JPH11252875A - 電機子コイル巻線装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造の自動化を図り、高性能なリニアモータ
の生産効率を高めることのできる電機子コイル巻線装置
および方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 巻線装置を、回転駆動されるテーブル３
２と、テーブル３２上に起立状態から横倒し状態に移動
可能とされたピン３５，３５，…と、テーブル３２に向
けて電線を供給する供給機構と、各ピン３５を駆動する
ピン駆動機構とを備える構成とした。そして、扁平コイ
ル２５の巻線方法としては、巻線装置の複数本のピン３
５に電線を巻き付けてコイルＣ１を形成する工程と、複
数本のピン３５を定められた方向に倒すことによって扁
平形状のコイルＣ２を形成する工程とを有する構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータ等を
構成する電機子コイルを製造するときに用いて好適な電
機子コイル巻線装置および方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子や液晶表示素子等のデバイス
の製造工程において重要な位置を占めるフォトリソグラ
フィ工程では、フォトマスクまたはレチクル（以降、単
に「レチクル」と称する）の回路パターンを、投影光学
系を介し、感光剤を塗布したウエハまたはガラスプレー
ト等の基板上に投影露光し転写する投影露光装置が用い
られている。近年、半導体集積回路の集積度が高まるに
つれ、このような投影露光装置としては、基板を順次移
動させつつ基板上の複数の露光領域にパターンを順次投
影転写していくステップ・アンド・リピート方式の縮小
投影型露光装置、いわゆるステッパーが主流となってい
る。

【０００３】このようなステッパーにおいては、基板を
順次移動させつつ投影転写を行う度に、基板を精密に位
置決めする必要があるため、基板を保持・移動・位置決
めするステージが備えられている。ステージには、保持
した基板を少なくとも２方向に移動可能とする可動ステ
ージが備えられ、この可動ステージの駆動源としては直
動駆動機構が多用されている。直動駆動機構には、回転
型モータを用い回転運動を直動運動に変換するものや、
あるいは直動型のリニアモータを用いるものがある。特
に、リニアモータは構造が簡易で部品点数が少く、摩擦
抵抗も少ないため、特に精密に位置決めを行う必要のあ
る機構の駆動源として主流になりつつある。

【０００４】リニアモータは、永久磁石ユニットと、電
機子コイルユニットとからなり、これら永久磁石ユニッ
トと電機子コイルユニットとが相対移動することによっ
て推力を発生するものである。従来より、図１７に示す
ように、リニアモータ１の電機子コイルユニット２に
は、断面視略長方形あるいは円形のコイル３を複数個並
べた構成のものがある。

【０００５】また、近年では、永久磁石ユニットの磁気
ギャップに対する電機子コイルの占積率（密度）を向上
させることによってリニアモータの高性能化を図る技術
も提案されている。例えば特開平８−１６８２２９号公
報に開示される技術では、１辺方向に長い長方形または
平行四辺形に巻回した扁平コイルを用いるリニアモータ
が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コイル３
は、図１８に示すように、巻線ブロック５に電線を供給
しつつ、この巻線ブロック５を回転させることによっ
て、比較的容易に製造することができた。これに対し、
前記公報に開示されている扁平コイルのような特殊形状
のコイルは、これを製造するための電機子コイル巻線装
置が大掛かりなものとなったり、また形状によっては製
造の自動化が困難で、手巻きでコイルを製造せざるを得
ない場合もあった。

【０００７】このように、従来は、高性能で、かつ製造
を効率よく行うことができるリニアモータが提供されて
いるとは言えないのが実状である。本発明は、以上のよ
うな点を考慮してなされたもので、特殊形状の電機子コ
イルの製造の自動化を図り、高性能なリニアモータの生
産効率を高めることのできる電機子コイル巻線装置およ
び方法を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
扁平多角形状の電機子コイル（２５）を巻線する電機子
コイル巻線装置（３０）であって、テーブル（３２）
と、該テーブル（３２）に向けて電線を供給する供給手
段（３４）と、前記テーブル（３２）上に複数本備えら
れかつそれぞれが起立状態から横倒し状態に移動可能と
されたピン（３５）と、前記電線を前記複数本のピン
（３５）に巻き付けてコイル（Ｃ１）を形成する巻き付
け手段と、前記ピン（３５）のそれぞれを倒して前記コ
イル（Ｃ２）を扁平形状に整形するピン駆動手段（４
０）とを備えることを特徴としている。

