JP2005224004A - 磁気回路装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気回路装置が大型化したり磁気回路の効率を低下させることなく、外部機器へ取り付けるための取付面について所望の平面度を容易に確保することができる、磁気回路装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 磁気回路装置１０は、空隙Ｇを介して対向配置される一対のヨーク板状部１４を含むヨーク１２と、一対のヨーク板状部１４の少なくともいずれか一方の空隙側主面１８に配置される永久磁石２０とを有する。一対のヨーク板状部１４の少なくともいずれか一方の外側主面２２に、端面２８が当該外側主面２２よりも突出した外部機器取り付け部２４を備える。ヨーク板状部１４には外部機器取り付け孔２６が設けられ、外部機器取り付け部２４がリング形状をし、かつ外部機器取り付け孔２６と同軸状に設けられる。組み立てられた磁気回路装置１０の外部機器取り付け部２４の端面２８に平面加工を施す。
【選択図】 図１

Description

この発明は磁気回路装置およびその製造方法に関し、より特定的には、半導体露光装置に用いられるリニアモータ用磁気回路装置など、磁気回路装置を外部機器へ取り付けるための取付面に高い平面度が要求される磁気回路装置およびその製造方法に関する。

近年、永久磁石を利用した磁気回路装置の用途は大幅に拡大されており、なかでも、永久磁石を利用した磁気回路装置を用いたリニアモータはその応答性の良さや精密位置制御ができるなどの利点から、従来のボールねじ等に替わって半導体露光装置などの半導体製造装置やＦＡ機器などにおける利用が進んでおり、広く実用に供されている。

リニアモータ用の磁気回路装置としては、たとえば図１３（ａ），（ｂ）に示すように、空隙を介して対向配置された一対のヨーク板状部２の各空隙側主面３に、複数の永久磁石４が設けられたコ字型の磁気回路装置１が多く用いられている。磁気回路装置１において、複数の永久磁石４は、対向する永久磁石同士が逆極性となるように、かつ一対のヨーク板状部２の長手方向に沿って順次異なる極性となるように配置される。

このような磁気回路装置１では、空隙内に配置されるコイル（図示せず）との電磁気作用により、磁気回路装置１またはコイルが相対的に移動する。磁気回路装置１を外部機器に取り付ける際には、ヨーク板状部２の外側主面５（空隙側主面３の裏面）が、磁気回路装置を外部機器へ取り付けるための取付面となることが多い。

しかし、この場合、正対する永久磁石４同士が、磁気吸引力により接近しようとし、対向配置されたヨーク板状部２は常に空隙方向に力を受けた状態となり、ヨーク板状部２にたわみが生じる。これにより、ヨーク板状部２の外側主面５の平面度が悪化する。なお、この弊害は、図１４に示すような一対のヨーク板状部２の一方にのみ永久磁石４を配置した構成においても同様に発生する。

磁気吸引力によりヨーク板状部２がたわみ、取付面となる外側主面５の平面度が悪化した場合、磁気回路装置１を取り付けた外部機器自体に応力がかかり、その応力が外部機器の取り付け箇所以外にも作用し、終には外部機器全体の組立精度の悪化を招く。特に、精密加工機器の分野においてはリニアモータに要求されるモータ特性とは別に、リニアモータの取り付けに伴う精密加工機器自体の組立精度の悪化、さらにはそれに起因する最終加工製品の加工精度の低下も大きな問題となる。

たとえば半導体露光装置においては、ウェーハ搬送用ステージの駆動源としてリニアモータが多く採用されており、ウェーハ搬送用ステージ本体に直接リニアモータ用磁気回路装置が取り付けられることが多い。この場合、外部機器へ取り付けるための取付面となるリニアモータ用磁気回路装置のヨーク外側主面の平面度が悪化していると、ウェーハ搬送用ステージ本体に無理な応力が加わり、ウェーハ搬送用ステージ自体の組立精度が悪化してしまう。よって、近年、取付面となるリニアモータ用磁気回路装置のヨーク外側主面の平面度に対する要求が非常に厳しくなってきており、場合によっては０．０１０ｍｍ以下の平面度が要求される。

