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JP2012095445A - Magnetic field shield mechanism and actuator - Google Patents

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JP2012095445A
JP2012095445A JP2010240347A JP2010240347A JP2012095445A JP 2012095445 A JP2012095445 A JP 2012095445A JP 2010240347 A JP2010240347 A JP 2010240347A JP 2010240347 A JP2010240347 A JP 2010240347A JP 2012095445 A JP2012095445 A JP 2012095445A
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JP
Japan
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magnet
magnetic field
magnetic
magnets
field shielding
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Application number
JP2010240347A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Kuze
孝幸 久瀬
Shuhei Yamanaka
修平 山中
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THK Co Ltd
Original Assignee
THK Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic field shield mechanism capable of reducing or preventing (limiting) the influence of a magnetic field of a magnet part on a stationary part, and an actuator using the same.SOLUTION: A magnetic field shield mechanism 5 comprises: a first magnet 33 magnetized in a first direction; a yoke 31 disposed on the side of one magnetic pole S of the first magnet 33; and an annular second magnet 36 disposed on the side of one magnetic pole S of the first magnet 33 with the yoke 31 sandwiched and magnetized in a direction crossing the first direction.

Description

本発明は、磁石に近接する磁性体部材の磁化を防止する磁界遮蔽機構及びこれを用いたアクチュエータに関する。   The present invention relates to a magnetic field shielding mechanism for preventing magnetization of a magnetic member close to a magnet and an actuator using the same.

リニアモータは、回転型モータの固定子側と回転子(可動子)側を直線状に引き伸ばしたように構成され、電気エネルギを直線運動するための推力に変換する。直線的な推力が得られるリニアモータは、移動体を直線運動させる一軸のアクチュエータとして用いられる。   The linear motor is configured such that the stator side and the rotor (movable element) side of the rotary motor are linearly extended, and converts electric energy into thrust for linear motion. A linear motor capable of obtaining a linear thrust is used as a uniaxial actuator that linearly moves a moving body.

リニアモータの一例として、複数の板形の磁石を直線状に並べた磁石部(固定部)とこの磁石部に対向して配置される複数のコイルを有するコイル部(可動部)とを有するものが知られている(特許文献1参照)。
コイルは、例えば、U・V・W相の三相を順次繰り返し配列した状態で可動部本体に支持される。これらのコイルに120度ずつ位相が異なる三相電流を流すと、コイルの軸線方向に移動する移動磁界が発生する。
そして、コイルを有する可動部は、移動磁界により磁石部との間に発生する推力を得て、移動磁界の速さに同期し磁石部に対して直線運動を行う。
As an example of a linear motor, it has a magnet part (fixed part) in which a plurality of plate-shaped magnets are arranged in a straight line and a coil part (movable part) having a plurality of coils arranged to face this magnet part. Is known (see Patent Document 1).
For example, the coil is supported by the movable part main body in a state where three phases of U, V, and W phases are sequentially and repeatedly arranged. When a three-phase current having a phase difference of 120 degrees is passed through these coils, a moving magnetic field that moves in the axial direction of the coils is generated.
And the movable part which has a coil acquires the thrust which generate | occur | produces between magnet parts with a moving magnetic field, and performs a linear motion with respect to a magnet part synchronizing with the speed of a moving magnetic field.

特開2008−245474号公報JP 2008-245474 A

上述したリニアモータでは、磁石部は、複数の板形の磁石をバックヨークに直線状に配列して構成される。そして、このバックヨークをリニアモータのベース等の固定部に固定する。
しかし、磁石部が配置される固定部が鉄鋼等の磁性体の場合には、固定部が磁化されてしまう。特に、磁石部に接する領域は強く磁化される。このため、例えば、固定部に取り付けられるガイドレールに鉄粉等が付着して、可動部の円滑な摺動が損なわれるという問題がある。
そこで、バックヨークを必要な機械的強度以上に厚く形成するという対処が考えられるが、磁石部が大型化、重量化して装置の小型化・薄型化などが阻害される。
In the linear motor described above, the magnet portion is configured by arranging a plurality of plate-shaped magnets linearly on the back yoke. And this back yoke is fixed to fixing parts, such as a base of a linear motor.
However, when the fixed part in which the magnet part is disposed is a magnetic material such as steel, the fixed part is magnetized. In particular, the region in contact with the magnet part is strongly magnetized. For this reason, there exists a problem that iron powder etc. adhere to the guide rail attached to a fixed part, for example, and the smooth sliding of a movable part is impaired.
Therefore, it is conceivable to form the back yoke thicker than necessary mechanical strength, but the magnet part becomes larger and heavier, which hinders downsizing and thinning of the apparatus.

また、固定部をアルミニウム等の非磁性体で形成した場合であっても、バックヨークの近傍に、可動部の位置検出に用いる磁気スケール等を取り付けることができないという問題がある。このため、磁気スケール等を磁気の影響のない領域を選択して配置せざるをえなくなり、装置の小型化などが阻害される。   Further, even when the fixed portion is formed of a nonmagnetic material such as aluminum, there is a problem that a magnetic scale or the like used for detecting the position of the movable portion cannot be attached in the vicinity of the back yoke. For this reason, it is necessary to select and arrange a magnetic scale or the like in a region that is not affected by magnetism, which hinders downsizing of the apparatus.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、磁石部から固定部側への磁界の影響を低減又は防止(抑制)できる磁界遮蔽機構及びこれを用いたアクチュエータを提供することを目的とする。   This invention is made in view of such a situation, Comprising: The magnetic field shielding mechanism which can reduce or prevent (suppress) the influence of the magnetic field from a magnet part to the stationary part side, and an actuator using the same are provided. With the goal.

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明に係る磁界遮蔽機構は、第一方向に着磁された第一磁石と、前記第一磁石の一方の磁極側に配置されるヨークと、前記ヨークを挟んで前記第一磁石の一方の磁極側に配置されると共に前記第一方向と交差する方向に着磁された環形の第二磁石と、を備えることを特徴とする。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
A magnetic field shielding mechanism according to the present invention includes a first magnet magnetized in a first direction, a yoke disposed on one magnetic pole side of the first magnet, and one of the first magnets sandwiching the yoke. And an annular second magnet that is arranged on the magnetic pole side and is magnetized in a direction intersecting the first direction.

本発明に係るアクチュエータは、複数のマグネットを配列した磁石部と、複数のコイルを前記磁石部に対向して配列したコイル部と、を備え、前記複数のマグネットの磁界と前記複数のコイルに流れる電流とにより前記磁石部と前記コイル部とを前記複数のマグネットの配列方向に沿って相対移動させるアクチュエータにおいて、前記磁石部は、請求項1から9のうちいずれか一項に記載の磁界遮蔽機構を有することを特徴とする。   An actuator according to the present invention includes a magnet portion in which a plurality of magnets are arranged, and a coil portion in which a plurality of coils are arranged to face the magnet portions, and flows through the magnetic fields of the plurality of magnets and the plurality of coils. 10. The magnetic field shielding mechanism according to claim 1, wherein the magnet unit is configured to relatively move the magnet unit and the coil unit along an arrangement direction of the plurality of magnets by an electric current. It is characterized by having.

本発明に係る磁界遮蔽機構によれば、簡単な構成により、磁石部から固定部側への磁界の影響を低減又は防止(抑制)できる。また、磁石部の薄型化・軽量化が可能となる。   According to the magnetic field shielding mechanism according to the present invention, it is possible to reduce or prevent (suppress) the influence of the magnetic field from the magnet portion to the fixed portion side with a simple configuration. In addition, the magnet portion can be made thinner and lighter.

本発明に係るアクチュエータよれば、磁石部とコイル部を相対移動させる案内部材が磁化されることがないので、案内部材に鉄粉等が吸着して磁石部とコイル部の相対移動を阻害するという不具合を防止できる。したがって、アクチュエータの機能低下を回避できる。
また、磁石部の近傍に他の磁気部材を配置できるので、装置の信頼性向上、装置の少スペース化、低価格化を図ることもできる。
According to the actuator of the present invention, since the guide member that moves the magnet portion and the coil portion relative to each other is not magnetized, iron powder or the like is attracted to the guide member to inhibit the relative movement of the magnet portion and the coil portion. You can prevent problems. Therefore, it is possible to avoid a decrease in the function of the actuator.
Moreover, since another magnetic member can be arrange | positioned in the vicinity of a magnet part, the reliability improvement of an apparatus, the space-saving of an apparatus, and cost reduction can also be achieved.

本発明の実施形態に係るアクチュエータ(リニアモータ)の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view showing a schematic structure of an actuator (linear motor) concerning an embodiment of the present invention. ベース及びテーブルを示す拡大斜視図(一部断面図)である。It is an expansion perspective view (partial sectional view) showing a base and a table. アクチュエータの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of an actuator. 磁石部を示す図である。It is a figure which shows a magnet part. コイル部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a coil part. リニアガイドを示す断面図である。It is sectional drawing which shows a linear guide. 第一実施形態に係る磁界遮蔽機構を示す図である。It is a figure which shows the magnetic field shielding mechanism which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る磁界遮蔽機構の効果(磁束密度の解析結果)を示す図である。It is a figure which shows the effect (analysis result of magnetic flux density) of the magnetic field shielding mechanism which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る磁界遮蔽機構の効果(磁束密度の解析結果)を示す図である(支持部材を取り除いた場合)。It is a figure which shows the effect (analysis result of magnetic flux density) of the magnetic field shielding mechanism which concerns on 1st embodiment (when a support member is removed). 従来例における磁束密度の解析結果を示す図である。It is a figure which shows the analysis result of the magnetic flux density in a prior art example. 磁石部のコイル部側への磁束密度を示す図である。It is a figure which shows the magnetic flux density to the coil part side of a magnet part. 第二実施形態に係る磁界遮蔽機構を示す図である。It is a figure which shows the magnetic field shielding mechanism which concerns on 2nd embodiment. 第二実施形態に係る磁界遮蔽機構の効果(磁束密度の解析結果)を示す図である。It is a figure which shows the effect (analysis result of magnetic flux density) of the magnetic field shielding mechanism which concerns on 2nd embodiment. 第三実施形態に係る磁界遮蔽機構を示す図である。It is a figure which shows the magnetic field shielding mechanism which concerns on 3rd embodiment. 第三実施形態に係る磁界遮蔽機構の効果(磁束密度の解析結果)を示す図である。It is a figure which shows the effect (analysis result of magnetic flux density) of the magnetic field shielding mechanism which concerns on 3rd embodiment. 第四実施形態に係る磁界遮蔽機構を示す図である。It is a figure which shows the magnetic field shielding mechanism which concerns on 4th embodiment. 第四実施形態に係る磁界遮蔽機構の効果(磁束密度の解析結果)を示す図である。It is a figure which shows the effect (analysis result of magnetic flux density) of the magnetic field shielding mechanism which concerns on 4th embodiment. 本発明の実施形態に係るアクチュエータ(回転モータ)の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the actuator (rotary motor) which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るアクチュエータA(リニアモータ1)の概略構成を示す斜視図である。
図2は、ベース10及びテーブル20を示す拡大斜視図(一部断面図)である。
図3は、アクチュエータAの概略構成を示す断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an actuator A (linear motor 1) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view (partially sectional view) showing the base 10 and the table 20.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the actuator A.

