專利名稱：直線電動(dòng)機(jī)電樞和直線電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所公開的實(shí)施方式涉及直線電動(dòng)機(jī)電樞和直線電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出了在工廠自動(dòng)化(FA)設(shè)備中使用以例如驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體曝光裝置或液晶曝光裝置的載物臺(tái)(stage)或進(jìn)給機(jī)床的工作臺(tái)的直線電動(dòng)機(jī)，其目的在于高速的進(jìn)給和加工以及高精度的處理。已知采用所謂的“雙重冷卻機(jī)構(gòu)”的直線電動(dòng)機(jī)是這種直線電動(dòng)機(jī)。相關(guān)的常規(guī)技術(shù)包括在日本專利No. 3459978中描述的技術(shù)。日本專利No. 3459978中描述的直線電動(dòng)機(jī)包括磁體，其形成場磁極；線圈，其形成隔著磁隙而面對(duì)磁體設(shè)置的電樞；殼體，其以帶有預(yù)定間隙的方式包含線圈并且通過使制冷劑經(jīng)過間隙來冷卻線圈；以及外殼，其以帶有預(yù)定間隙的方式包含殼體，并且通過使制冷劑經(jīng)過間隙來冷卻殼體。利用這個(gè)構(gòu)造，首先通過在線圈和殼體之間形成的第一外側(cè)主通道沿線圈的縱向引入制冷劑(處于低溫狀態(tài))，接著使制冷劑在通過第一外側(cè)主通道之后通過在殼體和外殼之間形成的第二外側(cè)主通道沿橫向流動(dòng)。然后，制冷劑通過第二外側(cè)主通道被提供到殼體內(nèi)部，并且制冷劑沿著線圈表面在橫向上流動(dòng)地從排出管排出到外部(處于最高溫狀態(tài))。常規(guī)技術(shù)可以利用制冷劑冷在某種程度上抑制表面溫度的升高。但是，當(dāng)打算用相似的直線電動(dòng)機(jī)尺寸來增大推力時(shí)，在向電樞施加電流以增加推力時(shí)難以避免由于從線圈產(chǎn)生的熱導(dǎo)致的電樞的表面溫度的增加，這造成了提高冷卻效率的問題。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施方式的一個(gè)方面的目的是提供直線電動(dòng)機(jī)電樞和直線電動(dòng)機(jī)，在打算用相似的尺寸增加推力時(shí)，所述直線電動(dòng)機(jī)電樞和直線電動(dòng)機(jī)可以抑制電樞表面溫度的增加并提高冷卻效率。根據(jù)本實(shí)施方式的一個(gè)方面的直線電動(dòng)機(jī)電樞包括電樞線圈和冷卻套(jacket)。所述冷卻套被設(shè)置為包圍所述電樞線圈，并且向所述冷卻套的內(nèi)部空間提供制冷劑。所述冷卻套形成為薄板狀，其具有包括用于在其厚度方向上提供制冷劑的多個(gè)通道的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)施方式的方面，可以提供一種直線電動(dòng)機(jī)，當(dāng)打算以相似的尺寸增加推力時(shí)，該直線電動(dòng)機(jī)可以抑制電樞表面溫度的增加并提高冷卻效率。


由于在聯(lián)系附圖進(jìn)行思考時(shí)參考以下的詳細(xì)說明能夠更好地理解本發(fā)明，因此可以容易地獲得對(duì)本發(fā)明及其更多優(yōu)點(diǎn)的更全面的理解，其中圖1是在第一實(shí)施方式中使用的直線電動(dòng)機(jī)的整體立體圖；圖2是根據(jù)第一實(shí)施方式的直線電動(dòng)機(jī)電樞的分解立體圖；圖3是根據(jù)第一實(shí)施方式的直線電動(dòng)機(jī)電樞的正面剖面圖4是根據(jù)第一實(shí)施方式的變型例的直線電動(dòng)機(jī)電樞的正面剖面圖；圖5A是根據(jù)第二實(shí)施方式的直線電動(dòng)機(jī)電樞的正面剖面圖；圖5B是沿圖5A中所示的線VB-VB截取的側(cè)面剖面圖；圖5C是沿圖5B中所示的線VC-VC截取的水平剖面圖；圖6是根據(jù)第二實(shí)施方式的變型例的直線電動(dòng)機(jī)電樞的側(cè)面剖面圖；圖7A是根據(jù)第三實(shí)施方式的直線電動(dòng)機(jī)電樞的正面剖面圖；圖7B是沿圖7A中所示的線VIIB-VIIB截取的側(cè)面剖面圖；以及圖7C是沿圖7B中所示的線VIIC-VIIC截取的水平剖面圖。
