JP6299392B2 - Table device - Google Patents
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Description
本発明は、ワークを搭載するテーブルを移動させて搬送や位置合わせを行うテーブル装置に関する。 The present invention relates to a table apparatus that moves and aligns a table on which a workpiece is mounted.
アライメント装置や検査装置等に用いられ、ワークを搭載するテーブルを移動させて搬送や位置合わせを行うテーブル装置には、Xテーブル装置やXYテーブル装置のように、テーブルをX方向または直交するXY方向に直線移動させるものと、θテーブル装置のように、テーブルをθ方向に回転移動させるものとがある。これらの直線移動と回転移動を組み合わせたXθテーブル装置やXYθテーブル装置もある。通常、Xθテーブル装置やXYθテーブル装置では、回転移動機構が直線移動機構の上側に配置される。 For table devices that are used in alignment devices, inspection devices, etc., and that move and align the table on which the workpiece is mounted, the table is placed in the X direction or in the XY direction orthogonal to the X table device or XY table device. There are some which move the table linearly and others which rotate the table in the θ direction like a θ table device. There are Xθ table devices and XYθ table devices that combine these linear movements and rotational movements. Usually, in the Xθ table device and the XYθ table device, the rotational movement mechanism is arranged above the linear movement mechanism.
上述したテーブルを回転移動させるθテーブル装置(Xθテーブル装置とXYθテーブル装置を含む)には、回転移動機構として回転モータを採用し、移動側にロータを設け、固定側にステータを設けたもの(例えば、特許文献1参照)や、回転方向に沿って対称となる位置で、固定側と移動側の対向面のいずれか一方に少なくとも1対の1次側磁束発生部を設け、他方に各1次側磁束発生部と対向する2次側磁束発生部を設けて、1対の1次側磁束発生部と2次側磁束発生部間を通る磁束による磁力で移動側を回転移動させるもの(例えば、特許文献2参照)がある。 The θ table device (including the Xθ table device and the XYθ table device) that rotationally moves the table described above employs a rotary motor as a rotational movement mechanism, a rotor is provided on the moving side, and a stator is provided on the fixed side ( For example, refer to Patent Document 1) or at a position that is symmetric along the rotation direction, and at least one pair of primary-side magnetic flux generators is provided on either one of the fixed-side and moving-side facing surfaces, and each one is on the other side. A secondary side magnetic flux generation unit opposite to the secondary side magnetic flux generation unit is provided, and the moving side is rotated and moved by the magnetic force generated by the magnetic flux passing between the pair of primary side magnetic flux generation units and the secondary side magnetic flux generation unit (for example, Patent Document 2).
特許文献1、2に記載されたテーブル装置は、いずれもXYθテーブル装置とされている。特許文献1に記載されたものは、ベースの上にYテーブルとXテーブルを順に積み重ね、最上段のXテーブルの中心孔に回転モータを固定して、回転モータのロータを回転移動する載置部としている。
The table devices described in
特許文献2に記載されたものは、回転方向に沿って対称となる位置で、下段側のベースに、永久磁石を設けた磁石ユニットの周囲にコイルを巻回した1対または2対の1次側磁束発生部を設け、上段側のテーブルに、各1次側磁束発生部と対向する鉄心からなる突極とした2次側磁束発生部を設けて、ベースに対してテーブルを回転移動させるようにしている。なお、テーブルのX方向とY方向への直線移動も、ベースとテーブルに対向させた設けた1次側磁束発生部と2次側磁束発生部で行うようにしている。
The one described in
なお、アライメント装置等に用いられるテーブル装置では、回転移動のための回転角度を高々数°程度しか必要としないものが多い。 Many table devices used in alignment devices and the like require only a few degrees of rotation angle for rotational movement.
特許文献1に記載されたテーブル装置の回転移動機構は、大きな回転角度を得ることができるが、回転モータの軸方向寸法が長くなるので、テーブル装置の高さ寸法をコンパクトに設計できない問題がある。 Although the rotational movement mechanism of the table apparatus described in Patent Document 1 can obtain a large rotation angle, there is a problem that the height dimension of the table apparatus cannot be designed compactly because the axial dimension of the rotary motor becomes long. .
