JP4200414B2 - モータ及びモータの冷却方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアベアリングを軸受けとして使用したモータ及びそのようなモータの冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来使用されているアブソリュートリニアモータについて、図４を参照して説明する。
【０００３】
図４は、従来のアブソリュートリニアモータの概略構成を示す外観斜視図である。同図において、スライダ１０１はスライダ部材により構成されている。スライダ１０１は、その内部にあるバイアスマグネット（不図示）により、プラテン１０２に磁気的に吸引されている。スライダ１０１には、エアチューブ１０３が接続されている。また、スライダ１０１にはモータ駆動用配線１０４が接続されている。
【０００４】
上記構成において、エアチューブ１０３によりスライダ１０１とプラテン１０２との間に空気が供給され、これによってスライダ１０１とプラテン１０２との間にエアベアリングが形成される。このようなエアベアリングが形成された場合、空気の圧力とバイアスマグネットの吸引力とが釣り合うことにより、スライダ１０１は、高剛性で、プラテン１０２上を摩擦なしで動くことができる。
【０００５】
上述したようなリニアモータにおいては、鉄製のコアの周りに銅線を巻くことにより電磁石が形成されている。そして、銅線に流される電流を制御することにより、電磁石とプラテン２側の鉄部分との間で互いに吸引する力が発生し、これによりモータが駆動される。
【０００６】
ところで、銅線に電流を流すと、銅線の抵抗により熱が発生する。また、鉄製のコアに渦電流が発生し、それによっても熱が発生する。更に、モータ駆動用回路等がスライダ１側に組みこまれている場合には、そのモータ駆動用回路によっても熱が発生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、リニアモータに電流を流して駆動させると熱が発生する。そして、その発熱が大きいと、熱によりスライダ１０１やプラテン１０２が変形したり、内部の回路が熱によって破損したりするおそれがある。また、このようなリニアモータにワークを取り付けて使用する場合、発熱量が大きいと、取りつけられたワークに悪影響を与えるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、特別な装置を設けることなくモータを冷却することが可能なモータ及びモータの冷却方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るモータは、次に示すように構成することができる。
【００１０】
（１）移動自在なスライダと、前記スライダの移動方向を規制するプラテンと、前記スライダ内に空気を供給する空気供給手段と、前記スライダと前記プラテンとの間に設けられ、前記空気供給手段から供給された空気が流されることによりエアベアリングを形成する空気流通路とを有するモータにおいて、前記空気流通路から前記スライダを貫通して前記スライダの上面へ向かい、前記空気流通路を流れる空気の一部が流される空気循環穴と、前記スライダの上面を覆い、前記空気循環穴を流れた空気が流出する方向を規制するガイドとを設けたことを特徴とするモータ。
【００１１】
（２）前記スライダは２つのスライダ部材を組み合わせて構成されていて、前記空気循環穴は前記２つのスライダ部材の間に設けられることを特徴とする（１）記載のモータ。
【００１２】
（３）前記ガイドは、前記スライダの上面を覆い、前記空気循環穴を流れた空気を前記スライダに沿って流す空気循環通路を形成することを特徴とする（１）記載のモータ。
【００１３】
（４）前記空気循環穴は、前記スライダに少なくとも２つ設けられることを特徴とする（１）記載のモータ。
【００１４】
（５）移動自在なスライダと、前記スライダの移動方向を規制するプラテンと、前記スライダ内に空気を供給する空気供給手段と、前記スライダと前記プラテンとの間に設けられ、前記空気供給手段から供給された空気が流されることによりエアベアリングを形成する空気流通路とを有するモータの冷却方法において、前記空気流通路から前記スライダを貫通して前記スライダの上面へ向かって、前記空気流通路を流れる空気の一部を流し、前記スライダの上面において、前記空気の一部が流出する方向を前記スライダの周囲に規制することを特徴とするモータの冷却方法。
【００１５】
（６）前記スライダは２つのスライダ部材を組み合わせて構成されていて、前記空気流通路を流れる空気の一部を、前記２つのスライダ部材の間に流すことを特徴とする（５）記載のモータの冷却方法。
【００１６】
（７）前記空気流通路から前記スライダの上面へ流れた空気を前記スライダに沿って流す空気循環通路を形成することを特徴とする（５）記載のモータの冷却方法。
【００１７】
このように構成することにより、リニアモータのエアベアリングのために供給されていた空気をモータの周囲に流すことができるので、特別な装置を設けることなくモータを冷却することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のモータ及びモータの冷却方法の一実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るモータの概略構成を示す外観斜視図であり、図２は図１に示したモータを構成するスライダの断面を示す部分断面図であり、図３は図１に示したモータの断面図である。これらの図ではリニアモータの例を示している。
