專利名稱：密封直線電動(dòng)機(jī)電樞以及密封直線電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用于半導(dǎo)體制造裝置的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)或機(jī)床的工作臺(tái)送進(jìn)的同時(shí)， 需要降低直線電動(dòng)機(jī)表面與電樞繞組的溫度上升，提高絕緣可靠性，輕量/高剛性化，降低 粘性制動(dòng)力的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞以及密封直線電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的使用于半導(dǎo)體制造裝置的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)或機(jī)床的工作臺(tái)送進(jìn)等的同時(shí)需要降 低直線電動(dòng)機(jī)表面與電樞繞組的溫度上升、提高絕緣可靠性、輕量化、降低粘性制動(dòng)力的密 封直線電動(dòng)機(jī)，由平板狀形成的線圈構(gòu)成的電樞繞組、以圍住所述電樞繞組的形式框狀形 成的金屬制框體、及封閉所述框體的開口部的碳纖維增強(qiáng)樹脂制殼構(gòu)成，設(shè)有在封閉空間 內(nèi)形成的冷媒流路(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2、3)。在圖5、圖6中，100為定子，101為框體，102為殼，103為殼固定用螺釘，104為殼 壓體，105為端子板，106為冷媒供給口，107為冷媒排出口，108為電樞繞組，109為繞組固定 框架，110為冷媒流路，200為可動(dòng)元件，201為勵(lì)磁軛支承部件，202為勵(lì)磁軛，203為永久磁鐵?？蓜?dòng)元件200為隔著勵(lì)磁軛支承部件201的長(zhǎng)度的距離而在上下具備勵(lì)磁軛202， 在其四角配置勵(lì)磁軛支承部件201，在勵(lì)磁軛202的相互的相對(duì)面分別安裝永久磁鐵203而 構(gòu)成。而且，在可動(dòng)元件200的中空空間內(nèi)插入定子100，永久磁鐵203隔著磁性空隙與定 子100的電樞繞組108相對(duì)地配置?？蓜?dòng)元件200被未圖示的直線導(dǎo)軌等所支承。在這樣的構(gòu)成中，如果將規(guī)定的電流通入電樞繞組108，則由于與永久磁鐵203所 產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生作用而對(duì)可動(dòng)元件200產(chǎn)生推力，將在箭頭所示的行進(jìn)方向上移動(dòng)。并且， 冷媒從設(shè)置于框體101的冷媒供給口 106供給，從冷媒排出口 107排出。在此期間，冷媒在 位于電樞繞組108與殼102之間的冷媒流路110中流動(dòng)，使發(fā)熱的電樞繞組108冷卻。這樣，現(xiàn)有的密封直線電動(dòng)機(jī)通過采用碳纖維增強(qiáng)樹脂制殼，實(shí)現(xiàn)粘性制動(dòng)力的 降低、輕量/高剛性化。專利文獻(xiàn)1 日本國(guó)特許第3539493號(hào)專利文獻(xiàn)2 日本國(guó)特開2007-312470專利文獻(xiàn)3 日本國(guó)特開2000-4572但是，在現(xiàn)有的密封直線電動(dòng)機(jī)中，將以圍住電樞繞組的形式框狀形成的框體的 材質(zhì)從現(xiàn)有的不銹鋼制變更為鈦制或鋁制時(shí)，雖然可以實(shí)現(xiàn)輕量化，但是不能實(shí)現(xiàn)高剛性 化，另外，使框體的材質(zhì)為陶瓷制時(shí)，雖然可以實(shí)現(xiàn)輕量/高剛性化，但是由于材料脆，因此 為了不使陶瓷制框體的內(nèi)螺紋孔加工部及金屬襯套嵌入部產(chǎn)生裂紋等而在設(shè)計(jì)上受制約 多，存在密封直線電動(dòng)機(jī)電樞尺寸變大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于上述問題而進(jìn)行的，其目的在于提供一種在電樞尺寸、直線電動(dòng)機(jī)表面與電樞繞組的溫度上升、絕緣可靠性、粘性制動(dòng)力方面維持現(xiàn)有密封直線電動(dòng)機(jī)的性 能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)比以往更佳的輕量/高剛性化的密封直線電動(dòng)機(jī)。