JP5436809B2 - Linear motor - Google Patents

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Description

本発明は、ステージ装置の駆動部等に利用されるリニアモータに関するものである。   The present invention relates to a linear motor used for a drive unit or the like of a stage device.

従来、このような分野の技術として、特開2003−88088号公報がある。この公報に記載されたリニアモータは、例えば半導体素子の表面に回路パターンを描画するための電子ビーム描画システムに組み込まれ、電子ビームを照射する電子銃に対して半導体素子の位置を調整するステージ装置を駆動させるものである。このリニアモータは、ステージ装置のベースに固定されると共に、互いに対向する第1の側壁部及び第2の側壁部と第1の側壁部及び第2の側壁部を連結する連結部とからなるコの字状のヨークと、第1の側壁部の内面に固定された一列の第1の永久磁石群と、第1の永久磁石群に対向するように第2の側壁部の内面に固定された一列の第2の永久磁石群と、第1の永久磁石群と第2の永久磁石群との間に配置されると共に、ベース上を移動するステージに連結されたコイルユニットと、ヨークの周囲に設けられ、第1及び第2の永久磁石群とコイルユニットとから生じる磁束が外部へ漏れることを防止するためのシールド体とを備えている。ヨークが固定されるステージ装置のベースは、上方に開口した断面コの字形状をなしており、コの字状のヨークは、第1の側壁部の角部がベースの内側の隅部に突き当てられた状態でベースに固定されている。
特開2003−88088号公報
Conventionally, there exists Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-88088 as a technique of such a field | area. The linear motor described in this publication is incorporated in an electron beam drawing system for drawing a circuit pattern on the surface of a semiconductor element, for example, and adjusts the position of the semiconductor element with respect to an electron gun that irradiates the electron beam Is driven. The linear motor is fixed to the base of the stage apparatus, and includes a first side wall part and a second side wall part facing each other, and a coupling part that connects the first side wall part and the second side wall part. A U-shaped yoke, a row of first permanent magnet groups fixed to the inner surface of the first side wall portion, and an inner surface of the second side wall portion so as to face the first permanent magnet group A row of second permanent magnet groups, a coil unit disposed between the first permanent magnet group and the second permanent magnet group and coupled to a stage moving on the base; and around the yoke And a shield body for preventing magnetic flux generated from the first and second permanent magnet groups and the coil unit from leaking to the outside. The base of the stage apparatus to which the yoke is fixed has a U-shaped cross section opened upward, and the U-shaped yoke has a corner portion of the first side wall portion protruding into a corner portion inside the base. It is fixed to the base in the applied state.
JP 2003-88088 A

ところで、前述した従来のリニアモータに設けられた第1の永久磁石群と第2の永久磁石群とは、N極とS極とが交互に配列されている。また、第1の永久磁石群と第2の永久磁石群とは、永久磁石のN極とS極とが対向するように配置されている。そして、第1の永久磁石群と第2の永久磁石群との間に吸引力が生じ、この吸引力によって、第1の側壁部及び第2の側壁部はそれぞれ内側に倒れこむ方向に応力を受ける。そして、ベースの内側の隅部に第1の側壁部の角部を突き当て、ベースに対してヨークの位置決めを行うにあたり、ベースに突き当てられた第1の側壁部の倒れこみ変形量と比べて、第2の側壁部の倒れこみ変形量が大きくなるため、コイルユニットを中心とした第1の永久磁石群と第2の永久磁石群との対称性が崩れてしまう。コイルユニットを中心とした第1の永久磁石群と第2の永久磁石群との対称性が崩れると、コイルユニットの設計上の移動方向とコイルユニットに作用するローレンツ力の向きとの誤差が大きくなるため、コイルユニットのスムーズな移動が妨げられ、リニアモータの信頼性が低下するという問題があった。   By the way, in the first permanent magnet group and the second permanent magnet group provided in the above-described conventional linear motor, N poles and S poles are alternately arranged. Further, the first permanent magnet group and the second permanent magnet group are arranged so that the N pole and the S pole of the permanent magnet face each other. And attraction force arises between the 1st permanent magnet group and the 2nd permanent magnet group, and by this attraction force, stress is applied in the direction in which the 1st side wall part and the 2nd side wall part fall inward, respectively. receive. Then, the corner of the first side wall is abutted against the inner corner of the base, and the positioning of the yoke with respect to the base is compared with the amount of collapse deformation of the first side wall abutted against the base. As a result, the amount of deformation of the collapse of the second side wall portion increases, so that the symmetry between the first permanent magnet group and the second permanent magnet group centering on the coil unit is lost. If the symmetry between the first permanent magnet group and the second permanent magnet group centered on the coil unit is lost, the error between the design moving direction of the coil unit and the direction of the Lorentz force acting on the coil unit becomes large. Therefore, there has been a problem that smooth movement of the coil unit is hindered and the reliability of the linear motor is lowered.

本発明は、信頼性の向上を図るようにしたリニアモータを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a linear motor that is designed to improve reliability.

