JP7356624B1 - リニアモータおよび工作機械 - Google Patents

Abstract

リニアモータ（１００）は、複数の磁石（１２）が第１方向に並べて設けられている磁石板（１０）と、磁石板（１０）に対して第１方向にスライド可能に構成されたスライダ（５０）と、磁石板（１０）との対向側とは反対側におけるスライダ（５０）の面部に設けられている冷却配管（５６）とを備える。当該面部には、溝（Ｇ）と突条（Ｒ）とが第１方向において交互に形成されている。各溝（Ｇ）は、磁石板（１０）の表面と平行でかつ第１方向と直交する第２方向に延在している。各突条（Ｒ）は、第２方向に延在している。冷却配管（５６）は、各溝（Ｇ）を蛇行するようにスライダ（５０）に配管されている。第２方向の少なくとも一方側において、各突条（Ｒ）の第１端部（Ｅ１）の全部、または、第１方向における第１端部（Ｅ１）の中心部を除く第１端部（Ｅ１）の一部は、第２方向におけるスライダ（５０）の両端面よりも内側に位置している。

Description

本開示は、リニアモータおよび工作機械に関する。

特開２０１４－０４２４２３号公報（特許文献１）は、リニアモータに関する発明を開示している。当該リニアモータは、固定子として機能する界磁部と、可動子として機能する電機子とを備える。電機子は、コアと、コイルと、冷却パイプとを有する。電機子は、コイルに電流を流すことで電磁誘導作用に伴う駆動力を発生させ、界磁部上を移動する。

コアは、電機子の本体を成す部材である。コアの内部には、短手方向に貫通している収容穴が複数形成されている。冷却パイプは、各収容穴を蛇行するように配管されている。その結果、冷却パイプは、短手方向においてコアからはみ出している。

特開２０１４－０４２４２３号公報

冷却パイプが短手方向においてコアから大きくはみ出すと、短手方向におけるリニアモータのサイズが大きくなる。したがって、短手方向におけるリニアモータのサイズをより小さくするための技術が望まれている。

本開示の一例では、工作機械に用いられるリニアモータが提供される。上記リニアモータは、複数の磁石が第１方向に並べて設けられている磁石板と、複数のコイルが上記第１方向に並べて設けられており、上記磁石板に対して上記第１方向にスライド可能に構成されたスライダと、上記磁石板との対向側とは反対側における上記スライダの面部に設けられている冷却配管とを備える。上記面部には、溝と突条とが上記第１方向において交互に形成されている。複数の上記溝の各々は、上記磁石板の表面と平行でかつ上記第１方向と直交する第２方向に延在している。複数の上記突条の各々は、上記第２方向に延在している。上記冷却配管は、複数の上記溝を蛇行するように上記スライダに配管されている。上記第２方向における複数の上記突条の各々の両端部の内の、上記冷却配管の曲げ部が沿っている側の端部を第１端部とした場合、上記第２方向の少なくとも一方側において、上記第１端部の全部、または、上記第１方向における上記第１端部の中心部を除く上記第１端部の一部は、上記第２方向における上記スライダの両端面よりも内側に位置している。

本開示の一例では、上記第２方向の両側において、上記第１端部の全部、または、上記第１方向における上記第１端部の中心部を除く上記第１端部の一部は、上記両端面よりも内側に位置している。

本開示の一例では、上記両端部の内の、上記冷却配管の曲げ部が沿っていない側の端部を第２端部とした場合、上記第２端部は、上記第１方向および上記第２方向の両方に直交する第３方向から見て、上記両端面のいずれか一方と同じ位置にある。

本開示の一例では、上記冷却配管の各曲げ部は、上記第１方向および上記第２方向の両方に直交する第３方向から見て、上記両端面よりも外側に位置している。

本開示の一例では、上記第１方向および上記第２方向の両方に直交する第３方向から見て、上記第２方向における上記冷却配管の端部は、上記第２方向における上記複数のコイルの端部と重なっている。

本開示の一例では、上記第２方向における上記冷却配管の幅は、上記第２方向における上記複数のコイルの各幅よりも長い。

本開示の他の例では、工作機械が提供される。上記工作機械は、上記リニアモータと、ワークまたは工具を回転可能に保持するための主軸とを備える。上記リニアモータは、上記主軸の位置を移動するために用いられている。

本開示の他の例では、工作機械が提供される。上記工作機械は、上記リニアモータと、ワークを載置するためのテーブルとを備える。上記リニアモータは、上記テーブルを駆動するために用いられている。

本開示の他の例では、工作機械が提供される。上記工作機械は、上記リニアモータと、部材を搬送するためのローダとを備える。上記リニアモータは、上記ローダを駆動するために用いられている。

