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JP5369265B2 - Linear motor and linear moving stage device - Google Patents

Linear motor and linear moving stage device Download PDF

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JP5369265B2
JP5369265B2 JP2009000973A JP2009000973A JP5369265B2 JP 5369265 B2 JP5369265 B2 JP 5369265B2 JP 2009000973 A JP2009000973 A JP 2009000973A JP 2009000973 A JP2009000973 A JP 2009000973A JP 5369265 B2 JP5369265 B2 JP 5369265B2
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linear motor
coil
magnet
coils
magnets
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幸巳 水口
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear motor which is large in thrust and high in a flexibility of design with respect to the size of equipment, and a linear movement stage device. <P>SOLUTION: The linear motor 1 includes two magnet rows 3, and two coil rows 5. The two magnet rows 3 have a plurality of magnets 11 disposed in drive directions, respectively, so that magnetization directions intersect with each other in the drive directions (X-axis directions) and orientations of magnetic poles are alternately inverted from each other, and are oppositely arranged in the magnetization directions (Y-axis directions) so that the magnetic poles of the same kind oppose each other. The two coil rows 5 have a plurality of coils 13 arranged in the drive directions, respectively, with openings 13c oriented toward the magnet rows 3 between the two magnet rows 3, are oppositely arranged in the magnetization directions, and fixed to each other. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、リニアモータ及びリニア移動ステージ装置に関する。   The present invention relates to a linear motor and a linear moving stage device.

駆動方向に配列された複数の磁石からなる磁石列、及び、駆動方向に配列された複数のコイルからなるコイル列を有するリニアモータ及び当該リニアモータを利用したリニア移動ステージ装置が知られている(例えば特許文献1)。   A linear motor having a magnet array composed of a plurality of magnets arranged in the driving direction, a coil array composed of a plurality of coils arranged in the driving direction, and a linear moving stage device using the linear motor are known ( For example, Patent Document 1).

特許文献1に記載されたリニアモータは、1つのみの磁石列と、1つのみのコイル列とを有している。磁石列に含まれる複数の磁石は、コイル列との対向方向(駆動方向に直交する磁化方向)において磁化され、また、駆動方向において磁極の向きが交互に逆転するように配置される。コイル列に含まれる複数のコイルは、磁石列との対向方向を軸方向として配置される。   The linear motor described in Patent Document 1 has only one magnet row and only one coil row. The plurality of magnets included in the magnet array are magnetized in the direction facing the coil array (magnetization direction orthogonal to the drive direction), and are arranged so that the directions of the magnetic poles are alternately reversed in the drive direction. The plurality of coils included in the coil array are arranged with the opposing direction to the magnet array as the axial direction.

特許文献1の従来技術の欄では、2つの磁石列と、2つのコイル列とを有するリニアモータも記載されている。2つの磁石列は、駆動方向に直交する磁化方向において対向し、且つ、異種の磁極同士が対向するように配置される。2列のコイル列は、2つの磁石列の間において、2つの磁石列の対向方向を軸方向として、且つ、2つの磁石列の対向方向において互いに重なるように配置される。   In the prior art column of Patent Document 1, a linear motor having two magnet arrays and two coil arrays is also described. The two magnet arrays are arranged so as to face each other in the magnetization direction orthogonal to the driving direction, and so that different magnetic poles face each other. The two coil arrays are arranged between the two magnet arrays so that the opposing direction of the two magnet arrays is an axial direction and overlaps with each other in the opposing direction of the two magnet arrays.

特許文献2に記載されたリニアモータは、2つの磁石列と、1つのコイル列とを有している。2つの磁石列は、駆動方向に直交する磁化方向において対向し、且つ、同種の磁極同士が対向するように配置される。コイル列は、駆動方向を軸方向として配置される。   The linear motor described in Patent Document 2 has two magnet rows and one coil row. The two magnet arrays are arranged so as to face each other in the magnetization direction orthogonal to the driving direction, and the same kind of magnetic poles face each other. The coil array is arranged with the drive direction as the axial direction.

特開2006−74975号公報JP 2006-74975 A 特開2005−176464号公報JP 2005-176464 A

特許文献1に記載されたリニアモータは、1つのみの磁石列及び1つのみのコイル列を有することから、推力が低い。推力を大きくするために、コイルの駆動方向における配列数を増やすと、コイル列が駆動方向に長くなる。リニアモータのストロークは、磁石列の駆動方向における長さとコイル列の駆動方向における長さとの差に規定される。従って、所定のストロークを得る場合において、コイル列が駆動方向に長くなると、磁石列も駆動方向に長くしなければならない。このように、特許文献1に記載されたリニアモータでは、推力を大きくしようとすると、リニアモータ全体を駆動方向に長くしなければならない。   Since the linear motor described in Patent Document 1 has only one magnet row and only one coil row, the thrust is low. Increasing the number of coils in the driving direction of the coils in order to increase the thrust increases the coil array in the driving direction. The stroke of the linear motor is defined by the difference between the length of the magnet array in the drive direction and the length of the coil array in the drive direction. Therefore, when a predetermined stroke is obtained, if the coil row becomes longer in the driving direction, the magnet row must also be made longer in the driving direction. As described above, in the linear motor described in Patent Document 1, if the thrust is to be increased, the entire linear motor must be lengthened in the driving direction.

特許文献1の従来技術の欄に記載されたリニアモータは、一方の磁石列から他方の磁石列に向かう磁力を利用することから、2つの磁石列間の距離が大きくなると推力が低下する。すなわち、所定の推力を得ようとすると、2つの磁石列間の距離に関する設計の自由度が制約される。その結果、例えば、2つのコイル列間に配置されて2つのコイル列を保持するコイルヘッドを薄型化する必要性が生じるなどの不都合が生じる。   Since the linear motor described in the column of the prior art in Patent Document 1 uses a magnetic force from one magnet row to the other magnet row, the thrust decreases as the distance between the two magnet rows increases. That is, if a predetermined thrust is to be obtained, the degree of freedom in design related to the distance between two magnet arrays is limited. As a result, inconveniences arise, for example, that it is necessary to reduce the thickness of the coil head that is disposed between the two coil arrays and holds the two coil arrays.

特許文献2に記載されたリニアモータは、2つの磁石列間の距離を大きくすると、コイルと磁石との近接を保って推力を維持するために、2つの磁石列の対向方向においてコイルの径を大きくしなければならない。その結果、コイルの材料費や電気抵抗の増加を招く。すなわち、2つの磁石列の距離を大きくすることには、コスト等の現実的な観点から制約が生じる。   In the linear motor described in Patent Document 2, when the distance between the two magnet arrays is increased, the coil diameter is decreased in the opposing direction of the two magnet arrays in order to maintain the thrust between the coils and the magnets. Must be bigger. As a result, coil material costs and electrical resistance increase. That is, increasing the distance between the two magnet arrays is restricted from a practical viewpoint such as cost.

以上のとおり、従来のリニアモータは、推力を大きくしようとすると、リニアモータの大きさに関して設計上の自由度の低下が生じていた。   As described above, in the conventional linear motor, when the thrust is increased, the degree of freedom in design is reduced with respect to the size of the linear motor.

本発明の目的は、推力が大きく、機器の大きさに関する設計の自由度が高いリニアモータ及びリニア移動ステージ装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a linear motor and a linear moving stage device that have a large thrust and a high degree of design freedom regarding the size of the device.

本発明の第1の観点のリニアモータは、磁化方向が駆動方向に直交するように、且つ、磁極の向きが交互に逆転するように、前記駆動方向に配列された複数の磁石をそれぞれ有し、同種の磁極を対向させるように前記磁化方向において対向配置された2つの磁石列と、前記2つの磁石列の間において、前記磁石列に開口を向けて前記駆動方向に配列された複数のコイルをそれぞれ有し、前記磁化方向において対向配置されて互いに固定された2つのコイル列と、を有する。   The linear motor according to the first aspect of the present invention includes a plurality of magnets arranged in the drive direction so that the magnetization direction is orthogonal to the drive direction and the direction of the magnetic poles is alternately reversed. A plurality of coils arranged opposite to each other in the magnetization direction so that the same type of magnetic poles are opposed to each other, and a plurality of coils arranged in the drive direction with the opening facing the magnet row between the two magnet rows And two coil arrays arranged opposite to each other in the magnetization direction and fixed to each other.

好適には、リニアモータは、前記2つのコイル列の間に設けられ、前記2つのコイル列が固定されるコイルヘッドを更に有し、前記コイルヘッドには、冷却媒体を流すことが可能な流路が形成されている。   Preferably, the linear motor further includes a coil head that is provided between the two coil arrays and to which the two coil arrays are fixed, and the coil head is capable of flowing a cooling medium. A road is formed.

好適には、前記流路は、前記複数のコイルに対向する放出口を介してコイルヘッド外部に開放されている。   Suitably, the said flow path is open | released outside the coil head through the discharge port facing the said some coil.

好適には、前記複数の磁石の前記駆動方向及び前記磁化方向に直交する幅方向の大きさが、前記複数のコイルの開口の前記幅方向の大きさに対して、前記複数の磁石の前記駆動方向における磁石1個分の大きさ以上の差で大きい。   Preferably, the drive direction of the plurality of magnets is larger than the drive direction of the plurality of magnets in the width direction perpendicular to the magnetization direction, with respect to the size in the width direction of the openings of the plurality of coils. The difference is more than the size of one magnet in the direction.

好適には、前記複数の磁石のそれぞれは、前記幅方向における大きさが前記複数のコイルの開口の前記幅方向の大きさよりも小さい複数の分割磁石が前記幅方向に配列されて構成されている。   Preferably, each of the plurality of magnets is configured such that a plurality of divided magnets having a size in the width direction smaller than a size in the width direction of openings of the plurality of coils are arranged in the width direction. .

好適には、前記複数のコイルの開口は、前記駆動方向及び前記磁化方向に直交する幅方向の大きさが、前記複数の磁石の前記幅方向の大きさに対して、前記複数の磁石の前記駆動方向における磁石1個分の大きさ以上の差で大きい。   Preferably, the openings of the plurality of coils have a size in a width direction orthogonal to the driving direction and the magnetization direction with respect to a size in the width direction of the plurality of magnets. The difference is more than the size of one magnet in the driving direction.

本発明の第2の観点のリニア移動ステージ装置は、ベースと、前記ベースに対して所定の駆動方向に移動可能なステージと、前記ステージを前記ベースに対して駆動するリニアモータと、を有し、前記リニアモータは、前記ベース及び前記ステージの一方に対して固定された2つの磁石列と、前記ベース及び前記ステージの他方に対して固定された2つのコイル列と、を有し、前記2つの磁石列は、磁化方向が前記駆動方向に直交するように、且つ、磁極の向きが交互に逆転するように、前記駆動方向に配列された複数の磁石をそれぞれ有し、同種の磁極を対向させるように前記磁化方向において対向配置され、前記2つのコイル列は、前記2つの磁石列の間において、前記磁石列に開口を向けて前記駆動方向に配列された複数のコイルをそれぞれ有し、前記磁化方向において対向配置されている。   A linear movement stage apparatus according to a second aspect of the present invention includes a base, a stage that can move in a predetermined driving direction with respect to the base, and a linear motor that drives the stage with respect to the base. The linear motor includes two magnet arrays fixed to one of the base and the stage, and two coil arrays fixed to the other of the base and the stage, and the 2 Each of the magnet arrays has a plurality of magnets arranged in the drive direction so that the magnetization direction is orthogonal to the drive direction and the direction of the magnetic poles is alternately reversed, and the same kind of magnetic poles are opposed to each other. The two coil arrays have a plurality of coils arranged in the drive direction with the openings facing the magnet arrays between the two magnet arrays. Each has, disposed opposite in the magnetization direction.

