JPH1127926A - リニアモータ - Google Patents

リニアモータ

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JPH1127926A
JPH1127926A JP19313797A JP19313797A JPH1127926A JP H1127926 A JPH1127926 A JP H1127926A JP 19313797 A JP19313797 A JP 19313797A JP 19313797 A JP19313797 A JP 19313797A JP H1127926 A JPH1127926 A JP H1127926A
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Tadahiro Miyamoto
恭祐 宮本
Kenichi Aoki
健一 青木
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電機子部からテーブルに伝達する熱を少なく
し、かつヨーク部の変形を防いで、高精度のリニアモー
タを提供する。 【解決手段】 平板状のヨーク部2と、ヨーク部2の長
手方向に交互に異極が現れるように配置した複数の永久
磁石3と、永久磁石3に空隙を介して対向する電機子部
6とを備えたリニアモータにおいて、ヨーク部2は長手
方向が平板状のベース部11に沿って伸びるように固定
してあり、永久磁石3はヨーク部2の両側面21a,2
1bに互いに背中合わせに固定し、電機子部6はベース
部11に平行に設けたテーブル51に固定し、電機子部
6の電機子コイル62a,62bの表面に近接して冷媒
通路8を設けたものである。したがって、電機子部から
テーブルに伝達される熱が減少し、熱影響によるテーブ
ルの位置決め精度の誤差が少なくなるとともに、ヨーク
部の変形は少なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械のテーブ
ルの駆動用等に用いられるリニアモータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、テーブルの駆動用等に用いられる
リニアモータは、例えば図9に示すように構成されてい
るものが開示されている(例えば、特開平5−4923
0号公報)。すなわち、固定部10は、断面がU字形で
所定の長さを有する磁性体からなるヨーク部20と、ヨ
ーク部20の両方の脚部210、220の内側面210
a,220aに取り付けられて、界磁を構成する永久磁
石30と、ヨーク部20の両脚部210、220の上面
に長手方向に伸びるガイドレール40とから構成されて
いる。可動部50は、ガイドレール40の上に長手方向
に沿って移動し得るように軸受部510によって支持さ
れたテーブル520と、テーブル520の下面に取り付
けられ、ヨーク部20の脚部210と220の間の空間
に配置された磁性体からなる電機子固定部530と、電
機子固定部530の側面に固定され、かつ両方の永久磁
石30に対して空隙を介して対向する電機子部60によ
って構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、電機子部60が磁性体からなる電機子固定部5
30を介してテーブル520に取り付けられているた
め、電機子部60で発生した熱がテーブル520に伝わ
り易く、半導体製造設備などの熱影響によるテーブルの
位置決め精度の誤差が問題となる設備では使用が難しい
という問題があった。また、永久磁石30と電機子部6
0との間の空隙の磁気吸引力により、ヨーク部20の脚
部210、220が撓み、空隙の機械的精度が低下し、
磁気的特性が変化するという問題があった。本発明は、
電機子部からテーブルに伝達する熱を少なくし、かつヨ
ーク部の変形を防いで、高精度のリニアモータを提供す
ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、平板状のヨーク部と、前記ヨーク部の長
手方向に交互に異極が現れるように配置した複数の永久
磁石と、前記永久磁石に空隙を介して対向する複数の電