【０００９】これにより、供給手段（３４）によりテー
ブル（３２）に向けて電線を供給しつつ、巻き付け手段
により電線をテーブル（３２）上の複数本のピン（３
５）に巻き付けてコイル（Ｃ１）を形成し、ピン駆動手
段（４０）によりピン（３５）のそれぞれを倒すことに
よってコイル（Ｃ２）が扁平形状に整形され、したがっ
て各ピン（３５）を頂点とした扁平多角形状の電機子コ
イル（２５）が形成される。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載の電
機子コイル巻線装置（３０）において、前記複数本のピ
ン（３５）の外周側に、前記扁平形状に整形されたコイ
ル（Ｃ２）を外周側から整形する外周整形部（４２）を
備えていることを特徴としている。

【００１１】これにより、扁平形状に整形されたコイル
（Ｃ２）が、外周整形部（４２）によって外周側から定
められた形状に整形される。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項２記載の電
機子コイル巻線装置（３０）において、前記外周整形部
（４２）が、互いに隣接する前記ピン（３５）間にて前
記コイル（Ｃ２）に当接する整形部材（４３）と、該整
形部材（４３）を前記ピン（３５）側に向けて駆動させ
る整形部材駆動手段（４４）とを備えていることを特徴
としている。

【００１３】これにより、整形部材（４３）を整形部材
駆動手段（４４）でピン（３５）側に向けて駆動させる
と、整形部材（４３）が互いに隣接するピン（３５）間
にてコイル（Ｃ２）に当接し、コイル（Ｃ２）が外周側
から整形される。

【００１４】請求項４に係る発明は、請求項２または３
記載の電機子コイル巻線装置（３０）において、前記コ
イル（Ｃ２）の内側で前記外周整形部（４２）に対向配
置され、かつ前記コイル（Ｃ２）の外側に向けて付勢さ
れた内周整形部（４５）を備えていることを特徴として
いる。

【００１５】これにより、外周整形部（４２）でコイル
（Ｃ２）を外周側から整形するときに、コイル（Ｃ２）
には内周整形部（４５）によって内周側からも力が付与
されることとなり、コイル（Ｃ２）は内側と外側の両側
から整形されることとなる。

【００１６】請求項５に係る発明は、請求項１ないし４
のいずれかに記載の電機子コイル巻線装置（３０）にお
いて、前記テーブル（３２）の上方に、前記扁平形状に
整形されたコイル（Ｃ２）を厚さ方向にプレスするプレ
ス手段（３３）を備えていることを特徴としている。

【００１７】これにより、扁平形状に整形されたコイル
（Ｃ２）が厚さ方向にプレスされ、定められた厚さに整
形されることとなる。

【００１８】請求項６に係る発明は、請求項１ないし５
のいずれかに記載の電機子コイル巻線装置（３０）にお
いて、前記ピン駆動手段（４０）が、前記ピン（３５）
の基端部に備えられた回転軸（３６）と、該回転軸（３
６）を回転駆動させる回転軸駆動部とを備えていること
を特徴としている。

【００１９】これにより、回転軸駆動部で回転軸（３
６）を回転駆動させることによって、コイル（Ｃ１）が
巻き付けられるピン（３５）はその基端部を中心として
回転し、起立状態と横倒し状態とで移動可能となる。

【００２０】請求項７に係る発明は、請求項６記載の電
機子コイル巻線装置（３０）において、前記回転軸駆動
部が、前記回転軸（３６）に一体に形成されたカム（３
７）のカム山面に形成された従動ギヤ（３８）と、該従
動ギヤ（３８）に噛み合う駆動ギヤ（３９）を備えた回
転駆動源とからなることを特徴としている。

【００２１】これにより、回転駆動源で駆動ギヤ（３
９）を駆動させると、カム（３７）のカム山面に形成さ
れた従動ギヤ（３８）が駆動され、ピン（３５）がその
基端部の回転軸（３６）を中心として回転し、起立状態
と横倒し状態とで移動可能となる。

【００２２】請求項８に係る発明は、扁平多角形状の電
機子コイルを巻線する方法であって、テーブル（３２）
上の複数本のピン（３５）に電線を巻き付けてコイル
（Ｃ１）を形成する工程と、前記コイル（Ｃ１）を、前
記テーブル（３２）上の複数本のピン（３５）を定めら
れた方向に倒すことによって、前記テーブル（３２）上
で扁平形状に変形させる工程とを有してなることを特徴
としている。

【００２３】このようにして、複数本のピン（３５）に
電線を巻き付け、さらにピン（３５）を倒すことによっ
て、ピン（３５）を頂点とした扁平多角形状の電機子コ
イル（２５）を形成することができる。

