(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024017697
(43)【公開日】2024-02-08
(54)【発明の名称】電機子、冷却ユニットおよびリニアモータ
(51)【国際特許分類】
H02K 41/03 20060101AFI20240201BHJP
H02K 9/19 20060101ALI20240201BHJP
H02K 41/02 20060101ALI20240201BHJP
【ＦＩ】
H02K41/03 A
H02K9/19 Z
H02K41/02 A
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022120513
(22)【出願日】2022-07-28
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-09-22
(71)【出願人】
【識別番号】000132725
【氏名又は名称】株式会社ソディック
(72)【発明者】
【氏名】小林 清志
(72)【発明者】
【氏名】望月 慶
【テーマコード（参考）】
5H609
5H641
【Ｆターム（参考）】
5H609BB08
5H609PP06
5H609PP09
5H609QQ04
5H609RR38
5H641BB06
5H641GG03
5H641GG05
5H641GG07
5H641HH02
5H641JB05
(57)【要約】 （修正有）
【課題】渦電流の影響を最小限に抑えることが可能で、ユニットの剛性を維持することができる冷却ユニット、電機子およびリニアモータを提供する。
【解決手段】リニアモータの電機子１０は、単線を巻回して並設された複数のコイルと、冷却媒体を流す複数の流路を有する第１の冷却ユニット１５および第２の冷却ユニット１６を備える。第１の冷却ユニットおよび第２の冷却ユニットは、平板状の流路プレートと蓋プレート１６３とを備え、流路プレートは、流路プレートの一端から他端に向けて電機子の移動方向と平行となるように設けられた複数の溝と、隣接する溝の間を区切るための複数の仕切とを備え、流路プレートの仕切には電機子の移動方向と平行に形成された複数の第１の切込が設けられ、蓋プレートには電機子の移動方向と平行に形成された複数の第２の切込が設けられる。
【選択図】図２
【解決手段】リニアモータの電機子１０は、単線を巻回して並設された複数のコイルと、冷却媒体を流す複数の流路を有する第１の冷却ユニット１５および第２の冷却ユニット１６を備える。第１の冷却ユニットおよび第２の冷却ユニットは、平板状の流路プレートと蓋プレート１６３とを備え、流路プレートは、流路プレートの一端から他端に向けて電機子の移動方向と平行となるように設けられた複数の溝と、隣接する溝の間を区切るための複数の仕切とを備え、流路プレートの仕切には電機子の移動方向と平行に形成された複数の第１の切込が設けられ、蓋プレートには電機子の移動方向と平行に形成された複数の第２の切込が設けられる。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
単線を巻回して並設された複数のコイルと、冷却媒体を流す複数の流路を有する第１の冷却ユニットおよび第２の冷却ユニットを備えたリニアモータの電機子であって、
前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットは、平板状の流路プレートと蓋プレートを備え、
前記流路プレートは、前記流路プレートの一端から他端に向けて前記電機子の移動方向と平行となるように設けられた複数の溝と、隣接する前記溝の間を区切るための複数の仕切を備え、
前記流路プレートと前記蓋プレートが重ね合わされて、前記溝および前記仕切により前記流路プレートと前記蓋プレートの間に前記電機子の移動方向と平行な複数の前記流路が形成され、
前記流路プレートの前記仕切には前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第１の切込が設けられ、前記蓋プレートには前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第２の切込が設けられ、
前記流路プレートまたは前記蓋プレートの背面に前記コイルが密着固定されて前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットにより前記コイルが挟持されていることを特徴とする電機子。
前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットは、平板状の流路プレートと蓋プレートを備え、
前記流路プレートは、前記流路プレートの一端から他端に向けて前記電機子の移動方向と平行となるように設けられた複数の溝と、隣接する前記溝の間を区切るための複数の仕切を備え、
前記流路プレートと前記蓋プレートが重ね合わされて、前記溝および前記仕切により前記流路プレートと前記蓋プレートの間に前記電機子の移動方向と平行な複数の前記流路が形成され、
前記流路プレートの前記仕切には前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第１の切込が設けられ、前記蓋プレートには前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第２の切込が設けられ、
前記流路プレートまたは前記蓋プレートの背面に前記コイルが密着固定されて前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットにより前記コイルが挟持されていることを特徴とする電機子。
【請求項2】
前記第２の切込は、上下方向において前記第１の切込と同じ位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電機子。
【請求項3】
前記溝には複数の補強柱が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電機子。
【請求項4】
前記電機子は、前記コイルの上部に固定された上側保冷部材と、前記コイルの下部に固定された下側保冷部材を備え、
前記上側保冷部材および前記下側保冷部材の厚みは、前記コイルの厚みと同一であり、前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットに挟まれた状態で固定されることを特徴とする請求項１記載の電機子。
前記上側保冷部材および前記下側保冷部材の厚みは、前記コイルの厚みと同一であり、前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットに挟まれた状態で固定されることを特徴とする請求項１記載の電機子。
【請求項5】
複数の前記コイルは並設されて第１のコイル列および第２のコイル列が形成され、前記第１のコイル列と前記第２のコイル列に挟まれた状態で密着固定された第３の冷却ユニットを備えることを特徴とする請求項１記載の電機子。
【請求項6】
冷却媒体が流通する複数の流路を備えたリニアモータのコイルを冷却するための冷却ユニットであって、
前記冷却ユニットは、平板状の流路プレートと蓋プレートを備え、
前記流路プレートは、前記流路プレートの一端から他端に向けて電機子の移動方向と平行となるように設けられた複数の溝と、隣接する前記溝の間を区切るための複数の仕切を備え、
前記流路プレートと前記蓋プレートが重ね合わされて、前記溝および前記仕切により前記流路プレートと前記蓋プレートの間に前記電機子の移動方向と平行な複数の流路が形成され、
前記流路プレートの前記仕切には前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第１の切込が設けられ、前記蓋プレートには前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第２の切込が設けられたことを特徴とする冷却ユニット。
前記冷却ユニットは、平板状の流路プレートと蓋プレートを備え、
前記流路プレートは、前記流路プレートの一端から他端に向けて電機子の移動方向と平行となるように設けられた複数の溝と、隣接する前記溝の間を区切るための複数の仕切を備え、
前記流路プレートと前記蓋プレートが重ね合わされて、前記溝および前記仕切により前記流路プレートと前記蓋プレートの間に前記電機子の移動方向と平行な複数の流路が形成され、
