JP5664177B2 - リニアモータ及びリニア駆動ステージ - Google Patents

Description

本発明は、長尺部材が長手方向へ相対移動可能に挿通された筒状部材を有し、前記長尺部材及び筒状部材の一方を固定子とし、他方を可動子とされるリニアモータ及び該リニアモータを用いたリニア駆動ステージに関する。

リニアモータは、長手方向に磁石が配列した長尺部材と、コイルを有し、長尺部材が長手方向へ相対移動可能に挿通した筒状部材と、長尺部材を磁気的中立位置に保持して案内する案内機構とを備えている（例えば、特許文献１、２）。

案内機構は、例えば、メンテナンスなどの際に長尺部材を筒状部材から一旦取り外しても、磁気的中立位置を簡単に復元できるように、カムフォロアと、その締結部材とから構成されている。また、この案内機構を個別に回転可能な２つの支持輪で構成することで、差動摩擦を回避しつつコンパクト化を計ることも考えられている。このように案内機構には転がり軸受けを使用することが必須であると考えられている。

特開２００３−２４４９２５号公報 特開２００６−３２００３５号公報

ところで、リニアモータを用いてステージ部を案内するリニア駆動ステージの中には、高精度にステージ部を案内すべく、リニアモータの案内機構よりも高精度の案内を可能とする剛性の高いリニアガイドを併用して振動を抑制するように構成したものがある。リニアガイドを併用したリニア駆動ステージにおいては、案内機構はメンテナンス時以外に不要であり、摩擦抵抗の増加につながるという問題があった。例え、動摩擦係数の小さい転がり軸受けを使用しても、不要時には非接触状態にできるようにすることが望ましい。

一方、不要時の状態が多いにも拘わらず、案内機構に高価なカムフォロアを使用することはコスト的に無駄が大きいという問題があった。また、カムフォロアなどの転がり軸受けには幾何公差だけではなく、振れ公差も存在するため、取り付け位置を調整することなく、案内機構自体を高精度に位置決めすることが困難で、締結部材又はその取り付け穴についても高い寸法精度が要求されるという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、リニアモータの出荷又はメンテナンス等を行う際は、長尺部材を磁気的中立位置に精密に保持することができ、案内機構が不要な状態にある場合、例えば、精密リニアガイドを有するリニア駆動ステージにリニアモータを利用するような場合、長尺部材に対して挾持部材を非接触状態にして不要な摩擦を低減することができるリニアモータ及びリニア駆動ステージを提供することにある。

本願に開示するリニアモータは、長尺部材と、該長尺部材の長手方向へ相対移動可能に挿通された筒状部材とを有し、前記長尺部材及び筒状部材の一方を固定子とし、他方を可動子とされるリニアモータにおいて、前記筒状部材の内面に形成されており、中心線が該筒状部材の筒軸方向に対して非平行な穴部と、前記筒状部材の前記穴部から突出し、前記長尺部材を挾持する複数の挾持部材とを備え、前記複数の挾持部材夫々は、前記穴部に回動可能に取り付けられた回動軸と、該回動軸の回動によって、前記長尺部材に対して接離するよう、該回動軸の中心線から偏心させて該回動軸の端部に固定された円柱部材とを備え、全ての各回動軸の回動によって、夫々の該回動軸の端部に固定された前記円柱部材が前記長尺部材から離隔するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係るリニアモータは、前記回動軸は、前記筒状部材の前記穴部に螺合していることを特徴とする。