機子鉄心に電機子コイルを巻回して形成した電機子部と
を備えたリニアモータにおいて、前記ヨーク部は長手方
向が平板状のベース部に沿って伸びるように固定してあ
り、前記永久磁石は前記ヨーク部の両側面に互いに背中
合わせに固定し、前記電機子部は前記ベース部に平行に
設けたテーブルに固定し、前記電機子部の電機子コイル
の表面に近接して冷媒通路を設けたものである。また、
前記電機子部は、一方の側面に凹部を反対側の側面に凸
部を設けた電機子鉄心に巻回した電機子コイルからなる
複数の単位電機子を形成し、一方の前記単位電機子の前
記凹部と他方の前記単位電機子の前記凸部を係合させ
て、順次複数の単位電機子を一体に形成したものであ
る。また、前記冷媒通路は、前記テーブルの前記電機子
コイルに対向する面に設けた冷却用溝の中に冷媒導管を
装着して形成したものである。また、前記冷媒通路は、
前記冷却用溝の開口部をシール板で覆い、前記シール板
と前記テーブルの間にOリングを装着したものである。
また、前記冷媒通路は、前記電機子コイルのテーブル側
と反対側に接触させて設けた冷媒導管からなるものであ
る。また、前記冷媒通路は、前記電機子鉄心の前記永久
磁石と対向する面に固定した冷媒導管からなるものであ
る。また、前記冷媒導管と前記電機子コイルとの間の空
間に熱伝導性の高い樹脂を充填したものである。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1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
す正断面図、図2はA−A断面に沿う平断面図、図3は
B−B断面に沿う側断面図、図4は外観平面図である。
図において、1は固定部で、平面状のベース部11とベ
ース部11に垂直に設けられ、ベース部11に沿って伸
びる棒状の磁性体のヨーク部2とからなり、断面が逆T
字形に形成されている。3(3a,3b)は永久磁石
で、ヨーク部2の反対側の両側面21a,21bに背中
合わせに複数個、長手方向に所定の間隔を開けてそれぞ
れ取り付けられて、界磁を構成している。4はヨーク部
2の長手方向に沿って伸びるガイドレールで、ヨーク部
2の両側のベース部11の上面に設けられている。5は
可動部、51は平面状のテーブル、6はテーブル51の
下面に取り付けられた電機子部、61(61a,61
b)はT字状の薄板鋼板を積層して形成した電機子鉄心
で、両側に突出した部分の先端の一方側に凹部611
を、他方側に凸部612を形成してある。62(62
a,62b)は3相交流(U相、V相、W相)の各相毎
に複数個設けられた電機子コイルで、各電機子コイル毎
にボビン621に巻回され、それぞれ電機子鉄心61
a,61bにボビン621と共に装着して単位電機子6
Xを形成してある。テーブル51の電機子コイル62に
対向する面にはヨーク部2の長手方向に沿って伸びる冷
却用溝52を設けてある。
【0006】各単位電機子6Xは互いに凹部611と凸
部612とを係合させてダブテール結合させ、複数磁極
が一体になるように電機子部6を形成してあり、永久磁
石3a,3bに対してそれぞれ空隙を介して対向させて
ある。各電機子コイル62は樹脂モールド63により一
体に形成してある。なお、界磁磁極数をP、電機子極数
をN、総数をmとしたとき、q=N/m・P =1/
2,3/8,1/4,1/5 のいずれかになるよう
に、永久磁石3a,3bと電機子6の構成を決めてあ
る。53は複数の単位電機子6Xを一体に形成した電機
子部6の両端に設けたフランジである。7は電機子鉄心
61の下面に取り付けられた軸受部で、ガイドレール4
上に可動部5を長手方向に沿って移動し得るように支持
してあり、ボルト54によって電機子鉄心61と共にテ
ーブル51に固定されている。8a,8bは冷却用溝5
2の中に装着した冷媒を通す2本の冷媒導管で、冷媒通
路8を形成し、電機子コイル62の上側表面に接近して
設けられ、それぞれ両端をフランジ53に取り付けてあ
る。冷媒導管8a,8bの両端には、フランジ53に設
けた供給口531a、531b,排出口532a,53
2bに連通する開口部81を設けてある。82は、図4
に示すように、冷媒導管8aの排出口532aと冷媒導
管8bの供給口531bとを連絡する連結導管である。
