(57)【要約】【課題】  キャンド・リニアモータ電機子の厚さを大きくせずに、電機子表面の温度を一定温度に保持することができるキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータを提供する。【解決手段】  ３相の電機子巻線１０５と、電機子巻線１０５を額縁状に囲むように設けた筐体１０１と、筐体１０１の両開口部を密閉する筐体ための板状のキャン１０２ａとを備えたキャンド・リニアモータ電機子において、キャン１０２ａにはその外側面を覆うように薄い潜熱蓄熱材１２０ａを設けた。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイル群よりなる平板状に成形された電機子巻線と、前記電機子巻線を額縁状に囲むように設けた金属製の筐体と、前記筐体の両開口部を密閉するキャンと、前記電機子巻線と前記キャンとの間に形成された冷媒通路とを具備したキャンド・リニアモータ電機子において、
前記キャンの外側面もしくは内側面に潜熱蓄熱材を設けたことを特徴とするキャンド・リニアモータ電機子。
【請求項２】
複数のコイル群よりなる平板状に成形された電機子巻線と、前記電機子巻線を額縁状に囲むように設けた金属製の筐体と、前記筐体の両開口部を密閉するキャンと、前記電機子巻線と前記キャンとの間に形成された冷媒通路とを具備したキャンド・リニアモータ電機子において、
前記キャン自体を潜熱蓄熱材により構成したことを特徴とするキャンド・リニアモータ電機子。
【請求項３】
複数のコイル群よりなる円筒状に成形された電機子巻線と、前記電機子巻線を囲むように設けた円筒状のキャンと前記キャンの両開口部を密閉する金属製の筐体と、前記電機子巻線と前記キャンとの間に形成された冷媒通路とを具備したキャンド・リニアモータ電機子において、
前記キャンの外側面もしくは内側面に潜熱蓄熱材を設けたことを特徴とするキャンド・リニアモータ電機子。
【請求項４】
複数のコイル群よりなる円筒状に成形された電機子巻線と、前記電機子巻線を囲むように設けた円筒状のキャンと前記キャンの両開口部を密閉する金属製の筐体と、前記電機子巻線と前記キャンとの間に形成された冷媒通路とを具備したキャンド・リニアモータ電機子において、
前記キャン自体を潜熱蓄熱材により構成したことを特徴とするキャンド・リニアモータ電機子。
【請求項５】
前記潜熱蓄熱材として、無機相変化材であるＫＦ−４Ｈ２Ｏ、ＣａＣｌ２−６Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＳＯ４−１０Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＨＰＯ４−１２Ｈ２Ｏ、Ｚｎ（ＮＯ３）２−６Ｈ２Ｏまたは有機相変化材であるＣＨ３（ＣＨ２）１６ＣＯＯ（ＣＨ２）３ＣＨ３、ＣＨ３（ＣＨ２）１１ＯＨ、ＣＨ３（ＣＨ１１）（ＣＨ３…）、ＣＨ３（ＣＨ２）１２ＣＯＯＣ３Ｈ７を用いたことを特徴とする請求項１、２、３、４の何れか１項に記載のキャンド・リニアモータ電機子。
【請求項６】
前記冷媒通路を複数設け隣り合う前記冷媒通路の冷媒の流れ向きを逆向きにしたことを特徴とする請求項１、２、３、４の何れか１項に記載のキャンド・リニアモータ電機子。
【請求項７】
前記潜熱蓄熱材の流路に対向した面に金属板を設置したことを特徴とする請求項１、２、３、４の何れか１項に記載のキャンド・リニアモータ電機子。
【請求項８】
前記冷媒通路に流す冷媒として液体冷媒を使用したことを特徴とする請求項１、２、３、４の何れか１項に記載のキャンド・リニアモータ電機子。
【請求項９】
請求項１、２、３、４の何れか１項に記載の電機子と、前記電機子と磁気的空隙を介して対向配置されるとともに交互に極性が異なる複数の永久磁石を隣り合わせて並べて配置した界磁とを備え、前記電機子と前記界磁の何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記界磁と前記電機子を相対的に走行するようにしたことを特徴とするキャンド・リニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置や工作機のテーブル送りに使用されると共に、リニアモータ本体の温度分布の均一性が要求されるキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータは、電機子巻線をキャンで覆い、電機子巻線とキャンの間に設けた冷媒通路に冷媒を流すことより、電機子巻線が発生する熱を冷媒で回収し、リニアモータ表面の温度上昇を低減している（例えば、特許文献１参照、特許文献２参照）。
