WO2006011614A1 - 直線又は曲線移動式モータ及びその放熱器 - Google Patents

Abstract

直線又は曲線移動式モータの可動子および搬送部材の熱変形をなくすための直線又は曲線移動式モータ用放熱器及びそれを用いた高精度で信頼性の高い直線又は曲線移動式モータを提供することを目的とし、界磁ヨークに沿って交互に磁極が異なる複数の永久磁石を配置した界磁極と、前記界磁極と磁気的空隙を介して配置されると共にコアに単数もしくは複数のコイルを巻装してなる電機子と、前記界磁極を固定子に、前記電機子を可動子として、前記可動子を前記固定子の長手方向に沿って相対的に移動するようにした直線又は曲線移動式モータにおいて、前記可動子のコイル表面には、磁気的空隙を介して対向する面に平行に、内部に作動液を流通させるための細孔を有した薄型のプレート状ヒートパイプが密接されて吸熱部を構成し、前記薄型のプレート状ヒートパイプの端部もしくは一部を前記磁気的空隙より突出させ放熱部として構成した。

Description

直線又は曲線移動式モータ及びその放熱器 技術分野

本発明は、 工作機や半導体製造装置の搬送用に用いられる固定子と し ての界磁極と可動子と しての電機子が相対的に移動するよ う に した直線 又は曲線移動式モータ及びその可動子放熱構造に関する。 背景技術

従来 、 工作機や半導体製造装置の搬送用に用いられる界磁極を固定子 と して 、 電機子を可動子と して相対的に移動する よ う に した直線移動式 モ ―タ と しては、 図 9 のよ う なものがある。 図 9 は従来の直線移動式モ 一タの正断面図である。 こ こ では、 電機子を可動子とするムー ビングコ ィル型直線移動式モータの例を用いて説明する。 図 9 の直線移動式モー タ におレ、て、 2 5 2 は固定子、 2 5 5 は可動子、 2 5 0 は一対の対向 し て固定された平板状の界磁ヨーク 、 2 5 1 は界磁ヨーク 2 5 0上に沿つ て (紙面と垂直方向） 交互に磁極が異なる よ う に複数配設した永久磁石 であつて 、 界磁ヨーク 2 5 0 と永久磁石 2 5 1 とからなる界磁極で固定 子 2 5 2 を構成 している。 2 5 5 は永久磁石 2 5 1 と磁気的空隙を介し て対向 して設け られた多数のコィノレ 2 5 3 が設け られたフ レ ー ム 2 5 4 を備えた可動子である。 コイル 2 5 3 は、 図示 しない樹脂モール ドで固 着してお り 、 フ レー ム 2 5 4 と コィノレ 2 5 3 と は電機子を構成している。 またフ レーム 2 5 4 は負荷を搭載するための搬送部材を固定する こ と も でさ る し 、 搬送部材そのものとする こ と もでき る。 界磁ヨーク 2 5 0の 底面と側面にはパイ プ 2 6 0、 2 5 6 が配置されている。パイ プ 2 6 0， 2 5 6 は図示 していない送風機に接続されてお り 、 パイ プ内を空気が 流れる よ う になつている。 界磁ヨーク 2 5 0 には可動子 2 5 5 と 固定 子 2 5 2 の間の空隙とパイ プ 2 6 0 とが連通するための通気口 2 5 7 が 空いてお り 、 前記空隙にパイ プ内を流れる空気が流入する よ う になつて いる。 また、 界磁ヨーク 2 5 0 と永久磁石 2 5 1 には可動子 2 5 5 と 固 定子 2 5 2 の間の空隙とパイ プ 2 5 6 と が連通するための通気口 2 5 8 が空いてお り 、 前記空隙にパイ プ内を流れる空気が流入する よ う になつ ている。このよ う な構成にする こ と によ り 、直線移動式モータにおいて、 モータの推力を上げるために、 電源から コイル 2 5 3 に駆動電流を供給 し続け、 コイル 2 5 3 の内部抵抗の增大によ り 温度が上昇して発熱量が 増加する際の可動子の熱を放熱する方法が開示されている。（特開 2 0 0 0 — 3 4 1 9 1 1 号公報）

と こ ろが前記従来技術では、 コイルを送風によ り 放熱しているだけ なので、 長時間モータ を連続駆動した場合や、 モータ に高負荷がかか つた場合には十分に放熱をする こ と ができず、 依然と してコイ ルの内 部抵抗の増大によ り 温度が上昇して発熱量が増加 し、 フ レームを介し て フ レームも し く はフ レームの上部に固定された搬送部材に伝熱 し、 フ レームおよび搬送部材の熱変形を生 じ させる と い う 問題は解消 さ れなかった。 特に、 フ レームの永久磁石に面 した部分では、 時間の経 過に伴い、 コ イ ルの温度が上昇していく に したがって、 長手方向に向 かって生じる熱変形によ る反 り が大き く なる。 また、 直線又は曲線移 動式モータ のコィノレの発熱が大きいと 、 フ レームの永久磁石の磁石列 と対向する方向の変形も大き く な り 、 コイルと永久磁石間の磁気的空 隙が変動を起こ した り する。 その結果、 直線移動式モータ の走行性能 を悪化させ、 位置決め精度の誤差を生 じる こ と から、 高精度な位置決 めを実現する こ と が困難であった。 また、 磁気的空隙が変動を起こす ため、 熱的な変形が無く ても空隙の変動のある曲線移動でき るモー タ を提供する こ と も困難であった。