本発明に係るリニアモータは、前記挾持部材は炭素鋼よりなることを特徴とする。

本発明に係るリニアモータは、前記長尺部材は、Ｈ形鋼であり、前記挾持部材は、前記Ｈ形鋼のフランジを挾持していることを特徴とする。

本発明に係るリニアモータは、長尺部材と、該長尺部材の長手方向へ相対移動可能に挿通された筒状部材とを有し、前記長尺部材及び筒状部材の一方を固定子とし、他方を可動子とされるリニアモータにおいて、前記筒状部材の内面に形成されており、中心線が該筒状部材の筒軸方向に対して非平行な穴部と、前記筒状部材の前記穴部から突出し、前記長尺部材を挾持する複数の挾持部材とを備え、前記複数の挾持部材夫々は、前記穴部に進退可能に取り付けられた進退軸と、断面が前記筒状部材の内面に近い程、径が大きい台形状をなす円錐部材とを備え、全ての各進退軸の進退によって、夫々の該進退軸に固定された前記円錐部材が前記長尺部材から離隔するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係るリニア駆動ステージは、長尺部材と、該長尺部材の長手方向へ相対移動可能に挿通された筒状部材とを有し、前記長尺部材及び筒状部材の一方を固定子とし、他方を可動子とされるリニアモータと、該リニアモータの駆動により前記筒状部材の筒軸方向に移動するステージ部とを備えたリニア駆動ステージにおいて、前記筒状部材の内面に形成されており、中心線が該筒状部材の筒軸方向に対して非平行な穴部と、前記筒状部材の前記穴部から突出し、前記長尺部材を挾持する複数の挾持部材とを備え、前記複数の挾持部材夫々は、前記穴部に回動可能に取り付けられた回動軸と、該回動軸の回動によって、前記長尺部材に対して接離するよう、該回動軸の中心線から偏心させて該回動軸の端部に固定された円柱部材とを備え、全ての各回動軸の回動によって、夫々の該回動軸の端部に固定された前記円柱部材が前記長尺部材から離隔するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係るリニア駆動ステージは、長尺部材と、該長尺部材の長手方向へ相対移動可能に挿通された筒状部材とを有し、前記長尺部材及び筒状部材の一方を固定子とし、他方を可動子とされるリニアモータと、該リニアモータの駆動により前記筒状部材の筒軸方向に移動するステージ部とを備えたリニア駆動ステージにおいて、前記筒状部材の内面に形成されており、中心線が該筒状部材の筒軸方向に対して非平行な穴部と、前記筒状部材の前記穴部から突出し、前記長尺部材を挾持する複数の挾持部材とを備え、前記複数の挾持部材夫々は、前記穴部に進退可能に取り付けられた進退軸と、断面が前記筒状部材の内面に近い程、径が大きい台形状をなす円錐部材とを備え、全ての各進退軸の進退によって、夫々の該進退軸に固定された前記円錐部材が前記長尺部材から離隔するように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、挾持部材の回動軸を回転させることによって、円柱部材を長尺部材から接離させることが可能である。つまり、回動軸を回転させることによって円柱部材を長尺部材に接触させ、長尺部材を所定位置、例えば磁気的中立位置に位置決めすることが可能である。また、回動軸を回転させることによって長尺部材に対して円柱部材を非接触状態にすることが可能である。

本発明にあっては、筒状部材の穴部に回動軸が螺合しているため、回動軸は回動可能である。

本発明にあっては、挾持部材は炭素鋼である。従って、一般的な粉末焼結金属からなる多孔質な含油軸受に比べて低コストである。また、高剛性であるため、高精度に長尺部材を位置決めすることが可能である。

本発明にあっては、長尺部材はＨ形鋼である。従って、板状部材に比べて長尺部材のネジれなどが生じにくい。

本発明にあっては、挾持部材の進退軸を進退させることによって、円錐部材を長尺部材から接離させることが可能である。つまり、進退部材を進出させることによって円錐部材を長尺部材に接触させ、長尺部材を所定位置、例えば磁気的中立位置に位置決めすることが可能である。また、進退軸を後退させることによって長尺部材に対して円柱部材を非接触状態にすることが可能である。

本発明にあっては、リニアモータの出荷又はメンテナンス等を行う際は、長尺部材を磁気的中立位置に精密に保持することができ、案内機構が不要な状態にある場合、例えば、精密リニアガイドを有するリニア駆動ステージにリニアモータを利用するような場合、長尺部材に対して挾持部材を非接触状態にして不要な摩擦を低減することができる。

本実施の形態１に係るリニア駆動ステージの一構成例を模式的に示す上面図である。 リニア駆動ステージの一構成例を模式的に示す側面図である。 リニア駆動ステージから取外したリニアモータを示す模式的上面図である。 図２のIV‐IV線における模式的断面図である。 図２のＶ‐Ｖ線における模式的断面図である。 実施の形態１に係る挾持部材を示す模式的断面図及び模式的側面図である。 実施の形態１に係るリニアモータの作用を概念的に示した説明図である。 実施の形態２に係るリニア駆動ステージを示す模式的側面図である。 図８のＩＸ‐ＩＸ線における模式的断面図である。 図８のＸ‐Ｘ線における模式的断面図である。 実施の形態３に係る挾持部材を示す模式的断面図及び模式的側面図である。 実施の形態３に係るリニアモータの作用を概念的に示した説明図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係るリニア駆動ステージの一構成例を模式的に示す上面図、図２は、リニア駆動ステージの一構成例を模式的に示す側面図である。リニア駆動ステージは、長尺固定子（長尺部材）４、及び該長尺可動子の長手方向へ相対移動可能に挿通された筒状可動子（筒状部材）３とを有するリニアモータ１００１と、該リニアモータ１００１にて駆動する直動スライダ１００２とを備える。