特許文献2に記載されたテーブル装置の回転移動機構は、テーブル装置の高さ寸法をコンパクトに設計することができる。また、1次側磁束発生部と2次側磁束発生部とが対向しない位置に外れると回転駆動できないので、回転移動可能な回転角度は小さくなるが、上述した大きな回転角度を必要としないアライメント装置等のテーブル装置には適用することができる。
The rotational movement mechanism of the table apparatus described in
しかしながら、特許文献2に記載された回転移動機構は、1箇所の1次側磁束発生部が1つの磁石ユニットの周囲にコイルを巻回したものとされ、これと対向する2次側磁束発生部が1つの突極で形成されているので、1次側磁束発生部のコイルに通電したときに、テーブルを回転させるように1次側磁束発生部と2次側磁束発生部間に発生する磁束を、これらの対向箇所と別の箇所に迂回させて磁束の閉ループを形成する必要がある。このため、磁束を別の箇所に迂回させるために、テーブルやベースを磁束を通す鉄等の重い磁性材料で形成する必要がある。よって、特に回転移動側のテーブルの重量が重くなって、回転駆動のために大きな磁力を必要とする問題がある。また、テーブル装置全体の重量も重くなる。さらに、特許文献1等に記載されたテーブル装置のように、下側に直線移動するXテーブルやYテーブルを積み重ねたテーブル構成のものでは、これらの下側のテーブルを直線移動させるための駆動力も大きくする必要がある。
However, in the rotational movement mechanism described in
そこで、本発明の課題は、1次側磁束発生部と2次側磁束発生部を対向させる回転移動機構で、1次側と2次側の磁束発生部を設けるテーブルやベースを軽量な非磁性材料で形成できるようにすることである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotational movement mechanism that makes the primary side magnetic flux generation unit and the secondary side magnetic flux generation unit face each other. The table and base provided with the primary side and secondary side magnetic flux generation units are light non-magnetic. It is to be made of material.
上記の課題を解決するために、本発明は、ベースと、前記ベースに対向させて、前記ベースと平行な面内で回転移動可能に支持されたテーブルと、前記ベースと前記テーブルの対向面のいずれか一方に、前記テーブルの回転中心に対して対称となる位置に設けられた少なくとも1対の1次側磁束発生部と、前記対向面の他方に、前記少なくとも1対の1次側磁束発生部と対向するように設けられた2次側磁束発生部とを備え、前記テーブルを前記回転中心の回りに回転移動させるテーブル装置において、前記1次側磁束発生部を、前記回転移動方向に沿って互いに異なる磁極の向きとした少なくとも1組の永久磁石を配列した少なくとも2つの各磁石ユニットの周囲にコイルを巻回し、前記少なくとも2つの磁石ユニットを、前記永久磁石の磁極の向きの配列が互いに逆向きとなるように隣合わせて磁性体で連結したものとし、前記2次側磁束発生部を、前記各磁石ユニットと対向する少なくとも2つの鉄心で形成した各突極を磁性体で連結したものとした構成を採用した。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a base, a table opposed to the base and supported so as to be rotatable in a plane parallel to the base, and an opposed surface of the base and the table. At least one pair of primary-side magnetic flux generators provided at a position symmetrical to the rotation center of the table, and at least one pair of primary-side magnetic fluxes on the other of the opposing surfaces. A secondary-side magnetic flux generator provided so as to face the part, and rotating the table around the rotation center, wherein the primary-side magnetic flux generator is arranged along the rotational movement direction. A coil is wound around each of at least two magnet units in which at least one set of permanent magnets having different magnetic pole orientations is arranged, and the at least two magnet units are connected to the permanent magnets. Each of the salient poles formed by at least two iron cores facing each of the magnet units is assumed to be connected to each other by a magnetic material so that the arrangement of the poles is opposite to each other. The structure which connected with the magnetic body was adopted.
すなわち、1次側磁束発生部を、回転移動方向に沿って互いに異なる磁極の向きとした少なくとも1組の永久磁石を設けた少なくとも2つの各磁石ユニットの周囲にコイルを巻回し、少なくとも2つの磁石ユニットを、永久磁石の磁極の向きの配列が互いに逆向きとなるように隣合わせて磁性体で連結したものとし、2次側磁束発生部を、各磁石ユニットと対向する少なくとも2つの鉄心で形成した各突極を磁性体で連結したものとすることにより、1次側磁束発生部の各コイルに通電したときに、テーブルを回転せるように対向する少なくとも2つの磁石ユニットと突極間に発生する磁束が、これらの磁石ユニットと突極をそれぞれ連結する磁性体を通って閉ループを形成するようにし、1次側と2次側の磁束発生部を設けるテーブルやベースを軽量な非磁性材料で形成できるようにした。 That is, a coil is wound around at least two magnet units provided with at least one set of permanent magnets in which the primary magnetic flux generation unit has different magnetic pole directions along the rotational movement direction, and at least two magnets The units are connected to each other with a magnetic material so that the arrangement of the magnetic poles of the permanent magnets are opposite to each other, and the secondary magnetic flux generator is formed of at least two iron cores facing each magnet unit. When each salient pole is connected with a magnetic material, it is generated between the salient poles and at least two magnet units facing each other so as to rotate the table when energizing each coil of the primary side magnetic flux generator. The magnetic flux passes through the magnetic bodies that connect the magnet units and the salient poles to form a closed loop, and the table and the base provided with the primary and secondary magnetic flux generators are provided. The scan was to be formed in a lightweight nonmagnetic material.
