JP2003309963A

JP2003309963A - リニアスライダの冷却装置

Info

Publication number: JP2003309963A
Application number: JP2002109237A
Authority: JP
Inventors: Takashi Aoki; 青木　　隆; Hironobu Sonoda; 広信園田; Hidekazu Miyagawa; 秀和宮河; Keisuke Mizogami; 敬介溝上
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2003-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】冷却能力が高くて固定子等の熱変形が抑制さ
れ、テーブルの位置決め精度がよいリニアスライダの冷
却装置を提供する。【解決手段】交互に磁性が異なる複数の永久磁石を長
手方向に隣り合わせに並べて配置した界磁ヨーク１３よ
りなる固定子１２と、固定子１２を設置した固定台１１
と、界磁ヨーク１３の長手方向に沿って永久磁石の磁石
列と磁気的空隙を介して対向配置された複数のコアに電
機子コイルを巻装した電機子２１よりなる可動子２２
と、電機子２１を取り付けた電機子取付板２３と、電機
子取付板２３に取り付けられたテーブル２４と、電機子
取付板２３とテーブル２４とで構成される空間に第１ヒ
ートシンク３１と冷却ファン３５を備えたリニアスライ
ダの冷却装置において、可動子２２と固定台１１とで構
成される空間に第２ヒートシンク３２を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の送り機
構や半導体製造装置の位置決め装置に利用されると共に
ムービングコイル型リニアモータ駆動のリニアスライダ
の冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、工作機械の送り機構や半導体
製造装置の位置決め装置に利用されると共にムービング
コイル型リニアモータにより固定台に対してテーブルを
自在に移動させることのできるリニアスライダはよく知
られており、例えば図９〜図１２に示すようなものがあ
る。［第１の従来技術］図９は、第１の従来技術を示すリニ
アスライダであって、（ａ）はリニアスライダの正面
図、（ｂ）は側面図であり、同図において、１１は固定
台、１２は固定台１１に設置された固定子、１３は図示
しない複数の永久磁石を並べあわせた構造をした界磁ヨ
ークである。２２は電機子２１からなる可動子、２３は
電機子２１を取付ける電機子取付板、２４は負荷を搭載
するためのテーブルである。３１は電機子取付板２３と
テーブル２４との空間に設けられたヒートシンクで放熱
フィンを有しており、３５はヒートシンク３１の両端の
放熱面に設けられた冷却ファンである。このような構成
において、電機子２１に図示しない電源から駆動電流が
供給されたときに可動子２２で発生した熱は、電機子取
付板２３を介してヒートシンク３１に進入する。ヒート
シンク３１に進入した熱は、放熱面に設置された冷却フ
ァン３５から供給される冷却風によって除去される。こ
のため、可動子２２で発生した熱がテーブル２４へ進入
することが抑制される。

【０００３】［第２の従来技術］図１０は第２の従来技
術を示すリニアスライダの正面図である。図１０におい
て、１１は固定台、４１は固定台１１上で左右両端に設
けたガイドレール、４２はガイドレール４１の上を案内
するスライダで、ガイドレール４１とスライダ４２と対
でリニアガイド４０を構成する。１３は固定台１１に対
して垂直方向に互いに対向して固定された平板状の界磁
ヨーク、１４は界磁ヨーク１３上に沿って（紙面と垂直
方向に）交互に磁極が異なるように複数配設された永久
磁石である。界磁ヨーク１３と永久磁石１４とで固定子
１２を構成している。２１は永久磁石１４と磁気的空隙
Ｇを介して対向して設けられた電機子で、永久磁石１４
の高さ方向に積層して成る電磁鋼板と巻き線を樹脂モー
ルドで直方体状に形成して成る。２３は電機子取付板
で、２４は電機子取付板２３の上に設けたテーブルで、
この上に負荷が搭載される。

【０００４】［第３の従来技術］さらに、リニアモータ
電機子部を可動子とするリニアモータ駆動のスライダに
おける可動子の冷却構造に関する公知文献として、例え
ば特開２００１−７８４２３号公報がある。特開２００
１−７８４２３号公報では、テーブルと電機子取付板と
の間に、ヒートシンクを設け、電機子を冷却する構造が
記載されている。以下に図面を用いて当該公知発明につ
いて簡単に説明する。図１１は第３の従来技術を示すリ
ニアスライダであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は
平断面図である。同図において、車体１０３には走行輪
１０４および案内輪１０５がそれぞれ左右一対装備され
ている。１０９はリニアモータの固定子で、１１０は車
体の搭載されたリニアモータの可動子である。リニアモ
ータの可動子１１０の上にはアルミニウム製の放熱冷却
フィン１１１が固着されている。車体１０３には中空部
１１２が形成されている。上記のようなリニアモータ１
００において、固定子１０９に電源１０６から駆動電流
を供給し、車体１０３が移動するに連れて、車体１０３
に搭載された可動子１１０が発熱する。発生した熱は車
体１０３に形成した中空部１１２中の放熱冷却フィン１
１１を介して空気中へ逃がすことができるようになって
いる。