本発明のリニアモータは、一列の第1のマグネット群と、第1のマグネット群に対向して配列され、第1のマグネット群と異なる磁極が対向するように配置された一列の第2のマグネット群と、第1のマグネット群と第2のマグネット群とを支持すると共に構造物に固定されるヨークと、第1のマグネット群と第2のマグネット群との間に配置されたコイルと、を有するリニアモータにおいて、ヨークは、一方の側面に第1のマグネット群が固定されると共に、他方の側面が構造物に対向する第1のサイドヨークと、一方の側面に第2のマグネット群が固定された第2のサイドヨークと、第1のサイドヨークと第2のサイドヨークとが固定されたベースヨークとを有し、ベースヨークには、第1及び第2のマグネット群の対向方向に突出する位置決め用突出部が設けられ、突出部の先端面は、第1のサイドヨークの他方の側面から突出しており、当該先端面が構造物に当接することにより、ヨークが第1及び第2のマグネット群の対向方向で位置決めされることを特徴とする。 The linear motor of the present invention includes a row of first magnet groups and a row of second magnets arranged so as to be opposed to the first magnet group and so that magnetic poles different from those of the first magnet group are opposed to each other. A group, a yoke that supports the first magnet group and the second magnet group and is fixed to the structure, and a coil disposed between the first magnet group and the second magnet group, in the linear motor having a yoke is Rutotomoni are first magnet group on one side is fixed, and the first side yoke and the other side faces the structure, the second magnet group on one side fixed And a base yoke to which the first side yoke and the second side yoke are fixed. The base yoke protrudes in the opposing direction of the first and second magnet groups. Do Protrusions for Me-decided is provided, the distal end surface of the protruding portion protrudes from the other side of the first side yoke, by which the front end surface is brought into contact with the structure, yoke of the first and second Positioning is performed in the facing direction of the magnet group .

本発明のリニアモータによれば、例えばステージ装置のヨーク収納部(構造物)にヨークを位置決め固定するにあたって、ベースヨークと突出部の先端面とをヨーク収納部の壁面に突き当てると、第1のサイドヨーク及び第2のサイドヨークをヨーク収納部に対して非接触な状態にすることができる。その結果、第1のマグネット群と第2のマグネット群との間に生じる吸引力によって、第1のサイドヨークと第2のサイドヨークとが内側に倒れ込むように変形しても、第1のサイドヨーク及び第2のサイドヨークの変形量はほぼ同じになるので、第1のマグネット群と第2のマグネット群との対称性を保つことができ、コイルと第1のマグネット群との間隔と、コイルと第2のマグネット群との間隔とを等しい状態に保つことができる。これにより、コイルの設計上の移動方向とコイルに作用するローレンツ力の向きとの誤差が大きくなることが抑制されるので、コイルのスムーズな移動が確保され、リニアモータの信頼性の向上が図られる。さらに、第1のサイドヨークと第2のサイドヨークとが内側に倒れこみ変形しても、ベースヨークと突出部の先端面とによる突き当て精度にはほとんど影響がないので、コイルと第1のマグネット群との間隔と、コイルと第2のマグネット群との間隔とを等しい状態に保つことができる。このことは、結果としてリニアモータの信頼性の向上に寄与する。 According to the linear motor of the present invention, for example, when the yoke is positioned and fixed to the yoke housing portion (structure) of the stage device, the base yoke and the tip end surface of the protruding portion abut against the wall surface of the yoke housing portion. The side yoke and the second side yoke can be brought into a non-contact state with respect to the yoke housing portion. As a result, even if the first side yoke and the second side yoke are deformed so as to fall inward by the attractive force generated between the first magnet group and the second magnet group, the first side Since the deformation amounts of the yoke and the second side yoke are substantially the same, the symmetry between the first magnet group and the second magnet group can be maintained, and the distance between the coil and the first magnet group, The distance between the coil and the second magnet group can be kept equal. This suppresses an increase in error between the coil design movement direction and the direction of the Lorentz force acting on the coil, ensuring smooth movement of the coil and improving the reliability of the linear motor. It is done. In addition, even if the first side yoke and the second side yoke are collapsed inwardly and deformed, there is almost no influence on the abutting accuracy between the base yoke and the tip end surface of the protruding portion. The distance between the magnet group and the distance between the coil and the second magnet group can be kept equal. This contributes to the improvement of the reliability of the linear motor as a result.

また、突出部は、第1のサイドヨーク及び第2のサイドヨークのうち少なくとも一方を貫通して、サイドヨークの外面から突出部の先端面が突出していると好適である。このような構成により、ベースヨークの突出部をサイドヨークの下方や側方から突出させる場合と比べて、ベースヨークの小型化すなわちリニアモータの小型化が図られる。   In addition, it is preferable that the protruding portion penetrates at least one of the first side yoke and the second side yoke, and the tip end surface of the protruding portion protrudes from the outer surface of the side yoke. With such a configuration, it is possible to reduce the size of the base yoke, that is, the size of the linear motor, as compared with the case where the protruding portion of the base yoke protrudes from the side or the side of the side yoke.

また、位置決め用突出部は、ベースヨークと一体に設けられていると好適である。このような構成によれば、突出部の先端面とベースヨークとを高精度な位置関係にすることができるので、ヨーク収納部に対するヨークの位置決めを精度良く行うことができる。また、リニアモータの構造の簡素化と共に、リニアモータの組立て作業の迅速化が図られる。   The positioning protrusion is preferably provided integrally with the base yoke. According to such a configuration, since the tip end surface of the protruding portion and the base yoke can be in a highly accurate positional relationship, the positioning of the yoke with respect to the yoke housing portion can be performed with high accuracy. In addition to simplifying the structure of the linear motor, the assembly work of the linear motor can be speeded up.