前記非磁性材料としては、アルミニウム、チタン等の軽金属とこれらの合金、各種プラスチックやその強化材等の軽量なものが挙げられる。なお、軽量ではないが、オーステナイト系ステンレス鋼等も挙げられる。 Examples of the non-magnetic material include light metals such as aluminum and titanium, alloys thereof, various plastics and reinforcing materials thereof, and the like. In addition, although not lightweight, austenitic stainless steel etc. are mentioned.
前記少なくとも2つの各磁石ユニットと各突極を、前記テーブルの回転方向に沿う円弧方向に連結することにより、磁石ユニットと突極との対向面の重なり代が回転移動しても減少しないようにするとともに、磁石ユニットと突極間を通る磁束により発生する磁力を回転方向に沿う円弧方向に向けて、テーブルを回転移動させる駆動トルクを大きくすることができる。 By connecting the at least two magnet units and the salient poles in the arc direction along the rotation direction of the table, the overlapping margin of the facing surfaces of the magnet units and salient poles does not decrease even if they are rotated. In addition, the driving torque for rotating the table can be increased by directing the magnetic force generated by the magnetic flux passing between the magnet unit and the salient pole in the arc direction along the rotation direction.
前記ベースを前記テーブルと平行な面内で直線移動させる直線移動機構を設けることにより、ベースやテーブルを軽量化して、直線移動機構の駆動力を低減することができる。 By providing a linear movement mechanism that linearly moves the base in a plane parallel to the table, the base and the table can be reduced in weight, and the driving force of the linear movement mechanism can be reduced.
本発明に係るテーブル装置は、1次側磁束発生部を、回転移動方向に沿って互いに異なる磁極の向きとした少なくとも1組の永久磁石を設けた少なくとも2つの各磁石ユニットの周囲にコイルを巻回し、少なくとも2つの磁石ユニットを、永久磁石の磁極の向きの配列が互いに逆向きとなるように隣合わせて磁性体で連結したものとし、2次側磁束発生部を、各磁石ユニットと対向する少なくとも2つの鉄心で形成した各突極を磁性体で連結したものとしたので、1次側磁束発生部の各コイルに通電したときに、テーブルを回転せるように対向する少なくとも2つの磁石ユニットと突極間に発生する磁束が、これらの磁石ユニットと突極をそれぞれ連結する磁性体を通って閉ループを形成するようにして、1次側と2次側の磁束発生部を設けるテーブルやベースをアルミニウム等の軽量な非磁性材料で形成することができる。よって、テーブルの回転移動機構の駆動力を低減することができる。また、テーブル装置全体を軽量化することもできる。 In the table device according to the present invention, a coil is wound around at least two magnet units each provided with at least one set of permanent magnets in which the primary magnetic flux generation unit has different magnetic pole directions along the rotational movement direction. And at least two magnet units are connected by a magnetic material next to each other so that the arrangement of the magnetic pole directions of the permanent magnets is opposite to each other, and the secondary-side magnetic flux generator is at least opposed to each magnet unit. Since each salient pole formed by two iron cores is connected by a magnetic body, when energized to each coil of the primary side magnetic flux generator, the salient pole and at least two magnet units opposed to rotate the table are projected. Magnetic flux generated between the poles passes through the magnetic bodies connecting these magnet units and salient poles to form a closed loop, so that primary and secondary magnetic flux generators are provided. Tables and base can be formed in a lightweight nonmagnetic material such as aluminum. Therefore, the driving force of the rotary movement mechanism of the table can be reduced. In addition, the entire table device can be reduced in weight.
