リニアモータ及びこのリニアモータを用いたステージ装置
【課題】 本発明はリニアモータのコイル部を効率良く冷却することを課題とする。
【解決手段】 リニアモータ２０は、磁石ユニット５４の磁石４６間に挿入されるコイル部６０と、このコイル部６０を冷却するコイル冷却ユニット６２と、２列のコイル列を保持するコイルホルダ６４とを備える。コイル冷却ユニット６２は、第１の冷却パネル６２Ａと第２の冷却パネル６２Ｂとが交互に配置されている。第１の冷却パネル６２Ａは、コイル部６０に接する高温側と放熱を行う低温側との温度差によって発電する熱電変換素子が平板状に並設されている。また、第２の冷却パネル６２Ｂは、熱電変換素子からの電流供給によりコイル部６０を冷却するペルチェ素子が平板状に並設されている。コイル冷却ユニット６２は、コイル部６０の熱を利用して発電を行って冷却効果を増大させるため、効率的にコイル部６０を冷却できる。
【解決手段】 リニアモータ２０は、磁石ユニット５４の磁石４６間に挿入されるコイル部６０と、このコイル部６０を冷却するコイル冷却ユニット６２と、２列のコイル列を保持するコイルホルダ６４とを備える。コイル冷却ユニット６２は、第１の冷却パネル６２Ａと第２の冷却パネル６２Ｂとが交互に配置されている。第１の冷却パネル６２Ａは、コイル部６０に接する高温側と放熱を行う低温側との温度差によって発電する熱電変換素子が平板状に並設されている。また、第２の冷却パネル６２Ｂは、熱電変換素子からの電流供給によりコイル部６０を冷却するペルチェ素子が平板状に並設されている。コイル冷却ユニット６２は、コイル部６０の熱を利用して発電を行って冷却効果を増大させるため、効率的にコイル部６０を冷却できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコイルからの発熱を効率良く冷却するよう構成されたリニアモータ及びこのリニアモータを用いたステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造装置や液晶製造装置等の精密位置決め装置では、基板などの被加工物が載置されたステージを駆動する駆動手段としてリニアモータを用いており、ステージの両端を一対のリニアモータにより並進駆動制御している。
【０００３】
この種のリニアモータでは、複数のコイルが一列に配設されたコイル部と、コイル列に対向するように配置された複数の永久磁石が一列に配設されたマグネットヨーク部とから構成されている。そして、コイル部に通電されて電磁力が発生することにより、永久磁石に対して推力（駆動力）が発生する。
【０００４】
また、リニアモータの構成としては、マグネットヨーク部が固定側でコイル部が可動側となるムービングコイル方式と、コイル部が固定側でマグネットヨーク部が可動側となるムービングマグネット方式とがある。
【０００５】
上記２方式の何れの方式においてもコイルからの発熱による温度上昇が発生すると、コイル自体の抵抗値が上昇するため、駆動電流が低下することになる。リニアモータでは、推力が駆動電流に比例することから、駆動電流が低下すると、推力も低下する。
【０００６】
そのため、リニアモータでは、コイルからの発熱による影響を減らすため、コイル部を冷却する冷却手段を設けている。この冷却手段としては、例えば、コイル部の内部にパネル状のヒートパイプを設ける構成のものがある。この冷却方式では、コイルからの熱をヒートパイプによりコイル部を保持するホルダ側へ伝導させており、効率良くコイルの熱を逃がすことができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
さらに、この特許文献１のリニアモータでは、コイル部の両側面に２列のコイルが背中合わせで配設されているため、２列のコイル背面間の隙間にヒートパイプが挿入されており、コンパクトな構成になっている。
【０００８】
また、リニアモータにおいては、２列のコイル列と、２列のマグネット列とが対向するように配置されている。そして、各コイル形状が平面的でなく、矩形状に巻回されたコイルの両側を９０度曲げたコ字状に形成されている。さらに、コイル列の隣接するコイル同士のコ字状の向きが１８０度異なるように配置され、各コイルの両側の曲げ部分が移動方向で重なり合うように配置してトルク変動を抑制するように構成されたものもある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−３２７１５２号公報
【特許文献２】特開２００２−１０６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１のリニアモータでは、移動方向に延在する各コイル列において、矩形状に巻回された各コイルが同一平面に所定間隔で配置されるため、各コイル間で電磁力が低下してトルク不足が生じるという問題がある。
【００１０】
そのため、上記特許文献１のリニアモータでは、ヒートパイプによりコイルの熱を効率良く放熱部分に逃がすことができる反面、リニアモータの効率低下を解消することが困難である。
【００１１】
また、上記特許文献２のリニアモータでは、両側を９０度曲げてコ字状に形成されたコイルを隣接するコイル同士で１８０度異なるように配置され、各コイルの両側の曲げ部分が重なり合うように構成しているため、トルク不足を解消して精密な移動制御を実現できるものの、クランク状に曲がった各コイル列の隙間にパネル状のヒートパイプを挿入することができなかった。
【００１２】
そのため、特許文献２のリニアモータでは、コイル部に冷媒を循環させるための冷却流路を設け、その流路に冷媒を供給するためのポンプ等を設けており、さらに冷媒の流出を防止するシール構造も必要になるため、構成が大型化、及び複雑化し、コストアップの要因になっている。
【００１３】
そこで、本発明は上記課題を解決したリニアモータ及びこのリニアモータを用いたステージ装置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】
【００１４】
