(57)【要約】【課題】  本発明はリニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造を得ることにある。【解決手段】  本発明が提供するリニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造は、可動子とステージの間に冷却部を挟設し、さらに冷却部とステージの間の熱エネルギー伝達を遮断させることで、冷却部の放熱時に受ける熱エネルギーがステージに伝導するのを防ぎ、ステージの精度を保証することを主な技術的特徴としている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動子を有するリニアモータと、
前記可動子と互いに連結されるテーブルを有し、且つ前記可動子の運動に伴い移動することができるステージと、
前記テーブルと前記可動子の間に位置する連結ベースと、前記連結ベースと前記可動子の間に位置する冷却部材と、前記冷却部材中に設けられ且つ外部の管路と連通しており、外部の流体が外部管路を経由してチャンネルに流入して流動し、その後外部へ流出する前記チャンネルとを有する冷却部とを含み、  
前記冷却部はさらに、前記冷却部材の前記連結ベースと向かい合う側に位置する連結面と、前記連結面と前記連結ベースの間に位置する断熱層とを含み、且つ前記連結面、前記断熱層及び前記連結ベースの３つは互いに緊密に重ね接続されることを特徴とする、リニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造。
【請求項２】
前記断熱層は粘着性を有しており、前記連結面と前記連結ベースを接着させて、前記冷却部材を前記連結ベースに粘着させることを特徴とする、請求項１に記載のリニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造。
【請求項３】
前記断熱層は両面テープであることを特徴とする、請求項２に記載のリニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造。
【請求項４】
前記冷却部材はさらに、細長い板状且つ中空を呈する少なくとも２本のアルミ製押出棒と、両端の各々が各前記アルミ製押出棒の長軸の一端と連結される湾曲した連結管と、各々の一端が各前記アルミ製押出棒の長軸の別の一端と固定接続される２本の接続管とを含み、且つ各前記アルミ製押出棒の中空空間、前記連結管の管内空間及び各前記接続管の管内空間が共に前記チャンネルを構成することを特徴とする、請求項１に記載のリニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造。
【請求項５】
前記冷却部はさらに、前記連結ベースと前記テーブルの間に挟み込まれる少なくとも１つの断熱片を含むことを特徴とする、請求項１に記載のリニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造。
【請求項６】
さらに固定部を含み、
前記固定部は互いに同軸を呈する第１貫通孔、第２貫通孔、連結穴及び連結部材を有し、且つ前記第１貫通孔は前記テーブルに貫通形成され、前記第２貫通孔は前記連結ベースに貫通形成され、前記連結穴は前記可動子に形成され、前記連結部材は棒形状を呈し、且つ前記第１貫通孔と前記第２貫通孔を順に貫通して前記連結穴中に固定されることを特徴とする、請求項５に記載のリニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造。
【請求項７】
前記固定部はさらに、前記可動子と前記連結ベースの間に位置するスペーサーと、前記スペーサーに貫通形成され、且つ前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔と同軸である第３貫通孔を含み、前記連結部材に前記第３貫通孔を貫通させることを特徴とする、請求項６に記載のリニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造。
【請求項８】
前記断熱片はリング形状を呈し、且つ前記連結部材に環装されることを特徴とする、請求項６又は請求項７に記載のリニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造。
【請求項９】