たわみ防止のために、ヨーク板状部２の厚みを増加して強度を高める手段もあるが、磁気回路装置が大型化し重量も増加するため、要求されるスペース内での配置も困難となり、リニアモータ自体の重量化を招く。

そこで、磁気回路装置の大型化を伴うことなくヨークのたわみを防止する手段として、ヨークの空隙側主面に永久磁石の平面部を収容し得る凹部を設け、当該凹部に永久磁石を埋設して固着するという方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

この方法によれば、ヨークの凹部以外の部分がリブとなって作用しヨークを補強するため、ヨークのたわみを抑制することが可能となり、取付面となるヨーク外側主面の平面度の悪化をある程度防ぐことができる。
特開平１１−１８４０５号公報

しかし、上述の通り、近年、半導体露光装置などに用いられるリニアモータ用磁気回路装置などでは、取付面となるヨーク外側主面の平面度に対する要求が非常に厳しくなってきており、特許文献１の技術では依然として歪み量が０．１００ｍｍを超えているため、到底その要求に対応することができない。

また、特許文献１の技術ではヨークに凹部を形成することで、ヨーク内で局所的にヨークの断面積が変わるため磁束の流れが阻害され、磁気回路の効率が低下してしまう懸念もある。その場合、たとえば、磁気回路装置がリニアモータに用いられる場合は発生可能な推力が低下するなどの問題が生じる。

それゆえに、この発明の主たる目的は、磁気回路装置が大型化したり磁気回路の効率を低下させることなく、外部機器へ取り付けるための取付面について所望の平面度を容易に確保することができる、磁気回路装置およびその製造方法を提供することである。

上述の目的を達成するために、請求項１に記載の磁気回路装置は、空隙を介して対向配置される一対のヨーク板状部を含むヨークと、一対のヨーク板状部の少なくともいずれか一方の空隙側主面に配置される永久磁石とを有する磁気回路装置において、一対のヨーク板状部の少なくともいずれか一方の外側主面に設けられ、端面が当該外側主面よりも突出した少なくとも一つの外部機器取り付け部を有することを特徴とする。

請求項２に記載の磁気回路装置は、請求項１に記載の磁気回路装置において、ヨーク板状部に外部機器取り付け孔が設けられ、外部機器取り付け部がリング形状をし、かつ外部機器取り付け孔と同軸状に設けられることを特徴とする。

請求項３に記載の磁気回路装置は、請求項１または２に記載の磁気回路装置において、外部機器取り付け部は、永久磁石によってヨーク板状部に生じる磁束密度分布に応じて配置されることを特徴とする。

請求項４に記載の磁気回路装置は、請求項３に記載の磁気回路装置において、外部機器取り付け部は、ヨーク板状部の外側主面における磁束密度が外側主面全面における磁束密度の平均値よりも低い領域に設けられることを特徴とする。

請求項５に記載の磁気回路装置は、請求項１または２に記載の磁気回路装置において、外部機器取り付け部は、空隙側主面上の永久磁石の位置に対応する外側主面上に設けられることを特徴とする。

請求項６に記載の磁気回路装置は、請求項１から５のいずれかに記載の磁気回路装置において、永久磁石は一対のヨーク板状部の少なくともいずれか一方の空隙側主面に、極性が交互に反転するように複数配列されることを特徴とする。

請求項７に記載の磁気回路装置は、請求項１から６のいずれかに記載の磁気回路装置において、外部機器取り付け部がヨーク板状部とは別部材からなることを特徴とする。

請求項８に記載の磁気回路装置は、請求項７に記載の磁気回路装置において、外部機器取り付け部が高耐食性材料からなることを特徴とする。

請求項９に記載の磁気回路装置は、請求項７に記載の磁気回路装置において、外部機器取り付け部が高研削性材料からなることを特徴とする。

請求項１０に記載の磁気回路装置の製造方法は、少なくともいずれか一方の外側主面に外部機器取り付け部が設けられた一対のヨーク板状部を準備し、一対のヨーク板状部の少なくともいずれか一方の空隙側主面に永久磁石を配置して磁気回路装置を組み立てる工程、および組み立てられた磁気回路装置の外部機器取り付け部の端面に平面加工を施す工程を備える。
なお、ヨーク板状部の外側主面とは、ヨーク板状部の空隙側主面の裏面をいう。