アクチュエータAは、リニアモータ1と、それを制御するモータドライバ80(制御装置)と、モータドライバ80に接続されたユーザー端末90(情報処理装置)と、を備える。
リニアモータ1は、一軸方向(X方向)に細長く伸びるベース10と、ベース10に対して摺動自在に設けられたテーブル20と、からなる。
また、ベース10とテーブル20の間には、一対のリニアガイド50が設けられ、ベース10に対してテーブル20が円滑に摺動可能となっている。
The actuator A includes the linear motor 1, a motor driver 80 (control device) that controls the linear motor 1, and a user terminal 90 (information processing device) connected to the motor driver 80.
The linear motor 1 includes a base 10 that is elongated in one axial direction (X direction) and a table 20 that is slidable with respect to the base 10.
A pair of linear guides 50 is provided between the base 10 and the table 20 so that the table 20 can slide smoothly with respect to the base 10.

ベース10は、細長い矩形の底壁部11と、この底壁部11の幅方向(Y方向)の両端に垂直に設けられた一対の側壁部12とから形成される。ベース10は、例えば、鉄鋼等の磁性体材料又はアルミニウム等の非磁性体材から形成される。
ベース10の底壁部11の上面には、複数のマグネットが配列された磁石部30が取り付けられる。
また、ベース10の側壁部12のそれぞれの上面には、リニアガイド50の軌道レール51が一軸方向に沿って配置される。この2条の軌道レール51は平行に配置され、それぞれ2つの移動ブロック52が取り付けられる。
The base 10 is formed of an elongated rectangular bottom wall portion 11 and a pair of side wall portions 12 provided perpendicular to both ends in the width direction (Y direction) of the bottom wall portion 11. The base 10 is made of, for example, a magnetic material such as steel or a nonmagnetic material such as aluminum.
A magnet portion 30 in which a plurality of magnets are arranged is attached to the upper surface of the bottom wall portion 11 of the base 10.
Further, the track rails 51 of the linear guide 50 are arranged along the uniaxial direction on the upper surfaces of the side wall portions 12 of the base 10. The two track rails 51 are arranged in parallel, and two moving blocks 52 are attached to each.

テーブル20は、アルミニウム等の非磁性材料からなり、矩形の板状に形成される。
テーブル20の下面20bの四隅には、リニアガイド50の移動ブロック52が取り付けられる。そして、この移動ブロック52は、上述した2条の軌道レール51に取り付けられる。すなわち、テーブル20は、一対のリニアガイド50により、ベース10に直線運動可能に支持される。
The table 20 is made of a nonmagnetic material such as aluminum and is formed in a rectangular plate shape.
The moving blocks 52 of the linear guide 50 are attached to the four corners of the lower surface 20b of the table 20. The moving block 52 is attached to the two track rails 51 described above. In other words, the table 20 is supported on the base 10 by the pair of linear guides 50 so as to be linearly movable.

また、テーブル20の下面のうち、4つの移動ブロック52の間には、3つのコイル41等からなるコイル部40が吊り下げられる。この3つのコイル41は三相コイル(電機子)として機能する。
そして、ベース10に取り付けられた磁石部30と、テーブル20に取り付けられたコイル部40との間には、ギャップgが設定される。このギャップgは、テーブル20が一対のリニアガイド50によりベース10に対して直線運動しても一定に維持される。
In addition, a coil unit 40 including three coils 41 and the like is suspended between the four moving blocks 52 on the lower surface of the table 20. The three coils 41 function as a three-phase coil (armature).
A gap g is set between the magnet portion 30 attached to the base 10 and the coil portion 40 attached to the table 20. The gap g is kept constant even when the table 20 moves linearly with respect to the base 10 by the pair of linear guides 50.

図4は、磁石部30を示す図である。図4(a)は上面図、図4(b)は側面図、図4(c)は下面図(支持部材を取り除いた場合)である。
磁石部30は、コイル部40に向けて磁界を発生させるものである。具体的には、磁石部30は、細長い矩形板状に形成されたバックヨーク31と、バックヨーク31の上面31aに一定のピッチで密着配列したマグネット群32と、バックヨーク31の下面31bに、マグネット群32と同一のピッチで密着配列したマグネット群35と、バックヨーク31とほぼ同一の形状を有し、バックヨーク31との間にマグネット群35を挟持する支持部材38と、から構成される。
FIG. 4 is a diagram illustrating the magnet unit 30. 4A is a top view, FIG. 4B is a side view, and FIG. 4C is a bottom view (when the support member is removed).
The magnet unit 30 generates a magnetic field toward the coil unit 40. Specifically, the magnet portion 30 includes a back yoke 31 formed in an elongated rectangular plate shape, a magnet group 32 arranged in close contact with the upper surface 31 a of the back yoke 31 at a constant pitch, and a lower surface 31 b of the back yoke 31. A magnet group 35 closely arranged at the same pitch as the magnet group 32 and a support member 38 having substantially the same shape as the back yoke 31 and sandwiching the magnet group 35 between the back yoke 31 and the magnet group 35. .

バックヨーク(ヨーク)31は、鉄鋼等の磁性体からなり、マグネット群32からの磁力線を集中させる継鉄として機能する。また、バックヨーク31は、その幅(Y方向)がベース10の底壁部11よりも小さく形成される。
支持部材38は、磁石部30をベース10に固定するための部材であって、バックヨーク31と同一材料、すなわち鉄鋼等の磁性体から形成される。支持部材38の形状は、バックヨーク31とほぼ同一形状に形成される。
The back yoke (yoke) 31 is made of a magnetic material such as steel and functions as a yoke that concentrates the magnetic lines of force from the magnet group 32. Further, the back yoke 31 is formed with a width (Y direction) smaller than the bottom wall portion 11 of the base 10.
The support member 38 is a member for fixing the magnet portion 30 to the base 10, and is formed of the same material as the back yoke 31, that is, a magnetic material such as steel. The shape of the support member 38 is formed in substantially the same shape as the back yoke 31.

マグネット群32は、上面(33a,34a)がN極のマグネット33とS極のマグネット34とを交互に一定のピッチでバックヨーク31の長手方向(X方向)に沿って直線状に複数個配列したものである。
マグネット群32の各マグネット33,34は、細長い板状の永久磁石からなる。マグネット33,34の長手方向は、バックヨーク31の幅(Y方向)よりも短く形成される。マグネット33,34の短手方向(X方向)は、後述するコイル部40の各コイル41の長さ(X方向)に対応して形成される。マグネット33,34の厚み(Z方向)は、バックヨーク31よりも厚く形成される。
そして、各マグネット33,34は、その長手方向がバックヨーク31の幅方向(Y方向)に平行となるようにして、バックヨーク31の幅方向の中央に接着剤等により固着される。
In the magnet group 32, a plurality of magnets 33 whose upper surfaces (33a, 34a) are N-poles and S-pole magnets 34 are alternately arranged at a constant pitch along the longitudinal direction (X direction) of the back yoke 31. It is a thing.
Each of the magnets 33 and 34 of the magnet group 32 is composed of an elongated plate-like permanent magnet. The longitudinal direction of the magnets 33 and 34 is formed shorter than the width (Y direction) of the back yoke 31. The short direction (X direction) of the magnets 33 and 34 is formed corresponding to the length (X direction) of each coil 41 of the coil unit 40 described later. The magnets 33 and 34 are formed to be thicker than the back yoke 31 (Z direction).
The magnets 33 and 34 are fixed to the center in the width direction of the back yoke 31 with an adhesive or the like so that the longitudinal direction thereof is parallel to the width direction (Y direction) of the back yoke 31.

マグネット群35は、外周面(外環面)がN極のマグネット36とS極のマグネット37とを交互に、マグネット群32と同一のピッチでバックヨーク31の長手方向(X方向)に沿って直線状に複数個配列したものである。
マグネット群35の各マグネット36,37は、各マグネット33,34とほぼ同一の外形形状を有する永久磁石からなる。つまり、マグネット36,37の長手方向及び短手方向は、マグネット33,34と同一に形成される。マグネット36,37の厚みは、マグネット33,34よりも薄く、バックヨーク31とほぼ同程度に形成される。
The magnet group 35 includes an N-pole magnet 36 and an S-pole magnet 37 alternately arranged on the outer circumferential surface (outer ring surface) along the longitudinal direction (X direction) of the back yoke 31 at the same pitch as the magnet group 32. A plurality are arranged in a straight line.
The magnets 36 and 37 of the magnet group 35 are made of permanent magnets having substantially the same outer shape as the magnets 33 and 34. That is, the longitudinal direction and the short direction of the magnets 36 and 37 are formed the same as the magnets 33 and 34. The magnets 36 and 37 are thinner than the magnets 33 and 34 and are formed to be approximately the same as the back yoke 31.

そして、各マグネット36,37は、その長手方向がバックヨーク31の幅方向(Y方向)に平行となるようにして、上面36a,37aがバックヨーク31の幅方向の中央に接着剤等により固着される。
また、各マグネット36,37は、その長手方向が支持部材38の幅方向(Y方向)に平行となるようにして、下面36b,37bが支持部材38の幅方向の中央に接着剤等により固着される。
さらに、各マグネット36,37は、バックヨーク31の上面31aに配列したマグネット33,34に対して、平面視する(バックヨーク31に垂直な方向(Z方向)から見る)と一対一に対応する(重なる)位置に配置される。
The magnets 36 and 37 are fixed to the center of the back yoke 31 in the width direction with an adhesive or the like so that the longitudinal direction thereof is parallel to the width direction (Y direction) of the back yoke 31. Is done.
Further, the magnets 36 and 37 have their lower surfaces 36b and 37b fixed to the center in the width direction of the support member 38 with an adhesive or the like so that the longitudinal direction thereof is parallel to the width direction (Y direction) of the support member 38. Is done.
Furthermore, the magnets 36 and 37 have a one-to-one correspondence with the magnets 33 and 34 arranged on the upper surface 31a of the back yoke 31 when viewed in plan (viewed from a direction perpendicular to the back yoke 31 (Z direction)). Arranged at the (overlapping) position.

このように、磁石部30は、バックヨーク31を挟んでマグネット群32(マグネット33,34)とマグネット群35(マグネット36,37)が一対一に対応する(重なる)配置となっている。
そして、マグネット群32,35とバックヨーク31を支持する支持部材38がベース10の底壁部11に密着して固定される。
As described above, the magnet unit 30 is arranged such that the magnet group 32 (magnets 33 and 34) and the magnet group 35 (magnets 36 and 37) correspond to each other (overlapping) with the back yoke 31 interposed therebetween.
A support member 38 that supports the magnet groups 32 and 35 and the back yoke 31 is fixed in close contact with the bottom wall portion 11 of the base 10.

磁石部30は、マグネット群32からの磁界をコイル部40側に向けて発生させる一方で、マグネット群35や支持部材38によりベース10側への磁界の影響を抑制する。すなわち、ベース10側への磁界の影響を低減又は防止(抑制)する磁界遮蔽機構5としても機能する。
この磁界遮蔽機構5の詳細構成等については、後述する。
The magnet unit 30 generates a magnetic field from the magnet group 32 toward the coil unit 40 side, and suppresses the influence of the magnetic field on the base 10 side by the magnet group 35 and the support member 38. That is, it also functions as the magnetic field shielding mechanism 5 that reduces or prevents (suppresses) the influence of the magnetic field on the base 10 side.
The detailed configuration of the magnetic field shielding mechanism 5 will be described later.