【０００３】
図１２は従来技術を示すキャンド・リニアモータの全体斜視図である。
図において、１００は固定子、１０１は筐体、１０２はキャン、１０３はキャン固定用ボルト、１０４は押え板、１０５は電機子巻線、１０６は端子台、１０７は冷媒供給口、１０８は冷媒排出口、２００は可動子、２０１は界磁ヨーク支持部材、２０２は界磁ヨーク、２０３は永久磁石である。可動子２００は、界磁ヨーク支持部材２０１の長さ分の距離を隔てて上下に界磁ヨーク２０２が備えられ、その四隅に界磁ヨーク支持部材２０１が配置され、上下の界磁ヨーク２０２の対向面に永久磁石２０３がそれぞれ取り付けられている。そして、可動子２００の中空空間内に固定子１００が挿入され、永久磁石２０３が固定子１００の電機子巻線１０５と対向するように配置されている。可動子２００は、図示しない直線転がり案内や静圧軸受案内等によって支持されている。
このような構成において、所定の電流を電機子巻線１０５に流すと永久磁石２０３の作る磁界との作用により可動子２００に推力が発生し、可動子２００は矢印で示す進行方向に移動する。
【０００４】
図１３は、図１２におけるＡ−Ａ’線に沿って断面を１／４にカットしたキャンド・リニアモータの正断面図である。
図において、１０９はＯリング、１１０は冷媒通路である。固定子１００は、内部を中空とする、電機子巻線を額縁状（口の字形）に囲むように設けた金属製の筐体１０１と、筐体１０１の両開口部を密閉するため筐体１０１の外形を象った板状のキャン１０２と、キャン１０２を筐体１０１に固定するためのキャン固定用ボルト１０３と、キャン固定用ボルト１０３の通し穴を持ちキャン１０２を均等な荷重でもって押えるための押え板１０４と、筐体１０１の中空内に配置された複数のコイル群よりなる平板状に成形された３相の電機子巻線１０５と、筐体１０１の中空部より少し大き目に象られたＯリング１０９により構成されている。
キャン１０２の材質には、例えば、ステンレスなどの非磁性の金属、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂や熱可塑性樹脂であるポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、さらにはガラス繊維やカーボン繊維をエポキシ樹脂で含浸したＧＦＲＰやＣＦＲＰが使用されている。筐体１０１の中空部の形状は、電機子巻線１０５の外周を囲うように象られている。電機子巻線１０５は、巻線固定部材１１１と一体に樹脂モールドされており、電機子巻線１０５と一体になった巻線固定部材１１１は、筐体１０１の中空内に配置され、巻線固定部材１１１と筐体１０１とがボルト（図示しない）により固定される。筐体１０１の表裏の縁には、周回した溝が設けられており、そこにＯリング１０９が配置される。そして、キャン１０２が筐体１０１の表裏に配置される。キャン１０２の上から筐体１０１の縁に沿って押え板１０４が敷かれ、キャン固定用ボルト１０３にて締め付けられ、キャン１０２と筐体１０１が固定される。電機子巻線１０５は、複数の集中巻コイルを３相分用意したもので構成されている。電機子巻線１０５への電力供給は、筐体１０１に取り付けられた端子台１０６から行われる。端子台１０６と電機子巻線１０５はリード線（図示しない）で各々電気的に接続されている。また、冷媒は筐体１０１に設けた冷媒供給口１０７より供給され、冷媒排出口１０８より排出される。その間に、冷媒は冷媒通路１１０を流れ、銅損により発熱する電機子巻線１０５を冷却する。
【０００５】
このように構成されたキャンド・リニアモータは、可動子２００と固定子１００の電気的相対位置に応じた３相交流電流を電機子巻線１０５に流すことにより、永久磁石２０３の作る磁界と作用して可動子２００に推力が発生する。このとき銅損によって発熱した電機子巻線１０５は冷媒通路１１０を流れる冷媒により冷却される。
【特許文献１】特開２００２−２７７３０号公報（第６頁、図１）
