JPH0641381U - キャンド・同期リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体製造装置等クリーンルームや真空中での
搬送装置に用いる、高精度・高頻度・微細送り駆動に適
する、磁束貫通形のギャップワインディング形同期リニ
アモータの固定子コイルの冷却を発塵や発ガスなく行え
る、キャンド・同期リニアモータを提供することを目的
とする。 【構成】良熱伝導・非磁性材よりなる巻線固定枠４の両
面に平滑な帯状コイル５、５を貼付した固定子１２と、
この固定子１２の両面に、空隙を介し、対向させて設け
た永久磁石よりなる磁極１３をもつ移動子１６よりなる
同期リニアモータにおいて、前記固定子１２の帯状コイ
ル５、５の両側面と間隙を持ち、巻線固定枠４の上下部
を嵌合・固定した薄肉・長方形のキャン３と、このキャ
ン３と帯状コイル５、５間にできる冷媒通路６と、前記
キャン３の長手方向の両端部に設けた鏡板８、８と、鏡
板８、８に設けた冷媒供給口９Ａ、冷媒排出口９Ｂによ
りキャンド・同期リニアモータを構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ギャップワインディング形同期リニアモータに関し、特に、半導体 製造装置等クリーンルームや真空中での搬送装置に用いる、高精度・高頻度・微 細送り駆動に適する。

【００２】

【従来の技術】

ギャップワインディング形のリニアモータとして、非磁性材よりなる固定子枠 の両面に平滑な帯状コイルを貼付した固定子の両面に、ギャップを介し、ムービ ング・マグネットを配置した磁束貫通形の同期リニアモータがある（例えば、実 願平３− ７０５７０号公報）。 また、誘導電機形リニアモータのコイル端を非磁性体ダクトで包絡し、ダクト 内に冷却媒体を流通させるものがある（例えば、実開平３− １１３８０号公報 、第７図）。

【００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前者は固定子巻線の冷却が自然対流であるため冷却能力が低く、ま た、固定子巻線が直接外気に接触するのでクリーンルーム内や真空中で用いる場 合、発塵や発ガスの可能性がある。 また、後者は、通常の誘導電機形リニアモータであり高精度・高頻度・微細送 り駆動には適さず、コイルエンド部の冷却はできるが、コア内部までは十分に冷 却できない可能性が高い。 そこで、本考案は磁束貫通形のギャップワインディング形同期リニアモータの 固定子コイルの冷却を発塵や発ガスなく行える、キャンド・同期リニアモータを 提供することを目的とする。

【００４】

【課題を解決するための手段】

非磁性体よりなる巻線固定枠４の両面に平滑な帯状コイル５、５を貼付した固 定子１２と、この固定子１２の両面に、空隙を介し、対向させて設けた永久磁石 よりなる磁極１３をもつ移動子１６よりなる同期リニアモータにおいて、 前記固定子１２の帯状コイル５、５の両側面と間隙を持ち、巻線固定枠４の上 下部を嵌合・固定した薄肉・長方形のキャン３と、このキャン３と帯状コイル５ 、５間にできる冷媒通路６と、前記キャン３の長手方向の両端部に設けた鏡板８ 、８と、鏡板８、８に設けた冷媒供給口９Ａ、冷媒排出口９Ｂによりキャンド・ 同期リニアモータを構成する。 上記のキャンド・同期リニアモータの冷媒供給口９Ａから冷媒１９を供給し、 冷媒通路６を流動させ、帯状コイル５、５の側面を直接冷却する。