【００２０】
各図に示すように、リニアモータは、スライダ１及びプラテン２から主に構成され、そのスライダ１の頂部にはスライダ部材の外側部分を冷却するための空気循環通路を形成するガイド７を設けた構造となっている。
【００２１】
プラテン２の、スライダ１に面する上面（以下、「エアベアリング面６」という）は、互いに直角に隣り合う２面により山型に形成されている。スライダ１は、エアベアリング面６を挟みこむようなＶ字型スライダとして構成されている。スライダ１をこのようなＶ字型スライダとして構成することにより、スライダ１のプラテン２に対する移動は、図１に示す矢印Ａの方向に制限される。なお、スライダ１は、その内部にあるバイアスマグネット（不図示）により、プラテン２に磁気的に吸引されている。
【００２２】
スライダ１は、１組のスライダ部材１ａ及び１ｂを組み合わせて構成されている。各スライダ部材１ａ及び１ｂの内部には、エアチューブ（不図示）からの空気の供給を受ける空気供給孔８とモータコア（不図示）が設けられている。空気供給孔８にエアチューブから空気が供給されると、その空気は図３に示すようにスライダ１とプラテン２のエアベアリング面６との間に供給され、エアベアリングを構成する空気流通路６ａが形成される。このようにスライダ１とプラテン２との間にエアベアリングが形成された場合、空気の圧力とバイアスマグネットの吸引力とが釣り合うことにより、スライダ１は、高剛性で、プラテン２上を摩擦なしで動くことが可能となる。
【００２３】
スライダ部材１ａとスライダ部材１ｂとの間、すなわちスライダ１のＶ字の一番深い部分には、プラテン２のエアベアリング面６に接する部分からスライダ１のエアベアリングと反対の面に向かってスライダ１を貫通するように、空気循環穴５が設けられている。なお、図１及び図２に示した例では空気循環穴５が３つ設けられているが、空気循環穴５の数はこれに限られるものではないことは、いうまでもない。
【００２４】
スライダ１の上方には、スライダ１の上面を覆うようにガイド７が設けられている。ガイド７の形状は、スライダ１の上面の形状に対応する。ガイド７は、後述するように、空気循環穴５から流出する空気の流れる方向を規制する空気循環通路９を形成する。
【００２５】
なお、図３には、スライダ１及びプラテン２をスライダ１の空気循環穴５の位置で、図１の矢印Ａの方向に垂直な断面でカットした状態が示されている。
【００２６】
上記構成において、エアチューブから供給された空気は、空気供給孔８を介してエアベアリング面６とスライダ１との間へ供給される。供給された空気は、エアベアリング面６を流れた後、第１の空気流出部１０からモータ外部に流出する。また、供給された空気の一部は、エアベアリング面６を流れた後、空気循環穴５を通ってスライダ１の上面へ流出するが、空気循環穴５の上方にはガイド７が設けられているために空気はスライダ１の上面に沿って、すなわち空気循環通路９を通って流れ、第２の空気流出部１１から流出する。
【００２７】
このように、空気供給孔８からエアベアリング面６に供給される空気の一部は、空気循環穴５及び空気循環通路９を通り、スライダ部材１ａ及び１ｂの周囲を循環して第２の空気流出部１１から外部に流れることになる。供給される空気は常温であり、この空気が各スライダ部材１ａ及び１ｂを囲むように流れるので、スライダ部材１ａ及び１ｂから発生した熱を奪い、これによりスライダ部材１ａ及び１ｂを冷却する冷却媒体として機能する。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、エアベアリングを構成するために供給される空気を冷却媒体として利用し、その空気がスライダ部材１ａ及び１ｂの周りを流れるように空気循環穴５及び空気循環通路９を形成したので、付加的な冷却装置を用いることなくスライダ部材１ａ及び１ｂを冷却することが可能となる。
なお、本実施形態ではリニアモータの例を示したが、これに限らず回転型のモータ、スライダが２次元方向に移動するモータ（２次元モータ）等であってもよい。
【００２９】
また、リニアパルスモータの発熱によるスライダ１やプラテン２の熱膨張を抑制することができるため、モータの機械的精度を保持することが可能となる。
【００３０】
更に、モータの発熱による取りつけワークへの影響をできるだけ小さく抑制することも可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、モータのエアベアリングのために供給されていた空気をモータの周囲に流すことができるので、特別な装置を設けることなくモータの冷却することが可能となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るリニアモータの概略構成を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示したリニアモータを構成するスライダの断面を示す部分断面図である。
【図３】図１に示したリニアモータの断面図である。