前記冷却部材は、前記連結ベースと前記可動子の間に位置する少なくとも１本の細長い板状のアルミ製押出棒を有し、且つ前記連結面は前記アルミ製押出棒の長軸の片側に位置し、前記スペーサーは前記アルミ製押出棒の長軸の別の側に一体成型されることを特徴とする、請求項７に記載のリニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造。
【請求項１０】
前記スペーサーの片側の面と前記連結面は同一平面上に位置し、前記スペーサーの前記連結面に背を向けたもう一方の面は前記アルミ製押出棒よりも外に突出し、且つ前記可動子に当接しており、これにより前記可動子と前記アルミ製押出棒の間に間隙を形成することを特徴とする、請求項９に記載のリニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの冷却技術に関し、特にリニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータ性能のパフォーマンスが熱エネルギーの影響を受けないようにするため、持続的に流動する流体でモータ作動時に生じる熱エネルギーをモータから取り去る技術がモータの冷却技術としてよく採用されているが、モータの回転時に生じる熱エネルギーはモータ性能に影響を与えるだけではなく、同時にモータに直接接続される運動部材にも影響を与えてしまい、例えば精密加工において使用される可動ステージでは、可動ステージがリニアモータの可動子と連結され、且つ可動子の運動に伴って移動するため、モータの熱エネルギーが可動ステージに伝導した場合には可動ステージの精度が下がり、さらには変形などが生じて、精密加工に必要な精度を満たせなくなるという欠点があった。
【０００３】
従来技術では、上述の精度が下がる問題を回避するため、流体の流動を供する銅管などの配管部材を可動子と可動ステージの間に設置する技術があり、これによってモータから可動ステージに伝導される熱エネルギーを低減しているが、銅管の片側は可動ステージ側の連結部材に接触しており、同時に銅管のもう一方の側とモータの可動子との間は離して直接接触させていないため、モータの可動子からの熱エネルギーが空気を経由して銅管に伝導された場合には、銅管と可動ステージが直接接触しているために一部の熱エネルギーが可動ステージに伝達され、可動ステージの寸法に変化が生じ、移動の精度に影響してしまっていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は以上に鑑み、可動ステージが受けるモータの熱エネルギーの影響度合いを低減させて、可動ステージの精度を保証することができる、リニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造を提供することを主な目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、可動子とステージの間に冷却部を挟設し、さらに冷却部とステージの間の熱エネルギー伝達を遮断させることで、冷却部の放熱時に受ける熱エネルギーがステージに伝導するのを防ぎ、ステージの精度を保証することを主な技術的特徴とする、リニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造を提供する。
【０００６】
技術内容においては、リニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造に含まれるリニアモータ、ステージ及び冷却部中、冷却部はステージのテーブルと可動子の間に位置する連結ベースと、連結ベースと可動子の間に位置する冷却部材と、冷却部材の連結ベースと向かい合う側に位置する連結面と、連結面と連結ベースの間に位置する断熱層とを有しており、且つ連結面、断熱層及び連結ベースの３つは互いに緊密に重ねて接続し、また連結面と連結ベースの間の直接的な接触を断熱層が遮断している。
【０００７】
そのうち、断熱層は、連結ベースに粘着する粘着力を連結面に提供するため、粘着性を有している。
【０００８】
また、製造及び組立加工における便宜のため、冷却部材は、アルミニウム金属材料の押出工程を経て完成させたものである細長い板状且つ中空を呈する２本のアルミ製押出棒と、両端がアルミ製押出棒の長軸の一端と連結される湾曲した連結管と、各々の一端が各アルミ製押出棒の長軸の別の一端と固定接続される２本の接続管とを有しており、且つ各アルミ製押出棒の中空内部、連結管の管内空間及び各接続管の管内空間の３つは互いに直列につなげて、外部の流体に流入し且つ流動するチャンネルを提供する。
