直线电动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种直线电动机。
【背景技术】
[0002]—直以来，作为例如在干净环境下的半导体相关物品的输送等各种用途所使用的马达，公知有较高定位精度和耐磨耗性优异的多种形态的直线电动机。
[0003]与使用了典型的磁路的直线电动机相比，作为即使是相同的大小也能够输出较大的推力的直线电动机，公知有如下直线电动机:将构成为平板状的动子作为次级构件而设为能够沿直线方向移动，并且在动子的表面和背面上分别设置各自与动子相对的作为初级磁场产生构件的定子，在各自与动子相对的面上形成包括磁体或铁心的齿(磁极齿)(参照专利文献I) ο通过如此将动子构成为次级构件，从而能够使动子不需要磁体、线圈以及电连接部而轻型化，因此能够使动子更高速地进行移动。
[0004]另外，本申请人为了提供一种使动子的磁极齿薄型化并且具有由漏磁通引起的损失较小的动子的直线电动机，提出了如下结构并进行专利申请:一种直线电动机，其包括作为初级磁场产生构件的定子和作为次级构件的动子，其中，将包括沿动子的移动方向以预定间距配置的多个磁极齿和连结该多个磁极齿的树脂制的连结部的动子配置在由两个定子夹持的位置，将动子中的由定子夹持的部分形成为板状(参照专利文献2)。
_5] 现有技术文献
[0006]专利f献
[0007]专利文献1:日本特开2010 - 130892号公报
[0008]专利文献2:日本特开2012 - 210011号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]近来，使用直线电动机欲以更快的速度、高加速度使例如输送的轻量物移动这样的要求日益增加。而且，可以料想，即使是上述直线电动机，也能够产生无法充分地满足这样的要求的时候。
[0011]因此，本发明人经过认真研究，最后终于发明了如下直线电动机:实现了动子的进一步的轻型化，并且能够避免由于动子中的伴随着动子自身的高速、高加速度的移动的磁极齿的位置偏移而损害能够相对于定子沿直线方向相对移动的作为次级构件的动子的预期功能这样的不良情况。
[0012]另外，在为了满足如上所述的要求而实现了动子的进一步的轻型化的情况下，如果伴随着轻型化而动子的刚性降低并挠曲变形，则在动子与定子之间无法确保预定尺寸的均匀的间隙，可能产生无法实现动子的高速、高加速度的移动的场面。另外，在包括隔着间隙相对配置的动子和定子的直线电动机中，构成为通过设计为使利用定子作用于动子的磁力在作为动子和定子的相对方向的高度方向上平衡，从而对动子大致未作用有除移动方向以外的力，但是实际上，由于直线电动机的组装时、制造时的公差，因此向定子中的相对靠近动子的部分的吸引力发挥作用，可以设想由于这样的失衡的吸引力，如果是轻型化的动子，则挠曲变形的程度增大。另外，在采用一边使导轨引导动子所附带的被引导部一边使动子直线移动的结构情况下，也可以设想由于磁吸引力的失衡而在被引导部、导轨上作用有偏载荷的事态，如果造成这种事态，则会阻碍被引导部、导轨的长寿化。因此，为了还能够经受住偏载荷而也考虑使被引导部、导轨大型化，但是无法实现紧凑化，因此难以说是以期万全的结构。
[0013]因此，本发明人经过认真研究，最后终于发明了如下构成的直线电动机:防止.抑制动子自身的伴随着动子的进一步轻型化的挠曲以及由失衡的吸引力引起的动子的变形，在定子与动子之间确保预定尺寸的间隙，将动子设为能够高速、高加速度移动的结构，并且采用一边使导轨引导动子所附带的被引导部一边使动子直线移动的结构，而且能够谋求被引导部和导轨的长寿化及小型化，能够将被引导部适当地安装于有助于动子的刚性提高的构件。
_4] 用于解决问题的方案
[0015]即第I本发明涉及一种直线电动机，其中，该直线电动机包括:作为初级磁场产生构件的定子，其具有线圈；以及作为次级构件的动子，其在厚度方向上隔开预定间隙地配置在与定子相对的位置并且能够相对于定子沿直线方向相对移动。
[0016]而且，本发明的直线电动机的特征在于，作为定子，应用沿着动子的移动方向(以下，简称作“移动方向”)以预定间距具有能够形成磁场的第I磁极齿的定子，作为动子，应用包括能够形成磁场的第2磁极齿和用于保持第2磁极齿的非磁性体的保持件、并将与定子相对的面形成得平滑的动子，而且，在保持件上，沿着移动方向并列形成有无间隙地保持第2磁极齿的沿厚度方向贯穿的保持孔和空洞的中空孔，使保持件中的保持孔与相对于保持孔在移动方向上相邻的中空孔或其他保持孔之间的边界部分作为保持于保持孔的第2磁极齿的移动方向上的定位部发挥作用。
[0017]在本发明中，“沿着移动方向并列形成”“保持孔”和“中空孔”是包括沿着移动方向一个一个地交替并列形成保持孔和中空孔的形式、沿着移动方向每多个(例如每两个等)地连续交替并列形成保持孔和中空孔的形式、或者沿着移动方向随机并列形成保持孔和中空孔的形式中的任意形式。另外，本发明的直线电动机的动子既可以仅具有一个第2磁极齿，也可以具有多个第2磁极齿。而且，形成于保持件的保持孔的数量只要是与第2磁极齿的数量相同的数量或比第2磁极齿的数量多的数量即可，在本发明的直线电动机中，使用于保持第2磁极齿的保持孔与相对于该保持孔在移动方向上相邻的中空孔或其他保持孔(是保持孔与中空孔在移动方向上相邻，还是保持孔彼此在移动方向上相邻，这依赖于保持件的保持孔与中空孔之间的配置关系)之间的边界部分作为保持于保持孔的第2磁极齿的移动方向上的定位部发挥作用。另外，在第2磁极齿为一个、保持孔也为一个的情况下，保持孔彼此在移动方向上不可能相邻，作为保持于保持孔的第2磁极齿的移动方向上的定位部发挥作用的部分位于保持孔和与该保持孔相邻的中空孔之间的边界部分。
