JP5981103B2 - リニアモータ - Google Patents

Description

本発明は、可動子が固定子に対して往復移動するリニアモータに関するものである。

特許第４３８５４０６号公報には、軸線方向に往復移動する直動軸及び直動軸に取付けられた永久磁石列を備えてなる可動子と、可動子が内部空間内を往復移動するように巻線導体がコイル状に巻回されてなる複数の励磁巻線が配置された構造を有する固定子とを備えた複数のリニアモータユニットが示されている。複数のリニアモータユニットは、それぞれ直動軸が平行に並ぶように配置されている。複数のリニアモータユニットのそれぞれの固定子の外側には、複数のリニアモータユニットのそれぞれの磁気回路の一部を構成する磁性材料のパイプからなるバックヨークが設けられている。そして、バックヨークが設けられた複数のリニアモータユニットは、ブロック状のフレームとカバーとに挟まれて支持されている。

特許第４３８５４０６号公報

このような従来のリニアモータでは、パイプからなるバックヨークを複数のリニアモータユニットにそれぞれ取り付けるため、製造が煩雑であった。また、複数のリニアモータユニットを支持するブロック状のフレーム及びカバーを用いる必要があり、リニアモータの体積及び重量が大きくなるという問題があった。

本発明の目的は、複数のリニアモータユニットに容易にバックヨークを取り付けることができるリニアモータを提供することにある。

本発明の他の目的は、上記目的に加えて、リニアモータの体積及び重量を小さくできるリニアモータを提供することにある。

本発明のリニアモータは、複数のリニアモータユニットとバックヨークとを備えている。複数のリニアモータユニットは、軸線方向に往復移動する直動軸及び直動軸に取付けられた複数の永久磁石からなる１以上の永久磁石列を備えてなる可動子と、可動子が内部空間内を往復移動するように巻線導体がコイル状に巻回されてなる複数の励磁巻線が直動軸の軸線に沿って並ぶように配置された構造を有する固定子とを備えた複数のリニアモータユニットを用いる。複数のリニアモータユニットは、それぞれ直動軸が平行に並ぶように配置されている。バックヨークは、複数のリニアモータユニットのそれぞれの固定子の外側に設けられて、複数のリニアモータユニットのそれぞれの磁気回路の一部を構成する。そして、バックヨークは、磁性材料からなり、複数のリニアモータユニットを全体的に包む包囲部を備えたバックヨーク・アセンブリによって構成されている。

本発明のように、バックヨークを複数のリニアモータユニットを全体的に包む包囲部を備えたバックヨーク・アセンブリによって構成すれば、複数のリニアモータユニット全体に対して一組のバックヨーク・アセンブリを組み合わせるだけで複数のリニアモータユニットに容易にバックヨークを取り付けることができる。また、本発明のリニアモータでは、バックヨークをそのまま外部の被取付部材等に取り付ければよく、従来のように、複数のリニアモータユニットを支持するブロック状のフレーム及びカバー等の部材を用いる必要がない。そのため、リニアモータの体積及び重量を小さくできる。

バックヨーク・アセンブリは、前述の包囲部の内部に固定されて、隣接する２つのリニアモータユニット間を仕切って両者の間に共通磁気回路を形成する仕切り壁部を備えているのが好ましい。このようにすれば、隣接する２つのリニアモータユニットの間に共通磁気回路を容易に形成することができる。

バックヨーク・アセンブリの包囲部は、複数のリニアモータユニットが並ぶ方向に分割面が延びるように組み合わされた分割可能な第１及び第２の分割アセンブリから構成し、仕切り壁部は、第１及び第２の分割アセンブリに嵌め合わせ構造を介して固定することができる。このようにすれば、第１及び第２の分割アセンブリと仕切り壁部とを組み合わせるだけでバックヨーク・アセンブリを容易に組み立てられる。

第１及び第２の分割アセンブリは、同じ寸法及び形状を有しているのが好ましい。このようにすれば、１種類の分割アセンブリを第１及び第２の分割アセンブリのいずれの分割アセンブリにも用いることができる。

第１及び第２の分割アセンブリは、磁性板をプレス加工して成形することができる。このようにすれば、第１及び第２の分割アセンブリの形状が複雑な形状であっても、プレス加工により容易に第１及び第２の分割アセンブリを形成できる。また、磁性板を用いるので、リニアモータの体積及び重量を小さくできる。

