JP2000209834A - ボイスコイル形リニアモ―タ - Google Patents
ボイスコイル形リニアモ―タInfo
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- JP2000209834A JP2000209834A JP337899A JP337899A JP2000209834A JP 2000209834 A JP2000209834 A JP 2000209834A JP 337899 A JP337899 A JP 337899A JP 337899 A JP337899 A JP 337899A JP 2000209834 A JP2000209834 A JP 2000209834A
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- Japan
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- yoke
- linear motor
- type linear
- bobbin
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- Pending
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 駆動効率を向上させたボイスコイル形リニア
モータを提供する。 【解決手段】 磁気的空隙ｇを介して対向する第１のヨ
ーク２および第２のヨーク３と、第１のヨーク２と第２
のヨーク３のいずれか一方の磁気的空隙面２ａに取り付
けられた永久磁石４と、磁気的空隙内に摺動自在に配置
されたセラミックス製のボビン５と、このボビン５に巻
回されたボイスコイル６とでボイスコイル形リニアモー
タ１を構成する。
モータを提供する。 【解決手段】 磁気的空隙ｇを介して対向する第１のヨ
ーク２および第２のヨーク３と、第１のヨーク２と第２
のヨーク３のいずれか一方の磁気的空隙面２ａに取り付
けられた永久磁石４と、磁気的空隙内に摺動自在に配置
されたセラミックス製のボビン５と、このボビン５に巻
回されたボイスコイル６とでボイスコイル形リニアモー
タ１を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体関連装置や
高精度機械等に使用されるボイスコイル形リニアモータ
に関するものである。
高精度機械等に使用されるボイスコイル形リニアモータ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体関連装置や高精度機械等に
おいて、ボイスコイル形リニアモータよるＸＹステージ
の位置決め駆動や、目的物の移動、推力による加圧等へ
の利用が進んでいる。従来のボイスコイル形リニアモー
タは、例えば、絶縁処理を施した非磁性金属（アルミニ
ウム合金Ａ２０１７など）製のカップ状のボビン、ある
いは絶縁体であるエンジニアリングプラスチック（ＰＰ
Ｓ樹脂など）製のカップ状のボビンにボイスコイルを巻
回して電機子を構成し、この電機子を、内周面に永久磁
石を取り付けたカップ状の外ヨークと、円柱状の内ヨー
クとの間の磁気的空隙内に介挿して構成している。この
ような構成のボイスコイル形リニアモータにおいては、
前記ボビンを軸方向に摺動させるように駆動する。その
ため、ボイスコイル形リニアモータのボビンとしては、
次のような特性が要求されている。 非磁性であること。 制御性を良くするため強度（剛性）があること。 応答性を良くするため軽量であること。 なお、前記アルミニウム合金Ａ２０１７の場合、ヤング
率は７０４０［ｋｇ／ｍｍ2 ］、密度は２．７９×１０
3 ［ｋｇ／ｍ3 ］、体積固有抵抗は０．０５８［μΩ−
ｍ］、熱伝導率は１３０［Ｗ／ｍ・Ｋ］であり、ＰＰＳ
樹脂の場合、密度は１．６４×１０3 ［ｋｇ／ｍ3 ］、
体積抵抗率は１０30［μΩ−ｍ］、熱伝導率は３［Ｗ／
ｍ・Ｋ］程度である。
おいて、ボイスコイル形リニアモータよるＸＹステージ
の位置決め駆動や、目的物の移動、推力による加圧等へ
の利用が進んでいる。従来のボイスコイル形リニアモー
タは、例えば、絶縁処理を施した非磁性金属（アルミニ
ウム合金Ａ２０１７など）製のカップ状のボビン、ある
いは絶縁体であるエンジニアリングプラスチック（ＰＰ
Ｓ樹脂など）製のカップ状のボビンにボイスコイルを巻
回して電機子を構成し、この電機子を、内周面に永久磁
石を取り付けたカップ状の外ヨークと、円柱状の内ヨー
クとの間の磁気的空隙内に介挿して構成している。この
ような構成のボイスコイル形リニアモータにおいては、
前記ボビンを軸方向に摺動させるように駆動する。その
ため、ボイスコイル形リニアモータのボビンとしては、
次のような特性が要求されている。 非磁性であること。 制御性を良くするため強度（剛性）があること。 応答性を良くするため軽量であること。 なお、前記アルミニウム合金Ａ２０１７の場合、ヤング
率は７０４０［ｋｇ／ｍｍ2 ］、密度は２．７９×１０
3 ［ｋｇ／ｍ3 ］、体積固有抵抗は０．０５８［μΩ−
ｍ］、熱伝導率は１３０［Ｗ／ｍ・Ｋ］であり、ＰＰＳ
樹脂の場合、密度は１．６４×１０3 ［ｋｇ／ｍ3 ］、
体積抵抗率は１０30［μΩ−ｍ］、熱伝導率は３［Ｗ／
ｍ・Ｋ］程度である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ボイスコイル形リニアモータは、つぎのような問題があ
った。 (1) ボビンにアルミニウム合金等の非磁性金属を使用し
た場合、体積固有抵抗が小さいため、ボビンが磁気空隙
内を移動するに伴なって渦電流が発生する。そのため、
