JP2001231243A - リニアスライダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電機子部からテーブルに伝熱する熱を少なく
し、熱変形を抑制できる高精度のリニアスライダを提供
する。 【解決手段】リニアモータ５によりテーブル４を固定台
１に対して自在に移動させるリニアスライダにおいて、
界磁ヨーク６の上部に冷却空気を流通させる第１エアダ
クト１３を設けると共に、テーブル４と可動子１１であ
る電機子部の間に空間部Ｓを形成するように電機子部の
水平方向の幅ｂ１より狭い幅寸法ｂ２を有した間座１２
を設け、第１エアダクト１３の吐出口１３Ｂから冷却空
気を電機子コイル９に向かって吐出する構成にしたもの
である。これにより、可動子１１を移動させた際、電機
子部の発生熱が冷却空気によって効率的に除去され、テ
ーブルへの伝熱、熱変形が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータによ
りテーブルを固定台に対して自在に移動させるリニアス
ライダに関するものであり、特に可動子の冷却に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、リニアモータにより、テーブルを
固定台に対して自在に移動させることのできるリニアス
ライダは、図６のようになっている。なお、図６は従来
のリニアスライダを示す正面図である。リニアモータは
磁束貫通型構造の例を用いて説明する。図において、１
は固定台、２は固定台１上で左右両端に設けたガイドレ
ール、３はガイドレール２と対でリニアガイドを構成す
るスライダである。５はリニアモータ、６は固定台１と
垂直方向に互いに対向して固定した平板状の界磁ヨー
ク、７は界磁ヨーク６上に沿って（紙面と垂直方向）交
互に磁極が異なるように複数配設した永久磁石、８は永
久磁石７と磁気的空隙を介して対向して設けられ、か
つ、電磁鋼板を永久磁石７の高さ方向に積層して成る電
機子コア、９は電機子コア８の巻線収納部に巻回して成
る電機子コイルで、樹脂モールドで固定している。この
ようなリニアモータ５は、界磁ヨーク６と永久磁石７と
で固定子１０（リニアモータ界磁部）を構成し、電機子
コア８と電機子コイル９とで可動子１１（リニアモータ
電機子部）を構成している。また、１９は電機子固定板
で、リニアモータ電機子部の水平方河幅ｂ１より広い幅
寸法ｂ２を有しており、２４は電機子固定板１９の上に
設けたテーブルである。電機子固定板１９は、テーブル
４側から図示しない雄ねじを有するボルトをねじ込んで
テーブル２４に締結されると共に、電機子コア８は電機
子コア８側からボルト１７を貫通穴８Ａに通して雌ねじ
１９Ａにねじ込み、電機子固定板１９に締結される。さ
らに、２０は電機子固定板１９の内部に設けたエアダク
トであり、エアダクト２０に冷却空気を流すことにより
リニアモータ電機子部で発生する熱を熱交換し、テーブ
ル２４に熱が伝熱しないように電機子固定板１９の冷却
を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来技術で
は、以下のような問題があった。リニアスライダは、可
動子となるリニアモータ電機子部をそれより接触面積の
大きい電機子固定板１９に取り付けているため、リニア
モータ電機子部の発熱を電機子固定板１９に伝え易くし
てあるものの、リニアモータ５の推力を上げるために電
機子部の発熱量が増加した場合、エアダクト２０に流す
一定の冷却空気量だけでは、冷却能力に限界があった。
これにより、電機子部の発熱をエアダクト２０の空気で
除去できない場合は、電機子部の熱が電機子固定板１９
を介してテーブル２４に伝導して熱変形を生じたり、テ
ーブル２４に取り付けたリニアガイドや図示しないリニ
アスケール等に悪影響を与え、テーブル２４の位置決め
精度の誤差が生じるという問題があった。本発明は、上
記問題を解決するためになされたものであり、電機子部
からテーブルに伝熱する熱を少なくし、熱変形を抑制で
きる高精度のリニアスライダ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】上記問題を解決するた
め、請求項１の本発明は、固定台に平行に対向配置され
たテーブルを移動自在に案内支持するガイドレールとス
ライダからなるリニアガイドと、前記テーブルを前記固
定台に対して前記ガイドレール上の長手方向に沿って往
復動させるリニアモータを備え、前記リニアモータは、
前記固定台上に垂直方向に互いに間隔を置いて対向配設
した二つのリニアモータ界磁部を構成する固定子と、前
記固定子の間に空隙を介して配置したリニアモータ電機
子部を構成する可動子よりなるリニアスライダにおい
て、前記テーブルは、前記リニアモータの可動子をボル
トなどの締結部材により取り付けてあり、前記２つのリ
ニアモータ界磁部を構成する固定子の上部には、前記テ
ーブルの移動方向に向かって前記テーブルと平行に配置
されると共に、内部に冷却空気を流通させるための流通
路を備えた第１エアダクトが設けてあり、前記第１エア
ダクトは、前記固定子の可動子との対向面に前記可動子
に向かって冷却空気を吐出する複数の吐出口を設けたも
のである。請求項２の本発明は、請求項１記載のリニア
スライダにおいて、前記固定台の内部には、前記可動子
と対向配置されると共に、前記テーブルの移動方向に沿
って冷却空気を流通させるための第２エアダクトが複数
設けてあり、前記第２エアダクトは、前記可動子に向か
って冷却空気を吐出する吐出口を複数設けたものであ
る。請求項３の本発明は、請求項１または２記載のリニ
アスライダにおいて、前記第１エアダクト、前記第２エ
アダクトの少なくとも何れか一方の吐出口を、前記リニ
アモータの進行方向に沿って高負荷領域となる一部のス
トローク範囲に限定して配設したものである。請求項４
の本発明は、請求項３に記載のリニアスライダにおい
て、前記第１エアダクトに設けた吐出口を、前記リニア
モータの磁極ピッチと一致する間隔に配設したものであ
る。請求項５の本発明は、請求項１から４までの何れか
１項に記載のリニアスライダにおいて、前記テーブルと
前記リニアモータの可動子との間には、前記可動子の水
平方河の幅より狭い幅寸法を有した柱状の間座を設ける
と共に、前記間座を前記テーブルと前記可動子の間で締
結する構成にしたものである。請求項６記載の本発明
は、請求項１から５までの何れか１項に記載のリニアス
ライダにおいて、前記２つの固定子にそれぞれ配設した
第１エアダクトの一方端に、前記各第１エアダクトを直
列接続するバイパス管を設けたものである。請求項７記
載の本発明は、請求項１から５までの何れか１項に記載
のリニアスライダにおいて、前記２つの固定子にそれぞ
れ配設した第１エアダクトの一方端に、前記各第１エア
ダクトを並列接続するバイパス菅を設けたものである。
請求項８記載の本発明は、請求項１から７までの何れか
１項に記載のリニアスライダにおいて、前記リニアモー
タのうち、前記リニアモータ界磁部は磁性体からなる界
磁ヨークに沿って交互に磁極が異なる複数の永久磁石よ
り構成されると共に、前記リニアモータ電機子部は電機
子コアに巻装された電機子コイルで構成したものであ
る。請求項９記載の本発明は、請求項１から７までの何
れか１項に記載のリニアスライダにおいて、前記リニア
モータのうち、前記リニアモータ界磁部は磁性体からな
る誘導子歯を有する誘導子で構成されると共に、前記リ
ニアモータ電機子部は電機子コアに巻装してなる電機子
コイルと、電機子コアのティース部先端に設けた永久磁
石とで構成したのである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１は本発明の第１の実施例を示すリニ
アスライダの正面図である。図２は図１のリニアスライ
ダを矢視Ａ方向から見た平面図であって、リニアモータ
の可動子およびエアダクトの部分を一部透視して表した
ものである。なお、本実施例は従来技術と同様に磁束貫
通型構造のリニアモータの例を示すと共に、従来技術と
同じ構成要素については、同一符号を付して説明を省略
し、異なる点のみ説明する。図において、４はテーブ
ル、４Ａは凹部、１２は間座、１２Ａは雌ねじ部、１３
は第１エアダクト、１３Ａは給気口、１３Ｂは吐出口、
１４は給電ケーブル、１５はケーブルベア、１６はバイ
パス菅、１７はボルトである。本発明が従来と異なる点
を、以下説明する。テーブル４とリニアモータ電機子部
を構成する可動子１１との間には、可動子１１の水平方
河の幅ｂ１より狭くした幅寸法ｂ２を有した柱状の間座
１２を設けると共に、可動子１１のテーブル４との対向
面に空間部Ｓを形成している。また、リニアモータの固
定子である界磁ヨーク６の上部には、内部に冷却空気を
流通させるための流通路を備えた第１エアダクト１３を
設け、第１エアダクト１３をテーブル４の移動方向に向
かって一定の空隙を介して平行に配置している。この第
１エアダクト１３は、図２に示すように可動子１１との
対向面に可動子１１に向かって冷却空気を吐出するため
の複数の吐出口１３Ｂを設けている。ここで、各々の第
１エアダクト１３の一方端には、二つの第１エアダクト
１３を直列接続するバイパス管１６を設けて一方向に冷
却空気を流すようになっている。さらにテーブル４は、
可動子１１との対向面側に間座１２を嵌合するための凹
部１２Ａを設けると共に、可動子１１と間座１２を締結
する際には、雄ねじを有するボルト１７を電機子コア８
の下部側から貫通穴８Ａに通して雌ねじ部１２Ａにねじ
込み、また、テーブル４と間座１２を締結する際には、
図示しないボルトをテーブル４の上部側の貫通穴（図示
せず）に通して間座１２の他方の雌ねじ部（図示せず）
にねじ込み固定している。さらにまた、固定台１上のリ
ニアスライダの側面側には、電機子コイル９に駆動電流
を供給するための給電ケーブル１４を可動子１１の動き
に伴って案内・支持するスライド機構を有したケーブル
ベア１５を設けている。次に、動作を説明する。上記の
ような構成において、図示しない電源から駆動電流を電
機子コイル９に供給することにより、可動子１１が一定
推力を発生する。この結果、可動子１１が固定台１に対
しガイドレール２上を移動するに連れて、テーブル４内
部に設けたエアダクト１３の給気口１３Ａに供給された
冷却空気が、図示の矢印のごとく吐出口１３Ｂから可動
子１１である電機子コイル９の上部や空間部Ｓに向かっ
て吐出され、電機子部で発生した熱が冷却空気によって
取り去られ、そしてリニアモータ界磁部と電機子部の
間、またはリニアガイドと電機子部の間を通って外部に
放散される。これより、電機子部に直接、冷却空気をあ
てることで、テーブル４への伝熱、熱変形を抑制でき
る。したがって、本発明のリニアスライダは、界磁ヨー
クの上部には、冷却空気を内部に流通させるための流通
路を備えた第１エアダクトを設けると共に、テーブルと
可動子である電機子部の間に空間部を形成するように電
機子部の水平方向の幅より狭い幅寸法を有する間座を設
けて、第１エアダクトの吐出口から冷却空気を電機子コ
イルに向かって吐出する構成にしたので、例えば、可動
子を高推力で移動させる場合に発生する電機子部の熱を
冷却空気によって効率的に除去することができる。その
結果、電機子部に直接冷却空気をあてることができるた
め、テーブルへの伝熱、熱変形を抑制できると共に、リ
ニアガイドやリニアスケール等の位置決め精度の誤差に
影響を及ぼすことなく、高精度のリニアスライダを提供
することができる。

