KR20070012489A - 캔드 리니어 모터 전기자 및 캔드 리니어 모터 - Google Patents

Abstract

냉매에 대한 전기자 권선의 장기 절연 신뢰성을 높임으로써 냉각 능력이 대단히 높은 물에 의한 냉각을 가능하게 하고, 또한 가동자와 고정자의 자기적 공극으로의 캔 변형량을 억제할 수 있는 캔드·리니어 모터 전기자 및 캔드·리니어 모터를 제공한다.

캔드·리니어 모터 전기자에 있어서, 전기자 권선(18)의 양 측면을 길이 방향을 향해 2개의 권선 고정 프레임(4)으로 끼워 넣어지도록 고정하고, 캔(3)과 권선 고정 프레임(4)의 사이의 공간 내에 냉매 통로(5)를 설치하며, 하우징(2)와 권선 고정 프레임(4)의 간극에는, 냉매 통로(5)에 흐르게 하는 냉매가 2개의 권선 고정 프레임(4)으로 끼워 넣어진 전기자 권선(18)에 누출되고, 전기자 권선(18)이 침수하지 않도록 밀봉재(24)를 설치하며, 권선 고정 프레임(4)의 냉매가 접촉하는 표면측에 방수 필름을 부착하고 있다.

Description

캔드 리니어 모터 전기자 및 캔드 리니어 모터{ARMATURE OF CANNED LINEAR MOTOR AND CANNED LINEAR MOTOR}

본 발명은, 반도체 제조 장치나 공작기의 테이블 이송에 사용되는 동시에, 리니어 모터 본체의 온도 상승 저감과 장기 절연 신뢰성이 요구되는 캔드·리니어 모터 전기자 및 캔드·리니어 모터에 관한 것이다.

종래, 반도체 제조 장치나 공작기의 테이블 이송에 이용되는 동시에, 전기자 권선을 캔으로 덮어, 전기자 권선과 캔의 사이에 설치한 냉매 통로에 냉매를 흐르게 함으로써, 전기자 권선으로부터의 발열량을 냉매로 회수하여, 리니어 모터 표면의 온도 상승을 저감하는, 캔드·리니어 모터 전기자 및 캔드·리니어 모터로서, 예를 들면 특허 문헌 1, 특허 문헌 2에 개시된 것이 있다. 이 중, 특허 문헌 1의 리니어 모터에 대해, 이하, 도면을 이용하여 설명한다.

특허 문헌 1 : 일본 특개 2002-27730호 공보(제4페이지, 도 1)

특허 문헌 2 : 일본 특개 2000-4572호 공보

도 16은 종래 기술을 도시하는 캔드·리니어 모터의 전체 사시도이다. 도 16에 있어서, 10은 고정자, 11은 하우징, 12는 캔, 13은 캔 고정용의 볼트 나사, 14는 가압판, 15는 단자대, 16은 냉매 공급구, 17은 냉매 배출구, 18은 전기자 권 선, 25는 가동자, 26은 계자 요크 지지부재, 27은 계자 요크, 28은 영구자석이다. 한쪽의 가동자(25)는, 평판형상의 2개의 계자 요크(27)와, 각 계자 요크(27)의 표면에 장착한 영구자석(28)과, 2개의 계자 요크(27)의 사이에 삽입되는 동시에 전체로 합계 4개의 계자 요크 지지부재(26)로 구성되고, 양단이 개구한 중공 공간부를 갖고 있다. 그리고, 상기 영구자석(28)은 계자 요크(27) 상에 교대로 극성이 다르도록 복수의 자석을 서로 이웃하게 나열하여 배치한 것으로 되어 있다. 또한, 가동자(25)는, 도시하지 않은 슬라이더와 가이드 레일로 이루어지는 볼을 이용한 리니어 가이드 혹은 정압 베어링 안내 등에 의해 지지되어 있다.

또, 다른 쪽의 고정자(10)는, 가동자(25)의 중공 공간부 내에 가동자(25)의 영구자석(28)과 자기적 공극을 통해 대향하도록 전기자가 배치되어 있고, 상세한 것은 이하의 도 17에서 서술한다.

도 17은, 도 16의 A-A선을 따른 본 발명에 있어서의 캔드·리니어 모터의 정단면도이다. 또, 도 18은 도 17의 캔(12)을 제외한 고정자 내부의 구조를 도시하고 있다. 도 17 및 도 18에 있어서, 고정자(10)는, 내부를 중공으로 하는 액자형상을 갖는 금속제의 하우징(11)과, 이 하우징(11)의 중공 부분을 덮기 위해 하우징(11)의 외형을 본뜬 판형상의 캔(12)과, 이 캔(12)을 하우징(11)에 고정하기 위한 볼트 나사(13)와, 이 볼트 나사(13)의 통과구멍을 갖고, 캔(12)을 균등한 하중으로 누르기 위한 가압판(14)과, 하우징(11)의 중공 내에 배치된 전기자를 구성하는 3상의 전기자 권선(18)과, 전기자 권선(18)을 고정하고 있는 권선 고정 프레임(19)과, 하우징(11)과 캔(12)의 가장자리보다 조금 크게 본떠진 O링(21)과, 권선 고정 프레 임(19)과 하우징(11)을 고정하기 위한 볼트 나사(23)로 구성되어 있다. 캔(12) 및 권선 고정 프레임(19)의 재질은 수지제를 채용하고 있고, 여기에서는 열 경화성 수지인 예를 들면 에폭시 수지나 열 가소성 수지인 예를 들면 폴리페닐렌 설파이드(PPS)를 사용하고 있다. 하우징(11)의 공동부(空洞部)의 형상은, 전기자 권선(18)의 외주를 둘러싸도록 본떠져 있다. 전기자 권선(18)은 평판형상으로 형성된 권선 고정 프레임(19)의 양면에 배치되어 있다. 전기자 권선(18)과 일체로 된 권선 고정 프레임(19)은 하우징(11)의 중공 내에 배치되고, 볼트 나사(23)로 하우징(11)과 고정된다. 하우징(11)의 표리의 가장자리에는 둘레를 빙 둘러 홈이 설치되어 있고, 거기에 O링(21)이 배치된다. 그리고, 하우징(11)에 뚜껑을 덮도록 캔(12)이 하우징(11)의 표리에 배치된다. 캔(12) 상에서 하우징(1)의 가장자리를 따라 가압판(14)이 깔리고, 볼트 나사(13)로 단단히 조여져, 캔(12)과 하우징(11)은 고정된다. 전기자 권선(18)은, 집중 권선 코일을 3상분 준비한 복수의 코일군으로 구성되고, 권선 고정 프레임(19)의 좌우 양측에 부착되어 있다. 전기자 권선(18)으로의 전력 공급은, 하우징(11)에 장착된 단자대(15)로부터 행해진다. 단자대(15)와 전기자 권선(18)은 리드 선(도시하지 않음)으로 각각 전기적으로 접속되어 있다. 또, 냉매는 하우징(11)에 설치한 냉매 공급구(16)로부터 공급되고, 냉매 배출구(17)로부터 배출된다. 그 사이에, 냉매는 전기자 권선(18)과 캔(12)의 사이에 있는 냉매 통로(20)를 흘러, 발열하는 전기자 권선(18)을 냉각한다.