図5は、コイル部40を示す斜視図である。
テーブル20の下面の中央部には、三相コイルとして機能する3つのコイル41とコア42からなる電機子としてのコイル部40が取り付けられる。コア42の材質は、ケイ素鋼等の磁性体である。コア42は、三相コイル(コイル41)に発生する磁界を強める3つの櫛歯42a,42b,42cを有する。
3つのコイル41は、コア42の3つの櫛歯42a,42b,42cの周囲にそれぞれ巻かれ、U相コイル41a、V相コイル41b、W相コイル41cとなる。3つのコイル41は、テーブル20の移動方向に沿って並べられる。
FIG. 5 is a perspective view showing the coil unit 40.
A coil portion 40 as an armature composed of three coils 41 functioning as a three-phase coil and a core 42 is attached to the central portion of the lower surface of the table 20. The material of the core 42 is a magnetic material such as silicon steel. The core 42 has three comb teeth 42a, 42b, and 42c that strengthen the magnetic field generated in the three-phase coil (coil 41).
The three coils 41 are respectively wound around the three comb teeth 42a, 42b, and 42c of the core 42 to form a U-phase coil 41a, a V-phase coil 41b, and a W-phase coil 41c. The three coils 41 are arranged along the moving direction of the table 20.

そして、3つのコイル41には、120度ずつ位相が異なる三相交流電流が流される。これにより、コイル部40から進行磁界が発生する。これにより、磁石部30に発生する磁界との作用により、コイル部40(テーブル20)に推力が発生する。
コイル部40の3つのコイル41に流れる電流は、モータドライバ80によって制御される。
The three coils 41 are supplied with three-phase alternating currents having different phases by 120 degrees. As a result, a traveling magnetic field is generated from the coil unit 40. Thereby, a thrust is generated in the coil unit 40 (table 20) by the action of the magnetic field generated in the magnet unit 30.
The current flowing through the three coils 41 of the coil unit 40 is controlled by the motor driver 80.

図6は、リニアガイド50の斜視図を示す。
リニアガイド50は、ベース10の側壁部12の上面に取り付けられた軌道レール51を有する。
軌道レール51には、長手方向に所定のピッチで複数の取付け孔51bが開けられる。取付け孔51bにボルトを通し、ボルトをベース10の側壁部12のねじ孔にねじ込むことによって、軌道レール51が側壁部12に固定される。
軌道レール51には、長手方向に沿ってボール55が転がる複数条のボール転走溝51aが形成される。ボール転走溝51aの断面形状は、ボール55の半径よりも僅かに大きい単一の円弧からなるサーキュラーアーク溝形状、または二つの円弧からなるゴシックアーチ溝形状である。
ボール転走溝51aは、軌道レール51の側面だけでなく、軌道レール51の上面にも形成されている。軌道レール51の上面にボール転走溝51aを形成することで、リニアガイド50の垂直方向の剛性を高めることができる。
FIG. 6 shows a perspective view of the linear guide 50.
The linear guide 50 has a track rail 51 attached to the upper surface of the side wall portion 12 of the base 10.
A plurality of mounting holes 51b are formed in the track rail 51 at a predetermined pitch in the longitudinal direction. The track rail 51 is fixed to the side wall portion 12 by passing a bolt through the mounting hole 51 b and screwing the bolt into the screw hole of the side wall portion 12 of the base 10.
A plurality of ball rolling grooves 51a in which the balls 55 roll along the longitudinal direction are formed on the track rail 51. The cross-sectional shape of the ball rolling groove 51a is a circular arc groove shape made of a single arc slightly larger than the radius of the ball 55, or a Gothic arch groove shape made of two arcs.
The ball rolling groove 51 a is formed not only on the side surface of the track rail 51 but also on the upper surface of the track rail 51. By forming the ball rolling groove 51 a on the upper surface of the track rail 51, the vertical rigidity of the linear guide 50 can be increased.

移動ブロック52は、軌道レール51を跨る鞍形状に形成される。移動ブロック52には、軌道レール51のボール転走溝51aに対向する負荷ボール転走溝52aが形成されると共に、負荷ボール転走溝52aを含むボール循環路が形成される。
移動ブロック52の一軸方向の各端面にはエンドプレート53が取り付けられる。ボール循環経路は、負荷ボール転走溝52aと、負荷ボール転走溝52aと平行に伸びるボール戻し路52bと、エンドプレート53に形成されて負荷ボール転走溝52aの端部とボール戻し路52bの端部とを接続するU字状の方向転換路52cと、から構成され、全体がサーキット状に形成される。
そして、ボール循環経路には複数のボール55が配列・収容される。
移動ブロック52には、テーブル20を取り付けるための取付けねじ52dが加工される。そして、移動ブロック52は、テーブル20の下面20bにねじ止めされる。
The moving block 52 is formed in a bowl shape straddling the track rail 51. In the moving block 52, a load ball rolling groove 52a facing the ball rolling groove 51a of the track rail 51 is formed, and a ball circulation path including the load ball rolling groove 52a is formed.
An end plate 53 is attached to each end face of the moving block 52 in the uniaxial direction. The ball circulation path includes a load ball rolling groove 52a, a ball return path 52b extending in parallel with the load ball rolling groove 52a, an end plate 53 and an end of the load ball rolling groove 52a and the ball return path 52b. And a U-shaped direction change path 52c connecting the end portions of the two, and the whole is formed in a circuit shape.
A plurality of balls 55 are arranged and accommodated in the ball circulation path.
A mounting screw 52d for mounting the table 20 is processed on the moving block 52. The moving block 52 is screwed to the lower surface 20 b of the table 20.

軌道レール51に対して移動ブロック52を相対的に移動させると、軌道レール51のボール転走溝51aと移動ブロック52の負荷ボール転走溝52aとの間に介在されたボール55が転がり運動する。負荷ボール転走溝52aの一端まで転がったボール55は、方向転換路52cに導かれ、ボール戻し路52b及び反対側の方向転換路52cを経由した後、負荷ボール転走溝52aの他端に戻される。軌道レール51と移動ブロック52との間にボール55を介在させることによって、軌道レール51に対して移動ブロック52が移動するときの抵抗を低減できる。   When the moving block 52 is moved relative to the track rail 51, the ball 55 interposed between the ball rolling groove 51a of the track rail 51 and the loaded ball rolling groove 52a of the moving block 52 rolls. . The ball 55 rolled to one end of the load ball rolling groove 52a is guided to the direction changing path 52c, passes through the ball return path 52b and the opposite direction changing path 52c, and then to the other end of the load ball rolling groove 52a. Returned. By interposing the ball 55 between the track rail 51 and the moving block 52, the resistance when the moving block 52 moves with respect to the track rail 51 can be reduced.

ベース10に対するテーブル20の位置・速度・加速度は、磁気エンコーダ60により検出される。磁気エンコーダ60は、例えば、1μm程度の分解能を有している。
磁気エンコーダ60は、ベース10に取り付けられた磁気スケール61と、テーブル20に取り付けられた磁気センサ62等とから構成される。
磁気スケール61は、細長い矩形の磁性体からなり、その上面を、N極とS極が交互に一定のピッチ(例えば2mm)になるように着磁したものである。磁気スケール61は、ベース10の底壁部11の端部(側壁部12の近傍)に、ベース10の長手方向(X方向)に沿って密着配置される。
The position / velocity / acceleration of the table 20 with respect to the base 10 is detected by the magnetic encoder 60. The magnetic encoder 60 has a resolution of about 1 μm, for example.
The magnetic encoder 60 includes a magnetic scale 61 attached to the base 10 and a magnetic sensor 62 attached to the table 20.
The magnetic scale 61 is made of an elongated rectangular magnetic body, and its upper surface is magnetized so that N poles and S poles alternately have a constant pitch (for example, 2 mm). The magnetic scale 61 is disposed in close contact with the end of the bottom wall 11 of the base 10 (in the vicinity of the side wall 12) along the longitudinal direction (X direction) of the base 10.

磁気センサ62は、MR素子により磁気スケール61の磁気を検出し、磁気スケール61に沿って相対移動することで正弦波信号を出力するものである。
磁気センサ62が検出した信号は、不図示の信号処理部を介して、モータドライバ80に送られる。そして、モータドライバ80は、ユーザー端末90からの位置指令に基づいてテーブル20が指令位置に移動するように、コイル部40に供給する電流を制御する。このようにして、リニアモータ1の制御が行われる。
The magnetic sensor 62 detects the magnetism of the magnetic scale 61 with an MR element, and outputs a sine wave signal by relatively moving along the magnetic scale 61.
The signal detected by the magnetic sensor 62 is sent to the motor driver 80 via a signal processing unit (not shown). And the motor driver 80 controls the electric current supplied to the coil part 40 so that the table 20 moves to a command position based on the position command from the user terminal 90. In this way, the linear motor 1 is controlled.

リニアモータ1の制御方法としては、フィードバック制御等が行われる。すなわち、テーブル20が検出したテーブル20の位置情報、速度情報、加速度情報をモータドライバ80に送り、目標値(指令値)との差分を算出し、テーブル20の位置、速度、加速度が目標値に近づくようにコイル部40の3つのコイル41に対する三相交流電流を制御する。   As a control method of the linear motor 1, feedback control or the like is performed. That is, the position information, speed information, and acceleration information of the table 20 detected by the table 20 are sent to the motor driver 80, and the difference from the target value (command value) is calculated. The three-phase alternating current with respect to the three coils 41 of the coil part 40 is controlled so that it may approach.

図7は、第一実施形態に係る磁界遮蔽機構5を示す図である。図7(a)は断面図、図7(b)は下面図(支持部材を取り除いた場合)である。
なお、図7は、マグネット33とマグネット36の組み合せに係る磁界遮蔽機構5である。マグネット34とマグネット37の組み合せの係る磁界遮蔽機構5も同様の構成を有し、同一の効果を奏する。
そこで、以下では、主にマグネット33とマグネット36の組み合せに係る磁界遮蔽機構5を例にして説明する。
FIG. 7 is a diagram showing the magnetic field shielding mechanism 5 according to the first embodiment. FIG. 7A is a cross-sectional view, and FIG. 7B is a bottom view (when the support member is removed).
FIG. 7 shows the magnetic field shielding mechanism 5 according to the combination of the magnet 33 and the magnet 36. The magnetic field shielding mechanism 5 which is a combination of the magnet 34 and the magnet 37 has the same configuration and has the same effect.
Therefore, hereinafter, the magnetic field shielding mechanism 5 mainly relating to the combination of the magnet 33 and the magnet 36 will be described as an example.

磁界遮蔽機構5は、磁石部30の上面に配置されたマグネット33,34の下面33b,34bに、バックヨーク31を挟んで、リング形(環形)のマグネット36,37を配置したものである。さらに、マグネット36,37の下面36b,37bに支持部材38を密着配置したものである。そして、マグネット36,37や支持部材38の作用により、マグネット33,34からベース10側への磁界の影響が抑制される。
磁界遮蔽とは、マグネット群32からベース10への磁界の影響(磁化)を完全に遮断(遮蔽)する場合に限らず、磁界の影響を弱める(減少させる)場合も含む。つまり、マグネット群32からベース10側への磁気漏れを防止又は減少するものである。
In the magnetic field shielding mechanism 5, ring-shaped (ring-shaped) magnets 36 and 37 are arranged on the lower surfaces 33 b and 34 b of the magnets 33 and 34 arranged on the upper surface of the magnet unit 30 with the back yoke 31 interposed therebetween. Further, a support member 38 is disposed in close contact with the lower surfaces 36b, 37b of the magnets 36, 37. And the influence of the magnetic field from the magnets 33 and 34 to the base 10 side is suppressed by the action of the magnets 36 and 37 and the support member 38.
The magnetic field shielding includes not only the case where the influence (magnetization) of the magnetic field from the magnet group 32 to the base 10 is completely blocked (shielded) but also the case where the influence of the magnetic field is weakened (decreased). That is, magnetic leakage from the magnet group 32 to the base 10 side is prevented or reduced.

