CN1954477B - 密封直线电动机电枢和密封直线电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种密封直线电动机电枢和密封直线电动机，通过提高电枢绕组相对于制冷剂的长期绝缘可靠性，能实现冷却能力极高的水所进行的冷却，还能抑制外皮向动子和定子的磁隙的变形量。在密封直线电动机电枢中，将电枢绕组(18)的两侧面朝着长边方向，用两个绕组固定框(4)夹住而固定起来，在外皮(3)和绕组固定框(4)之间的空间内设有制冷剂通路(5)，在筐体(2)和绕组固定框(4)的间隙中设有密封材料(24)，使得流过制冷剂通路(5)的制冷剂不会漏出到用两个绕组固定框(4)夹住的电枢绕组(18)上，电枢绕组(18)不会浸水，在绕组固定框(4)的制冷剂接触的表面侧粘贴了防水膜。

Description

密封直线电动机电枢和密封直线电动机

技术领域

本发明涉及用于运送半导体制造装置、机床的工作台，并且要求降低直线电动机本体的温度上升和长期绝缘可靠性的密封直线电动机电枢和密封直线电动机。

背景技术

以前，作为用于运送半导体制造装置、机床的工作台，并且用外皮覆盖电枢绕组，在电枢绕组和外皮之间设置的制冷剂通路中流过制冷剂，从而用制冷剂将回收来自电枢绕组的发热量，降低直线电动机表面的温度上升的密封直线电动机电枢和密封直线电动机，例如在专利文献1、专利文献2中已有披露。下面利用附图来说明其中专利文献1的直线电动机。

专利文献1：特开2002-27730号公报(第4页，图1)

专利文献2：特开2000-4572号公报

图16是表示现有技术的密封直线电动机的整体透视图。在图16中，10为定子，11为筐体，12为外皮，13为外皮固定用的螺栓，14为按压板，15为端子台，16为制冷剂供给口，17为制冷剂排出口，18为电枢绕组，25为动子，26为磁轭支持部材，27为磁轭，28为永久磁铁。一方的动子25由平板状的两个磁轭27、安装在各磁轭27的表面的永久磁铁28和插入在两个磁轭27之间并且整体合计4个的磁轭支持部材26构成，具有两端开口的中空空间部。并且，上述永久磁铁28在磁轭27上极性交替相异，由多个磁铁紧挨着排列配置而成。还有，动子25由未图示的由滑块和导轨构成的使用了滚珠的直线导块或静压轴承引导件等进行支持。

还有，另一方的定子10，在动子25的中空空间部内与动子25的永久磁铁28夹介磁隙而相对地配置了电枢，详细情况用下面的图17讲述。

图17是沿着图16的A-A线的本发明中的密封直线电动机的正剖视图。还有，图18表示图17的去除了外皮12的定子内部的结构。在图17和图18中，定子10包括：内部成中空的具有框缘状的金属制的筐体11；为了将该筐体11的中空部分覆盖而取筐体11的外形形状的板状的外皮12；用于将该外皮12固定在筐体11上的螺栓13；具有该螺栓13的穿孔，用于以均等的负荷按压外皮12的按压板14；配置在筐体11的中空内的构成电枢的3相的电枢绕组18；固定着电枢绕组18的绕组固定框19；取略大于筐体11和外皮12的边框的形状的O环21；和用于固定绕组固定框19和筐体11的螺栓23。外皮12和绕组固定框19的材质采用树脂制的，在此使用了作为热固化性树脂的例如环氧树脂，或作为热可塑性树脂的例如聚次苯基硫(PPS)。筐体11的空洞部的形状，取将电枢绕组18的外周包围的形状。电枢绕组18配置在形成为平板状的绕组固定框19的两面。与电枢绕组18成为了一体的绕组固定框19配置在筐体11的中空内，用螺栓23对筐体11固定。在筐体11的正反面的边缘上，设有转圈的槽，O环21配置在其中。并且，外皮12配置在筐体11的正反面，有如给筐体11盖上盖子。从外皮12的上面沿着筐体11的边缘铺设按压板14，用螺栓13紧固，外皮12和筐体11被固定。电枢绕组18由准备了3相的量的集中绕制线圈而成的多个线圈组构成，粘贴在绕组固定框19的左右两侧。对电枢绕组18的电力供给从安装在筐体11上的端子台15进行。端子台15和电枢绕组18用引线(未图示)分别进行了电连接。还有，制冷剂从设置在筐体11上的制冷剂供给口16供给，从制冷剂排出口17排出。在此其间，制冷剂流过位于电枢绕组18和外皮12之间的制冷剂通路20，对发热的电枢绕组18进行冷却。

