(57)【要約】【課題】    配線長を減らすとともにアンプが駆動するリニアモータの台数を減らしてコストを下げ、構成をシンプルにして発熱処理も簡単にする。【解決手段】磁石を含む可動子１とコイルを含むリニアモータ固定子とそのリニアモータ固定子に電流を供給するアンプ３からなるリニアモータ装置において、アンプ３に内蔵されたパワー素子４がリニアモータ固定子を内蔵するリニアモータ筐体２の外側に密着して固定されるとともに、電力線６と制御用の通信線７が可動子１と接触することなくアンプ３に接続され、ヒートシンク２１がリニアモータ筐体２の外部に密着して固定される。【選択図】図１
2007028817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石を含む可動子とコイルを含むリニアモータ固定子とそのリニアモータ固定子に電流を供給するアンプからなるリニアモータ装置において、
前記アンプに内蔵されたパワー素子が前記リニアモータ固定子を内蔵するリニアモータ筐体の外側に密着して固定されるとともに、電力線と制御用の通信線が前記可動子と接触することなく前記アンプに接続されていることを特徴とするリニアモータ装置。
【請求項２】
ヒートシンクが前記リニアモータ筐体の外側に密着して固定されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ装置。
【請求項３】
前記リニアモータ筐体に複数の前記リニアモータ固定子が設けられ、前記パワー素子の出力が巻線切換装置を介して前記複数のリニアモータ固定子のいずれかに接続されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ装置。
【請求項４】
前記リニアモータ固定子の相毎にアンプが設けられるとともに、各アンプの電源線と通信線が並列接続されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ装置。
【請求項５】
前記リニアモータが直線状に複数台接続されたことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ装置。
【請求項６】
電源線と通信線が並列接続されたことを特徴とする請求項５に記載のリニアモータ装置。
【請求項７】
可動子の位置情報を通信する通信線が並列接続されたことを特徴とする請求項６に記載のリニアモータ装置。
【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械などのＦＡ用搬送装置や鉄道に用いられるリニアモータ装置に関するものであり、特に長距離搬送用のリニアモータ装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来のリニアモータ装置は，モータとアンプが別々の筐体に収められてその間を配線を介して接続されている(例えば特許文献１参照)。また１台のアンプと複数の巻線が巻線切換装置を介して接続され、巻線切換装置によってアンプと巻線の配線が変えられるようになっているものもある(例えば特許文献２参照)。このように従来のリニアモータ装置はモータとアンプが別の筐体におさめられ、配線によってリニアモータと接続されていた。また固定子と位置検出手段も配線でつながれており、可動子の位置情報が配線を介して取り出されるようになっている。
【特許文献１】特開2002−223587（第４項，第１図），（第２項，第８図）
【特許文献２】特開平8−205580（第５項，第３図），（第４項，第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが従来のリニアモータ装置は、モータとアンプ間の距離が長くなると配線も長くなり、アンプとリニアモータの台数分の配線が必要となる。またリニアモータに大電流を流すため太い配線を要してコストが大きいという問題があった。同じように、可動子の位置情報を通信する通信線も固定子の数が増えると配線数が多くなり，配線コストが問題となる。更に，巻線切換装置を備えた場合、アンプが複数のリニアモータを駆動してアンプの稼働率が上がるので、アンプの損失による発熱の処理が必要になるという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり，配線長を減らすとともに，アンプが駆動するリニアモータの台数を減らしてコストを下げ、構成をシンプルにして発熱処理も簡単にすることができるリニアモータ装置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】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
第１の発明は、磁石を含む可動子とコイルを含むリニアモータ固定子とそのリニアモータ固定子に電流を供給するアンプからなるリニアモータ装置において、前記アンプに内蔵されたパワー素子が前記リニアモータ固定子を内蔵するリニアモータ筐体の外側に密着して固定されるとともに、電力線と制御用の通信線が前記可動子と接触することなく前記アンプに接続されていることを特徴としている。
第２の発明は、ヒートシンクが前記リニアモータ筐体の外側に密着して固定されていることを特徴としている。
第３の発明は、前記リニアモータ筐体に複数の前記リニアモータ固定子が設けられ、前記パワー素子の出力が巻線切換装置を介して前記複数のリニアモータ固定子のいずれかに接続されていることを特徴としている。
第４の発明は、前記リニアモータ固定子の相毎にアンプが設けられるとともに、各アンプの電源線と通信線が並列接続されていることを特徴としている。
第５の発明は、前記リニアモータが直線状に複数台接続されたことを特徴としている。
第６の発明は、電源線と通信線が並列接続されたことを特徴としている。
第７の発明は、可動子の位置情報を通信する通信線が並列接続されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
第１の発明によると，アンプとリニアモータを熱的に結合することがきるので，アンプの発熱をモータに伝えてよく冷却することができるという効果がある。
また、第２の発明によると，アンプとリニアモータの冷却装置とを熱的に結合するので，アンプの発熱をモータの冷却装置によってよく冷却することができるという効果がある。
また第３の発明によると，リニアモータと一体としたアンプの稼働率を巻線切替え装置をつかって上げることができるので，リニアモータと一体となったアンプの冷却能力とアンプの稼働率を最適化することができるという効果がある。
