アクチュエータおよびアクチュエータの冷却方法
【課題】可動子周辺の温度上昇を抑えること。
【解決手段】実施形態に係るアクチュエータは、リニアモータと、仕切部材と、ファンとを備える。リニアモータは、可動子としてのシャフトを直線的に移動させる。仕切部材は、シャフトの近傍に設けられリニアモータを制御する制御基板とシャフトとの間の空間を仕切る。そして、ファンは、仕切部材よりもシャフト側に設けられ、シャフト側の空間における空気を流動させる。
【解決手段】実施形態に係るアクチュエータは、リニアモータと、仕切部材と、ファンとを備える。リニアモータは、可動子としてのシャフトを直線的に移動させる。仕切部材は、シャフトの近傍に設けられリニアモータを制御する制御基板とシャフトとの間の空間を仕切る。そして、ファンは、仕切部材よりもシャフト側に設けられ、シャフト側の空間における空気を流動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、アクチュエータおよびアクチュエータの冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可動子を直線的に移動させるリニアモータ等の駆動装置を備えたアクチュエータが知られている。また、複数の駆動装置を組み込んだアクチュエータも開発されており、たとえば、複数の部品を保持して所定の場所へ移動させる部品移載装置等として利用されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１０５２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術には、可動子周辺の温度上昇を抑えるという点で更なる改善の余地がある。
【０００５】
すなわち、アクチュエータが備えるリニアモータ等の駆動装置は、可動子周辺の温度上昇により、可動子の位置精度に影響が生じる可能性がある。このため、従来技術では、たとえば温度に応じた位置補正を行う等の対策を行っているが、可動子周辺の温度上昇は極力抑えることが望ましい。
【０００６】
なお、可動子周辺の温度上昇は、たとえば、固定子に設けられるコイルからの発熱のほか、可動子の近傍に配置される機器からの発熱によっても生じる可能性がある。
【０００７】
実施形態の一態様は、可動子周辺の温度上昇を抑えることができるアクチュエータおよびアクチュエータの冷却方法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】
実施形態の一態様に係るアクチュエータは、駆動装置と、仕切部材と、ファンとを備える。駆動装置は、可動子を直線的に移動させる。仕切部材は、可動子の近傍に設けられ駆動装置を制御する制御基板と可動子との間の空間を仕切る。そして、ファンは、仕切部材よりも可動子側に設けられ、可動子側の空間における空気を流動させる。
【発明の効果】
【０００９】
実施形態の一態様によれば、可動子周辺の温度上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、第１の実施形態に係るアクチュエータの模式図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、制御基板を搭載したアクチュエータの模式図である。
【図２】図２は、図１ＢにおけるＡ−Ａ線断面視による説明図である。
【図３】図３は、図２におけるＢ−Ｂ線断面視による説明図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図３におけるＣ−Ｃ線断面視による説明図ある。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４ＡにおけるＤ−Ｄ線断面視による説明図である。
【図５】図５は、ガイド部材間の間隔をファンからの距離に応じて異ならせる場合の例を示す説明図である。
【図６】図６は、仕切部材にフィンを設ける場合の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するアクチュエータおよびアクチュエータの冷却方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１Ａは、第１の実施形態に係るアクチュエータの模式図である。また、図１Ｂは、制御基板を搭載したアクチュエータの模式図である。なお、第１の実施形態に係るアクチュエータは、たとえば、部品を保持して所定の場所へ移動させる部品移載装置のヘッドモジュール等として用いられる。
【００１３】
図１Ａに示すように、第１の実施形態に係るアクチュエータ１は、複数のリニアモータ１０と、フレーム２０と、仕切部材３０と、ファン４０とを備える。
【００１４】
リニアモータ１０は、筒状のガイド部材１２に挿入されたシャフト１１をガイド部材１２に沿って直線的に移動させる駆動装置である。ガイド部材１２は、磁性体のモータフレームとしても機能する。このリニアモータ１０は、ガイド部材１２の両端部がフレーム２０の第１支持部２１および第２支持部２２によってそれぞれ支持されることによって、フレーム２０に固定される。また、リニアモータ１０のシャフト１１は、第１支持部２１に取り付けられた第３支持部２５によって直動可能に支持される。
【００１５】
第１の実施形態に係るアクチュエータ１は、１０個のリニアモータ１０を備えており、各リニアモータ１０に対応する１０個のガイド部材１２が並列に配列される。なお、アクチュエータが備えるリニアモータの数は、１０個に限定されない。
【００１６】
フレーム２０は、第１支持部２１と、第２支持部２２と、側壁部２３と、支柱２４ａ〜２４ｄと、第３支持部２５とを備える。
【００１７】
第１支持部２１および第２支持部２２は、複数のガイド部材１２の先端部および基端部をそれぞれ支持する部材である。側壁部２３は、ガイド部材１２の側面を覆う部材であり、ファン４０に最も近い位置に設けられるガイド部材１２とファン４０との間に設けられる。なお、この側壁部２３には、ファン４０による送風をガイド部材１２に直接当てるための切り欠き部が形成されるが、かかる点については後述する。
【００１８】
支柱２４ａ〜２４ｄは、後述するリニアモータ１０の制御基板を支持するための部材である。支柱２４ａおよび支柱２４ｂは、たとえば第１支持部２１に設けられ、支柱２４ｃおよび支柱２４ｄは、たとえば第２支持部２２に設けられる。
【００１９】
ここで、リニアモータ１０の制御基板を搭載したアクチュエータ１の模式図を図１Ｂに示す。図１Ｂに示すように、支柱２４ａ〜２４ｄの上端部には、基板プレート５０が載置され、この基板プレート５０の上部にリニアモータ１０の制御基板６０が載置される。この制御基板６０は、リニアモータ１０を制御する制御装置である。
【００２０】
図１Ａに戻り、仕切部材３０について説明する。仕切部材３０は、基板プレート５０と複数のガイド部材１２との間の空間を仕切る部材である。また、ファン４０は、仕切部材３０よりもガイド部材１２側に設けられ、ガイド部材１２側の空間における空気を流動させる。
【００２１】