【特許文献２】特開平１１−２０６０９９号公報（第１５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータは、発熱する電機子巻線１０５上の冷媒通路１１０を冷媒が流れることにより、以下のような問題が起きた。
従来のキャンド・リニアモータ電機子は、キャンに金属であるステンレス、樹脂であるエポキシ樹脂、ＰＰＳ、ＧＦＲＰ、ＣＦＲＰ等が使用されていた。しかし、ステンレスの熱伝導率は約１５（Ｗ／（ｍ・ｋ））、樹脂の熱伝導率は約０．３（Ｗ／（ｍ・ｋ））であり、断熱材として使用されている硬質ウレタンフォームやグラスウールに比べ数１０〜数１００倍も大きい。つまり、電機子巻線の発生銅損による熱は、ほとんどが冷媒により回収されるものの、キャンの熱伝導率が大きいために断熱効果を得られずに冷媒が吸収される熱の一部がキャンに伝導し、冷媒の入口から出口に向かってキャン表面に温度勾配を生じ自然対流による大気の揺らぎなどを引き起こし、リニアモータの位置制御に用いるレーザー測長器の測定誤差に影響を与えていた。
また、キャン表面への熱伝導を低減するために、キャンの厚さを大きくしたり、キャン表面に硬質ウレタンフォームやグラスウールなど（熱伝導率０．０２〜０．０５（Ｗ／（ｍ・ｋ））の断熱材で覆うことが考えられるが、大きな断熱効果を得るためにはキャン材や断熱材の厚さを大幅に大きくし（電機子自体の厚さを大きくし）、可動子の上下永久磁石間の長さである磁気的空隙長も大きくしなければならなかった。その結果、ギャップ磁束密度が低下し、所定の推力に対する電流増加、ひいては電機子巻線の発熱量を増加させた。よって、電機子表面の温度分布を均一に保持することができなかった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、キャンド・リニアモータ電機子の厚さを大きくせずに、電機子表面の温度を均一に保持することができるキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１記載の発明は、複数のコイル群よりなる平板状に成形された電機子巻線と、前記電機子巻線を額縁状に囲むように設けた金属製の筐体と、前記筐体の両開口部を密閉するキャンと、前記電機子巻線と前記キャンとの間に形成された冷媒通路とを具備したキャンド・リニアモータ電機子において、前記キャンの外側面もしくは内側面に潜熱蓄熱材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２記載の発明は、複数のコイル群よりなる平板状に成形された電機子巻線と、前記電機子巻線を額縁状に囲むように設けた金属製の筐体と、前記筐体の両開口部を密閉するキャンと、前記電機子巻線と前記キャンとの間に形成された冷媒通路とを具備したキャンド・リニアモータ電機子において、前記キャン自体を潜熱蓄熱材により構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３記載の発明は、複数のコイル群よりなる円筒状に成形された電機子巻線と、前記電機子巻線を囲むように設けた円筒状のキャンと前記キャンの両開口部を密閉する金属製の筐体と、前記電機子巻線と前記キャンとの間に形成された冷媒通路とを具備したキャンド・リニアモータ電機子において、前記キャンの外側面もしくは内側面に潜熱蓄熱材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４記載の発明は、複数のコイル群よりなる円筒状に成形された電機子巻線と、前記電機子巻線を囲むように設けた円筒状のキャンと前記キャンの両開口部を密閉する金属製の筐体と、前記電機子巻線と前記キャンとの間に形成された冷媒通路とを具備したキャンド・リニアモータ電機子において、前記キャン自体を潜熱蓄熱材により構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５記載の発明は、請求項１、２、３、４の何れか１項に記載のキャンド・リニアモータ電機子において、無機相変化材であるＫＦ−４Ｈ２Ｏ、ＣａＣｌ２−６Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＳＯ４−１０Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＨＰＯ４−１２Ｈ２Ｏ、Ｚｎ（ＮＯ３）２−６Ｈ２Ｏまたは有機相変化材であるＣＨ３（ＣＨ２）１６ＣＯＯ（ＣＨ２）３ＣＨ３、ＣＨ３（ＣＨ２）１１ＯＨ、ＣＨ３（ＣＨ１１）（ＣＨ３…）、ＣＨ３（ＣＨ２）１２ＣＯＯＣ３Ｈ７を潜熱蓄熱材として使用したことを特徴とするものである。