【００２４】請求項９に係る発明は、請求項８記載の電
機子コイル巻線方法において、扁平形状に整形した前記
コイル（Ｃ２）を、整形手段により外周側から定められ
た多角形状に整形することを特徴としている。

【００２５】これにより、扁平形状に整形されたコイル
（Ｃ２）が、整形手段によって外周側から定められた多
角形状に整形される。

【００２６】請求項１０に係る発明は、請求項８または
９記載の電機子コイル巻線方法において、扁平形状に整
形した前記コイル（Ｃ２）を、プレス手段（３３）によ
り厚さ方向にプレスすることを特徴としている。

【００２７】これにより、扁平形状に整形されたコイル
（Ｃ２）が厚さ方向にプレスされ、定められた厚さに整
形されることとなる。

【００２８】請求項１１に係る発明は、請求項８ないし
１０のいずれかに記載の電機子コイル巻線方法におい
て、前記コイル（Ｃ２）を定められた形状に形成した
後、前記ピン（３５）を定められた角度だけ起こして前
記コイル（Ｃ２）を前記ピン（３５）から抜くことを特
徴としている。

【００２９】これにより、扁平多角形状に整形されたコ
イル（Ｃ２）をピン（３５）から容易に抜くことができ
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電機子コイル
巻線装置および方法の実施の形態の一例を、図１ないし
図１６を参照して説明する。ここでは、電機子コイル巻
線装置および方法について説明するに先立ち、電機子コ
イル巻線装置および方法で製造する電機子コイルを用い
るリニアモータおよびこのリニアモータを備えた投影露
光装置についての説明を行う。

【００３１】図１に示すものは、例えば半導体素子のフ
ォトリソグラフィ工程において、フォトマスクまたはレ
チクルの回路パターンを、投影光学系を介し、感光剤を
塗布したウエハまたはガラスプレート等の基板上に投影
露光し転写する投影露光装置のステージ機構１０であ
る。この図１に示すように、ステージ機構１０は、ウエ
ハ等の基板（以下、単に「ウエハ」と略称する）Ｗを保
持・移動・位置決めするもので、図示しない台座上に除
振機構を介して据え付けられた基盤１１上に、Ｘステー
ジ１２とＹステージ１３とが備えられた構成となってい
る。

【００３２】Ｘステージ１２は、基盤１１の上面に設け
られて、投影露光装置の投影光学系の光軸に対して直交
する面内において一方向（図中矢印ｘ方向）に沿って延
在する二本一対の固定ロッド１４，１４と、各固定ロッ
ド１４にそれぞれ移動自在に設けられた可動部材１５
と、これら二つの可動部材１５，１５に一体に設けられ
た平面視略矩形のフレーム１６とから構成されている。
これにより、フレーム１６は、可動部材１５，１５が固
定ロッド１４，１４に沿って移動することにより、固定
ロッド１４，１４の軸線方向、すなわち図中矢印ｘ方向
に移動自在とされている。

【００３３】Ｙステージ１３は、投影露光装置の投影光
学系の光軸に対して直交する面内において固定ロッド１
４と直交する方向に延在し、かつフレーム１６に一体に
設けられた固定ロッド１７と、固定ロッド１７に沿って
移動自在に設けられた可動部材１８と、可動部材１８の
上面に一体に設けられた保持テーブル１９と、固定ロッ
ド１７を挟んでその両側に位置するフレーム１６の二辺
に設けられたガイド部材２０，２０とから構成されてい
る。このＹステージ１３の保持テーブル１９は、可動部
材１８が固定ロッド１７に沿って移動することにより、
固定ロッド１７の軸線方向、すなわち図中矢印ｙ方向に
移動自在とされている。このとき、保持テーブル１９
は、その両端部がフレーム１６に形成されたガイド部材
２０，２０によってガイドされるようになっている。

【００３４】さらに保持ステージ１９には、ウエハＷを
微少回転可能に吸着保持するウエハホルダ（図示なし）
と、保持したウエハＷを上下動させるレベリング機構
（図示なし）とが備えられている。

【００３５】これにより、ステージ機構１０において
は、保持ステージ１９が、Ｘステージ１２およびＹステ
ージ１３によって、投影露光装置の投影光学系の光軸に
対して直交する面内で互いに直交する２方向に移動自在
となっている。

