(57)【要約】【課題】電機子巻線の温度上昇を低減することができるコアレスリニアモータを提供する。【解決手段】可動子１０が複数のコイル１３から成る電機子巻線１１と電機子巻線１１を支持する可動子取付台１２から構成されるとともに、固定子１が複数の磁極を形成する永久磁石２とバックヨーク３から構成され、さらには、電機子巻線１１の左右両側を空隙を介して永久磁石２で挟み込むように構成されたコアレスリニアモータにおいて、可動子取付台１２の下面に凹部１２ａを設けるとともに、コイル１３の上側にあたるコイル上辺１４を、可動子取付台１２の凹部１２ａ内に挿入し、コイル１３の下側にあたるコイル下辺１５の近傍にコイル１３間もしくはリード線１６との結線処理を行うスペースを設ける。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動子が複数のコイルから成る電機子巻線と前記電機子巻線を支持する可動子取付台から構成されるとともに、固定子が複数の磁極を形成する永久磁石とバックヨークから構成され、さらには、前記電機子巻線の左右両側を空隙を介して前記永久磁石で挟み込むように構成されたコアレスリニアモータにおいて、
前記可動子取付台の下面に凹部を設けるとともに、前記コイルの上側にあたるコイル上辺を、前記動子取付台の凹部内に挿入し、前記コイルの下側にあたるコイル下辺の近傍にコイル間もしくはリード線との結線処理を行うスペースを設けたことを特徴とするコアレスリニアモータ。
【請求項２】
前記コイル下辺の真下に結線処理を行うスペースを設けたことを特徴とする請求項１記載のコアレスリニアモータ。
【請求項３】
前記コイル下辺の左右両側に結線処理を行うスペースを設けたことを特徴とする請求項１記載のコアレスリニアモータ。
【請求項４】
前記可動子取付台に冷媒もしくは空気を流すための冷却通路を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載のコアレスリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、推力リプルや低発熱が要求される一定速送り用や高精度位置決め用のコアレスリニアモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
集中巻のコイルを重ねずに配置する従来のコアレスリニアモータとしては、特開平７−３２２５９５号公報、特開平６−１６５４７４号公報、ＵＳ４１５１４４７公報に開示されるものがある。これらに開示されるコアレスリニアモータの特長は、コアレスであるが故にコギング力が発生しない、つまり、速度リプルが小さいことである。また、集中巻のコイルを重ねずに配置することを理由に、絶縁性が高いことも特長として上げられる。
従来のコアレスリニアモータを、図４および図５に示す。図４は、従来技術におけるコアレスリニアモータの可動子と固定子のみを示す斜視図である。図５は可動子進行方向から見た断面図である。
固定子１は、複数の磁極を形成している永久磁石２、それを貼り付けているバックヨーク３、左右両側に配置された２つのバックヨーク３を片側で固定支持しているヨーク支持台４から構成されている。永久磁石２は、２つのバックヨーク３の内側に対面する極性が異極となるように、かつ、可動子進行方向で隣接する極性が異極となるようにλピッチごとに配置されている。
可動子１０は、電機子巻線１１とそれを固定する断面が凹形状の可動子取付台１２から構成されている。可動子取付台１２は、負荷となるテーブル等に取り付けられるため、強度が確保されるアルミ等の金属部材で構成される。電機子巻線１１は、２つのバックヨーク３の内側に配置された永久磁石２と所定の空隙を介して配置されている。また、電機子巻線１１は複数個のコイル１３から構成されている。ここで、コイル１３の上側にあたるコイルエンド部分をコイル上辺１４、下側にあたるコイルエンド部分をコイル下辺１５と称する。コイル１３間はコイル上辺１４で結線されており、その先ではリード線１６と結線されている。また、コイル１３間を結線するためのスペースとリード線１６のスペースは、可動子取付台１２の凹内に設けられている。最終的には、電機子巻線１１と可動子取付台１２の凹内部はモールド樹脂１７によって覆われ、電機子巻線１１と可動子取付台１２が一体となって可動子１０が構成されている。
以上のように構成された固定子と可動子は、図示しないリニアガイド等の支持機構によって、その進行方向に移動自在となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来技術には次のような問題があった。
電機子巻線１１に所定の推力発生に必要な電流が印加されると、コイル１３にはその電流の２乗に比例したジュール熱が発生する。コイル１３で発生した熱は、モールド樹脂１７の空隙面から放出される分と可動子取付台１２へ熱伝導する分に分かれる。可動子取付台１２が取り付けられている負荷テーブルの材質、大きさ、取り付け状態によりその熱分配率は異なるものの、金属製で熱伝導の良い可動子取付台１２へ流れる熱の方が多い。逆に、可動子取付台１２に熱が伝わりにくい構造であれば、コイル１３の温度上昇が極めて大きなものとなる。従来技術によれば、可動子取付台１２とコイル１３間は、結線処理のための幅広い凹内にモールド樹脂１７が充填されている。つまり、モールド樹脂１７が大きな熱抵抗となり、可動子取付台１２へ熱が伝わらずコイル１３の温度上昇が極めて高いものになった。これをできる限り防ぐため、モールド樹脂１７には熱伝導の良い、例えばアルミナを配合したエポキシ樹脂（熱伝導率１．５Ｗ／ｍＫ）が使用されているが、十分な効果が得られないでいた。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、電機子巻線の温度上昇を低減することができるコアレスリニアモータを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、請求項１の本発明は、可動子が複数のコイルから成る電機子巻線と前記電機子巻線を支持する可動子取付台から構成されるとともに、固定子が複数の磁極を形成する永久磁石とバックヨークから構成され、さらには、前記電機子巻線の左右両側を空隙を介して前記永久磁石で挟み込むように構成されたコアレスリニアモータにおいて、前記可動子取付台の下面に凹部を設けるとともに、前記コイルの上側にあたるコイル上辺を、前記可動子取付台の凹部内に挿入し、前記コイルの下側にあたるコイル下辺の近傍にコイル間もしくはリード線との結線処理を行うスペースを設けるようにしたものである。
