(57)【要約】【課題】コイルの発熱を効果的に抑制することができるリニアモータの冷却構造を提案する。【解決手段】リニアモータ１０の冷却構造１００Ａは、一方向に沿って配置された複数の磁石を有するロッドと、ロッドを囲むと共に一方向に沿って配置された複数のコイル４と、複数のコイル４を支持する支持体２と、を備え、支持体２が隣接するコイル４同士の間に冷媒が流れる流路を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に沿って配置された複数の磁石を有するロッドと、
前記ロッドを囲むと共に前記一方向に沿って配置された複数のコイルと、
前記複数のコイルを支持する支持体と、
を備えるリニアモータの冷却構造であって、
前記支持体は、隣接するコイル同士のうち少なくとも一つのコイル同士の間に冷媒が流れる流路を備えることを特徴とするリニアモータの冷却構造。
【請求項２】
前記流路は、前記コイルの周方向に沿って形成されることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータの冷却構造。
【請求項３】
前記流路は、前記コイルに冷媒が直接触れるように形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアモータの冷却構造。
【請求項４】
前記流路は、隣接するコイル同士の間に複数形成されることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載のリニアモータの冷却構造。
【請求項５】
前記複数の流路は、前記冷媒が相反する方向に流れることを特徴とする請求項４に記載のリニアモータの冷却構造。
【請求項６】
前記支持体は、前記コイルを少なくとも１つ以上収容すると共に前記流路が形成された複数のコイル収容体を有し、前記コイル収容体同士を積み重ねて前記流路同士を連結させた連結流路を備えることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項に記載のリニアモータの冷却構造。
【請求項７】
前記支持体は、一方向において異なる領域に、複数の連結流路を備えることを特徴とする請求項１から６のうちいずれか一項に記載のリニアモータの冷却構造。
【請求項８】
前記複数の連結流路は、前記支持体における一方向の中央から両端に向けて形成されることを特徴とする請求項７に記載のリニアモータの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータの冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータの一つの形態として、ロッド（シャフト）型リニアモータがある。ロッド型リニアモータは、Ｎ極とＳ極の磁極が交互に配列されたマグネットを有するロッド（界磁）と、ロッドが貫通する複数のリング形のコイル（電機子）を有するフォーサ（ケーシング）を備える。そして、ロッドの磁界とコイルに流れる電流とによって、ロッドとフォーサとをロッドの軸方向に沿って相対移動させる。
【０００３】
コイルに電流を流してリニアモータを駆動すると、必然的にコイルが発熱してフォーサが温度上昇する。そして、フォーサのみならず、ロッドやフォーサに配置したセンサ類も温度上昇する。
【０００４】
ロッドやフォーサが温度上昇すると、歪みが発生するなどして、リニアモータの動作に悪影響を与える。また、センサ類が温度上昇すると、リニアモータの動作を正確に検出できなくなる。
そこで、フォーサに放熱用フィンなどのヒートシンクを配置して、フォーサからの放熱効率を向上させる技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２０６０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フォーサに放熱用フィンなどを設けたとしても、十分に温度上昇を抑制できない場合がある。そこで、放熱用フィンなどに風を当てて放熱効率を向上させる方法が考えられる。
しかし、クリーンルーム等の防塵が要求される場所では、発塵源となってしまうため、このような方法は採用できない。
【０００７】
本発明は、コイルの発熱を効果的に抑制することができるリニアモータの冷却構造を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るリニアモータの冷却構造は、一方向に沿って配置された複数の磁石を有するロッドと、前記ロッドを囲むと共に前記一方向に沿って配置された複数のコイルと、前記複数のコイルを支持する支持体と、を備えるリニアモータの冷却構造であって、前記支持体は、隣接するコイル同士のうち少なくとも一つのコイル同士の間に冷媒が流れる流路を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、リニアモータのコイルの発熱を効果的に抑制できる。防塵環境に設置されるリニアモータに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一実施形態に係るリニアモータ１０の冷却構造１００Ａの概略構成を示す斜視図である。