【０００５】［第４の従来技術］図１２は第４の従来技
術を示すリニアスライダであって、（ａ）は全体斜視
図、（ｂ）は（ａ）のテーブルのセンターを通り進行方
向に直角な方向で切断した縦断面図である。同図におい
て、１１は断面コ字状の固定台、１３は固定台１１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、
１４は界磁ヨーク１３上に沿って交互に磁極が異なるよ
うに複数配設した永久磁石であり、界磁ヨーク１３と永
久磁石１４にて固定子１２を形成する。２１は永久磁石
１４と磁気的空隙Ｇを介して対向して設けられた電機子
コイル、２２は電機子コイル２１と永久磁石１４の高さ
方向に積層して成る電磁鋼板を樹脂モールドで直方体状
に形成した可動子である。２４は可動子２２の上に設け
たテーブルである。４１はコ字状固定台１１の上で左右
両端に設けられたガイドレール、４２はガイドレール４
１の上を案内するスライダで、ガイドレール４１とスラ
イダ４２と対でリニアガイド４０を構成する。５１は固
定台１１に接触固定したリニアスケール、５２はテーブ
ル２４に固定し、リニアスケール５１に沿って対向移動
する可動検出部を有するリニアエンコーダである。図１
２のようなリニアスライダにおいては、テーブル２４を
移動させるために電機子コイル２１に電源（図示なし）
から駆動電流が供給され、駆動電流の大きさのほぼ２乗
に比例して電機子コイル２１（図１２（ｂ））が発熱す
る。電機子コイル２１より発生した熱は、可動子２２、
可動子２２と固定子１２間の空気、固定子１２、固定台
１１を通って、あるいは可動子２２、テーブル２４、リ
ニアガイド４０、固定台１１を通ってリニアスケール５
１へ伝熱する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図９に示した第１の従
来技術においては、可動子２２に対する冷却面が１面だ
けであり、可動子２２の上面のみを冷却するため、冷却
能力が低い。また、可動子２２の下面の温度が高くなる
ため、空隙Ｇを介して対向配置された固定子１２および
固定台１１に熱が伝わり、固定子１２と固定台１１とが
熱変形を起こすため、テーブル２４の位置決め精度が悪
くなるという問題があった。また、図１０に示した第２
の従来技術においては、可動子が電機子、固定子が界磁
部であるため、これに第３の従来技術に示す冷却フィン
による手段を組み合わせると体積の大きい電機子２１の
すべてを冷却することは困難となる。つまり、冷却フィ
ン１１１（図１１）のついた側の電機子は冷却される
が、冷却フィンから離れた側の電機子は冷却されない構
造となっていた。また、上記冷却には大きな冷却フィン
を用いるためコストアップにつながっていた。

【０００７】さらに、図１２に示した第４の従来技術に
おいては、電機子コイル２１（図１２（ｂ））で発生し
た熱がリニアスケール５１に伝わることによりリニアス
ケール５１の温度が上がって熱変形し、リニアエンコー
ダ５２がリニアスケール５１の変形量も含めてテーブル
２４の移動量を検出し、位置決め精度が悪くなるという
問題があった。また、上記問題を解決するために、熱源
となる固定子の両端部を取り付け支持具により固定基部
に固着し、固定基部上のリニアスケールへの伝熱を防止
するリニアＤＣブラシレスモータが開示されている（例
えば、特開平８−５１７５７号公報）。これは、固定子
を直接固定基部に固定せず、取り付け支持具を介して固
定基部に固定することにより、固定子に設けられた電機
子コイルから固定基部上のリニアスケールへの伝熱経路
を延長し、リニアスケールへの伝熱量を抑制する方法で
ある。しかしながら、特開平８−５１７５７号公報に示
すリニアスライダにおいても、リニアスケールに伝わる
伝熱量は無視できず、特に高精度な位置決め精度を必要
とするリニアスライダに対しては有効ではなかった。そ
こで、本発明の第１の目的は、可動子で発生した熱を効
率よく除去することができるリニアスライダの冷却装置
を提供することにある。また、第２の目的は電機子全体
を冷却し、冷却フィンを小さくしてコストダウンを図る
ことにある。さらに、第３の目的は、電機子の発熱して
もリニアスケールが熱変形しない、高精度な位置決め精
度を有するリニアスライダを提供することにある。