本発明の第3の観点のリニア移動ステージ装置は、ベースと、前記ベースに対して第1方向及び当該第1方向に直交する第2方向に移動可能なステージと、前記ステージを前記ベースに対して前記第1方向を駆動方向として駆動する第1リニアモータと、前記ステージを前記ベースに対して前記第2方向を駆動方向として駆動する第2リニアモータと、を有し、前記第1リニアモータ及び前記第2リニアモータそれぞれは、前記ベース及び前記ステージの一方に対して固定された2つの磁石列と、前記ベース及び前記ステージの他方に対して固定された2つのコイル列と、を有し、前記2つの磁石列は、磁化方向が前記駆動方向に直交するように、且つ、磁極の向きが交互に逆転するように、前記駆動方向に配列された複数の磁石をそれぞれ有し、同種の磁極を対向させるように前記磁化方向において対向配置され、前記2つのコイル列は、前記2つの磁石列の間において、前記磁石列に開口を向けて前記駆動方向に配列された複数のコイルをそれぞれ有し、前記磁化方向において対向配置され、前記第1リニアモータの前記複数の磁石の前記第2方向の大きさが、前記第1リニアモータの前記複数のコイルの開口の前記第2方向の大きさに対して、又は、前記第1リニアモータの前記複数のコイルの開口の前記第2方向の大きさが、前記第1リニアモータの前記複数の磁石の前記第2方向の大きさに対して、前記第2リニアモータの前記第2方向におけるストローク以上の差で大きい。   A linear moving stage device according to a third aspect of the present invention includes a base, a stage movable in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction with respect to the base, and the stage with respect to the base. A first linear motor that drives the first direction as a driving direction, and a second linear motor that drives the stage relative to the base as the driving direction, and the first linear motor. And each of the second linear motors has two magnet rows fixed to one of the base and the stage, and two coil rows fixed to the other of the base and the stage. The two magnet arrays each include a plurality of magnets arranged in the drive direction so that the magnetization direction is orthogonal to the drive direction and the direction of the magnetic poles is alternately reversed. A plurality of the two coil arrays arranged in the drive direction with the opening facing the magnet array between the two magnet arrays. Each of the plurality of coils is disposed opposite to each other in the magnetization direction, and the size of the plurality of magnets of the first linear motor is the second direction of the plurality of coils of the first linear motor. The size in the second direction of the plurality of magnets of the first linear motor is the size in the second direction with respect to the size in two directions or the openings of the plurality of coils of the first linear motor. On the other hand, the difference is greater than the stroke in the second direction of the second linear motor.

好適には、前記第1リニアモータの前記第1方向のストロークが前記第2リニアモータの前記第2方向のストロークよりも小さく、前記第2リニアモータは、前記2つの磁石列及び前記2つのコイル列の組み合わせを、前記第1方向に複数有している。   Preferably, a stroke of the first linear motor in the first direction is smaller than a stroke of the second linear motor in the second direction, and the second linear motor includes the two magnet arrays and the two coils. A plurality of combinations of rows are provided in the first direction.

本発明によれば、推力が大きく、機器の大きさに関する設計の自由度が高いリニアモータ及びリニア移動ステージ装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a linear motor and a linear movement stage apparatus with a large thrust and a high design freedom regarding the magnitude | size of an apparatus can be provided.

本発明の第1の実施形態に係るリニアモータの平面図。The top view of the linear motor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1のリニアモータの側面図。The side view of the linear motor of FIG. 図1のIII−III線における断面図。Sectional drawing in the III-III line of FIG. 本発明の第2の実施形態に係るステージ装置を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the stage apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図4のステージ装置を模式的に示す側面図。The side view which shows typically the stage apparatus of FIG. 図4のステージ装置のX軸リニアモータの平面図。The top view of the X-axis linear motor of the stage apparatus of FIG. 図6のX軸リニアモータの側面図。The side view of the X-axis linear motor of FIG. 図6のX軸リニアモータの正面図。The front view of the X-axis linear motor of FIG. 図4のステージ装置のY軸リニアモータの平面図。The top view of the Y-axis linear motor of the stage apparatus of FIG. 図9のY軸リニアモータの側面図。The side view of the Y-axis linear motor of FIG. 図9のY軸リニアモータの正面図。The front view of the Y-axis linear motor of FIG. 本発明の変形例に係るリニアモータの要部を示す模式的な平面図。The typical top view which shows the principal part of the linear motor which concerns on the modification of this invention. 図12のリニアモータの要部を示す模式的な側面図。The typical side view which shows the principal part of the linear motor of FIG.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るリニアモータ1の平面図である。図2は、リニアモータ1の側面図である。図3は、図1のIII−III線における断面図である。なお、リニアモータ1に関する、平面図、及び、側面図の語は、本実施形態の説明において便宜的に用いているものであり、リニアモータ1のいずれの方向が重力方向とされてもよい。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view of a linear motor 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the linear motor 1. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. Note that the terms “plan view” and “side view” relating to the linear motor 1 are used for convenience in the description of the present embodiment, and any direction of the linear motor 1 may be the direction of gravity.

リニアモータ1は、X軸方向を駆動方向とするものである。リニアモータ1は、X軸方向に延びる2つの磁石列3と、X軸方向に延びる2つのコイル列5と、2つの磁石列3を保持する2つのヨーク7と、2つのコイル列5を保持するコイルヘッド9とを有している。   The linear motor 1 has a driving direction in the X-axis direction. The linear motor 1 holds two magnet rows 3 extending in the X-axis direction, two coil rows 5 extending in the X-axis direction, two yokes 7 holding the two magnet rows 3, and two coil rows 5. And a coil head 9 to be used.

磁石列3は、界磁を構成しており、コイル列5は、電機子を構成している。磁石列3及びヨーク7は、固定子及び可動子の一方を構成し、コイル列5及びコイルヘッド9は、固定子及び可動子の他方を構成している。なお、以下では、磁石列3及びヨーク7が固定子21を構成し、コイル列5及びコイルヘッド9が可動子23を構成しているものとして説明する。   The magnet row 3 constitutes a field, and the coil row 5 constitutes an armature. The magnet row 3 and the yoke 7 constitute one of a stator and a mover, and the coil row 5 and the coil head 9 constitute the other of the stator and the mover. In the following description, it is assumed that the magnet array 3 and the yoke 7 constitute the stator 21, and the coil array 5 and the coil head 9 constitute the mover 23.

磁石列3は、X軸方向(駆動方向)に配列された複数の磁石11を有している。図2に示すように、複数の磁石11は、磁化方向が駆動方向に直交するように(磁化方向がZ軸方向になるように)配列されている。また、複数の磁石11は、駆動方向において磁極の向きが交互に逆転するように配列されている。2つの磁石列3は、複数の磁石11の磁化方向において互いに対向するように配置されている。一方の磁石列3の複数の磁石11と、他方の磁石列3の複数の磁石11とは、同種の磁極を対向させている。   The magnet row 3 has a plurality of magnets 11 arranged in the X-axis direction (drive direction). As shown in FIG. 2, the plurality of magnets 11 are arranged so that the magnetization direction is orthogonal to the drive direction (the magnetization direction is the Z-axis direction). The plurality of magnets 11 are arranged so that the directions of the magnetic poles are alternately reversed in the driving direction. The two magnet rows 3 are arranged so as to face each other in the magnetization direction of the plurality of magnets 11. The plurality of magnets 11 in one magnet row 3 and the plurality of magnets 11 in the other magnet row 3 are opposed to the same type of magnetic poles.

磁石11は、例えば、Y軸方向(駆動方向及び磁化方向に直交する幅方向)を長手方向とし、X軸方向を短手方向とし、Z軸方向を厚み方向とする板状(薄型直方体状)に形成されている。換言すれば、磁石11は、Y軸方向の大きさ>X軸方向の大きさ>Z軸方向の大きさとなるように形成されている。   The magnet 11 is, for example, a plate shape (thin rectangular parallelepiped shape) in which the Y-axis direction (width direction perpendicular to the driving direction and the magnetization direction) is the long direction, the X-axis direction is the short direction, and the Z-axis direction is the thickness direction. Is formed. In other words, the magnet 11 is formed so that the size in the Y-axis direction> the size in the X-axis direction> the size in the Z-axis direction.

2つのコイル列5は、2つの磁石列3間に配置されている。コイル列5は、X軸方向に配列された複数のコイル13を有している。複数のコイル13は、磁石列3に開口13cを向けて配置されている。コイル13と磁石11との距離は、例えば、8mm以内である。各コイル列5において、複数のコイル13は、互いに重ならないように配置されている。2つのコイル列5は、互いに同数のコイル13を、平面視において(Z軸方向に見て)互いに重なる位置に有している。   The two coil rows 5 are arranged between the two magnet rows 3. The coil array 5 has a plurality of coils 13 arranged in the X-axis direction. The plurality of coils 13 are arranged with the opening 13 c facing the magnet array 3. The distance between the coil 13 and the magnet 11 is, for example, within 8 mm. In each coil row 5, the plurality of coils 13 are arranged so as not to overlap each other. The two coil arrays 5 have the same number of coils 13 at positions where they overlap each other in plan view (as viewed in the Z-axis direction).

複数のコイル13の配列数は、複数の磁石11の配列数よりも少なく設定されている。また、コイル列5のX軸方向の長さは、磁石列3のX軸方向の長さよりも小さい。X軸方向の所定の長さにおける、複数のコイル13の配列数と複数の磁石11の配列数との比は、一例として、3:2である。   The number of arrays of the plurality of coils 13 is set to be smaller than the number of arrays of the plurality of magnets 11. Further, the length of the coil array 5 in the X-axis direction is smaller than the length of the magnet array 3 in the X-axis direction. As an example, the ratio of the number of coils 13 and the number of magnets 11 arranged in a predetermined length in the X-axis direction is 3: 2.

コイル13は、例えば、概ね矩形状、若しくは、長円形に形成されており、Y軸方向に延びる2本の平行部13aと、2本の平行部13aを連結する2本の連結部13bとを有している。平行部13aは、推力発生に寄与する部分であり、平面視において磁石列3と重なっている。一方、連結部13bは、平面視において磁石列3と重なっていない。開口13cの幅方向(Y軸方向)の径(平行部13aの長さ)は、磁石11の幅方向の大きさと概ね同等である。   The coil 13 is formed in, for example, a substantially rectangular shape or an oval shape, and includes two parallel portions 13a extending in the Y-axis direction and two connecting portions 13b that connect the two parallel portions 13a. Have. The parallel portion 13a is a portion that contributes to thrust generation, and overlaps the magnet array 3 in plan view. On the other hand, the connecting portion 13b does not overlap the magnet row 3 in plan view. The diameter of the opening 13c in the width direction (Y-axis direction) (the length of the parallel portion 13a) is substantially equal to the size of the magnet 11 in the width direction.

