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JP2018164371A - Linear motor and stage apparatus - Google Patents

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JP2018164371A
JP2018164371A JP2017060859A JP2017060859A JP2018164371A JP 2018164371 A JP2018164371 A JP 2018164371A JP 2017060859 A JP2017060859 A JP 2017060859A JP 2017060859 A JP2017060859 A JP 2017060859A JP 2018164371 A JP2018164371 A JP 2018164371A
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JP
Japan
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magnetic flux
pair
linear motor
flux collecting
magnetic
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JP2017060859A
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Japanese (ja)
Inventor
池田 隆
Takashi Ikeda
隆 池田
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear motor capable of reducing generation of flux leakage at an end of a movable element including a field magnet.SOLUTION: A linear motor 2 includes a movable element 20 comprised of a pair of yokes 22b, 22c and a pair of field magnet arrays 24b, 24c fixed on the pair of yokes 22b, 22c and facing each other, sandwiching a magnetic cavity 34. The field magnet array 24 includes a plurality of magnets 25 arrayed in a first direction. Ends of the pair of yokes 22b, 22c in the first direction is formed with a magnetic collection structure 30 for guiding a part of magnetic fluxes formed by the field magnet array 24 to a magnetic cavity 34.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、リニアモータおよびステージ装置に関する。   The present invention relates to a linear motor and a stage apparatus.

電気エネルギーを直線運動に変換するためにリニアモータが利用される。例えば、特許文献1には、多相コイルを備えた固定子と、永久磁石を備えた可動子とから構成される可動磁石型リニアモータが記載されている。   Linear motors are used to convert electrical energy into linear motion. For example, Patent Document 1 describes a movable magnet type linear motor including a stator having a multiphase coil and a mover having a permanent magnet.

特開平10−052024号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-052024

本発明者は、リニアモータについて以下のような認識を得た。
近年、リニアモータによって駆動される測定装置などの性能が向上し、リニアモータに対する漏れ磁束の仕様がより高度化している。例えば、可動磁石型のリニアモータでは、可動子に界磁磁石を含む磁気回路を備える。このような磁気回路では、その端部に開口部が形成されていることにより、この端部から界磁磁石の磁束の一部が外部に漏れており、この端部の近傍に漏れ磁束の分布のピークが形成されることが判明した。ピークの位置が変化せずに一定である場合は、その位置に集中的に漏れ磁束対策をすることが考えられるが、ピークの位置が移動する場合にはこのような対策は取りにくい。
The present inventor has obtained the following recognition about the linear motor.
In recent years, the performance of measuring devices driven by linear motors has improved, and the specifications of leakage flux for linear motors have become more sophisticated. For example, a movable magnet type linear motor includes a magnetic circuit including a field magnet in a mover. In such a magnetic circuit, since an opening is formed at the end thereof, a part of the magnetic flux of the field magnet leaks to the outside from this end, and the distribution of the leakage magnetic flux in the vicinity of this end. The peak was found to be formed. If the peak position is constant without changing, it is conceivable to concentrate the leakage magnetic flux at that position, but such a countermeasure is difficult to take when the peak position moves.

また、漏れ磁束のピークが大きいと、リニアモータによって駆動される装置の特性に影響を及ぼす可能性がある。例えば、リニアモータで駆動される電子線装置では、漏れ磁束が微弱な場合でも計測精度に影響が及ぶことが考えられる。
これらから、本発明者は、界磁磁石を含む可動子の端部における漏れ磁束を抑制する観点から、リニアモータには改善すべき余地があることを認識した。
Moreover, if the peak of the leakage magnetic flux is large, it may affect the characteristics of the device driven by the linear motor. For example, in an electron beam apparatus driven by a linear motor, the measurement accuracy may be affected even when the leakage magnetic flux is weak.
From these viewpoints, the present inventor has recognized that there is room for improvement in the linear motor from the viewpoint of suppressing the leakage magnetic flux at the end of the mover including the field magnet.

本発明は、こうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、界磁磁石を含む可動子の端部における漏れ磁束を低減することが可能なリニアモータを提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the linear motor which can reduce the leakage magnetic flux in the edge part of the needle | mover containing a field magnet.

上記課題を解決するために、本発明のある態様のリニアモータは、一対のヨークと、一対のヨークに固定され磁気的空隙を挟んで互いに対向する一対の界磁磁石列と、を含む可動子を備える。界磁磁石列は、第1方向に配列される複数の磁石を含む。一対のヨークの第1方向の端部には、界磁磁石列が形成した磁束の一部を磁気的空隙に導く集磁構造が設けられる。   In order to solve the above problems, a linear motor according to an aspect of the present invention includes a pair of yokes and a pair of field magnet arrays fixed to the pair of yokes and facing each other with a magnetic gap therebetween. Is provided. The field magnet array includes a plurality of magnets arranged in the first direction. A magnetic flux collecting structure that guides a part of the magnetic flux formed by the field magnet array to the magnetic gap is provided at the ends in the first direction of the pair of yokes.

この態様によると、集磁構造が設けられることによって磁気的空隙に磁束を導くことができる。   According to this aspect, the magnetic flux can be guided to the magnetic gap by providing the magnetic flux collecting structure.

本発明の別の態様のステージ装置は、上述のリニアモータを備える。   A stage apparatus according to another aspect of the present invention includes the linear motor described above.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。   Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、界磁磁石を含む可動子の端部における漏れ磁束を低減することが可能なリニアモータを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the linear motor which can reduce the leakage magnetic flux in the edge part of the needle | mover containing a field magnet can be provided.

本発明の実施の形態に係るリニアモータの斜視図である。1 is a perspective view of a linear motor according to an embodiment of the present invention. 図1のリニアモータの平面図である。It is a top view of the linear motor of FIG. 図1のリニアモータの正面図である。It is a front view of the linear motor of FIG. 図1のリニアモータの側面図である。It is a side view of the linear motor of FIG. 図1のリニアモータの可動子の磁束の流れを模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the flow of the magnetic flux of the needle | mover of the linear motor of FIG. 比較例における磁束の流れを模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the flow of the magnetic flux in a comparative example. 実施の形態に係るリニアモータを用いたステージ装置の平面図である。It is a top view of the stage apparatus using the linear motor which concerns on embodiment. 第1変形例に係るリニアモータの側面図である。It is a side view of the linear motor which concerns on a 1st modification. 図8のリニアモータの集磁構造の周辺を示す正面図である。It is a front view which shows the periphery of the magnetic flux collection structure of the linear motor of FIG. 図8のリニアモータの包囲部材の斜視図である。It is a perspective view of the surrounding member of the linear motor of FIG. 第2変形例に係る集磁部材の周辺を示す正面図である。It is a front view which shows the periphery of the magnetic flux collecting member which concerns on a 2nd modification. 第3変形例に係る集磁部材の周辺を示す正面図である。It is a front view which shows the periphery of the magnetic flux collecting member which concerns on a 3rd modification. 第4変形例に係る集磁部材の周辺を示す正面図である。It is a front view which shows the periphery of the magnetic flux collecting member which concerns on a 4th modification. 第5変形例に係る集磁部材の周辺を示す正面図である。It is a front view which shows the periphery of the magnetic flux collecting member which concerns on a 5th modification.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。   The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. In addition, the dimensions of the members in each drawing are appropriately enlarged or reduced for easy understanding. Also, in the drawings, some of the members that are not important for describing the embodiment are omitted. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

