(57)【要約】【課題】可動子とテーブルの結合部の強度を保ち、かつ効率よく電機子部の熱を除去してテーブルの温度上昇を抑制したリニアスライダを提供する。【解決手段】固定台１に平行に対向配置されたテーブルを移動自在に案内支持するリニアガイド２と、テーブルをガイドレール２Ａに沿って往復動させるリニアモータ３を備え、リニアモータ３は、リニアモータ界磁部を構成する固定子４と、リニアモータ電機子部を構成する可動子５よりなるリニアスライダにおいて、テーブルは移動方向に向かって貫通したエアダクト２２〜２４を形成できるように、移動方向から見てコ字状の断面に切り欠いた第１プレート１５、１８と平板状の第２プレート１６、第３プレート１７を複数組合わせて積層してなる多層構造とすると共に、これらのプレート１５〜１８は、何れもアルミニウムまたは銅からなる高熱伝導率の材料で構成されたものである。【選択図】　　図１
2004112955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定台に平行に対向配置されたテーブルを移動自在に案内支持するガイドレールとスライダからなるリニアガイドと、前記テーブルを前記固定台に対して前記ガイドレール上の長手方向に沿って往復動させるリニアモータを備え、前記リニアモータは、前記固定台上に垂直方向に互いに間隔を置いて対向配設したリニアモータ界磁部を構成する固定子と、前記固定子の間に空隙を介して配置したリニアモータ電機子部を構成する可動子よりなり、前記リニアモータに駆動電流を供給することにより前記テーブルを移動させるようにしたリニアスライダにおいて、
前記テーブルは当該テーブルの内部に移動方向に向かって貫通したエアダクトを形成できるように、コ字状の断面に切り欠いたプレートと平板状のプレートを複数組合わせて積層してなる多層構造としたことを特徴とするリニアスライダ。
【請求項２】
前記プレートは、アルミニウムまたは銅からなる高熱伝導率の材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアスライダ。
【請求項３】
前記プレートに複数のスリットを設けたことを特徴とした請求項１または２に記載のリニアスライダ。
【請求項４】
前記プレートに形成されたエアダクト端面に冷却ファンを設けたことを特徴とした請求項１または２に記載のリニアスライダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータによりテーブルを固定台に対して自在に移動させるリニアスライダに関するものであり、特に可動子の冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
［第１従来例］
従来、リニアモータにより、テーブルを固定台に対して自在に移動させることのできるリニアスライダは、例えば、図４のようになっている。なお、図４は第１従来例を示すリニアスライダを示す正面図である。
図において、１は固定台、２は可動子を移動自在に案内支持するリニアガイド、２Ａはガイドレール、２Ｂはガイドレール２Ａ上を摺動するスライダ、３はリニアモータ、４は固定台上に垂直方向に互いに間隔を置いて対向配設したリニアモータ界磁部を構成する固定子、５は固定子の間に空隙を介して配置したリニアモータ電機子部を構成する可動子、６は平板状の界磁ヨーク、７は界磁ヨーク６上に沿って（紙面と垂直方向）交互に磁極が異なるように複数配設した永久磁石、８は永久磁石７の高さ方向に電磁鋼板を積層して成るコア、８Ａはコア８に形成されたスロット、８Ｂは同じくコア８の中央部に形成された貫通穴、９はスロット８Ａに巻装された電機子コイルで、図示しない樹脂モールドにより周囲を固着されている。１０は固定台１に平行に対向配置されたテーブル、１０Ａはテーブル１０に形成された貫通穴、１０Ｂはテーブル１０の下部に形成された凹部、１１はボルト、１２は電機子固定板、１２Ａ、１２Ｂは電機子固定板１２に形成された雌ネジ部、１６はボルトである。
この場合、テーブル１０と電機子固定板１２の固定については、テーブル１０は凹部１０Ｂに電機子固定板１２を嵌合させると共に、ボルト１６を貫通穴１０Ａに通した後、雌ネジ部１２Ａにねじ込み、テーブル１０と電機子固定板１２を固定するようになっている。