請求項１記載の発明は、複数のコイルが並設されたコイル部と、複数の永久磁石が前記コイル列に対向するように並設されたマグネットヨーク部と、前記コイル部を冷却するコイル冷却部とを有するリニアモータにおいて、前記コイル冷却部は、前記コイルからの熱伝導により発電を行う熱電変換手段と、該熱電変換手段からの電流供給により前記コイル部の冷却を行う電熱変換手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、前記熱電変換手段が、前記コイル部に接する高温側と放熱を行う低温側との温度差によって発電する熱電変換素子を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、前記電熱変換手段が、電流供給により前記コイル部を冷却するペルチェ素子を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、前記コイル冷却部が、前記コイル部を保持するコイルホルダに設けられたことを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、前記コイル冷却部が、前記コイル部のコイルに近接する位置に設けられたことを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載のリニアモータを駆動手段に用いたことを特徴とするステージ装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、コイル冷却部が、コイルからの熱伝導により発電を行う熱電変換手段と、熱電変換手段からの電流供給によりコイル部の冷却を行う電熱変換手段とからなるため、コイル部を効率良く冷却することが可能になり、且つトルク変動を抑制するために隣接するコイルを重ね合わせるように配置した場合でもコイル部の発熱を十分に冷却することが可能になる。そのため、トルク不足を解消する構成とするためにコイル形状が複雑である場合でも、コイル部の周囲から効率良く冷却することが可能になり、トルク増大により精密な高速移動制御の実現と、コイル部の冷却による推力低下の防止という２つの課題を同時に解決することができる。
【００２１】
また、熱電変換手段が熱エネルギを電気エネルギに変換する際の吸熱作用による自己冷却と、これによって得られた電流を電熱変換手段に供給することにより電熱変換手段がコイル部を冷却するため、外部からの電力供給が不要であり、構成の簡略化を図れると共に、省エネルギ化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明になるリニアモータの一実施例が適用されたステージ装置を示す平面図である。
図１に示されるように、ステージ装置１０は、ＸＹステージであり、コンクリート製の基礎上に固定されたベース１４と、ベース１４上を移動する可動部１６と、可動部１６の両端部をＹ方向に駆動する一対のリニアモータ２０とを有する。
【００２４】
可動部１６は、リニアモータ２０により駆動されるスライダ１８と、スライダ１８間を連結するように移動方向と直交するＸ方向に横架されたＹスライダ２４と、Ｙスライダ２４上をＸ方向に移動するＸスライダ２６とを有する。
【００２５】
スライダ１８は、Ｙ方向に延在するガイド部３０のガイドレール５０にガイドされてＹ方向に摺動可能に支持されており、リニアモータ２０のコイル部６０が取り付けられている。
【００２６】
可動部１６は、左右両端に設けられたスライダ１８がガイド部３０によりガイドされながらリニアモータ２０の駆動力によりＹ方向に駆動される。よって、可動部１６は、両端に配置されたスライダ１８がリニアモータ２０の駆動力により同時に駆動されることにより、左右のスライダ１８が並進する。
【００２７】
ここで、リニアモータ２０及びガイド部３０の構成について図２及び図３を参照して説明する。
図２及び図３に示されるように、リニアモータ２０は、コイル部６０と、モータ支持部３４の上端に支持されたコ字状からなるヨーク４４の内側面に固着された永久磁石４６を等間隔に配列したものとから構成されている。コイル部６０のコイル６６（図７参照）は、永久磁石４６に対向するように配置されており、駆動電圧の印加により永久磁石４６に対するＹ方向の推力（駆動力）を発生させる。
【００２８】
従って、リニアモータ２０は、永久磁石４６に対するローレンツ力をコイル部６０から発生させることでＹ方向の駆動力をスライダ１８に付与するように構成されており、コイル部６０のコイル６６に印加される電圧を制御されることによりスライダ１８をＹ方向に一定速度で走行させるように駆動力を発生させることができる。
【００２９】
可動部１６は、Ｙ方向に延在するガイドレール５０と、ガイドレール５０の４辺を囲むように形成されたスライダ１８と、スライダ１８とガイドレール５０の上面５０-1との間に圧縮空気を噴射してスライダ１８を上方にフローティング状態に支持する第１の静圧空気軸受５２と、スライダ１８とガイドレール５０の右側面５０-2との間に圧縮空気を噴射して可動部１６を側方にフローティング状態に支持する第２の静圧空気軸受５４とを有する。
【００３０】
スライダ１８は、ガイドレール５０の各面に微小な隙間を介して対向するガイド面を有する。従って、上記静圧空気軸受５４から上記隙間に噴射された圧縮空気は、スライダ１８のガイド面を所定圧力で押圧する。これにより、スライダ１８は、ガイドレール５０に対して微小な隙間を介してフローティング支持されているので、殆ど摩擦の無い非接触状態でＹ方向に移動することが可能である。
【００３１】
スライダ１８の移動位置を検出するリニアスケール２２は、ガイドレール５０の右側面５０-2にＹ方向に延在形成して設けられた被位置検出板２２ａと、被位置検出板２２ａのスリット数を検出するセンサ２２ｂとから構成されている。センサ２２ｂは、スライダ１８に取り付けられているため、移動量を所定間隔で一列に配置されたスリット数に応じたパルス数を検出信号として出力する。
【００３２】
ここで、リニアモータ２０のコイル部６０の構成について図４及び図５を参照して説明する。
【００３３】
図４に示されるように、コイル部６０は、２列のコイル６６をモールド６３により一体化したものであり、進行方向（Ｙ方向）に延在形成されている。また、コイル部６０は、上部にコイル冷却ユニット６２が搭載され、さらにモールド６３の上部及びコイル冷却ユニット６２を保持するコイルホルダ６４が取り付けられる。従って、コイル冷却ユニット６２は、モールド６３の上部とコ字状に形成されたコイルホルダ６４との間に収納されるように挟持される。
【００３４】
また、磁石ユニット５６は、ベースヨーク５８、サイドヨーク５９をＵ字状に組み合わせた構成であり、このサイドヨーク５９の内壁に上記磁石４６が取り付けられている。従って、ベースヨーク５８の両側に起立するサイドヨーク５９の内側に固着された磁石４６は、モールド６３内部に収納されたコイル６６の両側に対向するように配置される。
【００３５】