直動スライダ１００２は、長尺状のステージ案内部１と、ステージ案内部１の長手方向に摺動可能に設けられたステージ部２とを含む。
ステージ案内部１は、矩形状をなす長尺の底板と、該底板の各長辺に立設された側壁とを有し、短手方向の断面がＵ字状をなす。底板の長手方向両端には、リニアモータ１００１の長尺固定子４を当該底板に対して略平行に間隙を有して固定するための取付部１２、１２が設けられている。側壁夫々の適宜箇所には、後述する挾持部材３０を筒状可動子３に取り付けるための開口部１３が形成されている。また、側壁夫々の上面には、長手方向に沿って延びるレール部１１、１１が設けられている。
ステージ部２の底面には、レール部１１、１１に摺動自在に嵌合するレール嵌合部２２、２２、…が４隅に設けられている。

長尺固定子４は、Ｎ極及びＳ極がステージ案内部１の長手方向に交互に並ぶよう複数の永久磁石４１、４１、…を配列させた磁石列と、当該磁石列が埋設された長尺平板とを有する。永久磁石４１、４１、…は、例えばＮｄ−Ｆｅ―Ｂ系希土類磁石を用いるとよい。また、永久磁石４１、４１、…は、例えば特許第４２４１９００号又は特許第２８５９５１７号に開示された製造方法で製造された希土類磁石を用いてもよい。特に特許第４２４１９００号に開示された製造方法で製造された永久磁石は、高い飽和磁束密度及び保磁力を有しており、本願に係る有鉄心タイプのリニアモータ１００１に適している。長尺固定子４の長尺平板は、非磁性体が好ましく、例えばＳＵＳ３０３、アルミニウム及びセラミック等から形成するとよい。

長尺固定子４は、取付ネジ４２が貫通する４つの孔４０が長手方向両端部に夫々形成されており、長手方向の両端部に設けられた複数の孔４０を貫通する取付ネジ４２、４２、…が取付部１２、１２に設けられたネジ孔に螺合することにより、ステージ案内部１の底板にネジ留めされる。ネジ留めされた長尺固定子４が挿通している筒状可動子３は、筒軸方向に移動可能なように、ステージ案内部１の底板から間隙を有して配置される。筒状可動子３は、筒状可動子３及び長尺固定子４が発生する磁場間の相互作用により、筒状可動子３の筒軸方向に沿って移動する。この場合、筒状可動子３及び長尺固定子４夫々は、リニアモータ１００１の可動子及び固定子となる。そして、筒状可動子３の移動に伴って、筒状可動子３に取付ネジ２１、２１、…を用いて固定されているステージ部２が移動する。

図３は、リニア駆動ステージから取外したリニアモータ１００１を示す模式的上面図である。筒状可動子３は、リニアモータ１００１のＵ相、Ｖ相及びＷ相に各対応する３つの可動子ユニット３２が非磁性体のスペーサ３３を介し、連結している。各スペーサ３３には、取付ネジ２１が螺合する２つネジ孔３１が設けられている。可動子ユニット３２は、内蔵する後述のコイルへの通電により、長尺固定子４の複数の永久磁石４１、４１、…と協働して、筒状可動子３及び長尺固定子４間で推力を発生し、筒状可動子３及び長尺固定子４を筒状可動子３の筒軸方向に相対移動させるように構成されている。

図４は、図２のIV‐IV線における模式的断面図である。可動子ユニット３２は、磁性体からなり、長尺固定子４の挿通方向に延びるＨ字状断面の貫通孔を有する。可動子ユニット３２の貫通孔は、長尺固定子４の幅方向略中央部が挿通する空隙を有する。可動子ユニット３２は、長尺固定子４の幅方向略中央部の上面及び下面夫々に対面するコイル３２１、３２１を備える。可動子ユニット３２、３２の貫通孔の空隙及びコイル３２１、３２１は、磁気回路を形成する。コイル３２１、３２１は、通電された場合、長尺固定子４に対して略垂直に交差する磁場を発生するようにしてある。