また、位置決め用突出部は、ベースヨークと別体に設けられていると好適である。このような構成によれば、突出部の長さや材質の選択が容易であり、このことは、リニアモータの汎用性の向上に寄与する。   In addition, it is preferable that the positioning protrusion is provided separately from the base yoke. According to such a configuration, it is easy to select the length and material of the protruding portion, which contributes to improvement of the versatility of the linear motor.

本発明によれば、リニアモータの信頼性の向上を図ることができる。   According to the present invention, the reliability of the linear motor can be improved.

以下、図面を参照しつつ本発明に係るリニアモータを備えたXYステージ装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面に示すように、X軸及びY軸は水平面上で互いに90度をなし、鉛直方向をZ軸方向と定め、以下必要な場合にX軸、Y軸、Z軸を用いる。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an XY stage apparatus including a linear motor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, as shown in the drawings, the X axis and the Y axis are 90 degrees on the horizontal plane, the vertical direction is defined as the Z axis direction, and the X axis, Y axis, and Z axis are used below when necessary.

[第1の実施形態]
図1に示すように、ステージ装置1は、ベース2のX軸方向における両側に配置された枠部3と、ベース2上に並設されてY軸方向に延在する一対の石定盤5と、石定盤5に沿ってY軸方向へ移動する可動ステージ7と、可動ステージ7の駆動部として機能する一対のリニアモータ8と、を備えている。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the stage device 1 includes a frame portion 3 disposed on both sides of the base 2 in the X-axis direction, and a pair of stone surface plates 5 that are arranged side by side on the base 2 and extend in the Y-axis direction. And a movable stage 7 that moves in the Y-axis direction along the stone surface plate 5, and a pair of linear motors 8 that function as a drive unit for the movable stage 7.

図1及び図2に示すように、リニアモータ8は、可動ステージ7のX軸方向における外側でY軸方向に延在するヨーク40と、可動ステージ7に連結されたコイルユニット50とから構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the linear motor 8 includes a yoke 40 extending in the Y-axis direction outside the movable stage 7 in the X-axis direction, and a coil unit 50 connected to the movable stage 7. ing.

リニアモータ8の固定子として機能するヨーク40は、枠部3の上端に形成されたヨーク収納部(構造物)33に配置されている。ヨーク収納部33は、XY平面と平行な底面33aを有する底部33bと、X軸方向における外側で底面33aからZ軸方向に突出する側壁33cとからなる。ヨーク収納部33は、底面33aと側壁33cの側面33dとによって断面L字状に構成されている。 The yoke 40 that functions as a stator of the linear motor 8 is disposed in a yoke housing part (structure) 33 formed at the upper end of the frame part 3. The yoke storage portion 33 includes a bottom portion 33b having a bottom surface 33a parallel to the XY plane, and a side wall 33c that protrudes in the Z-axis direction from the bottom surface 33a outside in the X-axis direction. The yoke storage portion 33 is formed in an L-shaped cross section by a bottom surface 33a and a side surface 33d of the side wall 33c.

図2〜図5に示すように、ヨーク40は、ボルト45によってヨーク収納部33の側壁33cに固定されるベースヨーク41と、Z軸方向におけるベースヨーク41の一方の端部からX軸方向に突出する板状の第1のサイドヨーク42と、第1のサイドヨークと対向するようにZ軸方向におけるベースヨーク41の他方の端部からX軸方向に突出する板状の第2のサイドヨーク43とからなる。ヨーク40は、ベースヨーク41と、第1のサイドヨーク42と、第2のサイドヨーク43とによって略コ字形状に構成されている。   As shown in FIGS. 2 to 5, the yoke 40 includes a base yoke 41 fixed to the side wall 33 c of the yoke housing portion 33 by a bolt 45, and an X-axis direction from one end of the base yoke 41 in the Z-axis direction. A protruding plate-like first side yoke 42 and a plate-like second side yoke protruding in the X-axis direction from the other end of the base yoke 41 in the Z-axis direction so as to face the first side yoke 43. The yoke 40 is configured by a base yoke 41, a first side yoke 42, and a second side yoke 43 in a substantially U shape.

第1のサイドヨーク42のX軸方向における一方の端部は、ボルト46によってベースヨーク41の側面に固定されている。第1のサイドヨーク42の他方の端部側の内面には、Y軸方向でN極とS極とが交互になるようにマグネットが配列された一列の第1のマグネット群48が固定されている。同様に、第2のサイドヨーク43のX軸方向における一方の端部は、ボルト47によってベースヨーク41の側面に固定されている。第2のサイドヨーク43の他方の端部側の内面には、第1のマグネット群48と対向するようにY軸方向でN極とS極とが交互になるようにマグネットが配列された一列の第2のマグネット群49が固定されている。   One end of the first side yoke 42 in the X-axis direction is fixed to the side surface of the base yoke 41 by a bolt 46. A first row of first magnets 48 in which magnets are arranged so that N poles and S poles are alternately arranged in the Y-axis direction is fixed to the inner surface on the other end side of the first side yoke 42. Yes. Similarly, one end of the second side yoke 43 in the X-axis direction is fixed to the side surface of the base yoke 41 by a bolt 47. A row in which magnets are arranged on the inner surface of the second side yoke 43 on the other end side so that N poles and S poles are alternately arranged in the Y-axis direction so as to face the first magnet group 48. The second magnet group 49 is fixed.

