JP5254651B2 - Linear motor with magnetic shield plate, multi-axis linear motor with magnetic shield plate, and method for manufacturing linear motor with magnetic shield plate - Google Patents
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Description
本発明は、マグネットに発生する磁界とコイルに流れる電流によって、電機子に対して軸部材が相対的に直線運動するリニアモータに関し、特にリニアモータに磁気シールド板が取り付けられた磁気シールド板付きリニアモータに関する。 The present invention relates to a linear motor in which a shaft member moves linearly relative to an armature by a magnetic field generated in a magnet and a current flowing in a coil, and in particular, a linear motor with a magnetic shield plate in which a magnetic shield plate is attached to the linear motor. It relates to the motor.
リニアモータの一種として、Ｎ極及びＳ極が交互に着磁される軸部材と、軸部材の周囲を囲むＵ，Ｖ，Ｗ相のコイルを有する電機子と、から構成されるロッドタイプ（シャフトタイプと呼ばれることもある）のリニアモータが知られている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相のコイルに三相交流電流を流すと、軸部材が電機子に対して軸部材の軸線方向に相対的に直線運動する。 As a type of linear motor, a rod type (shaft) composed of a shaft member in which N and S poles are alternately magnetized, and an armature having U, V, and W phase coils surrounding the shaft member Linear motors (sometimes called types) are known. When a three-phase alternating current is passed through the U, V, and W phase coils, the shaft member linearly moves relative to the armature in the axial direction of the shaft member.
ロッドタイプのリニアモータは、電子部品を基板に実装する部品実装装置に用いられる場合がある。部品実装の効率を高めるために、部品実装装置のヘッドには、多数のリニアモータが積層した状態で取り付けられる。多数のリニアモータは、互いのロッドの軸線が平行になるように積層される。 A rod-type linear motor may be used in a component mounting apparatus that mounts electronic components on a substrate. In order to increase the efficiency of component mounting, a large number of linear motors are attached to the head of the component mounting apparatus in a stacked state. Many linear motors are stacked such that the axes of the rods are parallel to each other.
しかし、多数のリニアモータを積層するとき、一つのリニアモータのロッドを移動させると、隣のリニアモータのロッドがつられて動いてしまうという問題が発生する。隣り合うリニアモータのロッド同士の磁力が相互に影響を及ぼすからである。 However, when a large number of linear motors are stacked, if the rod of one linear motor is moved, the problem arises that the rod of the adjacent linear motor is pulled and moved. This is because the magnetic forces between the rods of adjacent linear motors affect each other.
この問題を解決するために、特許文献１には、隣り合うリニアモータ間に鉄製の磁気シールド板を介在させる多軸リニアモータが開示されている。磁気シールド板を介在させることで、隣り合うリニアモータのロッド同士の磁力が相互に影響を及ぼすのを防止することができる。
従来の多軸リニアモータにあっては、磁気シールド板に折り曲げ加工及びねじ孔加工を施した後、止めねじを用いて磁気シールド板をヘッドに固定していた。しかし、磁気シールド板に折り曲げ加工及びねじ孔加工を施したのでは、磁気シールド板の構造が複雑になる。また、隣り合うリニアモータ間でシールド板を挟みながら、止めねじを用いて磁気シールド板をベースに取り付ける組み立て方法は、作業がしづらく、コストアップの要因となる。 In the conventional multi-axis linear motor, the magnetic shield plate is fixed to the head using a set screw after the magnetic shield plate is subjected to bending processing and screw hole processing. However, if the magnetic shield plate is subjected to bending and screw hole processing, the structure of the magnetic shield plate becomes complicated. In addition, an assembly method in which a magnetic shield plate is attached to a base using a set screw while sandwiching a shield plate between adjacent linear motors is difficult to work and increases costs.
そこで本発明は、磁気シールド板の構造を簡素化でき、また、リニアモータに磁気シールド板を容易に取り付けることができる磁気シールド板付きリニアモータ、磁気シールド板付き多軸リニアモータ、及び磁気シールド板付きリニアモータの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can simplify the structure of the magnetic shield plate, and can easily attach the magnetic shield plate to the linear motor. Linear motor with magnetic shield plate, multi-axis linear motor with magnetic shield plate, and magnetic shield plate It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a linear motor with a ring.
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のマグネットを有し、Ｎ極及びＳ極の磁極が軸線方向に交互に形成される軸部材と、前記軸部材の周囲を囲む複数のコイル、及び前記複数のコイルを覆う成形体を有する電機子と、前記成形体の側面に固定される磁性体の磁気シールド板と、を備え、前記成形体の前記側面には、部分的に突き出るボスが一体に成形され、前記磁気シールド板には、前記ボスに嵌まる孔又は凹部が形成され、前記成形体の側面には、隣のリニアモータのボスが嵌まるボス嵌合凹部が成形される磁気シールド板付きリニアモータである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の磁気シールド板付きリニアモータにおいて、 前記軸部材の軸線と直交する断面における前記成形体の外形形状が、実質的に四角形に形成され、前記成形体の側面のうちの一つの面に、前記成形体をベースに取り付けるための取付け部が設けられ、前記成形体の側面のうちの前記一つの面以外の面に、前記ボスが設けられることを特徴とする。
The invention according to
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の磁気シールド板付きリニアモータにおいて、 前記磁気シールド板は、前記成形体の側面のうち、前記ベースに取り付けられる前記一つの面以外の、少なくも一つの面を覆うように、平板形状に形成されることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the linear motor with a magnetic shield plate according to the second aspect, the magnetic shield plate includes at least one of the side surfaces of the molded body other than the one surface attached to the base. Is formed in a flat plate shape so as to cover one surface.
