(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動方向に沿い複数の磁石のＮ極およびＳ極が交互に列設された軌道部材と、コアおよびコイルをもつ電機子を有して前記軌道部材に移動可能に装架された移動体とを備え、前記コイルに電流を通電したときに前記コアに誘起される磁束と前記軌道部材の前記磁石との間に前記移動方向の推進力を発生するリニアモータ装置であって、
前記移動体は、
前記電機子の下方または一側方で前記コアに固定され、前記軌道部材に係合して摺動する被駆動部と、
前記電機子の内部に延在するとともに一部分が前記電機子の外部へと延在し、前記コイルで発生する熱を前記電機子の外部に移送する熱伝導性の高い熱伝導部材と、
前記電機子の上方または他側方で前記コアに固定され前記電機子を隔てて前記被駆動部に相対し、かつ前記熱伝導部材が接続されて移送された熱を放散する放熱器と、
前記被駆動部を取り付けた取付部材を前記コイルから離隔して前記コアに固定する熱伝導性の低い断熱固定部材と、をさらに有し、
前記熱伝導部材は、
前記放熱器に結合されて延在する放熱部と、
前記電機子の内部に配設された冷却用溝の全長にわたって延在し、その一端が前記断熱固定部材の内部まで入り込んで前記被駆動部の近傍まで延在するとともに、その他端が前記放熱部に連通する集熱部と、からなるリニアモータ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記移動体は、前記放熱器を前記コアに固定するための熱伝導性の高い伝熱固定部材をさらに有し、
あるいは、前記放熱器が前記コアに直接的に固定されているリニアモータ装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記移動体は、前記被駆動部または前記取付部材と、前記電機子の前記コアと、前記放熱器とを一体的に締結する締結部材をさらに有するリニアモータ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、前記断熱固定部材は、前記被駆動部を取り付けた取付部材と前記コイルとの間に熱伝導性の低い断熱材を配置するとともに樹脂を充填成形したものであるリニアモータ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、
前記放熱器は、面状に延在する基体および、前記基体の表面から垂直方向に立設された複数の放熱フィンからなり、
前記熱伝導部材はヒートパイプであり、前記放熱部は、前記放熱器の前記基体の裏面に結合されて延在するヒートパイプ放熱部であり、前記集熱部は、前記ヒートパイプ放熱部に連通するヒートパイプ集熱部であるリニアモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリニアモータ装置に関し、より詳細には、移動体側の温度上昇を抑制する放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の部品が実装された基板を生産する基板用作業機器として、はんだ印刷機、部品実装機、はんだリフロー機、基板検査機などがあり、これらを基板搬送装置で連結して基板生産ラインを構築する場合が多い。これらの基板用作業機器の多くは、基板上を移動して所定の作業を行う移動体を備えており、移動体を駆動する一手段としてリニアモータ装置を用いることができる。この種のリニアモータ装置は、一般的に、移動方向に沿い複数の磁石のＮ極およびＳ極が交互に列設された軌道部材と、コアおよびコイルを有する電機子を含んで構成された移動体とを備える。【０００３】
部品実装機を例にして考えると、移動体となる部品実装ヘッドは、電機子に加え、軌道部材に係合して摺動する被駆動部を備えている。被駆動部は、電機子に接近して配置されるので、コイルで発生する熱の影響を受けるおそれがある。特に、リニアモータ装置の推進力を大きくする場合には、コイルに流す駆動電流を大きくすることが有効であるものの、それに伴い発熱量が増加してしまう。このため、被駆動部あるいは被駆動部を取り付けるための取付部材が熱膨張したり変形したりして、位置決め精度の低下や摺動部分の摺動摩擦の増加、被駆動部に設けられた各種部材の熱劣化などの弊害が生じ易くなる。このような弊害を抑制するために、特許文献１〜３に例示されるリニアモータ装置の冷却構造が提案されている。【０００４】
特許文献１に開示されたリニアモータの冷却装置は、電機子を取り付けるための電機子取付板と、電機子取付板に断熱材を介して取り付けられた負荷を搭載するためのテーブルと、電機子取付板とテーブルとの間に挟み込むように設けられた冷却ユニットとを備えている。負荷とは、所定の処理を行う被駆動部に相当し、部品実装機の例では部品実装ヘッドおよび駆動機構に相当する。この技術例では、電機子の上方に電機子取付板、負荷（テーブル）、および冷却ユニットが配設されている。これにより、電機子で生じた発熱を電機子取付板から冷却ユニット側のみに伝熱でき、負荷（テーブル）への伝熱に伴う熱変形をなくせる、と記載されている。【０００５】
また、特許文献２の請求項６に開示されたリニアモータ電機子は、エアを下方に向けて噴出する複数のエア噴出口を設けた冷却パイプを電機子の底面に設けている。これにより、噴出されたエアが固定子ベースで上方に反射して電機子を強制風冷できる。さらに、特許文献３に開示された直動装置は、ビームおよびガイドと、スライダと、スライダ上の可動子（電機子）およびビーム上の固定子からなるリニアモータとを備え、スライダと可動子を離間して配置するとともに可動子に放熱フィンを設け、放熱フィンに空気流が当たるように空気流形成手段をさらに備えている。これにより、可動子に発生した熱が放熱フィンから放熱されるので、スライダやビームに発生する熱変形が極力抑制される、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許４６３６３５４号公報