【０００６】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図３は、本発明の第２の実施例を示すリニアスラ
イダの平面図である。第２の実施例が第１の実施例と異
なる点は、第１エアダクト１３の吐出口１３Ａを、例え
ばリニアモータの進行方向に沿って推力発生の大きい高
負荷領域となる一部のストローク範囲に限定して配設す
ると共に、この第１エアダクト１３に設けた複数の吐出
口１３Ａを、リニアモータの磁極ピッチの間隔と一致す
るように等間隔に複数配設してある点である。ここで、
２つの固定子１０にそれぞれ配設した第１エアダクト１
３の一方端には、各第１エアダクト１３を並列接続する
バイパス菅１８を設け、各第１エアダクト１３内部に冷
却空気を均等に流すようにしている。なお、動作につい
ては、第１の実施例と同じなので省略する。本実施例は
このような構成にすることにより、第１エアダクトの吐
出口を、リニアスライダの一部のストローク範囲だけ無
数に設けることで冷却空気の吐出圧を上げることができ
るので、ストローク方向にリニアモータの負荷が大きい
（発熱が大きい）領域が存在する場合などは、電機子の
冷却能力をさらに高めることができる。その他、冷却空
気の吐出圧の増加により、微少磁性体やダスト等をリニ
アモータ界磁部と電機子との間に滞留するのを防止でき
るといったメリットがある。

