JP2007195300A

JP2007195300A - ム−ビングマグネット形リニアスライダ

Info

Publication number: JP2007195300A
Application number: JP2006009541A
Authority: JP
Inventors: Shiro Oga; 史郎大賀
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2006-01-18
Filing date: 2006-01-18
Publication date: 2007-08-02

Abstract

【課題】電機子からリニアエンコーダへの熱伝導を遮断し、耐ノイズ性を維持することができ、リニアエンコーダの耐熱に左右されずにモータ性能を最大限に引き出すことが可能で、しかも装置が簡単なムービングマグネット形リニアスライダを提供する。
【解決手段】固定ベース１１に取付けた電機子１２と該電機子１２と磁気的空隙を介して対向する可動テーブル１４に取付けた界磁マグネット１３とよりなるリニアモータと、可動テーブル１４と固定ベース１１の各々に固定したリニアエンコーダ用スケール１７とリニアエンコーダ用センサヘッド１６とよりなる位置検出手段と、を備えたム−ビングマグネット形リニアスライダにおいて、リニアエンコーダ用センサヘッド１６を固定ベース１１に取付けるセンサホルダ１５に固定ベース１１の長手方向に沿って装着したヒートパイプ２３と、該ヒートパイプ２３に接続された放熱プレート２４を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、電気部品実装装置、半導体関連装置あるいは工作機械などの各種産業機械に使用されると共に、その直動機構の駆動用に好適なリニアモータに関し、特に永久磁石よりなる界磁を可動子とし、電機子巻線を有した電機子を固定子として構成するム−ビングマグネット形（ＭｏｖｉｎｇＭａｇｎｅｔ）形リニアスライダに関する。

従来、電気部品実装装置、半導体関連装置あるいは工作機械などの各種産業機械に使用されると共に、その直動機構の駆動用に好適なム−ビングマグネット形リニアスライダは、図４に示すようになっている。なお、図４は従来技術を示すム−ビングマグネット形リニアスライダの平面図である。
図において、１１は固定ベース、１２は電機子、１３は界磁マグネット、１４は可動テーブル、１５はセンサホルダ、１６はリニアエンコーダ用センサヘッド、１７はリニアエンコーダ用スケール、１８はモータケーブル、１９はリニアガイド、１９ａはガイドレール、１９ｂはガイドブロック、２０はストッパ、２１はセンサーケーブル、２２は基台である。
固定ベース１１にはこれと平行に可動テーブル１４が対向配置されている。固定ベースは可動テーブル１４の左右を移動自在に案内支持するためのガイドレール１９ａが設けられと共に、可動テーブル１４はガイドレール１９ａと対をなすガイドブロック１９ｂが設けられて、ガイドレール１９ａとガイドブロック１９ｂとでリニアガイド１９を構成している。
また、固定ベース１１には、リニアガイド１９の長手方向に沿って複数個のコイルを備えてなる電機子１２が設けられ、電機子１２と磁気的空隙を介して可動テーブル１４と対向する位置には界磁マグネット１３が設けられて、電機子１２と界磁マグネット１３とでリニアモータを構成している。
また、このリニアモータの位置検出手段にはリニアエンコーダが採用されている。可動テーブル１４には、リニアエンコーダ用スケール１７が固定されており、該リニアエンコーダ用スケール１７と対向する固定ベース１１の上面には、該スケール１７を検出するためのリニアエンコーダ用センサヘッド１６がセンサホルダ１５を介して固定されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００５−３４１６３２号公報

従来のムービングマグネット形リニアスライダは、図示しない電源から駆動電流を電機子のコイルに供給すると、可動子が一定推力を発生すると共に、電機子は内部抵抗により発熱を起こし、電機子のコイルで発生した熱は固定ベース、センサホルダを介してリニアエンコーダ用センサヘッドに熱伝導する構造であった。そのため、エンコーダの耐熱温度以下でリニアモータを駆動させるようになり、最大限にリニアモータの性能を発揮することが出来ないという制約があった。そこで、センサホルダを断熱材として使用した場合はモータから発生する熱の影響を受け難いという利点はあるものの、リニアエンコーダのアースを固定ベースおよび基台側に落とすことができず、耐ノイズ性が損なわれるという欠点があった。また、リニアエンコーダの冷却構造として強制冷却や液冷構造が考えられるが、それにはエアコンプレッサー、ポンプ等の動力源が必要で。装置が複雑化する欠点があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、センサホルダに断熱材を使用することなく、電機子からリニアエンコーダへの熱伝導を遮断し、かつ、耐ノイズ性を維持することができると共に、リニアエンコーダの耐熱に左右されずにリニアモータの性能を最大限に引き出すことが可能で、しかも装置が簡単なムービングマグネット形リニアスライダを提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、請求項１記載の発明は、固定ベースと平行に対向配置された可動テーブルと、前記可動テーブルの左右を移動自在に案内支持するリニアガイドと、前記リニアガイドの長手方向に沿って前記固定ベースに取付けた複数個のコイルを備えてなる電機子と該電機子と磁気的空隙を介して対向する前記可動テーブルに取付けた界磁マグネットとより構成されたリニアモータと、前記可動テーブルに固定されたリニアエンコーダ用スケールと該スケールと対向する前記固定ベースの上面に取付けた該スケールを検出するためのリニアエンコーダ用センサヘッドとより構成された位置検出手段と、を備えたム−ビングマグネット形リニアスライダにおいて、前記リニアエンコーダ用センサヘッドを前記固定ベースに取付けるためのセンサホルダに前記固定ベースの長手方向に沿って装着したヒートパイプと、前記ヒートパイプに挿抜自在に接続された放熱プレートと、を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によると、リニアエンコ−ダの冷却により、リニアエンコ−ダ自体の耐熱温度へ達するリニアモ−タ駆動条件をより向上させることが可能となる。
また、ヒ−トパイプ使用により、冷却のために新たに動力源を準備する必要が無く、簡単な装置構成となり、省力化が可能となる。
また、センサホルダに断熱樹脂を使用する必要がない為、リニアエンコ−ダ用センサヘッドのア−スを固定ベース、基台側に落とすことができ、その結果、フレ−ムグランド（ＦＧ）の強化となり、耐ノイズ性を維持することができる。