本発明は、 上記問題を解決するためになされたものであ り 、 フ レー ムおよび搬送部材の熱変形をほ と んどな く すこ と のでき る直線又は 曲線移動式モ一タ用放熱器及びこれを用いた高精度で しかも信頼性 の高い直線又は曲線移動式モータ を提供する こ と を 目 的とする。 発明の開示

上記問題を解決するため、 請求項 1 の本発明は、 界磁ヨーク に沿って 交互に磁極が異なる複数の永久磁石を配置した界磁極と、 前記界磁極と 磁気的空隙を介 して配置される と共に単数も しく は複数のコイルを卷装 してなる電機子と、前記界磁極を固定子に、前記電機子を可動子と して、 前記可動子を前記固定子の長手方向に沿って相対的に移動するよ う に し た直線又は曲線移動式モ一タに用いるための放熱器と して、 前記可動子 のコイル表面に、 内部に作動液を流通させるための細孔を有した薄型の プレー ト状ヒ ー トパイ プが密接されて吸熱部を構成し、 前記薄型のプレ 一ト状ヒ ー トパイ プの端部も しく は一部を前記電機子を含む直線又は曲 線移動式モータ よ り 突出させ放熱部と して構成したものである。 永久磁 石と コイ ルは平面状に並列に配置し、 永久磁石と コイ ルを空隙を介 して 対向 して配置 して リ ニアモータ を構成しても よレヽ し、 永久磁石を円柱状 (円筒状） に し、 コイルを該円柱状の永久磁石の周 り に空隙を介 して同 心円 と なる よ う に円筒状に巻きまわして リ ニアモータ を構成しても よレ、。 また、 逆に円柱状 （円筒状） に卷き まわしたコイ ルの周 り を空隙を介 し て覆 う よ う に円筒状の永久磁石を同心円状に配置して リ ニァモータ を構 成しても よい。 電機子のコイルを卷きまわされる フ レームのコア部分は 非磁性体も し く は空洞とすれば、 界磁極と コア と の間で引力が働かない ので固定子と可動子との間に横方向の力が働く こ と による接触を抑え る事もできる。 また、 コアを空洞と した場合は該空洞内に配線を通す こ と もでき、 配線の配置空間が不 ^と でき る。 さ らに固定子の永久磁石 をコィノレと してもよい また、 刖記直線又は曲線移動式モ ―タ よ り 突出 させ薄型のプレー ト状ヒー トパイ プは 、 可動子の進行方向に対して垂直 な方向に突出させる こ と によ り 、 可動子の進行方向に突出'させる場合と 比較して、 放熱部を構成する空間の'自 由度が大さ く とれる また 、 放熱 部を前後に突出させた場合と比べて、 発熱コィルから放熱部までのプレ

― ト状ヒ ー トパイ プの 移送距離を短 < でき る ので移送部の途中で放熱 部へ移送する間に逃げる熱量を少なく でき る。 また 、 般に可動子のコ ィル部分は進行方向に垂直な面よ り ち進行方向に沿つた面のほラ が面積 が大き いので、 該面積の大きな側面を吸熱部と して 、 吸 pA部から最短距 離の軸に対して放射方向ヘプレ一 ト状ヒー トパィ プで熱を移送し 、 軸に 対して放射方向で放熱部を構成するのが直線又は曲線移動式モ一タの放 熱器と しては放熱効率を上げるには最 である

請求項 1 にかかる発明によれば、 可動子には固定子である永久磁 石の磁石列 と 対向する面に薄型のプ レー ト状 ヒ ー ト パイ プを密着さ せ、 プレー ト状ヒ ー トパイ プの受熱部を可動子の表面に、 放熱部を固 定子と可動子の間の空隙から外に突出させたので、 例えば、 可動子を 高推力で移動 させる場合に可動子コ イ ルで発生する熱を簡易な構造 でプレー ト状 ヒ ー トパイ プによ って効率的に放熱する こ と ができ る。

請求項 2 の発明は、 界磁ヨーク に沿って交互に磁極が異なる複数 の永久磁石を配置 した界磁極と 、 前記界磁極と磁気的空隙を介 して配 置される と共に単数も し く は複数のコイルを卷装 してなる電機子と 、 前記界磁極を固定子に、 前記電機子を可動子と して、 前記可動子を前 記固定子の長手方向に沿って相対的に移動する よ う に した直線又は 曲線移動式モータ において、 前記可動子のコイル表面には、 内部に 作動液を流通させるための細孔を有 した薄型のプ レー ト状 ヒ ー ト ノ イ ブが密接されて吸熱部を構成し、 前記薄型のプレー ト状ヒ トパ ィ プの端部も し く は一部を前記電機子よ り 突出 させ放熱部と して構 成したものである。 界磁極のコイルと電機子のコイルは平面状に並べ て配置し、 界磁極と電機子を空隙を介 して対抗して配置して リ 二ァモ 一タ を構成しても よい し、 界磁極のコイルを円筒状に し、 電機子のコ ィルを該円筒状の柱状の界磁極の周 り に円筒状に卷きまわ し、 界磁極 と電機子を空隙を介 して同心状に配置 して リ ニァモータ を構成 して ち よい。 また、 逆に円柱状 （円筒状） に卷き まわ した電機子の ィノレ の周 り を同心円状に覆 う よ う に界磁極のコイルを配置し、 界磁極と電 機子を空隙を介 して同心状に配置 して リ ニアモータ を構成 して も よ レ、 。 電機子のコイルを卷き まわされる フ レー ム のコア部分は非磁性体 ち し く は空洞とすれば、 界磁極と コア と の間で引力が働かないので固 疋子と可動子と の間の接触を抑える事もでき る。 また、 コアを 一洞と した場合は該空洞内に配線を通すこ と もでき、 配線の配置空間が不要 と でき る。 また、 放熱器を直線又は曲線移動式モータ に一体的に組み 込み樹脂モール ド等を しておけば、 装置への組み込みも容易に行える さ らに、 放熱部を装置の無駄になっている空間に配置すれば、 装置の 大型化をする こ と なく 直線又は曲線移動式モータ を配置でき る

