(57)【要約】【課題】冷却管によるコアの冷却性能を改善できる技術を提供する。【解決手段】コア４１と、複数の溝部５１と、冷却管６０と、を備え、複数の溝部５１は、複数の溝部のうち該溝部が並ぶ方向の中間にある第１溝部５１Ａ及び第３溝部５１Ｃと、第１溝部５１Ａから並ぶ方向の一方に離れた位置にある第２溝部５１Ｂと、第３溝部５１Ｃから並ぶ方向の他方に離れた位置にある第４溝部５１Ｄと、を含み、冷却管６０は、第１溝部５１Ａから第２溝部５１Ｂに向けて、これらを含む複数の溝部５１内を蛇行して通るように形成され、第１溝部５１Ａ内を上流側とし、第２溝部５１Ｂ内を下流側として冷媒が流れる第１管路部６１と、第３溝部５１Ｃから第４溝部５１Ｄに向けて、これらを含む複数の溝部５１内を蛇行して通るように形成され、第３溝部５１Ｃ内を上流側とし、第４溝部５１Ｄ内を下流側として冷媒が流れる第２管路部６３と、を有する。【選択図】図４
2015216793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアモータ用の電機子であって、
コアと、
前記コアに並んで形成される複数の溝部と、
前記コアを冷却するための冷媒が内部を流れる冷却管と、を備え、
前記複数の溝部は、
前記複数の溝部のうち該溝部が並ぶ方向の中間にある第１溝部と、
前記第１溝部から前記並ぶ方向の一方に離れた位置にある第２溝部と、
前記複数の溝部のうち該溝部が並ぶ方向の中間にある第３溝部と、
前記第３溝部から前記並ぶ方向の他方に離れた位置にある第４溝部と、を含み、
前記冷却管は、
前記第１溝部から前記第２溝部に向けて、これらを含む複数の溝部内を蛇行して通るように形成され、前記第１溝部内を上流側とし、前記第２溝部内を下流側として冷媒が流れる第１管路部と、
前記第３溝部から前記第４溝部に向けて、これらを含む複数の溝部内を蛇行して通るように形成され、前記第３溝部内を上流側とし、前記第４溝部内を下流側として冷媒が流れる第２管路部と、を有することを特徴とするリニアモータ用電機子。
【請求項２】
前記冷却管は、上流側から流入する冷媒を前記第１管路部及び前記第２管路部内に分岐させて導入する分岐部を更に有することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項３】
前記冷却管は、前記第１管路部及び前記第２管路部のそれぞれから導出される冷媒を合流させて下流側に流出させる合流部を更に有することを特徴とする請求項１または２に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項４】
前記冷却管は、
上流側から流入する冷媒を前記第１管路部及び前記第２管路部に分岐させて導入する分岐部と、
前記第１管路部及び前記第２管路部のそれぞれから導出される冷媒を合流させて下流側に流出させる合流部と、を更に有し、
前記第１管路部及び前記第２管路部は、前記分岐部から前記合流部までのそれぞれの流路長さが同じになるように構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のリニアモータ用電機子。
【請求項５】
前記複数の溝部は、前記第１溝部と前記第３溝部の間にある第５溝部を更に含み、
前記冷却管は、
上流側から流入する冷媒を前記第１管路部及び前記第２管路部内に分岐させて導入する分岐部と、
前記分岐部より上流側に設けられ、前記第５溝部内を通るように配置され、前記第１管路部及び前記第２管路部での流路断面積より大きい流路断面積となるように形成される流入部と、を更に備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のリニアモータ用電機子。
【請求項６】
前記第３溝部は、前記第１溝部により構成され、
前記第１管路部と前記第２管路部の上流側の一部は、前記第１溝部内にて並べて配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のリニアモータ用電機子。
【請求項７】
リニアモータ用の電機子であって、
コアと、
前記コアに並んで形成される複数の溝部と、
前記コアを冷却するための冷媒が内部を流れる冷却管と、を備え、
前記複数の溝部は、
前記複数の溝部のうち該溝部が並ぶ方向の一方にある第１溝部と、
前記第１溝部から前記並ぶ方向の他方に離れた位置にある第２溝部と、
前記複数の溝部のうち該溝部が並ぶ方向の他方にある第３溝部と、
前記第３溝部から前記並ぶ方向の一方に離れた位置にある第４溝部と、を含み、
前記冷却管は、
前記第１溝部から前記第２溝部に向けて、これらを含む複数の溝部内を蛇行して通るように形成され、前記第１溝部内を上流側とし、前記第２溝部内を下流側として冷媒が流れる第１管路部と、
前記第３溝部から前記第４溝部に向けて、これらを含む複数の溝部内を蛇行して通るように形成され、前記第３溝部内を上流側とし、前記第４溝部内を下流側として冷媒が流れる第２管路部と、を有し、
前記第１管路部の溝部を通る部分と前記第２管路部の溝部を通る部分とは、前記複数の溝部内に前記並ぶ方向に交互に配置されることを特徴とするリニアモータ用電機子。
【請求項８】
前記冷却管は、前記第１管路部の下流側部分と前記第２管路部の上流側部分とを接続する折返し部を更に有することを特徴とする請求項７に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項９】