本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

実施の形態に従うリニアモータを斜め方向から表わす斜視図である。 スライダをＺ軸方向から表わした図である。 図２に示されるＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿ったスライダの断面図である。 図２に示されるＩＶ－ＩＶ線に沿ったスライダの断面図である。 スライダコアをＺ軸方向から表わした図である。 図５に示されるＶＩ－ＶＩ線に沿ったスライダコアの断面図である。 図５に示されるＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿ったスライダコアの断面図である。 図５～図７に示されるスライダコアに対して冷却配管を設けた図である。 比較例に従うスライダコアに対して冷却配管を設けた図である。 変形例１に従うスライダコアをＺ軸方向から表わした図である。 変形例２に従うスライダコアをＺ軸方向から表わした図である。 変形例３に従うスライダコアをＺ軸方向から表わした図である。 冷却配管をＺ軸方向から表わした図である。 ティースに巻かれている１つのコイルをＺ軸方向から表わした図である。 工作機械の装置構成の一例を示す図である。 工作機械の装置構成の他の例を示す図である。 工作機械の装置構成の他の例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

＜Ａ．リニアモータ１００＞
まず、図１を参照して、リニアモータ１００の概要について説明する。図１は、実施の形態に従うリニアモータ１００を斜め方向から表わす斜視図である。

図１に示されるように、リニアモータ１００は、磁石板１０と、スライダ５０とを含む。

磁石板１０は、固定子として機能する。磁石板１０には、複数の磁石１２が並べられている。説明の便宜のために、以下では、磁石１２が並べられている方向をＸ軸方向（第１方向）とも称する。磁石板１０の表面と平行でかつＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向（第２方向）とも称する。Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方に直交する方向をＺ軸方向（第３方向）とも称する。

複数の磁石１２の各々は、Ｘ軸方向において所定の間隔を空けて磁石板１０上に配置されている。磁石１２の各々は、永久磁石である。磁石１２の各々は、隣接する磁石１２と極性が反対になるように磁石板１０上に設けられている。一例として、一の磁石１２の表面がＮ極で、当該一の磁石１２の裏面がＳ極であったとする。この場合、当該一の磁石１２の隣に配置されている磁石１２については、表面がＳ極で、裏面がＮ極となる。

スライダ５０は、可動子として機能する。スライダ５０は、複数のコイル５２を有する。複数のコイル５２は、Ｘ軸方向に並べてスライダ５０に設けられている。コイル５２の各々は、スライダ５０に形成されている後述のティース５３（図３参照）に長円状に巻かれている。

複数のコイル５２は、複数の磁石１２と対向するようにスライダ５０に設けられている。異なる言い方をすれば、複数のコイル５２は、Ｚ軸方向から見て複数の磁石１２と重なるようにスライダ５０に設けられている。

スライダ５０は、複数のコイル５２に交流電流を印加することにより発生する磁場を複数の磁石１２に作用させることで推力を受け、磁石板１０上をＸ軸方向にスライドする。交流電流は、たとえば、コイル５２に電気的に接続される電源（図示しない）から供給される。

＜Ｂ．スライダ５０＞
次に、図２～図４を参照して、上述のスライダ５０についてさらに詳細に説明する。図２は、スライダ５０をＺ軸方向から表わした図である。図３は、図２に示されるＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿ったスライダ５０の断面図である。図４は、図２に示されるＩＶ－ＩＶ線に沿ったスライダ５０の断面図である。

スライダ５０は、その外観を成す筐体６０を有する。筐体６０は、たとえば、樹脂製である。筐体６０の内部には、スライダコア５１と、複数のコイル５２と、冷却配管５６と、固定用部材５８とが収容されている。

スライダコア５１は、たとえば、電磁鋼板で構成されている。また、スライダコア５１には、複数のティース５３が形成されている。

ティース５３の各々は、スライダコア５１の下面（すなわち、磁石板１０と対向側の面部）から磁石板１０に向けて突き出ている。異なる言い方をすれば、複数のティース５３は、上述の磁石板１０と対向しており、Ｚ軸方向から見て磁石板１０と重なるようにスライダコア５１に形成されている。また、ティース５３の各々は、Ｙ軸方向に延在している。

ティース５３は、Ｘ軸方向の最も外側に位置するティースであって、コイル５２が巻かれていない補助ティース５３Ａと、補助ティース５３Ａの内側に位置するティースであって、コイル５２が巻かれているコイル用ティース５３Ｂとを含む。コイル用ティース５３Ｂには、コイル５２が長円状に巻かれている。

コイル用ティース５３Ｂには、Ｙ軸方向に延在している貫通孔Ｈが形成されている。貫通孔Ｈには、固定用部材５８が挿入される。固定用部材５８には、Ｚ軸方向においてねじ穴が形成されているとともに、スライダコア５１にはＺ軸方向に対して固定用部材５８のねじ穴と連通する貫通孔Ｈが形成されている。