【００３６】上記ステージ機構１０を構成するＸステー
ジ１２およびＹステージ１３の駆動源としてはリニアモ
ータが用いられている。

【００３７】図２に示すように、リニアモータＲは、所
定の間隔を隔てて対向するよう磁石フレーム２１に保持
された永久磁石２２，２２と、これら永久磁石２２，２
２間に配置された電機子コイルユニット２３とから概略
構成されている。図３に示すように、電機子コイルユニ
ット２３は、コイルフレーム２４に多数の扁平コイル
（電機子コイル）２５，２５，…が保持された構成とな
っている。ここで、各扁平コイル２５は、例えば平面視
略６角形をなした扁平形状、つまり扁平多角形状をなし
ている。そして、これらの扁平コイル２５は、所定寸法
（扁平コイル２５のコイル幅ａ）ずつずらして順次重ね
た状態でコイルフレーム２４に保持されている。

【００３８】このようなリニアモータＲは、図２に示し
た磁石フレーム２１側あるいはコイルフレーム２４側の
いずれか一方が、図１に示したＸステージ１２の固定ロ
ッド１４，Ｙステージ１３の固定ロッド１７に固定さ
れ、いずれか他方がＸステージ１２の可動部材１５，Ｙ
ステージ１３の可動部材１８に固定されるようになって
いる。そして、永久磁石２２，２２と電機子コイルユニ
ット２３との相対移動によって発生するリニアモータＲ
の推進力によって、ステージ機構１０が駆動されるよう
になっている。

【００３９】次に、上記したようなリニアモータＲの扁
平コイル２５を製造するための電機子コイル巻線装置お
よび方法について説明する。図４に示すものは、電機子
コイル巻線装置（以下、「巻線装置」と略称する）３０
である。この巻線装置３０は、装置本体３１に、コイル
を形成するためのテーブル３２と、このテーブル３２の
上方に配置された上部プレス機構（プレス手段）３３
と、テーブル３２に電線を供給する供給機構（供給手
段）３４とが備えられた概略構成となっている。

【００４０】図５に示すように、テーブル３２は、その
上面が略円形の平面をなしており、この上面には、扁平
コイル２５（図３参照）を形成するため外形略六角形の
溝Ａが形成されている。テーブル３２は、その上面と直
交する回転軸（図示なし）を中心として図示しない駆動
源（巻き付け手段）により回転駆動されるようになって
いる。

【００４１】テーブル３２の上面には、電線を巻き付け
てコイルを形成するため、複数本、例えば６本のピン３
５，３５，…が備えられている。各ピン３５は、基端部
３５ａから所定寸法の部分が電線を巻き付けるための巻
き付け部３５ｂとされ、先端部３５ｃは、巻き付け部３
５ｂよりも大径に形成されている。

【００４２】図６に示すように、各ピン３５は、その基
端部が回転軸３６を介してテーブル３２の内部に回動自
在に支持されている。さらに、各ピン３５の基端部３５
ａには、回転軸３６の下側に略扇状のカム３７が一体に
形成され、カム３７のカム山面には従動ギヤ３８が形成
されている。この従動ギヤ３８と対向する位置には、従
動ギヤ３８に噛み合う駆動ギヤ３９が設けられている。
この駆動ギヤ３９は、モータ等の回転駆動源に、直接、
あるいは図示しないギヤやプーリ、タイミングベルト等
を介して連結されている。これらカム３７，従動ギヤ３
８，駆動ギヤ３９，回転駆動源等によって各ピン３５の
ピン駆動機構（ピン駆動手段）４０が構成されている。
そして、このピン駆動機構４０では、回転駆動源で駆動
ギヤ３９を回転駆動させると、その駆動力が従動ギヤ３
８に伝達されてカム３７が回転し、これによって各ピン
３５が回転軸３６を中心として回動するようになってい
る。したがって、各ピン３５は、起立状態と横倒し状態
との間で移動可能な構成となっている。

【００４３】ここでは、図６（ｂ）および図７に示すよ
うに、これら計６本のピン３５は、横倒し状態となった
ときには、先端部３５ｃが基端部３５ａに対して同一方
向（図７中右側）に位置する構成とされ、つまり６本の
ピン３５は同一方向に倒れるようになっている。

【００４４】図５に示したように、これら計６本のピン
３５は、４本のピン３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄが
溝Ａの外周側に配置され、残りの２本のピン３５Ｅ，３
５Ｆが溝Ａの内周側に配置されている。さらに、これら
のピン３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅ，３５
Ｆは、横倒し状態となったときに、巻き付け部３５ｂが
溝Ａ内に位置するようになっている。また、溝Ａには、
その外周側に配置された２本のピン３５Ｂ，３５Ｃに対
応した位置に、これらが横倒し状態となったときに巻き
付け部３５ｂの上側が溝Ａの底面と同レベルあるいはそ
れよりも下方レベルに位置するよう、これらピン３５
Ｂ，３５Ｃを収納する凹部４１がそれぞれ形成されてい
る。

