JPH04127504A - 永久磁石磁気回路 - Google Patents

永久磁石磁気回路

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JPH04127504A
JPH04127504A JP2249040A JP24904090A JPH04127504A JP H04127504 A JPH04127504 A JP H04127504A JP 2249040 A JP2249040 A JP 2249040A JP 24904090 A JP24904090 A JP 24904090A JP H04127504 A JPH04127504 A JP H04127504A
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小栗山 正美
Yoshio Ishigaki
石垣 義雄
Haruo Okano
晴雄 岡野
Isahiro Hasegawa
功宏 長谷川
Jiyunichi Arami
淳一 荒見
Hiromi Harada
原田 ひろみ
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Tokyo Electron Ltd
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    • H01F7/02Permanent magnets [PM]
    • H01F7/0205Magnetic circuits with PM in general
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、一方向磁場(所要領域において磁力線が直線
的となっている磁場)を必要とする半導体製造装置やそ
の他の装置に使用するための永久磁石磁気回路であって
、特に取り付け、配置に制約のある場合に有効な永久磁
石磁気回路に関する。
(発明の概要) 本発明は、一方向磁場を必要とする半導体製造装置等に
使用するための永久磁石磁気回路であって、一方向磁場
を発生すべき領域を囲むことなく不要な直交磁場成分の
少ない一方向磁場を発生可能にしたものである。
(従来の技術及び発明が解決しようとする課題)第11
図は永久磁石磁気回路の第1従来例であり、一対の永久
磁石IA、IBのN極とsiとを対向させてコ字状ヨー
ク2の内側に接合一体止したものである。この場合、不
要な直交磁場成分の少ない一方向磁場を容易に得ること
ができる。
しかしながら、第11図の第1従来例の場合、一方向磁
場発生領域E1の三面を磁気回路が取り囲む形となるた
め、磁気回路の取り付け、配置に制約がある場合には採
用出来ない。例えば、第11図において一方向磁場発生
装置EIの下側の境界線F1よりも磁気回路が突出して
はいけない条件下では第1従来例は採用出来ない。この
ような制約は、例えば真空容器外部の磁気回路で真空容
器内部に一方向磁場発生装置E、を設けたい場合にも生
じる。
一方、第12図及び第13図は第2従来例であって最も
基本的な磁気回路であり、平板状永久磁石5の一方の端
面にNfi、他方の端面にS極を配置したものである。
この場合、第13図の如く近似的な一方向磁場発生装置
E2を平板状永久磁石5の側面の上方(又は下方)に得
ることができ、近似的な一方向磁場発生装置E2の境界
線F、の下方のみに磁気回路を配!てきる。
第12図及び第13図の第2従来例の場合の磁力線分布
は第14図に示される。但し、平板状永久磁石5の横方
向寸法Lx= 250mm、奥行き寸法LY=3001
、厚み寸法Lz=24imとし、フェライト永久磁石を
使用した場合である。
また、平板状永久磁石5の中心から水平方向の距離をX
とし、平板状永久磁石5の側面からの垂直方向の距離H
を40++i(一定)としたとき、距離X(0乃至W/
 2 = 80mm>と磁束密度の水平成分Bx及び垂
直成分(直交成分)Bzとの関係を第6図の点線で示す
第6図の点線及び第14図から、第12図及び第13図
の第2従来例では平板状永久磁石5の中心からの距離X
が大きくなるのに伴い不要な垂直成分Bzが急増するの
で、直交成分を持たない理想的な一方向磁場には程遠い
特性であることがわかる。
本発明は、上記の点に鑑み、一方向磁場(磁力線が直線
的な磁場)発生領域を取り囲むことなく簡単な構造で垂
直成分を持たない良好な一方向磁場を発生可能な永久磁
石磁気回路を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、永久磁石磁気回路の第1の