이와 같이 구성된 캔드·리니어 모터는, 가동자(25)와 고정자(10)의 전기적 상대 위치에 따른 3상 교류 전류를 전기자 권선(18)에 흐르게 함으로써, 영구자석 (28)이 만드는 자계와 작용하여 가동자(25)에 추력이 발생하고, 가동자(10)는 도 16의 화살표로 나타내는 진행 방향으로 이동하게 된다. 이 때, 구리 손실에 의해 발열한 전기자 권선(18)은 냉매 통로(20)를 흐르는 냉매에 의해 냉각되기 때문에, 캔(12)의 표면 온도 상승을 억제할 수 있다.

그러나, 종래 기술에 있어서의 캔드·리니어 모터 전기자 및 캔드·리니어 모터는, 냉매 통로(20)를 통과하는 냉매가 전기자 권선(18)의 표면을 흐름으로써, 이하와 같은 문제가 일어났다.

(1) 종래의 캔드·리니어 모터는, 냉매에 불소계 불활성 냉매(예를 들면 스미토모 3M제 하이드로 풀 에테르(HFE))를 사용하고 있었다. HFE의 도전율은 0.002(μS/cm)로 대단히 작기 때문에, HFE는 전기자 권선을 절연 파괴시키지 않고 바로 냉각할 수 있는 냉매로서 유효한 것이었다. 그러나, HFE의 열 전도율이 0.07(W/(m·k))인 것에 반해, 물은 HFE의 약 8배인 0.6(W/(m·k))나 되기 때문에, HFE는 물에 비해 압도적으로 작고, 전기자 권선과 HFE간의 열 전달율이 작았다. 그 결과, 전기자 권선으로부터 냉매로의 열 이동량이 적어지는 동시에 캔 표면으로의 열 이동량이 많아져, 캔 표면의 온도 상승이 높아졌다.

(2) 상기 (1)의 문제를 해결하는 방책으로서, 열 전도율이 큰 냉매인 물로의 변경을 생각할 수 있다. 물의 열 전도율은 상술한 바와 같이 HFE의 약 8배(0.6(W/(m·k))나 되기 때문에, 캔 표면 온도 상승의 대폭적인 저감이 가능하다. 그러나, 냉매에 물을 사용하면 다른 문제가 일어났다. 일반적으로 전기자 권선을 구성하는 도선에는 절연을 위한 피복층을 갖는 에나멜선을 사용하지만, 권선 작업시나 전기자 권선 고정시에 일어나는 도선과 다른 물체간의 접촉에 의해, 도선의 피복층에는 미소한 상처(핀홀)가 존재하고 있다. 냉매에 도전율이 1(μS/cm)을 넘는 순수한 물을 사용한 경우, 큰 핀홀 개소로부터 절연 파괴가 생겼다. 또한, 핀홀의 구멍 직경이나 깊이가 미소한 것이어도, 전기자 권선에 가해지는 추력의 반작용(기계적 스트레스)이나 전류 인가에 따른 권선의 발열(열적 스트레스), 침수시의 전압 인가에 의한 수중 Tree 현상 등에 의해, 핀홀이 커져, 단기간에 절연 파괴가 생겼다.

(3) 도전율이 작은 냉매(HFE)를 사용한 다음에 물에 필적하는 냉각 능력을 얻기 위해서는, 캔의 두께를 얇게 하고 냉매 통로 단면적을 크게 하여 전기자 권선으로부터 캔 표면까지의 열 저항을 작게 하거나, 냉매의 공급 압력을 증대시켜 유량을 증가시키거나의 2종류를 생각할 수 있다. 그러나, 캔의 두께를 얇게 하면 냉매의 압력에 의해 캔의 변형(공극측으로의 캔의 부풀어오름 양)이 커져, 캔의 두께를 변화시키지 않고도 냉매의 공급 압력을 증대시키면 동일하게 캔의 변형이 증대하였다. 그 결과, 캔의 두께도 냉매 유량도 변화시킬 수 없고, 캔 표면의 온도 상승을 저감할 수 없었다.

본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 냉매에 대한 전기자 권선의 장기 절연 신뢰성을 높임으로써 냉각 능력이 대단히 높은 물에 의한 냉각을 가능하게 하고, 또한, 가동자와 고정자의 자기적 공극으로의 캔 변형량을 억제할 수 있는 캔드·리니어 모터 전기자 및 캔드·리니어 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 문제를 해결하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명은, 평판형상으로 성형된 복수의 코일군으로 이루어지는 전기자 권선과, 상기 전기자 권선을 액자형상으로 둘러싸도록 설치한 금속제의 하우징과, 상기 하우징의 양 개구부를 밀폐하는 캔을 구비한 캔드·리니어 모터 전기자에 있어서, 상기 전기자 권선의 양 측면을 길이 방향을 향해 끼워 넣어지도록 고정하여 이루어지는 2개의 권선 고정 프레임과, 상기 캔과 상기 권선 고정 프레임의 사이에 형성되는 공간 내에 설치한 냉매 통로와, 상기 권선 고정 프레임의 냉매 통로측과 상기 하우징의 간극에 설치한 밀봉재와, 상기 권선 고정 프레임의 냉매가 접촉하는 표면측에 부착된 방수 필름을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

또, 청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 캔드·리니어 모터 전기자에 있어서, 상기 캔을 미리 만곡시키고, 상기 캔의 만곡한 볼록면끼리를 서로 상기 권선 고정 프레임에 대향하도록 배치한 것을 특징으로 하고 있다.

또, 청구항 3의 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 캔드·리니어 모터 전기자에 있어서, 상기 전기자 권선을 고정하는 상기 권선 고정 프레임을 결선 기판으로 구성하고, 상기 권선 고정 프레임과 상기 전기자 권선의 모터 리드를 외부로 접속하기 위한 단자대의 사이에 있어서의 공극 부분에 상기 모터 리드를 덮도록 제2 밀봉재를 충전한 것을 특징으로 하고 있다.

또, 청구항 4의 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 캔드·리니어 모터 전기자에 있어서, 상기 캔을 고정하는 가압판을 수지제로 한 것을 특징으로 하고 있다.

또, 청구항 5에 기재된 발명은, 캔드·리니어 모터에 따른 것으로서, 청구항 1 내지 청구항 4에 기재된 캔드·리니어 모터의 전기자와, 상기 전기자와 자기적 공극을 통해 대향 배치되는 동시에 교대로 극성이 다른 복수의 영구자석을 서로 이웃하게 나열하여 배치한 계자 요크를 구비하고, 상기 전기자와 상기 계자 요크 중 어느 한쪽을 고정자로, 다른 쪽을 가동자로 하여, 상기 계자 요크와 상기 전기자를 상대적으로 주행하도록 한 것이다.