コイル13は、例えば、Y軸方向を長手方向とし、X軸方向を短手方向とし、Z軸方向を厚み方向として形成されている。換言すれば、コイル13は、Y軸方向の大きさ>X軸方向の大きさ>Z軸方向の大きさとなるように形成されている。   For example, the coil 13 is formed such that the Y-axis direction is the longitudinal direction, the X-axis direction is the short direction, and the Z-axis direction is the thickness direction. In other words, the coil 13 is formed so that the size in the Y-axis direction> the size in the X-axis direction> the size in the Z-axis direction.

ヨーク7は、例えば、鉄等の磁性体により形成され、また、平板状に形成されている。そして、2つのヨーク7は、対向して配置され、対向面それぞれには、磁石列3が固定される。なお、2つのヨーク7は、リニアモータ1の製造者において、若しくは、リニアモータ1の使用者において、不図示の連結部材により互いに固定される。   The yoke 7 is formed of a magnetic material such as iron, for example, and is formed in a flat plate shape. The two yokes 7 are arranged to face each other, and the magnet array 3 is fixed to each of the facing surfaces. The two yokes 7 are fixed to each other by a connecting member (not shown) at the manufacturer of the linear motor 1 or the user of the linear motor 1.

コイルヘッド9は、例えば、平板状に形成されている。コイルヘッド9は、2つの磁石列3の間において、2つの磁石列3の対向方向に直交するように配置される。そして、コイルヘッド9の両面には、それぞれコイル列5が固定される。コイルヘッド9は、適宜な厚さに設定されてよいが、例えば、コイル13よりも厚い。   The coil head 9 is formed in a flat plate shape, for example. The coil head 9 is disposed between the two magnet rows 3 so as to be orthogonal to the opposing direction of the two magnet rows 3. And the coil row | line | column 5 is fixed to both surfaces of the coil head 9, respectively. The coil head 9 may be set to an appropriate thickness, but is thicker than the coil 13, for example.

コイルヘッド9は、例えば、アルミニウム等の導電性の非磁性体(非磁性の金属)により形成されている。このような材料は熱伝導がよいため、リニアモータ1の放熱性を向上させることができる。その結果、多くの電流を流して大きな推力を得ることが可能である。コイル13は、コイルヘッド9に対して、例えば、絶縁材15を介して固定される。絶縁材15は、例えば、コイル13とコイルヘッド9とを接着させる接着剤を兼ねる樹脂である。   The coil head 9 is formed of a conductive nonmagnetic material (nonmagnetic metal) such as aluminum. Since such a material has good heat conduction, the heat dissipation of the linear motor 1 can be improved. As a result, a large thrust can be obtained by flowing a large amount of current. The coil 13 is fixed to the coil head 9 via, for example, an insulating material 15. The insulating material 15 is, for example, a resin that also serves as an adhesive that bonds the coil 13 and the coil head 9 together.

コイルヘッド9の内部には、冷却媒体としての空気を流すための流路17が形成されている。流路17は、例えば、コイル列5のY軸方向中央においてX軸方向に延びる主流路17aと、平面視においてコイル13の平行部13aと重なる位置において主流路17aから分岐して、平行部13aへ延びる分岐流路17bとを有している。主流路17aの一端は、適宜な位置においてコイルヘッド9の外部へ開放されている。主流路17aの他端は、密閉されている。分岐流路17bは、平行部13aに対向する放出口17cを介してコイルヘッド9の外部へ開放されている。   A flow path 17 for flowing air as a cooling medium is formed inside the coil head 9. For example, the flow path 17 branches from the main flow path 17a at a position where it overlaps with the parallel part 13a of the coil 13 in a plan view and extends in the X-axis direction at the center of the coil array 5 in the Y-axis direction. And a branch channel 17b extending to the center. One end of the main channel 17a is opened to the outside of the coil head 9 at an appropriate position. The other end of the main channel 17a is sealed. The branch flow path 17b is opened to the outside of the coil head 9 through the discharge port 17c facing the parallel portion 13a.

以上の構成を有するリニアモータ1の動作を説明する。   The operation of the linear motor 1 having the above configuration will be described.

磁石11は、当該磁石11に対向するコイル13の位置において、Z軸方向に向かう磁力を生じさせる。2つの磁石列3は、同種の磁極同士を対向させているから、一の磁石11から出て、当該一の磁石に対向するコイル13を通過した後の磁束は、当該一の磁石11に対向する磁石11には向かわずに、当該一の磁石11に隣接する磁石11に向かう。換言すれば、コイル13の位置における磁束密度は、2つの磁石列3間の距離に大きくは影響されない。   The magnet 11 generates a magnetic force in the Z-axis direction at the position of the coil 13 facing the magnet 11. Since the two magnet arrays 3 have the same kind of magnetic poles opposed to each other, the magnetic flux after coming out of the one magnet 11 and passing through the coil 13 facing the one magnet is opposed to the one magnet 11. It goes to the magnet 11 adjacent to the one magnet 11 without going to the magnet 11 to be performed. In other words, the magnetic flux density at the position of the coil 13 is not greatly affected by the distance between the two magnet arrays 3.

各コイル列5には電力が供給される。従って、コイル13の平行部13aにおいては、磁石11の形成したZ軸方向を向きとする磁界中において、Y軸方向の電流が流れることになり、フレミングの左手の法則に従って、X軸方向の力が生じる。   Electric power is supplied to each coil array 5. Therefore, in the parallel portion 13a of the coil 13, a current in the Y-axis direction flows in a magnetic field oriented in the Z-axis direction formed by the magnet 11, and the force in the X-axis direction is in accordance with Fleming's left-hand rule. Occurs.

2つのコイル列5は、互いに重なるコイル13同士における電流の向き(コイル13の回転方向における向き)が互いに逆方向になるように、電力が供給される。すなわち、2つのコイル列5は、平行部13aにおける電流の向きがY軸方向において互いに逆方向になるように、電力が供給される。一方、上述のように、2つの磁石列は、同種の磁極を対向させて配置されている。従って、2つのコイル列5は、X軸方向において同一の向きの力を生じる。   Electric power is supplied to the two coil arrays 5 so that the directions of current in the overlapping coils 13 (directions in the rotation direction of the coils 13) are opposite to each other. That is, electric power is supplied to the two coil arrays 5 so that the current directions in the parallel portion 13a are opposite to each other in the Y-axis direction. On the other hand, as described above, the two magnet arrays are arranged with the same kind of magnetic poles facing each other. Accordingly, the two coil arrays 5 generate forces in the same direction in the X-axis direction.

なお、2つのコイル列5において、逆方向に電流が流れるようにする方法は、コイル13の巻き方向を2つのコイル列5間において逆方向にすることにより実現されてもよいし、コイル13の結線方法を異ならせる(電圧が印加される端子を逆にする)ことにより実現されてもよい。   In addition, the method of allowing the current to flow in the reverse direction in the two coil arrays 5 may be realized by setting the winding direction of the coil 13 in the reverse direction between the two coil arrays 5. It may be realized by changing the connection method (reversing the terminal to which the voltage is applied).

各コイル列5には、図2に示すように、3相の交流電力が供給される。すなわち、複数のコイル13は、その配列順に、U相、V相、又は、W相の交流電力が供給される。従って、複数のコイル13は、交流電力の位相と同期してX軸方向に移動する。   As shown in FIG. 2, three-phase AC power is supplied to each coil array 5. That is, the plurality of coils 13 are supplied with U-phase, V-phase, or W-phase AC power in the arrangement order. Therefore, the plurality of coils 13 move in the X-axis direction in synchronization with the phase of the AC power.

なお、磁石列3のX軸方向における長さと、コイル列5のX軸方向における長さの差は、コイル列5全体が磁石列3に重なった状態でコイル列5が磁石列3に対して移動可能な長さとなっている。換言すれば、上記の差は、推力を減じることのない(若しくは、推力がほとんど減少しない)ストロークとなっている。以下、単にストロークという場合には、この推力を減じることのないストロークをいうものとする。   Note that the difference between the length of the magnet array 3 in the X-axis direction and the length of the coil array 5 in the X-axis direction is that The length is movable. In other words, the above difference is a stroke in which the thrust is not reduced (or the thrust is hardly reduced). Hereinafter, a simple stroke means a stroke that does not reduce this thrust.

主流路17aの開口端には、不図示のポンプから送出された空気が、当該開口端に接続されたホースを介して流入する。流入した空気は、分岐流路17bを経由して、放出口17cからコイル13に吹き付けられる。これにより、コイル13は冷却される。   Air sent from a pump (not shown) flows into the open end of the main flow path 17a through a hose connected to the open end. The air that has flowed in is blown onto the coil 13 from the discharge port 17c via the branch flow path 17b. Thereby, the coil 13 is cooled.

以上の実施形態によれば、リニアモータ1は、2つの磁石列3と、2つのコイル列5とを有する。2つの磁石列3は、磁化方向が駆動方向(X軸方向)に直交するように、且つ、磁極の向きが交互に逆転するように、駆動方向に配列された複数の磁石11をそれぞれ有し、同種の磁極を対向させるように磁化方向(Y軸方向)において対向配置されている。2つのコイル列5は、2つの磁石列3の間において、磁石列3に開口13cを向けて駆動方向に配列された複数のコイル13をそれぞれ有し、磁化方向において対向配置されて互いに固定されている。   According to the above embodiment, the linear motor 1 has the two magnet rows 3 and the two coil rows 5. The two magnet arrays 3 each have a plurality of magnets 11 arranged in the drive direction so that the magnetization direction is orthogonal to the drive direction (X-axis direction) and the direction of the magnetic poles is alternately reversed. The magnetic poles of the same type are opposed to each other in the magnetization direction (Y-axis direction). The two coil arrays 5 each have a plurality of coils 13 arranged in the drive direction with the opening 13c facing the magnet array 3 between the two magnet arrays 3, and are arranged opposite to each other in the magnetization direction and fixed to each other. ing.

従って、リニアモータ1は、1つのみの磁石列及び1つのみのコイル列を有するリニアモータに比較して、駆動方向の長さを同一にした場合には2倍の推力を得ることができる。なお、推力を同一にした場合には、可動子23の長さを半分にすることができることになる。また、リニアモータ1は、異種の磁極を対向させる2つの磁石列を有するリニアモータに比較して、2つの磁石列間の距離が推力に及ぼす影響が少ない。さらに、リニアモータ1は、2つの磁石列間の距離を大きくしても、2つの磁石列間に駆動方向を軸方向とするコイル列を有するリニアモータのようにコイル13が大型化する必要がない。以上のように、リニアモータ1は、推力が大きく、大きさに関する設計の自由度が高い。   Therefore, the linear motor 1 can obtain twice the thrust when the length in the driving direction is the same as that of the linear motor having only one magnet row and only one coil row. . When the thrust is the same, the length of the mover 23 can be halved. Further, the linear motor 1 is less affected by the distance between the two magnet rows on the thrust than the linear motor having two magnet rows facing different magnetic poles. Furthermore, even if the distance between the two magnet rows is increased, the linear motor 1 needs to have a larger coil 13 like a linear motor having a coil row whose driving direction is the axial direction between the two magnet rows. Absent. As described above, the linear motor 1 has a large thrust and a high degree of design freedom regarding the size.