前記流路プレートの前記仕切には前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第１の切込が設けられ、前記蓋プレートには前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第２の切込が設けられたことを特徴とする冷却ユニット。
【請求項7】
請求項１から５のいずれか一項記載の電機子と、異なる極性が隣り合うように配置された複数の永久磁石が列設された界磁を備えたことを特徴とするリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、リニアモータに搭載されたコイルを冷却するための冷却ユニット、その冷却ユニットを備えた電機子およびリニアモータに関する。
【背景技術】
【0002】
リニアモータはボールネジ構造のモータと比較して移動速度と位置決め精度に優れており、機械的接触も少ないため高い応答性と長期的安定性を有している。中でもリニアモータの一種であるコアレスリニアモータは、コア付リニアモータと比較して小推力であるもののコギングが発生しないため、高速かつ高精度な動きが要求される精密工作機械や放電加工機、半導体製造装置等の搬送装置の駆動源として使用されている。
【0003】
コアレスリニアモータは、励磁する１次側のコアレスコイルと、磁気ギャップを形成するように永久磁石片を配置した２次側のヨークとを相対的に直線移動可能とした構造のものが用いられる。例えば、可動子側を磁石、固定子側をコイルとする可動磁石型リニアモータや、可動子側をコイル、固定子側を磁石とする可動コイル型リニアモータが知られている。
搬送装置の駆動源として、可動子の高速化や高精度化を行うと、コイルの発熱量は増加し、コイルからの熱がコイル周辺に設けられた構成部材に伝達され、モータ性能及び搬送装置性能の悪化を引き起こす。よって、コイルの発熱を抑えるために、コアレスリニアモータには冷却ユニットが設けられている。
搬送装置の駆動源として、可動子の高速化や高精度化を行うと、コイルの発熱量は増加し、コイルからの熱がコイル周辺に設けられた構成部材に伝達され、モータ性能及び搬送装置性能の悪化を引き起こす。よって、コイルの発熱を抑えるために、コアレスリニアモータには冷却ユニットが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第５８５９３６０号公報
【特許文献2】特許第５８５９３６１号公報
【特許文献3】特許第６４８２４０１号公報
【特許文献4】特許第３８３２５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
冷却ユニットを備えた電機子を製造する場合、予め作成した冷却ユニットにコイルを入れ隙間をモールドで埋めて製造する方法がある。しかしながら、モールドが充填された隙間により、コイルと磁石間の距離が増えて冷却効率が落ちる問題や、電機子及び外壁等の構造が複雑であるという問題がある。
【0006】
また冷却ユニットの構成部材の一部はステンレス等の金属材料で形成されているため、コイルに流れる電流を変化させることによって磁界が変化した場合や、冷却ユニットが界磁の磁束内を移動する場合に構成部材に渦電流が発生し、渦電流と界磁の磁束によって発生した力が粘性抵抗的に作用し、リニアモータの性能が低下する問題がある（特許文献４）。このような粘性制動力の大きさは、冷却ユニットの厚さや幅に比例する。
【0007】
上記の問題から、冷却ユニットの構造を簡易化して薄く形成した冷却構造が知られている（特許文献１－３）。本発明は従来の冷却ユニットの構造をさらに改良することで、粘性制動力の変動を抑えるとともに剛性を維持した電機子、冷却ユニットおよびリニアモータ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】
【0008】
本開示は、単線を巻回して並設された複数のコイルと、冷却媒体を流す複数の流路を有する第１の冷却ユニットおよび第２の冷却ユニットを備えたリニアモータの電機子であって、前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットは、平板状の流路プレートと蓋プレートを備え、前記流路プレートは、前記流路プレートの一端から他端に向けて前記電機子の移動方向と平行となるように設けられた複数の溝と、隣接する前記溝の間を区切るための複数の仕切を備え、前記流路プレートと前記蓋プレートが重ね合わされて、前記溝および前記仕切により前記流路プレートと前記蓋プレートの間に前記電機子の移動方向と平行な複数の前記流路が形成され、前記流路プレートの前記仕切には前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第１の切込が設けられ、前記蓋プレートには前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第２の切込が設けられ、前記流路プレートまたは前記蓋プレートの背面に前記コイルが密着固定されて前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットにより前記コイルが挟持されていることを特徴とする。
また本開示は、冷却媒体が流通する複数の流路を備えたリニアモータのコイルを冷却するための冷却ユニットであって、前記冷却ユニットは、平板状の流路プレートと蓋プレートを備え、前記流路プレートは、前記流路プレートの一端から他端に向けて電機子の移動方向と平行となるように設けられた複数の溝と、隣接する前記溝の間を区切るための複数の仕切を備え、前記流路プレートと前記蓋プレートが重ね合わされて、前記溝および前記仕切により前記流路プレートと前記蓋プレートの間に前記電機子の移動方向と平行な複数の流路が形成され、前記流路プレートの前記仕切には前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第１の切込が設けられ、前記蓋プレートには前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第２の切込が設けられたことを特徴とする。
また本開示は、冷却媒体が流通する複数の流路を備えたリニアモータのコイルを冷却するための冷却ユニットであって、前記冷却ユニットは、平板状の流路プレートと蓋プレートを備え、前記流路プレートは、前記流路プレートの一端から他端に向けて電機子の移動方向と平行となるように設けられた複数の溝と、隣接する前記溝の間を区切るための複数の仕切を備え、前記流路プレートと前記蓋プレートが重ね合わされて、前記溝および前記仕切により前記流路プレートと前記蓋プレートの間に前記電機子の移動方向と平行な複数の流路が形成され、前記流路プレートの前記仕切には前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第１の切込が設けられ、前記蓋プレートには前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第２の切込が設けられたことを特徴とする。
【0009】
本開示によれば、冷却ユニットの両面である流路プレートと蓋プレートに複数の切込が設けられているため、切込により渦電流の影響を最小限に抑えることが可能で、さらに切込は仕切に設けられているため冷却ユニットの剛性を維持することができる。
【0010】
本開示の第２の切込は、上下方向において前記第１の切込と同じ位置に設けられていることを特徴とする。
【0011】
本開示によれば、第１の切込と第2の切込が上下方向において同じ位置に設けられているため、流路プレートおよび蓋プレートに渦電流が発生した場合でも切込によって絶縁され、両部材の渦電流を適切に分断することが可能となる。
【0012】
本開示の溝には複数の補強柱が設けられていることを特徴とする。
【0013】
粘性力低減を考慮して冷却ユニットを薄くした場合、冷却ユニット内を流れる冷却媒体の圧力によって冷却ユニット自体が膨張変形してしまい、最悪の場合は電機子が破損してしまう問題がある。本開示によれば、複数の補強柱を溝に設けることで、冷却媒体が通過する位置の流路プレートと蓋プレートの固着を強固なものとすることができ、冷却ユニットの圧力による変形を抑制することができる。
【0014】
本開示の電機子は、前記コイルの上部に固定された上側保冷部材と、前記コイルの下部に固定された下側保冷部材を備え、前記上側保冷部材および前記下側保冷部材の厚みは、前記コイルの厚みと同一であり、前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットに挟まれた状態で固定されることを特徴とする。
【0015】