通常、複数の励磁巻線には、それぞれ励磁巻線に電力を供給するリード線が接続されている。この場合、第１及び第２の分割アセンブリの少なくとも一方には、リード線が通過する貫通穴を形成するのが好ましい。このようにすれば、リード線を容易に外部に導出できる。

貫通穴は軸線方向に延びるスリットから構成することができる。この場合、貫通穴の軸線方向中心と、第１の分割アセンブリまたは第２の分割アセンブリの軸線方向中心との間の寸法は１／４τｐ〜１／２τｐ（τｐ＝前記複数の永久磁石のピッチ）の範囲内とし、貫通穴の軸線方向の長さ寸法は（ｎ−１／２）τｐ〜（ｎ＋１／２）τｐ（ｎ＝自然数，τｐ＝前記複数の永久磁石のピッチ）とするのが好ましい。このようにすれば、スリット端部によるコギングの影響を小さくできる。

固定子は、内部に可動子が配置され且つ励磁巻線が装着される絶縁パイプを備えることができる。その場合、絶縁パイプの軸線方向の両端には、直動軸の両端を軸線方向に移動可能に且つ周方向に回転不可能に支持する軸受が固定された一対のエンドブラケットを固定する。そして、バックヨーク・アセンブリは、一対のエンドブラケットに亘って配置するのが好ましい。このようにすれば、絶縁パイプに励磁巻線が装着するだけで容易に複数の励磁巻線を配置することができる。そして、バックヨーク・アセンブリをしっかりと複数のリニアモータユニットに固定できる。

直動軸は、同じ極性の磁極が向き合うように並べられた複数の永久磁石からなる永久磁石列が収容される筒状の直動軸本体と、直動軸本体の軸線方向の両端に接続されて一対の軸受にそれぞれ支持される一対の直動軸端部材とから構成することができる。その場合、直動軸本体と一対の直動軸端部材とは、連結ピースにより連結し、直動軸本体は、連結ピースの外周部に嵌合して固定し、直動軸端部材は、連結ピースの内周部に嵌合して固定するのが好ましい。このようにすれば、嵌合作業だけで容易に直動軸本体と一対の直動軸端部材とを連結ピースを介して接続できる。

連結ピースの外周部は、直動軸本体の長手方向中心側に位置する滑面部と、直動軸本体の長手方向中心から離れた側に位置する粗面部とを有しており、直動軸本体の両端部は連結ピースの滑面部と粗面部の両方に接触して配置するのが好ましい。このようにすれば、直動軸本体と連結ピースとの同芯を保ちつつ直動軸本体と連結ピースとをしっかりと固定できる。

また、連結ピースの外周部に複数の凹部を形成し、直動軸本体の両端部に、複数の凹部に嵌合する複数の凸部を形成することができる。このようにすれば、連結ピースの複数の凹部と直動軸本体の複数の凸部との嵌合により、連結ピースと直動軸本体とを強固に固定できる。

本発明のリニアモータの一例の正面図である。 図１に示すリニアモータの右側面図である。 図１に示すリニアモータに用いる１個のリニアモータユニットの断面図である。 図３の部分拡大図である。 図４において連結ピース及び直動軸端部材を断面で表した図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は図１に示すリニアモータに用いる励磁巻線が装着された絶縁パイプの正面図及び右側面から見た部分拡大断面図である。 図１に示すリニアモータに用いるエンドブラケットの断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は図１に示すリニアモータに用いる第１の分割アセンブリ（第２の分割アセンブリ）の正面図及び右側面図である。 図１に示すリニアモータに用いる仕切り壁部の平面図である。 本発明のリニアモータで用いることができる他の連結ピースの断面図である。 本発明のリニアモータで用いることができるさらに他の連結ピースの断面図である。 本発明の他の実施の形態のリニアモータの正面図である。 図１２に示すリニアモータの右側面図である。 図１２に示すリニアモータの底面図である。 図１２〜図１４に示すリニアモータを２個組み合わせて用いる例を示す正面図である。 本発明のさらに他の実施の形態のリニアモータの正面図である。 図１６に示すリニアモータの右側面図である。 本発明のさらに別の実施の形態のリニアモータの正面図である。 図１８に示すリニアモータの右側面図である。 本発明のリニアモータで用いることができる他の可動子の部分断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図２０に示す可動子に用いる連結ピースの平面図及び断面図である。 図２０に示す可動子の形成方法を説明するために用いる図である。