マグネット群32のマグネット(第一磁石)33,34は、フェライト磁石、アルニコ磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石等の焼結磁石であって、長方形等の矩形に形成される。マグネット33,34は、それぞれ、その厚み方向(Z方向:第一方向)に向けて着磁される。
マグネット33,34の厚みは、例えば、2mmである。
The magnets (first magnets) 33 and 34 of the magnet group 32 are sintered magnets such as ferrite magnets, alnico magnets, neodymium magnets, and samarium cobalt magnets, and are formed in a rectangle such as a rectangle. The magnets 33 and 34 are each magnetized in the thickness direction (Z direction: first direction).
The thickness of the magnets 33 and 34 is 2 mm, for example.

バックヨーク31は、上述したように、SS400等の磁性体からなり、マグネット群32からの磁力線を集中させる継鉄として機能する。バックヨーク31の厚みは、例えば、1mmである。   As described above, the back yoke 31 is made of a magnetic material such as SS400 and functions as a yoke that concentrates the magnetic lines of force from the magnet group 32. The thickness of the back yoke 31 is 1 mm, for example.

マグネット群35のマグネット(第二磁石)36,37は、フェライト磁石、アルニコ磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石等の焼結磁石であって、マグネット33,34と同一の外形を有し、中心部が空間(中空部)となっている角環形の磁石である。
マグネット36,37の厚みは、例えば、1mmである。
また、マグネット36,37の角環形における肉厚は、例えば、1mmである。
Magnets (second magnets) 36 and 37 of the magnet group 35 are sintered magnets such as ferrite magnets, alnico magnets, neodymium magnets, and samarium cobalt magnets, and have the same outer shape as the magnets 33 and 34, and have a central portion. Is a square ring-shaped magnet having a space (hollow part).
The thickness of the magnets 36 and 37 is 1 mm, for example.
Further, the thickness of the magnets 36 and 37 in the square ring shape is, for example, 1 mm.

また、マグネット36,37は、それぞれ、Z方向(第一磁石の着磁方向:第一方向)に交差する方向(XY平面)に着磁された二層(積層形)の磁石である。つまり、マグネット33,34の着磁方向(Z方向:第一方向)とマグネット36,37の着磁方向(XY平面)は直交(交差)する。
なお、Z方向に交差する方向とは、角環形における肉厚の方向(内周面36d,37dと外周面36c,37cに垂直となる方向)である。具体的には、図7(b)において、マグネット(第二磁石)36のうち、X方向に延びる部位は、Y方向に着磁され、Y方向に延びる部位は、X方向に着磁される。つまり、Z方向に交差する方向とは、XY平面における全ての方向を意味する。
The magnets 36 and 37 are two-layer (laminated) magnets magnetized in a direction (XY plane) intersecting with the Z direction (magnetization direction of the first magnet: first direction). That is, the magnetization direction (Z direction: first direction) of the magnets 33 and 34 and the magnetization direction (XY plane) of the magnets 36 and 37 are orthogonal (intersect).
Note that the direction intersecting the Z direction is a direction of thickness in a square ring shape (a direction perpendicular to the inner peripheral surfaces 36d and 37d and the outer peripheral surfaces 36c and 37c). Specifically, in FIG. 7B, a portion extending in the X direction of the magnet (second magnet) 36 is magnetized in the Y direction, and a portion extending in the Y direction is magnetized in the X direction. . That is, the direction intersecting the Z direction means all directions in the XY plane.

マグネット36は、2つ磁石36p,36qが互いに同極を対向させるようにして、Z方向に交差する方向に沿って配列される。本実施形態では、相似形状の2つの四角環形の磁石36p,36qが互いに嵌め合うように接合される。内側の磁石36pは、内周面がS極、外周面がN極に着磁される。一方、外側の磁石36qは、内周面がN極、外周面がS極に着磁される。したがって、マグネット36の外周面(外環面)36cと内周面(内環面)36dは共にS極に着磁される。
同様に、マグネット37の外周面(外環面)37cと内周面(内環面)37dは共にN極に着磁される。
The magnets 36 are arranged along a direction intersecting the Z direction so that the two magnets 36p and 36q face each other with the same polarity. In the present embodiment, two quadrangular ring-shaped magnets 36p and 36q having similar shapes are joined so as to fit each other. The inner magnet 36p is magnetized with an S-pole on the inner peripheral surface and an N-pole on the outer peripheral surface. On the other hand, the outer magnet 36q is magnetized with an N-pole on the inner peripheral surface and an S-pole on the outer peripheral surface. Therefore, the outer peripheral surface (outer ring surface) 36c and the inner peripheral surface (inner ring surface) 36d of the magnet 36 are both magnetized to the S pole.
Similarly, the outer peripheral surface (outer ring surface) 37c and the inner peripheral surface (inner ring surface) 37d of the magnet 37 are both magnetized to the N pole.

マグネット36は、その上面36aがバックヨーク31を介してマグネット33の下面33bに対向し、下面36bがベース10の底壁部11に密着するように配置される。つまり、マグネット33の下面33bの磁極(S極)とマグネット36の外周面36c及び内周面36dの磁極(S極)とが同一(同極)となる。
同様に、マグネット37は、その上面37aがバックヨーク31を介してマグネット34の下面34bに対向し、下面37bがベース10の底壁部11に密着するように配置される。つまり、マグネット34の下面34bの磁極(N極)とマグネット37の外周面37c及び内周面37dの磁極(N極)とが同一(同極)となる。
The magnet 36 is arranged such that its upper surface 36 a faces the lower surface 33 b of the magnet 33 through the back yoke 31, and the lower surface 36 b is in close contact with the bottom wall portion 11 of the base 10. That is, the magnetic pole (S pole) of the lower surface 33b of the magnet 33 and the magnetic pole (S pole) of the outer peripheral surface 36c and the inner peripheral surface 36d of the magnet 36 are the same (same pole).
Similarly, the magnet 37 is disposed such that its upper surface 37 a faces the lower surface 34 b of the magnet 34 through the back yoke 31, and the lower surface 37 b is in close contact with the bottom wall portion 11 of the base 10. That is, the magnetic pole (N pole) on the lower surface 34b of the magnet 34 and the magnetic pole (N pole) on the outer peripheral surface 37c and the inner peripheral surface 37d of the magnet 37 are the same (same pole).

マグネット36,37(マグネット群35)が有する磁力(磁束密度)は、マグネット33,34(マグネット群32)の磁力に比べて小さい(弱い)。
例えば、マグネット33,34が例えば約45MG(45KT)の場合、マグネット36,37が例えば約23MG(23KT)以下である。つまり、マグネット36,37が有する磁力は、マグネット33,34の磁力の約1/2以下である。本実施形態では、マグネット36,37が有する磁力がマグネット33,34の磁力の約1/4程度(約12MG(12KT))である。
したがって、マグネット36,37(マグネット群35)として、比較的安価な磁石を用いることができる。
The magnetic force (magnetic flux density) of the magnets 36 and 37 (magnet group 35) is smaller (weaker) than the magnetic force of the magnets 33 and 34 (magnet group 32).
For example, when the magnets 33 and 34 are, for example, about 45 MG (45 KT), the magnets 36 and 37 are, for example, about 23 MG (23 KT) or less. That is, the magnetic force of the magnets 36 and 37 is about ½ or less of the magnetic force of the magnets 33 and 34. In the present embodiment, the magnetic force of the magnets 36 and 37 is about ¼ of the magnetic force of the magnets 33 and 34 (about 12 MG (12 KT)).
Therefore, relatively inexpensive magnets can be used as the magnets 36 and 37 (magnet group 35).

支持部材38は、上述したように、SS400等の磁性体からなり、マグネット群32,35及びバックヨーク31を支持するものである。また、マグネット群32,35からベース10側への磁界の影響を緩和する。
支持部材38の厚みは、例えば、2mmである。
As described above, the support member 38 is made of a magnetic material such as SS400, and supports the magnet groups 32 and 35 and the back yoke 31. Moreover, the influence of the magnetic field from the magnet groups 32 and 35 to the base 10 side is reduced.
The thickness of the support member 38 is 2 mm, for example.

図8は、第一実施形態に係る磁界遮蔽機構5の効果(磁束密度の解析結果)を示す図である。図8(a),(b)は磁界遮蔽機構5の断面図、図8(c)は磁界遮蔽機構5の下面図(支持部材38の下面38bを示す図)である。
図9は、第一実施形態に係る磁界遮蔽機構5の効果(磁束密度の解析結果)を示す図であって、支持部材38を取り除いたものを示している。図9(a),(b)は磁界遮蔽機構5の断面図、図9(c)は磁界遮蔽機構5の下面図(マグネット36の下面36bを示す図)である。
図10は、従来例における磁束密度の解析結果を示す図である。すなわち、マグネット33をベース10に直接配置した(磁界遮蔽機構5を配置しない)場合を示している。図10(a),(b)は断面図、図10(c)は下面図(バックヨーク931の下面931bを示す図)である。
FIG. 8 is a diagram showing the effect (magnetic flux density analysis result) of the magnetic field shielding mechanism 5 according to the first embodiment. 8A and 8B are cross-sectional views of the magnetic field shielding mechanism 5, and FIG. 8C is a bottom view of the magnetic field shielding mechanism 5 (a view showing the lower surface 38b of the support member 38).
FIG. 9 is a diagram illustrating the effect (analysis result of the magnetic flux density) of the magnetic field shielding mechanism 5 according to the first embodiment, in which the support member 38 is removed. 9A and 9B are cross-sectional views of the magnetic field shielding mechanism 5, and FIG. 9C is a bottom view of the magnetic field shielding mechanism 5 (a view showing the lower surface 36b of the magnet 36).
FIG. 10 is a diagram illustrating the analysis result of the magnetic flux density in the conventional example. That is, the case where the magnet 33 is directly arranged on the base 10 (the magnetic field shielding mechanism 5 is not arranged) is shown. 10A and 10B are cross-sectional views, and FIG. 10C is a bottom view (a view showing a lower surface 931b of the back yoke 931).

図8、図9、図10において、色調が濃い(暗い)部分は磁束密度が高く、薄い(明るい)部分は磁束密度が低いことを示している。   8, 9, and 10, the dark (dark) portion of the color tone has a high magnetic flux density, and the thin (bright) portion has a low magnetic flux density.

図8(a),(b)に示すように、支持部材38の上面38aは殆ど磁化されておらず、マグネット36に接する部分が若干磁化されていることが確認できる。また、図8(c)に示すように、支持部材38の下面38bは殆ど磁化されていないことが確認できる。
更に、図9(c)に示すように、マグネット36の下面36bの磁束密度が低いことから、支持部材38の磁化の程度は低いことが確認できる。
したがって、磁石部30からベース10側への磁界の影響は遮断又は抑制(緩和)されていることが理解できる。
As shown in FIGS. 8A and 8B, it can be confirmed that the upper surface 38a of the support member 38 is hardly magnetized, and the portion in contact with the magnet 36 is slightly magnetized. Moreover, as shown in FIG.8 (c), it can confirm that the lower surface 38b of the supporting member 38 is hardly magnetized.
Further, as shown in FIG. 9C, since the magnetic flux density on the lower surface 36b of the magnet 36 is low, it can be confirmed that the degree of magnetization of the support member 38 is low.
Therefore, it can be understood that the influence of the magnetic field from the magnet unit 30 to the base 10 side is blocked or suppressed (relieved).