具體實(shí)施例方式首先，將描述第一實(shí)施方式。圖1是在第一實(shí)施方式中使用的直線電動(dòng)機(jī)的整體立體圖。如圖1所示，經(jīng)受制冷劑冷卻的直線電動(dòng)機(jī)1包括勵(lì)磁系統(tǒng)2、磁軛3、勵(lì)磁系統(tǒng)永磁體4、電樞5和底座6。圖1中示出的直線電動(dòng)機(jī)1具有以下結(jié)構(gòu)包括有在由鐵磁材料制成的磁軛3上沿縱向排布的勵(lì)磁系統(tǒng)永磁體4的勵(lì)磁系統(tǒng)2充當(dāng)定子，并且隔著磁隙面對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)2而設(shè)置的電樞5充當(dāng)動(dòng)子(mover)，使得動(dòng)子相對(duì)于定子相對(duì)地移動(dòng)。圖2是根據(jù)第一實(shí)施方式的直線電動(dòng)機(jī)電樞的分解立體圖。在圖2中，附圖標(biāo)記7表示電樞線圈，附圖標(biāo)記8表示冷卻套，附圖標(biāo)記8a表示第一冷卻套，附圖標(biāo)記8b表示第二冷卻套，附圖標(biāo)記8c表示第三冷卻套，附圖標(biāo)記8e表示第四冷卻套，附圖標(biāo)記8f表示第五冷卻套，附圖標(biāo)記9a表示制冷劑入口，附圖標(biāo)記9b表示制冷劑出口，并且附圖標(biāo)記10表示基板。如圖2所示，電樞5包括冷卻套8，冷卻套8具有內(nèi)部空間，制冷劑被提供到該內(nèi)部空間中；平板狀底座6，其設(shè)置在冷卻套8的與電樞5的移動(dòng)方向平行的四個(gè)表面中的頂面上，由此形成了所謂的“T形直線電動(dòng)機(jī)電樞”。具體地，直線電動(dòng)機(jī)1的電樞5包括固定在基板10上的電樞線圈7 ；盒狀冷卻套8，其以包圍電樞線圈7的方式插入，并且盒狀冷卻套8是通過將與電樞5的移動(dòng)方向平行的三個(gè)表面(冷卻套8a、8b和8c)和與電樞5的移動(dòng)方向垂直的兩個(gè)表面(冷卻套8e和8f)相互面對(duì)地連接成盒狀而形成的；以及單平板狀的底座6。圖3是根據(jù)第一實(shí)施方式的直線電動(dòng)機(jī)電樞的正面剖面圖。如圖3所示，電樞5還包括法蘭11、螺釘12、內(nèi)側(cè)制冷劑通道13a和外側(cè)制冷劑通道 13b0根據(jù)第一實(shí)施方式，在具有電樞線圈7、冷卻套8(內(nèi)部包含通道)以及底座6的電樞5中，通過利用如圖3中所示的樹脂注模14進(jìn)行固定或者利用鍵合用粘合劑(未示出) 進(jìn)行粘合以緊密地附接到冷卻套8的內(nèi)側(cè)，電樞線圈7與冷卻套8結(jié)為一體。如圖3所示，在通過將與電樞5的移動(dòng)方向垂直的兩個(gè)表面(位于圖3中的前面和后面的兩個(gè)表面，冷卻套8e和8f)和與電樞5的移動(dòng)方向平行的三個(gè)表面(冷卻套8a、 8b和8c)連接成盒狀而形成的冷卻套8中，通過將冷卻套8的邊緣部彎曲90度而形成的法蘭11與碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP) —體地制成，并且利用螺釘12將冷卻套8的法蘭11固定到底座6。利用CFRP(碳纖維)一體地制成冷卻套8能夠增加強(qiáng)度。具體地，按照使碳纖維的方向垂直于與推力的方向一致的方向的方式將碳纖維布置在各個(gè)角部以增加剛性，使得即使將電樞5的姿態(tài)改變?yōu)樗椒较蛞材軌虺浞值刂С须姌?的質(zhì)量。利用這種構(gòu)造，底座6可以向外傳遞由電樞線圈7產(chǎn)生的推力。另選地，作為將盒狀冷卻套8與單平板狀的底座6連接起來的連接結(jié)構(gòu)，可以以粘接的方式將法蘭11與另一個(gè)部件固定在一起，并且利用螺釘12經(jīng)由法蘭11將冷卻套8固定到底座6。另一個(gè)方法是簡單地將冷卻套8粘接到底座6并接著利用螺釘12來固定冷卻套8，而不使用法蘭11作為連接冷卻套8和底座6的連接部。在上述任意一種情況下，底座 6可以以相似方式向外傳遞由電樞線圈7產(chǎn)生的推力。在第一實(shí)施方式中，冷卻套8形成為薄板狀并具有多個(gè)通道(具體地，包括如圖3 所示的內(nèi)側(cè)制冷劑通道13a和外側(cè)制冷劑通道13b的雙層構(gòu)造)，通過這些通道在厚度方向上(向表面?zhèn)鬟f熱的方向)提供制冷劑。向包括圖3中示出的內(nèi)側(cè)制冷劑通道13a和外側(cè)制冷劑通道13b的冷卻套8提供包括如圖2所示的用于導(dǎo)入和排出制冷劑的制冷劑入口 9a和制冷劑出口 9b的底座6，其中，制冷劑入口 9a和制冷劑出口 9b中的每一個(gè)都與內(nèi)側(cè)制冷劑通道13a和外側(cè)制冷劑通道1 連通。在工作時(shí)，從制冷劑入口 9a導(dǎo)入的制冷劑分岔并且流入內(nèi)側(cè)制冷劑通道13a和外側(cè)制冷劑通道13b，并且從制冷劑出口 9b排出到外部。