JPH0662786U - 同期リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は、平滑電機子巻線と永久磁石界磁を有
する同期リニアモータの冷却構造に関し、界磁部および
巻線ホルダに熱が伝わらないようにし、熱変形を生じな
い同期リニアモータわ提供することを目的とする。 【構成】平板状の平滑電機子巻線１と可動子１０の進行
方向に設けた溝３１を有する巻線ホルダ３よりなる固定
子２０に、平滑電機子巻線１と空隙を介し、複数の永久
磁石よりなる界磁磁極５を有する可動子１０を対向させ
た同期リニアモータにおいて、強度メンバを兼ねる管内
を冷媒が通る角管状のジャケット２ａ，２ｂを弾性体・
薄板のブリッジ２３で連結し、ジャケット２ａ，２ｂ間
に平滑電機子巻線１の側面を挟み込み、ジャケット２
ａ，２ｂの底部２１を巻線ホルダ３に設けた進行方向の
溝３１に弾性を持たせて嵌合する。

Description

【考案の詳細な説明】

【００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、平滑電機子巻線と永久磁石界磁を有する同期リニアモータの冷却構 造に関し、特に、半導体製造のステッパ駆動など、超精密・高推力な用途に適す る。

【００２】

【従来の技術】

従来、非磁性材よりなる平板状の巻線固定枠両面に平滑電機子巻線（例えば、 実開平１−１５７５７９号公報）を貼付し、巻線固定枠の底部を、巻線ホルダを 介し、固定子台に固定した固定子と、平滑電機子巻線と空隙を介し、複数の永久 磁石よりなる界磁磁極を有する可動子を対向させた同期リニアモータがある（例 えば、実開平４−１２８０８５号公報、図３）。

【００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記の同期リニアモータはコギングがなく、電機子とマグネット間の磁気吸引 力がないので、超精密位置決め用途には好適なリニアモータである。この固定子 をベースに固定し、この可動子にスライダを装着すると半導体製造のステッパ用 の移動ーブルを構成できる。 ところが、従来の技術では、以下に述べるような問題点があった。 １） 発熱体である電機子巻線表面と界磁用永久磁石表面が、僅かな空隙を介し て対向しているため、空隙部の伝熱や輻射によりマグネット部を加熱し、ひい ては界磁部を通ってスライダ部に伝わり、スライダ部の熱膨張により変形が生 じ、超精密位置決めを必要とする用途には適さない。 ２） 発熱体である電機子巻線の熱は、巻線枠固定枠を介し、巻線ホルダに伝わ り、ベースの温度を上げることになる。これは、固定子側の熱膨張により歪み を生じる。 ３） 平滑電機子巻線を固定枠なしで固定子に用いようとすると、剛性が低いた め、進行方向の真直度が出ない。 そこで本考案は、前記電機子巻線の冷却行うと共に、界磁部または巻線ホルダ に熱が伝わらないようにするとともに、剛性の高い固定子を提供することを目的 とする。

【００４】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、平板状の平滑電機子巻線（１）と可動子（１０）の 進行方向に設けた溝（３１）を有する巻線ホルダ（３）よりなる固定子に、平滑 電機子巻線（１）と空隙を介し、複数の永久磁石よりなる界磁磁極（５）を有す る可動子（１０）を対向させた同期リニアモータにおいて、 頂部を非磁性・弾性体の薄板のブリッジ（２３）で連結した、強度メンバを兼 ねる管内を冷媒が通る、角管状のジャケット（２ａ，２ｂ）で前記平滑電機子巻 線（１）を両側から挟み込み、ジャケット（２ａ，２ｂ）の底部（２１）を巻線 ホルダ（３）に設けた進行方向の溝（３１）に弾性を持たせて嵌合する。

【００５】

【作用】

上記手段により、平滑電機子巻線の熱がジャケット内を通る冷媒により熱交換 され、平滑電機子巻線が直接冷却される、とともに界磁磁極への伝熱・輻射を低 減でき、可動子と固定子の温度上昇を小さくできる。また、比較的剛性の高いジ ャケットで剛性の低い平滑電機子巻線が真直に矯正される。