このように、第１の実施形態に係るアクチュエータ１は、基板プレート５０とガイド部材１２との間の空間を仕切部材３０で仕切り、仕切部材３０よりもガイド部材１２側の空間における空気をファン４０で流動させることにより、リニアモータ１０周辺やシャフト１１周辺の温度上昇を抑えることとした。以下、仕切部材３０およびファン４０の配置や構成について具体的に説明する。
【００２２】
なお、以下では、図１Ａに示すように、シャフト１１の移動方向をＸ軸方向とし、ガイド部材１２の配列方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向をＺ軸方向とする。また、以下では、Ｚ軸の正方向および負方向をそれぞれアクチュエータ１の上方および下方とする。
【００２３】
また、第１の実施形態では、ファン４０が、ガイド部材１２側の空間に対して空気を送り出す送風機である場合の例について説明するが、ファンは、ガイド部材１２側の空間における空気を吸い込む吸引機であってもよい。
【００２４】
図２は、図１ＢにおけるＡ−Ａ線断面視による説明図である。図２に示すように、基板プレート５０および制御基板６０は、シャフト１１の近傍に配置される。具体的には、基板プレート５０および制御基板６０は、支柱２４ａ〜２４ｄ（図１Ｂ参照）によって支持されることによって、ガイド部材１２の上方にガイド部材１２と所定の間隔をあけて配置される。
【００２５】
基板プレート５０とガイド部材１２との間には、仕切部材３０が設けられる。具体的には、仕切部材３０は、ガイド部材１２の上方に形成されるフレーム２０の開放部を閉塞するように設けられる。この仕切部材３０は、たとえばアルミニウムや銅や鉄といった熱伝導率の比較的高い部材で形成される。
【００２６】
このように、アクチュエータ１は、制御基板６０とシャフト１１との間の空間、具体的には、基板プレート５０とガイド部材１２との間の空間を仕切部材３０で仕切ることにより、制御基板６０からの熱をシャフト１１に伝えにくくすることができる。
【００２７】
また、仕切部材３０は、制御基板６０が発する電波ノイズおよびリニアモータ１０が発する電磁ノイズを遮蔽することもできる。したがって、アクチュエータ１は、仕切部材３０を設けることで、制御基板６０が発する電波ノイズをリニアモータ１０へ伝えにくくするとともに、リニアモータ１０が発する電磁ノイズを制御基板６０へ伝えにくくすることもできる。
【００２８】
なお、仕切部材３０は、アルミニウム等の高熱伝導材料の表面を鉄粉等でコーティングした材料を用いて形成されてもよい。このようにすれば、電波ノイズや電磁ノイズの遮蔽効果をさらに高めることができる。電波ノイズや電磁ノイズの遮蔽効果が高い鉄板の表面に対して高熱伝導材料をコーティングした材料で仕切部材を形成する場合も同様である。また、仕切部材３０は、ファン４０の外形にあわせて円弧状に形成してもよい。
【００２９】
ファン４０は、仕切部材３０よりもガイド部材１２側の空間に設けられる。ファン４０は、フレーム２０と仕切部材３０とファン４０とによって形成されるガイド部材１２の収納空間に対して外部の空気を送り込む。
【００３０】
フレーム２０には、ガイド部材１２からみて仕切部材３０が設けられる側とは反対側に開口部２６が形成される。このため、収納空間内の空気は、ファン４０からの送風によってフレーム２０の開口部２６から外部へ送り出されることとなる。このように、アクチュエータ１は、ファン４０を用いてガイド部材１２の収納空間内の空気を入れ換えることで、ガイド部材１２の収納空間の温度上昇を抑えることができる。また、ファン４０からの送風によって、仕切部材３０自体も冷却することができる。
【００３１】
かかる点について、図３を用いてさらに具体的に説明する。図３は、図２におけるＢ−Ｂ線断面視による説明図である。なお、図３では、理解を容易にするために、支柱２４ｃ，２４ｄ、基板プレート５０および制御基板６０を省略して示す。
【００３２】
図３に示すように、ファン４０は、軸心Ｐ１が、ガイド部材１２の配列方向、すなわち、Ｘ軸方向と略平行に設けられる。また、ファン４０の軸心Ｐ１は、ガイド部材１２の軸心Ｐ２よりも仕切部材３０側に設けられる。
【００３３】
これにより、ガイド部材１２の収納空間では、ファン４０を動作させることによって、ガイド部材１２からみて仕切部材３０側の空間と開口部２６側の空間との間で気圧差が生じる。具体的には、ガイド部材１２からみて仕切部材３０側の空間の方が、ガイド部材１２からみて開口部２６側の空間よりも気圧が高くなる。
【００３４】
ガイド部材１２の収納空間における空気は、気圧の高い方から低い方へ、すなわち、ガイド部材１２からみて仕切部材３０側の空間から開口部２６側へ向かって流れる。このため、第１の実施形態に係るアクチュエータ１は、ガイド部材１２の収納空間における空気を開口部２６から外部へ効率的に送り出すことができる。
【００３５】
また、ガイド部材１２は、互いに所定の間隔ｄをあけて並列に配列される。このため、ガイド部材１２の収納空間内における空気は、ガイド部材１２間の空間を通って開口部２６へ流れる。したがって、アクチュエータ１によれば、ガイド部材１２を互いに接した状態で配列させる場合と比較して、リニアモータ１０の冷却効果を高めることができる。
【００３６】
さらに、図２および図３に示すように、ガイド部材１２とファン４０との間に介在するフレーム２０の側壁部２３には、ファン４０の送風口４１の形状に合せて切り欠き部２３ａが形成される。これにより、ファン４０からの送風がガイド部材１２に対して直接当たるようになるため、ガイド部材１２の冷却効果を高めることができる。なお、かかる切り欠き部２３ａは、形成されなくてもよい。
【００３７】
このように、第１の実施形態に係るアクチュエータ１は、ファン４０を用いてガイド部材１２の収納空間における空気を流動させることによって、シャフト１１周辺の温度上昇を防ぐことができる。
【００３８】
なお、第１の実施形態では、ガイド部材１２の収納空間に１つの開口部２６が形成される場合の例について説明したが、ガイド部材１２の収納空間は、開口部２６以外の開口部を備えていてもよい。
【００３９】
たとえば、図３に示すように、アクチュエータ１では、ガイド部材１２の収納空間のうち、ガイド部材１２からみてファン４０が設けられる側とは反対側がカバー体７０によって閉塞された状態となっている。しかし、アクチュエータは、かかるカバー体７０を備えなくてもよい。すなわち、ガイド部材の収納空間は、ガイド部材からみてファンが設けられる側とは反対側が開放されていてもよい。
【００４０】
次に、リニアモータ１０の構成について図４Ａおよび図４Ｂを用いて説明する。図４Ａは、図３におけるＣ−Ｃ線断面視による説明図である。また、図４Ｂは、図４ＡにおけるＤ−Ｄ線断面視による説明図である。
【００４１】
図４Ａに示すように、リニアモータ１０は、シャフト１１と、ガイド部材１２とを備える。シャフト１１は、円柱状の部材であり、周面に永久磁石９０を備える。永久磁石９０は、後述するコイル８０と対向配置される（図４Ｂ参照）。
【００４２】
また、シャフト１１は、第３支持部２５に設けられたリニアベアリング等の直動軸受け２５ａによって直動可能に支持される。このように、シャフト１１は、可動子の一例である。
【００４３】
