JP5068494B2 - Linear motor and stage device - Google Patents

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本発明はリニアモータ及びステージ装置に係り、特にマグネットヨーク部を移動させる方式（ＭＭ方式）のリニアモータ及びリニアモータを用いたステージ装置に関する。   The present invention relates to a linear motor and a stage apparatus, and more particularly to a linear motor of a system (MM system) for moving a magnet yoke portion and a stage apparatus using the linear motor.

例えば、半導体製造装置や液晶製造装置等に用いられる精密位置決め装置などのステージ装置では、基板などの被加工物が載置されたステージを駆動する駆動手段としてリニアモータを用いており、ステージの両端を一対のリニアモータにより並進駆動制御している。   For example, in a stage apparatus such as a precision positioning apparatus used in a semiconductor manufacturing apparatus or a liquid crystal manufacturing apparatus, a linear motor is used as a driving means for driving a stage on which a workpiece such as a substrate is placed, and both ends of the stage are used. The translational drive is controlled by a pair of linear motors.

この種のリニアモータでは、複数のコイルが一列に配設されたコイル部と、コイル列に対向するように配置された複数の永久磁石が一列に配設されたマグネットヨーク部とから構成されている。そして、コイル部に通電されて電磁力が発生することにより、マグネットヨーク部の永久磁石に対して推力（駆動力）が発生する。   This type of linear motor includes a coil portion in which a plurality of coils are arranged in a row, and a magnet yoke portion in which a plurality of permanent magnets arranged to face the coil rows are arranged in a row. Yes. When the coil portion is energized and electromagnetic force is generated, thrust (driving force) is generated for the permanent magnet of the magnet yoke portion.

また、リニアモータの構成としては、マグネットヨーク部が固定側でコイル部が可動側となるムービングコイル(ＭＣ)型と、コイル部が固定側でマグネットヨーク部が可動側となるムービングマグネット(ＭＭ)型とがある。   The linear motor is composed of a moving coil (MC) type in which the magnet yoke part is the fixed side and the coil part is the movable side, and a moving magnet (MM) in which the coil part is the fixed side and the magnet yoke part is the movable side. There is a type.

マグネットヨーク部は、永久磁石を支持すると共に、磁気回路の磁路を形成するため、比較的比重の大きい機械構造用炭素鋼（例えば、Ｓ４５Ｃなど）や一般構造用圧延鋼材(例えば、ＳＳ４００など)の鉄系の磁性材により形成されている。さらに、マグネットヨーク部は、コイル部からの電磁力（反発力）やマグネット吸引力に対して十分な剛性を有するように永久磁石を支持する一対の磁性板、及び一対の磁性板間を連結する連結部の厚さを大きくしている。そのため、永久磁石を有するマグネットヨーク部を移動させるムービングマグネット(ＭＭ)型においては、可動部となるマグネットヨーク部の重量がかなり重くなっており、可動部の高速化及び応答性を高めるにはマグネットヨーク部の軽量化が要望されている（例えば、特許文献１参照）。   The magnet yoke part supports the permanent magnet and forms a magnetic path of the magnetic circuit, so that the mechanical structure carbon steel (for example, S45C) or the general structural rolled steel (for example, SS400) has a relatively large specific gravity. Made of an iron-based magnetic material. Further, the magnet yoke portion connects the pair of magnetic plates and the pair of magnetic plates that support the permanent magnet so as to have sufficient rigidity against the electromagnetic force (repulsive force) and the magnet attractive force from the coil portion. The thickness of the connecting part is increased. Therefore, in the moving magnet (MM) type that moves the magnet yoke part having a permanent magnet, the weight of the magnet yoke part that becomes a movable part is considerably heavy, and a magnet is required to increase the speed and response of the movable part. There is a demand for weight reduction of the yoke portion (see, for example, Patent Document 1).

マグネットヨーク部を軽量化する方法としては、例えば、マグネットヨーク部の厚さを薄くしてマグネットヨーク部の体積を減らす方法がある。
特開２００１−１４５３２８号公報 As a method of reducing the weight of the magnet yoke portion, for example, there is a method of reducing the volume of the magnet yoke portion by reducing the thickness of the magnet yoke portion.
JP 2001-145328 A

しかしながら、上記従来技術のようにマグネットヨーク部の体積を減らす方法では、永久磁石を支持する部分が薄くなることに伴う永久磁石間での磁束の漏れを防止するために補強用磁石を設けると共に、マグネットヨーク部の外面にリブを設けることにより強度不足を解消することになり、その分重量が増加してしまうという問題がある。   However, in the method of reducing the volume of the magnet yoke portion as in the above-described prior art, a reinforcing magnet is provided to prevent leakage of magnetic flux between the permanent magnets due to the thinned portion supporting the permanent magnet, By providing ribs on the outer surface of the magnet yoke portion, the lack of strength is eliminated, and there is a problem that the weight increases accordingly.

そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したリニアモータ及びステージ装置を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a linear motor and a stage device that solve the above-described problems.

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。   In order to solve the above problems, the present invention has the following means.

本発明は、
複数のコイルが保持されたコイル部と、
前記コイル部に対向するように永久磁石を保持する一対の磁性板と該一対の磁性板の端部を連結する連結部とからなるマグネットヨーク部と、を有し、前記一対の磁性板が前記コイル部の両側面に対向するように平行に配置されており、
前記コイル部に対して前記マグネットヨーク部を移動させるムービングマグネット方式のリニアモータにおいて、
前記磁性板よりも高い強度を有し、且つ軽い材質により形成された高強度部材を前記磁性板の外面に固着してなり、
前記高強度部材の接合面または前記磁性板の接合面に、前記高強度部材と前記磁性板との熱膨張係数の差による応力を分散させるための溝が所定間隔毎に設けられ、
前記高強度部材は、外面に上下方向に延在する一対のリブを有することを特徴とすることにより、上記課題を解決する。


The present invention
A coil portion in which a plurality of coils are held;
A pair of magnetic plates that hold a permanent magnet so as to face the coil portion, and a magnet yoke portion that connects end portions of the pair of magnetic plates, and the pair of magnetic plates It is arranged in parallel to face both sides of the coil part,
In a moving magnet type linear motor that moves the magnet yoke part relative to the coil part,
A high-strength member formed of a light material having a higher strength than the magnetic plate is fixed to the outer surface of the magnetic plate,
A groove for dispersing stress due to a difference in thermal expansion coefficient between the high-strength member and the magnetic plate is provided at a predetermined interval on the bonding surface of the high-strength member or the bonding surface of the magnetic plate .
The high-strength member solves the above problem by having a pair of ribs extending in the vertical direction on the outer surface .


前記高強度部材は、セラミックスにより形成されていることが望ましい。   The high strength member is preferably made of ceramics.

前記高強度部材は、前記磁性板の外面に形成された凹部に嵌合されることが望ましい。   The high-strength member is preferably fitted in a recess formed on the outer surface of the magnetic plate.

前記高強度部材は、前記磁性板を部分的に補強するように前記磁性板の外面の複数箇所に固着されることが望ましい。   The high-strength member is preferably fixed to a plurality of locations on the outer surface of the magnetic plate so as to partially reinforce the magnetic plate.

前記磁性板及び連結部は、線膨張係数が前記セラミックスの線膨張係数とほぼ同じ材質からなる磁性材により形成されることが望ましい。   The magnetic plate and the connecting part are preferably formed of a magnetic material made of a material whose linear expansion coefficient is substantially the same as that of the ceramic.

請求項１乃至５の何れかに記載のリニアモータをステージの駆動手段に用いたことを特徴とする。   A linear motor according to any one of claims 1 to 5 is used as a stage driving means.

本発明によれば、磁性板よりも高い強度を有し、且つ軽い材質により形成された高強度部材を磁性板の外面に固着するため、磁性板を薄くして可動側のマグネットヨーク部の軽量化を図ると共に、磁性板がコイル部の電磁力を受けて揺動しないように強固に補強することができる。
また、本発明によれば、高強度部材の接合面または磁性板の接合面に、高強度部材と磁性板との熱膨張係数の差による応力を分散させるための溝が所定間隔毎に設けられるため、熱膨張係数の差による割れを防止することができる。

According to the present invention, has a higher strength than the magnetic plate, and light for fixing the high-strength member formed of a material on the outer surface of the magnetic plate, lightweight magnet yoke portion of the movable and thin magnetic plate In addition, the magnetic plate can be firmly reinforced so as not to swing due to the electromagnetic force of the coil portion.
Further, according to the present invention, grooves for dispersing stress due to a difference in thermal expansion coefficient between the high-strength member and the magnetic plate are provided at predetermined intervals on the joint surface of the high-strength member or the magnetic plate. Therefore, it is possible to prevent cracking due to the difference in thermal expansion coefficient.