固定用部材５８の形状は、任意である。一例として、固定用部材５８の形状は、直方体形状の角材であってもよいし、円柱形状であってもよいし、その他の形状であってもよい。

固定用部材５８は、スライダコア５１とは異なる種類の部材で構成される。一例として、スライダコア５１が積層鋼鈑で構成されているのに対して、固定用部材５８は、積層鋼鈑以外の金属で構成される。一例として、固定用部材５８は、鉄で構成されてもよいし、その他の種類の金属で構成されてもよい。

冷却配管５６は、磁石板１０との対向側とは反対側の面部に設けられる。冷却配管５６は、冷媒の流入口と、冷媒の流出口とを有する。当該流入口と当該流出口とは、冷却器（図示しない）に繋げられている。冷媒は、冷却配管５６の流入口から冷却配管５６の流出口まで流れ、スライダ５０を冷却する。流出口に到達した冷媒は、冷却器に送られ、冷やされる。その後、冷やされた冷媒は、冷却配管５６の流入口に再び送られる。このように、冷媒は、スライダコア５１の上面を循環することでスライダ５０から排熱する。冷媒は、たとえば、水などを含む液体である。

冷却配管５６は、たとえば、熱伝導性の良い金属管で構成される。一例として、冷却配管５６は、銅管で構成されてもよいし、アルミニウム管で構成されてもよいし、ステンレス鋼管で構成されてもよい。

なお、図３には、冷却配管５６の断面形状が円形である例が示されているが、冷却配管５６の断面形状は、任意である。冷却配管５６の断面形状は、たとえば、多角形であってもよいし、その他の形状であってもよい。

＜Ｃ．スライダコア５１＞
次に、図５～図９を参照して、上述のスライダコア５１についてさらに詳細に説明する。図５は、スライダコア５１をＺ軸方向から表わした図である。図６は、図５に示されるＶＩ－ＶＩ線に沿ったスライダコア５１の断面図である。図７は、図５に示されるＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿ったスライダコア５１の断面図である。

磁石板１０との対向側とは反対側におけるスライダコア５１の面部には、溝Ｇと突条ＲとがＸ軸方向において交互に形成されている。

各溝Ｇは、Ｘ軸方向において等間隔に形成されている。また、各溝Ｇは、Ｙ軸方向に延在している。上述の冷却配管５６は、各溝Ｇを蛇行するように配管される。Ｙ軸方向における各溝Ｇの長さは、Ｙ軸方向におけるスライダコア５１の長さと同じである。異なる言い方をすれば、Ｙ軸方向における溝Ｇの両端部は、Ｚ軸方向から見て、Ｙ軸方向におけるスライダコア５１の両端面と同じ位置にある。

なお、図７には、溝Ｇの断面形状が半円である例が示されているが、溝Ｇの断面形状は、任意である。一例として、当該断面形状は、多角形であってもよいし、その他の形状であってもよい。

各突条Ｒは、Ｘ軸方向において等間隔に形成されている。また、各突条Ｒは、Ｙ軸方向に延在している。さらに、各突条Ｒは、磁石板１０との対向側とは反対側にスライダコア５１から突き出ている。隣合う２つの突条Ｒにより、１つの溝Ｇが構成される。

以下では、各突条ＲのＹ軸方向における両端部の内の、上述の冷却配管５６の曲げ部が沿っている側の端部を「端部Ｅ１」とも称する。冷却配管５６の曲げ部は、Ｙ軸方向の一方側から他方側に曲げられているＵ字部分の配管を表わす。また、各突条ＲのＹ軸方向における両端部の内の、冷却配管５６の曲げ部が沿っていない側の端部を「端部Ｅ２」と称する。冷却配管５６は溝Ｇに沿って蛇行するように配置されているため、端部Ｅ１，Ｅ２のそれぞれはＸ軸方向において交互に現れる。

本実施の形態においては、各突条Ｒの端部Ｅ１は、Ｙ軸方向におけるスライダ５０の両端面よりも内側に位置している。図５の例では、各端部Ｅ１は、スライダ５０の端面から距離「ΔＤ」だけ離れた所に位置している。これにより、冷却配管５６の曲げ部は、スライダコア５１のより内側に配管され得る。その結果、Ｙ軸方向における冷却配管５６の幅が小さくなり、Ｙ軸方向におけるリニアモータ１００のサイズが小さくなる。

図８は、図５～図７に示されるスライダコア５１に対して冷却配管５６を設けた図である。図９は、比較例に従うスライダコア５１Ｘに対して冷却配管５６を設けた図である。

図８を参照して、突条Ｒの端が削られたスライダコア５１に対して冷却配管５６が配管される場合、冷却配管５６の曲げ部は、スライダコア５１のより内側に配管され得る。その結果、Ｙ軸方向におけるリニアモータ１００の幅は、「ΔＹ１」となる。