ガイド部材１２は、筒状の部材であり、内周面には、筒状に巻回されたコイル８０がモールドや接着等によって固定される。かかるガイド部材１２は、永久磁石９０から出る磁束の磁路となるため、鉄などの磁性材料で形成される。このように、ガイド部材１２は、固定子の一例である。
【００４４】
ガイド部材１２は、上記のように筒状に形成されるため、たとえば、角柱状のガイド部材と比較して空気抵抗が小さい。したがって、ガイド部材１２は、角柱状のガイド部材と比較して、ファン４０からの送風によって冷却され易い。また、アクチュエータ１は、筒状のガイド部材１２を備えることで、ファン４０からの送風をガイド部材１２の収納空間の奥側まで容易に届かせることができる。
【００４５】
また、図４Ｂに示すように、ガイド部材１２には、Ｚ軸の正方向、すなわち、仕切部材３０側へ向けて突出する凸部１２１が形成される。この凸部１２１により、ガイド部材１２の内周面とコイル８０との間には、所定の空間Ｒが形成される。この空間Ｒは、たとえば、ガイド部材１２を第３支持部２５に固定するボルトねじ１００が配設される空間である。また、空間Ｒは、コイル８０の渡り線８１が収納される収納空間でもある。
【００４６】
ガイド部材１２は、この凸部１２１の分だけ表面積が大きくなるため、ガイド部材１２が凸部１２１を備えない場合と比較して、熱を放散し易い。このように、ガイド部材１２は、凸部１２１がフィンとして機能することで、冷却効果を高めることができる。また、ガイド部材１２にコイル８０が密着しているため、ガイド部材１２からコイル８０の熱を放散しやすい。
【００４７】
上述してきたように、第１の実施形態に係るアクチュエータは、リニアモータと、仕切部材と、ファンとを備える。リニアモータは、シャフトを直線的に移動させる。仕切部材は、シャフトの近傍に設けられリニアモータを制御する制御基板とシャフトとの間の空間を仕切る。そして、ファンは、仕切部材よりもシャフト側に設けられ、シャフト側の空間における空気を流動させる。したがって、第１の実施形態に係るアクチュエータによれば、シャフト周辺の温度上昇を抑えることができる。
【００４８】
（第２の実施形態）
ところで、上述した第１の実施形態では、複数のガイド部材１２が、均等な間隔ｄで配列される場合の例について説明した（図３参照）。しかし、ガイド部材１２間の間隔は、必ずしも均等である必要はない。
【００４９】
そこで、以下では、ガイド部材間の間隔をファン４０からの距離に応じて異ならせる場合の例について図５を用いて説明する。以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５０】
図５は、ガイド部材間の間隔をファンからの距離に応じて異ならせる場合の例を示す説明図である。ここで、図５では、アクチュエータ１ａが備える複数のリニアモータのうち、ファン４０に近い３つのリニアモータをファン４０から近い順にそれぞれリニアモータ１０ａ〜１０ｃと呼ぶ。また、図５では、アクチュエータ１ａが備える複数のリニアモータのうち、ファン４０から最も遠い２つのリニアモータをファン４０から近い順にそれぞれリニアモータ１０ｄ，１０ｅと呼ぶ。
【００５１】
図５に示すように、リニアモータ１０ａ〜１０ｅは、それぞれガイド部材１２ａ〜１２ｅを備える。第２の実施形態に係るアクチュエータ１ａは、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔が、ファン４０から遠ざかるに従って徐々に大きくなるように調整される。
【００５２】
具体的には、アクチュエータ１ａは、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔を調整するための調整部材１４ａ，１４ｂを備える。調整部材１４ａ，１４ｂは、たとえば樹脂等で形成される。
【００５３】
たとえば、調整部材１４ａは、ガイド部材１２ａとガイド部材１２ｂとの間の間隔を狭めるための部材である。調整部材１４ａは、ガイド部材１２ａにおけるガイド部材１２ｂと対向する面およびガイド部材１２ｂにおけるガイド部材１２ａと対向する面にそれぞれ設けられる。これにより、ガイド部材１２ａおよびガイド部材１２ｂ間の間隔、具体的には、調整部材１４ａ間の間隔は、調整部材１４ａを設けない場合におけるガイド部材１２ａおよびガイド部材１２ｂ間の間隔ｄ（図３参照）よりも小さいｄ１となる。
【００５４】
また、調整部材１４ｂは、ガイド部材１２ｂとガイド部材１２ｃとの間の間隔を狭めるための部材である。調整部材１４ｂは、ガイド部材１２ｂにおけるガイド部材１２ｃと対向する面およびガイド部材１２ｃにおけるガイド部材１２ｂと対向する面にそれぞれ設けられる。これにより、ガイド部材１２ｂおよびガイド部材１２ｃ間の間隔、具体的には、調整部材１４ｂ間の間隔は、調整部材１４ｂを設けない場合におけるガイド部材１２ｂおよびガイド部材１２ｃ間の間隔ｄ（図３参照）よりも小さいｄ２となる。間隔ｄ２は、ガイド部材１２ａおよびガイド部材１２ｂ間の間隔ｄ１よりも大きい。
【００５５】
そして、ファン４０から最も遠い位置に設けられる２つのガイド部材１２ｄおよびガイド部材１２ｅ間には、調整部材が設けられない。したがって、これらガイド部材１２ｄおよびガイド部材１２ｅ間の間隔ｄは、ガイド部材１２ｂおよびガイド部材１２ｃ間の間隔ｄ２よりも大きい。
【００５６】
このように、第２の実施形態に係るアクチュエータ１ａは、調整部材１４ａ，１４ｂによって、ガイド部材１２ａ〜１２ｃ間の間隔がファン４０から遠ざかるほど大きくなるように調整される。この結果、ガイド部材間を通る空気の流量は、ファン４０に近いほど減少し、その分、ファン４０から遠い位置に設けられるガイド部材間を通る空気の流量が増加する。
【００５７】
ファン４０は、ガイド部材１２ａ〜１２ｅの配列方向端部に設けられるため、ガイド部材１２ａ〜１２ｅには、ファン４０による冷却効果にばらつきが生じる可能性がある。たとえば、図５に示す場合、ファン４０からの送風は、ファン４０に最も近いガイド部材１２ａに対して最も届き易く、ファン４０から最も遠いガイド部材１２ｅに対して最も届き難い傾向がある。このため、ガイド部材１２ｅは、ガイド部材１２ａと比較して冷却され難い可能性がある。
【００５８】
そこで、第２の実施形態では、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔がファン４０から遠ざかるほど大きくなるように調整することで、ファン４０から遠い位置に設けられるガイド部材間を通る空気の流量を増加させることとした。これにより、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間に生じる冷却効果のばらつきを抑制することができる。
【００５９】
また、図５に示すように、各ガイド部材１２ａ〜１２ｅは、軸心Ｐ３間の間隔ｓが一定となるように配列される。このように、第２の実施形態では、ガイド部材１２ａ〜１２ｅの軸心Ｐ３間の間隔、すなわち、シャフト間の間隔を一定に保ちつつ、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔を異ならせることとしている。したがって、第２の実施形態に係るアクチュエータ１ａは、複数のガイド部材が一定の間隔で配列される一般的なアクチュエータと比較して制御容易性が損なわれることがない。