【特許文献２】再表２００８／１３３０１７号公報
【特許文献３】特開２００８−１０８９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１の冷却装置では、電機子から電機子取付板を介して冷却ユニットに伝熱するので電機子取付板が高温になり、負荷（テーブル）との間に十分な厚みの断熱材を配置する必要が生じる。それでもなお、高温の電機子取付板に近接して配置された負荷（テーブル）の温度は上昇しがちになり、位置決め精度の低下を始めとする弊害が生じやすい。また、負荷（テーブル）および冷却ユニットは、ともに電機子の上方に配置されるため、大きさや形状の制約が厳しくなっている。【０００８】
また、特許文献２では強制風冷構造を採用しているが、電機子の大きさによっては外部からの送風だけでは十分に冷却できない場合もある。また、電機子側の被駆動部が効率的に冷却されるか不明である。さらに、特許文献３でも強制風冷構造を採用しているが、必ずしも良好な放熱構造とは言えない。つまり、放熱フィンに十分な風を送るためには、放熱フィンを設けた可動子とスライダとの間隔を広くとる必要があるが、装置の小形軽量化と背反してしまう。また、固定側のビームにファンを取り付けて移動する可動子に送風すると、風の一部のみが放熱フィンに当たるので冷却効率が低く、さらには、ファンの設置スペース分だけリニアモータの可動範囲が減少する。【０００９】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたもので、軌道部材に係合して摺動する被駆動部と電機子を冷却する放熱器とを移動体内部で離隔配置し、被駆動部の温度上昇を抑制して位置決め精度を確保するとともに、摺動部分の摺動摩擦の増加や各種部材の熱劣化などの弊害を抑制し、冷却設計の自由度を高めて良好な冷却性能を具備したリニアモータ装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する請求項１に係るリニアモータ装置の発明は、移動方向に沿い複数の磁石のＮ極およびＳ極が交互に列設された軌道部材と、コアおよびコイルをもつ電機子を有して前記軌道部材に移動可能に装架された移動体とを備え、前記コイルに電流を通電したときに前記コアに誘起される磁束と前記軌道部材の前記磁石との間に前記移動方向の推進力を発生するリニアモータ装置であって、前記移動体は、前記電機子の下方または一側方で前記コアに固定され、前記軌道部材に係合して摺動する被駆動部と、前記電機子の内部に延在するとともに一部分が前記電機子の外部へと延在し、前記コイルで発生する熱を前記電機子の外部に移送する熱伝導性の高い熱伝導部材と、前記電機子の上方または他側方で前記コアに固定され前記電機子を隔てて前記被駆動部に相対し、かつ前記熱伝導部材が接続されて移送された熱を放散する放熱器と、前記被駆動部を取り付けた取付部材を前記コイルから離隔して前記コアに固定する熱伝導性の低い断熱固定部材と、をさらに有し、前記熱伝導部材は、前記放熱器に結合されて延在する放熱部と、前記電機子の内部に配設された冷却用溝の全長にわたって延在し、その一端が前記断熱固定部材の内部まで入り込んで前記被駆動部の近傍まで延在するとともに、その他端が前記放熱部に連通する集熱部と、からなる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記移動体は、前記放熱器を前記コアに固定するための熱伝導性の高い伝熱固定部材をさらに有し、あるいは、前記放熱器が前記コアに直接的に固定されている。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１または２において、前記移動体は、前記被駆動部または前記取付部材と、前記電機子の前記コアと、前記放熱器とを一体的に締結する締結部材をさらに有する。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記断熱固定部材は、前記被駆動部を取り付けた取付部材と前記コイルとの間に熱伝導性の低い断熱材を配置するとともに樹脂を充填成形したものである。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記放熱器は、面状に延在する基体および、前記基体の表面から垂直方向に立設された複数の放熱フィンからなり、前記熱伝導部材はヒートパイプであり、前記放熱部は、前記放熱器の前記基体の裏面に結合されて延在するヒートパイプ放熱部であり、前記集熱部は、前記ヒートパイプ放熱部に連通するヒートパイプ集熱部である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係るリニアモータ装置の発明では、移動体内で電機子を隔てて被駆動部と放熱器とが離隔配置されるため、高温になりがちな放熱器から被駆動部への熱伝導が抑制される。さらに、電機子の内部に配設された熱伝導部材が被駆動部の近傍まで延在しているので、被駆動部およびその付近が効率よく冷却される。これらの総合的な作用で、被駆動部の温度上昇を抑制して熱膨張や変形を低減でき、位置決め精度を確保するとともに、摺動部分の摺動摩擦の増加や各種部材の熱劣化などの弊害を抑制できる。また、放熱器の周辺に被駆動部関連の構造部材を配置する必要が無いので、十分な放熱面積の確保が容易であり、必要に応じて送風ファンを適正な位置に配設することもでき、冷却設計の自由度が高められ、良好な冷却性能を具備できる。【００１７】