【００４５】また、テーブル３２の上面には、溝Ａの外
周側に、外周整形部４２が備えられている。外周整形部
４２は、二個一対の外周整形部材（整形部材）４３，４
３と、これら外周整形部材４３，４３を駆動させる整形
部材駆動機構（整形部材駆動手段）４４とから構成され
ている。各外周整形部材４３は、基部４３ａから三本の
延出部４３ｂ，４３ｃ，４３ｄが互いに平行に延出する
平面視略Ｅ字状をなしている。三本の延出部４３ｂ，４
３ｃ，４３ｄは、その先端部が、互いに隣接する二本の
ピン３５，３５間に位置するよう形成されている。整形
部材駆動機構４４は、外周整形部材４３の基部４３ａに
螺合したボールネジ４４ａと、このボールネジ４４ａを
回転駆動させるモータ等の駆動源（図示なし）とから構
成されており、駆動源（図示なし）でボールネジ４４ａ
を回転駆動させると、外周整形部材４３がボールネジ４
４ａの軸線方向に沿って進退駆動されるようになってい
る。

【００４６】さらに、テーブル３２の上面には、溝Ａの
内周側に内周整形部４５が備えられている。内周整形部
４５は、外周整形部材４３の延出部４３ｂ，４３ｃ，４
３ｄに対向する位置にそれぞれ設けられた内周整形部材
４６と、内周整形部材４６を外周側に向けて付勢するス
プリング等の付勢部材４７とから構成されている。

【００４７】図８および図９に示すように、このような
テーブル３２（図９参照）の上方に備えられている前記
上部プレス機構３３は、プレス型枠５０と、このプレス
型枠５０を昇降駆動させる昇降駆動機構（図示なし）と
から構成されている。プレス型枠５０には、テーブル３
２（図９参照）に対向する下面に、ピン孔５１とプレス
突起５２とが形成されている。図９に示したように、ピ
ン孔５１は、起立状態の各ピン３５に対応した位置にそ
れぞれ形成されている。各ピン孔５１は、その内径が、
各ピン３５の先端部３５ｃよりも大径で、かつ巻き付け
部３５ｂに電線を巻き付けた状態での外径よりも小径と
なるよう設定されている。また、プレス突起５２は、溝
Ａと対向した位置に、プレス型枠５０を下降させたとき
に溝Ａ内に入り込むよう形成されている。このプレス突
起５２は、図７に示したように計６本のピン３５を横倒
し状態としたときに、凹部４１に収納されるピン３５
Ｂ，３５Ｃを除いた残り４本のピン３５Ａ，３５Ｄ，３
５Ｅ，３５Ｆを回避するため、計４個に分割形成されて
いる。

【００４８】また、図４に示したように、上記のような
構成のテーブル３２に電線を供給する供給機構３４とし
ては、電線リール５５を回転自在に支持するため装置本
体３１の外側に設けられた支持軸５６と、電線リール５
５から繰り出される電線をテーブル３２に案内するため
に設けられたガイドプーリ５７と、装置本体３１に形成
された電線導入口５８等とから構成されている。このよ
うな供給機構３４では、電線リール５５から繰り出した
電線を、ガイドプーリ５７，電線導入口５８を介してテ
ーブル３２上に供給するようになっている。

【００４９】次に、上記構成からなる巻線装置３０で扁
平コイル２５を製造する方法について説明する。

【００５０】まず初期状態では、図１０（ａ）に示すよ
うに、各ピン３５を起立状態としておくとともに、図４
に示したように、プレス型枠５０を上昇させた状態とし
ておく。そして、図９（ａ）および図１０に示すよう
に、供給機構３４（図４参照）によってテーブル３２上
のピン３５，３５，…に供給される電線を、テーブル３
２を駆動源（図示なし）で回転駆動させることによっ
て、ピン３５，３５，…の巻き付け部３５ｂ，３５ｂ，
…に所定回転だけ巻き付け、コイルＣ１を形成する。

【００５１】次いで、図９（ｂ）に示したように、プレ
ス型枠５０を下降させ、ピン孔５１，５１，…内にピン
３５，３５，…を挿入させる。すると、各ピン３５にお
いて、巻き付け部３５ｂに巻き付けられている電線がプ
レス型枠５０によって下方にプレスされ、これによって
コイルＣ１を構成する電線どうしが密着し、整列され
る。プレス完了後、プレス型枠５０を上昇させる。