第1のマグネット群48と第2のマグネット群49とは、マグネットのN極とS極とが対向するように配置されており、第1のマグネット群48と第2のマグネット群49との間には、互いに引き合う吸引力が生じている。   The first magnet group 48 and the second magnet group 49 are arranged so that the N pole and the S pole of the magnet face each other, and between the first magnet group 48 and the second magnet group 49. Has a suction force that attracts each other.

リニアモータ8の可動子として機能するコイルユニット50は、Y軸方向に連結された複数のコイル50cがケースで覆われてなり、X軸方向における両端に拡張部50a,50bを有する板状の部材である。コイルユニット50の一方の拡張部50aは、Y軸スライダ13の上壁部13aから上方へ向かって突出する支持壁部13dの上端部に連結され、他方の拡張部50bは、ヨーク40内に収容されている。拡張部50bの先端とベースヨーク41の内面41fとの間には、微小な隙間が形成されている。   The coil unit 50 functioning as a mover of the linear motor 8 is a plate-shaped member having a plurality of coils 50c connected in the Y-axis direction covered with a case and having extended portions 50a and 50b at both ends in the X-axis direction. It is. One extension part 50 a of the coil unit 50 is connected to the upper end part of the support wall part 13 d protruding upward from the upper wall part 13 a of the Y-axis slider 13, and the other extension part 50 b is accommodated in the yoke 40. Has been. A minute gap is formed between the tip of the extended portion 50 b and the inner surface 41 f of the base yoke 41.

コイルユニット50は、第1のマグネット群48とコイルユニット50との間隔S1と、第2のマグネット群49とコイルユニット50との間隔S2とが等しい状態で配置されている。コイルユニット50のコイル50cは、第1のマグネット群48と第2のマグネット群49とのN極とS極のパターンにあわせて磁極が変化するように通電され、第1のマグネット群48と第2のマグネット群49との間でそれぞれ反発力を発生させることで、可動ステージ7を移動させる。   The coil unit 50 is arranged in a state in which the distance S1 between the first magnet group 48 and the coil unit 50 and the distance S2 between the second magnet group 49 and the coil unit 50 are equal. The coil 50c of the coil unit 50 is energized so that the magnetic poles change in accordance with the N-pole and S-pole patterns of the first magnet group 48 and the second magnet group 49. The movable stage 7 is moved by generating a repulsive force between each of the two magnet groups 49.

ベースヨーク41には、Z軸方向における両側から突出する断面矩形状の突出部41a,41cが形成されている。突出部41aは、第1のサイドヨーク42側に複数形成され、これらの突出部41aは、それぞれY軸方向で互いに離間している。突出部41aは、第1のサイドヨーク42のX軸方向における一方の端部に形成されたコの字状の切り欠き42bに挿通され、突出部41aの先端面41bは、第1のサイドヨーク42の外面42aから突出している。同様に、突出部(第2突出部)41cは、第2のサイドヨーク29側に複数形成され、これらの突出部41cは、それぞれY軸方向で互いに離間している。突出部41cは、第2のサイドヨーク43のX軸方向における一方の端部に形成されたコの字状の切り欠き43bに挿通され、突出部41cの先端面41dは、第2のサイドヨーク43の外面43aから突出している。 The base yoke 41 is formed with projecting portions 41a and 41c having a rectangular cross section projecting from both sides in the Z-axis direction. A plurality of protruding portions 41a are formed on the first side yoke 42 side, and these protruding portions 41a are spaced apart from each other in the Y-axis direction. The protruding portion 41a is inserted into a U-shaped notch 42b formed at one end of the first side yoke 42 in the X-axis direction, and the distal end surface 41b of the protruding portion 41a is the first side yoke. It protrudes from the outer surface 42a of 42. Similarly, a plurality of protrusions (second protrusions) 41c are formed on the second side yoke 29 side, and these protrusions 41c are separated from each other in the Y-axis direction. The protrusion 41c is inserted into a U-shaped notch 43b formed at one end of the second side yoke 43 in the X-axis direction, and the tip end surface 41d of the protrusion 41c is the second side yoke. It protrudes from the outer surface 43a of 43.