また、可動子５と電機子固定板１２の固定については、可動子５は可動子５の上面を電機子固定板１２の下面に接触させると共に、ボルト１１を貫通穴８Ｂに通した後、雌ネジ部１２Ｂにねじ込み、可動子５と電機子固定板１２を固定するようになっている。
【０００３】
［第２従来例］
また、第２従来例として特許文献１に示すものがある。図５は第２従来例を示すリニアスライダの正面図である。
なお、第２従来例の構成要素のうち、第１従来例と同じものについては説明を省略し、異なる点のみ説明する。
図において、１０Ｃはテーブル１０に形成された雌ネジ部、１０Ｄはテーブル１０の下部に形成された凹部、１３はテーブル１０と可動子５の間に設けた柱状の間座、１３Ａは関座１３に形成された貫通穴、１４はエアダクトである。この場合、テーブル１０は凹部１０Ｄに関座１３を嵌合させると共に、可動子５の上面を関座１３の下面に接触させた状態で、ボルト１１を貫通穴８Ｂ、１３Ａに通した後、雌ネジ部１０Ｃにねじ込み、テーブル１０、関座１３および可動子５を固定するようになっている。
上記の構成において、図示しない空気供給源より空気をテーブル１０内部に設けたエアダクト１４に供給することにより、間座１３を挟んでテーブル１０と可動子５の間に形成される空間部Ｓに冷却空気を吐出し可動子、固定子を冷却する構成である。
このようなリニアスライダにおいて、電機子に図示しない電源から駆動電流を供給し、可動子５が推力を発生し、テーブル１０がガイドレール２Ａ上を移動するにつれて、電機子で発生した熱は間座１３を介してテーブル１０に伝わるが、テーブル１０の表面からは周囲空気に放出され、エアダクト１４の内面からはエアダクト１４内部の冷却空気に放出されて、テーブルの温度上昇を抑制する。さらに、エアダクト１０から空間部Ｓに吐出した冷却空気は電機子の上部とも接触するため、この電機子の上部からも熱を奪う。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２２４１５９号公報（第３頁、第４頁、第５頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来技術は以下の問題があった。
（１）第１従来例は、電機子固定板１２を可動子５とテーブル１０側からボルト１１、１６でねじ込み固定する手段を採っているため、可動子５とテーブル１０の結合部の強度は確保されるものの、可動子および固定子に冷却手段が施されていないため、効率よく電機子部の熱を除去してテーブル１０の温度上昇を抑制することはできなかった。
【０００６】
（２）第２従来例はリニアスライダにおいては、推力の作用する可動子５とテーブル１０の結合部に、空間部Ｓを確保するため、可動子５の水平方向の幅より狭い幅寸法を有した柱状の間座１３を設置せざるを得ず、テーブル１０と可動子５を結合する際の強度が不足し、振動しやすい構造であった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、可動子とテーブルの結合部の強度を保ち、かつ効率よく電機子部の熱を除去してテーブルの温度上昇を抑制したリニアスライダを提供することを目的とする。
【０００８】
【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記載のリニアスライダは、固定台に平行に対向配置されたテーブルを移動自在に案内支持するガイドレールとスライダからなるリニアガイドと、前記テーブルを前記固定台に対して前記ガイドレール上の長手方向に沿って往復動させるリニアモータを備え、前記リニアモータは、前記固定台上に垂直方向に互いに間隔を置いて対向配設したリニアモータ界磁部を構成する固定子と、前記固定子の間に空隙を介して配置したリニアモータ電機子部を構成する可動子よりなり、前記リニアモータに駆動電流を供給することにより前記テーブルを移動させるようにしたリニアスライダにおいて、前記テーブルは当該テーブルの内部に移動方向に向かって貫通したエアダクトを形成できるように、コ字状の断面に切り欠いたプレートと平板状のプレートを複数組合わせて積層してなる多層構造としたものである。
請求項２記載のリニアスライダは、請求項１記載のリニアスライダにおいて、前記プレートは、アルミニウムまたは銅からなる高熱伝導率の材料で構成されたものである。
