JP2007020377A - シャフト型リニアモータの製造方法及びシャフト型リニアモータの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で反発し合う磁石を簡単かつ容易に収納することができる。
【解決手段】
パイプ状部材4に複数の隣り合う磁石5が互いに反発し合うように収納して固定子を組み付けるシャフト型リニアモータの製造であり、パイプ状部材4を固定する固定台3と、パイプ状部材4の長手方向と平行に移動するシャフト状部材20とを有し、シャフト状部材20にて磁石5をパイプ状部材4の長手方向に平行移動させ、磁石5をパイプ状部材4に収納する。
【選択図】図1

Description

この発明は、特に複数の磁石を組み合わせて構成されるシャフト型リニアモータの製造方法及びシャフト型リニアモータの製造装置に関する。

最近、例えばＯＡ機器の分野において、印字ヘッドのように直線移動が要求される部位に、シャフト型リニアモータを利用することが提案されている。通常、シャフト型リニアモータは、複数の磁石を互いに反対の磁極が対向するように直列に組み合わせてなる固定子と、この固定子の外側にこれを囲むように配置され、固定子の軸方向にスライド可能なコイルを含む可動子とを有している。磁石で発生される磁束と交叉するようにコイルに電流を流すことにより、この電流と磁界との相互作用に基づいてコイルには軸方向に駆動力が発生し、その結果、可動子が移動する。

このようなシャフト型リニアモータにおいては、これまでは、反発し合う磁石密着固定する際には円筒状の磁石を用い、中心に軸を通し、その軸の端部にネジ部を設けてそのネジを用いて磁石を挟み込むように固定していた（特開平１０-３１３５６６）。
特開平１０-３１３５６６号公報

このような円筒状の磁石を用いた場合においては、上記のような構成をとることによって反発し合う磁石の力を押さえ込んでいたが、中心に軸を必要とするなど部品点数も多くコストが高くなっていた。

また、磁石の中心に孔の空いた磁石に限定されることとなり、円柱状の磁石を用いた場合は安全、且つ容易に磁石を収納することかできなかった。

この発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、簡素な構成で反発し合う磁石を簡単かつ容易に収納することのできるシャフト型リニアモータの製造方法及びシャフト型リニアモータの製造装置を提供する。

上記課題を解決するために、この発明は、以下のように構成されている。

請求項1に記載の発明は、パイプ状部材に複数の隣り合う磁石が互いに反発し合うように収納して固定子を組み付けるシャフト型リニアモータの製造方法において、前記パイプ状部材を固定する固定台と、前記パイプ状部材の長手方向と平行に移動するシャフト状部材とを有し、前記シャフト状部材にて前記磁石を前記パイプ状部材の長手方向に平行移動させ、前記磁石を前記パイプ状部材に収納することを特徴とするシャフト型リニアモータの製造方法である。

請求項2に記載の発明は、前記磁石を前記パイプ状部材の開口部と前記シャフト状部材間に、前記パイプ状部材の長手方向に平行移動させ、前記磁石を前記パイプ状部材の開口部に送り込むことを特徴とする請求項１に記載のシャフト型リニアモータの製造方法である。

請求項3に記載の発明は、前記パイプ状部材の開口部と前記シャフト状部材間に送り込まれる前記磁石は、互いの側面方向で磁極が引き付け合うように整列させていることを特徴とする請求項１または請求項2に記載のシャフト型リニアモータの製造方法である。

請求項4に記載の発明は、所定数の前記磁石が送り込まれた後、前記磁石と同等の外形寸法である封止部材を前記磁石と同様の方法で送り込み、前記磁石を前記パイプ状部材に封止することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシャフト型リニアモータの製造方法である。

請求項5に記載の発明は、パイプ状部材に複数の隣り合う磁石が互いに反発し合うように収納して固定子を組み付けるシャフト型リニアモータの製造装置において、前記パイプ状部材を固定する固定台と、前記パイプ状部材の長手方向と平行に移動するシャフト状部材と、前記シャフト状部材にて前記磁石を前記パイプ状部材の長手方向に平行移動させ、前記磁石を前記パイプ状部材に収納する送り込み機構と、を備えることを特徴とするシャフト型リニアモータの製造装置である。

請求項6に記載の発明は、前記送り込み機構が、前記磁石を前記パイプ状部材の開口部と前記シャフト状部材間に、前記パイプ状部材の長手方向に平行移動させ、前記磁石を前記パイプ状部材の開口部に送り込むことを特徴とする請求項5に記載のシャフト型リニアモータの製造装置である。

