直线电机的制作方法

直线电机的制作方法
【技术领域】 本发明涉及直线电机。
【背景技术】 具备动子（可動子）的线圈的冷却结构的直线电机的动子，安装在载物台等可动对象 物上。动子（电枢）具有线圈，伴随直线电机的运转，线圈的温度上升。 因此，如果在可动对象物上直接安装动子，则伴随线圈的温度上升，可动对象物发生热 膨胀。如果可动对象物发生热膨胀，则负荷会施加到用于引导可动对象物的直线运动的直 线导轨上。因此，使所述直线导轨的寿命降低。 以往，为了抑制向可动对象物传递热量，在可动对象物与动子之间间隔设置有导热系 数低的材质的间隔件。这样，采用用于间接地安装动子的结构。 与作为用于将动子间接地安装在可动对象物上的结构关联的技术，例如公开有一种直 线电机，将顶板通过连接棒和绝热材料固定在动子的上部，由此具有形成在动子的上部和 顶板的下部之间的通风通道（参照日本专利公开公报特开2013-212024号）。 以往的通过包括导热系数低的构件的间隔件将动子安装在可动对象物上的结构，能够 抑制可动对象物的温度上升。可是，难以降低线圈的温度上升。 通过采用日本专利公开公报特开2013-212024号公开的结构，谋求抑制绝热材料向顶 板（可动对象物）传递热量、以及使通风通道对动子的线圈进行冷却。 可是，如果不设置风扇等送风装置，就不能充分发挥通风通道的冷却功能。如果具备送 风装置，则又难以实现直线电机的小型化和轻量化。进而送风装置会导致可动对象物的大 型化和重量增加。因此，送风装置成为连续运转特性降低的要因。

【发明内容】
本发明的目的是提供一种直线电机，其具有简单的结构，能够抑制可动对象物的温度 上升，而且能够降低动子的线圈的温度上升。 为了达到所述的目的，本发明提供一种直线电机，其包括：定子；动子，用于使可动对 象物沿所述定子直线运动；以及多构件组合间隔件，间隔设置在所述动子与所述可动对象 物之间，所述定子包括多个永磁体，所述动子包括以与所述永磁体相对的方式配置的多个 线圈，所述多构件组合间隔件包括导热系数不同的两种以上的构件。 本发明的实施方式的直线电机，包括间隔设置在可动对象物与动子之间的多构件组合 间隔件，所述多构件组合间隔件包括导热系数不同的两种以上的构件。间隔件所包括的两 种以上的构件，具有彼此不同的导热系数。由此，用于调整动子的线圈与可动对象物之间的 热阻的参数的数量增加。 通过使热阻参数的数量增加，能够求出线圈与可动对象物之间的热阻的最佳值。即，从 线圈向可动对象物传导的热量的调整幅度增大。由此，使可动对象物的温度上升满足要求 规格。此外，也减小了动子线圈的温度上升。 因此，本发明的实施方式的直线电机具有简单的结构，能够抑制可动对象物的温度上 升，而且能够降低动子的线圈的温度上升。
【附图说明】 图1是第一实施方式的直线电机的一个例子的主示意图。 图2是第一实施方式的直线电机的一个例子的侧截面示意图。 图3是第一实施方式的直线电机的另一个例子的主示意图。 图4是第一实施方式的直线电机的另一个例子的侧截面示意图。 图5是单个间隔件的尺寸、材质和导热系数的说明图。 图6是改变单个间隔件的材质时的、以往的直线电机的温度变化的说明图。 图7是包括间隔设置的以往的单个间隔件的直线电机的主示意图。 图8是间隔设置在电枢和载物台之间的、包括导热系数不同的两个间隔件的第一实施 方式的直线电机的温度变化的说明图。 图9是间隔件从间隔件No. 1 (单个构件）变更为间隔件No. 2 (单个构件）时的温度变 化的说明图。 图10是间隔件从间隔件No. 1 (单个构件）变更为间隔件No. 3 (单个构件）时的温度 变化的说明图。 图11是间隔件从间隔件No. 1 (单个构件）变更为间隔件No. 4(两个构件）时的温度 变化的说明图。 图12是间隔件从间隔件No. 1 (单个构件）变更为间隔件No. 5 (三个构件）时的温度 变化的说明图。 图13是第一实施方式的直线电机所包括的多构件组合间隔件的说明图。 图14是包括多构件组合间隔件的、第一实施方式的直线电机的温度变化的说明图。 图15是第二实施方式的直线电机的主示意图。图16是第二实施方式的直线电机的侧 截面示意图。图17是包括形状和导热系数不同的构件的多构件组合间隔件No. 6的说明图。 图18是包括间隔件No. 6的第二实施方式的直线电机的温度上升变化的说明图，所述 间隔件No. 6包括形状和导热系数不同的构件。