リニアモータ1は、2つのコイル列5の間に設けられ、2つのコイル列5が固定されるコイルヘッド9を更に有し、コイルヘッド9には、冷却媒体としての空気を流すことが可能な流路17が形成されている。従って、コイル13の温度上昇が抑制される。このような流路17は、2つの磁石列3間の距離がコイル13における磁束密度に及ぼす影響が少ないことから、コイルヘッド9を厚く形成することが可能であることにより実現される。   The linear motor 1 further includes a coil head 9 which is provided between the two coil arrays 5 and to which the two coil arrays 5 are fixed, and air as a cooling medium can flow through the coil head 9. A flow path 17 is formed. Therefore, the temperature rise of the coil 13 is suppressed. Such a flow path 17 is realized by making it possible to form the coil head 9 thick because the distance between the two magnet arrays 3 has little influence on the magnetic flux density in the coil 13.

流路17は、複数のコイル13に対向する放出口17cを介してコイルヘッド外部に開放されている。従って、冷却媒体としての空気を直接的にコイル13に触れさせて、コイル13を効率的に冷却することができる。   The flow path 17 is open to the outside of the coil head via the discharge ports 17 c facing the plurality of coils 13. Therefore, the coil 13 can be efficiently cooled by directly contacting the coil 13 with air as a cooling medium.

(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態に係るステージ装置51を模式的に示す平面図である。図5は、ステージ装置51を模式的に示す側面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a plan view schematically showing a stage apparatus 51 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a side view schematically showing the stage device 51.

ステージ装置51は、例えば、工作機械等の各種の製造装置に用いられる装置として構成されている。ステージ装置51は、ベース53と、ベース53に対してX軸方向及びY軸方向に移動可能なステージ55とを有している。また、ステージ装置51は、ステージ55をベース53に対してX軸方向に駆動するX軸リニアモータ101Xと、ステージ55をベース53に対してY軸方向に駆動するY軸リニアモータ101Yとを有している。   The stage apparatus 51 is configured as an apparatus used for various manufacturing apparatuses such as machine tools. The stage device 51 includes a base 53 and a stage 55 that can move with respect to the base 53 in the X-axis direction and the Y-axis direction. The stage device 51 includes an X-axis linear motor 101X that drives the stage 55 in the X-axis direction with respect to the base 53, and a Y-axis linear motor 101Y that drives the stage 55 in the Y-axis direction with respect to the base 53. doing.

なお、以下では、単に「リニアモータ101」といい、両者を区別しないことがある。また、X軸リニアモータ101Xに係る構成については符号に付加符号Xを付し、Y軸リニアモータ101Yに係る構成については符号に付加符号Yを付すが、適宜にX、Yを省略することがある。   In the following, it is simply referred to as “linear motor 101”, and the two may not be distinguished. Further, for the configuration related to the X-axis linear motor 101X, an additional symbol X is added to the reference numeral, and for the configuration related to the Y-axis linear motor 101Y, the additional reference symbol Y is added to the reference symbol, but X and Y may be omitted as appropriate. is there.

ステージ55は、ベース53上にスライド移動可能に載置されている。ステージ55は、例えば、不図示のガイド機構によって、X軸方向及びY軸方向の移動のみが許容されるようにガイドされている。なお、ステージ55及びベース53は、Z軸方向が鉛直方向以外の方向とされるものであってもよい。ステージ55には、例えば、ワークが載置される。   The stage 55 is slidably mounted on the base 53. The stage 55 is guided by, for example, a guide mechanism (not shown) so that only movement in the X-axis direction and the Y-axis direction is allowed. Note that the stage 55 and the base 53 may be configured such that the Z-axis direction is a direction other than the vertical direction. For example, a workpiece is placed on the stage 55.

リニアモータ101は、第1の実施形態と同様に、同種の磁極同士を対向させて配置された2つの磁石列103と、磁石列103にコイル113の開口113cを向けて配置される2つのコイル列105とを有するものである。   As in the first embodiment, the linear motor 101 includes two magnet rows 103 arranged with the same type of magnetic poles facing each other, and two coils arranged with the opening 113c of the coil 113 facing the magnet row 103. And a column 105.

X軸リニアモータ101Xにおいては、X軸方向が駆動方向になるように、磁石111X及びコイル113XがX軸方向に沿うように配置されている。また、Y軸リニアモータ101Yにおいては、Y軸方向が駆動方向になるように、磁石111Y及びコイル113YがY軸方向に沿うように配置されている。   In the X-axis linear motor 101X, the magnet 111X and the coil 113X are arranged along the X-axis direction so that the X-axis direction becomes the driving direction. In the Y-axis linear motor 101Y, the magnet 111Y and the coil 113Y are arranged along the Y-axis direction so that the Y-axis direction becomes the driving direction.

各リニアモータ101において、磁石列103は、ベース53に対して固定され、コイル列105は、ステージ55に対して固定されている。従って、X軸リニアモータ101XにおけるX軸方向の推力により、ステージ55はベース53に対してX軸方向に駆動される。また、Y軸リニアモータ101YにおけるY軸方向の推力により、ステージ55はベース53に対してY軸方向に駆動される。   In each linear motor 101, the magnet array 103 is fixed to the base 53, and the coil array 105 is fixed to the stage 55. Accordingly, the stage 55 is driven in the X-axis direction with respect to the base 53 by the thrust in the X-axis direction of the X-axis linear motor 101X. Further, the stage 55 is driven in the Y-axis direction with respect to the base 53 by the thrust in the Y-axis direction of the Y-axis linear motor 101Y.

X軸リニアモータ101Xの磁石列103Xと、Y軸リニアモータ101Yの磁石列103Yとは、ベース53を介して互いに固定されている。また、X軸リニアモータ101Xのコイル列105Xと、Y軸リニアモータ101Yのコイル列105Yとは、ステージ55を介して互いに固定されている。従って、一方のリニアモータ101においては、他方のリニアモータ101の駆動により、コイル列105が磁石列103に対して駆動方向とは異なる方向(より詳細には、駆動方向に直交する幅方向)にも移動する。すなわち、X軸リニアモータ101Xにおいては、Y軸リニアモータ101Yの駆動により、コイル列105Xが磁石列103Xに対してY軸方向にも移動する。Y軸リニアモータ101Yにおいては、X軸リニアモータ101Xの駆動により、コイル列105Yが磁石列103Yに対してX軸方向にも移動する。   The magnet array 103X of the X-axis linear motor 101X and the magnet array 103Y of the Y-axis linear motor 101Y are fixed to each other via the base 53. The coil array 105X of the X-axis linear motor 101X and the coil array 105Y of the Y-axis linear motor 101Y are fixed to each other via the stage 55. Accordingly, in one linear motor 101, the coil array 105 is driven in a direction different from the drive direction with respect to the magnet array 103 (more specifically, the width direction orthogonal to the drive direction) by driving the other linear motor 101. Also move. That is, in the X-axis linear motor 101X, the coil array 105X moves in the Y-axis direction with respect to the magnet array 103X by driving the Y-axis linear motor 101Y. In the Y-axis linear motor 101Y, the coil array 105Y moves in the X-axis direction with respect to the magnet array 103Y by driving the X-axis linear motor 101X.

図6は、X軸リニアモータ101Xの平面図である。図7は、X軸リニアモータ101Xの側面図、すなわち、駆動方向(X軸方向)の側方から見た図である。図8は、X軸リニアモータ101Xの正面図、すなわち、駆動方向から見た図である。   FIG. 6 is a plan view of the X-axis linear motor 101X. FIG. 7 is a side view of the X-axis linear motor 101X, that is, a view seen from the side in the driving direction (X-axis direction). FIG. 8 is a front view of the X-axis linear motor 101X, that is, a view seen from the driving direction.

複数の磁石111X及び複数のコイル113Xの数、並びに、磁石列103X及びコイル列105Xの駆動方向(X軸方向)における大きさは、第1の実施形態と概ね同様である。すなわち、コイル113Xは、磁石111Xよりも数が少ない。また、コイル列105XのX軸方向における長さは、磁石列103XのX軸方向における長さよりも小さく、その差は、X軸リニアモータ101Xの駆動方向におけるストロークとなっている。ただし、所定の長さにおけるコイル113Xの数と磁石111Xの数との比は、第1の実施形態の3:2とは異なる、3:4が例示されている。   The number of the plurality of magnets 111X and the plurality of coils 113X and the size of the magnet array 103X and the coil array 105X in the driving direction (X-axis direction) are substantially the same as those in the first embodiment. That is, the number of the coils 113X is smaller than that of the magnets 111X. The length of the coil array 105X in the X-axis direction is smaller than the length of the magnet array 103X in the X-axis direction, and the difference is a stroke in the driving direction of the X-axis linear motor 101X. However, the ratio of the number of coils 113X and the number of magnets 111X in a predetermined length is exemplified as 3: 4, which is different from 3: 2 in the first embodiment.

磁石111X及びコイル113Xの幅方向(Y軸方向)における大きさの関係は、第1の実施形態と相違する。すなわち、第1の実施形態においては、幅方向において、コイル13の開口13cの径が磁石11と同等であったのに対し、本実施形態では、幅方向において、磁石111Xがコイル113Xの開口113cの径よりも大きい。その差は、例えば、Y軸リニアモータ101Yの駆動方向(Y軸方向)におけるストロークと概ね同等である。   The relationship between the sizes of the magnet 111X and the coil 113X in the width direction (Y-axis direction) is different from that of the first embodiment. That is, in the first embodiment, the diameter of the opening 13c of the coil 13 is equal to that of the magnet 11 in the width direction, whereas in the present embodiment, the magnet 111X is replaced with the opening 113c of the coil 113X in the width direction. It is larger than the diameter. The difference is substantially equal to, for example, the stroke in the drive direction (Y-axis direction) of the Y-axis linear motor 101Y.

従って、Y軸リニアモータ101Yの駆動によって、コイル列105Xが磁石列103Xに対してY軸方向に移動したとしても、コイル列105Xは、磁石列103Xに対向することになり、推力が維持される。なお、磁石111X及びコイル113Xは、例えば、第1の実施形態と同様に、Y軸方向の大きさ>X軸方向の大きさ>Z軸方向の大きさとなる薄型直方体状に形成されている。   Therefore, even if the coil array 105X moves in the Y-axis direction with respect to the magnet array 103X by driving the Y-axis linear motor 101Y, the coil array 105X faces the magnet array 103X, and the thrust is maintained. . The magnet 111X and the coil 113X are formed in a thin rectangular parallelepiped shape, for example, as in the first embodiment, the size in the Y-axis direction> the size in the X-axis direction> the size in the Z-axis direction.

磁石111Xは、図6及び図8に示すように、複数の分割磁石119Xが幅方向(Y軸方向)に配列されることにより構成されている。複数の分割磁石119Xは、例えば、幅方向(Y軸方向)を長手方向とし、駆動方向(X軸方向)を短手方向とし、磁化方向(Z軸方向)を厚み方向とする板状(薄型直方体状)に形成されている。換言すれば、分割磁石119Xは、Y軸方向の大きさ>X軸方向の大きさ>Z軸方向の大きさとなるように形成されている。   As shown in FIGS. 6 and 8, the magnet 111 </ b> X is configured by arranging a plurality of divided magnets 119 </ b> X in the width direction (Y-axis direction). The plurality of divided magnets 119X have, for example, a plate shape (thin shape) in which the width direction (Y-axis direction) is the longitudinal direction, the drive direction (X-axis direction) is the short direction, and the magnetization direction (Z-axis direction) is the thickness direction. A rectangular parallelepiped). In other words, the divided magnet 119X is formed so that the size in the Y-axis direction> the size in the X-axis direction> the size in the Z-axis direction.