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は本発明によるリニアモータの一実施例が適用されたステージ装置の平面図である。図１に示されるように、ステージ装置１０は、ＸＹステージであり、コンクリート製の基礎上に固定されたベース１４と、ベース１４上を移動する可動部１６と、可動部１６の両端部をＹ方向に駆動する一対のリニアモータ２０とを有する。   FIG. 1 is a plan view of a stage apparatus to which an embodiment of a linear motor according to the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the stage apparatus 10 is an XY stage, and a base 14 fixed on a concrete base, a movable part 16 that moves on the base 14, and both ends of the movable part 16 are set to Y. And a pair of linear motors 20 driven in the direction.

可動部１６は、リニアモータ２０により駆動されるスライダ１８と、スライダ１８間を連結するように移動方向と直交するＸ方向に横架されたＹステージ２４と、Ｙステージ２４上をＸ方向に移動するＸステージ２６とを有する。   The movable portion 16 is moved by the slider 18 driven by the linear motor 20, the Y stage 24 horizontally mounted in the X direction orthogonal to the moving direction so as to connect the sliders 18, and the Y stage 24 moved in the X direction. And an X stage 26.

スライダ１８は、Ｙ方向に延在するガイド部３０にガイドされてＹ方向に摺動可能に支持されており、且つ駆動手段としてのリニアモータ２０からの推力（駆動力）によってＹ方向の移動を制御される。   The slider 18 is guided by a guide portion 30 extending in the Y direction and supported so as to be slidable in the Y direction, and moves in the Y direction by a thrust (driving force) from the linear motor 20 as a driving means. Be controlled.

可動部１６は、左右両端に設けられたスライダ１８がガイド部３０によりガイドされながらリニアモータ２０の駆動力によりＹ方向に駆動される。また、各リニアモータ２０は、可動部１６の両端に配置された一対のスライダ１８を並進させるように同一の駆動力を同時に発生させるように制御される。   The movable portion 16 is driven in the Y direction by the driving force of the linear motor 20 while the sliders 18 provided at both left and right ends are guided by the guide portion 30. Each linear motor 20 is controlled to simultaneously generate the same driving force so as to translate a pair of sliders 18 disposed at both ends of the movable portion 16.

図２はリニアモータ２０の構成を示す斜視図である。図２に示されるように、リニアモータ２０は、ムービングマグネット型（ＭＭ型）であり、ベース１４上に固定されるコイル部６０と、コイル部６０の延在方向に移動するマグネットヨーク部６２とから構成されている。コイル部６０は、複数のコイルが並設されており、マグネットヨーク部６２は、コイル部６０の側面に対向するように配置された永久磁石６８を有する。   FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the linear motor 20. As shown in FIG. 2, the linear motor 20 is a moving magnet type (MM type), a coil portion 60 fixed on the base 14, and a magnet yoke portion 62 that moves in the extending direction of the coil portion 60. It is composed of The coil unit 60 includes a plurality of coils arranged in parallel, and the magnet yoke unit 62 includes a permanent magnet 68 disposed to face the side surface of the coil unit 60.

また、コイル部６０は、駆動電圧の印加により永久磁石６８に対するＹ方向の推力（駆動力）を発生させる。従って、リニアモータ２０は、永久磁石６８に対するローレンツ力をコイル部６０から発生させることでＹ方向の駆動力をスライダ１８に付与するように構成されており、コイル部６０に印加される電圧を制御されることによりスライダ１８をＹ方向に一定速度で走行させるように駆動力を発生させることができる。   Further, the coil unit 60 generates a thrust (driving force) in the Y direction with respect to the permanent magnet 68 by applying a driving voltage. Therefore, the linear motor 20 is configured to apply a driving force in the Y direction to the slider 18 by generating a Lorentz force with respect to the permanent magnet 68 from the coil unit 60, and controls a voltage applied to the coil unit 60. As a result, the driving force can be generated so that the slider 18 travels at a constant speed in the Y direction.

図３はリニアモータ２０の構成を示す縦断面図である。図３に示されるように、リニアモータ２０のマグネットヨーク部６２は、コイル部６０に対向するように永久磁石６８を保持する一対の磁性板７０が、コイル部６０の両側面に対向するように平行に配置されている。   FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the linear motor 20. As shown in FIG. 3, the magnet yoke part 62 of the linear motor 20 has a pair of magnetic plates 70 that hold the permanent magnet 68 so as to face the coil part 60 so that both side surfaces of the coil part 60 face each other. They are arranged in parallel.