以上の構成を有するリニアモータ7によれば、ヨーク収納部33にヨーク40を位置決め固定するにあたり、ベースヨーク41の外面41gをヨーク収納部33の側面33dに突き当て、突出部41aの先端面41bをヨーク収納部33の底面33aに突き当てることで、ヨーク収納部33の底面33aと第1のサイドヨーク42との間に隙間S3を形成することができる。その結果、第1のマグネット群48と第2のマグネット群49との間に生じる吸引力によって、第1のサイドヨーク42と第2のサイドヨーク43とが内側に倒れ込むように変形しても、第1のサイドヨーク42及び第2のサイドヨーク43の変形量はほぼ同じになるので、第1のマグネット群48と第2のマグネット群49との対称性を保つことができ、コイルユニット50と第1のマグネット群48との間隔S1と、コイルユニット50と第2のマグネット群49との間隔S2とを等しい状態に保つことができる。これにより、コイルユニット50の設計上の移動方向(Y軸方向)とコイルユニット50のコイル50cに作用するローレンツ力の向きとの誤差が大きくなることが抑制されるので、コイルユニット50のスムーズな移動が確保され、リニアモータ8の信頼性の向上が図られる。   According to the linear motor 7 having the above configuration, when the yoke 40 is positioned and fixed to the yoke storage portion 33, the outer surface 41g of the base yoke 41 is abutted against the side surface 33d of the yoke storage portion 33, and the tip surface 41b of the protrusion 41a. By abutting against the bottom surface 33a of the yoke storage portion 33, a gap S3 can be formed between the bottom surface 33a of the yoke storage portion 33 and the first side yoke 42. As a result, even if the first side yoke 42 and the second side yoke 43 are deformed so as to fall inward due to the attractive force generated between the first magnet group 48 and the second magnet group 49, Since the deformation amounts of the first side yoke 42 and the second side yoke 43 are substantially the same, the symmetry between the first magnet group 48 and the second magnet group 49 can be maintained, and the coil unit 50 and The distance S1 between the first magnet group 48 and the distance S2 between the coil unit 50 and the second magnet group 49 can be kept equal. As a result, an increase in error between the design moving direction (Y-axis direction) of the coil unit 50 and the direction of the Lorentz force acting on the coil 50c of the coil unit 50 is suppressed. The movement is ensured and the reliability of the linear motor 8 is improved.

さらに、第1のサイドヨーク42と第2のサイドヨーク43とが内側に倒れこみ変形しても、ベースヨーク41と突出部41aの先端面41bとによる突き当て精度にはほとんど影響がないので、コイルユニット50と第1のマグネット群48との間隔S1と、コイルユニット50と第2のマグネット群49との間隔S2とを等しい状態に保つことができる。このことは、結果としてリニアモータ8の信頼性の向上に寄与する。   Furthermore, even if the first side yoke 42 and the second side yoke 43 fall down inwardly and are deformed, there is almost no influence on the abutting accuracy by the base yoke 41 and the tip surface 41b of the protruding portion 41a. The distance S1 between the coil unit 50 and the first magnet group 48 and the distance S2 between the coil unit 50 and the second magnet group 49 can be kept equal. This contributes to the improvement of the reliability of the linear motor 8 as a result.

また、突出部41a,41cは、ベースヨーク41と一体に設けられているので、突出部41a,41cの先端面41b,41dとベースヨーク41とを高精度な位置関係にすることができる。従って、ヨーク収納部33に対するヨーク40の位置決めを精度良く行うことが可能となる。また、リニアモータ8の構造の簡素化と共に、リニアモータ8の組立て作業の迅速化が図られる。さらに、突出部41a,41cは、それぞれ第1のサイドヨーク42及び第2のサイドヨーク43を貫通して設けられているので、ベースヨーク41の突出部をサイドヨークの下方から突出させる場合と比べて、X軸方向におけるベースヨーク41の小型化すなわちリニアモータ8の小型化が図られる。   Further, since the protruding portions 41a and 41c are provided integrally with the base yoke 41, the tip surfaces 41b and 41d of the protruding portions 41a and 41c and the base yoke 41 can be in a highly accurate positional relationship. Accordingly, it is possible to accurately position the yoke 40 with respect to the yoke storage portion 33. In addition to simplification of the structure of the linear motor 8, the assembly work of the linear motor 8 can be speeded up. Further, since the protruding portions 41a and 41c are provided through the first side yoke 42 and the second side yoke 43, respectively, the protruding portion of the base yoke 41 is compared with the case of protruding from the lower side of the side yoke. Thus, the size of the base yoke 41 in the X-axis direction, that is, the size of the linear motor 8 can be reduced.

[第2の実施形態]
第2の実施形態に係るリニアモータは、第1の実施形態と比較してヨークの構成が相違している。
[Second Embodiment]
The linear motor according to the second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the yoke.

図6〜図9に示すように、ヨーク60は、ボルト45によってヨーク収納部33の側壁33cに固定された厚板状のベースヨーク61と、ボルト46によってベースヨーク61の一方の側面に固定された板状の第1のサイドヨーク62と、ボルト47によってベースヨーク61の他方の側面に固定された板状の第2のサイドヨーク63とからなる。ヨーク60は、ベースヨーク61と、第1のサイドヨーク62と、第2のサイドヨーク63とにより略コ字形状に形成されている。   As shown in FIGS. 6 to 9, the yoke 60 is fixed to one side surface of the base yoke 61 by the thick plate-like base yoke 61 fixed to the side wall 33 c of the yoke housing portion 33 by the bolt 45 and the bolt 46. The plate-shaped first side yoke 62 and the plate-shaped second side yoke 63 fixed to the other side surface of the base yoke 61 by a bolt 47 are included. The yoke 60 is formed in a substantially U shape by a base yoke 61, a first side yoke 62, and a second side yoke 63.

第1のサイドヨーク62の遊端側の内面には、一列の第1のマグネット群48が固定されている。第2のサイドヨーク63の遊端側の内面には、第1のマグネット群48に対向するように一列の第2のマグネット群48が固定されている。   A row of first magnet groups 48 are fixed to the inner surface of the first side yoke 62 on the free end side. A second magnet group 48 in a row is fixed to the inner surface of the second side yoke 63 on the free end side so as to face the first magnet group 48.