また、請求項６記載の発明は、請求項１、２、３、４の何れか１項に記載のキャンド・リニアモータ電機子において、前記冷媒通路を複数設け隣り合う前記冷媒通路の冷媒の流れ向きを逆向きにしたことを特徴とするものである。
また、請求項７記載の発明は、請求項１、２、３、４の何れか１項に記載のキャンド・リニアモータ電機子において、前記潜熱蓄熱材の流路に対向した面に金属板を設置したことを特徴とするものである。
また、請求項８記載の発明は、請求項１、２、３、４の何れか１項に記載のキャンド・リニアモータ電機子において、前記冷媒通路に流す冷媒として液体冷媒を使用したことを特徴とするものである。
さらに、請求項９記載の発明は、請求項１、２、３、４の何れか１項に記載の電機子と、前記電機子と磁気的空隙を介して対向配置されると共に交互に極性が異なる複数の永久磁石を隣り合わせて並べて配置した界磁とを備え、前記電機子と前記界磁の何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記界磁と前記電機子を相対的に走行するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によると、潜熱蓄熱材でキャン外側面もしくは内側面を覆っているので、冷媒通路で流れる冷媒によって吸収される電機子巻線で発生する熱の一部が潜熱蓄熱材に吸収される。吸収された熱は潜熱蓄熱材の相変化に使用されるので相変化完了までに電機子外表面での温度が潜熱蓄熱材の相変化温度で均一に保持することができる。
請求項２記載の発明によると、キャンそのものを潜熱蓄熱材としているので、請求項１記載の発明と同様の効果が得られることができる。
請求項３記載の発明によると、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができる。
請求項４記載の発明によると、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができる。
請求項５記載の発明によると、潜熱蓄熱材として無機相変化材ＫＦ−４Ｈ２Ｏ、ＣａＣｌ２−６Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＳＯ４−１０Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＨＰＯ４−１２Ｈ２Ｏ、Ｚｎ（ＮＯ３）２−６Ｈ２Ｏなどまたは有機相変化材ＣＨ３（ＣＨ２）１６ＣＯＯ（ＣＨ２）３ＣＨ３、ＣＨ３（ＣＨ２）１１ＯＨ、ＣＨ３（ＣＨ１１）（ＣＨ３…）、ＣＨ３（ＣＨ２）１２ＣＯＯＣ３Ｈ７など異なった相変化温度持つ潜熱蓄熱材を使用することで電機子表面温は使用環境に応じて異なった相変化温度で均一に保持することができる。
請求項６記載の発明によると、前記冷媒通路を複数設け隣り合う前記冷媒通路の冷媒の流れ向きを逆向きにしたことにより、二つ冷媒通路内反対方向に温度分布が発生するので、各冷媒通路の高温側で潜熱蓄熱材によって吸収された熱が隣の低温側によって吸収され、潜熱蓄熱材の温度が相変化温度を超えるのは避けることができる。その結果、電機子表面温度が潜熱蓄熱材の相変化温度に維持することができる。
また、潜熱蓄熱材の相変化に必要な大量の熱エネルギに比べ冷媒から潜熱蓄熱材に吸収される熱流速が小さいので、キャン表面を薄い潜熱蓄熱材を覆っていれば電機子表面を潜熱蓄熱材の相変化温度で均一に保持することができる。
さらに電機子表面を均一温度に保持することを目的とする薄肉の潜熱蓄熱材と、耐冷媒圧力を目的とする高剛性のキャンを重ね合わせているので、冷媒の流量を多くし冷媒の熱回収率を高めつつ、冷媒圧力に伴うキャンと潜熱蓄熱材の変形を抑えることができる。よって、キャンド・リニアモータ電機子の厚さを大きくすることなく、電機子表面を潜熱蓄熱材の相変化温度で均一に保持することができる。