また、断熱固定部材を用いて、被駆動部および取付部材がコイルから離隔してコアに固定される。したがって、熱源であるコイルから被駆動部への熱伝導が顕著に減少し、被駆動部の温度上昇を一層抑制できる。さらに、熱伝導部材の集熱部の一端が断熱固定部材まで入り込んで冷却を行うので、取付部材および被駆動部の温度上昇が顕著に抑制される。
【００１８】
請求項２に係る発明では、伝熱固定部材を用いて放熱器がコアに固定され、あるいは、放熱器がコアに直接的に固定される。したがって、熱源であるコイルからコアを経由した放熱器への熱伝導が顕著に増加し、熱伝導部材による熱移送との協働により電機子全体の温度上昇を抑制できる。これにより、最終的に被駆動部の温度上昇を一層抑制できる。
【００１９】
請求項３に係る発明では、被駆動部または取付部材と、電機子のコアと、放熱器とを一体的に締結する締結部材を有している。したがって、構成部品の点数を削減しつつ、簡易でかつ堅牢な構造を実現できる。
【００２０】
請求項４に係る発明では、被駆動部を取り付けた取付部材とコイルとの間に熱伝導性の低い断熱材を配置するとともに樹脂を充填成形している。樹脂成形を行うことでコイルの機械的強度を高めたり、コイルを外気から遮蔽して耐環境性を高めたりすることができるが、反面、樹脂による熱伝導が増加する。したがって、取付部材とコイルとの間に断熱材を配置することで、コイルから樹脂を経由して被駆動部へ至る熱伝導を低減でき、被駆動部の温度上昇を抑制できる。
【００２１】
請求項５に係る発明では、放熱器は基体および放熱フィンからなり、熱伝導部材はヒートパイプ放熱部とヒートパイプ集熱部とからなるヒートパイプとされている。したがって、ヒートパイプ中の冷媒の相変化および対流を利用して格段に効率良く冷却することで、電機子全体の温度上昇を抑制でき、最終的に被駆動部の温度上昇を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のリニアモータ装置を実施できる部品装着装置の構成例を示した斜視図である。
【図２】第１実施形態のリニアモータ装置の全体構成を模式的に示した移動方向と直交する断面図である。
【図３】移動体の詳細構造を模式的に示した図であり、（１）は移動方向と直交する正面断面図、（２）は平面図である。
【図４】移動方向に沿った軌道部材および移動体の垂直断面図である。
【図５】第２実施形態のリニアモータ装置の移動体の詳細構造を模式的に示した移動方向と直交する正面断面図である。
【図６】第３実施形態のリニアモータ装置の移動体の詳細構造を模式的に示した図であり、（１）は移動方向と直交する正面図、（２）は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
まず、本発明のリニアモータ装置を実施できる部品実装機９の構成例について、図１を参考にして説明する。図１は、本発明のリニアモータ装置を実施できる部品装着装置９の構成例を示した斜視図である。図１には共通ベース９０上に並設された２台の部品装着装置９が示されており、以降では１台分について説明する。部品実装装置９は、基板搬送装置９１、部品供給装置９２、部品移載装置９３、部品カメラ９４、および図略の制御コンピュータなどが基台９９に組み付けられて構成されている（符号は右手前側の部品装着装置９のみに付してある）。図１の右上のＸＹＺ座標軸に示されるように、部品実装機９の水平幅方向（図１の紙面左上から右下に向かう方向）をＸ軸方向、部品実装機９の水平長手方向（図１の紙面右上から左下に向かう方向）をＹ軸方向、鉛直高さ方向をＺ軸方向とする。
【００２４】
基板搬送装置９１は、部品実装機９の長手方向の中間辺りに設けられている。基板搬送装置９１は、第１搬送装置９１１および第２搬送装置９１２が並設された、いわゆるダブルコンベアタイプの装置であり、２枚の基板Ｋを並行操作してＸ軸方向に搬入し位置決めし搬出する。第１および第２搬送装置９１１、９１２はそれぞれ、基台９９上にＸ軸方向に平行に並設された一対のガイドレール（符号略）、およびガイドレールにそれぞれ案内され基板Ｋを載置して搬送する一対のコンベアベルト（図示省略）などにより構成されている。また、第１および第２搬送装置９１１、９１２にはそれぞれ、部品実装位置まで搬送された基板Ｋを基台９９側から押し上げて位置決めするクランプ装置（図示省略）が設けられている。
【００２５】
部品供給装置９２は、フィーダ方式の装置であり、部品実装機９の長手方向の前部（図１の左前側）に設けられている。部品供給装置９２は、基台９９上に複数のカセット式フィーダ９２１が並設されて構成されている。各カセット式フィーダ９２１は、基台９９に離脱可能に取り付けられた本体９２２と、本体９２２の後部（部品実装機９の前側）に回転可能かつ着脱可能に装着された供給リール９２３と、本体９２２の先端（部品実装機９の中央寄り）に設けられた部品供給部９２４とを備えている。供給リール９２３は部品を供給する媒体であり、所定個数の部品を一定の間隔で保持したキャリアテープ（図示省略）が巻回されている。このキャリアテープの先端が部品供給部９２４まで引き出され、キャリアテープごとに異なる部品が供給される。
【００２６】