前記第１管路部と前記第２管路部は、前記複数の溝部の深さ方向にずれた位置に配置されることを特徴とする請求項７または８に記載のリニアモータ用電機子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータの固定子又は可動子として用いられる電機子に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータに用いられる電機子は、コアと、コアにモータ駆動方向に複数設けられるティース部と、ティース部に巻き回されるコイルを備える。コイルが通電により発熱すると、コアの温度上昇により電機子の性能に悪影響を及ぼしかねない。この対策として、通常、ティース部間に形成されるスロット部には冷却管が配置される（特許文献１参照）。冷却管内に供給される冷媒によりコアが冷却され、その温度上昇が抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３５６９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コアの温度上昇を効果的に抑えるうえで、冷却管によるコアの冷却性能が良好であるほど好ましい。本発明者は、このような要求を実現するうえで、電機子の構造に関して改善の余地があると認識するに至った。
【０００５】
本発明は、こうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却管によるコアの冷却性能を改善できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のリニアモータ用電機子は、リニアモータ用の電機子であって、コアと、コアに並んで形成される複数の溝部と、コアを冷却するための冷媒が内部を流れる冷却管と、を備える。複数の溝部は、複数の溝部のうち該溝部が並ぶ方向の中間にある第１溝部と、第１溝部から並ぶ方向の一方に離れた位置にある第２溝部と、複数の溝部のうち該溝部が並ぶ方向の中間にある第３溝部と、第３溝部から並ぶ方向の他方に離れた位置にある第４溝部と、を含む。冷却管は、第１溝部から第２溝部に向けて、これらを含む複数の溝部内を蛇行して通るように形成され、第１溝部内を上流側とし、第２溝部内を下流側として冷媒が流れる第１管路部と、第３溝部から第４溝部に向けて、これらを含む複数の溝部内を蛇行して通るように形成され、第３溝部内を上流側とし、第４溝部内を下流側として冷媒が流れる第２管路部と、を有する。
【０００７】
本発明の別の態様もまた、リニアモータ用電機子である。このリニアモータ用電機子は、リニアモータ用の電機子であって、コアと、コアに並んで形成される複数の溝部と、コアを冷却するための冷媒が内部を流れる冷却管と、を備える。複数の溝部は、複数の溝部のうち該溝部が並ぶ方向の一方にある第１溝部と、第１溝部から並ぶ方向の他方に離れた位置にある第２溝部と、複数の溝部のうち該溝部が並ぶ方向の他方にある第３溝部と、第３溝部から並ぶ方向の一方に離れた位置にある第４溝部と、を含む。冷却管は、第１溝部から第２溝部に向けて、これらを含む複数の溝部内を蛇行して通るように形成され、第１溝部内を上流側とし、第２溝部内を下流側として冷媒が流れる第１管路部と、第３溝部から第４溝部に向けて、これらを含む複数の溝部内を蛇行して通るように形成され、第３溝部内を上流側とし、第４溝部内を下流側として冷媒が流れる第２管路部と、を有する。第１管路部の溝部を通る部分と第２管路部の溝部を通る部分とは、複数の溝部内に並ぶ方向に交互に配置される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のある態様によれば、冷却管によるコアの冷却性能を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る電機子が用いられるリニアモータを示す側面断面図である。
【図２】第１実施形態に係る電機子を示す分解斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る冷却管を含む配管系を示す構成図である。
【図４】第１実施形態に係る電機子を示す平面図である。
【図５】関連技術に係る電機子を示す平面図である
【図６】第２実施形態に係る冷却管を含む配管系を示す構成図である。
【図７】第２実施形態に係る電機子を示す平面図である。
【図８】第３実施形態に係る電機子を示す平面図である。
【図９】図９は図８のＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】第４実施形態に係る電機子を示す平面図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１２】第１溝部内に配置される第１管路部、第２管路部の他の形態を示す断面図である。
【図１３】第５実施形態に係る電機子が用いられるリニアモータを示す側面断面図である。
【図１４】第５実施形態に係る電機子を示す平面図である。
【図１５】第６実施形態に係る電機子を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は第１実施形態に係る電機子４０が用いられるリニアモータ１０を示す。リニアモータ１０は、界磁子３０と、電機子４０を備える。界磁子３０が固定子であり、電機子４０が可動子である。以下、リニアモータ１０のモータ駆動方向を方向Ｘとし、後述する電機子コア４１の高さ方向を方向Ｙとし、電機子コア４１の奥行方向を方向Ｚとして説明する。なお、方向Ｙ、Ｚは、方向Ｘの方向軸と垂直な面内にて直交しており、方向Ｙはティース部４３（後述する）の突出方向と一致し、方向Ｚは金属板４７（後述する）の積層方向と一致する。