本開示によれば、コイルの周囲を上側保冷部材、下側保冷部材、第１の冷却ユニットおよび第２の冷却ユニットにより固定しているため、第１および第２の冷却ユニットにのみ冷却媒体が流れている状態であっても適切にコイル全体を冷却することができる。
【0016】
本開示の電機子は、複数のコイルが並設されて第１のコイル列および第２のコイル列が形成され、前記第１のコイル列と前記第２のコイル列に挟まれた状態で密着固定された第３の冷却ユニットを備えることを特徴とする。
【0017】
本開示によれば、電機子が３組の冷却ユニットにより冷却されているため、コイルが積層されて厚みのある部材であっても適切に冷却することが可能である。
【発明の効果】
【0018】
本開示によれば、冷却ユニットの流路プレートおよび蓋プレートに複数の切込が設けられているため渦電流の影響を最小限に抑えることが可能で、さらに切込は仕切に設けられているため冷却ユニットの剛性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の第１の実施形態に係るリニアモータ１００を示す模式図である。
【図2】上記実施形態に係る電機子１０を示す斜視図である。
【図3】上記実施形態に係る電機子１０を示す側面図である。
【図4】上記実施形態に係る電機子１０を示す分解図である。
【図5】上記実施形態に係る第１の冷却ユニット１５を示す正面図である。
【図6】上記実施形態に係る第１の冷却ユニット１５を示す側面図である。
【図7】上記実施形態に係る第１の冷却ユニット１５を示す平面図である。
【図8】上記実施形態に係る第１の冷却ユニット１５を示す分解図である。
【図10】上記実施形態に係る第１の冷却ユニット１５の流路プレート１５２を示す模式図である。
【図12】上記実施形態に係る第１の冷却ユニット１５に発生する渦電流ｉを示した模式図である。
【図13】本発明の第２の実施形態に係る電機子１１０を示す斜視図である。
【図14】上記実施形態に係る電機子１１０を示す正面図である。
【図15】上記実施形態に係る電機子１１０を示す平面図である。
【図16】本発明の第３の実施形態に係る第１および第２のコイル２１１，３１１を示す斜視図である。
【図17】上記実施形態に係る電機子２１０を示す正面図である。
【図18】本発明の第４の実施形態に係る流路プレート４５２を示す模式図である。
【図19】上記実施形態に係る流路プレート４５２のその他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を用いて本発明の冷却ユニット、電機子１０およびリニアモータ１００について図を参照しながら説明を行う。なお、各図において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0021】
＜１．第１の実施形態＞
（１．１．リニアモータ１００および電機子１０の構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るリニアモータ１００を示す模式図であり、図２は、本実施形態に係る電機子１０を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る電機子１０を示す側面図であり、図４は、本実施形態に係る電機子１０を示す分解図である。
（１．１．リニアモータ１００および電機子１０の構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るリニアモータ１００を示す模式図であり、図２は、本実施形態に係る電機子１０を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る電機子１０を示す側面図であり、図４は、本実施形態に係る電機子１０を示す分解図である。
【0022】
本実施形態のリニアモータ１００は、複数のコイル１１を備えた１次側の電機子１０と、永久磁石２１を列設した２次側の界磁２０を備える。コイル１１に三相交流を通電して電機子１０に磁界を発生させると、この磁界にて界磁２０の永久磁石２１に電機子１０が順次磁気吸引反発されることにより、可動子としての電機子１０が固定子としての界磁２０に対して相対的に直線運動を行う。
【0023】
電機子１０は、複数のコイル１１と、コイル１１を冷却するための第１および第２の冷却ユニット１５，１６と、上側保冷部材１２と、下側保冷部材１３と、取付部材１４を備える。電機子１０は全体として断面Ｔ字型に形成されている。
【0024】
コイル１１は、単線を集中巻回することで扁平ドーナツ板状に形成されており、複数のコイル１１が並設されて電機子１０内に配置されている。コイル１１は、３枚でＵ、Ｖ、Ｗの３相を構成し、移動方向にＵ、Ｖ，Ｗの相順に配列されている。
【0025】
第１および第２の冷却ユニット１５，１６は、コイル１１を両側から挟んで固定する一対の平板状の冷却部材であり、流路プレート１５２，１６２と蓋プレート１５３，１６３の間に冷却水等の冷却媒体を流すための流路１５１が形成されている。コイル１１は、電機子１０の内平板である流路プレート１５２，１６２の背面１５２ｅ，１６２ｅにネジ止め等の機械的接合またはＰＶＡ樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤によりモールド樹脂を介さずに直接密着して固定されている。第１の冷却ユニット１５は、紙面上コイル１１の右側に配置される冷却ユニットであり、第２の冷却ユニット１６は紙面上コイル１１の左側に配置される冷却ユニットである（図３）。第１および第２の冷却ユニット１５，１６の各部材はコイル１１を介して面対称に配置される。第１および第２の冷却ユニット１５，１６の厚みは、界磁２０に設けられた永久磁石２１とコイル１１との距離を最小限とする目的から約３ｍｍ以下に形成されている。
このように第１および第２の冷却ユニット１５，１６はコイル１１に密着して冷却する機能とコイル１１を保持する機能を有する。
このように第１および第２の冷却ユニット１５，１６はコイル１１に密着して冷却する機能とコイル１１を保持する機能を有する。
【0026】
上側保冷部材１２は、電機子１０の上部の温度上昇を防ぐための部材であり、ブロック状に形成されている。上側保冷部材１２は、コイル１１の上部に当接または近接して配置される。上側保冷部材１２の厚みは、コイル１１の厚みと同一とされており、第１および第２の冷却ユニット１５，１６に挟まれて設置される。上側保冷部材１２は、金属、セラミックスまたは樹脂で形成されている。
【0027】
下側保冷部材１３は、電機子１０の下部の温度上昇を防ぐための部材であり、ブロック状に形成されている。下側保冷部材１３は、コイル１１の下部に当接または近接して配置される。下側保冷部材１３の厚みも上側保冷部材１２の厚みと同様でコイル１１の厚みと同一とされており、第１および第２の冷却ユニット１５，１６に挟まれて設置される。上側保冷部材１３は、金属、セラミックスまたは樹脂で形成されている。
【0028】
取付部材１４は、電機子１０の上部に設けられた一対のブロック状部材である。取付部材１４、第１の冷却ユニット１５、上側保冷部材１２、第２の冷却ユニット１６、取付部材１４の順に配置し、第１および第２の冷却ユニット１５，１６でコイル１１を挟んだ状態で外側からボルト締結により連結して固定する。また取付部材１４は、可動子ベースとしても機能する。
【0029】
界磁２０は、電機子１０と磁気的空隙を介して対向配置された一対のサイドヨーク２２と、複数の永久磁石２１と、センタヨーク２３から構成される。
サイドヨーク２２は平板状に形成され、一対のサイドヨーク２２の対向する内側面には異なる極性が隣り合うように配置された複数の永久磁石２１が列設されている。永久磁石２１は、矩形板状に形成されている。サイドヨーク２２の端縁間はセンタヨーク２３で結合されている。
サイドヨーク２２は平板状に形成され、一対のサイドヨーク２２の対向する内側面には異なる極性が隣り合うように配置された複数の永久磁石２１が列設されている。永久磁石２１は、矩形板状に形成されている。サイドヨーク２２の端縁間はセンタヨーク２３で結合されている。
【0030】
（１．２．第１および第２の冷却ユニット１５,１６の構成）
図５は、本実施形態に係る第１の冷却ユニット１５を示す正面図であり、図６は第１の冷却ユニット１５を示す側面図である。図７は、本実施形態に係る第１の冷却ユニット１５を示す平面図であり、図８は、第１の冷却ユニット１５を示す分解図である。図９は、図５のＡ―Ａ断面拡大図である。電機子１０は２組の第１および第２の冷却ユニット１５，１６を備えるが、第１および第２の冷却ユニット１５，１６はコイル１１を介して面対称の構造を有するため、ここでは第１の冷却ユニット１５に関して代表して説明を行い、第２の冷却ユニット１６の説明は省略する。