リニアモータの発生推力に抗して作用する粘性力が発生
し、リニアモータの駆動効率が著しく低下する。 (2) ボビンにＰＰＳ樹脂等のエンジニアリングプラスチ
ックを使用した場合、金属に比べ熱伝導率が極端に小さ
いためボイスコイルの冷却効率が悪い。そのため、ボイ
スコイルの温度が上昇し、印加電流の制限が必要となっ
て駆動効率を低下させる。 本発明は、このような問題を解消するためになされたも
ので、駆動効率を向上させたボイスコイル形リニアモー
タを提供することを目的とするものである。
ボイスコイル形リニアモータは、つぎのような問題があ
った。 (1) ボビンにアルミニウム合金等の非磁性金属を使用し
た場合、体積固有抵抗が小さいため、ボビンが磁気空隙
内を移動するに伴なって渦電流が発生する。そのため、
リニアモータの発生推力に抗して作用する粘性力が発生
し、リニアモータの駆動効率が著しく低下する。 (2) ボビンにＰＰＳ樹脂等のエンジニアリングプラスチ
ックを使用した場合、金属に比べ熱伝導率が極端に小さ
いためボイスコイルの冷却効率が悪い。そのため、ボイ
スコイルの温度が上昇し、印加電流の制限が必要となっ
て駆動効率を低下させる。 本発明は、このような問題を解消するためになされたも
ので、駆動効率を向上させたボイスコイル形リニアモー
タを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、ボイスコイル形リニアモータを、磁気的
空隙を介して対向する第１のヨークおよび第２のヨーク
と、前記第１のヨークと第２のヨークのいずれか一方の
磁気的空隙面に取り付けられた永久磁石と、前記磁気的
空隙内に配置されたセラミックス製のボビンと、このボ
ビンに巻回されたボイスコイルとで構成するようにした
ものである。
め、本発明は、ボイスコイル形リニアモータを、磁気的
空隙を介して対向する第１のヨークおよび第２のヨーク
と、前記第１のヨークと第２のヨークのいずれか一方の
磁気的空隙面に取り付けられた永久磁石と、前記磁気的
空隙内に配置されたセラミックス製のボビンと、このボ
ビンに巻回されたボイスコイルとで構成するようにした
ものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１は本発明のボイスコイル形リニアモ
ータを示す側断面図である。図において、１はボイスコ
イル形リニアモータ、２はカップ状の第１のヨーク（外
ヨーク）、３は前記第１のヨーク２の内部の中央部に取
り付けられた円柱状の第２のヨーク（内ヨーク）で、前
記第１のヨークと磁気的空隙ｇを介して対向している。
４は前記第１のヨークの磁気的空隙面２ａに取り付けら
れた円筒状の永久磁石、５はカップ状に形成されたセラ
ミックス製のボビンで、円筒部５ａの外周面にボイスコ
イル６を巻回するとともに、前記円筒部５ａを前記磁気
的空隙ｇ内に摺動自在に配置している。このような構成
において、ボイスコイル６に電流を印可し、電流のプラ
ス、マイナスを切換えて流すことにより、矢印Ａに示す
ように推力を発生し、前記ボビン５が前記磁気的空隙内
を軸方向に摺動する。この場合、セラミックス、例えば
アルミナセラミックスは、ヤング率は３７０００［ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 ］、密度は３．８×１０3 ［ｋｇ／ｍ
ｍ3 ］、体積固有抵抗は１０22［μΩ−ｍ］、熱伝導率
は２５．１［Ｗ／ｍ・Ｋ］程度であるので、ボビン５を
セラミックスの絶縁体で形成した場合、体積固有抵抗が
大きいため、ボイスコイル６に電流を印可し駆動したと
きの、ボビン５の移動に伴なう渦電流の影響がほとんど
ない。したがって、駆動時に粘性力を受けることがない
ため、リニアモータの駆動効率が向上する。また、エン
ジニアリングプラスチックに比べて熱伝導率が向上する
ため、それが原因によって発生していた冷却効率の低
下、ひいては印可電流の制限が緩和され駆動効率が向上
する。また、ヤング率が格段に向上するため、モータの
機械剛性が向上し制御応答性が向上する。
いて説明する。図１は本発明のボイスコイル形リニアモ
ータを示す側断面図である。図において、１はボイスコ
イル形リニアモータ、２はカップ状の第１のヨーク（外
ヨーク）、３は前記第１のヨーク２の内部の中央部に取
り付けられた円柱状の第２のヨーク（内ヨーク）で、前
記第１のヨークと磁気的空隙ｇを介して対向している。
４は前記第１のヨークの磁気的空隙面２ａに取り付けら
れた円筒状の永久磁石、５はカップ状に形成されたセラ
ミックス製のボビンで、円筒部５ａの外周面にボイスコ
イル６を巻回するとともに、前記円筒部５ａを前記磁気
的空隙ｇ内に摺動自在に配置している。このような構成
において、ボイスコイル６に電流を印可し、電流のプラ
ス、マイナスを切換えて流すことにより、矢印Ａに示す
ように推力を発生し、前記ボビン５が前記磁気的空隙内
を軸方向に摺動する。この場合、セラミックス、例えば
アルミナセラミックスは、ヤング率は３７０００［ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 ］、密度は３．８×１０3 ［ｋｇ／ｍ
ｍ3 ］、体積固有抵抗は１０22［μΩ−ｍ］、熱伝導率
は２５．１［Ｗ／ｍ・Ｋ］程度であるので、ボビン５を
セラミックスの絶縁体で形成した場合、体積固有抵抗が
大きいため、ボイスコイル６に電流を印可し駆動したと
きの、ボビン５の移動に伴なう渦電流の影響がほとんど
ない。したがって、駆動時に粘性力を受けることがない
ため、リニアモータの駆動効率が向上する。また、エン
ジニアリングプラスチックに比べて熱伝導率が向上する