請求項１に記載の磁気回路装置では、ヨーク板状部の外側主面（空隙側主面の裏面）に、当該外側主面よりも突出した外部機器取り付け部を設けることによって、たとえば、当該外側主面の平面度が、永久磁石の磁気吸引力により悪化している場合でも、外部機器取り付け部の端面のみにラップ加工などの平面加工を施すことで、ヨークの表面処理を傷つけることなく、外部機器取り付け部の端面の平面度を確保することができる。また、平面加工すべき外部機器取り付け部の端面の面積（外部機器との接触面積）は小さいため、ヨーク板状部自体を削るよりも所望の平面度を容易に得ることができる。外部機器取り付け部の端面は、ヨーク板状部の外側主面よりも突出するため、磁気回路装置を外部機器に取り付ける際に、外部機器に対する実質的な取付面となる。よって、外部機器取り付け部の端面の平面度が確保されていれば、磁気回路装置自体の取付精度が確保される。このようにして、磁気回路装置が大型化することも磁気回路の効率を低下させることもなく、取付面について所望の平面度を容易に確保することができる。

請求項２に記載のように、外部機器取り付け部は中空円形や中空角形等のリング形状とし、外部機器取り付け孔と同軸状に設けられることが望ましい。これにより、平面度が確保された外部機器取り付け部に外部機器を磁気回路装置や外部機器に無理な応力をかけることなく取り付けることができる。

請求項３に記載の磁気回路装置では、外部機器取り付け部をヨーク板状部の磁束密度分布に応じて、具体的には磁束密度の高い箇所を回避して配置するので、外部機器取り付け部によってヨーク板状部内の磁束の流れが妨げられるのを抑制でき、磁気回路装置の磁束密度を高く保持することができる。

請求項４に記載の磁気回路装置では、外部機器取り付け部をヨーク板状部の磁束密度の平均値よりも磁束密度が低い位置に設けるので、外部機器取り付け部によって阻害される磁束を最低限に抑えることができる。

請求項５に記載の磁気回路装置では、外部機器取り付け部が永久磁石の位置に対応して配置されるので、ヨーク板状部の外側主面において磁束密度が低い部分に外部機器取り付け部を設けることができる。

請求項６に記載の磁気回路装置では、永久磁石を極性が交互に反転するように複数配列することにより、この発明の磁気回路装置において正弦波状の磁界を形成することができる。

請求項７に記載するように、外部機器取り付け部はヨーク板状部とは別部材からなることが好ましい。外部機器取り付け部の端面は外部機器に密接しているため基本的に錆は発生し難いが、場合によってはすきま腐食という現象により錆が発生することがある。このような錆が問題になる場合は、外部機器取り付け部をヨーク板状部とは別部材とすることでヨーク板状部にまで錆の影響が及ぶのを防止できる。

請求項８に記載するように、外部機器取り付け部は、たとえばステンレス、アルミニウム、チタン、セラミックスなどの表面処理不要で精密加工が可能な高耐食性材料であることが好ましい。これは、外部機器取り付け部に対するラップ加工などの平面加工は磁気回路装置が組み上がったのちに施され、当該平面加工後に外部機器取り付け部自体に耐食性を高めるための表面処理を施すことができないからである。

請求項９に記載の磁気回路装置では、外部機器取り付け部としてたとえば非磁性ステンレスなどの研削性が高い材料を用いることによって、精密加工が容易となり、高精度な平面度を容易に得ることができる。

請求項１０に記載の磁気回路装置の製造方法では、まず、永久磁石、ヨーク板状部および外部機器取り付け部等を所定の位置に設け、磁気回路装置を組み立てる。その後、組み立てられた磁気回路装置において外部機器へ取り付けるための取付面の平面度を確保するため、ヨーク板状部の外側主面に設けられた外部機器取り付け部の端面のみにラップ加工などの平面加工を施す。これにより、ヨーク外側主面の表面処理を損傷することなく、外部機器へ取り付けるための取付面を構成する外部機器取り付け部の端面について所望の平面度を容易に確保でき、また、磁気回路装置も大型化しない。

