特許 7547076 リニアモータおよびリニアコンベア

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-30

(45)【発行日】2024-09-09

(54)【発明の名称】リニアモータおよびリニアコンベア

(51)【国際特許分類】

   H02K 41/03 20060101AFI20240902BHJP

   H02K 41/02 20060101ALI20240902BHJP

   B65G 54/02 20060101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

H02K41/03 A

H02K41/02 A

B65G54/02

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020083370

(22)【出願日】2020-05-11

(65)【公開番号】P2021180542

(43)【公開日】2021-11-18

【審査請求日】2023-03-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105935

【弁理士】

【氏名又は名称】振角 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100136836

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 一正

(72)【発明者】

【氏名】川内 基範

【審査官】若林 治男

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／０５５７０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－２５１９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３４１７８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ４１／０３

Ｈ０２Ｋ ４１／０２

Ｂ６５Ｇ ５４／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に互いに離間しながら配列された複数のコイルを有する固定子と、前記固定子に沿って前記第１方向に移動可能に設けられた可動子と、を備え、前記コイルへの通電により発生する磁気的な推進力により前記可動子を前記第１方向に移動させるリニアモータであって、
前記複数のコイルにまたがって前記第１方向に延びていると共に第１接合部材により前記固定子に接合される熱伝導部材を備え、
前記熱伝導部材は、前記第１接合部材よりも高い熱伝導率を有する非磁性金属板で構成された第１熱分散部位を有し、
前記通電により前記複数のコイルのうちの一部のコイルで発生する熱を前記熱伝導部材の前記第１熱分散部位を介して他のコイルに熱伝導して分散させることを特徴とするリニアモータ。

【請求項2】

請求項１に記載のリニアモータであって、
前記可動子は、前記第１方向に配列された永久磁石を有し、
前記固定子は、前記第１方向と直交する対向方向において前記永久磁石と磁気的空隙を介して対向する対向部と、前記永久磁石と対向しない非対向部を有し、
前記第１熱分散部位は、前記対向部と前記永久磁石との間に位置し、
前記熱伝導部材は、前記非磁性金属板で構成され、前記第１方向および前記対向方向の両方と直交する第２方向において前記非対向部を覆って前記一部のコイルで発生する熱を前記他のコイルに熱伝導して分散させる第２熱分散部位を有するリニアモータ。

【請求項3】

請求項１または２に記載のリニアモータであって、
前記複数のコイルと前記熱伝導部材との間に介在して前記複数のコイルに対して前記熱伝導部材を接合する、前記第１接合部材の厚みは前記熱伝導部材よりも薄いリニアモータ。

【請求項4】

請求項１に記載のリニアモータであって、
前記可動子は、前記第１方向に配列された永久磁石を有し、
前記固定子は、前記永久磁石と磁気的空隙を介して対向する対向部を有し、
前記第１熱分散部位は、前記対向部と前記永久磁石との間に位置するリニアモータ。

【請求項5】

請求項４に記載のリニアモータであって、
前記固定子は、前記永久磁石と対向しない非対向部を有し、
前記熱伝導部材は、前記非対向部を覆う第２熱分散部位をさらに有するリニアモータ。

【請求項6】

請求項１に記載のリニアモータであって、
前記第１方向と直交する第２方向において前記固定子を一方側から保持する固定子保持部を備え、
前記熱伝導部材は、前記第２方向において前記固定子を他方側から覆うように設けられて前記固定子保持部と当接するリニアモータ。

【請求項7】

請求項６に記載のリニアモータであって、
前記固定子は第２接合部材により前記固定子保持部に接合され、
前記固定子保持部は、前記第２接合部材よりも高い熱伝導率を有する材料で構成されるリニアモータ。

【請求項8】

請求項７に記載のリニアモータであって、
前記固定子と前記固定子保持部との間に介在して前記固定子保持部に対して前記固定子を接合する、前記第２接合部材の厚みは前記固定子保持部よりも薄いリニアモータ。

【請求項9】

請求項１ないし８のいずれか一項に記載のリニアモータであって、
前記熱伝導部材のうち前記第１接合部材により前記固定子に接合された状態で露出している表面の少なくとも一部に複数のフィンが設けられるリニアモータ。

【請求項10】

第１方向に延設されたベースと、
前記ベースの一方主面上に設けられる請求項１ないし９のいずれか一項に記載のリニアモータと、
前記第１方向に延設され、前記ベースの一方主面の上に前記リニアモータの前記固定子と並行して設けられるガイドと、
前記リニアモータの前記可動子と接続された状態で前記ガイドに沿って前記第１方向に移動自在に設けられるスライダと、
を備え、
前記コイルへの通電による前記可動子の移動により前記スライダを前記第１方向に移動させることを特徴とするリニアコンベア。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明はムービングマグネット型のリニアモータおよび当該リニアモータを駆動源とするリニアコンベアに関するものである。