如此构成的密封直线电动机，在电枢绕组18中流过与动子25和定子10的电相对位置相应的3相交流电流，从而与永久磁铁28产生的磁场作用而对动子25产生推力，动子10就会向图16的箭头所示的行进方向移动。此时，因铜损而发热的电枢绕组18会被流过制冷剂通路20的制冷剂冷却，所以能够抑制外皮12的表面温度上升。

发明内容

发明打算解决的课题

然而，现有技术中的密封直线电动机电枢和密封直线电动机因为通过制冷剂通路20的制冷剂流过电枢绕组18的表面而产生了以下所述的问题。

(1)现有的密封直线电动机使用了氟系非活性制冷剂[例如住友3M制氢氟醚(HFE)]作制冷剂。HFE的导电率为0.002(μs/cm)，非常小，所以HFE作为不会破坏电枢绕组绝缘而能够直接冷却的制冷剂，是一种有效的物质。但是，HFE的热传导率为0.07[W/(m·k)]，而水是HFE的大约8倍的0.6[W/(m·k)]，所以HFE与水相比非常小，电枢绕组和HFE间的热传导率就很小。结果，从电枢绕组向制冷剂的热移动量变少，同时向外皮表面的热移动量增多，从而外皮表面的温度上升就高。

(2)作为解决上述(1)的问题的方案，可以考虑变更为作为热传导率大的制冷剂的水。水的热传导率如上所述，是HFE的大约8倍[W/(m·k)]，所以能够大幅度地降低外皮表面温度上升。但是，如果使用水作制冷剂，会产生其他问题。一般使用具有用于绝缘的被覆层的漆包线作为构成电枢绕组的导线，但是，因在绕线作业时、电枢绕组固定时产生的导线和其他物体间的接触，在导线的被覆层上有微小的伤痕(针孔)。使用如导电率超过1(μs/cm)的纯水作制冷剂时，就会从大针孔的地方产生绝缘破坏。而且，即使是针孔的孔径、深度微小，也会因施加在电枢绕组上的推力的反作用(机械应力)、伴随电流施加的绕组的发热(热应力)、浸水时的因电压施加的水中Tree现象等，而使针孔变大，在短期间产生绝缘破坏。

(3)为了在使用导电率小的制冷剂(HFE)的基础上得到与水匹敌的冷却能力，可以考虑将外皮的厚度减薄，加大制冷剂通路截面积，减小从电枢绕组到外皮表面的热电阻；或者增大制冷剂的供给压力，增加流量这样两种情况。但是，如果将外皮的厚度减薄，因制冷剂的压力，外皮的变形(外皮向空隙侧的鼓起量)就会变大，即使不改变外皮的厚度，如果增大制冷剂的供给压力，同样外皮的变形也会增大。结果，外皮的厚度和制冷剂流量都不能改变，因而不能降低外皮表面的温度上升。

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种密封直线电动机电枢和密封直线电动机，该密封直线电动机电枢和密封直线电动机能够提高电枢绕组相对于制冷剂的长期绝缘可靠性，从而实现冷却能力极高的水所进行的冷却，而且能够抑制外皮向动子和定子的磁隙的变形量。

为了解决上述问题，权利要求1的发明是一种密封直线电动机电枢，具有：由成形为平板状的多个线圈组构成的电枢绕组；设置成框缘状地包围上述电枢绕组的金属制的筐体；和对上述筐体的两个开口部进行密闭的外皮，其特征在于具有：将上述电枢绕组的两侧面朝着长边方向夹住而固定起来的两个绕组固定框；在上述外皮和上述绕组固定框之间形成的空间内设置的制冷剂通路；在上述绕组固定框的制冷剂通路侧和上述筐体的间隙中设置的密封材料；和粘贴在上述绕组固定框的制冷剂接触的表面侧的防水膜。

还有，权利要求2的发明是权利要求1所述的密封直线电动机电枢，其特征在于，预先使上述外皮弯曲，将上述外皮的弯曲了的凸面与上述绕组固定框彼此相对配置而成。

还有，权利要求3的发明是权利要求1所述的密封直线电动机电枢，其特征在于，用接线基板构成固定上述电枢绕组的上述绕组固定框，在上述绕组固定框和用于将上述电枢绕组的电动机引线连接到外部的端子台之间的空隙部分填充了第2密封材料，以覆盖上述电动机引线。

还有，权利要求4的发明是权利要求1或2所述的密封直线电动机电枢，其特征在于，固定上述外皮的按压板是树脂制的。

还有，权利要求5的发明是涉及密封直线电动机的发明，具有：权利要求1～权利要求4所述的密封直线电动机电枢；和由夹介磁隙而与上述电枢相对配置，并且极性交替相异的多个永久磁铁紧挨着排列、配置而成的磁轭，以上述电枢和上述磁轭中的任何一方为定子，以另一方为动子，使得上述磁轭和上述电枢相对地运行。

