JPH01295661A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明はリニアモータに関し、より詳しくはリニアモ
ータを極めて薄く、コンパクトに構成する為のリニアモ
ータ用軸受シール及び基板一体成形ヨークに関する。

〈従来の技術〉 リニアモータは高速な直線運動ができる手段として注目
され、現在リニアモータカー等の分野で使用されだして
いる。公知のようにリニアモータは走行子と固定子とか
ら成り、走行子又は固定子の何れかに配置された偏平コ
イルへの通電を切換えることによって往復直線運動を行
わせることができる。その際走行子に所定の直線運動を
与えるためには走行子は固定子に対して支持しておく必
要があり、従来薄型のリニアモータでは前記支持装置と
して一般的に転がり軸受であるカムフォロアやリニアベ
アリングが用いられている。

また、偏平コイルとその偏平コイルへの通電方向切換え
のための駆動用マグネット位置検知手段は一般的にはガ
ラス布基材エポキシ樹脂製のプリント配線基板上に実装
され、このプリント基板は前記２次ヨーク上に接着また
はネジ等によって締結される。

即ち従来のリニアモータは第８図及び第９図に示すよう
に走行子１１の１次ヨーク１２上に駆動用マグネット１
３が取付けられ、また磁気センサ検知用磁石１４が取付
けられる。固定子１５の２次ヨーク１６上にプリント基
板１７を介して偏平コイル１８が取付けられると共に磁
気センサ１９が取付けられる。走行子１１は固定子１５
に対しクロスローラベアリング２１により摺動自在に支
承されている。

クロスローラベアリング２１は小形であるが、シールが
難しいためシールなしで使用し、潤滑剤には一般的なグ
リースが使用され、定期的に補給される。偏平コイル１
８や磁気センサ１９を支持したプリント基板１７は紫外
線硬化型兼嫌気硬化剤であるロックタイト３２６　ＵＶ
ＢＬＵＥと硬化促進剤ブライマーＮによって固定子１５
に接着されている。

走行子１１を往復直線運動させるには偏平コイル１Ｂに
対する駆動用マグネット１３の掻性に応じて偏平コイル
１日への通電方向を切替えればよく、そのために磁気セ
ンサ１９が用いられる。リニアモータの動作は公知であ
るので説明は省略する。

〈発明が解決しようとする課題〉 前記リニアモータの支持装置としてカムフォロアを用い
ると、水平方向と垂直方向の２方向の力を支えるために
、それぞれのカムフォロアが必要となり、リニアモータ
のコンパクト化が難しい等の問題点を有する。

前記リニアモータの支持装置としてリニアベアリングを
用いると、クロスローラベアリングの場合ではごみ、は
こりに対するンールが難しく、リニアボールベアリング
やリニアロールベアリングの場合では一般的には軸受部
が厚くて大型化し、小型の軸受ではシールが難しくてシ
ール対策を施こそうとすると軸受部が大きく、厚くなる
といった問題点を有する。

受 また、前記リニアモータに於いては、偏平コイルや電装
部品を実装するために、従来プリント基板が用いられて
いるが、基板自体の厚み分は偏平コイルの厚みに加算さ
れるため薄くするのに制約となっていた。

′この発明はリニアモータに於ける従来公知の軸受の有
する問題点とプリント基板の厚み問題を解消して、薄型
で高速直線運動を安定して実施できるリニアモータを提
供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 この発明によれば少なくとも１個の駆動用マグネットと
その駆動用マグネットを支承して磁路を形成する１次ヨ
ークと、その１次ヨークに沿って配置された複数の偏平
コイルと、その複数の偏平コイルを支承して磁路を形成
しその偏平コイルへの通電方向切換のための駆動マグネ
ット位置検知手段とを含んで成る２次ヨークとから構成
されるリニアモータで、前記１次ヨーク又は２次ヨーク
のいずれか一方を走行子とし他方を固定子とし、その走
行子を前記固定子に対して摺動可能に支承するように設
置されたリニアモータ用軸受に、小型リニアベアリング
を使用し、その軸受のシール部材を前記走行子に直接加
工設置する。

このようにしてシールが容易で効果が大きく、かつ軸受
部が非常に薄く構成される。

また、前記偏平コイルや電装部品を前記２次ヨーク上に
直接プリント配線を絶縁し１体化形成された鉄基板上に
実装することにより、従来技術では必要であった基板自
体の厚みが削減でき、リニアモータの性能を落とすこと
なく薄形化リニアモータを製作することが可能となった
。更には、従来技術では必要であったプリント基板の２
次ヨークへの接着又はネジ等による締結が不要となった
ことにより、リニアモータの組立の容易化及びネジのゆ
るみ、接着剤の剥離といった問題をも解決することが可
能となった。

〈実施例〉 以下この発明によるリニアモータの一実施例を示す添付
図面を参照してこの発明を詳述、する。

第１図および第２図にこの発明による走行子に直接設置
されたシール部材によりシールされたリニアモータ用軸
受と、２次ヨーク上に直接プリント回路基板を形成し、
その基板上に偏平コイル等の電装部品を実装したリニア
モータの一実施例を示す。第１図は正面図であり第２図
は第１図の線Ａ−Ｂによる断面図であり、第８図、第９
図と対応する部分には同一符号を付けである。第１図、
第２図に示す実施例では、軸受は走行子側軸受部分３１
と固定子側軸受部分３２とから構成され、軸受シールは
ハツチングで示しているように走行方向端部シール部材
３３と走行方向に対して直角方向シール部材３４とから
構成されている。潤滑材としてはメンテナスの手間をで
きるだけ省くためフッ素系の高級グリースを封入した。