部品移載装置９３は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能ないわゆるＸＹロボットタイプの装置であり、部品実装機９の長手方向の後部（図１の右奥側）から前部の部品供給装置９２の上方にかけて配設されている。部品移載装置９３は、Ｘ−Ｙ軸ヘッド駆動機構９３１（図１では大部分が隠れている）、装着ヘッド９３２などにより構成されている。Ｘ−Ｙ軸ヘッド駆動機構９３１は、装着ヘッド９３２をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動する。Ｘ−Ｙ軸ヘッド駆動機構９３１のうちＸ軸方向への駆動を行う機構として、第１実施形態のリニアモータ装置１を用いることができる。また、Ｙ軸方向への駆動を行う機構として、やはりリニアモータ装置を用いてもよく、あるいは公知のボールねじ送り機構などの別の機構を用いてもよい。
【００２７】
装着ヘッド９３２の下方には、負圧を利用して部品を吸着採取および装着する吸着ノズルを複数個下向きに保持するノズルホルダ９３３が設けられている。装着ヘッド９３２は、吸着ノズルを垂直Ｚ軸方向に昇降駆動するＺ軸方向駆動機構（図示省略）、およびＺ軸を中心としてノズルホルダ９３３を回転駆動するＲ軸回転駆動機構（図示省略）を有している。また、装着ヘッド９３２は、位置決めされた基板Ｋを撮像する基板カメラ（図示省略）を有している。
【００２８】
部品カメラ９４は、部品移載装置９３の吸着ノズルが部品を吸着したときの状態を撮像する装置であり、部品供給装置９２の部品供給部９２４付近の基台９９上に配設されている。図略の制御コンピュータは、基板搬送装置９１、部品供給装置９２、部品移載装置９３、および部品カメラ９４と通信ケーブルによって接続されており、必要な情報を入手して演算および判定を行い、適宜指令を発して各部の動作を制御する。オペレータが制御コンピュータからの情報を確認し、さらには必要な操作や設定を行うために、上部のカバー９５の前側上部に表示操作装置９６が配設されている。
【００２９】
次に、第１実施形態のリニアモータ装置１について詳述する。図２は第１実施形態のリニアモータ装置１の全体構成を模式的に示した移動方向と直交する断面図である。リニアモータ装置１は、軌道部材２および移動体３を備え、移動体３が移動方向となるＸ軸方向（図２の紙面表裏方向）に移動するようになっている。
【００３０】
軌道部材２は、上下に分かれた上側軌道部材２１および下側軌道部材２２が移動方向に平行に延在して構成されている、上側および下側軌道部材２１、２２の間には移動体３の移動経路が形成され、上側および下側軌道部材２１、２２のＸ軸方向の両端が結合されて移動体３の移動経路が閉じられている。上側軌道部材２１および下側軌道部材２２の図中の左側の側面２１１、２２１にそれぞれ、上側案内レール２３および下側案内レール２４が移動方向に延在するように設けられている。上側および下側案内レール２３、２４の移動方向と直交する断面形状は、中間がくびれた凹凸形状になっている。
【００３１】
上側軌道部材２１の底面２１２には、上側磁石固定部材２５が移動方向に延在するように設けられている。上側磁石固定部材２５の底面の移動方向に複数の磁石２５１が列設されている。同様に、下側軌道部材２２の上面２２２には、下側磁石固定部材２６が移動方向に延在するように設けられている。下側磁石固定部材２６の上面の移動方向に複数の磁石２６１が列設されている。
【００３２】
移動体３は、電機子４、被駆動部５、および放熱器６などが一体となって構成され、軌道部材２に移動可能に装架されている。電機子４は、上下に略対称な構造を有しており、上側および下側軌道部材２１、２２の間に配置され、上下の磁石２５１、２６１に対してわずかな間隙を有している。
【００３３】
電機子４の一側方（図中の左側の側方）には、取付部材５１を介して被駆動部５が取り付けられている。被駆動部５は、図１の装着ヘッド９３２に相当する部位であり、上下方向に延びている。被駆動部５の図中の右側の側面５０１の上端寄りおよび下端寄りに、上側係合部材５２および下側係合部材５３が固設されている。上側および下側係合部材５２、５３は、それぞれ係合凹部５２１、５３１を有している。各係合凹部５２１、５３１は、軌道部材２の上側および下側案内レール２３、２４の凹凸形状に嵌合して移動可能であり、これにより移動体３全体が装架されている。被駆動部５の図中の左側の側面５０２には、装着ヘッド９３２を構成する図略の各種部材が取り付けられている。
【００３４】
一方、電機子４の他側方（図中の右側の側方）には、取付部材６１を介して放熱器６が取り付けられている。放熱器６は、電機子４を隔て被駆動部５に相対して配置されている。放熱器６は、後で詳述するように電機子４から移送された熱を放散する。上述した「他側方」および前述の「一側方」は、電機子４の向かい合う２つの側面を意味し、隣接して交差する２つの側面を含まない。
【００３５】
軌道部材２および移動体３の構成について、さらに詳述する。図３は移動体３の詳細構造を模式的に示した図であり、（１）は移動方向と直交する正面断面図、（２）は平面図である。また、図４は、移動方向に沿った軌道部材２および移動体３の垂直断面図である。移動体３の電機子４は、コア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗおよびコイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗなどで構成されている。また、移動体３は、熱伝導部材に相当するヒートパイプ７１、７２、および締結部材に相当する締結ロッド８をさらに有している。
【００３６】
図４に示されるように、移動体３を挟んで上下に配置された軌道部材２の磁石２５１、２６１は、移動方向（図では左右方向）沿い複数のＮ極およびＳ極が交互に列設されている。移動体３を挟んで向かい合う上下の磁石２５１、２６１同士は、互いに異なる極性とされている。
【００３７】