なお、複数の分割磁石119Xは、樹脂等により直接的に互いに固定されていてもよいし、それぞれがヨーク107Xに固定されることにより、間接的に互いに固定されていてもよい。複数の分割磁石119Xは、互いに当接していてもよいし、離間していてもよい。   The plurality of divided magnets 119X may be directly fixed to each other with a resin or the like, or may be indirectly fixed to each other by being fixed to the yoke 107X. The plurality of divided magnets 119X may be in contact with each other or may be separated from each other.

ヨーク107Xの基本的構成は、第1の実施形態のヨーク7と同様である。すなわち、ヨーク107Xは、磁性体により形成され、磁石列103Xを挟んで対向配置されており、磁石列103Xが固定されている。2つのヨーク107Xは、図8に示すように、ヨーク107Xの側方において、駆動方向(X軸方向)に沿って延びる板状のヨーク連結部材125Xにより互いに固定されている。また、ヨーク107Xの一方は、図5に示すように、支持部材57を介してベース53と固定される。   The basic configuration of the yoke 107X is the same as that of the yoke 7 of the first embodiment. In other words, the yoke 107X is formed of a magnetic material, and is disposed opposite to the magnet array 103X, and the magnet array 103X is fixed. As shown in FIG. 8, the two yokes 107X are fixed to each other by a plate-like yoke connecting member 125X extending along the driving direction (X-axis direction) on the side of the yoke 107X. Further, one of the yokes 107X is fixed to the base 53 via a support member 57 as shown in FIG.

なお、支持部材57は、ステージ装置51の一部であってもよいし、ステージ装置51を含む工作機械等の製造装置の一部であってもよいし、工場の床面等の施設の一部であってもよい。また、支持部材57は、ヨーク107及びベース53の少なくとも一方と一体化されていてもよい。   The support member 57 may be a part of the stage apparatus 51, a part of a manufacturing apparatus such as a machine tool including the stage apparatus 51, or a facility such as a factory floor. Part. Further, the support member 57 may be integrated with at least one of the yoke 107 and the base 53.

コイルヘッド109Xの基本的構成は、第1の実施形態のコイルヘッド9と同様である。すなわち、2つのコイル列105Xの間に設けられ、2つのコイル列105Xが固定されている。また、図6及び図8に示すように、コイルヘッド109Xには、第1の実施形態と同様に、冷却媒体としての空気を流すための流路117Xが形成されている。なお、分岐流路やコイル113Xに対向する放出口は図示が省略されている。流路117Xの主流路の開口端は、図8に示すように、コイルヘッド109Xの駆動方向(X軸方向)の端部において開口している。   The basic configuration of the coil head 109X is the same as that of the coil head 9 of the first embodiment. That is, it is provided between the two coil arrays 105X, and the two coil arrays 105X are fixed. As shown in FIGS. 6 and 8, the coil head 109X is formed with a flow path 117X for flowing air as a cooling medium, as in the first embodiment. In addition, illustration of the discharge port facing the branch flow path and the coil 113X is omitted. As shown in FIG. 8, the opening end of the main channel of the channel 117X is opened at the end of the coil head 109X in the driving direction (X-axis direction).

コイルヘッド109Xの駆動方向(X軸方向)の端部は、コイルヘッド109Xとステージ55とを連結するステージ連結部材59X(図4及び図5)の取付部となっている。例えば、当該端部には、図8に示すように、孔部127Xが形成され、孔部127Xには、軸状のステージ連結部材59Xが挿入される。   The end of the coil head 109X in the driving direction (X-axis direction) serves as a mounting portion for a stage connecting member 59X (FIGS. 4 and 5) that connects the coil head 109X and the stage 55. For example, as shown in FIG. 8, a hole 127X is formed at the end, and a shaft-shaped stage connecting member 59X is inserted into the hole 127X.

また、コイルヘッド109Xには、コイル列105Xが固定される面に、駆動方向(X軸方向)に延びる溝部129Xが形成されている。当該溝部129Xには、コイル列105Xに電力を供給するためのケーブル131Xが配置されている。ケーブル131Xは、コイルヘッド109Xの、ステージ連結部材59Xが取り付けられる端部から延出している。   The coil head 109X has a groove 129X extending in the driving direction (X-axis direction) on the surface to which the coil array 105X is fixed. A cable 131X for supplying power to the coil array 105X is disposed in the groove portion 129X. The cable 131X extends from the end of the coil head 109X to which the stage connecting member 59X is attached.

図9は、Y軸リニアモータ101Yの平面図である。図10は、Y軸リニアモータ101Yの側面図、すなわち、駆動方向(Y軸方向)の側方から見た図である。図11は、Y軸リニアモータ101Yの正面図、すなわち、駆動方向から見た図である。   FIG. 9 is a plan view of the Y-axis linear motor 101Y. FIG. 10 is a side view of the Y-axis linear motor 101Y, that is, a view seen from the side in the drive direction (Y-axis direction). FIG. 11 is a front view of the Y-axis linear motor 101Y, that is, a view seen from the driving direction.

Y軸リニアモータ101Yは、磁石列103Yとコイル列105Yとの組み合わせからなるモータアセンブリ106Yを複数(より具体的には2つ)有している。2つのモータアセンブリ106Yは、幅方向(X軸方向)に配列されている。2つのモータアセンブリ106Yの構成は、互いに同一である。   The Y-axis linear motor 101Y has a plurality (more specifically, two) of motor assemblies 106Y composed of a combination of a magnet array 103Y and a coil array 105Y. The two motor assemblies 106Y are arranged in the width direction (X-axis direction). The two motor assemblies 106Y have the same configuration.

各モータアセンブリ106Yにおいて、複数の磁石111Y及び複数のコイル113Yの駆動方向(Y軸方向)における数、並びに、磁石列103Y及びコイル列105Yの駆動方向における大きさは、第1の実施形態やX軸リニアモータ101Xと概ね同様である。すなわち、Y軸方向において、コイル113Yは、磁石111Yよりも数が少ない。また、コイル列105YのY軸方向における長さは、磁石列103YのY軸方向における長さよりも小さく、その差は、Y軸リニアモータ101Yの駆動方向におけるストロークとなっている。所定の長さにおけるコイル113Yの数と磁石111Yの数との比は、X軸リニアモータ101Xにおける比と同じ3:4が例示されている。   In each motor assembly 106Y, the number in the driving direction (Y-axis direction) of the plurality of magnets 111Y and the plurality of coils 113Y, and the size in the driving direction of the magnet row 103Y and the coil row 105Y are the same as those in the first embodiment and X This is substantially the same as the shaft linear motor 101X. That is, the number of coils 113Y is smaller than that of magnets 111Y in the Y-axis direction. The length of the coil array 105Y in the Y-axis direction is smaller than the length of the magnet array 103Y in the Y-axis direction, and the difference is a stroke in the drive direction of the Y-axis linear motor 101Y. The ratio of the number of coils 113Y and the number of magnets 111Y in a predetermined length is exemplified as 3: 4, which is the same as the ratio in the X-axis linear motor 101X.

また、各モータアセンブリ106Yにおいて、磁石111Y及びコイル113Yの幅方向(X軸方向)における大きさの関係は、第1の実施形態と同様である。すなわち、幅方向において、コイル113Yの開口113cの径(平行部113aの長さ)は、磁石111Yと同等である。なお、磁石111Y及びコイル113Yは、例えば、第1の実施形態やX軸リニアモータ101Xと同様に、幅方向(X軸方向)の大きさ>駆動方向(Y軸方向)の大きさ>Z軸方向の大きさとなる薄型直方体状に形成されている。   In each motor assembly 106Y, the relationship in size between the magnet 111Y and the coil 113Y in the width direction (X-axis direction) is the same as in the first embodiment. That is, in the width direction, the diameter of the opening 113c of the coil 113Y (the length of the parallel portion 113a) is equivalent to that of the magnet 111Y. The magnet 111Y and the coil 113Y are, for example, the size in the width direction (X-axis direction)> the size in the driving direction (Y-axis direction)> Z-axis, as in the first embodiment and the X-axis linear motor 101X. It is formed in a thin rectangular parallelepiped shape having a size in the direction.

各モータアセンブリ106Yにおいて、磁石111Yは、図9及び図11に示すように、複数の分割磁石119Yが幅方向(Y軸方向)に配列されることにより構成されている。複数の分割磁石119Yは、例えば、幅方向(X軸方向)を長手方向とし、駆動方向(Y軸方向)を短手方向とし、磁化方向(Z軸方向)を厚み方向とする板状(薄型直方体状)に形成されている。換言すれば、分割磁石119Yは、X軸方向の大きさ>Y軸方向の大きさ>Z軸方向の大きさとなるように形成されている。   In each motor assembly 106Y, the magnet 111Y is configured by arranging a plurality of divided magnets 119Y in the width direction (Y-axis direction), as shown in FIGS. The plurality of divided magnets 119Y have, for example, a plate shape (thin shape) in which the width direction (X-axis direction) is the longitudinal direction, the drive direction (Y-axis direction) is the short direction, and the magnetization direction (Z-axis direction) is the thickness direction. A rectangular parallelepiped). In other words, the split magnet 119Y is formed so that the size in the X-axis direction> the size in the Y-axis direction> the size in the Z-axis direction.

なお、複数の分割磁石119Yは、樹脂等により直接的に互いに固定されていてもよいし、それぞれがヨーク107Yに固定されることにより、間接的に互いに固定されていてもよい。複数の分割磁石119Yは、互いに当接していてもよいし、離間していてもよい。   The plurality of divided magnets 119Y may be directly fixed to each other with a resin or the like, or may be indirectly fixed to each other by being fixed to the yoke 107Y. The plurality of divided magnets 119Y may be in contact with each other or may be separated from each other.

なお、磁石111Y、コイル113Y、及び、分割磁石119Yの大きさ及び形状は、X軸リニアモータ101Xの磁石111X、コイル113X、及び、分割磁石119Yの大きさ及び形状と異なっていてもよいし、同一でもよい。   The size and shape of the magnet 111Y, the coil 113Y, and the split magnet 119Y may be different from the size and shape of the magnet 111X, the coil 113X, and the split magnet 119Y of the X-axis linear motor 101X. It may be the same.

以下では、磁石111X及び磁石111Yは、駆動方向(磁石111XにおいてはX軸方向、磁石111YにおいてはY軸方向)における大きさが同一であるものとする。また、磁石111Yは、磁石111Xよりも、幅方向(磁石111XにおいてはY軸方向、磁石111YにおいてはX軸方向)の大きさが大きいものとする。コイル113X及びコイル113Yは、大きさ及び形状が同一であるものとする。分割磁石119X及び分割磁石119Yは、大きさ及び形状が同一であるものとする。   In the following description, it is assumed that the magnets 111X and 111Y have the same size in the driving direction (X-axis direction in the magnet 111X and Y-axis direction in the magnet 111Y). The magnet 111Y is larger in the width direction (Y-axis direction in the magnet 111X and X-axis direction in the magnet 111Y) than the magnet 111X. The coil 113X and the coil 113Y are assumed to have the same size and shape. The divided magnet 119X and the divided magnet 119Y are assumed to have the same size and shape.