【図４】従来のアブソリュートリニアモータの概略構成を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
１ スライダ
１ａ，１ｂ スライダ部材
２ プラテン
５ 空気循環穴
６ エアベアリング面
６ａ 空気流通路
７ ガイド
８ 空気供給孔
９ 空気供給通路
１０ 第１の空気流出部
１１ 第２の空気流出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアベアリングを軸受けとして使用したモータ及びそのようなモータの冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来使用されているアブソリュートリニアモータについて、図４を参照して説明する。
【０００３】
図４は、従来のアブソリュートリニアモータの概略構成を示す外観斜視図である。同図において、スライダ１０１はスライダ部材により構成されている。スライダ１０１は、その内部にあるバイアスマグネット（不図示）により、プラテン１０２に磁気的に吸引されている。スライダ１０１には、エアチューブ１０３が接続されている。また、スライダ１０１にはモータ駆動用配線１０４が接続されている。
【０００４】
上記構成において、エアチューブ１０３によりスライダ１０１とプラテン１０２との間に空気が供給され、これによってスライダ１０１とプラテン１０２との間にエアベアリングが形成される。このようなエアベアリングが形成された場合、空気の圧力とバイアスマグネットの吸引力とが釣り合うことにより、スライダ１０１は、高剛性で、プラテン１０２上を摩擦なしで動くことができる。
【０００５】
上述したようなリニアモータにおいては、鉄製のコアの周りに銅線を巻くことにより電磁石が形成されている。そして、銅線に流される電流を制御することにより、電磁石とプラテン２側の鉄部分との間で互いに吸引する力が発生し、これによりモータが駆動される。
【０００６】
ところで、銅線に電流を流すと、銅線の抵抗により熱が発生する。また、鉄製のコアに渦電流が発生し、それによっても熱が発生する。更に、モータ駆動用回路等がスライダ１側に組みこまれている場合には、そのモータ駆動用回路によっても熱が発生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、リニアモータに電流を流して駆動させると熱が発生する。そして、その発熱が大きいと、熱によりスライダ１０１やプラテン１０２が変形したり、内部の回路が熱によって破損したりするおそれがある。また、このようなリニアモータにワークを取り付けて使用する場合、発熱量が大きいと、取りつけられたワークに悪影響を与えるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、特別な装置を設けることなくモータを冷却することが可能なモータ及びモータの冷却方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るモータは、次に示すように構成することができる。
【００１０】
（１）移動自在なスライダと、前記スライダの移動方向を規制するプラテンと、前記スライダ内に空気を供給する空気供給手段と、前記スライダと前記プラテンとの間に設けられ、前記空気供給手段から供給された空気が流されることによりエアベアリングを形成する空気流通路とを有するモータにおいて、前記空気流通路から前記スライダを貫通して前記スライダの上面へ向かい、前記空気流通路を流れる空気の一部が流される空気循環穴と、前記スライダの上面を覆い、前記空気循環穴を流れた空気が流出する方向を規制するガイドとを設けたことを特徴とするモータ。
【００１１】
（２）前記スライダは２つのスライダ部材を組み合わせて構成されていて、前記空気循環穴は前記２つのスライダ部材の間に設けられることを特徴とする（１）記載のモータ。
【００１２】
（３）前記ガイドは、前記スライダの上面を覆い、前記空気循環穴を流れた空気を前記スライダに沿って流す空気循環通路を形成することを特徴とする（１）記載のモータ。
【００１３】
（４）前記空気循環穴は、前記スライダに少なくとも２つ設けられることを特徴とする（１）記載のモータ。
【００１４】
（５）移動自在なスライダと、前記スライダの移動方向を規制するプラテンと、前記スライダ内に空気を供給する空気供給手段と、前記スライダと前記プラテンとの間に設けられ、前記空気供給手段から供給された空気が流されることによりエアベアリングを形成する空気流通路とを有するモータの冷却方法において、前記空気流通路から前記スライダを貫通して前記スライダの上面へ向かって、前記空気流通路を流れる空気の一部を流し、前記スライダの上面において、前記空気の一部が流出する方向を前記スライダの周囲に規制することを特徴とするモータの冷却方法。
【００１５】
（６）前記スライダは２つのスライダ部材を組み合わせて構成されていて、前記空気流通路を流れる空気の一部を、前記２つのスライダ部材の間に流すことを特徴とする（５）記載のモータの冷却方法。
【００１６】
（７）前記空気流通路から前記スライダの上面へ流れた空気を前記スライダに沿って流す空気循環通路を形成することを特徴とする（５）記載のモータの冷却方法。
【００１７】