【００６】

【実施例】

以下に、本考案の実施例を第１〜４図に示して説明する。 ３相分の要素コイル（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を電気的に１２０°位相ずらして所定のピ ッチで、折曲げ成形した帯状の平滑電機子巻線１（図２参照）の両側面は、内部 を冷媒通路２２とする非磁性体よりなる比較的薄い角管状のジャケット２ａ，２ ｂ間に挟み込んである。ここで、ジャケット２ａ，２ｂの設置間隔は、平滑電機 子巻線１の厚さより僅かに狭くしてある。この結果剛性の低い平滑電機子巻線１ の真直度が矯正される。 角管状のジャケット２ａ、２ｂの頂部は、図３に示すように、非磁性・弾性体 の薄板よりなるブリッジ２３で溶接等により連結してあり、角管状のジャケット ２ａ、２ｂの底部は、平滑電機子巻線１をジャケット２ａ、２ｂ間に平滑電機子 巻線１を挟み込んだ状態で、若干開き勝手にしてある。 熱伝導率の小さい材質よりなる巻線ホルダ３の中央部には、可動子１０の進行 方向に、ジャケット２ａ、２ｂ間に平滑電機子巻線１を挟み込んだときの寸法よ り若干狭い幅の溝３１を可動子１０の進行方向に設けてある。 巻線ホルダ３の中央部に設けた溝３１内に、平滑電機子巻線１を挟み込んだ角 管状のジャケット２ａ、２ｂの底部を弾性を持たせて嵌合してある。 ジャケット２ａ、２ｂの可動子１０の進行方向の一端面には、図４に示すよう に、鏡板４、４で液密に封鎖されており、鏡板４、４にはＵ字形の連絡管４１を 設け、連絡管４１の中央部には冷媒の供給管４２ａを設けてある。他端面にも、 鏡板４、４と連絡管４１を設け排出管４２ｂを設けてある。 平滑電機子巻線１、ジャケット２ａ、２ｂ、ブリッジ２３、巻線ホルダ３、鏡 板４、連絡管４１、供給管４２ａと排出管４２ｂで固定子２０を構成する。 ジャケット２ａ、２ｂの両側面には、空隙を介し、複数の永久磁石５ａ，５ｂ ，・・・を、可動子１０の進行方向に隣り合う磁極の極性を交互に入替わるよう に、対面するもの同士も異極性となるように構成した界磁磁極５、５に対向させ てある。 界磁磁極５、５は、従来と同様に、強磁性体よりなる界磁ヨーク６、６に固定 してある。界磁ヨーク６、６の頂部は、非磁性体の軽量な材質よりなるプレート ６１で連結してある。 界磁磁極５、界磁ヨーク６とプレート６１で可動子１０を構成する。 なお、実施例では可動子１０に界磁磁極５、５を設けたムービング・マグネッ ト形としたが、実施例の可動子１０と固定子２０の構成を逆にしたムービング・ コイル形としてもよい、この場合、冷媒の供給管４２ａおよび排出管４２ｂへの 冷媒の供給・排出はフレクシブルな管を接続すればよい。 図５に第２の実施例を示す。 この例は、実施例のジャケット２ａ、２ｂを別々に構成し、この間に平滑電機 子巻線１を挟み込み、平滑電機子巻線１側面とジャケット２ａ、２ｂの合わせ面 頂部に隙間がある状態で、巻線ホルダ３の中央部に設けた溝３１内に、平滑電機 子巻線１とジャケット２ａ、２ｂを嵌合したのち、ジャケット２ａ、２ｂの側面 に押圧を掛けた状態で、平滑電機子巻線１とジャケット２ａ、２ｂの巾より若干 狭い２面巾のクリップ２４により、平滑電機子巻線１側面とジャケット２ａ、２ ｂの合わせ面頂部を外側から与圧をもって保持するようにしてある。 図６に第３の実施例を示す。この例は、固定子２０を平行して２列設け巻線ホ ルダ３の巾を実施例の約倍とし、溝３１を２列にしてある。なお、実施例のプレ ート６１を、巾がプート６１の約１．５倍の中央脚部を低くしたＥ形のプレート ６２に替え、この中央脚部に界磁磁極５の永久磁石５ａ，５ｂ，・・・と同様な 界磁磁極５１を挿入してある。 図７に第４の実施例を示す。この例は、第３の実施例の中央部に設けた界磁磁 極５１を強磁性体のバックヨーク５２に置き換えてある。 第３および第４の実施例のように構成することにより、コンパクトで高推力の 同期リニアモータを安価に実現できる。