以下、本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明のリニアモータの一例の正面図及び右側面図である。本図に示すように、本例のリニアモータ１は、６個のリニアモータユニット３とバックヨーク５とを有している。１個のリニアモータユニット３は、図３に示すように、可動子７と固定子９とを有している。なお、図３は、リニアモータユニット３の断面図であるが、理解を容易にするため、後述する一対の直動軸端部材１９Ａ，１９Ｂ、永久磁石２１及び連結ピース２５は、平面で表している。可動子７は、直動軸１１と、永久磁石列１３と、リニアスケール１５とを有している。直動軸１１は、直動軸本体１７と、一対の直動軸端部材１９Ａ，１９Ｂとを有しており、軸線方向に往復移動する。図４及び図５に示すように、直動軸本体１７は、非磁性のステンレスからなる円筒形のパイプからなり、内部には永久磁石列１３が収容されている。なお、図４は図３の部分拡大図であり、図５は図４において後述する連結ピース２５及び直動軸端部材１９Ａを断面で表わした図である。永久磁石列１３は、複数の円柱形の永久磁石２１が鉄などの磁性材料からなるスペーサ２３を介して並べた構造を有している。複数の永久磁石２１は、隣り合う２つの永久磁石が軸線方向に同じ極性の磁極が向き合うように並べられている。

図３に示すように、一対の直動軸端部材１９Ａ，１９Ｂは、細長い円柱形を有している。一対の直動軸端部材１９Ａ，１９Ｂは、直動軸本体１７の軸線方向の両端に接続されて、後述する一対の軸受３５にそれぞれスラスト方向にスライド可能に支持されている。図３に向かって右側に位置する直動軸端部材１９Ｂには、リニアスケール１５が取り付けられている。リニアスケール１５は、リニアモータの外部に配置された図示しないリニアセンサと対向するように配置されている。リニアスケール１５と図示しないリニアセンサとにより、可動子７の位置を検出する位置検出装置が構成される。なお、図２には、リニアスケールの図示は省略してある。一対の直動軸端部材１９Ａ，１９Ｂは、図４及び図５に示すように、連結ピース２５により直動軸本体１７に連結されている。連結ピース２５は、鉄、ステンレス等の金属材料からなり、図５に示すように、内部に中空部２５ａを有している。中空部２５ａは、小径部２５ｂと、小径部２５ｂより径寸法が大きく小径部２５ｂの両側に位置する大径部２５ｃ，２５ｄとを有している。言い換えるならば、中空部２５ａの軸線方向中央に近い部分に径方向内側に突出する突部２５ｅが形成されている。また、図４に示すように、連結ピース２５の外周部２５ｆは、直動軸本体１７の長手方向中心側に位置する表面が滑らかな滑面部２５ｇと、直動軸本体１７の長手方向中心から離れた側に位置する表面が粗い粗面部２５ｈとを有している。粗面部２５ｈは、加工器具で０．１〜０．３ｍｍ程度の棘のような傷をつけて形成されている。そして、直動軸本体１７の両端部の内周面は、滑面部２５ｇと粗面部２５ｈとに接触して配置されている。本例では、連結ピース２５の外周面２５ｆに接着剤を塗布してから、連結ピース２５を直動軸本体１７内に圧入した。このため、連結ピース２５と直動軸本体１７とは塑性変形と接着力とによりしっかり固定される。一対の直動軸端部材１９Ａ，１９Ｂは、図５に示すように、連結ピース２５の内周部の大径部２５ｃに嵌合されて固定されている。一対の直動軸端部材１９Ａ，１９Ｂは端部に雌螺子が形成された孔部１９ｃを有している。孔部１９ｃに形成された雌螺子は、連結ピース２５の中空部２５ａ内に配置された螺子２７に螺合されている。これにより、一対の直動軸端部材１９Ａ，１９Ｂは、連結ピース２５に強固に固定されている。