【背景技術】

【0002】

リニアモータを駆動源とし、ガイドレールに沿ってスライダを直線的に移動させるリニアコンベアが知られている（例えば特許文献１）。このリニアコンベアでは、リニアモータの固定子が基台フレーム上に搭載されている。固定子は所定の移動方向に沿って配列された複数のコイルで構成されている。また、基台フレームに対して一対のガイドレールが組み付けられている。一対のガイドレールは上記コイルの配列方向、つまりスライダの移動方向に並設されている。これらのガイドレールに沿ってスライダが可動自在に設けられている。さらにスライダにリニアモータの可動子が取り付けられている。可動子は永久磁石を備えており、コイルへの通電により発生する磁気的な推進力を受ける。これによって、スライダは移動される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１８／０５５７０９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

リニアモータではコイルへの通電により熱が発生する。当該通電によりスライダを移動方向に移動させる場合には、スライダの位置は連続的に変化し、固定子を構成するコイルは均一に発熱する。しかしながら、一定の推進力を与えてスライダを所定位置に保持するホールド動作や加減速を周期的に行う動作などを実行する場合、複数のコイルのうち特定相のコイルに負荷がかかる。その結果、他の相との間で大きな発熱差が生じてリニアモータのピーク温度を上昇させてしまう。このピーク温度の上昇はリニアモータに流せる電流量を制限する主要因のひとつとなり、モータ推力が低下する虞がある。

【0005】

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、いわゆるムービングマグネット型のリニアモータにおいてピーク温度を低下させてモータ推力を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、第１方向に互いに離間しながら配列された複数のコイルを有する固定子と、固定子に沿って第１方向に移動可能に設けられた可動子と、を備え、コイルへの通電により発生する磁気的な推進力により可動子を第１方向に移動させるリニアモータであって、複数のコイルにまたがって第１方向に延びていると共に第１接合部材により固定子に接合される熱伝導部材を備え、熱伝導部材は、第１接合部材よりも高い熱伝導率を有する非磁性金属板で構成された第１熱分散部位を有し、通電により複数のコイルのうちの一部のコイルで発生する熱を熱伝導部材の第１熱分散部位を介して他のコイルに熱伝導して分散させることを特徴としている。

【0007】

また、本発明の他の態様は、リニアコンベアであって、第１方向に延設されたベースと、ベースの一方主面の上に設けられる上記リニアモータと、第１方向に延設され、ベースの一方主面の上にリニアモータの固定子と並行して設けられるガイドと、リニアモータの可動子と接続された状態でガイドに沿って第１方向に移動自在に設けられるスライダと、を備え、コイルへの通電による可動子の移動によりスライダを第１方向に移動させることを特徴としている。

【0008】

このように構成された発明では、固定子のコイルへの通電により固定子と可動子との間で磁気的な推進力が発生し、これによって可動子が第１方向に移動する。通電状況によっては、複数のコイルのうちの一部のコイルで大量の熱が発生することがあるが、当該熱は熱伝導部材を介して他のコイルに熱伝導される。その結果、上記コイルで発生した熱が分散され、リニアモータのピーク温度は低下する。

【0009】

ここで、第１接合部材は、複数のコイルと熱伝導部材との間に介在して複数のコイルに対して熱伝導部材を接合するが、その厚みを熱伝導部材よりも薄くするのが好適である。これによって、コイルで発生した熱は速やかに第１接合部材を経由して熱伝導部材に伝導されて熱の分散効率を高めることができる。その結果、リニアモータのピーク温度をさらに効果的に低下させることができる。

【0010】

また、可動子が第１方向に配列された永久磁石を有し、固定子が永久磁石と磁気的空隙を介して対向する対向部を有するとき、熱伝導部材の第１熱分散部位を非磁性材料で構成すると共に対向部と永久磁石との間に位置させてもよい。この場合、磁気的な推進力に悪影響を与えることなく、固定子のコイルで発生した熱を第１熱分散部位を介して熱分散することができる。

【0011】

また、固定子が永久磁石と対向しない非対向部をさらに有するときには、熱伝導部材の第２熱分散部位で非対向部を覆ってもよい。これにより上記コイルで発生した熱を上記第１熱分散部位だけでなく、第２熱分散部位を介して熱分散することができる。その結果、リニアモータのピーク温度をさらに効果的に低下させることができる。

【0012】

また、固定子を安定して固定するために、第１方向と直交する第２方向において固定子を一方側から保持する固定子保持部を設けてもよい。そして、第２方向において固定子を他方側から覆うように熱伝導部材を設けることで固定子のコイルで発生した熱の分散経路が広がり、効率的に熱分散することができる。