これに対して、図10に示す従来例では、バックヨーク931の厚み(Z方向)を4mm程度に形成したとしても、バックヨーク931の下面931bが磁化されていることが確認できる。
したがって、従来例では、磁石部をベース10に固定すると、ベース10側への磁界の影響が生じることが理解できる。
On the other hand, in the conventional example shown in FIG. 10, it can be confirmed that the lower surface 931b of the back yoke 931 is magnetized even if the thickness (Z direction) of the back yoke 931 is about 4 mm.
Therefore, in the conventional example, it can be understood that when the magnet portion is fixed to the base 10, the influence of the magnetic field on the base 10 side occurs.

このように、磁石部30に磁界遮蔽機構5を設けることで、ベース10側への磁界の影響を防止(抑制)できる。
しかも、磁界遮蔽機構5では、バックヨーク31、マグネット36及び支持部材38を合わせた厚み(4mm)が、従来例のバックヨーク931の厚み(4mm)と同一である。したがって、磁石部30の大型化や重量化を招くことがない。
さらに、図9に示すように、支持部材38を設けない場合であっても、ベース10側への磁界の影響を低減又は防止(抑制)できる。このため、支持部材38を取り除いた磁石部30をベース10に固定することが可能である。したがって、従来よりも、磁石部30の薄型化、軽量化を図ることも可能である。
Thus, by providing the magnetic field shielding mechanism 5 in the magnet part 30, the influence of the magnetic field on the base 10 side can be prevented (suppressed).
Moreover, in the magnetic field shielding mechanism 5, the combined thickness (4 mm) of the back yoke 31, the magnet 36, and the support member 38 is the same as the thickness (4 mm) of the back yoke 931 of the conventional example. Therefore, the magnet part 30 is not increased in size and weight.
Furthermore, as shown in FIG. 9, even when the support member 38 is not provided, the influence of the magnetic field on the base 10 side can be reduced or prevented (suppressed). For this reason, it is possible to fix the magnet part 30 from which the support member 38 is removed to the base 10. Therefore, it is possible to make the magnet portion 30 thinner and lighter than in the past.

図11は、マグネット33(磁石部30)のコイル部40側への磁束密度を示す図である。
図11(a)はマグネット33とベース10との間に磁界遮蔽機構5を配置した場合、図11(b)は従来例を示している。
図11において、縦軸は磁束密度、横軸はマグネット33の長手方向(Y方向)の位置を示す。そして、各グラフ線は、マグネット33の上面33aからコイル部40側へ離れた位置(オフセット量)における磁束密度の結果を示している。
FIG. 11 is a diagram illustrating the magnetic flux density of the magnet 33 (magnet unit 30) toward the coil unit 40.
FIG. 11A shows a conventional example when the magnetic field shielding mechanism 5 is arranged between the magnet 33 and the base 10.
In FIG. 11, the vertical axis represents the magnetic flux density, and the horizontal axis represents the position of the magnet 33 in the longitudinal direction (Y direction). Each graph line indicates the result of the magnetic flux density at a position (offset amount) away from the upper surface 33a of the magnet 33 toward the coil portion 40 side.

図11に示すように、磁界遮蔽機構5を配置した場合(図11(a))であっても、従来例の場合(図11(b))と同様の磁束密度をコイル部40側に向けて発生することが確認できる。
つまり、磁界遮蔽機構5は、リニアモータ1の性能に寄与する磁石部30の磁束密度に悪影響を与えないことが確認できる。
As shown in FIG. 11, even when the magnetic field shielding mechanism 5 is arranged (FIG. 11 (a)), the same magnetic flux density as in the conventional example (FIG. 11 (b)) is directed toward the coil part 40 side. Can be confirmed.
That is, it can be confirmed that the magnetic field shielding mechanism 5 does not adversely affect the magnetic flux density of the magnet unit 30 that contributes to the performance of the linear motor 1.

このように、マグネット33(マグネット群32)とベース10との間にマグネット36(マグネット群35)を配置することで、ベース10の磁化を防止(抑制)できる。
マグネット36の外周面36cと内周面36dの磁極(S極)からの磁力線がマグネット33の下面33bの磁極(S極)からの磁力線とがバックヨーク31の内部において対向するため、マグネット33の下面33bの磁極(S極)からの磁力線がベース10まで届かなくなる(磁界の影響が小さくなる)と推測される。
同様に、マグネット34(マグネット群32)とベース10との間にマグネット37(マグネット群35)を配置することで、ベース10の磁化を防止(抑制)できる。
Thus, by arranging the magnet 36 (magnet group 35) between the magnet 33 (magnet group 32) and the base 10, magnetization of the base 10 can be prevented (suppressed).
Since the magnetic lines of force from the magnetic poles (S poles) of the outer peripheral surface 36 c and the inner peripheral surface 36 d of the magnet 36 are opposed to the magnetic lines of force from the magnetic poles (S pole) of the lower surface 33 b of the magnet 33, It is estimated that the magnetic field lines from the magnetic pole (S pole) on the lower surface 33b do not reach the base 10 (the influence of the magnetic field is reduced).
Similarly, by arranging the magnet 37 (magnet group 35) between the magnet 34 (magnet group 32) and the base 10, the magnetization of the base 10 can be prevented (suppressed).

マグネット36(マグネット群35)の磁力(磁束密度)としては、マグネット33(マグネット群32)の下面33bの磁極からの磁力線と対向すれば足りるので、マグネット群32よりも弱い(小さい)磁力であってもよい。
上述したように、本実施形態では、マグネット36の磁力は、マグネット33の磁力(約45MG(45KT))の約1/2以下である。具体的には、マグネット36の磁力は、約1/4程度(約12MG(12KT))である。
The magnetic force (magnetic flux density) of the magnet 36 (magnet group 35) is weaker (smaller) than the magnet group 32 because it is sufficient to face the magnetic field lines from the magnetic poles on the lower surface 33b of the magnet 33 (magnet group 32). May be.
As described above, in the present embodiment, the magnetic force of the magnet 36 is about ½ or less of the magnetic force of the magnet 33 (about 45 MG (45 KT)). Specifically, the magnetic force of the magnet 36 is about ¼ (about 12 MG (12 KT)).

また、マグネット36(マグネット群35)の磁力がマグネット群32の磁力の約1/2以下であるため、マグネット36のベース10に対する磁界の影響も、マグネット群32の場合に比べて小さい。しかも、マグネット36(マグネット群35)がベース10に接する下面36bには、N極とS極が着磁されているので、マグネット36(マグネット群35)の下面36bからの磁力線がベース10の内部で大きく広がることがない。
このため、マグネット36(マグネット群35)のベース10に対する磁界の影響は非常に小さく抑えられている。
Further, since the magnetic force of the magnet 36 (magnet group 35) is about ½ or less of the magnetic force of the magnet group 32, the influence of the magnetic field on the base 10 of the magnet 36 is also smaller than that of the magnet group 32. In addition, since the N pole and the S pole are magnetized on the lower surface 36 b where the magnet 36 (magnet group 35) is in contact with the base 10, the lines of magnetic force from the lower surface 36 b of the magnet 36 (magnet group 35) are generated inside the base 10. It does not spread greatly.
For this reason, the influence of the magnetic field on the base 10 of the magnet 36 (magnet group 35) is kept very small.

また、上述したように、磁界遮蔽機構5では、バックヨーク31、マグネット36及び支持部材38を合わせた厚み(4mm)が、従来例のバックヨーク931の厚み(4mm)と同一である。したがって、磁石部30の大型化や重量化を招くことがない。
さらに、支持部材38を設けない場合であっても、ベース10側への磁界の影響を低減又は防止(抑制)できる。したがって、磁石部30の薄型化、軽量化も図ることができる。
Further, as described above, in the magnetic field shielding mechanism 5, the combined thickness (4 mm) of the back yoke 31, the magnet 36 and the support member 38 is the same as the thickness (4 mm) of the conventional back yoke 931. Therefore, the magnet part 30 is not increased in size and weight.
Furthermore, even when the support member 38 is not provided, the influence of the magnetic field on the base 10 side can be reduced or prevented (suppressed). Therefore, the magnet part 30 can be made thinner and lighter.

このように、本実施形態の磁界遮蔽機構5によれば、簡単な構成によりベース10側への磁界の影響を低減又は防止(抑制)できる。
したがって、例えば、ベース10の側壁部12に配置したリニアガイド50の軌道レール51が磁化されることがない。したがって、軌道レール51の上面に鉄粉等が吸着して、移動ブロック52の直線移動を阻害するという不具合を防止できる。よって、テーブル20の移動、すなわちアクチュエータA(リニアモータ1)の機能低下を回避できる。
Thus, according to the magnetic field shielding mechanism 5 of the present embodiment, the influence of the magnetic field on the base 10 side can be reduced or prevented (suppressed) with a simple configuration.
Therefore, for example, the track rail 51 of the linear guide 50 arranged on the side wall portion 12 of the base 10 is not magnetized. Therefore, it is possible to prevent a problem that iron powder or the like is adsorbed on the upper surface of the track rail 51 and hinders the linear movement of the moving block 52. Therefore, the movement of the table 20, that is, the function deterioration of the actuator A (linear motor 1) can be avoided.

また、テーブル20の位置等を検出する磁気エンコーダ60の磁気スケール61を磁石部30の近傍に配置することが可能となる。
従来例は、磁石部によりベース10が磁化されているので、この磁気の影響を避けるために、磁気スケール61を磁石部から遠ざける必要があった。このため、磁気スケール61は、例えば、ベース10の側壁部12の一方の外側壁に取り付けられていた。
一方、本実施形態では、磁界遮蔽機構5を設けているので、磁気スケール61をベース10の任意の位置に取り付けることができる。上述したように、磁気スケール61をベース10の底壁部11の端部(側壁部12の近傍)に取り付けることが可能となっている。
このように、磁気スケール61をベース10の内側に配置できるので、外部からの磁気影響を回避できたり、障害物等に接触して損傷することを防止できたりするので、装置の信頼性が向上する。また、磁気スケール61をベース10の任意の位置に配置できるので、装置の少スペース化、低価格化を図ることもできる。
Further, the magnetic scale 61 of the magnetic encoder 60 that detects the position of the table 20 and the like can be disposed in the vicinity of the magnet unit 30.
In the conventional example, since the base 10 is magnetized by the magnet portion, it is necessary to keep the magnetic scale 61 away from the magnet portion in order to avoid the influence of this magnetism. For this reason, the magnetic scale 61 is attached to one outer wall of the side wall portion 12 of the base 10, for example.
On the other hand, in the present embodiment, since the magnetic field shielding mechanism 5 is provided, the magnetic scale 61 can be attached to an arbitrary position of the base 10. As described above, the magnetic scale 61 can be attached to the end of the bottom wall 11 of the base 10 (in the vicinity of the side wall 12).
As described above, since the magnetic scale 61 can be arranged inside the base 10, it is possible to avoid magnetic influences from the outside and to prevent damage due to contact with obstacles and the like, thereby improving the reliability of the apparatus. To do. In addition, since the magnetic scale 61 can be arranged at an arbitrary position of the base 10, it is possible to reduce the space and cost of the apparatus.