【００５】

【作用】

上記手段により、冷却媒体の流通により、コイルが冷却される。キャンにより コイルからの発塵・発ガスを防止する。

【００６】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図に基づいて説明する。図１（ａ）、（ｂ）は本考案 の一実施例を示す断面図および部分側断面図である。 固定ベース１の中央部には、長手方向の溝２を設けてある。溝２には、非磁性 体よりなる角パイプ状の気密な薄肉のキャン３の下端を埋設・固定してある。 キャン３内には、アルミニウム、ステンレスや銅等の良熱伝導性・非磁性材よ りなるＨ形の巻線固定枠４の上下端を固定してある。巻線固定枠４の両側面には 、対称の平滑な帯状コイル５、５を、各相・各極を合わせて、貼付してある。 なお、帯状コイル５、５の上下端部を樹脂２０により、巻線固定枠４に固定す ると、固定がさらに強固になる。 キャン３内壁と帯状コイル５、５の間には、空間を設けてあり、冷媒通路６を 形成してある。 キャン３の長手方向の両端部には、冷媒供給・排出パイプ（図示せず）を接続 する冷媒供給口９Ａ、冷媒排出口９Ｂを備えた鏡板８、８を液密に設けてある。 キャン３の長手方向の一端部の底部には、端子板１０を液密に固定してあり、端 子板１０には端子１１を設けリード線１２を介し、帯状コイル５、５に多相交流 を給電する。 上記の、固定ベース１、キャン３、巻線固定枠４、帯状コイル５、５、冷媒通 路６、鏡板８、８および端子板１０で固定子１２を構成する。 キャン３の両側面には、空隙を介し、永久磁石よりなる複数の磁極１３を対向 させてある。磁極１３は、強磁性体材よりなる垂直ヨーク１４、１４の長手方向 に、所定のピッチで固定してある。垂直ヨーク１４、１４の頂部は、ワークの搬 送用テーブルとなる強磁性体材よりなる水平ヨーク１５で架橋してある。 上記の、磁極１３、垂直ヨーク１４、１４および水平ヨーク１５で移動子１６ を構成する。 図２に固定子１２の第２の実施例の断面図を示す。 実施例の巻線固定枠４を良熱伝導性材として、その上下のリップ部を、方形も しくは長方形のヒートシンク１７にしてある。 キャン３の上下部に方形もしくは長方形のバルジ部１８を形成し、その外側は 移動子１６の磁極１３、垂直ヨーク１４、１４と水平ヨーク１５のなす空間内に 間隙をもって移動自在に収納する。前記バルジ部１８の内側には、ヒートシンク １７を嵌合し、ヒートシンク１７とバルジ部１８によりキャン３の上下に冷媒通 路６、６を形成する。 冷媒の供給は、実施例と同様に、上下の冷媒通路６、６の長手方向端部に設け た鏡板（図示せず）に設けた冷媒供給口（図示せず）から行い、排出は冷媒供給 口と反対側に設けた冷媒排出口（図示せず）から行う。この場合、帯状コイル５ の熱のほとんどは巻線固定枠４を介し、ヒートシンク１７部から冷却される。さ らに、キャン３の両側面を帯状コイル５、５の側面に密着させるようにしてある 。 このようにすると、実施例に比べギャップを小さくでき、ギャップの磁気抵抗 が減少し、効率が上がる。 図３に第３の実施例の断面図を示す。 実施例の巻線固定枠４を、アルミニウム、ステンレスや銅等の良熱伝導性・非 磁性材の薄板を逆Ｖ字状に折り曲げて形成してある。巻線固定枠４の逆Ｖ字状外 側・両側面には帯状コイル５、５を接着剤等により貼付してあり、帯状コイル５ 、５の上下端部は、樹脂２０により固定してある。巻線固定枠４の底部４１と頂 部４２をキャン３の内壁に、弾性をもって緊密に嵌合してある。 図４に第４の実施例の断面図を示す。 この例は、第３の実施例の巻線固定枠４のＶ字状の内側・両側面にも帯状コイ ル５、５を貼付してある。この場合、冷媒通路６は帯状コイル５、５とキャン３ の成す隙間およびＶ溝内となる。 図５に第５の実施例の断面図を示す。 実施例の巻線固定枠４を、アルミニウム、ステンレスや銅等よりなる良熱伝導 性・非磁性材の薄板をＸ字状に形成してあり、頂部４２をキャン３の内壁に緊密 に嵌合してある。帯状コイル５、５は、浅いＶ字状に折り曲げ、巻線固定枠４の Ｘ字状の外側・両側面に沿わせ、接着剤等により貼付してある。帯状コイル５、 ５の上下端部は、巻線固定枠４に樹脂２０により固定してある。 この場合、冷媒通路６は帯状コイル５、５とキャン３の成す隙間およびＸ字状 の内部の三角状の空間となる。 なお、第３ないし第５の実施例においては、帯状コイル５、５の側面と磁極７ の側面は、傾斜をもって対向し、ギャップが不均一になるが、鎖交磁束は長手方 向に一様であるため、磁束の大きさが高さ方向で不均一であっても、推力特性に 影響しない。また、コアレスであるため、ギャップが不均一による磁気吸引力の 不平衡も生じない。