請求項７記載の発明によると、潜熱蓄熱材の流路に対向した面に金属板を設置したことにより、高温の冷媒流路から潜熱蓄熱材に吸収された熱を、潜熱蓄熱材の低温側に移動させ、隣り合う冷媒通路の低温冷媒によって効率良く吸収することができる。その結果、電機子表面を潜熱蓄熱材の相変化温度で均一に保持することができる。
請求項８記載の発明によると、冷媒として気体に比べ熱伝導率と比熱の大きい液体冷媒を使用することにより、液体冷媒の温度上昇を低減し、潜熱蓄熱材に流れる熱量を低減することができる。
請求項９記載の発明によると、請求項１、２、３、４の何れかの電機子と永久磁石を有する界磁とを対向させて、電機子と界磁の何れか一方を固定子、他方を可動子として構成しているので、請求項１から８の効果を有するキャンド・リニアモータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の第１実施例を示すキャンド・リニアモータの全体斜視図、図２は図１におけるＡ−Ａ’線に沿って断面を１／４にカットした正断面図である。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じものについては、同一符号を付してその説明を省略し、異なる点について説明する。
【００１２】
図１、図２において、１０２ａはキャン、１２０ａは潜熱蓄熱材である。
本発明が、従来技術と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、３相の電機子巻線１０５と、電機子巻線１０５を額縁状に囲むように設けた筐体１０１と、筐体１０１の両開口部を密閉する筐体ための板状のキャン１０２ａと、電機子巻線１０５とキャン１０２ａとの間に形成された冷媒通路１１０とを具備したキャンド・リニアモータ電機子（固定子１００）において、キャン１０２ａにはその外側面を覆うように薄い潜熱蓄熱材１２０ａを設けた点である。
ここで、キャン１０２ａの材質はステンレスなどの金属や熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂、熱可塑性樹脂のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ガラス繊維やカーボン繊維をエポキシ樹脂で含浸したＧＦＲＰやＣＦＲＰが使用されている。また、筐体１０１の表裏の縁には、周回した溝が設けられており、そこにＯリング１０９が配置されている。
それから、該潜熱蓄熱材１２０ａはキャン１０２ａと同じ外形に象られ、縁が表裏の外袋を接合する部分（以下、この部分を溝と呼ぶ）を構成している。また、該潜熱蓄熱材１２０ａは、外袋に樹脂や金属製のラミネートフィルム、芯材に潜熱蓄熱材となる無機相変化材ＫＦ−４Ｈ２Ｏ、ＣａＣｌ２−６Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＳＯ４−１０Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＨＰＯ４−１２Ｈ２Ｏ、Ｚｎ（ＮＯ３）２−６Ｈ２Ｏ等または有機相変化材ＣＨ３（ＣＨ２）１６ＣＯＯ（ＣＨ２）３ＣＨ３、ＣＨ３（ＣＨ２）１１ＯＨ、ＣＨ３（ＣＨ１１）（ＣＨ３…）、ＣＨ３（ＣＨ２）１２ＣＯＯＣ３Ｈ７等が用いられ、構成されている。潜熱蓄熱材１２０ａの上から筐体１０１の縁に沿って押え板１０４が敷かれ、キャン固定用ボルト１０３にて締め付けられ、キャン１０２ａと潜熱蓄熱材１２０ａと筐体１０１が一体に固定される。
【００１３】
このような構成により、冷媒によって吸収される電機子巻線で発生する熱の一部が潜熱蓄熱材に吸収される。図３に示すように潜熱蓄熱材は相変化を行うには大量の熱エネルギが必要である。潜熱蓄熱材に吸収された熱は、潜熱蓄熱材の相変化に使用されるので電機子表面である潜熱蓄熱相の温度を潜熱蓄熱材の相変化温度に保持することができる。
なお、可動子が加減速をともなう往復動作を行う場合、電機子巻線には熱が間欠的に発生する。電機子巻線で熱が発生するときは、冷媒通路に流れる冷媒は温度上昇し、潜熱蓄熱材は冷媒から熱を一部吸収する。一方、電機子巻線で熱が発生しないときは、冷媒は温度下降し、潜熱蓄熱材は蓄熱された熱を逆に冷媒に放出する。つまり、電機子巻線で熱が間欠的に発生したとしても、蓄熱材表面温度を相変化温度で均一に保持することができる。
【実施例２】
【００１４】