請求項 2 にかかる発明によれば、 直線又は曲線移動式モ一タ を構 成 した場合、 コイルと永久磁石間の磁気的空隙が熱によ る変形によ り 変動を起こすこ とや、 可動子や固定子が熱膨張によ り 変形する と を 抑える こ と ができ 、 高精度位置決め可能な直線又は曲線移動式モ一タ を提供する こ と ができ る。

請求項 3 の発明は、 前記前記薄型のプレー ト状ヒ ー トパイ プの放 熱部に放熱手段を設けたものである。 放熱手段と してはフ ァ ンも し く はフ ァ ン付き フ ィ ンやヒー ト シンク を用レ、る こ と ができ るが、 動 力を必要と しないフィ ンゃヒー ト シンク のみを用いるのがよレ、。 可動 子が動 く こ と によ り 、 フィ ンゃヒー ト シンク 内への空気の強制的な流 れがでさ るため、 フィ ンゃヒー ト シンク だけでも十分な放熱効率を得 る こ と ができ る。 また、 フ ィ ンやヒ ー ト シンクは可動子の進行方向の 面を大さ く しなおかつ空気が流れ易い構造とすれば放熱効率は上が る 例えば板状のフィ ンゃヒー ト シンク を用いた場合、 進行方向に対 して斜めになる よ う に配置する と 良い。

冃求項 3 にかかる発明によれば、 可動子と共に動く 放熱部にフ ィ ンを直接密着する こ とや、 ヒ ー ト シンク を直接密着する こ と に よ り 、 放熱部に空気の流れが常に生じ、 放熱効率を上げる こ と ができ る。 さ らに フ ァ ンを組み合わせる こ と によ り 、 放熱効率を大幅に上げる こ と がでさ

求項 4 の発明によれば、 前記可動子には、 断熱されたプレー ト 状ヒ hパイ プを挟んで負荷を搭載する ための搬送部材が備え られ てレ、る 断熱手段と してはプレー ト状ヒ 一 トパイ プを断熱材で覆って ち レ、 し 、 空間的な余裕があれば搬送部材と プ レー ト状ヒ ー トパイ プ と が接触しないよ う に配置しても よレ、。

請求項 4 にかかる発明によれば、 可動子のコイルで発生する熱が 搬送部材へ伝熱する こ と を抑える こ と ができ るので、 搬送部材の熱変 形を抑制する こ と ができ る。 例えば半導体等の精密部品をロ ボッ トに よ り搬送 · 配置する際に、 コ イ ルの発熱の影響を受けず、 長時間安定 した高精度位置決め可能な直線又は曲線移動式モータ を提供する こ と ができ る。

請求項 5 の発明は、 前記プ レー ト状ヒ ー トパイ プの内部は、 蛇行 した中空経路の細孔構造を有する ものである。 細孔断面形状は作動 液を封入した際に、 作動液が管内を表面張力によ り 完全に閉塞した 状態と なれば、 丸でも四角でも どのよ う な形状でも よい。

請求項 5 にかかる発明によれば、 プレー ト状ヒー トパイ プの内部 を蛇行した中空経路の細孔構造を有する構造と したので、 小型の割に は熱伝導率が極めて高く 、 熱の移動が迅速にでき る。 また、 プレー h 状ヒ ー トパイ プの姿勢にほと んど影響されずに、 ト ップヒ ー トモ一 K と しても動作可能であるため、 吸熱部と放熱部の位置関係を気にせず に配置する こ と ができ る。

5青求項 6 の発明は、 前記プレー ト状ヒ ー トパイ プが、 前記可動子 の表面に樹脂モール ドによ り 一体に固着してある。 樹脂モール ドと し てはコィルと ヒ ー トパイ プ間を電気的に絶縁し、 なおかつ熱伝導率の 良レ、材質ならばなお良い。 また、 プ レー ト状ヒ ー トパイ プのコィノレと 接している吸熱部を絶縁材で形成 した り 、 絶縁材を介してコィノレに密 着させた り 、 コ イ ルに絶縁被膜処理をすれば、 コィ ノレと プレ一ト状ヒ 一トパイ ブを密着させたまま樹脂モール ドでき る。

求項 6 にかかる発明によれば、 プレー ト状ヒ ー トパイ プは、 可 動子の表面に樹脂モール ドによ り 一体に固着 したので、 容易にプレ一 ト状 ヒ ー トパイ プを可動子の表面に固定する こ と ができ る。 またさ ら に、 コィルの温度上昇を抑える こ と が出来るので、 コイルを覆ってレ、 る樹脂モール ドの熱変形による破損を防止する こ と もでき るため、 例 えば、 直線又は曲線移動式モータ を真空環境中で使用する場合でも、 樹脂モール ドの破壊部分表面からのァ ゥ ト ガス発生を.防止する こ と ができ、 信頼性の高い直線又は曲線移動式モータ を提供する こ と がで さ る。