この発明によるリニアモータ用軸受としては、リニアボ
ールベアリングを用いたがもちろんリニアローラベアリ
ングでもかまわない０本実施例ではシール部材３３．３
４としてはポリウレタン系ゴムを用い、加工方法として
は走行子１１にシール部材用金型を直接接触させてしか
る後成形焼付を実施した。

もちろんシール部材を別途製作しておいて走行子１１に
取り付けてもよいし、材質はポリウレタンゴム以外でも
かまわない。

第３図は第２図において、シール部材３３．３４を設置
しない場合の軸受部拡大図を示し、本実施例では鋼球３
５を用いたリニアボールベアリングを使用した。走行子
１１と固定子側軸受部分３２との間隙Ｅを充分小さくす
ることにより（例えば１００μ−以下）ラビリンス効果
が発生しこの部分からのグリース漏れをほとんど無視す
ることができる。

第４図は走行子ｌｌ上にシール部材３３．３４を成形焼
付した正面図を示し、第５図は第４図の線Ｃ−Ｄによる
断面図である。走行方向端面シール部材３３と走行方向
に対して直角方向シール部材３４との間隙Ｆに固定子側
軸受部分３２のレール部が嵌合される。

また、プリント回路基板は固定子１５の２次ヨーク１６
上に直接形成されており、その詳細断面図を第７図に示
す。また第６図は回路を形成する前の２次ヨーク断面を
示す０本実施例においては２次ヨーク材３６としては厚
み１．５閣のＳＳ材を用い、絶縁伝熱層３７として絶縁
性無機フィラーを充填したエポキシ樹脂を１００μｍ厚
で作成した。絶縁伝熱層３７の厚みは回路の必要とする
耐電圧に合わせて増減すればよい、絶縁伝熱層３７上の
ｗ４Ｖ３層３８としては圧延箔と電着箔があるが、本実
施例では厚さ３５μｓ（重さ１オンス／平方フイート）
の電着箔を使用した。銅箔１１３Ｂの厚さ及びその許容
値は、アメリカ合衆国のＩＰＣ（アメリカ印刷配線協会
）のＣＦ−１５０およびＭＩＬ−Ｐ−１３９４９Ｆ規格
に定められているが、回路に流れる電流値によって厚み
を設計する。最外層にはんだレジスト兼絶縁層３９を厚
さ１０μ謡に形成してその上に偏平コイル１８や磁気セ
ンサー１９を実装した。偏平コイル１８の厚さは２ｍ、
駆動用マグネット１３の材質はネオジー鉄−ホウ素系の
希土類磁石で厚さ２．２ｍ、１次ヨーク１２はＳＳ材で
厚さ１．５鵬、シール部材込みの軸受部厚みは５ｍとし
た。

以上記述した構成によって、厚されずか８■のリニアモ
ータが製作でき、コイルに３アンペア通電することによ
り１７ニユートンの推力を得ることができた。

尚、本実施例では図示していないがリニアモーター駆動
用ドライバー回路を前記プリント回路−体成形ヨーク上
に実装することも容易でこの発明技術に含まれる。

〈発明の効果〉 この発明によるリニアモータは前述のように構成されて
いるので、リニアモータを非常に薄くコンパクトに製作
することができ、且つリニアボールベアリングを走行子
と１体でシールしているため防塵効果が大で、かつグリ
ースの漏れがほとんど無いためメンテナンスが非常に容
易となった。

したがって非常に薄型で且つ高速な直線運動を与えるこ
とのできるアクチュエータとして例えば横編機、丸編機
の編針駆動用、ミシンの針駆動用、Ｘ−Ｙテーブル用と
して、さらには各種ディスクメモリー等のヘッド駆動用
等としてすぐれた性能を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるリニアモータの一例を示す正面
図、第２図は第１図の線Ａ−Ｈによる断面図、第３図は
第２図においてシール部材を設置しない場合の軸受部拡
大図、第４図は走行子にシール部材を成形焼付した正面
図、第５図は第４図の線Ｃ−Ｄによる断面図、第６図は
回路を形成する前の２次ヨーク部分の断面図、第７図は
回路を形成し電装部品を実装後の２次ヨーク部分の断面
図、第８図は従来公知のリニアモータの一例を示す正面
図、第９図は第８図の線Ｘ−Ｙによる断面図である。 特許出願人　　旭化成工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１個の駆動用マグネットと、その駆動
   用マグネットを支承して磁路を形成する１次ヨークと、
   その１次ヨークに沿って配置された複数の偏平コイルと
   、その複数の偏平コイルを支承して磁路を形成し、その
   偏平コイルへの通電方向切換のための駆動用マグネット
   位置検知センサーとを含んで成る２次ヨークとから構成
   され、前記１次ヨーク又は２次ヨークのいずれか一方を
   走行子とし他方を固定子とし、 その走行子を前記固定子に対して摺動可能に支承するよ
   うに設置されたリニアモータ用軸受に、リニアベアリン
   グが使用され、その軸受が前記走行子に直接設置された
   シール部材により軸受シールされるリニアモータ。
2. （２）前記２次ヨーク上に直接プリント回路を形成して
   その２次ヨークをプリント基板とし、そのプリント基板
   上に前記偏平コイルや駆動用マグネット位置検知センサ
   ー等の電装部品を実装してなる請求項１記載のリニアモ
   ータ。