【具体实施方式】 在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的理解， 提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更多的 实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。 下面参照【附图说明】第一实施方式和第二实施方式的直线电机。 第一实施方式和第二实施方式的直线电机，包括间隔设置在可动对象物与动子之间的 多构件组合间隔件，所述多构件组合间隔件包括导热系数不同的两种以上的构件。用于调 整所述直线电机的动子的线圈与可动对象物之间的热阻的参数的数量增加。其结果，可以 求出线圈与可动对象物之间的热阻的最佳值。从线圈向可动对象物传导的热量的调整幅度 增大。 因此，按照第一实施方式和第二实施方式的直线电机，能够实现下述的直线电机，该直 线电机具有简单的结构，能够抑制可动对象物的温度上升，而且能够降低动子的线圈的温 度上升。 第一实施方式 直线电机的结构 首先，参照图1和图2,说明第一实施方式的直线电机的结构。图1是第一实施方式的 直线电机的一个例子的主示意图。图2是第一实施方式的直线电机的一个例子的侧截面示 意图。图3是第一实施方式的直线电机的另一个例子的主示意图。图4是第一实施方式的 直线电机的另一个例子的侧截面示意图。 如图1至图4所不，第一实施方式的直线电机100包括励磁部1和电枢2。 励磁部1具有磁轭10和永磁体20。励磁部1作为定子发挥作用。 磁轭10为板状的磁性金属构件。磁轭10固定在基座11上，基座11沿直线电机100 的可动方向铺设。 磁轭10具有封闭从励磁部1朝向基座11侧的磁力线的功能。由此，使永磁体20的电 磁感应效果成为最大。作为磁轭10的构成材料，可以例举SC材料等铁系的磁性体。可是， 所述构成材料不限于例示的材料。 多个永磁体20沿磁轭10的长边方向（直线电机100的可动方向）配设在该磁轭10 上。多个永磁体20以相邻的永磁体20和永磁体20的表面极性彼此不同的方式，隔开规定 的空间配置（N，S，N，S，……）。 电枢2具有铁心30和线圈40。电枢2作为动子发挥作用。 铁心30是形成电枢2的主体的构件。在铁心30的下部，朝向永磁体20突出设置有多 个齿31。即，齿31的基端侧由铁心30连接。 齿31是划分形成槽32的构件，槽32作为收容线圈40的空间。即，电枢2具有隔着齿 31在长边方向上排列配置的多个凹状的槽32。 各槽32的上部被铁心30封闭。各槽32的下部开口。槽32的数量与线圈40的数量 对应。 铁心30和齿31例如由电磁钢板构成。齿31为磁性体。因此，所述齿面与励磁部1的 磁体面的间隙为磁隙Xg。 在长边方向两端的齿31上可以形成锥台形部（亍一5部）33,所述锥台形部33用于在 直线运动时减小齿槽效应（3年y夕）（因励磁部1与齿31之间的磁通变化造成的振动）。 线圈40以覆盖间隔一个（一〇置§)的齿31的周围的方式缠绕。线圈40隔着机械 间隙Xm与励磁部1的永磁体20相对。 作为可动对象物的载物台60,通过例如后述的多构件组合间隔件50固定在铁心30上。 