JP3694821B2 - リニアモータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械のテーブルの駆動用等に用いられるリニアモータに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、テーブルの駆動用等に用いられるリニアモータは、例えば図6に示すように構成されているものが開示されている(例えば、特開平5−49230号公報)。
すなわち、固定部10は、断面がU字形で所定の長さを有する磁性体からなるヨーク部20と、ヨーク部20の両脚部210、220の内側面210a,220aに取り付けられて、界磁を構成する永久磁石30と、ヨーク部20の両脚部210、220の上面に長手方向に伸びるガイドレール40とから構成されている。
可動部50は、ガイドレール40の上に長手方向に沿って移動し得るように軸受部510によって支持されたテーブル520と、テーブル520の下面に取り付けられた電機子部60とで構成されている。
電機子部60は、ヨーク部20の両脚部210と220の間の空間に配置され、かつ両方の永久磁石30に対して空隙を介して対向するた積層鋼板からなる電機子鉄心610と、電機子鉄心610に巻回した電機子コイル620によって構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術では、熱発生源である電機子コイル540を巻回した電機子鉄心530が直接テーブル520に取り付けられているため、電機子コイル540で発生した熱がテーブル520に伝わり易く、半導体製造設備などの熱影響によるテーブルの位置決め精度の誤差が問題となる設備では使用が難しいという問題があった。
本発明は、電機子コイルからテーブルに伝達する熱を少なくして、高精度のリニアモータを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、平板状のヨーク部と、前記ヨーク部の長手方向に交互に異極が現れるように配置した複数の永久磁石と、前記永久磁石に空隙を介して対向する複数の電機子鉄心に電機子コイルを巻回して形成した電機子部と、前記電機子部に取り付けたテーブルとを備えたリニアモータにおいて、前記テーブルの前記電機子コイルに対向する面に設けた冷媒を通す冷媒導管と、前記電機子コイルの各側面に近接して設けた複数のフィン部と前記冷媒導管に接触させたベース部とからなる熱伝導率の高い金属材料からなる冷却板とを備えたものである。
また、前記冷却板は、前記ベース部が前記複数のフィン部毎に分割してあるものである。
また、前記ヨーク部はU字状に形成され、前記永久磁石は前記ヨーク部の両脚部の内側に対向するように固定されたものである。
また、前記ヨーク部は長方形に形成され、前記永久磁石は前記ヨーク部の両側面に背中合わせに固定されたものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施例を図に基づいて説明する。
図1は本発明の実施例を示す正断面図、図2はA−A断面に沿う側断面図、図3は平断面図である。
図において、1は固定部で、断面がU字形で磁性体からなるヨーク部2と、ヨーク部2の両脚部21、22の内側面211,221に取り付けられて、界磁を構成する永久磁石3(3a,3b)と、ヨーク部2の両脚部21、22上面に長手方向に伸びるガイドレール4とから構成されている。
5は可動部で、ガイドレール4の上に長手方向に沿って移動し得るように軸受部51によって支持されたテーブル52と、ヨーク部2の脚部21と22の間の空間に配置されて、テーブル52の下面にボルト53によって取り付けられた電機子部6とから構成されている。
電機子部6は、図2および図3に示すように、永久磁石3に空隙を介して対向する電機子鉄心61と、電機子鉄心61に巻回した電機子コイル62(62a,62b)からなる単位電機子6Xを複数個、ガイドレール4の長手方向に沿って伸びるように係合して形成してある。
【0006】
電機子鉄心61は、図3に示すように、長方形の積層鋼板の一方の側面に凹部611を、反対側の側面に凸部612を設け、両方の先端よりの両側面にコイル装入溝613a,613bを設けて積層してある。
電機子コイル62aは電機子鉄心61の一方の先端側のコイル装入溝613aに巻回し、電機子コイル62bは他方の先端側のコイル装入溝613bに巻回してある。
すなわち、電機子鉄心61は、一方の単位電機子6Xの凹部611と他方の単位電機子6Xの凸部612を係合させて、順次複数の単位電機子6Xを一体に形成したものである。
【0007】
54はテーブル52の電機子コイル62a,62bに対向する面にガイドレール4の長手方向に沿って伸びる冷却用溝、7は冷却用溝54の中に装着した冷媒導管で、両端に開口部71を設け、一方の開口部71にはテーブル52の端部に設けたブラケット55の冷媒の供給口551に、他方の開口部はブラケット56の冷媒の排出口561に接続するようにしてある。