請求項 7 の発明は、 前記可動子のコイル表面には、 磁気的空隙を 介 して対向する面に平行に内部に作動液を流通させる ための細孔 を有 した薄型のプ レー ト状ヒ ー トパイ プが密接されて吸熱部を構 成し、 前記薄型のプレー ト状ヒー トパイ プの端部も しく は一部を目 U sd 磁気的空隙よ り 突出させ放熱部と して構成した。 プレー ト状ヒ ―トパ イ ブは非磁性体でできたアルミ ニ ウムで製造した場合、 厚さ 1 m m以 下とする こ と がでさ 、 さ らに永久磁石と コイル間の磁気的空隙内の磁 場をほと んど乱す と無く 放熱する こ と ができ る。 さ らに、 重量の問 題が無ければステ ン レスやテフ ロ ン （登録商標） のよ う な材質でプレ 一ト状ヒ ー トパイ プを構成する こ と もでき る。 また、 強度的な問題が 無ければプラ スチ ' ッ ク のよ う な材質でプ レー ト状 ヒ ー トパィ プを構 成しても よい。

請求項 7 にかかる本発明によれば、 コイルと永久磁石間の磁気的 空隙を利用 して特別な加工をする こ と な く コ イ ルか ら の熱を直線又 は曲線移動式モータ外に移送する こ と ができ る。

また、 本発明によればコ イ ルに密着 している プ レ 状ヒ一トパ ィ プは可動子と 固定子の間の空隙に配置されているので 、該空隙を介 して、 容易にプ レー ト状ヒ ー トパイ プを、 放熱手段を配置するための 空間的な余裕がある と こ ろまで伸ばし、 該空間でヒ ー 卜メ ィ プに放熱 手段を装着する こ と ができ るので、 よ り 効率的にコィル部で発生する 熱を放熱でき、 放熱部を配置する為の空間を無理に空ける必要が Λく な り 、 直線又は曲線移動式モータ を小型化でき る。

さ らに、 可動子を高推力で移動させる場合に発生する可動子部の熱 をプ レー ト状 ヒ ー トパイ プによ って効率的に除去する と がでさ る ので、 コイ ルと永久磁石間の磁気的空隙が熱によ る変形に り 変動を 起こすこ とや、 可動子や固定子が熱膨張によ り 変形する と を抑える こ と ができ、 高精度位置決め可能な直線又は曲線移動式モ ―タ を提供 する こ とができ る。

図面の簡単な説明

第 1 図は、 本件発明における放熱器の側面図である

第 2 図は、 図 1 の放熱器の A— A矢視図である。

第 3 図は、 本件発明のプ レー ト型蛇行細孔 ト ンネル ヒー トパイプの経 路図であ 。

第 4 図は、 本件発明のプ レー ト型平行細孔 ト ンネル ヒー トパイプの経 路図であ 。

第 5 図は、 図 1 の放熱器を 2個用いた本件発明における直線又は曲線 移動式モ一タ を搬送装置に用いた第一実施例の断面図である

第 6 図は、 図 5 における B — B矢視図である。

第 7 図は、 本件発明における直線又は曲線移動式モータ を搬送装置に 用レ、た第 2 実施例の断面図である。

第 8 図は、 本件発明における放熱器の第 2実施例の断面図である 第 9 図は従来の直線又は曲線移動式モー タ の断面図である

発明を実施するための最良の形態

図 1 及び図 2 は本件発明の放熱器の図である 。 図 1 は放熱器の側面図 である 。 図 2 は図 1 の A ― A矢視図 （断面図 ) である。 1 0 1 はプレ一

1、型ヒ ― 卜ハ。ィ プ （プレ一卜型細孔 ト ンネル ヒ一トパイ プ） である 本 実施例ではプレ一ト型ヒ一卜パイ プを 2枚並ベて使用 している。 プレ一 卜型ヒ一トノ ィ プ 1 0 1 は 、 中央付近でモータの可動子のコィノレに密着 させるため 、 可動子の形状に合わせて曲げ加ェ してあ ·£)。 本実施例の場 は 、 円柱状に卷きまわされたコィノレの半円部分と密着させるため 、 プ レ一卜型ヒ 卜 パイ プ 1 0 1 は、 中央付近 1 0 2 は半円形に曲げ加ェさ れている。 該半円形に曲げ加工された部分がコイルからの発熱の吸熱 部と なる。

該吸熱部から伸びるプレ一ト型ヒ一 トパイ プ 1 0 1 は曲げ部 1 0 3 で 直角に曲げられ 、 吸熱部に対して放射方向に伸び 、 放熱部 1 0 5 と なつ ている。 プレー 卜型ヒー パイプ 1 0 1 の一端部はさ らに直角に曲げ加 ェされた部分 1 0 7 があるが、 これはプレー 卜型ヒ ― トパィ プ 1 0 1 に 作動液を注入する注入管 1 0 9 を保護するためである。 放熱部 1 0 5 の 半円形に曲げ加ェされてレ、る部分 1 0 2 と並ぶ側には放熱フィ ン 1 1 0 が溶接やろ う接等の手段によ り装着されている こ こではフ ィ ンを用い ているが、 ヒー 卜 シンクやフ ァ ンも しく はそれらを組み合わせたものを ax -眷a してもよい