ベースヨーク61の第1のサイドヨーク62側の側面には、複数の打ち込みピン(突出部)64の先端部64cがそれぞれ圧入される複数の連結孔61aが設けられている。これらの連結孔61aは、Y軸方向で互いに離間するように配置されている。同様に、ベースヨーク61の第2のサイドヨーク63側の側面には、複数の打ち込みピン(第2突出部)65の先端部65cがそれぞれ圧入される複数の連結孔61bが設けられている。これらの連結孔61bは、Y軸方向で互いに離間するように配置されている。 On the side surface of the base yoke 61 on the first side yoke 62 side, there are provided a plurality of connection holes 61a into which the tip portions 64c of the plurality of driving pins (projections) 64 are respectively press-fitted. These connecting holes 61a are arranged so as to be separated from each other in the Y-axis direction. Similarly, on the side surface of the base yoke 61 on the second side yoke 63 side, a plurality of connection holes 61b into which the tip portions 65c of the plurality of driving pins ( second projecting portions) 65 are press-fitted are provided. These connecting holes 61b are arranged so as to be separated from each other in the Y-axis direction.

打ち込みピン64は、ヨーク収納部33に突き当てられる突き当て面(先端面)64dを有する円板状の頭部64aと、頭部64aから突出する円柱状の本体部64bと、本体部64bの先端面から突出する円柱状の先端部64cとからなる。打ち込みピン64の先端部64cは、本体部64bより径の小さな円柱形状をなしており、本体部64bの先端面は、突き当て面64dと平行になるように形成されている。打ち込みピン65も、同様の構造をなしている。   The driving pin 64 includes a disc-shaped head portion 64a having an abutting surface (tip surface) 64d that abuts against the yoke housing portion 33, a columnar main body portion 64b protruding from the head portion 64a, and a main body portion 64b. It consists of a cylindrical tip 64c protruding from the tip surface. The distal end portion 64c of the driving pin 64 has a cylindrical shape with a smaller diameter than the main body portion 64b, and the distal end surface of the main body portion 64b is formed to be parallel to the abutting surface 64d. The driving pin 65 has a similar structure.

第1のサイドヨーク62には、Z軸方向に打ち込みピン64の本体部64bが挿通される複数の貫通孔62bが形成されている。これらの貫通孔62bは、ベースヨークの61の連結孔61aに対応する位置に設けられている。貫通孔62bの内周面と打ち込みピン64の本体部64aの外周面との間には、隙間S4が形成されている。同様に、第2のサイドヨーク63には、Z軸方向に打ち込みピン65の本体部65bが挿通される複数の貫通孔63bが形成されている。これらの貫通孔63bは、ベースヨークの61の連結孔61bに対応する位置に設けられている。貫通孔63bの内周面と打ち込みピン65の本体部65aの外周面との間には、隙間S5が形成されている。   The first side yoke 62 is formed with a plurality of through holes 62b through which the main body portion 64b of the driving pin 64 is inserted in the Z-axis direction. These through holes 62 b are provided at positions corresponding to the connecting holes 61 a of the base yoke 61. A gap S4 is formed between the inner peripheral surface of the through hole 62b and the outer peripheral surface of the main body portion 64a of the driving pin 64. Similarly, the second side yoke 63 is formed with a plurality of through holes 63b through which the main body portion 65b of the driving pin 65 is inserted in the Z-axis direction. These through holes 63 b are provided at positions corresponding to the connection holes 61 b of the base yoke 61. A gap S <b> 5 is formed between the inner peripheral surface of the through hole 63 b and the outer peripheral surface of the main body portion 65 a of the driving pin 65.

打ち込みピン64は、第1のサイドヨーク62の貫通孔62bを通じて先端部64cがベースヨーク61の連結孔61aに圧入され、本体部64bの先端面がベースヨーク61の側面に当接されることで、ベースヨーク61と打ち込みピン64の突き当て面64dとの位置合わせがなされている。また、打ち込みピン64の頭部64aの突き当て面64dは、第1のサイドヨーク62の外面62aから突出している。同様に、打ち込みピン65は、第2のサイドヨーク63の貫通孔63bを通じて先端部65cがベースヨークの61の連結孔61bに圧入され、本体部65bの先端面がベースヨーク61の側面に当接されることで、ベースヨーク61と打ち込みピン65の突き当て面65dとの位置合わせがなされる。また、打ち込みピン65の頭部65aの突き当て面65dは、第2のサイドヨーク63の外面63aから突出している。   The driving pin 64 has a distal end portion 64 c press-fitted into the coupling hole 61 a of the base yoke 61 through the through hole 62 b of the first side yoke 62, and the distal end surface of the main body portion 64 b is brought into contact with the side surface of the base yoke 61. The base yoke 61 and the abutting surface 64d of the driving pin 64 are aligned. Further, the abutting surface 64 d of the head 64 a of the driving pin 64 protrudes from the outer surface 62 a of the first side yoke 62. Similarly, the driving pin 65 has a tip 65c press-fitted into the connecting hole 61b of the base yoke 61 through the through hole 63b of the second side yoke 63, and the tip of the main body 65b abuts the side of the base yoke 61. As a result, the base yoke 61 and the abutment surface 65d of the driving pin 65 are aligned. The abutting surface 65 d of the head portion 65 a of the driving pin 65 protrudes from the outer surface 63 a of the second side yoke 63.