또, 청구항 6의 발명은, 복수의 코일군으로 이루어지는 전기자 권선과, 상기 전기자 권선의 한쪽 면 또는 양면에 설치된 캔과, 상기 전기자 권선과 상기 캔의 사이에 형성된 냉매 통로를 구비한 캔드·리니어 모터 전기자에 있어서, 상기 전기자 권선과 상기 냉매 통로의 사이에 수지층을 다층으로 적층하여 이루어지는 절연 적층체를 개재시킨 것이다.

또, 청구항 7의 발명은, 청구항 6에 기재된 캔드·리니어 모터 전기자에 있어서, 상기 절연 적층체를 구성하는 수지층에 금속층을 적층시킨 것이다.

또, 청구항 8의 발명은, 청구항 6 또는 7에 기재된 캔드·리니어 모터 전기자에 있어서, 상기 수지층이 유리섬유 또는 탄소섬유를 충전한 것이다.

또, 청구항 9의 발명은, 청구항 7에 기재된 캔드·리니어 모터 전기자에 있어서, 상기 금속층이, 금속박에 접착제 또는 점착제를 갖는 금속박 테이프로 구성된 것이다.

또, 청구항 10의 발명은, 청구항 6에 기재된 캔드·리니어 모터 전기자에 있어서, 상기 냉매 통로 내에 지주를 설치하고, 상기 캔과 상기 수지층을 상기 지주에 의해 고정한 것이다.

또, 청구항 11의 발명은, 청구항 6에 기재된 캔드·리니어 모터 전기자에 있어서, 상기 캔을 미리 만곡시키고, 상기 캔의 만곡한 볼록면을 상기 냉매 통로측을 향해 배치한 것이다.

또, 청구항 12의 발명은, 청구항 6 내지 청구항 11까지 중 어느 한 항에 기재된 캔드·리니어 모터 전기자와, 상기 전기자와 자기적 공극을 통해 대향 배치되는 동시에 교대로 극성이 다른 복수의 영구자석을 서로 이웃하게 나열하여 배치한 계자를 구비하고, 상기 전기자와 상기 계자 중 어느 한쪽을 고정자로, 다른 쪽을 가동자로 하여, 상기 계자와 상기 전기자를 상대적으로 주행하도록 한 것이다.

또, 청구항 13의 발명은, 청구항 12에 기재된 캔드·리니어 모터에 있어서, 상기 전기자와 상기 계자를 평판형상으로 형성한 것이다.

또, 청구항 14의 발명은, 청구항 12에 기재된 캔드·리니어 모터에 있어서, 상기 전기자와 상기 계자를 원통형상으로 형성한 것이다.

(발명의 효과)

본 발명에 있어서의 캔드·리니어 모터에 의하면 이하의 효과가 있다.

청구항 1의 발명에 의하면, 전기자 권선과 냉매의 접촉을 완전히 없앨 수 있다. 요컨대, 도전율이 낮은 냉매인 물을 사용하거나, 혹은, 전기자 권선의 도선에 핀홀이 생기고 있었다고 해도, 권선 고정 프레임에 의해 전기자 권선이 물과 격리되기 때문에, 물에 의한 절연 파괴를 방지할 수 있다. 그리고, 냉매를 물로 함으로써 냉각 능력이 높아지기 때문에, 캔 표면의 온도 상승을 저감할 수 있다.

또, 권선 고정 프레임에 냉매가 스며드는 것에 의한 절연 저항의 열화를 방지할 수 있다.

또, 청구항 2의 발명에 의하면, 냉매의 압력에 의한 가동자에 대향한 공극으로의 캔의 부풀어오름 양이 작아지기 때문에, 냉매 유량을 증가할 수 있어, 청구항 1에 기재된 구성보다도, 캔 표면의 온도 상승을 더 저감할 수 있다.

또, 청구항 3의 발명에 의하면, 절연 저항의 열화를 방지할 수 있어, 청구항 1 이나 청구항 2의 발명과 병용함으로써, 절연 성능의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또, 청구항 4의 발명에 의하면, 캔을 고정하는 수지제 가압판의 표면의 온도 상승을 금속제의 경우보다도 저감할 수 있다.

또, 청구항 5의 발명에 의하면, 캔을 미리 만곡시킨 형상으로 함으로써, 전기자 권선의 냉매에 대한 내절연성이 높고, 냉각 능력이 높은 물을 냉매로서 사용함으로써 캔 표면 온도 상승이 작은 전기자가 얻어져, 이것에 계자 요크를 대향 배치시킴으로써 발열이 없는 캔드·리니어 모터를 얻을 수 있다.

청구항 6의 발명에 의하면, 전기자 권선과 냉매 통로의 사이에 수지층을 다층으로 적층하여 개재시킴으로써, 수지층이 내냉매 절연의 역할을 달성하여, 도전율이 높은 물에 의한 침수 하에서의 절연 저항의 저하를 억제해, 장기간, 절연 파괴를 방지할 수 있다. 또, 수지층을 다층화함으로써, 외측의 수지층이 보호하는 역할을 달성하여, 내측의 수지층의 상처(핀홀)로의 직접적인 침수를 막을 수 있다. 따라서, 제작시에 전기자 권선이나 내측의 수지층에 핀홀이 생기거나, 기계적 스트레스(추력의 반작용), 열적 스트레스(권선의 발열), 고전압 인가가 작용하거나 해도, 핀홀의 균열 진행을 억제해, 절연 신뢰성을 높일 수 있다. 그 결과, 냉각 능력이 높은 냉매인 물을 사용할 수 있어, 리니어 모터 표면의 온도 상승을 저감할 수 있다.

청구항 7의 발명에 의하면, 전기자 권선과 냉매 통로의 사이에 수지층과 금속층을 적층하여 개재시키고 있다. 전기자 권선과 냉매의 사이에 수지층을 개재시킴으로써, 청구항 6에 기재된 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있고, 금속층이 내측으로의 냉매 흡수를 더 차단하기 때문에, 수지층의 냉매 흡수에 의해 일어나는 절연 저항 저하를 없앨 수 있다. 따라서, 청구항 1의 기재에 비해 절연 저항 저하를 없애, 장기간에 걸친 절연 신뢰성을 확보할 수 있다.

청구항 8의 발명에 의하면, 수지층에 유리섬유 또는 탄소섬유를 충전하고 있기 때문에, 수지층의 기계 강도를 높일 수 있다. 수지층과 일체로 된 전기자 권선에 추력의 반작용이 생겼다고 해도, 수지층의 크랙 발생을 방지하여, 크랙 발생부로부터의 냉매 침수에 따른 절연 파괴를 방지할 수 있다.

청구항 9의 발명에 의하면, 금속층을 대단히 얇은 금속박 테이프로 구성하고 있기 때문에, 수지층과 금속층의 적층 두께를 얇게 할 수 있다. 적층 두께가 얇아진 만큼, 냉매 통로의 두께를 늘림으로써, 리니어 모터 표면의 온도 상승을 저감할 수 있다.