図５は、図２のＶ‐Ｖ線における模式的断面図である。スペーサ３３は、筒軸方向が筒状可動子３の筒軸方向と略一致する筒状部材であり、長尺固定子４が挿通する。スペーサ３３の両側面夫々には、長尺固定子４の上面及び下面近傍に向けて筒状可動子３の筒軸方向に略垂直に貫通する一対の貫通ネジ孔（穴部）３３１、３３１、…が設けられている。貫通ネジ孔３３１、３３１…は、例えば筒状可動子３の筒軸方向の垂直方向から±１°以内となるようスペーサ３３に設けるとよい。各貫通ネジ孔３３１には、該貫通ネジ孔３３１を貫通して筒状可動子３の内面から突出し、長尺固定子４を挾持する複数の挾持部材３０が取り付けられている。貫通ネジ孔３３１は、取り付けられた挾持部材３０が長尺固定子４を可動子ユニット３２の空隙の磁気的中立位置近傍に支持するような位置に設けられている。

ここで、磁気的中立位置とは、空隙間の永久磁石４１、４１、…夫々の上面の磁極及び下面の磁極夫々と、筒状可動子３との間で生じる吸引力が略同一となる位置である。磁気的中立位置にある長尺固定子４には、吸引力差による曲げ応力が発生しない。尚、磁気的中立位置は、一般に可動子ユニット３２の対向空隙の中央に位置する。この場合、長尺固定子４は、可動子ユニット３２の対向空隙方向の中央に上下均等な間隙（クリアランス）を有して配置することが好適であるが、これに限るものではない。長尺固定子４の中心位置は、例えば磁気的中立位置となる対向空隙の中央から長尺固定子４の板面に略垂直方向へ±０．１ｍｍ以内に位置していればよい。

図６は、実施の形態１に係る挾持部材３０を示す模式的断面図及び模式的側面図である。図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ夫々は、挾持部材３０の一構成例を模式的に示した正面図、断面図及び背面図である。複数の挾持部材３０は、夫々同様の構成であるため、以下では一つの挾持部材３０の構造について説明する。挾持部材３０は、例えば、構造用炭素鋼の切削品であり、貫通ネジ孔３３１に螺合するシャフト（回動軸）３０２を有する。シャフト３０２は、一端側が封じされた円筒状をなし、外周面及び内周面夫々に雄ネジ３０２ａ及び六角穴３０２ｂを有する。また、シャフト３０２は、該シャフト３０２の封じ部の略中央に孔が形成されている。シャフト３０２は、筒状可動子３に対して回動が可能であり、中心線が筒状可動子３の筒軸方向に対して非平行、例えば、筒軸方向に対して略垂直になるように取り付けられている。シャフト３０２には、該シャフト３０２の中心線から偏心した円柱部材３０１が固定されている。円柱部材３０１は偏心軸３０１ａを有する。偏心軸３０１ａは、封じ部の孔に圧入されている。図６中、Ｏ１はシャフト３０２の回動中心線、Ｏ２は円柱部材３０１の回動中心線であり、円柱部材３０１の回動中心線が偏心していることが分かる。
なお、上述の例では、挾持部材３０が円柱部材３０１と、シャフト３０２とで構成されている例を説明したが、円柱部材３０１及びシャフト３０２を一体形成しても良い。

図７は、実施の形態１に係るリニアモータ１００１の作用を概念的に示した説明図である。実施の形態１に係るリニアモータ１００１にあっては、円柱部材３０１は、シャフト３０２に対して偏心しているため、開口部１３を通じて、シャフト３０２の六角穴３０２ｂに六角レンチの先端を挿入して、該シャフト３０２を回動させることによって、長尺固定子４に対して円柱部材３０１を接離させることができる。以下、挾持部材３０の使用方法を、出荷時、リニア駆動ステージに取り付けた使用状態、メンテナンス時の順で説明する。

図７Ａは、円柱部材３０１が長尺固定子４から離隔した状態を示している。長尺固定子４から円柱部材３０１が離隔しているため、太線矢印で示すように、筒軸方向に対して直交する方向へ長尺固定子４を移動させることができる。出荷時においては、この状態で、例えば長尺固定子４を上下移動させ、磁気的中立位置で仮固定する。磁気的中立位置の特定、仮固定は図示しない公知の外部機器を用いて行う。そして、図７Ｂに示すように、全てのシャフト３０２を回動させることにより、長尺固定子４の上面及び下面に円柱部材３０１を接触させることによって、長尺固定子４を摺動可能に挾持する。長尺固定子４が挾持部材３０によって挾持された状態でも、長尺固定子４に対して筒状可動子３を筒軸方向へ摺動させることができるため、出荷前に、所要の検査を行うことは可能である。
なお、長尺固定子４が磁気的中立位置から位置ずれした場合、シャフト３０２を適宜回動させることによって、長尺固定子４の位置を微調整することができる。具体的には、長尺固定子４の上面に当接している円柱部材３０１のシャフト３０２を回転させることによって、該円柱部材３０１を上方へ移動させ長尺固定子４から離隔させる。そして、長尺固定子４の下面に当接している円柱部材３０１の回転軸を回転させることによって、該円柱部材３０１も上方へ移動させる。このようにして、長尺固定子４を上方へ微動させることが可能である。下方へ微動させる場合の手順も同様である。