通过板状的多构件组合间隔件50,例如通过将螺栓（未图示）与埋设于铁心30的上侧的面 的螺母（未图示）进行螺纹连接，对载物台60进行固定。 因此，在多构件组合间隔件 50上形成有用于贯通螺栓的贯通孔（未图示）。载物台60 向电枢2和多构件组合间隔件50固定的固定结构为例示的结构。因此，所述固定结构不限 于第一实施方式公开的结构。 多构件组合间隔件50包括导热系数不同的两种以上的板状间隔件。 在图1和图2中，多构件组合间隔件50具有导热系数不同的两个板状间隔件51、52。 具体地说，电枢2-侧的间隔件51的材质例如为铝合金（日本工业标准：JISA5052)。A5052的导热系数为137W/m?K。 另一方面，载物台60 -侧的间隔件52的材质例如为不锈钢（日本工业标准：JIS SUS304)。SUS304 的导热系数为 16. 7W/m?K。 此外，在图3和图4中，多构件组合间隔件50包括导热系数不同的三个板状间隔件51、 52、53。 具体地说，电枢2-侧的间隔件51的材质例如为铝合金（日本工业标准：JISA5052)。A5052的导热系数为137W/m?K。 此外，中间的间隔件52的材质例如为不锈钢（日本工业标准JISSUS304)。SUS304的 导热系数为16. 7W/m?K。 另外，载物台60 -侧的间隔件53的材质例如为合成树脂材料（PPS/GF4 :纤维强化聚 亚苯基硫醚）。PPS/GF4的导热系数为0. 3W/m?K。 各间隔件51、52、53的外形尺寸被设定为小于电枢2的外形尺寸。此外，多构件组合 间隔件50所包括的各构件，以间隔件50的导热系数从电枢（动子）2向载物台（可动对象 物）60依次降低的方式配置。 另外，导热系数不同的各间隔件51、52、53的材质为例示的材质。采用的材质不限于例 示的材质。 在载物台60的宽度方向（与直线电机100的可动方向垂直的方向）上的分开的两端， 垂下有脚部65。直线导轨66固定在脚部65的下部。直线导轨66例如通过呈朝向下方的 凹状，与固定在基座11上的凸状的轨道67卡合。轨道67沿直线电机100的可动方向延伸。 直线电机的作用 接着，参照图1至图14说明第一实施方式的直线电机100的作用。 如图1至图4所不，第一实施方式的直线电机100具备励磁部1和电枢2。励磁部1具 备沿所述直线电机100的可动方向（长边方向）排列配置的多个永磁体20。多个永磁体 20以相邻的永磁体20和永磁体20的表面极性彼此不同的方式配置（N，S，N，S，......）。 另一方面，电枢2具有与励磁部1的永磁体20相对配置的多个线圈40。多个线圈40 在直线电机100的长边方向上排列配置。 励磁部1作为定子发挥作用。本实施方式的电枢2作为动子发挥作用。即，在本实施 方式的直线电机100中，流过电枢2的线圈40的电流与励磁部1的永磁体20产生的磁通 交叉。如果永磁体20的磁通与流过电枢2的线圈40的电流交叉，则在本实施方式的直线 电机100中，利用电磁感应作用，在线圈40上产生长边方向的驱动力。其结果，使电枢2沿 长边方向移动。 利用电枢（动子）2,作为可动对象物的载物台60直线运动。在载物台60的宽度方向 上分开的两端的脚部65的下部，固定有直线导轨66。所述直线导轨66以能在固定在基座 11上的凸状的轨道67上移动的方式与轨道67卡合。载物台60通过直线导轨66沿轨道 67被引导。 因此，可以使配置在载物台60上的例如加工装置等应用装置与所述载物台60 -起沿 长边方向平滑地移动。 伴随直线电机100的运转，电枢2的线圈40的温度上升。如果线圈40的温度上升，则 载物台60因热膨胀而对直线导轨66施加负荷。因此，为了延长直线导轨66的寿命，抑制 载物台60的温度上升是重要的。 以往的单个间隔件的温度变化 在此，探讨了以往的直线电机的温度上升的变化。