【0013】

また、固定子を第２接合部材により固定子保持部に接合することで、固定子をさらに安定して固定することができる。しかも、第２接合部材よりも高い熱伝導率を有する材料で固定子保持部を構成することで、コイルから発生した熱は上記熱伝導部材だけでなく、固定子保持部を介しても他のコイルに熱伝導される。その結果、リニアモータのピーク温度をさらに低下させることができる。

【0014】

なお、第２接合部材は、複数のコイルと固定子保持部との間に介在して複数のコイルを固定子保持部に固定させるが、その厚みを固定子保持部よりも薄くするのが好適である。これによって、コイルで発生した熱のうち第２接合部材に伝導される熱は速やかに固定子保持部に伝導される。したがって、熱の分散効率を高め、リニアモータのピーク温度をさらに効果的に低下させることができる。

【発明の効果】

【0015】

上記したように、本発明によれば、いわゆるムービングマグネット型のリニアモータにおいてピーク温度を低下させてモータ推力の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係るリニアモータの第１実施形態を装備する搬送装置の一例の全体構成を示す図である。

【図2】リニアモジュールおよびスライダの構成を示す斜視図である。

【図3】図２に示すリニアモジュールおよびスライダの断面図である。

【図4】固定子に熱分散カバーを装着した固定子構造体の構成を示す部分切欠斜視図である。

【図5A】固定子構造体の組立断面図である。

【図5B】組立後の固定子構造体の断面図である。

【図6】本発明に係るリニアモータの第２実施形態におけるカバー部材の構成を示す図である。

【図7】本発明に係るリニアモータの第３実施形態における固定子構造体の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１は、本発明に係るリニアモータの第１実施形態を装備する搬送装置の一例の全体構成を示す図である。この搬送装置１００は、水平面内で搬送対象物を循環搬送する装置である。以後の説明のために、図１に示すようにＸＹＺ座標軸を設定する。ここでＸＹ平面が水平面であり、Ｘ方向が左右方向（＋Ｘが左、－Ｘが右）、Ｙ方向が前後方向（＋Ｙが前、－Ｙが後）、Ｚ方向が上下方向（＋Ｚが上、－Ｚが下）に各々相当する。また、同図においては、後で説明するリニアモジュールのカバー部材の一部を切り欠いて図示すると共に、当該リニアモジュールに設けられるガイドレールとモータ固定子とを区別して明示するために、ガイドレールにハッチングを付す一方、モータ固定子にドットを付している。

【0018】

搬送装置１００は、架台１と、一対の直線搬送部２Ａ、２Ｂと、方向転換部２Ｃ、２Ｄと、複数のスライダ３とを備えている。直線搬送部２Ａは、架台１の＋Ｙ側に設けられている。直線搬送部２Ｂは、架台１上において直線搬送部２Ａと平行に－Ｙ側に配置されている。これら直線搬送部２Ａ、２Ｂは、固定子２３（図２）を装備するリニアモジュール２０ａを複数個（図１では４個）Ｘ方向に配列してなる。図２を併せて参照する。図２は、リニアモジュールおよびスライダの構成を示す斜視図である。なお、図２においては、リニアモジュールの内部構造を明らかとするために、カバー部材（図３中の符号２６）を省略して図示している。リニアモジュール２０ａは、それぞれ架台１に固定されている。

【0019】

図３を併せて参照する。図３は、図２に示すリニアモジュールおよびスライダの断面図である。複数のスライダ３は、直線搬送部２Ａ、２Ｂに対してＸ方向に移動自在に設けられている。各スライダ３には可動子５が接続されている。搬送装置１００全体を制御する制御部９は、固定子２３のコイルへの通電により磁気的な推進力を可動子５に発生させ、スライダ３をＸ方向に移動させる。このようにスライダ３に接続された可動子５とリニアモジュール２０ａの組み合わせが本発明の「リニアコンベア」の一例に相当するが、その構成および動作については後で詳述する。