リニア駆動ステージの使用者は、挾持部材３０によって長尺固定子４を挾持したままの状態、つまり、磁気的中立位置に長尺固定子４を保持したままの状態で、リニアモータ１００１を、ステージ案内部１の取付部１２に取り付け、ステージ部２を筒状可動子３に取り付ける。そして、挾持部材３０のシャフト３０２を回動させることによって、図７Ａに示すように、挾持部材３０の円柱部材３０１を、長尺固定子４から離隔させる。本実施の形態１に係るリニア駆動ステージは、直動スライダ１００２を備えているため、リニア駆動ステージに取り付けられた状態においては、長尺固定子４から円柱部材３０１が離隔しても、筒状可動子３は筒軸方向へのみ移動し、磁気的中立位置からずれることは無い。
従って、リニア駆動ステージの使用時においては、挾持部材３０と、長尺固定子４とを完全に非接触状態にすることができる。よって、長尺固定子４及び挾持部材３０の耐摩擦性が不要になり、挾持部材３０に転がり軸受けを使用する必要がなくなる。

リニア駆動ステージのメンテナンスを行う場合、挾持部材３０の全てのシャフト３０２を回動させることによって、図７Ｂに示すように、長尺固定子４を挾持部材３０によって挾持させる。リニア駆動ステージにリニアモータ１００１が取り付けられている状態においては、筒状可動子３及び長尺固定子４は、磁気的中立位置の関係にあるため、この状態で長尺固定子４を挾持部材３０で挾持させることによって、長尺固定子４及び挾持部材３０を磁気的中立位置で保持することができる。そして、リニア駆動ステージからモータを取り外して、所要のメンテナンスを行う。メンテナンス終了後は、上述と同様の手順で、リニアモータ１００１を、ステージ案内部１の取付部１２に取り付け、ステージ部２を筒状可動子３に取り付ける。そして、挾持部材３０のシャフト３０２を回動させることによって、図７Ａに示すように、挾持部材３０の円柱部材３０１を、長尺固定子４から離隔させる。

このように構成された本実施の形態１に係るリニア駆動ステージ及びリニアモータ１００１によれば、リニアモータ１００１の出荷又はメンテナンス等を行う際は、長尺固定子４を磁気的中立位置に精密に保持することができ、リニア駆動ステージにリニアモータ１００１を利用するような場合、長尺部材に対して挾持部材３０を非接触状態にして不要な摩擦を低減することができる。
従って、長尺固定子４及び挾持部材３０の耐摩擦性が不要になり、挾持部材３０に転がり軸受けを使用する必要がなくなる。

また、長尺固定子４は、挾持部材３０の円柱部材３０１によって挾持されているため、出荷時又はメンテナンス時等において、長尺固定子４に沿って筒状可動子３を摺動させることができ、所要の検査及び点検を行うことができる。

更に、挾持部材３０は、構造用炭素鋼の切削品で構成されているため、低コストで構成することができ、しかもカムフォロアのように振れ公差が存在しないため、長尺固定子４の位置決めをより簡単な構成で高精度に行うことができる。

更にまた、シャフト３０２に対して円柱部材３０１は偏心しているため、シャフト３０２を回転させることによって、円柱部材３０１を長尺固定子４に接離させることができる。従って、挾持部材３０は、いわば長尺固定子４の位置調整機能を有していると言える。よって、リニアモータ１００１の部品寸法精度に拘わらず、長尺固定子４の高精度な位置決めが可能になる。

なお、スペーサ３３に貫通ネジ孔３３１を設ける場合を示したが、これに限るものではなく可動子ユニット３２に貫通ネジ孔３３１を設けて挾持部材３０を取り付けてもよい。

また、長尺部材及び筒状部材を夫々固定子及び可動子として説明したが、長尺部材を可動子、筒状部材を固定子として構成しても良い。

（実施の形態２）
本実施の形態２は、実施の形態１のリニアモータ１００１が長尺平板状の長尺固定子４を備えるのに対して、Ｈ形鋼の長尺固定子８を備える。図８は、実施の形態２に係るリニア駆動ステージを示す模式的側面図である。リニア駆動ステージは、実施の形態１と同様、長尺固定子８を有するリニアモータ２００１と、該リニアモータ２００１にて駆動する直動スライダ２００２とを備える。その他の各部は、実施の形態１と同様なので符号の違いを記載するに留める。リニア駆動ステージは、複数の挾持部材７０と、ステージ案内部５と、ステージ部６と、レール部５１、５１と、レール嵌合部６２、６２、…、取付部５２、５２と、筒状可動子７とを備える。筒状可動子７は、３つの可動子ユニットが複数のスペーサを介して連結してなる。