のよ う に、 プレー ト型ヒ ー ト ィ プ 1 0 1 を用いた場 α 、 自 由に曲 げ加ェでき るので 、 モ一タの形状や放熱部の規制を受けず 、 モ一タを用 いた装置に、 放 するための空間を新たに設ける必要が無 < 、 用途が無 く 空いている空間に放熱部を持ってレ、く こ とがでさ る。 例えば工作機や ギ j¾体製造装置の搬送装 の駆動部に用いられた場合、 搬送台の下側は 空洞と なってお り 、 この部分に放熱部を形成する と新たな放熱空間を形 成し 、 装置が大型化ずる と い う 問題が発生しなレ、ので、 装置の無用な大 型化を防止でき る

こで、 プレ一ト型細孔 卜 ン才、ノレヒー ィ プ 1 0 1 の構造について 図 3 と図 4 を用レ、て説明する。

図 3 はプ レー 卜型蛇行細孔 ト ンネル ヒー ト ィ プの細孔経路を示す。 プレ ― ト型蛇行細孔 トンネル ヒ ー 卜パイ プは 、 ァルミ ニ ゥムやマグネシ ゥム等の材質でできた多孔扁平管を用いる。 この多孔扁平 5 1 は、 全 体と して平板状の外形を有 し、 内部に平行に配置された多数の貫通細孔

5 7 a 及び 5 7 b 力 s押 し出 し成形によ り 形成されてレ、る。 蛇行細孔 ト ン ネルは多孔扁平管 5 1 の貫通細孔群の一端部で隣り合 う ト ンネルの隔 壁を 1 つおきに所定の深さだけ切除し、 他端部では一端部で切除され ていない隣り合 う 1 つおきの ト ンネルの隔壁を所定の深さだけ切除する こ と によ り形成する。 両端部は隔壁を除去後、 作動液注入管と共に圧潰 溶接やろ う接によ り 蛇行細孔 ト ンネル管と して形成される。 蛇行細孔 ト ンネル管には作動液注入管よ り ブタ ン、 水等の使用条件に応 じた作動液 を注入 し作動液注入管を封止するこ と によ り プ レー 卜型蛇行細孔 ト ンネ ル ヒー トパィ プが形成される。

図 4 はプ レー ト型平行細孔 ト ンネル ヒ一トパイ プの細孔経路を示す。 プ レー ト型平行細孔 ト ン木ノレ ヒ ー 卜 ノヽ °イ ブは、 プ レ一卜型蛇行細孔 ト ン ネルヒー トパイ プと 同様にアルミ ニゥムやマグネシクム等の軽金属の多 孔扁平管を用いる。 この多孔扁平管 6 1 は 、 全体と して平板状の外形を 有し、 内部に平.行に配 m.された多数の貫通細孔 6 8 a 及び 6 8 b が押し 出し成形によ り 形成されている。 こ の貫通細孔 1、ンネル群の隣 合 うす ベて の隔壁を両端面において所定の深さだけ切除しする こ と によ り 平行 細孔 ト ンネルの隣り 合ラ ト ンネル間の連通路を形成する 両 y¾部は隔壁 を除去後 、 作動液注入管と共に圧潰溶接やろ う接によ 平行細孔 ト ンネ ル管と して形成される 平行細孔 ト ンネノレ管には作動液注入管よ り ブタ ン、 水等の使用条件に応じた作動液を注入 し作動液注入管を封止するこ と によ り プ レー ト型平行細孔 ト ンネルヒ ー トパイ プが形成される。

こ こ では蛇行細孔と平行細孔について説明 したが、 全ての細孔 卜 ンネ ルが端部において連通する こ とができれば、 端部での連通路はどのよ う う に形成しても良い。

こ こ で、 本件発明における、 細孔 ト ンネル ヒー トパイ プの基本動作原 理を、 説明する。

細孔 ト ンネル ヒー トパイ プは細孔 （熱媒体通路） の両端末が相互に流 通自在に連結されて密閉されている。 該細孔のある部分に発熱体を接 触させる こ と によ り 、 外部分は受熱部、 他のある部分は放熱部、 それ 以外の部分は熱移送部と な Ο。 このよ フ に細孔 ト ンネルに受熱部と放熱 部が交互に配設されている 、（熱移送部があれば熱移送部を介して受熱部 と放熱部が交互に配設される。） 細孔の内壁断面は 、 作動液 （液相と気 相の 2相凝縮性作動流体） が表面張力によ り 常に管内を閉塞した状態の ままで循環又は移動する こ とが出来る最大流体直径以下の直径と してあ る。 受熱部で液相が核沸騰し、 気相ができ、 これによ り 管内を閉塞 して いる液相部が移動する。 この核沸騰が受熱部においてラ ンダムな場所で 連続的に起こ る こ と によ り 管内で液相の振動や移動が生 じ、 放熱部へ熱 を伝 る。

このよ う な細管ヒー トパィ プを用いる こ と によ り 、 発熱体への細管ヒ

― トパイ プの取り 付け姿勢に関係なく 輸送させる こ とができ る。 この プ レー ト型細孔 ト ンネルヒ一トパィ プを基本動作原理と して本件発明は その放熱量の大容量化を達成する ものである。 ，