図５は、本実施形態に係る第１の冷却ユニット１５を示す正面図であり、図６は第１の冷却ユニット１５を示す側面図である。図７は、本実施形態に係る第１の冷却ユニット１５を示す平面図であり、図８は、第１の冷却ユニット１５を示す分解図である。図９は、図５のＡ―Ａ断面拡大図である。電機子１０は２組の第１および第２の冷却ユニット１５，１６を備えるが、第１および第２の冷却ユニット１５，１６はコイル１１を介して面対称の構造を有するため、ここでは第１の冷却ユニット１５に関して代表して説明を行い、第２の冷却ユニット１６の説明は省略する。
【0031】
第１の冷却ユニット１５は、流路プレート１５２と、蓋プレート１５３と、冷却媒体が流出入する一対の流出入部材１５４と、一対の分岐部材１５５を備える。
流路プレート１５２および蓋プレート１５３は全体形状が同一の平板状の部材であり、流路プレート１５２と蓋プレート１５３を重ね合わせることにより複数の流路１５１が形成される（図９）。流路プレート１５２および蓋プレート１５３は、金属等の導電性を有する材質で形成されている。流路プレート１５２と蓋プレート１５３は拡散接合により両部材を固定することができる。
流路プレート１５２および蓋プレート１５３は全体形状が同一の平板状の部材であり、流路プレート１５２と蓋プレート１５３を重ね合わせることにより複数の流路１５１が形成される（図９）。流路プレート１５２および蓋プレート１５３は、金属等の導電性を有する材質で形成されている。流路プレート１５２と蓋プレート１５３は拡散接合により両部材を固定することができる。
【0032】
図１０は、本実施形態に係る第１の冷却ユニット１５の流路プレート１５２を示す模式図であり、図１１は、図１０のＢ―Ｂ断面拡大図である。図１０においては、便宜上、溝１５２ａの領域を複数の点の領域として示されている。図１２は、本実施形態に係る第１の冷却ユニット１５に発生する渦電流ｉを示した模式図である。
流路プレート１５２は、流路１５１となる溝１５２ａと、溝１５２ａの両端に設けられ分岐部材１５５に接続する長孔１５２ｂと、溝１５２ａと溝１５２ａの間を区切るための仕切１５２ｃと、仕切１５２ｃの中心に設けられた第１の切込１５２ｄを備える。
溝１５２ａは、流路プレート１５２の正面に設けられた直線状の凹部であり、流路プレート１５２の一端から他端に向けて電機子１０の移動方向と平行となるように設けられている（図１０）。溝１５２ａは、流路プレート１５２と蓋プレート１５３を重ね合わせることにより、流路１５１を構成する（図９）。溝１５２ａは平板をエッチング等により加工することで形成される。溝１５２aの幅は、流路プレート１５２の厚さや材質を考慮し、最適なサイズが選定される。例えば、第1の冷却ユニット１５の厚みが１．５ｍｍである場合、冷却媒体を通過させた際に圧力の影響が抑制される１２ｍｍ以下が望ましい。
仕切１５２ｃは、隣り合う溝１５２ａを仕切るための直線状の凸部であり、流路プレート１５２の一端から他端に向けて電機子１０の移動方向と平行となるように設けられている（図１０）。流路プレート１５２と蓋プレート１５３を重ね合わせると、仕切１５２ｃの蓋プレート１５３側の面が蓋プレート１５３と当接し、仕切１５２ｃによって隣り合う流路１５１同士が独立した構成となり、流路１５１内の冷却媒体を流路プレート１５２の一端から他端に向けて流すことができる。仕切１５２ｃの中心位置には、第１の切込１５２ｄが設けられている。
第１の切込１５２ｄは、電機子１０の移動方向と平行に設けられた長尺状の貫通孔であり、流路プレート１５２の一端から他端にかけて直線状に複数設けられている。コイル１１に通電させる電流を変化させ電機子１０に発生させた磁界が変化する、もしくは第１の冷却ユニット１５が界磁２０の磁束内を移動することにより、流路プレート１５２内部に渦電流が発生し、渦電流と界磁２０の磁束によって発生した力が第１の冷却ユニット１５の移動と逆方向に粘性抵抗的に作用し、リニアモータ１００の性能が低下する原因となる。よって、流路プレート１５２に複数の第１の切込１５２ｄを設けることで、リニアモータ１００に対する渦電流の影響を最小限に抑えている。また第１の切込１５２ｄを仕切１５２ｃに設けているため、流路１５１と第１の切込１５２ｄが独立し、冷却性能に影響を及ぼすことがなく、また第１の冷却ユニット１５の剛性を損なうこともない。第１の切込１５２ｄは、レーザー加工機等でスリット加工することで形成される。
長孔１５２ｂは、分岐部材１５５から流入する、または分岐部材１５５から流出する冷却媒体を通す連通口であり、流路プレート１５２の紙面左右端（図１０）に各々設けられている。長孔１５２ｂは貫通孔であり、流路プレート１５２の上下方向に沿って直線状に形成されている。長孔１５２ｂは、流路１５１を連結または分岐させて流路１５１と分岐部材１５５を接続する機能を有する。
流路プレート１５２は、流路１５１となる溝１５２ａと、溝１５２ａの両端に設けられ分岐部材１５５に接続する長孔１５２ｂと、溝１５２ａと溝１５２ａの間を区切るための仕切１５２ｃと、仕切１５２ｃの中心に設けられた第１の切込１５２ｄを備える。
溝１５２ａは、流路プレート１５２の正面に設けられた直線状の凹部であり、流路プレート１５２の一端から他端に向けて電機子１０の移動方向と平行となるように設けられている（図１０）。溝１５２ａは、流路プレート１５２と蓋プレート１５３を重ね合わせることにより、流路１５１を構成する（図９）。溝１５２ａは平板をエッチング等により加工することで形成される。溝１５２aの幅は、流路プレート１５２の厚さや材質を考慮し、最適なサイズが選定される。例えば、第1の冷却ユニット１５の厚みが１．５ｍｍである場合、冷却媒体を通過させた際に圧力の影響が抑制される１２ｍｍ以下が望ましい。
仕切１５２ｃは、隣り合う溝１５２ａを仕切るための直線状の凸部であり、流路プレート１５２の一端から他端に向けて電機子１０の移動方向と平行となるように設けられている（図１０）。流路プレート１５２と蓋プレート１５３を重ね合わせると、仕切１５２ｃの蓋プレート１５３側の面が蓋プレート１５３と当接し、仕切１５２ｃによって隣り合う流路１５１同士が独立した構成となり、流路１５１内の冷却媒体を流路プレート１５２の一端から他端に向けて流すことができる。仕切１５２ｃの中心位置には、第１の切込１５２ｄが設けられている。
第１の切込１５２ｄは、電機子１０の移動方向と平行に設けられた長尺状の貫通孔であり、流路プレート１５２の一端から他端にかけて直線状に複数設けられている。コイル１１に通電させる電流を変化させ電機子１０に発生させた磁界が変化する、もしくは第１の冷却ユニット１５が界磁２０の磁束内を移動することにより、流路プレート１５２内部に渦電流が発生し、渦電流と界磁２０の磁束によって発生した力が第１の冷却ユニット１５の移動と逆方向に粘性抵抗的に作用し、リニアモータ１００の性能が低下する原因となる。よって、流路プレート１５２に複数の第１の切込１５２ｄを設けることで、リニアモータ１００に対する渦電流の影響を最小限に抑えている。また第１の切込１５２ｄを仕切１５２ｃに設けているため、流路１５１と第１の切込１５２ｄが独立し、冷却性能に影響を及ぼすことがなく、また第１の冷却ユニット１５の剛性を損なうこともない。第１の切込１５２ｄは、レーザー加工機等でスリット加工することで形成される。
長孔１５２ｂは、分岐部材１５５から流入する、または分岐部材１５５から流出する冷却媒体を通す連通口であり、流路プレート１５２の紙面左右端（図１０）に各々設けられている。長孔１５２ｂは貫通孔であり、流路プレート１５２の上下方向に沿って直線状に形成されている。長孔１５２ｂは、流路１５１を連結または分岐させて流路１５１と分岐部材１５５を接続する機能を有する。
【0033】
蓋プレート１５３は、流路プレート１５２に重ね合わせることにより流路プレート１５２の溝１５２ａに蓋をして流路１５１を形成する平板状部材であり、複数の第２の切込１５３ｄと、連通孔１５３aを有する。
第２の切込１５３ｄは、第１の切込１５２ｄと同様、渦電流の影響を最小限に抑えるために設けられた長尺状の貫通孔である。第２の切込１５３ｄは、蓋プレート１５３の一端から他端にかけて電機子１０の移動方向と平行に直線状に設けられている。第２の切込１５３ｄは、蓋プレート１５３の紙面上下方向に複数列を成し、これにより渦電流ｉを分断して渦電流ｉの影響を最小限に抑えることができる（図１２）。