図９は、図８のＩＸ‐ＩＸ線における模式的断面図である。長尺固定子８は、磁石列が埋設されたウェブと、ウェブの長手方向に沿った両端部に略垂直に設けられ、互いに略平行となるフランジとからなるＨ形鋼である。可動子ユニット７２は、磁性体からなり、長尺固定子８の挿通方向に延びるＨ字状断面の貫通孔を有する。可動子ユニット７２の貫通孔は、長尺固定子８のウェブが挿通する空隙を有する。可動子ユニット７２は、長尺固定子８のウェブの上面及び下面夫々に対面するコイル７２１、７２１を備える。可動子ユニット７２、可動子ユニット７２の貫通孔の空隙及びコイル７２１、７２１は、磁気回路を形成する。コイル７２１、７２１は、通電された場合、長尺固定子８のウェブに対して略垂直に交差する磁場を発生するようにしてある。

図１０は、図８のＸ‐Ｘ線における模式的断面図である。スペーサ７３は、筒軸方向が筒状可動子７の筒軸方向と略一致する筒状部材であり、長尺固定子８が挿通する。スペーサ７３の両側面夫々には、長尺固定子８の上面及び下面近傍に向けて筒状可動子７の筒軸方向に略垂直に貫通する一対の貫通ネジ孔７３１、７３１、７３１、…が設けられている。貫通ネジ孔７３１には、ステージ案内部５の開口部５３を通過して、挾持部材７０が取り付けられる。

挾持部材７０は、貫通ネジ孔７３１に螺合するシャフト７０２を有する。シャフト７０２は、一端側が封じされた円筒状をなし、外周面及び内周面夫々に雄ネジ７０２ａ及び六角穴７０２ｂを有する。また、シャフト７０２は、該シャフト７０２の封じ部の略中央に孔が形成されている。シャフト７０２は、筒状可動子７に対して回動が可能であり、中心線が筒状可動子７の筒軸方向に対して非平行、例えば、筒軸方向に対して略垂直になるように取り付けられている。シャフト７０２には、該シャフト７０２の中心線から偏心した円柱部材７０１が固定されている。円柱部材７０１は偏心軸７０１ａを有する。偏心軸７０１ａは、封じ部の孔に圧入されている。

本実施の形態２では、長尺固定子８をＨ形鋼とすることにより、長尺固定子８の長手方向の撓み及び撓みを原因とする振動を抑制することが可能となる。また、長尺固定子８の長手方向の剛性を高めるために略中央部に長手方向に沿った凸部材を設ける必要がなく、磁束密度が最も大きくなる可動子ユニット７２の空隙の略中央に長尺固定子８を挿通させることが可能となる。

長尺固定子８の長手方向の剛性をより増大させるべくフランジの幅を長くした場合、挾持部材７０は、長尺固定子８の重心位置から、より離れた位置で長尺固定子８のフランジを支持する。これにより、長尺固定子８が長手方向を軸として回転し、傾斜した場合、フランジの両端部の変位が大きくなる。このような場合であっても、フランジの両端部を挾持部材７０が支持することにより、長尺固定子８の回転を抑制して案内することが可能となる。

本実施の形態２は以上の如きであり、その他は実施の形態１と同様であるので対応する部分には同一の符号及び処理名を付してその詳細な説明を省略する。

（実施の形態３）
本実施の形態３に係るリニア駆動ステージは、リニアモータを構成する挾持部材９０の構成のみが実施の形態１と異なるため、以下では主に上記相異点について説明し、その他の各部は、実施の形態１と同様なので符号の違いを記載するに留める。

図１１は、実施の形態３に係る挾持部材９０を示す模式的断面図及び模式的側面図である。図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ夫々は、挾持部材９０の一構成例を模式的に示した正面図、断面図及び背面図である。挾持部材９０は、貫通ネジ孔に螺合するシャフト（進退軸部）９０２を有する。シャフト９０２は、一端側が封じされた円筒状をなし、外周面及び内周面夫々に雄ネジ９０２ａ及び六角穴９０２ｂを有する。また、シャフト９０２は、該シャフト９０２の封じ部の略中央に孔が形成されている。シャフト９０２は、筒状可動子９に対して回動が可能であり、中心線が筒状可動子９の筒軸方向に対して非平行、例えば、筒軸方向に対して略垂直になるように取り付けられている。シャフト９０２には、断面が前記筒状部材の内面に近い程、径が大きい台形状をなす円錐部材９０１が固定されている。円錐部材９０１は、底面部の中央部から突出した軸部９０１ａを有する。軸部９０１ａは、封じ部の孔に圧入されている。