図 5 および図 6 は本願発明の放熱器を装着した直線又は曲線移動式 モータ を適応 した搬送装置の第一実施例でめる。

図 5 は図 1 および図 2 の放熱 を直線又は曲線移動式モータに 2個装 着 した時の直線又は曲線移動式モ一タの平面断面である。 図 6 は図 5 の 直線又は曲線移動式モータの B ― B矢視図 （断面図 ) である。

図 5及び図 6 において 1 0 0 は本件発明の放熱器である。 該放熱器 1

0 0 は中央部の半円の円弧状に折り 曲げられてレ、る部分 1 0 2 を図 5 に 示す様に可動子 1 5 1 の円柱状のコィルの半面と密着する よ う に固着さ れる。 可動子 1 5 1 のコィルは銅線が少なく と も 1 つの円筒状に卷きま わされて電機子を形成してレヽる さ らに 、 放熱器を構成するプレー ト型 細孔 ト ンネノレヒー トパイ プの半円の円弧部 1 0 2 の両端延長部は前記円 柱状のコイルの半径と略同一の直線部 1 1 3 の端部 1 0 3 で 9 0度に 折り 曲げられて、 円柱状のコイルの軸方向に対して放射方向に円柱状 の コ ィ ノレから発生する熱をプレ一 ト型細孔 ト ンネル ヒ一トパイプによつ て拡散でき る構成と している

円柱状のコイルとプレ一卜型細孔 ト ンネルヒー 卜 ィ プ 1 0 1 の固定 は熱伝導率が良く 絶縁性の高い金属用接着剤で接着す o。 また 、 さ らに 固着強度を増すためには、 固定用部材を用い補強固定してあ レ、 (図示 な し）。

円柱状のコイ ノレを電機子とする可動子 1 5 1 の内側には可動子 1 3 3 と同心円状に永久磁石が交互に N極と S極と なる よ に並ベられて固定 子を構成している。 可動子 1 5 1 は該固定子に沿つて移動するこ と によ り モータ を構成している。

刖記フ レ一ト型細孔 ン ノレヒー 。ィ プ 1 0 1 の放熱部と なる水平 部 1 3 9 には円柱状のコィルの直径と略同一の長さのフィ ン 1 1 0 が円 柱状のコィルと並ぶ配置に半田付けやろ う接等の手段によ り 水平部 1 3

9 の全体に固着されてレ、る 前記プ レー ト型細孔 卜 ンネノレ ヒ一卜 ィ プ

1 0 1 の水平部 1 0 1 端部は直線又は曲線移動式モ一タに固定されてい る搬送台 1 3 5 をはみ出さない部分まで伸ばされてレ、る。（図 5 の 1 3 5 が搬送台で 、 これよ り はみ出さないよ う に している 。）

このよ ラ な構成にする こ と によ り 、 プレ一ト型細孔 卜 ンネルヒ一卜 イブ 1 0 1 によ り 円柱状の ィルから吸収 した熱を円柱状のコ ルの中 心軸に対して放射方向に移送し、 さ らにプレ一 ト型細孔 ト ンネル ヒ一卜 パイ プ 1 0 1 に装着されたフイ ン 1 1 0 によ り 放 される こ と によ 、 小型の放熱器 1 0 0 によ り 直線又は直線又は曲線移動式モ一タの円柱状 のコィノレから効率的に放熱する こ とができ るので 、 直線又は曲線移動式 モータを小型化する こ とや 、 円柱状のコィルに流す電流を大き < して駆 動 トルク を大き く する こ とができ るよ う になる。 フィ ンと してはコル ゲー ト フ ィ ン等を装着する。

また、 従来無駄な空間であった搬送 1 3 5 と底台 1 3 7 との間の空 間に放熱部を構成するフ ィ ンを配置でき 、 さ らに吸 部と なるプレー ト 型細孔 ト ンネルヒ一 トパイ プ 1 0 1 の半円部 1 0 2 可動子 1 5 1 と搬 送台 1 3 5 の間に配置でき るので装置を大型化しなレ、 ラ に放熱器 1 0

0 を配置する と が出来る

底板 1 3 7 には直線又は曲線移動の際 、 テ ―ブルが安疋 して移動する よ う に、 ガイ 1 2 5 が装着されてレ、る

さ らに、 図 5 のよ う にフ ア ン 1 3 1 ( 1 4 1 ) を装着し 、 空間 1 3 3

( 1 4 3 ) に向かつて両端のフ ァ ン 1 3 1 ( 1 4 1 ) からの風が吹きつ ける よ う に し 、 空間 1 3 3 ( 1 4 3 ) で両端のフ ァ ン 1 3 1 ( 1 4 1 ) 力 らの風力 S衝突 し空間 1 3 3 ( 1 4 3 ) から外へ抜ける よ 0 にする こ と によ り 放熱効率を上げる こ とが出来る 両フ ァ ン 1 3 1 ( 1 4 1 ) の風 の向きは逆に して、 空間 1 3 3 ( 1 4 3 ) から吸気する よ ラ な向き と し ても よい。 また 、 両端のフ ア ン 1 3 1 ( 1 4 1 ) を可動子の進行方向同 じ向き に風が流れる よ う に構成する と も出来るが 、 下流側のフィ ンに 上流側の暖められた空気の流れよ り 放熱するので前記のフ ァ ンの使用法 よ り放熱効率は落ちる。 つま り 両端のフ ァ ン 1 3 1 ( 1 4 1 ) をそれぞ れ逆向きに回転させる よ う にすれば 、 ―方のフィ ンに他方のフィ ンで暖 められた空気が吹き付け られる こ と を防ぎ、 冷却効率が上が