一対の磁性板７０は、厚さ寸法Ｔ１が従来の厚さＴ２よりも半分以下に薄く形成されている（Ｔ１＜Ｔ２）。磁性板７０の外面には、薄くなった磁性板７０を補強するセラミックス板８０が接着またはロウ付けなどにより固着されている。セラミックス板８０は、磁性板７０よりも高い強度（剛性）を有し、且つ軽い材質により形成された高強度部材であり、磁性板７０の外面に接着により一体化される。   The pair of magnetic plates 70 are formed so that the thickness dimension T1 is thinner than half of the conventional thickness T2 (T1 <T2). A ceramic plate 80 that reinforces the thinned magnetic plate 70 is fixed to the outer surface of the magnetic plate 70 by bonding or brazing. The ceramic plate 80 is a high-strength member made of a light material having higher strength (rigidity) than the magnetic plate 70 and is integrated with the outer surface of the magnetic plate 70 by bonding.

また、一対の磁性板７０の底部間には、セラミックスからなる下部連結部９０によって連結されている。また、一対の磁性板７０の上部間には、セラミックスからなる上部連結部１００が横架されるように固着されている。この磁性板７０は、例えば、線膨張係数がセラミックス板８０の線膨張係数とほぼ同じとなる材質の磁性材（例えば、コバール（Kovar）など）よりなる。上記コバールは、鉄にニッケル、コバルトを配合した合金であり、常温付近での熱膨張率が金属のなかで低く、セラミックス板８０の線膨張係数と近似しており、セラミックスの線膨張係数は７.５（１×１０−６/Ｋ）、コバールの線膨張係数は５．０（１×１０−６/Ｋ）である。 Further, the bottom portions of the pair of magnetic plates 70 are connected by a lower connecting portion 90 made of ceramics. Further, between the upper portions of the pair of magnetic plates 70, an upper connecting portion 100 made of ceramics is fixed so as to be horizontally mounted. The magnetic plate 70 is made of, for example, a magnetic material (for example, Kovar) having a linear expansion coefficient that is substantially the same as the linear expansion coefficient of the ceramic plate 80. The Kovar is an alloy in which nickel and cobalt are blended with iron, has a low coefficient of thermal expansion around normal temperature, is close to the linear expansion coefficient of the ceramic plate 80, and the linear expansion coefficient of the ceramic is 7 0.5 (1 × 10 −6 / K), the coefficient of linear expansion of Kovar is 5.0 (1 × 10 −6 / K).

図４は図３中IV-IV線に沿ってマグネットヨーク部６２の上部を切断した状態を示す斜視図である。図４に示されるように、マグネットヨーク部６２は、磁性板７０の外面全体にセラミックス板８０が固着されて一体的に接合されている。従って、マグネットヨーク部６２は、磁性板７０を薄くして磁性材の体積が減少した分、軽量化が図られている。また、磁性板７０の厚さが従来のものよりも薄く形成されているのに拘わらず、セラミックス板８０を接合することで、磁性板７０の強度が従来のものとほぼ同じかそれ以上となるように補強されており、磁性板７０がＸ方向に揺動することが防止される。さらに、セラミックス板８０は、鉄などの金属よりも比重が小さくなっており、マグネットヨーク部６２の重量増加を抑制することが可能になる。   FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the upper portion of the magnet yoke portion 62 is cut along the line IV-IV in FIG. As shown in FIG. 4, the magnet yoke portion 62 is integrally bonded to the entire outer surface of the magnetic plate 70 with a ceramic plate 80 fixed thereto. Accordingly, the magnet yoke portion 62 is reduced in weight by reducing the volume of the magnetic material by making the magnetic plate 70 thinner. Even if the magnetic plate 70 is formed thinner than the conventional one, the strength of the magnetic plate 70 is almost the same as or higher than that of the conventional one by bonding the ceramic plate 80. The magnetic plate 70 is prevented from swinging in the X direction. Furthermore, the ceramic plate 80 has a specific gravity smaller than that of a metal such as iron, so that an increase in the weight of the magnet yoke portion 62 can be suppressed.

図５は実施例２を示す斜視図である。図６は磁性板７０とセラミックス板８０との接合部分を拡大して示す平面図である。   FIG. 5 is a perspective view showing the second embodiment. FIG. 6 is an enlarged plan view showing a joint portion between the magnetic plate 70 and the ceramic plate 80.