【0020】

図１に示すように、方向転換部２Ｃは、直線搬送部２Ａ、２Ｂの＋Ｘ側（同図の左側）の側端部に対応して設けられている。方向転換部２Ｃは、リニアモジュール２０ｂと、Ｙ方向に延設された一対のガイドレール２０ｃと、リニアモジュール２０ｂをＹ方向に駆動するアクチュエータ２０ｄとを有している。リニアモジュール２０ｂは、Ｙ方向に移動自在となっている点で固定配置されたリニアモジュール２０ａと相違するものの、リニアモジュール２０ａと同一の構成を有している。アクチュエータ２０ｄは、例えばＹ方向に平行なボールネジを備えた単軸ロボットである。このアクチュエータ２０ｄのボールネジのナットにリニアモジュール２０ｂが取り付けられている。そして、アクチュエータ２０ｄは、制御部９からの指令に応じて、ガイドレール２０ｃに沿ってリニアモジュール２０ｂを駆動する。例えば図１に示すように、アクチュエータ２０ｄによりリニアモジュール２０ｂが－Ｙ方向側の端部側に移動されて位置決めされると、直線搬送部２Ｂのリニアモジュール２０ａと一列に並ぶ。これによって、方向転換部２Ｃと直線搬送部２Ｂとの間でのスライダ３の移動が可能となる。一方、図１への図示を省略しているが、アクチュエータ２０ｄによりリニアモジュール２０ｂが＋Ｙ方向側の端部側に移動されて位置決めされることで、方向転換部２Ｄと直線搬送部２Ａとの間でのスライダ３の移動が可能となる。したがって、方向転換部２Ｄを経由することで、スライダ３は、直線搬送部２Ａから直線搬送部２Ｂへの移動ならびに直線搬送部２Ｂから直線搬送部２Ａへの移動が可能である。

【0021】

方向転換部２Ｄは、直線搬送部２Ａ、２Ｂの－Ｘ側（同図の右側）の側端部に対応して設けられている。方向転換部２Ｄの構成は方向転換部２Ｃと同一である。このため、スライダ３は、－Ｘ側での直線搬送部２Ａから直線搬送部２Ｂへの移動ならびに直線搬送部２Ｂから直線搬送部２Ａへの移動が可能である。

【0022】

このように図１に示す搬送装置１００では、スライダ３は、制御部９から固定子２３（図２）への通電により直線搬送部２Ａ、方向転換部２Ｃ、直線搬送部２Ｂおよび方向転換部２Ｄの経路、あるいはその逆の経路で循環移動可能となっている。

【0023】

図１には、リニアモジュール２０ａおよびリニアモジュール２０ｂが示されている。これらリニアモジュール２０ａ、２０ｂは、ともに同一構成を有している。このため、ここではリニアモジュール２０ａについてのみ説明する。

【0024】

図２に示すように、リニアモジュール２０ａは、ベース２１と、ガイドレール２２ａ、２２ｂと、固定子２３と、位置センサ２４と、磁気遮蔽板２５と、カバー部材２６（図３）とを備えている。ベース２１は、例えば、アルミニウム及び／又はオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料からなるフレームであり、スライダ３の移動方向であるＸ方向に延設されている。ベース２１は架台１（図１）の上面に固定されている。このベース２１の上面（レール２１の幅方向の両端）には、Ｘ方向に延びる一対のレール台座部位２１ａ、２１ｂがそれぞれ設けられている。また、レール台座部位２１ａ、２１ｂの間に、ベース２１の上面から仕切り部位２１ｃが立設されている。なお、仕切り部位２１ｃもレール台座部位２１ａ、２１ｂと同様にＸ方向に延設されている。

【0025】

レール台座部位２１ａ、２１ｂには、Ｘ方向に延びるガイドレール２２ａ、２２ｂがそれぞれ敷設されている。固定子２３は、－Ｙ方向側のガイドレール２２ｂと仕切り部位２１ｃとの間に位置している。なお、固定子２３の構成については後で詳述する。

【0026】

仕切り部位２１ｃの＋Ｙ方向側の側面には、リニアスケールの位置センサ２４が取り付けられている。位置センサ２４は、スライダ３に取り付けられた磁気スケール（図３中の符号３４）を介してスライダ３の位置を検出する。また、仕切り部位２１ｃの－Ｙ方向側には、図２および図３に示すように、磁気遮蔽板２５が配設されている。このため、固定子２３および可動子５（図３）で発生する磁気が磁気遮蔽板２５により遮蔽され、リニアスケールおよび位置センサ２４に及ぶのを効果的に防止することが可能となっている。その結果、リニアスケールおよび位置センサ２４によりスライダ３の位置を高精度に測定することができる。なお、磁気遮蔽板２５の上部は、仕切り部位２１ｃの上部より上方に位置している。

【0027】

仕切り部位２１ｃの上部には、図３に示すようにカバー部材２６が取り付けられている。このカバー部材２６は、ＹＺ断面においてコ字形状（略C字形状）を呈し、ベース２１に設けられた各部（一対のガイドレール２２ａ、２２ｂ、固定子２３、位置センサ２４および磁気遮蔽板２５）を上方および側方から覆っている。このカバー部材２６により、リニアモジュール２０ａへの汚染物や異物の進入を防止することが可能となっている。