請求項２の本発明は、前記コイル下辺の真下に結線処理を行うスペースを設けるようにしたものである。
請求項３の本発明は、前記コイル下辺の左右両側に結線処理を行うスペースを設けるようにしたものである。
請求項４の本発明は、前記可動子取付台に冷媒もしくは空気を流すための冷却通路を設けるようにしたものである。
【０００５】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
本発明は、可動子構造を除き、従来技術の図４、５に示される構造と同じである。従って、固定子に関する説明は省略する。
【０００６】
［第１の実施例］
図１（ａ）、（ｂ）は第１の実施例を示す図であり、請求項１と２に関するものである。図１（ａ）は可動子進行方向から見た断面図、図１（ｂ）は側面から見た可動子の断面図である。
第１の実施例における可動子１０は、従来技術と同じく、複数個のコイル１３から成る電機子巻線１１、それを固定支持する可動子取付台１２、リード線１６、電機子巻線１１とリード線１６全体を覆ったモールド樹脂１７によって構成されている。ここでは、３相を例に、最もコイル数の少ない３個の集中巻のコイル１３によって構成されたものを示す。３個のコイル下辺１５の真下では、コイル１３間同士やリード線１６との結線が行われるためのスペースが設けられている。リード線１６は、これらコイル下辺１５を通り、可動子１０の前方において、可動子取付台１２に引き回されている。可動子取付台１２は、負荷となるテーブル等に取り付けられるため、強度が確保されるアルミ等の金属部材で構成される。また、可動子取付台１２の断面は凹形状となっており、その凹部にはコイル１３のコイル上辺１４が挿入されている。可動子取付台１２の凹部はコイル上辺１４の挿入部分と合致するように溝加工されている。
このような構成により、コイル上辺１４を可動子取付台１２に近接させることができる。つまり、この間の熱抵抗が極めて小さくなり、コイル１３で発生した熱が可動子取付台１２へと逃げやすくなっている。その結果、コイル１３の温度上昇を大幅に低減することができる。
【０００７】
［第２の実施例］
次に第２の実施例について説明する。第２の実施例は請求項３に関するものである。図２は進行方向から見た断面を示す図である。第２の実施例が第１の実施例と異なる点は、結線処理のスペースをコイル下辺１５の左右に設けた点である。この結果、可動子１０の断面はＩ形状となる。
このような構成により、第１の実施例と同様にコイル１３の温度上昇を大幅に低減できる。さらなる第２の実施例の特長は、結線処理スペースを永久磁石２の真下に置くため、可動子の高さ方向の寸法を小さくすることができることである。
【０００８】
［第３の実施例］
次に第３の実施例について説明する。第３の実施例は請求項４に関するものである。図３は進行方向から見た断面を示す図である。第３の実施例が第１もしくは第３の実施例と異なる点は、可動子取付台１２に、冷媒もしくは空気を流す冷媒通路１８を設けた点である。
このような構成により、熱通過の大きい可動子取付台１２を直接冷却できるため、第１及び第２の実施例の効果であるコイル１３の温度上昇低減を、さらに高めることができる。
【０００９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）コイルと可動子取付台の間の熱抵抗が極めて小さくなることにより、コイル
の温度上昇を抑えることができる（請求項１の発明）。
（２）結線処理のスペースを新たに設けることにより、請求項１の発明と同様の効
果を得ることができる（請求項２の発明）。
（３）結線処理のスペースをコイルエンド部分の左右両側に設けることにより、請求項１の発明と同様の効果を得ることができるとともに、請求項２の発明に対し、さらに可動子の高さをより小さくできる効果も得ることができる（請
求項３の発明）。
（４）熱が多く伝わる可動子取付台に冷却通路を設けることにより、請求項１乃至
３の発明の効果をさらに高めることができる（請求項４の発明）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるコアレスリニアモータを示す図で、（ａ）は進行方向から見た断面図で（ｂ）は側面から見た可動子の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例におけるコアレスリニアモータを示す図１（ａ）相当図である。
【図３】本発明の第３の実施例におけるを示すコアレスリニアモータを示す図１（ａ）相当図である。
【図４】従来技術におけるコアレスリニアモータを示す斜視図である。
【図５】従来技術におけるコアレスリニアモータを示す図１（ａ）相当図である。
【符号の説明】
１　　固定子
２　　永久磁石
３　　バックヨーク
４　　ヨーク支持台
１０　　可動子
１１　　電機子巻線
１２　　可動子取付台
１２ａ　凹部
１３　　コイル
１４　　コイル上辺
１５　　コイル下辺
１６　　リード線
１７　　モールド樹脂
【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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