発明は、磁石ブロックの相対向する面に相互に逆極性の
主磁極を配置し、前記相対向する面間の前記磁石ブロッ
クに凹部を形成すると共に前記主磁極の裏面に相当する
前記凹部の面に当該主磁極とは逆極性の副磁極を位置せ
しめた構成としている。
また、第2の発明は、任意の極性の磁極を有する主面と
、この主面の反対側主面に前記主面と逆の極性の磁極を
備え、前記一方の主面から他方の主面に向かって、磁力
線を生じせしめる磁石ブロックと、前記両主面間に磁界
のベクトルの方向を制御せしめる補償用磁極とを備えた
構成である。
さらに、第3の発明は、任意の極性の磁極を有する主面
と、この主面の反対側主面に前記主面と逆の極性の磁極
を備え、前記一方の主面から他方の主面に向かって、ル
ープ状の磁力線を生じせしめ、前記ループ状の磁力線の
中央部を直線的となるように制御せしめる補償用磁極を
有する構成である。
(作用) 本発明の永久磁石磁気回路においては、主磁極間の磁場
に含まれる垂直成分(所望の一方向の磁場成分に垂直な
磁場成分)を、主磁極と副磁1(補償用磁極)間の磁場
に含まれる逆向きの垂直成分で相殺することができ、広
範囲にわたって不要な垂直成分の無い一方向磁場を発生
することができる。また、一方向磁場発生領域は磁石ブ
ロックの側方に離間させて設けることができ、一方向磁
場発生領域を磁気回路が取り囲まないという条件を満足
することができ、半導体製造装置の一方向磁場発生装置
等として好適に使用することができる。
(実施例) 以下、本発明に係る永久磁石磁気回路の実施例を図面に
従って説明する。
第1図及び第2図は本発明の第1実施例を示す。
これらの図において、20はフェライト、希土類等の永
久磁石材料からなる直方体状の磁石ブロックであり、そ
の相対向する両端面(第1及び第2の主面)には主磁極
2LA、21Bが着磁形成されている。ここでは、主磁
極21AをN極、主磁極21BをS極とした。また、磁
石ブロック20の両端面間の一側面(前記両端面に垂直
乃至略垂直)には、左右対称に階段状に窪んだ凹部22
が形成されており、前記主磁極21Aの背後で対向する
位置にある面には副磁極としての補償用磁極23At、
23A2.23Azがそれぞれ着磁形成されている。同
様に、主磁極21Bの背後で対向する位置にある面にも
補償用磁極23B、、23B2.2383がそれぞれ着
磁形成されている。ここで、磁石ブロック20が−様な
材質であれば、主磁極と補償用磁極の表面磁束密度は同
じであるが、磁束総量は主磁極の方がはるかに多い。な
お、補償用磁極23A、、23A2,23A3はS極、
補償用磁123B1.23B、、23BffはN極であ
り、補償用磁極の意義は後述のように磁力線を直線的と
なる如く補償する作用にある。
上記第1図及び第2図の第1実施例の場合の磁力線分布
は第3図及びこの要部を拡大した第4図に示される。但
し、磁石ブロック20の横方向寸法LX−250ua、
奥行き寸法Ly= 300mm、厚み寸法Lz=60m
mとし、凹部22の階段状部分の横幅は各々20IIT
a、段差は各々10II11とし、フェライト永久磁石
を使用した場合である。
また、磁石ブロック20の中心から水平方向の距離をX
とし、磁石ブロック側面からの垂直方向の距離Hを4C
)+m(一定)としたとき、距離X(0乃至W/ 2 
= 80 mm>と磁束密度の水平成分Bx及び垂直成
分(直交成分)Bzとの関係を第6図の実線で示す。
第3図、第4図及び第6図実線から、第1図及び第2図
の第1実施例では広範囲の距離Xについて不要な垂直成
分Bzが実質的に零となることが判る。この理由は、第
5図のように、一方向磁場を発生すべき領域内の点Pで
の主磁極のNliから3%に向かう磁界ベクトル■1と
、主磁i(N又は3%)と各補償用磁極〈S又はN極)
との間の磁界ベクトルV2との合成磁界ベクトルVOが
実質的に水平となるように設定できるからである。
この結果、第1図及び第2図の第1実施例では広範囲に
わたり不要な直交成分を殆ど持たない理想に近い一方向
磁場を実現できる。また、一方向磁場発生領域の一面側
に磁気回路を配置すればよく、一方向磁場発生領域を磁
気回路か囲む必要がない。
第7図及び第8図は本発明の第2実施例を示す。
これらの図において、磁石ブロック20の両端面間の一
側面には、階段状に窪んだ凹部の代わりに、左右対称に
テーパー状(円弧状斜面乃至直線状斜面)に窪んだ四部
30が形成されており、主磁極21A、21Bの背後と
なる面には補償用磁極23A、23Bがそれぞれ着磁形