【００１１】
界磁子３０は、界磁子コア３１と、複数の磁石３３を備える。界磁子コア３１はモータ駆動方向Ｘに延びる直方体状の部材である。各磁石３３は永久磁石であるが、電磁石でもよい。各磁石３３は、モータ駆動方向Ｘに異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）が交互に位置するように設けられる。
【００１２】
電機子４０は、界磁子３０と間隔を空けて配置される。電機子４０は、電機子コア４１と、冷却管６０と、樹脂材５３を備える。
【００１３】
図２は電機子４０の分解斜視図を示す。本図では電機子コア４１から冷却管６０及び樹脂材５３を省略した状態を示す。電機子コア４１はモータ駆動方向Ｘに直方体状に延びて形成される。以下、電機子コア４１のモータ駆動方向Ｘの一端部側（図２の右下側）を前端部４１ｃ側、他端部側（図２の左上側）を後端部４１ｄ側という。
【００１４】
電機子コア４１は、複数の金属板４７を積層して構成される。各金属板４７は、かしめ、溶着、接着剤等により一体化される。金属板４７は電磁鋼板であるが、他の金属板でもよい。また、電機子コア４１は焼結フェライト等の焼結体により構成されてもよい。
【００１５】
図１に戻り、電機子コア４１は、バックヨーク部４２と、複数のティース部４３と、複数のコイル用溝部４５と、一対のサイドヨーク部４６を備える。バックヨーク部４２は界磁子３０と対向する電機子コア４１の内側部４１ａとは反対側の外側部４１ｂに設けられ、モータ駆動方向Ｘに延びるように形成される。各ティース部４３は、バックヨーク部４２から界磁子３０に向けて突出し、モータ駆動方向Ｘに間隔を空けて設けられる。各コイル用溝部４５は、ティース部４３に対してモータ駆動方向Ｘの両側に形成される。サイドヨーク部４６は、バックヨーク部４２のモータ駆動方向Ｘの両端部から界磁子３０に向けて突出する。ティース部４３、コイル用溝部４５、サイドヨーク部４６は、界磁子３０と対向する電機子コア４１の内側部４１ａに設けられる。
【００１６】
電機子コア４１は、ティース部４３とコイル用溝部４５がモータ駆動方向Ｘに交互に設けられる凹凸形状、つまり、櫛歯形状を有する。各ティース部４３にはそれぞれコイル４９が巻き回され、コイル用溝部４５内にはコイル４９が配置される。
【００１７】
電機子コア４１には、その外側部４１ｂにおいて、モータ駆動方向Ｘに等間隔を空けて複数の管路用溝部５１（以下、単に溝部５１という）が並んで形成される。各溝部５１はコイル用溝部４５に対応した位置、より詳細には、コイル用溝部４５に対してコア高さ方向Ｙにずれた位置に形成される。各溝部５１はコア奥行方向Ｚに貫通するとともに、コア高さ方向Ｙの一方に開口して形成される。各溝部５１内には冷却管６０のコア冷却部７３（後述する）が配置される。コア冷却部７３は溝部５１の内面である溝底面に接触するように配置される。
【００１８】
樹脂材５３は、冷却管６０のコア冷却部７３と溝部５１の間に充填される。樹脂材５３はモールド樹脂等であり、空気より熱伝達率が大きい素材が用いられる。樹脂材５３の充填により、冷却管６０が電機子コア４１に一体化される。また、樹脂材５３の充填により、冷却管６０と電機子コア４１の間で熱伝達され易くなり、冷却管６０による電機子コア４１の冷却性能が良好となる。
【００１９】
以上のリニアモータ１０は、コイル４９の通電により生じる磁界と磁石３３の磁界との相互作用により電機子４０に推力が発生し、モータ駆動方向Ｘに電機子４０が移動する。
【００２０】
次に、冷却管６０の詳細を説明する。図３は冷却管６０を含む配管系１００を示す構成図である。本図では水等の冷媒が流れる方向を矢印で示す。以降の図でも同様である。
【００２１】
配管系１００は、電機子コア４１を冷却するための冷媒を冷却管６０に流すためのポンプ１０１を含む。冷却管６０は、その上流側と下流側にポンプ１０１が接続される。この配管系１００では、ポンプ１０１の駆動により冷媒が移送され、冷却管６０を通して冷媒が循環するように流れる。
【００２２】
図４は冷却管６０が電機子コア４１に取り付けられた状態を示す平面図である。本図では樹脂材５３を省略して示す。冷却管６０は、銅等の金属材料を素材とし、冷媒が内部を流れる。冷却管６０は、第１管路部６１と、第２管路部６３と、流入部６５と、分岐部６７と、流出部６９と、合流部７１を有する。
【００２３】
第１管路部６１及び第２管路部６３は、複数のコア冷却部７３と、複数の連設部７５を含む。各コア冷却部７３は溝部５１が並ぶ方向であるモータ駆動方向Ｘに等間隔を空けて並んで設けられる。各コア冷却部７３は電機子コア４１の別々の溝部５１内に配置される。コア冷却部７３は溝部５１の延びる方向（コア奥行方向Ｚ）に沿って直線状に延びるように形成される。各コア冷却部７３も、溝部５１と同様に、図１に示すように、コイル用溝部４５に対応した位置、より詳細には、コイル用溝部４５に対してコア高さ方向Ｙにずれた位置に配置される。
【００２４】
連設部７５は、図４に示すように、モータ駆動方向Ｘに隣接する２つのコア冷却部７３の端部同士を接続する。連設部７５は、溝部５１が並ぶ方向の離れた位置にある２つのコア冷却部７３の端部同士を接続することになる。各コア冷却部７３は連設部７５を通して内部の流路が連続する。連設部７５は、一つのコア冷却部７３の端部から、他のコア冷却部７３の端部に向けて折り返す曲げ部分を含んで構成される。連設部７５は電機子コア４１よりコア奥行方向Ｚの外側に配置される。なお、コア冷却部７３や連設部７５の断面は円筒状に形成されるが、筒状であれば角筒状等に形成されてもよい。