【0028】

次に、スライダ３の構成について説明する。スライダ３は、スライダフレーム３１およびガイドブロック３２ａ、３２ｂを有している。スライダフレーム３１は、アルミニウム等の金属ブロックからなり、搬送対象物の載置部となる上面を有している。また、スライダフレーム３１には、カバー部材２６に対応して開けられた切欠部が設けられている。これにより、スライダフレーム３１は、カバー部材２６との干渉を回避しつつ、リニアモジュール２０ａ、２０ｂのベース２１に対してＸ方向端部から嵌め込み可能となっている。ガイドブロック３２ａ、３２ｂはそれぞれガイドレール２２ａ、２２ｂに係合されている。各ガイドブロック３２ａ、３２ｂは、ガイドレール２２ａ、２２ｂとの相対的な移動により回転するベアリング（図示省略）を備え、ガイドレール２２ａ、２２ｂに沿ってＸ方向に移動する。また、これらのガイドブロック３２ａ、３２ｂは、一対のガイドレール２２ａ、２２ｂにそれぞれ対向する位置において、スライダフレーム３１の下面に取り付けられている。より詳しくは、図３に示すように、スライダフレーム３１では、＋Ｙ方向側の下板３１１ａの下面にガイドブロック３２ａが取り付けられると共に－Ｙ方向側の下板３１１ｂの下面にガイドブロック３２ｂが取り付けられている。

【0029】

また、下板３１１ａの－Ｙ方向側の端部には、図３に示すように、支持ブラケット３３が下方に向けて垂設され、仕切り部位２１ｃの＋Ｙ方向側の側面と対向している。そして、支持ブラケット３３の－Ｙ方向側の側面には、磁気スケール３４が取り付けられている。磁気スケール３４は、位置センサ２４に対向している。このような位置センサ２４および磁気スケール３４は、スライダ３の位置を検出するリニアスケールとして機能する。これにより、Ｘ方向におけるスライダ３の位置情報が制御部９に入力される。制御部９は、入力された位置情報に基づき固定子２３への通電を制御する。制御部９により固定子２３への通電が制御されると、固定子２３への通電、および、スライダ３に取り付けられた可動子５の永久磁石の磁束の相互作用により、可動子５には磁気的な推進力が発生する。これにより、スライダ３を目標位置に移動させることができる。

【0030】

スライダフレーム３１の下板３１１ｂには可動子５が取り付けられている。可動子５の構成は特許文献１に記載されたものと同一であるため、ここでは主要構成について説明し、その他の構成については説明を省略する。可動子５は、Ｘ方向に配列された複数の永久磁石５１（図３の点線）と、これら永久磁石５１を保持するバックヨーク５２とを備えている。バックヨーク５２は、永久磁石５１を保持すると共に磁路を形成する機能を有している。バックヨーク５２は、図３に示すように、下方に向けて開口する門型構造を有している。そして、固定子２３は、当該門型構造を形成する一対の側板間に入り込んでいる。複数の永久磁石５１は、バックヨーク５２の一対の側板（固定子２３との対向面）の各々において、Ｎ極とＳ極とが交互に配列されている。可動子５は、固定子２３から直上に離間した状態でスライダフレーム３１に取り付けられている。可動子５は、－Ｙ方向側の下板３１１ｂの＋Ｙ方向側の側面に取り付けられている。

【0031】

次に、固定子２３および熱分散カバー６について、その構成および動作の説明をする。図３に示すように、可動子５および固定子２３は、熱分散カバー６と共にリニアモータＬＭを構成している。図４および図５を参照する。図４は、固定子に熱分散カバーを装着した固定子構造体の構成を示す部分切欠斜視図である。また、図５Ａは固定子構造体の組立断面図であり、図５Ｂは組立後の固定子構造体の断面図である。固定子２３は、ホルダ２３１と、コア２３２ａが貫通したボビン２３２ｂにコイル２３２ｃを巻回した複数個（本実施形態では６個）の単位電磁石２３２とを有している。ホルダ２３１はアルミニウムなどの非磁性材料で構成されている。

【0032】

ホルダ２３１は、ベース２１（図２）に当接するベース部位２３１ｃと、ベース部位２３１ｃの＋Ｙ方向の端部側から立ち上がる支持部位２３１ａと、－Ｙ方向の端部側から立ち上がる支持部位２３１ｂとを有している。支持部位２３１ａ、２３１ｂはいずれもＸ方向に延設されている。また、Ｙ方向における支持部位２３１ａと支持部位２３１ｂとの間隔は、固定子２３の単位電磁石２３２と同じあるいは若干広い。このため、支持部位２３１ａ、２３１ｂとベース部位２３１ｃとで囲まれた保持空間２３１ｄ（図５Ａ）に対し、複数の単位電磁石２３２をＸ方向に一列に配列しながらホルダ２３１に嵌入可能となっている。