請求項7に記載の発明は、前記パイプ状部材の開口部と前記シャフト状部材間に送り込まれる磁石は、互いの側面方向で磁極が引き付け合うように整列させていることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のシャフト型リニアモータの製造装置である。

請求項8に記載の発明は、所定数の前記磁石が送り込まれた後、前記磁石と同等の外形寸法である封止部材を前記磁石と同様の方法で送り込み、前記磁石を前記パイプ状部材に封止することを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか１項に記載のシャフト型リニアモータの製造装置である。

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

請求項1及び請求項5に記載の発明によれば、シャフト状部材にて磁石をパイプ状部材の長手方向に平行移動させ、磁石をパイプ状部材に収納することで、簡素な構成で反発し合う磁石の力を押さえ込み、簡単かつ容易に磁石をパイプ状部材に収納できる。

請求項2及び請求項6に記載の発明によれば、磁石をパイプ状部材の開口部とシャフト状部材間に、パイプ状部材の長手方向に平行移動させ、例えば自重或いはバネ圧等によって磁石をパイプ状部材の開口部に送り込み、簡素な構成で、簡単かつ容易に磁石をパイプ状部材に収納できる。

請求項3及び請求項7に記載の発明によれば、パイプ状部材の開口部とシャフト状部材間に送り込まれる磁石は、互いの側面方向で磁極が引き付け合うように整列させているため、作業性が高く、シャフト状部材で順次押込んでいくことにより、互いが反発し合うようにパイプ状部材に簡単且つ容易に収納することができる。

請求項4及び請求項8に記載の発明によれば、所定数の磁石が送り込まれた後、磁石と同等の外形寸法である封止部材を磁石と同様の方法で送り込み、磁石をパイプ状部材に封止し、磁石をパイプ状部材に収納する機構と同じ機構を用いるため、簡素な構成とすることができる。

以下、この発明のシャフト型リニアモータの製造方法及びシャフト型リニアモータの製造装置の実施の形態について説明するが、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。

図1はシャフト型リニアモータの製造装置の概略構成図、図2は固定台部の拡大図、図3は図2のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図4はシャフト型リニアモータの後端部の封止部材の固定部の断面図、図5はシャフト型リニアモータの後端部の封止部材の固定部の正面図である。

この実施の形態のシャフト型リニアモータの製造装置1は、装置本体2に一対の固定台３ａ，3ｂが設けられている。この固定台３ａ，3ｂの上には、パイプ状部材4の長手方向が水平方向になるようにしてパイプ状部材4を置き、このパイプ状部材4は保持部材3ａ1,3ｂ1によって固定台３ａ，3ｂに保持されている。この保持部材3ａ1,3ｂ1はボルト3ａ2,3ｂ2によって固定台３ａ，3ｂに取り付けられ、保持部材3ａ1,3ｂ1がパイプ状部材4を保持して磁石5の反発力でパイプ状部材4が飛ばされないようになっている。

図1及び図2において左側に位置する固定台３ａは突き当て面3ａ3を有しており、この突き当て面3ａ3にパイプ状部材4の先端部4ｂが突き当てられている。パイプ状部材4の先端部4ｂには、雌ねじ60ａを有する封止部材60が設けられ、この封止部材60は磁石5と同等の外形寸法であり、磁石5の抜け止めを行う。固定台３ａの突き当て面3ａ3は、パイプ状部材4に磁石5を詰め込む際に磁石5の反発力でパイプ状部材4が押し出されないように規制している。パイプ状部材4には、複数の磁石5を互いに反対の磁極が対向するように直列に組み合わせて収納され、このパイプ状部材4と磁石5にてシャフト型リニアモータの固定子6となる。

装置本体2には送り込み機構１０が設けられている。この送り込み機構１０は台形ねじ１１を有し、この台形ねじ１１は一対の支持台１２に回転可能に支持され、ハンドル１３によって右回転、左回転する。また、一対の支持台１２にはシャフト状部材２０が支持され、このシャフト状部材２０には連結部材１４が固定されている。連結部材１４は、台形ねじ１１の回転によって台形ねじ１１上を移動し、この連結部材１４の移動によってシャフト状部材20がパイプ状部材4の長手方向と平行に移動する。

パイプ状部材4の開口部4ａとシャフト状部材２０の先端部20ａ間には、受け台３０が配置され、この受け台３０上には磁石収納部材３１が配置されている。磁石収納部材３１の内部には、磁石5を互いの側面方向で磁極が引き付け合うように整列させて収納されている。磁石収納部材３１から磁石5を自重或いはバネ圧等の力で受け台３０の突き当て面30ａに突き当てる。この時、突き当て面30ａの材質は硬度が磁石５と同等以下の材質（例えば樹脂等）で構成されることが好ましい。

