(57)【要約】【課題】  冷媒の入口および出口の通路位置に関係なく冷媒が電機子巻線の全体を浸漬させることが可能で熱交換効率の良好なリニアモータ電機子を提供する。【解決手段】  中央部に設けられた冷媒溜り部１３と冷媒溜り部１３にそれぞれ通じる冷媒入口通路９ａと冷媒出口通路４ａとを有するフレーム３と、フレーム３に固定されて冷媒溜り部１３を閉止・形成するキャン２と、冷媒溜り部１２に収納される電機子巻線１２と、を備えたリニアモータ電機子１において、冷媒出口通路４ａの冷媒溜り部側先端４ｂが、冷媒溜り部１３に溜められた冷媒の液位が電機子巻線１２の全体を浸漬するような上部部位に形成されるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部に設けられた冷媒溜り部と該冷媒溜り部にそれぞれ通じる冷媒入口通路と冷媒出口通路とを有するフレームと、該フレームに固定されて前記冷媒溜り部を閉止・形成するキャンと、前記冷媒溜り部に収納される電機子巻線と、を備えたリニアモータ電機子において、前記冷媒出口通路の前記冷媒溜り部側先端が、前記冷媒溜り部に溜められた冷媒の液位が前記電機子巻線の全体を浸漬するような上部部位に形成されたことを特徴とするリニアモータ電機子。
【請求項２】
前記冷媒出口通路の外界側先端は前記フレームの任意の高さに設けられることを特徴とする請求項１記載のリニアモータ電機子。
【請求項３】
前記冷媒入口通路の外界側先端は前記フレームの任意の高さに設けられることを特徴とする請求項１又は２記載のリニアモータ電機子。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれか１項記載のリニアモータ電機子と、該リニアモータ電機子に磁気的空隙を設けて対向配置される永久磁石と前記永久磁石と接着することで磁気回路を形成するヨークと前記ヨークを組付けるベースとで構成される界磁と、を備えたことを特徴とするリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度上昇を低く抑えることが要求される、例えば半導体露光装置、液晶露光装置等に使用されるリニアモータに関し、特にその電機子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体露光装置、液晶露光装置など高精度位置決め装置、送り装置は、高速化、高出力化が年々高まってきている。装置の高性能化のためその構成部品であるリニアモータにおいては、リニアモータ表面の温度上昇が大きくならないことが要求される。
そこで、リニアモータの電機子を構成するフレームの中央部に冷媒溜り部を設けこの冷媒溜り部に電機子巻線を収納し、キャンでこの冷媒溜り部を閉止して、外部からこの冷媒溜り部内に冷媒を通過させて冷却することが行なわれている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】２００１−２３８４２８号公報
【０００３】
図５は、第１従来技術を示すリニアモータの全体斜視図であり、特許文献１記載のキャンドリニアモータと同じ原理のステージ駆動用として使用されているものである。
図において、１’は可動子としての電機子側である。そして、電機子側１’には、キャン２、フレーム３、冷媒出口４、冷媒入口９が図で見えている。そして、１０は電機子側１’の進む方向を示している。
一方、８は界磁側で、界磁側８は、永久磁石５と、この永久磁石５と接着することで磁気回路を形成するヨーク６と、このヨーク６を組付けるベース７とで構成されている。
【０００４】
図６は図５の電機子側１’の構成を説明する分解斜視図である。
電機子側１（図５）は、銅線を巻いた電機子巻線１２と、この電機子巻線１２を位置決め固定するためのキバン１１と、このキバン１１を固定するためのフレーム３と、このフレーム３を密封するためのキャン２で構成されている。フレーム３には、中央部に冷媒溜り部（冷媒溜り部）１３が設けられ、この冷媒溜り部１３にはフレーム３の外部からそれぞれ冷媒入口９と冷媒出口４とが通じている。
【０００５】
図７は図６の電機子側１の組立後の正面図を示している。
冷媒は冷媒入口９から流入し、通電により発熱した電機子巻線１２の熱量を回収できるように、冷媒溜まり部１３に溜まり、冷媒出口４より流出していく。冷媒入口９と冷媒出口４の位置は電機子巻線１２全体を浸漬させる必要があるため、電機子巻線１２の上方部になければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、第１従来技術は冷媒入口および出口が上方にあるので電機子巻線全体を十分浸漬させるのに問題はないが、下方の冷媒が澱みがちとなる共に冷媒出口にかかる圧力が低いため、冷媒の入れ替わりが悪いという問題があり、熱交換の効率が低いという欠点があった。