また、図３の（２）および図４に示されるように、移動体３の電機子４は、相ごとのコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗおよびコイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗを有し、三相が移動方向に並べて配置されている。移動体３は、三相の電機子４を少なくとも１組備え、複数組の電機子４を移動方向に並べて備えてもよい。
【００３８】
コア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗは、プレス機により打ち抜き加工された電磁鋼板が多数枚積層されて形成されている。図４に示されるように、コア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗの平面形状は概ね十文字形であり、移動方向に直角な幅方向（図４では上下方向）にヨーク部４１１が延在して磁束Ｈを通すようになっている。ヨーク部４１１の両端にはそれぞれ、鉤の手状に拡げられた磁極形成部４１２が形成されている。コイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗに電流が通電されると、磁極形成部４１２の一方にＮ極、他方にＳ極が誘起され、軌道部材２の磁石２５１、２６１との間に推進力が発生する。
【００３９】
ヨーク部４１１の移動方向前後の側面中央からそれぞれ、突き当て凸部４１３が前方および後方に突設されている。突き当て凸部４１３は、磁束Ｈが通る断面積を部分的に拡げている。隣り合う前側のコア４１Ｕと中央のコア４１Ｖとの間、ならびに中央のコア４１Ｖと後側のコア４１Ｗとの間で、突き当て凸部４１３は先端の突き当て面４１４で相互に突き当たって位置関係を規定する。また、前側のコア４１Ｕの前側ならびに後側のコア４１Ｗの後側で、突き当て凸部４１３の突き当て面４１４は外方を向いている。
【００４０】
各コア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗの中心には、幅方向に貫通する締結孔４１５が穿設されている。図３に示されるように、締結孔４１５には締結ロッド８が挿通されている。締結ロッド８の両端は、駆動部５の取付部材５１および放熱器６の取付部材６１に締結されている。これにより、被駆動部５、電機子４のコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗ、および放熱器６が一体的に締結される。また、コア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗの各突き当て凸部４１３の突き当て面４１４に、断面半円状で幅方向に延在する冷却用溝４１６が形成されている。締結孔４１５および冷却用溝４１６は、プレス機の打ち抜き型を従来から変更することで、工程数を増やすことなく形成できる。
【００４１】
一方、コイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗは、コア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗの突き当て凸部４１３により分離されたヨーク部４１１の両側に分かれて巻回形成されており、両側で巻回数は等しくなっている。三相のコイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗは、Ｙ結線またはΔ結線に接続されており、移動体３上に搭載された図略の電源部から電流の大きさおよび流れる方向が調整されて通電されるようになっている。
【００４２】
図３に示されるように、被駆動部５を取り付けた板状の取付部材５１をコイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗから離隔してコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗに固定するために、熱伝導性の低い断熱固定部材４５が用いられる。断熱固定部材４５は三相に共通な角棒状の部材であり、取付部材５１と三相のコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗの端面との間に介挿され、移動方向に延在している。断熱固定部材４５には、三相の合計３本の締結ロッド８が挿通されている。断熱固定部材４５により、取付部材５１とコイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗとの間が離隔支持されている。断熱固定部材４５の構成材質には、締結の圧縮力に強くかつ熱伝導性の低い材質が適しており、ガラスエポキシ積層板を例示できる。
【００４３】
一方、放熱器６を取り付けた板状の取付部材６１をコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗに固定するために、熱伝導性の高い伝熱固定部材４７が用いられる。伝熱固定部材４７は、三相に個別な部材であり、取付部材６１と各相コア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗの端面との間にそれぞれ介挿されている。各伝熱固定部材４７には、各相の締結ロッド８がそれぞれ挿通されている。伝熱固定部材４７により、取付部材６１とコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗとの間が熱伝導良好に支持されている。伝熱固定部材４７の構成材質には、締結の圧縮力に強くかつ熱伝導性の高い材質が適しており、鉄などの金属材料を例示できる。