【０００８】

【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記載のリニアスライダの冷却装置の発明
は、交互に磁性が異なる複数の永久磁石を長手方向に隣
り合わせに並べて配置した界磁ヨークよりなる固定子
と、前記固定子を設置した固定台と、前記界磁ヨークの
長手方向に沿って前記永久磁石の磁石列と磁気的空隙を
介して対向配置された複数のコアに電機子コイルを巻装
した電機子よりなる可動子と、前記電機子を取り付けた
電機子取付板と、前記電機子取付板に取り付けられたテ
ーブルと、前記電機子取付板と前記テーブルとで構成さ
れる空間に設けられた第１ヒートシンクおよび冷却ファ
ンと、を備えたリニアスライダの冷却装置において、前
記可動子と前記固定台とで構成される空間に第２ヒート
シンクが設けられていることを特徴とする。請求項２記
載の発明は、請求項１記載のリニアスライダの冷却装置
において、前記第２ヒートシンクの放熱面に冷却ファン
を設けたことを特徴とする。請求項３記載の発明は、請
求項１又は２記載のリニアスライダの冷却装置におい
て、前記固定台に穴を設けたことを特徴とする。上記構
成の冷却装置によれば、発熱する可動子に対する冷却を
上下２面で行うため、冷却能力が高くなる。また、可動
子の下面の温度が低くなるため、空隙を介して対向配置
された固定子に伝わる熱量が減り、固定子の熱変形が抑
制されるので、テーブルの位置決め精度がよくなる。ま
た、冷却ファンを強制的に冷却するため、冷却能力が高
くなり、可動子と固定台間の熱を帯びた空気を一掃する
のでテーブルの位置決め精度はさらによくなる。

【０００９】請求項４記載のリニアスライダの冷却装置
の発明は、交互に磁性が異なる複数の永久磁石を長手方
向に隣り合わせに並べて配置した界磁ヨークよりなる固
定子と、前記固定子を設置した固定台と、前記界磁ヨー
クの長手方向に沿って前記永久磁石の磁石列と磁気的空
隙を介して対向配置された複数のコアに電機子コイルを
巻装した電機子よりなる可動子と、前記電機子を取り付
けた電機子取付板と、前記電機子取付板に取り付けられ
たテーブルと、を有するリニアスライダにおいて、前記
電機子取付板にヒートシンクと冷却ファンを搭載し、前
記固定子側に穴を設けた構造とし、前記穴と前記電機子
の一部と前記ヒートシンクとで前記冷却ファンによって
送気される風の通風路を形成したことを特徴とする。請
求項５記載のリニアスライダの冷却装置の発明は、交互
に磁性が異なる複数の永久磁石を長手方向に隣り合わせ
に並べて配置した界磁ヨークよりなる固定子と、前記固
定子を設置した固定台と、前記界磁ヨークの長手方向に
沿って前記永久磁石の磁石列と磁気的空隙を介して対向
配置された複数のコアに電機子コイルを巻装した電機子
よりなる可動子と、前記電機子を取り付けた電機子取付
板と、前記電機子取付板に取り付けられたテーブルと、
を有するリニアスライダにおいて、前記テーブルにヒー
トシンクと冷却ファンを搭載し、前記固定子側に穴を設
けた構造とし、前記穴と前記電機子の一部と前記ヒート
シンクとで前記冷却ファンによって送気される風の通風
路を形成したことを特徴とする。請求項６記載の発明
は、請求項４又は５記載のリニアスライダの冷却装置に
おいて、前記ヒートシンクの搭載部と前記ヒートシンク
に穴を設けたことを特徴とする。上記構成の冷却装置に
よれば、電機子の電機子取付板側の熱をヒートシンクと
冷却ファンを用いて空気へ伝達し、電機子取付板から離
れた固定台側は冷却ファンで送気された風を直接、電機
子にぶつけて冷却するため、電機子を両側から冷却する
ことになり、温度上昇を抑制することが可能となる。こ
れにより、リニアモータの推力を最大限引き出すことが
できる。そして、ヒートシンクと冷却ファンをテーブル
に搭載するようにしたので、電機子の冷却効果に加え
て、直接テーブルを冷却することが可能となる。また、
テーブルもしくは電機子取付板とヒートシンクに複数の
穴を設けることにより、冷却ファンから送気された暖か
い空気を循環させずにリニアスライダの動作方向に流出
させるので、電機子、テーブル、固定台の温度をさらに
低くすることができる。また、比較的小さなヒートシン
クで冷却できるのでコストダウンにもつながる。