【図２】フォーサ２及びコイルホルダ５Ａを示す斜視図である。
【図３】ロッド１を示す断面図である。
【図４】ロッド１のマグネット３とフォーサ２のコイル４の位置関係を示す図である。
【図５】リニアモータ１０の制御部１１を示す模式図である。
【図６】サブコイルホルダ５１の詳細構成を示す図である。
【図７】サブコイルホルダ５２の詳細構成を示す図である。
【図８】サブコイルホルダ５３の詳細構成を示す図である。
【図９】サブコイルホルダ５４の詳細構成を示す図である。
【図１０】連結流路１１０の概念図を示す図である。
【図１１】本発明の第二実施形態に係るリニアモータ１０の冷却構造１００Ｂにおいて用いられるサブコイルホルダ５５の詳細構成を示す図である。
【図１２】連結流路１２０の概念図を示す図である。
【図１３】冷却構造１００Ｃにおいて用いられるサブコイルホルダ６１の詳細構成を示す図である。
【図１４】冷却構造１００Ｃにおいて用いられるサブコイルホルダ６１の詳細構成を示す図である。
【図１５】連結流路１４０Ｒ，１４０Ｌの概念図を示す図である。
【図１６】本発明の第四実施形態に係るリニアモータ１０の冷却構造１００Ｄの概略構成を示す斜視図である。
【図１７】連結流路１５０Ａ，１５０Ｂの概念図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係るリニアモータ１０の冷却構造１００Ａの概略構成を示す斜視図である。
【００１２】
リニアモータ１０は、フォーサ２に対してロッド１が軸方向（長手方向）に移動するロッドタイプ（シャフトタイプ）のリニアモータである。
リニアモータ１０は、電子部品を基板上の所定の位置にマウントする用途等に用いられる。リニアモータ１０は、ロッド１の先端に、チップ状の電子部品等を吸着保持可能なノズル等（不図示）を接続して用いられる。
【００１３】
図１に示すように、リニアモータ１０の長手方向をＺ方向とする。Ｚ方向に直交する方向のうち、フォーサ２の幅方向をＸ方向、フォーサ２の高さ方向をＹ方向とする。
図２〜図１７においても、図１における座標系と同一の座標系を用いる。
【００１４】
リニアモータ１０は、内部に複数のマグネット３を内部に収容する丸棒状のロッド１と、ロッド１をその軸周りに囲む複数のコイル４等を有するフォーサ２と、を備える。
リニアモータ１０は、ロッド１が有するマグネット３の磁界とフォーサ２が有するコイル４に流れる電流によって推力を得る。つまり、マグネット３の磁界とコイル４に流れる電流とによって、ロッド１とフォーサ２とをロッド１の軸方向（Ｚ方向）に沿って相対移動させる。
【００１５】
図２は、フォーサ２及びコイルホルダ５Ａを示す斜視図である。
フォーサ２は、複数のコイル４と、複数のコイル４を収容保持するコイルホルダ５Ａと、複数のコイル４とコイルホルダ５Ａの全体を樹脂で覆う被覆部６と、を備える。
【００１６】
コイル４は、銅線を螺旋状に巻いたもので、円筒状又はリング状にそれぞれ形成される。コイル４の中心穴の内径は、ロッド１の外径よりも大きく形成される。各コイル４は、同一形状に形成される。例えばコイル４の数は十五個である。
【００１７】
コイルホルダ（支持体）５Ａは、直方体形状の複数のサブコイルホルダ５１，５２，５３，５４等を積み重ねて構成される。各サブコイルホルダ５１，５２，５３，５４の内部には、コイル４が収容保持される。コイルホルダ５Ａの内部に、複数のコイル４がＺ方向に積み重なるように配置される。
【００１８】
被覆部６は、複数のコイル４を保持したコイルホルダ５Ａをインサート成形して成形される。具体的には、コイル４を保持したコイルホルダ５Ａを金型にセットする。次いで、金型内に溶融した樹脂を注入し、硬化させる。これにより、コイル４、コイルホルダ５Ａ、被覆部６からなるフォーサ２が一体的に形成される。
【００１９】
フォーサ２のコイルホルダ５Ａには、内部に保持したコイル４を冷却する冷却構造１００Ａが形成される。
フォーサ２には、冷却された空気（冷媒）Ａを供給すると共にこの空気Ａを回収して再冷却して循環させる冷却装置Ｃが連結される（図１参照）。冷却装置Ｃから冷却構造１００Ａに向けて冷却された空気Ａを供給することにより、コイル４が冷却されて、リニアモータ１０の温度上昇が抑制される。
コイルホルダ５Ａ及び冷却構造１００Ａの詳細構成等については、後述する。
【００２０】
図１に戻り、フォーサ２の長手方向（Ｚ方向）の両端には、エンドケース９が夫々配設される。エンドケース９には、ロッド１の直線運動を案内するための軸受であるブッシュ８が取り付けられる。
エンドケース９のうち、−Ｚ方向側に配置されたエンドケース９ａは、フォーサ２に対するロッド１の位置を検出する位置検出ヘッド（位置検出手段）を兼ねている。
【００２１】
エンドケース９ａには、ロッド１がフォーサ２に対して相対移動する際に生じる、マグネット３の磁界の方向の変化を検出する磁気センサ１２が備えられている。
磁気センサ１２は、ロッド１から所定のすきまを開けて配置され、ロッド１の直線運動によって生ずるロッド１の磁界の方向（磁気ベクトルの方向）の変化を検出する。
磁気センサ１２は、Ｓｉ若しくはガラス基板と、その上に形成されたＮｉ、Ｆｅなどの強磁性金属を主成分とする合金の強磁性薄膜金属で構成される磁気抵抗素子を有している。このような磁気センサ１２は、特定の磁界方向で抵抗値が変化するためにＡＭＲ（Anisotropic-Magnetro-Resistance）センサ又は異方性磁気抵抗素子と呼ばれる。