図５に示されるように、コイル冷却ユニット６２は、コイル部６０の上部に載置された状態で上方からコイルホルダ６４に挟持されるように取り付けられている。従って、コイル冷却ユニット６２は、磁石ユニット５６の磁石４６から離間したコイル部６０の上端部を冷却するように設けられており、磁石４６とコイル６６との間で発生する推力に影響を与えないように配置されている。
【００３６】
また、コイル冷却ユニット６２は、第１の冷却パネル６２Ａと第２の冷却パネル６２Ｂとが交互に配置された構成である。
【００３７】
第１の冷却パネル６２Ａは、コイル部６０に接する高温側と放熱を行う低温側との温度差によって発電するゼーベック効果を利用した熱電変換素子（熱電変換手段）が平板状に並設されている。また、第２の冷却パネル６２Ｂは、熱電変換素子からの電流供給によりコイル部６０を冷却するペルチェ素子（電熱変換手段）が平板状に並設されている。
【００３８】
また、コイル冷却ユニット６２は、熱電変換素子を有する第１の冷却パネル６２Ａのみを用いる構成でも良い。
【００３９】
図６に示されるように、コイル６６は、銅線を矩形状に巻回し、且つ両側を９０度曲げたいわゆる鞍型構造になっており、より具体的には、直線部６６Ａと、この直線部６６Ａの両端に屈曲形成される一対の屈曲部６６Ｂと、両側の直線部６６Ａ間に形成された凹部６６Ｃとを備えるように形成される。
【００４０】
図７に示されるように、コイル部６０は、両側が９０度曲げられたコ字状のコイル６６が進行方向（Ｘ方向）に並設された２つのコイル列６０Ａ，６０Ｂが夫々１８０度異なる向きで対向配置されており、第１コイル列６０Ａのコイル６６と第２コイル列６０Ｂのコイル６６とが交互に嵌合するように組み合わされている。
【００４１】
従って、第１コイル列６０Ａのコイル６６の直線部６６Ａが第２コイル列６０Ｂのコイル６６の凹部６６Ｃに嵌合され、第２コイル列６０Ｂのコイル６６の直線部６６Ａが第１コイル列６０Ａのコイル６６の凹部６６Ｃに嵌合され、第１コイル列６０Ａのコイル６６の直線部６６Ａと第２コイル列６０Ｂのコイル６６の直線部６６Ａとが重なり合うように交互に組み合わされている。
【００４２】
このように、コイル部６０では、鞍型構造のコイル６６を１８０度の向きから立体的に組み合わせるため、前述した特許文献１のように平面状のコイルを同一平面に並設するよりも大きい駆動力が得られるが、コイル列間にヒートパイプを挿入するスペースが無い。
【００４３】
さらに、このままの状態では、各コイル６６が互いに連結されておらず分解してしまうので、このコイル部６０は、進行方向（Ｙ方向）に延在形成されたコイルホルダ６４と共に樹脂材によって一体モールド成型されている。
【００４４】
ここで、コイル冷却ユニット６２の冷却パネル６２Ａ，６２Ｂの構成について図８を参照して説明する。尚、図８において、冷却パネル６２Ａ，６２Ｂは、夫々搭載される素子が異なるが外観形状は略同一である。
【００４５】
図８に示されるように、冷却パネル６２Ａは、半導体の両端に温度差を加えることによって、正孔の温度差による電場を利用した熱−電変換可能な発電素子として熱電変換素子７０を有する。また、冷却パネル６２Ｂは、熱電変換素子７０による発電によって発生された電流が供給されることで温度差を発生させてコイル部６０を冷却するペルチェ素子７２を有する。
【００４６】
冷却パネル６２Ａ，６２Ｂの表面は、セラミック基板からなる吸熱板７４と放熱板７６により覆われており、パネル内部には、夫々複数の熱電変換素子７０、ペルチェ素子７２がマトリクス状に並設されている。また、各熱電変換素子７０またはペルチェ素子７２の電極に接続されたリード線７９が放熱板７６の側方に引き出されている。
【００４７】
図９に示されるように、熱電変換素子７０は、Ｎ型半導体７８とＰ型半導体８０とを組み合わせた構成であり、リード線７９が接続される一対の電極７０ａがコイル部６０に接触する高温側であり、電極７０ａと反対側に位置する放熱板７０ｂが低温側となる。
【００４８】
熱電変換素子７０においては、電極７０ａがコイル部６０からの熱伝導により約１００°Ｃ付近まで加熱されるのに対し、金属板からなる放熱板７０ｂがコイルホルダ６４に伝熱するか、あるいは空気中に放熱することで冷却されるため、室温となる。このように、電極７０ａと放熱板７０ｂとの温度差が生じると、発電が行われ、一対の電極７０ａ間の電位差によってリード線７９に電流が流れる。
【００４９】
熱電変換素子７０は、コイル部６０からの熱エネルギの一部が放熱されずに、Ｎ型半導体７８及びＰ型半導体８０によって電気エネルギに変換され、リード線７９を介して熱起電力Ｖを取り出すことが可能になる。この熱起電力Ｖは、次式で表わされる。
Ｖ＝ＳＡＢ（Ｔｈ−Ｔｌ）… （１）
上式（１）において、ＳＡＢはゼーベック係数（Ｎ型半導体７８、Ｐ型半導体８０の材質によって決まる固有の値）、Ｔｈは高温側温度（コイル部６０の温度）、Ｔｌは低温側温度（空気中に放熱される放熱板７０ｂの温度）である。
【００５０】
上記のような温度差によるゼーベック効果を利用した発電素子は、高温側と低温側との温度差が大きいほど、より大きな起電力が得られるため、リニアモータ２０の駆動時にコイル部６０から発生する熱が１００°Ｃ以上になることを考慮すると、十分な大きさの起電力が得られることが分かる。
【００５１】
ペルチェ素子７２は、上記熱電変換素子７０と逆の作用を有しており、Ｎ型半導体８２とＰ型半導体８４とを組み合わせた構成であり、リード線７９が接続される一対の電極７２ａが放熱を行う高温側であり、電極７２ａと反対側に位置しコイル部６０に接する吸熱板７２ｂが低温側となる。そして、ペルチェ素子７２においては、電極７２ａに熱電変換素子７０によって発電された電流が供給されることで、熱の移動が行われ、吸熱板７２ｂが冷却されるため、コイル部６０を冷却することができる。
【００５２】
このように、コイル冷却ユニット６２では、熱電変換素子７０の吸熱作用に伴う発電によって得られた電力でペルチェ素子７２による冷却を行う自己冷却システムによってコイル部６０を効率良く冷却することが可能になる。
【００５３】
ペルチェ素子７２による冷却効果としての熱量Ｑは、次式（２）で表わされる。
Ｑ＝ΠＡＢＩ… （２）
上式（２）において、ΠＡＢはペルチェ係数（Ｎ型半導体８２、Ｐ型半導体８４の材質によって決まる固有の値）、Iは熱電変換素子７０から供給される電流である。従って、ペルチェ素子７２は、熱電変換素子７０から供給される電流Iが大きいほど、冷却効果も大きくなることが分かる。すなわち、コイル部６０の温度上昇が大きくなるのに連れて熱電変換素子７０の発電量が増大すると共に、ペルチェ素子７２による冷却効果もより増大することになる。
【００５４】