この発明によれば、磁気回路装置が大型化することも磁気回路の効率を低下させることもなく、磁気回路装置の外部機器との取付面について所望の平面度を容易に確保することができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）を参照して、この発明の一実施形態の磁気回路装置１０は、コ字型のヨーク１２（図２参照）を含む。ヨーク１２は、空隙Ｇを介して対向配置される一対の純鉄製のヨーク板状部１４と、一対のヨーク板状部１４を連結するヨーク連結部１６とを含む。ヨーク板状部１４およびヨーク連結部１６には、耐食性を向上させるためにメッキ処理などの表面処理が施されている。なお、ヨーク連結部１６には、たとえばステンレスなどの耐食性にすぐれた表面処理不要な非磁性部材が用いられてもよい。

一対のヨーク板状部１４の各空隙側主面１８には、複数の平板形状の永久磁石２０が設けられる。複数の永久磁石２０は、対向する永久磁石同士が逆極性となるように、かつ一対のヨーク板状部１４の長手方向に沿って順次異なる極性となるように配置され、対向する永久磁石２０間に磁界を発生させる。このように、永久磁石２０を極性が交互に反転するように複数配列することにより、磁気回路装置１０において正弦波状の磁界を形成することができる。

永久磁石２０の材質は特に限定されないが、リニアモータ用磁石としては他の材質に比べて磁気特性が圧倒的に優れたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石が用いられることが好ましい。Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石の採用により、推力向上など、リニアモータのモータ特性の向上が可能となるが、その場合、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石間もしくはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石とヨーク１２との間の磁気吸引力も強く、ヨーク１２への応力も大きい。したがって、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石を用いた磁気回路装置において、本発明の効果が顕著となる。

また、ヨーク板状部１４の空隙側主面１８の裏面すなわち外側主面２２には、複数（ここでは８個）の外部機器取り付け部２４が設けられる。この実施形態では、一方のヨーク板状部１４の外側主面２２に外部機器取り付け部２４が設けられる。外部機器取り付け部２４は、たとえば、図３に示すように中空円形のリング形状に構成され、ステンレス、アルミニウム、チタン、セラミックスなどの表面処理不要で精密加工が可能な高耐食性材料からなる。したがって、表面処理の損傷を気にすることなく外部機器取り付け部２４をラップ加工できる。

外部機器取り付け部２４は、図１（ｃ）に示すようにヨーク板状部１４の外側主面２２に形成された複数（ここでは８個）の外部機器取り付け孔２６と同軸状に配置され、図４に示すように、その端面２８がヨーク板状部１４の外側主面２２より突出するように、外部機器取り付け孔２６の近傍に設けられた凹部３０に嵌設され、接着剤で固定される。凹部３０を設ける理由は、外部機器取り付け部２４の接着作業時における位置決めを容易にするためである。外部機器取り付け部２４の端面２８の突出量は、組立後の平面加工の際に外側主面２２の表面処理を害しない範囲で出来るだけ少ないほどよい。これは組立後の平面加工の加工コストを抑えるためである。外部機器取り付け孔２６は外側主面２２から空隙側主面１８に向かって形成され、ヨーク板状部１４を貫通してもよい。

また、図５（ａ）は図１（ｃ）のＣ−Ｃ端面図であり、図５（ａ）中の破線矢印は、この実施形態の磁気回路装置１０における磁束の流れを示す。

磁束の流れの一部について説明すると、永久磁石２０のうち、或る永久磁石２０ａのＮ極から出た磁束の一部はヨーク板状部１４を通過して隣の永久磁石２０ｂのＳ極に入り、該永久磁石２０ｂのＮ極から空隙Ｇへ出た磁束は対向する永久磁石２０ｃのＳ極に入る。そして、該永久磁石２０ｃのＮ極から出た磁束の一部はヨーク板状部１４を通過して隣の永久磁石２０ｄに入り、永久磁石２０ｄのＮ極から空隙Ｇへ出た磁束は永久磁石２０ａのＳ極に戻る。このように磁束が閉ループを形成することによって磁気回路が形成される。そして、上述した磁気回路が永久磁石２０の配列に応じて複数形成される。