磁気センサ１２は、後述する位置検出回路１３に電気的に接続される。
【００２２】
図３は、ロッド１を示す断面図である。
ロッド１は、ステンレス等の非磁性材からなるパイプ１ａと、このパイプ１ａの内部空間に配置された円柱状の複数のマグネット（磁石）３とを有している。マグネット（セグメント磁石）３同士は、互いに同極を対向させるようにして軸方向（Ｚ方向）に沿って配列（積層）される。
ロッド１は、積層されたコイル４の中心穴を貫通すると共に、フォーサ２に軸方向に移動可能に支持される。
【００２３】
隣接するマグネット３同士の間には、鉄等の軟質磁性材料からなる円柱状又は円板状のポールシュー７が配設される。ポールシュー７をマグネット３同士の間に介在させることにより、ロッド１に発生する磁束密度を正弦波に近付けることができる。ポールシュー７の軸方向の長さは、磁束密度を正弦波に近付け、かつ、磁束密度を大きくするために、マグネット３の軸方向の長さよりも短く設定される。ポールシュー７の軸方向の長さは、マグネット３の軸方向の長さの約１／２に設定される。
【００２４】
図４は、ロッド１のマグネット３とフォーサ２のコイル４の位置関係を示す図である。
マグネット３の配列ピッチは、コイル４の配列ピッチよりも長く設定される。ロッド１は、コイル４に対して同軸に配置されており、ロッド１の外周面とコイル４の内周面との間には、僅かに間隙が設けられる。
フォーサ２のコイル４は、３つでＵ・Ｖ・Ｗ相からなる一組の三相コイルとなる。一組の三相コイルを複数組み合わせて、コイルユニットが構成される。
Ｕ・Ｖ・Ｗ相の三相に分けた複数のコイル４に１２０度ずつ位相が異なる三相電流を流すと、コイル４の軸方向（Ｚ方向）に移動する移動磁界が発生する。これにより、ロッド１は、移動磁界により推力を得て、移動磁界の速さに同期してコイル４に対して相対的に直線運動を行うことができる。
なお、各コイル４同士の間には、後述する冷却構造１００Ａの連結流路１１０が設けられる。
【００２５】
図５は、リニアモータ１０の制御部１１を示す模式図である。
制御部１１は、磁気センサ１２が出力する信号を処理する位置検出回路１３、位置検出回路１３からの信号等に基づいてリニアモータ１０を駆動するドライバ１４等を備える。
磁気センサ１２が出力する信号は、位置検出回路１３を経て、リニアモータ１０のドライバ１４に出力される。ドライバ１４には、リニアモータ１０を制御するのに適した形態をした電力を供給するＰＷＭインバータ（PWM：Pulse Width Modulation）などの電力変換器、並びに位置検出回路１３からの信号及び上位コンピュータからの指令によって電力変換器を制御する制御器が組み込まれる。
磁気センサ１２と位置検出回路１３は、エンコーダケーブル１５によって接続される。リニアモータ１０のコイル４とドライバの電力変換器とは、動力ケーブル１６によって接続される。
【００２６】
次に、コイルホルダ５Ａ及び冷却構造１００Ａの詳細構成等について説明する。
上述したように、コイルホルダ５Ａは、サブコイルホルダ５１，５２，５３，５４から構成される。
サブコイルホルダ（コイル収容体）５１〜５４は、直方体形状の樹脂成形品である。サブコイルホルダ５１〜５４のそれぞれは、その厚み方向（Ｚ方向）の長さがコイル４のＺ方向の長さよりも数ミリメートル程度厚く形成される。
コイルホルダ５Ａは、複数のサブコイルホルダ５１，５２，５３，５４を積層して構成される。具体的には、コイルホルダ５Ａは、サブコイルホルダ５１，５２を交互に積層し、さらに−Ｚ方向の端部にサブコイルホルダ５３を、＋Ｚ方向の端部にサブコイルホルダ５４を配置して構成される。
例えばサブコイルホルダ５１は七個、サブコイルホルダ５２は六個である。サブコイルホルダ５３，５４はそれぞれ一個である。
【００２７】
サブコイルホルダ５１〜５４には、ロッド１が挿通される貫通孔５６とコイル４を収容するコイル収容部５７がそれぞれ形成される。コイル４は、サブコイルホルダ５１〜５４のコイル収容部５７に挿入された状態で保持される。
サブコイルホルダ５１〜５４は、その厚み方向（Ｚ方向）に積み重ねて配列（積層）される。隣接するコイル４同士は、サブコイルホルダ５１〜５４の壁部５８を隔てて絶縁される。
【００２８】
図６は、サブコイルホルダ５１の詳細構成を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｄ）は上面図、（ｆ）は断面図を示す。
サブコイルホルダ５１は、直方体形状の樹脂成形品である。サブコイルホルダ５１は、最も大きな面積を有する一対の主面５１ｓａ，５１ｓｂの中心を貫く円筒形の貫通孔５６を有する。貫通孔５６の内径は、ロッド１の外径よりもやや大きい径を有する。
サブコイルホルダ５１は、＋Ｚ方向を向く主面５１ｓａに、−Ｚ方向に向けて円筒形に掘り込んだ形状のコイル収容部５７を有する。コイル収容部５７の内径は、コイル４の外径に一致する。コイル収容部５７の掘り込み深さは、コイル４のＺ方向の幅（厚み）に一致する。
