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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Spaltrohrlinearmotoranker und
einen Spaltrohrlinearmotor, die für einen Objekttischantrieb
in einer Halbleiter-Herstellungsvorrichtung oder für einen
Tischantrieb in einem Bearbeitungswerkzeug verwendet werden und
eine Reduktion des Temperaturanstiegs eines Linearmotorhauptkörpers
und eine Verbesserung in der Zuverlässigkeit der Isolation
erfordern.
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Stand der Technik
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In
einem Spaltrohrlinearmotoranker und einem Spaltrohrlinearmotor,
die bisher für einen Objekttischantrieb ein einer Halbleiter-Herstellungsvorrichtung
oder für einen Tischantrieb in einem Maschinenwerkzeug
verwendet wurden und eine Reduktion eines Temperaturanstiegs eines
Linearmotorhauptkörpers und eine Verbesserung in der Zuverlässigkeit der
Isolation erfordern, wird eine Ankerwicklung durch ein Spaltrohr
bedeckt und wird ein Kühlmittel durch eine Kühlleitung
zwischen der Ankerwicklung und dem Spaltrohr geführt, um
die durch die Ankerwicklung erzeugte Wärme über
das Kühlmittel abzuführen und einen Temperaturanstieg
an der Oberfläche des Linearmotors zu reduzieren (siehe
zum Beispiel die Patentdokumente 1 und 2).
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1 ist
eine perspektivische Gesamtansicht eines allgemeinen Spaltrohrlinearmotors
mit einem beweglichen Element, in dem ein Anker durch ein Spaltrohr
bedeckt wird, und zeigt den gesamten Aufbau, der der weiter unten
beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung und
dem Stand der Technik gemeinsam ist.
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In 1 gibt
das Bezugszeichen 100 einen Ständer an, gibt 101 ein
Gehäuse an, gibt 102 ein Spaltrohr an, gibt 103 eine
Spaltrohrfixierungsschraube an, gibt 104 eine Druckplatte
an, gibt 105 eine Ankerwicklung an, gibt 106 eine
Anschlussbasis an, gibt 107 eine Kühlmittelzuführöffnung
an, gibt 108 eine Kühlmittelabführöffnung
an, gibt 111 ein Verbindungssubstrat an, gibt 112 einen
Wicklungsaufnahmerahmen an, gibt 200 ein bewegliches Element
an, gibt 201 ein Feldjochhalteglied an, gibt 202 ein
Feldjoch an und gibt 203 einen Permanentmagneten an.
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Ein
bewegliches Element 200 umfasst das Feldjoch 202,
die mehreren Permanentmagneten 203 für das Feld,
die zueinander benachbart auf der Innenfläche des Feldjochs 202 angeordnet
sind, sodass die Polaritäten alternieren, und das Feldjoch-Halteglied 201,
das einen rechteckig geformten Querschnitt aufweist. Weiterhin ist
der andere Ständer 100 derart aufgebaut, dass
die Ankerwicklung 105 durch das Spaltrohr 102 bedeckt
wird und in einen hohlen Teil in dem beweglichen Element eingesetzt
ist, um den Magnetanordnungen der Permanentmagneten 203 mit
dazwischen einem Spalt gegenüberzuliegen.
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Unter
diesen Bedingungen wird das bewegliche Element 200 durch
eine nicht gezeigte lineare Rollführung oder eine nicht
gezeigte hydrostatische Lagerführung gehalten, sodass sich
das bewegliche Element 200 in Bezug auf den Ständer 100 in
der Richtung der Pfeile bewegen kann. Ein Kühlmittel wird
von der Kühlmittelzuführöffnung 107 in
dem Gehäuse 101 zugeführt und über
die Kühlmittelabführöffnung 108 abgeführt.
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12 zeigt
einen Spaltrohrlinearmotor aus dem Stand der Technik in Entsprechung
zu einer vorderen Schnittansicht entlang der der Linie A-A von 1 (Halbmodell).
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In 12 gibt
das Bezugszeichen 109 einen O-Ring an, gibt 110 eine
Kühlmittelleitung an und gibt 113 ein Gussharz
an.
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Der
Ständer 100 umfasst das rahmenförmige
Metallgehäuse 101, das plattenförmigen
Spaltrohr 102, das die äußere Form des
Gehäuses 101 aufweist, um beide Öffnungsteile
des Gehäuses 101 luftdicht zu schließen,
die Spaltrohrfixierungsschraube 103 zum Fixieren des Spaltrohrs 102 an
dem Gehäuse 101, die Druckplatte 104,
die ein Durchgangsloch für die Spaltrohrfixierungsschraube 103 aufweist
und das Spaltrohr 102 mit einer gleichmäßigen
Last drückt, die Ankerwicklung 105, die in dem
hohlen Teil des Gehäuses 101 angeordnet ist, das
Verbindungssubstrat 111 für eine Verdrahtung der
Ankerwicklung 105, den Wicklungsaufnahmerahmen 112 zum
Aufnehmen der Ankerwicklung 105, und den O-Ring 109,
der etwas größer ist als der hohle Teil des Gehäuses 101.
Die äußere Form des Verbindungssubstrats 111 und
die äußere Form des Wicklungsaufnahmerahmens 112 sind
jeweils etwas kleiner als der hohle Teil des Gehäuses 101,
wobei das Verbindungssubstrat 111 aus einer dünnen
Platte ausgebildet ist und der Wicklungsaufnahmerahmen aus einer dicken
Platte ausgebildet ist. Weiterhin ist der Wicklungsaufnahmerahmen 112 etwas
größer als die äußere Form der
Ankerwicklung 105, um die Ankerwicklung 105 aufzunehmen,
und weist die Form einer Vertiefung mit einem geöffneten
Bodenteil auf.
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Nachdem
die Ankerwicklung 105 in dem Wicklungsaufnahmerahmen 112 aufgenommen
wurde, wird sie eng durch das Verbindungssubstrat 111 bedeckt,
wobei das Gussharz 113 in den bedeckten Teil gegossen wird.
Weiterhin werden die Ankerwicklung 105 und das Verbindungssubstrat 111 elektrisch miteinander
verbunden. Die Ankerwicklung 105 mit der oben beschriebenen
Umgebung wird mittels einer Schraube (nicht gezeigt) durch das Verbindungssubstrat 111 oder
den Wicklungsaufnahmerahmen 112 hindurch an dem Gehäuse 101 fixiert.
An den Kanten der Vorder- und Rückseite des Gehäuses 101 sind
kreisförmige Rillen vorgesehen, wobei die O-Ringe 109 in
den Rillen angeordnet sind. Dann werden die Spaltrohre 102 an
dem vorderen und hinteren Teil des Gehäuses 101 angeordnet.
Die Druckplatte 104 wird auf das Spaltrohr 102 entlang
der Kante des Gehäuses 101 gelegt und durch die
Spaltrohrfixierungsschraube 103 befestigt, sodass das Spaltrohr 102 an
dem Gehäuse 101 fixiert ist. Dabei wird zwischen
dem Spaltrohr 102 und dem Verbindungssubstrat 111 und
zwischen dem Spaltrohr 102 und dem Wicklungsaufnahmerahmen 112 jeweils
ein fixierter Spalt gebildet, wobei dieser Spalt als Kühlmittelleitung 110 verwendet
wird. Das Kühlmittel wird von der Kühlmittelzuführöffnung 107 in
dem Gehäuse 101 zugeführt und über
die Kühlmittelabführöffnung 108 abgeführt.