8は熱伝導率の高い金属材料である銅製またはアルミ合金性の冷却板で、電機子部6の各電機子コイル62の側面に近接し、隣接する電機子コイル62の間に挿入されたフィン部81と、電機子コイル62と冷媒導管7との間に挿入されたベース部82とからなり、ベース部82は冷媒導管7に接触して固定されている。また、冷却板8と電機子コイル62とはモールド樹脂9によって一体に形成してある。
このような構成により、電機子コイル62から発生した熱は、冷却板8を通り、冷媒導管7に伝達され、冷媒導管7内を流れる冷媒によって外部に排出される。したがって、テーブル52には熱が伝わりにくく、テーブル52の温度上昇は少なくなる。
【0008】
次に、本発明の第2の実施例について説明する。
図4は本発明の第2の実施例を示す側断面図である。
上記第1の実施例では冷却板8のベース部82が各フィン部82と一体になっていたが、この場合、冷却板8のベース部82がフィン部81毎に分割されている。
したがって、電機子鉄心61と電機子コイル62をモール度樹脂9によってモールド成形した後に冷却板8を挿入するときに、挿入作業が容易となる。
なお、このときは、モールド成形のとき、治具等により冷却板8を挿入する挿入穴を形成しておく。
【0009】
次に本発明の第3の実施例について説明する。
図5は本発明の第3の実施例を示す正断面図である。
この場合、永久磁石3a,3bを一つの長方形のヨーク部2の両側面に背中合わせに取り付け、電機子鉄心61を61aと61bに分割して、それぞれ永久磁石3aと3bに空隙を介して対向するようにテーブル52に固定し、電機子鉄心61a,61bにはそれぞれ電機子コイル62a,62bを巻回したものである。
なお、冷却板8の構成と冷媒導管7の構成は上記第1の実施例および第2の実施例と同様にしてある。
したがって、電機子コイル62から発生した熱は、冷却板8を通り、冷媒導管7に伝達され、冷媒導管7内を流れる冷媒によって外部に排出され、テーブル52の温度上昇は少なくなる。
また、二つの永久磁石3a,3bと電機子鉄心61a,61bに作用する吸引力は、一つのヨーク部2に対して反対方向に働く、すなわち、ヨーク部2に互いに相殺する方向に働くので、ヨーク部2の剛性が低くても変形したりすることはない。
【0010】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、テーブルに冷媒を通す冷媒導管と、電機子コイルの側面に近接して設けたフィン部と冷媒導管に接触させたベース部とからなる熱伝導率の高い冷却板を設けてあるので、電機子コイルから発生する熱は冷却板を通り、冷媒導管を流れる冷媒によって外部に排出される。
したがって、テーブル52には熱が伝わりにくく、テーブル52の温度上昇は少なくなり、熱影響によるテーブルの位置決め精度の誤差を小さく抑えることができ、高精度のリニアモータを提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例を示す正断面図である。
【図2】 本発明の第1の実施例を示す側断面図である。
【図3】 本発明の第1の実施例を示す平断面図である。
【図4】 本発明の第2の実施例を示す側断面図である。
【図5】 本発明の第3の実施例を示す正断面図である。
【図6】 従来例を示す正断面図である。
【符号の説明】
1:固定部、2:ヨーク部、21、22:脚部、211:221:内側面、3、3a,3b:永久磁石、4:ガイドレール、5:可動部、51:軸受部、52:テーブル、53:ボルト、54:冷却用溝、55、56:ブラケット、551:供給口、561:排出口、6:電機子部、61、61a,61b:電機子鉄心、611:凹部、612:凸部、62,62a,62b:電機子コイル、63a,63b:コイル装入溝、7:冷媒導管、71:開口部、8:冷却板、81:フィン部、82:ベース部、9:モールド樹脂
Claims (4)
- 平板状のヨーク部と、前記ヨーク部の長手方向に交互に異極が現れるように配置した複数の永久磁石と、前記永久磁石に空隙を介して対向する複数の電機子鉄心に電機子コイルを巻回して形成した電機子部と、前記電機子部に取り付けたテーブルとを備えたリニアモータにおいて、
前記テーブルの前記電機子コイルに対向する面に設けた冷媒を通す冷媒導管と、前記電機子コイルの各側面に近接して設けた複数のフィン部と前記冷媒導管に接触させたベース部とからなる熱伝導率の高い金属材料からなる冷却板とを備えたことを特徴とするリニアモータ。 - 前記冷却板は、前記ベース部が前記複数のフィン部毎に分割してあることを特徴とする請求項1記載のリニアモータ。
- 前記ヨーク部はU字状に形成され、前記永久磁石は前記ヨーク部の両脚部の内側に対向するように固定されたことを特徴とする請求項1または2記載のリニアモータ。
- 前記ヨーク部は長方形に形成され、前記永久磁石は前記ヨーク部の両側面に背中合わせに固定されたことを特徴とする請求項1または2記載のリニアモータ。
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