図３に示すように、固定子９は、絶縁パイプ２９と複数の励磁巻線３１Ａ〜３１Ｉと一対のエンドブラケット３３と一対の軸受３５とを有している。絶縁パイプ２９は、ガラエポや、絶縁塗料が表面に塗布されたステンレス等により形成されている。絶縁パイプ２９は、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、厚み０．２ｍｍ程度の円筒形の本体部２９ａと、本体部２９ａから径方向に延びる円環状形の１０個の隔壁部２９ｂとを有している。そして、隣接する２個の隔壁部２９ｂの間には、励磁巻線３１Ａ〜３１Ｉのそれぞれが配置されている。励磁巻線３１Ａ〜３１Ｉは、巻線導体が隣り合う２つの隔壁部２９ｂ間に位置する絶縁パイプ２９の本体部２９ａ上にコイル状に巻回されて構成されている。励磁巻線３１Ａ〜３１Ｉには、連続する３つの励磁巻線を一つのユニットとして、電気角で１２０度ずつ位相がずれた３相の励磁電流が供給される。この結果、励磁巻線３１Ａ〜３１Ｉには、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順で電流が流れることとなる。励磁巻線３１Ａ〜３１Ｉには、励磁巻線３１Ａ〜３１Ｉにそれぞれ電力を供給する一対のリード線３１ｊがそれぞれ接続されている。

図７の断面図に示すように、一対のエンドブラケット３３は、アルミ等の金属材料または加工性を有するプラスチックなどから形成されており、円筒形状を有している。１つのエンドブラケット３３は、内部に中空部３３ａを有している。中空部３３ａは、小径部３３ｂと小径部３３ｂより径寸法の大きい大径部３３ｃとを有している。絶縁パイプ２９の端部は、エンドブラケット３３の小径部３３ｂ内に嵌合されて固定されている。軸受３５は、エンドブラケット３３の大径部３３ｃに嵌合されて固定されている。図３に示すように、一対の軸受３５は、一対のエンドブラケット３３にそれぞれ固定された状態で、可動子７の直動軸１１の両端をスラスト方向（軸線方向）にスライド（移動）可能に且つ周方向に回転不可能に支持している。

図１及び図２に戻って説明すると、上記において説明したリニアモータユニット３は、直動軸１１が平行になるように６個並んでいる。そして、６個のリニアモータユニット３は、バックヨーク５により包まれている。