この実施の形態では、磁石5としては、永久磁石が用いられ、円筒型或いは円柱型磁石を用いている。また、磁石5の材料としては、磁束密度の大きい希土類磁石が好ましい。特に、希土類磁石はネオジム系磁石、例えば、ネオジム−鉄−ボロン磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石）が好ましく、他の磁石に比べて高い推力が得られる。

磁石５の最上部には磁石5と同等の外形寸法である封止部材４０が収納されている。

パイプ状部材4の開口部4ａはシャッター３２で開閉される。このシャッター３２を開き、ハンドル１３を操作して台形ねじ１１を回転すると、連結部材１４によってシャフト状部材２０が前進して先端部20ａが磁石収納部材３１の最下部に位置する磁石5を押し、磁石5をパイプ状部材4の開口部4ａに送り込む。

突き当て面30ａに押し付けられた磁石5をシャフト状部材２０でパイプ状部材4の開口部4ａに押込み、パイプ状部材4の開口部4ａへ磁石5が入ったらシャッター３２で反発し合う磁石5が飛び出さないように押さえ込む。

この磁石5を送り込んだのちハンドル１３を操作して台形ねじ１１を逆方向へ回転すると、連結部材１４によってシャフト状部材２０が後進して先端部20ａが磁石収納部材３１の最下部から後退する。この後退によって磁石収納部材３１内の磁石5がパイプ状部材4の長手方向と鉛直方向に平行移動し、最下部の磁石5が受け台３０上に位置する。

再度、ハンドル１３を操作して台形ねじ１１を回転すると、連結部材１４によってシャフト状部材２０が前進して先端部20ａが磁石収納部材３１の最下部に位置する磁石５を押し、磁石5をパイプ状部材4の開口部4ａに送り込む。

この操作の繰り返しによってシャフト状部材20が往復運動し、磁石5を順次詰め込むことができる。所定数の磁石5が送り込まれた後、磁石5と同等の外形寸法である封止部材40が磁石5と同様の方法で送り込み、磁石5をパイプ状部材4に封止する。

この封止部材40の固定は、図4及び図5に示すように行われ、最後に磁石5を封止するための部材を押込み反発し合う磁石5を押さえ込む。すなわち、固定リング50は、パイプ状部材4の外径に対して精度良く(軽圧入程度に)はまるようになっており、装置本体2にパイプ状部材4をセッティングする際に予め通しておく。この時、固定リング50はパイプ状部材4に対して接着しても良いし、軽圧入程度の部品同士の摩擦で保持できるようにしていても良い。

パイプ状部材4に磁石5を詰め込み後、スペーサ51、封止部材40を順次詰め込み、封止部材40まで挿入したら、固定リング50を３個のねじ53によって封止部材40に固定する。封止部材40にはＤカットのような面40ａが対向して設けられ、この面40ａによって各部品の（ネジ）穴の方向を決めることができる。この実施の形態では、封止部材40を詰め込む際は、面40ａによってパイプ状部材4に送り込む際の(ネジ)穴の方向を図示しないガイド部材を突き当て詰め込む。

次に、封止部材40に軸方向からネジ54を捻じ込み、スペーサ51を押込んで磁石5の反発力によって生じた磁石5間の隙間を無くす。このスペーサ51は直接磁石5にネジ54があたった際に、磁石5に破損の恐れがあるため用いている。この固定リング50、パイプ状部材4、封止部材40は全て非磁性部材(真鍮、アルミ等)で製作している。

この実施の形態では、一番最初に詰め込む磁石5の磁極が全て同じ方向になるような検出手段を設けており、磁石収納部材３１は、ある一方向でしか固定できない構造となっている。

このようにして、シャフト状部材20にて磁石5をパイプ状部材4の長手方向に平行移動させ、磁石5をパイプ状部材4に収納することで、簡素な構成で反発し合う磁石5の力を押さえ込み、簡単かつ容易に磁石5をパイプ状部材4に収納できる。また、磁石5をパイプ状部材4の開口部4ａとシャフト状部材20間に、パイプ状部材4の長手方向と鉛直方向に平行移動させ、磁石5をパイプ状部材4の開口部4ａに送り込むことで、簡素な構成で、簡単かつ容易に磁石5をパイプ状部材4に収納できる。なお、この実施の形態では、磁石5をパイプ状部材4の開口部4ａとシャフト状部材20間に、パイプ状部材4の長手方向と鉛直方向に平行移動させているが、これに限定されず、磁石5はパイプ状部材4の長手方向に対し平行移動する際、例えばパイプ状部材4の長手方向に対して４５゜の方向から平行移動させてもよい。また、パイプ状部材4が長手方向が水平に配置されている場合には、磁石5を前記した鉛直方向、４５゜の方向に限定されず、さらに磁石5を水平の方向から平行移動させてもよく、平行移動の方向は特に限定されない。

