロック24をコア21に取り付けるには、ブロック24をコア21の奥行方向(X方向)から挿入する必要がある。その際、ブロック取付部23の表面は、織布25により被覆されているため、ブロック24を挿入すると、織布25がずれたり、破れたりするおそれがある。その場合には、ブロック取付部23の表面を被覆している織布25の位置を直したり、交換したりする必要が生じるため、ブロック24をコア21に挿入する作業に手間と時間がかかる。
例えば、コア21を一体物として作製した場合、断面が逆T字形状に形成されたブロック24をコア21に取り付けるには、ブロック24をコア21の奥行方向(X方向)から挿入する必要がある。その際、ブロック取付部23の表面は、織布25により被覆されているため、ブロック24を挿入すると、織布25がずれたり、破れたりするおそれがある。その場合には、ブロック取付部23の表面を被覆している織布25の位置を直したり、交換したりする必要が生じるため、ブロック24をコア21に挿入する作業に手間と時間がかかる。
しかし、第1実施形態のコア21によれば、複数の分割コア211を連結する前に、ブロック24を分割コア211の厚み方向(Z方向)から挿入できるため、ブロック24を挿入した際に、織布25がずれたり、破れたりする不具合を抑制できる。これによれば、ブロック取付溝212の表面を被覆している織布25の位置を直したり、交換したりする必要がないため、ブロック24をコア21に挿入する作業を簡単且つ確実に行うことができる。このように、第1実施形態のコア21は、組立性が向上するため、電機子20の生産性も向上させることができる。
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態の電機子120の分解斜視図である。図5では、織布25、樹脂層26等の図示を省略している。
図6Aは、第2実施形態の電機子120の一形態を示す断面図である。図6Bは、第2実施形態の電機子120の他の形態を示す断面図である。
なお、第2実施形態の説明及び図面において、第1実施形態と同様の機能を果たす構成要件には、同一の符号又は末尾(下2桁)に同一の符号を付して、重複する説明を適宜に省略する。
図5は、第2実施形態の電機子120の分解斜視図である。図5では、織布25、樹脂層26等の図示を省略している。
図6Aは、第2実施形態の電機子120の一形態を示す断面図である。図6Bは、第2実施形態の電機子120の他の形態を示す断面図である。
なお、第2実施形態の説明及び図面において、第1実施形態と同様の機能を果たす構成要件には、同一の符号又は末尾(下2桁)に同一の符号を付して、重複する説明を適宜に省略する。
図5に示すように、第2実施形態の電機子120は、コイル22を冷却するための冷却管27を備える。冷却管27は、コア121に設けられた配置溝28(後述)に配置される。第2実施形態の電機子120において、コア121は、冷却管27の配置溝28を備える点が第1実施形態のコア21と相違する。その他の基本的な構成は、第1実施形態のコア21と同じであるため、ブロック取付部23、ブロック24等の説明を省略する。
なお、本実施形態では、配置溝28を機械取付面側(Z1側)に設けた例を示すが、冷却管27は、例えば、その一部又は全部がコア121の内部に設けられる形態もある。また、本実施形態では、冷却管27とブロック24とが交互に配置された例を示すが、例えば、冷却管27がブロック24に対して1つおきに配置される形態もある。このように、配置溝28の形状、設置場所等は、図5に示す例に限定されない。
次に、冷却管27を備えた電機子120において、コア121に織布25を被覆する形態について説明する。
図6Aに示す電機子120Aは、織布25が配置溝28の内側に挿入されている。冷却管27は、織布25を介して配置溝28に配置されている。冷却管27を配置溝28に配置することにより、配置溝28の溝の内面は、織布25がより密着した状態で被覆される。本形態において、配置溝28に配置された冷却管27は、樹脂層26に直接覆われる。
なお、本形態において、織布25は、冷却管27と配置溝28(コア121)との間に挟まれる。そのため、織布25として、熱伝導率及び伸縮性の高い部材を用いることが好ましい。例えば、炭素繊維が挙げられるが、これに限定されない。