更具體地，流過電樞線圈7附近的內(nèi)側(cè)制冷劑通道13a的制冷劑用于以與常規(guī)技術(shù)相同的方式收集由電樞線圈7產(chǎn)生的熱。流過直線電動(dòng)機(jī)的表面附近的外側(cè)制冷劑通道 13b的制冷劑可以收集未被流過內(nèi)側(cè)制冷劑通道13a的制冷劑收集的少量的熱，并且同時(shí)， 流過靠近直線電動(dòng)機(jī)的表面的外側(cè)制冷劑通道1 的制冷劑可以實(shí)現(xiàn)將直線電動(dòng)機(jī)1的表面溫度保持在導(dǎo)入的制冷劑的溫度的屏蔽效果，即所謂的表面溫度抑制效果。如上所述，根據(jù)第一實(shí)施方式的電樞5通過在厚度方向上設(shè)置雙層(多層)通道， 可以將冷卻套8的通道分成熱收集通道和表面溫度抑制通道，其中，用于收集熱的制冷劑流過熱收集通道，并且用于抑制表面溫度的制冷劑流過表面溫度抑制通道，由此使得能夠極大地抑制直線電動(dòng)機(jī)1的表面溫度的上升。結(jié)果，因?yàn)榧词乖诖蛩阋韵嗨频闹本€電動(dòng)機(jī)尺寸來增加推力時(shí)，也可以抑制電樞5的表面溫度的上升，所以可以提高冷卻效率并且抑制由于制冷劑壓力而引起的變形。而且，這也使得能夠獲得可以容易且廉價(jià)制造的直線電動(dòng)機(jī)電樞。此外，因?yàn)椴捎昧司哂邪p層通道的內(nèi)置通道的套結(jié)構(gòu)，雙層通道彼此分開， 使得它們難以被內(nèi)部壓力影響，由此能夠應(yīng)對(duì)由增加的流速產(chǎn)生的高壓規(guī)格。下面描述第一實(shí)施方式的變型例。圖4是根據(jù)第一實(shí)施方式的變型例的直線電動(dòng)機(jī)電樞的正面剖面圖。根據(jù)該變型例的直線電動(dòng)機(jī)電樞具有與圖2和圖3中所示的第一實(shí)施方式的構(gòu)造基本相同的構(gòu)造，但是不同點(diǎn)在于通道的剖面從常規(guī)的矩形變?yōu)樘菪危覜]有在厚度方向上設(shè)置冷卻套8中的雙層通道。內(nèi)側(cè)制冷劑通道13a按以下方式形成靠近電樞線圈7的一邊較長，而靠近直線電動(dòng)機(jī)的表面的一邊較短。因此，流過內(nèi)側(cè)制冷劑通道13a的制冷劑對(duì)于電樞線圈7具有更大的熱收集效果，并且向直線電動(dòng)機(jī)的表面?zhèn)鬟f較少的熱。另一方面，外側(cè)制冷劑通道1 按以下方式形成靠近電樞線圈7的一邊較短，而靠近直線電動(dòng)機(jī)的表面的一邊較長。因此，流過外側(cè)制冷劑通道13b的制冷劑受到來自電樞線圈7的熱的影響較小，并且對(duì)表面溫度的上升具有很大的抑制效果。這使得能夠獲得與在冷卻套8中包含的通道在厚度方向上分為兩層的情況等效的效果。如上所述，根據(jù)實(shí)施方式的變型例的電樞5通過將通道的剖面從常規(guī)的矩形改變?yōu)樘菪?，可以極大地抑制直線電動(dòng)機(jī)1的表面溫度的增加。下面描述第二實(shí)施方式。圖5A是根據(jù)第二實(shí)施方式的直線電動(dòng)機(jī)電樞的正面剖面圖。圖5B是沿圖5A中所示的線VB-VB截取的側(cè)面剖面圖。圖5C是沿圖5B中所述的線VC-VC截取的水平剖面圖。除了電樞105(下面說明)以外，根據(jù)第二實(shí)施方式的直線電動(dòng)機(jī)100(未示出) 的構(gòu)造與根據(jù)第一實(shí)施方式的直線電動(dòng)機(jī)1的構(gòu)造相同。如圖5A所示，電樞105包括法蘭111、螺釘112、內(nèi)側(cè)制冷劑通道113a和外側(cè)制冷劑通道11北。與根據(jù)第一實(shí)施方式的電樞5相同，電樞105還包括電樞線圈107、內(nèi)部含有通道的冷卻套108和底座106。通過利用樹脂注模114進(jìn)行固定或者利用粘合劑(未示出) 進(jìn)行粘合以緊密附接到冷卻套8的內(nèi)側(cè)，電樞線圈107與冷卻套108結(jié)合為一體。冷卻套108形成為盒狀，其中，兩個(gè)表面(冷卻套108e和108f)與電樞105的移動(dòng)方向垂直，并且三個(gè)表面(冷卻套108a、108b和108c)與電樞105的移動(dòng)方向平行。而且，如圖5A所示，利用CFRP (碳纖維)將通過使形成冷卻套108的側(cè)表面的冷卻套108a、 108cU08e的上邊緣部的表面彎曲90度而形成的法蘭111 一體地制成，并且利用螺釘112 將法蘭111固定到底座106。與根據(jù)第一實(shí)施方式的電樞5相同，冷卻套108形成為薄板狀，其具有沿厚度方向?qū)⑻峁┲评鋭┑耐ǖ婪殖啥鄠€(gè)通道的結(jié)構(gòu)，即，如圖5A和圖5C所示，在該結(jié)構(gòu)中，通道分成內(nèi)側(cè)制冷劑通道113a和外側(cè)制冷劑通道11 的兩層。