[実施の形態]
図1は、実施の形態に係るリニアモータ2の斜視図である。図2は、リニアモータ2の平面図である。図2は、ヨーク22bを外した状態を示している。図3は、リニアモータ2の正面図である。図3は、連結部材28cを外した状態にて、コイルユニット18を一部断面で示している。図4は、リニアモータ2の側面図である。リニアモータ2は、固定子10と、可動子20と、を備える。以下、XYZ直交座標系をもとに説明する。X軸方向は水平な左右方向に対応し、Y軸方向は水平な前後方向に対応し、Z軸方向は鉛直な上下方向に対応する。Y軸方向およびZ軸方向はそれぞれX軸方向に直交する。X軸方向は左方向あるいは右方向と、Y軸方向は前方向あるいは後方向と、Z軸方向は上方向あるいは下方向と表記することがある。このような方向の表記はリニアモータ2の使用姿勢を制限するものではなく、リニアモータ2は任意の姿勢で使用されうる。
[Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view of a linear motor 2 according to an embodiment. FIG. 2 is a plan view of the linear motor 2. FIG. 2 shows a state in which the yoke 22b is removed. FIG. 3 is a front view of the linear motor 2. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the coil unit 18 with the connecting member 28c removed. FIG. 4 is a side view of the linear motor 2. The linear motor 2 includes a stator 10 and a mover 20. Hereinafter, description will be made based on the XYZ orthogonal coordinate system. The X-axis direction corresponds to the horizontal left-right direction, the Y-axis direction corresponds to the horizontal front-back direction, and the Z-axis direction corresponds to the vertical up-down direction. The Y-axis direction and the Z-axis direction are each orthogonal to the X-axis direction. The X-axis direction may be referred to as the left direction or the right direction, the Y-axis direction may be referred to as the forward direction or the rear direction, and the Z-axis direction may be referred to as the upward direction or the downward direction. Such notation of the direction does not limit the use posture of the linear motor 2, and the linear motor 2 can be used in an arbitrary posture.

固定子10は図示しない静止体に固定的に支持される。固定子10は、長手方向がX軸方向である第1方向に沿うように配置される。可動子20は、固定子10の少なくとも一部を収容する磁気的空隙34を形成し、第1方向に移動可能に設けられている。第1方向は可動方向と称されることがある。可動子20は、固定子10のコイルユニット18を隙間を介して環囲している。磁気的空隙34は、図4に示すように側面視にてI文字形状の断面を有する。磁気的空隙34には、固定子10のコイルユニット18の一部が収容されている。図1〜図4では、磁気的空隙34の主な磁束は、第1方向に直交するZ軸方向を向いている。   The stator 10 is fixedly supported by a stationary body (not shown). The stator 10 is arranged so that the longitudinal direction is along the first direction that is the X-axis direction. The mover 20 forms a magnetic gap 34 that accommodates at least a part of the stator 10 and is provided so as to be movable in the first direction. The first direction may be referred to as a movable direction. The mover 20 surrounds the coil unit 18 of the stator 10 via a gap. As shown in FIG. 4, the magnetic air gap 34 has an I-shaped cross section in a side view. A part of the coil unit 18 of the stator 10 is accommodated in the magnetic gap 34. 1 to 4, the main magnetic flux of the magnetic air gap 34 faces the Z-axis direction orthogonal to the first direction.

(固定子)
固定子10は、X軸方向に延在するコイルユニット18を含む。コイルユニット18は、例えば、平面視にて矩形を呈し、Z軸方向に薄い略板状の部材である。一例として、コイルユニット18は、平面視にて、長辺がX軸方向に沿い、短辺がY軸方向に沿うように配置されている。コイルユニット18は、X軸方向に配列された複数のコイル12を含む。複数のコイル12は、例えば樹脂に包まれることによって一体化されている。コイルユニット18は、主に界磁磁石列24と対向する中間部18mと、中間部18mのY軸方向の両方の端辺に設けられる縁部18dと、を含む。縁部18dは、中間部18mよりZ軸方向に厚く形成されている。コイルユニット18は、側面視にて横向きのI文字形状の輪郭を有する。
(stator)
Stator 10 includes a coil unit 18 extending in the X-axis direction. The coil unit 18 is a substantially plate-like member that has a rectangular shape in a plan view and is thin in the Z-axis direction, for example. As an example, the coil unit 18 is arranged so that the long side is along the X-axis direction and the short side is along the Y-axis direction in plan view. The coil unit 18 includes a plurality of coils 12 arranged in the X-axis direction. The plurality of coils 12 are integrated, for example, by being wrapped in resin. The coil unit 18 mainly includes an intermediate portion 18m facing the field magnet array 24, and an edge portion 18d provided on both ends of the intermediate portion 18m in the Y-axis direction. The edge portion 18d is formed thicker in the Z-axis direction than the intermediate portion 18m. The coil unit 18 has an I-shaped outline that is horizontally oriented in a side view.

(可動子)
可動子20は磁気回路ユニット23を備える。磁気回路ユニット23は、一対のヨーク22b、22cと、一対の界磁磁石列24b、24cと、集磁構造30と、一対の連結部材28b、28cと、を主に含む。ヨーク22b、22cを総括するときはヨーク22と表記する。界磁磁石列24b、24cを総括するときは界磁磁石列24と表記する。連結部材28b、28cを総括するときは連結部材28と表記する。集磁構造30は、磁気的空隙34を挟んでZ軸方向に離れて配置される一対の集磁構造30b、30cを含む。
(Movable element)
The mover 20 includes a magnetic circuit unit 23. The magnetic circuit unit 23 mainly includes a pair of yokes 22b and 22c, a pair of field magnet arrays 24b and 24c, a magnetic flux collecting structure 30, and a pair of connecting members 28b and 28c. The yokes 22b and 22c are collectively referred to as the yoke 22. The field magnet rows 24b and 24c are collectively referred to as a field magnet row 24. The connecting members 28b and 28c are collectively referred to as a connecting member 28. The magnetic flux collecting structure 30 includes a pair of magnetic flux collecting structures 30 b and 30 c that are arranged apart from each other in the Z-axis direction with the magnetic gap 34 interposed therebetween.

(ヨーク)
一対のヨーク22b、22cは、第1方向と直交するZ軸方向に離れて配置される。ヨーク22は、界磁磁石列24の磁気的空隙34とは反対側に配置される。ヨーク22は、界磁磁石列24のバックヨークとして機能する。ヨーク22は、例えば、平面視にて矩形を呈し、Z軸方向に薄い略板状の部材である。一例として、ヨーク22は、平面視にて、長辺がX軸方向に沿い、短辺がY軸方向に沿うように配置されている。ヨーク22は、界磁磁石列24を支持する本体部22mと、本体部22mから第1方向に張出す張出端部22nと、を含む。つまり、本体部22mの第1方向の両側には張出端部22nが連続して設けられる。本体部22mには、界磁磁石列24の複数の磁石25が固定され、張出端部22nには、後述する集磁部材26が固定される。ヨーク22の界磁磁石列24が固定される面22eは、第1方向および第1方向に直交する第2方向(Y軸方向)に延在する。ヨーク22は、種々の磁性材料から形成することができる。一例として、実施の形態では、ヨーク22は、軟磁性を有する金属材料で形成されている。
(yoke)
The pair of yokes 22b and 22c are arranged apart from each other in the Z-axis direction orthogonal to the first direction. The yoke 22 is disposed on the opposite side of the field magnet row 24 from the magnetic air gap 34. The yoke 22 functions as a back yoke for the field magnet array 24. The yoke 22 is, for example, a substantially plate-like member that has a rectangular shape in plan view and is thin in the Z-axis direction. As an example, the yoke 22 is arranged so that the long side is along the X-axis direction and the short side is along the Y-axis direction in plan view. The yoke 22 includes a main body portion 22m that supports the field magnet array 24, and an overhang end portion 22n that protrudes from the main body portion 22m in the first direction. That is, the projecting end portions 22n are continuously provided on both sides of the main body portion 22m in the first direction. A plurality of magnets 25 of the field magnet array 24 are fixed to the main body 22m, and a magnetism collecting member 26 described later is fixed to the overhanging end 22n. The surface 22e to which the field magnet array 24 of the yoke 22 is fixed extends in the first direction and the second direction (Y-axis direction) orthogonal to the first direction. The yoke 22 can be formed from various magnetic materials. As an example, in the embodiment, the yoke 22 is formed of a metal material having soft magnetism.