図５及び図６に示されるように、実施例２のマグネットヨーク部６２は、磁性板７０に接合されるセラミックス板８０の内面８２に上下方向に延在する溝８４が所定間隔毎に設けられている。この溝８４と磁性板７０とにより形成された複数の隙間８６は、磁性板７０が熱膨張したときセラミックス板８０に応力を分散させるものであり、応力が１箇所に集中しないようにしている。すなわち、溝８４は、磁性板７０とセラミックス板８０との熱膨張率の差によりセラミックス板８０が割れることを防止するための逃げ部である。   As shown in FIGS. 5 and 6, in the magnet yoke portion 62 of the second embodiment, grooves 84 extending in the vertical direction are provided at predetermined intervals on the inner surface 82 of the ceramic plate 80 joined to the magnetic plate 70. ing. The plurality of gaps 86 formed by the grooves 84 and the magnetic plate 70 are used to disperse stress in the ceramic plate 80 when the magnetic plate 70 is thermally expanded, so that the stress is not concentrated in one place. That is, the groove 84 is an escape portion for preventing the ceramic plate 80 from cracking due to the difference in thermal expansion coefficient between the magnetic plate 70 and the ceramic plate 80.

そのため、マグネットヨーク部６２を移動させる際の熱により磁性板７０が熱膨張した場合でも比較的脆い性質を有するセラミックス板８０が熱膨張率の差によって割れはない。   Therefore, even when the magnetic plate 70 thermally expands due to heat when moving the magnet yoke portion 62, the ceramic plate 80 having a relatively brittle property is not cracked due to the difference in thermal expansion coefficient.

また、上記溝８４は、セラミックス板８０に設ける代わりに、セラミックス板８０が接合される磁性板７０の外面に形成するようにしても良い。   Further, the groove 84 may be formed on the outer surface of the magnetic plate 70 to which the ceramic plate 80 is joined, instead of being provided in the ceramic plate 80.

図７は実施例３を示す斜視図である。図７に示されるように、実施例３では、磁性板７０の外面に凹部７２が所定間隔で設けられており、凹部７２が形成された部分の厚さが薄くなっている。これにより、磁性板７０の軽量化が図られている。また、各凹部７２と凹部７２との間には、リブ７４が突出している。そして、各凹部７２には、小片化されたサイズの小さいセラミック板１１０が嵌合固定されている。従って、マグネットヨーク部６２は、凹部７２を設けることで磁性材の体積が減少した分、軽量化が図られている。また、磁性板７０の厚さが従来のものよりも薄く形成されているのに拘わらず、セラミックス板１１０を接合することで、磁性板７０の強度が従来のものとほぼ同じとなるように補強されており、駆動時に磁性板７０がＸ方向に揺動することや撓むことが防止される。   FIG. 7 is a perspective view showing the third embodiment. As shown in FIG. 7, in Example 3, the recesses 72 are provided at predetermined intervals on the outer surface of the magnetic plate 70, and the thickness of the portion where the recesses 72 are formed is thin. Thereby, weight reduction of the magnetic board 70 is achieved. In addition, ribs 74 protrude between the recesses 72 and the recesses 72. In each recess 72, a small-sized ceramic plate 110 is fitted and fixed. Therefore, the magnet yoke portion 62 is reduced in weight by reducing the volume of the magnetic material by providing the recess 72. In addition, the magnetic plate 70 is reinforced so that the strength of the magnetic plate 70 is substantially the same as that of the conventional plate by bonding the ceramic plate 110, even though the thickness of the magnetic plate 70 is thinner than that of the conventional plate. Thus, the magnetic plate 70 is prevented from swinging or bending in the X direction during driving.

このように磁性材７０に凹部７２を設けることにより軽量化することができると共に、セラミック板１１０を凹部７２に嵌合させ、接着またはロウ付けなどで接合することにより、磁性板７０が電磁力の作用による揺動や、吸引力による撓みが抑えられるように補強することができる。また、各セラミック板１１０は、凹部７２に合わせてＹ方向幅寸法が小さくなっているので、マグネットヨーク部６２を移動させる際の熱により磁性板７０が熱膨張した場合でも、磁性板７０の熱膨張量が複数のセラミックス板１１０に分散されるため、セラミックス板１１０が熱膨張率の差によって割れることが防止される。   In this way, the magnetic material 70 can be reduced in weight by providing the concave portion 72, and the ceramic plate 110 can be fitted into the concave portion 72 and bonded by bonding or brazing, so that the magnetic plate 70 can be made of electromagnetic force. It is possible to reinforce such that swinging due to action and bending due to suction force are suppressed. In addition, since each ceramic plate 110 has a width dimension in the Y direction that is small in accordance with the concave portion 72, even if the magnetic plate 70 is thermally expanded due to heat when moving the magnet yoke portion 62, the heat of the magnetic plate 70 is increased. Since the expansion amount is dispersed in the plurality of ceramic plates 110, the ceramic plates 110 are prevented from cracking due to a difference in thermal expansion coefficient.