外部機器取り付け部２４はヨーク板状部１４の磁束の流れを阻害する要因となる。また、外部機器取り付け部２４の中心部に設けられた外部機器取り付け孔２６は、その内部空間を磁束が通過しにくいため、ヨーク板状部１４の磁束の流れを阻害する要因となる。そのため、この実施形態においては外部機器取り付け部２４および外部機器取り付け孔２６は、ヨーク板状部１４の磁束密度分布に応じて、ヨーク板状部１４内部の磁束の流れを出来るだけ阻害しない部分に設けられる。すなわち、図５（ａ）に示すＤ部のようにヨーク板状部１４を通過する磁束が多い部分（磁束密度の高い部分）ではなく、Ｅ部のように磁束が少ない部分（磁束密度の低い部分）に外部機器取り付け部２４および外部機器取り付け孔２６を設ける。

図５（ｂ）を参照して、外部機器取り付け部２４および外部機器取り付け孔２６の位置についてより詳細に説明する。図５（ｂ）はヨーク板状部１４の外側主面２２における磁束密度分布を示した概念図である。図５（ｂ）において、斜めハッチングで示した領域Ｍは、外側主面２２における磁束密度の値が外側主面２２全面における磁束密度の平均値にほぼ近い領域を示す。また、横ハッチングで示した領域Ｈは外側主面２２における磁束密度の値が前記平均値よりも高い領域、ハッチングを施さない領域Ｌは外側主面２２における磁束密度の値が平均値よりも低い領域を示す。なお、長方形の破線は外側主面２２の裏面にあたる空隙側主面１８に配置された永久磁石２０の位置を示す。外部機器取り付け部２４および外部機器取り付け孔２６は、外側主面２２の磁束密度分布に応じ、磁束の流れを出来るだけ阻害しないように外側主面２２における磁束密度の値が平均値よりも低い領域、すなわち領域Ｌに設けられる。

なお、ヨーク板状部１４における磁束密度分布は、永久磁石２０の位置、磁気特性および形状、ならびにヨーク板状部１４の材質および形状などに基づいてシミュレーションにより求めることができ、これに基づいて外部機器取り付け部２４および外部機器取り付け孔２６の位置を定めることができる。あるいは、図５に示す通り、永久磁石２０の位置に対応する外側主面２２上の位置、すなわちヨーク板状部１４において永久磁石２０の裏側にあたる位置（Ｅ部）の磁束密度が低くなることは既知なので、シミュレーションを行わず、永久磁石２０の位置に対応する外側主面２２上の位置に外部機器取り付け部２４および外部機器取り付け孔２６を設けるようにしてもよい。外部機器取り付け部２４を配置する位置に凹部３０を設ける場合には、凹部３０によって磁束の流れを妨げられないように、ヨーク板状部１４の磁束密度分布に応じて凹部３０を設けることが望ましい。

ついで、磁気回路装置１０の製造方法について説明する。
まず、一対のヨーク板状部１４、ヨーク連結部１６、永久磁石２０および外部機器取り付け部２４が所定の位置に配置され、ボルトや接着剤などを用いて固定され、磁気回路装置１０が組み立てられる。次に、組み立てられた磁気回路装置１０の外部機器取り付け部２４の端面２８について平面度を確保するために端面２８がラップ加工される。

このようにして外部機器取り付け部２４の端面２８がラップ加工された磁気回路装置１０は、たとえば図６（ａ）に示すように外部機器３２に取り付けられる。

磁気回路装置１０を外部機器３２に取り付ける手段は種々あるが、ヨーク板状部１４に設けた外部機器取り付け孔２６を介してボルト等で直接取り付ける構成が構造的にも簡単で、しかも取り付け精度を確保しやすい。たとえば、外部機器取り付け孔２６の内周面に雌ねじを形成して直接ボルト止めしたり、外部機器取り付け孔２６を貫通するボルトとナットとを用いることによって、磁気回路装置１０を外部機器３２に取り付けることができる。