図９を参照して、突条Ｒの端が削られていないスライダコア５１Ｘに対して冷却配管５６が配管される場合、冷却配管５６の曲げ部は、Ｙ軸方向におけるスライダコア５１Ｘの両端面から大きくはみ出してしまう。その結果、Ｙ軸方向におけるリニアモータ１００のサイズは、「ΔＹ０」となる。図９に示される幅「ΔＹ０」は、図８に示される幅「ΔＹ１」よりも大きい。

このように、冷却配管５６の曲げ部が沿っている側の端部Ｅ１がスライダコア５１の内側に形成されることで、Ｙ軸方向における冷却配管５６の幅が小さくなる。結果として、Ｙ軸方向におけるリニアモータ１００のサイズが小さくなる。

一方で、冷却配管５６の曲げ部が沿っていない側の突条Ｒの端部Ｅ２は、削られていてもよいし、削られていなくてもよい。図５～図８の例では、端部Ｅ２は、削られていない。この場合、突条Ｒの端部Ｅ２は、Ｘ軸方向から見て、Ｙ軸方向におけるスライダコア５１の両端面のいずれか一方と同じ位置にある。異なる言い方をすれば、端部Ｅ２は、Ｙ軸方向におけるスライダコア５１の端面と同一平面を構成する。突条Ｒの一端のみを削る構成が採用されることで、切削箇所が減る。

好ましくは、冷却配管５６は、コイル５２の冷却効果を維持可能な範囲でＹ軸方向において小型化される。一例として、冷却配管５６は、その曲げ部がＹ軸方向におけるスライダコア５１の両端面よりも外側に位置するように配管される。異なる言い方をすれば、冷却配管５６の各曲げ部は、Ｙ軸方向においてスライダコア５１からはみ出すように配管される。この場合、冷却配管５６は、その曲げ部の外周面が当該両端面の外側に位置し、その曲げ部の内周面が当該両端面の内側に位置するように配管される。

また、コイル５２は、その端部がＹ軸方向におけるスライダコア５１の両端面よりも外側に位置するように設けられる。異なる言い方をすれば、コイル５２は、Ｙ軸方向においてスライダコア５１からはみ出すようにスライダコア５１に設けられている。Ｙ軸方向における冷却配管５６の端部（すなわち、曲げ部）は、Ｚ軸方向から見て、Ｙ軸方向におけるコイル５２の端部と重なっている。これにより、冷却配管５６は、コイル５２の端部を含めて冷却することができる。結果として、発生した熱に伴うリニアモータ１００の性能の低下が抑制される。

＜Ｄ．変形例１＞
次に、図１０を参照して、上述のスライダコア５１の変形例について説明する。図１０は、変形例１に従うスライダコア５１ＡをＺ軸方向から表わした図である。

上述の図５に示される突条Ｒにおいては、端部Ｅ１は、Ｙ軸方向の両側において、スライダコア５１Ａの両端面の内側に位置していた。これに対して、本変形例に従うスライダコア５１Ａにおいては、端部Ｅ１は、Ｙ軸方向の片側においてのみスライダコア５１Ａの両端面の内側に位置している。

このような場合でも、冷却配管５６の片側の曲げ部をスライダコア５１のより内側に配管することができ、Ｙ軸方向におけるリニアモータ１００のサイズが小さくなる。

＜Ｅ．変形例２＞
次に、図１１を参照して、上述のスライダコア５１のさらなる変形例について説明する。図１１は、変形例２に従うスライダコア５１ＢをＺ軸方向から表わした図である。

上述の図５に示される突条Ｒにおいては、冷却配管５６の曲げ部が沿っていない側の端部Ｅ２が削られていなかった。これに対して、本変形例に従うスライダコア５１Ｂにおいては、突条Ｒの端部Ｅ２が削られている。

より具体的には、各突条Ｒの端部Ｅ２は、Ｙ軸方向におけるスライダ５０の両端面よりも内側に位置している。好ましくは、スライダコア５１Ｂの端面から端部Ｅ２までの距離「ΔＤ」は、スライダコア５１Ｂの端面から端部Ｅ１までの距離「ΔＤ」と等しい。これにより、スライダコア５１Ｂの形状がＸ軸を基準に略対称となる。その結果、リニアモータ１００の動作が安定する。

＜Ｆ．変形例３＞
次に、図１２を参照して、上述のスライダコア５１のさらなる変形例について説明する。図１２は、変形例３に従うスライダコア５１ＣをＺ軸方向から表わした図である。

上述の図５に示される突条Ｒにおいては、端部Ｅ１の全部がＹ軸方向におけるスライダコア５１の両端面よりも内側に位置していた。これに対して、本変形例に従うスライダコア５１Ｃにおいては、Ｘ軸方向における端部Ｅ１の一部のみが当該両端面よりも内側に位置している。