また、図８は第２従来技術を示すもので、冷媒入口９と冷媒出口４が電機子巻線１２の下方部にある場合の冷媒の溜り状態を示す図である。
図から判るように、第２従来技術は、冷媒入口９と冷媒出口４が電機子巻線１２の下方部に位置し、かつ、冷媒出口の冷媒溜り部側先端が下部にある場合を示すものである。第２従来技術は、第１従来技術（図６，７）に示す冷媒出口およびその冷媒溜り部側先端が上部に位置する場合に比べて冷媒出口にかかる圧力が高く、それに応じて冷媒出口から吐出される冷媒量が多くなるため、図に示すように冷媒はフレーム３の底辺を通過して冷媒出口４より流出し、電機子巻線１２が全体に渡って冷媒に浸漬されることにはならない。  その結果、通電により発熱した電機子巻線１２の熱回収量が少なくなり、リニアモータ表面の温度上昇を招いてしまった。
そこで、本発明は冷媒入口９および冷媒出口４の位置に関係なく冷媒が電機子巻線１２の全体を浸漬させることが可能な構造を提供し、熱交換効率が良好で、しかもリニアモータ表面の温度上昇の低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するため、請求項１記載の発明は、リニアモータ電機子に係り、中央部に設けられた冷媒溜り部と該冷媒溜り部にそれぞれ通じる冷媒入口通路と冷媒出口通路とを有するフレームと、該フレームに固定されて前記冷媒溜り部を閉止・形成するキャンと、前記冷媒溜り部に収納される電機子巻線と、を備えたリニアモータ電機子において、前記冷媒出口通路の前記冷媒溜り部側先端が、前記冷媒溜り部に溜められた冷媒の液位が前記電機子巻線の全体を浸漬するような上部部位に形成されたことを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のリニアモータ電機子において、前記冷媒出口通路の外界側先端は前記フレームの任意の高さに設けられることを特徴としている。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のリニアモータ電機子において、前記冷媒入口通路の外界側先端は前記フレームの任意の高さに設けられることを特徴としている。
請求項４記載の発明は、リニアモータに係り、前記請求項１〜３のいずれか１項記載のリニアモータ電機子と、該リニアモータ電機子に磁気的空隙を設けて対向配置される永久磁石と前記永久磁石と接着することで磁気回路を形成するヨークと前記ヨークを組付けるベースとで構成される界磁と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
以上の構成により、冷媒が内部全体を通過するようになるため図５のような冷媒の澱む部分がなくなると共に、冷媒出入口の位置に関係なく電機子巻線を十分に浸漬させることが可能となり、したがって発熱した電機子巻線の熱回収が大幅に向上しリニアモータ表面の温度上昇を低く抑えることが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は本発明のリニアモータの電機子側の構成を説明する分解斜視図である。
図において、電機子側１は、銅線を巻いた電機子巻線１２と、この電機子巻線１２を位置決め固定するためのキバン１１と、このキバン１１をネジ１４（図２、図３）で固定するためのフレーム３と、このフレーム３を密封するためのキャン２とで構成されている。
フレーム３は中央部に冷媒溜り部１３が大きく形成されており、この冷媒溜り部１３に電機子巻線１２が収納され、キャン２で冷媒溜り部１３の側面を閉止した状態でキャン２がフレーム３に密閉固定されている。フレーム３のコア内には、コアの各入口９と４とから冷媒溜り部１３にそれぞれ通じるように冷媒入口通路９ａと冷媒出口通路４ａとが形成されている。そして、本発明によれば、冷媒出口通路４ａの冷媒溜り部側先端４ｂをフレーム３の上部に設けることを特徴としている。より正確に言えば、冷媒溜り部１３に溜まった冷媒の液位が電機子巻線１２の全体を浸漬するほどの上部に設けるものである。
次に、このように構成することによる作用効果について、図２および図３を用いて説明する。
【００１０】
図２は、図１の電機子側１を組立てた後の正面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。