図 7 は本願発明の放熱器を装着した直線又は曲線移動式モータ を搬送 装置に用いた第 2 実施例の断面図である

図 7 において駆動部を構成するモ一タ部はコィノレを円柱状に卷きまわ すこ と によ り 電機子を内蔵する可動子 3 3 3 ( 3 3 4及び 3 3 5 ) 及び 該可動子 3 3 3 ( 3 3 4及び 3 3 5 ) の内側には可動子 3 3 3 ( 3 3 4 及び 3 3 5 ) と 同心円状に永久磁石が交互に N極と S極と なるよ う に 並べられて固定子 3 3 6 ( 3 7及び 3 3 8 ) が 3セ ッ ト配置されて いる。 このよ う に可動子と駆動子を複数セ ッ ト配置する こ と によ り 大き な駆動力を得る こ と ができ、 さ らに隣接して配置する こ と によ り 各駆動 子と可動子の制御性のばらつきによる搬送台 3 3 9 がね じれてずれる こ と を抑える こ と ができ る。 中央の可動子 3 3 4 にはコイルによ り 発生す る熱を搬送装置の両端の空間に配置されている放熱部へ熱を移送するた めのプ レー ト型細孔 ト ンネルヒ ー トパイ プ 3 4 0 が実施例 1 のよ う に中 央部付近を可動子 3 3 4 の コ イ ルに密着する よ う に半円状に中央部を屈 曲させ、 底台 3 4 4 に沿って両端部が放熱部へ伸びている。 両端の可動 子 3 3 3及び 3 3 5 にはコイルによ り発生する熱を放熱部へ移送するた めのプレー ト型細孔 ト ンネルヒー トパイ プ 3 4 1 及び 3 4 2 が、 一端部 を可動子の コ イ ルの上半分と密着する よ う に半円部が屈曲形成され、 他 端部は底台 3 4 4 に沿って放熱部へ伸び、 プ レー ト型細孔 ト ンネル ヒ ー トパイ プ 3 4 0 と密着させ、 プ レー ト型細孔 ト ンネノレ ヒー トパイ プ 3 4 0 の放熱部へ熱が伝播する よ う に配置されている。 プ レー ト型細孔 ト ン ネル ヒ ー 卜パイ プ 3 4 0 の放熱部には従来無駄なスペース と なっていた 搬送台 3 3 9 と底台 3 4 4 の間の空問をはみ出さないよ う にフ ィ ン 3 4 5 が密着配置され、 放熱部を形成している。 本実施例ではプ レー ト型細 孔 ト ンネルヒー 卜 ィ プ 3 4 0及びプレー ト型細孔 ト ンネルヒー ト プ 3 4 1 と、 プレー ト型細孔 ト ンネルヒー トパイ プ 3 4 0及びプレー ト 型細孔 ト ンネル ヒ 一 トパイ プ 3 4 2 の両端部における放熱部を密着させ ているが、 一方を底台に沿って、 他方を搬送台に沿って配置 し、 両プレ ― ト型細孔 ト ンネル ヒ ー トパイ プ間にフ ィ ン固着配置 しても良い。

可動子 3 3 3 ( 3 3 4及び 3 3 5 ) の円柱状のコイルと プレー ト型細 孔 ト ンネル ヒ ー トパイ プ 3 4 0 、 3 4 1 及び 3 4 2 の固定は熱伝導率が 良く 絶縁性の高い金属用接着剤で接着する。 また、 さ らに固着強度を 増すためには、 固定用部材を用い補強固定しても よい （図示なし）。 ま た可動子 3 3 3 ( 3 3 4及び 3 3 5 ) と密着している部分のプレー ト型 細孔 ト ンネルヒー トパイ プ 3 4 1 ( 3 4 0及び 3 4 2 ) には 、 可動子 3

3 3 ( 3 3 4及び 3 3 5 ) と密着している部分のプレ ― 型細孔 ト ンネ ルヒ ー ト ィ プ 3 4 1 ( 3 4 0及び 3 4 2 ) の振動を吸収し 、 固定する 部材 3 4 6 が搬送台 3 3 9 に固定されている。

底板 3 4 4 には直線又は曲線移動の際、 テーブルが安定して移動する よ う に、 ガイ ド 3 4 7 が装着されてい Ό o

また本願のよ う に可動子 3 3 3 ( 3 3 4及び 3 3 5 ) が固定子の外周 に配置されている場合も、 本願発明の放熱器は搬送 3 3 9 と可動子 3

3 3 ( 3 3 4及び 3 3 5 ) の間のわずかな空間でもプレ一卜型細孔 ト ン ネルヒー ト ィ プ 3 4 1 ( 3 4 0及び 3 4 2 ) をコィルに密着配置でき るので、 吸熱部を配置するための新たな空間を設ける必要が無く 余分な 製造コ ス トがかからない。