以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の実施例を示すムービングマグネット形リニアスライダの平面図、図２は図１のリニアスライダを矢視Ａ方向から見た側面図、図３は図２のリニアエンコーダ取付け部を拡大した側面図である。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その説明を省略し、異なる点について説明する。
図１〜図３において、２３はヒートパイプ、２４は放熱プレートである。
本発明が従来技術と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、リニアエンコーダ用センサヘッド１６を固定ベース１１に取付けるためのアルミ合金製のセンサホルダ１５に固定ベース１１の長手方向に沿って装着したヒートパイプ２３と、ヒートパイプ２３に接続された熱伝導性の高い放熱プレート２４とを備えた点である。
ここで、放熱プレート２４は表面にフィンなどの凹凸をつけて表面積を大きくし、放熱性を向上させたものとなっており、ヒートパイプ２３の長さ、取付け位置、取付け方向に応じてフレキシブルにヒートパイプ２３に取付けできるように挿抜自在に接続する構成になっている。それから、センサヘッド１６とセンサホルダ１５はボルトにより締結され、センサホルダ１５はアルミ合金製の固定ベース１１とボルトにより締結されている。

次に、リニアモータの動作を図１と図３を用いて説明する。
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１２のコイルに供給すると、可動子を構成する界磁マグネット１３が一定推力を発生すると共に、電機子１２のコイルは内部抵抗により発熱を起こす。電機子１２のコイルで発生した熱は固定ベース１１、センサホルダ１５に熱伝導する。この際、センサホルダ１５に熱伝導した熱はセンサホルダ１５の両端の長手方向に向かって取付けられたヒートパイプ２３の受熱部に伝わり、この受熱部で熱を吸収すると激しい核沸騰を発生する。核沸騰の断続による圧力波が振動波となってヒートパイプ２３に封入された作動液に振動を引き起こし、作動液の振動により放熱部に大量の熱が伝わる。そして、ヒートパイプ２３の放熱部に伝熱した熱は放熱プレート２４に伝わり、放熱プレート２４に伝熱した熱は外気との間で自然対流によって取り去られ、熱交換される。
本発明は上記構成にしたので、結果として、電機子１２のコイルで発生した熱が効率よくヒートパイプユニットで放熱され、センサホルダ１５からリニアエンコーダ用センサヘッド１６側への伝熱が抑制されることで、エンコーダヘッド１６の耐熱に左右されることなく、リニアモータの性能を最大限に引き出すことが可能となる。
また、リニアエンコーダ用センサヘッド１６側への伝熱が抑制されることによって、センサホルダ１５自体の熱変形がほとんどないため、リニアエンコーダ用センサヘッド１６とリニアエンコーダ用スケール１７間のギャップの変動を生じることなく、リニアモータの位置検出を正確に行うことができ、高精度ない位置決めが可能となる。

このようにリニアエンコーダのセンサホルダにヒートパイプを埋め込んで装着する方式で冷却を図ることにより、リニアモータ性能をより引き出す事が可能となり装置の小型化に貢献でき、また冷却動力源不要により、省力化への貢献も可能となるリニアモータを提供できるため、高精度加工ができる工作機械、高速での微小位置決めや一定送り速度を要する電気部品実装装置、半導体製造装置、液晶検査装置等に適用可能である。

本発明の第１実施例を示すムービングマグネット形リニアスライダの平面図図１のリニアスライダを矢視Ａ方向から見た側面図図２のリニアエンコーダ取付け部を拡大した側面図従来技術を示すム−ビングマグネット形リニアスライダの平面図

符号の説明

１１固定ベース、
１２電機子、
１３界磁マグネット、
１４可動テーブル、
１５センサホルダ、
１６リニアエンコーダ用センサヘッド、
１７リニアエンコーダ用スケール、
１８モータケーブル、
１９ａガイドブロック（リニアガイド）、
１９b ガイドレール（リニアガイド）、
２０ストッパ、
２１センサーケーブル、
２２基台、
２３ヒートパイプ、
２４放熱プレート

Claims

固定ベースと平行に対向配置された可動テーブルと、
前記可動テーブルの左右を移動自在に案内支持するリニアガイドと、
前記リニアガイドの長手方向に沿って前記固定ベースに取付けた複数個のコイルを備えてなる電機子と該電機子と磁気的空隙を介して対向する前記可動テーブルに取付けた界磁マグネットとより構成されたリニアモータと、
前記可動テーブルに固定されたリニアエンコーダ用スケールと該スケールと対向する前記固定ベースの上面に取付けた該スケールを検出するためのリニアエンコーダ用センサヘッドとより構成された位置検出手段と、
を備えたム−ビングマグネット形リニアスライダにおいて、
前記リニアエンコーダ用センサヘッドを前記固定ベースに取付けるためのセンサホルダに前記固定ベースの長手方向に沿って装着したヒートパイプと、
前記ヒートパイプに挿抜自在に接続された放熱プレートと、
を備えたことを特徴とするム−ビングマグネット形リニアスライダ。