また、リブ７４は、磁性材７０を補強する補強用リブとして機能すると共に、セラミックス板１１０のＹ方向端面に当接して接合されるため、磁性材７０の凹部７２とセラミックス板１１０と接合強度をより高める保持部としても機能している。   The rib 74 functions as a reinforcing rib that reinforces the magnetic material 70 and is joined in contact with the Y-direction end surface of the ceramic plate 110, so that the bonding strength between the concave portion 72 of the magnetic material 70 and the ceramic plate 110 is increased. It also functions as a higher holding part.

図８は実施例４を示す斜視図である。図８に示されるように、実施例４では、磁性材７０の凹部７２には、Ｙ方向の幅が小さく形成されたセラミックス板１２０が２枚ずつ接着またはロウ付けなどにより接合されている。従って、マグネットヨーク部６２は、凹部７２を設けることで磁性材の体積が減少した分、軽量化が図られている。また、磁性板７０の厚さが従来のものよりも薄く形成されているのに拘わらず、セラミックス板１２０を接合することで、磁性板７０の強度が従来のものとほぼ同じとなるように補強されており、駆動時に磁性板７０がＸ方向に揺動することや撓むことが防止される。   FIG. 8 is a perspective view showing the fourth embodiment. As shown in FIG. 8, in Example 4, two ceramic plates 120 each having a small width in the Y direction are joined to the recess 72 of the magnetic material 70 by bonding or brazing. Therefore, the magnet yoke portion 62 is reduced in weight by reducing the volume of the magnetic material by providing the recess 72. In addition, the magnetic plate 70 is reinforced so that the strength of the magnetic plate 70 is substantially the same as that of the conventional plate by bonding the ceramic plate 120, although the thickness of the magnetic plate 70 is smaller than that of the conventional plate. Thus, the magnetic plate 70 is prevented from swinging or bending in the X direction during driving.

凹部７２内に接合された２枚のセラミックス板１２０間には、間隔Ｓが形成される。この間隔Ｓは、２枚のセラミックス板１２０が互いに干渉しないようにしており、磁性板７０の熱膨張がセラミックス板１２０間に作用することを防止している。   A space S is formed between the two ceramic plates 120 joined in the recess 72. This interval S prevents the two ceramic plates 120 from interfering with each other, and prevents the thermal expansion of the magnetic plate 70 from acting between the ceramic plates 120.

このように磁性材７０に凹部７２を設けることにより軽量化することができると共に、２枚のセラミック板１２０を凹部７２に嵌合させることにより、磁性板７０が電磁力の作用による揺動や、吸引力による撓みが抑えられるように補強することができる。また、２枚合わせたセラミック板１２０のＹ方向幅は、凹部７２のＹ方向幅よりも小さくなっているので、マグネットヨーク部６２を移動させる際の熱により磁性板７０が熱膨張した場合でも、磁性板７０の熱膨張量が複数のセラミックス板１２０に分散され、且つセラミックス板１２０間に間隔Ｓが介在するため、セラミックス板１２０が熱膨張率の差によって割れることが防止される。   Thus, by providing the concave portion 72 in the magnetic material 70, the weight can be reduced, and by fitting the two ceramic plates 120 into the concave portion 72, the magnetic plate 70 can be swung by the action of electromagnetic force, It can reinforce so that the bending by a suction force may be suppressed. Further, since the Y-direction width of the two ceramic plates 120 combined is smaller than the Y-direction width of the recess 72, even when the magnetic plate 70 is thermally expanded due to heat when moving the magnet yoke portion 62, Since the thermal expansion amount of the magnetic plate 70 is dispersed in the plurality of ceramic plates 120 and the interval S is interposed between the ceramic plates 120, the ceramic plate 120 is prevented from being broken due to a difference in thermal expansion coefficient.