図6Aに示す電機子120Aは、織布25が配置溝28の内側に挿入されている。冷却管27は、織布25を介して配置溝28に配置されている。冷却管27を配置溝28に配置することにより、配置溝28の溝の内面は、織布25がより密着した状態で被覆される。本形態において、配置溝28に配置された冷却管27は、樹脂層26に直接覆われる。
なお、本形態において、織布25は、冷却管27と配置溝28(コア121)との間に挟まれる。そのため、織布25として、熱伝導率及び伸縮性の高い部材を用いることが好ましい。例えば、炭素繊維が挙げられるが、これに限定されない。
図6Bに示す電機子120Bは、冷却管27が配置溝28に直接配置されている。織布25は、冷却管27の上に被覆されている。本形態において、配置溝28に配置された冷却管27は、織布25を介して樹脂層26に覆われる。
上述した図6A,図6Bのいずれの形態においても、配置溝28又はその部分を、織布25により、コア121及びブロック取付部23と同時に被覆できる。
上述した図6A,図6Bのいずれの形態においても、配置溝28又はその部分を、織布25により、コア121及びブロック取付部23と同時に被覆できる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、実施形態に記載したものに限定されない。なお、上述の実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、各実施形態に共通な構成もあるため、部材名の符号を省略して説明する。
(変形形態)
実施形態において、ブロックは、ブロック取付部に挿入された状態で、機械取付面が樹脂層から突出するように高さ寸法(Z方向)が設定されている。これに限らず、ブロックは、ブロック取付部に挿入された状態で、機械取付面が樹脂層の表面と同一面となる高さ寸法(Z方向)に設定してもよい。すなわち、ブロックは、ブロック取付部に挿入された状態で、機械取付面が樹脂層から露出していればよい。
実施形態において、ブロックは、ブロック取付部に挿入された状態で、機械取付面が樹脂層から突出するように高さ寸法(Z方向)が設定されている。これに限らず、ブロックは、ブロック取付部に挿入された状態で、機械取付面が樹脂層の表面と同一面となる高さ寸法(Z方向)に設定してもよい。すなわち、ブロックは、ブロック取付部に挿入された状態で、機械取付面が樹脂層から露出していればよい。
実施形態では、ブロックのネジ部に雌ネジを形成した例について説明したが、これに限定されない。ネジ部に雄ネジを形成してもよいし、鉤状のフック等でもよい。すなわち、機械側の取付面と嵌合可能であれば、機械取付面にどのような構造を適用してもよい。例えば、小型の電機子であれば、ネジ部の代わりに、機械と機械取付面との間を接着剤、粘着テープ等で固定してもよい。この場合、ネジ部を設ける必要がないため、機械取付面を平坦面とすることができる。
本実施形態では、ブロックを分割コアの厚み方向(Z方向)から挿入する例について説明したが、これに限定されない。図2、図3A、図4Cに示すように、複数の分割コアを、間隔を開けて配置した場合、ブロックを分割コアの奥行方向(X方向)から挿入してもよい。その場合においても、ブロックを分割コアに挿入した際に、織布がずれたり、破れたりするのを抑制できる。なお、ブロックを分割コアの奥行方向(X方向)から挿入する形態において、ブロックのY−Z平面における断面を逆T字形状とした場合は、複数の分割コアを、実施形態よりも狭い間隔で配置できる。
また、保護シートは、実施形態では織布であったが、これに制限されない。
また、保護シートは、実施形態では織布であったが、これに制限されない。
実施形態では、界磁磁極(図1参照)を直線状とした例について説明したが、これに限定されない。界磁磁極は、例えば、円弧状、リング状であってもよい。
実施形態では、ブロック取付部のY−Z平面における断面を逆T字形状の溝とした例について説明したが、これに限定されない。ブロック取付部のY−Z平面における断面は、他の形状であってもよいし、ブロックのY−Z平面における断面も、ブロック取付部の溝と相似形でなくてもよい。