第２の切込１５３ｄは、紙面上下方向（図９）において第１の切込１５２ｄの位置と同じ位置に設けられている。そうすれば流路プレート１５２および蓋プレート１５３に渦電流ｉが発生した場合でも、第１の切込１５２ｄおよび第２の切込１５３ｄによって絶縁され、両部材の渦電流ｉを適切に分断することが可能となる。さらに流路１５１と重ならない位置に第１の切込１５２ｄおよび第２の切込１５３ｄが設けられているため剛性を損なうことがない。第２の切込１５３ｄも、第１の切込１５２ｄと同様レーザー加工機等でスリット加工することで形成される。第１の切込１５２ｄや第２の切込１５３ｄは電機子１０の移動方向と平行に一直線状に連続して設けられていてもよいし、複数に分割されていてもよい。
連通孔１５３ａは、流出入部材１５４と流路１５１を連通するための貫通孔である。
第２の切込１５３ｄは、第１の切込１５２ｄと同様、渦電流の影響を最小限に抑えるために設けられた長尺状の貫通孔である。第２の切込１５３ｄは、蓋プレート１５３の一端から他端にかけて電機子１０の移動方向と平行に直線状に設けられている。第２の切込１５３ｄは、蓋プレート１５３の紙面上下方向に複数列を成し、これにより渦電流ｉを分断して渦電流ｉの影響を最小限に抑えることができる（図１２）。
第２の切込１５３ｄは、紙面上下方向（図９）において第１の切込１５２ｄの位置と同じ位置に設けられている。そうすれば流路プレート１５２および蓋プレート１５３に渦電流ｉが発生した場合でも、第１の切込１５２ｄおよび第２の切込１５３ｄによって絶縁され、両部材の渦電流ｉを適切に分断することが可能となる。さらに流路１５１と重ならない位置に第１の切込１５２ｄおよび第２の切込１５３ｄが設けられているため剛性を損なうことがない。第２の切込１５３ｄも、第１の切込１５２ｄと同様レーザー加工機等でスリット加工することで形成される。第１の切込１５２ｄや第２の切込１５３ｄは電機子１０の移動方向と平行に一直線状に連続して設けられていてもよいし、複数に分割されていてもよい。
連通孔１５３ａは、流出入部材１５４と流路１５１を連通するための貫通孔である。
【0034】
一対の流出入部材１５４は、冷却媒体を流路１５１に流出入するためのブロック状の部材であり、上部に設けられた開口１５４ａと、流路１５１と連結するための連通孔を有する。流出入部材１５４は、コイル１１を介して２組の第１および第２の冷却ユニット１５，１６を取り付けても邪魔にならない位置に設けることが重要であり、例えばコイル１１を取り付けるプレートと対向するプレートである蓋プレート１５３の正面１５３ｂの両端上部に取り付けることが望ましい。
【0035】
一対の分岐部材１５５は、一方の流出入部材１５４から流入した冷却媒体を複数の流路１５１に分岐する部材であり、また複数の流路１５１を連結して冷却媒体を集め、他方の流出入部材１５４から排出する部材である。分岐部材１５５は、例えばマニホールドが使用される。分岐部材１５５は長方形状であり、中心部に長方形状の溝１５５ａを備える。分岐部材１５５は、流路プレート１５２のコイル１１を取り付ける背面１５２ｅ両端に上下方向に伸長して各々設けられる。分岐部材１５５は、コイル１１を挟んだ状態でコイル１１と当接しているかもしくは絶縁材を介して密着している。また分岐部材１５５の厚みは、コイル１１の厚みと同じかもしくはコイル１１の厚みより小さく形成されている。
溝１５５ａは、流出入部材１５４から流入する冷却媒体もしくは複数の流路１５１から流出した冷却媒体を一時的に貯める空間である。溝１５５ａの紙面上下方向（図８）の断面形状は、流路プレート１５２の長孔１５２ｂと同一の形状をなす。
溝１５５ａは、流出入部材１５４から流入する冷却媒体もしくは複数の流路１５１から流出した冷却媒体を一時的に貯める空間である。溝１５５ａの紙面上下方向（図８）の断面形状は、流路プレート１５２の長孔１５２ｂと同一の形状をなす。
【0036】
（１．３．第１の冷却ユニット１５内の冷却媒体の流れ）
次に第１の冷却ユニット１５内の冷却媒体の流れの説明を行う。
一方の流出入部材１５４の開口１５４ａから流入された冷却媒体は、蓋プレート１５３の連通孔１５３a、流路プレート１５２の長孔１５２ｂを介して一方の分岐部材１５５の溝１５５ａに流入し、その後、複数の流路１５１に分岐して電機子１０の移動方向と平行に第１の冷却ユニット１５の一端から他端へ流れる。そして、冷却媒体は複数の流路１５１から長孔１５２ｂを介して他方の分岐部材１５５の溝１５５ａに集められ、蓋プレート１５３の連通孔１５３aを介して他方の流出入部材１５４の開口１５４ａから流出する。
次に第１の冷却ユニット１５内の冷却媒体の流れの説明を行う。
一方の流出入部材１５４の開口１５４ａから流入された冷却媒体は、蓋プレート１５３の連通孔１５３a、流路プレート１５２の長孔１５２ｂを介して一方の分岐部材１５５の溝１５５ａに流入し、その後、複数の流路１５１に分岐して電機子１０の移動方向と平行に第１の冷却ユニット１５の一端から他端へ流れる。そして、冷却媒体は複数の流路１５１から長孔１５２ｂを介して他方の分岐部材１５５の溝１５５ａに集められ、蓋プレート１５３の連通孔１５３aを介して他方の流出入部材１５４の開口１５４ａから流出する。
【0037】
（１．４．電機子１０の製造方法）
電機子１０を製造する場合、並設されたコイル１１の上部に当接または近接して上側保冷部材１２を配置し、下部にコイル１１と当接または近接して下側保冷部材１３を配置する。そして流路プレート１５２，１６２の背面１５２ｅ，１６２ｅにコイル１１を密着させ、第１および第２の冷却ユニット１５，１６によりコイル１１を挟んで配置する。第１および第２の冷却ユニット１５，１６でコイル１１を挟んで配置すると、両端の分岐部材１５５，１６５とコイル１１の端部が当接もしくは近接した状態となる。最後に、蓋プレート１５３，１６３の正面１５３ｂ，１６３ｂの上側に取付部材１４を各々配置し、ボルト締結により上部および下部の複数個所を固定して電機子１０を形成する。
上記製造方法では流路プレート１５２，１６２の背面１５２ｅ，１６２ｅにコイル１１を密着させていた例を説明したが、蓋プレート１５３，１６３の背面にコイル１１を密着させてコイル１１を挟んで配置してもよい。
電機子１０を製造する場合、並設されたコイル１１の上部に当接または近接して上側保冷部材１２を配置し、下部にコイル１１と当接または近接して下側保冷部材１３を配置する。そして流路プレート１５２，１６２の背面１５２ｅ，１６２ｅにコイル１１を密着させ、第１および第２の冷却ユニット１５，１６によりコイル１１を挟んで配置する。第１および第２の冷却ユニット１５，１６でコイル１１を挟んで配置すると、両端の分岐部材１５５，１６５とコイル１１の端部が当接もしくは近接した状態となる。最後に、蓋プレート１５３，１６３の正面１５３ｂ，１６３ｂの上側に取付部材１４を各々配置し、ボルト締結により上部および下部の複数個所を固定して電機子１０を形成する。
上記製造方法では流路プレート１５２，１６２の背面１５２ｅ，１６２ｅにコイル１１を密着させていた例を説明したが、蓋プレート１５３，１６３の背面にコイル１１を密着させてコイル１１を挟んで配置してもよい。
【0038】
このように、コイル１１は上側保冷部材１２、下側保冷部材１３、第１および第２の冷却ユニット１５，１６により周囲が固定されているため、第１および第２の冷却ユニット１５，１６にのみ冷却媒体が流れている状態であってもコイル１１全体を適切に冷却することができる。さらにモールド樹脂を介さずにコイル１１が第１および第２の冷却ユニット１５，１６に挟まれた状態で固定されているため、モールド樹脂を介して固定するよりも電機子１０の強度を向上することが可能となり、振動特性が優れた電機子１０を提供することができる。
また、第１および第２の冷却ユニット１５，１６は各々独立して流出入部材１５４，１６４、分岐部材１５５，１６５を備えているため、電機子１０に２組の冷却ユニットを使用していたとしても冷却ユニット単体で液漏れ等の試験をすることができ、生産性が優れた冷却ユニットを提供することができる。
そして、第１の冷却ユニット１５の流路プレート１５２および蓋プレート１５３には、第１の切込１５２ｄおよび第２の切込１５３ｄが設けられ、この第１の切込１５２ｄおよび第２の切込１５３ｄは流路プレート１５２の仕切１５２ｃおよび仕切１５２ｃ周辺の比較的強度の高い箇所に設けられているため、剛性を損なうことなく渦電流の影響を最小限に抑えることが可能となる。
また、第１および第２の冷却ユニット１５，１６は各々独立して流出入部材１５４，１６４、分岐部材１５５，１６５を備えているため、電機子１０に２組の冷却ユニットを使用していたとしても冷却ユニット単体で液漏れ等の試験をすることができ、生産性が優れた冷却ユニットを提供することができる。
そして、第１の冷却ユニット１５の流路プレート１５２および蓋プレート１５３には、第１の切込１５２ｄおよび第２の切込１５３ｄが設けられ、この第１の切込１５２ｄおよび第２の切込１５３ｄは流路プレート１５２の仕切１５２ｃおよび仕切１５２ｃ周辺の比較的強度の高い箇所に設けられているため、剛性を損なうことなく渦電流の影響を最小限に抑えることが可能となる。