【0033】

各リニアモジュール２０ａにおける単位電磁石２３２の個数は任意である。例えば、各リニアモジュール２０ａにおける単位電磁石２３２の数は、２つ以上であってもよいし、３つ以上であってもよい。図５Ａおよび図５Ｂには、Ｕ相コイル２３２ｃ、Ｖ相コイル２３２ｃおよびＷ相コイル２３２ｃの単位電磁石２３２が示されている。本実施形態の固定子２３は、Ｕ相コイル２３２ｃ、Ｖ相コイル２３２ｃおよびＷ相コイル２３２ｃをそれぞれ２つ有している。なお、Ｕ相コイル２３２ｃ、Ｖ相コイル２３２ｃ、Ｗ相コイル２３２ｃ、Ｕ相コイル２３２ｃ、Ｖ相コイル２３２ｃおよびＷ相コイル２３２ｃは、この順序でＸ方向に配列されている。

【0034】

これら複数の単位電磁石２３２のホルダ２３１への組み付けは、エポキシ樹脂などの接合部材７２をホルダ２３１の保持空間２３１ｄに充填させ、上記配列状態で６個の単位電磁石２３２を保持空間２３１ｄに嵌め込むことにより行われる。これによって６個の単位電磁石２３２がホルダ２３１に保持される。また、単位電磁石２３２を強固に固定するために、エポキシ樹脂などを単位電磁石２３２の上部に塗布することもある。

【0035】

ここまで説明した固定子２３の構成は、特許文献１に記載された固定子と同一である。しかしながら、本実施形態では、次のような技術的理由から６個の単位電磁石２３２を上方から覆う熱分散カバー６が設けられている。以下、順を追って熱分散カバー６の説明をする。

【0036】

ところで、リニアモジュール２０ａにおいては、Ｕ相コイル２３２ｃ、Ｖ相コイル２３２ｃおよびＷ相コイル２３２ｃのうちの特定相コイル２３２ｃへの通電により特定相コイル２３２ｃに磁束を生じさせ、可動子５の永久磁石５１の磁束との相互作用により可動子５に磁気的な推進力を発生させる。これにより、スライダ３はＸ方向に移動する。ここで、スライダ３の位置を連続的に変化させる場合、６個のコイル２３２ｃは均一に発熱する。しかしながら、６個のコイル２３２ｃの一部、例えばＶ相コイル２３２ｃに通電し続けてスライダ３をホールドする場合、Ｖ相コイル２３２ｃの電流負荷が大きくなり、Ｖ相コイル２３２ｃに多量の熱が発生する。その結果、Ｖ相コイル２３２ｃとその他のコイル２３２ｃとの発熱差が大きくなる。

【0037】

ここで、本実施形態では、非磁性材料で構成された熱分散カバー６が追加されている。熱分散カバー６は、複数の単位電磁石２３２（複数のコイル２３２ｃ）が配列された方向に沿って（またがって）延びていると共に、接合部材７１により複数の単位電磁石２３２に接合されている。このため、当該熱分散カバー６によりＶ相コイル２３２ｃで発生した熱が他のコイル２３２ｃに分散され、Ｖ相コイル２３２ｃの温度低下が図られる。上記熱分散カバー６のＸ方向の長さは、任意に設定できる。例えば、熱分散カバー６は、リニアモジュール２０ａの一端(＋Ｘ側の端部)からリニアモジュール２０ａの他端（－Ｘ側の端部）まで延びていてもよいし、リニアモジュール２０ａの一端(＋Ｘ側の端部)からリニアモジュール２０ａの他端（－Ｘ側の端部）まで延びていなくてもよい。更に、固定子２３と熱分散カバー６とを接合している接合部材７１は、熱分散カバー６の下面の全体に密着していてもよいし、熱分散カバー６の下面の全体に密着していなくてもよい。接合部材７１における固定子２３への密着についても同じである。

【0038】

図５Ａに示すように、接合部材７１は、ホルダ２３１に保持された単位電磁石２３２の上面に塗布される。接合部材７１としては、例えば、エポキシ樹脂を挙げることができる。接合部材７１が塗布された後、例えばオーステナイト系ステンレス鋼板をコ字状に折り曲げた熱分散カバー６が単位電磁石２３２の上面を上方から覆うように配置される。このように加工された熱分散カバー６では、図４に示すように、ステンレス鋼板の中央部が固定子２３の頂部２３４と対向すると共に天井側熱分散部位６３として機能する。また、熱分散カバー６は、天井側熱分散部位６３の＋Ｙ方向側部位を下方に９０゜折り曲げられていることで＋Ｙ方向側の永久磁石５１（図３）と対向する＋Ｙ側熱分散部位６１が形成される。さらに、熱分散カバー６は、天井側熱分散部位６３の－Ｙ方向側部位を下方に９０゜折り曲げられていることで－Ｙ方向側の永久磁石５１と対向する－Ｙ側熱分散部位６２が形成される。