このように構成することにより、リニアモータのエアベアリングのために供給されていた空気をモータの周囲に流すことができるので、特別な装置を設けることなくモータを冷却することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のモータ及びモータの冷却方法の一実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るモータの概略構成を示す外観斜視図であり、図２は図１に示したモータを構成するスライダの断面を示す部分断面図であり、図３は図１に示したモータの断面図である。これらの図ではリニアモータの例を示している。
【００２０】
各図に示すように、リニアモータは、スライダ１及びプラテン２から主に構成され、そのスライダ１の頂部にはスライダ部材の外側部分を冷却するための空気循環通路を形成するガイド７を設けた構造となっている。
【００２１】
プラテン２の、スライダ１に面する上面（以下、「エアベアリング面６」という）は、互いに直角に隣り合う２面により山型に形成されている。スライダ１は、エアベアリング面６を挟みこむようなＶ字型スライダとして構成されている。スライダ１をこのようなＶ字型スライダとして構成することにより、スライダ１のプラテン２に対する移動は、図１に示す矢印Ａの方向に制限される。なお、スライダ１は、その内部にあるバイアスマグネット（不図示）により、プラテン２に磁気的に吸引されている。
【００２２】
スライダ１は、１組のスライダ部材１ａ及び１ｂを組み合わせて構成されている。各スライダ部材１ａ及び１ｂの内部には、エアチューブ（不図示）からの空気の供給を受ける空気供給孔８とモータコア（不図示）が設けられている。空気供給孔８にエアチューブから空気が供給されると、その空気は図３に示すようにスライダ１とプラテン２のエアベアリング面６との間に供給され、エアベアリングを構成する空気流通路６ａが形成される。このようにスライダ１とプラテン２との間にエアベアリングが形成された場合、空気の圧力とバイアスマグネットの吸引力とが釣り合うことにより、スライダ１は、高剛性で、プラテン２上を摩擦なしで動くことが可能となる。
【００２３】
スライダ部材１ａとスライダ部材１ｂとの間、すなわちスライダ１のＶ字の一番深い部分には、プラテン２のエアベアリング面６に接する部分からスライダ１のエアベアリングと反対の面に向かってスライダ１を貫通するように、空気循環穴５が設けられている。なお、図１及び図２に示した例では空気循環穴５が３つ設けられているが、空気循環穴５の数はこれに限られるものではないことは、いうまでもない。
【００２４】
スライダ１の上方には、スライダ１の上面を覆うようにガイド７が設けられている。ガイド７の形状は、スライダ１の上面の形状に対応する。ガイド７は、後述するように、空気循環穴５から流出する空気の流れる方向を規制する空気循環通路９を形成する。
【００２５】
なお、図３には、スライダ１及びプラテン２をスライダ１の空気循環穴５の位置で、図１の矢印Ａの方向に垂直な断面でカットした状態が示されている。
【００２６】
上記構成において、エアチューブから供給された空気は、空気供給孔８を介してエアベアリング面６とスライダ１との間へ供給される。供給された空気は、エアベアリング面６を流れた後、第１の空気流出部１０からモータ外部に流出する。また、供給された空気の一部は、エアベアリング面６を流れた後、空気循環穴５を通ってスライダ１の上面へ流出するが、空気循環穴５の上方にはガイド７が設けられているために空気はスライダ１の上面に沿って、すなわち空気循環通路９を通って流れ、第２の空気流出部１１から流出する。
【００２７】
このように、空気供給孔８からエアベアリング面６に供給される空気の一部は、空気循環穴５及び空気循環通路９を通り、スライダ部材１ａ及び１ｂの周囲を循環して第２の空気流出部１１から外部に流れることになる。供給される空気は常温であり、この空気が各スライダ部材１ａ及び１ｂを囲むように流れるので、スライダ部材１ａ及び１ｂから発生した熱を奪い、これによりスライダ部材１ａ及び１ｂを冷却する冷却媒体として機能する。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、エアベアリングを構成するために供給される空気を冷却媒体として利用し、その空気がスライダ部材１ａ及び１ｂの周りを流れるように空気循環穴５及び空気循環通路９を形成したので、付加的な冷却装置を用いることなくスライダ部材１ａ及び１ｂを冷却することが可能となる。
なお、本実施形態ではリニアモータの例を示したが、これに限らず回転型のモータ、スライダが２次元方向に移動するモータ（２次元モータ）等であってもよい。
【００２９】
また、リニアパルスモータの発熱によるスライダ１やプラテン２の熱膨張を抑制することができるため、モータの機械的精度を保持することが可能となる。
【００３０】
更に、モータの発熱による取りつけワークへの影響をできるだけ小さく抑制することも可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、モータのエアベアリングのために供給されていた空気をモータの周囲に流すことができるので、特別な装置を設けることなくモータの冷却することが可能となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るリニアモータの概略構成を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示したリニアモータを構成するスライダの断面を示す部分断面図である。