成されている。但し、主磁極21AがN極、主磁極21
BがS極であるとき、補償用磁極23AはS極、補償用
磁極23BはN極である。なお、磁石ブロック20の横
方向寸法Lx−25On+n、奥行き寸法Ly= 30
011III、厚み寸法Lz=60+−とし、四部30
の底部の幅は130I、底部の厚みは30mmとした。
この第7図及び第8図の第2実施例の場合にも、第5図
の如く一方向磁場を発生すべき領域内での主磁極のN極
からS極に向かう磁界ベクトル■1と、主磁極(N又は
S極)と各補償用磁極(S又はN極)との間の磁界ベク
トル■2との合成磁界ベクトルVOが実質的に水平とな
るように設定できる 第9図及び第10図は本発明の第3実施例を示す。この
実施例では、円形板状磁石ブロック40を用い、その磁
石ブロック40の相対向する面(角度θ1.θ2の範囲
)に主磁極41A、4]、Bが着磁形成されている。こ
こでは、主磁極41AをN極、主磁極41BをS極とし
た。また、前記相対向する面に垂直乃至略垂直な一側面
に左右対称に階段状に窪んだ凹部42が形成されており
、前記主磁極41Bの背後で対向する位置にある面には
逆極性の補償用磁極43B、、43B2.43B。
が第10図の如くそれぞれ着磁形成されている。
同様に、主磁極41Aの背後で対向する位置にある面に
も逆極性の補償用磁極がそれぞれ着磁形成されている。
上記第3実施例の作用効果は前述の第1実施例と同様で
ある。
なお、各実施例における磁石ブロックは、複数個の永久
磁石の組み合わせであっても一体品であっても良い。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の永久磁石磁気回路によれ
ば、一方向磁場を発生すべき領域を囲むことなく不要な
直交磁場成分の少ない一方向磁場を発生可能であり、磁
気回路の配置、取り付けに制約のある半導体製造装置や
その他の装置に好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る永久磁石磁気回路の第1実施例を
示す斜視図、第2図は同正断面図、第3図は第1実施例
における磁力線の様子を示す説明図、第4図の第3図の
要部を拡大した説明図、第5図は第1実施例における主
磁極間の磁界ベクトルと主磁極と補償用磁極間の磁界ベ
クトルとの関係を示す説明図、第6図は本発明の第1実
施例及び第2従来例の場合における磁石ブロック中心か
らの距離と水平方向及び垂直方向の磁束密度との関係を
示すグラフ、第7図は本発明の第2実施例を示す斜視図
、第8図は同正断面図、第9図は本発明の第3実施例を
示す平面図、第10図は同部分断面図、第11図は第1
従来例の正断面図、第12図は第2従来例の斜視図、第
13図は同正面図、第14図は第2従来例の場合の磁力
線の様子を示す説明図である。 20.40・・・磁石ブロック、21A、21B。 41A、41B・・・主磁極、22.30・・・凹部、
23A、23AI、23A2.23A3・・・補償用磁
極、23B、23B、、23B2.23B3.43B、
。 43 B2.43 Bs・・・補償用磁極。 第3図 第4図 北さ−さ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)磁石ブロックの相対向する面に相互に逆極性の主
    磁極を配置し、前記相対向する面間の前記磁石ブロック
    に凹部を形成すると共に前記主磁極の裏面に相当する前
    記凹部の面に当該主磁極とは逆極性の副磁極を位置せし
    めたことを特徴とする永久磁石磁気回路。
  2. (2)前記凹部が階段状もしくはテーパー状に窪んだも
    のである請求項1記載の永久磁石磁気回路。
  3. (3)任意の極性の磁極を有する主面と、この主面の反
    対側主面に前記主面と逆の極性の磁極を備え、前記一方
    の主面から他方の主面に向かつて、磁力線を生じせしめ
    る磁石ブロックと、前記両主面間に磁界のベクトルの方
    向を制御せしめる補償用磁極とを備えたことを特徴とす
    る永久磁石磁気回路。
  4. (4)任意の極性の磁極を有する主面と、この主面の反
    対側主面に前記主面と逆の極性の磁極を備え、前記一方
    の主面から他方の主面に向かつて、ループ状の磁力線を
    生じせしめ、前記ループ状の磁力線の中央部を直線的と
    なるように制御せしめる補償用磁極を有することを特徴
    とする永久磁石磁気回路。
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