【０００７】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。図４は、本発明の第３の実施例を示すリニアスラ
イダの正面図である。図５は図４のリニアスライダを矢
視Ａ方向から見た平面図であって、リニアモータの可動
子およびエアダクトの部分を一部透視して表したもので
ある。図において、２１は第２エアダクト、２１Ａは吐
出口である。第３の実施例が第１の実施例と異なる点
は、固定台１の内部には、可動子１１と対向配置される
と共に、テーブル４の移動方向に沿って冷却空気を流通
させるための第２エアダクト２１が複数設けてあり、第
２エアダクト２１は、可動子１１に向かって冷却空気を
吐出するための吐出口２１Ａを複数設けた点である。な
お、動作については、第１の実施例並びに第２の実施例
に対して可動子を冷却する点で基本的に同じなので省略
する。本実施例はこのような構成にすることにより、単
に電機子上部を冷却できる他、電機子底部も効率的に冷
却することができ、第１および第２実施例よりも電機子
全体を効率的に冷却できるメリットがある。なお、各界
磁ヨークに設けた各々の第１エアダクトの一方端をバイ
パス菅で直列接続あるいは並列接続する構成を実施例で
図示により説明したが、第１エアダクトや第２エアダク
トの吐出口の位置あるいは吐出口の数に限定されること
なく、適宜選択できることは言うまでもない。また、本
実施例では、リニアモータ電機子部を電機子コアに巻装
された電機子コイルで構成したが、電機子コアを除いた
電機子コイルのみで構成したコアレス型の電機子として
も構わない。リニアモータの特性については、本実施例
記載のリニアモータと同一の特性を得ることができる。
また、本実施例では、リニアモータ界磁部を、磁性体か
らなる誘導子歯を有する誘導子で構成し、また、リニア
モータ電機子部を、磁束を通す電機子コアと、電機子コ
アに巻装してなる電機子コイルと、電機子コアのティー
ス部先端に設けた永久磁石とで構成するように替えても
構わない。リニアモータの特性については、本実施例記
載のリニアモータと同一の特性を得ることができる。ま
た、本実施例ではリニアモータを磁束貫通型構造の例を
用いて説明したが、リニアモータ電機子部の片側にの
み、リニアモータ固定子部を対向配置する、いわゆるギ
ャップ対向型構造に替えても差し支えない。