청구항 10의 발명에 의하면, 냉매 통로 내에 지주를 설치하고, 캔과 수지층을 지주에 의해 기계적으로 고정하고 있기 때문에, 냉매 유량의 증가에 따른 냉매 통로 내의 압력 상승이 일어났다고 해도, 캔의 변형량을 억제할 수 있다. 따라서, 냉매 유량을 늘릴 수 있어, 리니어 모터 표면의 온도 상승을 더 저감할 수 있다.

청구항 11의 발명에 의하면, 캔을 미리 만곡시키고, 냉매 통로측에 볼록면이 오도록 배치시키고 있기 때문에, 청구항 5의 기재와 동일하게, 냉매 통로 내의 압력이 상승했다고 해도, 캔의 외측으로의 부풀어오름 양을 억제할 수 있다. 따라서, 냉매 유량을 늘려 리니어 모터 표면의 온도 상승을 저감할 수 있다. 또한, 청구항 10에 기재된 것에 비해, 지주 등의 부재를 이용하지 않기 때문에, 제작을 용이하고 저렴하게 할 수 있다.

청구항 12의 발명에 의하면, 청구항 6 내지 11 중 어느 하나의 전기자와 영구자석을 갖는 계자를 대향시키고, 전기자와 계자 중 어느 한쪽을 고정자, 다른 쪽을 가동자로 하고 있기 때문에, 청구항 6 내지 11의 효과를 갖는 리니어 모터를 제공할 수 있다.

청구항 13의 발명에 의하면, 전기자를 구성하는 전기자 권선과 계자를 구성하는 영구자석을 평판형상으로 형성하고 있기 때문에, 청구항 6 내지 11의 효과를 갖는 편평한 리니어 모터를 제공할 수 있다.

청구항 14의 발명에 의하면, 전기자를 구성하는 전기자 권선과 계자를 구성하는 영구자석을 원통형상으로 형성하고 있기 때문에, 청구항 6 내지 11의 효과를 갖는 체적이 작은 리니어 모터를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시하는 캔드·리니어 모터의 전체 사시도,

도 2는 도 1의 A-A선을 따른 캔드·리니어 모터의 정단면도,

도 3은 도 2의 캔을 제거한 고정자 내부의 구조를 도시하는 측면도,

도 4는 도 2의 권선 고정 프레임 표면을 확대한 부분 단면도,

도 5는 모터 리드 결선부를 확대한 부분 단면도,

도 6은 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 캔드·리니어 모터의 고정자의 정단면도,

도 7은 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 캔드·리니어 모터로서, (a)는 그 전체 사시도, (b)는 (a)의 A-A'선을 따라 단면을 1/4로 커트한 정단면도,

도 8은 제3 실시예를 도시하는 도 7(b)에 있어서의 B부 확대도,

도 9는 제4 실시예를 도시하는 도 7(b)에 있어서의 B부 확대도,

도 10은 제5 실시예를 도시하는 도 7(b)에 있어서의 B부 확대도,

도 11은 제6 실시예를 도시하는 도 7(b)에 있어서의 B부 확대도,

도 12는 제7 실시예를 도시하는 도 7(a)의 A-A'선을 따라 단면을 1/4로 커트한 캔드·리니어 모터의 정단면도,

도 13은 제8 실시예를 도시하는 도 7(a)의 A-A'선을 따라 단면을 1/4로 커트한 캔드·리니어 모터의 정단면도,

도 14는 제9 실시예를 도시하는 캔드·리니어 모터의 전체 사시도,

도 15는 도 14의 A-A'선에 따라 단면을 1/4로 커트한 정단면도,

도 16은 종래 기술을 도시하는 캔드·리니어 모터의 전체 사시도,

도 17은 도 16의 A-A선을 따른 캔드·리니어 모터의 정단면도,

도 18은 도 17의 캔을 제거한 고정자 내부의 구조를 도시하는 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1, 10 : 2, 11 : 하우징

3, 3a, 12 : 캔 4, 19 : 권선 고정 프레임

5, 5a, 20 : 냉매 통로 6, 23 : 볼트 나사

13 : 볼트 나사 14 : 가압판

15 : 단자대(端子臺) 16 : 냉매 공급구

17 : 냉매 배출구 18 : 전기자 권선

21 : O링 22 : 권선 고정 프레임 지지부재

24 : 밀봉재 25 : 가동자

26 : 계자 요크 지지부재 27 : 계자 요크

28 : 영구자석 29 : 방수 필름

31 : 모터 리드 32 : 밀봉재

40 : 절연 적층체 41 : 보호 수지층

42 : 접착 수지층 43 : 주 절연 수지층

44 : 몰드 수지층 45 : 금속층

46 : 금속박 테이프 47 : 고강도 절연 수지층

50 : 지주(支柱) 51 : 지주용 O링

52 : 지주 고정용 볼트 53 : 지주 고정용 인서트 너트

54 : 지주용 캔 55 : 만곡 캔

60 : 가동자 61 : 하우징

62 : 캔 63 : 전기자 권선

64 : 단자대 65 : 냉매 공급구

66 : 냉매 배출구 67 : 냉매 통로

68 : 절연 적층체 70 : 고정자

71 : 계자 요크 72 : 영구자석

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 구체적으로 설명한다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시하는 캔드·리니어 모터의 사시도, 도 2는 도 1의 A-A선을 따른 본 발명에 있어서의 캔드·리니어 모터의 정단면도, 도 3은 도 2의 캔을 제외한 고정자의 내부 구조를 도시하는 측면도이다. 또한, 본 발명의 구성 요소가 종래 기술과 같은 것에 대해서는 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략하고, 다른 점만 설명한다. 또, 가동자(25)의 구조는, 종래 기술과 완전히 같다.

도 1∼도 3에 있어서, 1은 고정자, 2는 하우징, 3은 캔, 4는 권선 고정 프레임, 5는 냉매 통로, 6은 볼트 나사, 22는 권선 고정 프레임 지지부재, 24는 밀봉재가다.

본 발명의 특징은 이하와 같다.

즉, 전기자 권선(18)의 양 측면을 길이 방향을 향해 2개의 권선 고정 프레임(4)으로 끼워 넣어지도록 고정하고, 캔(3)과 권선 고정 프레임(4)의 사이에 형성되 는 공간 내에 냉매 통로(5)를 설치한 점이다.

또, 권선 고정 프레임(4)의 냉매 통로측과 하우징(2)의 간극에는, 냉매 통로(5)에 흐르게 하는 냉매가 2개의 권선 고정 프레임(4)으로 끼워 넣어진 전기자 권선(18)에 누출되고, 전기자 권선(18)이 침수하지 않도록 밀봉재(24)를 설치하도록 되어 있다.