サブコイルホルダ５１のＺ方向の厚み（長さ）は、コイル４の厚みよりも大きい。−Ｚ方向を向く主面５１ｓｂとコイル収容部５７の底面５７ｂの間が、薄肉状で円環形の壁部５８となる。
【００２９】
サブコイルホルダ５１のＹ方向の長さは、コイル４の直径よりも大きい。サブコイルホルダ５１のＸ方向の長さは、コイル４の直径よりもやや小さい。このため、サブコイルホルダ５１のＸ方向の両側面５１ｔには、コイル収容部５７が露出する。
【００３０】
コイル収容部５７の内周面５７ａと底面５７ｂには、一本の溝１０１が設けられる。溝１０１の幅は、底面５７ｂの半径方向の幅よりも小さい。溝１０１の深さは、壁部５８の厚みよりも浅い。溝１０１は、円環形の底面５７ｂを円周方向（Ｚ方向周り）に沿ってほぼ一周するように形成される。
溝１０１の一端側（＋Ｘ，＋Ｙ方向）は、底面５７ｂから内周面５７ａに向けて延びた後に、内周面５７ａを＋Ｚ方向に沿って貫いて形成される。溝１０１の他端側（−Ｘ，＋Ｙ方向）は、底面５７ｂから壁部５８を−Ｚ方向に貫いて形成される。主面５１ｓａには、溝１０１の一端が露出したＵ字形の開口１０１ａが形成される。主面５１ｓｂには、溝１０１の他端が露出した円形の開口１０１ｂが形成される。
開口１０１ａと開口１０１ｂは、＋Ｚ方向から見ると、サブコイルホルダ５１のＹ方向の中心線に対して線対称の位置に形成される。
【００３１】
サブコイルホルダ５１のコイル収容部５７には、コイル４が収容される。コイル４は、接着剤などを用いてコイル収容部５７に保持される。接着剤は、溝１０１（流路１１１）を塞がない程度に塗布される。コイル４の−Ｚ方向の端面４ａと外周面４ｂは、コイル収容部５７の底面５７ｂと内周面５７ａに密着する。
これにより、コイル収容部５７に形成した溝１０１が、コイル４の端面４ａと外周面４ｂにより覆い被されて、管状の流路１１１となる。開口１０１ａから開口１０１ｂに繋がる一本の流路１１１となる。
なお、流路１１１には、冷却された空気Ａが流れる。コイル４をコイル収容部５７に固定する接着剤は、流路１１１を流れる空気Ａの漏れを防止するシール剤としても機能する。
【００３２】
図７は、サブコイルホルダ５２の詳細構成を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｄ）は上面図、（ｆ）は断面図を示す。
サブコイルホルダ５２は、サブコイルホルダ５１とほぼ同一形状を有する。サブコイルホルダ５１と共通する部位については、説明を省略する。
【００３３】
サブコイルホルダ５２のコイル収容部５７内周面５７ａと底面５７ｂにも、一本の溝１０２が設けられる。溝１０２は、サブコイルホルダ５１の溝１０１と同様に、円環形の底面５７ｂを円周方向（Ｚ方向周り）に沿ってほぼ一周するように形成される。
溝１０２は、溝１０１とは反対に、一端側（＋Ｘ，＋Ｙ方向）が壁部５８を−Ｚ方向に貫いて形成され、他端側（−Ｘ，＋Ｙ方向）が内周面５７ａを＋Ｚ方向に沿って貫いて形成される。主面５２ｓａには、溝１０２の他端が露出したＵ字形の開口１０２ａが形成される。主面５２ｓｂには、溝１０２の一端が露出した円形の開口１０２ｂが形成される。
開口１０２ａと開口１０２ｂは、ＸＹ平面において、サブコイルホルダ５１のＹ方向の中心線に対して線対称の位置に形成される。
【００３４】
サブコイルホルダ５２のコイル収容部５７にも、コイル４が収容、保持される。これにより、溝１０２は、開口１０２ａから開口１０２ｂに繋がる一本の流路１１２となる。
【００３５】
複数のサブコイルホルダ５１と複数のサブコイルホルダ５２は、その厚み方向（Ｚ方向）において、同一姿勢で交互に密着して重ねられる。
サブコイルホルダ５１の＋Ｚ方向側にサブコイルホルダ５２を配置すると、サブコイルホルダ５１の主面５１ｓａの開口１０１ａとサブコイルホルダ５２の主面５１ｓｂの開口１０２ｂとが一致（密着）する。これにより、サブコイルホルダ５１の流路１１１とサブコイルホルダ５２の流路１１２が繋がって連通する。
同様に、サブコイルホルダ５２の＋Ｚ方向側にサブコイルホルダ５１を配置すると、サブコイルホルダ５２の主面５２ｓａの開口１０２ａとサブコイルホルダ５１の主面５２ｓｂの開口１０１ｂとが一致（密着）する。したがって、サブコイルホルダ５２の流路１１２とサブコイルホルダ５１の流路１１１が繋がって連通する。
【００３６】
このようにして、複数のサブコイルホルダ５１と複数のサブコイルホルダ５２を交互に積み重ねると、流路１１１と流路１１２が交互に連通する一本の流路（連結流路１１０）となる。
【００３７】
図８は、サブコイルホルダ５３を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｄ）は上面図、（ｆ）は断面図を示す。
サブコイルホルダ５３は、サブコイルホルダ５１，５２とほぼ同一形状を有する。サブコイルホルダ５１，５２と共通する部位については、説明を省略する。
【００３８】
サブコイルホルダ５３のコイル収容部５７内周面５７ａと底面５７ｂにも、一本の溝１０３が設けられる。
溝１０３は、サブコイルホルダ５１，５２の溝１０１，１０２と同様に、円環形の底面５７ｂを円周方向（Ｚ方向周り）に沿ってほぼ一周するように形成される。
溝１０３の一端側（＋Ｘ，＋Ｙ方向）と他端側（−Ｘ，＋Ｙ方向）は、ともに内周面５７ａを＋Ｚ方向に沿って貫いて形成される。主面５３ｓａには、溝１０３の一端及び他端が露出したＵ字形の開口１０３ａ，１０３ｂが形成される。