両図において、冷媒は、電機子巻線１２を冷却するために冷媒入口９から冷媒入口通路９ａを通って冷媒溜り部１３に流入して、ここに溜められる。冷媒出口４に対して上方に位置した冷媒出口通路４ａの冷媒溜り部側先端４ｂは、冷媒出口の冷媒溜り部側先端が下方に位置する第２従来技術に比べて、冷媒が電機子巻線１２の全体を浸漬するに十分な高い位置に形成してあり、しかも、冷媒出口の冷媒溜り部側先端にかかる圧力が低いことから、その位置に達するまで冷媒は冷媒溜り部１３に十分に溜められていく（溜まった液位をハッチングで示している。）。
そして、冷媒が冷媒出口通路４ａの冷媒溜り部側先端４ｂに達すると、オーバフロー分が冷媒溜り部側先端４ｂから冷媒出口通路４ａを通って冷媒出口４に到達し、そこより流出される。
このように、冷媒出口通路４ａの冷媒溜り部側先端４ｂが、電機子巻線１２の全体が冷媒で浸漬されるのに十分な上部に形成されていることにより、冷媒は電機子巻線１２を十分に浸漬できるので、発熱した電機子巻線１２の熱回収が大幅に向上し、熱交換効率も良好になり、リニアモータ表面の温度上昇の低減を実現できる。
また、冷媒溜り部側先端４ａが十分高い上部に形成されていることにより、冷媒出口４の位置は高さ方向に制限される必要はなくなり、設計の自由度が増える。
【００１１】
図４は、本発明に係る電機子側をリニアモータに採用したときの全体斜視図である。図において、本発明に係るリニアモータは、電機子側１と界磁側８とで構成され、電機子側１は図示のない手段でベース７から浮上して１０で示す方向に移動可能となっている。電機子側１はキャン２とフレーム３と（内部に電機子巻線と）を備え、フレーム３の下部にに冷媒出口４と冷媒入口９が形成されている。
一方、界磁側８は、永久磁石５と、この永久磁石５と接着することで磁気回路を形成するヨーク６と、このヨーク６を組付けるベース７とで構成されている。
そこで、電機子巻線１２（図２，図３）に電流を流すことで電機子巻線１２に磁界が発生し、これが界磁側８の永久磁石５と反発して１０で示す方向に移動することとなる。
このように本発明に係るリニアモータは、第１従来技術である図５のリニアモータと比較すると判るように、冷媒出口４および冷媒入口９が上方ではなくてかなり低い位置に設けられている。このように、本発明に係る電機子側１をリニアモータに採用すると、冷媒出口４および冷媒入口９を上方に設ける必要がなくなるので、冷却能力は従来と同じでありながら設計の自由度が増すリニアモータが得られることとなると共に、冷媒入口９から冷媒溜り部側先端４ｂへ向かう冷媒が内部全体を通過するようになるため、図５のような冷媒の澱む部分がなくなり、熱交換効率が良好となる。また、第２従来技術である図８と比べても電機子巻線１２が冷媒に完全に浸漬されるので電機子巻線１２の熱回収量が多くなり、リニアモータ表面の温度上昇を抑えることが可能となる。
【００１２】
なお、本発明のリニアモータは、固定子に電機子巻線を配置するか、または永久磁石を配置するかの選択が可能である。本発明はその選択を限定するものではない。また、通電方式についても直流通電、交流通電の限定をするものではない。
本発明のリニアモータは、産業上のあらゆる装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る電機子側の分解斜視図である。
【図２】本発明に係る電機子側の正面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明に係る電機子側を採用したリニアモータの全体斜視図である。
【図５】第１従来技術を示すリニアモータの全体斜視図であり、特許文献１記載のキャンドリニアモータと同じ原理のステージ駆動用として使用されているものである。
【図６】第１従来技術を示すリニアモータ電機子側の分解斜視図である。
【図７】第１従来技術を示すリニアモータ電機子側の正面図である。
【図８】第２従来技術を示す冷媒出口が下部にあるリニアモータ電機子側の正面図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  電機子側
２  キャン
３  フレーム
４  冷媒出口
４ａ  冷媒出口通路
４ｂ  冷媒出口通路の冷媒溜り部側先端
５  永久磁石
６  ヨーク
７  ベース
８  界磁側
９  冷媒入口
９ａ  冷媒入口通路
９ｂ  冷媒入口通路の冷媒溜り部側先端
１０  進行方向
１１  キバン
１２  電機子巻線
１３  冷媒溜まり
１４  ネジ
【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】
2006121813.tif 000008
【図７】
2006121813.tif 000009
【図８】
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