还有，权利要求6的发明是一种密封直线电动机电枢，具有：由多个线圈组构成的电枢绕组；设置在上述电枢绕组的单面或双面上的外皮；和在上述电枢绕组和上述外皮之间形成的制冷剂通路，其特征在于，使由多层树脂层积层而成的绝缘积层体夹介于上述电枢绕组和上述制冷剂通路之间。

还有，权利要求7的发明是权利要求6所述的密封直线电动机电枢，其中，在构成上述绝缘积层体的树脂层上积层了金属层。

还有，权利要求8的发明是权利要求6或7所述的密封直线电动机电枢，其中，上述树脂层是填充了玻璃纤维或碳纤维而成的。

还有，权利要求9的发明是权利要求7所述的密封直线电动机电枢，其中，上述金属层是由在金属箔上具有粘结剂或粘着剂的金属箔带构成的。

还有，权利要求10的发明是权利要求6所述的密封直线电动机电枢，其中，在上述制冷剂通路内设有支柱，由上述支柱来固定上述外皮和上述树脂层。

还有，权利要求11的发明是权利要求6所述的密封直线电动机电枢，其中，预先使上述外皮弯曲，使上述外皮的弯曲了的凸面朝着上述制冷剂通路侧配置而成。

还有，权利要求12的发明，具有：权利要求6～权利要求11中任何一项所述的密封直线电动机电枢；和由夹介磁隙而与上述电枢相对配置，并且极性交替相异的多个永久磁铁紧挨着排列、配置而成的励磁，以上述电枢和上述励磁中的任何一方为定子，以另一方为动子，使得上述励磁和上述电枢相对地运行。

还有，权利要求13的发明是权利要求12所述的密封直线电动机，其中，上述电枢和上述励磁形成为平板状。

还有，权利要求14的发明是权利要求12所述的密封直线电动机，其中，上述电枢和上述励磁形成为圆筒状。

发明效果

根据本发明中的密封直线电动机，有以下的效果。

根据权利要求1的发明，能够完全消除电枢绕组和制冷剂的接触。即，即使使用作为导电率低的制冷剂的水，或者电枢绕组的导线中产生了针孔，因为电枢绕组因绕组固定框而和水隔离，所以能够防止因为水的绝缘破坏。还有，以水为制冷剂，提高冷却能力，因而能够降低外皮表面的温度上升。

还有，能够防止因制冷剂渗入绕组固定框而导致的绝缘电阻的劣化。

还有，根据权利要求2的发明，外皮因制冷剂的压力而向与动子相对的空隙鼓起的量变小，所以能够增加制冷剂流量，比权利要求1所述的构成，更能够降低外皮表面的温度上升。

还有，根据权利要求3的发明，能够防止绝缘电阻的劣化，并用权利要求1和权利要求2的发明就能够提高绝缘性能的可靠性。

还有，根据权利要求4的发明，能够比金属制时更加降低固定外皮的树脂制按压板的表面的温度上升。

还有，根据权利要求5的发明，外皮形成为预先弯曲了的形状，因而电枢绕组相对于制冷剂的耐绝缘性高，使用冷却能力高的水作为制冷剂，就可得到外皮表面温度上升小的电枢，使磁轭与之相对配置，就能够得到不发热的密封直线电动机。

根据权利要求6的发明，在电枢绕组和制冷剂通路之间，积层、夹介多层树脂层，就能使树脂层发挥耐制冷剂绝缘的作用，抑制高导电率的水所引起的浸水下的绝缘电阻的降低，能够长期防止绝缘破坏。还有，将树脂层多层化，就能使外侧的树脂层发挥保护的作用，能够阻止向内侧的树脂层的伤痕(针孔)直接浸水。因而，即使在制造时在电枢绕组和内侧的树脂层上产生了针孔，或有机械应力(推力的反作用)、热应力(绕组的发热)和高电压施加的作用，也能够抑制针孔的龟裂发展，提高绝缘可靠性。结果就能够使用作为冷却能力高的制冷剂的水，能够降低直线电动机表面的温度上升。

根据权利要求7的发明，在电枢绕组和制冷剂通路之间积层、夹介了树脂层和金属层。使树脂层介于电枢绕组和制冷剂之间，就能够得到和权利要求6所述的发明相同的效果，而且因为金属层阻断向内侧的制冷剂吸水，所以能够消除因树脂层的制冷剂吸水而产生的绝缘电阻降低。因而，和权利要求1所述相比，能够消除绝缘电阻降低，长期地确保绝缘可靠性。

根据权利要求8的发明，在树脂层中填充了玻璃纤维或碳纤维，所以能够提高树脂层的机械强度。即使在与树脂层成为一体的电枢绕组上产生了推力的反作用，也能够防止树脂层产生开裂，能够防止伴随来自开裂产生部的制冷剂浸水的绝缘破坏。