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の磁気シールド板付きリニアモータにおいて、 前記磁気シールド板は、前記成形体の側面のうち、前記ベースに取り付けられる前記一つの面以外の三面を覆うように、断面がＵ字形状に形成されることを特徴とする。
The invention according to
請求項５に記載の発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載の磁気シールド板付きリニアモータにおいて、前記成形体の側面の前記一つの面に、前記軸部材の軸線方向に間隔を開けて、位置決めピンを挿入するための少なくとも二つの位置決め凹部が形成されることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the linear motor with a magnetic shield plate according to any one of the second to fourth aspects, an interval is formed in the axial direction of the shaft member on the one surface of the side surface of the molded body. Thus, at least two positioning recesses for inserting the positioning pins are formed.
請求項６に記載の発明は、複数のマグネットを有し、Ｎ極及びＳ極の磁極が軸線方向に交互に形成される軸部材と、前記軸部材の周囲を囲む複数のコイル、及び前記複数のコイルを覆う成形体を有する電機子と、前記成形体の側面に固定される磁性体の磁気シールド板と、を備え、前記成形体の前記側面には、部分的に突き出るボスが一体に成形され、前記磁気シールド板には、前記ボスに嵌まる孔又は凹部が形成されるリニアモータが複数、互いの軸部材が平行になるように積層されると共に、隣り合うリニアモータ間に前記磁気シールド板が介在されてなり、前記リニアモータの前記ボスは、前記成形体の側面に複数設けられ、前記隣り合うリニアモータを平行に位置決めできるように、前記磁気シールド板の前記孔に嵌められた、前記隣り合うリニアモータの前記複数のボス同士が突き合わされることを特徴とする磁気シールド板付き多軸リニアモータである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a shaft member having a plurality of magnets, wherein N-pole and S-pole magnetic poles are alternately formed in the axial direction, a plurality of coils surrounding the shaft member, and the plurality of coils. And a magnetic shield plate made of a magnetic material fixed to the side surface of the molded body, and a partially protruding boss is integrally formed on the side surface of the molded body. The magnetic shield plate is laminated with a plurality of linear motors in which holes or recesses that fit into the bosses are formed so that the shaft members are parallel to each other, and the magnetic shield is disposed between adjacent linear motors. A plate is interposed, and a plurality of the bosses of the linear motor are provided on the side surface of the molded body, and are fitted into the holes of the magnetic shield plate so that the adjacent linear motors can be positioned in parallel. Above Ri said plurality of bosses each other linear motor fit is magnetic shield plate with multi-shaft linear motor you characterized in that butted.
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の磁気シールド板付き多軸リニアモータにおいて、前記隣り合うリニアモータが前記軸部材の軸線方向に位置ずれを起こさないように、前記ボスの外形形状は、前記磁気シールド板の前記孔の内径形状に一致することを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is the multi-axis linear motor with a magnetic shield plate according to the sixth aspect , wherein the boss has an outer shape so that the adjacent linear motors are not displaced in the axial direction of the shaft member. The shape corresponds to the inner diameter shape of the hole of the magnetic shield plate.
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載のリニアモータが複数、ベースに互いの軸部材が平行になるように取り付けられると共に、隣り合う前記リニアモータ間に前記磁気シールド板が介在されてなることを特徴とする磁気シールド板付き多軸リニアモータである。
The invention according to
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載のリニアモータが複数、互いの軸部材が平行になるように積層されると共に、隣り合うリニアモータ間に前記磁気シールド板が介在されてなる磁気シールド板付き多軸リニアモータであって、前記隣り合うリニアモータのうちの一方のリニアモータの前記ボスが前記シールド板の前記孔に嵌められると共に、前記一方のリニアモータの前記ボスが前記隣り合うリニアモータの他方のリニアモータの前記ボス嵌合凹部に嵌められることを特徴とする磁気シールド板付き多軸リニアモータである。
The invention according to
請求項１０に記載の発明は、複数のマグネットを有し、Ｎ極及びＳ極の磁極が軸線方向に交互に形成される軸部材と、前記軸部材の周囲を囲む複数のコイル、及び前記複数のコイルを覆う成形体を有する電機子と、前記成形体の側面に固定される磁性体の磁気シールド板と、を備える磁気シールド板付きリニアモータの製造方法において、前記成形体の側面に部分的に突き出るボスを一体に成形すると共に、前記成形体の側面に隣のリニアモータのボスが嵌まるボス嵌合凹部を成形する工程と、前記ボスに前記磁気シールド板の孔又は凹部を嵌め、前記成形体に前記磁気シールド板を固定する工程と、を備える磁気シールド板付きリニアモータの製造方法である。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a shaft member having a plurality of magnets, wherein N-pole and S-pole magnetic poles are alternately formed in the axial direction, a plurality of coils surrounding the shaft member, and the plurality of coils In a method of manufacturing a linear motor with a magnetic shield plate, comprising: an armature having a molded body that covers a coil of the magnetic body; and a magnetic shield plate of a magnetic body fixed to a side surface of the molded body. When integrally formed boss projecting co, fit a step of molding the whole boss fitting recess boss fitted next to the linear motor to the side surface of the shaped body, a hole or recess of the magnetic shield plate to said boss, And a step of fixing the magnetic shield plate to the molded body.