より具体的には、Ｘ軸方向における端部Ｅ１の中心部は、Ｚ軸方向から見て、Ｙ軸方向におけるスライダコア５１の端面と同じ位置にある。すなわち、当該中心部は、Ｙ軸方向におけるスライダコア５１の端面と同一平面を構成する。一方で、当該中心部を除く端部Ｅ１の残り部分は、Ｙ軸方向におけるスライダコア５１の両端面の内側に位置している。

このように、端部Ｅ１の中心部以外が削られるような場合であっても、冷却配管５６の曲げ部をスライダコア５１のより内側にすることができる。その結果、Ｙ軸方向におけるリニアモータ１００のサイズが小さくなる。

一例として、端部Ｅ１は、面取りされている。好ましくは、端部Ｅ１は、その外周面が冷却配管５６の曲げ部の内周面に沿うようにＲ面取りされる。

なお、端部Ｅ１の面取り方法は、Ｒ面取りに限定されず、他の面取り方法が採用されてもよい。一例として、端部Ｅ１は、Ｃ面取りされてもよい。

また、図１２では、端部Ｅ１の中心部がスライダコア５１の端面と同一平面を構成する例について説明を行なったが、面取りされた端部Ｅ１の全部がＹ軸方向におけるスライダコア５１の両端面の内側に位置していてもよい。

＜Ｇ．好適な削り量＞
上述のように、各突条Ｒの端部Ｅ１は、Ｙ軸方向におけるスライダ５０の両端面よりも内側に位置するように当該端面から距離「ΔＤ」（図５参照）だけ削られている。以下では、図１３および図１４を参照して、当該距離「ΔＤ」の好適な値について説明する。

図１３は、上述の冷却配管５６をＺ軸方向から表わした図である。図１４は、ティース５３に巻かれている１つのコイル５２をＺ軸方向から表わした図である。

図１３に示されるように、Ｙ軸方向における冷却配管５６の直線部分の長さを「Ｓ」とする。また、当該直線部分以外における冷却配管５６の長さを「Ｘ」とする。この場合、Ｙ軸方向における冷却配管５６の全長は、「Ｓ＋Ｘ」となる。

図１４に示されるように、Ｙ軸方向におけるスライダコア５１の長さを「Ｌ」とする。「Ｌ」は、スライダコア５１の積厚に相当する。また、Ｙ軸方向におけるティース５３とコイル５２と離間距離を「Ｅ」とする。さらに、Ｙ軸方向におけるスライダコア５１の長さを「Ｌ」とする。さらに、Ｙ軸方向におけるコイル５２の端部の幅を「Ａ」とする。

冷却配管５６がコイル５２を十分に冷却するために、Ｙ軸方向における冷却配管５６の幅は、Ｙ軸方向におけるコイル５２の幅よりも長いことが好ましい。そのため、Ｙ軸方向における冷却配管５６の全長「Ｓ＋Ｘ」は、以下の式（１）を満たすことが好ましい。

Ｓ＋Ｘ≧Ｌ＋２（Ａ＋Ｅ）・・・（１）
また、突条Ｒの削り量に相当する上述の距離「ΔＤ」は、以下の式（２）で表される。

ΔＤ＝（Ｌ－Ｓ）／２・・・（２）
上記式（１），（２）より、距離「ΔＤ」は、以下の式（３）を満たすことが好ましい。

ΔＤ＝（Ｌ－Ｓ）／２≦Ｘ／２－Ａ－Ｅ・・・（３）
これにより、Ｙ軸方向における冷却配管５６の幅は、Ｙ軸方向におけるコイル５２の各幅よりも長くなる。また、冷却配管５６は、Ｙ軸方向において距離「ΔＤ」の分短くなる。結果として、冷却配管５６によるコイル５２の冷却効果が維持されつつ、Ｙ軸方向におけるリニアモータ１００のサイズが小さくなる。

＜Ｈ．リニアモータ１００の応用例＞
次に、図１５～図１７を参照して、上述のリニアモータ１００の応用例について説明する。リニアモータ１００は、たとえば、工作機械内の様々な部品を駆動するために用いられ得る。

ここでいう「工作機械」とは、ワークを加工する機能を備えた種々の装置を包含する概念である。工作機械２００は、横形のマシニングセンタであってもよいし、立形のマシニングセンタであってもよい。あるいは、工作機械２００は、旋盤であってもよいし、付加加工機であってもよいし、その他の切削機械や研削機械であってもよい。

リニアモータ１００が工作機械内で使用される場合には、固定子として機能する磁石板１０が工作機械内の不動部品に取り付けられる。一方で、可動子として機能するスライダ５０は、工作機械内における駆動対象の部品に取り付けられる。この場合、ボルトが駆動対象の部品を通されるとともに、当該ボルトは、スライダ５０内に形成されている上述の固定用部材５８に形成されているねじ穴に嵌められる。これにより、駆動対象の部品がスライダ５０に固定される。