【００５２】続いて、図６、図７、および図１１に示す
ように、テーブル３２上の総てのピン３５を、ピン駆動
機構４０によって一斉に同一方向に倒す。すると、図７
および図１１に示したように、コイルＣ１は、ピン３５
Ａおよび３５Ｄの巻き付け部３５ｂに沿った折り曲げ部
ＣＬにおいて折り曲げられ、扁平状態に整形される。こ
のように扁平状態に整形されたコイルＣ２は、溝Ａ内に
収まり、ピン３５Ｂ，３５Ｃの側においては元々外周面
側であった面を上側とし、ピン３５Ｅ，３５Ｆの側にお
いて元々内周面側であった面を上側としている。図１２
（ａ）に示すように、コイルＣ２は、この状態で側面視
すると、折り曲げ部ＣＬの部分でピン３５Ａ，３５Ｄの
巻き付け部３５ｂ，３５ｂの太さ分だけその厚さ方向に
隙間が開いている。

【００５３】この後、以下のようにしてコイルＣ２を整
形する。まず、図１３に示すように、外周整形部４２の
外周整形部材４３を整形部材駆動機構４４でコイルＣ２
に向けて駆動させる。すると、外周整形部材４３は、そ
の延出部４３ｂ，４３ｃ，４３ｄの先端部がコイルＣ２
に当たり、コイルＣ２を外周側から整形する。このと
き、内周整形部４５においては、内周整形部材４６が付
勢部材４７によって外周側に付勢されているので、この
内周整形部材４６がコイルＣ２に外周整形部４２の整形
力に相対する力を付与する。つまり、コイルＣ２は、内
側と外側の両側から整形されることとなる。

【００５４】また、上記外周整形部４２および内周整形
部４５による側方からの整形動作と同時に、図１２
（ｂ）に示すように、上部プレス機構３３のプレス型枠
５０を下降させ、プレス突起５２でコイルＣ２を上下方
向にプレスする。すると、図１４に示すように、プレス
突起５２は、ピン３５Ｂ，３５Ｃ側の部分においては、
ピン３２Ａ，３２Ｄ間のほぼ全面においてコイルＣ２を
その厚さ方向にプレスする（図１４中二点鎖線（イ）の
範囲）。また、プレス突起５２は、ピン３５Ｅ，３５Ｆ
側の部分においては、ピン３５Ａ，３５Ｄ間で、ピン３
５Ｅ，３５Ｆを避けた部分においてコイルＣ２をその厚
さ方向にプレスする（図１４中二点鎖線（ロ）、
（ハ）、（ニ）の範囲）。すると、図１２（ｂ）に示す
ように、コイルＣ２の折り曲げ部ＣＬで厚さ方向に開い
ていた隙間が閉塞され、コイルＣ２は所定の扁平形状と
なる。

【００５５】このように、コイルＣ２を側方から整形す
ると同時に上下方向にプレスすることによって、コイル
Ｃ２は所定の扁平六角形状に整形され、これによって扁
平コイル２５が形成されたこととなる。

【００５６】この後は、図１５に示すように、形成され
た扁平コイル２５に、固定用の接着テープ６０等を貼り
付けた後、図８に示したプレス型枠５０を再度下降さ
せ、プレス突起５２で扁平コイル２５をプレスすること
により、扁平コイル２５を構成する電線どうしを固着さ
せる。

【００５７】しかる後には、図１６に示すように、ま
ず、扁平コイル２５の上面側に位置しているピン３５
Ｅ，３５Ｆをピン駆動機構４０（図６参照）で起こして
起立状態とした後、ピン３５Ａ，３５Ｄをピン駆動機構
４０で所定角度、例えば３０゜〜６０゜程度起こして傾
斜状態とする。そして、この状態で扁平コイル２５は、
ピン３５Ａ，３５Ｄのみに支持されているので、扁平コ
イル２５をピン３５Ａ，３５Ｄから引き抜くことによ
り、扁平コイル２５が完成することとなる。