第４の発明によると、巻線毎にアンプを備えるので，アンプの稼働率を減少でき，リニアモータと一体となったアンプの冷却状態が悪い場合のアンプの発熱を抑制することができるという効果がある。
第５の発明によると，可動子の可動範囲を広げることができるので，アンプの発熱処理を簡単にし，リニアモータ装置のコストを下げることができるという効果がある。
第７の発明によると，通信線の配線数を減少させることができ，リニアモータ装置のコストを下げることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
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】
【０００７】
図１は本発明のリニアモータ装置の構成を示す図である。図において、１はリニアモータの固定子によって駆動され直線移動する可動子であり、２はリニアモータの固定子を内蔵するリニアモータ筐体、３は内蔵するパワー素子４によって電流をリニアモータの固定子に出力するアンプ、６は外部からアンプ３に電力を供給する電源線、７は外部からアンプ３に電流指令を与える制御用の通信線である。リニアモータの固定子は３相の６つのコイル−Ｖ、Ｕ、−Ｗ、Ｖ、−Ｕ、Ｗが巻回されており、からなり、直線状に並べてリニアモータ筐体２の中に固定されている。そして、リニアモータ筐体２の外側に密着して固定されたパワー素子４が各コイルに独立して電流を供給することができるようになっている。６つのコイルでリニアモータの１つの固定子をなしており、パワー素子４はその１つの固定子の６つのコイルに独立して電流を供給できるように構成されている。電力線６と制御用の通信線７は可動子１とは反対側にまとまるように配線されており、可動子１と接触しないように配置されている。アンプ３のパワー素子４は熱的にもリニアモータ筐体２と結合しており、リニアモータの固定子の熱が自然冷却によってリニアモータ筐体２に伝えられると同時に、パワー素子４の熱も伝熱によってリニアモータ筐体２に伝えられ、冷却されるようになっている。したがってアンプ３自体に冷却装置などを必要とせず、小形化ができるのである。
【０００８】
図２は第２実施例の構成を示している。図１と異なるのは空冷用のヒートシンク２１を設けた点である。ヒートシンク２１はリニアモータ筐体２の外側に密着して固定されており、リニアモータ筐体２の内部の熱を効率よく外気に放熱することができる。その空冷用のヒートシンクに代えて液冷装置やヒートパイプによる熱循環冷却装置などを設けても良く、リニアモータの固定子の熱と一緒にパワー素子４１の熱もを効率よく放熱することができる。
【０００９】
図３は第３実施例の構成を示している。図１と異なるのは、図１のリニアモータの固定子がリニアモータ筐体２に２つ設けられている点と、この２つの固定子とパワー素子４１の間に巻線切換装置５が設けられている点である。そして巻線切換装置５によって２つの固定子の何れかとパワー素子４１が接続されるようになっている。この例では巻線切換装置５の発熱が大きくなることが考えられるが、そのときは図２のヒートシンク２１のように巻線切換装置５をリニアモータ筐体２の内側に密着させて固定すればよい。そうすることにより巻線切換装置のための冷却が必要なくなるので、更に小形化することができる。
【００１０】
図４は第４実施例の構成を示している。図１と異なるのは、リニアモータの１つの固定子に３つのアンプを設けた点である。３つのアンプ３２はそれぞれ１つのパワー素子４２を備えており、各パワー素子は固定子の対になったコイル２つに電流を供給するように接続されている。すなわち、1つ目のアンプはコイル−Ｖ、Ｖに接続されており、２つ目のアンプはコイルＵ、−Ｕに接続されており、３つ目のアンプはコイル−Ｗ、Ｗに接続されている。そして各アンプの電源線と通信線はそれぞれ並列に接続されている。また各パワー素子４２はリニアモータ筐体２の内外側に密着して固定されており、配線の仕方や冷却のための構成については図１と同じである。この実施例の構成によると、可動子近傍のコイルのみに電流を供給することができるので、可動子から離れた位置にある巻線へ電力を供給する必要がなくなり、リニアモータの発熱とアンプの発熱を低減することが可能である。
【００１１】
図５は第５実施例の構成を示している。図１と異なるのは、図１のリニアモータ固定子とアンプのそれぞれ複数を直線状に並べ、電源線６と通信線７を並列接続した点である。このような構成にすれば、直線状に複数並べることによって可動子１の可動範囲を広げることができ、リニアモータ装置を小型にすることができる。またアンプの電源線と制御用の通信線を並列接続しているので、リニアモータ装置の配線数を減少させることができて低コストにして小形化することができる。
【００１２】
図６は第６実施例の構成を示している。この例が図５と異なるのは、モータ９に設けられた位置検出用の検出器の出力信号を位置情報通信線８で並列接続した点である。こうすることにより配線数の増加を抑えることができ、全体としてリニアモータ装置の小形化と省配線化が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明によれば、リニアモータ固定子とアンプを近接して接続し、リニアモータ装置の小形化と省配線化ができるので、半導体製造装置や工作機械などのＦＡ用搬送装置という用途に適応することができる。またリニアモータ装置を複数台接続して可動子の可動範囲を広げることができるので、長距離搬送システムに使われるリニアモータ装置や鉄道用のリニアモータ装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のリニアモータ装置の構成図
【図２】第２実施例の構成図
【図３】第３実施例の構成図
【図４】第４実施例の構成図
【図５】第５実施例の構成図
【図６】第６実施例の構成図
【符号の説明】
【００１５】
１  可動子、                       ２  リニアモータ筐体、
２１  ヒートシンク、               ３、３１、３２  アンプ、
４、４１、４２  パワー素子、       ５  巻線切換装置、
６  電源線、                       ７  通信線、
８  位置情報通信線、               ９  モータ
【図１】
2007028817.tif 000003
【図２】
2007028817.tif 000004
【図３】
2007028817.tif 000005
【図４】
2007028817.tif 000006
【図５】
2007028817.tif 000007
【図６】
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