【００２５】
ここで、溝部５１は偶数個形成される。複数の溝部５１には、その複数の溝部５１のうち、溝部５１が並ぶ方向であるモータ駆動方向Ｘの中間にある第１溝部５１Ａと、第１溝部５１Ａからモータ駆動方向Ｘの一方である前端部４１ｃ側に離れた位置にある第２溝部５１Ｂとが含まれる。第１溝部５１Ａは、モータ駆動方向Ｘでの電機子コア４１の中央位置４１ｅから、その前端部４１ｃ側に最も近い位置にある溝部５１である。第２溝部５１Ｂは、モータ駆動方向Ｘでの電機子コア４１の前端部４１ｃに最も近い位置にある溝部５１である。
【００２６】
また、複数の溝部５１には、その複数の溝部５１のうち、モータ駆動方向Ｘの中間にある第３溝部５１Ｃと、第３溝部５１Ｃからモータ駆動方向Ｘの他方である後端部４１ｄ側に離れた位置にある第４溝部５１Ｄとが含まれる。第３溝部５１Ｃは、第１溝部５１Ａとは別体に設けられ、電機子コア４１の中央位置４１ｅから、その後端部４１ｄ側に最も近い位置にある溝部５１である。第３溝部５１Ｃは、第１溝部５１Ａに対して、電機子コア４１の後端部４１ｄ側に隣り合う位置にある溝部５１でもある。第４溝部５１Ｄは、モータ駆動方向Ｘでの電機子コア４１の後端部４１ｄに最も近い位置にある溝部５１である。
【００２７】
第１管路部６１は、第１溝部５１Ａから第２溝部５１Ｂに向けて、これらを含む複数の溝部５１内を蛇行して通るように形成される。より詳細には、第１管路部６１は、第１溝部５１Ａと、第２溝部５１Ｂと、これらの間にある５個の溝部５１との全ての内側を蛇行して通るように形成される。第１管路部６１では、第１溝部５１Ａ内を上流側とし、第２溝部５１Ｂ内を下流側として冷媒が流れる。
【００２８】
第２管路部６３は、第３溝部５１Ｃから第４溝部５１Ｄに向けて、これらを含む複数の溝部５１内を蛇行して通るように形成される。より詳細には、第２管路部６３は、第３溝部５１Ｃと、第４溝部５１Ｄと、これらの間にある５個の溝部５１との全ての内側を蛇行して通るように形成される。第２管路部６３では、第３溝部５１Ｃ内を上流側とし、第４溝部５１Ｄ内を下流側として冷媒が流れる。
【００２９】
第１管路部６１は、第１溝部５１Ａ内を通る部分より上流側にある上流側部分６１ａから、第２溝部５１Ｂ内を通る部分より下流側にある下流側部分６１ｂにかけて、その流路断面積が一定となるように形成される。第２管路部６３は、第３溝部５１Ｃ内を通る部分より上流側にある上流側部分６３ａから、第４溝部５１Ｄ内を通る部分より下流側にある下流側部分６３ｂにかけて、その流路断面積が一定となるように形成される。第１管路部６１及び第２管路部６３は、それぞれ同じ流路断面積となるように形成される。
【００３０】
流入部６５には、上流側のポンプ１０１から移送される冷媒が内部に流入する。分岐部６７は、第１管路部６１の上流側部分６１ａと、第２管路部６３の上流側部分６３ａと、流入部６５を接続する。分岐部６７は、流入部６５の軸線方向と交差する方向に向けて各管路部６１、６３の上流側部分６１ａ、６３ａが延びるようにＴ字状に形成される。分岐部６７は、上流側の流入部６５から流入する冷媒を、第１管路部６１及び第２管路部６３内に分岐させて導入する。
【００３１】
流出部６９からは、第１管路部６１及び第２管路部６３を通る冷媒が下流側のポンプ１０１に流出する。合流部７１は、第１管路部６１の下流側部分６１ｂと、第２管路部６３の下流側部分６３ｂと、流出部６９を接続する。合流部７１は、各管路部６１、６３の下流側部分６１ｂ、６３ｂの軸線方向と交差する方向に向けて流出部６９が延びるようにＴ字状に形成される。合流部７１は、第１管路部６１及び第２管路部６３のそれぞれから導出される冷媒を合流させて、下流側の流出部６９に流出させる。
【００３２】
第１管路部６１の分岐部６７から合流部７１までの流路長さをＬｐ１［ｍｍ］、第２管路部６３の分岐部６７から合流部７１までの流路長さをＬｐ２［ｍｍ］とする。このとき、第１管路部６１及び第２管路部６３は、それぞれの流路長さＬｐ１、Ｌｐ２が同じになるように構成される。
【００３３】
以上の冷却管６０の各管路部６１、６３のそれぞれは、単一の管体を曲げ加工等することにより製作される。また、分岐部６７は、各管路部６１、６３と流入部６５を溶接等して形成される。また、合流部７１は、各管路部６１、６３と流出部６９を溶接等して形成される。このように各管路部６１、６３は一体に形成される。なお、分岐部６７や合流部７１は、この他にも分岐流路を有する管継手と各管路部６１、６３等を接続等して形成されてもよい。
【００３４】
以上の冷却管６０には、ポンプ１０１から流入部６５に冷媒が流入し、その冷媒が分岐部６７で分岐されて各管路部６１、６３に導入される。各管路部６１、６３を流れる冷媒は合流部７１で合流し、流出部６９からポンプ１０１に流出する。このとき、各管路部６１、６３のコア冷却部７３を流れる冷媒により、そのコア冷却部７３の周囲にある電機子コア４１の一部が冷却される。
【００３５】
以上の実施形態に係る電機子４０の作用効果を説明する。冷却管６０により電機子コア４１を冷却する場合、モータ駆動方向Ｘの両端部４１ｃ、４１ｄは、その側端面４１ｆ（図４参照）が空気等の熱媒と接触するため、電機子コア４１から熱媒に抜熱され易い。一方、モータ駆動方向Ｘの中間部では、その両端部４１ｃ、４１ｄと比較して熱媒と接触する面が少ないため、電機子コア４１から熱媒に抜熱され難い。よって、電機子コア４１はモータ駆動方向Ｘの両端部４１ｃ、４１ｄから中央位置４１ｅに近づくほど抜熱され難い。