【０００９】
そのうち、連結面は各アルミ製押出棒の長軸の片側に位置する。
【００１０】
断熱効果をより高めるため、冷却部はさらに断熱片を含み、連結ベースとテーブルの間に位置させることで連結ベースとテーブルの間の直接的な接触を遮断している。
【００１１】
そのうち、断熱片と断熱層は、両面テープなどの粘着効果が提供できる物品でよい。
【００１２】
また、テーブル、連結ベース及び可動子の３つの連結技術については、一般的な連結構造でよく、例えば棒形状の連結部材でテーブルと連結ベースを可動子上に連結するが、そのうち、冷却部材と可動子の間に適度な間隙を確保して断熱効果を果たせるようにするため、連結ベースと可動子の間に冷却部材の厚みよりも大きな厚みのスペーサーを挟設し、冷却部材と可動子の間に適度な間隙を形成させることができる。
【００１３】
そのうち、スペーサーはアルミ製押出棒と一体成型し、且つスペーサーの連結面に隣接する側の面を連結面と同じ平面に位置させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の好ましい実施例の立体図である。
【図２】本発明の好ましい実施例の分解図である。
【図３】本発明の好ましい実施例のアルミ製押出棒部材の立体図である。
【図４】本発明の好ましい実施例における図１中の切断線４−４に沿った断面図である。
【図５】本発明の好ましい実施例における図４中のＡ部分の拡大図である。
【図６】本発明の好ましい実施例における図１中の切断線６−６に沿った断面図である。
【図７】本発明の好ましい実施例における図１中の切断線７−７に沿った断面図である。
【図８】本発明の好ましい実施例における図７中のＢ部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[実施例]
各図を参照して、本発明の好ましい実施例において提供するリニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造（１０）中には、主にリニアモータ（２０）、ステージ（３０）、冷却部（４０）及び固定部（５０）が含まれている。
【００１６】
リニアモータ（２０）は従来のモータ技術内容であり、且つ本発明が改良しようとする技術内容ではなく、図中でそれが有する可動子（２１）の位置を示して詳細な技術内容又は構造を具体的にしたに過ぎず、本発明の技術的特徴とは無関係であるため、説明又は開示する必要はない。
【００１７】
ステージ（３０）もまた公開されている従来技術であり、精密加工機の可動ステージとすることができ、その構造には可動子（２１）の運動に伴って対応する変位運動を行うことが可能なテーブル（３１）が含まれている。
【００１８】
冷却部（４０）は、テーブル（３１）と可動子（２１）の間に位置するコの字型を呈した板状の連結ベース（４１）と、連結ベース（４１）と可動子（２１）の間に位置する冷却部材（４２）と、冷却部材（４２）中に設けられて流体にその中で流動せしめるチャンネル（４３）とを有しており、且つチャンネル（４３）と外部管路の間は連通しており、低温の流体が外部からチャンネルに流入して流動し、熱エネルギーを受け取った後に外部まで流動することにより、放熱効果を果たすことができる。
【００１９】
また本実施例中、冷却部（４０）が受け取る熱エネルギーがステージ（３０）に伝導してステージ（３０）の精度に影響が出るのを低減させるため、冷却部（４０）はさらに、冷却部材（４２）の連結ベース（４１）と向かい合う側に位置する連結面（４４）と、連結面（４４）と連結ベース（４１）の間に位置して冷却部材（４２）と連結ベース（４１）が直接接触しないようにさせる断熱層（４５）とを有しており、これにより、リニアモータ（２０）からの熱エネルギーが冷却部材（４２）に進入したときに、断熱層（４５）が遮断して連結ベース（４１）に伝導されるのを防ぐことで、リニアモータ（２０）の熱エネルギーが連結ベース（４１）を経由してステージ（３０）に伝導されるのを間接的に防ぐことができる。
【００２０】
さらに、冷却部材（４２）は、細長い板状且つ中空を呈し、互いに平行且つ離れた２本のアルミ製押出棒（４２１）と、両端の各々がアルミ製押出棒（４２１）の長軸の一端と連結されるＵ字形状に湾曲した連結管（４２２）と、各々がアルミ製押出棒（４２１）の長軸の別の一端と固定接続される２本の接続管（４２３）とを有しており、各アルミ製押出棒（４２１）の中空空間、連結管（４２２）の管内空間及び各接続管（４２３）の管内空間は、共にチャンネル（４３）を構成しており、且つ連結面（４４）はそれぞれ各アルミ製押出棒（４２１）の長軸の片側に位置させている。