リニアモータの成形体の側面に一体に形成したボスに磁気シールド板を位置決め・固定できるので、磁気シールド板の構造を簡素化でき、また、磁気シールド板をリニアモータに容易に取り付けることができる。 Since the magnetic shield plate can be positioned and fixed to the boss integrally formed on the side surface of the molded body of the linear motor, the structure of the magnetic shield plate can be simplified, and the magnetic shield plate can be easily attached to the linear motor.
リニアモータの小型化の要請から、成形体の肉厚には、コイルを覆うことができる最小の肉厚が望まれる。もし、成形体に磁気シールド板を固定するためのタップを加工するならば（例えば成形体にインサートナットを埋め込むならば）、タップが成形体の内部のコイルに干渉するおそれがあるので、成形体の肉厚を薄くすることができない。成形体に部分的に突き出るボスを一体に形成することで、タップがコイルに干渉するのを防止することができ、成形体の薄肉化を図ることができる。 Due to the demand for miniaturization of the linear motor, the minimum thickness that can cover the coil is desired as the thickness of the molded body. If the tap for fixing the magnetic shield plate to the molded body is processed (for example, if an insert nut is embedded in the molded body), the tap may interfere with the coil inside the molded body. The thickness of can not be reduced. By integrally forming the boss that partially protrudes from the molded body, the tap can be prevented from interfering with the coil, and the molded body can be thinned.
添付図面に基づいて本発明のリニアモータを詳細に説明する。図１は本発明の第一の実施形態の磁気シールド板付きリニアモータを示す。 The linear motor of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a linear motor with a magnetic shield plate according to a first embodiment of the present invention.
図１は、本発明の第一の実施形態の磁気シールド板付きリニアモータの斜視図を示す。この実施形態のリニアモータにおいては、軸部材であるロッド１が成形体であるハウジング２に対してロッド１の軸線方向に直線運動する。ハウジング２には複数のコイル８（図２参照）が内蔵されている。これらハウジング２及びコイル８がリニアモータの電機子を構成する。このリニアモータは、単独では一軸のアクチュエータとして使用でき、例えば電子部品を基板に実装する部品実装装置のヘッドに組み込まれる。複数のリニアモータを互いのロッド１が平行になるように並べれば、多軸のアクチュエータとして使用でき、一度に多数の電子部品を基板に実装することができる。
FIG. 1 is a perspective view of a linear motor with a magnetic shield plate according to a first embodiment of the present invention. In the linear motor of this embodiment, the
ロッド１の軸線に直交する断面におけるハウジング２の外形形状は、実質的に四角形（この実施形態では長方形）に形成される。ハウジング２の四つの側面は、ロッド１の軸線と平行である。ハウジング２の側面のうちの一つの面（図１では上面２ａ）が部品実装装置のヘッドのベース３（図７参照）に取り付けられる。ハウジング２の側面の残りの面のうちの少なくとも一つの面（図では左右の側面２ｂ）には、磁気シールド板４をハウジングに固定するためのボス６が一体に成形され、このボス６に磁気シールド板４が位置決め・固定される。ハウジング２の左右の側面２ｂにボス６を成形することで、隣接するリニアモータ間で磁気シールド板４を挟むことができ（図７参照）、磁気シールド板４がボス６から抜けるのを防止することができる。なお、図１には、磁気シールド板４がリニアモータのハウジング２から分離した状態が示されている。
The outer shape of the
図２は、磁気シールド板４が取り外されたリニアモータの詳細図を示す。リニアモータは回転形のモータと同様に、マグネットの磁界とコイルに流れる電流によって、ロッド１が直線運動するための力を得る。ロッド１内には多数のマグネットが収容される。ロッド１の周囲は、軸線方向に積層された複数のコイル８によって囲まれる。言い換えれば、ロッド１は軸線方向に積層されたコイル８を貫通する。
FIG. 2 shows a detailed view of the linear motor with the
ロッド１は、例えばステンレス等の非磁性材からなり、パイプのように中空の空間を有する。ロッド１の中空空間には、円柱状の複数のマグネット５（セグメント磁石）が互いに同極が対向するように積層される。マグネット５の間には、例えば鉄等の磁性体からなるポールシュー７（磁極ブロック）が介在される。ポールシュー７を介在させることで、マグネット５が形成する磁界を正弦波に近づけることができる。