【0039】
＜２．第２の実施形態＞
（２．１．第１、第２および第３の冷却ユニット１５,１６，１７の構成）
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る電機子１１０を示す斜視図であり、図１４は、上記実施形態に係る電機子１１０を示す正面図である。図１５は、上記実施形態に係る電機子１１０を示す平面図である。
本発明の第１の実施形態に係る電機子１０は、２組の冷却ユニットを使用した構成であったが、本発明の第２の実施形態に係る電機子１１０は、３組の冷却ユニットを使用した構成であり、その他の構成は第１の実施形態と同様であるため、同様の構成に関しては同一の符号を付して説明を省略する。
（２．１．第１、第２および第３の冷却ユニット１５,１６，１７の構成）
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る電機子１１０を示す斜視図であり、図１４は、上記実施形態に係る電機子１１０を示す正面図である。図１５は、上記実施形態に係る電機子１１０を示す平面図である。
本発明の第１の実施形態に係る電機子１０は、２組の冷却ユニットを使用した構成であったが、本発明の第２の実施形態に係る電機子１１０は、３組の冷却ユニットを使用した構成であり、その他の構成は第１の実施形態と同様であるため、同様の構成に関しては同一の符号を付して説明を省略する。
【0040】
本発明の第２の実施形態に係る電機子１１０は、第１のコイル列１１１ａと、第２のコイル列１１１ｂと、コイル１１を冷却するための第１の冷却ユニット１５と、第２の冷却ユニット１６と、第３の冷却ユニット１７と、第１の上側保冷部材１１２ａと、第２の上側保冷部材１１２ｂと、第１の下側保冷部材１１３ａと、第２の下側保冷部材１１３ｂと、取付部材１４を備える。電機子１１０は全体として断面Ｔ字型に形成されている。
【0041】
複数のコイル１１が所定の方向に並設されており、第１のコイル列１１１ａおよび第２のコイル列１１１ｂが形成されている。
【0042】
第１の冷却ユニット１５および第２の冷却ユニット１６は、コイル１１を両側から挟んで固定する一対の平板状の冷却部材であり、第１の実施形態の第１および第２の冷却ユニット１５，１６と同様の構成である。
【0043】
第３の冷却ユニット１７は、第１のコイル列１１１ａと第２のコイル列１１１ｂに挟まれるように配置される冷却部材であり（図１３）、第１のコイル列１１１ａと第２のコイル列１１１ｂの間にネジ止め等の機械的接合またはＰＶＡ樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤によりモールド樹脂を介さずに直接密着されている。
第３の冷却ユニット１７は、流路プレート１７２と、蓋プレート１７３と、冷却媒体が流出入する一対の流出入部材１７４と、一対の分岐部材１７５を備える。
流路プレート１７２および蓋プレート１７３は全体形状が同一の平板状の部材であり、第１および第２の冷却ユニット１５，１６と同様、重ね合わせることにより、流路プレート１７２と蓋プレート１７３の間に複数の流路を形成する。
流路プレート１７２および蓋プレート１７３の紙面左右方向の大きさは（図１４）、第１および第２の冷却ユニット１５，１６の流路プレート１５２，１６２、蓋プレート１５３，１６３と比較して流出入部材１５４，１６４の大きさの２倍分大きく形成されている。よって、電機子１１０を製造する際に３組の冷却ユニットを使用しても、流出入部材１７４の厚みに依存することなく薄く形成することができる。
また、第１および第２の冷却ユニット１５，１６と同様に、第３の冷却ユニット１７の流路プレート１７２は流路となる溝と、溝と溝の間を区切るための仕切と、仕切の中心に設けられた第１の切込を備え、蓋プレート１７３は第２の切込を有する。また、第３の冷却ユニット１７内の冷却媒体の流れやその他の構造も第１および第２の冷却ユニット１５，１６と同様である。
第３の冷却ユニット１７は、流路プレート１７２と、蓋プレート１７３と、冷却媒体が流出入する一対の流出入部材１７４と、一対の分岐部材１７５を備える。
流路プレート１７２および蓋プレート１７３は全体形状が同一の平板状の部材であり、第１および第２の冷却ユニット１５，１６と同様、重ね合わせることにより、流路プレート１７２と蓋プレート１７３の間に複数の流路を形成する。
流路プレート１７２および蓋プレート１７３の紙面左右方向の大きさは（図１４）、第１および第２の冷却ユニット１５，１６の流路プレート１５２，１６２、蓋プレート１５３，１６３と比較して流出入部材１５４，１６４の大きさの２倍分大きく形成されている。よって、電機子１１０を製造する際に３組の冷却ユニットを使用しても、流出入部材１７４の厚みに依存することなく薄く形成することができる。
また、第１および第２の冷却ユニット１５，１６と同様に、第３の冷却ユニット１７の流路プレート１７２は流路となる溝と、溝と溝の間を区切るための仕切と、仕切の中心に設けられた第１の切込を備え、蓋プレート１７３は第２の切込を有する。また、第３の冷却ユニット１７内の冷却媒体の流れやその他の構造も第１および第２の冷却ユニット１５，１６と同様である。
【0044】
第１および第２の上側保冷部材１１２ａ，１１２ｂは、電機子１１０の上部の温度上昇を防ぐためのブロック状の部材である。第１の上側保冷部材１１２ａは、第１のコイル列１１１ａの上部に第１のコイル列１１１ａと当接するかまたは近接した状態で配置される。また、第２の上側保冷部材１１２ｂは、第２のコイル列１１１ｂの上に、第２のコイル列１１１ｂと当接するかまたは近接した状態で配置される。第１の上側保冷部材１１２ａの厚みは、第１のコイル列１１１ａの厚みと同一であり、第２の上側保冷部材１１２ｂの厚みは、第２のコイル列１１１ｂの厚みと同一である。第１の上側保冷部材１１２ａは、第１および第３の冷却ユニット１５，１７に挟まれて設置され、第２の上側保冷部材１１２ｂは、第２および第３の冷却ユニット１６，１７に挟まれて設置される。第１および第２の上側保冷部材１１２ａ，１１２ｂは、金属、セラミックスまたは樹脂で形成されている。
【0045】
第１および第２の下側保冷部材１１３ａ，１１３ｂは、電機子１１０の下部の温度上昇を防ぐためのブロック状の部材であり、第１のコイル列１１１ａおよび第２のコイル列１１１ｂの下部に各々当接または近接して配置される。第１の下側保冷部材１１３ａの厚みは、第１のコイル列１１１ａの厚みと同一であり、第２の下側保冷部材１１３ｂの厚みは、第２のコイル列１１１ｂの厚みと同一である。第１の下側保冷部材１１３ａは、第１および第３の冷却ユニット１５，１７に挟まれて設置され、第２の下側保冷部材１１３ｂは、第２および第３の冷却ユニット１６，１７に挟まれて設置される。第１および第２の下側保冷部材１１３ａ，１１３ｂは、金属、セラミックスまたは樹脂で形成されている。
【0046】
（２．２．電機子１１０の製造方法）
電機子１１０を製造する場合、第３の冷却ユニット１７を第１のコイル列１１１ａと第２のコイル列１１１ｂに挟まれるように配置し、第１のコイル列１１１ａの上部に当接または近接して第１の上側保冷部材１１２ａを配置し、下部に第１の下側保冷部材１１３ａを配置する。同様に、第２のコイル列１１１ｂの上部に当接または近接して第２の上側保冷部材１１２ｂを配置し、下部に第２の下側保冷部材１１３ｂを配置する。そして流路プレート１５２の背面１５２ｅに第１のコイル列１１１ａを密着させ、流路プレート１６２の背面１６２ｅに第２のコイル列１１１ｂを密着させ、第１および第２の冷却ユニット１５，１６を配置する。最後に、蓋プレート１５３，１６３の正面１５３ｂ，１６３ｂの上側に取付部材１４を各々配置し、ボルト締結により上部および下部の複数個所を固定して電機子１１０を形成する。
電機子１１０を製造する場合、第３の冷却ユニット１７を第１のコイル列１１１ａと第２のコイル列１１１ｂに挟まれるように配置し、第１のコイル列１１１ａの上部に当接または近接して第１の上側保冷部材１１２ａを配置し、下部に第１の下側保冷部材１１３ａを配置する。同様に、第２のコイル列１１１ｂの上部に当接または近接して第２の上側保冷部材１１２ｂを配置し、下部に第２の下側保冷部材１１３ｂを配置する。そして流路プレート１５２の背面１５２ｅに第１のコイル列１１１ａを密着させ、流路プレート１６２の背面１６２ｅに第２のコイル列１１１ｂを密着させ、第１および第２の冷却ユニット１５，１６を配置する。最後に、蓋プレート１５３，１６３の正面１５３ｂ，１６３ｂの上側に取付部材１４を各々配置し、ボルト締結により上部および下部の複数個所を固定して電機子１１０を形成する。