【００２１】
固定部（５０）は、ブロック形状である複数のスペーサー（５１）を有しており、各々は連結ベース（４１）と可動子（２１）の間に位置し、テーブル（３１）には複数の第１貫通孔（５２）の各々が貫通形成され、連結ベース（４１）には複数の第２貫通孔（５３）の各々が貫通形成され、各スペーサー（５１）には複数の第３貫通孔（５４）の各々が形成され、可動子（２１）には複数の連結穴（５５）の各々が形成され、且つ各第１貫通孔（５２）、各第２貫通孔（５３）、各第３貫通孔（５４）及び各連結穴（５５）の各々は同軸で対応し合う相対関係の状態を呈しており、複数の棒形状の連結部材（５６）の各々を同軸で対応し合う第１貫通孔（５２）、第２貫通孔（５３）及び第３貫通孔（５４）の順に貫通させて連結穴（５５）中に連結し、テーブル（３１）、連結ベース（４１）及び可動子（２１）の連結の用に供する。
【００２２】
そのうち、各スペーサー（５１）の厚み（Ｄ１）は、各々がアルミ製押出棒（４２１）の厚み（Ｄ２）よりも大きく、同時に各スペーサー（５１）の片側と連結面（４４）は同一平面上に位置させることで、背を向けた別の側を各アルミ製押出棒（４２１）の別の側よりも突出させ、これによりアルミ製押出棒（４２１）の別の側と可動子（２１）の間を隔てて適度な間隙（Ｄ３）を持たせ、冷却部（４０）が可動子（２１）と直接接触するのを防ぎ、熱エネルギーの伝達度合いを低減させている。
【００２３】
また組立及び加工における便宜のため、各スペーサー（５１）は各アルミ製押出棒（４２１）の長軸の別の側に一体成型されるが、これらの構造は、製造においてアルミニウム金属を押出成形により一体成形したものである。
【００２４】
また断熱効果をより高めるために、冷却部（４０）はさらにリング形状を呈する複数の断熱片（４６）を含み、各々は各連結部材（５５）に環装され、且つテーブル（３１）と連結ベース（４１）の間に位置させて、テーブル（３１）と連結ベース（４１）が互いに直接接触しないようにして、熱エネルギーの伝達度合いを低減させている。
【００２５】
また本実施例中、チャンネル（４３）を構成する複数の部材の連結箇所から流体が漏れる可能性を回避するため、冷却部材（４２）に複数の管継手（４２４）を持たせており、各々は連結管（４２２）の両端及び各接続管（４２３）の一端に環装され、且つ各アルミ製押出棒（４２１）中に嵌入され、且つ各々はＯリング（４２５）によりアルミ製押出棒（４２１）の内部溝面に当接しており、これにより位置合わせ及び漏れ防止の効果を果たしている。
【００２６】
上述の部材の構成により、リニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造（１０）は、各スペーサー（５１）が冷却部（４０）と可動子（２１）の間の適度な間隔を維持して断熱効果を確保するだけでなく、さらに断熱層（４５）及び各断熱片（４６）によってステージ（３０）への熱エネルギー伝達を遮断し、本発明が達成可能な断熱効果をより強化することができ、またさらにアルミニウムの押出成形で製造したアルミ製押出棒（４２１）及びスペーサー（５１）は、製造する上でより便利であるほか、断熱層（４５）及び各断熱片（４６）はさらに両面テープなどの粘着性及び断熱効果を有する物品でよく、これにより断熱層（４５）及び各断熱片（４６）が断熱と連結部材としての機能を兼ね備え、製造及び組立加工がよりいっそう便利になる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  リニアモータの可動子と連結するステージの間の冷却構造
２０  リニアモータ
２１  可動子
３０  ステージ
３１  テーブル
４０  冷却部
４１  連結ベース
４２  連結部材
４２１  アルミ製押出棒
４２２  連結管
４２３  接続管
４２４  管継手
４２５  Ｏリング
４３  チャンネル
４４  連結面
４５  断熱層
４６  断熱片
５０  固定部
５１  スペーサー
５２  第１貫通孔
５３  第２貫通孔
５４  第３貫通孔
５５  連結穴
５６  連結部材
Ｄ１  厚み
Ｄ２  厚み
Ｄ３  間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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