The
コイル８は導線を螺旋状に巻いたもので、コイルホルダ９に保持されている。図３及び図４は、コイル８、及びコイル８を保持するコイルホルダ９の詳細図を示す。複数の円環状のコイル８はその軸線方向に互いの軸線が一致するように一列に配列される。隣接するコイル８同士は絶縁させる必要があるので、コイル８間には絶縁材として樹脂製のスペーサ部９ｂが介在される。スペーサ部９ｂはコイル８の正面形状と同一の円環形状に形成される。スペーサ部９ｂは、コイル８の軸線方向に細長く伸びる板状のホルダ本体部９ａに一体に成形される。すなわち、コイルホルダ９は樹脂の成形品であり、コイル８の軸線方向に細長く伸びる板状のホルダ本体部９ａと、ホルダ本体部９ａから下方に突出する薄肉の複数のスペーサ部９ｂとから構成される。ホルダ本体部９ａの側面には、射出成形するときにコイルホルダ９を金型に固定するための突起９ｃが設けられる。ホルダ本体部９ａの下面には、コイル８の外形形状に合わせた曲面状の窪み９ｄが形成される。
The
コイルホルダ９の上面には、ホルダ本体部９ａと同一の平面形状の矩形状の絶縁基板１０が取り付けられる。絶縁基板１０には、コイル８のリード線８ａに電気的に接続される導電パターンが形成される。導電パターンは、Ｕ相同士のコイル、Ｖ相同士のコイル、Ｗ相同士のコイルを接続するように形成される。
A rectangular insulating
コイル８及びコイルホルダ９は、成形体であるハウジング２によって覆われる。コイル８及びコイルホルダ９を射出成形の金型にセットし、金型に成形材料を射出することによって、コイル８及びコイルホルダ９がハウジング２に一体に形成される。コイル８をハウジング２と一体にインサート成形することで、コイル８を別部材のハウジングで覆う場合に比べて、ハウジング２の肉厚を薄くできるという利点がある。ハウジング２の肉厚を薄くすることで、リニアモータの寸法を小さくすることができる。
The
図２に示されるように、ロッド１の軸線と直交する断面におけるハウジング２の外形形状は、実質的に四角形（この実施形態では長方形）に形成される。ハウジング２の側面のうちの一つの面（この実施形態では上面２ａ）には、相手部品であるベース３にハウジング２を取り付けるための取付け部として、雌ねじ１２が加工される。雌ねじ１２はハウジング２を射出成型するとき、インサートナット１３を金型に埋め込むことでハウジング２と一体に形成される。また、ハウジング２の上面には、ロッド１の軸線方向に間隔を開けて、位置決めピンが挿入される二つの位置決め凹部（この実施形態では位置決め穴１４）が形成される。二つの位置決め穴１４はロッド１の軸線上に配列され、二つの位置決め穴１４を結んだ線とロッド１の軸線とは平行になる。
As shown in FIG. 2, the outer shape of the
ハウジング２に雌ねじ１２を加工しただけでは、ハウジング２をベース３に取り付けたとき、リニアモータをベース３に取り付けるためのボルトとベース３の穴との間のすきまに起因して、ハウジング２がベース３に対して傾く場合がある。ハウジング２がベース３に対して傾くと、ロッド１の角度もずれてしまい、複数のロッド１の平行を保つことができない。ベース３及びハウジング２に位置決めピンを挿入するための位置決め穴１４を加工し、ハウジング２をベース３に取り付けるとき、これらの位置決め穴１４に位置決めピン１５（図６参照）を挿入することで、ハウジング２の傾きを防止することができ、ひいては複数のロッド１を平行に保つことができる。
If the
図２に示されるように、ハウジング２には、放熱特性を高めるためにフィン１７が複数形成される。ハウジング２の軸線方向の両端部には、ロッド１が直線運動するのを案内するためのブッシュ１８が設けられる。ハウジング２の軸線方向の両端部には、ハウジング２に位置決めされたエンド部材１９が一体に成形される。エンド部材１９は、コイル８及びコイルホルダ９と同様にあらかじめ金型にインサートされる。ブッシュ１８は、エンド部材１９に挿入され、エンド部材１９にねじ等の固定手段によって固定される。ブッシュ１８をエンド部材１９に挿入することで、ブッシュ１８をエンド部材１９に位置決めすることができる。また、ハウジング２の軸線方向の端部には、ロッド１の位置を検出するためのエンコーダが設けられる。エンコーダはハウジング２の軸線方向の端部に取り付けられた収容ケース２０に収容される。
As shown in FIG. 2, a plurality of
ベース３に取り付けられるので、ハウジング２には機械的強度が高いことが要求される。また、コイル８との絶縁を保つ必要があるため、ハウジング２には絶縁性の高いことが要求される。さらに、冷却効率を上げるために、ハウジング２には熱伝導性のよいことが要求される。これらの要求を満足するために、ハウジング２の材料には、ガラスエポキシ等の熱可塑性樹脂、又は絶縁性の金属酸化物粒子を充填材として熱可塑性樹脂に混合してなる成形材料が用いられる。
Since it is attached to the
図５は、リニアモータのマグネット５とコイル８の位置関係を示す。ロッド１内の中空空間には、界磁マグネットとして、円盤状の複数のマグネット５（セグメント磁石）が互いに同極が対向するように、すなわちＮ極とＮ極が、Ｓ極とＳ極とが対向するように、積層される。図５には示されていないが、実際にはマグネット５間にはポールシュー７（図２参照）が介在される。ロッド１の周囲には、ロッド１を囲む複数のコイル８が積層される。コイル８は、Ｕ・Ｖ・Ｗ相からなる三相コイルを複数組み合わせたものである。三相コイルに１２０°ずつ位相が異なる三相電流を流すと、コイル８の軸線方向に移動する移動磁界が発生する。ロッド１内のマグネット５は、移動磁界により推力を得て、移動磁界の速さに同期して直線運動を行なう。
FIG. 5 shows the positional relationship between the
図１に示されるように、ハウジング２の上面２ａ以外の側面（この実施形態では左右の側面２ｂ）には、磁気シールド板４をハウジング２に固定するためのボス６が一体に成形される。ボス６はハウジング２の左右の側面２ｂから左右方向に部分的に突き出ている。この実施形態では、合計四個のボス６がハウジング２の左右の側面にそれぞれ成形される。四個のボス６は、ロッド１の軸線方向及び軸線と直交する方向に間隔を開けて配列される。