また、サブコイルホルダ５３の上面５３ｕには、溝１０３の一端側に連通する円形の開口１０３ｕが形成される。
【００３９】
サブコイルホルダ５３のコイル収容部５７にも、コイル４が収容、保持される。これにより、溝１０３は、開口１０３ａから開口１０３ｂ及び開口１０３ｕに繋がる一本の流路１１３となる。
【００４０】
サブコイルホルダ５３は、サブコイルホルダ５１，５２を交互に複数積み重ねたものに対して、−Ｚ方向の端部に配置される。具体的には、サブコイルホルダ５１の−Z方向側に密着配置される。
サブコイルホルダ５１の−Ｚ方向側にサブコイルホルダ５３を配置すると、サブコイルホルダ５１の主面５１ｓｂの開口１０１ｂとサブコイルホルダ５３の主面５３ｓａの開口１０３ａとが一致（密着）する。したがって、サブコイルホルダ５１の流路１１１とサブコイルホルダ５３の流路１１３が繋がって連通する（連結流路１１０）。
なお、開口１０３ｂは、サブコイルホルダ５１の主面５１ｓｂに覆われて閉塞される。また、サブコイルホルダ５１の−Ｚ方向側には、貫通孔５６を備える補助ホルダ５９が密着配置される。
【００４１】
図９は、サブコイルホルダ５４の詳細構成を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｄ）は上面図、（ｆ）は断面図を示す。
サブコイルホルダ５４は、サブコイルホルダ５１，５２，５３とほぼ同一形状を有する。サブコイルホルダ５１，５２，５３と共通する部位については、説明を省略する。
【００４２】
サブコイルホルダ５４のコイル収容部５７内周面５７ａと底面５７ｂにも、一本の溝１０４が設けられる。
溝１０４は、サブコイルホルダ５１の溝１０１と同様に、円環形の底面５７ｂを円周方向（Ｚ方向周り）に沿ってほぼ一周するように形成される。
溝１０４の一端側（＋Ｘ，＋Ｙ方向）が壁部５８を−Ｚ方向に貫いて形成され、他端側（−Ｘ，＋Ｙ方向）が内周面５７ａを＋Ｚ方向に沿って貫いて形成される。主面５４ｓａには、溝１０４の他端が露出したＵ字形の開口１０４ａが形成される。主面５４ｓｂには、溝１０４の一端が露出した円形の開口１０４ｂが形成される。
また、サブコイルホルダ５４の上面５４ｕには、溝１０４の他端側に連通する円形の開口１０４ｕが形成される。
【００４３】
サブコイルホルダ５４のコイル収容部５７にも、コイル４が収容、保持される。これにより、溝１０４は、開口１０４ａ及び開口１０４ｕから開口１０４ｂに繋がる一本の流路１１４となる。
【００４４】
サブコイルホルダ５４は、サブコイルホルダ５１，５２を交互に複数積み重ねたものに対して、＋Ｚ方向の端部に配置される。具体的には、サブコイルホルダ５１の＋Ｚ方向側に密着配置される。
なお、サブコイルホルダ５４の＋Ｚ方向側には、貫通孔５６を備える補助ホルダ５９が密着配置される。開口１０４aは、補助ホルダ５９に覆われて閉塞される。
サブコイルホルダ５１の＋Ｚ方向側にサブコイルホルダ５４を配置すると、サブコイルホルダ５１の主面５１ｓａの開口１０１ａとサブコイルホルダ５４の主面５４ｓｂの開口１０４ｂとが一致（密着）する。したがって、サブコイルホルダ５２の流路１１２とサブコイルホルダ５４の流路１１４が繋がって連通する（連結流路１１０）。
【００４５】
図１０は、連結流路１１０の概念図を示す図である。
コイルホルダ５Ａは、サブコイルホルダ５１，５２を交互に複数積層し、さらに−Ｚ方向の端部にサブコイルホルダ５３を、＋Ｚ方向の端部にサブコイルホルダ５４を配置して構成される。
これにより、サブコイルホルダ５１〜５４に形成した流路１１１〜１１４が連続して繋がって、一本の連結流路１１０となる。コイルホルダ５Ａの上面５ｕ（上側面５３ｕ，５４ｕ）には、連結流路１１０の入力口１１０ａ（開口１０４ｕ）と出力口１１０ｂ（開口１０３ｕ）が露出する。
【００４６】
連結流路１１０は、コイルホルダ５Ａの内部を−Ｚ方向の端部（サブコイルホルダ５３）から＋Ｚ方向の端部（サブコイルホルダ５４）まで貫いて形成される。
連結流路１１０のうち、Ｚ方向に沿う部位（直線形の部位）は、コイルホルダ５Ａに収容された複数のコイル４のそれぞれの外周面４ｂに密着するように形成される。連結流路１１０のうち、Ｚ方向に沿う部位以外の部位（円弧形の部位）は、複数のコイル４の−Ｚ方向側のそれぞれの端面４ａに密着するように形成される。
【００４７】
冷却構造１００Ａは、コイルホルダ５Ａに形成された連結流路１１０と、これに対する冷媒の供給からなる。
フォーサ２（コイルホルダ５Ａ）には、冷却された空気Ａを供給すると共にこの空気Ａを回収して再冷却して循環させる冷却装置Ｃが連結される（図１参照）。
コイルホルダ５Ａの入力口１１０ａには、冷却装置Ｃの出力口に連結されたチューブＣ１が接続される。コイルホルダ５Ａの出力口１１０ｂには、冷却装置Ｃの入力口に連結されたチューブＣ２が接続される。
冷却装置Ｃからコイルホルダ５Ａの連結流路１１０に向けて冷却された空気Ａを供給することにより、フォーサ２の内部に収容したコイル４が空気Ａにより冷却されて、リニアモータ１０の温度上昇が抑制される。
【００４８】