【００３６】
図５は関連技術としての電機子１４０の構造を示す。電機子コア４１の構造は図１に示す構造と同様であるので、同様の符号を付して説明を省略する。冷却管１６０は電機子コア４１の後端部４１ｄにある後端側溝部５１Ｅと、前端部４１ｃにある前端側溝部５１Ｆを含む複数の溝部５１内を蛇行して通るように設けられる。冷却管１６０は後端側溝部５１Ｅを上流側とし、前端側溝部５１Ｆを下流側として冷媒が流れる。
【００３７】
この冷却管１６０では、その上流側部分では冷媒の温度が低く、下流側部分に向かうにつれて、電機子コア４１からの吸熱より冷媒の温度が高くなる。よって、電機子コア４１の後端部４１ｄ側が低温、前端部４１ｃ側が高温となるような冷媒の温度勾配が生じる。
【００３８】
以上のような、モータ駆動方向Ｘでの電機子コア４１の抜熱量の違いや、冷却管６０内での冷媒の温度勾配により、関連技術の構造では、電機子コア４１のモータ駆動方向Ｘの中央位置４１ｅの近傍から、冷却管６０の下流側にずれた位置までの範囲Ｓ１で電機子コア４１が高温となり易い。また、関連技術の構造では、その高温の箇所からモータ駆動方向Ｘに離れるにつれて電機子コア４１が低温となり易い。よって、モータ駆動方向Ｘで電機子コア４１に温度分布が生じてしまい、熱膨張により電機子コア４１がコア奥行方向Ｚの軸周りに反るように変形しかねない。
【００３９】
この点、本実施形態に係る冷却管６０によれば、溝部５１が並ぶ方向であるモータ駆動方向Ｘの中間にある第１溝部５１Ａ、第３溝部５１Ｃから冷媒が流入し、そのモータ駆動方向Ｘの両側に向けて各溝部５１内を通るように冷媒が流れる。よって、関連技術のように後端側溝部５１Ｅから冷媒を流すよりも、モータ駆動方向Ｘの中央位置４１ｅに近い位置から低温の冷媒を流すことができ、抜熱され難い電機子コア４１の中央位置４１ｅを冷却し易くなる。
【００４０】
また、本実施形態に係る冷却管６０では、各管路部６１、６３の上流側部分である第１溝部５１Ａ、第３溝部５１Ｃ内では冷媒が低温となり、そこからモータ駆動方向Ｘに離れるにつれて溝部５１内を通る冷媒が高温となるような温度勾配が生じる。よって、関連技術のように後端側溝部５１Ｅから前端側溝部５１Ｆに冷媒を流すよりも、モータ駆動方向Ｘの両端側で冷媒が高温となり、抜熱され易い電機子コア４１の両端部４１ｃ、４１ｄを冷却し難くできる。
【００４１】
この結果、モータ駆動方向Ｘでの電機子コア４１の温度分布の偏りを緩和するように、冷却管６０による電機子コア４１の冷却性能を改善でき、その温度分布の偏りによる電機子コア４１の変形を抑制できる。
【００４２】
また、本実施形態に係る冷却管６０には分岐部６７が設けられるため、各管路部６１、６３に冷媒を流入させるための流入部６５の数が抑えられる。よって、冷却管６０に冷媒を流すための配管系１００を簡略化でき、その取り扱いが容易となる。
【００４３】
また、本実施形態に係る冷却管６０には合流部７１が設けられるため、各管路部６１、６３から冷媒を流出させるための流出部６９の数が抑えられる。よって、冷却管６０に冷媒を流すための配管系１００を簡略化でき、その取り扱いが容易となる。
【００４４】
また、本実施形態に係る電機子４０では各管路部６１、６３の流路長さＬｐ１、Ｌｐ２が同じになるように構成される。よって、各管路部６１、６３と分岐部６７の接続箇所の近傍や、各管路部６１、６３と合流部７１の接続箇所の近傍で、各管路部６１、６３を流れる冷媒に圧力差が生じ難くなり、これら管路部６１、６３内で冷媒の逆流等が発生し難くなる。
【００４５】
［第２実施形態］
図６は第２実施形態に係る冷却管６０を含む配管系１００を示す構成図である。本実施形態に係る冷却管６０は、第１管路部６１と第２管路部６３が一体ではなく別体に形成される。以下の実施の形態では、第１の実施の形態で説明した要素と同一の要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４６】
配管系１００は第１配管系１００Ａと第２配管系１００Ｂを含む。第１配管系１００Ａは冷却管６０の第１管路部６１に冷媒を流すための第１ポンプ１０１Ａを含む。第１配管系１００Ａでは、第１ポンプ１０１Ａの駆動により冷媒が移送され、冷却管６０の第１管路部６１を通して冷媒が循環するように流れる。第２配管系１００Ｂは冷却管６０の第２管路部６３に冷媒を流すための第２ポンプ１０１Ｂを含む。第２配管系１００Ｂでは、第２ポンプ１０１Ｂの駆動により冷媒が移送され、冷却管６０の第２管路部６３を通して冷媒が循環するように流れる。
【００４７】
図７は冷却管６０が電機子コア４１に取り付けられた状態を示す平面図である。本図では樹脂材５３を省略して示す。冷却管６０は、第１管路部６１と、第２管路部６３の他に、第１流入部６５Ａと、第１流出部６９Ａと、第２流入部６５Ｂと、第２流出部６９Ｂを含む。
【００４８】
第１流入部６５Ａは第１管路部６１の上流側部分６１ａに接続される。第１流出部６９Ａは第１管路部６１の下流側部分６１ｂに接続される。第１流入部６５Ａには、上流側の第１ポンプ１０１Ａから移送される冷媒が内部に流入し、その冷媒が第１管路部６１の上流側部分６１ａに導入される。第１流出部６９Ａからは第１管路部６１を通る冷媒が下流側の第１ポンプ１０１Ａに流出する。
【００４９】