(接続部材)
一対の連結部材28b、28cは、一対のヨーク22b、22cのY軸方向の端部を連結する部材である。連結部材28bは、ヨーク22の一方の端部間に架け渡される。連結部材28cは、ヨーク22の他方の端部間に架け渡される。連結部材28は、正面視にて矩形を呈し、Y軸方向に薄い略板状の部材である。一例として、連結部材28は、正面視にて、長辺がX軸方向に沿い、短辺がZ軸方向に沿うように配置されている。連結部材28は、種々の磁性材料または非磁性材料から形成することができる。一例として、実施の形態では、連結部材28は、鉄鋼材料で形成されている。一対のヨーク22b、22cと一対の連結部材28b、28cとは、側面視にて固定子10を囲む断面が矩形の筒状に結合される。ヨーク22と連結部材28とは、例えば図示しないボルトによって結合されてもよい。
(Connecting member)
The pair of connecting members 28b and 28c are members that connect the ends in the Y-axis direction of the pair of yokes 22b and 22c. The connecting member 28 b is bridged between one end portions of the yoke 22. The connecting member 28 c is bridged between the other ends of the yoke 22. The connecting member 28 is a substantially plate-like member that is rectangular in a front view and is thin in the Y-axis direction. As an example, the connecting member 28 is arranged so that the long side is along the X-axis direction and the short side is along the Z-axis direction when viewed from the front. The connecting member 28 can be formed from various magnetic materials or nonmagnetic materials. As an example, in the embodiment, the connecting member 28 is made of a steel material. The pair of yokes 22b, 22c and the pair of connecting members 28b, 28c are coupled in a cylindrical shape having a rectangular cross section surrounding the stator 10 in a side view. The yoke 22 and the connecting member 28 may be coupled by, for example, a bolt (not shown).

(界磁磁石)
一対の界磁磁石列24b、24cは、一対のヨーク22b、22cそれぞれに固定され、磁気的空隙34を挟んでZ軸方向に対向して配置される。一対の界磁磁石列24b、24cは、磁気的空隙34に界磁磁界を形成する。界磁磁石列24は、界磁用の磁極が形成された複数(例えば、6個)の磁石25を含む。複数の磁石25は、磁気的空隙34に対面する対向面を有する。
(Field magnet)
The pair of field magnet arrays 24b and 24c are fixed to the pair of yokes 22b and 22c, respectively, and are disposed facing each other in the Z-axis direction with the magnetic gap 34 interposed therebetween. The pair of field magnet arrays 24 b and 24 c form a field magnetic field in the magnetic gap 34. The field magnet array 24 includes a plurality of (for example, six) magnets 25 in which field magnetic poles are formed. The plurality of magnets 25 have opposing surfaces that face the magnetic gap 34.

一例として、実施の形態では、一対の界磁磁石列24b、24cは、磁気的空隙34を挟んで対称に配置されている。一対の界磁磁石列24b、24cは、磁気的空隙34を挟んで非対称に配置されてもよい。   As an example, in the embodiment, the pair of field magnet arrays 24 b and 24 c are arranged symmetrically with the magnetic gap 34 interposed therebetween. The pair of field magnet arrays 24b and 24c may be disposed asymmetrically with the magnetic gap 34 interposed therebetween.

磁石25は、例えば、平面視にて矩形を呈し、Z軸方向に薄い略板状の永久磁石である。一例として、実施の形態では、磁石25は、平面視にて、長辺がY軸方向に沿い、短辺がX軸方向に沿うように配置されている。複数の磁石25は、一定の磁極ピッチPごとに第1方向に配列される。磁石25は、例えば、Z軸方向に磁化され、Z軸方向に磁束を出力する。複数の磁石25は、例えば、N極とS極とが第1方向に交互に現れるように配置される。複数の磁石25のうち、第1方向の両側の端に配置されるものを端部磁石25bと表記する。各端部磁石25bは、集磁部材26の隣に配置される。磁石25は、種々の磁石材料から形成することができる。一例として、実施の形態では、磁石25は、NdFeB系のボンド磁石材料で形成されている。   The magnet 25 is, for example, a substantially plate-like permanent magnet that has a rectangular shape in plan view and is thin in the Z-axis direction. As an example, in the embodiment, the magnet 25 is arranged so that the long side is along the Y-axis direction and the short side is along the X-axis direction in plan view. The plurality of magnets 25 are arranged in the first direction at every constant magnetic pole pitch P. For example, the magnet 25 is magnetized in the Z-axis direction and outputs a magnetic flux in the Z-axis direction. The plurality of magnets 25 are arranged so that, for example, N poles and S poles appear alternately in the first direction. Of the plurality of magnets 25, one disposed at both ends in the first direction is referred to as an end magnet 25 b. Each end magnet 25 b is arranged next to the magnetism collecting member 26. The magnet 25 can be formed from various magnetic materials. As an example, in the embodiment, the magnet 25 is formed of an NdFeB-based bonded magnet material.

(集磁構造)
集磁構造30は、外部への磁束の漏れを抑制する磁気的な構造である。特に、一対の集磁構造30b、30cは、一対のヨーク22b、22cそれぞれの第1方向の端部において、磁気的空隙34を挟んで配置され、界磁磁石列24が形成した磁束の一部を磁気的空隙34に導く。集磁構造30は、張出端部22nと、張出端部22nの磁気的空隙34側に固定される集磁部材26と、を含む。集磁部材26は、ヨーク22bに固定される集磁部材26bと、ヨーク22cに固定される集磁部材26cと、を含む。一対の集磁構造30b、30cは、磁気的空隙34を挟んで対称に配置されてもよい。
(Magnet collecting structure)
The magnetic flux collecting structure 30 is a magnetic structure that suppresses leakage of magnetic flux to the outside. In particular, the pair of magnetic flux collecting structures 30b and 30c are arranged at the end portions in the first direction of the pair of yokes 22b and 22c with the magnetic air gap 34 interposed therebetween, and a part of the magnetic flux formed by the field magnet array 24. To the magnetic gap 34. The magnetic flux collecting structure 30 includes a protruding end portion 22n and a magnetic flux collecting member 26 fixed to the protruding end portion 22n on the magnetic gap 34 side. The magnetic flux collecting member 26 includes a magnetic flux collecting member 26b fixed to the yoke 22b and a magnetic flux collecting member 26c fixed to the yoke 22c. The pair of magnetic flux collecting structures 30b and 30c may be arranged symmetrically with the magnetic gap 34 interposed therebetween.

(集磁部材)
一対の集磁部材26b、26cは、磁気的空隙34を挟んでZ軸方向に対向する。集磁部材26は、例えば、平面視にて矩形を呈し、Z軸方向に薄い略板状の部材である。一例として、集磁部材26は、平面視にて、長辺がY軸方向に沿い、短辺がX軸方向に沿うように配置されている。集磁部材26は、種々の磁性材料から形成することができる。一例として、実施の形態では、集磁部材26は、軟磁性を有する金属材料で形成されている。集磁部材26は、端部磁石25bの隣に配置される。
(Magnet collecting member)
The pair of magnetic flux collecting members 26b and 26c face each other in the Z-axis direction with the magnetic air gap 34 interposed therebetween. The magnetic flux collecting member 26 is, for example, a substantially plate-like member that has a rectangular shape in plan view and is thin in the Z-axis direction. As an example, the magnetic flux collecting member 26 is arranged so that the long side is along the Y-axis direction and the short side is along the X-axis direction in plan view. The magnetic flux collecting member 26 can be formed from various magnetic materials. As an example, in the embodiment, the magnetic flux collecting member 26 is formed of a metal material having soft magnetism. The magnetic flux collecting member 26 is disposed next to the end magnet 25b.