【００１０】請求項７記載のリニアスライダの冷却装置
の発明は、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
記ガイドレールの長手方向に沿って往復動させるリニア
モータと、前記固定台上に前記テーブルの往復動方向に
平行になるように設けたリニアスケールと、前記リニア
スケールに沿って対向移動する可動検出部を有する前記
テーブルに設けたリニアエンコーダからなるリニアスラ
イダにおいて、前記固定台に一つあるいは複数の支持具
を設け、当該支持具の先端に前記リニアスケールを前記
固定台から離して設置し、前記リニアスケールの片側に
は冷却ファンを設置し、前記リニアスケールの前記冷却
ファンとの反対側に導風板を設置したことを特徴とす
る。請求項８記載の発明は、請求項７記載のリニアスラ
イダの冷却装置において、前記導風板に穴を設けたこと
を特徴とする。請求項９記載の発明は、請求項７記載の
リニアスライダの冷却装置において、前記固定台と前記
導風板とを隙間を空けて結合したことを特徴とする。請
求項１０記載の発明は、請求項７記載のリニアスライダ
の冷却装置において、複数の前記支持具で前記リニアス
ケールを支持し、前記支持具と前記リニアスケールとの
結合部を複数の前記支持具のうちの１つを固定支持と
し、他を単純支持としたことを特徴とする。上記構成の
冷却装置によれば、リニアスケールへの伝熱量を大幅に
減少でき、リニアスケールの温度上昇を抑制し、かつ均
一化できるため、リニアスケールの熱変形が小さくな
る。これにより、リニアスライダの位置決め精度を向上
できる。冷却ファンで発生した風が、導風板の長手方向
に沿った流れと、導風板を貫く流れに分離され、導風板
の周りの温度が上がった冷却風のよどみが出来にくくな
り、リニアスケールの冷却効果がさらに向上する。これ
により、リニアスケールの熱変形が小さくなり、リニア
スライダの位置決め精度を向上できる。リニアスケール
は固定台に対して一点でのみ固定されその他の点におい
て移動自在としたので、固定台が熱変形しても、その変
形がリニアスケールに伝わらなくなる。これにより、固
定台が変形してもリニアスケールは変形せず、リニアス
ライダの位置決め精度が安定する。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１実施例）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実
施例を示すリニアスライダであって、（ａ）はその正面
図、（ｂ）は側面図である。なお、本発明の構成要素が
従来技術と同じものについては説明を省略し、異なる点
のみ説明する。ヒートシンク３１を第１ヒートシンクと
した場合、３２は放熱フィンを有した第２ヒートシンク
を示している。本発明の特徴は以下の通りである。すな
わち、リニアスライダの冷却装置において、可動子２２
と固定台１１との空間に第２ヒートシンク３２を設置し
た点である。このような構成において、電機子２１に電
源（図示なし）から駆動電流が供給されたときに可動子
２２で発生した熱は、電機子取付板２３を介して第１ヒ
ートシンク３１に進入する。第１ヒートシンク３１に進
入した熱は、放熱面に設置された第１冷却ファン３５か
ら供給される冷却風によって除去される。このため、可
動子２２で発生した熱がテーブル２４へ進入することが
抑制される。さらに、可動子２２で発生した熱のうち可
動子２２の上面付近で発生した熱は、電機子取付板２３
を介して第１ヒートシンク３１に進入する。そして第１
ヒートシンク３１に進入した熱は、放熱面に設置された
第１冷却ファン３５からの冷却風によって除去される。
他方、可動子２２の下面付近で発生した熱は、本発明の
第１実施例により、直接第２ヒートシンク３２に伝わ
り、第２ヒートシンク３２の放熱面から可動子２２と固
定台１１との空間部にある空気へ放散される。こうする
ことにより、固定台１１との対向面、および可動子２２
全体の温度が下がり、固定子１２と固定台１１への伝熱
量が抑制できる。さらに、可動子２２内の電機子コイル
の温度アンバランスが低い方へ平準化されて温度信頼性
が向上する。

【００１２】（第２実施例）次に、本発明の第２実施例
について説明する。図２は本発明の第２実施例を示すリ
ニアスライダであって、（ａ）はその正面図、（ｂ）は
側面図である。同図において、３５’は冷却ファンであ
る。第２実施例が第１実施例と異なる点は第２ヒートシ
ンク３２の放熱面に冷却ファン３５’を設けた点であ
る。この実施例の冷却装置は、可動子２２と固定台１１
との空間に第２ヒートシンク３２を設置し、さらに、固
定台１１の底面に穴１５を設けた点が特徴である。これ
により、穴１５から取り入れた外気を第２冷却ファンｂ
３５’を用いて第２ヒートシンク３２に強制的に流入さ
せ、第２ヒートシンク３２の両端から排出するようにし
たため、可動子２２の下面を効果的に冷却し、熱を帯び
た空気を可動子２２と固定台１１との空間から一掃する
ことができる。その結果、空隙を介して対向配置された
固定子１２に伝わる熱量をいっそう抑制することがで
き、さらに、可動子２２内の電機子コイルの温度アンバ
ランスが低い方へ平準化されて温度信頼性が向上する。