在以往的直线电机中，在电枢与载物 台之间间隔设置有包括单个构件的间隔件（以下称为"单个间隔件"）。因此，探索了作为 单个间隔件的最佳材质。可是，因为机械强度、加工性和成本等的制约，能使用的材质受到 限制。作为在现实上能用于单个间隔件的材质，可以例举合成树脂材料、不锈钢和铝合金。 图5是单个间隔件的尺寸、材质和导热系数的说明图。图6是改变以往的直线电机所 包括的单个间隔件的材质时的、直线电机的温度变化的说明图。 在图5和图6中，作为单个间隔件采用了间隔件No. 1、间隔件No. 2和间隔件No. 3时的 线圈的温度上升值分别为0A1、0&和0A3。此外，载物台的温度上升值分别为0B1、0%和 Q U B3° 当单个间隔件从间隔件No. 1变更为间隔件No. 2时，如果将线圈的温度上升的变化量 设为△ 9A2A1、载物台的温度上升的变化量设为△ 9B2B1，则线圈失去的热量和载物台得到的 热量分别用下述计算式（1)和计算式（2)表示。 ?线圈（高温物体）失去的热量：QA1A2=MiQ? ( 0 A2- 0A1)…（1) ?载物台（低温物体）得到的热量：QB1B2=M2 ?C2 ? ( 9 B2- 0B1)…（2) 其中，MpM2分别为线圈和载物台的质量（kg)，CpC2分别为线圈和载物台的比热（J/kg?K) 〇 根据热量守恒定律，由于高温物体失去的热量与低温物体得到的热量相等，所以 Qa1A2 - Q B1B2…⑶。 因此，当单个间隔件从间隔件No. 1变更为间隔件No. 2时，载物台温度的变化由下述计 算式⑷表示。
[0060]
此外，将ReA1B1定义为单个间隔件为间隔件No. 1时从线圈到载物台的热阻，将R0A2B2定 义为单个间隔件为间隔件No. 2时从线圈到载物台的热阻。于是，使用由间隔件的材质决定 的导热系数A、间隔件的表面积S和间隔件的厚度L，各个热阻分别由下述计算式（5)和计 算式（6)表示。 ?单个间隔件为间隔件No. 1时从线圈到载物台的热阻
其中，间隔件No. 1的表面积为SiOn2)，厚度为I^On)，材质的导热系数为AJW/m?K)。 ?单个间隔件为间隔件No. 2时从线圈到载物台的热阻
其中，间隔件No. 2的表面积为S2(m2)，厚度为L2(m)，材质的导热系数为A2(W/m?K)。 当单个间隔件从间隔件No. 1变更为间隔件No. 2时，线圈的温度上升值的变化量由从 所述计算式（5)和计算式（6)导出的下述计算式（7)表示。
另一方面，当单个间隔件从间隔件No. 1变更为间隔件No. 2时，载物台的温度上升值的 变化量，由将所述计算式（7)代入所述计算式（4)得到的下述计算式（8)表示。
在此，通常在使用直线电机的装置中，相比于线圈的外形尺寸，载物台的外形尺寸非常 大。即，相比于线圈的热容量札?Q，载物台的热容量M2 ?C2非常大（Mi?Ci<<M2 ?C2)。 因此，可以判明：在图6、所述计算式（7)和计算式（8)中，当单个间隔件从间隔件No. 1 变更为间隔件No. 2时，相比于线圈的温度上升值的变化量A0A2A1，载物台的温度上升值的 变化量A0B2B/j、。即，可以判明：载物台的温度上升值的变化量依赖于线圈的热容量与载 物台的热容量的差。 从防止载物台的温度上升的观点出发，可以采用导热系数小的间隔件No. 1。如果采用 间隔件No. 1，则由于绝热性高，因此可以抑制载物台的温度上升。可是，线圈的热量几乎不 能散出。因此，不能减小线圈的温度上升。 因此，认为间隔件No. 3这种具有更高导热系数的间隔件有利。图7是包括间隔设置的 以往的单个间隔件的直线电机的主示意图。 如图7所示，以往的直线电机300包括间隔设置在电枢2和载物台60之间的单个间隔 件70。作为单个间隔件70,如果采用导热系数大的间隔件No. 3,则电枢2的线圈的热量如 箭头71所示向载物台60散热。由此，线圈的温度上升减小。 