【００７】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、以下に示す効果がある。 １．空隙部がジャケットにより冷却されるので、界磁磁極への熱の伝導・輻射が なくなり、可動子の変形が生じない。 ２．電機子巻線の冷却をジャケットの側面により、ほぼ直接行うので、冷却を効 果的に行うことが出来る。 ３．ジャケットの中に冷媒を通す構造なので、冷媒には電気絶縁性のものである 必要はなく、安価な冷却装置を実現できる。 ４．比較的剛性の高いジャケットで電機子巻線が矯正されるので、固定子の真直 度が保てる。 ５．過冷却の場合でも、ジャケットが巻線ホルダの溝内に弾性を持って保持され るので、平滑電機子巻線の固定が確実になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面図

【図２】本考案の実施例に用いる電機子巻線の平面図

【図３】本考案の実施例に用いるジャケットの断面図

【図４】本考案の実施例に用いる固定子の斜視図

【図５】本考案の第２の実施例を示す断面図

【図６】本考案の第３の実施例を示す断面図

【図７】本考案の第４の実施例を示す断面図

【符号の説明】

１ 平滑電機子巻線 ２ａ、２ｂ ジャケット ２２ 冷媒通路 ２３ ブリッジ ２４ クリップ ３、３２ 巻線ホルダ ３１ 溝 ４ 鏡板 ４１ 連絡管 ４２ａ 供給管 ４２ｂ 排出管 ５、５１ 界磁磁極 ５２ バックヨーク ５ａ，５ｂ・・ 永久磁石 ６ 界磁ヨーク ６１、６２ プレート １０ 可動子 ２０ 固定子

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の平滑電機子巻線（１）と可動子
   （１０）の進行方向に設けた溝を有する巻線ホルダより
   なる固定子に、前記平滑電機子巻線（１）とプレート
   （６１）で連結した界磁ヨーク（６，６）と複数の永久
   磁石よりなる界磁磁極（５）を有する可動子（１０）
   を、空隙を介し、対向させた同期リニアモータにおい
   て、 前記平滑電機子巻線（１）の側面を両側から挟み込む角
   管状のジャケット（２ａ，２ｂ）、このジャケット（２
   ａ，２ｂ）の頂部を連結する弾性体・薄板のブリッジ
   （２３）とジャケット（２ａ，２ｂ）の底部（２１）を
   弾性を持たせて嵌合する溝（３１）を有する巻線ホルダ
   （３）を備えたことを特徴とする同期リニアモータ。
2. 【請求項２】 前記ジャケット（２ａ，２ｂ）の頂部を
   連結する弾性体・薄板のブリッジ（２３）をクリップ
   （２４）に替えた請求項１記載の同期リニアモータ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の平板状の平滑
   電機子巻線（１）、ジャケット（２ａ，２ｂ）とブリッ
   ジ（２３）を２組平行に配置し、請求項１または２記載
   の溝（３１）を２本平行させて設けた巻線ホルダ（３
   ２）と、界磁ヨーク（６，６）を連結する断面・中央脚
   部を低くしたＥ形のプレート（６２）とプレート（６
   ２）の中央脚部に永久磁石よりなる界磁磁極（５１）を
   備えたことを特徴とする同期リニアモータ。
4. 【請求項４】 前記界磁磁極（５１）をバックヨーク
   （５２）に替えた請求項３記載の同期リニアモータ。