第２流入部６５Ｂは第２管路部６３の上流側部分６３ａに接続される。第２流出部６９Ｂは第２管路部６３の下流側部分６３ｂに接続される。第２流入部６５Ｂには、上流側の第２ポンプ１０１Ｂから移送される冷媒が内部に流入し、その冷媒が第２管路部６３の上流側部分６３ａに導入される。第２流出部６９Ｂからは第２管路部６３を通る冷媒が下流側の第２ポンプ１０１Ｂに流出する。このように第１管路部６１と第２管路部６３は一体ではなく別体に構成される。
【００５０】
以上の実施形態に係る電機子４０によっても、第１実施形態と同様、電機子コア４１のモータ駆動方向Ｘでの温度分布の偏りを緩和でき、その温度分布の偏りによる電機子コア４１の変形を抑制できる。
【００５１】
［第３の実施の形態］
図８は第３実施形態に係る冷却管６０が電機子コア４１に取り付けられた状態を示す平面図である。本図では樹脂材５３を省略して示す。冷却管６０を含む配管系１００は、第１実施形態と同様の構成である。
【００５２】
溝部５１は奇数個形成される。複数の溝部５１には、第１溝部５１Ａ〜第４溝部５１Ｄの他に、第５溝部５１Ｋが含まれる。第５溝部５１Ｋは、第１溝部５１Ａと第３溝部５１Ｃの間に設けられる。第５溝部５１Ｋは、モータ駆動方向Ｘでの電機子コア４１の中央位置４１ｅに設けられる。第１溝部５１Ａは、第５溝部５１Ｋから電機子コア４１の前端部４１ｃ側に最も近い位置にあり、第３溝部５１Ｃは、第５溝部５１Ｋから電機子コア４１の後端部４１ｄ側に最も近い位置にある。
【００５３】
冷却管６０の流入部６５は、分岐部６７より上流側に設けられ、第５溝部５１Ｋ内を通るように配置される。図９は、図８のＡ−Ａ線断面図である。第１管路部６１、第２管路部６３は、それらの流路断面積Ｓａ［ｍｍ２］が同じとなるように形成される。一方、流入部６５は、各管路部６１、６３での流路断面積Ｓａより大きい流路断面積Ｓｂ［ｍｍ２］となるように形成される。本図では、各管路部６１、６３で流路断面積Ｓａとなる箇所を一点鎖線Ｔａで囲んで示し、流入部６５で流路断面積Ｓｂとなる箇所を一点鎖線Ｔｂで囲んで示す。より詳細には、流入部６５は、第１管路部６１の流路断面積Ｓａと第２管路部６３の流路断面積Ｓａとの合計である２×Ｓａと同じ流路断面積Ｓｂとなるように形成される。
【００５４】
第１管路部６１では、図８に示すように、第１溝部５１Ａ内を通る部分より上流側にある上流側部分６１ａから、第２溝部５１Ｂ内を通る部分より下流側にある下流側部分６１ｂにかけて、その流路断面積がＳａとなるように形成される。第２管路部６３では、第３溝部５１Ｃ内を通る部分より上流側にある上流側部分６３ａから、第４溝部５１Ｄ内を通る部分より下流側にある下流側部分６３ｂにかけて、その流路断面積がＳｂとなるように形成される。
【００５５】
以上の実施形態に係る電機子４０によっても、第１実施形態と同様の作用効果を得られる。また、流入部６５での流路断面積Ｓ２が各管路部６１、６３での流路断面積Ｓａと同じである場合、上流側の流入部６５での圧力損失が大きくなり、下流側の各管路部６１、６３に冷媒を流し難くなる。この点、本実施形態では、流入部６５での流路断面積Ｓ２が各管路部６１、６３での流路断面積Ｓａより大きいため、上流側の流入部６５での圧力損失を抑え易くなり、下流側の各管路部６１、６３に冷媒を流し易くなることにより冷却効率が向上する。なお、流入部６５での圧力損失を抑え易くするうえで、その流路断面積Ｓｂの上限値は特に限られないが、これが大きくなるほど第５溝部５１Ｋが大きくなり電機子コア４１の強度に影響する。この観点から、流入部６５の流路断面積Ｓｂは、たとえば、各管路部６１、６３の流路断面積Ｓａの合計の２倍以下としてもよい。
【００５６】
［第４の実施の形態］
図１０は第４実施形態に係る冷却管６０が電機子コア４１に取り付けられた状態を示す平面図である。本図では樹脂材５３を省略して示す。なお、冷却管６０を含む配管系１００は、第２実施形態と同様の構成である。
【００５７】
溝部５１は奇数個形成される。第３溝部５１Ｃは第１溝部５１Ａにより構成される。第１管路部６１と第２管路部６３の上流側の一部は、第１溝部５１Ａ内にて並べて配置される。図１１は図１０のＢ−Ｂ線断面図である。本図は第１溝部５１Ａ内での各管路部６１、６３の断面図でもある。各管路部６１、６３の一部は、第１溝部５１Ａ内にて、その深さ方向Ｙ（コア高さ方向Ｙ）に並べて配置される。
【００５８】
以上の実施形態に係る電機子４０によっても、第１実施形態と同様の作用効果を得られる。
【００５９】
なお、各管路部６１、６３の一部は、図１２に示すように、第１溝部５１内にて、その深さ方向Ｙではなく、モータ駆動方向Ｘに並べて配置されてもよい。
【００６０】
［第５の実施の形態］
図１３は第５実施形態に係る電機子４０が用いられるリニアモータ１０を示し、図１４は第５実施形態に係る冷却管６０が電機子コア４１に取り付けられた状態を示す平面図である。なお、冷却管６０を含む配管系１００は、第１実施形態と同様の構成である。
【００６１】
冷却管６０は、流入部６５と流出部６９の他に、第１管路部８１と、第２管路部８３と、折返し部８５を有する。図１４では第１管路部８１で冷媒が流れる方向を実線の矢印で示し、第２管路部８３で冷媒が流れる方向を破線の矢印で示し、他の部位で冷媒が流れる方向を白抜き矢印で示す。
【００６２】
第１管路部８１と第２管路部８３は、複数のコア冷却部７３と、複数の連設部７５を含む。これらの詳細は第１実施形態と同様である。
【００６３】
電機子コア４１の複数の溝部５１には、その複数の溝部５１のうち、溝部５１が並ぶ方向の一方であるモータ駆動方向Ｘの後端部４１ｄ側にある第１溝部５１Ｇが含まれる。また、複数の溝部５１には、第１溝部５１Ｇから溝部５１が並ぶ方向の他方であるモータ駆動方向Ｘの前端部４１ｃ側に離れた位置にある第２溝部５１Ｈが含まれる。第１溝部５１Ｇは、モータ駆動方向Ｘの後端部４１ｄに最も近い位置にある溝部５１である。第２溝部５１Ｈは、モータ駆動方向Ｘの前端部４１ｃから後端部４１ｄに向けて２番目の位置にある溝部５１である。