As shown in FIG. 1, a
ハウジング２の左右の側面には、矩形の平板形状に形成される磁気シールド板４が取り付けられる。磁気シールド板４には、ハウジング２のボス６に対応する複数の孔４ａが加工される。この実施形態では、四個のボス６に対応して四個の孔４ａが加工される。磁気シールド板４の孔４ａをハウジング２のボス６に嵌めることで、磁気シールド板４をハウジング２に容易に位置決め・固定することができる。ハウジング２の側面側には、他のリニアモータのハウジング２が隣接して配列され、磁気シールド板４は隣り合う一対のリニアモータ間に挟まれるので（図７参照）、ボス６と孔４ａとの嵌め合いでも磁気シールド板４がハウジング２から抜けることはない。なお、ボス６と孔４ａとの嵌め合いは、すきま嵌めでも、しまり嵌めでもよい。
磁気シールド板４は例えば、鉄、ニッケル、クロム、パーマロイ（ニッケル（３５〜８０％）−鉄合金磁性材料）等の、磁界の中に置くと磁化し易い磁性体からなる。磁気シールド板４はハウジング２の左右の側面２ｂを覆うだけでなく、ハウジング２からロッド１の軸線方向にさらに伸びている。磁気シールド板４の長さは、ロッド１の全長とロッド１のストロークの長さの合計以上であり、ロッド１のストロークの全範囲をカバーする。
The
磁気シールド板４は、例えば薄肉の磁性体の板をプレス加工によって矩形形状に打ち抜くことで製造される。磁気シールド板４を平板形状に形成することで、折り曲げ加工が不要になり、磁気シールド板４の製造が容易になる。なお、磁気シールド板４には、孔４ａの替わりに底のある凹部が形成されてもよい。また、この実施形態では、リニアモータの左右の側面２ｂ間の距離が短く、上下の側面２ａ，２ｃ間の距離が長いので、左右方向に隣接するリニアモータ同士が磁力の相互作用を受けやすい。このため、左右の側面２ｂにのみ磁気シールド板４を固定している。もちろん、上下方向に隣接するリニアモータ同士が影響を与える場合は、下側の側面２ｃに磁気シールド板４を取り付けてもよい。
The
ハウジング２に磁性体の磁気シールド板４を取り付けると、ロッド１のマグネット５の磁力線は、磁気シールド板４を通る。このため、磁気シールド板４を挟んだ外側にマグネットの磁力線が漏れにくくなる。ロッド１のマグネット５の磁力線がシールドされていることになるので、隣り合うリニアモータのロッド１同士が互いの磁力線の影響を受けにくくなる。
When the
磁気シールド板４が厚いほど、磁気シールドの効果が大きくなる。しかし、リニアモータの小型化の要請からは、磁気シールド板４は薄い方がよい。磁気シールド板４の厚さは、マグネット５の磁界解析をし、隣り合うロッド１同士が互いの磁力線の影響を受けにくくなる範囲で、最小の肉厚に設定される。
The thicker the
図６は、部品実装装置のヘッドのベース３に二つのリニアモータを並べて取り付けた例を示す。この実施形態では、ハウジング２の上面２ａがベース３に取り付けられる。ハウジング２及びベース３の位置決め穴１４，３ａには、位置決めピン１５が挿入される。位置決めピン１５がベース３に対してリニアモータを正確に位置決めするので、ベース３にリニアモータを位置決めするにあたり、ハウジング２の側面２ｂの寸法精度はあまり気にしなくてすむ。ハウジング２の側面２ｂにおいては、磁気シールド板４を挟み、ボス６で磁気シールド板４を位置決め・固定すればよいだけである。
FIG. 6 shows an example in which two linear motors are mounted side by side on the
従来の磁気シールド板の取付け方法においては、ハウジング２にボス６を形成しないで、対向する一対のハウジング２の側面２ｂ間で磁気シールド板４を挟んでいた。ハウジング２の側面２ｂの精度がでていないと、磁気シールド板４をぴったりと挟むことができなくなるので、成形後に膨らんだハウジング２の側面２ｂを研磨していた。本実施形態によれば、隣り合うボス６の頭部同士だけが接触するで、それ以外の面はあまり精度を出さなくてもよい。このため、ハウジング２の側面２ｂは膨らんだままでよく、成形後にハウジング２の側面２ｂを研磨して平面２３にする必要がなくなる。
In the conventional method of attaching the magnetic shield plate, the
図７は、部品実装装置のヘッドに多数の磁気シールド板付きリニアモータ２６を取り付けた例を示す。この例のヘッドのヘッドハウジングは、対向する一対のベース３を有する。一対のベース３のそれぞれの内側の面には、横方向に多数のリニアモータ２６が取り付けられる。上下一対のベース３及び多数のリニアモータ２６は、左右方向に伸びる中心線２４に対して線対称である。隣り合う一対のリニアモータ２６間には、ボス６に嵌め込まれた磁気シールド板４が介在される。また、左右方向の両端に位置するリニアモータ２６ａ，２６ｂの左右方向の両側にも磁気シールド板４が取り付けられる。磁気シールド板４が片側だけだと、ロッド１が片側の磁気シールド板４にひきつけられて、ロッド１とすべり運動を案内するブッシュ１８（図２参照）との間の摩擦抵抗が大きくなったり、ロッド１が撓んだりするおそれがある。ロッド１に作用する吸引力のバランスをとるために、ロッド１の左右方向の両側に磁気シールド板４が配置される。上下方向に隣り合うリニアモータ同士が磁力の相互作用の影響を受ける場合には、これらの間に左右方向に伸びる磁気シールド板２７を挟んでもよい。そして、ハウジングに磁気シールド板２７に嵌まるボスを形成してもよい。
FIG. 7 shows an example in which a large number of
図７に示される多軸リニアモータにおいて、ボス６は、磁気シールド板４がロッド１につられてロッド１の軸線方向に移動するのを防止する機能をもつが、隣り合うリニアモータを平行に位置決めする機能までは持たなくてよい。隣り合うリニアモータの平行は位置決めピン１５（図６参照）によって位置決めされるからである。このため、隣り合うボス６同士の間にはわずかなすきまがあってもよい。ただし、ボス６に隣り合うリニアモータの平行の位置決めをする機能を持たせてもよい。この場合、隣り合うボス６の頂部同士を突き合わせる必要があるので、寸法を安定させるためにボス６の頂部の突き当て面を研磨する必要がある。