図１２は、実施の形態３に係るリニアモータの作用を概念的に示した説明図である。実施の形態３に係るリニアモータにあっては、円錐部材９０１は、テーパ面を有しているため、開口部１３を通じて、シャフト９０２の六角穴９０２ｂに六角レンチの先端を挿入して、該シャフト９０２を回動させることによって、円錐部材９０１を進退させ、長尺固定子４に対して円錐部材９０１のテーパ面を接離させることができる。以下、挾持部材９０の使用方法を、出荷時、リニア駆動ステージに取り付けた使用状態、メンテナンス時の順で説明する。

図１２Ａは、円錐部材９０１が長尺固定子４から離隔した状態を示している。長尺固定子４から円錐部材９０１が離隔しているため、太線矢印で示すように、筒軸方向に対して直交する方向へ長尺固定子４を移動させることができる。出荷時においては、この状態で、例えば長尺固定子４を上下移動させ、磁気的中立位置で仮固定する。そして、図１２Ｂに示すように、全てのシャフト９０２を回動させることにより、長尺固定子４の上面及び下面に円錐部材９０１を接触させることによって、長尺固定子４を摺動可能に挾持する。長尺固定子４が挾持部材９０によって挾持された状態でも、長尺固定子４に対して筒状可動子９を筒軸方向へ摺動させることができるため、出荷前に、所要の検査を行うことは可能である。

リニア駆動ステージの使用者は、挾持部材９０によって長尺固定子４を挾持したままの状態、つまり、磁気的中立位置に長尺固定子４を保持したままの状態で、リニアモータを、ステージ案内部１の取付部１２に取り付け、ステージ部２を筒状可動子９に取り付ける。そして、挾持部材９０のシャフト９０２を回動させることによって、図１２Ａに示すように、挾持部材９０の円錐部材９０１を、長尺固定子４から離隔させる。本実施の形態３に係るリニア駆動ステージは、直動スライダを備えているため、リニア駆動ステージに取り付けられた状態においては、長尺固定子４から円錐部材９０１が離隔しても、筒状可動子９は筒軸方向へのみ移動し、磁気的中立位置からずれることは無い。
従って、リニア駆動ステージの使用時においては、挾持部材９０と、長尺固定子４とを完全に非接触状態にすることができる。よって、長尺固定子４及び挾持部材９０の耐摩擦性が不要になり、挾持部材９０に転がり軸受けを使用する必要がなくなる。

リニア駆動ステージのメンテナンスを行う場合、挾持部材９０の全てのシャフト９０２を回動させることによって、図１２Ｂに示すように、長尺固定子４を挾持部材９０によって挾持させる。リニア駆動ステージにリニアモータが取り付けられている状態においては、筒状可動子９及び長尺固定子４は、磁気的中立位置の関係にあるため、この状態で長尺固定子４を挾持部材９０で挾持させることによって、長尺固定子４及び挾持部材９０を磁気的中立位置で保持することができる。そして、リニア駆動ステージからモータを取り外して、所要のメンテナンスを行う。メンテナンス終了後は、上述と同様の手順で、リニアモータを、ステージ案内部１の取付部１２に取り付け、ステージ部２を筒状可動子９に取り付ける。そして、挾持部材９０のシャフト９０２を回動させることによって、図１２Ａに示すように、挾持部材９０の円錐部材９０１を、長尺固定子４から離隔させる。

このように構成された実施の形態３に係るリニア駆動ステージ及びリニアモータによれば、実施の形態１と同様の効果を奏し、リニアモータの出荷又はメンテナンス等を行う際は、長尺固定子４を磁気的中立位置に精密に保持することができ、リニア駆動ステージにリニアモータを利用するような場合、長尺部材に対して挾持部材９０を非接触状態にして不要な摩擦を低減することができる。