【0007】このような構成により、冷媒を供給口53
1aから供給すると、冷媒導管8aを通り、電機子コイ
ル62aの表面から熱を奪い、排出口532aから連結
導管82を通り冷媒導管8bに入る。冷媒導管8bでは
電機子コイル62bの熱を奪い、排出口532bから外
部に排出される。したがって、電機子コイル62は効果
的に冷却され、電機子部6で発生した熱がテーブル51
に伝わらずに外部に排出されるので、半導体製造設備な
どの熱影響によるテーブルの位置決め精度の誤差が少な
くなる。また、永久磁石3がヨーク部2の反対側の両側
面21a,21bに取り付けられているので、ヨーク部
2に作用する電機子部6と界磁を構成する永久磁石3と
の間の吸引力は相殺される。したがって、ヨーク部2の
変形は少なくなり、空隙の機械的精度が向上し、磁気的
特性が安定する。また、電機子部6は、単位電機子6X
毎に各電機子コイル62を各電機子鉄心61に整列巻き
することによって形成してあるので、電機子コイル62
の占積率を高めることができる。
【0008】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図5は本発明の第2の実施例を示す正断面図であ
る。この場合、テーブル51に設けた冷媒通路8は、上
記第1の実施例で用いた冷媒導管8a,8bの代わり
に、テーブル51に設けた冷却用溝52の開口部を塞ぐ
シール板55を設けて冷却用溝52とシール板55によ
り冷媒を通すジャケット83(83a,83b)を形成
したものである。84は冷却用溝52の両側に設けたO
リングで、シール板55とテーブル51との間から冷媒
が漏れないようにしてある。これにより、冷媒の通路の
形成が容易となる。
【0009】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。図6は本発明の第3の実施例を示す正断面図であ
る。この場合、上記第1の実施例に、電機子コイル62
a,62bの下面に接触させて冷媒導管85(85a,
85b)設け、その両端をフランジ53に固定したもの
で、冷媒導管85は冷媒導管8と連通するようにしてあ
る。冷媒導管85と電機子コイル62a,62bとの間
に生じる隙間に熱伝導性の高い樹脂を充填し、電機子コ
イル62a,62bと冷媒導管85との熱伝導度が高く
なるようにしてある。これにより、電機子コイル62は
両面から冷却されるので、電機子コイル62はさらに効
果的に冷却され、半導体製造設備などの熱影響によるテ
ーブルの位置決め精度の誤差が少なくなる。
【0010】次に、本発明の第4の実施例について説明
する。図7は本発明の第4の実施例を示す正断面図であ
る。この場合、上記第1の実施例の電機子鉄心61a,
61bの永久磁石3a,3bに対向する面に冷媒導管8
6a,86bを設けると共に、その両端をフランジ53
に固定し、かつ冷媒導管8a、8bと連通するようにし
たものである。これにより、電機子部6から永久磁石3
を通ってテーブル51に伝わる熱が少なくなり、更に熱
影響によるテーブルの位置決め精度の誤差が少なくな
る。
【0011】次に、本発明の第5の実施例について説明
する。図8は本発明の第5の実施例を示す正断面図であ
る。この場合、上記第3の実施例の電機子鉄心61と永
久磁石3との間に、冷媒導管86を設けて、電機子鉄心
61に固定すると共に、その両端をフランジ53に固定
し、かつ冷媒導管8、85と連通するようにしたもので
ある。これにより、電機子部6から永久磁石3を通って
テーブル51に伝わる熱が極めて少なくなり、更に熱影
響によるテーブルの位置決め精度の誤差が極めて少なく
なる。
【0012】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、電
機子コイルの周囲に冷媒導管を配置して、電機子コイル
から発生する熱を直接冷却するようにしてあるので、電
機子コイルは効果的に冷却され、電機子部で発生した熱
がテーブルに伝わらずに外部に排出される。また、永久
磁石がヨーク部の両側面に取り付けられているので、ヨ
ーク部に作用する電機子部と界磁を構成する永久磁石と
の間の吸引力は相殺される。また、電機子部は、単位電