In the multi-axis linear motor shown in FIG. 7, the
図８は、隣り合うリニアモータ２６のボス６同士を突き合わせることによって、隣り合うリニアモータ２６を平行に位置決め（隣り合うロッド１の軸線を平行に位置決め）した多軸リニアモータを示す。リニアモータ２６のハウジング２の側面２ｂには、ロッド１の軸線方向に間隔を開けて複数のボス６が一体に成形される。ボス６の頂部の突き当て面６ａは、平面に研磨される。円筒形のボス６の外形形状は、円形の磁気シールド板４の孔４ａの内径形状と一致し、ボス６と孔４ａとの間にはガタが発生していない。隣り合うリニアモータ２６間に挟まれる磁気シールド板４の厚さｔ１は、隣り合うリニアモータ間の距離ｔ２よりも僅かに小さい。
FIG. 8 shows a multi-axis linear motor in which adjacent
この例の多軸リニアモータによれば、隣り合うリニアモータ２６の平行は、ボス６の突き当て面６ａで決めることができる。そして、リニアモータ２６のロッド１の出入り方向（ロッド１の軸線方向）の位置決め精度は、磁気シールド板４で決めることができる。リニアモータ相互の平行度の基準を位置決めピン１５（図６参照）ではなく、ハウジング２に一体に成形したボス６の突き当て面６ａとすることができるので、位置決めピン１５をなくすことができ、位置決めピン１５を用いた場合よりも組み付けが容易になる。ハウジング２の側面全面を研磨して高精度の基準面をするのは困難であるが、ボス６の突き当て面６ａのみを研磨して基準面とするのは比較的容易である。
According to the multi-axis linear motor of this example, the parallelism of the adjacent
また、磁気シールド板４の孔４ａとボス６とをガタが無いように嵌め合わせれば、隣り合うリニアモータ２６のボス６同士のずれが無くなるので、隣り合うリニアモータ２６同士のロッド１の出入り方向の位置を容易に揃えることができる。つまり、磁気シールド板４に固定治具としての機能を持たせているので、ボス６同士の位置合わせが容易になる。
Further, if the
組み付けの際、リニアモータ２６と磁気シールド板４との間に磁力による吸着力が働くので、リニアモータ２６と磁気シールド板４とを順々に並べるだけで、積層したリニアモータ２６を一体化させることができる。全てのリニアモータ２６を並べ終わったら、一体化させた多軸リニアモータをまとめてベースにボルト止めすればよい。特別な固定治具などを使用せず、簡単に組付けることができる。
At the time of assembly, an attracting force due to a magnetic force acts between the
図９は、本発明の第二の実施形態の磁気シールド板付きリニアモータを示す。リニアモータ自体、すなわちロッド１及びハウジング２の構成は、上記第一の実施形態のリニアモータと同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。
FIG. 9 shows a linear motor with a magnetic shield plate according to a second embodiment of the present invention. Since the configuration of the linear motor itself, that is, the
この実施形態においては、磁気シールド板２８の形状が第一の実施形態の平板状の磁気シールド板４と異なる。磁気シールド板２８は、ハウジング２の側面のうち、ベース３に取り付けられるハウジング２の上面２ａ以外の三面２ｂ，２ｃを覆うように、断面がＵ字形状に形成される。すなわち磁気シールド板２８は、ハウジング２の左右の側面２ｂに対向する左右一対の側面壁２８ｂと、ハウジング２の下側の側面２ｃに対向する底壁２８ｃと、から構成される。左右一対の側面壁２８ｂと底壁２８ｃとは一体に形成される。左右一対の側面壁２８ｂ間をわずかに広げ、左右一対の側面壁２８ｂそれぞれに形成される孔３０をハウジング２のボス６に嵌めることで、磁気シールド板２８をハウジング２に固定することができる。磁気シールド板２８の断面形状をＵ字形状に形成することで、磁気シールド板２８をリニアモータ２６のハウジング２に固定するにあたり、磁気シールド板２８を一対のリニアモータ２６間で挟む必要がなくなる。このため、磁気シールド板２８をリニアモータ２６に固定する作業がより容易になる。
In this embodiment, the shape of the
図１０は、多数の第二の実施形態のリニアモータ２６をベース３に積層して取り付けた例を示す。断面がＵ字形状の磁気シールド板２８は、左右方向に一つ置きのリニアモータ２６に配置され、残りの一つ置きのリニアモータ２６には配置されない。また、上下方向に一対のリニアモータのうち、上側のリニアモータ２６に磁気シールド板２８が取り付けられているとき、下側のリニアモータ２６には磁気シールド板２８が取り付けられていない。そして、下側のリニアモータ２６に磁気シールド板２８が取り付けられているとき、上側のリニアモータ２６には磁気シールド板２８が取り付けられていない。
FIG. 10 shows an example in which a large number of
断面Ｕ字形状の磁気シールド板２８は、リニアモータ２６の四側面のうちの三面を覆う。左右方向及び上下方向に上述の関係に磁気シールド板２８を配置すれば、隣り合うリニアモータ２６間に二枚の磁気シールド板２８が介在されるのを防止することができ、多軸リニアモータの小型化が図れる。ただし、左右方向に一つ置きのリニアモータ２６に磁気シールド板２８を配置すると、左右方向の端部に位置するリニアモータ２６ａの一方の側面２６ｂに磁気シールド板２８が配置されなくなる。このため、リニアモータ２６ａの一方の側面２６ｂには、平板板状の磁気シールド板４が配置される。