冷却装置Ｃから冷却された空気Ａがコイルホルダ５Ａに向けて供給されると、空気Ａは入力口１１０ａから連結流路１１０に流入する。空気Ａは、連結流路１１０に沿ってコイルホルダ５Ａの内部を＋Ｚ方向に向けて流れ、出力口１１０ｂから流出する。出力口１１０ｂから流出した空気Ａは、再び冷却装置Ｃに戻る。
【００４９】
コイルホルダ５Ａのうちサブコイルホルダ５１，５４の内部（流路１１１，１１４）では、空気Ａがコイル４の−Ｚ方向側の端面４ａに直接触れながら、＋Ｚ方向から見るとコイル４に沿って時計回りに流れる。その後、コイル４の外周面４ｂに直接触れながら、＋Ｚ方向に向けて流れる。
コイルホルダ５Ａのうちサブコイルホルダ５２，５３の内部（流路１１２，１１３）では、空気Ａがコイル４の−Ｚ方向側の端面４ａに直接触れながら、＋Ｚ方向から見るとコイル４に沿って反時計回りに流れる。その後、コイル４の外周面４ｂに直接触れながら、＋Ｚ方向に向けて流れる。
【００５０】
空気Ａは、連結流路１１０に沿って、コイルホルダ５Ａの内部において時計回りと反時計回りの流れを繰り返しつつ、＋Ｚ方向に向けて流れる。
空気Ａは、コイル４の温度よりも低い温度に設定されているので、コイルホルダ５Ａの内部を連結流路１１０に沿って流れる際に、全てのコイル４から熱を奪って冷却する。
【００５１】
このように、第一実施形態に係るリニアモータ１０の冷却構造１００Ａでは、空気Ａが隣接するコイル４同士の間を流れるため、コイル４を十分に冷却できる。空気Ａがコイル４の−Ｚ方向側の端面４ａや外周面４ｂに直接触れながら流れるので、コイル４を直接冷却できる。
また、空気Ａは、チューブＣ１，Ｃ２及び連結流路１１０に沿って流れるので、リニアモータ１０の周囲に風が発生しない。このため、リニアモータ１０をクリーンルーム等の防塵環境において用いることができる。
【００５２】
［第二実施形態］
図１１は、本発明の第二実施形態に係るリニアモータ１０の冷却構造１００Ｂにおいて用いられるサブコイルホルダ５５の詳細構成を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｄ）は上面図を示す。
第一実施形態に係るリニアモータ１０の冷却構造１００Ａと同一の部材等については、同一の符号を付して、その説明を省略等する。
【００５３】
冷却構造１００Ｂは、サブコイルホルダ５５等を積み重ねたコイルホルダ（支持体）５Ｂを用いる。サブコイルホルダ（コイル収容体）５５は、サブコイルホルダ５１，５２に対応する。
サブコイルホルダ５５は、サブコイルホルダ５１等と同様に、直方体形状の樹脂成形品であり、貫通孔５６及びコイル収容部５７を有する。
コイル収容部５７の内周面５７ａと底面５７ｂには、一本の溝１０５が設けられる。溝１０５の幅や深さは、溝１０１等と同一である。
【００５４】
溝１０５は、サブコイルホルダ５５の底面５７ｂを円周方向（Ｚ方向周り）に沿ってほぼ一周するように形成される。
溝１０５の一端側（−Ｘ，＋Ｙ方向）は、溝１０１の開口１０１ａと同じ位置から延長される。溝１０５の一端側は、主面５５ｓｂに露出した位置から時計周りにＹ方向の中心線まで延びる。
溝１０５の他端側（＋Ｘ側かつ＋Ｙ側）は、溝１０１の開口１０１ａと同じ位置から延長される。溝１０５の他端側は、Ｙ方向の中心線まで延びた後に、底面５７ｂから壁部５８を−Ｚ方向に貫いて形成される。
主面５５ｓａには、溝１０５の一端が露出した円弧形の開口１０５ａが形成される。主面５５ｓｂには、溝１０５の他端が露出した円形の開口１０５ｂが形成される。
開口１０５ａと開口１０５ｂは、＋Ｚ方向から見ると、サブコイルホルダ５５のＹ方向の中心線上の同一位置に形成される。
【００５５】
サブコイルホルダ５５のコイル収容部５７には、コイル４が接着剤などを用いて保持される。これにより、コイル収容部５７に形成した溝１０５がコイル４の一方の端面４ａ又は外周面４ｂにより覆い被されて、管状の流路１２５となる。主面５５ｓａの開口１０５ａから主面５５ｓｂの開口１０５ｂに繋がる一本の流路１２５となる。
【００５６】
コイル４を収容したサブコイルホルダ５５においては、流路１２５の開口１０５ａと開口１０５ｂが、Ｙ方向の中心線上の同一位置に形成される。このため、複数のサブコイルホルダ５５をＺ方向に積み重ねることにより、複数の流路１２５が連通する連結流路１２０が形成される。
【００５７】
図１２は、連結流路１２０の概念図を示す図である。
複数のサブコイルホルダ５５等を積み重ねることにより、コイルホルダ５Ｂを構成する。
冷却構造１００Ｂでは、コイルホルダ５Ｂの連結流路１２０に冷却された空気Ａを冷却装置Ｃから供給する。コイルホルダ５Ｂの内部では、＋Ｚ方向から見ると、空気Ａが時計回りに流れながら、＋Ｚ方向に向けて流れる。
【００５８】
このように、第二実施形態に係るリニアモータ１０の冷却構造１００Ｂでは、冷却構造１００Ａと同一の作用効果を奏する。すなわち、空気Ａが隣接するコイル４同士の間を流れるため、これらのコイル４を十分に冷却できる。空気Ａがコイル４の−Ｚ方向側の端面４ａや外周面４ｂに直接触れながら流れるので、コイル４を直接冷却できる。
また、空気Ａは、チューブＣ１，Ｃ２及び連結流路１２０に沿って流れるので、リニアモータ１０の周囲に風が発生しない。このため、リニアモータ１０をクリーンルーム等において用いることができる。
【００５９】
［第三実施形態］