このような磁気回路装置１０によれば、ヨーク板状部１４の外側主面２２（空隙側主面１８の裏面）に、外側主面２２よりも突出した外部機器取り付け部２４を設けることによって、たとえば、外側主面２２の平面度が、永久磁石２０の磁気吸引力により悪化している場合でも、外部機器取り付け部２４の端面２８のみにラップ加工などの平面加工を施すことで、ヨーク１２の表面処理を傷つけることなく、外部機器取り付け部２４の端面３０について所望の平面度を容易に確保することができる。また、平面加工すべき外部機器取り付け部２４の端面２８の面積（外部機器との接触面積）は小さいため、ヨーク板状部１４自体を削るよりも所望の平面度を容易に得ることができる。外部機器取り付け部２４の端面２８は、ヨーク板状部１４の外側主面２２よりも突出するため、磁気回路装置１０を外部機器に取り付ける際に、外部機器に対する実質的な取付面となる。よって、外部機器取り付け部２４の端面２８の平面度が確保されていれば、磁気回路装置１０自体の取付精度が確保される。このようにして、磁気回路装置１０が大型化することも磁気回路の効率を低下させることもなく、取付面について所望の平面度を容易に確保することができる。

また、外部機器取り付け部２４はリング形状に構成され、外部機器取り付け孔２６と同軸状に設けられることによって、平面度が確保された外部機器取り付け部２４に外部機器を磁気回路装置１０や外部機器に無理な応力をかけることなく取り付けることができる。

さらに、外部機器取り付け部２４および外部機器取り付け孔２６をヨーク板状部１４（外側主面２２）の磁束密度分布に応じて、具体的には磁束密度の高い箇所を回避してヨーク板状部１４の磁束密度の平均値よりも磁束密度が低い位置に設けるので、外部機器取り付け部２４および外部機器取り付け孔２６によってヨーク板状部１４内の磁束の流れが妨げられるのを最低限に抑制でき、磁気回路装置１０の磁束密度を高く保持することができる。それにより、磁気回路装置１０を備えるリニアモータの効率を高く保つことができる。

また、外部機器取り付け部２４が永久磁石２０の位置に対応して配置されるので、ヨーク板状部１４の外側主面２２において磁束密度が低い部分に外部機器取り付け部２４を設けることができる。

さらに、たとえ外部機器取り付け部２４に錆が発生しても、外部機器取り付け部２４をヨーク板状部１４とは別部材で構成することによって、ヨーク板状部１４にまで錆の影響が及ぶのを防止できる。

また、外部機器取り付け部２４に対するラップ加工などの平面加工は磁気回路装置１０が組み上がったのちに施され、当該平面加工後に外部機器取り付け部２４自体に耐食性を高めるための表面処理を施すことはできないが、外部機器取り付け部２４はヨーク板状部１４とは別材質の高耐食性材料によって構成されるので、何ら不都合はない。

さらに、外部機器取り付け部２４としてたとえば非磁性ステンレスなどの研削性が高い材料を用いれば、精密加工が容易となり、高精度な平面度を容易に得ることができる。

ついで一実験例について説明する。
ここでは、実験例の磁気回路装置とその比較例とについて、外部機器に取り付けるための取付面の平面度を測定した。

実験例の磁気回路装置は、以下の条件下で図１に示す磁気回路装置１０を作製し、ラップ加工したものである。
この実験例では、磁気回路装置１０は６００×２００×１００（ｍｍ）に設定され、一対のヨーク板状部１４は純鉄製、ヨーク連結部１６は非ステンレス製、平板形状の永久磁石２０にはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石が用いられた。また、外部機器取り付け部２４は、高耐食性を有するステンレスからなり表面処理は施されず、φ２０×φ１０×２（ｍｍ）に設定された。

このような条件下で上述のようにして図１に示す磁気回路装置１０を組み立て、外部機器取り付け部２４の端面２８をラップ加工した。

一方、比較例としては、外部機器取り付け部２４を装着せず、かつ磁気回路装置組み立て後のラップ加工を施さない点を除いて、上述の実施例と同一の条件および工程で作業し、磁気回路装置を作製した。