為了解決上述問題，本發(fā)明如以下構(gòu)成。技術(shù)方案1所述的發(fā)明為，在具備由平板狀形成的線圈構(gòu)成的電樞繞組；以圍住電樞繞組的形式框狀形成的框體；及封閉框體的開口部并且在內(nèi)部設(shè)有多個(gè)冷媒流路的殼 的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞中，在框體為陶瓷制的同時(shí)，所述殼為碳纖維增強(qiáng)樹脂制。技術(shù)方案2所述的發(fā)明為，在技術(shù)方案1所述的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞中，其特征 為，對(duì)所述陶瓷制框體不實(shí)施內(nèi)螺紋孔的加工及金屬襯套的嵌入，使用螺釘共同緊固所述 殼與所述框體。技術(shù)方案3所述的發(fā)明為，在技術(shù)方案1或2所述的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞中，其特 征為，所述殼使用螺釘共同緊固從外側(cè)壓緊所述殼的殼壓體與所述框體。技術(shù)方案4所述的發(fā)明為，在技術(shù)方案1所述的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞中，其特征 為，使用螺釘共同緊固所述框體與用于將密封直線電動(dòng)機(jī)電樞固定在外部裝置側(cè)的固定用 底座。技術(shù)方案5所述的發(fā)明為，在技術(shù)方案1所述的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞中，其特征 為，使用螺釘共同緊固所述框體與用于向所述殼內(nèi)部的冷媒流路送入冷媒的冷卻口。技術(shù)方案6所述的發(fā)明的特征為，具備在技術(shù)方案1至5的任意一項(xiàng)所述的密封 直線電動(dòng)機(jī)電樞；及隔著磁性空隙與密封直線電動(dòng)機(jī)電樞相對(duì)配置的同時(shí)將極性不同的多 個(gè)永久磁鐵交替地相鄰排列而配制的勵(lì)磁，將密封直線電動(dòng)機(jī)電樞與勵(lì)磁的任意一方作為 定子，另一方作為可動(dòng)元件，使勵(lì)磁與所述密封直線電動(dòng)機(jī)電樞相對(duì)地移動(dòng)。根據(jù)技術(shù)方案1至6所述的發(fā)明，由于在陶瓷制框體上不進(jìn)行任何內(nèi)螺紋孔加工 及金屬襯套嵌入等，而用螺釘或螺母等共同緊固殼、殼壓體、固定用底座、冷卻口等與框體， 因此可以減少為了不使陶瓷制框體的內(nèi)螺紋孔加工部及金屬襯套嵌入部產(chǎn)生裂紋等而在 設(shè)計(jì)上受到的制約，可以提供實(shí)現(xiàn)更佳的輕量/高剛性化的密封直線電動(dòng)機(jī)。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞的俯視圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞的主視圖。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞的側(cè)視剖視圖(固定用底座部 位)。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞的側(cè)視剖視圖(冷卻口部位)。圖5是現(xiàn)有的密封直線電動(dòng)機(jī)的整體立體圖。圖6是沿圖5的A-A線的密封直線電動(dòng)機(jī)的主視剖視圖。符號(hào)說(shuō)明100-定子；101-框體；102-殼；103-殼固定用螺釘；104-殼壓體；105-端子板； 106-冷媒供給口 ； 107-冷媒排出口 ； 108-電樞繞組；109-繞組固定框架；110-冷媒流路； 150-固定用底座A ;151-固定用底座B ;160-冷卻口 A ；161-冷卻口 B ；162-冷卻口 C ； 200-可動(dòng)元件；201-勵(lì)磁軛支承部件；202-勵(lì)磁軛；203-永久磁鐵。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。以下用圖1 圖4對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞的俯視圖，圖2是主視圖，圖3 是側(cè)視剖視圖(固定用底座部位)，圖4是側(cè)視剖視圖(冷卻口部位)。