図5は、実施の形態の可動子20の端部20eにおける磁束の流れを模式的に示す説明図である。図6は、可動子20から張出端部22nおよび集磁部材26を取り除いた比較例の可動子21における磁束の流れを模式的に示す説明図である。磁石25から出力された磁束Faは、ヨーク22において、第1方向の両側に半分ずつに分流して、隣に配置された磁石25に流れる。しかし、端部磁石25bの端部側には磁石25が無いので、図6に示すように、一部の磁束Fbは、ヨーク22の端部から飛出すような経路を辿って流れる。このため、比較例の可動子21の端部21eには漏れ磁束分布の大きなピークが形成される。図5に示すように、可動子20では、張出端部22nおよび集磁部材26からなる集磁構造30を有するので、端部磁石25bの一部の磁束Fbは、張出端部22nおよび集磁部材26を辿って流れ、磁気的空隙34に導かれる。このため、ヨーク22の端部から飛出す磁束は減少し、可動子20の端部20eでは漏れ磁束が小さく抑えられる。   FIG. 5 is an explanatory diagram schematically illustrating the flow of magnetic flux at the end 20e of the mover 20 according to the embodiment. FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing the flow of magnetic flux in the mover 21 of the comparative example in which the projecting end portion 22n and the magnetic flux collecting member 26 are removed from the mover 20. The magnetic flux Fa output from the magnet 25 is divided into half on both sides in the first direction in the yoke 22 and flows to the magnet 25 arranged next to it. However, since there is no magnet 25 on the end side of the end magnet 25b, a part of the magnetic flux Fb flows along a path that jumps out from the end of the yoke 22, as shown in FIG. For this reason, a large peak of the leakage magnetic flux distribution is formed at the end 21e of the mover 21 of the comparative example. As shown in FIG. 5, the mover 20 has a magnetic flux collecting structure 30 including the protruding end portion 22 n and the magnetic collecting member 26, so that a part of the magnetic flux Fb of the end magnet 25 b is It flows along the magnetic flux collecting member 26 and is guided to the magnetic gap 34. For this reason, the magnetic flux jumping out from the end portion of the yoke 22 decreases, and the leakage magnetic flux is kept small at the end portion 20e of the mover 20.

集磁部材26の位置および大きさは、所望の漏れ磁束分布に対応して任意に設定することができる。発明者のシミュレーションによれば、以下の特性が確認されている。
(1)張出端部22nの第1方向の張出寸法Lnを大きくすることにより、漏れ磁束を小さくすることができる。例えば、張出端部22nの第1方向の張出寸法Lnは、磁石25の第1方向の寸法Wmの1/3以上で2倍以下の範囲に設定してもよく、より好ましくは寸法Wmの1/2以上に設定してもよい。この範囲では、漏れ磁束を小さくできることが確認されている。
The position and size of the magnetic flux collecting member 26 can be arbitrarily set according to a desired leakage magnetic flux distribution. According to the inventor's simulation, the following characteristics have been confirmed.
(1) Leakage magnetic flux can be reduced by increasing the overhang dimension Ln in the first direction of the overhang end 22n. For example, the overhanging dimension Ln in the first direction of the overhanging end 22n may be set within a range of 1/3 to 2 times the dimension Wm of the magnet 25 in the first direction, and more preferably the dimension Wm. You may set to 1/2 or more of these. In this range, it has been confirmed that the leakage flux can be reduced.

(2)集磁部材26の第1方向の寸法Wcと、第2方向(Y軸方向)の寸法Hcと、Z軸方向の寸法Dcと、の少なくとも1つを大きくすることにより、漏れ磁束を小さくすることができる。例えば、集磁部材26の第1方向の寸法Wcは、磁石25の第1方向の寸法Wmの1/3以上で2倍以下の範囲に設定してもよく、より好ましくは寸法Wmの1/2以上に設定してもよい。この範囲では、漏れ磁束を小さくできることが確認されている。 (2) By increasing at least one of the dimension Wc in the first direction of the magnetic flux collecting member 26, the dimension Hc in the second direction (Y-axis direction), and the dimension Dc in the Z-axis direction, the leakage magnetic flux is increased. Can be small. For example, the dimension Wc of the magnetism collecting member 26 in the first direction may be set to a range of 1/3 to 2 times the dimension Wm of the magnet 25 in the first direction, and more preferably 1/2 of the dimension Wm. You may set to 2 or more. In this range, it has been confirmed that the leakage flux can be reduced.

一例として、実施の形態では、集磁部材26の第1方向の寸法Wcは、磁石25の第1方向の寸法Wmと実質的に等しく設定されている。集磁部材26の第2方向の寸法Hcは、磁石25の第2方向の寸法Hmと実質的に等しく設定されている。集磁部材26のZ軸方向の寸法Dcは、磁石25のZ軸方向の厚みDmと実質的に等しく設定されている。なお、一方の寸法と他方の寸法の差が15%以内である場合に、双方の寸法は実質的に等しいという。   As an example, in the embodiment, the dimension Wc in the first direction of the magnetism collecting member 26 is set to be substantially equal to the dimension Wm in the first direction of the magnet 25. The dimension Hc in the second direction of the magnetic flux collecting member 26 is set to be substantially equal to the dimension Hm in the second direction of the magnet 25. The dimension Dc in the Z-axis direction of the magnetic flux collecting member 26 is set substantially equal to the thickness Dm of the magnet 25 in the Z-axis direction. When the difference between one dimension and the other dimension is within 15%, both dimensions are said to be substantially equal.

(3)第1方向において、集磁部材26の中心から端部磁石25bの中心までの距離Pcを大きくすることにより、漏れ磁束を小さくすることができる。例えば、距離Pcは、磁石25の磁極ピッチPの1/2以上で2倍以下の範囲に設定してもよく、より好ましくは1倍以上に設定してもよい。この範囲では、漏れ磁束を小さくできることが確認されている。一例として、実施の形態では、距離Pcは、ピッチPの1/2以上に設定されている。 (3) In the first direction, the leakage flux can be reduced by increasing the distance Pc from the center of the magnetism collecting member 26 to the center of the end magnet 25b. For example, the distance Pc may be set to a range of 1/2 or more and 2 or less of the magnetic pole pitch P of the magnet 25, more preferably 1 or more. In this range, it has been confirmed that the leakage flux can be reduced. As an example, in the embodiment, the distance Pc is set to ½ or more of the pitch P.

集磁部材26bと集磁部材26cとは、それぞれ非対称な形状であってもよいが、実施の形態では、集磁部材26bと集磁部材26cとは対称な形状を有する。具体的には、集磁部材26bは、第1方向の寸法において、集磁部材26cと実質的に等しい。集磁部材26bは、第2方向の寸法において、集磁部材26cと実質的に等しい。集磁部材26bは、Z軸方向の寸法において、集磁部材26cと実質的に等しい。なお、一方の寸法と他方の寸法の差が15%以内である場合に、双方の寸法は実質的に等しいという。図5に示すように、集磁部材26bと集磁部材26cとは、磁気的空隙34を挟んで対称に配置されている。   The magnetic flux collecting member 26b and the magnetic flux collecting member 26c may have asymmetric shapes, but in the embodiment, the magnetic flux collecting member 26b and the magnetic flux collecting member 26c have symmetrical shapes. Specifically, the magnetic flux collecting member 26b is substantially equal to the magnetic flux collecting member 26c in the dimension in the first direction. The magnetic flux collecting member 26b is substantially equal to the magnetic flux collecting member 26c in the dimension in the second direction. The magnetic flux collecting member 26b is substantially equal to the magnetic flux collecting member 26c in the dimension in the Z-axis direction. When the difference between one dimension and the other dimension is within 15%, both dimensions are said to be substantially equal. As shown in FIG. 5, the magnetic flux collecting member 26 b and the magnetic flux collecting member 26 c are arranged symmetrically with the magnetic gap 34 interposed therebetween.