또, 전기자 권선(18)의 상하부에는 2개의 권선 고정 프레임(4)의 상하 단부와 하우징(2)의 내주측을 지지 고정하기 위한 권선 고정 프레임 지지 부재(22)가 끼워 넣어져 있다. 상기의 하우징(2)과 권선 고정 프레임 지지부재(22)는 볼트 나사(6)를 하우징(2)에 설치한 통과구멍에 통과시킨 후, 권선 고정 프레임 지지부재(22)의 암나사에 비틀어 넣음으로써 고정된다. 그리고, 상기의 캔(3)과 하우징(2)은 볼트 나사(13)를 캔(3)에 설치한 통과구멍에 통과시킨 후, 하우징(2)의 암나사에 비틀어 넣음으로써 고정되도록 되어 있다. 또한, 통과구멍 및 암나사의 화살표로 나타내는 도시는 생략하고 있다.

또한, 권선 고정 프레임 표면에 대해서는 도 4에 도시하는 바와 같이 되어 있다.

도 4는 도 2의 권선 고정 프레임 표면을 확대한 부분 단면도를 도시하고 있고, 도 4에 있어서, 18은 전기자 권선, 22는 권선 고정 프레임 지지부재, 4는 권선 고정 프레임, 29는 방수 필름이다.

즉, 권선 고정 프레임(4)의 냉매가 접촉하는 표면측에 방수 필름(29)을 부착한 것으로 되어 있다.

또한, 모터 리드 결선부에 대해서는 도 5에 도시하는 바와 같이 되어 있다.

도 5는 모터 리드 결선부를 확대한 부분 단면도이고, 도 5에 있어서, 2는 하우징, 4는 권선 고정 프레임, 18은 전기자 권선, 15는 단자대, 31은 모터 리드, 32는 밀봉재가다.

즉, 전기자 권선(18)을 고정하는 권선 고정 프레임(4)을 결선 기판으로 구성하고, 권선 고정 프레임(4)과 전기자 권선(18)의 모터 리드(31)를 외부로 접속하기 위한 단자대(15)의 사이에 있어서의 공극 부분에, 모터 리드(31)를 덮도록 밀봉재(32)를 충전한 것으로 되어 있다.

그리고, 캔(3)을 고정하는 가압판(14)의 재질을 금속보다도 열 전도율이 작은 수지제로 한 것으로 되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 전기자 권선(18)의 코일 구성은 종래 기술과 같기 때문에, 종래 기술과 동일하게, 본 발명의 캔드·리니어 모터도 가동자(25)와 고정자(1)의 전기적 상대 위치에 따른 소정의 전류를 전기자 권선(18)에 흐르게 함으로써, 영구자석(28)이 만드는 자계와 작용하여 가동자에 추력이 발생한다. 이 때, 냉매가 캔(3)과 권선 고정 프레임(4)의 사이에 설치된 냉매 통로(5)를 흘러, 발열하는 전기자 권선(18)을 냉각한다.

따라서, 본 발명의 제1 실시예는, 전기자 권선(18)의 양 측면을 길이 방향을 향해 2개의 권선 고정 프레임(4)으로 끼워 넣어지도록 고정하고, 캔(3)과 권선 고정 프레임(4)의 사이에 형성되는 공간 내에 냉매 통로(5)를 설치한 구성, 또, 권선 고정 프레임(4)의 냉매 통로측과 하우징(2)의 간극에 밀봉재(24)를 설치한 구성으 로 하였기 때문에, 종래 기술에서 문제로 되어 있었던 냉매와 전기자 권선(18)의 접촉을 없앨 수 있다. 요컨대, 도전율이 낮은 냉매인 물을 사용했다고 해도, 권선 고정 프레임(4)과 밀봉재(24)에 의해 전기자 권선(18)이 물과 격리되기 때문에, 전기자 권선(18)의 절연 파괴를 방지할 수 있다. 그리고, 냉매를 물로 함으로써 냉각 능력이 높아지기 때문에, 캔(3)의 표면의 온도 상승을 저감할 수 있다.

또, 권선 고정 프레임(4)의 냉매가 접촉하는 표면측에 방수 필름(29)을 부착하는 구성으로 하였기 때문에, 권선 고정 프레임에 냉매가 스며드는 것에 의한 절연 저항의 열화를 방지할 수 있다.

또, 전기자 권선(18)과 이 전기자 권선(18)의 모터 리드를 외부로 접속하기 위한 단자대(15)의 사이에 있어서의 공극 부분에 모터 리드(3)를 덮도록 밀봉재(32)를 충전하는 구성으로 하였기 때문에, 절연 저항의 열화를 방지하여 절연 성능의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또, 캔을 고정하는 가압판의 재질을 금속보다도 열 전도율이 작은 수지제로 함으로써, 캔을 고정하는 수지제 가압판의 표면의 온도 상승을 금속제의 경우보다도 저감할 수 있다.

실시예 2

다음에 본 발명의 제2 실시예에 대해 설명한다.

도 6은, 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 캔드·리니어 모터의 고정자의 정단면도이다.

제2 실시예가 제1 실시예와 다른 점은, 제1 실시예의 캔(3)이 직선형상의 판 인 것에 반해, 캔을 미리 만곡시키고, 캔의 만곡한 볼록면끼리를 서로 권선 고정 프레임(4)에 대향하도록 배치한 것이다. 도 6에 있어서, 3a는 미리 만곡시킨 캔, 5a는 만곡한 캔(3a)과 권선 고정 프레임(4)의 사이의 공간부에 형성된 냉매 통로를 나타내고 있다. 즉, 캔(3a)은, 냉매 통로(5a)에 냉매가 흐르고 있지 않을 때, 그 중앙부가 권선 고정 프레임(4)측에 대해서 약간 접촉하지 않을 정도로 만곡한 형상으로 형성되어 있다. 냉매 통로(5a)에 냉매가 흐르면, 캔(3a)은 그 냉매에 의한 압력에 의해 중앙부가 외측(권선 고정 프레임(4)과 반대측)으로 돌출되도록 변형된다.

따라서, 이와 같이 캔(3a)을 미리 만곡시킨 형상으로 하였기 때문에, 제1 실시예를 능가하는 효과로서, 냉매의 유량에 의한 가동자에 대향하는 공극으로의 캔 변형을 억제할 수 있다. 또, 제1 실시예보다도 냉매 유량을 증가할 수 있어, 온도 상승을 보다 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 이상의 실시예에서는, 고정자에 전기자 권선, 가동자에 계자로 한 영구자석을 갖는 구조로 설명하였지만, 고정자에 영구자석, 가동자에 전기자 권선을 갖는 반대의 구조로 해도 된다.

또, 가동자의 형상을 口자형으로 하였지만, 오목형이나 한쪽 편에 영구자석을 나열하는 것만의 구조로 해도, 본 발명이 성립되는 것은 말할 필요도 없다.

실시예 3

도 7은 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 캔드·리니어 모터로서, (a)는 그 전체 사시도, (b)는 (a)의 A-A'선을 따라 단면을 1/4로 커트한 정단면도이다.

본 발명의 구성 요소가 종래 기술과 같은 것에 대해서는, 동일 부호를 붙여 설명한다.