內(nèi)側(cè)制冷劑通道113a和外側(cè)制冷劑通道11 平行連接，使得制冷劑在通道中沿相同方向(由圖5B和圖5C中的箭頭F指示)流動(dòng)。具體地，如圖5B和圖5C所示，多個(gè)(圖5A至圖5C中所示的示例中為七個(gè))外側(cè)制冷劑通道113b在入口側(cè)與第一入口側(cè)通道115連通，并且在出口側(cè)與第一出口側(cè)通道 116連通。類似地，多個(gè)(圖5A至圖5C中所示示例中為八個(gè))內(nèi)側(cè)制冷劑通道113a在入口側(cè)與第二入口側(cè)通道117連通，并且在出口側(cè)與第二出口側(cè)通道118連通。第一入口側(cè)通道115和第二入口側(cè)通道117在底座106中彼此連通，接著與設(shè)置在底座106的上表面上的制冷劑入口 109a連通。類似地，第一出口側(cè)通道116和第二出口側(cè)通道118在底座106 中彼此連通，接著與設(shè)置在底座106的上表面上的制冷劑出口 109b連通。利用上述構(gòu)造，處于外側(cè)制冷劑通道11 的出口側(cè)的第一出口側(cè)通道116和處于內(nèi)側(cè)制冷劑通道113a的出口側(cè)的第二出口側(cè)通道118在冷卻套108中沒有接合起來。在圖5B中所示的示例中，盡管處于外側(cè)制冷劑通道11 的入口側(cè)的第一入口側(cè)通道115和處于內(nèi)側(cè)制冷劑通道113a的入口側(cè)的第二入口側(cè)通道117在底座106中連接起來，但是入口側(cè)的第一入口側(cè)通道115和第二入口側(cè)通道117可以另選地在冷卻套108中連接起來。對(duì)上述第二實(shí)施方式的效果進(jìn)行描述。與根據(jù)第一實(shí)施方式的電樞5相同，在電樞105中，冷卻套108的通道包括內(nèi)側(cè)制冷劑通道113a和外側(cè)制冷劑通道113b，因此在厚度方向上提供了雙層構(gòu)造。流過電樞線圈107附近的內(nèi)側(cè)制冷劑通道113a的制冷劑用于收集由電樞線圈107產(chǎn)生的熱。流過直線電動(dòng)機(jī)100的表面附近的外側(cè)制冷劑通道11 的制冷劑收集沒有被流過內(nèi)側(cè)制冷劑通道113a的制冷劑收集的少量的熱，并且同時(shí)將直線電動(dòng)機(jī)100的表面溫度保持在導(dǎo)入的制冷劑的溫度，由此抑制了表面溫度的上升。在此情況下，因?yàn)榕c流過處于外側(cè)制冷劑通道11 的出口側(cè)的第一出口側(cè)通道 116的制冷劑相比，流過處于內(nèi)側(cè)制冷劑通道113a的出口側(cè)的第二出口側(cè)通道118的制冷劑具有較大的熱吸收量，所以其溫度較高。因此，如果對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整以使第一出口側(cè)通道 116和第二出口側(cè)通道118在冷卻套108中接合起來，則由于接合而增加了流過用于抑制直線電動(dòng)機(jī)100的表面溫度的外側(cè)制冷劑通道113b(第一出口側(cè)通道116)的制冷劑的溫度。結(jié)果，與其他區(qū)域中的表面溫度相比，可能增加制冷劑出口附近的直線電動(dòng)機(jī)100的表面溫度。如果出現(xiàn)了表面溫度的這種增加，則擔(dān)心直線電動(dòng)機(jī)100周圍的裝置受到影響。為了解決這個(gè)問題，在第二實(shí)施方式中，如上所述，在冷卻套108中不將第一出口側(cè)通道116 和第二出口側(cè)通道118接合到一起，這樣，可以抑制制冷劑出口附近的直線電動(dòng)機(jī)100的表面溫度的增加，并且最終可以提高直線電動(dòng)機(jī)100的可靠性。特別是在第二實(shí)施方式中，第一出口側(cè)通道116和第二出口側(cè)通道118在底座106 中接合到一起，由此確保獲得不在冷卻套108中接合通道116和118的結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于僅需要在底座106中設(shè)置單個(gè)制冷劑出口 109b而簡化了結(jié)構(gòu)。下面描述第二實(shí)施方式的變型例。圖6是根據(jù)第二實(shí)施方式的變型例的直線電動(dòng)機(jī)電樞的側(cè)面剖面圖，該剖面對(duì)應(yīng)于沿圖5A中所示的線VB-VB截取的剖面，并且僅部分地示出制冷劑出口側(cè)。如圖6所示，在根據(jù)第二實(shí)施方式的變型例的電樞105中，在底座106中設(shè)置兩個(gè)制冷劑出口 109b和109b，制冷劑從這兩個(gè)制冷劑出口流出。