そのため、コイル部６０では、各コイル６６の温度上昇が抑制されるため、発熱に伴う各コイル６６の抵抗が増大することが抑制され、リニアモータ２０の熱による推力の低下を防止できると共に、発熱による影響を受けずに高推力化を図り、安定したトルクを得ることが可能になる。よって、リニアモータ２０では、トルク不足を解消する構成とするためにコイル形状が複雑である場合でも、コイル部６０の周囲から効率良く冷却することが可能になり、トルク増大により精密な高速移動制御の実現と、コイル部６０の冷却による推力低下の防止という２つの課題を同時に解決することができる。
【００５５】
また、コイル冷却ユニット６２では、熱電変換素子７０とペルチェ素子７２とを組み合わせることにより、自己冷却システムを構築することができ、従来廃熱としていたコイル部６０の熱を利用して発電を行って冷却効果を増大させるため、効率的にコイル部６０を冷却できると共に、外部からの電力供給が不要であるので、省エネルギ化を図ることができる。さらに、リニアモータ２０は、前述した特許文献２のように冷媒を循環させるための流路をコイル部６０の表面に設ける必要がないので、構成の簡略化を大幅に促進することが可能になる。
【実施例２】
【００５６】
図１０は実施例２の縦断面図である。
図１０に示されるように、実施例２のリニアモータ２０では、コイル部６０の上端とコイルホルダ６４との間に冷却パネル６２Ａ（熱電変換素子７０を有する）が取り付けられている。また、コイル部６０の両側面に冷却パネル６２Ｂ（ペルチェ素子７２を有する）が取り付けられており、その表面がモールド成型されている。これにより、コイル部６０上部の発熱により冷却パネル６２Ａから得られた電圧を冷却パネル６２Ｂに印加し、冷却パネル６２Ｂは、コイル６６の中央部分をペルチェ素子７２により効率良く冷却することができる。
【実施例３】
【００５７】
図１１は実施例３の縦断面図である。
【００５８】
図１１に示されるように、実施例３では、コイルホルダ６４の側面及び上面に冷却パネル６２Ｂ（ペルチェ素子７２を有する）を取り付け、コイルホルダ６４の側面及び上面及び冷却パネル６２Ｂの表面はカバー９０により覆われる。カバー９０の内側とコイルホルダ６４との間に介在するペルチェ素子７２は、コイルホルダ６４を冷却してコイル部６０との温度差をつくりだす。これにより、コイル部６０の上部に設けられた冷却パネル６２Ａ（熱電変換素子７０を有する）による発電効率を高めることができる。
【実施例４】
【００５９】
図１２は実施例４の縦断面図である。
【００６０】
図１２に示されるように、実施例４では、冷却パネル６２Ａ，６２Ｂが、コイル部６０からの熱を空気中に放熱する構成であるため、コイルホルダ６４に覆われておらず、放熱面が露出されている。冷却パネル６２Ａと６２Ｂとの間に両パネル間の熱的干渉を防止するためのスペーサ６３が介在している。また、冷却パネル６２Ａ、６２Ｂの放熱効果を高めるために、第１、第２の熱電変換部６２Ａ，６２Ｂの露出面に放熱用フィンを設ける構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
尚、上記実施例では、熱電変換素子７０を有する冷却パネル６２Ａと、ペルチェ素子７２を有する冷却パネル６２Ｂとが交互に配設された構成を一例として挙げたが、これに限らず、一つのパネル内部に熱電変換素子７０とペルチェ素子７２とを混在させる構成としても良いのは勿論である。
【００６２】
また、上記実施例では、ムービンコイル型のリニアモータについて説明したが、本発明は、ムービングマグネット型のリニアモータにも適用できるのは言うまでもない。
【００６３】
また、上記実施例では、コアレス型のコイル部について説明したが、これに限らず、コア付型を用いた構成にも本発明を適用できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明になるリニアモータの一実施例が適用されたステージ装置を示す平面図である。
【図２】リニアモータ２０及びガイド部３０の構成を拡大して示す正面図である。
【図３】リニアモータ２０及びガイド部３０の構成を拡大して示す平面図である。
【図４】リニアモータ２０の構成を示す縦断面図である。
【図５】リニアモータ２０の構成を示す分解斜視図である。
【図６】コイル６６の構成を示す斜視図である。
【図７】複数のコイル６６を組み合わせた状態を示す斜視図である。
【図８】冷却パネル６２Ａ，６２Ｂの内部構造を示す一部切載した斜視図である。
【図９】熱電変換素子７０とペルチェ素子７２と接続した状態を示す原理図である。
【図１０】リニアモータの実施例２の縦断面図である。
【図１１】リニアモータの実施例３の縦断面図である。
【図１２】リニアモータの実施例４の縦断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ ステージ装置
１４ ベース
１６ 可動部
１８ スライダ
２０ リニアモータ
２２ リニアスケール
２４ Ｙスライダ
２６ Ｘスライダ
３０ ガイド部
４４ ヨーク
４６ 永久磁石
５０ ガイドレール
５２，５４ 静圧空気軸受
５６ 磁石ユニット
５８ ベースヨーク
５９ サイドヨーク
６０ コイル部
６２ コイル冷却ユニット
６２Ａ 第１の冷却パネル
６２Ｂ 第２の冷却パネル
６３ モールド
６４ コイルホルダ
６６ コイル
７０ 熱電変換素子
７２ ペルチェ素子
７４ 吸熱板
７６ 放熱板
７８，８２ Ｎ型半導体
７９ リード線
８０，８４ Ｐ型半導体
【技術分野】
【０００１】
本発明はコイルからの発熱を効率良く冷却するよう構成されたリニアモータ及びこのリニアモータを用いたステージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造装置や液晶製造装置等の精密位置決め装置では、基板などの被加工物が載置されたステージを駆動する駆動手段としてリニアモータを用いており、ステージの両端を一対のリニアモータにより並進駆動制御している。
【０００３】
この種のリニアモータでは、複数のコイルが一列に配設されたコイル部と、コイル列に対向するように配置された複数の永久磁石が一列に配設されたマグネットヨーク部とから構成されている。そして、コイル部に通電されて電磁力が発生することにより、永久磁石に対して推力（駆動力）が発生する。
【０００４】
また、リニアモータの構成としては、マグネットヨーク部が固定側でコイル部が可動側となるムービングコイル方式と、コイル部が固定側でマグネットヨーク部が可動側となるムービングマグネット方式とがある。
【０００５】