可是，线圈的热量向载物台60传递的结果，载物台60发生热膨胀。如果载 物台60热 膨胀，则对直线导轨66施加负荷。因此，不能满足客户的要求规格。 因此，在间隔件的材质选择中，重要的是满足客户的要求规格和减小线圈的温度上升 值。因此，目标是确保采用间隔件No. 1或者间隔件No. 2时的载物台的温度上升值并使线 圈的温度上升值接近采用间隔件No. 3时的温度上升值。 可是，受到机械强度、加工性和成本等的制约，在现实中能使用的材质大多为图5所示 的合成树脂材料（PPS/GF4)、不锈钢（SUS304)、铝合金（A5052)。 此外，间隔件的外形尺寸由于客户装置所容许的尺寸的范围而受到制约（间隔件的厚 度、宽度、长度）。因此，当单个间隔件的材质仅为所述三种材质中的一种材质时，通过调整 从线圈到载物台的热阻，将载物台的温度上升值保持在客户的要求规格内并降低线圈的温 度上升值是非常困难的。 多构件组合间隔件 如图1和图2所示，第一实施方式的直线电机100包括间隔设置在电枢2与载物台60 之间的多构件组合间隔件50,所述多构件组合间隔件50包括导热系数不同的两个构件。间 隔件50整体的外形尺寸（宽度、长度、厚度），与图5所示的间隔件No. 1~间隔件No. 3的 尺寸相同。 在间隔件50内，配置在电枢2 -侧的间隔件51的材质，例如为铝合金（A5052)。配置 在载物台60 -侧的间隔件52的材质，例如为不锈钢（SUS304)。 图8是包括间隔设置在电枢和载物台之间的间隔件的第一实施方式的直线电机的温 度变化的说明图，所述间隔件包括导热系数不同的两个构件。另外，在图8中，为了进行比 较，表示了包括单个间隔件No. 1~No. 3的直线电机的线圈、电机机架和载物台的温度变 化。 如图8所示，通过在电枢和载物台之间间隔设置包括导热系数不同的两个构件的间隔 件，用于调整从线圈到载物台的热阻的参数（导热系数、各材质的厚度尺寸）的数量增加。 热阻参数的数量增加带来能控制的温度的增减幅度A0_2和A0 B4B2。 通过控制所述微小增减幅度A0_2和A0MB2，相比于单个间隔件N〇.2(0A2, 0B2)，多 构件组合间隔件50使载物台的温度上升值增加。其结果，载物台的温度上升值增加到客户 的要求规格上限附近。代替与此，线圈的温度上升值降低（A0A4A2)，接近0A3。 此外，与单个间隔件No. 3相比，载物台的温度上升值降低。其结果，可以使载物台的温 度上升值降低到客户的要求规格。 多构件组合间隔件的温度变化 图9是间隔件从间隔件No.1(单个构件）变更为间隔件No.2(单个构件）时的温度变 化的说明图。图10是间隔件从间隔件No.1(单个构件）变更为间隔件No.3(单个构件）时 的温度变化的说明图。图11是间隔件从间隔件No.1(单个构件）变更为间隔件No.4(两 个构件）时的温度变化的说明图。图12是间隔件从间隔件No. 1 (单个构件）变更为间隔 件No.5(三个构件）时的温度变化的说明图。 如图9所示，当间隔件从间隔件No. 1 (单个构件）变更为间隔件No. 2 (单个构件）时， 线圈的温度上升值的变化量和载物台的温度上升值的变化量分别由下述计算式（9)和计 算式（10)表示。 ?线圈的温度上升值的变化量
其中，因入2>入i，所以A0A2A1<〇。因此，线圈的温度上升值042从0A1降低。 ?载物台的温度上升值的变化量
其中，因入2>入i，所以A0B2B1>〇。因此，载物台的温度上升值0拟从0B1上升。 此外，如图10所示，当间隔件从间隔件No. 1 (单个构件）变更为间隔件No. 3(单个 构件）时，线圈的温度上升值的变化量和载物台的温度上升值的变化量分别由下述计算式 (11)和计算式（12)表示。 ?线圈的温度上升值的变化量