【００４４】
なお、成形加工された取付部材を用い、伝熱固定部材４７を介さずに、放熱器６をコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗに直接的に固定するようにしてもよい。この態様によれば、電機子４から放熱器６への熱伝導がさらに良好になる。
【００４５】
電機子４を冷却するために、放熱器６および熱伝導部材に相当する２本のヒートパイプ７１、７２が設けられている。詳述すると、前側のコア４１Ｕの後側の突き当て凸部４１３と中央のコア４１Ｖの前側の突き当て凸部４１３との間には、２つの冷却用溝４１６により断面円形の空間が形成される。この空間にヒートパイプ７１のヒートパイプ集熱部７１１が配設されている（図４参照）。同様に、中央のコア４１Ｖの後側の突き当て凸部４１３と後側のコア４１Ｗの前側の突き当て凸部４１３との間にも、２つの冷却用溝４１６により断面円形の空間が形成され、ヒートパイプ７２のヒートパイプ集熱部７２１が配設されている（図４参照）。
【００４６】
各ヒートパイプ集熱部７１１、７２１は冷却用溝４１６の全長にわたって延在し、さらに、その一端７１２、７２２が断熱固定部材４５の内部まで入り込んで被駆動部５の近傍まで延在している（図３参照）。各ヒートパイプ集熱部７１１、７２１の他端７１３、７２３はそれぞれ、電機子４の外部へ引き出されて延在し、ヒートパイプ放熱部７１５、７２５に連通している。２つのヒートパイプ放熱部７１５、７２５は、放熱器６の取付部材６１の裏面に互い違いに結合されて延在している。
【００４７】
ヒートパイプ７１、７２の内部に封入する冷媒としては、例えば水を用いることができ、これに限定されず他の冷媒を用いても良い。また、第１実施形態において、熱伝導部材は必ずしも冷媒の相変化を伴うヒートパイプ７１、７２である必要は無く、例えば、冷却管路にクーリングオイルを封入して循環対流させる方式の冷却管であってもよい。
【００４８】
放熱器６は、電機子４に匹敵する大きさで面状に延在する基体６２と、基体６２の表面から垂直方向に立設された複数の薄板状の放熱フィン６３からなる。図３の（１）に示される構成例では、８枚の放熱フィン６３が移動方向に平行に立設されている。これにより、移動体３が移動するのに伴い放熱フィン６３の間を空気が通り抜け、効率的に冷却されるようになっている。基体６２は、取付部材６１に密着して設けられ、ヒートパイプ放熱部７１５、７２５から取付部材６１を介して放熱器６へと良好に熱伝導されるようになっている。放熱器６は、熱伝導率が高く熱放散の良好な金属製とするのが好ましく、かつ移動体３の重量増加を抑えるために軽量であることが好ましく、例えばアルミニウムを用いた鋳造によって製造することができる。
【００４９】
次に、上述のように構成された第１実施形態のリニアモータ装置１におけるコイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗの冷却作用について説明する。移動体３を移動させるためにコイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗに通電すると銅損による熱が発生する。ここで、コア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗの熱伝導が良好であるので、コイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗで発生した熱はコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗを経由してヒートパイプ集熱部７１１、７２１に伝わる。すると、ヒートパイプ集熱部７１１、７２１の内部で水が蒸発して水蒸気に相変化し、蒸発潜熱分の冷却作用が生じる。一方、水蒸気は、対流してヒートパイプ放熱部７１５、７２５に移動し、放熱器６で冷却されて液相の水に戻り、ヒートパイプ集熱部７１１、７２１に戻る。
【００５０】
ここで、ヒートパイプ７１、７２と並行して、伝熱固定部材４７を介しコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗから放熱器６へと効率的に熱が伝わる。なお、ヒートパイプ７１、７２および伝熱固定部材４７による熱移送は、コア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗで発生する鉄損の熱に対しても同様に作用する。加えて、コイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗおよびコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗの外面では自然冷却が行われる。これらの冷却作用が継続することで、電機子４の温度上昇が許容値以下に保たれる。
【００５１】
一方、被駆動部５側では、断熱固定部材４５の作用により、コア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗから被駆動部５の取付部材５１への熱伝導が抑制される。加えて、ヒートパイプ集熱部７１１、７２１の一端７１２、７２２が断熱固定部材４５まで入り込んで冷却を行うので、取付部材５１および被駆動部５の温度上昇が顕著に抑制される。
【００５２】
第１実施形態のリニアモータ装置１によれば、特許文献１と異なり、移動体３内で電機子４を隔てて被駆動部５と放熱器６とが離隔配置されるため、高温になりがちな放熱器６から被駆動部５への熱伝導が抑制される。また、ヒートパイプ７１、７２の冷媒の相変化および対流を利用して格段に効率良く冷却することができ、ヒートパイプ７１、７２が被駆動部５の近傍まで延在しているので、取付部材５１および被駆動部５を効率よく冷却できる。