上記２方式の何れの方式においてもコイルからの発熱による温度上昇が発生すると、コイル自体の抵抗値が上昇するため、駆動電流が低下することになる。リニアモータでは、推力が駆動電流に比例することから、駆動電流が低下すると、推力も低下する。
【０００６】
そのため、リニアモータでは、コイルからの発熱による影響を減らすため、コイル部を冷却する冷却手段を設けている。この冷却手段としては、例えば、コイル部の内部にパネル状のヒートパイプを設ける構成のものがある。この冷却方式では、コイルからの熱をヒートパイプによりコイル部を保持するホルダ側へ伝導させており、効率良くコイルの熱を逃がすことができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
さらに、この特許文献１のリニアモータでは、コイル部の両側面に２列のコイルが背中合わせで配設されているため、２列のコイル背面間の隙間にヒートパイプが挿入されており、コンパクトな構成になっている。
【０００８】
また、リニアモータにおいては、２列のコイル列と、２列のマグネット列とが対向するように配置されている。そして、各コイル形状が平面的でなく、矩形状に巻回されたコイルの両側を９０度曲げたコ字状に形成されている。さらに、コイル列の隣接するコイル同士のコ字状の向きが１８０度異なるように配置され、各コイルの両側の曲げ部分が移動方向で重なり合うように配置してトルク変動を抑制するように構成されたものもある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−３２７１５２号公報
【特許文献２】特開２００２−１０６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１のリニアモータでは、移動方向に延在する各コイル列において、矩形状に巻回された各コイルが同一平面に所定間隔で配置されるため、各コイル間で電磁力が低下してトルク不足が生じるという問題がある。
【００１０】
そのため、上記特許文献１のリニアモータでは、ヒートパイプによりコイルの熱を効率良く放熱部分に逃がすことができる反面、リニアモータの効率低下を解消することが困難である。
【００１１】
また、上記特許文献２のリニアモータでは、両側を９０度曲げてコ字状に形成されたコイルを隣接するコイル同士で１８０度異なるように配置され、各コイルの両側の曲げ部分が重なり合うように構成しているため、トルク不足を解消して精密な移動制御を実現できるものの、クランク状に曲がった各コイル列の隙間にパネル状のヒートパイプを挿入することができなかった。
【００１２】
そのため、特許文献２のリニアモータでは、コイル部に冷媒を循環させるための冷却流路を設け、その流路に冷媒を供給するためのポンプ等を設けており、さらに冷媒の流出を防止するシール構造も必要になるため、構成が大型化、及び複雑化し、コストアップの要因になっている。
【００１３】
そこで、本発明は上記課題を解決したリニアモータ及びこのリニアモータを用いたステージ装置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】
【００１４】
請求項１記載の発明は、複数のコイルが並設されたコイル部と、複数の永久磁石が前記コイル列に対向するように並設されたマグネットヨーク部と、前記コイル部を冷却するコイル冷却部とを有するリニアモータにおいて、前記コイル冷却部は、前記コイルからの熱伝導により発電を行う熱電変換手段と、該熱電変換手段からの電流供給により前記コイル部の冷却を行う電熱変換手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、前記熱電変換手段が、前記コイル部に接する高温側と放熱を行う低温側との温度差によって発電する熱電変換素子を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、前記電熱変換手段が、電流供給により前記コイル部を冷却するペルチェ素子を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、前記コイル冷却部が、前記コイル部を保持するコイルホルダに設けられたことを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、前記コイル冷却部が、前記コイル部のコイルに近接する位置に設けられたことを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載のリニアモータを駆動手段に用いたことを特徴とするステージ装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、コイル冷却部が、コイルからの熱伝導により発電を行う熱電変換手段と、熱電変換手段からの電流供給によりコイル部の冷却を行う電熱変換手段とからなるため、コイル部を効率良く冷却することが可能になり、且つトルク変動を抑制するために隣接するコイルを重ね合わせるように配置した場合でもコイル部の発熱を十分に冷却することが可能になる。そのため、トルク不足を解消する構成とするためにコイル形状が複雑である場合でも、コイル部の周囲から効率良く冷却することが可能になり、トルク増大により精密な高速移動制御の実現と、コイル部の冷却による推力低下の防止という２つの課題を同時に解決することができる。
【００２１】
また、熱電変換手段が熱エネルギを電気エネルギに変換する際の吸熱作用による自己冷却と、これによって得られた電流を電熱変換手段に供給することにより電熱変換手段がコイル部を冷却するため、外部からの電力供給が不要であり、構成の簡略化を図れると共に、省エネルギ化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明になるリニアモータの一実施例が適用されたステージ装置を示す平面図である。
図１に示されるように、ステージ装置１０は、ＸＹステージであり、コンクリート製の基礎上に固定されたベース１４と、ベース１４上を移動する可動部１６と、可動部１６の両端部をＹ方向に駆動する一対のリニアモータ２０とを有する。
【００２４】
可動部１６は、リニアモータ２０により駆動されるスライダ１８と、スライダ１８間を連結するように移動方向と直交するＸ方向に横架されたＹスライダ２４と、Ｙスライダ２４上をＸ方向に移動するＸスライダ２６とを有する。
【００２５】
スライダ１８は、Ｙ方向に延在するガイド部３０のガイドレール５０にガイドされてＹ方向に摺動可能に支持されており、リニアモータ２０のコイル部６０が取り付けられている。
【００２６】