Das Kühlmittel fließt in der Kühlmittelleitung 110,
um die Ankerwicklung 105 zu kühlen die aufgrund
eines Kupferverlustes Wärme erzeugt. Als Kühlmittel
wird herkömmlicherweise ein Fluor-basiertes, träges
Kühlmittel verwendet, das eine extrem kleine elektrische
Leitfähigkeit und damit eine isolierende Eigenschaft aufweist
(zum Beispiel Hydrofluorether (HFE) von Sumitomo 3M Ltd.). In den
letzten Jahren wurde aufgrund der geforderten stärkeren Reduktion
des Temperaturanstiegs Wasser (reines Wasser oder ultrareines Wasser)
verwendet, das eine große Wärmeleitfähigkeit
und Wärmekapazität sowie eine extrem hohe Wärmerückgewinnung
aufweist.
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13 zeigt
einen Spaltrohrlinearmotor aus dem Stand der Technik in Entsprechung
zu einer seitlichen Schnittansicht entlang der Linie B-B von 1 (Halbmodell).
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In 13 ist
das Bezugszeichen 120 ein Anschlussdraht, 121 ein
Lötauge, 122 eine Anschlussdrahtabdeckung und 130 ein
Harz. Ein Folienmuster (nicht gezeigt) für die Verbindung
der Ankerwicklung 105 mit dem Anschlussdraht 120 ist
für das Verbindungssubstrat 111 vorgesehen, und
das Lötauge 121 ist an einem Endpunkt des Kupferfolienmusters
vorgesehen. Ein Ende des Anschlussdrahts 120 ist über ein
Lot mit dem Lötauge verbunden, und das andere Ende ist
mit der Anschlussbasis 106 verbunden. Weiterhin ist der
Vertiefungsteil in Entsprechung zu dem oberen Teil des Lötauges 121 mit
dem Harz 130 gefüllt, und die Anschlussdrahtabdeckung 122 ist
an der Grenze zwischen dem Vertiefungsteil und der Kühlmittelleitung 110 angeordnet.
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Bei
dem derartig aufgebauten Spaltrohrlinearmotor wird ein Dreiphasen-Wechselstrom
in Entsprechung zu den relativen elektrischen Positionen des beweglichen
Elements 200 und des Ständers 100 zu
der Ankerwicklung 105 geführt, wobei durch eine
Wirkung auf das durch den Permanentmagneten 102 gebildete
Magnetfeld ein Schub in dem beweglichen Element 200 erzeugt
wird. Weil dabei die Ankerwicklung 105, in der durch den
Kupferverlust Wärme erzeugt wird, durch das in der Kühlmittelleitung 110 fließende
Kühlmittel gekühlt wird, kann ein Anstieg der
Oberflächentemperatur des Spaltrohrs 102 unterdrückt
werden. Weil weiterhin Wasser (reines Wasser oder ultrareines Wasser),
das eine große Wärmeleitfähigkeit und
Wärmekapazität sowie eine hohe Wärmerückgewinnung
aufweist, verwendet werden kann, kann ein Anstieg der Oberflächentemperatur
des Spaltrohrs 102 extrem stark unterdrückt werden.
- Patentdokument 1: Japanische
Patentanmeldung Nr. 2004-148203 (Beschreibungsseite 7,
und 1 bis 5)
- Patentdokument 2: JP-A-2004-312877 (Beschreibungsseiten
4 bis 5, und 2)
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Beschreibung der Erfindung
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Problemstellung der Erfindung
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Wenn
jedoch bei dem herkömmlichen Spaltrohr-Linearmotoranker
und dem herkömmlichen Spaltrohrlinearmotor das Wasser in
der Kühlmittelleitung neben dem Anschlussdraht fließt,
entsteht das folgende Problem.
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Es
tritt eine Haftungslösung zwischen dem Verbindungssubstrat
und dem Harz auf, sodass die Gefahr besteht, dass Wasser in den
Trennungsteil eindringt und den Isolationswiderstand vermindert oder
die Isolation in dem Verbindungsteil zwischen dem Anschlussdraht
und dem Verbindungssubstrat aufhebt. Diese Problem wird durch den
folgenden Vorgang verursacht:
- (1) Wenn der
elektrische Strom zu der Ankerwicklung fließt, erzeugt
die Ankerwicklung Wärme, wodurch das Verbindungssubstrat
und der Wicklungsaufnahmerahmen, die als Komponenten um die Ankerwicklung
herum vorgesehen sind, eine hohe Temperatur annehmen, sodass das
den Anschlussdraht bedeckende Harz aufgrund einer Wärmeleitung
ebenfalls eine hohe Temperatur annimmt. Das Harz kommt dabei an
dem peripheren Teil der Anschlussdrahtabdeckung in Kontakt mit dem
Wasser des Kühlmittels und absorbiert dasselbe. Der Temperaturanstieg
des Harzes und die Wasserabsorption nehmen gleichzeitig zu, sodass
die Haftkraft zwischen dem Verbindungssubstrat und dem Füllharz
stark abnimmt.
- (2) Weil der Wärmeausdehnungskoeffizient des Harzes
größer ist als derjenige des Verbindungssubstrats,
wird eine interne mechanische Spannung (nachfolgend als Ablösekraft
bezeichnet) erzeugt, die das Harz von dem Verbindungssubstrat löst.
- (3) Indem die Haftkraft in (1) vermindert wird und die Ablösekraft
in (2) erzeugt wird, wird eine Haftungslösung zwischen
dem Verbindungssubstrat und dem Harz verursacht.
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Um
das Auftreten der oben genannten Haftungslösung zu verhindern,
kann ein Harz mit einer starken Haftkraft verwendet werden. Wenn
jedoch ein Harz mit einer starken Haftkraft verwendet wird, ist
das Harz dick, sodass die Ablösekraft, die im Verhältnis
zu dem Volumen des Harzes groß wird, nicht reduziert wird.
Aufgrund des Auftretens der Ablösekraft in Verbindung mit
dem Temperaturanstieg, nimmt die Haftungslösung zwischen
dem Verbindungssubstrat und dem Harz zu, sodass die Gefahr besteht,
dass das Eindringen von Wasser in den Trennungsteil eine Verminderung
des Isolationswiderstands oder eine Aufhebung der Isolation verursacht.
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Weiterhin
wird eine Stagnation des Kühlmittels in dem Spaltteil in
der Kühlmittelleitung zwischen dem Verbindungssubstrat
oder der Umgebung des Wicklungsaufnahmerahmens und dem Gehäuse
verursacht. Wenn ein reines Wasser oder ein ultrareines Wasser als
Kühlmittel verwendet wird, vermindert sich der spezifische
Widerstand des Kühlmittels in der Nähe der Spaltteile
und vermindert sich der Isolationswiderstand.
- (4)
Wenn die Wasserabsorption des Füllharzes fortschreitet,
dringt das Wasser auch in den Verbindungsteil zwischen dem Anschluss
der Anschlussbasis und dem Anschlussteil ein, sodass die Gefahr
besteht, dass der Isolationswiderstand vermindert wird und die Isolation
aufgehoben wird.
- (5) Wenn Nadellöcher oder Risse in der Beschichtung
des Anschlussdrahts vorhanden sind, wird ein Erdungsfehler durch
den Kontakt zwischen dem Anschlussdraht und dem Gehäuse
verursacht, sodass die Gefahr besteht, dass die Isolation aufgehoben
wird.
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Wenn
weiterhin mehrere Anschlussdrähte vorhanden sind und diese
in einer komplexen Form angeordnet und miteinander verschränkt
sind, wird das Füllharz nicht zwischen die Anschlussdrähte
gefüllt und wird eine Luftblase gebildet. Wenn das Füllharz
das Wasser absorbiert, bleibt das Wasser in der Luftblase, sodass
die Gefahr besteht, dass der Isolationswiderstand vermindert wird
und die Isolation aufgehoben wird.