磁界遮蔽機構5の変形例として、マグネット36の外周面36cと内周面36dを共にN極に着磁してもよい。つまり、マグネット33の下面33bの磁極(S極)と異極にする。この場合においても、上述と少し劣るものの、同一の効果が得られる(図16、図17におけるマグネット34とマグネット336の関係を参照)。
マグネット33の下面33bの磁極(S極)からの磁力線がマグネット36の外周面36cと内周面36dの磁極(N極)からの磁力線に引き寄せられるため、マグネット33の下面33bの磁極(S極)からの磁力線がベース10まで届かなくなる(磁界の影響が小さくなる)と推測される。
As a modification of the magnetic field shielding mechanism 5, both the outer peripheral surface 36c and the inner peripheral surface 36d of the magnet 36 may be magnetized to the N pole. That is, the magnetic pole is different from the magnetic pole (S pole) on the lower surface 33 b of the magnet 33. Even in this case, the same effect can be obtained although being slightly inferior to the above (see the relationship between the magnet 34 and the magnet 336 in FIGS. 16 and 17).
The magnetic lines of force from the magnetic pole (S pole) on the lower surface 33b of the magnet 33 are attracted to the magnetic lines of force from the magnetic poles (N pole) of the outer peripheral surface 36c and the inner peripheral surface 36d of the magnet 36, so ) Will not reach the base 10 (the influence of the magnetic field is reduced).

図12は、第二実施形態に係る磁界遮蔽機構105の概略構成を示す模式図である。図12(a)断面図、図12(b)は下面図(支持部材を取り除いた場合)である。
なお、以下の説明において、磁界遮蔽機構5と同一の構成部材等には同一の符号を付して、その説明を簡略又は省略する。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the magnetic field shielding mechanism 105 according to the second embodiment. FIG. 12A is a cross-sectional view, and FIG. 12B is a bottom view (when the support member is removed).
In the following description, the same components as the magnetic field shielding mechanism 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

第二実施形態に係る磁界遮蔽機構105では、バックヨーク31の下面31bに、リング形(四角環形)のマグネット136が2つ(複数)配置される。
マグネット136は、Z方向に交差する方向に着磁された二層(積層形)の磁石である。すなわち、マグネット(第二磁石)136は、外周面(外環面)136cと内周面(内環面)136dが共にS極に着磁され、バックヨーク31の上面31aに配置されるマグネット33の下面33bの磁極(S極)と同極である。
マグネット136は、長手方向(Y方向)がマグネット36の長手方向(Y方向)の半分以下(例えば1/3〜1/4程度)である。短手方向(X方向)及び厚みはマグネット36と同一である。
In the magnetic field shielding mechanism 105 according to the second embodiment, two (plural) ring-shaped (square ring) magnets 136 are arranged on the lower surface 31 b of the back yoke 31.
The magnet 136 is a two-layered (laminated) magnet that is magnetized in a direction that intersects the Z direction. That is, the magnet (second magnet) 136 has an outer peripheral surface (outer ring surface) 136 c and an inner peripheral surface (inner ring surface) 136 d that are both magnetized to the S pole, and is disposed on the upper surface 31 a of the back yoke 31. Is the same polarity as the magnetic pole (S pole) of the lower surface 33b.
The magnet 136 has a longitudinal direction (Y direction) that is less than or equal to half the longitudinal direction (Y direction) of the magnet 36 (for example, about 1/3 to 1/4). The short side direction (X direction) and thickness are the same as those of the magnet 36.

2つのマグネット136は、マグネット33の長手方向の両端に対応する(重なる)位置に配置される。つまり、1つのマグネット33に対して2つのマグネット136がバックヨーク31を介して配置される。
マグネット136の磁力(磁束密度)は、マグネット33の磁力よりも弱い(小さい)。マグネット33の磁力の約1/2以下である。
例えば、マグネット33が例えば約45MG(45KT)の場合、マグネット136が例えば約23MG(23KT)以下である。つまり、マグネット136が有する磁力は、マグネット33の磁力の約1/2以下である。さらに、マグネット136が有する磁力がマグネット33の磁力の約1/4程度(約12MG(12KT))であってもよい。
The two magnets 136 are arranged at positions corresponding to (overlapping) both ends of the magnet 33 in the longitudinal direction. That is, two magnets 136 are arranged via the back yoke 31 for one magnet 33.
The magnetic force (magnetic flux density) of the magnet 136 is weaker (smaller) than the magnetic force of the magnet 33. It is about ½ or less of the magnetic force of the magnet 33.
For example, when the magnet 33 is about 45 MG (45 KT), for example, the magnet 136 is about 23 MG (23 KT) or less. That is, the magnetic force of the magnet 136 is about ½ or less of the magnetic force of the magnet 33. Further, the magnetic force of the magnet 136 may be about 1/4 of the magnetic force of the magnet 33 (about 12 MG (12 KT)).

なお、マグネット136の外周面136cと内周面136dを共にN極に着磁してもよい。すなわち、マグネット33の下面33bの磁極(S極)と異極である。   Note that both the outer peripheral surface 136c and the inner peripheral surface 136d of the magnet 136 may be magnetized to the N pole. That is, it is different from the magnetic pole (S pole) on the lower surface 33 b of the magnet 33.

また、2つのマグネット136として、外周面136cと内周面136dを共にN極に着磁したものと、外周面136cと内周面136dを共にS極に着磁したものを組み合わせてもよい。
また、マグネット136は2つに限らず、3つ以上であってもよい。
Further, as the two magnets 136, a magnet in which both the outer peripheral surface 136c and the inner peripheral surface 136d are magnetized to the N pole and a magnet in which both the outer peripheral surface 136c and the inner peripheral surface 136d are magnetized to the S pole may be combined.
Further, the number of magnets 136 is not limited to two, and may be three or more.

図13は、第二実施形態に係る磁界遮蔽機構105の効果(磁束密度の解析結果)を示す図である。図13(a),(b)は磁界遮蔽機構105の断面図、図13(c)は磁界遮蔽機構105の下面図(支持部材38の下面38bを示す図)である。
図13において、色調が濃い(暗い)部分は磁束密度が高く、薄い(明るい)部分は磁束密度が低いことを示している。
FIG. 13 is a diagram illustrating an effect (magnetic flux density analysis result) of the magnetic field shielding mechanism 105 according to the second embodiment. 13A and 13B are cross-sectional views of the magnetic field shielding mechanism 105, and FIG. 13C is a bottom view of the magnetic field shielding mechanism 105 (a view showing the lower surface 38b of the support member 38).
In FIG. 13, the dark (dark) color portion has a high magnetic flux density, and the thin (light) portion has a low magnetic flux density.

図13に示すように、第二実施形態に係る磁界遮蔽機構105においても、磁界遮蔽機構5と同一の効果が得られることが理解できる。
すなわち、図13(a),(b)に示すように、支持部材38の上面38aは殆ど磁化されておらず、マグネット36に接する部分が若干磁化されていることが確認できる。また、図13(c)に示すように、支持部材38の下面38bは殆ど磁化されていないことが確認できる。
したがって、磁界遮蔽機構105を用いることで、磁石部30からベース10側への磁界の影響は遮断又は抑制(緩和)されていることが理解できる。このため、アクチュエータA(リニアモータ1)の機能低下を回避できる。
As shown in FIG. 13, it can be understood that the same effect as the magnetic field shielding mechanism 5 can be obtained in the magnetic field shielding mechanism 105 according to the second embodiment.
That is, as shown in FIGS. 13A and 13B, it can be confirmed that the upper surface 38a of the support member 38 is hardly magnetized, and the portion in contact with the magnet 36 is slightly magnetized. Moreover, as shown in FIG.13 (c), it can confirm that the lower surface 38b of the supporting member 38 is hardly magnetized.
Therefore, it can be understood that by using the magnetic field shielding mechanism 105, the influence of the magnetic field from the magnet unit 30 to the base 10 side is blocked or suppressed (relieved). For this reason, the functional fall of actuator A (linear motor 1) can be avoided.

図14は、第三実施形態に係る磁界遮蔽機構205の概略構成を示す模式図である。図14(a),(b)は断面図、図14(c)は下面図(支持部材を取り除いた場合)である。
なお、以下の説明において、磁界遮蔽機構5,105と同一の構成部材等には同一の符号を付して、その説明を簡略又は省略する。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the magnetic field shielding mechanism 205 according to the third embodiment. 14A and 14B are sectional views, and FIG. 14C is a bottom view (when the support member is removed).
In the following description, the same components as the magnetic field shielding mechanisms 5 and 105 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

第三実施形態に係る磁界遮蔽機構205では、バックヨーク31の上面31aに隣接して配置された2つ(複数)のマグネット33,34に対して、バックヨーク31の下面31bに1つのリング形(四角環形)のマグネット236が配置される。
マグネット236は、Z方向に交差する方向に着磁された二層(積層形)の磁石である。すなわち、マグネット(第二磁石)236は、外周面(外環面)236cと内周面(内環面)236dが共にS極に着磁される。つまり、マグネット33の下面33bの磁極(S極)と同極であり、マグネット34の下面34bの磁極(N極)と異極である。
マグネット236は、その長さ(X方向)がマグネット36,136の短手方向(X方向)の約2倍である。つまり、2つのマグネット33,34の短手方向を合わせた長さである。
マグネット236の幅(Y方向)及び厚みはマグネット36と同一である。
In the magnetic field shielding mechanism 205 according to the third embodiment, one ring shape is formed on the lower surface 31b of the back yoke 31 with respect to the two (plural) magnets 33 and 34 disposed adjacent to the upper surface 31a of the back yoke 31. A (square ring-shaped) magnet 236 is disposed.
The magnet 236 is a two-layer (stacked) magnet that is magnetized in a direction that intersects the Z direction. That is, in the magnet (second magnet) 236, the outer peripheral surface (outer ring surface) 236c and the inner peripheral surface (inner ring surface) 236d are both magnetized to the S pole. That is, it is the same polarity as the magnetic pole (S pole) of the lower surface 33 b of the magnet 33 and is different from the magnetic pole (N pole) of the lower surface 34 b of the magnet 34.
The length of the magnet 236 (X direction) is approximately twice the short direction (X direction) of the magnets 36 and 136. That is, the length is the sum of the short directions of the two magnets 33 and 34.
The width (Y direction) and thickness of the magnet 236 are the same as those of the magnet 36.

マグネット236の磁力(磁束密度)は、マグネット33の磁力よりも弱い(小さい)。マグネット33の磁力の約1/2以下である。
例えば、マグネット33が例えば約45MG(45KT)の場合、マグネット236が例えば約23MG(23KT)以下である。つまり、マグネット236が有する磁力は、マグネット33の磁力の約1/2以下である。さらに、マグネット236が有する磁力がマグネット33の磁力の約1/4程度(約12MG(12KT))であってもよい。
The magnetic force (magnetic flux density) of the magnet 236 is weaker (smaller) than the magnetic force of the magnet 33. It is about ½ or less of the magnetic force of the magnet 33.
For example, when the magnet 33 is about 45 MG (45 KT), for example, the magnet 236 is about 23 MG (23 KT) or less. That is, the magnetic force of the magnet 236 is about ½ or less of the magnetic force of the magnet 33. Furthermore, the magnetic force of the magnet 236 may be about 1/4 of the magnetic force of the magnet 33 (about 12 MG (12 KT)).