図 8 は本件発明における放熱器の第 2実施例の断面図である。 3 0 1 はプ レー ト型ヒ ー トパイ プ (プレー ト型細孔 ト ンネルヒ一 1、パイ プ） で ある。 プレー ト型ヒ ー トパイ ブ 3 0 1 は、 一端部でモ ―タの可動子のコ ィルに密着させるため 可動子の形状に合わせて曲げ加工してある 。 本 実施例の場合は 円柱状に卷きまわされたコィノレの円柱部分と密着させ るため、 プ レー 1 型ヒ ―卜ノ イ ブ 3 0 1 は、 一端部 3 0 2 は円形に曲げ 加エ.されている 該円形に曲げ加工された部分がコイノレカ、らの発 の吸. 部と なる。

該吸熱部から伸びるプレ一卜型ヒ一 卜パイ プ 3 0 1 は曲げ部 3 0 3 で 直角に曲げられ 吸熱部に対して放射方向に伸び、 放熱部 3 0 5 と なつ てレ、る。 プレー 卜型ヒ 卜 ィ プ 3 0 1 の他端部はさ らに直角に曲げ加 ェされた部分 3 0 7 があるが、 これはプレー ト型ヒー トパイ プ 3 0 1 に作動液を注入する注入管 3 0 9 を保護するためである。 放熱部 3 0 5 の半円形に曲げ加工されている部分 3 0 2 と並ぶ側には放熱フ ィ ン 3 1 0 が溶接やろ う接等の手段によ り 装着されている。 こ こではフ ィ ンを 用いているが、 ヒー トシンクやフ ァ ンも しく はそれらを組み合わせたも のを装着しても よい。

このよ う に、一端部を吸熱部と して他端部を放熱部とする こ と によ り 、 吸熱部を大き く と る こ と が出来、効率的に吸熱でき る よ う になる。また、 放熱空間が熱源の一方しかない場合にも有効である。 また本発明の直線 又は曲線移動式モータ を搬送台に適応 した実施例に用いてもよい。 産業上の利用可能性

本発明は、 工作機や半導体製造装置の搬送用に用いられる固定子と し ての界磁極と可動子と しての電機子が相対的に移動する よ う に した直線 又は曲線移動式モータ及びその可動子放熱構造に関する。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 界磁ヨーク に沿って交互に磁極が異なる複数の永久磁石を配置し た界磁極と、 前記界磁極と磁気的空隙を介 して配置される と共に単数も しく は複数のコイルを卷装してなる電機子と 、 前記界磁極を固定子に、 前記電機子を可動子と して、 前記可動子を前記固定子の長手方向に沿つ て相対的に移動する よ う に した直線又は曲線移動式モータに用いるため の放熱器と して、 前記可動子のコイル表面には、 内部に作動液を流通さ せるための細孔を有した薄型のプレー ト状ヒー トパイ プが密接されて吸 熱部を構成し、 前記薄型のプレー ト状ヒ ー トパイ プの端部も しく は一部 を前記電機子を含む直線又は曲線移動式モータ よ り 突出させ放熱部と し て構成したこ と を特徴とする直線又は曲線移動式モータ用放熱器。

2 . 界磁ヨーク に沿って交互に磁極が異なる複数の永久磁石を配置し た界磁極と、 前記界磁極と磁気的空隙を介 して配置される と共に単数も しく は複数のコイルを巻装してなる電機子と、 前記界磁極を固定子に、 前記電機子を可動子と して、 前記可動子を前記固定子の長手方向に沿つ て相対的に移動する よ う に した直線又は曲線移動式モータにおいて、 前 記可動子のコイル表面には、 内部に作動液を流通させるための細孔を有 した薄型のプレ一 ト状ヒ ー トパイプが密接されて吸熱部を構成し、 前記 薄型のプレー ト状ヒー トパイ プの端部も しく は一部を前記電機子よ り 突 出させ放熱部と して構成したこ と を特徴とする直線又は曲線移動式モー タ。

3 . 前記薄型のプレー 卜状ヒー トパイ プの放熱部に放熱手段を設けた こ と を特徴とする請求項 1 に記載の直線又は曲線移動式モータ用放熱器 又は該放熱器を用いた請求項 2 に記載の直線又は曲線移動式モータ。

4 . 前記可動子には、 断熱されたプレー ト状ヒー トパイ プを挟んで負 荷を搭載するための搬送部材が備え られている こ と を特徴とする請求 項 1 に記載の直線又は曲線移動式モータ用放熱器又は該放熱器を用い た請求項 2 に記載の直線又は曲線移動式モータ。

5 . 前記プレー 卜状ヒ一 卜パイ プの内部は蛇行した中空経路の細孔構 造を有する ものである こ と を特徴とする請求項 1 に記載の直線又は曲線 移動式モータ用放熱器、 又は該放熱器を用いた請求項 2 に記載の直線又 は曲線移動式モ一タ

6 . 前記プレー 卜状ヒ一 卜パイ ブは 、 in記可動子の表面に樹脂モール ドによ り 一体に固着してある こ と を特徴とする請求項 1 に記載の直線又 は曲線移動式モ一タ用放熱 ¾5 、 又は該放熱器を用いた 求項 2 に記載の 直線又は曲線移動式モータ

7 . 前記可動子のコィノレ表面には、 磁気的空隙を介して対向する面に 平行に内部に作動液を流通させるための細孔を有 した薄型のプレー ト状 ヒ ー 卜パイプが密接されて吸熱部を構成 し、 刖 fid,薄型の プ レー ト状ヒ ー トパイ プの端部も しく は一部 ·&· m ηύ磁気的空隙よ り 突出させ放熱部と し て構成したこ と を特徴とする請求項 2 に記載の直線又は曲線移動式モー