處于外側(cè)制冷劑通道11 的出口側(cè)的第一出口側(cè)通道116和處于內(nèi)側(cè)制冷劑通道113a的出口側(cè)的第二出口側(cè)通道118 分別與這兩個(gè)制冷劑出口 109b和109b連通。即，在第二實(shí)施方式的變型例中，第一出口側(cè)通道116和第二出口側(cè)通道118在冷卻套108和底座106中都不接合到一起。根據(jù)具有上述構(gòu)造的第二實(shí)施方式的變型例，因?yàn)榭梢垣@得不在底座106或冷卻套108中將第一出口側(cè)通道116與第二出口側(cè)通道118接合在一起的結(jié)構(gòu)，因此可以進(jìn)一步抑制制冷劑出口附近的直線電動(dòng)機(jī)100的表面溫度的增加，并且最終可以進(jìn)一步增強(qiáng)直線電動(dòng)機(jī)100的可靠性。下面描述第三實(shí)施方式。圖7A是根據(jù)第三實(shí)施方式的直線電動(dòng)機(jī)電樞的正面剖面圖。圖7B是沿圖7A中所示的線VIIB-VIIB截取的側(cè)視剖面圖。圖7C是沿圖7B中所示的線VIIC-VIIC截取的水平剖面圖。除了電樞205(下面說明)以外，根據(jù)第三實(shí)施方式的直線電動(dòng)機(jī)200(未示出) 的構(gòu)造與根據(jù)第一實(shí)施方式的直線電動(dòng)機(jī)1的構(gòu)造相同。盡管第三實(shí)施方式的電樞205與第二實(shí)施方式的電樞105在制冷劑通道的構(gòu)造上是不同的，但是由于電樞205除了制冷劑通道以外具有與電樞105相同的構(gòu)造，因此將略去它的描述。與根據(jù)第二實(shí)施方式的電樞105相同，冷卻套208形成為薄板狀，其具有在厚度方向上將提供制冷劑的通道分成多個(gè)通道的結(jié)構(gòu)，即，如圖7A和圖7C中所示，在該結(jié)構(gòu)中，通道被分成內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a和外側(cè)制冷劑通道21 的雙層結(jié)構(gòu)。內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a 和外側(cè)制冷劑通道21 串聯(lián)連接，使得由于在冷卻套208的直線電動(dòng)機(jī)200的移動(dòng)方向上的第一端側(cè)(圖7B和圖7C中的左端側(cè))使通道折返，這些通道中的制冷劑的流動(dòng)方向(由圖7B和圖7C中的箭頭F表示)變得彼此相反。外側(cè)制冷劑通道21 布置在上游側(cè)，而內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a布置在下游側(cè)。具體地，如圖7B和圖7C所示，連通孔220被提供給處于沿移動(dòng)方向的第二端側(cè) (圖7B和圖7C中的右端側(cè))的多個(gè)(圖7A至圖7C中所示的示例中為七個(gè))外側(cè)制冷劑通道213b中的每一個(gè)，并且每一個(gè)連通孔220都與入口側(cè)通道215連通。入口側(cè)通道215 與設(shè)置在底座206的上表面上的制冷劑入口 209a連通。另一方面，連通孔221被提供給處于沿所述移動(dòng)方向的第一端側(cè)的每一個(gè)外側(cè)制冷劑通道213b，并且各個(gè)連通孔221都與連接通道222連通。連接通道222是用于將外側(cè)制冷劑通道21 和內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a連接起來的通道。類似地，連通孔223被提供給處于沿所述移動(dòng)方向的第一端側(cè)的多個(gè)(圖7A至圖 7C中所示的示例中為八個(gè))內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a中的每一個(gè)，并且各個(gè)連通孔223都與連接通道222連通。另一方面，連通孔2M被提供給處于沿所述移動(dòng)方向的第二端側(cè)的每一個(gè)內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a，并且各個(gè)連通孔2 都與出口側(cè)通道218連通。出口側(cè)通道218 與設(shè)置在底座206的上表面上的制冷劑出口 209b連通。外側(cè)制冷劑通道21 和內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a沿高度方向(圖7A中的垂直方向) 交錯(cuò)地布置。因此，連接通道222例如按照下面的方式將外側(cè)制冷劑通道21 和內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a連接起來將從一個(gè)外側(cè)制冷劑通道21 流入的制冷劑分配給位于高度方向的兩側(cè)的兩個(gè)內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a。