【００１３】（第３実施例）次に、本発明の第３実施例
について説明する。図３は本発明の第３実施例を示すリ
ニアスライダであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面
図、（ｃ）は図（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。図３に
おいて、リニアスライダの可動部側は、電機子２１と、
アルミ板もしくは銅板のような熱伝導率が高い材料の電
機子取付板２３と、テーブル２４とで構成したものであ
る。すなわち、第３実施例によれば、断面コ字状電機子
取付板２３の可動方向の両側に放熱フィンを有するヒー
トシンク３３を固着し、さらに冷却ファン３４を搭載し
ている。そして、固定台１１には穴１１ａを形成してい
る。このような構成において、電源（図示なし）から電
機子２１に供給された駆動電流により、電機子２１が熱
を発生し、その熱は電機子取付板２３に伝導し、さらに
断面コ字状電機子取付板２３の両側に固着されたヒート
シンク３３に伝導し、冷却ファン３４から送気される風
によってヒートシンク３３の表面から空気中へ伝達され
る。一方、冷却ファン３２によって送気される風は固定
台１１の穴１１ａより取り込まれ、直接、電機子２１に
ぶつかるため電機子表面の空気への熱伝達率を向上させ
る。このように第３実施例によれば、電機子２１の電機
子取付板側の熱をヒートシンク３３と冷却ファン３４を
用いて空気へ伝達し、電機子取付板２３から離れた固定
台側は冷却ファン３４で送気された風を直接、電機子２
１にぶつけて熱を奪うため、電機子２１を両側から冷却
し、温度上昇を抑制することが可能となる。これによ
り、リニアモータの推力を最大限引き出すことができ
る。

【００１４】（第４実施例）次に、本発明の第４実施例
について説明する。図４は本発明の第４実施例を示すリ
ニアスライダであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は
平面図、（ｃ）は図（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。図
において、多くの構成は第３実施例と同じである。第４
実施例が第３実施例と異なる点は、ヒートシンク３３と
冷却ファン３４を電機子取付板２３ではなくてテーブル
２４に搭載した点である。このような構成にすることに
よって、テーブル２４を直接冷却できるので精密機械の
ようにテーブルそのものの温度上昇を管理する装置に適
したものとなる。電機子２１に対する冷却効果は第３実
施例と同じである。

【００１５】（第５実施例）次に、本発明の第５実施例
について説明する。図５は本発明の第５実施例を示すテ
ーブルもしくは電機子取付板に取り付けたヒートシンク
であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は
アイソメ図である。図５に示すように、テーブル２４も
しくは電機子取付板２３と、ヒートシンク３３にはそれ
ぞれ複数の穴２４ａ（もしくは２３ａ）、３３ａを設け
ている。本実施例によれば、テーブル２４もしくは電機
子取付板２３と、ヒートシンク３３に複数の穴２４ａ
（もしくは２３ａ）、３３ａを設けることにより、冷却
ファン３４から送気された暖かい空気をリニアスライダ
の動作方向に直接流出させる。これにより暖かい空気が
ヒートシンク３３の周辺を循環することがなくなるの
で、電機子２１、テーブル２４、固定台１１の温度をさ
らに低くできる。なお、穴２４ａ（もしくは２３ａ）、
３１ａの数や形状に関して限定はなく、冷却ファン３４
の風速やヒートシンク３３の幅、高さなどの形状寸法に
よって任意に決定してよい。

【００１６】（第６実施例）次に、本発明の第６実施例
について説明する。図６は本発明の第６実施例を示すリ
ニアスライダであって、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は
（ａ）のテーブルのセンターを通り進行方向に直角な方
向で切断した縦断面図である。１１は断面コ字状の固定
台、１３は固定台１１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、１４は界磁ヨーク１３上に沿
って交互に磁極が異なるように複数配設した永久磁石で
あり、界磁ヨーク１３と永久磁石１４にて固定子１２を
形成する。２１は永久磁石１４と磁気的空隙Ｇを介して
対向して設けられた電機子コイル、２２は電機子コイル
２１と永久磁石１４の高さ方向に積層して成る電磁鋼板
を樹脂モールドで直方体状に形成した可動子である。２
４は可動子２２の上に設けたテーブルである。４１はコ
字状固定台１１の上で左右両端に設けられたガイドレー
ル、４２はガイドレール４１の上を案内するスライダ
で、ガイドレール４１とスライダ４２と対でリニアガイ
ド４０を構成する。５１は固定台１１に接触固定したリ
ニアスケール、５２はテーブル２４に固定し、リニアス
ケール５１に沿って対向移動する可動検出部を有するリ
ニアエンコーダである。本実施例の特徴は以下のとおり
である。すなわち、そしてこの第３の実施例によれば、
リニアスケール５１をプラスチック材のような熱伝導率
が低い材料からなる支持具５１ａを介してリニアスケー
ル５１の大部分で固定台１１との間に隙間を設けて固定
台１１に固定し、固定台１１には冷却ファン５４と導風
板５３を搭載した点である。ここで、導風板５３と冷却
ファン５４とはリニアスケール５１を挟んで対向する位
置にある。