【０００８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、以
下の効果がある。 （１）リニアスライダを構成するリニアモータの界磁ヨ
ーク６の上部には、内部に冷却空気を流通させるための
流通路を備えた第１エアダクトを設けると共に、テーブ
ルと可動子である電機子部の間に空間部を形成するよう
に電機子部の水平方向の幅より狭い幅寸法を有する間座
を設けて、第１エアダクトの吐出口から冷却空気を電機
子コイルに向かって吐出する構成にしたので、例えば、
可動子を高推力で移動させる場合に発生する電機子部の
熱を冷却空気によって効率的に除去することができる。
その結果、電機子部に直接冷却空気をあてることができ
るため、テーブルへの伝熱、熱変形を抑制できると共
に、リニアガイドやリニアスケール等の位置決め精度の
誤差に影響を及ぼすことなく、高精度のリニアスライダ
を得ることができる。 （２）第１エアダクトの吐出口を、リニアモータの進行
方向に沿って推力発生の大きい高負荷領域となる一部の
ストローク範囲に限定して配設し、しかもリニアモータ
の磁極ピッチの間隔と一致するように等間隔に複数配設
したので、冷却空気の吐出圧を上げることでさらに電機
子の冷却能力を高めることができると共に、冷却空気の
吐出圧の増加によって、微少磁性体やダスト等をリニア
モータ界磁部と電機子との間に滞留するのを防止でき
る。 （３）固定台内部の可動子との対向面に、第２エアダク
トを設けた構成にしたので、単に電機子上部を冷却でき
る他、電機子底部も効率的に冷却することができ、第１
および第２実施例よりもさらに電機子全体を効率的に冷
却できるメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すリニアスライダの
正面図である。