なお、マグネット236の外周面236cと内周面236dを共にN極に着磁してもよい。すなわち、マグネット33の下面33bの磁極(S極)と異極であり、マグネット34の下面34bの磁極(N極)と同極である。   Note that both the outer peripheral surface 236c and the inner peripheral surface 236d of the magnet 236 may be magnetized to the N pole. That is, the magnetic pole is different from the magnetic pole (S pole) on the lower surface 33 b of the magnet 33 and is the same polarity as the magnetic pole (N pole) on the lower surface 34 b of the magnet 34.

図15は、第三実施形態に係る磁界遮蔽機構205の効果(磁束密度の解析結果)を示す図である。図15(a),(b)は磁界遮蔽機構205の断面図、図15(c)は磁界遮蔽機構205の下面図(支持部材38の下面38bを示す図)である。
図15において、色調が濃い(暗い)部分は磁束密度が高く、薄い(明るい)部分は磁束密度が低いことを示している。
FIG. 15 is a diagram showing an effect (magnetic flux density analysis result) of the magnetic field shielding mechanism 205 according to the third embodiment. 15A and 15B are cross-sectional views of the magnetic field shielding mechanism 205, and FIG. 15C is a bottom view of the magnetic field shielding mechanism 205 (a view showing the lower surface 38b of the support member 38).
In FIG. 15, a dark (dark) portion of the color tone has a high magnetic flux density, and a thin (light) portion has a low magnetic flux density.

図15に示すように、第三実施形態に係る磁界遮蔽機構205においても、磁界遮蔽機構5,105と同一の効果が得られる。
すなわち、図15(a),(b)に示すように、支持部材38の上面38aは殆ど磁化されておらず、マグネット36に接する部分が若干磁化されていることが確認できる。また、図15(c)に示すように、支持部材38の下面38bは殆ど磁化されていないことが確認できる。
したがって、磁界遮蔽機構205を用いることで、磁石部30からベース10側への磁界の影響は遮断又は抑制(緩和)されていることが理解できる。このため、アクチュエータA(リニアモータ1)の機能低下を回避できる。
As shown in FIG. 15, the magnetic field shielding mechanism 205 according to the third embodiment can achieve the same effects as the magnetic field shielding mechanisms 5 and 105.
That is, as shown in FIGS. 15A and 15B, it can be confirmed that the upper surface 38a of the support member 38 is hardly magnetized and the portion in contact with the magnet 36 is slightly magnetized. Moreover, as shown in FIG.15 (c), it can confirm that the lower surface 38b of the supporting member 38 is hardly magnetized.
Therefore, it can be understood that by using the magnetic field shielding mechanism 205, the influence of the magnetic field from the magnet unit 30 to the base 10 side is blocked or suppressed (relieved). For this reason, the functional fall of actuator A (linear motor 1) can be avoided.

図16は、第四実施形態に係る磁界遮蔽機構305の概略構成を示す模式図である。
図16(a),(b)は断面図、図16(c)は下面図(支持部材を取り除いた場合)である。
なお、以下の説明において、磁界遮蔽機構5,105,205と同一の構成部材等には同一の符号を付して、その説明を簡略又は省略する。
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the magnetic field shielding mechanism 305 according to the fourth embodiment.
16A and 16B are cross-sectional views, and FIG. 16C is a bottom view (when the support member is removed).
In the following description, the same components as the magnetic field shielding mechanisms 5, 105, 205 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

第四実施形態に係る磁界遮蔽機構305では、バックヨーク31の上面31aに隣接して配置された2つ(複数)のマグネット33,34に対して、バックヨーク31の下面31bにリング形(四角環形)のマグネット336が2つ(複数)配置される。
マグネット336は、Z方向に交差する方向に着磁された二層(積層形)の磁石である。すなわち、マグネット(第二磁石)336は、外周面(外環面)336cと内周面(内環面)336dが共にS極に着磁され、マグネット33の下面33bの磁極(S極)と同極であり、マグネット34の下面34bの磁極(N極)と異極である。
In the magnetic field shielding mechanism 305 according to the fourth embodiment, a ring shape (square) is formed on the lower surface 31 b of the back yoke 31 with respect to the two (plural) magnets 33 and 34 disposed adjacent to the upper surface 31 a of the back yoke 31. Two (plural) magnets 336 having a ring shape are arranged.
The magnet 336 is a two-layer (stacked) magnet that is magnetized in a direction that intersects the Z direction. That is, in the magnet (second magnet) 336, the outer peripheral surface (outer ring surface) 336c and the inner peripheral surface (inner ring surface) 336d are both magnetized in the S pole, and the magnetic pole (S pole) on the lower surface 33b of the magnet 33. It has the same polarity and is different from the magnetic pole (N pole) on the lower surface 34 b of the magnet 34.

マグネット336は、その幅(Y方向)がマグネット136の長手方向(Y方向)と同一である。つまり、マグネット336は、マグネット36の長手方向(Y方向)の半分以下(例えば1/3〜1/4程度)である。
マグネット336は、その長さ(X方向)は、マグネット236の長さ(X方向)と同一である。つまり、マグネット36,136の短手方向(X方向)の約2倍の長さであり、2つのマグネット33,34の短手方向(X方向)を合わせた長さである。
マグネット336の厚みは、マグネット36,136,236と同一である。
The magnet 336 has the same width (Y direction) as the longitudinal direction (Y direction) of the magnet 136. That is, the magnet 336 is not more than half of the longitudinal direction (Y direction) of the magnet 36 (for example, about 1/3 to 1/4).
The magnet 336 has the same length (X direction) as the length of the magnet 236 (X direction). That is, it is about twice as long as the short direction (X direction) of the magnets 36 and 136, and is the combined length of the two magnets 33 and 34 in the short direction (X direction).
The magnet 336 has the same thickness as the magnets 36, 136, and 236.

2つのマグネット336は、それぞれ2つのマグネット33,34の長手方向(Y方向)の両端に対応(重なる)する位置に配置される。つまり、2つのマグネット33,34に対して2つのマグネット336がバックヨーク31を介して井桁状に配置される。
マグネット336の磁力(磁束密度)は、マグネット33の磁力よりも弱い(小さい)。マグネット33の磁力の約1/2以下である。
例えば、マグネット33が例えば約45MG(45KT)の場合、マグネット336が例えば約23MG(23KT)以下である。つまり、マグネット336が有する磁力は、マグネット33の磁力の約1/2以下である。さらに、マグネット336が有する磁力がマグネット33の磁力の約1/4程度(約12MG(12KT))であってもよい。
The two magnets 336 are disposed at positions corresponding to (overlapping) both ends in the longitudinal direction (Y direction) of the two magnets 33 and 34, respectively. That is, two magnets 336 are arranged in a cross-beam shape with respect to the two magnets 33 and 34 via the back yoke 31.
The magnetic force (magnetic flux density) of the magnet 336 is weaker (smaller) than the magnetic force of the magnet 33. It is about ½ or less of the magnetic force of the magnet 33.
For example, when the magnet 33 is about 45 MG (45 KT), for example, the magnet 336 is about 23 MG (23 KT) or less. That is, the magnetic force of the magnet 336 is about ½ or less of the magnetic force of the magnet 33. Further, the magnetic force of the magnet 336 may be about 1/4 of the magnetic force of the magnet 33 (about 12 MG (12 KT)).

なお、マグネット336の外周面336cと内周面336dを共にN極に着磁してもよい。すなわち、マグネット33の下面33bの磁極(S極)と異極であり、マグネット34の下面34bの磁極(N極)と同極である。   Note that both the outer peripheral surface 336c and the inner peripheral surface 336d of the magnet 336 may be magnetized to the N pole. That is, the magnetic pole is different from the magnetic pole (S pole) on the lower surface 33 b of the magnet 33 and is the same polarity as the magnetic pole (N pole) on the lower surface 34 b of the magnet 34.

また、2つのマグネット336として、外周面336cと内周面336dを共にN極に着磁したものと、外周面336cと内周面336dを共にS極に着磁したものを組み合わせてもよい。
また、マグネット336は2つに限らず、3つ以上であってもよい。
The two magnets 336 may be a combination of a magnet having both the outer peripheral surface 336c and the inner peripheral surface 336d magnetized to the N pole and a magnet having both the outer peripheral surface 336c and the inner peripheral surface 336d magnetized to the S pole.
Further, the number of magnets 336 is not limited to two, and may be three or more.

図17は、第四実施形態に係る磁界遮蔽機構305の効果(磁束密度の解析結果)を示す図である。図17(a),(b)は磁界遮蔽機構305の断面図、図17(c)は磁界遮蔽機構305の下面図(支持部材38の下面38bを示す図)である。
図17において、色調が濃い(暗い)部分は磁束密度が高く、薄い(明るい)部分は磁束密度が低いことを示している。
FIG. 17 is a diagram illustrating the effect (magnetic flux density analysis result) of the magnetic field shielding mechanism 305 according to the fourth embodiment. 17A and 17B are cross-sectional views of the magnetic field shielding mechanism 305, and FIG. 17C is a bottom view of the magnetic field shielding mechanism 305 (a view showing the lower surface 38b of the support member 38).
In FIG. 17, the dark (dark) color tone portion has a high magnetic flux density, and the thin (light) portion has a low magnetic flux density.

図17に示すように、第四実施形態に係る磁界遮蔽機構305においても、磁界遮蔽機構5,105,205と同一の効果が得られる。
すなわち、図17(a),(b)に示すように、支持部材38の上面38aは殆ど磁化されておらず、マグネット36に接する部分が若干磁化されていることが確認できる。また、図17(c)に示すように、支持部材38の下面38bは殆ど磁化されていないことが確認できる。
したがって、磁界遮蔽機構305を用いることで、磁石部30からベース10側への磁界の影響は遮断又は抑制(緩和)されていることが理解できる。このため、アクチュエータA(リニアモータ1)の機能低下を回避できる。
As shown in FIG. 17, the magnetic field shielding mechanism 305 according to the fourth embodiment can obtain the same effects as the magnetic field shielding mechanisms 5, 105, and 205.
That is, as shown in FIGS. 17A and 17B, it can be confirmed that the upper surface 38a of the support member 38 is hardly magnetized, and the portion in contact with the magnet 36 is slightly magnetized. Moreover, as shown in FIG.17 (c), it can confirm that the lower surface 38b of the supporting member 38 is hardly magnetized.
Therefore, it can be understood that by using the magnetic field shielding mechanism 305, the influence of the magnetic field from the magnet unit 30 to the base 10 side is blocked or suppressed (relieved). For this reason, the functional fall of actuator A (linear motor 1) can be avoided.

図18は、本発明の実施形態に係るアクチュエータA(回転モータ2)の概略構成を示す断面図である。
上述した磁界遮蔽機構5,105,205,305は、全てリニアモータ1の磁石部30に適用されるが、回転モータ2の磁石部430に適用してもよい。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the actuator A (rotary motor 2) according to the embodiment of the present invention.
The magnetic field shielding mechanisms 5, 105, 205, and 305 described above are all applied to the magnet unit 30 of the linear motor 1, but may be applied to the magnet unit 430 of the rotary motor 2.