The
なお、この例の多軸リニアモータにおいても、隣り合うリニアモータ２６のボス６同士を突き合わせ、突き当て面２６ａを基準面とすることで、位置決めピン１５が不要になり、複数のリニアモータ２６の組み付けが容易になる。
In the multi-axis linear motor of this example as well, the positioning pins 15 become unnecessary by abutting the
図１１は、多数の第二の実施形態のリニアモータ２６をベース３に積層して取り付けた他の例を示す。この例では、すべてのリニアモータ２６に断面Ｕ字形状の磁気シールド板２８が取り付けられている。
FIG. 11 shows another example in which a large number of
図１２は、ベース３に単独の磁気シールド板付きリニアモータ２６を取り付けた例を示す。磁気シールド板２８をリニアモータに取り付けるのは、リニアモータ２６を積層して使用する場合だけではない。リニアモータ２６の外部に磁気が漏れるのを避けたいときには、単独のリニアモータ２６にも磁気シールド板２８が取り付けられる。磁気シールド板２８でリニアモータ２６の三面を覆うことで、リニアモータ２６の外部に磁気が漏れるのを効率よく防止することができる。
FIG. 12 shows an example in which a single
単独のリニアモータ２６に磁気シールド板２８を取り付ける場合、磁気シールド板２８をハウジング２に確実に固定するのが望ましい。このため、ハウジング２のボス６と磁気シールド板２８の孔３０との嵌め合いがしまり嵌めに設定されるか、又は、ボス６に磁気シールド板２８の孔３０を嵌めこんだ後、ボス６の頭部を超音波溶着で溶融することで、ボス６が磁気シールド板２８に一体化されるのが望ましい。
When attaching the
図１３は、本発明の第三の実施形態のリニアモータ３１の側面図を示す。この例のリニアモータ３１においては、ハウジング３２の側面３２ａにボス３４が一体に成形され、側面３２ａに対向する側面３２ｂにボス嵌合凹部３５が一体に成形される。ハウジング３２の左右の側面３２ａ，３２ｂ以外の面（例えば上面３２ｃ）がベースへの取付け面になる。
FIG. 13: shows the side view of the
ボス３４の側面３２ａからの突出量は磁気シールド板４，２８の厚みよりも大きい。すなわち、磁気シールド板４をハウジング３２に取り付けた状態で、ボス３４は磁気シールド板４，２８から突出する。ボス３４を隣のリニアモータ３１のボス嵌合凹部３５に嵌めることができるように、円筒形のボス３４の外形形状は、円筒形のボス嵌合凹部３５の内径形状に一致する。
The protruding amount of the
図１４は、多数の第三の実施形態のリニアモータ３１を積層した例を示す。リニアモータ３１のボス３４に磁気シールド板４，２８の孔４ａ，３０に嵌め、さらに磁気シールド板４，２８から突出したボス３４を隣のリニアモータ３１のボス嵌合凹部３５に嵌めることで、ブロックのようにユニット化された多軸のリニアモータが得られる。
FIG. 14 shows an example in which a large number of
一般に、樹脂成形で凹部を成形する場合、その底面３５ａは研磨しなくても十分な精度が出る。このため、ボス３４とボス嵌合凹部３５の嵌め合い構造において、ボス３４の突き当て面３４ａのみを研磨すれば、ボス３４の突き当て面３４ａとボス嵌合凹部３５の底面を基準にして、リニアモータ３１を位置決めできる。このため、位置決めピン１５（図６参照）をなくすことができ、位置決めピン１５を設ける場合よりも組み付けが容易になる。なお、この例の多軸リニアモータにおいては、ボス３４とボス嵌合凹部３５の嵌め合いのみで、隣り合うリニアモータの平行の位置決めができ、またロッド１の出入り方向の位置ずれを防止できるので、磁気シールド板４，２８の孔４ａ，３０にはガタがあっても問題はない。
In general, when the recess is formed by resin molding, sufficient accuracy can be obtained without polishing the
なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な実施形態に具現化できる。例えば、上記実施形態では、コイルが固定され、ロッドがコイルに対してロッドが直線運動しているが、ロッドが固定され、コイルがロッドに対して直線運動してもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not change the summary of this invention, it can be embodied in various embodiment. For example, in the above embodiment, the coil is fixed and the rod moves linearly with respect to the coil. However, the rod may be fixed and the coil may move linearly with respect to the rod.
また、ハウジングの断面形状は、四角形に限られることはなく、四角形以外の多角形や、円、又は楕円形状に形成されてもよい。四角形に形成されるハウジングの角部には、円弧や直線の面取りが施されてもよい。 The cross-sectional shape of the housing is not limited to a quadrangle, and may be formed in a polygon other than a quadrangle, a circle, or an ellipse. Arcs or straight chamfers may be applied to the corners of the housing formed in a square shape.