【００５３】
加えて、断熱固定部材４５を用いて被駆動部５および取付部材５１をコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗに固定しているので、コイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗから被駆動部５への熱伝導が顕著に減少する。また、伝熱固定部材４７を用いて放熱器６をコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗに固定しているので、コイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗからコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗを経由した放熱器６への熱伝導が顕著に増加して、ヒートパイプ７１、７２による熱移送と協働する。さらに、放熱器６の周辺に被駆動部５関連の構造部材を配置する必要が無いので、十分な放熱面積の確保が容易であり、例えば電機子４に匹敵する大きさの放熱器６を採用できる
【００５４】
これらの総合的な作用で、被駆動部５の温度上昇を抑制して熱膨張や変形を低減できる。これにより、被駆動部５の上側および下側係合部材５２、５３と軌道部材２の上側および下側案内レール２３、２４との位置関係が安定し、位置決め精度を確保できるとともに、この間の摺動摩擦の増加を抑制できる。さらに、装着ヘッド９３２を構成するために被駆動部５に取り付けられた各種部材、例えば樹脂製部材の熱劣化などの弊害を抑制できる。
【００５５】
また、締結ロッド８は、被駆動部５、電機子４のコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗ、および放熱器６を一体的に締結しており、構成部品の点数を削減しつつ、簡易でかつ堅牢な構造を実現できる。
【００５６】
次に、第２実施形態のリニアモータ装置について、第１実施形態と異なる点を主に説明する。図５は、第２実施形態のリニアモータ装置の移動体３Ａの詳細構造を模式的に示した移動方向と直交する正面断面図である。第２実施形態において、電機子４Ａ以外の部位は、第１実施形態と同一の構成になっている。第２実施形態の電機子４Ａでは、コイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗに樹脂４９を充填成形し、機械的強度を高めている。これとともに、コイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗを外気から遮蔽して耐環境性を高め、異物の混入や被水などを防止している。
【００５７】
図５に示されるように、第２実施形態では、電機子４Ａと被駆動部５の取付部材５１との間に、断熱固定部材４５に代えて断熱固定介挿部材４８が用いられる。断熱固定介挿部材４８は、断熱固定部材４５に相当する断熱固定部４８１および、取付部材５１とコイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗとの間に配置される断熱介挿部４８２が一体となって形成されている。断熱固定部４８１は、第１実施形態と同様に、取付部材５１をコイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗから離隔してコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗに固定している。断熱介挿部４８２は面状に拡がって取付部材５１の概ね全面に密着し、コイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗからは離隔している。断熱固定介挿部材４８の構成材質には、第１実施形態と同じガラスエポキシ積層板を例示できる。なお、ヒートパイプ７１の一端７１１は、断熱固定部４８１の取付部材５１の近傍まで達している。
【００５８】
断熱固定介挿部材４８とコイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗとの間の離隔空間には、樹脂４９が注入されて充填成形されている。樹脂４９は、断熱固定介挿部材４８およびコイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗの外側面にも注型されており、これらを一体的に成形している。
【００５９】
一方、電機子４Ａと放熱器６の取付部材６１との間の離隔空間にも、樹脂４９が注入されて充填成形されている。樹脂４９は、コイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗの外側面にも注型されており、コイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗに加えて伝熱固定部材４７およびヒートパイプ７１、７２をも一体的に成形している。樹脂４９の材質は、熱伝導特性や電気的特性および機械的強度などを勘案して適宜選定する。
【００６０】
第２実施形態のリニアモータ装置によれば、被駆動部５を取り付けた取付部材５１とコイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗとの間に熱伝導性の低い断熱介挿部４８２を配置するとともに樹脂４９を充填成形している。したがって、コイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗから樹脂４９を経由して被駆動部５へ至る熱伝導を断熱介挿部４８２で低減でき、被駆動部５の温度上昇を抑制できる。