次に、このように構成されたリニアモータ2の動作を説明する。図示しない駆動回路から、複数のコイル12に駆動電流が供給されると、この駆動電流と磁石25が形成する磁束Faとの相互作用により可動子20に第1方向の推力が発生する。リニアモータ2は、この推力によって駆動対象物を第1方向に駆動する。   Next, the operation of the linear motor 2 configured as described above will be described. When a drive current is supplied to the plurality of coils 12 from a drive circuit (not shown), a thrust in the first direction is generated in the mover 20 by the interaction between the drive current and the magnetic flux Fa formed by the magnet 25. The linear motor 2 drives the driven object in the first direction by this thrust.

次に、実施の形態に係るリニアモータ2の作用・効果を説明する。
実施の形態に係るリニアモータ2は、一対のヨーク22b、22cと、一対のヨーク22b、22cに固定され磁気的空隙34を挟んで互いに対向する一対の界磁磁石列24b、24cと、を含む可動子20を備え、界磁磁石列24は、第1方向に配列される複数の磁石25を含み、一対のヨーク22b、22cの第1方向の端部には、界磁磁石列24が形成した磁束の一部を磁気的空隙34に導く集磁構造30が設けられている。この構成によれば、集磁構造30が界磁磁石列24からの磁束を磁気的空隙34に導くため、可動子20の端部20eから外部に漏れる磁束を低減することができる。
Next, functions and effects of the linear motor 2 according to the embodiment will be described.
The linear motor 2 according to the embodiment includes a pair of yokes 22b and 22c and a pair of field magnet arrays 24b and 24c that are fixed to the pair of yokes 22b and 22c and face each other with a magnetic gap 34 interposed therebetween. The field magnet array 24 includes the mover 20 and includes a plurality of magnets 25 arranged in the first direction. The field magnet array 24 is formed at the ends of the pair of yokes 22b and 22c in the first direction. A magnetic flux collecting structure 30 is provided to guide a part of the magnetic flux to the magnetic gap 34. According to this configuration, the magnetic flux collecting structure 30 guides the magnetic flux from the field magnet array 24 to the magnetic air gap 34, so that the magnetic flux leaking outside from the end 20e of the mover 20 can be reduced.

実施の形態に係るリニアモータ2では、ヨーク22は、界磁磁石列24を固定する本体部22mと、本体部22mから第1方向に張出す張出端部22nと、を有し、集磁構造30は、張出端部22nに固定され磁気的空隙34を挟んで互いに対向する一対の集磁部材26b、26cを含んでいる。この構成によれば、張出端部22nの磁気的空隙34側に固定された集磁部材26に磁束が集まるため、磁束が磁気的空隙34に効率よく導かれ、外部に漏れる磁束を一層低減することができる。   In the linear motor 2 according to the embodiment, the yoke 22 includes a main body portion 22m that fixes the field magnet array 24, and an overhanging end portion 22n that protrudes from the main body portion 22m in the first direction. The structure 30 includes a pair of magnetic flux collecting members 26b and 26c that are fixed to the projecting end 22n and face each other with the magnetic gap 34 interposed therebetween. According to this configuration, since the magnetic flux is collected in the magnetic flux collecting member 26 fixed to the magnetic gap 34 side of the overhanging end 22n, the magnetic flux is efficiently guided to the magnetic gap 34, and the magnetic flux leaking to the outside is further reduced. can do.

実施の形態に係るリニアモータ2では、複数の磁石25は、一定のピッチPで配列されており、第1方向において、集磁部材26の中心から複数の磁石25のうち集磁部材26の隣に配置される磁石の中心までの距離は、ピッチPの1/2以上に設定されている。この構成によれば、距離Pcが距離Pの1/2未満である場合と比較して、外部に漏れる磁束を低減することができる。   In the linear motor 2 according to the embodiment, the plurality of magnets 25 are arranged at a constant pitch P, and adjacent to the magnetism collecting member 26 among the magnets 25 from the center of the magnetism collecting member 26 in the first direction. The distance to the center of the magnets arranged at is set to 1/2 or more of the pitch P. According to this configuration, the magnetic flux leaking to the outside can be reduced as compared with the case where the distance Pc is less than ½ of the distance P.

実施の形態に係るリニアモータ2では、一対の集磁構造30b、30cは、磁気的空隙34を挟んで対称に配置されている。この構成によれば、一対の集磁構造30b、30cが非対称に配置されている場合と比較して、磁気的空隙34における磁束分布の対称性が向上し、不平衡な磁束分布に起因して外部に漏れる磁束を低減することができる。   In the linear motor 2 according to the embodiment, the pair of magnetic flux collecting structures 30b and 30c are arranged symmetrically with the magnetic gap 34 interposed therebetween. According to this configuration, the symmetry of the magnetic flux distribution in the magnetic gap 34 is improved as compared with the case where the pair of magnetic flux collecting structures 30b and 30c are arranged asymmetrically, which is caused by the unbalanced magnetic flux distribution. Magnetic flux leaking to the outside can be reduced.

次に、リニアモータ2の用途を説明する。図7は、実施の形態に係るリニアモータ2を用いたステージ装置100の平面図である。このステージ装置100はXYステージと称され、対象物をX方向、Y方向に位置決めする。   Next, the use of the linear motor 2 will be described. FIG. 7 is a plan view of the stage apparatus 100 using the linear motor 2 according to the embodiment. This stage apparatus 100 is called an XY stage, and positions an object in the X direction and the Y direction.

ステージ装置100は、主としてYステージ120と、Xステージ130と、定盤140と、を備える。Yステージ120は、一対のスライダ124を備える。一対のスライダ124の間には、Xステージ130をX方向に移動させるXリニアモータ2Xが設けられている。Xリニアモータ2Xは、一対のスライダ124に横架されX方向に延在する固定子10と、固定子10に移動可能に支持され、Xステージ130の下面に結合された可動子20と、を備える。かくしてXリニアモータ2Xの固定子10を制御することにより、Xステージ130がX方向に位置決めされる。   The stage apparatus 100 mainly includes a Y stage 120, an X stage 130, and a surface plate 140. The Y stage 120 includes a pair of sliders 124. An X linear motor 2X that moves the X stage 130 in the X direction is provided between the pair of sliders 124. The X linear motor 2X includes a stator 10 that is horizontally mounted on a pair of sliders 124 and extends in the X direction, and a mover 20 that is movably supported by the stator 10 and coupled to the lower surface of the X stage 130. Prepare. Thus, by controlling the stator 10 of the X linear motor 2X, the X stage 130 is positioned in the X direction.

定盤140の両端には、一対のYリニアモータ2Yが設けられる。Yリニアモータ2Yはそれぞれ、固定子10および可動子20を備える。Yリニアモータ2Yの可動子20には、上述のスライダ124が固定される。Yリニアモータ2Yの固定子10を制御することによりYステージ120がY方向に位置決めされる。   A pair of Y linear motors 2Y are provided at both ends of the surface plate 140. Each Y linear motor 2Y includes a stator 10 and a mover 20. The slider 124 is fixed to the mover 20 of the Y linear motor 2Y. The Y stage 120 is positioned in the Y direction by controlling the stator 10 of the Y linear motor 2Y.