도면에 있어서, 40이 수지층을 다층화하여 구성한 절연 적층체이다. 본 발명의 가동자(25)의 구조는, 종래 기술과 완전히 같다. 한편, 고정자(1)는, 내부를 중공으로 하는 口자형의 금속제의 하우징(2)과, 하우징(2)의 중공 부분을 덮기 위해 하우징(2)의 외형을 본뜬 판형상의 캔(3)과, 캔(3)을 하우징(2)에 고정하기 위한 캔 고정용 볼트(13)와, 캔 고정용 볼트(13)의 통과구멍을 갖고 캔(3)을 균등한 하중으로 누르기 위한 가압판(14)과, 하우징(2)의 중공 내에 배치된 3상의 전기자 권선(18) 및 절연 적층체(40)와, 하우징(2)의 중공부보다 조금 크게 본떠진 O링(21)에 의해 구성되어 있다. 캔(3)의 재질은 수지제이며, 예를 들면 열 경화성 수지의 에폭시 수지나 열 가소성 수지의 폴리페닐렌 설파이드(PPS)를 사용하고 있다. 하우징(2)의 중공부의 형상은, 전기자 권선(18)의 외주를 둘러싸도록 본떠져 있다. 전기자 권선(18)과 일체가 된 권선 고정부(도시하지 않음)는, 하우징(2)의 중공 내에 배치되고, 권선 고정부와 하우징(2)이 볼트에 의해 고정되어 있다. 하우징(2)의 표리의 가장자리에는 둘레를 빙 둘러 홈이 설치되어 있고, 거기에 O링(21)이 배치되어 있다. 그리고, 캔(3)이 하우징(2)의 표리에 배치되어 있다. 캔(3) 상에서 하우징(2)의 가장자리를 따라 가압판(14)이 깔리고, 캔 고정용 볼트(13)로 단단히 조여져, 캔(3)과 하우징(2)은 고정되어 있다. 전기자 권선(18)은, 복수의 집중권 코일을 3상분 준비한 것으로 구성되어 있고, 절연 적층체(40)와 일체로 수지 몰드되어 있다. 전기자 권선(18)으로의 전력 공급은, 하우징(2)에 장착된 단자대(15) 로부터 행해진다. 단자대(15)와 전기자 권선(18)은 리드선(도시하지 않음)으로 각각 전기적으로 접속되어 있다. 또, 냉매는 하우징(2)에 설치한 냉매 공급구(16)로부터 공급되고, 냉매 배출구(17)로부터 배출된다. 그 사이에, 냉매는 절연 적층체(40)과 캔(3)의 사이에 있는 냉매 통로(5)를 흘러, 발열하는 전기자 권선(18)을 냉각한다.

도 8은 제3 실시예를 도시하는 도 7(b)에 있어서의 B부 확대도이다.

도면에 있어서, 41이 보호 수지층, 42가 접착 수지층, 43이 주 절연 수지층, 44가 몰드 수지층이다. 절연 적층체(40)는 냉매 통로(5)측으로부터 보호 수지층(41), 접착 수지층(42), 주 절연 수지층(43), 몰드 수지층(44)을 적층하여 구성한 것이다. 보호 수지층(41)은 주 절연 수지층(43)측으로의 냉매의 흡수를 억제하는 동시에 주 절연 수지층(43)을 보호하는 역할이 있다. 따라서, 보호 수지층(41)에는, 흡수율이 작고 두께가 얇아도 파단되는 일이 없는 폴리이미드 수지나 나일론 수지 등을 사용하고 있다. 접착 수지층(42)은 보호 수지층(41)과 주 절연 수지층(43)을 접착 또는 점착하는 역할이 있다. 따라서, 접착 수지층(42)에는, 에폭시계, 실리콘계, 아크릴계의 접착제나 점착제를 사용하고 있다. 주 절연 수지층(43)은 냉매의 흡수를 억제해, 내냉매 절연을 확보하는 동시에, 전기자 권선(18)의 발열에 의한 온도 상승시에 있어서도 연화하지 않고 절연성을 장기 확보하는 역할이 있다. 따라서, 주 절연 수지층(43)에는, 흡수율이 작고 절연 저항이 높은 수지재인 에폭시 수지나 폴리에틸렌 수지를 사용하고 있다. 몰드 수지층(44)은 전기자 권선(18)과 주 절연 수지층(42)을 일체로 고착하는 역할이 있기 때문에, 몰드재로 서 일반적으로 이용되는 에폭시 수지를 사용하고 있다.

본 발명이 특허 문헌 1과 다른 부분은, 고정자의 내부에 있는 전기자 권선과 냉매간에 수지층을 다층화하여 구성한 절연 적층체를 구비한 부분이다.

이러한 구성에 의해, 전기자 권선의 도선 피복에 핀홀이 있었다고 해도, 또, 추력의 반작용이나 전기자 권선의 발열, 고전압 인가가 있었다고 해도, 다층의 수지층이 내냉매 절연의 역할을 달성하여, 도전율이 높은 물에 의한 침수 하에 있어서도 절연 저항의 저하를 억제해, 장기간, 절연 파괴를 방지할 수 있다. 또, 보호 수지층이 주 절연 수지층을 보호하기 때문에, 제작시에 주 절연 수지층에 상처(핀홀)가 생겼다고 해도 보호 수지층이 핀홀 개소로의 직접적인 침수를 막을 수 있어, 핀홀의 균열 진행을 억제해, 장기 절연 신뢰성을 확보할 수 있다. 그 결과, 냉각 능력이 높은 냉매인 물을 사용하여, 리니어 모터 표면의 온도 상승을 저감할 수 있다.

실시예 4

다음에 본 발명의 제4 실시예에 대해 설명한다.

도 9는 제4 실시예를 도시하는 도 7(b)에 있어서의 B부 확대도이다. 도면에 있어서, 125가 금속층이다. 제4 실시예가 제3 실시예와 다른 점은, 절연 적층체(40)의 보호 수지층(41)을 금속층(45)으로 치환한 것이다. 금속층(45)은 제3 실시예에서 사용한 보호 수지층(41)과 동일하게, 주 절연 수지층(43)을 보호하는 역할 외에, 주 절연 수지층(43)으로의 냉매의 흡수를 차단하는 역할이 있다. 따라서, 금속층(45)에는 두께가 얇은 스테인레스, 규소 강판 등을 사용하고 있다.

이러한 구성에 의해, 제3 실시예와 동일하게, 도전율이 높은 물에 의한 침수 하에 있어서도 장기간, 절연 파괴를 방지할 수 있다. 또한, 금속층이 내측으로의 냉매의 흡수를 차단하기 때문에, 주 절연 수지층의 흡수에 의한 절연 저항 저하를 없앨 수 있다. 그 결과, 냉매에 도전율이 높은 물을 사용했다고 해도, 전기자 권선의 절연 저항 저하나 절연 파괴를 전혀 일으키지 않고, 리니어 모터 표면의 온도 상승을 저감할 수 있다.

실시예 5

다음에 본 발명의 제5 실시예에 대해 설명한다.