【００６０】
なお、ここでは、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔が、ファン４０から遠ざかるにつれて徐々に大きくなるように調整する場合の例について説明したが、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔は、段階的に調整してもよい。すなわち、図５では、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔が、ファン４０から近い順にそれぞれｄ１、ｄ２、…ｄと徐々に大きくなる場合の例について示した。しかし、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔は、たとえば、ｄ１、ｄ１、ｄ２、ｄ２といったように段階的に大きくしてもよい。
【００６１】
このように、第２の実施形態では、ガイド部材間の間隔が、ファンの近くに配置されるガイド部材（たとえば、ガイド部材１２ａ）における間隔（たとえば、間隔ｄ１）よりも、ファンから遠くに配置されるガイド部材（たとえば、ガイド部材１２ｅ）における間隔（たとえば、間隔ｄ）の方が広く形成される。したがって、第２の実施形態によれば、複数のガイド部材間に生じる冷却効果のばらつきを抑制し、複数のガイド部材を均等に冷却することができる。
【００６２】
（第３の実施形態）
また、上述した第１の実施形態では、制御基板６０からの熱を仕切部材３０によって遮蔽する場合の例について説明したが、仕切部材の放熱効果を高めるために、仕切部材に放熱部を設けてもよい。以下では、一例として、仕切部材に対してフィンを設ける場合の例について図６を用いて説明する。図６は、仕切部材にフィンを設ける場合の例を示す説明図である。
【００６３】
図６に示すように、第３の実施形態に係るアクチュエータ１ｂは、第１の実施形態に係るアクチュエータ１が備える仕切部材３０に代えて、仕切部材３０ａを備える。この仕切部材３０ａは、基板プレート５０側の面にフィン３１を備える。かかるフィン３１により、仕切部材３０ａに蓄積される熱が放散され易くなるため、仕切部材３０ａよりもガイド部材１２側の空間に対して熱がさらに伝わり難くなる。したがって、シャフト１１周辺の温度上昇をさらに抑えることができる。
【００６４】
ここでは、仕切部材３０ａが、基板プレート５０側の面にフィン３１を備える場合の例を示したが、フィンは、仕切部材におけるガイド部材側の面に設けられてもよい。また、ここでは、仕切部材３０ａが放熱部材の一例であるフィン３１を備える場合の例について示したが、仕切部材は、たとえばヒートパイプ等の他の放熱部材を備えてもよい。
【００６５】
このように、第３の実施形態では、仕切部材が、熱を放熱する放熱部を備えることとしたため、シャフト周辺の温度上昇をさらに抑えることができる。
【００６６】
また、上述した各実施形態では、アクチュエータの一例として、複数のリニアモータが一列に並んだアクチュエータを用いて説明したが、アクチュエータは、リニアモータの列を多段に備えてもよい。
【００６７】
また、上述した各実施形態では、駆動装置がリニアモータである場合の例について説明したが、駆動装置は、リニアモータに限定されない。たとえば、アクチュエータは、回転式モータおよびボールねじの組み合わせを駆動装置として備える構成であってもよい。ボールねじは、シャフトを直線的に移動させる直動機構である。なお、かかる場合には、ねじ軸に螺合されるとともにシャフトと連結するナットが可動子に相当し、ナットを直線的に移動させるガイドレールがガイド部材に相当する。
【００６８】
また、上述した第３の実施形態では、仕切部材に対して放熱部を設ける場合の例について説明したが、アクチュエータは、たとえば、基板プレートの下部に対して放熱部材をさらに備えてもよい。
【００６９】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１，１ａ，１ｂ アクチュエータ
１０，１０ａ〜１０ｅ リニアモータ
１１ シャフト
１２，１２ａ〜１２ｅ ガイド部材
１４ａ，１４ｂ 調整部材
１２１ 凸部
２０ フレーム
２１ 第１支持部
２２ 第２支持部
２３ 側壁部
２３ａ 切り欠き部
２４ａ〜２４ｄ 支柱
２５ 第３支持部
２５ａ 直動軸受け
２６ 開口部
３０，３０ａ 仕切部材
３１ フィン
４０ ファン
４１ 送風口
５０ 基板プレート
６０ 制御基板
７０ カバー体
８０ コイル
８１ 渡り線
９０ 永久磁石
１００ ボルトねじ
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、アクチュエータおよびアクチュエータの冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可動子を直線的に移動させるリニアモータ等の駆動装置を備えたアクチュエータが知られている。また、複数の駆動装置を組み込んだアクチュエータも開発されており、たとえば、複数の部品を保持して所定の場所へ移動させる部品移載装置等として利用されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１０５２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術には、可動子周辺の温度上昇を抑えるという点で更なる改善の余地がある。
【０００５】
すなわち、アクチュエータが備えるリニアモータ等の駆動装置は、可動子周辺の温度上昇により、可動子の位置精度に影響が生じる可能性がある。このため、従来技術では、たとえば温度に応じた位置補正を行う等の対策を行っているが、可動子周辺の温度上昇は極力抑えることが望ましい。
【０００６】
なお、可動子周辺の温度上昇は、たとえば、固定子に設けられるコイルからの発熱のほか、可動子の近傍に配置される機器からの発熱によっても生じる可能性がある。
【０００７】
実施形態の一態様は、可動子周辺の温度上昇を抑えることができるアクチュエータおよびアクチュエータの冷却方法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】
実施形態の一態様に係るアクチュエータは、駆動装置と、仕切部材と、ファンとを備える。駆動装置は、可動子を直線的に移動させる。仕切部材は、可動子の近傍に設けられ駆動装置を制御する制御基板と可動子との間の空間を仕切る。そして、ファンは、仕切部材よりも可動子側に設けられ、可動子側の空間における空気を流動させる。
【発明の効果】
【０００９】
実施形態の一態様によれば、可動子周辺の温度上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、第１の実施形態に係るアクチュエータの模式図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、制御基板を搭載したアクチュエータの模式図である。
【図２】図２は、図１ＢにおけるＡ−Ａ線断面視による説明図である。
