JPH04128085U - 移動テーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 可動子２に複数の界磁磁石５をヨーク部４に
移動方向に一定のピッチで配置し、固定子３に可動子２
と空隙を介し相数個を１組とした電機子巻線３２を設け
たリニアモータを２組平行させて固定台１に設けてリニ
ア移動テーブルを構成する。そして各固定子３の間の中
央部にリニアスケール６および磁極検出器７の両方また
は一方の被検出側を設け、可動子２にその検出側を設け
たものである。 【効果】 可動子のギャップ変動を小さくし、位置検出
精度を高めると共に、リニアモータをコンパクトにする
ことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体製造装置などの超精密リニアモータを用いた移動テーブルに 関し、特に、そのリニアモータの磁気回路、リニアスケールおよび磁気検出器の 配置構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、複数の永久磁石を交互に極性が異なるように進行方向に継鉄上に設けた 可動子と、空隙を介し継鉄部に励磁コイルを巻回したＵ字形の固定子を相数個を １組として基台上に平行させて配置し、基台に平行なガイドにリニアベアリング を介して可動子を移動させるリニアモータが開示されている（例えば、実開昭６ ２−１７２２８４号公報）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記構成では、固定子の鉄心部にスロットを設け巻き線を施すので リニアモータ全体が大きくなると共に、磁極検出器を設ける場合は漏れ磁束の影 響を受けやすく、リニアモータのコギングトルクによるトルクリップルが発生し 、精密な半導体の集積度に対応する精度を出すことは困難になってきた。 本考案は、磁極検出を高精度に行い、かつトルクリップルを小さくしたリニア モータによって精密位置決めのできるコンパクトな移動テーブル提供することを 目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、複数の界磁磁石をヨーク部に移動方向に一定のピッチで配置した可 動子と、前記可動子と空隙を介し相数個を１組とした電機子巻線を設けた固定子 とからなるリニアモータを２組平行させて固定台に設けた移動テーブルにおいて 、前記各固定子の間の中央部に位置検出器および磁極検出器の両方または一方の 被検出側を設け、前記可動子にその検出側を設けたものである。 また、前記電機子巻線を板状のヘリカルコイルに成形されたギャップワインデ ィング方式とし、逆Ｔ字状の巻線ホルダのＩ字部両面に固定して前記固定子を構 成したものである。

【０００５】

【作用】

リニアモータの電機子巻線をギャップワインディング方式とし、リニアスケー ル、磁極検出器を二つのリニアモータの間に設けることにより、可動子のヨーイ ングによるギャップ変動を極めて小さくし、位置の検出精度を向上させることが できるとともに、検出器部分が外部に突出しないので、特別なカバーを設けるこ となく外部からの塵埃や衝突などに対する保護ができる。

【０００６】

【実施例】

本考案を図に示す実施例について説明する。 図１は本考案の実施例を示す正断面図で、Ｕ字形の固定台１の両側にガイド部 １１を設け、ガイド部１１の上面、側面および下面に空気軸受部１２を設けてあ る。固定台１の上には逆Ｕ字形の可動子２が載置され、両側にはガイド部２１を 設け、固定台１の空気軸受部１２に対向するように空気軸受部２２を設けて固定 台１の上に可動子２を支持している。 固定台１の両側のガイド部１１の間には可動子２の移動方向に伸びる２個の逆 Ｔ字形の巻線ホルダ３１のＩ字部両側の表面にギャップワインディング方式の電 機子巻線３２を貼り付けた２組の固定子３が平行に設けられている。可動子２の 下面には２個の逆Ｕ字形のヨーク部４を固定し、ヨーク部４の内側両側面にそれ ぞれ界磁磁石５をモータの極数と同数だけ可動子２の移動方向に一定のピッチで 配列し、１組の固定子３を１対の界磁磁石５が空隙を介して挟み込むようにリニ アモータを構成している。 固定台１の上面中央部には２組の固定子３、３に挟まれて可動子２の位置を検 出するリニアスケール６の被検出側のスケーラ部６１を固定し、可動子２の下面 にはリニアスケール６の検出部６２をスケーラ部６１と空隙を介して対向するよ うに固定してある。 また、固定台１にはリニアスケール６の近くに磁極検出器７のインダクタ７１ を固定し、可動子２の下面には磁極検出器７の磁気抵抗効果素子からなる検出素 子７２をインダクタ７１に空隙を介して対向するように固定してある。 リニアモータの電機子巻線３２は、例えば特開平１−２８３０４５公報に開示 された方法で製造されたギャップワインディング方式の巻線で構成されており、 ３相巻線の場合、３相分の要素コイル３３を製作し、これを図２（ａ）に示すよ うに、電気的に１２０°位相で重ねた帯コイル３４を作り、これを図２（ｂ）に 示すように、螺旋状に折り曲げてヘリカルコイル３５を成形する。 電機子巻線３２の巻き回数を多くする時は、図３に示すように、ヘリカルコイ ル３５を多層に重ねればよい。このとき、ヘリカルコイル３５のそれぞれの極ピ ッチｐがずれないように巻線ホルダ３１に磁極ごとに合いマークＭをつけておく 。 また、可動子２の移動距離を長くする場合は巻線ホルダ３１と共に電機子巻線 ３２を移動方向に長くする必要があるが、この時は図４に示すように、ヘリカル コイル３５を複数個に分割して成形し、このコイルエンド部３６を重ね、それぞ れの端子どうしを直列または並列に接続し、Ｙ結線またはΔ結線を形成して長ス トロークの電機子巻線を構成する。したがって、長ストロークのリニアモータで も大きな要素コイルを作る必要がなく、基準の大きさの要素コイルから基準の大 きさのヘリカルコイルを作っておき、それをつなぎ合わせることによって任意の 長さのストロークを持つ電機子巻線を製作することができる。 また、巻線ホルダ３１を板状の非磁性材とし、電機子巻線３２とともに樹脂で 一体に成形し、可動子２に設けた互いに対向する界磁磁石５を異極になるように 着磁して、磁束が巻線ホルダ３１の両側面に固定された電機子巻線３２を貫通す るようにして、固定子３を鉄心部分が除かれた磁束貫通形の固定子構造とするこ とにより、固定子の大きさを小さくし、重量を軽くすることができる。 また、巻線ホルダ３１の断面を工の字形に形成し、電機子巻線と共に一体に樹 脂モールドすることにより固定子３の強度を高めることができる。