如圖7B所示，制冷劑入口 209a和制冷劑出口 209b設(shè)置在底座206的沿直線電動(dòng)機(jī)200的移動(dòng)方向的第二端側(cè)(圖7B和圖7C中的右端側(cè))，其中，與制冷劑入口 209a相比，制冷劑出口 209b在冷卻套208e的厚度方向上更靠內(nèi)側(cè)。在具有上述構(gòu)造的電樞205中，通過設(shè)置在底座206中的制冷劑入口 209a而導(dǎo)入冷卻套208中的制冷劑經(jīng)由內(nèi)側(cè)通道215和連通孔220流過位于上游側(cè)的外側(cè)制冷劑通道 21北，接著經(jīng)由連通孔221、連接通道222和連通孔223流過位于下游側(cè)的內(nèi)側(cè)制冷劑通道 213a。此后，制冷劑流過連通孔2M和出口側(cè)通道218，接著通過設(shè)置在底座206中的制冷劑出口 209b排出到外部。對(duì)上述第三實(shí)施方式的效果進(jìn)行描述。在根據(jù)第三實(shí)施方式的電樞205中，使得由于在冷卻套208的直線電動(dòng)機(jī)200的移動(dòng)方向上的第一端側(cè)使冷卻套208的通道折返，串聯(lián)連接了外側(cè)制冷劑通道21 和內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a。外側(cè)制冷劑通道21 布置在上游側(cè)，而內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a布置在下游側(cè)。利用這個(gè)構(gòu)造，制冷劑首先流過位于上游側(cè)的外側(cè)制冷劑通道21 以將直線電動(dòng)機(jī) 200的表面溫度保持在制冷劑的溫度，并接著流過位于下游側(cè)的內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a以收集由電樞線圈217產(chǎn)生的熱。這樣，由于可以首先使被導(dǎo)入冷卻套208中的制冷劑流過外側(cè)制冷劑通道21北，因此可以抑制直線電動(dòng)機(jī)200的表面溫度的增加。而且，由于外側(cè)制冷劑通道21 和內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a串聯(lián)連接，因此由于流過內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a而溫度增加的制冷劑從不在冷卻套208中的外側(cè)制冷劑通道21 中流動(dòng)。因此，可以確實(shí)地抑制
8直線電動(dòng)機(jī)200的表面溫度的增加，由此使得能夠提高直線電動(dòng)機(jī)200的可靠性。特別是在第三實(shí)施方式中，在底座206的沿移動(dòng)方向的第二端側(cè)，與制冷劑入口 209a相比，制冷劑出口 209b在冷卻套208e的厚度方向上布置得更靠內(nèi)側(cè)。利用這個(gè)結(jié)構(gòu)， 如圖7C所示，相比較與制冷劑入口 209a連通的入口側(cè)通道215，與制冷劑出口 209b連通的出口側(cè)通道218可以布置得更靠內(nèi)側(cè)。結(jié)果，由于因流過內(nèi)側(cè)制冷劑通道213a而溫度增加的制冷劑從不在直線電動(dòng)機(jī)200的表面附近流動(dòng)，因此可以確實(shí)地抑制直線電動(dòng)機(jī)200的表面溫度的增加。實(shí)施方式并不限于第一至第三實(shí)施方式及它們的變型例，并且在不偏離本實(shí)施方式的精神和技術(shù)概念的情況下，可以做出各種其他變型。例如，在上述說明中，以直線電動(dòng)機(jī)1作為示例進(jìn)行說明，其中，勵(lì)磁系統(tǒng)2被設(shè)置為定子而電樞5等被設(shè)置為動(dòng)子。但是，上述實(shí)施方式還可以應(yīng)用于以電樞5等作為定子而以勵(lì)磁系統(tǒng)2作為動(dòng)子的直線電動(dòng)機(jī)。同樣地，在該情況下，可以獲得相同的效果。除了已經(jīng)描述的方法以外，根據(jù)實(shí)施方式或變型例的方法可以適當(dāng)?shù)亟M合并使用。還公開了實(shí)施方式的以下方面。(1) 一種直線電動(dòng)機(jī)電樞，該直線電動(dòng)機(jī)電樞包括電樞線圈和冷卻套，該冷卻套被設(shè)置為包圍電樞線圈并且具有內(nèi)部空間，制冷劑被提供到該內(nèi)部空間中，其中，冷卻套形成為薄板狀，該冷卻套具有沿其厚度方向多重地設(shè)置有用于提供制冷劑的通道的結(jié)構(gòu)。