【図２】図１のリニアスライダを矢視Ａ方向から見た平
面図であって、リニアモータの可動子およびエアダクト
の部分を一部透視して表したものである。

【図３】本発明の第２の実施例を示すリニアスライダの
平面図である。

【図４】本発明の第３の実施例を示すリニアスライダの
正面図である。

【図５】図４のリニアスライダを矢視Ａ方向から見た平
面図であって、リニアモータの可動子およびエアダクト
の部分を一部透視して表したものである。

【図６】従来のリニアスライダを示す正面図である。

【符号の説明】

１：固定台 ２：ガイドレール ３：スライダ ４：テーブル ４Ａ：凹部 ５：リニアモータ ６：界磁ヨーク ７：永久磁石 ８：電機子コア ８Ａ：貫通穴 ９：電機子コイル １０：固定子（リニアモータ界磁部） １１：可動子（リニアモータ電機子部） １２：間座 １２Ａ：雌ねじ部 １３：第１エアダクト １３Ａ：給気口 １３Ｂ：吐出口 １６、１８：バイパス菅 １７：ボルト ２１：第２エアダクト ２１Ａ：吐出口 Ｓ：空間部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田邊 政彦 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内 Ｆターム(参考） 5H641 BB06 BB18 GG03 GG04 GG05 GG15 HH02 HH05 HH06 HH10 JA02 JA09 JB04

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定台に平行に対向配置されたテーブルを
   移動自在に案内支持するガイドレールとスライダからな
   るリニアガイドと、前記テーブルを前記固定台に対して
   前記ガイドレール上の長手方向に沿って往復動させるリ
   ニアモータを備え、前記リニアモータは、前記固定台上
   に垂直方向に互いに間隔を置いて対向配設した二つのリ
   ニアモータ界磁部を構成する固定子と、前記固定子の間
   に空隙を介して配置したリニアモータ電機子部を構成す
   る可動子よりなるリニアスライダにおいて、 前記テーブルには、前記リニアモータの可動子がボルト
   などの締結部材により取り付けてあり、 前記２つのリニアモータ界磁部を構成する固定子の上部
   には、前記テーブルの移動方向に向かって前記テーブル
   と平行に配置されると共に、内部に冷却空気を流通させ
   るための流通路を備えた第１エアダクトが設けてあり、 前記第１エアダクトは、前記固定子の可動子との対向面
   に前記可動子に向かって冷却空気を吐出する複数の吐出
   口を設けてあることを特徴とするリニアスライダ。
2. 【請求項２】 前記固定台の内部には、前記可動子と対
   向配置されると共に、前記テーブルの移動方向に沿って
   冷却空気を流通させるための第２エアダクトが複数設け
   てあり、前記第２エアダクトは、前記可動子に向かって
   冷却空気を吐出する吐出口を複数設けてある請求項１に
   記載のリニアスライダ。
3. 【請求項３】 前記第１エアダクト、前記第２エアダク
   トの少なくとも何れか一方の吐出口を、前記リニアモー
   タの進行方向に沿って高負荷領域となる一部のストロー
   ク範囲に限定して配設してある請求項１または２に記載
   のリニアスライダ。
4. 【請求項４】 前記第１エアダクトに設けた吐出口を、
   前記リニアモータの磁極ピッチと一致する間隔に配設し
   てある請求項３に記載のリニアスライダ。
5. 【請求項５】前記テーブルと前記リニアモータの可動子
   との間には、前記可動子の水平方河の幅より狭い幅寸法
   を有した柱状の間座を設けると共に、前記間座を前記テ
   ーブルと前記可動子の間で締結する構成にしてある請求
   項１から４までの何れか１項に記載のリニアスライダ。
6. 【請求項６】 前記２つの固定子にそれぞれ配設した第
   １エアダクトの一方端に、前記各第１エアダクトを直列
   接続するバイパス管を設けてある請求項１から５までの
   何れか１項に記載のリニアスライダ。
7. 【請求項７】 前記２つの固定子にそれぞれ配設した第
   １エアダクトの一方端に、記各第１エアダクトを並列接
   続するバイパス菅を設けてある請求項１から５までの何
   れか１項に記載のリニアスライダ。
8. 【請求項８】 前記リニアモータのうち、前記リニアモ
   ータ界磁部は磁性体からなる界磁ヨークに沿って交互に
   磁極が異なる複数の永久磁石より構成されると共に、前
   記リニアモータ電機子部は電機子コアに巻装された電機
   子コイルで構成される請求項１から７までの何れか１項
   に記載のリニアスライダ。
9. 【請求項９】前記リニアモータのうち、前記リニアモー
   タ界磁部は磁性体からなる誘導子歯を有する誘導子で構
   成されると共に、前記リニアモータ電機子部は電機子コ
   アに巻装してなる電機子コイルと、電機子コアのティー
   ス部先端に設けた永久磁石とで構成される請求項１から
   ７までの何れか１項に記載のリニアスライダ。