【図３】図３は、図２におけるＢ−Ｂ線断面視による説明図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図３におけるＣ−Ｃ線断面視による説明図ある。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４ＡにおけるＤ−Ｄ線断面視による説明図である。
【図５】図５は、ガイド部材間の間隔をファンからの距離に応じて異ならせる場合の例を示す説明図である。
【図６】図６は、仕切部材にフィンを設ける場合の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するアクチュエータおよびアクチュエータの冷却方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１Ａは、第１の実施形態に係るアクチュエータの模式図である。また、図１Ｂは、制御基板を搭載したアクチュエータの模式図である。なお、第１の実施形態に係るアクチュエータは、たとえば、部品を保持して所定の場所へ移動させる部品移載装置のヘッドモジュール等として用いられる。
【００１３】
図１Ａに示すように、第１の実施形態に係るアクチュエータ１は、複数のリニアモータ１０と、フレーム２０と、仕切部材３０と、ファン４０とを備える。
【００１４】
リニアモータ１０は、筒状のガイド部材１２に挿入されたシャフト１１をガイド部材１２に沿って直線的に移動させる駆動装置である。ガイド部材１２は、磁性体のモータフレームとしても機能する。このリニアモータ１０は、ガイド部材１２の両端部がフレーム２０の第１支持部２１および第２支持部２２によってそれぞれ支持されることによって、フレーム２０に固定される。また、リニアモータ１０のシャフト１１は、第１支持部２１に取り付けられた第３支持部２５によって直動可能に支持される。
【００１５】
第１の実施形態に係るアクチュエータ１は、１０個のリニアモータ１０を備えており、各リニアモータ１０に対応する１０個のガイド部材１２が並列に配列される。なお、アクチュエータが備えるリニアモータの数は、１０個に限定されない。
【００１６】
フレーム２０は、第１支持部２１と、第２支持部２２と、側壁部２３と、支柱２４ａ〜２４ｄと、第３支持部２５とを備える。
【００１７】
第１支持部２１および第２支持部２２は、複数のガイド部材１２の先端部および基端部をそれぞれ支持する部材である。側壁部２３は、ガイド部材１２の側面を覆う部材であり、ファン４０に最も近い位置に設けられるガイド部材１２とファン４０との間に設けられる。なお、この側壁部２３には、ファン４０による送風をガイド部材１２に直接当てるための切り欠き部が形成されるが、かかる点については後述する。
【００１８】
支柱２４ａ〜２４ｄは、後述するリニアモータ１０の制御基板を支持するための部材である。支柱２４ａおよび支柱２４ｂは、たとえば第１支持部２１に設けられ、支柱２４ｃおよび支柱２４ｄは、たとえば第２支持部２２に設けられる。
【００１９】
ここで、リニアモータ１０の制御基板を搭載したアクチュエータ１の模式図を図１Ｂに示す。図１Ｂに示すように、支柱２４ａ〜２４ｄの上端部には、基板プレート５０が載置され、この基板プレート５０の上部にリニアモータ１０の制御基板６０が載置される。この制御基板６０は、リニアモータ１０を制御する制御装置である。
【００２０】
図１Ａに戻り、仕切部材３０について説明する。仕切部材３０は、基板プレート５０と複数のガイド部材１２との間の空間を仕切る部材である。また、ファン４０は、仕切部材３０よりもガイド部材１２側に設けられ、ガイド部材１２側の空間における空気を流動させる。
【００２１】
このように、第１の実施形態に係るアクチュエータ１は、基板プレート５０とガイド部材１２との間の空間を仕切部材３０で仕切り、仕切部材３０よりもガイド部材１２側の空間における空気をファン４０で流動させることにより、リニアモータ１０周辺やシャフト１１周辺の温度上昇を抑えることとした。以下、仕切部材３０およびファン４０の配置や構成について具体的に説明する。
【００２２】
なお、以下では、図１Ａに示すように、シャフト１１の移動方向をＸ軸方向とし、ガイド部材１２の配列方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向をＺ軸方向とする。また、以下では、Ｚ軸の正方向および負方向をそれぞれアクチュエータ１の上方および下方とする。
【００２３】
また、第１の実施形態では、ファン４０が、ガイド部材１２側の空間に対して空気を送り出す送風機である場合の例について説明するが、ファンは、ガイド部材１２側の空間における空気を吸い込む吸引機であってもよい。
【００２４】
図２は、図１ＢにおけるＡ−Ａ線断面視による説明図である。図２に示すように、基板プレート５０および制御基板６０は、シャフト１１の近傍に配置される。具体的には、基板プレート５０および制御基板６０は、支柱２４ａ〜２４ｄ（図１Ｂ参照）によって支持されることによって、ガイド部材１２の上方にガイド部材１２と所定の間隔をあけて配置される。
【００２５】
基板プレート５０とガイド部材１２との間には、仕切部材３０が設けられる。具体的には、仕切部材３０は、ガイド部材１２の上方に形成されるフレーム２０の開放部を閉塞するように設けられる。この仕切部材３０は、たとえばアルミニウムや銅や鉄といった熱伝導率の比較的高い部材で形成される。
【００２６】
このように、アクチュエータ１は、制御基板６０とシャフト１１との間の空間、具体的には、基板プレート５０とガイド部材１２との間の空間を仕切部材３０で仕切ることにより、制御基板６０からの熱をシャフト１１に伝えにくくすることができる。
【００２７】
また、仕切部材３０は、制御基板６０が発する電波ノイズおよびリニアモータ１０が発する電磁ノイズを遮蔽することもできる。したがって、アクチュエータ１は、仕切部材３０を設けることで、制御基板６０が発する電波ノイズをリニアモータ１０へ伝えにくくするとともに、リニアモータ１０が発する電磁ノイズを制御基板６０へ伝えにくくすることもできる。
【００２８】
なお、仕切部材３０は、アルミニウム等の高熱伝導材料の表面を鉄粉等でコーティングした材料を用いて形成されてもよい。このようにすれば、電波ノイズや電磁ノイズの遮蔽効果をさらに高めることができる。電波ノイズや電磁ノイズの遮蔽効果が高い鉄板の表面に対して高熱伝導材料をコーティングした材料で仕切部材を形成する場合も同様である。また、仕切部材３０は、ファン４０の外形にあわせて円弧状に形成してもよい。
【００２９】
ファン４０は、仕切部材３０よりもガイド部材１２側の空間に設けられる。ファン４０は、フレーム２０と仕切部材３０とファン４０とによって形成されるガイド部材１２の収納空間に対して外部の空気を送り込む。
【００３０】
フレーム２０には、ガイド部材１２からみて仕切部材３０が設けられる側とは反対側に開口部２６が形成される。このため、収納空間内の空気は、ファン４０からの送風によってフレーム２０の開口部２６から外部へ送り出されることとなる。このように、アクチュエータ１は、ファン４０を用いてガイド部材１２の収納空間内の空気を入れ換えることで、ガイド部材１２の収納空間の温度上昇を抑えることができる。また、ファン４０からの送風によって、仕切部材３０自体も冷却することができる。