- (6) Beim
Zuführen des Füllharzes wird zuerst ein Dichtungsband
an dem Gehäuse angebracht, damit das Füllharz
nicht an der Rille für den O-Ring haftet, wobei das Harz
dann nach Augenmaß bis zu einer spezifizierten Höhe
eingefüllt wird. Danach lässt man das Füllharz
bei einer spezifizierten Temperatur über einen längeren
Zeitraum aushärten. Bei der Herstellung des Spaltrohrlinearmotorankers
ist die Verarbeitungsfähigkeit des Füllharzes
schlecht.
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Die
vorliegende Erfindung bezweckt, die vorstehend geschilderten Probleme
zu lösen, wobei es eine Aufgabe der Erfindung ist, einen
Spaltrohrlinearmotoranker und einen Spaltrohrmotor anzugeben, wobei
die Isolationszuverlässigkeit des Spaltrohrlinearmotorankers
des Wasserkühlungstyps verbessert ist und die Verarbeitungsfähigkeit
der Anordnung gut ist.
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Problemlösung
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Um
die oben geschilderten Probleme zu lösen, gibt die Erfindung
den folgenden Aufbau an.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Spaltrohrlinearmotoranker angegeben,
der umfasst:
eine Ankerwicklung, die in der Form einer flachen Platte
ausgebildet ist und Spulen umfasst,
einen Wicklungsaufnahmerahmen,
der in der Form einer Vertiefung mit einem geöffneten Bodenteil
ausgebildet ist, um die Ankerwicklung aufzunehmen,
ein flaches,
plattenförmiges Verbindungssubstrat, das den Öffnungsteil
des Wicklungsaufnahmerahmens luftdicht schließt und mit
der Ankerwicklung verbunden ist,
ein Metallgehäuse,
das in der Form eines Rahmens ausgebildet ist, um die durch den
Wicklungsaufnahmerahmen gedichtete Ankerwicklung und das Verbindungssubstrat
zu umgeben,
Spaltrohre, die beide Öffnungsteile des
Gehäuses luftdicht schließen,
Kühlmittelleitungen,
die jeweils zwischen einem Spaltrohr und dem Wicklungsaufnahmerahmen
und zwischen dem Spaltrohr und dem Verbindungssubstrat vorgesehen
sind, und
einen Anschlussdraht, der mit dem Verbindungssubstrat
verbunden ist, wobei
eine Beschichtung mit einem Haftharz um
einen Verbindungsteil zwischen dem Verbindungssubstrat und dem Anschlussdraht
vorgesehen ist, um den Verbindungsteil zu umgeben, und
die
Umgebung des Haftharzes mit einem Füllharz gefüllt
ist.
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Weiterhin
ist gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ein
Spaltrohrlinearmotor gemäß dem ersten Aspekt angegeben,
wobei
ein Dichtharz in einem Spalt zwischen dem Verbindungssubstrat
und dem Gehäuse und in einem Spalt zwischen dem Wicklungsaufnahmerahmen
und dem Gehäuse vorgesehen ist, um die Spalte zu dichten.
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Weiterhin
ist gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung der
Spaltrohrlinearmotoranker gemäß dem ersten Aspekt
angegeben, wobei
das Haftharz ein Epoxidharz ist und das Füllharz
ein Silikonharz ist.
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Weiterhin
ist gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung der
Spaltrohrlinearmotoranker gemäß dem zweiten Aspekt
angegeben, wobei
das Dichtharz ein Silikonharz ist.
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Weiterhin
ist gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung
ein Spaltrohrlinearmotoranker angegeben, der umfasst:
eine
Ankerwicklung, die in der Form einer flachen Platte ausgebildet
ist und Spulen umfasst,
einen Wicklungsaufnahmerahmen, der
in der Form einer Vertiefung mit einem geöffneten Bodenteil
ausgebildet ist, um die Ankerwicklung aufzunehmen,
ein flaches
und plattenförmiges Verbindungssubstrat, das den Öffnungsteil
des Wicklungsaufnahmerahmens luftdicht schließt und mit
der Ankerwicklung verbunden ist,
ein Metallgehäuse,
das um den Wicklungsaufnahmerahmen herum in der Form eines Rahmens
vorgesehen ist,
Spaltrohre, die beide Öffnungsteile
des Gehäuses luftdicht schließen,
Kühlmittelleitungen,
die jeweils zwischen einem Spaltrohr und dem Wicklungsaufnahmerahmen
und zwischen dem Spaltrohr und dem Verbindungssubstrat vorgesehen
sind, und
einen Anschlussdraht, der mit dem Verbindungssubstrat
verbunden ist, wobei
ein Verbindungsteil zwischen dem Verbindungssubstrat
und dem Anschlussdraht in dem Vertiefungsteil des Wicklungsaufnahmerahmens
angeordnet ist, und
das Innere des Vertiefungsteils mit einem
Gussharz gefüllt ist.
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Weiterhin
ist gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung
der Spaltrohrlinearmotoranker gemäß dem fünften
Aspekt angegeben, wobei
der Anschlussdraht aus dem Wicklungsaufnahmerahmen
zu einer Verbindungsfläche zwischen dem Wicklungsaufnahmerahmen
und dem Gehäuse herausgezogen ist, und
ein Gummidichtungsglied
an der Verbindungsfläche derart vorgesehen ist, dass es
den Anschlussdraht umgibt.
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Weiterhin
ist gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung der
Spaltrohrlinearmotoranker gemäß dem fünften
oder sechsten Aspekt angegeben, wobei
eine Rahmenfixierungsschraube
zum mechanischen Befestigen des Gehäuses und des Wicklungsaufnahmerahmens
zwischen dem Gehäuse und dem Wicklungsaufnahmerahmen vorgesehen
ist, und
die Verbindungsfläche in Bezug auf die Befestigungsrichtung
der Rahmenfixierungsschraube geneigt ist.
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Weiterhin
ist gemäß einem achten Aspekt der Erfindung der
Spaltrohrlinearmotoranker gemäß dem fünften
oder sechsten Aspekt angegeben, der umfasst:
eine Leiterplatte,
in welcher der Anschlussdraht durch Kupferfolien gebildet wird.
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Weiterhin
ist gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung ein
Spaltrohrlinearmotor angegeben, der umfasst:
den Spaltrohrlinearmotoranker
gemäß einem der ersten bis achten Aspekte, und
einen
Feldmagneten, der derart angeordnet ist, dass er dem Anker mit dazwischen
einem Magnetspalt gegenüberliegt, und mehrere Permanentmagneten
umfasst, die derart nebeneinander angeordnet sind, dass die Polaritäten
jeweils alternieren, wobei
der Anker oder der Feldmagnet als
ein Ständer dient und die jeweils andere Einheit als ein
bewegliches Element dient, sodass der Feldmagnet und der Anker relativ
zueinander bewegt werden.
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Effekte der Erfindung
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Weil
gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die Beschichtung
mit dem Haftharz derart vorgesehen ist, dass sie den Verbindungsteil
zwischen dem Verbindungssubstrat und dem Anschlussdraht enthält,
wird die Haftkraft zwischen dem Harz und dem Verbindungssubstrat
während der Anstiegszeit der Temperatur erhöht.
Weil weiterhin die Umgebung des Haftharzes mit dem Füllharz
gefüllt ist, kommt das Haftharz nicht in einen direkten
Kontakt mit dem als Kühlmittel verwendeten Wasser, sodass
eine Verminderung der Haftkraft aufgrund einer Wasserabsorption
unterdrückt wird. Weil das Haftharz für die Beschichtung
dünn aufgetragen wird, ist die Ablösekraft, die
proportional zu dem Volumen des Harzes ist, reduziert.