実験例の磁気回路装置と比較例とについて、取付面の平面度測定データを表１に示す。なお、実験例の磁気回路装置における取付面とは外部機器取り付け部２４の端面２８で構成される面を指し、比較例における取付面とはヨーク板状部の外側主面を指す。両者とも目標平面度は０．０１０ｍｍであり、組立前のヨーク板状部単品での平面度は０．０１０ｍｍが確保されていた。平面度は三次元測定器を用いて測定した。

表１に示すように、外部機器取り付け部２４を設けた実験例の磁気回路装置では、端面２８で構成される外部機器への取付面の平面度が０．００５ｍｍであったのに対し、比較例では、取付面となるヨーク板状部の外側主面の平面度が０．０４７ｍｍであった。これより、この発明による磁気回路装置の取付面は、比較例の取付面よりも平面度に優れることを確認できた。

なお、上述の実施形態において、外部機器取り付け部２４は、図６（ｂ）〜（ｄ）の磁気回路装置１０ａ〜１０ｃに示すように、外部機器３２ａ〜３２ｃを取り付けるヨーク板状部１４の外側主面２２にのみ、さらに言えば外側主面２２のうち外部機器３２ａ〜３２ｃを取り付ける部分にのみ設ければよい。図６および後述する図８、図９において、外部機器取り付け部の端面はヨーク板状部の外側主面より突出していることはいうまでもなく、また、永久磁石の図示は省略されている。

また、外部機器取り付け部として、図７に示すような中空角形のリング状の外部機器取り付け部２４ａが用いられてもよく、この場合も外部機器取り付け部２４を用いる場合と同様の効果を得ることができる。

また、図８（ａ）〜（ｄ）に示す磁気回路装置１０ｄ〜１０ｇのように、取り付けられる外部機器３２〜３２ｃの大きさや形状に合わせて、外部機器取り付け部２４ｂ〜２４ｅの形状・寸法・数量を適宜選択してもよい。また、図９に示す磁気回路装置１０ｈのように、両方のヨーク外主側面に外部機器３２，３２ｄを取り付ける場合には、両方のヨーク外側主面に外部機器取り付け部２４，２４ｆを設ければよい。

このように外部機器取り付け部は、外部機器を両方のヨーク外側主面に取り付ける場合には両方のヨーク外側主面に、外部機器を一方のヨーク外側主面にのみ取り付ける場合には一方のヨーク外側主面にのみ、取り付ければよい。

なお、図１の実施形態では、ヨーク板状部と外部機器取り付け部とは別部材で構成されたが、これに限定されず、ヨーク板状部と外部機器取り付け部とを一体的に形成してもよい。

図１０の実施形態では、図１１からもわかるように、ヨーク板状部１４の外側主面２２に外部機器取り付け部３４が一体的に形成される。外部機器取り付け部３４は、外部機器取り付け孔２６を中心として輪帯状に外側主面２２よりも突出しており、外側主面２２と略平行な端面３６を有する。端面３６は外部機器に接する面であり、所定の面精度で研削加工される。外部機器取り付け部３４は図１の実施形態の外部機器取り付け部２４と同じ位置に設けられる。なお、この実施形態において図１の実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
この実施形態においても図１の実施形態と同様の効果が得られる。

また、この実施形態では、ヨーク板状部１４の外側主面２２に外部機器取り付け部３４を別途取り付ける必要がないので、磁界回路装置の組み立てがさらに容易になる。
図１０に示す実施形態においても、図６〜図９に示す例を適用できることはいうまでもない。

さらに、ヨークは、たとえば、図１２（ａ）に示すヨーク１２ａのように１つの部材から構成されてもよく、図１２（ｂ）に示すヨーク１２ｂのように、一対のヨーク板状部１４とそれらを連結する一対の板状のヨーク連結部１６ａとから構成されてもよい。