バックヨーク５は、６個のリニアモータユニット３のそれぞれの固定子９の外側に設けられて、６個のリニアモータユニット３のそれぞれの磁気回路の一部を構成している。このバックヨーク５は、第１及び第２の分割アセンブリ３７Ａ，３７Ｂと５個の仕切り壁部３９とを含むバックヨーク・アセンブリにより構成されている。第１及び第２の分割アセンブリ３７Ａ，３７Ｂは、同じ寸法及び形状を有しており、厚み０．５〜１．０ｍｍの珪素鋼板またはＳＰＣＣからなる磁性板をプレス加工して成形されている。第１及び第２の分割アセンブリ３７Ａ，３７Ｂは同じ寸法及び形状を有しているので、１つの分割アセンブリの正面及び右側面を示す図８（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、その構造を説明する。図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１及び第２の分割アセンブリ３７Ａ，３７Ｂは、アセンブリ本体３７ｃとアセンブリ本体３７ｃの軸線方向と直交する方向の両端に配置された一対の取付板部３７ｄとを有している。アセンブリ本体３７ｃは６個の円弧部３７ｅを有している。円弧部３７ｅのそれぞれは、固定子９の励磁巻線３１Ａ〜３１Ｉの一部とそれぞれ対向している。６個の円弧部３７ｅの中央には、励磁巻線３１Ａ〜３１Ｉに接続されたリード線３１ｊ（図３参照）が通過する貫通穴３７ｆがそれぞれ形成されている。貫通穴３７ｆは、直動軸１１の軸線方向中央に位置して軸線方向に延びるスリットからなり、軸線方向の長さ寸法Ｌが（ｎ−１／２）τｐ〜（ｎ＋１／２）τｐ（ｎ＝自然数，τｐ＝複数の永久磁石のピッチ：図３参照）である。貫通穴３７ｆの軸線方向中心と、第１及び第２の分割アセンブリ３７Ａ，３７Ｂの軸線方向中心との間の寸法は、１／４τｐ〜１／２τｐ（τｐ＝前記複数の永久磁石のピッチ）の範囲内に設定するのが好ましい。本例では、図２に示すように、励磁巻線３１Ａ〜３１Ｉに接続されたリード線３１ｊを束ねた束３８を貫通穴３７ｆの一方の端部から外部に導出している。そして、各リード線３１ｊと貫通穴３７ｆの大部分とを絶縁材料からなるカバーまたは樹脂モールド材４０で覆っている。６個の円弧部３７ｅの隣接する２個の円弧部３７ｅの間には、後述する仕切り壁部３９を支持するために利用される貫通穴３７ｇが３個ずつ形成されている。３個の貫通穴３７ｇは、それぞれ直動軸１１の軸線方向に延びるスリットからなり、軸線方向に等間隔に配置されている。一対の取付板部３７ｄは細長い平板形状を有している。一対の取付板部３７ｄには、リニアモータを外部の被取付部材に取り付けるための貫通孔３７ｈが７個ずつ形成されている。第１の分割アセンブリ３７Ａの一対の取付板部３７ｄは、第２の分割アセンブリ３７Ｂの一対の取付板部３７ｄにそれぞれ当接している。このため、図１に示すように、第１及び第２の分割アセンブリ３７Ａ，３７Ｂは、６個のリニアモータユニット３が並ぶ方向に分割面Ａが延びるように組み合わされる。そして、第１及び第２の分割アセンブリ３７Ａ，３７Ｂと６個のリニアモータユニット３と後述する５個の仕切り壁部３９は、所定の位置に並べ組み立てられて、エポキシ樹脂などからなる接着剤或いはモールド樹脂成型により一体化されている。図２に示されるように、第１及び第２の分割アセンブリ３７Ａ，３７Ｂは、両者が組み合わされた状態で、６個のリニアモータユニット３の一対のエンドブラケット３３の間に配置される。本例では、第１及び第２の分割アセンブリ３７Ａ，３７Ｂにより、６個のリニアモータユニット３を全体的に包むバックヨーク５の包囲部が構成されている。

５個の仕切り壁部３９は、図９に示すように、第１及び第２の分割アセンブリ３７Ａ，３７Ｂと同じ厚みの珪素鋼板またはＳＰＣＣからなる磁性板をプレス加工してそれぞれ成形されている。仕切り壁部３９は、細長い板形状を有しており、壁部本体３９ａと、壁部本体３９ａの両側部から３個ずつ突出する突出部３９ｂとを有している。１個の仕切り壁部３９は、隣接する２つのリニアモータユニット３の間に配置されるように、一方の側部から突出する３個の突出部３９ｂが第１の分割アセンブリ３７Ａの貫通穴３７ｇ内に嵌合され、他方の側部から突出する３個の突出部３９ｂが第２の分割アセンブリ３７Ｂの貫通穴３７ｇ内に嵌合されている。これにより、仕切り壁部３９は、隣接する２つのリニアモータユニット３間を仕切って両者の間に共通磁気回路を形成する。

本例のリニアモータによれば、６個のリニアモータユニット３全体に対して一組のバックヨーク・アセンブリ（第１及び第２の分割アセンブリ３７Ａ，３７Ｂ及び５個の仕切り壁部３９）を組み合わせるだけで容易にバックヨーク５を取り付けることができる。また、バックヨーク５の取付板部３７ｄをそのまま外部の被取付部材等に取り付ければよく、従来のように、複数のリニアモータユニットを束ねるブロック状のフレーム及びカバー等の部材を用いる必要がない。そのため、リニアモータ１の体積及び重量を小さくできる。

なお、本発明のリニアモータでは、図４及び図５に示す連結ピース以外にも図１０及び図１１の断面図に示すような種々の連結ピースを採用できる。図１０に示す連結ピースは、中空部内の突部を除いて図４及び図５に示す連結ピース２５と同じ構造を有している。そのため、突部以外の部材には、図４及び図５に付した符号に１００を加えた数の符号を付して、その説明を省略する。本例の連結ピース１２５は、突部１２５ｅに雌螺子１２５ｊが形成されている。そのため、連結ピース１２５の中空部１２５ａ内に配置された螺子（図５の螺子２７を参照）は、突部１２５ｅの雌螺子１２５ｊにも螺合される。