以上の構成を有するリニアモータによれば、ヨーク収納部33にヨーク60を位置決め固定するにあたり、ベースヨーク61の外面61cをヨーク収納部33の側面33dに突き当て、打ち込みピン64の頭部64aの突き当て面64dをヨーク収納部33の底面33aに突き当てることで、ヨーク収納部33の底面33aと第1のサイドヨークとの間に隙間S6を形成することができる。従って、第1のマグネット群48と第2のマグネット群49との間に生じる吸引力によって、第1のサイドヨーク42と第2のサイドヨーク43とが内側に倒れ込むように変形しても、コイルユニット50と第1のマグネット群48との間隔S1と、コイルユニット50と第2のマグネット群49との間隔S2とを等しい状態に保つことができ、コイルユニット50の設計上の移動方向(Y軸方向)とコイルユニット50のコイル50cに作用するローレンツ力の向きとの誤差が大きくなることが抑制されるので、コイルユニット50のスムーズな移動が確保され、リニアモータの信頼性の向上が図られる。   According to the linear motor having the above configuration, the outer surface 61c of the base yoke 61 is abutted against the side surface 33d of the yoke housing portion 33 to position and fix the yoke 60 to the yoke housing portion 33, and the head 64a of the driving pin 64 is fixed. By abutting the abutting surface 64d against the bottom surface 33a of the yoke storage portion 33, a gap S6 can be formed between the bottom surface 33a of the yoke storage portion 33 and the first side yoke. Therefore, even if the first side yoke 42 and the second side yoke 43 are deformed so as to fall inward by the attractive force generated between the first magnet group 48 and the second magnet group 49, the coil The distance S1 between the unit 50 and the first magnet group 48 and the distance S2 between the coil unit 50 and the second magnet group 49 can be kept equal, and the design moving direction of the coil unit 50 (Y (Axial direction) and the direction of the Lorentz force acting on the coil 50c of the coil unit 50 are restrained from increasing, so that the coil unit 50 can be smoothly moved and the reliability of the linear motor can be improved. It is done.

さらに、貫通孔62bの内周面と打ち込みピン64の本体部64aの外周面との間には、隙間S4が形成されているので、第1のサイドヨーク62と第2のサイドヨーク63とが内側に倒れこみ変形しても、ベースヨーク61と打ち込みピン64の突き当て面64dとによる突き当て精度にはほとんど影響がない。従って、コイルユニット50と第1のマグネット群48との間隔S1と、コイルユニット50と第2のマグネット群49との間隔S2とを等しい状態に保つことができる。このことは、結果としてリニアモータの信頼性の向上に寄与する。   Further, since a gap S4 is formed between the inner peripheral surface of the through hole 62b and the outer peripheral surface of the main body portion 64a of the driving pin 64, the first side yoke 62 and the second side yoke 63 are connected to each other. Even if it collapses inwardly and deforms, there is almost no influence on the abutting accuracy by the abutting surface 64d of the base yoke 61 and the driving pin 64. Accordingly, the distance S1 between the coil unit 50 and the first magnet group 48 and the distance S2 between the coil unit 50 and the second magnet group 49 can be kept equal. This contributes to the improvement of the reliability of the linear motor as a result.

また、打ち込みピン64,65は、ベースヨーク61と別体に設けられているので、打ち込みピン64,65の長さや材質の選択が容易である。このことは、リニアモータの仕様に応じて、打ち込みピン64,65を磁性体又は非磁性体で構成したり、第1のサイドヨーク62とヨーク収納部33の底面33aとの隙間S6を調整したりすることを容易にし、リニアモータの汎用性の向上に寄与する。   Further, since the driving pins 64 and 65 are provided separately from the base yoke 61, the length and material of the driving pins 64 and 65 can be easily selected. This means that the driving pins 64 and 65 are made of a magnetic material or a non-magnetic material, or the gap S6 between the first side yoke 62 and the bottom surface 33a of the yoke storage portion 33 is adjusted according to the specifications of the linear motor. This contributes to improving the versatility of the linear motor.

本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、突出部41a,41bは、第1のサイドヨーク42及び第2のサイドヨーク43を貫通して突出するものに限られず、サイドヨークの下方や側方からZ軸方向に突出する態様であってもよい。   It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the projecting portions 41a and 41b are not limited to projecting through the first side yoke 42 and the second side yoke 43 but projecting from the lower side or side of the side yoke in the Z-axis direction. May be.

また、突出部41a,41bは、ベースヨーク41の両側ではなく、片側のみに設けてもよい。同様に、打ち込みピン64,65も片側のみに設けてもよい。   Further, the protruding portions 41 a and 41 b may be provided only on one side, not on both sides of the base yoke 41. Similarly, the driving pins 64 and 65 may be provided only on one side.

また、打ち込みピン64,65の形状は、略円柱形状に限られず、四角柱形状であっても多角柱形状であってもよく、上述した打ち込みピンとしての機能を有する形状であればよい。また、ベースヨーク41,62は、Z軸方向でベースヨークに挿通されるボルトによって、ヨーク収納部33の底面33aに固定されてもよい。   Further, the shape of the driving pins 64 and 65 is not limited to a substantially cylindrical shape, and may be a quadrangular prism shape or a polygonal column shape as long as it has a function as the driving pin described above. Further, the base yokes 41 and 62 may be fixed to the bottom surface 33a of the yoke housing portion 33 by bolts inserted through the base yoke in the Z-axis direction.