機子毎に各電機子コイルを各電機子鉄心に整列巻きして
あるので、電機子コイルの占積率を高め、相対的に銅損
を低減することができる。したがって、電機子部からテ
ーブルに伝達される熱が減少し、熱影響によるテーブル
の位置決め精度の誤差が少なくなるとともに、ヨーク部
の変形は少なくなり、空隙の機械的精度が向上し、安定
した磁気的特性を備えた高精度のリニアモータを提供で
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例を示す正断面図であ
る。
【図2】 本発明の第1の実施例を示す平断面図であ
る。
【図3】 本発明の第1の実施例を示す側断面図であ
る。
【図4】 本発明の第1の実施例を示す平面図である。
【図5】 本発明の第2の実施例を示す正断面図であ
る。
【図6】 本発明の第3の実施例を示す正断面図であ
る。
【図7】 本発明の第4の実施例を示す正断面図であ
る。
【図8】 本発明の第5の実施例を示す正断面図であ
る。
【図9】 従来例を示す正断面図である。
【符号の説明】
1:固定部、11:ベース部、2:ヨーク部、21a,
21b:側面、3、3a,3b:永久磁石、4:ガイド
レール、5:可動部、51:テーブル、52:冷却用
溝、53:フランジ、531a、531b:供給口、5
32a,532b:排出口、54:ボルト、55:シー
ル板、6:電機子部、6X:単位電機子、61、61
a,61b:電機子鉄心、611:凹部、612:凸
部、62,62a,62b:電機子コイル、621:ボ
ビン、63:樹脂モールド、7:軸受部、8:冷媒通
路、8a,8b、85a,85b,86a,86b:冷
媒導管、81:開口部、82:連結導管、83:ジャケ
ット、84:Oリング

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平板状のヨーク部と、前記ヨーク部の長
    手方向に交互に異極が現れるように配置した複数の永久
    磁石と、前記永久磁石に空隙を介して対向する複数の電
    機子鉄心に電機子コイルを巻回して形成した電機子部と
    を備えたリニアモータにおいて、 前記ヨーク部は長手方向が平板状のベース部に沿って伸
    びるように固定してあり、前記永久磁石は前記ヨーク部
    の両側面に互いに背中合わせに固定し、前記電機子部は
    前記ベース部に平行に設けたテーブルに固定し、前記電
    機子部の電機子コイルの表面に近接して冷媒通路を設け
    たことを特徴とするリニアモータ。
  2. 【請求項2】 前記電機子部は、一方の側面に凹部を反
    対側の側面に凸部を設けた電機子鉄心に巻回した電機子
    コイルからなる複数の単位電機子を形成し、一方の前記
    単位電機子の前記凹部と他方の前記単位電機子の前記凸
    部を係合させて、順次複数の単位電機子を一体に形成し
    たことを特徴とする請求項1記載のリニアモータ。
  3. 【請求項3】 前記冷媒通路は、前記テーブルの前記電
    機子コイルに対向する面に設けた冷却用溝の中に冷媒導
    管を装着して形成したことを特徴とする請求項1記載の
    リニアモータ。
  4. 【請求項4】 前記冷媒通路は、前記冷却用溝の開口部
    をシール板で覆い、前記シール板と前記テーブルの間に
    Oリングを装着したことを特徴とする請求項1記載のリ
    ニアモータ。
  5. 【請求項5】 前記冷媒通路は、前記電機子コイルのテ
    ーブル側と反対側の側面に接触させて設けた冷媒導管か
    らなることを特徴とする請求項3または4に記載のリニ
    アモータ。
  6. 【請求項6】 前記冷媒通路は、前記電機子鉄心の前記
    永久磁石と対向する面に固定した冷媒導管からなること
    を特徴とする請求項3から5までのいずれか1項に記載
    のリニアモータ。
  7. 【請求項7】 前記冷媒導管と前記電機子コイルとの間
    の空間に熱伝導性の高い樹脂を充填したことを特徴とす
    る請求項4から6までのいずれか1項に記載のリニアモ
    ータ。
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