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図1乃至図4は、第1の実施形態を示す。図1に示すように、このテーブル装置は、固定側の矩形板状のベース1と、ベース1の上側に対向させて、ベース1と平行な面内で回転移動可能に支持された移動側の矩形板状のテーブル2と、ベース1にテーブル2の回転中心に対して対称となる位置に設けられた1対の1次側磁束発生部10と、テーブル2に各1次側磁束発生部10と対向するように設けられた2次側磁束発生部20とを備えている。ベース1とテーブル2は、軽量な非磁性材料としてのアルミニウムで形成されている。なお、テーブル2のみを非磁性材料で形成してもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 show a first embodiment. As shown in FIG. 1, this table device has a rectangular plate-like base 1 on a fixed side and a moving side supported so as to be rotatable in a plane parallel to the base 1 so as to face the upper side of the base 1. A rectangular plate-like table 2, a pair of primary-side
前記テーブル2はベース1の中央部にベアリング3で回転移動可能に支持されている。テーブル2は空気軸受等の別の手段で支持してもよい。また、1対の1次側磁束発生部10と2次側磁束発生部20は、それぞれベース1とテーブル2の対向する1組の辺部近傍に設けられている。
The table 2 is supported at the center of the base 1 by a
図2に示すように、前記固定側のベース1に設けられた1次側磁束発生部10は、矩形柱状の鉄心部11の上面に、磁極を互いに上下方向逆向きとした1組の永久磁石12を、テーブル2の回転移動方向に配列した2つの磁石ユニット13a、13bと、各磁石ユニット13a、13bの鉄心部11の周囲に巻回されたコイル14a、14bと、各磁石ユニット13a、13bの鉄心部11を基部側で連結する磁性体15とから成る。磁性体15は矩形板状とされ、2つの磁石ユニット13a、13bをベース1の辺に沿う方向に連結して、ベース1の辺部近傍に設けられた孔に嵌め込まれる。
As shown in FIG. 2, the primary-side
また、前記移動側のテーブル2に設けられた2次側磁束発生部20は、2つの磁石ユニット13a、13bと対向する2つの鉄心で形成された突極21a、21bと、各突極21a、21bを基部側で連結する磁性体22とから成る。各突極21a、21bは、各磁石ユニット13a、13bの1組の永久磁石12の境界に沿う方向に延びる直方体形状とされている。磁性体22も矩形板状とされ、2つの突極21a、21bをテーブル2の辺に沿う方向に連結して、テーブル2の辺部近傍に設けられた孔に嵌め込まれる。なお、各磁性体15、22は、それぞれ1次側磁束発生部10の鉄心部11や2次側磁束発生部20の突極21a、21bを形成する鉄心と一体に形成することもできる。
Further, the secondary
以下に、図3(a)、(b)、(c)に基づいて、前記1次側磁束発生部10の各コイル14a、14bへの非通電時と通電時に発生する磁束の形態を説明する。これらの各図に示すように、隣合う左側の磁石ユニット13aと右側の磁石ユニット13bとでは、1組の永久磁石12のN極とS極の配列の向きが互いに逆になっている。すなわち、左側の磁石ユニット13aでは、N極が上向きのものが右側、S極が上向きのものが左側とされ、右側の磁石ユニット13bでは、N極が上向きのものが左側、S極が上向きのものが右側とされている。
Below, based on FIG. 3 (a), (b), (c), the form of the magnetic flux which generate | occur | produces at the time of the deenergization to each
図3(a)は、各磁石ユニット13a、13bの各コイル14a、14bに非通電の状態を示す。この状態では、各磁石ユニット13a、13bの1組の永久磁石12による磁束mが、一方の永久磁石12のN極から各突極21a、21bに入り、他方の永久磁石12のS極に戻る。したがって、各突極21a、21bは、各磁石ユニット13a、13bの1組の永久磁石12の境界部となる中立位置に停止する。
FIG. 3A shows a state in which the
図3(b)、(c)は、それぞれ各磁石ユニット13a、13bの各コイル14a、14bに互いに逆向きの電流を通電した状態を示す。図3(b)の電流の向きの場合は、右ねじの法則によって、左側の磁石ユニット13aでは上向きの磁束Mが、右側の磁石ユニット13bでは下向きの磁束Mが発生する。このため、左側では突極21aから永久磁石12のS極に戻る磁束がキャンセルされるとともに、N極から突極21aに入る磁束が強められ、N極から突極21aに入る磁束経路L1が形成される。逆に右側では永久磁石12のN極から突極21bに入る磁束がキャンセルされるとともに、突極21bからS極に戻る磁束が強められ、突極21bからS極に戻る磁束経路L2が形成される。よって、左側の突極21aが磁石ユニット13aのN極が上向きとされた右側の永久磁石12に引き寄せられるとともに、右側の突極21bが磁石ユニット13bのS極が上向きとされた右側の永久磁石12に引き寄せられ、移動側の2次側磁束発生部20には、右向きの磁力Fが作用する。
FIGS. 3B and 3C show a state in which currents in opposite directions are applied to the