【0047】
このように、本実施形態の電機子１１０は、３組の冷却ユニットを使用して冷却するため、コイルが積層されて厚みのある部材であったとしても適切に冷却することが可能である。さらに、冷却ユニットは各々構造が独立しているため、電機子１１０に３組の冷却ユニットを使用していたとしても冷却ユニット単体で液漏れ等の試験をすることができ、生産性が優れた冷却ユニットを提供することができる。
【0048】
＜３．第３の実施形態＞
図１６は、本発明の第３の実施形態に係る第１および第２のコイル２１１，３１１を示す斜視図であり、図１７は、上記実施形態に係る電機子２１０を示す正面図である。
本発明の第１および第２の実施形態に係る電機子１０，１１０は、コイル１１，第１および第２のコイル列１１１ａ，１１１ｂが平板状に形成されているのに対し、本発明の第３の実施形態に係る電機子２１０は、第１のコイル２１１が平板状ではない立体形状に形成されている点が相違し、その他の構成部材は第１および第２の実施形態と同様であるため、同様の構成に関しては同一の符号を付して説明を省略する。
図１６は、本発明の第３の実施形態に係る第１および第２のコイル２１１，３１１を示す斜視図であり、図１７は、上記実施形態に係る電機子２１０を示す正面図である。
本発明の第１および第２の実施形態に係る電機子１０，１１０は、コイル１１，第１および第２のコイル列１１１ａ，１１１ｂが平板状に形成されているのに対し、本発明の第３の実施形態に係る電機子２１０は、第１のコイル２１１が平板状ではない立体形状に形成されている点が相違し、その他の構成部材は第１および第２の実施形態と同様であるため、同様の構成に関しては同一の符号を付して説明を省略する。
【0049】
本発明の第３の実施形態に係る電機子２１０は、第１のコイル２１１と、第２のコイル３１１と、第１および第２のコイル２１１，３１１を冷却するための第１の冷却ユニット１１５および第２の冷却ユニットを含む。
【0050】
第１のコイル２１１は、単線を巻回することでドーナツ状に形成されたコイルであり、平板状の一対の平板部２１１ａ，２１１aと、隣り合う平板部２１１ａの両端を接続する一対の屈曲部２１１ｂ，２１１ｂと、中心に設けられた孔２１１ｃから構成されている。屈曲部２１１ｂは、正面視でコの字形状をなし、平板部２１１ａの両端から立直して設けられている。第１のコイル２１１が複数所定の方向に並設されて第３のコイル列２１１ｄをなす。
【0051】
第２のコイル３１１は、単線を集中巻回することで扁平ドーナツ板状に形成されている。第２のコイル３１１は、平板状の一対の平板部３１１ａ，３１１aと、第２のコイル３１１の中心に設けられた孔３１１ｃを備える。第２のコイル３１１が所定の方向に並設されて第４のコイル列３１１ｄをなす。
【0052】
隣り合う第１のコイル２１１の平板部２１１ａ同士が当接した箇所を、第４のコイル列３１１ｄの孔に３１１ｃに挿入し、隣り合う第２のコイル３１１の平板部３１１ａ同士が当接した箇所を、第３のコイル列２１１ｄの孔に３１１ｃに挿入すると、第３および第４のコイル列２１１ｄ，３１１ｄが屈曲部２１１ｂで積層され、かつ第３および第４のコイル列２１１ｄ，３１１ｄの平板部２１１ａ，３１１ａが平面状に連なったコイルの集合体が形成される。
【0053】
第１の冷却ユニット１１５および第２の冷却ユニットは、第３および第４のコイル列２１１ｄ，３１１ｄを両側から挟んで固定する一対の平板状の冷却部材であり、第１および第２のコイル２１１，３１１の平板部２１１ａ，３１１ａの領域のみ冷却するように平板部２１１ａ，３１１ａの領域の正面および背面に設けられている。その他の構成は第１の実施形態の第１および第２の冷却ユニット１５，１６と同様の構成であるため説明を省略する。
【0054】
このように、形状が平板状ではなく立体的に形成されたコイルを使用した電機子２１０であっても、第１の冷却ユニット１１５および第２の冷却ユニットを平板状に形成された平板部２１１ａ，３１１ａの正面および背面に取り付けることで、大幅な構造の変更を必要とせず、生産性が優れた冷却ユニットを提供することができる。
【0055】
＜４．第４の実施形態＞
（４．１．流路プレート４５２の構成）
図１８および図１９は、本発明の第４の実施形態に係る流路プレート４５２を示す模式図である。図２０は、図１９のＣ―Ｃ断面拡大図である。第４の実施形態に係る流路プレート４５２は、（１）第１の実施形態に係る流路プレート１５２の長孔１５２ｂと分岐部材１５５にかえて分岐・合流部４５２ｂを設けている点、（２）溝１５２ａまたは分岐・合流部４５２ｂの少なくともいずれかひとつの領域に複数の補強柱４５２ｆを設けている点が相違し、その他の構成部材は第１の実施形態と同様であるため、同様の構成に関しては同一の符号を付して説明を省略する。ここで、図１８および図１９は便宜上、冷却媒体が通る領域を複数の点の領域として示している。また流路プレートは、第１の冷却ユニット１５の流路プレート４５２と第２の冷却ユニット１６の流路プレートが存在するが、同様の構造であるため流路プレート４５２に関して代表して説明を行い、第２の冷却ユニット１６の流路プレートの説明は省略する。
（４．１．流路プレート４５２の構成）
図１８および図１９は、本発明の第４の実施形態に係る流路プレート４５２を示す模式図である。図２０は、図１９のＣ―Ｃ断面拡大図である。第４の実施形態に係る流路プレート４５２は、（１）第１の実施形態に係る流路プレート１５２の長孔１５２ｂと分岐部材１５５にかえて分岐・合流部４５２ｂを設けている点、（２）溝１５２ａまたは分岐・合流部４５２ｂの少なくともいずれかひとつの領域に複数の補強柱４５２ｆを設けている点が相違し、その他の構成部材は第１の実施形態と同様であるため、同様の構成に関しては同一の符号を付して説明を省略する。ここで、図１８および図１９は便宜上、冷却媒体が通る領域を複数の点の領域として示している。また流路プレートは、第１の冷却ユニット１５の流路プレート４５２と第２の冷却ユニット１６の流路プレートが存在するが、同様の構造であるため流路プレート４５２に関して代表して説明を行い、第２の冷却ユニット１６の流路プレートの説明は省略する。
【0056】
流路プレート４５２は、流路１５１となる溝１５２ａと、溝１５２ａの両端に設けられた分岐・合流部４５２ｂと、溝１５２ａと溝１５２ａの間を区切るための仕切１５２ｃと、仕切１５２ｃの中心に設けられた第１の切込１５２ｄと、溝１５２ａまたは分岐・合流部４５２ｂの少なくともいずれかひとつの領域に複数の補強柱４５２ｆを備える（図１８―図２０）。
【0057】
分岐・合流部４５２ｂは、溝１５２ａの両端に設けられた一方の領域が流出入部材１５４から流入した冷却媒体を複数の流路１５１に分岐する領域であり、他方の領域が複数の流路１５１を連結して冷却媒体を集め、他方の流出入部材１５４から排出する領域である。分岐・合流部４５２ｂは、複数の溝１５２ａから連続して凹状に形成されており、紙面上下方向に伸長して設けられる（図１８，図１９）。
【0058】
補強柱４５２ｆは、溝１５２ａまたは分岐・合流部４５２ｂの底面から凸状に立設して形成された補強部材であり、溝１５２ａや分岐・合流部４５２ｂに所定の間隔で複数設けられている。また補強柱４５２ｆは、断面円状で直径が約３ｍｍ以下に形成されている。補強柱４５２ｆは分岐・合流部４５２ｂだけに設けられていても（図１８）、分岐・合流部４５２ｂと溝１５２ａに設けられていてもよい（図１９）。補強柱４５２ｆの直径、配置する数、配置する間隔および配置する位置は、補強柱４５２ｆを配置することによる圧力損失、冷却媒体の流速、安全率、最大応力および最大変位を考慮し、最適な数値や位置が選定される。
流路プレート４５２と蓋プレート１５３を重ね合わせると、補強柱４５２ｆの蓋プレート１５３側の面が蓋プレート１５３と当接して蓋プレート１５３と接着される。溝１５２ａ、分岐・合流部４５２ｂ、補強柱４５２ｆは平板をエッチング等により加工することで一体として形成される。
流路プレート４５２と蓋プレート１５３を重ね合わせると、補強柱４５２ｆの蓋プレート１５３側の面が蓋プレート１５３と当接して蓋プレート１５３と接着される。溝１５２ａ、分岐・合流部４５２ｂ、補強柱４５２ｆは平板をエッチング等により加工することで一体として形成される。
【0059】
粘性力低減を考慮して冷却ユニットを薄くした場合、冷却ユニット内を流れる冷却媒体の圧力によって冷却ユニット自体が膨張変形してしまい、最悪の場合は電機子が破損してしまう問題がある。よって、複数の補強柱４５２ｆを溝１５２ａや分岐・合流部４５２ｂに設けることで、冷却媒体が通過する位置の流路プレート４５２と蓋プレート１５３の固着を強固なものとし、圧力による変形を抑制することができる。