【００６１】
次に、第３実施形態のリニアモータ装置について、第１実施形態と異なる点を主に説明する。図６は、第３実施形態のリニアモータ装置の移動体３Ｂの詳細構造を模式的に示した図であり、（１）は移動方向と直交する正面図、（２）は平面図である。第３実施形態では、軌道部材は第１および第２実施形態と同様の構成であるが、移動体３Ｂの電機子４Ｂの設計諸元が第１実施形態と異なり、コイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗの発熱量が相対的に大きくなっている。このため、送風ファン６４を用いた強制風冷を採用している。
【００６２】
図６に示されるように、被駆動部５Ｂは、取付部材を使用することなく断熱固定部材４５によりコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗの端面に固定されている。また、放熱器６Ｂも、取付部材を使用することなくスペーサ部材４７Ｂによりコア４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗの端面に固定されている。スペーサ部材４７Ｂは、第１実施形態の伝熱固定部材４７に相当し、金属材料で形成されている。
【００６３】
電機子４Ｂの内部には、４本のヒートパイプ７３〜７６が設けられている。各ヒートパイプ７３〜７６の一端は、断熱固定部材４５の内部まで入り込んで被駆動部５Ｂの近傍まで延在している。各ヒートパイプ７３〜７６の他端は、電機子４Ｂの外部へ引き出され、放熱器６Ｂの基部６２の裏面に沿って結合されている。
【００６４】
放熱器６Ｂは、電機子４Ｂに匹敵する大きさで面状に延在する基体６２、基体６２の表面から垂直方向に立設された複数の薄板状の放熱フィン６３、および送風ファン６４で構成されている。図示される例では、１２枚の放熱フィン６３が移動方向に平行に立設されて第１実施形態よりも冷却性能が強化されており、さらに、２個の送風ファン６４による強制風冷が行われる。２個の送風ファン６４は、図中の破線矢印Ｆ１に示されるように、放熱フィン６３の概ね全体に立設方向の正面から風を送るようになっている。放熱フィン６３に当たった風は、図中の破線矢印Ｆ２に示されるように移動方向の前方および後方に吹き抜ける。
【００６５】
第３実施形態のリニアモータ装置によれば、特許文献３と異なり、送風ファン６４からの風の大部分が放熱フィン６３全体にまんべんなく行き渡るので、冷却効率がすこぶる良好になる。なお、送風ファン６４は移動体３の移動を妨げないので、移動範囲が減少するなどの弊害は生じない。このように、放熱器６Ｂの周辺に被駆動部関連の構造部材を配置する必要が無いので、十分な放熱面積の確保が容易であり、また、送風ファン６４を適正な位置に配設することができる。つまり、冷却設計の自由度が高められており、コイル４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗの発熱量に対応して良好な冷却性能の確保が容易になる。
【００６６】
なお、各実施形態で、被駆動部５、５Ｂおよび放熱器６、６Ｂは、電機子４、４Ａ、４Ｂの向かい合う側面に固定され、電機子４、４Ａ、４Ｂを挟んで相対するものとしたが、これに限定されない。換言すれば、電機子の下方に被駆動部を固定し、上方に放熱器を固定して、上下に相対するようにしてもよい。また、電機子４、４Ａ、４Ｂの構造も実施形態に限定されず、例えば、三相コアを用いた電機子であってもよい。さらに、リニアモータ装置１は部品移載装置９３の装着ヘッド９３２をＸ軸方向へ駆動するものとしたが、Ｙ軸方向への駆動を行う機構としても実施できる。本発明は、その他にも様々な応用や変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、部品実装機９以外の基板用作業機器にも利用することができ、さらには、他種の産業用組立機械や産業用工作機械に利用することも可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１：リニアモータ装置
２：軌道部材
２１：上側軌道部材    ２２：下側軌道部材
２３：上側案内レール    ２４：下側案内レール
２５１、２６１：磁石
３、３Ａ、３Ｂ：移動体
４、４Ａ、４Ｂ：電機子
４１Ｕ、４１Ｖ、４１Ｗ：コア    ４１１：ヨーク部
４１５：締結孔    ４１３：突き当て凸部    ４１６：冷却用溝
４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗ：コイル
４５：断熱固定部材    ４７：伝熱固定部材    ４７Ｂ：スペーサ部材
４８：断熱固定介挿部材    ４９：樹脂
５：被駆動部
５１：取付部材    ５２：上側係合部材    ５３：下側係合部材
６：放熱器
６１：取付部材    ６２：基体    ６３：放熱フィン
６４：送風ファン
７１〜７６：ヒートパイプ
７１１、７２１：ヒートパイプ集熱部
７１５、７２５：ヒートパイプ放熱部
８：締結ロッド
９：部品装着装置
９０：共通ベース    ９１：基板搬送装置    ９２：部品供給装置
９３：部品移載装置    ９３２：装着ヘッド    ９４：部品カメラ
９５：カバー    ９６：表示操作装置    ９９：基台
【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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