図１３は、冷却構造１００Ｃにおいて用いられるサブコイルホルダ６１の詳細構成を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｄ）は上面図を示す。
図１４は、冷却構造１００Ｃにおいて用いられるサブコイルホルダ６２の詳細構成を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｄ）は上面図を示す。
第一実施形態に係るリニアモータ１０の冷却構造１００Ａと同一の部材等については、同一の符号を付して、その説明を省略等する。また、サブコイルホルダ５１等と共通する部位については、説明を省略する。
【００６０】
冷却構造１００Ｃは、サブコイルホルダ（コイル収容体）６１，６２等を積み重ねたコイルホルダ５Ｃを用いる。サブコイルホルダ６１はサブコイルホルダ５１に対応する。サブコイルホルダ６２はサブコイルホルダ５２に対応する。コイルホルダ５ＣのＺ方向の両端に配置されるサブコイルホルダ６１，６２は、サブコイルホルダ５３，５４に対応する。
【００６１】
サブコイルホルダ６１は、サブコイルホルダ５１等とほぼ同一形状、同一材料により形成される。
サブコイルホルダ６１は、サブコイルホルダ５１等とは異なって、コイル収容部５７の内周面５７ａと底面５７ｂに二本の溝１３１，１３２を有する。
溝１３１，１３２の幅や深さは、溝１０１等と同一である。
【００６２】
溝１３１は、サブコイルホルダ６１の底面５７ｂの−Ｘ方向側において円周方向（Ｚ方向周り）に沿ってほぼ半周するように形成される。
溝１３１の一端側（＋Ｘ，＋Ｙ方向）は、溝１０１と同一である。主面６１ｓａには、溝１３１の一端が露出したＵ字形の開口１３１ａが形成される。
溝１３１の他端側（＋Ｘ，−Ｙ方向）は、底面５７ｂから壁部５８を−Ｚ方向に貫いて形成される。主面６１ｓｂには、溝１３１の他端が露出した円形の開口１３１ｂが形成される。
【００６３】
溝１３２は、サブコイルホルダ６１の底面５７ｂの＋Ｘ方向側において円周方向（Ｚ方向周り）に沿ってほぼ半周するように形成される。
溝１３２の一端側（−Ｘ，＋Ｙ方向）は、溝１０２と同一である。主面６１ｓａには、溝１３２の一端が露出したＵ字形の開口１３２ａが形成される。
溝１３２の他端側（−Ｘ，−Ｙ方向）は、底面５７ｂから壁部５８を−Ｚ方向に貫いて形成される。主面６１ｓｂには、溝１３２の他端が露出した円形の開口１３２ｂが形成される。
【００６４】
開口１３１ａと開口１３２ａは、＋Ｚ方向から見ると、サブコイルホルダ６１のＹ方向の中心線に対して線対称の位置に形成される。
開口１３１ｂと開口１３２ｂは、＋Ｚ方向から見ると、サブコイルホルダ６１のＹ方向の中心線に対して線対称の位置に形成される。
【００６５】
サブコイルホルダ６１のコイル収容部５７には、コイル４が接着剤などを用いて保持される。これにより、コイル収容部５７に形成した溝１３１，１３２がコイル４の一方の端面４ａ又は外周面４ｂにより覆い被されて、管状の流路１４１，１４２となる。
主面６１ｓａの開口１３１ａから主面６１ｓｂの開口１３１ｂに繋がる一本の流路１４１となる。主面６１ｓａの開口１３２ａから主面６１ｓｂの開口１３２ｂに繋がる一本の流路１４２となる。
サブコイルホルダ６１に形成される流路１４１，１４２は、コイル４の周方向において異なる領域に形成される。
【００６６】
サブコイルホルダ６２は、サブコイルホルダ６１をＺ軸回りに１８０度回転させたものである。サブコイルホルダ６２の底面５７ｂには、半円弧形の溝１３３，１３４が形成される。そして、サブコイルホルダ６２のコイル収容部５７にコイル４が収容することにより、溝１３３，１３４が流路１４３，１４４となる。
サブコイルホルダ６２に形成される流路１４３，１４４は、コイル４の周方向において異なる領域に形成される。
【００６７】
図１５は、連結流路１４０Ｒ，１４０Ｌの概念図を示す図である。
サブコイルホルダ６１，６２等を交互に複数積層することにより、コイルホルダ５Ｃを構成する。
これにより、コイルホルダ５Ｃの内部には、二本の連結流路１４０Ｒ，１４０ＬがＺ方向に並列に形成される。連結流路１４０Ｒは、流路１４１，１４３が繋がって形成される。連結流路１４０Ｌは、流路１４２，１４４が繋がって形成される。
【００６８】
コイルホルダ５ＣのＺ方向の両端に配置されるサブコイルホルダ６１，６２には、連結流路１４０Ｒ，１４０Ｌの入力口及び出力口となる開口（不図示）がそれぞれ形成される。
【００６９】
冷却構造１００Ｃでは、コイルホルダ５Ｃの連結流路１４０Ｒ，１４０Ｌに対して、冷却装置Ｃから冷却された空気Ａを供給する。この際、連結流路１４０Ｒ，１４０Ｌを流れる空気Ａが反対方向に流れるよう設定する。連結流路１４０Ｒでは空気Ａは＋Ｚ方向に流れ、連結流路１４０Ｌでは空気が−Ｚ方向に流れる。
【００７０】
このように、第三実施形態に係るリニアモータ１０の冷却構造１００Ｃは、冷却構造１００Ａ，１００Ｂと同一の作用効果を奏する。
さらに、冷却構造１００Ｃでは、コイルホルダ５Ｃの内部を空気Ａが反対方向に流れるので、全てのコイル４を均等に冷却できる。
【００７１】
空気Ａは、複数のコイル４から熱を奪うことで徐々に温度上昇する。このため、流路の下流側では、コイル４が十分に冷却されなくなる可能性がある。