도 10은 제5 실시예를 도시하는 도 7(b)에 있어서의 B부 확대도이다. 도면에 있어서, 46이 금속박 테이프이다. 제5 실시예가 제3 실시예와 다른 점은, 금속층(45)과 접착 수지층(42)을 금속박 테이프(46)로 치환한 것이다. 금속박 테이프(46)는, 두께가 얇은 금속박의 한쪽 면에 접착제 또는 점착제가 설치된 것이다.

이러한 구성에 의해, 금속층과 접착 수지층이 대단히 얇은 금속박 테이프로 치환되어, 절연 적층체의 두께를 줄이고, 냉매 통로의 두께를 늘림으로써, 리니어 모터 표면의 온도 상승을 더 저감할 수 있다.

실시예 6

다음에 본 발명의 제6 실시예에 대해 설명한다.

도 11은 제6 실시예를 도시하는 도 7(b)에 있어서의 B부 확대도이다. 도면에 있어서, 47이 고강도 절연 수지층이다. 제6 실시예가 제3 실시예∼제5 실시예와 다른 점은, 주 절연 수지층(43)에 유리섬유 또는 탄소섬유를 충전시킨 고강도 절연 수지층(47)으로 치환한 것이다.

이러한 구성에 의해, 절연 적층체의 기계 강도를 높일 수 있기 때문에, 전기자 권선에 추력의 반작용이나 발열이 생겼다고 해도 절연 적층체의 크랙 발생을 방지하여, 크랙부의 침수에 따른 절연 파괴를 방지할 수 있다. 따라서, 제3 실시예∼제5 실시예보다도 기계적 스트레스나 열적 스트레스에 대해, 보다 절연 신뢰성을 높일 수 있다.

실시예 7

다음에 본 발명의 제7 실시예에 대해 설명한다.

도 12는 제7 실시예를 도시하는 도 7(a)의 A-A'선을 따라 단면을 1/4로 커트한 캔드·리니어 모터의 정단면도이다.

도면에 있어서, 50이 지주, 51이 지주용 O링, 52가 지주 고정용 볼트, 53이 지주 고정용 인서트 너트, 54가 지주용 캔이다. 제7 실시예가 제3 실시예∼제6 실시예와 다른 점은, 냉매 통로(5) 내에 지주(50)를 설치한 것이다. 지주(50)는 주 절연 수지층(43) 또는 고강도 절연 수지층(47)과 일체로 형성되어 있고, 지주(50)의 선단에 지주용 O링(51)이 놓여지는 동시에 지주 고정용 인서트 너트(53)가 매설되어, 지주용 고정 볼트(52)에 의해 지주용 캔(54)과 기계적으로 체결되어 있다.

이러한 구성에 의해, 냉매 유량의 증가에 따른 냉매 통로 내의 압력 상승이 일어났다고 해도, 캔의 변형량을 억제할 수 있다. 따라서, 냉매 유량을 늘릴 수 있고, 리니어 모터 표면의 온도 상승을 더 저감할 수 있다.

실시예 8

다음에 본 발명의 제8 실시예에 대해 설명한다.

도 13은 제8 실시예를 도시하는 도 7(a)의 A-A'선을 따라 단면을 1/4로 커트한 캔드·리니어 모터의 정단면도이다. 도면에 있어서, 55가 만곡 캔이다. 제8 실시예가 제7 실시예와 다른 점은, 냉매 통로(5) 내에 설치되어 있었던 지주(50)를 제거하여, 미리 V자형으로 만곡시킨 캔(55)을 냉매 통로(5)측에 볼록면이 오도록 배치시킨 것이다.

이러한 구성에 의해, 제7 실시예와 동일하게, 냉매 통로 내의 압력이 상승했다고 해도, 캔의 외측으로의 부풀어오름 양을 억제할 수 있다. 따라서, 냉매 유량을 늘려 리니어 모터 표면의 온도 상승을 저감할 수 있다. 또한, 청구항 5에 기재된 것에 비해 지주 등의 부재를 이용하지 않기 때문에, 제작을 용이하고 저렴하게 할 수 있다.

실시예 9

다음에 본 발명의 제9 실시예에 대해 설명한다.

도 14는 제9 실시예를 도시하는 캔드·리니어 모터의 전체 사시도이다. 도 15는 도 14의 A-A'선을 따라 단면을 1/4로 커트한 정단면도이다.

도면에 있어서, 60이 가동자, 61이 하우징, 62가 캔, 63이 전기자 권선, 64가 단자대, 65가 냉매 공급구, 66이 냉매 배출구, 67이 냉매 통로, 68이 절연 적층체, 70이 고정자, 71이 계자 요크, 72가 영구자석이다. 고정자(70)는, 스트로크 방향으로 긴 원주형상의 계자 요크(71)의 외주에 다극을 구성하는 복수의 영구자석(72)이 배치되어 있다. 한편, 가동자(60)는 중간에 전기자 권선(63)이 배치되고, 그 내외주에 절연 적층체(68), 냉매 통로(67), 캔(62)이 설치되어 있다. 여기에서, 하우징(61)과 캔(62)에는 스테인레스가 사용되고, 이것들은 용접에 의해 접합되어 있다. 또, 전기자 권선(63)은 권선 고정부(도시하지 않음)와 일체로 몰드되어 하우징(61)과 볼트에 의해 고정되어 있다. 냉매는 한쪽의 하우징(61)에 설치된 냉매 공급구(65)로부터 공급되어, 하우징(61) 내부의 관로를 통해 냉매 통로(67)에 흐르고, 그 후, 다른 쪽의 하우징(61) 내의 관로를 지나 냉매 배출구(66)로부터 배출된다. 가동자(60)는, 그 중공 공간 내에 고정자(70)가 삽입되고, 도시하지 않은 리니어 가이드나 정압 안내 베어링 등에 의해 지지되어 있다. 이러한 구성에 있어서, 소정의 전류를 전기자 권선(63)에 흐르게 함으로써 영구자석(72)이 만드는 자계와의 작용에 의해 가동자(60)에 추력이 발생하여, 가동자(60)는 화살표로 나타내는 진행 방향으로 이동한다. 그 때 전기자 권선에 생기는 발열은 그 표면을 지나는 냉매에 의해 회수되어, 캔 표면의 온도 상승을 대단히 작은 것으로 하고 있다.

또, 도 15에 있어서의 B부를 확대한 것은 제3 실시예∼제6 실시예와 동일한 구조이며, 도 8에서 11에 도시되는 것을 원호로 형성한 것과 동일하다. 이와 같이, 제9 실시예가 제3 실시예∼제8 실시예와 다른 점은, 전기자 권선과 영구자석을 원통형으로 형성한 것이다.

이러한 구성에 의해, 제3 실시예∼제6 실시예와 동일하게, 냉각 능력이 높은 물을 냉매로서 사용할 수 있어, 리니어 모터 표면의 온도 상승을 저감할 수 있다. 또한, 제3 실시예∼제8 실시예에서는 전기자를 구성하는 전기자 권선과 계자를 구성하는 영구자석을 평판형상으로 형성하여, 편평한 캔드·리니어 모터로 하고 있었 지만, 제9 실시예에서는 원통형으로 함으로써, 전기자 권선의 코일 엔드부를 배제할 수 있어, 체적이 작은 캔드·리니어 모터를 제공할 수 있다.