図3(c)の電流の向きの場合は、左側の磁石ユニット13aでは下向きの磁束Mが、右側の磁石ユニット13bでは上向きの磁束Mが発生する。したがって、図3(b)の場合と同様の原理によって、左側では突極21aから磁石ユニット13aの永久磁石12のS極に戻る磁束経路L2が形成され、右側では磁石ユニット13bの永久磁石12のN極から突極21bに入る磁束経路L1が形成される。よって、左側の突極21aが磁石ユニット13aのS極が上向きとされた左側の永久磁石12に引き寄せられるとともに、右側の突極21bが磁石ユニット13bのN極が上向きとされた左側の永久磁石12に引き寄せられ、移動側の2次側磁束発生部20には、左向きの磁力Fが作用する。
In the case of the current direction of FIG. 3C, a downward magnetic flux M is generated in the
前記各磁束経路L1、L2は、各磁性体15、22を通って閉ループLを形成する。したがって、この閉ループLはベース1やテーブル2を通ることなく形成されるので、ベース1とテーブル2は、上述したように、非磁性材料で形成することができる。
The magnetic flux paths L1 and L2 form a closed loop L through the
以下に、図4(a)、(b)、(c)に基づいて、前記1対の1次側磁束発生部10の各コイル14a、14bへの非通電時と通電時における1対の2次側磁束発生部20の回転移動形態を説明する。これらの各図では、1対の1次側磁束発生部10の各磁石ユニット13a、13bにおける1組ずつの永久磁石12のN極とS極の磁極の向きが互いに同じ向きとされている。なお、これらの各図では、分かりやすくするために、ベース1、テーブル2および各2次側磁束発生部20の磁性体22を表示していない。
Below, based on Fig.4 (a), (b), (c), it is a pair of 2 at the time of de-energization and energization to each
図4(a)は、1対の1次側磁束発生部10の各コイル14a、14bに非通電の状態を示す。この状態では、図3(a)で説明したように、1対の2次側磁束発生部20の各突極21a、21bは、各磁石ユニット13a、13bの1組の永久磁石12の境界部となる中立位置に停止する。したがって、テーブル2(図示省略)は回転しない。
FIG. 4A shows a state in which the
図4(b)は、右辺側の1次側磁束発生部10の各コイル14a、14bには、図3(b)に示した向きの電流Iを通電し、左辺側の1次側磁束発生部10の各コイル14a、14bには、図3(c)に示した向きの電流Iを通電した状態を示す。したがって、右辺側の2次側磁束発生部20の各突極21a、21bには本図の上向き(図3(b)の右向き)の磁力Fが作用し、左辺側の2次側磁束発生部20の各突極21a、21bには本図の下向き(図3(c)の左向き)の磁力Fが作用する。よって、テーブル2(図示省略)は反時計回りにθ方向へ回転移動する。
In FIG. 4B, the
図4(c)は、右辺側の1次側磁束発生部10の各コイル14a、14bには、図3(c)に示した向きの電流Iを通電し、左辺側の1次側磁束発生部10の各コイル14a、14bには、図3(b)に示した向きの電流Iを通電した状態を示す。したがって、右辺側の2次側磁束発生部20の各突極21a、21bには本図の下向き(図3(c)の左向き)の磁力Fが作用し、左辺側の2次側磁束発生部20の各突極21a、21bには本図の上向き(図3(b)の右向き)の磁力Fが作用する。よって、テーブル2(図示省略)は時計回りにθ方向へ回転移動する。
In FIG. 4C, the
なお、図4(a)、(b)、(c)では、1対の1次側磁束発生部10の各磁石ユニット13a、13bにおける1組ずつの永久磁石12のN極とS極の磁極の向きを互いに同じ向きとしたが、これらの向きは互いに逆向きとすることもできる。この場合は、図4(b)、(c)に示した右辺側と左辺側の1次側磁束発生部10の各コイル14a、14bに通電する電流を、いずれも図3(b)または図3(c)に示した向きとするように、互いに同じ向きとすればよい。
4A, 4 </ b> B, and 4 </ b> C, the magnetic poles of the N pole and the S pole of the pair of
図5および図6は、前記1次側磁束発生部10と2次側磁束発生部20の平面形状の変形例を示す。この変形例では、1次側磁束発生部10の磁性体15と2次側磁束発生部20の磁性体22が平面内で少し屈曲する平面形状とされ、1次側磁束発生部10の2つの磁石ユニット13a、13bと、2次側磁束発生部20の2つの突極21a、21bが、それぞれテーブル2の回転方向に沿う円弧方向に各磁性体15、22で連結されている。したがって、テーブル2が回転移動しても各磁石ユニット13a、13bと突極21a、21bとの対向面の重なり代が減少せず、かつ、磁石ユニット13a、13bと突極21a、21b間を通る磁束により発生する磁力が回転方向に沿う円弧方向に向けられるので、テーブル2を回転移動させる駆動トルクを大きくすることができる。
5 and 6 show a modification of the planar shape of the primary-side
図7(a)、(b)、(c)は、それぞれ図3の1次側磁束発生部10と2次側磁束発生部20の変形例を示す。図7(a)の変形例は、1次側磁束発生部10に3つの磁石ユニット13a、13b、13cを設け、2次側磁束発生部20にこれらと対向する3つの突極21a、21b、21cを設けて、これらの3つずつの磁石ユニット13a、13b、13cと突極21a、21b、21cを、それぞれ磁性体15、22で連結したものである。各磁石ユニット13a、13b、13cには、磁極を逆向きとした1組ずつの永久磁石12が設けられ、隣合う磁石ユニット13aと磁石ユニット13b、および磁石ユニット13bと磁石ユニット13cは、1組の永久磁石12の磁極の向きの配列が互いに逆向きとされている。