【００１７】このような構成において、電源（図示な
し）から電機子コイル２１に供給された駆動電流によ
り、電機子コイル２１が熱を発生する。その熱は、可動
子２２と固定子１２間の空気、固定子１２を通って、あ
るいは可動子２２、テーブル２４、リニアガイド４０を
通って固定台１１へ伝わる。固定台１１へ伝わった熱は
支持具５１ａを介してリニアスケール５１へも伝わるが
支持具５１ａは熱伝導率が低いためリニアスケール５１
への伝熱量は小さい。また、固定台１１に設置された冷
却ファン５４によりリニアスケール５１の周辺に風を発
生させ、さらに固定台１１に設置された導風板５３によ
りリニアスケール５１とその周りの空気を攪拌する風の
流れを作り出すことにより、リニアスケール５１を冷却
するとともに均一な温度にできる。このように本実施例
によれば、リニアスケール５１への伝熱量を大幅に減少
でき、リニアスケール５１の温度上昇を抑制することで
きるため、リニアスケール５１の熱変形が小さくなる。
これにより、リニアスライダの位置決め精度を向上でき
る。

【００１８】（第７実施例）次に、本発明の第７実施例
について説明する。図７は本発明の第７実施例を示すリ
ニアスライダであって、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は
リニアスケールの冷却構造を示した正断面図である。こ
の実施例では、導風板５３に穴５３ａを穿った点に特徴
があり、他の構成は第６実施例と同じである。図６のリ
ニアスライダの構成ではリニアスケール５１の周囲の空
気が滞留するため空気温度が徐々に上がるが、図７のよ
うな構成にすることによって、冷却ファン５４で発生し
た風は、導風板５３の長手方向に沿った流れと、導風板
５３の穴５３ａを通る流れに分離されるため、リニアス
ケール５１周囲の空気は滞留せず温度上昇も小さくな
る。また、穴５３ａの大きさを変えることにより、リニ
アスケール５１に対する最適な冷却風の流れを調整する
ことができる。この実施例によるリニアスケール５１に
対する冷却効果は図６のリニアスライダのそれと同じで
ある。すなわち、駆動電流により電機子コイル２１が熱
を発生すると、その熱は可動子２２と固定子１２間の空
気、固定子１２を通って、あるいは可動子２２、テーブ
ル２４、リニアガイド４０を通って固定台１１へ伝わ
り、固定台１１へ伝わった熱は支持具５１ａを介してリ
ニアスケール５１へも伝わるが支持具５１ａは熱伝導率
が低いためリニアスケール５１への伝熱量は小さくな
る。また、固定台１１に設置された冷却ファン５４によ
りリニアスケール５１の周辺に風を発生させ、さらに固
定台１１に設置された導風板５３によりリニアスケール
５１とその周りの空気を攪拌する風の流れを作り出すこ
とにより、リニアスケール５１を冷却するとともに均一
な温度にできる。この実施例によれば、リニアスケール
５１への伝熱量を大幅に減少でき、リニアスケール５１
の温度上昇を抑制することできるため、リニアスケール
５１の熱変形が小さくなる。これにより、リニアスライ
ダの位置決め精度を向上できる。なお、この実施例で
は、ムービングコイル型リニアモータ駆動のリニアスラ
イダの場合を示したが、リニアモータがムービングマグ
ネット型やリニアＤＣブラシレスモータの場合でも効果
がある。そして固定台１１と導風板５３との間に穴５３
ａを設ける構造により、上記と同じ作用によってリニア
スケール５１の冷却と温度均一化の効果が得られる。