請求項３記載のリニアスライダは、請求項１または２記載のリニアスライダにおいて、前記プレートに複数のスリットを設けたものである。
請求項４記載のリニアスライダは、請求項１または２記載のリニアスライダにおいて、前記プレートに形成されたエアダクト端面に冷却ファンを設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。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、異なる点のみを説明する。
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例を示すリニアスライダの正面図、図２は第１実施例におけるテーブルの分解斜視図である。
図１、図２において、１５、１８は第１プレート、１６は第２プレート、１７は第３プレート、２０は電機子固定板、２０Ａ、２０Ｂは電機子固定板２０に形成された雌ネジ部、２１はボルト、２２〜２４はエアダクトである。
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、従来のテーブルに替えて、本発明のテーブルは当該テーブルの内部に移動方向に向かって貫通したエアダクト２２〜２４を形成できるように、移動方向から見てコ字状の断面に切り欠いた第１プレート１５、１８と平板状の第２プレート１６、第３プレート１７を複数組合わせて積層してなる多層構造とすると共に、これらのプレート１５〜１８は、何れもアルミニウムまたは銅からなる高熱伝導率の材料で構成されている点である。
なお、各プレートのうち、平板状の第２プレート１６は他のプレートに比べると極めて薄い板材から構成されている。、
また、図２に示したテーブルを構成するプレートの形状は一例を示したが、数や寸法に関して限定はなく、電機子の発熱量やテーブルの幅、高さなどの形状寸法によって任意に決定することができるようになっている。
次にプレート１５〜１８、電機子固定板２０、可動子の固定について説明する。まず、プレート１５〜１８と電機子固定板２０の固定については、各プレート１５〜１８に形成された貫通穴１５Ａ、１６Ａ、１７Ａ、１８Ａにボルト２１を通した後、第３プレート１８の下面を電機子固定板２０の上面に接触させた状態で、ボルト２１を雌ネジ部２０Ａにねじ込み、プレート１５〜１８と電機子固定板２０を固定するようになっている。
また、可動子５と電機子固定板２０の固定については、可動子５は可動子５の上面を電機子固定板２０の下面に接触させると共に、ボルト１１を貫通穴８Ｂに通した後、雌ネジ部２０Ｂにねじ込み、可動子５と電機子固定板２０を固定するようになっている。
【００１０】
次に、動作について説明する。
図示しない電源から可動子５である電機子部に駆動電流を供給すると、テーブルがガイドレール２Ａ上を移動するに連れて、電機子部内では熱が発生し、この熱が電機子固定板２０を通してテーブル側へ伝わるが、テーブルはその構成材である第１プレート１５および１８、第２プレート１６、第３プレート１７とも金属材であることから熱はテーブル内に一様に伝わる。この場合、エアダクトト２２〜２４には冷却空気が流れているので、この冷却空気と第１プレート１５、１８、第２プレート１６および第３プレート１７の接触面間で熱伝達がおこり、各プレートに伝わった熱は冷却空気に放散される。
【００１１】
したがって、本発明の実施例におけるリニアスライダのテーブルは当該テーブルの内部に移動方向に向かって貫通したエアダクト２２〜２４を形成できるように、移動方向から見てコ字状の断面に切り欠いた第１プレート１５、１８と平板状の第２プレート１６、第３プレート１７を複数組合わせて積層してなる多層構造とすると共に、各プレート１５〜１８を、何れもアルミニウムまたは銅からなる高熱伝導率の材料で構成したので、効率よく電機子部で発生した熱をテーブル内に形成したエアダクト２２〜２４に拡散し、テーブルの温度上昇を抑制することができる。
また、各プレート１５〜１８のうち、第２プレート１６は他のプレートに比べると極めて薄い板材から構成されているため、冷却空気に対するフィンとしての効果を発揮し、テーブルの温度分布の不均一に起因した熱変形を抑制するとともにテーブル全体として高い冷却能力を実現する。