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Indem
die Haftkraft während der Anstiegszeit der Temperatur vergrößert
wird, eine durch die Wasserabsorption verursachte Verminderung der
Haftkraft unterdrückt wird und die Ablösekraft
wie oben beschrieben reduziert wird, kann die im Stand der Technik
auftretende Haftungslösung verhindert werden, sodass die
Probleme einer Verminderung des Isolationswiderstands und einer
Aufhebung der Isolation aufgrund einer Wassereindringung vermindert werden
können und die Zuverlässigkeit der Isolationsleistung
rasch verbessert werden können.
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Gemäß dem
zweiten Aspekt der Erfindung wird der Spalt in der Kühlmittelleitung
zwischen dem Verbindungssubstrat oder der Umgebung des Wicklungsaufnahmerahmens
mit dem Dichtharz gedichtet. Deshalb kann eine Stagnation des Kühlmittels
in der Kühlmittelleitung reduziert werden. Insbesondere wenn
reines oder ultrareines Wasser als Kühlmittel verwendet
wird, kann eine Reduktion des spezifischen Widerstands des reinen
oder ultrareinen Wassers unterdrückt werden.
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Daraus
resultiert, dass der spezifische Widerstand des Kühlmittels
für eine lange Zeitdauer in einem Teil innerhalb der Kühlmittelleitung
konstant vorgesehen werden kann, wodurch die Zuverlässigkeit
der Leistung verbessert werden kann.
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Gemäß dem
dritten und vierten Aspekt der Erfindung wird als Haftharz, das
auch während der Anstiegszeit der Temperatur eine große
Haftkraft aufweist, das Epoxidharz verwendet, während als
Füllharz und Dichtharz, die nach dem Aushärten
eine Elastizität aufweisen, das Silikonharz verwendet wird.
Deshalb kann das Haftharz die Haftkraft für das Verbindungssubstrat
erhöhen und können das Füllharz und das
Dichtharz die durch die Wärmeausdehnung erzeugte Ablösekraft
in Bezug auf die peripheren Glieder reduzieren.
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Daraus
resultiert, dass eine Haftungslösung zwischen den Gliedern
verhindert werden kann, wodurch die Probleme einer Verminderung
des Isolationswiderstands und einer Aufhebung der Isolation aufgrund
der Wasserdurchdringung in dem getrennten Harzteil beseitigt werden
können und die Zuverlässigkeit der Isolationsleistung
verbessert werden kann.
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Gemäß dem
fünften Aspekt der Erfindung ist der Verbindungsteil zwischen
dem Verbindungssubstrat und dem Anschlussdraht in dem Vertiefungsteil des
Wicklungsaufnahmerahmens angeordnet, wobei das Innere des Vertiefungsteils
mit dem Gussharz gefüllt ist. Deshalb sind der Wicklungsaufnahmerahmen,
das Verbindungssubstrat und der Anschlussdraht durch das Gussharz
verbunden, wodurch die Haftkraft zwischen den Gliedern erhöht
ist. Weiterhin handelt es sich bei diesen Komponenten um Epoxidharzglieder
mit einer geringen Wasserabsorption, bei denen kaum eine Verminderung
der Haftkraft aufgrund einer Wasserabsorption entsteht.
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Indem
wie oben beschreiben die Haftkraft erhöht wird und die
durch die Wasserabsorption verursachte Verminderung der Haftkraft
unterdrückt wird, kann eine im Stand der Technik auftretende
Haftungslösung verhindert werden, sodass die durch das
Eindringen von Wasser verursachten Probleme einer Verminderung des
Isolationswiderstands und eine Aufhebung der Isolation beseitigt
werden und dementsprechend die Zuverlässigkeit der Isolationsleistung
rasch verbessert werden kann.
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Gemäß dem
sechsten Aspekt der Erfindung wird der Anschlussdraht aus dem Wicklungsaufnahmerahmen
zu der Verbindungsfläche zwischen dem Wicklungsaufnahmerahmen
und dem Gehäuse herausgeführt, wobei das Gummidichtungsmaterial
an der Verbindungsfläche vorgesehen ist und die Umgebung
des Anschussdrahtes einschließt. Dadurch kann das Eindringen
von Wasser von der Verbindungsfläche in den Wicklungsaufnahmerahmen
und zu der Anschlussbasis verhindert werden.
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Deshalb
können die Probleme einer Verminderung des Isolationswiderstands
und einer Aufhebung der Isolation beseitigt werden und kann die
Zuverlässigkeit der Isolationsleistung rasch verbessert werden.
Weil weiterhin keine Fülloperation durchgeführt
zu werden braucht und statt dessen das Gummidichtungsglied vorgesehen
ist, mit dem die Operation einfach und schnell durchgeführt
werden kann, ist die Montage vereinfacht.
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Gemäß dem
siebten Aspekt der Erfindung ist die Rahmenfixierungsschraube zum
mechanischen Befestigen des Gehäuses und des Wicklungsaufnahmerahmens
vorgesehen, wobei die Verbindungsfläche derart aufgebaut
ist, dass sie in Bezug auf die Befestigungsrichtung der Rahmenfixierungsschraube
geneigt ist. Deshalb kann im Vergleich zu dem Aufbau des sechsten
Aspekts die Haftung der Verbindungsfläche mittels einer
einfachen Montage aufrechterhalten werden, wobei die Dichtungsleistung des
Gummidichtungsglieds sichergestellt werden kann. Daraus resultiert,
dass die Zuverlässigkeit der Isolationsleistung und die
Montage ähnlich wie gemäß dem sechsten
Aspekt verbessert werden können.
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Weil
gemäß dem achten Aspekt der Erfindung der Anschlussdraht
durch die Leiterplatte gebildet wird, in der Kupferfolien ausgebildet
sind, kann ein Kontakt zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuse
verhindert werden und kann eine Verbreiterung des Isolationsabstands
die Zuverlässigkeit der Isolationsleistung erhöhen.
Auch wenn mehrere Anschlussdrähte vorhanden sind, wird
im Gegensatz zum Stand der Technik keine Luftblase zwischen den Anschlussdrähten
erzeugt.
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Also
auch wenn das Gummidichtungsglied im Gegensatz zu dem sechsten Aspekt
nicht vorgesehen ist, können die Probleme einer Verminderung des
Isolationswiderstands und einer Aufhebung der Isolation aufgrund
des Eindringens von Wasser in die Luftblase beseitigt werden und
kann die Zuverlässigkeit der Isolationsleistung verbessert
werden.
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Gemäß dem
neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Feldmagnet mit
den Permanentmagneten gegenüber dem Anker angeordnet, wobei
der Anker oder der Feldmagnet als ein Ständer dient und
die jeweils andere Einheit als ein bewegliches Element dient. Deshalb
kann ein Spaltrohrmotor mit den Vorteilen des ersten bis achten
Aspekts vorgesehen werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Gesamtansicht eines allgemeinen Spaltrohrmotors
mit einem beweglichen Glied, in dem ein Anker gemäß einer ersten
Ausführungsform der Erfindung oder ein herkömmlicher
Anker durch ein Spaltrohr bedeckt ist.
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2 zeigt
einen Spaltrohrlinearmotor gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung und entspricht einer Vorderschnittansicht entlang
der Linie A-A von 1.
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3 zeigt
den Spaltrohrlinearmotor gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung und entspricht einer Seitenschnittansicht entlang
der Linie B-B von 1.
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4 zeigt
einen Spaltrohrlinearmotor gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung, wobei (a) einer perspektivischen
Gesamtansicht des Spaltrohrlinearmotors entspricht und (b) einer
Vorderschnittansicht (Halbmodell) entlang der Linie A-A von (a)
entspricht.
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5 zeigt
den Spaltrohrlinearmotor in der zweiten Ausführungsform
der Erfindung und entspricht einer Seitenschnittansicht entlang
der Linie B-B von 4.