根据权利要求9的发明，金属层用极薄的金属箔带构成，所以能够使树脂层和金属层的积层厚度很薄。积层厚度变薄了的量用来增加制冷剂通路的厚度，能够降低直线电动机表面的温度上升。

根据权利要求10的发明，在制冷剂通路内设置支柱，将外皮和树脂层用支柱进行机械固定，所以即使伴随制冷剂流量的增加出现了制冷剂通路内的压力上升，也能够抑制外皮的变形量。从而，能够增加制冷剂流量，能够进一步降低直线电动机表面的温度上升。

根据权利要求11的发明，预先使外皮弯曲，将其配置成凸面朝着制冷剂通路侧，所以和权利要求5所述一样，即使制冷剂通路内的压力上升，也能够抑制外皮向外侧鼓起的量。从而，能够增加制冷剂流量，降低直线电动机表面的温度上升。而且，和权利要求10相比，不使用支柱等部材，所以制作容易且低廉。

根据权利要求12的发明，使权利要求6～11中的任何一项所述的电枢与具有永久磁铁的励磁相对，以电枢和励磁中的任何一方为定子，以另一方为动子，所以能够提供一种具有权利要求6～11的效果的直线电动机。

根据权利要求13的发明，构成电枢的电枢绕组和构成励磁的永久磁铁形成为平板状，所以能够提供一种具有权利要求6～11的效果的扁平的直线电动机。

根据权利要求14的发明，构成电枢的电枢绕组和构成励磁的永久磁铁形成为圆筒状，所以能够提供一种具有权利要求6～11的效果的小体积的直线电动机。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施例的密封直线电动机的整体透视图。

图2是沿着图1的A-A线的密封直线电动机的正剖视图。

图3是表示图2的去除了外皮的定子内部的结构的侧视图。

图4是将图2的绕组固定框表面进行了放大的局部剖视图。

图5是将电动机引线接线部进行了放大的局部剖视图。

图6是表示本发明的第2实施例的密封直线电动机的定子的正剖视图。

图7是表示本发明的第3实施例的密封直线电动机，(a)是其整体透视图，(b)是沿着(a)的A-A’线将剖面切成了1/4的正剖视图。

图8是表示第3实施例的图7(b)中的B部放大图。

图9是表示第4实施例的图7(b)中的B部放大图。

图10是表示第5实施例的图7(b)中的B部放大图。

图11是表示第6实施例的图7(b)中的B部放大图。

图12是表示第7实施例的沿着图7(a)的A-A’线将剖面切成了1/4的密封直线电动机的正剖视图。

图13是表示第8实施例的沿着图7(a)的A-A’线将剖面切成了1/4的密封直线电动机的正剖视图。

图14是表示第9实施例的密封直线电动机的整体透视图。

图15是沿着图14的A-A’线将剖面切成了1/4的正剖视图。

图16是表示现有技术的密封直线电动机的整体透视图。

图17是沿着图16的A-A线的密封直线电动机的正剖视图。

图18是表示图17的去除了外皮的定子内部的结构的侧视图。

标号说明

1、10定子

2、11筐体

3、3a、12外皮

4、19绕组固定框

5、5a、20制冷剂通路

6、23螺栓

13螺栓

14按压板

15端子台

16制冷剂供给口

17制冷剂排出口

18电枢绕组

21O环

22绕组固定框支持部材

24密封材料

25动子

26磁轭支持部材

27磁轭

28永久磁铁

29防水膜

31电动机引线

32密封材料

40绝缘积层体

41保护树脂层

42粘接树脂层

43主绝缘树脂层

44成模树脂层

45金属层

46金属箔带

47高强度绝缘树脂层

50支柱

51支柱用O环

52支柱固定用螺钉

53支柱固定用内螺帽

54支柱用外皮

55弯曲外皮

60动子

61筐体

62外皮

63电枢绕组

64端子台

65制冷剂供给口

66制冷剂排出口

67制冷剂通路

68绝缘积层体

70定子

71磁轭

72永久磁铁

具体实施方式

下面，根据附图具体说明本发明的实施例。

实施例1

图1是表示本发明的第1实施例的密封直线电动机的透视图，图2是沿着图1的A-A线的本发明中的密封直线电动机的正剖视图，图3是表示图2的去除了外皮的定子的内部结构的侧视图。还有，本发明的构成要素与现有技术相同的，赋予相同的标号，并省略其说明，仅说明不同的地方。还有，动子25的结构和现有技术完全相同。