7A, 7B, and 7C show modified examples of the primary-side
図7(a)の変形例では、例えば、各コイル14a、14b、14cに図中に示す方向に電流を通電すると、磁石ユニット13aの永久磁石12のN極から突極21aに入り、磁性体22を通って突極21bから磁石ユニット13bのS極に戻り、磁性体15を通って磁石ユニット13aに返る磁束の閉ループLと、磁石ユニット13cのN極から突極21cに入り、磁性体22を通って突極21bから磁石ユニット13bのS極に戻り、磁性体15を通って磁石ユニット13cに返る磁束の閉ループLとが形成される。これらの2つの閉ループLによって、2次側磁束発生部20に左向きの磁力Fが作用する。図示は省略するが、各コイル14a、14b、14cに通電する電流の向きを逆にすれば、右向きの磁力Fが作用する。
In the modification of FIG. 7A, for example, when a current is passed through each of the
図7(b)の変形例は、1次側磁束発生部10と2次側磁束発生部20に、それぞれ4つずつの対向する磁石ユニット13a、13b、13c、13dと突極21a、21b、21c、21dを設けて、これらをそれぞれ磁性体15、22で連結したものである。この変形例でも、各磁石ユニット13a、13b、13c、13dには、磁極を逆向きとした1組ずつの永久磁石12が設けられ、隣合う磁石ユニット13aと磁石ユニット13b、磁石ユニット13bと磁石ユニット13c、および磁石ユニット13cと磁石ユニット13dは、1組の永久磁石12の磁極の向きの配列が互いに逆向きとされている。
7B, the primary side
図7(b)の変形例では、例えば、各コイル14a、14b、14c、14dに図中に示す方向に電流を通電すると、磁石ユニット13aの永久磁石12のN極から突極21aに入り、磁性体22を通って突極21bから磁石ユニット13bのS極に戻り、磁性体15を通って磁石ユニット13aに返る磁束の閉ループLと、磁石ユニット13cのN極から突極21cに入り、磁性体22を通って突極21bから磁石ユニット13bのS極に戻り、磁性体15を通って磁石ユニット13cに返る磁束の閉ループLと、磁石ユニット13cのN極から突極21cに入り、磁性体22を通って突極21dから磁石ユニット13dのS極に戻り、磁性体15を通って磁石ユニット13cに返る磁束の閉ループLとが形成される。これらの3つの閉ループLによって、2次側磁束発生部20に左向きの磁力Fが作用する。図示は省略するが、各コイル14a、14b、14c、14dに通電する電流の向きを逆にすれば、右向きの磁力Fが作用する。
In the modification of FIG. 7B, for example, when a current is applied to each of the
図7(c)の変形例は、1次側磁束発生部10の2つの磁石ユニット13a、13bに、磁極を交互に上下方向逆向きとした2組ずつの永久磁石12を設け、2次側磁束発生部20に、2つの磁石ユニット13a、13bの2組の永久磁石12、すなわち4組の永久磁石12と対向する4つの突極21a、21b、21c、21dを設け、2つの磁石ユニット13a、13bを磁性体15で連結し、4つの突極21a、21b、21c、21dを磁性体22で連結したものである。この変形例では、隣合う磁石ユニット13aと磁石ユニット13bは、2組の永久磁石12の磁極の向きの配列が互いに逆向きとされている。
7C, the two
図7(c)の変形例では、例えば、各コイル14a、14bに図中に示す方向に電流を通電すると、磁石ユニット13aの2つのN極からそれぞれ2つの突極21a、21bに入り、磁性体22を通って2つの突極21c、21dからそれぞれ磁石ユニット13bの2つのS極に戻り、磁性体15を通って磁石ユニット13aに返る磁束の閉ループLが形成される。よって、2次側磁束発生部20に左向きの磁力Fが作用する。図示は省略するが、各コイル14a、14bに通電する電流の向きを逆にすれば、右向きの磁力Fが作用する。
In the modification of FIG. 7C, for example, when current is applied to the
図8は、第2の実施形態を示す。このテーブル装置は、前記矩形板状のベース1とテーブル2の対向する2組の辺部近傍に、それぞれ2対の1次側磁束発生部10と2次側磁束発生部20が、テーブル2の回転中心に対して対称となる位置に設けられている点が第1の実施形態のものと異なる。その他の部分は第1の実施形態のものと同じであり、図2に示したものと同様に、各1次側磁束発生部10の2つの磁石ユニット13a、13bは磁性体15で連結され、各2次側磁束発生部20の2つの突極21a、21bは磁性体22で連結されている。また、各磁性体15、22は、それぞれベース1とテーブル2の各辺近傍に設けられた孔に嵌め込まれて固定されている。
FIG. 8 shows a second embodiment. In this table apparatus, two pairs of primary-side