【００５８】この後には、上記工程を順次繰り返すこと
により多数個の扁平コイル２５を順次製造することがで
きる。

【００５９】上述した巻線装置３０では、回転駆動され
るテーブル３２と、テーブル３２上に起立状態から横倒
し状態に移動可能とされたピン３５，３５，…と、テー
ブル３２に向けて電線を供給する供給機構３４と、各ピ
ン３５を駆動するピン駆動機構４０とを備えた構成とな
っている。そして、上述した扁平コイル２５の巻線方法
では、巻線装置３０の複数本のピン３５に電線を巻き付
けてコイルＣ１を形成する工程と、複数本のピン３５を
定められた方向に倒すことによって扁平形状のコイルＣ
２を形成する工程とを有した構成となっている。これに
より、巻線装置３０において、特殊形状である扁平コイ
ル２５の製造の自動化を図ることができ、またこれを製
造するための巻線装置３０も特に大掛かりとすることも
ない。したがって、高性能なリニアモータＲの生産能力
を大幅に向上させることができる。

【００６０】また、巻線装置３０には、複数本のピン３
５の外周側に外周整形部４２を備えた構成となってい
る。そして、この外周整形部４２は、互いに隣接するピ
ン３５，３５でコイルＣ１に当接する外周整形部材４３
と、外周整形部材４３を駆動させる整形部材駆動機構４
４とを備えた構成となっている。これにより、外周整形
部材４３を整形部材駆動機構４４でピン３５側に向けて
駆動させると、外周整形部材４３の延出部４３ｂ，４３
ｃ，４３ｄが互いに隣接するピン３５，３５間にてコイ
ルＣ２に当接し、コイルＣ２を多角形状に整形すること
ができる。これにより、扁平形状に整形されたコイルＣ
１を、定められた扁平多角形状に確実に整形することが
できる。もちろん、ピン３５，３５，…を倒す動作のみ
で扁平コイル２５を形成することも考えられるが、これ
ではピン３５，３５，…を倒すときにコイルＣ１に過大
な力が作用してしまう。これに対し、上記したように、
ピン３５，３５，…を倒して扁平形状のコイルＣ２を形
成した後、外周整形部４２でコイルＣ２をさらに外周側
から整形することによって、コイルＣ２に過大な力が掛
かるのを防止することができ、扁平コイル２５を確実に
整形することができる。

【００６１】しかも、巻線装置３０には、コイルＣ２の
内側に内周整形部４５を備えた構成となっている。これ
により、外周整形部４２でコイルＣ２を外周側から整形
するときに、内周整形部４５によってコイルＣ２には外
周整形部４２の整形力に相対する力が付与されることと
なる。したがって、コイルＣ２はその内側と外側の両側
から整形されることとなり、より確実に整形することが
可能となる。

【００６２】加えて、巻線装置３０には、扁平形状に整
形されたコイルＣ２を厚さ方向にプレスする上部プレス
機構３３が備えられた構成となっている。これにより、
扁平形状に整形されたコイルＣ２が厚さ方向にプレスさ
れ、定められた厚さに整形されることとなる。これによ
っても、単にピン３５，３５，…を倒すだけで扁平コイ
ル２５を製造しようとする場合に比較して、コイルＣ２
に過大な力が掛かるのを防ぐことができ、扁平コイル２
５をより確実に整形することができる。

【００６３】また、ピン３５を起立状態から横倒し状態
に移動可能とするためのピン駆動機構４０が、ピン３５
の基端部３５ａに備えられた回転軸３６と、回転軸３６
を回転駆動させる回転軸駆動部とを備え、この回転軸駆
動部は、回転軸３６に一体に形成されたカム３７のカム
山面に形成された従動ギヤ３８と、従動ギヤ３８に噛み
合う駆動ギヤ３９を備えた回転駆動源とからなる構成と
なっている。これにより、回転駆動源で回転軸３６を回
転駆動させることによって、ピン３５を起立状態から横
倒し状態へと移動可能とすることができる。このような
構成のピン駆動機構４０は非常にコンパクトであり、巻
線装置３０の小型化に貢献することができる。また、駆
動ギヤ３９と従動ギヤ３８とのかみ合いにより、ピン３
５の作動を確実なものとすることができる。加えて、従
動ギヤ３８は、回転軸３６に一体形成されたカム３７の
カム山面に形成されているので、ピン３５の作動トルク
を大きくすることができ、すなわちピン３５によるコイ
ルＣ１の整形力を大きなものとすることができる。

【００６４】さらには、上記の如く扁平コイル２５を形
成した後、ピン３５Ａ，３５Ｄを定められた角度だけ起
こして扁平コイル２５をピン３５Ａ，３５Ｄから抜く構
成となっている。これにより、扁平コイル２５をピン３
５Ａ，３５Ｄから容易に抜くことができる。したがっ
て、扁平コイル２５の取出作業の効率化を図り、コイル
製造コストの低減に寄与することができる。