可動部１６は、左右両端に設けられたスライダ１８がガイド部３０によりガイドされながらリニアモータ２０の駆動力によりＹ方向に駆動される。よって、可動部１６は、両端に配置されたスライダ１８がリニアモータ２０の駆動力により同時に駆動されることにより、左右のスライダ１８が並進する。
【００２７】
ここで、リニアモータ２０及びガイド部３０の構成について図２及び図３を参照して説明する。
図２及び図３に示されるように、リニアモータ２０は、コイル部６０と、モータ支持部３４の上端に支持されたコ字状からなるヨーク４４の内側面に固着された永久磁石４６を等間隔に配列したものとから構成されている。コイル部６０のコイル６６（図７参照）は、永久磁石４６に対向するように配置されており、駆動電圧の印加により永久磁石４６に対するＹ方向の推力（駆動力）を発生させる。
【００２８】
従って、リニアモータ２０は、永久磁石４６に対するローレンツ力をコイル部６０から発生させることでＹ方向の駆動力をスライダ１８に付与するように構成されており、コイル部６０のコイル６６に印加される電圧を制御されることによりスライダ１８をＹ方向に一定速度で走行させるように駆動力を発生させることができる。
【００２９】
可動部１６は、Ｙ方向に延在するガイドレール５０と、ガイドレール５０の４辺を囲むように形成されたスライダ１８と、スライダ１８とガイドレール５０の上面５０-1との間に圧縮空気を噴射してスライダ１８を上方にフローティング状態に支持する第１の静圧空気軸受５２と、スライダ１８とガイドレール５０の右側面５０-2との間に圧縮空気を噴射して可動部１６を側方にフローティング状態に支持する第２の静圧空気軸受５４とを有する。
【００３０】
スライダ１８は、ガイドレール５０の各面に微小な隙間を介して対向するガイド面を有する。従って、上記静圧空気軸受５４から上記隙間に噴射された圧縮空気は、スライダ１８のガイド面を所定圧力で押圧する。これにより、スライダ１８は、ガイドレール５０に対して微小な隙間を介してフローティング支持されているので、殆ど摩擦の無い非接触状態でＹ方向に移動することが可能である。
【００３１】
スライダ１８の移動位置を検出するリニアスケール２２は、ガイドレール５０の右側面５０-2にＹ方向に延在形成して設けられた被位置検出板２２ａと、被位置検出板２２ａのスリット数を検出するセンサ２２ｂとから構成されている。センサ２２ｂは、スライダ１８に取り付けられているため、移動量を所定間隔で一列に配置されたスリット数に応じたパルス数を検出信号として出力する。
【００３２】
ここで、リニアモータ２０のコイル部６０の構成について図４及び図５を参照して説明する。
【００３３】
図４に示されるように、コイル部６０は、２列のコイル６６をモールド６３により一体化したものであり、進行方向（Ｙ方向）に延在形成されている。また、コイル部６０は、上部にコイル冷却ユニット６２が搭載され、さらにモールド６３の上部及びコイル冷却ユニット６２を保持するコイルホルダ６４が取り付けられる。従って、コイル冷却ユニット６２は、モールド６３の上部とコ字状に形成されたコイルホルダ６４との間に収納されるように挟持される。
【００３４】
また、磁石ユニット５６は、ベースヨーク５８、サイドヨーク５９をＵ字状に組み合わせた構成であり、このサイドヨーク５９の内壁に上記磁石４６が取り付けられている。従って、ベースヨーク５８の両側に起立するサイドヨーク５９の内側に固着された磁石４６は、モールド６３内部に収納されたコイル６６の両側に対向するように配置される。
【００３５】
図５に示されるように、コイル冷却ユニット６２は、コイル部６０の上部に載置された状態で上方からコイルホルダ６４に挟持されるように取り付けられている。従って、コイル冷却ユニット６２は、磁石ユニット５６の磁石４６から離間したコイル部６０の上端部を冷却するように設けられており、磁石４６とコイル６６との間で発生する推力に影響を与えないように配置されている。
【００３６】
また、コイル冷却ユニット６２は、第１の冷却パネル６２Ａと第２の冷却パネル６２Ｂとが交互に配置された構成である。
【００３７】
第１の冷却パネル６２Ａは、コイル部６０に接する高温側と放熱を行う低温側との温度差によって発電するゼーベック効果を利用した熱電変換素子（熱電変換手段）が平板状に並設されている。また、第２の冷却パネル６２Ｂは、熱電変換素子からの電流供給によりコイル部６０を冷却するペルチェ素子（電熱変換手段）が平板状に並設されている。
【００３８】
また、コイル冷却ユニット６２は、熱電変換素子を有する第１の冷却パネル６２Ａのみを用いる構成でも良い。
【００３９】
図６に示されるように、コイル６６は、銅線を矩形状に巻回し、且つ両側を９０度曲げたいわゆる鞍型構造になっており、より具体的には、直線部６６Ａと、この直線部６６Ａの両端に屈曲形成される一対の屈曲部６６Ｂと、両側の直線部６６Ａ間に形成された凹部６６Ｃとを備えるように形成される。
【００４０】
図７に示されるように、コイル部６０は、両側が９０度曲げられたコ字状のコイル６６が進行方向（Ｘ方向）に並設された２つのコイル列６０Ａ，６０Ｂが夫々１８０度異なる向きで対向配置されており、第１コイル列６０Ａのコイル６６と第２コイル列６０Ｂのコイル６６とが交互に嵌合するように組み合わされている。
【００４１】
従って、第１コイル列６０Ａのコイル６６の直線部６６Ａが第２コイル列６０Ｂのコイル６６の凹部６６Ｃに嵌合され、第２コイル列６０Ｂのコイル６６の直線部６６Ａが第１コイル列６０Ａのコイル６６の凹部６６Ｃに嵌合され、第１コイル列６０Ａのコイル６６の直線部６６Ａと第２コイル列６０Ｂのコイル６６の直線部６６Ａとが重なり合うように交互に組み合わされている。
【００４２】
このように、コイル部６０では、鞍型構造のコイル６６を１８０度の向きから立体的に組み合わせるため、前述した特許文献１のように平面状のコイルを同一平面に並設するよりも大きい駆動力が得られるが、コイル列間にヒートパイプを挿入するスペースが無い。
【００４３】
さらに、このままの状態では、各コイル６６が互いに連結されておらず分解してしまうので、このコイル部６０は、進行方向（Ｙ方向）に延在形成されたコイルホルダ６４と共に樹脂材によって一体モールド成型されている。
【００４４】
ここで、コイル冷却ユニット６２の冷却パネル６２Ａ，６２Ｂの構成について図８を参照して説明する。尚、図８において、冷却パネル６２Ａ，６２Ｂは、夫々搭載される素子が異なるが外観形状は略同一である。
【００４５】