【００３１】
かかる点について、図３を用いてさらに具体的に説明する。図３は、図２におけるＢ−Ｂ線断面視による説明図である。なお、図３では、理解を容易にするために、支柱２４ｃ，２４ｄ、基板プレート５０および制御基板６０を省略して示す。
【００３２】
図３に示すように、ファン４０は、軸心Ｐ１が、ガイド部材１２の配列方向、すなわち、Ｘ軸方向と略平行に設けられる。また、ファン４０の軸心Ｐ１は、ガイド部材１２の軸心Ｐ２よりも仕切部材３０側に設けられる。
【００３３】
これにより、ガイド部材１２の収納空間では、ファン４０を動作させることによって、ガイド部材１２からみて仕切部材３０側の空間と開口部２６側の空間との間で気圧差が生じる。具体的には、ガイド部材１２からみて仕切部材３０側の空間の方が、ガイド部材１２からみて開口部２６側の空間よりも気圧が高くなる。
【００３４】
ガイド部材１２の収納空間における空気は、気圧の高い方から低い方へ、すなわち、ガイド部材１２からみて仕切部材３０側の空間から開口部２６側へ向かって流れる。このため、第１の実施形態に係るアクチュエータ１は、ガイド部材１２の収納空間における空気を開口部２６から外部へ効率的に送り出すことができる。
【００３５】
また、ガイド部材１２は、互いに所定の間隔ｄをあけて並列に配列される。このため、ガイド部材１２の収納空間内における空気は、ガイド部材１２間の空間を通って開口部２６へ流れる。したがって、アクチュエータ１によれば、ガイド部材１２を互いに接した状態で配列させる場合と比較して、リニアモータ１０の冷却効果を高めることができる。
【００３６】
さらに、図２および図３に示すように、ガイド部材１２とファン４０との間に介在するフレーム２０の側壁部２３には、ファン４０の送風口４１の形状に合せて切り欠き部２３ａが形成される。これにより、ファン４０からの送風がガイド部材１２に対して直接当たるようになるため、ガイド部材１２の冷却効果を高めることができる。なお、かかる切り欠き部２３ａは、形成されなくてもよい。
【００３７】
このように、第１の実施形態に係るアクチュエータ１は、ファン４０を用いてガイド部材１２の収納空間における空気を流動させることによって、シャフト１１周辺の温度上昇を防ぐことができる。
【００３８】
なお、第１の実施形態では、ガイド部材１２の収納空間に１つの開口部２６が形成される場合の例について説明したが、ガイド部材１２の収納空間は、開口部２６以外の開口部を備えていてもよい。
【００３９】
たとえば、図３に示すように、アクチュエータ１では、ガイド部材１２の収納空間のうち、ガイド部材１２からみてファン４０が設けられる側とは反対側がカバー体７０によって閉塞された状態となっている。しかし、アクチュエータは、かかるカバー体７０を備えなくてもよい。すなわち、ガイド部材の収納空間は、ガイド部材からみてファンが設けられる側とは反対側が開放されていてもよい。
【００４０】
次に、リニアモータ１０の構成について図４Ａおよび図４Ｂを用いて説明する。図４Ａは、図３におけるＣ−Ｃ線断面視による説明図である。また、図４Ｂは、図４ＡにおけるＤ−Ｄ線断面視による説明図である。
【００４１】
図４Ａに示すように、リニアモータ１０は、シャフト１１と、ガイド部材１２とを備える。シャフト１１は、円柱状の部材であり、周面に永久磁石９０を備える。永久磁石９０は、後述するコイル８０と対向配置される（図４Ｂ参照）。
【００４２】
また、シャフト１１は、第３支持部２５に設けられたリニアベアリング等の直動軸受け２５ａによって直動可能に支持される。このように、シャフト１１は、可動子の一例である。
【００４３】
ガイド部材１２は、筒状の部材であり、内周面には、筒状に巻回されたコイル８０がモールドや接着等によって固定される。かかるガイド部材１２は、永久磁石９０から出る磁束の磁路となるため、鉄などの磁性材料で形成される。このように、ガイド部材１２は、固定子の一例である。
【００４４】
ガイド部材１２は、上記のように筒状に形成されるため、たとえば、角柱状のガイド部材と比較して空気抵抗が小さい。したがって、ガイド部材１２は、角柱状のガイド部材と比較して、ファン４０からの送風によって冷却され易い。また、アクチュエータ１は、筒状のガイド部材１２を備えることで、ファン４０からの送風をガイド部材１２の収納空間の奥側まで容易に届かせることができる。
【００４５】
また、図４Ｂに示すように、ガイド部材１２には、Ｚ軸の正方向、すなわち、仕切部材３０側へ向けて突出する凸部１２１が形成される。この凸部１２１により、ガイド部材１２の内周面とコイル８０との間には、所定の空間Ｒが形成される。この空間Ｒは、たとえば、ガイド部材１２を第３支持部２５に固定するボルトねじ１００が配設される空間である。また、空間Ｒは、コイル８０の渡り線８１が収納される収納空間でもある。
【００４６】
ガイド部材１２は、この凸部１２１の分だけ表面積が大きくなるため、ガイド部材１２が凸部１２１を備えない場合と比較して、熱を放散し易い。このように、ガイド部材１２は、凸部１２１がフィンとして機能することで、冷却効果を高めることができる。また、ガイド部材１２にコイル８０が密着しているため、ガイド部材１２からコイル８０の熱を放散しやすい。
【００４７】
上述してきたように、第１の実施形態に係るアクチュエータは、リニアモータと、仕切部材と、ファンとを備える。リニアモータは、シャフトを直線的に移動させる。仕切部材は、シャフトの近傍に設けられリニアモータを制御する制御基板とシャフトとの間の空間を仕切る。そして、ファンは、仕切部材よりもシャフト側に設けられ、シャフト側の空間における空気を流動させる。したがって、第１の実施形態に係るアクチュエータによれば、シャフト周辺の温度上昇を抑えることができる。
【００４８】
（第２の実施形態）
ところで、上述した第１の実施形態では、複数のガイド部材１２が、均等な間隔ｄで配列される場合の例について説明した（図３参照）。しかし、ガイド部材１２間の間隔は、必ずしも均等である必要はない。
【００４９】
そこで、以下では、ガイド部材間の間隔をファン４０からの距離に応じて異ならせる場合の例について図５を用いて説明する。以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５０】
図５は、ガイド部材間の間隔をファンからの距離に応じて異ならせる場合の例を示す説明図である。ここで、図５では、アクチュエータ１ａが備える複数のリニアモータのうち、ファン４０に近い３つのリニアモータをファン４０から近い順にそれぞれリニアモータ１０ａ〜１０ｃと呼ぶ。また、図５では、アクチュエータ１ａが備える複数のリニアモータのうち、ファン４０から最も遠い２つのリニアモータをファン４０から近い順にそれぞれリニアモータ１０ｄ，１０ｅと呼ぶ。
【００５１】
図５に示すように、リニアモータ１０ａ〜１０ｅは、それぞれガイド部材１２ａ〜１２ｅを備える。第２の実施形態に係るアクチュエータ１ａは、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔が、ファン４０から遠ざかるに従って徐々に大きくなるように調整される。