【図３】図１に示したリニアモータの断面図である。
【図４】従来のアブソリュートリニアモータの概略構成を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
１ スライダ
１ａ，１ｂ スライダ部材
２ プラテン
５ 空気循環穴
６ エアベアリング面
６ａ 空気流通路
７ ガイド
８ 空気供給孔
９ 空気供給通路
１０ 第１の空気流出部
１１ 第２の空気流出部
Claims (7)
- 移動自在なスライダと、前記スライダの移動方向を規制するプラテンと、前記スライダ内に空気を供給する空気供給手段と、前記スライダと前記プラテンとの間に設けられ、前記空気供給手段から供給された空気が流されることによりエアベアリングを形成する空気流通路とを有するモータにおいて、
前記空気流通路から前記スライダを貫通して前記スライダの上面へ向かい、前記空気流通路を流れる空気の一部が流される空気循環穴と、
前記スライダの上面を覆い、前記空気循環穴を流れた空気が流出する方向を規制するガイドと
を設けたことを特徴とするモータ。 - 前記スライダは２つのスライダ部材を組み合わせて構成されていて、前記空気循環穴は前記２つのスライダ部材の間に設けられることを特徴とする請求項１記載のモータ。
- 前記ガイドは、前記スライダの上面を覆い、前記空気循環穴を流れた空気を前記スライダに沿って流す空気循環通路を形成することを特徴とする請求項１記載のモータ。
- 前記空気循環穴は、前記スライダに少なくとも２つ設けられることを特徴とする請求項１記載のモータ。
- 移動自在なスライダと、前記スライダの移動方向を規制するプラテンと、前記スライダ内に空気を供給する空気供給手段と、前記スライダと前記プラテンとの間に設けられ、前記空気供給手段から供給された空気が流されることによりエアベアリングを形成する空気流通路とを有するモータの冷却方法において、
前記空気流通路から前記スライダを貫通して前記スライダの上面へ向かって、前記空気流通路を流れる空気の一部を流し、
前記スライダの上面において、前記空気の一部が流出する方向を前記スライダの周囲に規制することを特徴とするモータの冷却方法。 - 前記スライダは２つのスライダ部材を組み合わせて構成されていて、前記空気流通路を流れる空気の一部を、前記２つのスライダ部材の間に流すことを特徴とする請求項５記載のモータの冷却方法。
- 前記空気流通路から前記スライダの上面へ流れた空気を前記スライダに沿って流す空気循環通路を形成することを特徴とする請求項５記載のモータの冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001194296A JP4200414B2 (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | モータ及びモータの冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001194296A JP4200414B2 (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | モータ及びモータの冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003018817A JP2003018817A (ja) | 2003-01-17 |
| JP4200414B2 true JP4200414B2 (ja) | 2008-12-24 |
Family
ID=19032456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001194296A Expired - Fee Related JP4200414B2 (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | モータ及びモータの冷却方法 |
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| Country | Link |
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|---|---|---|---|---|
| JP5091454B2 (ja) * | 2006-10-23 | 2012-12-05 | 株式会社東芝 | シャフトモータおよびその制御システム |
| CN110719011B (zh) * | 2019-11-01 | 2021-04-13 | 东莞市智赢智能装备有限公司 | 一种双边式气浮直线电机 |
-
2001
- 2001-06-27 JP JP2001194296A patent/JP4200414B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2003018817A (ja) | 2003-01-17 |
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