(2)根據(jù)(1)的直線電動(dòng)機(jī)電樞，其中，冷卻套的通道形成為包括內(nèi)側(cè)制冷劑通道和外側(cè)制冷劑通道的雙層。(3)根據(jù)⑴或⑵的直線電動(dòng)機(jī)電樞，其中，冷卻套的通道的橫向剖面形狀是梯形。(4)根據(jù)⑴或⑵的直線電動(dòng)機(jī)電樞，其中，冷卻套包括用于使制冷劑分別在沿直線電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)方向的兩端流動(dòng)的制冷劑入口和制冷劑出口。(5)根據(jù)⑴或⑵的直線電動(dòng)機(jī)電樞，該直線電動(dòng)機(jī)電樞還包括代替冷卻套的平板狀底座，該平板狀底座設(shè)置在冷卻套的與直線電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)方向平行的四個(gè)面中的一個(gè)面上。(6)根據(jù)(5)的直線電動(dòng)機(jī)電樞，該直線電動(dòng)機(jī)電樞還包括位于將底座和冷卻套連接起來的連接部處的法蘭。(7)根據(jù)(5)或(6)的直線電動(dòng)機(jī)電樞，其中，利用螺釘固定底座與冷卻套的連接部。(8)根據(jù)(6)的直線電動(dòng)機(jī)電樞，其中，利用碳纖維將冷卻套和法蘭一體地形成。(9)根據(jù)⑵的直線電動(dòng)機(jī)電樞，其中，內(nèi)側(cè)制冷劑通道和外側(cè)制冷劑通道并聯(lián)連接，使得制冷劑在這些通道中沿相同方向流動(dòng)，并且冷卻套被構(gòu)造為使得處于外側(cè)制冷劑通道的出口側(cè)的第一出口側(cè)通道和處于內(nèi)側(cè)制冷劑通道的出口側(cè)的第二出口側(cè)通道在冷卻套中不接合到一起。(10)根據(jù)(9)的直線電動(dòng)機(jī)電樞，該直線電動(dòng)機(jī)電樞還包括設(shè)置在冷卻套的與直線電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)方向平行的四個(gè)面中的一個(gè)面上以代替冷卻套的平板狀底座，其中，
第一出口側(cè)通道和第二出口側(cè)通道在底座中接合到一起。(11)根據(jù)(9)的直線電動(dòng)機(jī)電樞，該直線電動(dòng)機(jī)電樞還包括設(shè)置在冷卻套的與直線電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)方向平行的四個(gè)面中的一個(gè)面上以代替冷卻套的平板形底座，其中，該底座包括用于排出制冷劑的兩個(gè)制冷劑出口，并且第一出口側(cè)通道和第二出口側(cè)通道分別與這兩個(gè)制冷劑出口連通。(12)根據(jù)O)的直線電動(dòng)機(jī)電樞，其中，外側(cè)制冷劑通道和內(nèi)側(cè)制冷劑通道串聯(lián)連接，使得由于在冷卻套的直線電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)方向上的第一端側(cè)使這些通道折返，冷卻套的通道中的制冷劑的流動(dòng)方向變得彼此相反，并且外側(cè)制冷劑通道設(shè)置在上游側(cè)，而內(nèi)側(cè)制冷劑通道設(shè)置在下游側(cè)。(13)根據(jù)(12)的直線電動(dòng)機(jī)電樞，該直線電動(dòng)機(jī)電樞還包括設(shè)置在冷卻套的與直線電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)方向平行的四個(gè)面中的一個(gè)面上以代替冷卻套的平板形底座，其中在冷卻套的沿直線電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)方向的第二端側(cè)，該底座包括用于流入制冷劑的制冷劑入口和用于排出制冷劑的制冷劑出口，并且與制冷劑入口相比，制冷劑出口在冷卻套的厚度方向上設(shè)置得更靠內(nèi)側(cè)。(14) 一種直線電動(dòng)機(jī)，該直線電動(dòng)機(jī)包括根據(jù)(1)至(13)中任一項(xiàng)的直線電動(dòng)機(jī)電樞；以及勵(lì)磁系統(tǒng)，該勵(lì)磁系統(tǒng)被布置為隔著磁隙面對(duì)直線電動(dòng)機(jī)電樞，并且該勵(lì)磁系統(tǒng)是通過在由鐵磁材料制成的磁軛上設(shè)置多個(gè)永磁體而形成的。
權(quán)利要求