【００５２】
具体的には、アクチュエータ１ａは、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔を調整するための調整部材１４ａ，１４ｂを備える。調整部材１４ａ，１４ｂは、たとえば樹脂等で形成される。
【００５３】
たとえば、調整部材１４ａは、ガイド部材１２ａとガイド部材１２ｂとの間の間隔を狭めるための部材である。調整部材１４ａは、ガイド部材１２ａにおけるガイド部材１２ｂと対向する面およびガイド部材１２ｂにおけるガイド部材１２ａと対向する面にそれぞれ設けられる。これにより、ガイド部材１２ａおよびガイド部材１２ｂ間の間隔、具体的には、調整部材１４ａ間の間隔は、調整部材１４ａを設けない場合におけるガイド部材１２ａおよびガイド部材１２ｂ間の間隔ｄ（図３参照）よりも小さいｄ１となる。
【００５４】
また、調整部材１４ｂは、ガイド部材１２ｂとガイド部材１２ｃとの間の間隔を狭めるための部材である。調整部材１４ｂは、ガイド部材１２ｂにおけるガイド部材１２ｃと対向する面およびガイド部材１２ｃにおけるガイド部材１２ｂと対向する面にそれぞれ設けられる。これにより、ガイド部材１２ｂおよびガイド部材１２ｃ間の間隔、具体的には、調整部材１４ｂ間の間隔は、調整部材１４ｂを設けない場合におけるガイド部材１２ｂおよびガイド部材１２ｃ間の間隔ｄ（図３参照）よりも小さいｄ２となる。間隔ｄ２は、ガイド部材１２ａおよびガイド部材１２ｂ間の間隔ｄ１よりも大きい。
【００５５】
そして、ファン４０から最も遠い位置に設けられる２つのガイド部材１２ｄおよびガイド部材１２ｅ間には、調整部材が設けられない。したがって、これらガイド部材１２ｄおよびガイド部材１２ｅ間の間隔ｄは、ガイド部材１２ｂおよびガイド部材１２ｃ間の間隔ｄ２よりも大きい。
【００５６】
このように、第２の実施形態に係るアクチュエータ１ａは、調整部材１４ａ，１４ｂによって、ガイド部材１２ａ〜１２ｃ間の間隔がファン４０から遠ざかるほど大きくなるように調整される。この結果、ガイド部材間を通る空気の流量は、ファン４０に近いほど減少し、その分、ファン４０から遠い位置に設けられるガイド部材間を通る空気の流量が増加する。
【００５７】
ファン４０は、ガイド部材１２ａ〜１２ｅの配列方向端部に設けられるため、ガイド部材１２ａ〜１２ｅには、ファン４０による冷却効果にばらつきが生じる可能性がある。たとえば、図５に示す場合、ファン４０からの送風は、ファン４０に最も近いガイド部材１２ａに対して最も届き易く、ファン４０から最も遠いガイド部材１２ｅに対して最も届き難い傾向がある。このため、ガイド部材１２ｅは、ガイド部材１２ａと比較して冷却され難い可能性がある。
【００５８】
そこで、第２の実施形態では、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔がファン４０から遠ざかるほど大きくなるように調整することで、ファン４０から遠い位置に設けられるガイド部材間を通る空気の流量を増加させることとした。これにより、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間に生じる冷却効果のばらつきを抑制することができる。
【００５９】
また、図５に示すように、各ガイド部材１２ａ〜１２ｅは、軸心Ｐ３間の間隔ｓが一定となるように配列される。このように、第２の実施形態では、ガイド部材１２ａ〜１２ｅの軸心Ｐ３間の間隔、すなわち、シャフト間の間隔を一定に保ちつつ、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔を異ならせることとしている。したがって、第２の実施形態に係るアクチュエータ１ａは、複数のガイド部材が一定の間隔で配列される一般的なアクチュエータと比較して制御容易性が損なわれることがない。
【００６０】
なお、ここでは、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔が、ファン４０から遠ざかるにつれて徐々に大きくなるように調整する場合の例について説明したが、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔は、段階的に調整してもよい。すなわち、図５では、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔が、ファン４０から近い順にそれぞれｄ１、ｄ２、…ｄと徐々に大きくなる場合の例について示した。しかし、ガイド部材１２ａ〜１２ｅ間の間隔は、たとえば、ｄ１、ｄ１、ｄ２、ｄ２といったように段階的に大きくしてもよい。
【００６１】
このように、第２の実施形態では、ガイド部材間の間隔が、ファンの近くに配置されるガイド部材（たとえば、ガイド部材１２ａ）における間隔（たとえば、間隔ｄ１）よりも、ファンから遠くに配置されるガイド部材（たとえば、ガイド部材１２ｅ）における間隔（たとえば、間隔ｄ）の方が広く形成される。したがって、第２の実施形態によれば、複数のガイド部材間に生じる冷却効果のばらつきを抑制し、複数のガイド部材を均等に冷却することができる。
【００６２】
（第３の実施形態）
また、上述した第１の実施形態では、制御基板６０からの熱を仕切部材３０によって遮蔽する場合の例について説明したが、仕切部材の放熱効果を高めるために、仕切部材に放熱部を設けてもよい。以下では、一例として、仕切部材に対してフィンを設ける場合の例について図６を用いて説明する。図６は、仕切部材にフィンを設ける場合の例を示す説明図である。
【００６３】
図６に示すように、第３の実施形態に係るアクチュエータ１ｂは、第１の実施形態に係るアクチュエータ１が備える仕切部材３０に代えて、仕切部材３０ａを備える。この仕切部材３０ａは、基板プレート５０側の面にフィン３１を備える。かかるフィン３１により、仕切部材３０ａに蓄積される熱が放散され易くなるため、仕切部材３０ａよりもガイド部材１２側の空間に対して熱がさらに伝わり難くなる。したがって、シャフト１１周辺の温度上昇をさらに抑えることができる。
【００６４】
ここでは、仕切部材３０ａが、基板プレート５０側の面にフィン３１を備える場合の例を示したが、フィンは、仕切部材におけるガイド部材側の面に設けられてもよい。また、ここでは、仕切部材３０ａが放熱部材の一例であるフィン３１を備える場合の例について示したが、仕切部材は、たとえばヒートパイプ等の他の放熱部材を備えてもよい。
【００６５】
このように、第３の実施形態では、仕切部材が、熱を放熱する放熱部を備えることとしたため、シャフト周辺の温度上昇をさらに抑えることができる。
【００６６】
また、上述した各実施形態では、アクチュエータの一例として、複数のリニアモータが一列に並んだアクチュエータを用いて説明したが、アクチュエータは、リニアモータの列を多段に備えてもよい。
【００６７】
また、上述した各実施形態では、駆動装置がリニアモータである場合の例について説明したが、駆動装置は、リニアモータに限定されない。たとえば、アクチュエータは、回転式モータおよびボールねじの組み合わせを駆動装置として備える構成であってもよい。ボールねじは、シャフトを直線的に移動させる直動機構である。なお、かかる場合には、ねじ軸に螺合されるとともにシャフトと連結するナットが可動子に相当し、ナットを直線的に移動させるガイドレールがガイド部材に相当する。