【０００７】

【考案の効果】 以上述べたように、本考案によれば、次のような効果がある。 （１）リニアスケール、磁極検出器を二つのリニアモータの間に設けることによ り可動子のヨーイングによるギャップ変動を極めて小さくし、位置の検出精度を 向上させることができるとともに、検出器部分が外部に突出しないので、特別な カバーを設けることなく外部からの塵埃や衝突などに対する保護ができる。 （２）電機子巻線をスロットレスのギャップワインディング方式とすることによ り、トルクリップルを減少させ、ナノオーダの超精密な位置決め精度を得ること ができる。 （３）また、電機子巻線がスロットレスであるため、リニアモータのストローク 、全長などの仕様が変わった場合でも、電機子巻線の変更だけで容易に対応でき るとともに、薄肉の電磁構造となるため、リニアモータがコンパクトになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す正断面図である。

【図２】（ａ），（ｂ）本考案の電機子巻線の製作工程
を示す説明図である。

【図３】本考案の他の実施例を示す要部平面図である。

【図４】本考案の他の電機子巻線の製作工程を示す説明
図である。

【図５】本考案の他の実施例を示す要部平面図である。

【図６】本考案の他の実施例を示す正断面図である。

【符号の説明】

１ 固定台 １１、２１ ガ
イド部 １２、２２ 空気軸受部 ２ 可動子 ３ 固定子 ３１ 巻線ホル
ダ ３２ 電機子巻線 ３３ 要素コイ
ル ３４ 帯コイル ３５ ヘリカル
コイル ３６ コイルエンド ４ ヨーク部 ５ 界磁磁石 ６ リニアスケ
ール ６１ スケーラ部 ６２ 検出部 ７ 磁極検出器 ７１ インダク
タ ７２ 検出素子

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の界磁磁石をヨーク部に移動方向に
   一定のピッチで配置した可動子と、前記可動子と空隙を
   介し相数個を１組とした電機子巻線を設けた固定子とか
   らなるリニアモータを２組平行させて固定台に設けたリ
   ニア移動テーブルにおいて、前記各固定子の間の中央部
   に位置検出器および磁極検出器の両方または一方の被検
   出側を設け、前記可動子にその検出側を設けたことを特
   徴とする移動テーブル。
2. 【請求項２】 前記電機子巻線を板状のヘリカルコイル
   に成形されたギャップワインディング方式とし、逆Ｔ字
   状の巻線ホルダのＩ字部両面に固定して前記固定子を構
   成した請求項１記載の移動テーブル。
3. 【請求項３】 前記電機子巻線のヘリカルコイルのコイ
   ルエンド部分を重ね、それぞれの端子どうしを直列また
   は並列に接続した請求項２記載の移動テーブル。
4. 【請求項４】 前記巻線ホルダを板状の非磁性材で構成
   し、前記可動子に設けた互いに対向する界磁磁石をそれ
   ぞれ異極になるように着磁して、磁束が前記電機子巻線
   を貫通するようにした請求項２または３のいずれか１項
   に記載の移動テーブル。