在图1～图3中，1是定子，2是筐体，3是外皮，4是绕组固定框，5是制冷剂通路，6是螺栓，22是绕组固定框支持部材，24是密封材料。

本发明的特征如下。

即，将电枢绕组18的两侧面朝着长边方向，用两个绕组固定框4进行固定，使该两个绕组固定框4将其夹住，在外皮3和绕组固定框4之间形成的空间内设置了制冷剂通路5。

还有，在绕组固定框4的制冷剂通路侧和筐体2的间隙中，设置密封材料24，以避免制冷剂通路5中流过的制冷剂漏出到用两个绕组固定框4夹住了的电枢绕组18上，使电枢绕组18浸水。

还有，在电枢绕组18的上下部，插设了用于支持固定两个绕组固定框4的上下端部和筐体2的内周侧的绕组固定框支持部材22。上述的筐体2和绕组固定框支持部材22是将螺栓6穿过设置在筐体2上的穿孔后，拧入绕组固定框支持部材22的螺母而固定。并且，上述的外皮3和筐体2是将螺栓13穿过设置在外皮3上的穿孔后，拧入筐体2的螺母而固定。还有，省略了穿孔和螺母的图示。

再有，绕组固定框表面如图4所示。

图4表示将图2的绕组固定框表面进行了放大的局部剖视图，在图4中，18是电枢绕组，22是绕组固定框支持部材，4是绕组固定框，29是防水膜。

即，在绕组固定框4的制冷剂接触的表面侧粘贴了防水膜29。

再有，电动机引线接线部如图5所示。

图5是将电动机引线接线部进行了放大的局部剖视图，在图5中，2是筐体，4是绕组固定框，18是电枢绕组，15是端子台，31是电动机引线，32是密封材料。

即，用接线基板构成固定电枢绕组18的绕组固定框4，在绕组固定框4和用于将电枢绕组18的电动机引线31连接到外部的端子台15之间的空隙部分，填充了密封材料32，以覆盖电动机引线31。

还有，固定外皮3的按压板14的材质是热传导率小于金属的树脂制的。

在该构成中，因为电枢绕组18的线圈构成和现有技术相同，所以和现有技术一样，本发明的密封直线电动机也是在电枢绕组18中流过与动子25和定子1的电相对位置相应的预定的电流，从而与永久磁铁28产生的磁场作用，对动子产生推力。此时，制冷剂流过设置在外皮3和绕组固定框4之间的制冷剂通路5，对发热的电枢绕组18进行冷却。

因而，本发明的实施例1是将电枢绕组18的两侧面朝着长边方向，用两个绕组固定框4进行固定，使该两个绕组固定框4将其夹住，在外皮3和绕组固定框4之间形成的空间内设置了制冷剂通路5的构成，并且是在绕组固定框4的制冷剂通路侧和筐体2之间的间隙中设置密封材料24的构成，所以能够消除在现有技术中成为问题的制冷剂和电枢绕组18的接触。即，即使使用作为导电率低的制冷剂的水，因为电枢绕组18和水因绕组固定框4和密封材料24而被隔离，所以也能够防止电枢绕组18的绝缘破坏。并且，用水作为制冷剂来提高冷却能力，所以能够降低外皮3表面的温度上升。

还有，因为是在绕组固定框4的制冷剂接触的表面侧粘贴防水膜29的构成，所以能够防止因制冷剂渗入绕组固定框而导致的绝缘电阻的劣化。

还有，因为是在电枢绕组18和用于将该电枢绕组18的电动机引线连接到外部的端子台15之间的空隙部分填充了密封材料32，以覆盖电动机引线3的构成，所以能够防止绝缘电阻的劣化，提高绝缘性能的可靠性。

还有，固定外皮的按压板的材质是热传导率小于金属的树脂制的，因而能够比金属制时降低固定外皮的树脂制按压板的表面的温度上升。

实施例2

下面说明本发明的第2实施例。

图6是表示本发明的第2实施例的密封直线电动机的定子的正剖视图。

第2实施例和第1实施例不同的点是，第1实施例的外皮3是直线状的板，而第2实施例是预先使外皮弯曲，使外皮的弯曲了的凸面与绕组固定框4彼此相对配置而成。在图6中，3a表示预先弯曲了的外皮，5a表示在弯曲了的外皮3a和绕组固定框4之间的空间部形成的制冷剂通路。即，外皮3a形成为在制冷剂通路5a中没有制冷剂流过时，其中央部相对于绕组固定框4侧以不接触的程度略微弯曲了的形状。如果制冷剂流过制冷剂通路5a，外皮3a会因该制冷剂所造成的压力而变形，使中央部向外侧(与绕组固定框4相反的一侧)鼓出。

因而，这样形成为预先使外皮3a弯曲了的形状，因而作为超越第1实施例的效果，能够抑制外皮因制冷剂流量而向与动子相对的空隙变形。还有，能够比第1实施例增加制冷剂流量，能够更加降低温度上升。