【００６８】
また、上述した第３の実施形態では、仕切部材に対して放熱部を設ける場合の例について説明したが、アクチュエータは、たとえば、基板プレートの下部に対して放熱部材をさらに備えてもよい。
【００６９】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１，１ａ，１ｂ アクチュエータ
１０，１０ａ〜１０ｅ リニアモータ
１１ シャフト
１２，１２ａ〜１２ｅ ガイド部材
１４ａ，１４ｂ 調整部材
１２１ 凸部
２０ フレーム
２１ 第１支持部
２２ 第２支持部
２３ 側壁部
２３ａ 切り欠き部
２４ａ〜２４ｄ 支柱
２５ 第３支持部
２５ａ 直動軸受け
２６ 開口部
３０，３０ａ 仕切部材
３１ フィン
４０ ファン
４１ 送風口
５０ 基板プレート
６０ 制御基板
７０ カバー体
８０ コイル
８１ 渡り線
９０ 永久磁石
１００ ボルトねじ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動子を直線的に移動させる駆動装置と、
前記可動子の近傍に設けられ前記駆動装置を制御する制御装置と前記可動子との間の空間を仕切る仕切部材と、
前記仕切部材よりも前記可動子側に設けられ、前記可動子側の空間における空気を流動させるファンと
を備えることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記可動子の移動方向に沿って延在し、前記可動子が挿入されるガイド部材
をさらに備え、
前記駆動装置は、
複数設けられるとともに、それぞれに対応する前記ガイド部材が並列に配列され、
前記ファンの軸心は、
前記ガイド部材の配列方向と略平行であり、かつ、前記ガイド部材の軸心よりも前記仕切部材側に設けられることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記ガイド部材は、
互いに所定の間隔をあけて配列されることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記ガイド部材間の間隔は、
前記ファンの近くよりも遠くの方が大きいことを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記ファンおよび前記仕切部材との間で前記ガイド部材を覆う空間を形成するフレーム
をさらに備え、
前記フレームは、
前記ガイド部材からみて前記仕切部材が設けられる側とは反対側に開口部を備えることを特徴とする請求項２、３または４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記ガイド部材は、
筒状に巻回されたコイルが内周面に配設される筒状の部材であり、
前記可動子は、
前記コイルと対向配置される永久磁石を備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記ガイド部材は、
前記コイルと前記内周面との間に所定の空間を形成する凸部を備え、
前記凸部は、
前記仕切部材側へ向けて突出することを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記仕切部材は、
熱を放熱する放熱部を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のアクチュエータ。
【請求項９】
直線的に移動する可動子を含んだ駆動装置を制御する制御装置と、前記可動子との間の空間を仕切部材で仕切り、
前記仕切部材よりも前記可動子側に設けられたファンを用いて前記可動子側の空間における空気を流動させる
ことを特徴とするアクチュエータの冷却方法。
【請求項１】
可動子を直線的に移動させる駆動装置と、
前記可動子の近傍に設けられ前記駆動装置を制御する制御装置と前記可動子との間の空間を仕切る仕切部材と、
前記仕切部材よりも前記可動子側に設けられ、前記可動子側の空間における空気を流動させるファンと
を備えることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記可動子の移動方向に沿って延在し、前記可動子が挿入されるガイド部材
をさらに備え、
前記駆動装置は、
複数設けられるとともに、それぞれに対応する前記ガイド部材が並列に配列され、
前記ファンの軸心は、
前記ガイド部材の配列方向と略平行であり、かつ、前記ガイド部材の軸心よりも前記仕切部材側に設けられることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記ガイド部材は、
互いに所定の間隔をあけて配列されることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記ガイド部材間の間隔は、
前記ファンの近くよりも遠くの方が大きいことを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記ファンおよび前記仕切部材との間で前記ガイド部材を覆う空間を形成するフレーム
をさらに備え、
前記フレームは、
前記ガイド部材からみて前記仕切部材が設けられる側とは反対側に開口部を備えることを特徴とする請求項２、３または４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記ガイド部材は、
筒状に巻回されたコイルが内周面に配設される筒状の部材であり、
前記可動子は、
前記コイルと対向配置される永久磁石を備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記ガイド部材は、
前記コイルと前記内周面との間に所定の空間を形成する凸部を備え、
前記凸部は、
前記仕切部材側へ向けて突出することを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記仕切部材は、
熱を放熱する放熱部を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のアクチュエータ。
【請求項９】
直線的に移動する可動子を含んだ駆動装置を制御する制御装置と、前記可動子との間の空間を仕切部材で仕切り、
前記仕切部材よりも前記可動子側に設けられたファンを用いて前記可動子側の空間における空気を流動させる
ことを特徴とするアクチュエータの冷却方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９０５１３（Ｐ２０１３−９０５１３Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３１１５７（Ｐ２０１１−２３１１５７）
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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