図９は実施例５を示す斜視図である。図９に示されるように、実施例５では、磁性材７０の外面に複数のセラミックス板１３０が所定間隔毎に接合されている。各セラミックス板１３０間には、間隔Ｓが介在しており、磁性板７０の熱膨張が各セラミックス板１３０に分散されると共に、各セラミックス板１３０が互いに干渉しないようにしている。   FIG. 9 is a perspective view showing the fifth embodiment. As shown in FIG. 9, in Example 5, a plurality of ceramic plates 130 are bonded to the outer surface of the magnetic material 70 at predetermined intervals. A space S is interposed between the ceramic plates 130 so that the thermal expansion of the magnetic plate 70 is dispersed in the ceramic plates 130 and the ceramic plates 130 do not interfere with each other.

さらに、セラミックス板１３０は、外面に上下方向に延在する一対のリブ１３２を有する。そのため、セラミックス板１３０は、Ｙ方向幅を小さくして小片化されているが、Ｘ方向の剛性が高められており、駆動時に磁性板７０がＸ方向に揺動や撓むことを防止することができる。   Further, the ceramic plate 130 has a pair of ribs 132 extending in the vertical direction on the outer surface. Therefore, although the ceramic plate 130 is reduced in size by reducing the width in the Y direction, the rigidity in the X direction is increased, and the magnetic plate 70 is prevented from swinging or bending in the X direction during driving. Can do.

このように磁性材７０を薄くすることにより軽量化することができると共に、各セラミックス板１３０を所定間隔で磁性板７０の外面に接合することにより、磁性板７０が電磁力の作用による揺動や、吸引力による撓みが抑えられるように補強することができる。また、各セラミック板１３０間には、間隔Ｓがあるため、磁性板７０が熱膨張した場合でも、磁性板７０の熱膨張量が複数のセラミックス板１３０に分散され、セラミックス板１３０が熱膨張率の差によって割れることが防止される。   Thus, the magnetic material 70 can be reduced in weight, and the ceramic plate 130 can be joined to the outer surface of the magnetic plate 70 at a predetermined interval. Further, it can be reinforced so that the bending due to the suction force is suppressed. Further, since there is a space S between the ceramic plates 130, even when the magnetic plate 70 is thermally expanded, the thermal expansion amount of the magnetic plate 70 is dispersed among the plurality of ceramic plates 130, and the ceramic plate 130 has a coefficient of thermal expansion. It is prevented from cracking due to the difference of.

上記実施例では、ステージ装置に用いられるリニアモータを一例として挙げたが、これに限らず、他の装置の駆動手段として用いられるリニアモータにも本発明を適用できるのは勿論である。   In the above embodiment, the linear motor used in the stage apparatus is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can of course be applied to a linear motor used as driving means for other apparatuses.

また、上記実施例では、マグネットヨーク部６２の磁性材にコバールを用いた場合を一例として挙げたが、これに限らず、線膨張係数がセラミックスのものに近い他の磁性材を用いても良いのは勿論である。   In the above-described embodiment, the case where Kovar is used as the magnetic material of the magnet yoke portion 62 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and other magnetic materials having a linear expansion coefficient close to that of ceramics may be used. Of course.

本発明によるリニアモータの一実施例が適用されたステージ装置の平面図である。1 is a plan view of a stage apparatus to which an embodiment of a linear motor according to the present invention is applied. リニアモータ２０の構成を示す斜視図である。2 is a perspective view showing a configuration of a linear motor 20. FIG. リニアモータ２０の構成を示す縦断面図である。2 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a linear motor 20. FIG. 図３中IV-IV線に沿ってマグネットヨーク部６２の上部を切断した状態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a state in which an upper portion of a magnet yoke section 62 is cut along line IV-IV in FIG. 3. 実施例２を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing Example 2. 磁性板７０とセラミックス板８０との接合部分を拡大して示す平面図である。4 is an enlarged plan view showing a joint portion between a magnetic plate 70 and a ceramic plate 80. FIG. 実施例３を示す斜視図である。10 is a perspective view showing Example 3. FIG. 実施例４を示す斜視図である。10 is a perspective view showing Example 4. FIG. 実施例５を示す斜視図である。10 is a perspective view showing Example 5. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０ ステージ装置
１６ 可動部
１８ スライダ
２０ リニアモータ
３０ ガイド部
６０ コイル部
６２ マグネットヨーク部
６８ 永久磁石
７０ 磁性板
７２ 凹部
７４ リブ
８０，１１０，１２０，１３０ セラミックス板
８４ 溝
８６ 隙間
９０ 下部連結部
１００ 上部連結部
１３２ リブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stage device 16 Movable part 18 Slider 20 Linear motor 30 Guide part 60 Coil part 62 Magnet yoke part 68 Permanent magnet 70 Magnetic plate 72 Recess 74 Rib 80, 110, 120, 130 Ceramics plate 84 Groove 86 Clearance 90 Lower connection part 100 Upper part Connecting part 132 rib