Y軸リニアモータ101Yの駆動方向(Y軸方向)におけるストロークは、X軸リニアモータ101Xの駆動方向(X軸方向)におけるストロークよりも大きく設定されている。例えば、X軸リニアモータ101Xのストロークは、磁石111Xの駆動方向(X軸方向)の大きさの2個分であるのに対し、Y軸リニアモータ101Yのストロークは、磁石111Yの駆動方向(Y軸方向)の大きさの9個分である。   The stroke in the drive direction (Y-axis direction) of the Y-axis linear motor 101Y is set larger than the stroke in the drive direction (X-axis direction) of the X-axis linear motor 101X. For example, the stroke of the X-axis linear motor 101X is two times the size of the drive direction (X-axis direction) of the magnet 111X, while the stroke of the Y-axis linear motor 101Y is the drive direction of the magnet 111Y (Y 9 pieces of the size in the axial direction).

また、X軸リニアモータ101Xのストロークは、Y軸リニアモータ101Yのコイル113Yの平行部113aの長さよりも小さい。従って、Y軸リニアモータ101Yにおいては、X軸リニアモータ101Xが駆動されて、コイル列105Yが幅方向(X軸方向)に移動しても、コイル列105Yは、磁石列103Yの外側へ完全には出ず、Y軸方向の推力を発揮可能である。   Further, the stroke of the X-axis linear motor 101X is smaller than the length of the parallel portion 113a of the coil 113Y of the Y-axis linear motor 101Y. Therefore, in the Y-axis linear motor 101Y, even if the X-axis linear motor 101X is driven and the coil array 105Y moves in the width direction (X-axis direction), the coil array 105Y is completely moved outside the magnet array 103Y. The thrust in the Y-axis direction can be exhibited.

一方、Y軸リニアモータ101Yのストロークは、X軸リニアモータ101Xのコイル113Xの平行部113aの長さよりも大きい。従って、仮に、X軸リニアモータ101Xにおいて、第1の実施形態と同様に、磁石111Xの幅方向の大きさが、平行部113aの長さと同程度であるとすると、Y軸リニアモータ101Yの駆動により、コイル列105Xは磁石列(103X)の外側へ完全に出てしまい、X軸方向の推力が生じないことが起こり得る。   On the other hand, the stroke of the Y-axis linear motor 101Y is larger than the length of the parallel portion 113a of the coil 113X of the X-axis linear motor 101X. Accordingly, in the X-axis linear motor 101X, if the size in the width direction of the magnet 111X is approximately the same as the length of the parallel portion 113a, as in the first embodiment, the driving of the Y-axis linear motor 101Y is performed. As a result, the coil array 105X may completely go out of the magnet array (103X), and no thrust in the X-axis direction may occur.

しかし、上述のように、本実施形態では、磁石列103Xの幅方向(Y軸方向)の大きさは、平行部113aの長さよりも大きいから、コイル列105Xと磁石列103Xとの重なりは維持され、推力が発揮される。   However, as described above, in the present embodiment, since the size of the magnet row 103X in the width direction (Y-axis direction) is larger than the length of the parallel portion 113a, the overlap between the coil row 105X and the magnet row 103X is maintained. And thrust is demonstrated.

Y軸リニアモータ101Yの、ヨーク107Y、コイルヘッド109Y、ヨーク連結部材125Y及びケーブル131Y等のその他の構成は、概ね、X軸リニアモータ101Xのその他の構成と同様である。   Other configurations of the Y-axis linear motor 101Y, such as the yoke 107Y, the coil head 109Y, the yoke connecting member 125Y, and the cable 131Y, are generally the same as the other configurations of the X-axis linear motor 101X.

ただし、ヨーク107Y、コイルヘッド109Y、ヨーク連結部材125Y及びケーブル131Yは、2つのモータアセンブリ106Yに共通に設けられている。   However, the yoke 107Y, the coil head 109Y, the yoke coupling member 125Y, and the cable 131Y are provided in common to the two motor assemblies 106Y.

また、Y軸リニアモータ101Yは、ヨーク連結部材125Y等の配置位置や向きに関して、X軸リニアモータ101Xと相違点がある。これは、X軸リニアモータ101Xは、ステージ連結部材59Xによって、駆動方向(X軸方向)の端部から動力が取り出されるのに対し、Y軸リニアモータ101Yは、ステージ連結部材59Y(図4及び図5)によって、駆動方向(Y軸方向)の側方から動力が取り出されることなどからである。   The Y-axis linear motor 101Y is different from the X-axis linear motor 101X with respect to the arrangement position and orientation of the yoke coupling member 125Y and the like. This is because the X-axis linear motor 101X takes out power from the end in the driving direction (X-axis direction) by the stage connecting member 59X, whereas the Y-axis linear motor 101Y has a stage connecting member 59Y (see FIG. 4). This is because power is extracted from the side of the driving direction (Y-axis direction) by FIG.

具体的には、ヨーク連結部材125Yは駆動方向(Y軸方向)の端部に設けられている。なお、ヨーク連結部材125Yは、コイル列105Yが駆動方向において磁石列103Y外へ移動することを規制するストッパとして機能可能である。また、コイルヘッド9に設けられる、流路117Yの主流路の開口端及びヨーク連結部材125Yを取り付けるための孔部127Yは、駆動方向の側方において開口している。溝部129Y(切り欠き部)は、幅方向(Y方向)に延びている。溝部129Yに配置されるケーブル131Yは、駆動方向の側方からコイルヘッド9外へ延出している。なお、流路117Yは、2つのモータアセンブリ106Yに対応して2本設けられている。ただし、流路117Yは、一本であってもよい。   Specifically, the yoke connecting member 125Y is provided at an end in the driving direction (Y-axis direction). The yoke connecting member 125Y can function as a stopper that restricts the coil array 105Y from moving out of the magnet array 103Y in the driving direction. Further, the opening end of the main flow path of the flow path 117Y and the hole 127Y for attaching the yoke connecting member 125Y provided in the coil head 9 are open on the side in the driving direction. The groove portion 129Y (notch portion) extends in the width direction (Y direction). The cable 131Y disposed in the groove portion 129Y extends out of the coil head 9 from the side in the driving direction. Two flow paths 117Y are provided corresponding to the two motor assemblies 106Y. However, the flow path 117Y may be one.

以上の実施形態によれば、ステージ装置51は、ベース53と、ベース53に対して所定の駆動方向(X軸方向又はY軸方向)に移動可能なステージ55と、ステージ55をベース53に対して駆動するリニアモータ101とを有する。リニアモータ101は、第1の実施形態のリニアモータ1と同様の構成を有している。従って、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果、すなわち、推力を大きくしつつ、大きさに関する設計の自由度を高くするという効果が奏される。   According to the above embodiment, the stage apparatus 51 includes the base 53, the stage 55 that can move with respect to the base 53 in a predetermined driving direction (X-axis direction or Y-axis direction), and the stage 55 with respect to the base 53. The linear motor 101 is driven. The linear motor 101 has the same configuration as the linear motor 1 of the first embodiment. Therefore, also in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment, that is, the effect of increasing the degree of design freedom with respect to the size while increasing the thrust is achieved.

ステージ装置51は、ステージ55を駆動するリニアモータとして、X軸方向を駆動方向とするX軸リニアモータ101Xと、Y軸方向を駆動方向とするY軸リニアモータ101Yとを有している。各リニアモータ101においては、磁石列103がベース53に固定され、コイル列105がステージ55に固定されている。従って、上述のように、一のリニアモータ101においては、他のリニアモータ101の駆動によって駆動方向に直交する幅方向へ移動される。このような構成は、各リニアモータ101の駆動方向におけるストロークが、2つの磁石列103及び2つのコイル列105によって短くされることにより、現実的に許容され易くなる。   The stage device 51 includes, as linear motors for driving the stage 55, an X-axis linear motor 101X whose driving direction is the X-axis direction and a Y-axis linear motor 101Y whose driving direction is the Y-axis direction. In each linear motor 101, the magnet array 103 is fixed to the base 53 and the coil array 105 is fixed to the stage 55. Therefore, as described above, one linear motor 101 is moved in the width direction orthogonal to the driving direction by driving another linear motor 101. Such a configuration is likely to be practically allowed because the stroke in the driving direction of each linear motor 101 is shortened by the two magnet rows 103 and the two coil rows 105.

X軸リニアモータ101Xの複数の磁石111XのY軸方向の大きさが、X軸リニアモータ101Xの複数のコイル113Xの開口113cのY軸方向の大きさに対して、Y軸リニアモータ101YのY軸方向におけるストローク以上の差で大きい。従って、上述のように、コイル列105Xが、Y軸リニアモータ101Yの駆動により、磁石列103Xに対してY軸方向へ移動したとしても、コイル列105Xと磁石列103Xとは、重なりを維持できる。その結果、推力の低下を抑制することができる。   The size of the plurality of magnets 111X in the X-axis linear motor 101X in the Y-axis direction is larger than the size in the Y-axis direction of the openings 113c of the plurality of coils 113X in the X-axis linear motor 101X. Larger than the stroke difference in the axial direction. Therefore, as described above, even if the coil array 105X is moved in the Y-axis direction with respect to the magnet array 103X by driving the Y-axis linear motor 101Y, the coil array 105X and the magnet array 103X can be maintained in an overlapping state. . As a result, a reduction in thrust can be suppressed.

複数の磁石111Xのそれぞれは、幅方向(Y軸方向)における大きさが複数のコイル113Yの幅方向の大きさよりも小さい複数の分割磁石119Xが幅方向に配列されて構成されている。従って、分割磁石119Xの配列数を変更するだけで、複数の磁石111Xの幅方向の大きさを変更することができる。その結果、X軸リニアモータ101Xに対して、種々のストロークのY軸リニアモータ101Yを組み合わせることが容易化される。   Each of the plurality of magnets 111X includes a plurality of divided magnets 119X that are smaller in the width direction (Y-axis direction) than the width direction of the plurality of coils 113Y. Therefore, the size in the width direction of the plurality of magnets 111X can be changed only by changing the number of arrangement of the divided magnets 119X. As a result, the Y-axis linear motor 101Y having various strokes can be easily combined with the X-axis linear motor 101X.

さらに、X軸リニアモータ101XのX軸方向のストロークが、Y軸リニアモータ101YのY軸方向のストロークよりも小さく、Y軸リニアモータ101Yは、モータアセンブリ106YをX軸方向に複数有している。従って、Y軸リニアモータ101Yの駆動による幅方向(Y軸方向)への移動が大きいX軸リニアモータ101Xにおいては、上述のように、磁石列103Xが幅方向へ大きく形成されることにより、推力の低下が抑制される。その一方で、X軸リニアモータ101Xの駆動による幅方向(X軸方向)への移動が小さいY軸リニアモータ101Yにおいては、多少の推力の低下が生じても、複数のモータアセンブリ106Yにより大きな推力を維持できる。その結果、全体として、X軸方向の移動量及びY軸方向の移動量の比率に応じた効率的な推力確保がなされる。   Further, the stroke of the X-axis linear motor 101X in the X-axis direction is smaller than the stroke of the Y-axis linear motor 101Y in the Y-axis direction, and the Y-axis linear motor 101Y has a plurality of motor assemblies 106Y in the X-axis direction. . Therefore, in the X-axis linear motor 101X that moves greatly in the width direction (Y-axis direction) by driving the Y-axis linear motor 101Y, as described above, the magnet array 103X is formed to be large in the width direction. Is suppressed. On the other hand, in the Y-axis linear motor 101Y in which the movement in the width direction (X-axis direction) due to the driving of the X-axis linear motor 101X is small, a large thrust is generated by the plurality of motor assemblies 106Y even if a slight reduction in thrust occurs. Can be maintained. As a result, as a whole, efficient thrust is ensured according to the ratio of the movement amount in the X-axis direction and the movement amount in the Y-axis direction.