1.一種直線電動(dòng)機(jī)電樞，該直線電動(dòng)機(jī)電樞包括電樞線圈；以及冷卻套，所述冷卻套被設(shè)置為包圍所述電樞線圈，并且所述冷卻套具有內(nèi)部空間，制冷劑被提供到該內(nèi)部空間中，其中，所述冷卻套形成為薄板狀并具有在其厚度方向上多重地設(shè)置有用于提供制冷劑的通道的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線電動(dòng)機(jī)電樞，其中，所述冷卻套的所述通道形成為包括內(nèi)側(cè)制冷劑通道和外側(cè)制冷劑通道的兩層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直線電動(dòng)機(jī)電樞，其中，所述冷卻套的所述通道的橫截面形狀是梯形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直線電動(dòng)機(jī)電樞，其中，所述冷卻套包括分別用于使所述制冷劑沿直線電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)方向在兩端流動(dòng)的制冷劑入口和制冷劑出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直線電動(dòng)機(jī)電樞，該直線電動(dòng)機(jī)電樞還包括設(shè)置在所述冷卻套的與直線電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)方向平行的四個(gè)面中的一個(gè)面上以代替所述冷卻套的平板形底座。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直線電動(dòng)機(jī)電樞，該直線電動(dòng)機(jī)電樞還包括位于將所述底座與所述冷卻套連接起來的連接部處的法蘭。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直線電動(dòng)機(jī)電樞，其中，連接所述底座與所述冷卻套的所述連接部被以螺釘固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直線電動(dòng)機(jī)電樞，其中，所述內(nèi)側(cè)制冷劑通道和所述外側(cè)制冷劑通道并聯(lián)連接，使得所述制冷劑在所述通道中沿相同方向流動(dòng)，并且所述冷卻套被構(gòu)造成，處于所述外側(cè)制冷劑通道的出口側(cè)的第一出口側(cè)通道和處于所述內(nèi)側(cè)制冷劑通道的出口側(cè)的第二出口側(cè)通道在所述冷卻套中不接合到一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直線電動(dòng)機(jī)電樞，其中，所述外側(cè)制冷劑通道和所述內(nèi)側(cè)制冷劑通道串聯(lián)連接，使得由于在所述冷卻套的直線電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)方向上的第一端側(cè)使所述冷卻套的所述通道折返，所述通道中的所述制冷劑的流動(dòng)方向變得彼此相反，并且所述外側(cè)制冷劑通道設(shè)置在上游側(cè)，而所述內(nèi)側(cè)制冷劑通道設(shè)置在下游側(cè)。
10.一種直線電動(dòng)機(jī)，該直線電動(dòng)機(jī)包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線電動(dòng)機(jī)電樞；以及勵(lì)磁系統(tǒng)，所述勵(lì)磁系統(tǒng)被布置為隔著磁隙面對(duì)所述直線電動(dòng)機(jī)電樞，并且所述勵(lì)磁系統(tǒng)是通過在由鐵磁材料制成的磁軛上設(shè)置多個(gè)永磁體而形成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及直線電動(dòng)機(jī)電樞和直線電動(dòng)機(jī)。根據(jù)一實(shí)施方式的直線電動(dòng)機(jī)電樞包括電樞線圈和冷卻套。該冷卻套被設(shè)置為包圍電樞線圈，并且該冷卻套具有內(nèi)部空間，制冷劑被提供到該內(nèi)部空間中。冷卻套形成為薄板狀，并且具有在其厚度方向上多重地設(shè)置有用于提供制冷劑的通道的結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H02K41/02GK102386746SQ20111024915
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者吉田秀作, 塩野和行, 新田裕治, 白石克彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)