次に本発明の第２実施例について説明する。
図４は本発明の第２実施例を示すキャンド・リニアモータであって、図１におけるＡ−Ａ’線に沿って断面を１／４にカットした正断面図である。
第３実施例が第１実施例と異なる点は、潜熱蓄熱材１２０ａをキャン１０２ａの内側面、つまり冷媒通路１１０とキャン１０２ａの間に介在させた点である。キャン１０２ａは、第１実施例同様に冷媒通路１１０内の圧力上昇に伴う変形防止を目的としているが、さらに、潜熱蓄熱材１２０ａを保護する役割もある。
【００１５】
このような構成により、第１実施例同様に、電機子流路内の冷媒からキャン表面へ逃げる熱を潜熱蓄熱材が吸収し、電機子表面であるキャンの外側面での温度を潜熱蓄熱材の相変化温度に保持することができる。さらに、潜熱蓄熱材が電機子の表面に現れないので、運搬時や組立時の異物との接触による潜熱蓄熱材の破損を防ぐことができる。
【実施例３】
【００１６】
次に本発明の第３実施例について説明する。
図５は本発明の第３実施例を示すキャンド・リニアモータであって、図１におけるＡ−Ａ’線に沿って断面を１／４にカットした正断面図である。
図において、１０２ｂはキャンである。
第３実施例が第１実施例および第２実施例と異なる点は、キャン自体を潜熱蓄熱材とした点である。
【００１７】
このような構成により、第２実施例同様に、電機子の冷媒からキャン表面へ逃げる熱を潜熱蓄熱材が吸収し、電機子表面であるキャンの外側面での温度を潜熱蓄熱材の相変化温度に保持することができる。
【実施例４】
【００１８】
図６は本発明の第４実施例を示すキャンド・リニアモータの全体斜視図、図７は図６におけるＡ−Ａ’線に沿って断面を１／４にカットした正断面図である。
第４実施例が第１実施例と異なる点は、電機子巻線１０５とキャン１０２ａとの間に形成された冷媒通路１１０は壁１１２を設けることで二つの冷媒通路になっていることと冷媒通路の冷媒の流れ向きを逆向きにしたことである。
【００１９】
このような構成により、電機子巻線で熱が連続的に発生した場合図８に示すように各冷媒通路の流れ方向に温度分布が発生する。冷媒から熱の一部は各冷媒通路の高温側で潜熱蓄熱材によって吸収され相変化に利用されるが、吸収された熱は隣の低温側の蓄熱材に流れ低温の冷媒によって吸収されるので、潜熱蓄熱材の温度が相変化温度を超えるのは避けることができる。その結果、電機子表面温度が潜熱蓄熱材の相変化温度に保持することができる。
また、電機子表面を一定温度に保持することを目的とする薄肉の潜熱蓄熱材と、耐冷媒圧力を目的とする高剛性のキャンを重ね合わせているので、冷媒の流量を多くし冷媒の熱回収率を高めつつ、冷媒圧力に伴うキャンと潜熱蓄熱材の変形を抑えることもできる。
【実施例５】
【００２０】
次に本発明の第５実施例について説明する。
図９は本発明の第５実施例を示すキャンド・リニアモータの全体斜視図、図１０は図９におけるＡ−Ａ’線に沿って断面を１／４にカットした正断面図である。
図において、５００は可動子、５０１は筐体、５０２はキャン、５０５は電機子巻線、５０６は端子台、５０７ａと５０７ｂは冷媒供給口、５０８ａと５０８ｂは冷媒排出口、５１０は冷媒通路、５１１は巻線固定部材、５１２は冷媒流路を二つの冷媒通路に分ける壁、５２０は潜熱蓄熱材、６００は固定子、６０２は界磁ヨーク、６０３は永久磁石である。
第５実施例が第２実施例〜第４実施例と異なる点は、電機子巻線、永久磁石、キャン、冷媒流路、潜熱蓄熱材を円筒状に形成した点にある。
具体的に説明すると、固定子６００は、ストローク方向に長い円柱状の界磁ヨーク６０２の外周に多極を構成する複数の永久磁石６０３が配置されている。一方、可動子５００は中間に電機子巻線５０５が配置され、その内外周に巻線固定部材５１１、冷媒通路５１０、壁５１２、潜熱蓄熱材５２０、キャン５０２が設けられている。ここで、筐体５０１とキャン５０２にはステンレスが使用され、これらは溶接によって接合されている。また、電機子巻線５０５は巻線固定部材５１１と一体にモールドされ筐体５０１とボルト（図示しない）により固定されている。冷媒は一方の筐体５０１に設けられた冷媒供給口５０７ａ、５０７ｂから各冷媒通路に供給され、筐体５０１内部の管路を通り冷媒通路５１０に流れ、その後、他方の筐体５０１内の管路を通って冷媒排出口５０８ａ、５０８ｂから排出される。可動子５００は、その中空空間内に固定子６００が挿入され、図示しない直線転がり案内や静圧軸受案内等によって支持されている。このような構成において、所定の電流を電機子巻線５０５に流すことで永久磁石６０３の作る磁界との作用により可動子５００に推力が発生し、可動子５００は矢印で示す進行方向に移動する。