また、本リニアスライダの構造においては、電機子固定板２０を可動子とテーブル側からボルト１１、２６でねじ込み固定する手段を採っているため、可動子とテーブルとを結合する電機子固定板の幅寸法に制約が無くなり可動子とテーブルの結合部の強度を大きくして対振動性を確保することができる。
【００１２】
［第２実施例］
本発明の第２実施例のリニアスライダについて、図３に基づいて説明する。
図３は本発明の第２実施例を示す第２プレートの斜視図で、（ａ）は矩形状のスリット、（ｂ）円形状のスリットを有するプレートである。
第２実施例が第１実施例と異なる点は、第２プレート１６に図３（ａ）に示す矩形状のスリット１６Ｂを設けたり、あるいは図３（ｂ）に示す円形状のスリット１６Ｃを複数設けた点である。
本実施例によれば、第２プレート１６にスリット１６Ｂあるいは１６Ｃを複数いれることにより、各プレート間で形成されるエアダクト２２、２３間とエアダクト２３、２４間の冷却空気の流通が増加すると共に冷却空気の流れが乱流化されるので、熱伝達率がさらに増加し、テーブルの温度上昇を低くして均一化することが可能となる。
なお、テーブルを構成する各プレートに形成されたエアダクト端面に図示しない冷却ファンを設けるようにしても構わない。これにより冷却空気供給源およびエアダクトまでの送風配管が不要になり、エアダクトへの冷却空気も所用の冷却能力に応じて安定供給できるようになる。
【００１３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の第１実施例によれば、リニアスライダのテーブルは当該テーブルの内部に移動方向に向かって貫通したエアダクトを形成できるように、移動方向から見てコ字状の断面に切り欠いた第１プレートと平板状の第２プレート、第２プレートを複数組合わせて積層してなる多層構造とすると共に、各プレートを、何れもアルミニウムまたは銅からなる高熱伝導率の材料で構成したので、効率よく電機子部で発生した熱をテーブル内に形成したエアダクトに拡散し、テーブルの温度上昇を抑制することができる。
また、各プレートのうち、第２プレートは他のプレートに比べると極めて薄い板材から構成されているため、冷却空気に対するフィンとしての効果を発揮し、テーブルの温度分布の不均一に起因した熱変形を抑制するとともにテーブル全体として高い冷却能力を実現する。
また、本リニアスライダの構造においては、電機子固定板を可動子とテーブル側からボルトでねじ込み固定する手段を採っているため、可動子とテーブルとを結合する電機子固定板の幅寸法に制約が無くなり可動子とテーブルの結合部の強度を大きくして対振動性を確保することができる。
第２実施例によれば、第２プレートにスリットを設けることにより、各プレートの間で形成されるエアダクト間の冷却空気の流通が増加すると共に冷却空気の流れが乱流化されるので、熱伝達率がさらに増加し、テーブルの温度上昇を低くして均一化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すリニアスライダの正面図
【図２】第１実施例のリニアスライダのテーブルの分解斜視図
【図３】本発明の第２実施例を示す第２プレートの斜視図
【図４】第１従来例を示すリニアスライダの正面図
【図５】第２従来例を示すリニアスライダの正面図
【符号の説明】
１　固定台
２　リニアガイド
２Ａ　ガイドレール
２Ｂ　スライダ
３　リニアモータ
４　固定子（リニアモータ界磁部）
５　可動子（リニアモータ電機子部）
６　界磁ヨーク
７　永久磁石
８　コア
８Ａ　スロット
８Ｂ　貫通穴
９　電機子コイル
１１　ボルト
１５　第１プレート（テーブル）
１５Ａ　貫通穴
１６　第２プレート（テーブル）
１６Ａ　貫通穴
１６Ｂ、１６Ｃ　スリット
１７　第３プレート（テーブル）
１７Ａ　貫通穴
１８　第１プレート（テーブル）
１８Ａ　貫通穴
２０　　電機子固定板
２０Ａ、２０Ｂ　　雌ネジ部
２１　ボルト
２２〜２４　　エアダクト
【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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