JP2018164371A - Linear motor and stage apparatus - Google Patents
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Abstract
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,
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.
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
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
(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)
(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
(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
(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
(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
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
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
(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
(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
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
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
(1) Leakage magnetic flux can be reduced by increasing the overhang dimension Ln in the first direction of the
(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
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
(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
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
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
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
The
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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
(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
(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
(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
(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
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
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)
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.
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.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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