【００１９】（第８実施例）次に、本発明の第８実施例
について説明する。図８は本発明の第８実施例を示すリ
ニアスケールの取付部の斜視図である。この実施例では
２つの支持具５１ａ、５１ａ’でリニアスケール５１を
支持している。片方の支持具５１ａではネジ５１ｂ等に
よってリニアスケール５１を支持具５１ａに固定してい
るが、他方の支持具５１ａ’では、リニアスケール５１
に長穴５１ｃを穿ってこの長穴５１ｃとこれを貫通する
ピン５１ｂ’とで単純支持している。長穴の寸法はリニ
アスケール５１がその長手方向には自在に動けてもそれ
と直角方向には動けないように決めている。他の構成は
図６の構成と同じである。このような構成にすることに
よって、リニアスケール５１は固定支持をしている支持
具５１ａによって固定台１１と一点でのみ固定され、そ
の他の点においてはリニアスケール５１は固定台１１に
対して移動自在となる。この実施例によれば、電機子コ
イル２１より発生した熱が固定台１１へ伝わって固定台
１１が温度上昇することにより熱変形しても、その変形
がリニアスケール５１には伝わらず、リニアスライダの
位置決め精度が低下することはない。なお、この実施例
では、ムービングコイル型リニアモータ駆動のリニアス
ライダの場合を示したが、リニアモータがムービングマ
グネット型やリニアＤＣブラシレスモータの場合でも効
果がある。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の第１および
第２実施例によるリニアスライダの冷却装置によれば、
発熱する可動子に対する冷却を上下２面で行うため、冷
却能力が高い。また、可動子の下面の温度が低くなるた
め、空隙を介して対向配置された固定子に伝わる熱量が
減り、固定子の熱変形が抑制されるので、テーブルの位
置決め精度がよくなる。また、冷却ファンを強制的に冷
却するため、冷却能力が高くなり、可動子と固定台間の
熱を帯びた空気を一掃するのでテーブルの位置決め精度
はさらによくなる。また、本発明の第３〜第５実施例に
よるリニアスライダの冷却装置によれば、電機子の電機
子取付板側の熱をヒートシンクと冷却ファンを用いて空
気へ伝達し、電機子取付板から離れた固定台側は冷却フ
ァンで送気された風を直接、電機子にぶつけて冷却する
ため、電機子を両側から冷却することになり、温度上昇
を抑制することが可能となる。これにより、リニアモー
タの推力を最大限引き出すことができる。そして、ヒー
トシンクと冷却ファンをテーブルに搭載するようにした
ので、電機子の冷却効果に加えて、直接テーブルを冷却
することが可能となる。また、テーブルもしくは電機子
取付板とヒートシンクに複数の穴を設けることにより、
冷却ファンから送気された暖かい空気を循環させずにリ
ニアスライダの動作方向に流出させるので、電機子、テ
ーブル、固定台の温度をさらに低くすることができる。
また、比較的小さなヒートシンクで冷却できるのでコス
トダウンにもつながる。そして、本発明の第６〜第８実
施例によるリニアスライダの冷却装置によれば、リニア
スケールへの伝熱量を大幅に減少でき、リニアスケール
の温度上昇を抑制し、かつ均一化できるため、リニアス
ケールの熱変形が小さくなる。これにより、リニアスラ
イダの位置決め精度を向上できる。冷却ファンで発生し
た風が、導風板の長手方向に沿った流れと、導風板を貫
く流れに分離され、導風板の周りの温度が上がった冷却
風のよどみが出来にくくなり、リニアスケールの冷却効
果がさらに向上する。これにより、リニアスケールの熱
変形が小さくなり、リニアスライダの位置決め精度を向
上できる。リニアスケールは固定台に対して一点でのみ
固定されその他の点において移動自在としたので、固定
台が熱変形しても、その変形がリニアスケールに伝わら
なくなる。これにより、固定台が変形してもリニアスケ
ールは変形せず、リニアスライダの位置決め精度が安定
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すリニアスライダであ
って、（ａ）はその正面図、（ｂ）は側面図である。

【図２】本発明の第２実施例を示すリニアスライダであ
って、（ａ）はその正面図、（ｂ）は側面図である。

【図３】本発明の第３実施例を示すリニアスライダであ
って、（ａ）はその側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は
（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。

【図４】本発明の第４実施例を示すリニアスライダであ
って、（ａ）はその側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は
（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。

【図５】本発明の第５実施例を示すテーブルもしくは電
機子取付板に取り付けたヒートシンクであって、（ａ）
は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はアイソメ図であ
る。

【図６】本発明の第６実施例を示すリニアスライダであ
って、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のテーブル
のセンターを通り進行方向に直角な方向で切断した縦断
面図である。

【図７】本発明の第７実施例を示すリニアスライダであ
って、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）はリニアスケールの
冷却構造を示した正断面図である。

【図８】本発明の第８実施例を示すリニアスケールの取
付部の斜視図である。

【図９】第１の従来技術を示すリニアスライダの構成を
説明する図である。

【図１０】第２の従来技術を示すリニアスライダの正面
図である。

【図１１】第３の従来技術を示すリニアスライダであっ
て、（ａ）はその側面図、（ｂ）は平断面図である。

【図１２】第４の従来技術を示すリニアスライダの正面
図であって、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のテ
ーブルのセンターを通り進行方向に直角な方向で切断し
た縦断面図である。