还有，在以上的实施例中，以定子具有电枢绕组、动子具有作为励磁的永久磁铁的结构进行了说明，但是也可以是定子具有永久磁铁、动子具有电枢绕组的相反的结构。

还有，动子的形状为口字形，但是毋庸置疑，即使是凹形、仅在单侧排列永久磁铁的结构，本发明也成立。

实施例3

图7是表示本发明的第3实施例的密封直线电动机，(a)是其整体透视图，(b)是沿着(a)的A-A’线将剖面切成了1/4的正剖视图。

本发明的构成要素与现有技术相同的，赋予相同的标号进行说明。

在图中，40是将树脂层多层化而构成的绝缘积层体。本发明的动子25的结构与现有技术完全相同。另一方面，定子1包括：内部成中空的口字形的金属制的筐体2；为了覆盖筐体2的中空部分而取筐体2的外形的板状的外皮3；用于将外皮3固定在筐体2上的外皮固定用螺钉13；具有外皮固定用螺钉13的穿孔，用于以均等的负荷按压外皮3的按压板14；配置在筐体2的中空内的3相的电枢绕组18和绝缘积层体40；和取略大于筐体2的中空部的形状的O环21。外皮3的材质为树脂制的，使用了例如热固化性树脂的环氧树脂或热可塑性树脂的聚次苯基硫(PPS)。筐体2的中空部的形状取得有如将电枢绕组18的外周包围。与电枢绕组18成为一体的绕组固定部(未图示)配置在筐体2的中空内，绕组固定部和筐体2由螺钉来固定。在筐体2的正反面的边缘，设有转圈的槽，O环21配置在其中。并且，外皮3配置在筐体2的正反面。按压板14从外皮3的上面沿着筐体2的边缘铺设，用外皮固定用螺钉13紧固，外皮3和筐体2被固定。电枢绕组18由准备了3相的量的多个集中绕制线圈构成，与绝缘积层体40一体地以树脂成模。对电枢绕组18的电力供给，从安装在筐体2上的端子台15进行。端子台15和电枢绕组18用引线(未图示)分别电连接。还有，制冷剂从设置在筐体2上的制冷剂供给口16供给，从制冷剂排出口17排出。在此其间，制冷剂流过位于绝缘积层体40和外皮3之间的制冷剂通路5，对发热的电枢绕组18进行冷却。

图8是表示第3实施例的图7(b)中的B部放大图。

在图中，41是保护树脂层，42是粘结树脂层，43是主绝缘树脂层，44是成模树脂层。绝缘积层体40是从制冷剂通路5侧积层保护树脂层41、粘结树脂层42、主绝缘树脂层43和成模树脂层44而构成的。保护树脂层41具有抑制制冷剂向主绝缘树脂层43侧的吸水，并且保护主绝缘树脂层43的作用。因而，使用吸水率小，即使很薄也不会破裂的聚酰亚胺树脂或尼龙树脂等作为保护树脂层41。粘结树脂层42具有粘结或粘着保护树脂层41和主绝缘树脂层43的作用。因而，使用环氧类、硅酮类、丙烯类粘结剂或粘着剂作为粘结树脂层42。主绝缘树脂层43具有抑制制冷剂的吸水，确保耐制冷剂绝缘，并且在电枢绕组18发热而温度上升时也不软化，长期确保绝缘性的作用。因而，使用作为吸水率小，绝缘电阻高的树脂材料的环氧树脂或聚乙烯树脂作为主绝缘树脂层43。成模树脂层44具有将电枢绕组18和主绝缘树脂层42粘接成一体的作用，所以使用作为一般成模材而被采用的环氧树脂。

本发明和专利文献1不同的部分，是在位于定子内部的电枢绕组和制冷剂间具有将树脂层进行多层化而构成的绝缘积层体的部分。

根据该构成，即使在电枢绕组的导线被覆上有针孔，还有，即使有推力的反作用或电枢绕组的发热、高电压施加，多层的树脂层也能够发挥耐制冷剂绝缘的作用，即使在导电率高的水所涉及的浸水下，也能够抑制绝缘电阻的降低，能够长期地防止绝缘破坏。还有，因为保护树脂层保护主绝缘树脂层，所以即使在制作时在主绝缘树脂层上产生了伤痕(针孔)，保护树脂层也能够阻止向针孔处直接浸水，能够抑制针孔的龟裂发展，确保长期绝缘可靠性。结果就能够使用作为冷却能力高的制冷剂的水，降低直线电动机表面的温度上升。

实施例4

下面就本发明的第4实施例进行说明。

图9是表示第4实施例的图7(b)中的B部放大图。在图中，125是金属层。第4实施例和第3实施例不同的点是，将绝缘积层体40的保护树脂层41换成了金属层45。金属层45除了和第3实施例中使用的保护树脂层41一样，保护主绝缘树脂层43的作用之外，还有阻断制冷剂向主绝缘树脂层43吸水的作用。因而，使用薄的不锈钢、硅钢板等作为金属层45。