【００７】 以下に、動作を説明する。 帯状コイル５、５に多相交流を供給すると、磁極７との間の磁気作用により移 動子１４が長手方向に移動する。このとき、移動子１４側には損失は生じないが 、固定子１１の帯状コイル５、５には銅損が生じる。 特に、起動・停止頻度が激しい微小送りの場合は、冷却を効率よく行う必要が ある。通常、効率よく冷却するため、冷却媒体を直接発熱部に接触させるのが好 ましい。 鏡板８に設けた冷媒供給口９Ａから、水、フロリナート等の冷媒１９を圧力を 掛けて供給すると、冷媒１９は、冷媒通路６内を冷媒供給口９Ａから冷媒排出口 ９Ｂに向かって流通し、直接的に帯状コイル５、５から、又間接的に巻線固定枠 ４を介し熱を奪う。 冷媒１９は、循環パイプ（図示せず）を介し、途中に設けた放熱器（図示せず ）により冷却されクローズに循環する。

【００８】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、コイルを気密なキャン内に収納し、冷媒 により直接冷却するので、コイルからの発塵や発ガスが室内に漏れることなく、 効率よく冷却できる。また、巻線固定枠を介しコイルを剛性をもって支持できる 。特に、第３ないし第５の実施例においては、巻線固定枠内にも冷媒通路を形成 出来るとともに、実施例よりさらに剛性を向上出来る。

【００９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面図および側断面図。

【図２】本考案の第２の実施例を示す断面図。

【図３】本考案の第３の実施例を示す断面図。

【図４】本考案の第４の実施例を示す断面図。

【図５】本考案の第５の実施例を示す断面図。

【符号の説明】

１ 固定ベース ２ 溝 ３ キャン ４ 巻線固定枠 ４１ 底部 ４２ 頂部 ５ 帯状コイル ６ 冷媒通路 ７ 磁極 ８ 鏡板 ９Ａ 冷媒供給口 ９Ｂ 冷媒排出口 １０ 端子板 １１ 端子 １２ 固定子 １３ 磁極 １４ 垂直ヨーク １５ 水平ヨーク １６ 移動子 １７ ヒートシンク １８ バルジ部 １９ 冷媒 ２０ 樹脂

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性材よりなる巻線固定枠（４）の両
   面に平滑な帯状コイル（５）、（５）を貼付した固定子
   （１２）と、この固定子（１２）の両面に、空隙を介
   し、対向させて設けた永久磁石の磁極（１３）をもつ移
   動子（１６）よりなる同期リニアモータにおいて、 前記帯状コイル（５）、（５）の両側面と間隙を保ち、
   巻線固定枠（４）の上下部を嵌合・固定した、薄肉・長
   方形のキャン（３）と、このキャン（３）と帯状コイル
   （５）、（５）間にできる冷媒通路（６）と、前記キャ
   ン（３）の長手方向の両端部に設けた鏡板（８）、
   （８）と、この鏡板（８）、（８）に設けた冷媒供給口
   （９Ａ）と冷媒排出口（９Ｂ）を備えたことを特徴とす
   るキャンド・同期リニアモータ。
2. 【請求項２】 前記巻線固定枠（４）をＨ形の良熱伝導
   材とし、上下のリップ部を、前記キャン（３）の上下部
   の内壁に緊密に嵌合した請求項１記載のキャンド・同期
   リニアモータ。
3. 【請求項３】 前記巻線固定枠（４）を良熱伝導材とし
   その頂部と底部にヒートシンク（１７、１７）部を形成
   し、前記キャン（３）の上下部にバルジ部（１８、１
   ８）を設け、このバルジ部（１８、１８）に上記ヒート
   シンク（１７、１７）部を嵌合した請求項１記載のキャ
   ンド・同期リニアモータ。
4. 【請求項４】 前記キャン（３）の側面を前記帯状コイ
   ル（５）、（５）の側面に密着させた請求項３記載のキ
   ャンド・同期リニアモータ。
5. 【請求項５】 前記巻線固定枠（４）をＶ字状に折り曲
   げた良熱伝導材の薄板とし、Ｖ字状の外側・両側面に前
   記帯状コイル（５）、（５）もしくはＶ字状の外側・両
   側面および内側・両側面に前記帯状コイル（５）、
   （５）、（５）、（５）を貼付した請求項１記載のキャ
   ンド・同期リニアモータ。
6. 【請求項６】 前記巻線固定枠（４）をＸ字状に折り曲
   げた良熱伝導材の薄板とし、Ｘ字状の外側・両側面に、
   帯状コイル（５）、（５）をＸ字の側面に合わせ折り曲
   げ、貼付した請求項１記載のキャンド・同期リニアモー
   タ。