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6 ist
eine Schnittansicht von oben entlang der Linie C-C von 5 gemäß der
zweiten Ausführungsform.
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7 zeigt
einen Spaltrohrlinearmotor in einer dritten Ausführungsform
der Erfindung und entspricht einer Seitenschnittansicht entlang
der Linie B-B von 4.
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8 ist
eine Schnittansicht von oben entlang der Linie C-C von 7 gemäß einer
dritten Ausführungsform.
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9 zeigt
einen Spaltrohrlinearmotor in einer vierten Ausführungsform
der Erfindung und entspricht einer Seitenschnittansicht entlang
der Linie B-B von 4.
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10 ist
eine Schnittansicht von oben entlang der Linie C-C von 9 gemäß der
vierten Ausführungsform.
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11 zeigt
einen Spaltrohrlinearmotor gemäß einer fünften
Ausführungsform der Erfindung und entspricht einer Seitenschnittansicht
entlang der Linie B-B von 4.
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12 zeigt
einen Spaltrohrlinearmotor aus dem Stand der Technik und entspricht
einer Vorderschnittansicht entlang der Linie A-A von 1.
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13 zeigt
einen Spaltrohrlinearmotor aus dem Stand der Technik und entspricht
einer Seitenschnittansicht entlang der Linie B-B von 1.
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Bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung
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Im
Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Ausführungsform 1
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2 zeigt
einen Spaltrohrlinearmotor in einer ersten Ausführungsform
der Erfindung und entspricht einer Vorderschnittansicht entlang
der Linie A-A von 1. 3 zeigt
den Spaltrohrlinearmotor in der Ausführungsform der Erfindung
und entspricht einer Seitenschnittansicht entlang der Linie B-B
von 1. Diejenigen Komponenten der Erfindung, die mit
denjenigen aus dem Stand der Technik identisch sind, werden durch
gleiche Bezugszeichen angegeben, wobei hier auf eine wiederholte
Beschreibung verzichtet wird und nur die Unterschiede erläutert werden.
Weiterhin wird der Gesamtaufbau eines allgemeinen Spaltrohrlinearmotors
nicht beschrieben, weil die mit dem Stand der Technik gemeinsamen Teile
der Erfindung bereits zuvor mit Bezug auf 1 erläutert
wurden.
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In 2 und 3 gibt
das Bezugszeichen 131 ein Haftharz an, gibt 132 ein
Füllharz an und gibt 133 ein Dichtharz an.
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Die
erste Ausführungsform unterscheidet sich durch die folgenden
Punkte von dem Stand der Technik.
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Wie
in 2 gezeigt, ist in einem Spalt zwischen einem Verbindungssubstrat 111 und
einem Gehäuse 101 und in einem Spalt zwischen
einem Wicklungsaufnahmerahmen 112 und dem Gehäuse 101 ein
Dichtharz 133 vorgesehen, um die Spalte zu dichten. Als
Dichtungsharz 133 wird ein Silikonharz mit einer mittleren
Viskosität verwendet, das nach der Aushärtung
elastische Eigenschaften aufweist, sodass es eine Wärmeausdehnung
der peripheren Glieder absorbieren kann und einfach auf den Dichtungsteil
angewendet werden kann, ohne während der Aushärtungszeit
nach unten zu fließen.
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Weiterhin
ist wie in 3 gezeigt die Umgebung eines
Lötauges 121 an einem Anschluss eines Kupfermusters
(nicht gezeigt) eines Verbindungsteils zum Verbinden einer Ankerwicklung
mit einem Anschlussdraht auf dem Verbindungssubstrat 111 mit dem
Haftharz 131 beschichtet, sodass der Verbindungsteil eingeschlossen
ist, und ist die Umgebung des Haftharzes 131 mit dem Füllharz 132 gefüllt.
Als Haftharz 131 wird ein Epoxidharz verwendet, das eine
extrem hohe Haftkraft für das Verbindungssubstrat 111 aufweist.
Als Füllharz 132 wird ein Silikonharz mit einer
niedrigen Viskosität verwendet, das auch nach dem Aushärten
elastische Eigenschaften aufweist, sodass es eine Wärmeausdehnung
des Haftharzes 131, des Gehäuses 101 um
das Haftharz 131 und des Wicklungsaufnahmerahmens 112 absorbieren
kann, wobei die Bildung einer Luftblase in dem Füllharz 132 während
des Aushärtens vermieden wird und eine hervorragende Fließfähigkeit
und Verformungseigenschaft vorgesehen wird.
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Im
Folgenden wird der Betrieb mit Bezug auf 1 bis 3 beschrieben.
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Wenn
elektrischer Strom von außen zu einer Anschlussbasis 106 eines
Linearmotorständers 100 zugeführt wird
und der elektrische Strom zu einer Ankerwicklung 105 fließt,
erzeugt die Ankerwicklung aufgrund der Kupferverluste Wärme.
Gleichzeitig dazu wird ein Kühlmittel zu einer Kühlmittelzuführöffnung 107 für
das Gehäuse 101 des Ständers 100 zugeführt,
fließt in die Kühlmittelleitungen 110 der
konstanten Luftspalte zwischen einem Spaltrohr 102 und dem
Verbindungssubstrat 111 und zwischen dem Spaltrohr 102 und
dem Wicklungsaufnahmerahmen 112 und wird über
eine Kühlmittelabführöffnung 108 abgeführt.
Das Kühlmittel zirkuliert in den Kühlmittelleitungen 110,
um die Ankerwicklung 105 zu kühlen, die während
der Kupferverluste Wärme erzeugen. Dabei wird durch die
Verwendung des Füllharzes 132 und des Haftharzes 131 in
der Umgebung des Verbindungsteils für die Verbindung der
Ankerwicklung 105 mit dem Anschlussdraht 120 auf
dem Verbindungssubstrat 111 verhindert, dass das Kühlmittel
direkt in das Haftharz 131 eindringt, sodass sich das Problem
einer Verminderung des Isolationswiderstands oder einer Aufhebung
der Isolation nicht ergibt. Indem weiterhin das Dichtharz 133 verwendet wird,
das den Spalt in der Kühlmittelleitung 130 zwischen
dem Verbindungssubstrat 111 oder der Umgebung des Wicklungsaufnahmerahmens 112 und
dem Gehäuse 101 dichtet, wird eine Stagnation
des Kühlmittels in der Kühlmittelleitung 110 verhindert,
wobei das Kühlmittel hindernisfrei in der Kühlmittelleitung 110 zirkuliert,
sodass ein Temperaturanstieg auf der Oberfläche des Spaltrohrs
vermindert wird und die Kühlfähigkeit verbessert
wird.
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Weil
dementsprechend in der ersten Ausführungsform der Erfindung
die Beschichtung mit dem Haftharz derart vorgesehen ist, dass der
Verbindungsteil zwischen dem Verbindungssubstrat und dem Anschlussdraht
eingeschlossen ist, kann die Wärmeausdehnung des Verbindungsteils
durch das Haftharz klein gehalten werden, sodass die durch eine
Differenz in der Wärmeausdehnung zwischen dem Harz und
dem Verbindungssubstrat erzeugte Zugstärke reduziert wird
und eine Haftungslösung verhindert werden kann.
-
Weil
weiterhin der Spaltrohrlinearmotor derart aufgebaut ist, dass die
Umgebung des Haftharzes mit dem Füllharz gefüllt
wird, kann durch das Füllharz verhindert werden, dass das
Haftharz in einen direkten Kontakt mit dem als Kühlmittel
verwendeten Wasser kommt, wodurch eine Wasserabsorption des Füllharzes
reduziert und eine durch die Wasserabsorption verursachte Reduktion
der Haftkraft vermindert werden kann.