在圖中，100為定子，101為框體，102為殼，103為殼固定用螺釘，104為殼壓體，105 為端子板，106為冷媒供給口，107為冷媒排出口，108為電樞繞組，110為冷媒流路，150為 固定用底座A，151為固定用底座B，160為冷卻口 A，161為冷卻口 B，162為冷卻口 C，另外， 在現(xiàn)有圖5、圖6中的200為可動(dòng)元件，201為勵(lì)磁軛支承部件，202為勵(lì)磁軛，203為永久磁 鐵。可動(dòng)元件200為隔著勵(lì)磁軛支承部件201的長(zhǎng)度的距離而在上下具備勵(lì)磁軛202，在其 四角配置勵(lì)磁軛支承部件201，在勵(lì)磁軛202的相互的相對(duì)面分別安裝永久磁鐵203，可動(dòng) 元件200的構(gòu)成與現(xiàn)有的構(gòu)成完全相同。而且，在可動(dòng)元件200的中空空間內(nèi)插入定子100，在此時(shí)，永久磁鐵203被配置成 與定子100的電樞繞組108相對(duì)?？蓜?dòng)元件200被未圖示的直線導(dǎo)軌等所支承。于是，如 果將規(guī)定的電流通入電樞繞組108，則由于與永久磁鐵203所產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生作用而對(duì)可 動(dòng)元件200產(chǎn)生推力，可動(dòng)元件200將在箭頭所示的行進(jìn)方向上移動(dòng)。定子100由以下構(gòu)件構(gòu)成內(nèi)部為中空的口字形(框狀)陶瓷制框體101;為了 蓋住該口字形框體101的中空而模仿框體101外形，且在內(nèi)部設(shè)有多個(gè)冷媒流路110的殼 102 ；用于將殼102固定于框體101的殼固定用螺釘103 ；具有殼固定用螺釘103的穿通孔 且用于以均等的負(fù)荷將殼壓緊的殼壓體104 ；配置在框體101的中空內(nèi)且通過固定用螺釘 或者粘結(jié)來(lái)排列固定在殼102內(nèi)側(cè)的3相電樞繞組108 ；為了向電樞繞組108供給電力而與 外部進(jìn)行電連接的端子板105;用于將定子100安裝于外部的裝置本體的固定用底座A150、 B151 ；用于供給在殼102內(nèi)的冷媒流路110中通過而冷卻發(fā)熱的電樞繞組108的冷媒的冷 媒供給口 106;用于排出冷媒的冷媒排出口 107;及用于將這些固定于框體101的冷卻口 A160、B161、C162。框體101雖然在現(xiàn)有技術(shù)中為不銹鋼制，但是為了實(shí)現(xiàn)更佳的輕量/高剛性化而 做成陶瓷制，另外，由于陶瓷與其他材料相比比較脆，因此通過在框體上不進(jìn)行任何內(nèi)螺紋 孔加工及金屬襯套嵌入，來(lái)極力排除為了不使這些加工部產(chǎn)生裂紋等而在設(shè)計(jì)上受到的制 約，因此而被采用。殼102為在內(nèi)部設(shè)有多個(gè)冷媒流路110的碳纖維增強(qiáng)樹脂制。殼102與殼壓體104用殼固定用螺釘103或未圖示的螺母與不進(jìn)行任何內(nèi)螺紋孔 加工或金屬襯套嵌入的框體101進(jìn)行共同緊固而固定。作為構(gòu)成，也存在無(wú)殼壓體104的 情況。固定用底座A150、B151用固定用螺釘或螺母(未圖示)與不進(jìn)行任何內(nèi)螺紋孔加 工或金屬襯套嵌入的框體101進(jìn)行共同緊固而固定。作為構(gòu)成，也存在不使用螺母而在固 定用底座A150、B151的任意一方或者雙方上實(shí)施內(nèi)螺紋孔加工的情況。冷卻口 A160、B161、C162用固定用螺釘或螺母(未圖示)與不進(jìn)行任何內(nèi)螺紋孔 加工或金屬襯套嵌入的框體101進(jìn)行共同緊固而固定。作為構(gòu)成，也存在不使用螺母而在 冷卻口 A160、B161、C162的任意一方或者多方上實(shí)施內(nèi)螺紋孔加工的情況。
另一方面，如圖6所示，從可動(dòng)元件200的行進(jìn)方向觀察的剖面形狀如夾住定子 100的電樞部地呈口字形。(由于可動(dòng)元件200的構(gòu)成與現(xiàn)有的構(gòu)成完全相同，因此參照現(xiàn) 有的圖5、圖6。)可動(dòng)元件200由以下構(gòu)件構(gòu)成在定子100的殼102兩側(cè)隔著磁性空隙配置的永 久磁鐵203 ；用于使永久磁鐵203產(chǎn)生的磁通通過的由磁性體做成的勵(lì)磁軛202 ；及支承這 些的勵(lì)磁軛支承部件201。另外，永久磁鐵203沿著可動(dòng)元件的移動(dòng)方向(垂直于紙面)配 置有多個(gè)，每個(gè)極間距相互成為異極。 