根据该构成，和第3实施例一样，即使在导电率高的水所涉及的浸水下，也能够长期地防止绝缘破坏。而且，因为金属层阻断了制冷剂向内侧的吸水，所以能够消除因主绝缘树脂层的吸水而导致的绝缘电阻降低。结果，使用导电率高的水作为制冷剂，也完全不会引起电枢绕组的绝缘电阻降低或绝缘破坏，而能够降低直线电动机表面的温度上升。

实施例5

下面就本发明的第5实施例进行说明。

图10是表示第5实施例的图7(b)中的B部放大图。在图中，46是金属箔带。第5实施例和第3实施例不同的点是，将金属层45和粘结树脂层42换成了金属箔带46。金属箔带46是在薄的金属箔的单面设置了粘结剂或粘着剂而成的。

根据该构成，将金属层和粘结树脂层换成薄的金属箔带，从而减少了绝缘积层体的厚度，增加了制冷剂通路的厚度，能够更加降低直线电动机表面的温度上升。

实施例6

下面就本发明的第6实施例进行说明。

图11是表示第6实施例的图7(b)中的B部放大图。在图中，47是高强度绝缘树脂层。第6实施例和第3实施例～第5实施例不同的点是，改为在主绝缘树脂层43中填充了玻璃纤维或碳纤维的高强度绝缘树脂层47。

根据该构成，能够提高绝缘积层体的机械强度，所以即使在电枢绕组上产生了推力的反作用或发热，也能够防止绝缘积层体的开裂产生，从而能够防止伴随开裂部的浸水的绝缘破坏。从而，对于机械应力和热应力，比第3实施例～第5实施例更能够提高绝缘可靠性。

实施例7

下面就本发明的第7实施例进行说明。

图12是表示第7实施例的沿着图7(a)的A-A’线将剖面切成了1/4的密封直线电动机的正剖视图。

在图中，50是支柱，51是支柱用O环，52是支柱固定用螺钉，53是支柱固定用内螺帽，54是支柱用外皮。第7实施例和第3实施例～第6实施例不同的点是，在制冷剂通路5内设置了支柱50。支柱50和主绝缘树脂层43或高强度绝缘树脂层47形成为一体，在支柱50的前端放置支柱用O环51，并且埋入支柱固定用内螺帽53，由支柱固定用螺钉52将其与支柱用外皮54机械地紧固连接。

根据该构成，即使发生了伴随制冷剂流量增加的制冷剂通路内的压力上升，也能够抑制外皮的变形量。因而，能够增加制冷剂流量，能够更加降低直线电动机表面的温度上升。

实施例8

下面就本发明的第8实施例进行说明。

图13是表示第8实施例的沿着图7(a)的A-A’线将剖面切成了1/4的密封直线电动机的正剖视图。在图中，55为弯曲外皮。第8实施例和第7实施例不同的点是，去除了设置在制冷剂通路5内的支柱50，而配置了预先弯曲成V字状的外皮55，使其凸面朝向制冷剂通路5侧。

根据该构成，和第7实施例一样，即使制冷剂通路内的压力上升了，也能够抑制外皮向外侧的鼓起量。因而，能够增加制冷剂流量，降低直线电动机表面的温度上升。而且，和权利要求5所述相比，因为不使用支柱等部材，所以制作简单而低廉。

实施例9

下面就本发明的第9实施例进行说明。

图14是表示第9实施例的密封直线电动机的整体透视图。图15是沿着图14的A-A’线将剖面切成了1/4的正剖视图。

在图中，60是动子，61是筐体，62是外皮，63是电枢绕组，64是端子台，65是制冷剂供给口，66是制冷剂排出口，67是制冷剂通路，68是绝缘积层体，70是定子，71是磁轭，72是永久磁铁。定子70在行程方向长的圆柱状的磁轭71的外周配置了多个构成多极的永久磁铁72。另一方面，动子60在中间配置了电枢绕组63，在其内外周设有绝缘积层体68、制冷剂通路67和外皮62。在此，筐体61和外皮62使用了不锈钢，它们通过焊接而接合。还有，电枢绕组63和绕组固定部(未图示)一体成模，通过螺钉而与筐体61固定。制冷剂从设置在一方筐体61上的制冷剂供给口65供给，通过筐体61内部的管路，流过制冷剂通路67，之后通过另一方筐体61内的管路，从制冷剂排出口66排出。动子60在其中空空间内插入定子70，由未图示的直线导块或静压引导轴承等来支持。在该构成中，在电枢绕组63中流过预定的电流，通过其与永久磁铁72产生的磁场的作用，对动子60产生推力，动子60就会向箭头所示的行进方向移动。此时在电枢绕组中产生的发热由通过其表面的制冷剂进行回收，使外皮表面的温度上升成为极小的。