Claims (6)

複数のコイルが保持されたコイル部と、
前記コイル部に対向するように永久磁石を保持する一対の磁性板と該一対の磁性板の端部を連結する連結部とからなるマグネットヨーク部と、を有し、前記一対の磁性板が前記コイル部の両側面に対向するように平行に配置されており、
前記コイル部に対して前記マグネットヨーク部を移動させるムービングマグネット方式のリニアモータにおいて、
前記磁性板よりも高い強度を有し、且つ軽い材質により形成された高強度部材を前記磁性板の外面に固着してなり、
前記高強度部材の接合面または前記磁性板の接合面に、前記高強度部材と前記磁性板との熱膨張係数の差による応力を分散させるための溝が所定間隔毎に設けられ、
前記高強度部材は、外面に上下方向に延在する一対のリブを有することを特徴とするリニアモータ。 A coil portion in which a plurality of coils are held;
A pair of magnetic plates that hold a permanent magnet so as to face the coil portion, and a magnet yoke portion that connects end portions of the pair of magnetic plates, and the pair of magnetic plates It is arranged in parallel to face both sides of the coil part,
In a moving magnet type linear motor that moves the magnet yoke part relative to the coil part,
A high-strength member formed of a light material having a higher strength than the magnetic plate is fixed to the outer surface of the magnetic plate,
A groove for dispersing stress due to a difference in thermal expansion coefficient between the high-strength member and the magnetic plate is provided at a predetermined interval on the bonding surface of the high-strength member or the bonding surface of the magnetic plate .
The high-strength member has a pair of ribs extending in the vertical direction on the outer surface . 前記高強度部材は、セラミックスにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the high-strength member is made of ceramics. 前記高強度部材は、前記磁性板の外面に形成された凹部に嵌合されることを特徴とする請求項１または２に記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the high-strength member is fitted into a recess formed in an outer surface of the magnetic plate. 前記高強度部材は、前記磁性板を部分的に補強するように前記磁性板の外面の複数箇所に固着されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the high-strength member is fixed to a plurality of locations on the outer surface of the magnetic plate so as to partially reinforce the magnetic plate. 前記磁性板及び連結部は、線膨張係数が前記セラミックスの線膨張係数とほぼ同じ材質からなる磁性材により形成されることを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 2, wherein the magnetic plate and the connecting portion are formed of a magnetic material made of a material having a linear expansion coefficient substantially the same as that of the ceramic. 請求項１乃至５の何れかに記載のリニアモータをステージの駆動手段に用いたことを特徴とするステージ装置。   6. A stage apparatus using the linear motor according to claim 1 as a stage driving means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03243163A (en) * 1990-02-19 1991-10-30 Fuji Electric Co Ltd Linear dc motor
JP2580899B2 (en) * 1991-09-12 1997-02-12 三菱電機株式会社 Guide device for linear motor type elevator
JPH06342842A (en) * 1993-05-31 1994-12-13 Tokyo Electron Ltd Lamination structure in processor
JPH0842249A (en) * 1994-07-29 1996-02-13 Matsushita Electric Works Ltd Linear motor type power door device
JP3592292B2 (en) * 1997-03-06 2004-11-24 キヤノン株式会社 Stage apparatus and exposure apparatus having a linear motor
JPH11146631A (en) * 1997-11-06 1999-05-28 Fuji Electric Co Ltd Linear motor with driver for slide door
JP3838813B2 (en) * 1999-04-12 2006-10-25 株式会社Ｎｅｏｍａｘ Linear actuator
JP3860686B2 (en) * 1999-09-30 2006-12-20 株式会社ジェイテクト Cooling device for electromagnetic coil in linear motor
JP2001145328A (en) * 1999-11-17 2001-05-25 Nikon Corp Linear motor, and stage apparatus and aligner therewith
JP2002176761A (en) * 2000-12-08 2002-06-21 Canon Inc Linear motor and aligner using the same
JP2002299495A (en) * 2001-03-30 2002-10-11 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor circuit board
JP2004040874A (en) * 2002-07-01 2004-02-05 Nikon Corp Linear motor, stage arrangement, and aligner
WO2006035835A1 (en) * 2004-09-29 2006-04-06 Nikon Corporation Magnetic field generation device, electromagnetic actuator, stage device, exposure device, and device manufacturing method

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