【００２１】
このような構成により、第４実施例と同様に、電機子の冷媒からキャン表面へ逃げる熱を潜熱蓄熱材が吸収し潜熱蓄熱材の相変化に使われるので、電機子表面であるキャンの外側面での温度を潜熱蓄熱材の相変化温度で均一に保持することができる。
【実施例６】
【００２２】
次に本発明の第６実施例について説明する。
図１１は本発明の第６実施例を示すキャンド・リニアモータであって、図４におけるＡ−Ａ’線に沿って断面を１／４にカットした正断面図である。
図において、１０２ｂはキャン、１２３は金属板である。
第６実施例が第１から第５実施例と異なる点は、潜熱蓄熱材の流路に対向した面に金属板１２３を設置した点である。
【００２３】
このような構成により、高温の冷媒流路から潜熱蓄熱材に吸収された熱を潜熱蓄熱材の低温側に移動させ、隣り合う冷媒通路の低温冷媒によって効率良く吸収することができ、電機子表面を一定温度に保持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、冷媒通路と電機子表面の間に潜熱蓄熱材を介在させて構成することによって、電機子の冷媒からキャン表面へ逃げる熱を潜熱蓄熱材が吸収し、リニアモータ電機子表面の温度を潜熱蓄熱材の相変化温度で均一保持することができる。よって、リニアモータ表面温度分布の均一性が要求される半導体露光装置や検査装置などの用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施例を示すキャンド・リニアモータの全体斜視図
【図２】図１におけるＡ−Ａ’線に沿って断面を１／４にカットした正断面図
【図３】本発明の潜熱蓄熱材の温度とエンタルピの関係図
【図４】本発明の第２実施例を示すキャンド・リニアモータであって、図１におけるＡ−Ａ’線に沿って断面を１／４にカットした正断面図
【図５】本発明の第３実施例を示すキャンド・リニアモータであって、図１におけるＡ−Ａ’線に沿って断面を１／４にカットした正断面図
【図６】本発明の第４実施例を示すキャンド・リニアモータの全体斜視図
【図７】図６におけるＡ−Ａ’線に沿って断面を１／４にカットした正断面図
【図８】本発明第４実施例における冷媒流れと流れ方向に各冷媒通路の冷媒の温度分布図
【図９】本発明の第５実施例を示すキャンド・リニアモータの全体斜視図
【図１０】図９におけるＡ−Ａ’線に沿って断面を１／４にカットしたキャンド・リニアモータの正断面図
【図１１】本発明の第６実施例を示すキャンド・リニアモータであって、図４におけるＡ−Ａ’線に沿って断面を１／４にカットした正断面図
【図１２】従来技術を示すキャンド・リニアモータの全体斜視図
【図１３】図１２におけるＡ−Ａ’線に沿って断面を１／４にカットしたキャンド・リニアモータの正断面図
【符号の説明】
【００２６】
１００、６００  固定子
１０１、５０１  筐体
１０２、１０２ａ、１０２ｂ、  キャン
５０２  キャン
１０３  キャン固定用ボルト
１０４  押え板
１０５、５０５  電機子巻線
１０６、５０６  端子台
１０７、５０７ａ、５０７ｂ  冷媒供給口
１０８、５０８ａ、５０８ｂ    冷媒排出口
１０９  Ｏリング
１１０、５１０  冷媒通路
１１１、  巻線固定部材
１１２、５１２  壁
１２０ａ、１２０ｂ、  潜熱蓄熱材
１２３  金属板
５２０  潜熱蓄熱材  
２００、５００  可動子
２０１  界磁ヨーク支持部材
２０２、６０２  界磁ヨーク
２０３、６０３  永久磁石
【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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【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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