さらに、所定数の磁石5が送り込まれた後、磁石5と同等の外形寸法である封止部材40を磁石5と同様の方法で送り込み、磁石5をパイプ状部材4に封止し、磁石5をパイプ状部材4に収納する機構と同じ機構を用いるため、簡素な構成とすることができる。所定数の磁石5はシャフト型リニアモータの搬送距離に応じて必要となる磁石数であり、基本的には必要となる磁石の数量はシャフト型リニアモータで搬送しようとする距離によって設定される。

この発明は、特に複数の磁石を組み合わせて構成されるシャフト型リニアモータの製造方法及びシャフト型リニアモータの製造装置に適用でき、簡素な構成で反発し合う磁石を簡単かつ容易に収納することができる。

シャフト型リニアモータの製造装置の概略構成図である。 固定台部の拡大図である。 図2のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 シャフト型リニアモータの後端部の封止部材の固定部の断面図である。 シャフト型リニアモータの後端部の封止部材の固定部の正面図である。

符号の説明

1 シャフト型リニアモータの製造装置
2 装置本体
3 固定台
4 パイプ状部材
5 磁石
10 送り込み機構
11 台形ねじ
12 支持台
20 シャフト状部材
30 受け台
30ａ 突き当て面
31 磁石収納部材
32 シャッター
40，60 封止部材

Claims (8)

1. パイプ状部材に複数の隣り合う磁石が互いに反発し合うように収納して固定子を組み付けるシャフト型リニアモータの製造方法において、
   前記パイプ状部材を固定する固定台と、
   前記パイプ状部材の長手方向と平行に移動するシャフト状部材とを有し、
   前記シャフト状部材にて前記磁石を前記パイプ状部材の長手方向に平行移動させ、前記磁石を前記パイプ状部材に収納することを特徴とするシャフト型リニアモータの製造方法。
2. 前記磁石を前記パイプ状部材の開口部と前記シャフト状部材間に、前記パイプ状部材の長手方向と平行移動させ、
   前記磁石を前記パイプ状部材の開口部に送り込むことを特徴とする請求項１に記載のシャフト型リニアモータの製造方法。
3. 前記パイプ状部材の開口部と前記シャフト状部材間に送り込まれる前記磁石は、互いの側面方向で磁極が引き付け合うように整列させていることを特徴とする請求項１または請求項2に記載のシャフト型リニアモータの製造方法。
4. 所定数の前記磁石が送り込まれた後、前記磁石と同等の外形寸法である封止部材を前記磁石と同様の方法で送り込み、
   前記磁石を前記パイプ状部材に封止することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシャフト型リニアモータの製造方法。
5. パイプ状部材に複数の隣り合う磁石が互いに反発し合うように収納して固定子を組み付けるシャフト型リニアモータの製造装置において、
   前記パイプ状部材を固定する固定台と、
   前記パイプ状部材の長手方向と平行に移動するシャフト状部材と、
   前記シャフト状部材にて前記磁石を前記パイプ状部材の長手方向に平行移動させ、前記磁石を前記パイプ状部材に収納する送り込み機構と、
   を備えることを特徴とするシャフト型リニアモータの製造装置。
6. 前記送り込み機構は、
   前記磁石を前記パイプ状部材の開口部と前記シャフト状部材間に、前記パイプ状部材の長手方向と平行移動させ、
   前記磁石を前記パイプ状部材の開口部に送り込むことを特徴とする請求項5に記載のシャフト型リニアモータの製造装置。
7. 前記パイプ状部材の開口部と前記シャフト状部材間に送り込まれる磁石は、互いの側面方向で磁極が引き付け合うように整列させていることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のシャフト型リニアモータの製造装置。
8. 所定数の前記磁石が送り込まれた後、前記磁石と同等の外形寸法である封止部材を前記磁石と同様の方法で送り込み、
   前記磁石を前記パイプ状部材に封止することを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか１項に記載のシャフト型リニアモータの製造装置。