【0039】

一部繰り返しになるが、熱分散カバー６は、天井側熱分散部位６３を固定子２３に対向させた状態で下方（－Ｚ方向）に移動させられ、＋Ｙ側熱分散部位６１および－Ｙ側熱分散部位６２の下方端面をそれぞれ支持部位２３１ａ、２３１ｂの上方端面に当接される。これにより、固定子２３は、コア２３２ａのＹ方向端面が永久磁石５１に対向露出しつつ、その側面が熱分散カバー６およびホルダ２３１に取り囲まれる。なお、固定子２３は、接合部材７１を介して熱分散カバー６と接合される。

【0040】

以上のように、本実施形態によれば、特定相のコイル２３２ｃで発生する熱は、オーステナイト系ステンレス鋼などの高熱伝導率材料で構成された熱分散カバー６を介して他のコイル２３２ｃやホルダ２３１などに熱伝導される。これにより、特定相のコイル２３２Cで発生した熱が分散される。即ち、一部のコイルで発生した熱を他のコイルに分散させることができる。結果、リニアモータＬＭのピーク温度を低下させることができる。また、上記熱分散と並行して熱分散カバー６による放熱が実行される。更に、図４のように、複数の単位電磁石２３２の一端から他端に亘って熱伝導部材２３が接合されていることにより、特定相のコイル２３２ｃに生じた熱を容易に固定子２３全体へと分散することもできる。

【0041】

ここで、特許文献１に記載の装置において固定子の機械的強度を高めるという別の目的でコイルなどにエポキシ樹脂などの樹脂材料を塗布することがあり、このような従来技術においても樹脂材料により熱分散はある程度期待できる。しかしながら、例えば、常温におけるエポキシ樹脂の熱伝導率は、約０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度と低い。このため、特許文献１の装置においては、リニアモータのピーク温度を効果的に低減することは困難である。これに対し、本実施形態では、常温で約１．６７Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有するオーステナイト系ステンレス鋼で構成した熱分散カバー６がリニアモータＬＭに追加装備されている。したがって、上記した従来技術（コイルに対して強度補強用の樹脂材料を塗布したリニアモータ）と比べ、本実施形態に係るリニアモータＬＭのピーク温度は低下する。その結果、固定子２３のコイル２３２ｃに流せる電流量が増加し、リニアモータＬＭのモータ推力を向上させることができる。

【0042】

ところで、上記実施形態においては、Ｖ相コイル２３２ｃに多量の熱が発生する場合について説明した。上記実施形態においては、Ｖ相コイル２３２ｃが本発明の「一部のコイル」の一例に相当し、Ｕ相コイル２３２ｃやＷ相コイル２３２ｃが本発明の「他のコイル」の一例に相当している。しかしながら、必ずしもＶ相コイル２３２ｃが一部のコイルに相当し、Ｕ相コイル２３２ｃやＷ相コイル２３２ｃが他のコイルに相当する必要はない。即ち、Ｕ相コイル２３２ｃ及び／又はＷ相コイル２３２ｃが「一部のコイル」に相当し、それ以外が「他のコイル」に相当してもよい。このように、Ｕ相コイル２３２ｃ及び／又はＷ相コイル２３２ｃが集中的に発熱する場合も、熱分散カバー６を追加設置したことで他のコイル２３２ｃへの熱分散により温度低下を図ることができる。

【0043】

また、本実施形態においては、特定相のコイル２３２ｃで発生した熱を熱分散カバー６により他の相コイル２３２ｃに熱伝導するために、図５Ｂに示すように、熱分散カバー６の肉厚Ｔ６を厚くする一方、接合部材７１の厚みＴ７１を低減することが望ましい。この点を考慮して熱分散カバー６の肉厚Ｔ６を１．０ｍｍに設定する一方で、Ｚ方向における接合部材７１の厚みＴ７１を０．５ｍｍ程度に設定している。

【0044】

また、本実施形態においては、特定相のコイル２３２ｃで発生した熱はホルダ２３１により他の相コイル２３２ｃに熱伝導して分散されるため、図５Ｂに示すように、ホルダ２３１のベース部位２３１ｃの肉厚Ｔｃを厚くする一方、接合部材７２の厚みＴ７２を低減すること望ましい。この点を考慮してベース部位２３１ｃの肉厚Ｔｃを５．０ｍｍに設定する一方で、Ｚ方向における接合部材７２の厚みＴ７２を０．３ｍｍ程度に設定している。

【0045】

図３に示すように、互いにＺ方向に延びる仕切り部位２１ｃおよび支持ブラケット３３には、位置センサ２４および磁気スケール３４が設けられている。これら位置センサ２４および磁気スケール３４によりリニアスケールが構成される。このリニアスケールは、位置センサ２４および磁気スケール３４それぞれの厚み方向が水平方向と一致している。このため、位置センサおよび磁気スケールの厚さ方向が鉛直方向と一致する特許文献１の装置に比べて、リニアモジュール２０ａ、２０ｂおよびスライダ３を幅方向においてスリム化できる。その結果、リニアコンベア（＝直線搬送部２Ａ、２Ｂ＋スライダ）ならびに搬送装置１００の小型化を図ることができる。