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Deshalb
können die Probleme einer Verminderung des Isolationswiderstands
und einer Aufhebung der Isolation aufgrund des Eindringens von Wasser
in den Haftungstrennungsteil gelöst werden und kann die
Zuverlässigkeit der Isolation verbessert werden.
-
Weil
das Dichtharz weiterhin die Spalte in den Kühlleitungen
zwischen dem Verbindungssubstrat und dem Gehäuse und zwischen
der Umgebung des Wicklungsaufnahmerahmens und dem Gehäuse dichtet,
kann eine Stagnation des Kühlmittels in der Kühlmittelleitung
reduziert werden. Insbesondere wenn reines oder ultrareines Wasser
als Kühlmittel verwendet wird, kann eine Reduktion des
spezifischen Widerstands des reinen oder ultrareinen Wassers unterdrückt
werden. Daraus resultiert, dass auch bei einer Kühleinrichtung
des zirkulierenden Typs der spezifische Widerstand des Kühlmittels
für eine lange Zeitdauer konstant vorgesehen werden kann,
wodurch die Zuverlässigkeit der Isolationsleistung verbessert
werden kann.
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Weil
das Epoxidharz weiterhin als Haftharz verwendet wird und das Silikonharz,
das nach dem Aushärten elastische Eigenschaften aufweist,
als Füllharz und Dichtharz verwendet wird, kann das Haftharz
die Haftkraft zwischen den Gliedern erhöhen und kann eine
Wärmeausdehnung der peripheren Glieder absorbiert werden.
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Deshalb
kann eine Haftungslösung zwischen den Gliedern aufgrund
einer Wärmeausdehnung verhindert werden, können
die Probleme einer Verminderung des Isolationswiderstands und einer
Aufhebung der Isolation aufgrund des Eindringens von Wasser in den
Haftungstrennungsteil gelöst werden und kann die Zuverlässigkeit
der Isolation verbessert werden.
-
Weiterhin
ist ein Anker derart angeordnet, dass er einem Feldmagneten mit
einem Permanentmagneten gegenüberliegt, wobei der Anker
oder der Feldmagnet als ein Ständer dient und die jeweils
andere Einheit als ein bewegliches Element dient. Deshalb kann ein
Spaltrohrlinearmotor mit den oben genannten Vorteilen vorgesehen
werden.
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Ausführungsform 2
-
Im
Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung
beschrieben.
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4 zeigt
einen Spaltrohrlinearmotor gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung, wobei (a) einer perspektivische
Gesamtansicht des Spaltrohrmotors entspricht und (b) einer Vorderschnittansicht
(Halbmodell) entlang der Linie A-A von (a) entspricht. 5 zeigt
den Spaltrohrlinearmotor gemäß der zweiten Ausführungsform
der Erfindung und entspricht einer Seitenschnittansicht entlang
der Linie B-B von 4. 6 ist eine
Schnittansicht von oben entlang der Linie C-C von 5 gemäß der zweiten
Ausführungsform. Die perspektivische Gesamtansicht von 4(a) gilt auch für die weiter
unten beschriebenen dritten bis fünften Ausführungsformen.
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Diejenigen
Komponenten der zweiten Ausführungsform, die mit denjenigen
aus dem Stand der Technik und der ersten Ausführungsform
identisch sind, werden durch gleiche Bezugszeichen angegeben, wobei
hier auf eine wiederholte Beschreibung dieser Komponenten verzichtet
wird und nur die Unterschiede erläutert werden.
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In 5 gibt
das Bezugszeichen 140 einen Wicklungsaufnahmerahmen an.
-
Die
zweite Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich
von dem Stand der Technik durch den Aufbau eines Ständers 100,
der im Folgenden erläutert wird.
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Der
Ständer 100 umfasst wie in 4 gezeigt
ein Metallgehäuse 101, das die Form eines Rechtecks
und einen hohlen Innenteil aufweist, ein plattenförmiges
Spaltrohr 102, das die äußere Form des
Gehäuses 101 aufweist, um den hohlen Teil des Gehäuses 101 luftdicht
zu schließen, eine Spaltrohrfixierungsschraube 103,
die das Spaltrohr 102 an dem Gehäuse 101 fixiert,
eine Druckplatte 104, die ein Durchgangsloch für
die Spaltrohrfixierungsschraube 103 aufweist und das Spaltrohr 102 mit
einer gleichmäßigen Last drückt, eine
Ankerwicklung 105, die in dem hohlen Teil des Gehäuses 101 angeordnet
ist, ein Verbindungssubstrat 111, einen Wicklungsaufnahmerahmen 140,
der die Form einer Vertiefung mit einem geöffneten Bodenteil
aufweist, und einen O-Ring 109, der etwas größer
ausgebildet ist als der hohle Teil des Gehäuses 101.
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Die äußere
Form des Verbindungssubstrats 111 und die äußere
Form des Wicklungsaufnahmerahmens 112 sind jeweils etwas
kleiner ausgebildet als der hohle Teil des Gehäuses 101.
Das Verbindungssubstrat 111 wird durch eine dünne
Platte gebildet, und der Wicklungsaufnahmerahmen 140 wird durch
eine dicke Platte gebildet und weist einen Vertiefungsteil auf,
der durch Schneiden des Rahmens in der Dickenrichtung derart ausgebildet
ist, dass der geschnittene Teil etwas größer als
die äußere Form der Ankerwicklung 105 ist.
Die Ankerwicklung 105 ist in dem Vertiefungsteil des Wicklungsaufnahmerahmens 140 aufgenommen
und wird dicht durch das Verbindungssubstrat 111 bedeckt,
wobei das Innere des bedeckten Teils durch ein Gussharz 113 gefüllt ist.
Weiterhin ist die Ankerwicklung 105 elektrisch mit dem
Verbindungssubstrat 111 verbunden.
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Die
derart aufgebaute Ankerwicklung 105 ist durch das Verbindungssubstrat 111 oder
den Wicklungsaufnahmerahmen 140 hindurch durch die als mechanische
Befestigungseinrichtung verwendete Rahmenfixierungsschraube 141 an
dem Gehäuse 101 fixiert. An den Kanten des vorderen
und hinteren Teils des Gehäuses 101 sind kreisförmige
Rillen vorgesehen, und die O-Ringe 109 sind in den Rillen
angeordnet. Die Spaltrohre 102 sind an den vorderen und
hinteren Teilen des Gehäuses 101 angeordnet. Die
Druckplatte 104 ist entlang der Kante des Gehäuses 101 auf
das Spaltrohr 102 gelegt und durch die Spaltrohrfixierungsschraube 103 fixiert,
sodass das Spaltrohr 102 an dem Gehäuse 101 fixiert
ist.
-
Dabei
wird ein konstanter Spalt zwischen dem Spaltrohr 102 und
dem Verbindungssubstrat 111 und zwischen dem Spaltrohr 102 und
dem Wicklungsaufnahmerahmen 140 gebildet, wobei dieser Spalt
zu einer Kühlmittelleitung 110 wird. Das Kühlmittel
wird von einer Kühlmittelzuführöffnung 107 in dem
Gehäuse 101 zugeführt und über
eine Kühlmittelabführöffnung 108 abgeführt.
Dabei fließt das Kühlmittel in der Kühlmittelleitung 110,
um die Ankerwicklung 105 zu kühlen, die aufgrund
von Kupferverlusten Wärme erzeugt. Als Kühlmittel
wird Wasser (reines oder ultrareines Wasser) verwendet, das eine große
Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität
sowie eine extrem hohe Wärmerückgewinnung aufweist.