【0060】
（４．２．第１の冷却ユニット１５内の冷却媒体の流れ）
次に第１の冷却ユニット１５内の冷却媒体の流れの説明を行う。
一方の流出入部材１５４の開口１５４ａから流入された冷却媒体は、蓋プレート１５３の連通孔１５３aを介して一方の分岐・合流部４５２ｂに流入する。その後、冷却媒体は複数の流路１５１に分岐して電機子１０の移動方向と平行に第１の冷却ユニット１５の一端から他端へ流れ、他方の分岐・合流部４５２ｂに集められる。そして、蓋プレート１５３の連通孔１５３aを介して他方の流出入部材１５４の開口１５４ａから流出する。
次に第１の冷却ユニット１５内の冷却媒体の流れの説明を行う。
一方の流出入部材１５４の開口１５４ａから流入された冷却媒体は、蓋プレート１５３の連通孔１５３aを介して一方の分岐・合流部４５２ｂに流入する。その後、冷却媒体は複数の流路１５１に分岐して電機子１０の移動方向と平行に第１の冷却ユニット１５の一端から他端へ流れ、他方の分岐・合流部４５２ｂに集められる。そして、蓋プレート１５３の連通孔１５３aを介して他方の流出入部材１５４の開口１５４ａから流出する。
【0061】
以上、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0062】
１０，１１０，２１０ 電機子
１２ 上側保冷部材
１３ 下側保冷部材
１４ 取付部材
１５ 第１の冷却ユニット
１５２，１６２，４５２ 流路プレート
１５３，１６３ 蓋プレート
１５４，１６４ 流出入部材
１５５，１６５ 分岐部材
１６ 第２の冷却ユニット
１７ 第３の冷却ユニット
２０ 界磁
１００ リニアモータ
１２ 上側保冷部材
１３ 下側保冷部材
１４ 取付部材
１５ 第１の冷却ユニット
１５２，１６２，４５２ 流路プレート
１５３，１６３ 蓋プレート
１５４，１６４ 流出入部材
１５５，１６５ 分岐部材
１６ 第２の冷却ユニット
１７ 第３の冷却ユニット
２０ 界磁
１００ リニアモータ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【手続補正書】
【提出日】2023-07-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
単線を巻回して並設された複数のコイルと、冷却媒体を流す複数の流路を有する第１の冷却ユニットおよび第２の冷却ユニットを備えたリニアモータの電機子であって、
前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットは、平板状の流路プレートと蓋プレートを備え、
前記流路プレートは、前記流路プレートの一端から他端に向けて前記電機子の移動方向と平行となるように設けられた複数の溝と、隣接する前記溝の間を区切るための複数の仕切を備え、
前記流路プレートと前記蓋プレートが重ね合わされて、前記溝および前記仕切により前記流路プレートと前記蓋プレートの間に前記電機子の移動方向と平行な複数の前記流路が形成され、
前記流路プレートの前記仕切には前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第１の切込が設けられ、前記蓋プレートには前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第２の切込が設けられ、
前記流路プレートまたは前記蓋プレートの背面に前記コイルが密着固定されて前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットにより前記コイルが挟持されていることを特徴とする電機子。
前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットは、平板状の流路プレートと蓋プレートを備え、
前記流路プレートは、前記流路プレートの一端から他端に向けて前記電機子の移動方向と平行となるように設けられた複数の溝と、隣接する前記溝の間を区切るための複数の仕切を備え、
前記流路プレートと前記蓋プレートが重ね合わされて、前記溝および前記仕切により前記流路プレートと前記蓋プレートの間に前記電機子の移動方向と平行な複数の前記流路が形成され、
前記流路プレートの前記仕切には前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第１の切込が設けられ、前記蓋プレートには前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第２の切込が設けられ、
前記流路プレートまたは前記蓋プレートの背面に前記コイルが密着固定されて前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットにより前記コイルが挟持されていることを特徴とする電機子。
【請求項2】
前記第２の切込は、前記蓋プレート面に形成される平面において前記移動方向に直交する直線方向に沿って前記第１の切込と同じ位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電機子。
【請求項3】
前記溝には複数の補強柱が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電機子。
【請求項4】
前記電機子は、前記蓋プレート面に形成される平面において前記移動方向に直交する直線方向を上下方向として配置されるときの前記コイルの上部に固定された上側保冷部材と、前記コイルの下部に固定された下側保冷部材を備え、
前記移動方向と前記上下方向とに共に直交する直線方向における大きさを厚みとした前記上側保冷部材および前記下側保冷部材の厚みは、前記移動方向と前記上下方向とに共に直交する直線方向における大きさを厚みとした前記コイルの厚みと同一であり、前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットに挟まれた状態で固定されることを特徴とする請求項１記載の電機子。
前記移動方向と前記上下方向とに共に直交する直線方向における大きさを厚みとした前記上側保冷部材および前記下側保冷部材の厚みは、前記移動方向と前記上下方向とに共に直交する直線方向における大きさを厚みとした前記コイルの厚みと同一であり、前記第１の冷却ユニットおよび前記第２の冷却ユニットに挟まれた状態で固定されることを特徴とする請求項１記載の電機子。
【請求項5】
複数の前記コイルは並設されて第１のコイル列および第２のコイル列が形成され、前記第１のコイル列と前記第２のコイル列に挟まれた状態で密着固定された第３の冷却ユニットを備えることを特徴とする請求項１記載の電機子。
【請求項6】
冷却媒体が流通する複数の流路を備えたリニアモータのコイルを冷却するための冷却ユニットであって、
前記冷却ユニットは、平板状の流路プレートと蓋プレートを備え、
前記流路プレートは、前記流路プレートの一端から他端に向けて電機子の移動方向と平行となるように設けられた複数の溝と、隣接する前記溝の間を区切るための複数の仕切を備え、
前記流路プレートと前記蓋プレートが重ね合わされて、前記溝および前記仕切により前記流路プレートと前記蓋プレートの間に前記電機子の移動方向と平行な複数の流路が形成され、
前記流路プレートの前記仕切には前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第１の切込が設けられ、前記蓋プレートには前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第２の切込が設けられたことを特徴とする冷却ユニット。
前記冷却ユニットは、平板状の流路プレートと蓋プレートを備え、
前記流路プレートは、前記流路プレートの一端から他端に向けて電機子の移動方向と平行となるように設けられた複数の溝と、隣接する前記溝の間を区切るための複数の仕切を備え、
前記流路プレートと前記蓋プレートが重ね合わされて、前記溝および前記仕切により前記流路プレートと前記蓋プレートの間に前記電機子の移動方向と平行な複数の流路が形成され、
前記流路プレートの前記仕切には前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第１の切込が設けられ、前記蓋プレートには前記電機子の移動方向と平行に形成された複数の第２の切込が設けられたことを特徴とする冷却ユニット。
【請求項7】
請求項１から５のいずれか一項記載の電機子と、異なる極性が隣り合うように配置された複数の永久磁石が列設された界磁を備えたことを特徴とするリニアモータ。