図８に示されるように、冷却パネル６２Ａは、半導体の両端に温度差を加えることによって、正孔の温度差による電場を利用した熱−電変換可能な発電素子として熱電変換素子７０を有する。また、冷却パネル６２Ｂは、熱電変換素子７０による発電によって発生された電流が供給されることで温度差を発生させてコイル部６０を冷却するペルチェ素子７２を有する。
【００４６】
冷却パネル６２Ａ，６２Ｂの表面は、セラミック基板からなる吸熱板７４と放熱板７６により覆われており、パネル内部には、夫々複数の熱電変換素子７０、ペルチェ素子７２がマトリクス状に並設されている。また、各熱電変換素子７０またはペルチェ素子７２の電極に接続されたリード線７９が放熱板７６の側方に引き出されている。
【００４７】
図９に示されるように、熱電変換素子７０は、Ｎ型半導体７８とＰ型半導体８０とを組み合わせた構成であり、リード線７９が接続される一対の電極７０ａがコイル部６０に接触する高温側であり、電極７０ａと反対側に位置する放熱板７０ｂが低温側となる。
【００４８】
熱電変換素子７０においては、電極７０ａがコイル部６０からの熱伝導により約１００°Ｃ付近まで加熱されるのに対し、金属板からなる放熱板７０ｂがコイルホルダ６４に伝熱するか、あるいは空気中に放熱することで冷却されるため、室温となる。このように、電極７０ａと放熱板７０ｂとの温度差が生じると、発電が行われ、一対の電極７０ａ間の電位差によってリード線７９に電流が流れる。
【００４９】
熱電変換素子７０は、コイル部６０からの熱エネルギの一部が放熱されずに、Ｎ型半導体７８及びＰ型半導体８０によって電気エネルギに変換され、リード線７９を介して熱起電力Ｖを取り出すことが可能になる。この熱起電力Ｖは、次式で表わされる。
Ｖ＝ＳＡＢ（Ｔｈ−Ｔｌ）… （１）
上式（１）において、ＳＡＢはゼーベック係数（Ｎ型半導体７８、Ｐ型半導体８０の材質によって決まる固有の値）、Ｔｈは高温側温度（コイル部６０の温度）、Ｔｌは低温側温度（空気中に放熱される放熱板７０ｂの温度）である。
【００５０】
上記のような温度差によるゼーベック効果を利用した発電素子は、高温側と低温側との温度差が大きいほど、より大きな起電力が得られるため、リニアモータ２０の駆動時にコイル部６０から発生する熱が１００°Ｃ以上になることを考慮すると、十分な大きさの起電力が得られることが分かる。
【００５１】
ペルチェ素子７２は、上記熱電変換素子７０と逆の作用を有しており、Ｎ型半導体８２とＰ型半導体８４とを組み合わせた構成であり、リード線７９が接続される一対の電極７２ａが放熱を行う高温側であり、電極７２ａと反対側に位置しコイル部６０に接する吸熱板７２ｂが低温側となる。そして、ペルチェ素子７２においては、電極７２ａに熱電変換素子７０によって発電された電流が供給されることで、熱の移動が行われ、吸熱板７２ｂが冷却されるため、コイル部６０を冷却することができる。
【００５２】
このように、コイル冷却ユニット６２では、熱電変換素子７０の吸熱作用に伴う発電によって得られた電力でペルチェ素子７２による冷却を行う自己冷却システムによってコイル部６０を効率良く冷却することが可能になる。
【００５３】
ペルチェ素子７２による冷却効果としての熱量Ｑは、次式（２）で表わされる。
Ｑ＝ΠＡＢＩ… （２）
上式（２）において、ΠＡＢはペルチェ係数（Ｎ型半導体８２、Ｐ型半導体８４の材質によって決まる固有の値）、Iは熱電変換素子７０から供給される電流である。従って、ペルチェ素子７２は、熱電変換素子７０から供給される電流Iが大きいほど、冷却効果も大きくなることが分かる。すなわち、コイル部６０の温度上昇が大きくなるのに連れて熱電変換素子７０の発電量が増大すると共に、ペルチェ素子７２による冷却効果もより増大することになる。
【００５４】
そのため、コイル部６０では、各コイル６６の温度上昇が抑制されるため、発熱に伴う各コイル６６の抵抗が増大することが抑制され、リニアモータ２０の熱による推力の低下を防止できると共に、発熱による影響を受けずに高推力化を図り、安定したトルクを得ることが可能になる。よって、リニアモータ２０では、トルク不足を解消する構成とするためにコイル形状が複雑である場合でも、コイル部６０の周囲から効率良く冷却することが可能になり、トルク増大により精密な高速移動制御の実現と、コイル部６０の冷却による推力低下の防止という２つの課題を同時に解決することができる。
【００５５】
また、コイル冷却ユニット６２では、熱電変換素子７０とペルチェ素子７２とを組み合わせることにより、自己冷却システムを構築することができ、従来廃熱としていたコイル部６０の熱を利用して発電を行って冷却効果を増大させるため、効率的にコイル部６０を冷却できると共に、外部からの電力供給が不要であるので、省エネルギ化を図ることができる。さらに、リニアモータ２０は、前述した特許文献２のように冷媒を循環させるための流路をコイル部６０の表面に設ける必要がないので、構成の簡略化を大幅に促進することが可能になる。
【実施例２】
【００５６】
図１０は実施例２の縦断面図である。
図１０に示されるように、実施例２のリニアモータ２０では、コイル部６０の上端とコイルホルダ６４との間に冷却パネル６２Ａ（熱電変換素子７０を有する）が取り付けられている。また、コイル部６０の両側面に冷却パネル６２Ｂ（ペルチェ素子７２を有する）が取り付けられており、その表面がモールド成型されている。これにより、コイル部６０上部の発熱により冷却パネル６２Ａから得られた電圧を冷却パネル６２Ｂに印加し、冷却パネル６２Ｂは、コイル６６の中央部分をペルチェ素子７２により効率良く冷却することができる。
【実施例３】
【００５７】
図１１は実施例３の縦断面図である。
【００５８】
図１１に示されるように、実施例３では、コイルホルダ６４の側面及び上面に冷却パネル６２Ｂ（ペルチェ素子７２を有する）を取り付け、コイルホルダ６４の側面及び上面及び冷却パネル６２Ｂの表面はカバー９０により覆われる。カバー９０の内側とコイルホルダ６４との間に介在するペルチェ素子７２は、コイルホルダ６４を冷却してコイル部６０との温度差をつくりだす。これにより、コイル部６０の上部に設けられた冷却パネル６２Ａ（熱電変換素子７０を有する）による発電効率を高めることができる。
【実施例４】
【００５９】
図１２は実施例４の縦断面図である。
【００６０】
図１２に示されるように、実施例４では、冷却パネル６２Ａ，６２Ｂが、コイル部６０からの熱を空気中に放熱する構成であるため、コイルホルダ６４に覆われておらず、放熱面が露出されている。冷却パネル６２Ａと６２Ｂとの間に両パネル間の熱的干渉を防止するためのスペーサ６３が介在している。また、冷却パネル６２Ａ、６２Ｂの放熱効果を高めるために、第１、第２の熱電変換部６２Ａ，６２Ｂの露出面に放熱用フィンを設ける構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