図13に示すように、回転モータ2に、磁界遮蔽機構105とほぼ同一構成の磁界遮蔽機構405が適用される。
すなわち、回転モータ2のステータである磁石部430の外周側に、Z方向に交差する方向に着磁された環形のマグネット436,437を、円筒形のバックヨーク431を介して配置する。
マグネット(第二磁石)436は、外周面(外環面)436c及び内周面(内環面)436dがN極に着磁された環形の磁石である。マグネット(第二磁石)437は、外周面(外環面)437c及び内周面(内環面)437dがS極に着磁された環形の磁石である。
As shown in FIG. 13, a magnetic field shielding mechanism 405 having substantially the same configuration as the magnetic field shielding mechanism 105 is applied to the rotary motor 2.
That is, ring-shaped magnets 436 and 437 that are magnetized in the direction intersecting the Z direction are arranged on the outer peripheral side of the magnet portion 430 that is the stator of the rotary motor 2 via the cylindrical back yoke 431.
The magnet (second magnet) 436 is an annular magnet in which an outer peripheral surface (outer ring surface) 436c and an inner peripheral surface (inner ring surface) 436d are magnetized to N poles. The magnet (second magnet) 437 is an annular magnet in which an outer peripheral surface (outer ring surface) 437c and an inner peripheral surface (inner ring surface) 437d are magnetized to the south pole.

磁界遮蔽機構405によれば、コイル部440の回転性能を損なうことなく、簡単な構成によりハウジング410の磁化を確実に防止(抑制)できる。このため、アクチュエータA(回転モータ2)の機能低下を回避できる。   According to the magnetic field shielding mechanism 405, the magnetization of the housing 410 can be reliably prevented (suppressed) with a simple configuration without impairing the rotational performance of the coil portion 440. For this reason, the functional fall of actuator A (rotary motor 2) can be avoided.

上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、コイル部に向けて磁界を発生する第一磁石(マグネット33,34)の外形と、これに対応する(重なる)第二磁石(マグネット36,37等)の外形を大部分において一致させる場合について説明したが、これに限らない。第一磁石(マグネット33,34)と第二磁石(マグネット36,37等)がZ方向において一部でも重なっていればよく、外形が一致しなくてもよい。   For example, when the outer shape of the first magnet (magnets 33, 34) that generates a magnetic field toward the coil portion and the outer shape of the corresponding second (overlapping) second magnet (magnets 36, 37, etc.) are mostly matched. However, the present invention is not limited to this. The first magnets (magnets 33, 34) and the second magnets (magnets 36, 37, etc.) need only partially overlap in the Z direction, and the outer shapes do not have to match.

また、第一磁石は、X方向に発生する磁界を正弦波に近付けるために、平行四辺形に形成してもよい。勿論、この場合には、第二磁石も平行四辺形に形成する。   The first magnet may be formed in a parallelogram in order to make the magnetic field generated in the X direction approach a sine wave. Of course, in this case, the second magnet is also formed in a parallelogram.

支持部材38として磁性体を用いる場合について説明したが、これに代えてプラスチック等の非磁性体により形成してもよい。
また、第二磁石の中空部分に非磁性体を配置してもよい。これにより、第二磁石の機械的強度を増強させることができる。
Although the case where a magnetic material is used as the support member 38 has been described, it may be formed of a nonmagnetic material such as plastic instead.
Further, a nonmagnetic material may be disposed in the hollow portion of the second magnet. Thereby, the mechanical strength of the second magnet can be increased.

第一磁石及び第二磁石として焼結磁石を用いる場合について説明したが、これに限らない。いわゆるボンド磁石(ゴム磁石、塩ビ磁石、プラスチック磁石などとも呼ばれる)であってもよい。すなわち、フェライト磁石等を砕いてゴムやプラスチックに練り込んだ柔軟性のある磁石を用いてもよい。
特に、第二磁石は、比較的弱い磁力であっても磁界遮蔽機構の機能を十分に果たすことができるので、安価なボンド磁石を用いて、装置コスト低減を図ることができる。
また、第二磁石の着磁は、二層に限らず、多層であってもよい。また、第二磁石は、角環形に限らず、円環形等であってもよい。
Although the case where a sintered magnet was used as a 1st magnet and a 2nd magnet was demonstrated, it is not restricted to this. So-called bonded magnets (also called rubber magnets, vinyl chloride magnets, plastic magnets, etc.) may be used. That is, a flexible magnet obtained by crushing a ferrite magnet or the like and kneading it into rubber or plastic may be used.
In particular, since the second magnet can sufficiently perform the function of the magnetic field shielding mechanism even with a relatively weak magnetic force, the device cost can be reduced by using an inexpensive bond magnet.
The magnetization of the second magnet is not limited to two layers, and may be multilayer. Further, the second magnet is not limited to a square ring shape, and may be a ring shape or the like.

また、磁気エンコーダ60に代えて、光学式リニアエンコーダ等を設けて、ベース10に対するテーブル20の位置等を検出してもよい。   Further, instead of the magnetic encoder 60, an optical linear encoder or the like may be provided to detect the position of the table 20 with respect to the base 10.

また、リニアガイド50の転動体として複数のボール55が用いられる場合に限らず、ローラ等の転動体を用いても構わない。また、リニアガイド50に代えて、すべり案内機構を用いてもよい。   Further, the present invention is not limited to the case where a plurality of balls 55 are used as the rolling elements of the linear guide 50, and rolling elements such as rollers may be used. Further, instead of the linear guide 50, a sliding guide mechanism may be used.

アクチュエータAとして、リニアモータ1、回転モータ2について説明したが、これらの実施形態に限らない。例えば、コイル部が固定されて磁石部が移動する場合でもよい。つまり、磁石部とコイル部が相対移動するものであればよい。
また、アクチュエータA(リニアモータ1,回転モータ2)の設置方向は、実施形態に限らない。例えば、リニアモータ1を天井や壁に設置する場合であってもよい。
また、アクチュエータAは、各種産業に用いることができる。例えば、工作機械、半導体製造装置、リニアモーターカー、髭剃り機、カメラのオートフォーカス機構等に用いることができる。
The linear motor 1 and the rotary motor 2 have been described as the actuator A, but are not limited to these embodiments. For example, the case where a coil part is fixed and a magnet part moves may be sufficient. That is, it is only necessary that the magnet part and the coil part move relative to each other.
Moreover, the installation direction of the actuator A (linear motor 1, rotary motor 2) is not limited to the embodiment. For example, the linear motor 1 may be installed on a ceiling or a wall.
The actuator A can be used in various industries. For example, it can be used for machine tools, semiconductor manufacturing apparatuses, linear motor cars, shaving machines, camera autofocus mechanisms, and the like.

A…アクチュエータ、 1…リニアモータ、 2…回転モータ、 5…磁界遮蔽機構、 30…磁石部、 31…バックヨーク(ヨーク)、 33,34…マグネット(第一磁石)、 36…マグネット(第二磁石)、 36c…外周面(外環面)、 36d…内周面(内環面)、 37…マグネット(第二磁石)、 37c…外周面(外環面)、 37d…内周面(内環面)、 38…支持部材、 40…コイル部、 105…磁界遮蔽機構、 136…マグネット(第二磁石)、 136c…外周面(外環面)、 136d…内周面(内環面)、 205…磁界遮蔽機構、 236…マグネット(第二磁石)、 236c…外周面(外環面)、 236d…内周面(内環面)、 305…磁界遮蔽機構、 336…マグネット(第二磁石)、 336c…外周面(外環面)、 336d…内周面(内環面)、 405…磁界遮蔽機構、 430…磁石部、 440…コイル部、 431…バックヨーク(ヨーク)、 436…マグネット(第二磁石)、 436c…外周面(外環面)、 436d…内周面、 437…マグネット(第二磁石)、 437c…外周面(外環面)、 437d…内周面(内環面)   A ... Actuator, 1 ... Linear motor, 2 ... Rotation motor, 5 ... Magnetic field shielding mechanism, 30 ... Magnet part, 31 ... Back yoke (yoke), 33, 34 ... Magnet (first magnet), 36 ... Magnet (second) Magnet), 36c ... outer peripheral surface (outer ring surface), 36d ... inner peripheral surface (inner ring surface), 37 ... magnet (second magnet), 37c ... outer peripheral surface (outer ring surface), 37d ... inner peripheral surface (inner Ring surface), 38 ... support member, 40 ... coil part, 105 ... magnetic field shielding mechanism, 136 ... magnet (second magnet), 136c ... outer peripheral surface (outer ring surface), 136d ... inner peripheral surface (inner ring surface), 205 ... Magnetic field shielding mechanism, 236 ... Magnet (second magnet), 236c ... Outer circumferential surface (outer ring surface), 236d ... Inner circumferential surface (inner ring surface), 305 ... Magnetic field shielding mechanism, 336 ... Magnet (second magnet) 336c ... Peripheral surface (outer ring surface), 336d ... Inner peripheral surface (inner ring surface), 405 ... Magnetic field shielding mechanism, 430 ... Magnet part, 440 ... Coil part, 431 ... Back yoke (yoke), 436 ... Magnet (second magnet) ), 436c ... outer peripheral surface (outer ring surface), 436d ... inner peripheral surface, 437 ... magnet (second magnet), 437c ... outer peripheral surface (outer ring surface), 437d ... inner peripheral surface (inner ring surface)

Claims (6)

第一方向に着磁された第一磁石と、
前記第一磁石の一方の磁極側に配置されるヨークと、
前記ヨークを挟んで前記第一磁石の一方の磁極側に配置されると共に前記第一方向と交差する方向に着磁された環形の第二磁石と、
を備えることを特徴とする磁界遮蔽機構。
A first magnet magnetized in a first direction;
A yoke disposed on one magnetic pole side of the first magnet;
An annular second magnet disposed on one magnetic pole side of the first magnet across the yoke and magnetized in a direction intersecting the first direction;
A magnetic field shielding mechanism comprising:
前記第一磁石における前記一方の磁極と前記第二磁石の外環面及び内環面の磁極が同極であることを特徴とする請求項1に記載の磁界遮蔽機構。   The magnetic field shielding mechanism according to claim 1, wherein the one magnetic pole of the first magnet and the magnetic poles of the outer ring surface and the inner ring surface of the second magnet have the same polarity. 前記第一磁石における前記一方の磁極と前記第二磁石の外環面及び内環面の磁極が異極であることを特徴とする請求項1に記載の磁界遮蔽機構。   2. The magnetic field shielding mechanism according to claim 1, wherein the one magnetic pole of the first magnet and the magnetic poles of the outer ring surface and the inner ring surface of the second magnet are different polarities. 前記第二磁石は、複層に着磁した積層形の磁石であることを特徴とする請求項2又は3に記載の磁界遮蔽機構。   The magnetic field shielding mechanism according to claim 2 or 3, wherein the second magnet is a laminated magnet magnetized in a plurality of layers. 前記第一方向において、前記第二磁石を前記第一磁石に重なる位置に配置することを特徴とする請求項1から4のうちいずれか一項に記載の磁界遮蔽機構。   5. The magnetic field shielding mechanism according to claim 1, wherein the second magnet is arranged at a position overlapping the first magnet in the first direction. 6. 複数のマグネットを配列した磁石部と、
複数のコイルを前記磁石部に対向して配列したコイル部と、
を備え、
前記複数のマグネットの磁界と前記複数のコイルに流れる電流とにより前記磁石部と前記コイル部とを前記複数のマグネットの配列方向に沿って相対移動させるアクチュエータにおいて、
前記磁石部は、請求項1から5のうちいずれか一項に記載の磁界遮蔽機構を有することを特徴とするアクチュエータ。
A magnet section in which a plurality of magnets are arranged; and
A coil portion in which a plurality of coils are arranged to face the magnet portion;
With
In the actuator that relatively moves the magnet portion and the coil portion along the arrangement direction of the plurality of magnets by the magnetic field of the plurality of magnets and the current flowing through the plurality of coils,
The said magnet part has the magnetic field shielding mechanism as described in any one of Claims 1-5, The actuator characterized by the above-mentioned.
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