上述した第1および第2の実施形態では、ベースとテーブルを横向きに配置し、ベースの上側にテーブルを対向させたが、本発明に係るテーブル装置は、ベースとテーブルを縦向きに配置し、ベースの横側にテーブルを対向させたものとすることもできる。この場合は、テーブルを横向きの軸で回転移動可能に支持するとよい。 In the first and second embodiments described above, the base and the table are arranged horizontally, and the table is opposed to the upper side of the base, but the table device according to the present invention arranges the base and the table vertically, A table may be opposed to the side of the base. In this case, it is preferable to support the table so that it can be rotated and moved by a horizontal axis.
図9は、第3の実施形態を示す。このテーブル装置は、ベース101の上側に、Y方向に直線移動するYテーブル102と、X方向に直線移動するXテーブル103を順に積み重ね、Xテーブル103の上側にθ方向に回転移動するθテーブル104を配置したXYθテーブル装置である。回転移動の固定側のベースとなるXテーブル103には、対向する1組の辺部に1対の1次側磁束発生部10が、θテーブル104の回転中心に対して対称となる位置に設けられ、θテーブル104の1組の辺部近傍には、各1次側磁束発生部10と対向するように1対の2次側磁束発生部20が設けられている。プレート103aとθテーブル104は、非磁性材料としてのアルミニウムで形成されている。
FIG. 9 shows a third embodiment. In this table apparatus, a Y table 102 that linearly moves in the Y direction and an X table 103 that linearly moves in the X direction are stacked in this order on the upper side of the
第1の実施形態のものと同様に、前記θテーブル104はXテーブル103のプレート103aの中央部にベアリング3で回転移動可能に支持されている。また、図2に示したものと同様に、1次側磁束発生部10は2つの磁石ユニット13a、13bを磁性体15で連結したものとされ、2次側磁束発生部20は2つの突極21a、21bは磁性体22で連結したものとされている。なお、磁性体15は、Xテーブル103の辺部に設けられた切欠き部に嵌め込まれて固定され、磁性体22は、第1の実施形態のものと同様に、θテーブル104の辺部近傍に設けられた孔に嵌め込まれて固定されている。
Similar to the first embodiment, the θ table 104 is supported at the center of the plate 103 a of the X table 103 by a
なお、前記Xテーブル103とYテーブル102は、それぞれリニアモータ105a、105bによって直線駆動され、レール106a、106bに案内されて直線移動する。この実施形態では、上側のプレート103aとθテーブル104が軽量なアルミニウムで形成されているので、これらのリニアモータ105a、105bの出力を低減することができる。
The X table 103 and the Y table 102 are linearly driven by
上述した第3の実施形態では、テーブル装置をXYθテーブル装置とし、XテーブルとYテーブルをリニアモータで直線移動させるものとしたが、本発明に係るテーブル装置は、例えば、X方向とY方向の2方向に移動可能なテーブルを備えた異なるテーブル構成のXYθテーブル装置や、X方向に移動するテーブルのみを備えたXθテーブル装置とすることもできる。また、直線移動機構もリニアモータに限定されることはなく、他の形式の磁力式移動機構や、ボールねじ等を用いた機械式移動機構とすることもできる。さらに、この実施形態でも、ベース、Yテーブル、Xテーブルおよびθテーブルを縦向きに並べて配置することもできる。 In the third embodiment described above, the table device is an XYθ table device, and the X table and the Y table are linearly moved by a linear motor. However, the table device according to the present invention is, for example, in the X direction and the Y direction. An XYθ table device having a different table configuration including a table movable in two directions, or an Xθ table device including only a table moving in the X direction may be used. Further, the linear moving mechanism is not limited to the linear motor, and may be a magnetic moving mechanism of another type, or a mechanical moving mechanism using a ball screw or the like. Furthermore, also in this embodiment, the base, Y table, X table, and θ table can be arranged vertically.