（Ｈ１．主軸）
まず、図１５を参照して、リニアモータ１００を主軸の駆動に応用する例について説明する。図１５は、工作機械２００の装置構成の一例を示す図である。

リニアモータ１００は、たとえば、ワークまたは工具を回転可能に保持するための主軸２５０の位置を移動するために用いられる。主軸２５０は、ワークを回転するためのワーク主軸であってもよいし、工具を回転するための工具主軸であってもよい。

説明の便宜のために、以下では、主軸２５０を基準とする座標系をＸ'軸，Ｙ'軸およびＺ'軸で表わす。Ｘ'軸、Ｙ'軸およびＺ'軸は、互いに直交している。

図１５に示されるように、工作機械２００は、制御部２００Ａと、駆動部２４０Ａと、主軸２５０とを含む。

制御部２００Ａは、たとえば、ＣＮＣ（Computer Numerical Control）装置である。ＣＮＣ装置は、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ（Central Processing Unit）、少なくとも１つのＭＰＵ（Micro Processing Unit）、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはそれらの組み合わせなどによって構成される。制御部２００Ａは、加工プログラムなど各種プログラムを実行することで駆動部２４０Ａの動作を制御する。

駆動部２４０Ａは、主軸２５０を駆動するための機構である。駆動部２４０Ａの装置構成は、任意である。駆動部２４０Ａは、単体の駆動ユニットで構成されてもよし、複数の駆動ユニットで構成されてもよい。図１５の例では、駆動部２４０Ａは、モータドライバ２４１Ａ～２４１Ｃと、リニアモータ２４２Ａ～２４２Ｃと、エンコーダ２４３Ａ～２４３Ｃとで構成されている。リニアモータ２４２Ａ～２４２Ｃの各々は、上述のリニアモータ１００に対応する。

モータドライバ２４１Ａは、主軸２５０のＸ'軸方向における駆動を制御する。モータドライバ２４１Ａは、制御部２００Ａから制御信号の入力を受け、当該制御信号に応じた電流をリニアモータ２４２Ａに出力する。

より具体的には、制御部２００Ａは、目標位置を含む制御信号をモータドライバ２４１Ａに逐次的に出力する。モータドライバ２４１Ａは、エンコーダ２４３Ａのフィードバック信号から主軸２５０の実位置を算出し、当該実位置と当該目標位置との差分が小さくなるようにリニアモータ２４２Ａに電流を出力する。これにより、モータドライバ２４１Ａは、Ｘ'軸方向の任意の位置に主軸２５０を移動する。

モータドライバ２４１Ｂは、主軸２５０のＹ'軸方向における駆動を制御する。モータドライバ２４１Ｂは、制御部２００Ａから制御信号の入力を受け、当該制御信号に応じた電流をリニアモータ２４２Ｂに出力する。

より具体的には、制御部２００Ａは、目標位置を含む制御信号をモータドライバ２４１Ｂに逐次的に出力する。モータドライバ２４１Ｂは、エンコーダ２４３Ｂのフィードバック信号から主軸２５０の実位置を算出し、当該実位置と当該目標位置との差分が小さくなるようにリニアモータ２４２Ｂに電流を出力する。これにより、モータドライバ２４１Ｂは、Ｙ'軸方向の任意の位置に主軸２５０を移動する。

モータドライバ２４１Ｃは、主軸２５０のＺ'軸方向における駆動を制御する。モータドライバ２４１Ｃは、制御部２００Ａから制御信号の入力を受け、当該制御信号に応じた電流をリニアモータ２４２Ｃに出力する。

より具体的には、制御部２００Ａは、目標位置を含む制御信号をモータドライバ２４１Ｃに逐次的に出力する。モータドライバ２４１Ｃは、エンコーダ２４３Ｃのフィードバック信号から主軸２５０の実位置を算出し、当該実位置と当該目標位置との差分が小さくなるようにリニアモータ２４２Ｃに電流を出力する。これにより、モータドライバ２４１Ｃは、Ｚ'軸方向の任意の位置に主軸２５０を移動する。

（Ｈ２．テーブル）
次に、図１６を参照して、リニアモータ１００をテーブルの駆動に応用する例について説明する。図１６は、工作機械２００の装置構成の他の例を示す図である。

リニアモータ１００は、たとえば、工作機械内に設けられているテーブル２６０を駆動するために用いられる。テーブル２６０は、加工対象のワークを載置するための台である。

図１６に示されるように、工作機械２００は、制御部２００Ａと、駆動部２４０Ｂと、テーブル２６０とを含む。

駆動部２４０Ｂは、テーブル２６０を駆動するための機構である。駆動部２４０Ｂの装置構成は、任意である。駆動部２４０Ｂは、単体の駆動ユニットで構成されてもよし、複数の駆動ユニットで構成されてもよい。図１６の例では、駆動部２４０Ｂは、モータドライバ２４１Ｄ，２４１Ｅと、リニアモータ２４２Ｄ，２４２Ｅと、エンコーダ２４３Ｄ，２４３Ｅとで構成されている。リニアモータ２４２Ｄ，２４２Ｅの各々は、上述のリニアモータ１００に対応する。