実施形態では、ブロック取付部のY−Z平面における断面を逆T字形状の溝とした例について説明したが、これに限定されない。ブロック取付部のY−Z平面における断面は、他の形状であってもよいし、ブロックのY−Z平面における断面も、ブロック取付部の溝と相似形でなくてもよい。
例えば、ブロック取付部のY−Z平面における断面を矩形状とし、ブロックのY−Z平面における断面を、ブロック取付部の断面と相似形の矩形状としてもよい。また、ブロック取付部のY−Z平面における断面をL字形状とし、ブロックのY−Z平面における断面を、ブロック取付部の断面と相似形のL字形状としてもよい。この形態によれば、ブロックの一方の連結面にのみブロック取付溝を設けた構成とすることができる。また、ブロック取付部のY−Z平面における断面を逆T字形状とし、ブロックのY−Z平面における断面を、ブロック取付部の断面と相似形にならない逆T字形状(例えば、「T」の横棒に相当する部分が短い形状)としてもよい。
実施形態において、分割コア211の幅方向(Y方向)一方の連結面に凹部を設け、他方の連結面に凸部を設けた構成としてもよい。本構成によれば、複数の分割コア211を連結した際に、隣接する分割コア211の凹部と凸部とが互いに嵌合するため、複数の分割コア211を連結した際の厚み方向(Z方向)のずれを抑制できる。なお、小型の電機子であれば、本構成とすることにより、連結部材であるロッド31及びナット32を省略することもできる。
本実施形態では、複数の分割コアを連結する連結部材として、ロッド及びナットを用いた例について説明したが、これに限定されない。例えば、連結部材は、複数の分割コアの貫通穴に圧入することで固定される長尺のノックピン(テーパーピン)でもよい。また、小型の電機子であれば、複数の分割コアを接着剤で連結してもよい。
1:リニアモータ、10:界磁磁極、20,120:電機子、21,121:コア、22:コイル、23:ブロック取付部、24:ブロック、24a:機械取付面、25:織布、26:樹脂層、31:ロッド、32:ナット、211:分割コア、212:ブロック取付溝
Claims (5)
- 駆動方向に沿って異なる極性の磁石が交互に配置された界磁磁極と協働してリニアモータを構成するリニアモータ用電機子であって、
複数の分割コアが連結された一体コアと、
複数の前記分割コアを連結する連結部材と、
前記一体コアに装着されたコイルと、
前記一体コアの機械取付側に形成されたブロック取付部と、
樹脂の含浸性を有し、前記一体コア及び前記ブロック取付部の表面を被覆する保護シートと、
前記一体コアの機械取付側に配置される機械取付面を有し、前記ブロック取付部に取り付けられるブロックと、
前記一体コアを被覆する前記保護シートを覆う樹脂層と、
を備え、
前記ブロックの前記機械取付面は、前記樹脂層から露出する、
リニアモータ用電機子。 - 前記分割コアは、連結面にブロック取付溝を備え、
複数の前記分割コアが前記連結部材で連結された状態において、対向する一対の前記ブロック取付溝により前記ブロック取付部が形成される、
請求項1に記載のリニアモータ用電機子。 - 前記ブロックの前記機械取付面は、前記樹脂層の表面から突出している、
請求項1又は請求項2に記載のリニアモータ用電機子。 - 駆動方向に沿って異なる極性の磁石が交互に配置された界磁磁極と、
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のリニアモータ用電機子と、
を備えたリニアモータ。 - 駆動方向に沿って異なる極性の磁石が交互に配置された界磁磁極と協働してリニアモータを構成するリニアモータ用電機子の製造方法であって、
部品取付溝を有する複数の分割コアを、取付対象の部品が挿入可能な間隔で配置する工程と、
前記分割コア及び前記部品取付溝の表面を保護シートで被覆する工程と、
隣接する前記分割コアの前記部品取付溝の間に前記部品を挿入する工程と、
複数の前記分割コアを連結部材により連結し、隣接する前記分割コアの間を密着させて、前記保護シートを、隣接する前記分割コアの前記部品取付溝と前記部品との間に固定する工程と、
前記保護シートにより被覆された複数の前記分割コアの表面に樹脂層を形成する工程と、
を備えるリニアモータ用電機子の製造方法。
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