【符号の説明】

１１固定台１１ａ穴１２固定子１３界磁ヨーク２１電機子２２可動子２３電機子取付板２３ａ穴２４テーブル２４ａ穴３１第１ヒートシンク３１ａ穴３２第１ヒートシンク３３ヒートシンク３４冷却ファン３５、３５’ 冷却ファン４０リニアガイド４１ガイドレール４２スライダ５１リニアスケール５２リニアエンコーダ５１ａ、５１ａ’ 支持具５１ｂネジ５１ｂ’ピン５１ｃ長穴５３導風板５３ａ穴５４冷却ファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮河秀和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 (72)発明者溝上敬介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） 5H609 BB08 PP02 PP06 PP09 PP16 QQ02 QQ11 QQ23 RR12 RR38 5H641 BB06 BB18 GG03 GG04 GG26 HH02 HH06 JA02 JA09 JB03 JB04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交互に磁性が異なる複数の永久磁石を長
手方向に隣り合わせに並べて配置した界磁ヨークよりな
る固定子と、前記固定子を設置した固定台と、前記界磁
ヨークの長手方向に沿って前記永久磁石の磁石列と磁気
的空隙を介して対向配置された複数のコアに電機子コイ
ルを巻装した電機子よりなる可動子と、前記電機子を取
り付けた電機子取付板と、前記電機子取付板に取り付け
られたテーブルと、前記電機子取付板と前記テーブルと
で構成される空間に設けられた第１ヒートシンクおよび
冷却ファンと、を備えたリニアスライダの冷却装置にお
いて、前記可動子と前記固定台とで構成される空間に第
２ヒートシンクが設けられていることを特徴とするリニ
アスライダの冷却装置。
【請求項２】前記第２ヒートシンクの放熱面に冷却フ
ァンを設けたことを特徴とする請求項１記載のリニアス
ライダの冷却装置。
【請求項３】前記固定台に穴を設けたことを特徴とす
る請求項１又は２記載のリニアスライダの冷却装置。
【請求項４】交互に磁性が異なる複数の永久磁石を長
手方向に隣り合わせに並べて配置した界磁ヨークよりな
る固定子と、前記固定子を設置した固定台と、前記界磁
ヨークの長手方向に沿って前記永久磁石の磁石列と磁気
的空隙を介して対向配置された複数のコアに電機子コイ
ルを巻装した電機子よりなる可動子と、前記電機子を取
り付けた電機子取付板と、前記電機子取付板に取り付け
られたテーブルと、を有するリニアスライダにおいて、
前記電機子取付板にヒートシンクと冷却ファンを搭載
し、前記固定子側に穴を設けた構造とし、前記穴と前記
電機子の一部と前記ヒートシンクとで前記冷却ファンに
よって送気される風の通風路を形成したことを特徴とす
るリニアスライダの冷却装置。
【請求項５】交互に磁性が異なる複数の永久磁石を長
手方向に隣り合わせに並べて配置した界磁ヨークよりな
る固定子と、前記固定子を設置した固定台と、前記界磁
ヨークの長手方向に沿って前記永久磁石の磁石列と磁気
的空隙を介して対向配置された複数のコアに電機子コイ
ルを巻装した電機子よりなる可動子と、前記電機子を取
り付けた電機子取付板と、前記電機子取付板に取り付け
られたテーブルと、を有するリニアスライダにおいて、
前記テーブルにヒートシンクと冷却ファンを搭載し、前
記固定子側に穴を設けた構造とし、前記穴と前記電機子
の一部と前記ヒートシンクとで前記冷却ファンによって
送気される風の通風路を形成したことを特徴とするリニ
アスライダの冷却装置。
【請求項６】前記ヒートシンクの搭載部と前記ヒート
シンクに穴を設けたことを特徴とする請求項４又は５記
載のリニアスライダの冷却装置。
【請求項７】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の長手方向に沿って往復動させるリ
ニアモータと、前記固定台上に前記テーブルの往復動方
向に平行になるように設けたリニアスケールと、前記リ
ニアスケールに沿って対向移動する可動検出部を有する
前記テーブルに設けたリニアエンコーダからなるリニア
スライダにおいて、前記固定台に一つあるいは複数の支
持具を設け、当該支持具の先端に前記リニアスケールを
前記固定台から離して設置し、前記リニアスケールの片
側には冷却ファンを設置し、前記リニアスケールの前記
冷却ファンとの反対側に導風板を設置したことを特徴と
するリニアスライダの冷却装置。
【請求項８】前記導風板に穴を設けたことを特徴とす
る請求項７記載のリニアスライダの冷却装置。
【請求項９】前記固定台と前記導風板とを隙間を空け
て結合したことを特徴とする請求項７記載のリニアスラ
イダの冷却装置。
【請求項１０】複数の前記支持具で前記リニアスケー
ルを支持し、前記支持具と前記リニアスケールとの結合
部を複数の前記支持具のうちの１つを固定支持とし、他
を単純支持としたことを特徴とする請求項７記載のリニ
アスライダの冷却装置。