其中，因入3>>入i，所以A0A3A1<<〇。因此，线圈的温度上升值0 43从0A1降低。 ?载物台的温度上升值的变化量
其中，因人3>>人i，所以A0B3B1>>〇,载物台的温度上升值0 ^从0B1上升。 与此相对，如图11所示，在间隔件从间隔件No. 1 (单个构件）变更为多构件组合间隔 件No.4(两个构件）时，线圈的温度上升值和载物台的温度上升值分别由下述计算式（13) 和计算式（14)表示。另外，间隔件No. 4的材质为SUS304(导热系数A2)和A5052(导热 系数X3)。 ?线圈的温度上升值的变化量
其中，因入3>>入丨、A3>入2，所以A0A4A1>A0 A3A1。因此，线圈的温度上升值0A4 从QA3仅上升A部分。 ?载物台的温度上升值的变化量
其中，因A3>>A丨、A3>A2，所以A0B4B1<A0 B3B1。因此载物台的温度上升值 9m从9 仅降低B部分。 此外，如图12所示，在间隔件从间隔件No. 1 (单个构件）变更为多构件组合间隔件No. 5(三个构件）时，线圈的温度上升值和载物台的温度上升值分别由下述计算式（15)和 计算式（16)表示。另外，间隔件此.5的材质为？?5/6?4(导热系数人 1)、3旧304(导热系 数人2)和A5052(导热系数入3)。 ?线圈的温度上升值的变化量
其中，因入3>>入丨、A3>入2，所以A0A5A1>A0遍。因此，线圈的温度上升值0A5 从QA4仅上升c部分。 ?载物台的温度上升值的变化量
其中，因入3>>入丨、入3>入2，所以A9B5B1<A9應，载物台的温度上升值％5从 0B4仅降低D部分。 如所述计算式（13)~计算式（16)所示，与以往的单个间隔件相比，多构件组合间隔件 (两个构件以上）能容易地调整A部分~D部分的温度变化量。 即，以往单个间隔件的能变更的热阻参数限定于三个构件中的一个构件的导热系数、 以及被客户容许的范围内的尺寸（间隔件的厚度、宽度、长度）。 与此相对，多构件组合间隔件因为组合了导热系数不同的构件，所以使能变更的热阻 参数的数量增大。其结果，在所述计算式（13)~计算式（16)中分别产生了A部分~D部 分的、温度能上升或者温度能降低的部分。通过调整所述的温度能增减的部分，能够将载物 台的温度上升值保持在客户的要求规格内并且能够减小线圈的温度上升值。 多构件组合间隔件的效果 图13是多构件组合间隔件的说明图。图13的间隔件No. 4和间隔件No. 5的长度和宽 度，设定为和图5所示的间隔件相同。 另一方面，分别改变构件的尺寸，以使间隔件整体的厚度成为和图5所示的间隔件的 厚度相同的11. 7mm。在间隔件No. 4内，配置在电枢侧的A5052的构件的厚度为6.Omm，配 置在载物台侧的SUS304的构件的厚度为5. 7mm。在间隔件No. 5内，配置在电枢侧的A5052 的构件的厚度为4. 0mm，配置在中间的SUS304的构件的厚度为4. 0mm，配置在载物台侧的 PPS/GF4的构件的厚度为3. 7mm。 图14是多构件组合间隔件的温度变化的说明图。 如图14所示，判明了：包括两种材质（A5052和SUS304)的构件的间隔件No. 4与单个 间隔件No. 3不同，使载物台的温度上升值降低到要求规格内。这是因为，通过组合两个构 件，使温度增减的调整成为可能的热阻参数的数量增加的结果，温度上升正好降低了所述 的计算式（14)中的B部分。 采用了SUS304的间隔件No. 2这种单个间隔件时，即使载物台的温度上升值处于要求 规格内，线圈温度也会变高。此外，采用了A5052的间隔件No. 3时，线圈的温度上升值最低， 可是，载物台的温度上升值超过要求规格。因此，难以研宄明白间隔件的形状，使得通过仅 改变单个... 间隔件的形状，使载物台的温度上升值处于要求规格以下且使线圈的温度上升值 变成最低。 