JP5872744B2 - 回転ポジショニング装置 - Google Patents
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Description
環状のエアギャップに磁場を発生する環状磁性トラックと、
少なくとも3つのフォーサであって、各々のフォーサは前記環状のエアギャップに少なくとも部分的に合わせて配置される複数のコイルを含み、各々のフォーサは、前記環状の磁性トラックに垂直な浮上方向に浮上力を生成し、かつ、前記環状の磁性トラックに沿う駆動方向に駆動力を生成するように動作し、各々のフォーサは前記環状の磁性トラックに沿って異なる角度位置に配置される、少なくとも3つのフォーサと、
前記フォーサに電流を供給し、前記フォーサによる浮上力及び/又は駆動力の生成を個別的に制御し、前記環状の磁性トラックの回転運動及び/又は傾斜運動及び/又は並進運動を行わせるコントローラと、
を有する回転ポジショニング装置である。
本発明の一実施形態により提供されるポジショニング装置は、
環状のエアギャップを横切る磁場を発生する環状磁性トラックと、
少なくとも3つのフォーサであって、各々のフォーサは前記環状のエアギャップに少なくとも部分的に合わせて配置される複数のコイルを含み、各々のフォーサは、前記環状の磁性トラックに垂直な浮上方向に浮上力を生成し、かつ、前記環状の磁性トラックに沿う駆動方向に駆動力を生成するように動作し、各々のフォーサは前記環状の磁性トラックに沿って異なる角度位置に配置される、少なくとも3つのフォーサと、
前記フォーサに電流を供給し、前記フォーサによる浮上力及び/又は駆動力の生成を個別的に制御し、前記環状の磁性トラックの回転運動及び/又は傾斜運動及び/又は並進運動を行わせるコントローラと、
を有する回転ポジショニング装置である。
前記磁場に対して内側に配置される第1群の浮上ターンと、
前記磁場に対して外側に配置される第2群の浮上ターンと、
前記磁場に対して実質的に内側に配置される対向する一群の駆動ターンとを有する。
本発明についての上記及び他の形態は以下に説明される実施形態により更に明らかになるであろう。
先ず、WO2007/026270(特許文献2)等により知られる非鉄磁性リニアモータ(ironless magnetic linear motor)が簡単に説明される(これにより、後述の提案される回転ポジショニング装置の理解が促される)。
−ライフタイムパフォーマンス(寿命):ベアリングに機械的な接触点が存在しないことに起因して、装置の寿命が理論上無限になる。
−半導体製造装置、電子アセンブリ及び機械化。
−(ケーブルのない、スパークのない、摩擦のない)反応環境又は浸食環境においてサンプル及び/又は基板の位置決めを行う汎用のポジショニングステージ。
−大きな加速度及び速度に適したポジショニングステージ(軽量であり、ピーク力/可動質量の比率が本設計により非常に大きくなる)。
−真空環境における用途のためのポジショニングステージ。
−製造設備。
−医療用途におけるポジショニング装置(例えば、X線装置におけるシャッターブレード)。
−消費者電子機器(CD/DVD/ブルーレイドライブシステム)。
−エネルギストレージ(フライホイール)。
Claims (11)
- 環状のエアギャップを横切る磁場を発生する環状磁性トラックであって、N極及びS極が交互に並ぶように複数の磁石が隣接して配置される第1の磁性アレイと、N極及びS極が交互に並ぶように複数の磁石が隣接して配置されかつ前記第1の磁性アレイの内側に位置する第2の磁性アレイとを有し、前記第1及び第2の磁性アレイの間に前記環状のエアギャップが形成される、環状磁性トラックと、
少なくとも3つのフォーサであって、各々のフォーサは前記磁場の内側及び外側を通る複数のコイルを含み、各々のフォーサは、前記環状磁性トラックに垂直な浮上方向に浮上力を生成し、かつ、前記環状磁性トラックに沿う駆動方向に駆動力を生成するように動作し、各々のフォーサは前記環状磁性トラックに沿って異なる角度位置に配置される、少なくとも3つのフォーサと、
前記フォーサの各コイルに電流を供給し、前記電流と前記磁場との相互作用により生成される前記フォーサによる浮上力及び/又は駆動力を個別的に制御し、前記環状磁性トラックの回転運動及び/又は傾斜運動及び/又は並進運動を行わせるコントローラと、
を有する回転ポジショニング装置。 - 前記複数のフォーサは等しい角度距離に配置される、請求項1に記載の回転ポジショニング装置。
- 実質的に120°の角度距離に配置される3つのフォーサを有する請求項1に記載の回転ポジショニング装置。
- 前記フォーサのコイルの各々は、前記駆動方向に実質的に平行に及び前記浮上方向に実質的に垂直に配置される巻き線部分と、前記浮上方向に実質的に平行に及び前記駆動方向に実質的に垂直に配置される巻き線部分とを有する、請求項1に記載の回転ポジショニング装置。
- 前記フォーサのコイルの各々は、
前記磁場に対して内側に配置される巻き線部分と、
前記磁場に対して外側に配置される巻き線部分と、
前記磁場に対して実質的に内側に配置される対向する巻き線部分と、
を有する、請求項4に記載の回転ポジショニング装置。 - 前記コントローラは、駆動力を生成するためにコイルに駆動電流を提供し、かつ、浮上力を生成するために同じコイルに、前記駆動電流から位相がシフトされた浮上電流を重ね合わせて提供するように形成される、請求項1に記載の回転ポジショニング装置。
- 前記コントローラは、前記浮上力が前記駆動力から少なくとも実質的に分離されるように、前記浮上電流についての前記駆動電流からの位相シフトを提供するように形成される、請求項6に記載の回転ポジショニング装置。
- 前記コントローラが、前記浮上電流についての前記駆動電流からの90°の位相シフトを提供するように形成される、請求項6に記載の回転ポジショニング装置。
- 前記環状磁性トラックを、固定部に対して浮上させる重力補償部を更に有する請求項1に記載の回転ポジショニング装置。
- 前記重力補償部は前記環状磁性トラックの中央部に配置される、請求項9に記載の回転ポジショニング装置。
- 前記重力補償部は、前記環状磁性トラックに固定的に設けられる第1磁石と、前記第1磁石に対して同じ極性で対向する第2磁石とを有する、請求項10に記載の回転ポジショニング装置。
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