モータドライバ２４１Ｄは、テーブル２６０のＸ'軸方向における駆動を制御する。モータドライバ２４１Ｄは、制御部２００Ａから制御信号の入力を受け、当該制御信号に応じた電流をリニアモータ２４２Ｄに出力する。

より具体的には、制御部２００Ａは、目標位置を含む制御信号をモータドライバ２４１Ｄに逐次的に出力する。モータドライバ２４１Ｄは、エンコーダ２４３Ｄのフィードバック信号からテーブル２６０の実位置を算出し、当該実位置と当該目標位置との差分が小さくなるようにリニアモータ２４２Ｄに電流を出力する。これにより、モータドライバ２４１Ｄは、Ｘ'軸方向の任意の位置にテーブル２６０を移動する。

モータドライバ２４１Ｅは、テーブル２６０のＹ'軸方向における駆動を制御する。モータドライバ２４１Ｅは、制御部２００Ａから制御信号の入力を受け、当該制御信号に応じた電流をリニアモータ２４２Ｅに出力する。

より具体的には、制御部２００Ａは、目標位置を含む制御信号をモータドライバ２４１Ｅに逐次的に出力する。モータドライバ２４１Ｅは、エンコーダ２４３Ｅのフィードバック信号からテーブル２６０の実位置を算出し、当該実位置と当該目標位置との差分が小さくなるようにリニアモータ２４２Ｅに電流を出力する。これにより、モータドライバ２４１Ｅは、Ｙ'軸方向の任意の位置にテーブル２６０を移動する。

（Ｈ３．ローダ）
次に、図１７を参照して、リニアモータ１００をローダの駆動に応用する例について説明する。図１７は、工作機械２００の装置構成の他の例を示す図である。

リニアモータ１００は、たとえば、部材を搬送するためのローダ２７０を駆動するために用いられる。当該部材は、加工前または加工後のワークであってもよいし、工具であってもよい。

図１７に示されるように、工作機械２００は、制御部２００Ａと、駆動部２４０Ｃと、ローダ２７０とを含む。

駆動部２４０Ｃは、ローダ２７０を駆動するための機構である。駆動部２４０Ｃの装置構成は、任意である。駆動部２４０Ｃは、単体の駆動ユニットで構成されてもよし、複数の駆動ユニットで構成されてもよい。図１７の例では、駆動部２４０Ｃは、モータドライバ２４１Ｆ，２４１Ｇ，２４１Ｈと、リニアモータ２４２Ｆ，２４２Ｇ，２４２Ｈと、エンコーダ２４３Ｆ，２４３Ｇ，２４３Ｈとで構成されている。リニアモータ２４２Ｆ，２４２Ｇ，２４２Ｈの各々は、上述のリニアモータ１００に対応する。

モータドライバ２４１Ｆは、ローダ２７０のＸ'軸方向における駆動を制御する。モータドライバ２４１Ｆは、制御部２００Ａから制御信号の入力を受け、当該制御信号に応じた電流をリニアモータ２４２Ｆに出力する。

より具体的には、制御部２００Ａは、目標位置を含む制御信号をモータドライバ２４１Ｆに逐次的に出力する。モータドライバ２４１Ｆは、エンコーダ２４３Ｆのフィードバック信号からローダ２７０の実位置を算出し、当該実位置と当該目標位置との差分が小さくなるようにリニアモータ２４２Ｆに電流を出力する。これにより、モータドライバ２４１Ｆは、Ｘ'軸方向の任意の位置にローダ２７０を移動する。

モータドライバ２４１Ｇは、ローダ２７０のＹ'軸方向における駆動を制御する。モータドライバ２４１Ｇは、制御部２００Ａから制御信号の入力を受け、当該制御信号に応じた電流をリニアモータ２４２Ｇに出力する。

より具体的には、制御部２００Ａは、目標位置を含む制御信号をモータドライバ２４１Ｇに逐次的に出力する。モータドライバ２４１Ｇは、エンコーダ２４３Ｇのフィードバック信号からローダ２７０の実位置を算出し、当該実位置と当該目標位置との差分が小さくなるようにリニアモータ２４２Ｇに電流を出力する。これにより、モータドライバ２４１Ｇは、Ｙ'軸方向の任意の位置にローダ２７０を移動する。

モータドライバ２４１Ｈは、ローダ２７０のＺ'軸方向における駆動を制御する。モータドライバ２４１Ｈは、制御部２００Ａから制御信号の入力を受け、当該制御信号に応じた電流をリニアモータ２４２Ｈに出力する。