还有，将图15中的B部进行了放大的东西是与第3实施例～第6实施例相同的结构，与将图8至图11所示的东西做成圆弧的东西相同。这样，第9实施例与第3实施例～第8实施例不同的点是，电枢绕组和永久磁铁形成为圆筒状。

根据该构成，与第3实施例～第6实施例一样，能够使用冷却能力高的水作为制冷剂，能够降低直线电动机表面的温度上升。而且，在第3实施例～第8实施例中，构成电枢的电枢绕组和构成励磁的永久磁铁形成为平板状，是扁平的密封直线电动机，但在第9实施例中是圆筒状，因而能够排除电枢绕组的线圈尾部，能够提供一种小体积的密封直线电动机。

还有，在第1实施例～第8实施例中说明了定子具有电枢绕组、动子具有励磁永久磁铁的结构，在第9实施例中说明了动子具有电枢绕组定子具有励磁永久磁铁作的结构，不过它们也可以是相反的结构。还有，在第3实施例～第8实施例中，动子的形状为口字形，但是毋庸置疑，即使是凹形、只在单侧排列永久磁铁的结构，本发明也成立。还有，作为由多个集中绕制线圈构成电枢绕组的3相交流直线电动机进行了说明，但是也可以是只设置了一个集中绕制线圈的所谓音圈电动机(VCM)，或设置了多台动子和多个集中绕制线圈的多自由度动作的VCM。还有，用作为用于将电枢绕组固定在筐体上的部材的绕组固定部(未图示)进行了说明，但是也可以将绕组固定部和主绝缘树脂层或高强度树脂层形成为一体。再有，用将支柱和主绝缘树脂层或高强度树脂层形成为一体的东西进行了说明，但是毋庸置疑，即使使支柱和这些树脂层独立，或将支柱和外皮形成为一体，也能够得到同样的效果。还有，以将弯曲外皮形成为V字状的东西进行了说明，但是毋庸置疑，使之成为碗形状或凹状(阶段状)，也能够得到同样的效果。

工业实用性

本发明是在电枢绕组和制冷剂之间夹介多层树脂层或金属层而构成的，因而即使使用导电率高的水作为制冷剂，也不会引起绝缘电阻降低或绝缘破坏，能够降低直线电动机表面的温度上升。因而，温度上升极小，可适用于要求长期绝缘可靠性的半导体曝光装置、检查装置等用途。

Claims (9)

1.一种密封直线电动机电枢，具有由多个线圈组构成的电枢绕组、设置在上述电枢绕组的单面或双面上的外皮和在上述电枢绕组和上述外皮之间形成的制冷剂通路，其特征在于，

使由树脂层和成模树脂多层积层而成的绝缘积层体夹介于上述电枢绕组和上述制冷剂通路之间，上述树脂层由从制冷剂通路侧朝向上述电枢绕组侧依次设置并且抑制制冷剂的吸水的保护树脂层、粘结树脂层和主绝缘树脂层构成，上述成模树脂填充在上述主绝缘树脂层和上述电枢绕组之间以使该主绝缘树脂层和上述电枢绕组一体成模。

2.根据权利要求1所述的密封直线电动机电枢，其特征在于，在构成上述绝缘积层体的树脂层上积层了金属层。

3.根据权利要求1或2所述的密封直线电动机电枢，其特征在于，上述树脂层是填充了玻璃纤维或碳纤维而成的。

4.根据权利要求2所述的密封直线电动机电枢，其特征在于，上述金属层是由在金属箔上具有粘结剂或粘着剂的金属箔带构成的。

5.根据权利要求1所述的密封直线电动机电枢，其特征在于，在上述制冷剂通路内设有支柱，由上述支柱来固定上述外皮和上述树脂层。

6.根据权利要求1所述的密封直线电动机电枢，其特征在于，预先使上述外皮弯曲，使上述外皮的弯曲了的凸面朝着上述制冷剂通路侧配置而成。

7.一种密封直线电动机，具有权利要求1～权利要求6中任何一项所述的密封直线电动机电枢和由夹介磁隙而与上述电枢相对配置且极性交替相异的多个永久磁铁紧挨着排列、配置而成的励磁，以上述电枢和上述励磁中的任何一方为定子，以另一方为动子，使得上述励磁和上述电枢相对地运行。

8.根据权利要求7所述的密封直线电动机，其特征在于，上述电枢和上述励磁形成为平板状。

9.根据权利要求7所述的密封直线电动机，其特征在于，上述电枢和上述励磁形成为圆筒状。

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