なお、第2の実施形態において、ステージ装置51は本発明のリニア移動ステージ装置の一例であり、X軸方向は本発明の第1方向の一例であり、Y軸方向は本発明の第2方向の一例であり、X軸リニアモータ101Xは本発明の第1リニアモータの一例であり、Y軸リニアモータ101Yは本発明の第2リニアモータの一例である。   In the second embodiment, the stage device 51 is an example of the linear moving stage device of the present invention, the X-axis direction is an example of the first direction of the present invention, and the Y-axis direction is the second direction of the present invention. The X-axis linear motor 101X is an example of the first linear motor of the present invention, and the Y-axis linear motor 101Y is an example of the second linear motor of the present invention.

本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects.

磁石及び分割磁石の形状は、幅方向の長さ>駆動方向の長さ>磁化方向の長さ>となる直方体状に限定されない。他の寸法比の直方体状であってもよいし、円柱状等の他の形状であってもよい。   The shapes of the magnet and the split magnet are not limited to a rectangular parallelepiped shape in which the length in the width direction> the length in the driving direction> the length in the magnetization direction>. It may be a rectangular parallelepiped having other dimensional ratios, or may be another shape such as a cylindrical shape.

各コイル列において、複数のコイルは、互いに重ならないように配列されるものに限定されない。例えば、複数のコイルは、幅方向に延びる部分(平行部13a)が、隣接するコイルの開口(13c)に位置するように、互いに重ね合わされて配置されていてもよい。また、複数のコイルは、軸方向が磁化方向に一致する必要はなく、軸方向が磁化方向に対して傾斜していてもよい。   In each coil row, the plurality of coils are not limited to those arranged so as not to overlap each other. For example, the plurality of coils may be arranged so as to overlap each other such that a portion (parallel portion 13a) extending in the width direction is positioned in the opening (13c) of the adjacent coil. Moreover, the axial direction does not need to correspond to the magnetization direction in the plurality of coils, and the axial direction may be inclined with respect to the magnetization direction.

駆動方向の所定長さにおけるコイルの数と磁石の数との比は、実施形態において例示したものに限定されない。例えば、コイルの数と磁石の数との比は、3:1であってもよい。   The ratio of the number of coils and the number of magnets in a predetermined length in the driving direction is not limited to that exemplified in the embodiment. For example, the ratio of the number of coils to the number of magnets may be 3: 1.

コイルヘッド及びヨークは、省略されてもよい。すなわち、複数の磁石同士、又は、複数のコイル同士を互いに固定して、可動子又は固定子を構成してもよい。   The coil head and the yoke may be omitted. That is, a plurality of magnets or a plurality of coils may be fixed to each other to constitute a mover or a stator.

コイルヘッドの形状は、平板状のものに限定されず、枠状等の他の形状であってもよい。また、コイルヘッドは、平板状である場合において、複数のコイルが嵌合する凹部が形成されていてもよい。   The shape of the coil head is not limited to a flat plate shape, and may be another shape such as a frame shape. Moreover, when the coil head has a flat plate shape, a recess into which a plurality of coils are fitted may be formed.

コイルヘッドの材料は、アルミニウム等の導電性の非磁性体に限定されない。例えば、コイルヘッドの材料は、ガラスエポキシクロス等の非導電性の非磁性体であってもよい。この場合、渦電流の発生が抑制される、コイルヘッドが軽量化される、及び、コイルヘッドとコイルとの絶縁対策が不要になる等の効果がある。また、コイルヘッドの材料は、鉄等の磁性体であってもよい。   The material of the coil head is not limited to a conductive nonmagnetic material such as aluminum. For example, the material of the coil head may be a non-conductive non-magnetic material such as glass epoxy cloth. In this case, there are effects that generation of eddy current is suppressed, the weight of the coil head is reduced, and measures for insulation between the coil head and the coil are not required. The material of the coil head may be a magnetic material such as iron.

冷却媒体が流れる流路は、コイルに対向する放出口を介してコイルヘッドの外部へ開放されていなくてもよい。コイルに隣接する流路に冷却媒体が流れることによって、コイルの除熱がなされてもよい。また、冷却媒体は、空気に限定されない。例えば、冷却媒体は、水等の液体であってもよいし、窒素等の他の気体であってもよい。ただし、気体であれば、コイルに直接的に冷却媒体を触れさせることが容易である。   The flow path through which the cooling medium flows may not be open to the outside of the coil head via the discharge port facing the coil. The cooling medium may flow through a flow path adjacent to the coil to remove heat from the coil. Further, the cooling medium is not limited to air. For example, the cooling medium may be a liquid such as water, or another gas such as nitrogen. However, if it is gas, it is easy to let a cooling medium touch a coil directly.

2つのリニアモータが互いに異なる方向を駆動方向として組み合わされ、ステージ等の駆動対象を駆動する場合、2つのリニアモータの駆動方向は、直交するものに限定されない。2つの駆動方向は互いに傾斜していてもよい。また、2つのリニアモータのストロークは、同一であってもよいし、第2の実施形態のように異なっていてもよい。   When two linear motors are combined with different directions as drive directions to drive a drive target such as a stage, the drive directions of the two linear motors are not limited to orthogonal ones. The two driving directions may be inclined with respect to each other. Further, the strokes of the two linear motors may be the same or different as in the second embodiment.

一のリニアモータ(101X)において、複数の磁石(111X)の幅方向(X軸方向)の大きさが複数のコイル(113X)の幅方向(X軸方向)の大きさよりも大きく設定される場合、その差は、当該一のリニアモータに組み合わされる他のリニアモータ(101Y)のストロークと同等以上の大きさに限定されない。他のリニアモータのストロークよりも小さくてもよい。例えば、上記の差は、他のリニアモータ(101Y)の磁石(111Y)の駆動方向(Y軸方向)における1個分の大きさであってもよい。   When the size of the plurality of magnets (111X) in the width direction (X-axis direction) is set larger than the size of the plurality of coils (113X) in the width direction (X-axis direction) in one linear motor (101X) The difference is not limited to a size equal to or larger than the stroke of the other linear motor (101Y) combined with the one linear motor. It may be smaller than the stroke of another linear motor. For example, the difference may be the size of one piece in the drive direction (Y-axis direction) of the magnet (111Y) of another linear motor (101Y).

また、組み合される他のリニアモータのストロークが確定していなくてもよい。例えば、一のリニアモータ(101X)において、複数の磁石(111X)の幅方向(Y軸方向)の大きさが、複数のコイル(113X)の開口(113c)の幅方向(Y軸方向)の大きさに対して、複数の磁石(111X)の駆動方向(X軸方向)における磁石1個分の大きさ以上の差で大きい場合には、少なくとも、当該一のリニアモータ(101X)と同一のリニアモータが他のリニアモータとして組み合わせることにより、本願発明の効果が奏される。   Further, the strokes of other linear motors to be combined may not be determined. For example, in one linear motor (101X), the size of the plurality of magnets (111X) in the width direction (Y-axis direction) is the same as the width direction (Y-axis direction) of the openings (113c) of the plurality of coils (113X). When the difference is greater than the size of one magnet in the driving direction (X-axis direction) of the plurality of magnets (111X) with respect to the size, at least the same as the one linear motor (101X) By combining the linear motor as another linear motor, the effect of the present invention is achieved.

第2の実施形態では、X軸リニアモータ101Xにおいて、幅方向(Y軸方向)において、磁石111Xをコイル113Xよりも大きくすることにより、コイル113XがY軸方向に移動したときの推力の低下を抑制した。しかし、幅方向において、コイルを磁石よりも大きくすることにより、コイルが幅方向に移動したときの推力の低下を抑制してもよい。   In the second embodiment, in the X-axis linear motor 101X, in the width direction (Y-axis direction), the magnet 111X is made larger than the coil 113X, thereby reducing the thrust when the coil 113X moves in the Y-axis direction. Suppressed. However, a reduction in thrust when the coil moves in the width direction may be suppressed by making the coil larger than the magnet in the width direction.

図12は、そのような変形例に係るリニアモータ201の要部を示す模式的な平面図である。図13は、リニアモータ201の要部を示す模式的な側面図である。   FIG. 12 is a schematic plan view showing a main part of the linear motor 201 according to such a modification. FIG. 13 is a schematic side view showing the main part of the linear motor 201.

リニアモータ201は、例えば、第2の実施形態のX軸リニアモータ101Xと同様に、X軸方向を駆動方向とするものであるとともに、Y軸方向を駆動方向とする不図示のリニアモータと組み合わされるものである。   The linear motor 201 is, for example, combined with a linear motor (not shown) whose driving direction is the X-axis direction and whose driving direction is the Y-axis direction, like the X-axis linear motor 101X of the second embodiment. It is what

リニアモータ201は、複数の磁石211がX軸方向に配列されて構成された磁石列203と、複数のコイル213がX軸方向に配列されて構成されたコイル列205とを有している。幅方向(Y軸方向)において、コイル213の平行部213a(開口213c)は、磁石211よりも大きい。従って、その差の範囲内でコイル213が磁石211に対して幅方向に移動したとしても、推力の低下は生じない。上記の差の大きさについては、幅方向において、磁石がコイルよりも大きい場合における差と同様に設定されてよい。   The linear motor 201 includes a magnet array 203 configured by arranging a plurality of magnets 211 in the X-axis direction, and a coil array 205 configured by arranging a plurality of coils 213 in the X-axis direction. In the width direction (Y-axis direction), the parallel portion 213a (opening 213c) of the coil 213 is larger than the magnet 211. Therefore, even if the coil 213 moves in the width direction with respect to the magnet 211 within the range of the difference, the thrust is not reduced. About the magnitude | size of said difference, you may set similarly to the difference in the case where a magnet is larger than a coil in the width direction.