ため、それが原因によって発生していた冷却効率の低
下、ひいては印可電流の制限が緩和され駆動効率が向上
する。また、ヤング率が格段に向上するため、モータの
機械剛性が向上し制御応答性が向上する。
【０００６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば次の
ような効果がある。 (1) ボビンに渦電流が発生しないため、ボイスコイルモ
ータの駆動効率が向上する。 (2) 熱伝導率が改善され、印可電流の制限が緩和される
ため、駆動効率が向上する。 (3) セラミックスを使用することにより、モータの機械
的剛性が向上し、ボイスコイルモータの制御応答性が向
上する。 (4) 密度が多少大きくなるため、同一体積では重量アッ
プとなるが機械的剛性の大幅な向上により、ボビンの薄
肉化が可能となり、ボイスコイル形リニアモータを小
形、軽量化することができる。
ような効果がある。 (1) ボビンに渦電流が発生しないため、ボイスコイルモ
ータの駆動効率が向上する。 (2) 熱伝導率が改善され、印可電流の制限が緩和される
ため、駆動効率が向上する。 (3) セラミックスを使用することにより、モータの機械
的剛性が向上し、ボイスコイルモータの制御応答性が向
上する。 (4) 密度が多少大きくなるため、同一体積では重量アッ
プとなるが機械的剛性の大幅な向上により、ボビンの薄
肉化が可能となり、ボイスコイル形リニアモータを小
形、軽量化することができる。
【図１】 本発明の実施例を示すボイスコイル形リニア
モータの側断面図である。
モータの側断面図である。
１ ボイスコイル形リニアモータ、 ２ 第１のヨーク、 ２Ａ 磁気的空隙面、 ３ 第２のヨーク、 ４ 永久磁石、 ５ ボビン、 ５ａ 円筒部、 ６ ボイスコイル、 ｇ 磁気的空隙
Claims (1)
- 【請求項１】 磁気的空隙を介して対向する第１のヨー
クおよび第２のヨークと、前記第１のヨークと第２のヨ
ークのいずれか一方の磁気的空隙面に取り付けられた永
久磁石と、前記磁気的空隙内に摺動自在に配置されたセ
ラミックス製のボビンと、このボビンに巻回されたボイ
スコイルとからなることを特徴とするボイスコイル形リ
ニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP337899A JP2000209834A (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | ボイスコイル形リニアモ―タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP337899A JP2000209834A (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | ボイスコイル形リニアモ―タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000209834A true JP2000209834A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11555704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP337899A Pending JP2000209834A (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | ボイスコイル形リニアモ―タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000209834A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6639495B2 (en) * | 2001-03-12 | 2003-10-28 | Fmc Technologies, Inc. | Electromagnetic actuator for intrinsically safe devices |
| KR100693421B1 (ko) * | 2005-05-30 | 2007-03-12 | 엘지전자 주식회사 | 음성코일모터 방식의 선형 구동기 |
| JP2010050114A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Yaskawa Electric Corp | 精密微動位置決めユニット及びそれを備えたステージ装置 |
-
1999
- 1999-01-08 JP JP337899A patent/JP2000209834A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6639495B2 (en) * | 2001-03-12 | 2003-10-28 | Fmc Technologies, Inc. | Electromagnetic actuator for intrinsically safe devices |
| KR100693421B1 (ko) * | 2005-05-30 | 2007-03-12 | 엘지전자 주식회사 | 음성코일모터 방식의 선형 구동기 |
| JP2010050114A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Yaskawa Electric Corp | 精密微動位置決めユニット及びそれを備えたステージ装置 |
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