図１１に示す連結ピース２２５は、中空部を有しておらず、連結ピース本体２２５ｋと連結ピース本体２２５ｋから一対の直動軸端部材（図５の直動軸端部材１９Ａを参照）側に突出する突出部２２５ｍとを有している。突出部２２５ｍには雄螺子２２５ｎが形成されている。雄螺子２２５ｎは、一対の直動軸端部材の端部の孔内に形成された雌螺子に螺合される。本例の連結ピース２２５を用いれば、螺子を用いずに、一対の直動軸端部材を連結ピース２２５に固定できる。

図１２〜図１４は、本発明の他の実施の形態のリニアモータの正面図、右側面図及び底面図である。なお、図１３は後述するリニアスケール３１５及びリニアセンサ３４７を取り付ける前の状態を示している。本例のリニアモータは、バックヨークを除いて図１〜図９に示すリニアモータと同じ構造を有している。そのため、バックヨーク以外の部材には、図１及び図２に付した符号に３００を加えた数の符号を付して、その説明を省略する。本例のリニアモータのバックヨーク３０５の第１の分割アセンブリ３３７Ａには、リニアモータ３０１を外部の被取付部材に取り付ける際に用いる第１及び第２の取付用部材３４１Ａ，３４１Ｂが取付けられている。第１及び第２の取付用部材３４１Ａ，３４１Ｂは、いずれもアルミのブロックにより直方体に近い形状に形成されている。第１及び第２の取付用部材３４１Ａ，３４１Ｂのバックヨーク３０５に対向する面３４１ｃは、バックヨーク３０５と接触するようにバックヨーク３０５の外面に沿った形状を有している。また、第１及び第２の取付用部材３４１Ａ，３４１Ｂは、第１及び第２の分割アセンブリ３３７Ａ，３３７Ｂの取付板部３３７ｄに設けられた貫通孔を貫通して第１及び第２の取付用部材３４１Ａ，３４１Ｂ内に形成された雌螺子に螺合する螺子３４３により、第１及び第２の分割アセンブリ３３７Ａ，３３７Ｂに固定されている。図１３に向かって右側の第２の取付用部材３４１Ｂには６個の凹部３４１ｅが形成されている。直動軸３１１が図１４に向かって左側に移動すると、リニアスケール３１５の端部は、凹部３４１ｅ内に入り込む。また、図１４に示すように、第２の取付用部材３４１Ｂには、リニアスケール３１５と対向するようにリニアセンサ３４７が取り付けられている。

本発明のリニアモータは、複数個組み合わせて使用することもできる。図１５は、図１２〜図１４に示すリニアモータを２個組み合わせて用いる例を示す正面図である。この例では、第２の分割アセンブリ３３７Ｂ同士が対向するように、一方のリニアモータ３０１Ａと他方のリニアモータ３０１Ｂとが相互に向かい合って並んでいる。そして、一方のリニアモータ３０１Ａの第２の分割アセンブリ３３７Ｂの複数の円弧部３３７ｅは、他方のリニアモータ３０１Ｂの第２の分割アセンブリ３３７Ｂの複数の円弧部３３７ｅの隣接する２個の円弧部３３７ｅの間と対向している。

図１６及び図１７は、本発明のさらに他の実施の形態のリニアモータの正面図及び右側面図である。本例のリニアモータは、バックヨークを除いて図１〜図９に示すリニアモータと同じ構造を有している。そのため、バックヨーク以外の部材には、図１〜図９に付した符号に４００を加えた数の符号を付して、その説明を省略する。本例のリニアモータのバックヨーク４０５の第１及び第２の分割アセンブリ４３７Ａ，４３７Ｂは、同じ寸法及び形状を有しており、厚み０．５〜１．０ｍｍの珪素鋼板またはＳＰＣＣからなる磁性板をプレス加工して成形されている。第１及び第２の分割アセンブリ４３７Ａ，４３７Ｂは、アセンブリ本体４３７ｃとアセンブリ本体４３７ｃの両端に配置された一対の取付板部４３７ｄとをそれぞれ有している。アセンブリ本体４３７ｃは、矩形の平板形状の底壁部４３７ｊと、底壁部４３７ｊの軸線方向と直交する方向に対向する２辺から立ち上がる一対の側壁部４３７ｋとを有している。