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Andererseits
wird ein Kupferfolienmuster (nicht gezeigt) zum Verbinden der Ankerwicklung 105 mit
einem Anschlussdraht 120 für das Verbindungssubstrat 111 vorgesehen,
wobei ein Lötauge 121 an einem Anschluss des Kupferfolienmusters
vorgesehen ist. Ein Ende des Anschlussdrahtes 120 ist über ein
Lot mit dem Lötauge 121 verbunden. Der Teil mit dem
Lötauge 121 ist in dem Vertiefungsteil des Wicklungsaufnahmerahmens 140 untergebracht,
wobei der Anschlussdraht 120 zu der Verbindungsfläche zwischen
dem Wicklungsaufnahmerahmen 140 und dem Gehäuse 101 herausgezogen
ist. Das Innere des Vertiefungsteils des Wicklungsaufnahmerahmens 140 ist
mit dem Gussharz gefüllt, sodass der Anschlussdraht 120,
die Spule 105 und das Verbindungssubstrat 111 fest
durch das Gussharz in dem Wicklungsaufnahmerahmen 140 gesichert
sind. Der aus der Verbindungsfläche herausgezogene Anschlussdraht 120 ist
mit einer Anschlussbasis 106 verbunden. Ein Teil des Anschlussdrahtes 120 und des
Gehäuses 101 ist mit einem Füllharz 132 gefüllt. Als
Füllharz 132 wird ein Silikonharz verwendet, dass so
gute Flusseigenschaften aufweist, dass das Füllharz eingefüllt
werden kann, nachdem der Anschlussdraht 120 in dem Gehäuse 101 angeordnet wurde,
und eine so große Elastizität, dass das eingefüllte
Harz eine Wärmeausdehnung des Gehäuses absorbieren
kann.
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Weil
in der zweiten Ausführungsform der Erfindung der Wicklungsaufnahmerahmen,
das Verbindungssubstrat und der Anschlussdraht durch das Gussharz
eingegossen sind, ist die Haftkraft zwischen den Gliedern erhöht.
Weil diese Komponenten weiterhin Epoxidglieder mit einer geringen
Wasserabsorption sind, tritt auch im Fall eines Temperaturanstiegs
kaum eine Verminderung der Haftkraft aufgrund einer Wasserabsorption
auf. Deshalb ist die Haftkraft beträchtlich erhöht,
wodurch eine im Stand der Technik auftretende Haftungstrennung verhindert werden
kann, die Probleme einer Verminderung des Isolationswiderstands
und einer Aufhebung der Isolation aufgrund des Eindringens von Wasser
beseitigt werden können und die Zuverlässigkeit
der Isolationsleistung rasch verbessert werden kann.
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Ausführungsform 3
-
Im
Folgenden wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung
beschrieben.
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7 zeigt
einen Spaltrohrlinearmotor gemäß einer dritten
Ausführungsform der Erfindung, der einer Seitenschnittansicht
entlang der Linie B-B' von 4 entspricht,
und 8 ist eine Schnittansicht von oben entlang der
Linie C-C' von 7 gemäß der
dritten Ausführungsform.
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In 7 und 8 gibt
das Bezugszeichen 101a ein Gehäuse an, 140a einen
Wicklungsaufnahmerahmen, 142 einen Anschlussteil-O-Ring, 143 eine
O-Ring-Schraube und 144 ein O-Ring-Druckglied.
-
Die
dritte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich
von der zweiten Ausführungsform dadurch, dass der Anschlussteil-O-Ring 142,
der ein Gummidichtungsglied ist, an einer Verbindungsfläche
zwischen dem Gehäuse 101a und dem Wicklungsaufnahmerahmen 140a vorgesehen
ist, um einen Anschlussdraht 120 zu umgeben. Deshalb sind eine
Rille für den Anschlussteil-O-Ring 142 und ein Durchgangsloch
für die O-Ring-Schraube 143 neu in dem Gehäuse 101a vorgesehen.
In dem Wicklungsaufnahmerahmen 140a ist eine Rille vorgesehen,
in der das O-Ring-Druckglied 144 eingebettet ist. Wenn die
O-Ring-Schraube 143 gedreht wird, wird das O-Ring-Druckglied 144 angezogen,
sodass der Wicklungsaufnahmerahmen 140a und das Gehäuse 101a in
einen engen Kontakt zueinander geraten. Dabei wird der Anschlussteil-O-Ring 142 mit
einem vorbestimmten Druck gedrückt und werden der Wicklungsaufnahmerahmen 140a und
das Gehäuse 101a gedichtet. Weil weiterhin das
Innere des Wicklungsaufnahmerahmens 140a durch den Anschlussteil-O-Ring 142 gedichtet
wird, muss das im Stand der Technik vorgesehene Füllharz
nicht vorgesehen werden.
-
Deshalb
kann gemäß der dritten Ausführungsform
der Erfindung mit dem oben beschriebenen Aufbau das Eindringen von
Wasser aus der Verbindungsfläche in den Wicklungsaufnahmerahmen und
auf eine Anschlussbasis verhindert werden, sodass die Probleme einer
Verminderung des Isolationswiderstands und einer Aufhebung der Isolation beseitigt
werden können und die Zuverlässigkeit der Isolationsleistung
verbessert werden kann. Weil weiterhin keine Fülloperation
erforderlich ist und der O-Ring des Gummidichtungsglieds, mit dem
die Operation einfach und schnell durchgeführt werden kann,
anstelle des Füllharzes verwendet wird, wird die Montage
vereinfacht.
-
Ausführungsform 4
-
Im
Folgenden wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung
beschrieben.
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9 zeigt
einen Spaltrohrlinearmotor gemäß einer vierten
Ausführungsform der Erfindung und entspricht einer Seitenschnittansicht
entlang der Linie B-B von 4, und 10 ist
eine Schnittansicht von oben entlang der Linie C-C von 9 in
der vierten Ausführungsform.
-
In 9 und 10 gibt
das Bezugszeichen 10b ein Gehäuse an und 104b einen
Wicklungsaufnahmerahmen.
-
Die
vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten
bis dritten Ausführungsform dadurch, dass eine Verbindungsfläche
zwischen dem Gehäuse 101b und dem Wicklungsaufnahmerahmen 104b schräg
ausgebildet ist.
-
Eine
Rahmenfixierungsschraube 141 wird als Befestigungseinrichtung
für das Gehäuse 101b und den Wicklungsaufnahmerahmen 140b in
einer vertikalen Richtung angezogen. Weiterhin wird auf die O-Ring-Schraube
und das O-Ring-Druckglied des zweiten Aspektes verzichtet. Wenn
der Wicklungsaufnahmerahmen 140b und das Gehäuse 101b fixiert
werden, indem die Rahmenfixierungsschraube 141 angezogen
wird, werden diese an der Verbindungsfläche in einen engen
Kontakt miteinander gebracht, wobei der Anschlussteil-O-Ring 142 mit
einem vorbestimmten Druck gedrückt wird, um eine Dichtungsleistung
der Verbindungsfläche sicherzustellen.
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Gemäß der
vierten Ausführungsform mit dem oben beschriebenen Aufbau
wird im Vergleich zu der dritten Ausführungsform ein enger
Kontakt der Verbindungsfläche mittels einer einfachen Montage erzielt,
wobei die Dichtungsleistung des Anschlussteil-O-Rings, der ein Gummidichtungsglied
ist, sichergestellt werden kann. Daraus resultiert, dass die Zuverlässigkeit
der Isolation verbessert wird und die Montage im Vergleich zu der
dritten Ausführungsform vereinfacht wird.
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Ausführungsform 5
-
Im
Folgenden wird eine fünfte Ausführungsform der
Erfindung beschrieben.
-
11 zeigt
einen Spaltrohrlinearmotor in einer fünften Ausführungsform
der Erfindung und entspricht einer Seitenschnittansicht entlang
der Linie B-B von 4.
-
In 11 gibt
das Bezugszeichen 120a einen Anschlussdraht an, 104c einen
Wicklungsaufnahmerahmen und 145 einer Leiterplatte.