另一方面，多构件组合间隔件即使其构件为相同形状，通过组合导热系数不同的构件 并改变各个材质的厚度尺寸，可以控制与所述计算式（13)~计算式（16)中的A部分~D 部分相当的温度变化量。通过调整所述A部分~D部分，可以实现将载物台的温度上升值 抑制在要求规格以下、以及线圈的温度上升值的降低。 如上所述，第一实施方式的直线电机100在载物台（可动对象物）和电枢（动子）之 间间隔设置有包括导热系数不同的两种以上的构件的间隔件。通过使间隔件所包括的构件 的导热系数彼此不同，使用于调整线圈与载物台（可动对象物）之间的热阻的参数（各构 件的导热系数和尺寸）的数量增加。 在以往的采用了单个间隔件的情况下，由于参数过少，所以难以求出热阻的最佳值。在 采用了所述的多构件组合间隔件的情况下，通过增加热阻的参数的数量，可以求出热阻的 最佳值。其结果，通过调整从线圈向载物台传导的热量，能够使载物台的温度上升值满足要 求规格并且能够使线圈的温度上升值降低。 如上所述，第一实施方式的直线电机包括间隔设置在电枢（动子）和载物台（可动对 象物）之间的多构件组合间隔件50,所述多构件组合间隔件50包括导热系数不同的两种 以上的构件。此外，多构件组合间隔件50所包括的构件，以使间隔件50的导热系数从电枢 (动子）朝向载物台（可动对象物）依次降低的方式配置。 因此，按照第一实施方式的直线电机100,具有简单的结构，而且能够抑制载物台（可 动对象物）的温度上升并能够减小动子线圈的温度上升。 此外，第一实施方式的直线电机100通过仅进行间隔件的结构变更这样的轻微的变 更，实现了线圈的温度上升的降低、开发时间的缩短和低原价（<二シt;レ3ス卜）。 第二实施方式 接着，参照图15至图18,说明第二实施方式的直线电机的结构。图15是第二实施方式 的直线电机的主示意图。图16是第二实施方式的直线电机的侧截面示意图。 在第二实施方式的直线电机200中，包括导热系数不同的两种以上的构件的多构件组 合间隔件250包括不同形状的构件。在该点上，第二实施方式的直线电机200与第一实施 方式的直线电机100不同。即，第二实施方式的直线电机200的多构件组合间隔件250整 体呈U形。在多构件组合间隔件250中，凹板状的构件251配置在电枢2-侧。此外，载物 台60 -侧配置两个宽度狭窄的板状的构件252。 图17是包括形状和导热系数不同的两种以上的构件的、多构件组合间隔件No. 6的说 明图。如图17所示，在间隔件No. 6内，在电枢侧配置有铝合金（A5052)的凹板状的构件 (宽度40mmX长度84mmX厚度10. 7mm)，在载物台侧配置有不锈钢（SUS304)的板状的构 件（宽度l〇_X长度84mmX厚度1mm)。 在载物台一侧，为了抑制载物台的温度上升，减少了载物台和间隔件的接触面积。此 外，采用了导热系数低的不锈钢。 另一方面，在电枢一侧，为了降低线圈的温度上升，增加了电枢和间隔件的接触面积。 此外，采用了导热系数高的铝合金。 图18是采用了包括形状和导热系数不同的两种以上的构件的、间隔件No. 6时的温度 上升变化的说明图。 如图18所示，在采用了间隔件No. 6时，载物台的温度上升值比采用了间隔件No. 4时 的载物台的温度上升值更降低了。 在所述计算式（14)中，间隔件No. 4所包括的导热系数不同的两个构件具有相同形状。 因此，表面积Si和表面积S2各个表面积满足Si=S2。因此，所述计算式（14)中的B部分 所包括的能调整的热阻参数的数量，成为各个构件的导热系数Ai、A2以及构件的厚度尺 寸。这三个。 与此相对，由于间隔件No. 6所包括的各个构件的形状不同，所以Si#S2。因此，所述B部分所包括的能调整的热阻参数的数量，成为各个构件的导热系数Ai和导热系数X2、表 面积Si和表面积S2、以及构件的厚度尺寸1^2这五个。 包括具有不同形状的两种以上的构件的间隔件No. 