【００６４】
また、複数の溝部５１には、その複数の溝部５１のうち、モータ駆動方向Ｘの前端部４１ｃ側にある第３溝部５１Ｉと、第３溝部５１Ｉからモータ駆動方向Ｘの後端部４１ｄ側に離れた位置にある第４溝部５１Ｊが含まれる。第３溝部５１Ｉは、モータ駆動方向Ｘの前端部４１ｃに最も近い位置にある溝部５１である。第３溝部５１Ｉは、第２溝部５１Ｈに対して、電機子コア４１の後端部４１ｄ側に隣り合う位置にある溝部５１でもある。第４溝部５１Ｊは、モータ駆動方向Ｘの後端部４１ｄから前端部４１ｃに向けて２番目の位置にある溝部５１である。第４溝部５１Ｊは、第１溝部５１Ｇに対して、電機子コア４１の前端部４１ｃ側に隣り合う位置にある溝部５１でもある。
【００６５】
第１管路部８１は、第１溝部５１Ｇから第２溝部５１Ｈに向けて、これらを含む複数の溝部５１内を蛇行して通るように形成される。より詳細には、第１管路部８１は、第１溝部５１Ｇから第２溝部５１Ｈに向けて、一つおきの位置にある複数の溝部５１を蛇行して通るように形成される。つまり、第２溝部５１Ｈは、複数の溝部５１のうち、第１溝部５１Ｇに対して一つおきの位置にある溝部５１でもある。第１管路部８１では、第１溝部５１Ｇ内を上流側とし、第２溝部５１Ｈ内を下流側として冷媒が流れる。
【００６６】
第２管路部８３は、第３溝部５１Ｉから第４溝部５１Ｊに向けて、これらを含む複数の溝部５１内を蛇行して通るように形成される。より詳細には、第２管路部８３では、第３溝部５１Ｉから第４溝部５１Ｊに向けて、一つおきの位置にある複数の溝部５１を蛇行して通るように形成される。つまり、第４溝部５１Ｊは、複数の溝部５１のうち、第３溝部５１Ｉに対して一つおきの位置にある溝部５１でもある。第２管路部８３は、第３溝部５１Ｉ内を上流側とし、第４溝部５１Ｊ内を下流側として冷媒が流れる。
【００６７】
第１管路部８１の溝部５１を通る部分であるコア冷却部７３の符号を「７３Ａ」とし、第２管路部８３の溝部５１を通る部分であるコア冷却部７３の符号を「７３Ｂ」とする。各管路部８１、８３は、それぞれのコア冷却部７３Ａ、７３Ｂが、複数の溝部５１内にモータ駆動方向Ｘに交互に配置されるように構成される。つまり、複数の溝部５１内には、モータ駆動方向Ｘの後端部４１ｄ側から前端部４１ｃ側に向けて、第１管路部８１のコア冷却部７３Ａと第２管路部８３のコア冷却部７３Ｂが「７３Ａ、７３Ｂ、７３Ａ、７３Ｂ・・・」の順で配置される。
【００６８】
折返し部８５は、第１管路部８１の下流側端部８１ａと、第２管路部８３の上流側端部８３ａの間に設けられ、これらを接続する。第１管路部８１と第２管路部８３は折返し部８５を通して内部の流路が連続する。このように第１管路部８１と第２管路部８３は一体に形成される。折返し部８５は、第１管路部８１の下流側端部８１ａから、第２管路部８３の上流側端部８３ａに向けて折り返すような曲げ部分を含んで構成される。折返し部８５は、電機子コア４１のコア奥行方向Ｚの外側に配置される。
【００６９】
第１管路部８１と第２管路部８３は、図１３に示すように、複数の溝部５１の深さ方向にずれた位置に配置されるように構成される。この深さ方向は電機子コア４１のコア高さ方向Ｙと一致する。本例では第１管路部８１に対して第２管路部８３が深さ方向の底側に位置する。
【００７０】
ここで、第１管路部８１のコア冷却部７３Ａについて、溝部５１の底側にある底側端面８７を通る第１仮想接線をＬｉａといい、第２管路部６３のコア冷却部７３Ｂについて、溝部５１の入側にある入側端面８９を通る第２仮想接線をＬｉｂという。各仮想接線Ｌｉａ、Ｌｉｂは、溝部５１の延びる方向から見たときに、互いに平行に延びている。この溝部５１の延びる方向は、コア奥行方向Ｚと一致する。このとき、第１管路部８１と第２管路部６３は、第１仮想接線Ｌｉａよりも第２仮想接線Ｌｉｂが深さ方向の底側に位置するように構成される。これにより、第１管路部８１と第２管路部８３の深さ方向での接触による干渉が抑えられる。
【００７１】
第１管路部８１のコア冷却部７３Ａが配置される溝部５１を第１管路用溝部５１といい、第２管路部８３のコア冷却部７３Ｂが配置される溝部５１を第２管路用溝部５１という。各管路用溝部５１は、その深さ寸法が異なるように形成される。詳細には、第１管路用溝部５１は深さ寸法Ｌｄａ［ｍｍ］となるように形成され、第２管路用溝部５１は深さ寸法Ｌｄｂとなるように形成される。深さ寸法Ｌｄａは、第１管路部８１のコア冷却部７３Ａの底側端面８７が第１管路用溝部５１の溝底面に接触するように定められる。深さ寸法Ｌｄｂは、第２管路部８３のコア冷却部７３Ｂの底側端面８７が第２管路用溝部５１の溝底面に接触するように定められる。
【００７２】
以上の実施形態に係る電機子４０の作用効果を説明する。上述のように、図５の関連技術の構造では、電機子コア４１の後端部４１ｄ側が低温、前端部４１ｃ側が高温となるような冷媒の温度勾配が生じ、冷却管１６０による冷却能力にモータ駆動方向Ｘで偏りが生じる。
【００７３】
一方、本実施形態に係る第１管路部８１では、図１４に示すように、電機子コア４１の後端部４１ｄに近い上流側部分８１ｂが低温となり、その前端部４１ｃに近い下流側部分８１ｃが高温となるような冷媒の温度勾配となる。また、第２管路部８３では、電機子コア４１の前端部４１ｃに近い上流側部分８３ｂが低温となり、その後端部４１ｄに近い下流側部分８３ｃが高温となるような冷媒の温度勾配となる。