-
Die
fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von
der dritten Ausführungsform dadurch, dass anstelle des
aus dem Wicklungsaufnahmerahmen 140c herausgeführten
Anschlussdrahts die Leiterplatte 145 verwendet wird. In
einem Vertiefungsteil des Wicklungsaufnahmerahmens 140c ist
ein kurzer Anschlussdraht 120a durch Lot mit einem Lötauge 121 verbunden,
während das andere Ende des Anschlussdrahts durch Lot mit
der Leiterplatte 145 verbunden ist. Die Leiterplatte 145 ist
aus Glasepoxidharz als Grundmaterial mit einer flachen Form ausgebildet
und weist auf ihrer Oberfläche oder im Inneren ein Kupferfolienmuster
auf. Ein Ende der Leiterplatte 145 ist aus dem Wicklungsaufnahmerahmen 140c herausgezogen
und elektrisch mit einer Anschlussbasis 106 verbunden.
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Deshalb
kann gemäß der fünften Ausführungsform
mit dem oben beschriebenen Aufbau der Kontakt zwischen der Leiterplatte
und einem Gehäuse verhindert werden, wobei durch eine Verbreiterung
des Isolationsabstands die Zuverlässigkeit der Isolation
verbessert werden kann. Auch wenn eine große Anzahl von
Anschlussdrähten vorhanden ist, wird im Gegensatz zu dem
Stand der Technik keine Luftblase zwischen den Anschlussdrähten
erzeugt. Deshalb können auch bei einem Aufbau ohne Anschlussteil-O-Ring
wie in der zweiten Ausführungsform die Probleme einer Verminderung
des Isolationswiderstands und einer Aufhebung der Isolation aufgrund
des Eindringens von Wasser in die Luftblase beseitigt werden und
kann die Zuverlässigkeit der Isolationsleistung verbessert
werden.
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In
den ersten bis fünften Ausführungsformen wurde
ein Aufbau beschrieben, in dem der Ständer die Ankerwicklung
aufweist und das bewegliche Element den Feldpermanentmagneten aufweist,
wobei jedoch auch ein Aufbau verwendet werden kann, in dem der Ständer
den Feldpermanentmagneten aufweist und das bewegliche Glied die
Ankerwicklung aufweist.
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In
den ersten bis fünften Ausführungsformen ist das
bewegliche Glied in der Form eines Rechtecks ausgebildet, wobei
jedoch deutlich sein sollte, dass das bewegliche Element auch in
der Form einer Vertiefung ausgebildet sein kann oder das bewegliche Element
einen Aufbau aufweisen kann, in dem die Permanentmagneten lediglich
auf einer Seite angeordnet sind.
-
Die
Ankerwicklung wurde oben als Dreiphasen-Wechselstrom-Linearmotor
beschrieben, der aus einer Vielzahl von konzentrierten Wicklungsspulen
besteht, wobei es sich aber auch um einen Schwingspulenmotor (VCM),
in dem eine konzentrierte Wicklungsspule vorgesehen ist, oder um
einen Schwingspulenmotor, in dem eine Vielzahl von konzentrierten
Schwingspulen für einen Anker vorgesehen sind und der eine
Vielzahl von beweglichen Elementen antreiben kann, handeln kann.
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Weiterhin
ist der O-Ring in den dritten bis fünften Ausführungsformen
ein Gummidichtungsglied, wobei es sich aber auch um eine flache
plattenförmige Dichtung handeln kann.
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In
der fünften Ausführungsform ist die Leiterplatte
eine flache Platte aus Glasepoxidharz, wobei es sich aber auch um
eine flexible Leiterplatte handeln kann, die gekrümmt sein
kann.
-
Das
Verbindungssubstrat der Spule und die Leiterplatte des oben beschriebenen
Aufbaus sind separate Teile, wobei aber auch ein Aufbau verwendet
werden kann, in dem die Teile einstückig miteinander verbunden
sind.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Gemäß der
Erfindung wird ein Aufbau verwendet, in dem die Beschichtung mit
dem Haftharz derart durchgeführt wird, dass der Verbindungsteil zwischen
dem Verbindungssubstrat des Linearmotorankers und dem Anschlussdraht
eingeschlossen ist, oder ein Aufbau, in dem der Wicklungsaufnahmerahmen,
das Verbindungssubstrat und der Anschlussdraht durch das Gussharz
miteinander verbunden sind. Dadurch kann eine Haftungstrennung verhindert
werden, können die Probleme einer Verminderung des Isolationswiderstands
und einer Aufhebung der Isolation aufgrund des Eindringens von Wasser
beseitigt werden und kann die Zuverlässigkeit der Isolationsleistung
rasch verbessert werden. Dementsprechend kann die Erfindung auf
eine Halbleiter-Belichtungsvorrichtung und eine Prüfvorrichtung
angewendet werden, bei denen ein Temperaturanstieg des Linearmotorkörpers
reduziert und die Zuverlässigkeit der Isolation verbessert
werden soll.
-
Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung gibt einen Spaltrohrlinearmotoranker und einen
Spaltrohrlinearmotor an, mit denen die Zuverlässigkeit
der Isolation des wassergekühlten Spaltrohrlinearmotors
verbessert und die Montage vereinfacht wird.
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Der
Spaltrohrlinearmotoranker umfasst einen Wicklungsaufnahmerahmen
(112), der in der Form einer Vertiefung ausgebildet ist
und eine Ankerwicklung (105) aufnimmt; ein flaches und
plattenförmiges Verbindungssubstrat (111), das
mit der Ankerwicklung (105) verbunden ist; Spaltrohre (102),
die beide Öffnungsteile des Gehäuses (101)
luftdicht schließen; Kühlmittelleitungen (110),
die jeweils zwischen einem Spaltrohr (102) und dem Wicklungsaufnahmerahmen
(112) und zwischen dem Spaltrohr (102) und dem
Verbindungssubstrat (111) ausgebildet sind; und einen Anschlussdraht
(120), der das Verbindungssubstrat (111) mit einer
Anschlussbasis (106) verbindet, wobei eine Beschichtung
aus einem Haftharz (131) um ein Lötauge (121),
das als Verbindungsteil für die Verbindung zwischen der
Ankerwicklung (105) und dem Anschlussdraht (120)
auf dem Verbindungssubstrat (111) dient, herum vorgesehen
ist, sodass der Verbindungsteil eingeschlossen ist, und wobei die
Umgebung des Haftharzes (131) mit einem Füllharz
(132) gefüllt ist.
-
- 100
- Ständer
- 101
- Gehäuse
- 102
- Spaltrohr
- 103
- Spaltrohrfixierungsschraube
- 104
- Druckplatte
- 105
- Ankerwicklung
- 106
- Anschlussbasis
- 107
- Kühlmittelzuführöffnung
- 108
- Kühlmittelabführöffnung
- 109
- O-Ring
- 110
- Kühlmittelleitung
- 111
- Verbindungssubstrat
- 112,
140, 140a, 104b, 140c
- Wicklungsaufnahmerahmen
- 113
- Gussharz
- 120,
120a
- Anschlussdraht
- 121
- Lötauge
- 122
- Anschlussdrahtabdeckung
- 130
- Harz
- 131
- Haftharz
- 132
- Füllharz
- 133
- Dichtharz
- 141
- Rahmenfixierungsschraube
- 142
- Anschlussteil-O-Ring
- 143
- O-Ring-Schraube
- 144
- O-Ring-Druckglied
- 145
- Leiterplatte
- 200
- Bewegliches
Element
- 201
- Feldjoch-Halteglied
- 202
- Feldjoch
- 203
- Permanentmagnet
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2004-148203 [0013]
- - JP 2004-312877 A [0013]