１、５ ステージ案内部
２、６ ステージ部
３、７、９ 筒状可動子（筒状部材）
４、８ 長尺固定子（長尺部材）
１１、５１ レール部
１２、５２ 取付部
１３、５３ 開口部
３０、７０、９０ 挾持部材
２１、４２ 取付ネジ
２２、６２ レール嵌合部
３１ ネジ孔
３２、７２ 可動子ユニット
３３、７３ スペーサ
４０ 孔
４１ 永久磁石
３０１、７０１ 円柱部材
３０２、７０２、９０２ シャフト
３０２ａ、９０２ａ 雄ネジ
３０２ｂ、９０２ｂ 六角穴
３２１、７２１ コイル
３３１、７３１ 貫通ネジ孔（穴部）
１００１ リニアモータ
１００２ 直動スライダ

Claims (7)

1. 長尺部材と、該長尺部材の長手方向へ相対移動可能に挿通された筒状部材とを有し、前記長尺部材及び筒状部材の一方を固定子とし、他方を可動子とされるリニアモータにおいて、
   前記筒状部材の内面に形成されており、中心線が該筒状部材の筒軸方向に対して非平行な穴部と、
   前記筒状部材の前記穴部から突出し、前記長尺部材を挾持する複数の挾持部材と
   を備え、
   前記複数の挾持部材夫々は、
   前記穴部に回動可能に取り付けられた回動軸と、
   該回動軸の回動によって、前記長尺部材に対して接離するよう、該回動軸の中心線から偏心させて該回動軸の端部に固定された円柱部材と
   を備え、
   全ての各回動軸の回動によって、夫々の該回動軸の端部に固定された前記円柱部材が前記長尺部材から離隔するように構成してあることを特徴とするリニアモータ。
2. 前記回動軸は、
   前記筒状部材の前記穴部に螺合している
   ことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
3. 前記挾持部材は炭素鋼よりなる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリニアモータ。
4. 前記長尺部材は、Ｈ形鋼であり、
   前記挾持部材は、前記Ｈ形鋼のフランジを挾持している
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載のリニアモータ。
5. 長尺部材と、該長尺部材の長手方向へ相対移動可能に挿通された筒状部材とを有し、前記長尺部材及び筒状部材の一方を固定子とし、他方を可動子とされるリニアモータにおいて、
   前記筒状部材の内面に形成されており、中心線が該筒状部材の筒軸方向に対して非平行な穴部と、
   前記筒状部材の前記穴部から突出し、前記長尺部材を挾持する複数の挾持部材と
   を備え、
   前記複数の挾持部材夫々は、
   前記穴部に進退可能に取り付けられた進退軸と、
   断面が前記筒状部材の内面に近い程、径が大きい台形状をなす円錐部材と
   を備え、
   全ての各進退軸の進退によって、夫々の該進退軸に固定された前記円錐部材が前記長尺部材から離隔するように構成してあることを特徴とするリニアモータ。
6. 長尺部材と、該長尺部材の長手方向へ相対移動可能に挿通された筒状部材とを有し、前記長尺部材及び筒状部材の一方を固定子とし、他方を可動子とされるリニアモータと、該リニアモータの駆動により前記筒状部材の筒軸方向に移動するステージ部とを備えたリニア駆動ステージにおいて、
   前記筒状部材の内面に形成されており、中心線が該筒状部材の筒軸方向に対して非平行な穴部と、
   前記筒状部材の前記穴部から突出し、前記長尺部材を挾持する複数の挾持部材と
   を備え、
   前記複数の挾持部材夫々は、
   前記穴部に回動可能に取り付けられた回動軸と、
   該回動軸の回動によって、前記長尺部材に対して接離するよう、該回動軸の中心線から偏心させて該回動軸の端部に固定された円柱部材と
   を備え、
   全ての各回動軸の回動によって、夫々の該回動軸の端部に固定された前記円柱部材が前記長尺部材から離隔するように構成してあることを特徴とするリニア駆動ステージ。
7. 長尺部材と、該長尺部材の長手方向へ相対移動可能に挿通された筒状部材とを有し、前記長尺部材及び筒状部材の一方を固定子とし、他方を可動子とされるリニアモータと、該リニアモータの駆動により前記筒状部材の筒軸方向に移動するステージ部とを備えたリニア駆動ステージにおいて、
   前記筒状部材の内面に形成されており、中心線が該筒状部材の筒軸方向に対して非平行な穴部と、
   前記筒状部材の前記穴部から突出し、前記長尺部材を挾持する複数の挾持部材と
   を備え、
   前記複数の挾持部材夫々は、
   前記穴部に進退可能に取り付けられた進退軸と、
   断面が前記筒状部材の内面に近い程、径が大きい台形状をなす円錐部材と
   を備え、
   全ての各進退軸の進退によって、夫々の該進退軸に固定された前記円錐部材が前記長尺部材から離隔するように構成してあることを特徴とするリニア駆動ステージ。
   

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