尚、上記実施例では、熱電変換素子７０を有する冷却パネル６２Ａと、ペルチェ素子７２を有する冷却パネル６２Ｂとが交互に配設された構成を一例として挙げたが、これに限らず、一つのパネル内部に熱電変換素子７０とペルチェ素子７２とを混在させる構成としても良いのは勿論である。
【００６２】
また、上記実施例では、ムービンコイル型のリニアモータについて説明したが、本発明は、ムービングマグネット型のリニアモータにも適用できるのは言うまでもない。
【００６３】
また、上記実施例では、コアレス型のコイル部について説明したが、これに限らず、コア付型を用いた構成にも本発明を適用できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明になるリニアモータの一実施例が適用されたステージ装置を示す平面図である。
【図２】リニアモータ２０及びガイド部３０の構成を拡大して示す正面図である。
【図３】リニアモータ２０及びガイド部３０の構成を拡大して示す平面図である。
【図４】リニアモータ２０の構成を示す縦断面図である。
【図５】リニアモータ２０の構成を示す分解斜視図である。
【図６】コイル６６の構成を示す斜視図である。
【図７】複数のコイル６６を組み合わせた状態を示す斜視図である。
【図８】冷却パネル６２Ａ，６２Ｂの内部構造を示す一部切載した斜視図である。
【図９】熱電変換素子７０とペルチェ素子７２と接続した状態を示す原理図である。
【図１０】リニアモータの実施例２の縦断面図である。
【図１１】リニアモータの実施例３の縦断面図である。
【図１２】リニアモータの実施例４の縦断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ ステージ装置
１４ ベース
１６ 可動部
１８ スライダ
２０ リニアモータ
２２ リニアスケール
２４ Ｙスライダ
２６ Ｘスライダ
３０ ガイド部
４４ ヨーク
４６ 永久磁石
５０ ガイドレール
５２，５４ 静圧空気軸受
５６ 磁石ユニット
５８ ベースヨーク
５９ サイドヨーク
６０ コイル部
６２ コイル冷却ユニット
６２Ａ 第１の冷却パネル
６２Ｂ 第２の冷却パネル
６３ モールド
６４ コイルホルダ
６６ コイル
７０ 熱電変換素子
７２ ペルチェ素子
７４ 吸熱板
７６ 放熱板
７８，８２ Ｎ型半導体
７９ リード線
８０，８４ Ｐ型半導体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイルが並設されたコイル部と、複数の永久磁石が前記コイル列に対向するように並設されたマグネットヨーク部と、前記コイル部を冷却するコイル冷却部とを有するリニアモータにおいて、
前記コイル冷却部は、
前記コイルからの熱伝導により発電を行う熱電変換手段と、
該熱電変換手段からの電流供給により前記コイル部の冷却を行う電熱変換手段と、
を備えたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記熱電変換手段は、前記コイル部に接する高温側と放熱を行う低温側との温度差によって発電する熱電変換素子を有することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記電熱変換手段は、電流供給により前記コイル部を冷却するペルチェ素子を有することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記コイル冷却部は、前記コイル部を保持するコイルホルダに設けられたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記コイル冷却部は、前記コイル部のコイルに近接する位置に設けられたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のリニアモータ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載のリニアモータを駆動手段に用いたことを特徴とするステージ装置。
【請求項１】
複数のコイルが並設されたコイル部と、複数の永久磁石が前記コイル列に対向するように並設されたマグネットヨーク部と、前記コイル部を冷却するコイル冷却部とを有するリニアモータにおいて、
前記コイル冷却部は、
前記コイルからの熱伝導により発電を行う熱電変換手段と、
該熱電変換手段からの電流供給により前記コイル部の冷却を行う電熱変換手段と、
を備えたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記熱電変換手段は、前記コイル部に接する高温側と放熱を行う低温側との温度差によって発電する熱電変換素子を有することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記電熱変換手段は、電流供給により前記コイル部を冷却するペルチェ素子を有することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記コイル冷却部は、前記コイル部を保持するコイルホルダに設けられたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記コイル冷却部は、前記コイル部のコイルに近接する位置に設けられたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のリニアモータ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載のリニアモータを駆動手段に用いたことを特徴とするステージ装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−３３９０９（Ｐ２００６−３３９０９Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０４７４３（Ｐ２００４−２０４７４３）
【出願日】平成１６年７月１２日（２００４．７．１２）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１２日（２００４．７．１２）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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