1…リニアモータ、3…磁石列、5…コイル列、11…磁石、13…コイル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Linear motor, 3 ... Magnet row, 5 ... Coil row, 11 ... Magnet, 13 ... Coil

Claims (7)

磁化方向が駆動方向に直交するように、且つ、磁極の向きが交互に逆転するように、前記駆動方向に配列された複数の磁石をそれぞれ有し、同種の磁極を対向させるように前記磁化方向において対向配置された2つの磁石列と、
前記2つの磁石列の間において、前記磁石列に開口を向けて前記駆動方向に配列された複数のコイルをそれぞれ有し、前記磁化方向において対向配置されて互いに固定された2つのコイル列と、
前記2つのコイル列の間に設けられ、前記2つのコイル列が接着剤により固定されたコイルヘッドと、
を有し、
前記コイルヘッドには、冷却媒体を流すことが可能な流路が形成され、
前記流路は、
前記駆動方向へ前記複数のコイルに亘って延び、一端が前記コイルヘッドの外部へ開放された主流路と、
前記主流路から分岐して前記磁化方向に延びる複数の分岐流路と、
前記複数の分岐流路の先端に位置し、前記複数のコイルに対向し、前記コイルヘッドの外部へ開放された複数の放出口と、を有し、
前記複数の分岐流路それぞれの断面積は、前記主流路の断面積よりも小さく、
前記複数の放出口それぞれの開口面積は、前記複数の分岐流路それぞれの断面積よりも大きい
リニアモータ。
Each of the magnetization directions has a plurality of magnets arranged in the driving direction so that the magnetization direction is orthogonal to the driving direction and the direction of the magnetic poles is alternately reversed, and the same kind of magnetic poles are opposed to each other. Two magnet rows opposed to each other in
Between the two magnet arrays, two coil arrays each having a plurality of coils arranged in the drive direction with an opening directed to the magnet array, arranged to face each other in the magnetization direction and fixed to each other;
A coil head provided between the two coil arrays, the two coil arrays being fixed by an adhesive;
I have a,
The coil head is formed with a flow path through which a cooling medium can flow.
The flow path is
A main flow path extending across the plurality of coils in the driving direction and having one end opened to the outside of the coil head;
A plurality of branch flow paths branched from the main flow path and extending in the magnetization direction;
A plurality of outlets located at the ends of the plurality of branch flow paths, facing the plurality of coils, and opened to the outside of the coil head;
The cross-sectional area of each of the plurality of branch flow paths is smaller than the cross-sectional area of the main flow path,
A linear motor in which an opening area of each of the plurality of discharge ports is larger than a cross-sectional area of each of the plurality of branch channels .
前記複数の磁石の前記駆動方向及び前記磁化方向に直交する幅方向の大きさが、前記複数のコイルの開口の前記幅方向の大きさに対して、前記複数の磁石の前記駆動方向における磁石1個分の大きさ以上の差で大きい
請求項に記載のリニアモータ。
The magnet 1 in the drive direction of the plurality of magnets is larger in the width direction perpendicular to the drive direction and the magnetization direction of the plurality of magnets than the size in the width direction of the openings of the plurality of coils. The linear motor according to claim 1 , wherein the linear motor is large by a difference of at least the size of the piece.
前記複数の磁石のそれぞれは、前記幅方向における大きさが前記複数のコイルの開口の前記幅方向の大きさよりも小さい複数の分割磁石が前記幅方向に配列されて構成されている
請求項に記載のリニアモータ。
Each of the plurality of magnets, to claim 2, the size in the width direction of the plurality of small plurality of divided magnets than the size in the width direction of the opening of the coil is formed is arranged in the width direction The linear motor described.
前記複数のコイルの開口は、前記駆動方向及び前記磁化方向に直交する幅方向の大きさが、前記複数の磁石の前記幅方向の大きさに対して、前記複数の磁石の前記駆動方向における磁石1個分の大きさ以上の差で大きい
請求項に記載のリニアモータ。
The openings of the plurality of coils are magnets in the driving direction of the plurality of magnets, the size in the width direction orthogonal to the driving direction and the magnetization direction being larger than the size in the width direction of the plurality of magnets. The linear motor according to claim 1 , wherein the linear motor is large by a difference of one size or more.
ベースと、
前記ベースに対して所定の駆動方向に移動可能なステージと、
前記ステージを前記ベースに対して駆動するリニアモータと、
を有し、
前記リニアモータは、
前記ベース及び前記ステージの一方に対して固定された2つの磁石列と、
前記ベース及び前記ステージの他方に対して固定された2つのコイル列と、
前記2つのコイル列の間に設けられ、前記2つのコイル列が接着剤により固定されたコイルヘッドと、
を有し、
前記2つの磁石列は、磁化方向が前記駆動方向に直交するように、且つ、磁極の向きが交互に逆転するように、前記駆動方向に配列された複数の磁石をそれぞれ有し、同種の磁極を対向させるように前記磁化方向において対向配置され、
前記2つのコイル列は、前記2つの磁石列の間において、前記磁石列に開口を向けて前記駆動方向に配列された複数のコイルをそれぞれ有し、前記磁化方向において対向配置され
前記コイルヘッドには、冷却媒体を流すことが可能な流路が形成され、
前記流路は、
前記駆動方向へ前記複数のコイルに亘って延び、一端が前記コイルヘッドの外部へ開放された主流路と、
前記主流路から分岐して前記磁化方向に延びる複数の分岐流路と、
前記複数の分岐流路の先端に位置し、前記複数のコイルに対向し、前記コイルヘッドの外部へ開放された複数の放出口と、を有し、
前記複数の分岐流路それぞれの断面積は、前記主流路の断面積よりも小さく、
前記複数の放出口それぞれの開口面積は、前記複数の分岐流路それぞれの断面積よりも大きい
リニア移動ステージ装置。
Base and
A stage movable in a predetermined driving direction with respect to the base;
A linear motor that drives the stage relative to the base;
Have
The linear motor is
Two magnet rows fixed to one of the base and the stage;
Two coil rows fixed to the other of the base and the stage;
A coil head provided between the two coil arrays, the two coil arrays being fixed by an adhesive;
Have
Each of the two magnet arrays has a plurality of magnets arranged in the driving direction so that the magnetization direction is orthogonal to the driving direction and the direction of the magnetic poles is alternately reversed, and the same kind of magnetic poles Facing each other in the magnetization direction so as to face each other,
The two coil arrays each have a plurality of coils arranged in the drive direction with an opening facing the magnet array between the two magnet arrays, and are arranged opposite to each other in the magnetization direction ,
The coil head is formed with a flow path through which a cooling medium can flow.
The flow path is
A main flow path extending across the plurality of coils in the driving direction and having one end opened to the outside of the coil head;
A plurality of branch flow paths branched from the main flow path and extending in the magnetization direction;
A plurality of outlets located at the ends of the plurality of branch flow paths, facing the plurality of coils, and opened to the outside of the coil head;
The cross-sectional area of each of the plurality of branch flow paths is smaller than the cross-sectional area of the main flow path,
The linear moving stage device in which an opening area of each of the plurality of discharge ports is larger than a cross-sectional area of each of the plurality of branch channels .
ベースと、
前記ベースに対して第1方向及び当該第1方向に直交する第2方向に移動可能なステージと、
前記ステージを前記ベースに対して前記第1方向を駆動方向として駆動する第1リニアモータと、
前記ステージを前記ベースに対して前記第2方向を駆動方向として駆動する第2リニアモータと、
を有し、
前記第1リニアモータ及び前記第2リニアモータそれぞれは、
前記ベース及び前記ステージの一方に対して固定された2つの磁石列と、
前記ベース及び前記ステージの他方に対して固定された2つのコイル列と、
前記2つのコイル列の間に設けられ、前記2つのコイル列が接着剤により固定されたコイルヘッドと、
を有し、
前記2つの磁石列は、磁化方向が前記駆動方向に直交するように、且つ、磁極の向きが交互に逆転するように、前記駆動方向に配列された複数の磁石をそれぞれ有し、同種の磁極を対向させるように前記磁化方向において対向配置され、
前記2つのコイル列は、前記2つの磁石列の間において、前記磁石列に開口を向けて前記駆動方向に配列された複数のコイルをそれぞれ有し、前記磁化方向において対向配置され、
前記第1リニアモータの前記複数の磁石の前記第2方向の大きさが、前記第1リニアモータの前記複数のコイルの開口の前記第2方向の大きさに対して、又は、前記第1リニアモータの前記複数のコイルの開口の前記第2方向の大きさが、前記第1リニアモータの前記複数の磁石の前記第2方向の大きさに対して、前記第2リニアモータの前記第2方向におけるストローク以上の差で大きく、
前記コイルヘッドには、冷却媒体を流すことが可能な流路が形成され、
前記流路は、
前記駆動方向へ前記複数のコイルに亘って延び、一端が前記コイルヘッドの外部へ開放された主流路と、
前記主流路から分岐して前記磁化方向に延びる複数の分岐流路と、
前記複数の分岐流路の先端に位置し、前記複数のコイルに対向し、前記コイルヘッドの外部へ開放された複数の放出口と、を有し、
前記複数の分岐流路それぞれの断面積は、前記主流路の断面積よりも小さく、
前記複数の放出口それぞれの開口面積は、前記複数の分岐流路それぞれの断面積よりも大きい
リニア移動ステージ装置。
Base and
A stage movable in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction with respect to the base;
A first linear motor that drives the stage relative to the base with the first direction as a driving direction;
A second linear motor that drives the stage relative to the base with the second direction as a driving direction;
Have
Each of the first linear motor and the second linear motor is
Two magnet rows fixed to one of the base and the stage;
Two coil rows fixed to the other of the base and the stage;
A coil head provided between the two coil arrays, the two coil arrays being fixed by an adhesive;
Have
Each of the two magnet arrays has a plurality of magnets arranged in the driving direction so that the magnetization direction is orthogonal to the driving direction and the direction of the magnetic poles is alternately reversed, and the same kind of magnetic poles Facing each other in the magnetization direction so as to face each other,
The two coil arrays each have a plurality of coils arranged in the drive direction with an opening facing the magnet array between the two magnet arrays, and are arranged opposite to each other in the magnetization direction,
The size of the plurality of magnets of the first linear motor in the second direction is greater than the size of the openings of the plurality of coils of the first linear motor in the second direction or the first linear motor. The second direction of the second linear motor is such that the size of the openings of the plurality of coils of the motor in the second direction is larger than the size of the plurality of magnets of the first linear motor in the second direction. or more difference stroke is rather large in,
The coil head is formed with a flow path through which a cooling medium can flow.
The flow path is
A main flow path extending across the plurality of coils in the driving direction and having one end opened to the outside of the coil head;
A plurality of branch flow paths branched from the main flow path and extending in the magnetization direction;
A plurality of outlets located at the ends of the plurality of branch flow paths, facing the plurality of coils, and opened to the outside of the coil head;
The cross-sectional area of each of the plurality of branch flow paths is smaller than the cross-sectional area of the main flow path,
The linear moving stage device in which an opening area of each of the plurality of discharge ports is larger than a cross-sectional area of each of the plurality of branch channels .
前記第1リニアモータの前記第1方向のストロークが前記第2リニアモータの前記第2方向のストロークよりも小さく、
前記第2リニアモータは、前記2つの磁石列及び前記2つのコイル列の組み合わせを、前記第1方向に複数有している
請求項に記載のリニア移動ステージ装置。
A stroke in the first direction of the first linear motor is smaller than a stroke in the second direction of the second linear motor;
The linear moving stage device according to claim 6 , wherein the second linear motor has a plurality of combinations of the two magnet rows and the two coil rows in the first direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013106458A (en) * 2011-11-15 2013-05-30 Yaskawa Electric Corp Linear motor
JP5859360B2 (en) 2012-03-27 2016-02-10 住友重機械工業株式会社 Linear motor cooling structure
JP5861685B2 (en) * 2013-10-25 2016-02-16 株式会社安川電機 Linear motor
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6048290A (en) * 1983-08-29 1985-03-15 高橋 義照 Linear drive for joint
JPH0699327A (en) * 1992-09-18 1994-04-12 Yaskawa Electric Corp Drive device for x and y tables
JPH08192326A (en) * 1995-01-11 1996-07-30 Toshiba Mach Co Ltd Feed device for machine tool
JP3832891B2 (en) * 1996-03-28 2006-10-11 日本トムソン株式会社 XY table using linear electromagnetic actuator
JP3539140B2 (en) * 1997-06-27 2004-07-07 株式会社安川電機 Machine tool table feeder
JP2001224159A (en) * 2000-02-08 2001-08-17 Yaskawa Electric Corp Linear slider
JP2004215419A (en) * 2003-01-06 2004-07-29 Nikon Corp Linear motor, cooling method and stage device for linear motor, and aligner
JP4563046B2 (en) * 2004-02-18 2010-10-13 東芝機械株式会社 Linear synchronous motor

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