6,与间隔件No. 4相比，热阻参数的 数量增加到能够调整所述B部分相当的温度变化量的程度。其结果，如图18所示，通过组 合具有最佳形状的各个材质，使载物台的温度上升值的降低和线圈的温度上升值的降低成 为可能。 第二实施方式的直线电机200发挥与第一实施方式的直线电机100同样的作用效果。 尤其是，按照第二实施方式的直线电机200,多构件组合间隔件所包括的各个构件具有 不同的形状。因此，可以进一步增加从电枢到载物台的热阻参数的数量。因此，第二实施方 式的直线电机200具有能够实现进一步降低载物台的温度上升值和降低线圈的温度上升 值的有益效果。 以上，说明了本发明的优选的实施方式，但是这些实施方式是用于说明本发明的例示。 所述说明并不是将本发明的范围仅限定于所述的例示的说明。本发明在不脱离其发明思想 的范围内，可以通过与所述实施方式不同的各种方式进行实施。 此外，本发明的实施方式的直线电机，可以是以下的第一直线电机~第三直线电机中 的一种直线电机。 所述第一直线电机，其包括：定子，具有多个永磁体；以及动子，具有与所述永磁体相 对配置的多个线圈，使可动对象物沿所述定子直线运动，在所述动子与所述可动对象物之 间间隔设置有多材质组合间隔件，所述多材质组合间隔件由导热系数不同的两种以上的材 质构成。 所述第二直线电机，在所述第一直线电机中，构成所述多材质组合间隔件的各材质，以 导热系数从动子朝向可动对象物依次降低的方式配置。 所述第三直线电机，在所述第一直线电机或所述第二直线电机中，构成所述多材质组 合间隔件的各材质形成为不同的形状或者尺寸。 出于示例和说明的目的已经给出了所述详细的说明。根据上面的教导，许多变形和改 变都是可能的。所述的详细说明并非没有遗漏或者旨在限制在这里说明的主题。尽管已经 通过文字以特有的结构特征和/或方法过程对所述主题进行了说明，但应当理解的是，权 利要求书中所限定的主题不是必须限于所述的具体特征或者具体过程。更确切地说，将所 述的具体特征和具体过程作为实施权利要求书的示例进行了说明。
【主权项】
1. 一种直线电机，其特征在于， 所述直线电机包括： 定子； 动子，用于使可动对象物沿所述定子直线运动；以及 多构件组合间隔件，间隔设置在所述动子与所述可动对象物之间， 所述定子包括多个永磁体， 所述动子包括以与所述永磁体相对的方式配置的多个线圈， 所述多构件组合间隔件包括导热系数不同的两种以上的构件。2. 根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述两种以上的构件以使所述多构 件组合间隔件的导热系数从所述动子朝向所述可动对象物依次降低的方式，配置在所述多 构件组合间隔件内。3. 根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述两种以上的构件具有不同的形 状和尺寸。4. 根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于，所述两种以上的构件具有不同的形 状和尺寸。
【专利摘要】本发明提供一种直线电机。所述直线电机包括：定子；动子，用于使可动对象物沿所述定子直线运动；以及多构件组合间隔件，间隔设置在所述动子与所述可动对象物之间，所述定子包括多个永磁体，所述动子包括以与所述永磁体相对的方式配置的多个线圈，所述多构件组合间隔件包括导热系数不同的两种以上的构件。
【IPC分类】H02K41/03
【公开号】CN104883029
【申请号】CN201510088131
【发明人】高桥昭彦
【申请人】山洋电气株式会社
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年2月26日
【公告号】EP2913912A2, US20150244237