以上がステージ装置100の構成である。実施の形態に係るリニアモータ2は、ステージ装置100のXリニアモータ2XあるいはYリニアモータ2Yに好適に用いることができる。ステージ装置100は、露光装置におけるウェハやガラス基板の位置決めに用いることができ、あるいは走査型電子顕微鏡(SEM)に使用されるアクチュエータなどにも利用可能である。   The above is the configuration of the stage apparatus 100. The linear motor 2 according to the embodiment can be suitably used for the X linear motor 2X or the Y linear motor 2Y of the stage apparatus 100. The stage apparatus 100 can be used for positioning a wafer or a glass substrate in an exposure apparatus, or can be used for an actuator used in a scanning electron microscope (SEM).

以上、本発明の実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求の範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。   In the above, it demonstrated based on embodiment of this invention. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are illustrative, and that various modifications and changes are possible within the scope of the claims of the present invention, and that such modifications and changes are also within the scope of the claims of the present invention. It is understood. Accordingly, the description and drawings herein are to be regarded as illustrative rather than restrictive.

以下、変形例について説明する。変形例の図面および説明では、各実施の形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。各実施の形態と重複する説明を適宜省略し、各実施の形態と相違する構成について重点的に説明し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, modified examples will be described. In the drawings and description of the modified examples, the same reference numerals are given to the same or equivalent components and members as those of the embodiments. The description overlapping with each embodiment will be omitted as appropriate, the configuration different from each embodiment will be described with emphasis, and the overlapping description will be omitted.

[第1変形例]
次に、第1変形例に係るリニアモータ4について説明する。図8は、リニアモータ4を示す側面図である。リニアモータ4は、実施の形態に係るリニアモータ2に対して、集磁構造30の代わりに集磁構造32を備える点で相違し、他の構成は同様である。したがって、集磁構造32の周辺について重点的に説明する。
[First Modification]
Next, the linear motor 4 according to the first modification will be described. FIG. 8 is a side view showing the linear motor 4. The linear motor 4 is different from the linear motor 2 according to the embodiment in that a magnetic flux collecting structure 32 is provided instead of the magnetic flux collecting structure 30, and the other configurations are the same. Therefore, the periphery of the magnetic flux collecting structure 32 will be described mainly.

図9は、集磁構造32の周辺を示す正面図である。リニアモータ4では、集磁構造32に包囲部材72を含む。図10は、包囲部材72を例示する斜視図である。包囲部材72は、一対の集磁部材76b、76cと、一対の接続部材74d、74eと、を含む。一対の集磁部材76b、76cを総括するときは、集磁部材76と表記する。一対の接続部材74d、74eを総括するときは、接続部材74と表記する。集磁部材76は、集磁部材26に対応する。集磁部材76bと、張出端部22nとは、集磁構造32bを構成する。集磁部材76cと、張出端部22nとは、集磁構造32cを構成する。集磁構造32b、32cは、前述した集磁構造30b、30cと同様の特徴を備える。   FIG. 9 is a front view showing the periphery of the magnetic flux collecting structure 32. In the linear motor 4, the surrounding structure 72 is included in the magnetism collecting structure 32. FIG. 10 is a perspective view illustrating the surrounding member 72. The surrounding member 72 includes a pair of magnetism collecting members 76b and 76c and a pair of connecting members 74d and 74e. When the pair of magnetic flux collecting members 76b and 76c are collectively referred to as a magnetic flux collecting member 76. When the pair of connection members 74d and 74e are summarized, they are referred to as connection members 74. The magnetic flux collecting member 76 corresponds to the magnetic flux collecting member 26. The magnetic flux collecting member 76b and the projecting end portion 22n constitute a magnetic flux collecting structure 32b. The magnetic flux collecting member 76c and the overhang end portion 22n constitute a magnetic flux collecting structure 32c. The magnetic flux collecting structures 32b and 32c have the same characteristics as the magnetic flux collecting structures 30b and 30c described above.

集磁部材76のヨーク22に固定される面は、第1方向および第1方向に直交する第2方向に延在している。一対の接続部材74d、74eは、磁気的空隙34を挟んで第2方向に離れて配置されている。一対の接続部材74d、74eと一対の集磁部材76b、76cとは磁気的空隙34を囲むように配置された状態で接続されている。接続部材74dは、一対の集磁部材76b、76cのY軸方向の一方の端部を接続し、接続部材74eは、一対の集磁部材76b、76cのY軸方向の他方の端部を接続している。   The surface fixed to the yoke 22 of the magnetic flux collecting member 76 extends in the first direction and the second direction orthogonal to the first direction. The pair of connection members 74d and 74e are arranged apart from each other in the second direction with the magnetic gap 34 interposed therebetween. The pair of connection members 74d and 74e and the pair of magnetic flux collecting members 76b and 76c are connected in a state of being disposed so as to surround the magnetic gap 34. The connecting member 74d connects one end of the pair of magnetic flux collecting members 76b and 76c in the Y-axis direction, and the connecting member 74e connects the other end of the pair of magnetic flux collecting members 76b and 76c in the Y-axis direction. doing.

集磁部材76は、接続部材74と接続される点で集磁部材26と相違し、他の特徴は集磁部材26と同様であり、集磁部材26について前述した内容を参照することができる。集磁部材76は、主にコイルユニット18の中間部18mとZ軸方向に対向するように配置される。接続部材74は、主にコイルユニット18の縁部18dのZ軸方向の2面とY軸方向の1面とを囲むように配置される。一対の集磁部材76b、76cと一対の接続部材74d、74eとは、磁気的空隙34および固定子10を囲むように配置されている。一例として、包囲部材72では、一対の集磁部材76b、76cと、一対の接続部材74d、74eと、が一体に形成されている。   The magnetic flux collecting member 76 is different from the magnetic flux collecting member 26 in that it is connected to the connecting member 74, and the other features are the same as those of the magnetic flux collecting member 26. The contents described above for the magnetic flux collecting member 26 can be referred to. . The magnetic flux collecting member 76 is mainly disposed so as to face the intermediate portion 18m of the coil unit 18 in the Z-axis direction. The connection member 74 is mainly disposed so as to surround two surfaces in the Z-axis direction and one surface in the Y-axis direction of the edge portion 18d of the coil unit 18. The pair of magnetism collecting members 76 b and 76 c and the pair of connection members 74 d and 74 e are arranged so as to surround the magnetic gap 34 and the stator 10. As an example, in the surrounding member 72, a pair of magnetism collecting members 76b and 76c and a pair of connecting members 74d and 74e are integrally formed.

包囲部材72には、コイルユニット18が挿通される開口72hが設けられる。開口72hは、側面視でY軸方向に長い略I文字状の形状を有する。包囲部材72がヨーク22に取付けられた状態では、開口72hは磁気的空隙34の一部となる。包囲部材72は、種々の磁性材料から形成することができる。一例として、包囲部材72は、軟磁性を有する金属材料で形成されている。包囲部材72は、別々に形成された複数の部材を結合して構成してもよい。   The surrounding member 72 is provided with an opening 72h through which the coil unit 18 is inserted. The opening 72h has a substantially I-letter shape that is long in the Y-axis direction when viewed from the side. In the state where the surrounding member 72 is attached to the yoke 22, the opening 72 h becomes a part of the magnetic gap 34. The surrounding member 72 can be formed from various magnetic materials. As an example, the surrounding member 72 is formed of a metal material having soft magnetism. The surrounding member 72 may be configured by combining a plurality of members formed separately.

第1変形例に係るリニアモータ4は、実施の形態に係るリニアモータ2と同様の作用・効果を奏する。   The linear motor 4 which concerns on a 1st modification has an effect | action and effect similar to the linear motor 2 which concerns on embodiment.

