JP2018164371A - リニアモータ、ステージ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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。【解決手段】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を備える。界磁磁石列２４は、第１方向に配列される複数の磁石２５を含む。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が設けられる。【選択図】図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。

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。

特開平１０−０５２０２４号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 図１のリニアモータの平面図である。 図１のリニアモータの正面図である。 図１のリニアモータの側面図である。 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。 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。 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。 第１変形例に係るリニアモータの側面図である。 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。 図８のリニアモータの包囲部材の斜視図である。 第２変形例に係る集磁部材の周辺を示す正面図である。 第３変形例に係る集磁部材の周辺を示す正面図である。 第４変形例に係る集磁部材の周辺を示す正面図である。 第５変形例に係る集磁部材の周辺を示す正面図である。

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。

［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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

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。

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。

（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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

Claims (7)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。

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