本発明に係るリニアモータを備えたXYステージ装置の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the XY stage apparatus provided with the linear motor which concerns on this invention. リニアモータを示す断面図である。It is sectional drawing which shows a linear motor. リニアモータのヨークを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the yoke of a linear motor. リニアモータのヨークを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the yoke of a linear motor. リニアモータのヨークを示す平面図である。It is a top view which shows the yoke of a linear motor. 第2の実施形態に適用されるリニアモータを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the linear motor applied to 2nd Embodiment. 図6に示されたリニアモータのヨークを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the yoke of the linear motor shown by FIG. 図6に示されたリニアモータのヨークを示す分解斜視図である。FIG. 7 is an exploded perspective view showing a yoke of the linear motor shown in FIG. 6. 図6に示されたリニアモータのヨークを示す平面図である。It is a top view which shows the yoke of the linear motor shown by FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…ステージ装置、2…ベース、3…枠部、5…石定盤、7…可動ステージ、8…リニアモータ、40,60…ヨーク、50…コイルユニット、34…ヨーク収納部(構造物)、41,61…ベースヨーク、41a…突出部,41c…突出部(第2突出部)、41b,41d…先端面、42,62…第1のサイドヨーク、43,63…第2のサイドヨーク、48…第1のマグネット群、49…第2のマグネット群、50c…コイル、64…打ち込みピン(突出部),65…打ち込みピン(第2突出部)、64d,65d…突き当て面(先端面)、S1〜S6…隙間。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stage apparatus, 2 ... Base, 3 ... Frame part, 5 ... Stone surface plate, 7 ... Movable stage, 8 ... Linear motor, 40, 60 ... Yoke, 50 ... Coil unit, 34 ... Yoke storage part (structure) , 41, 61 ... base yoke, 41a ... projecting portion, 41c ... projecting portion (second projecting portion) , 41b, 41d ... tip surface, 42, 62 ... first side yoke, 43, 63 ... second side yoke 48 ... first magnet group, 49 ... second magnet group, 50c ... coil, 64 ... driving pin (protruding portion), 65 ... driving pin (second projecting portion) , 64d, 65d ... butting surface (tip) Surface), S1 to S6 ... gaps.

Claims (5)

一列の第1のマグネット群と、前記第1のマグネット群に対向して配列され、前記第1のマグネット群と異なる磁極が対向するように配置された一列の第2のマグネット群と、前記第1のマグネット群と前記第2のマグネット群とを支持すると共に構造物に固定されるヨークと、前記第1のマグネット群と前記第2のマグネット群との間に配置されたコイルと、を有するリニアモータにおいて、
前記ヨークは、
一方の側面に前記第1のマグネット群が固定されると共に、他方の側面が前記構造物に対向する第1のサイドヨークと、
一方の側面に前記第2のマグネット群が固定された第2のサイドヨークと、
前記第1のサイドヨークと前記第2のサイドヨークとが固定されたベースヨークとを有し、
前記ベースヨークには、前記第1及び第2のマグネット群の対向方向に突出する位置決め用突出部が設けられ、
前記突出部の先端面は、前記第1のサイドヨークの前記他方の側面から突出しており、
当該先端面が前記構造物に当接することにより、前記ヨークが前記第1及び第2のマグネット群の対向方向で位置決めされることを特徴とするリニアモータ。
A row of first magnet groups, a row of second magnet groups arranged opposite to the first magnet group, and arranged such that magnetic poles different from the first magnet group are opposed to the first magnet group; A yoke that supports the first magnet group and the second magnet group and is fixed to the structure; and a coil disposed between the first magnet group and the second magnet group. In linear motors,
The yoke is
Together with the on one side a first magnet group is fixed, and the first side yoke and the other side facing the structure,
A second side yoke having the second magnet group fixed to one side surface;
A base yoke to which the first side yoke and the second side yoke are fixed;
The base yoke is provided with a positioning protrusion that protrudes in the opposing direction of the first and second magnet groups,
The front end surface of the protruding portion protrudes from the other side surface of the first side yoke ,
The linear motor is characterized in that the yoke is positioned in a facing direction of the first and second magnet groups when the tip surface comes into contact with the structure .
前記突出部は、前記第1及び第2のマグネット群の対向方向で前記第1のサイドヨークを貫通して、前記第1のサイドヨークの外面から前記突出部の前記先端面が突出していることを特徴とする請求項1記載のリニアモータ。 The projecting portion penetrates the first side yoke in the facing direction of the first and second magnet groups, and the tip end surface of the projecting portion projects from the outer surface of the first side yoke. The linear motor according to claim 1. 前記位置決め用突出部は、前記ベースヨークと一体に設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the positioning protrusion is provided integrally with the base yoke. 前記位置決め用突出部は、前記ベースヨークと別体に設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the positioning protrusion is provided separately from the base yoke. 前記ベースヨークには、前記第1及び第2のマグネット群の対向方向で前記第2のサイドヨークの他方の側面から先端面が突出する第2の突出部が設けられていることを特徴とする請求項1〜4のうち何れか一項に記載のリニアモータ。The base yoke is provided with a second projecting portion whose front end surface projects from the other side surface of the second side yoke in the facing direction of the first and second magnet groups. The linear motor as described in any one of Claims 1-4.
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