さらに、本実施形態のリニアモータは部品実装装置に限られることはなく、様々な用途の一軸アクチュエータ及び多軸アクチュエータに適用することができる。 Furthermore, the linear motor of the present embodiment is not limited to the component mounting apparatus, and can be applied to single-axis actuators and multi-axis actuators for various uses.
１…ロッド（軸部材），２…ハウジング（成形体），２ａ…ハウジングの上面（成形体の側面のうちの一つの面），２ｂ，２ｃ…ハウジングの上面以外の三面，３…ベース，４…磁気シールド板，４ａ…磁気シールド板の孔，５…マグネット，６…ボス，８…コイル，１２…雌ねじ（取付け部），１４…位置決め穴（位置決め凹部），１５…位置決めピン，１８…ブッシュ，１９…エンド部材，２６，３１…リニアモータ，２８…磁気シールド板，３０…磁気シールド板の孔，３２…ハウジング（成形体），３４…ボス，３５…ボス嵌合凹部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記軸部材の周囲を囲む複数のコイル、及び前記複数のコイルを覆う成形体を有する電機子と、
前記成形体の側面に固定される磁性体の磁気シールド板と、を備え、
前記成形体の前記側面には、部分的に突き出るボスが一体に成形され、
前記磁気シールド板には、前記ボスに嵌まる孔又は凹部が形成され、
前記成形体の側面には、隣のリニアモータのボスが嵌まるボス嵌合凹部が成形される磁気シールド板付きリニアモータ。 A shaft member having a plurality of magnets, wherein N-pole and S-pole magnetic poles are alternately formed in the axial direction;
An armature having a plurality of coils surrounding the periphery of the shaft member and a molded body covering the plurality of coils;
A magnetic shield plate of magnetic material fixed to the side surface of the molded body,
A boss that partially protrudes is integrally formed on the side surface of the molded body,
The magnetic shield plate is formed with a hole or recess that fits into the boss ,
A linear motor with a magnetic shield plate in which a boss fitting recess into which a boss of an adjacent linear motor is fitted is formed on a side surface of the molded body .
前記成形体の側面のうちの一つの面に、前記成形体をベースに取り付けるための取付け部が設けられ、
前記成形体の側面のうちの前記一つの面以外の面に、前記ボスが設けられることを特徴とする請求項１に記載の磁気シールド板付きリニアモータ。 The outer shape of the molded body in a cross section perpendicular to the axis of the shaft member is substantially formed into a quadrangle,
An attachment portion for attaching the molded body to a base is provided on one of the side surfaces of the molded body,
The linear motor with a magnetic shield plate according to claim 1, wherein the boss is provided on a surface other than the one surface of the side surfaces of the molded body.
前記リニアモータの前記ボスは、前記成形体の側面に複数設けられ、
前記隣り合うリニアモータを平行に位置決めできるように、前記磁気シールド板の前記孔に嵌められた、前記隣り合うリニアモータの前記複数のボス同士が突き合わされることを特徴とする磁気シールド板付き多軸リニアモータ。 An electric machine having a plurality of magnets, a shaft member in which N and S poles are alternately formed in the axial direction, a plurality of coils surrounding the shaft member, and a molded body covering the plurality of coils A magnetic shield plate made of a magnetic material fixed to a side surface of the molded body, and a boss that partially protrudes is integrally formed on the side surface of the molded body. A plurality of linear motors in which holes or recesses that fit into the bosses are formed, the shaft members are stacked so that the shaft members are parallel to each other, and the magnetic shield plate is interposed between adjacent linear motors,
A plurality of the bosses of the linear motor are provided on a side surface of the molded body,
As it can be positioned parallel to the linear motor in which the adjacent, the fitted into the hole of the magnetic shield plate, magnetic shield plate of the plurality of bosses between the adjacent linear motors you characterized in that butted With multi-axis linear motor.
前記隣り合うリニアモータのうちの一方のリニアモータの前記ボスが前記シールド板の前記孔に嵌められると共に、前記一方のリニアモータの前記ボスが前記隣り合うリニアモータの他方のリニアモータの前記ボス嵌合凹部に嵌められることを特徴とする磁気シールド板付き多軸リニアモータ。 A multi-axis linear motor with a magnetic shield plate in which a plurality of linear motors according to claim 1 are laminated so that their shaft members are parallel to each other, and the magnetic shield plate is interposed between adjacent linear motors. There,
The boss of one linear motor of the adjacent linear motors is fitted into the hole of the shield plate, and the boss of the one linear motor is fitted to the boss of the other linear motor. A multi-axis linear motor with a magnetic shield plate, which is fitted in a mating recess.
前記成形体の側面に部分的に突き出るボスを一体に成形すると共に、前記成形体の側面に隣のリニアモータのボスが嵌まるボス嵌合凹部を成形する工程と、
前記ボスに前記磁気シールド板の孔又は凹部を嵌め、前記成形体に前記磁気シールド板を固定する工程と、
を備える磁気シールド板付きリニアモータの製造方法。 An electric machine having a plurality of magnets, a shaft member in which N and S poles are alternately formed in the axial direction, a plurality of coils surrounding the shaft member, and a molded body covering the plurality of coils In a method of manufacturing a linear motor with a magnetic shield plate, including a child and a magnetic shield plate of a magnetic material fixed to a side surface of the molded body,
Co When integrally molded boss side partially protrudes in the formed body, a step of forming a full boss fitting recess boss fitted next to the linear motor to the side surface of the molded body,
Fitting the hole or recess of the magnetic shield plate to the boss, and fixing the magnetic shield plate to the molded body;
Of manufacturing a linear motor with a magnetic shield plate.
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