【００７４】
つまり、第１管路部８１と第２管路部８３ではモータ駆動方向Ｘでの冷媒の温度勾配が逆となり、冷却管６０全体でのモータ駆動方向Ｘでの冷却能力の偏りが抑えられる。よって、モータ駆動方向Ｘでの電機子コア４１の温度分布の偏りを緩和するように、冷却管６０による電機子コア４１の冷却性能を改善でき、その温度分布の偏りによる電機子コア４１の変形を抑制できる。
【００７５】
特に、各管路部８１、８３のコア冷却部７３はモータ駆動方向Ｘに交互に配置されるため、同じ管路部８１、８３を構成するコア冷却部７３で挟まれる箇所が存在しない。このような箇所が存在すると、その箇所が局所的に過度に冷却されたり、冷却が不十分となり、他の箇所との温度差により反るように変形する恐れがある。この点、本実施形態では、そのような局所的な過度の冷却や不十分な冷却の発生を抑えられる。
【００７６】
また、各管路部８１、８３のコア冷却部７３はモータ駆動方向Ｘに交互に配置されるため、関連技術の構造とするよりも、コア冷却部７３同士を接続する連設部７５の曲げ加工量を抑えられる。よって、冷却管６０の第１管路部６１や第２管路部８３の塑性変形量が抑えられ、これらの強度、耐力を確保し易くなる。
【００７７】
また、本実施形態に係る冷却管６０には折返し部８５が設けられるため、各管路部６１、６３に冷媒を流入、流出させるための流入部６５、流出部６９の数が抑えられる。よって、冷却管６０に冷媒を流すための配管系１００を簡略化でき、その取り扱いが容易となる。
【００７８】
［第６の実施の形態］
図１５は第６実施形態に係る冷却管６０が電機子コア４１に取り付けられた状態を示す平面図である。なお、冷却管６０を含む配管系１００は第２実施形態と同様の構成である。
【００７９】
冷却管６０は、折返し部８５を備えておらず、第１管路部８１と、第２管路部８３の他に、第１流入部６５Ａと、第１流出部６９Ａと、第２流入部６５Ｂと、第２流出部６９Ｂを含む。
【００８０】
第１流入部６５Ａは第１管路部８１の上流側部分８１ｄに接続される。第１流出部６９Ａは第１管路部８１の下流側部分８１ａに接続される。第１流入部６５Ａには、上流側の第１ポンプ１０１Ａ（図示せず）から移送される冷媒が内部に流入し、その冷媒が第１管路部８１の上流側部分８１ｄに導入される。第１流出部６９Ａからは第１管路部８１を通る冷媒が下流側の第１ポンプ１０１Ａ（図示せず）に流出する。
【００８１】
第２流入部６５Ｂは第２管路部８３の上流側部分８３ａに接続される。第２流出部６９Ｂは第２管路部８３の下流側部分８３ｄに接続される。第２流入部６５Ｂには、上流側の第２ポンプ１０１Ｂ（図示せず）から移送される冷媒が内部に流入し、その冷媒が第２管路部８３の上流側部分８３ａに導入される。第２流出部６９Ｂからは第２管路部８３を通る冷媒が下流側の第２ポンプ１０１Ｂ（図示せず）に流出する。このように第１管路部８１と第２管路部８３は一体ではなく別体に構成される。
【００８２】
以上の実施形態に係る電機子４０によっても、第５実施形態と同様、電機子コア４１のモータ駆動方向Ｘでの温度分布の偏りを緩和でき、その温度分布の偏りによる電機子コア４１の変形を抑制できる。
【００８３】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎない。また、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。
【００８４】
上述の実施形態では、本発明に係る電機子４０を可動子に適用した例を説明したが、固定子に適用されてもよい。
【００８５】
冷却管６０が配置される管路用溝部５１は、電機子コア４１の外側部４１ｂに形成されたが、その管路用溝部５１としてコイル用溝部４５が用いられてもよい。この場合、管路用溝部５１としてのコイル用溝部４５の底側に冷却管６０が配置され、コイル用溝部４５内において冷却管６０より開口側にコイル４９が配置されてもよい。
【００８６】
第１〜第４実施形態に係る電機子コア４１の第１溝部５１Ａ、第３溝部５１Ｃは、電機子コア４１の中央位置４１ｅに近い位置にある溝部５１であれば、この中央位置４１ｅに最も近い位置にある溝部５１でなくともよい。また、第２溝部５１Ｂ、第４溝部５１Ｄは、モータ駆動方向Ｘの両端部４１ｃ、４１ｄに近い位置にある溝部５１であれば、最も近い位置にある溝部５１でなくともよい。
【００８７】
第５、第６実施形態に係る電機子４０では、一つの電機子コア４１につき一つの冷却管６０が用いられる例を説明したが、一つの電機子コア４１につき複数の冷却管６０が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０・・・リニアモータ、４０・・・電機子、４１・・・電機子コア、５１・・・溝部、５１Ａ・・・第１溝部、５１Ｂ・・・第２溝部、５１Ｃ・・・第３溝部、５１Ｄ・・・第４溝部、５１Ｇ・・・第１溝部、５１Ｈ・・・第２溝部、５１Ｉ・・・第３溝部、５１Ｊ・・・第４溝部、５１Ｋ・・・第５溝部、６０・・・冷却管、６１・・・第１管路部、６３・・・第２管路部、６７・・・分岐部、７１・・・合流部、８１・・・第１管路部、８３・・・第２管路部、８５・・・折返し部。
【図１】
2015216793.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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