[0018]如果是这样的直线电动机，则在构成作为次级构件的动子的保持件上，除了用于保持第2磁极齿的保持孔以外，还因形成空洞的中空部，从而能够实现保持件的轻型化乃至动子整体的轻型化，能够使动子以更快的速度、高加速度进行移动。另外，由于将动子中的与定子相对的面形成得平滑，因此能够在定子与动子之间确保均匀的预定尺寸的间隙，能够确保使动子相对于定子沿直线方向相对移动的正常动作。
[0019]此外，在本发明的直线电动机中，能够利用沿着移动方向相邻的保持孔与中空孔之间的边界部分、或者在移动方向上相邻的保持孔彼此之间的边界部分来维持保持于保持孔的各个第2磁极齿的移动方向上的位置，因此即使动子自身的移动是高速、高加速度，也能够避免如下这样不良的情况:由伴随着其移动使动子上的第2磁极齿的位置在动子的移动方向上偏移而第2磁极齿与定子的第I磁极齿之间的适当的相对位置关系破坏引起的作为次级构件的动子的预期功能降低。
[0020]而且，如果是本发明的直线电动机，则利用保持件中的在移动方向上相邻的保持孔与中空孔之间的边界部分、或者保持件中的在移动方向上相邻的保持孔彼此之间的边界部分实现了保持于保持孔的第2磁极齿的移动方向上的定位部，因此与利用设于保持件的另外专用的构件、形成于保持件的特定部位的特殊形状的部分来实现的技术方案相比较，能够谋求削减元件个数及保持件自身的形状的简化，是优选的。在此，如果是沿着移动方向一个一个地交替并列形成了多个保持孔和多个中空孔的保持件，则所有的保持孔在移动方向上成为与中空孔相邻的配置，沿着移动方向相邻的保持孔与中空孔之间的边界部分作为保持于保持孔的第2磁极齿的移动方向上的定位部发挥作用。
[0021]另外，如果是沿着移动方向每多个交替并列形成了保持孔和中空孔的保持件，则存在有在移动方向上与中空孔相邻的保持孔和在移动方向上与其他保持孔相邻的保持孔。在该情况下，沿着移动方向相邻的保持孔与中空孔之间的边界部分、沿着移动方向相邻的保持孔彼此之间的边界部分、以及这两种边界部分作为保持于保持孔的第2磁极齿的移动方向上的定位部发挥作用。
[0022]另外，如果是沿着移动方向随机形成了保持孔和中空孔的保持件，则作为保持于保持孔的第2磁极齿的移动方向上的定位部发挥作用的部分是沿着移动方向相邻的保持孔与中空孔之间的边界部分，如果存在沿着移动方向相邻的保持孔彼此之间的边界部分，则该边界部分(保持孔彼此之间的边界部分)也作为第2磁极齿的定位部发挥作用。
[0023]另外，在本发明的直线电动机中，为了防止?抑制伴随着保持件的轻型化使动子的强度降低并可能挠曲的事态，能够应用具有用于提高保持件的刚性的非磁性体的加强部的动子。
[0024]作为加强部的优选的一例，能够列举具有至少覆盖保持件中的与定子相对的面的平滑板状的部位的加强部。如果是这样的加强部，则能够提高保持件的刚性，并且能够消除动子与定子之间的凹凸并确保均匀的间隙，有助于扭矩提高。
[0025]另外，第2本发明涉及一种直线电动机，其包括:作为初级磁场产生构件的定子，其具有线圈；作为次级构件的动子，其在厚度方向上隔开预定间隙地配置在与定子相对的位置并且能够相对于定子沿直线方向相对移动；以及导轨，其设于定子的附近并且能够沿移动方向引导动子。
[0026]而且，本发明的直线电动机的特征在于，作为定子，应用沿着动子的移动方向(以下，简称作“移动方向”)以预定间距具有能够形成磁场的第I磁极齿的定子，作为动子，应用包括能够形成磁场的第2磁极齿和用于提高保持第2磁极齿的非磁性体的保持构件的刚性的非磁性体的加强部的动子，加强部至少具有配置在比第2磁极齿中的与定子相对的面在厚度方向上靠近定子的位置的定子相对面和用于安装被导轨引导的被引导部的被引导部安装面，至少将定子相对面形成得平滑并且平行于第I磁极齿中的与动子相对的面。
[0027]如果是这样的直线电动机，则使用第2磁极齿和非磁性体的加强部构成了动子，因此能够通过减少动子的构成元件数量来实现动子整体的轻型化，并且利用加强部来防止用于保持第2磁极齿的非磁性体的保持构件的挠曲，而且，由于将加强部中的、配置在比第2磁极齿在厚度方向上靠近定子的位置的定子相对面形成得平滑，并使该定子相对面平行于定子的第I磁极齿中的与动子相对的面，因此能够在定子与动子之间确保预定尺寸的均匀的间隙，有助于扭矩提高，能够确保使动子直线移动的正常动作。另外，由于直线电动机的组装时、制造时的公差，因此向定子中的相对靠近动子的部分的吸引力发挥作用，可以设想由于这种失衡的吸引力，如果是轻型化的动子，则挠曲变形的程度增大，但是在本发明的直线电动机中，由于采用了利用加强部来防止用于保持第2磁极齿的非磁性体的保持构件的挠曲的结构，因此也能够防止.抑制由失衡