또한, 제1 실시예∼제8 실시예에서는 고정자에 전기자 권선, 가동자에 계자 영구자석을 갖는 구조로 하고, 제9 실시예에서는 가동자에 전기자 권선, 고정자에 계자 영구자석을 갖는 구조로 하여 설명하였지만, 그것이 반대의 구조여도 된다. 또, 제3 실시예∼제8 실시예에서는 가동자의 형상을 口자형으로 하였지만, 오목형이나 한쪽 편에 영구자석을 나열한 것만의 구조로 해도, 본 발명이 성립되는 것은 말할 필요도 없다. 또, 전기자 권선을 복수의 집중권 코일로 구성되는 3상의 교류 리니어 모터로서 설명하였지만, 집중권 코일을 1개 설치한, 이른바 보이스 코일 모터(VCM)로 하거나, 복수대의 가동자와 복수개의 집중권 코일을 설치한 다자유도 동작하는 VCM로 해도 된다. 또, 전기자 권선을 하우징에 고정하기 위한 부재인 권선 고정부(도시 없음)를 이용하여 설명하였지만, 권선 고정부를 주 절연 수지층이나 고 강도 수지층과 일체로 형성해도 된다. 또한, 지주와 주 절연 수지층이나 고 강도 수지층을 일체로 형성한 것으로 설명하였지만, 지주를 이들 수지층과 별개로 하거나, 지주와 캔을 일체로 형성하거나 해도, 동일한 효과가 얻어지는 것은 말할 필요도 없다. 또, 만곡 캔을 V자형으로 형성한 것으로 설명하였지만, 보울형상으로 하거나, 오목형상(계단형상)으로 해도 동일한 효과가 얻어지는 말할 필요도 없다.

본 발명은, 전기자 권선과 냉매의 사이에 다층의 수지층이나 금속층을 개재시켜 구성함으로써, 도전율이 높은 물을 냉매로서 사용해도, 절연 저항 저하나 절 연 파괴가 일어나지 않고 리니어 모터 표면의 온도 상승을 저감할 수 있다. 따라서, 온도 상승이 대단히 작고 장기 절연 신뢰성이 요구되는 반도체 노광 장치나 검사 장치 등의 용도에 적용할 수 있다.

Claims (14)

1. 평판형상으로 성형된 복수의 코일군으로 이루어지는 전기자 권선과, 상기 전기자 권선을 액자형상으로 둘러싸도록 설치한 금속제의 하우징과, 상기 하우징의 양 개구부를 밀폐하는 캔을 구비한 캔드·리니어 모터 전기자에 있어서,

   상기 전기자 권선의 양 측면을 길이 방향을 향해 끼워 넣어지도록 고정하여 이루어지는 2개의 권선 고정 프레임과,

   상기 캔과 상기 권선 고정 프레임의 사이에 형성되는 공간 내에 설치한 냉매 통로와,

   상기 권선 고정 프레임의 냉매 통로측과 상기 하우징의 간극에 설치한 밀봉재와,

   상기 권선 고정 프레임의 냉매가 접촉하는 표면측에 부착한 방수 필름을 구비한 것을 특징으로 하는 캔드·리니어 모터 전기자.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 캔을 미리 만곡시키고, 상기 캔의 만곡한 볼록면끼리를 서로 상기 권선 고정 프레임에 대향하도록 배치한 것을 특징으로 하는 캔드·리니어 모터 전기자.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 전기자 권선을 고정하는 상기 권선 고정 프레임을 결선 기판으로 구성하고, 상기 권선 고정 프레임과 상기 전기자 권선의 모 터 리드를 외부로 접속하기 위한 단자대의 사이에서의 공극 부분에 상기 모터 리드를 덮도록 제2 밀봉재를 충전한 것을 특징으로 하는 캔드·리니어 모터 전기자.
4. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 캔을 고정하는 가압판을 수지제로 한 것을 특징으로 하는 캔드·리니어 모터 전기자.
5. 청구항 1 내지 청구항 4에 기재된 캔드·리니어 모터 전기자와, 상기 전기자와 자기적 공극을 통해 대향 배치되는 동시에 교대로 극성이 다른 복수의 영구자석을 서로 이웃하게 나열하여 배치한 계자 요크를 구비하고, 상기 전기자와 상기 계자 요크 중 어느 한쪽을 고정자로, 다른 쪽을 가동자로 하여, 상기 계자 요크와 상기 전기자를 상대적으로 주행하도록 한 것을 특징으로 하는 캔드·리니어 모터.
6. 복수의 코일군으로 이루어지는 전기자 권선과, 상기 전기자 권선의 한쪽 면 또는 양면에 설치된 캔과, 상기 전기자 권선과 상기 캔의 사이에 형성된 냉매 통로를 구비한 캔드·리니어 모터 전기자에 있어서,

   상기 전기자 권선과 상기 냉매 통로의 사이에 수지층을 다층으로 적층하여 이루어지는 절연 적층체를 개재시킨 것을 특징으로 하는 캔드·리니어 모터 전기자.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 절연 적층체를 구성하는 수지층에 금속층을 적층시 킨 것을 특징으로 하는 캔드·리니어 모터 전기자.
8. 청구항 6 또는 7에 있어서, 상기 수지층은, 유리섬유 또는 탄소섬유를 충전한 것을 특징으로 하는 캔드·리니어 모터 전기자.
9. 청구항 7에 있어서, 상기 금속층은, 금속박에 접착제 또는 점착제를 갖는 금속박 테이프로 구성한 것을 특징으로 하는 캔드·리니어 모터 전기자.
10. 청구항 6에 있어서, 상기 냉매 통로 내에 지주(支柱)를 설치하고, 상기 캔과 상기 수지층을 상기 지주에 의해 고정한 것을 특징으로 하는 캔드·리니어 모터 전기자.
11. 청구항 6에 있어서, 상기 캔을 미리 만곡시키고, 상기 캔의 만곡한 볼록면을 상기 냉매 통로측을 향해 배치한 것을 특징으로 하는 캔드·리니어 모터 전기자.
12. 청구항 6 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 캔드·리니어 모터 전기자와, 상기 전기자와 자기적 공극을 통해 대향 배치되는 동시에 교대로 극성이 다른 복수의 영구자석을 서로 이웃하게 나열하여 배치한 계자를 구비하고, 상기 전기자와 상기 계자 중 어느 한쪽을 고정자로, 다른 쪽을 가동자로 하여, 상기 계자와 상기 전기자를 상대적으로 주행하도록 한 것을 특징으로 하는 캔드·리니어 모터.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 전기자와 상기 계자를 평판형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 캔드·리니어 모터.
14. 청구항 12에 있어서, 상기 전기자와 상기 계자를 원통형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 캔드·리니어 모터.

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