第1変形例のリニアモータ4では、集磁部材76のヨーク22に固定される面は、第1方向および第1方向に直交する第2方向に延在し、磁気的空隙34を挟んで第2方向に離れて配置される一対の接続部材74d、74eを備え、一対の接続部材74d、74eと一対の集磁部材76b、76cとは磁気的空隙34を囲むように配置された状態で接続されている。この構成によれば、接続部材74d、74eを備えることによって、漏れ磁束をより小さく抑えることができる。端部磁石25bの磁束の一部は、張出端部22nから一対の集磁部材76b、76cおよび接続部材74d、74eを辿って流れるため、ヨーク22の端面から飛出す磁束は一層減少するからである。   In the linear motor 4 of the first modified example, the surface of the magnetic flux collecting member 76 fixed to the yoke 22 extends in the first direction and the second direction orthogonal to the first direction, and the first is located across the magnetic gap 34. A pair of connection members 74d and 74e arranged in two directions are provided, and the pair of connection members 74d and 74e and the pair of magnetism collecting members 76b and 76c are connected in a state of being arranged so as to surround the magnetic gap 34. Has been. According to this configuration, the leakage flux can be further reduced by providing the connection members 74d and 74e. Since a part of the magnetic flux of the end magnet 25b flows from the overhanging end portion 22n along the pair of magnetic flux collecting members 76b and 76c and the connecting members 74d and 74e, the magnetic flux jumping from the end face of the yoke 22 is further reduced. It is.

第1変形例のリニアモータ4では、一対の集磁部材76b、76cおよび一対の接続部材74d、74eは、一体に形成されている。この構成によれば、各部材を別々に形成して結合する場合と比較して、結合の手間が軽減され、生産性が向上する。   In the linear motor 4 of the first modification, the pair of magnetic flux collecting members 76b and 76c and the pair of connection members 74d and 74e are integrally formed. According to this structure, compared with the case where each member is formed separately and joined, the labor of joining is reduced and productivity is improved.

(第2変形例)
実施の形態では、集磁部材26b、26cの各対向面が平行で平坦な板状の部材である例について説明したが、これに限定されない。各集磁部材の対向面は、凹凸面や傾斜面を含んでもよい。図11は、第2変形例に係るリニアモータ5の一対の集磁部材56b、56cの周辺を示す正面図である。リニアモータ5は、リニアモータ2に対して集磁部材の形状が異なり、その他の構成は同様である。一対の集磁部材56b、56cの対向面は、端部磁石25bに近づくにつれて対向隙間が大きくなる傾斜面56hを含んでいる。集磁部材56bと、張出端部22nとは、集磁構造30bを構成する。集磁部材56cと、張出端部22nとは、集磁構造30cを構成する。第2変形例に係るリニアモータ5は、実施の形態に係るリニアモータ2と同様の作用・効果を奏する。
(Second modification)
In the embodiment, the example in which the opposing surfaces of the magnetic flux collecting members 26b and 26c are parallel and flat plate-like members has been described, but the present invention is not limited to this. The facing surface of each magnetism collecting member may include an uneven surface or an inclined surface. FIG. 11 is a front view showing the periphery of the pair of magnetic flux collecting members 56b and 56c of the linear motor 5 according to the second modification. The linear motor 5 differs from the linear motor 2 in the shape of the magnetic flux collecting member, and the other configurations are the same. The facing surfaces of the pair of magnetic flux collecting members 56b and 56c include an inclined surface 56h in which the facing gap increases as the end magnet 25b is approached. The magnetic flux collecting member 56b and the overhang end portion 22n constitute a magnetic flux collecting structure 30b. The magnetic flux collecting member 56c and the projecting end portion 22n constitute a magnetic flux collecting structure 30c. The linear motor 5 according to the second modification has the same operations and effects as the linear motor 2 according to the embodiment.

(第3変形例)
図12は、第3変形例に係るリニアモータ6の一対の集磁部材57b、57cの周辺を示す正面図である。リニアモータ6は、リニアモータ2に対して集磁部材の形状が異なり、その他の構成は同様である。一対の集磁部材57b、57cそれぞれの対向面は、端部磁石25bに近づくにつれて対向隙間が小さくなる傾斜面57hを含んでいる。集磁部材57bと、張出端部22nとは、集磁構造30bを構成する。集磁部材57cと、張出端部22nとは、集磁構造30cを構成する。第3変形例に係るリニアモータ6は、実施の形態に係るリニアモータ2と同様の作用・効果を奏する。
(Third Modification)
FIG. 12 is a front view showing the periphery of the pair of magnetic flux collecting members 57b and 57c of the linear motor 6 according to the third modification. The linear motor 6 is different from the linear motor 2 in the shape of the magnetic collecting member, and the other configurations are the same. The opposing surfaces of the pair of magnetic flux collecting members 57b and 57c include an inclined surface 57h in which the opposing gap decreases as the end magnet 25b is approached. The magnetic flux collecting member 57b and the overhanging end portion 22n constitute a magnetic flux collecting structure 30b. The magnetic flux collecting member 57c and the overhanging end portion 22n constitute a magnetic flux collecting structure 30c. The linear motor 6 according to the third modification has the same operations and effects as the linear motor 2 according to the embodiment.

(第4変形例)
実施の形態では、集磁部材26b、26cがそれぞれ一体の部材である例について説明したが、これに限定されない。各集磁部材は、複数の部材から構成されてもよい。図13は、第4変形例に係るリニアモータ7の一対の集磁部材66b、66cの周辺を示す正面図である。リニアモータ7は、リニアモータ2に対して集磁部材の形状が異なり、その他の構成は同様である。一対の集磁部材66b、66cそれぞれは、部材66hと部材66jの2つの部材から構成される。部材66hのZ軸方向の寸法は、部材66jのZ軸方向の寸法より大きい。部材66jは、部材66hの端部磁石25b側に設けられる。集磁部材66bと、張出端部22nとは、集磁構造30bを構成する。集磁部材66cと、張出端部22nとは、集磁構造30cを構成する。第4変形例に係るリニアモータ7は、実施の形態に係るリニアモータ2と同様の作用・効果を奏する。
(Fourth modification)
In the embodiment, the example in which the magnetic flux collecting members 26b and 26c are integral members has been described. However, the present invention is not limited to this. Each magnetism collecting member may be composed of a plurality of members. FIG. 13 is a front view showing the periphery of the pair of magnetic flux collecting members 66b and 66c of the linear motor 7 according to the fourth modification. The linear motor 7 is different from the linear motor 2 in the shape of the magnetic flux collecting member, and the other configurations are the same. Each of the pair of magnetic flux collecting members 66b and 66c is composed of two members, a member 66h and a member 66j. The dimension in the Z-axis direction of the member 66h is larger than the dimension in the Z-axis direction of the member 66j. The member 66j is provided on the end magnet 25b side of the member 66h. The magnetic flux collecting member 66b and the overhanging end portion 22n constitute a magnetic flux collecting structure 30b. The magnetic flux collecting member 66c and the overhang end portion 22n constitute a magnetic flux collecting structure 30c. The linear motor 7 according to the fourth modification has the same operations and effects as the linear motor 2 according to the embodiment.