もっとも、冷却構造１００Ｃでは、コイルホルダ５Ｃを貫く二つの流路を形成し、それぞれ相反する方向に冷却された空気Ａを流す。このため、コイルホルダ５Ｃでは、一方の流路の下流側には他方の流路の上流側が配置される。したがって、コイルホルダ５Ｃに収容した全てのコイル４を均等に冷却できる。
【００７２】
［第四実施形態］
図１６は、本発明の第四実施形態に係るリニアモータ１０の冷却構造１００Ｄの概略構成を示す斜視図である。
図１７は、連結流路１５０Ａ，１５０Ｂの概念図を示す図である。
第一実施形態に係るリニアモータ１０の冷却構造１００Ａと同一の部材等については、同一の符号を付して、その説明を省略等する。
【００７３】
冷却構造１００Ｄは、サブコイルホルダ５１〜５４を積み重ねたコイルホルダ（支持体）５Ｄを用いる。コイルホルダ５Ｄは、コイルホルダ５ＡをＺ方向に二つ重ねたものである。
【００７４】
コイルホルダ５Ｄは、コイルホルダ５Ａとは異なって、二つの連結流路（連結流路１５０Ａ，１５０Ｂ）を備える。コイルホルダ５ＤのＺ方向の中央には、サブコイルホルダ５４，５３が配置される。
コイルホルダ５Ｄには、二本の連結流路１５０Ａ，１５０ＢがＺ方向において重ならない位置に形成される。連結流路１５０Ａ，１５０Ｂは、連結流路１１０とは、Ｚ方向の長さが異なる以外は、同一である。
【００７５】
冷却構造１００Ｄでは、コイルホルダ５Ｄの二本の連結流路１５０Ａ，１５０Ｂに対して冷却装置Ｃから冷却された空気Ａを供給する。この際、連結流路１５０Ａ，１５０Ｂを流れる空気Ａが反対方向に流れるよう設定する。連結流路１５０Ａでは空気Ａは−Ｚ方向に流れ、連結流路１５０Ｂでは空気Ａが−Ｚ方向に流れる。
【００７６】
このように、第四実施形態に係るリニアモータ１０の冷却構造１００Ｄは、冷却構造１００Ａ〜１００Ｃと同一の作用効果を奏する。
さらに、冷却構造１００Ｄは、Ｚ方向の中央を集中的に冷却するので、リニアモータ１０を効率的に冷却できる。
【００７７】
リニアモータ１０（フォーサ２）は、Ｚ方向の中央が最も高温になりやすい（熱がこもりやすい）。冷却構造１００Ｄでは、フォーサ２のＺ方向の中央に空気Ａを供給するので、この中央を集中的に冷却する。
連結流路１５０Ａ，１５０Ｂの長さが、連結流路１１０の長さが半分になるので、空気Ａの温度上昇が抑えられる。このため、フォーサ２の両端側も十分に冷却できる。
【００７８】
上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７９】
サブコイルホルダは、一つのコイル４を収容するものに限らない。サブコイルホルダが、複数のコイル４を収容してもよい。
【００８０】
サブコイルホルダに二つの流路を形成する場合に限らず、三つ以上の流路を形成してもよい。
【００８１】
コイルホルダの長手方向の異なる位置に二つの流路を形成する場合に限らず、三つ以上の流路を形成してもよい。
【００８２】
連結流路の入力口及び出力口は、コイルホルダの上面に設ける場合に限らない。コイルホルダのＺ方向の両端面に設けてもよい。例えば、コイルホルダ５Ａの場合には、サブコイルホルダ５３，５４を用いることなく、サブコイルホルダ５１，５２のみを用いればよい。
【００８３】
コイルホルダは、上述した実施形態におけるサブコイルホルダから構成される場合に限らない。例えば、コイルホルダが上下方向（Ｙ方向）に二分割構造の場合であってよい（特開２００７−０９７２９５号公報の図６，図７参照）。
【００８４】
空気を流す方向は、適宜変更してもよい。冷媒として空気に代えて、液体を用いてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１…ロッド、  ２…フォーサ（支持体）、  ３…マグネット（磁石）、  ４…コイル、  ５Ａ−５Ｄ…コイルホルダ（支持体）、  １０…リニアモータ、  ５１−５５，６１，６２…サブコイルホルダ（コイル収容体）、  １００Ａ−１００Ｄ…冷却構造、  １１０−１１４…流路、  １２０…連結流路、  １２５…流路、  １４０Ｒ，１４０Ｌ…連結流路、  １４１−１４４…流路、  １５０Ａ，１５０Ｂ…連結流路、  Ｃ…冷却装置、  Ａ…空気（冷媒）  
【図１】
2013169110.tif 000003
【図２】
2013169110.tif 000004
【図３】
2013169110.tif 000005
【図４】
2013169110.tif 000006
【図５】
2013169110.tif 000007
【図６】
2013169110.tif 000008
【図７】
2013169110.tif 000009
【図８】
2013169110.tif 000010
【図９】
2013169110.tif 000011
【図１０】
2013169110.tif 000012
【図１１】
2013169110.tif 000013
【図１２】
2013169110.tif 000014
【図１３】
2013169110.tif 000015
【図１４】
2013169110.tif 000016
【図１５】
2013169110.tif 000017
【図１６】
2013169110.tif 000018
【図１７】
2013169110.tif 000019