上述した各実施形態では、固定側のベースに1次側磁束発生部を設け、移動側のテーブルに2次側磁束発生部を設けたが、移動側に1次側磁束発生部を設け、固定側に2次側磁束発生部を設けることもできる。 In each of the embodiments described above, the primary side magnetic flux generator is provided on the fixed base and the secondary side magnetic flux generator is provided on the moving table. However, the primary side magnetic flux generator is provided on the moving side and fixed. A secondary-side magnetic flux generator can also be provided on the side.
上述した各実施形態では、ベースやテーブルを形成する非磁性材料をアルミニウムとしたが、この非磁性材料は軽量なものが好ましく、他の軽金属やその合金、プラスチックや強化プラスチック等とすることもできる。また、テーブル装置の用途によっては、非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼等とすることもできる。 In each of the embodiments described above, the nonmagnetic material forming the base and the table is aluminum. However, this nonmagnetic material is preferably lightweight, and may be another light metal or an alloy thereof, plastic, reinforced plastic, or the like. . Further, depending on the use of the table device, nonmagnetic austenitic stainless steel can be used.
上述した各実施形態では、ベースとテーブルを矩形状のものとし、1次側磁束発生部と2次側磁束発生部をこれらの辺部近傍に沿わせて設けたが、少なくとも1対の1次側磁束発生部と2次側磁束発生部は、テーブルの回転中心に対して対称となる位置にあればよく、ベースやテーブルのコーナー部等に設けることもできる。また、ベースとテーブルの形状も矩形状に限定されることはなく、多角形状や円形状等とすることもできる。 In each of the embodiments described above, the base and the table are rectangular, and the primary-side magnetic flux generator and the secondary-side magnetic flux generator are provided along the vicinity of these sides, but at least one pair of primarys is provided. The side magnetic flux generator and the secondary magnetic flux generator need only be located symmetrically with respect to the center of rotation of the table, and can be provided at the corner of the base or the table. Further, the shape of the base and the table is not limited to a rectangular shape, and may be a polygonal shape or a circular shape.
1 ベース
2 テーブル
3 ベアリング
10 1次側磁束発生部
11 鉄心部
12 永久磁石
13a、13b、13c、13d 磁石ユニット
14a、14b、14c、14d コイル
15 磁性体
20 2次側磁束発生部
21a、21b、21c、21d 突極
22 磁性体
101 ベース
102 Yテーブル
103 Xテーブル
104 θテーブル
105a、105b リニアモータ
106a、106b レール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記ベースに対向させて、前記ベースと平行な面内で回転移動可能に支持されたテーブルと、
前記ベースと前記テーブルの対向面のいずれか一方に、前記テーブルの回転中心に対して対称となる位置に設けられた少なくとも1対の1次側磁束発生部と、
前記対向面の他方に、前記少なくとも1対の1次側磁束発生部と対向するように設けられた2次側磁束発生部とを備え、
前記テーブルを前記回転中心の回りに回転移動させるテーブル装置において、
前記1次側磁束発生部を、前記回転移動方向に沿って互いに異なる磁極の向きとした少なくとも1組の永久磁石を配列した少なくとも2つの各磁石ユニットの周囲にコイルを巻回し、前記少なくとも2つの各磁石ユニットを、前記永久磁石の磁極の向きの配列が互いに逆向きとなるように隣合わせて磁性体で連結したものとし、
前記2次側磁束発生部を、前記各磁石ユニットと対向する少なくとも2つの鉄心で形成した各突極を磁性体で連結したものとしたことを特徴とするテーブル装置。 Base and
A table that is opposed to the base and is rotatably supported in a plane parallel to the base;
At least one pair of primary-side magnetic flux generators provided at positions symmetrical with respect to the rotation center of the table on either one of the opposing surfaces of the base and the table;
A secondary side magnetic flux generation part provided on the other of the opposing surfaces so as to face the at least one pair of primary side magnetic flux generation parts;
In the table device for rotating the table around the rotation center,
A coil is wound around each of at least two magnet units in which at least one set of permanent magnets in which the primary-side magnetic flux generation unit has different magnetic pole orientations along the rotational movement direction, Each magnet unit shall be connected with a magnetic material next to each other so that the arrangement of the magnetic poles of the permanent magnets is opposite to each other,
The table device, wherein the secondary side magnetic flux generation section is configured by connecting each salient pole formed of at least two iron cores facing each magnet unit with a magnetic material.
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