一対の取付板部４３７ｄは、図８に示す一対の取付板部３７ｄと同じ寸法及び形状を有している。そして、第１の分割アセンブリ４３７Ａの一対の取付板部４３７ｄは、第２の分割アセンブリ４３７Ｂの一対の取付板部４３７ｄにそれぞれ接触している。

バックヨーク４０５の５個の仕切り壁部４３９は、図９に示す仕切り壁部３９と同じ形状を有している。そして、１個の仕切り壁部４３９は、隣接する２つのリニアモータユニット４０３の間に配置された状態で第１及び第２の分割アセンブリ４３７Ａ，４３７Ｂに固定されている。

本例のリニアモータ４０１では、バックヨーク４０５と６個のリニアモータユニット４０３との間の空隙部には、エポキシからなる接着剤またはモールド樹脂成型材４４５が充填されている。本例のリニアモータでは、第１及び第２の分割アセンブリ４３７Ａ，４３７Ｂのアセンブリ本体４３７ｃの底壁部４３７ｊが矩形の平板形状を有しているので、第１及び第２の分割アセンブリ４３７Ａ，４３７Ｂを容易に形成でき、リニアモータを簡単に製造できる。

図１８及び図１９は、本発明のさらに別の実施の形態のリニアモータの正面図及び右側面図である。本例のリニアモータは、バックヨークを除いて図１６及び図１７に示すリニアモータと同じ構造を有している。そのため、バックヨーク以外の部材には、図１６及び図１７に付した符号に１００を加えた数（図１〜図９に付した符号に５００を加えた数）の符号を付して、その説明を省略する。本例のリニアモータのバックヨーク５０５の第１及び第２の分割アセンブリ５３７Ａ，５３７Ｂに含まれる一対の取付板部５３７ｄは、アセンブリ本体５３７ｃの軸線方向の両端に配置されている。本例のリニアモータ５０１並びに図１６及び図１７に示すリニアモータ４０１は、外部の被取付部材の取付位置に応じて適宜に採用すればよい。

図２０は、本発明のリニアモータで用いることができる他の可動子の部分断面図である。

本例の可動子では、直動軸本体及び連結ピースを除いて図４及び図５に示すリニアモータの可動子と同じ構造を有している。そのため、直動軸本体及び連結ピース以外の部材には、図４及び図５に付した符号に６００を加えた数の符号を付して、その説明を省略する。図２１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本例のリニアモータの連結ピース６２５の外周部６２５ｆの表面は、全体が滑らかな滑面になっている。また、外周部６２５ｆには、径方向に対向する２つの矩形の凹部６２５ｉが形成されている。図２０に示すように、直動軸本体６１７には、連結ピース６２５の２つの凹部６２５ｉにそれぞれ嵌合する凸部６１７ａが形成されている。凸部６１７ａは、図２２に示すように、プレス機Ｐにより、連結ピース６２５を嵌合した直動軸本体６１７をプレスして形成した。連結ピース６２５と直動軸本体６１７は、凹部６２５ｉと凸部６１７ａとの嵌合により、強固に固定される。

本発明によれば、複数のリニアモータユニット全体に対して一組のバックヨーク・アセンブリを組み合わせるだけで複数のリニアモータユニットに容易にバックヨークを取り付けることができる。そのため、リニアモータの製造が容易になる。また、本発明のリニアモータでは、バックヨークをそのまま外部の被取付部材等に取り付ければよいので、複数のリニアモータユニットを支持するブロック状のフレーム及びカバー等の部材を用いる必要がなく、リニアモータの小型化、軽量化を図ることができる。

１ リニアモータ
３ リニアモータユニット
５ バックヨーク
７ 可動子
９ 固定子
１１ 直動軸
１３ 永久磁石列
１７ 直動軸本体
１９Ａ，１９Ｂ 一対の直動軸端部材
２５ 連結ピース
２５ｇ 滑面部
２５ｈ 粗面部
２９ 絶縁パイプ
３１Ａ〜３１Ｉ 励磁巻線
３１ｊ リード線
３３ エンドブラケット
３５ 軸受
３７Ａ，３７Ｂ 第１及び第２の分割アセンブリ
３９ 仕切り壁部