この発明は、空隙を介して対向配置される一対のヨーク板状部の一方の空隙側主面に１つの永久磁石が配置されてなる磁気回路装置にも適用できることはいうまでもない。

この発明は、特に、取付面に厳しい平面度が要求される半導体露光装置等に用いられるリニアモータ用磁気回路装置に好適に用いられる。

（ａ）はこの発明の磁気回路装置の一実施形態を示す正面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図、（ｃ）はその側面図である。 ヨークが複数の部材からなる場合の一例を示す斜視図である。 外部機器取り付け部の一例を示す斜視図である。 図１の実施形態における外部機器取り付け部近傍を示す断面図解図である。 （ａ）は図１の実施形態における磁束の流れを示すＣ−Ｃ端面図であり、（ｂ）はヨーク板状部の外側主面における磁束密度分布を示す概念図である。 磁気回路装置の外部機器への取り付け例を示す図解図である。 外部機器取り付け部の他の例を示す斜視図である。 磁気回路装置の外部機器への取り付け例を示す図解図である。 磁気回路装置の外部機器への取り付け例を示す図解図である。 この発明の他の実施形態を示す正面図である。 図１０の実施形態における外部機器取り付け部近傍を示す断面図解図である。 （ａ）はヨークが一体的に形成されている場合の一例を示す斜視図であり、（ｂ）はヨークが複数の部材からなる場合の他の例を示す斜視図である。 （ａ）は従来技術の一例を示す正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。 従来技術の他の例を示す正面図である。

符号の説明

１０，１０ａ〜１０ｈ 磁気回路装置
１２，１２ａ，１２ｂ ヨーク
１４ ヨーク板状部
１６，１６ａ ヨーク連結部
１８ 空隙側主面
２０，２０ａ〜２０ｄ 永久磁石
２２ 外側主面
２４，２４ａ〜２４ｆ，３４ 外部機器取り付け部
２６ 外部機器取り付け孔
２８，３６ 外部機器取り付け部の端面
３２，３２ａ〜３２ｄ 外部機器
Ｇ 空隙

Claims (10)

1. 空隙を介して対向配置される一対のヨーク板状部を含むヨークと、前記一対のヨーク板状部の少なくともいずれか一方の空隙側主面に配置される永久磁石とを有する磁気回路装置において、
   前記一対のヨーク板状部の少なくともいずれか一方の外側主面に設けられ、端面が当該外側主面よりも突出した少なくとも一つの外部機器取り付け部を有することを特徴とする、磁気回路装置。
2. 前記ヨーク板状部に外部機器取り付け孔が設けられ、
   前記外部機器取り付け部がリング形状をし、かつ前記外部機器取り付け孔と同軸状に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の磁気回路装置。
3. 前記外部機器取り付け部は、前記永久磁石によって前記ヨーク板状部に生じる磁束密度分布に応じて配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の磁気回路装置。
4. 前記外部機器取り付け部は、前記ヨーク板状部の前記外側主面における磁束密度が前記外側主面全面における磁束密度の平均値よりも低い領域に設けられることを特徴とする、請求項３に記載の磁気回路装置。
5. 前記外部機器取り付け部は、前記空隙側主面上の前記永久磁石の位置に対応する前記外側主面上に設けられることを特徴とする、請求項１または２に記載の磁気回路装置。
6. 前記永久磁石は前記一対のヨーク板状部の少なくともいずれか一方の空隙側主面に、極性が交互に反転するように複数配列されることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の磁気回路装置。
7. 前記外部機器取り付け部が前記ヨーク板状部とは別部材からなることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の磁気回路装置。
8. 前記外部機器取り付け部が高耐食性材料からなることを特徴とする、請求項７に記載の磁気回路装置。
9. 前記外部機器取り付け部が高研削性材料からなることを特徴とする、請求項７に記載の磁気回路装置。
10. 少なくともいずれか一方の外側主面に外部機器取り付け部が設けられた一対のヨーク板状部を準備し、前記一対のヨーク板状部の少なくともいずれか一方の空隙側主面に永久磁石を配置して磁気回路装置を組み立てる工程、および
    組み立てられた前記磁気回路装置の前記外部機器取り付け部の端面に平面加工を施す工程を備える、磁気回路装置の製造方法。

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