【0046】

上記したように、第１実施形態では、Ｘ方向が本発明の「第１方向」に相当している。また、熱分散カバー６が本発明の「熱伝導部材」の一例に相当している。また、接合部材７１、７２がそれぞれ本発明の「第１接合部材」および「第２接合部材」の一例に相当している。また、バックヨーク５２と固定子２３との隙間が本発明の「磁気的空隙」の一例に相当している。また、固定子２３のうちコア２３２ａが露出している部位２３３（図４）および頂部２３４（図４）がそれぞれ本発明の「対向部」および「非対向部」の一例に相当している。また、（＋Ｚ）方向側および（－Ｚ）方向側はそれぞれ本発明の「他方側」および「一方側」に相当し、ホルダ２３１が本発明の「固定子保持部」の一例に相当している。また、ベース２１の上面が本発明の「ベースの一方主面」の一例に相当している。また、ガイドレール２２ａ、２２ｂが本発明の「ガイド」の一例に相当している。

【0047】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記第１実施形態では、熱分散カバー６全体を非磁性材料で構成している。これは固定子２３と永久磁石５１との間で発生する磁気に悪影響が及ぶのを防止するためである。したがって、例えば図６に示すように、熱分散カバー６のうち永久磁石５１と対向しない天井側熱分散部位６３（同図においてドットを付している部位）については、非磁性および磁性を問わず、＋Ｙ側熱分散部位６１および－Ｙ側熱分散部位６２と異なる熱伝導部材で構成してもよい（第２実施形態）。この第２実施形態では、＋Ｙ側熱分散部位６１および－Ｙ側熱分散部位６２が本発明の「第１熱分散部位」の一例に相当し、天井側熱分散部位６３が本発明の「第２熱分散部位」の一例に相当している。

【0048】

更に、第１実施形態および第２実施形態において、熱分散カバー６がコ字形状（略Ｃ字形状）を呈している例について説明した。しかしながら、熱分散カバー６の形状は、必ずしもコ字形状である必要はない。１つの例として、熱分散カバー６は、Ｘ方向を長手とする平板形状を呈してもよい。つまり、平板形状を呈する熱分散カバー６が固定子２３の上面に接合されていてもよい。

【0049】

また、第１実施形態や第２実施形態において、接合部材７１により固定子２３に接合された熱分散カバー６の露出表面の少なくとも一部に複数のフィン（図示省略）を設けてもよい。これにより露出面積が増加し、放熱効率を向上させることができる。その結果、リニアモータＬＭのピーク温度をさらに低下させることができ、リニアモータＬＭのモータ推力をさらに向上させることができる。

【0050】

また、上記実施形態では、熱分散カバー６を露出させた状態で固定子２３に接合しているが、例えば図７に示すように熱分散カバー６の一部あるいは全部が接合部材７１に埋設されるように構成してもよい（第３実施形態）。

【0051】

また、上記実施形態では、非磁性材料としてアルミニウムやオーステナイト系ステンレス鋼を例示している。しかしながら、非磁性材料は、例えば、黄銅、マグネシウム合金、高マンガン鋼、チタン、チタン合金、高ニッケル合金、銅合金などであってもよい。なお、本明細書でいう「非磁性材料」とは、磁界分布を乱さないことでモータ推力への影響を与えることなく、しかも材料中に渦電流が発生し難い材料を意味しており、磁場中での磁化のしやすさの尺度である比透磁率μ／μ0の値が1.02以下の材料を意味している。

【0052】

また、上記実施形態では、接合部材７１、７２としてエポキシ樹脂を用いている。しかしながら、接合部材７１、７２は、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂およびウレタン樹脂などの合成樹脂であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0053】

この発明は、ムービングマグネット型のリニアモータ全般および当該リニアモータを駆動源とするリニアコンベア全般に適用することができる。

【符号の説明】

【0054】

３…スライダ
５…可動子
６…熱分散カバー
２０ａ，２０ｂ…リニアモジュール
２２ａ，２２ｂ…ガイドレール
２３…固定子
５１…永久磁石
５２…バックヨーク
６１，６２…熱分散部位（第１熱分散部位）
６３…熱分散部位（第２熱分散部位）
７１…（第１）接合部材
７２…（第２）接合部材
２３１…ホルダ（固定子保持部）
２３２…単位電磁石
２３２ａ…コア
２３２ｃ…コイル
ＬＭ…リニアモータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】