Claims (8)

1. 軸線方向に往復移動する直動軸及び前記直動軸に取付けられた複数の永久磁石からなる１以上の永久磁石列を備えてなる可動子と、前記可動子が内部空間内を往復移動するように巻線導体がコイル状に巻回されてなる複数の励磁巻線が、前記直動軸の軸線に沿って並ぶように配置された構造を有する固定子とを備えてなる複数のリニアモータユニットと、
   前記複数のリニアモータユニットのそれぞれの前記固定子の外側に設けられて、前記複数のリニアモータユニットのそれぞれの磁気回路の一部を構成するバックヨークとを備え、
   前記複数のリニアモータユニットは、それぞれの前記直動軸が平行に並ぶように配置されており、
   前記バックヨークは、磁性材料からなり、前記複数のリニアモータユニットを全体的に包む包囲部を備えたバックヨーク・アセンブリによって構成されており、
   前記固定子は、内部に前記可動子が配置され且つ前記励磁巻線が装着される絶縁パイプを備えており、
   前記絶縁パイプの前記軸線方向の両端には、前記直動軸の両端を軸線方向に移動可能に且つ周方向に回転不可能に支持する軸受が固定された一対のエンドブラケットが固定された状態にあり、
   前記バックヨーク・アセンブリは、前記一対のエンドブラケットに亘って配置された状態にあり、
   前記直動軸は、同じ極性の磁極が向き合うように並べられた複数の前記永久磁石からなる前記永久磁石列が収容される筒状の直動軸本体と、前記直動軸本体の前記軸線方向の両端に接続されて前記軸受にそれぞれ支持される一対の直動軸端部材とからなり、
   前記直動軸本体と前記一対の直動軸端部材とは、連結ピースにより連結された状態にあり、
   前記直動軸本体は、前記連結ピースの外周部に嵌合されて固定された状態にあり、
   前記直動軸端部材は、前記連結ピースの内周部に嵌合されて固定された状態にあり、
   前記連結ピースの前記外周部は、前記直動軸本体の長手方向中心側に位置する滑面部と、前記直動軸本体の長手方向中心から離れた側に位置する粗面部とを有しており、
   前記直動軸本体の両端部は、接着剤を介して前記滑面部と前記粗面部の両方に接触して配置されていることを特徴とするリニアモータ。
2. 前記バックヨーク・アセンブリは、前記包囲部の内部に固定されて、隣接する２つの前記リニアモータユニット間を仕切って両者の間に共通磁気回路を形成する仕切り壁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。
3. 前記バックヨーク・アセンブリの前記包囲部は、前記複数のリニアモータユニットが並ぶ方向に分割面が延びるように組み合わされた分割可能な第１及び第２の分割アセンブリから構成され、
   前記仕切り壁部は、前記第１及び第２の分割アセンブリに嵌め合わせ構造を介して固定された状態になっている請求項２に記載のリニアモータ。
4. 前記第１及び第２の分割アセンブリは、同じ寸法及び形状を有していることを特徴とする請求項３に記載のリニアモータ。
5. 前記第１及び第２の分割アセンブリは、磁性板から成るプレス加工品であることを特徴とする請求項３に記載のリニアモータ。
6. 前記複数の励磁巻線には、それぞれ前記励磁巻線に電力を供給するリード線が接続されており、
   前記第１及び第２の分割アセンブリの少なくとも一方には、前記リード線が通過する貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のリニアモータ。
7. 前記貫通穴は前記軸線方向に延びるスリットからなり、
   前記貫通穴の前記軸線方向中心と、前記第１の分割アセンブリまたは前記第２の分割アセンブリの前記軸線方向中心との間の寸法は、１／４τｐ〜１／２τｐ（τｐ＝前記複数の永久磁石のピッチ）の範囲内であり、
   前記貫通穴の前記軸線方向の長さ寸法が（ｎ−１／２）τｐ〜（ｎ＋１／２）τｐ
   （ｎ＝自然数，τｐ＝前記複数の永久磁石のピッチ）であることを特徴とする請求項６に記載のリニアモータ。
8. 前記連結ピースの前記外周部には、複数の凹部があり、
   前記直動軸本体の両端部には、前記複数の凹部に嵌合する複数の凸部があることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
   

Images