(第5変形例)
図14は、第5変形例に係るリニアモータ8の一対の集磁部材67b、67cの周辺を示す正面図である。リニアモータ8は、リニアモータ2に対して集磁部材の形状が異なり、その他の構成は同様である。一対の集磁部材67b、67cそれぞれは、部材67hと部材67jの2つの部材から構成される。部材67hのZ軸方向の寸法は、部材67jのZ軸方向の寸法より大きい。部材66hは、部材67jの端部磁石25b側に設けられる。集磁部材67bと、張出端部22nとは、集磁構造30bを構成する。集磁部材67cと、張出端部22nとは、集磁構造30cを構成する。第5変形例に係るリニアモータ8は、実施の形態に係るリニアモータ2と同様の作用・効果を奏する。
(5th modification)
FIG. 14 is a front view showing the periphery of the pair of magnetic flux collecting members 67b and 67c of the linear motor 8 according to the fifth modification. The linear motor 8 is different from the linear motor 2 in the shape of the magnetic collecting member, and the other configurations are the same. Each of the pair of magnetic flux collecting members 67b and 67c includes two members, a member 67h and a member 67j. The dimension in the Z-axis direction of the member 67h is larger than the dimension in the Z-axis direction of the member 67j. The member 66h is provided on the end magnet 25b side of the member 67j. The magnetic flux collecting member 67b and the projecting end portion 22n constitute a magnetic flux collecting structure 30b. The magnetic flux collecting member 67c and the overhanging end portion 22n constitute a magnetic flux collecting structure 30c. The linear motor 8 according to the fifth modification has the same operations and effects as the linear motor 2 according to the embodiment.

(その他の変形例)
実施の形態では、一対のヨーク22b、22cの一方の端部間を接続する連結部材28bと、他方の端部間を接続する連結部材28cと、を含む例について説明したが、これに限定されない。例えば、連結部材28cを設けずに他方の端部間を非接続に構成してもよい。
(Other variations)
In the embodiment, the example including the connecting member 28b that connects between one ends of the pair of yokes 22b and 22c and the connecting member 28c that connects between the other ends has been described, but the present invention is not limited thereto. . For example, the other end portion may be disconnected without providing the connecting member 28c.

実施の形態では、集磁構造30が、集磁部材26を含む例について説明したが、これに限定されない。例えば、張出端部22nの第1方向の張出寸法Ln(図5を参照)を所定の範囲で大きくすることにより、集磁部材26を含まない構成であっても、漏れ磁束を減らすことができる。この場合、張出端部22nの第1方向の張出寸法Lnは、磁石25の第1方向の寸法Wmの1/3以上で2倍以下の範囲に設定してもよく、好ましくは寸法Wmの1/2以上に設定してもよく、より好ましくは寸法Wm以上に設定してもよく、一層好ましくはピッチP以上に設定してもよい。この範囲では、漏れ磁束を小さくできることが確認されている。これらの変形例に係るリニアモータは、実施の形態に係るリニアモータ2と同様の作用・効果を奏する。   In the embodiment, the example in which the magnetic flux collecting structure 30 includes the magnetic flux collecting member 26 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, by increasing the overhang dimension Ln (see FIG. 5) of the overhang end portion 22n in the first direction within a predetermined range, the leakage magnetic flux can be reduced even in the configuration not including the magnetic flux collecting member 26. Can do. In this case, the overhanging dimension Ln of the overhanging end 22n in the first direction may be set to a range of 1/3 to 2 times the dimension Wm of the magnet 25 in the first direction, preferably the dimension Wm. May be set to 1/2 or more, more preferably set to a dimension Wm or more, and more preferably set to a pitch P or more. In this range, it has been confirmed that the leakage flux can be reduced. The linear motor according to these modified examples has the same operations and effects as the linear motor 2 according to the embodiment.

説明に使用した図面では、部材の関係を明瞭にするために一部の部材の断面にハッチングを施しているが、当該ハッチングはこれらの部材の素材や材質を制限するものではない。   In the drawings used for the description, in order to clarify the relationship between members, the cross sections of some members are hatched. However, the hatching does not limit the materials and materials of these members.

2・・リニアモータ、 10・・固定子、 12・・コイル、 18・・コイルユニット、 20・・可動子、 22・・ヨーク、 22n・・張出端部、 24・・界磁磁石列、 25・・磁石、 26・・集磁部材、 28・・連結部材、 30・・集磁構造、 34・・磁気的空隙、 74・・接続部材、 76・・集磁部材、 100・・ステージ装置。   2 .... Linear motor, 10 .... Stator, 12 .... Coil, 18 .... Coil unit, 20 .... Movable, 22 .... Yoke, 22n ..., Overhang end, 24 ..., Field magnet array, 25 .. Magnet, 26 .. Magnetic collecting member, 28 .. Connecting member, 30 .. Magnetic collecting structure, 34 .. Magnetic gap, 74 .. Connecting member, 76 .. Magnetic collecting member, 100. .

Claims (7)

一対のヨークと、前記一対のヨークに固定され磁気的空隙を挟んで互いに対向する一対の界磁磁石列と、を含む可動子を備え、
前記界磁磁石列は、第1方向に配列される複数の磁石を含み、
前記一対のヨークの第1方向の端部には、前記界磁磁石列が形成した磁束の一部を前記磁気的空隙に導く集磁構造が設けられることを特徴とするリニアモータ。
A mover including a pair of yokes and a pair of field magnet rows fixed to the pair of yokes and facing each other with a magnetic gap therebetween,
The field magnet array includes a plurality of magnets arranged in a first direction,
The linear motor according to claim 1, wherein a magnetic flux collecting structure that guides a part of the magnetic flux formed by the field magnet array to the magnetic air gap is provided at an end portion in the first direction of the pair of yokes.
前記ヨークは、前記界磁磁石列を固定する本体部と、前記本体部から第1方向に張出す張出端部と、を有し、
前記集磁構造は、前記張出端部に固定され前記磁気的空隙を挟んで互いに対向する一対の集磁部材を含むことを特徴とする請求項1に記載のリニアモータ。
The yoke has a main body portion that fixes the field magnet row, and an overhanging end portion that projects from the main body portion in the first direction,
2. The linear motor according to claim 1, wherein the magnetic flux collecting structure includes a pair of magnetic flux collecting members fixed to the projecting end portion and facing each other with the magnetic gap interposed therebetween.
前記複数の磁石は、一定のピッチで配列されており、
第1方向において、前記集磁部材の中心から前記複数の磁石のうち前記集磁部材の隣に配置される磁石の中心までの距離は、前記ピッチの1/2以上に設定されることを特徴とする請求項2に記載のリニアモータ。
The plurality of magnets are arranged at a constant pitch,
In the first direction, a distance from the center of the magnetic flux collecting member to the center of the magnets arranged next to the magnetic flux collecting member among the plurality of magnets is set to ½ or more of the pitch. The linear motor according to claim 2.
前記一対の集磁構造は、前記磁気的空隙を挟んで対称に配置されることを特徴とする請求項2または3に記載のリニアモータ。   4. The linear motor according to claim 2, wherein the pair of magnetic flux collecting structures are arranged symmetrically with the magnetic gap interposed therebetween. 前記集磁部材の前記ヨークに固定される面は、第1方向および第1方向に直交する第2方向に延在し、
前記磁気的空隙を挟んで第2方向に離れて配置される一対の接続部材を備え、
前記一対の接続部材と前記一対の集磁部材とは前記磁気的空隙を囲むように配置された状態で接続されることを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載のリニアモータ。
The surface of the magnetic flux collecting member fixed to the yoke extends in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction,
A pair of connecting members disposed apart in the second direction across the magnetic gap,
5. The linear motor according to claim 2, wherein the pair of connection members and the pair of magnetic flux collecting members are connected in a state of being disposed so as to surround the magnetic gap.
前記一対の集磁部材および前記一対の接続部材は、一体に形成されることを特徴とする請求項5に記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 5, wherein the pair of magnetism collecting members and the pair of connection members are integrally formed. 請求項1から6のいずれかに記載のリニアモータを備えることを特徴とするステージ装置。   A stage apparatus comprising the linear motor according to claim 1.
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