這樣構(gòu)成的密封直線電動(dòng)機(jī)通過將對(duì)應(yīng)可動(dòng)元件200與定子100的電性相對(duì)位置 的規(guī)定的電流通入電樞繞組108，與成為可動(dòng)元件200的永久磁鐵203所產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生作 用而對(duì)可動(dòng)元件200產(chǎn)生推力。在此時(shí)，由于銅損而發(fā)熱的電樞繞組108被流動(dòng)在冷媒流 路110中的冷媒所冷卻，因此與現(xiàn)有技術(shù)相同，可以抑制殼102表面的溫度上升。與現(xiàn)有技術(shù)不同的實(shí)施例得出的效果是，通過將現(xiàn)有的不銹鋼制框狀框體做成陶 瓷制，能夠提供在電樞尺寸、直線電動(dòng)機(jī)表面與電樞繞組的溫度上升、絕緣可靠性、粘性制 動(dòng)力方面與現(xiàn)有直線電動(dòng)機(jī)相同，且實(shí)現(xiàn)更佳的輕量/高剛性化的密封直線電動(dòng)機(jī)。僅僅使框狀框體的材質(zhì)陶瓷化，則由于材料脆，因此為了不使陶瓷制框體的內(nèi)螺紋孔加工部及金屬襯套嵌入部產(chǎn)生裂紋等而在設(shè)計(jì)上受制約多，密封直線電動(dòng)機(jī)電樞的尺 寸變大。在本實(shí)施例中解決了這些問題。
權(quán)利要求
一種密封直線電動(dòng)機(jī)電樞，其具備由平板狀形成的線圈構(gòu)成的電樞繞組；以圍住所述電樞繞組的形式框狀形成的框體；及封閉所述框體的開口部并且在內(nèi)部設(shè)有多個(gè)冷媒流路的殼，其特征為，在所述框體為陶瓷制的同時(shí)，所述殼為碳纖維增強(qiáng)樹脂制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞，其特征為，對(duì)所述陶瓷制框體不實(shí)施 內(nèi)螺紋孔的加工及金屬襯套的嵌入，使用螺釘共同緊固所述殼與所述框體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞，其特征為，所述殼使用螺釘共同緊 固從外側(cè)壓緊所述殼的殼壓體與所述框體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞，其特征為，使用螺釘共同緊固所述框 體與用于將密封直線電動(dòng)機(jī)電樞固定在外部裝置側(cè)的固定用底座。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封直線電動(dòng)機(jī)電樞，其特征為，使用螺釘共同緊固所述框 體與用于向所述殼內(nèi)部的冷媒流路送入冷媒的冷卻口。
6.一種密封直線電動(dòng)機(jī)，其特征為，具備權(quán)利要求1至5的任意一項(xiàng)所述的密封直線 電動(dòng)機(jī)電樞；及隔著磁性空隙與所述密封直線電動(dòng)機(jī)電樞相對(duì)配置的同時(shí)將極性不同的多 個(gè)永久磁鐵交替地相鄰排列而配制的勵(lì)磁，將所述密封直線電動(dòng)機(jī)電樞與所述勵(lì)磁的任意 一方作為定子，另一方作為可動(dòng)元件，使所述勵(lì)磁與所述密封直線電動(dòng)機(jī)電樞相對(duì)地移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種密封直線電動(dòng)機(jī)，其在電樞尺寸、直線電動(dòng)機(jī)表面與電樞繞組的溫度上升、絕緣可靠性、粘性制動(dòng)力方面維持現(xiàn)有直線電動(dòng)機(jī)的性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)比以往更佳的輕量/高剛性化。具體為，在密封直線電動(dòng)機(jī)電樞中具備由平板狀形成的線圈構(gòu)成的電樞繞組(108)；以圍住電樞繞組(108)的形式框狀形成并且沒有內(nèi)螺紋孔的加工及金屬襯套的嵌入等的陶瓷制框體(101)；及封閉框體(101)的開口部并且在內(nèi)部設(shè)有多個(gè)冷媒流路(110)的碳纖維增強(qiáng)樹脂制殼(102)。
文檔編號(hào)H02K41/02GK101841223SQ20101012264
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者貞包健一, 鹿山透 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)