より具体的には、制御部２００Ａは、目標位置を含む制御信号をモータドライバ２４１Ｈに逐次的に出力する。モータドライバ２４１Ｈは、エンコーダ２４３Ｈのフィードバック信号からローダ２７０の実位置を算出し、当該実位置と当該目標位置との差分が小さくなるようにリニアモータ２４２Ｈに電流を出力する。これにより、モータドライバ２４１Ｈは、Ｚ'軸方向の任意の位置にローダ２７０を移動する。

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０ 磁石板、１２ 磁石、５０ スライダ、５１ スライダコア、５１Ａ スライダコア、５１Ｂ スライダコア、５１Ｃ スライダコア、５１Ｘ スライダコア、５２ コイル、５３ ティース、５３Ａ 補助ティース、５３Ｂ コイル用ティース、５６ 冷却配管、５８ 固定用部材、６０ 筐体、１００ リニアモータ、２００ 工作機械、２００Ａ 制御部、２４０Ａ 駆動部、２４０Ｂ 駆動部、２４０Ｃ 駆動部、２４１Ａ モータドライバ、２４１Ｂ モータドライバ、２４１Ｃ モータドライバ、２４１Ｄ モータドライバ、２４１Ｅ モータドライバ、２４１Ｆ モータドライバ、２４１Ｇ モータドライバ、２４１Ｈ モータドライバ、２４２Ａ リニアモータ、２４２Ｂ リニアモータ、２４２Ｃ リニアモータ、２４２Ｄ リニアモータ、２４２Ｅ リニアモータ、２４２Ｆ リニアモータ、２４２Ｇ リニアモータ、２４２Ｈ リニアモータ、２４３Ａ エンコーダ、２４３Ｂ エンコーダ、２４３Ｃ エンコーダ、２４３Ｄ エンコーダ、２４３Ｅ エンコーダ、２４３Ｆ エンコーダ、２４３Ｇ エンコーダ、２４３Ｈ エンコーダ、２５０ 主軸、２６０ テーブル、２７０ ローダ。

Claims (9)

1. 工作機械に用いられるリニアモータであって、
   複数の磁石が第１方向に並べて設けられている磁石板と、
   複数のコイルが前記第１方向に並べて設けられており、前記磁石板に対して前記第１方向にスライド可能に構成されたスライダと、
   前記磁石板との対向側とは反対側における前記スライダの面部に設けられている冷却配管とを備え、
   前記面部には、溝と突条とが前記第１方向において交互に形成されており、
   複数の前記溝の各々は、前記磁石板の表面と平行でかつ前記第１方向と直交する第２方向に延在しており、
   複数の前記突条の各々は、前記第２方向に延在しており、
   前記冷却配管は、複数の前記溝を蛇行するように前記スライダに配管されており、
   前記第２方向における複数の前記突条の各々の両端部の内の、前記冷却配管の曲げ部が沿っている側の端部を第１端部とした場合、前記第２方向の少なくとも一方側において、
   前記第１端部の全部、または、前記第１方向における前記第１端部の中心部を除く前記第１端部の一部は、前記第２方向における前記スライダの両端面よりも内側に位置している、リニアモータ。
2. 前記第２方向の両側において、前記第１端部の全部、または、前記第１方向における前記第１端部の中心部を除く前記第１端部の一部は、前記両端面よりも内側に位置している、請求項１に記載のリニアモータ。
3. 前記両端部の内の、前記冷却配管の曲げ部が沿っていない側の端部を第２端部とした場合、前記第２端部は、前記第１方向および前記第２方向の両方に直交する第３方向から見て、前記両端面のいずれか一方と同じ位置にある、請求項１または２に記載のリニアモータ。
4. 前記冷却配管の各曲げ部は、前記第１方向および前記第２方向の両方に直交する第３方向から見て、前記両端面よりも外側に位置している、請求項１または２に記載のリニアモータ。
5. 前記第１方向および前記第２方向の両方に直交する第３方向から見て、前記第２方向における前記冷却配管の端部は、前記第２方向における前記複数のコイルの端部と重なっている、請求項１または２に記載のリニアモータ。
6. 前記第２方向における前記冷却配管の幅は、前記第２方向における前記複数のコイルの各幅よりも長い、請求項１または２に記載のリニアモータ。
7. 請求項１または２に記載のリニアモータと、
   ワークまたは工具を回転可能に保持するための主軸とを備え、
   前記リニアモータは、前記主軸の位置を移動するために用いられている、工作機械。
8. 請求項１または２に記載のリニアモータと、
   ワークを載置するためのテーブルとを備え、
   前記リニアモータは、前記テーブルを駆動するために用いられている、工作機械。
9. 請求項１または２に記載のリニアモータと、
   部材を搬送するためのローダとを備え、
   前記リニアモータは、前記ローダを駆動するために用いられている、工作機械。

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