JP3694821B2 - リニアモータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【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
【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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| JP19511397A JP3694821B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | リニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP19511397A JP3694821B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | リニアモータ |
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| JP3694821B2 true JP3694821B2 (ja) | 2005-09-14 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP19511397A Expired - Fee Related JP3694821B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | リニアモータ |
Country Status (1)
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1997
- 1997-07-04 JP JP19511397A patent/JP3694821B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH1127927A (ja) | 1999-01-29 |
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