【００６５】なお、上記実施の形態において挙げた各部
の構成は、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば適
宜他の構成に変更することも可能である。例えば、上記
実施の形態では、平面視略六角形状の扁平コイル２５を
製造する構成としたが、扁平多角形状であれば、例えば
菱形、八角形等、他の形状の扁平コイルを製造する場合
でも上記構成を適用することにより、前記したのと同様
の効果を得ることができる。もちろん、その場合、ピン
３５の配置や外周整形部材４３の形状等、各部の構成も
変更する必要があるのは言うまでもない。また、電機子
コイルが扁平多角形状であれば、リニアモータＲ自体の
構成については何ら限定するものではなく、いかなる構
成のものにも適用可能である。

【００６６】また、上記実施の形態では、ピン３５のピ
ン駆動機構４０として、回転軸３６，カム３７のカム山
面に形成された従動ギヤ３８，駆動ギヤ３９を備えた回
転駆動源からなる構成を例に挙げたが、ピン３５を起立
状態と横倒し状態とで移動可能とするのであれば、例え
ば回転軸３６自体をモータ等で回転駆動させても良い
し、これ以外の他の構成を採用することも可能である。

【００６７】さらに、ピン３５自体の形状についても、
上記に挙げたものに限らず、コイルＣ２への変形を円滑
かつ確実に行える形状や、形成された扁平コイル２５の
抜き取りが容易となる形状等、他の形状を採用しても良
い。

【００６８】加えて、外周整形部４２や内周整形部４５
の構成も、コイルＣ２を側方から確実に整形できるので
あれば、その構造や形状を何ら問うものではない。

【００６９】また、プレス型枠５０についても、その構
成は上記実施の形態で挙げたものに限定する意図はな
い。例えば、コイルＣ１を形成するにあたりピン３５に
電線を隙間なく巻き付けることができるのであれば、ピ
ン孔５１を省略し、これとともにプレス型枠５０による
プレス工程を省くことができる。

【００７０】さらに、扁平コイル２５の巻線方法につい
ても、上記実施の形態で挙げた工程に限るものではな
い。例えば、外周整形部４２による整形工程と、上部プ
レス機構３３によるプレス工程は、上記したように同時
に行っても良いし、またいずれかの工程を先行して行っ
ても良い。

【００７１】さらに加えて、例えばコイルＣ１を形成す
るに際し、テーブル３２を回転駆動させるようにした
が、テーブル３２側を固定しておき、電線側を回転させ
つつピン３５，３５，…に巻き付ける構成とすることも
可能である。

【００７２】これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない
範囲内であれば、いかなる構成を採用しても良く、また
上記したような構成を適宜選択的に組み合わせたものと
しても良いのは言うまでもない。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る電
機子コイル巻線装置によれば、テーブルと、テーブルに
向けて電線を供給する供給手段と、起立状態から横倒し
状態に移動可能とされたピンと、電線をピンに巻き付け
てコイルを形成する巻き付け手段と、ピンのそれぞれを
倒してコイルを扁平形状に整形するピン駆動手段とを備
えた構成となっている。これにより、供給手段により供
給した電線を巻き付け手段で複数本のピンに巻き付けて
コイルを形成し、ピン駆動手段でピンのそれぞれを倒す
ことによって、コイルを扁平形状に整形することがで
き、扁平多角形状の電機子コイルを製造することができ
る。したがって、このように特殊形状である扁平多角形
状の電機子コイルの製造の自動化を図ることができ、高
性能なリニアモータの生産効率を大幅に向上させること
ができる。またこれを製造するための装置も特に大掛か
りとすることもない。

【００７４】請求項２に係る電機子コイル巻線装置によ
れば、複数本のピンの外周側に外周整形部を備えた構成
となっている。これにより、扁平形状に整形されたコイ
ルを、外周整形部で外周側から定められた形状に整形す
ることができる。したがって、単にピンを倒すだけで所
定の扁平形状のコイルを製造しようとする場合に比較し
て、コイルに過大な力が掛かるのを防止することがで
き、所定形状のコイルを確実に形成することができる。

【００７５】請求項３に係る電機子コイル巻線装置によ
れば、外周整形部の具体的な構成として、外周整形部
が、互いに隣接するピン間にてコイルに当接する整形部
材と、整形部材を駆動させる整形部材駆動手段とを備え
た構成となっている。これにより、整形部材を整形部材
駆動手段でピン側に向けて駆動させることによって、整
形部材が互いに隣接するピン間でコイルに当接し、コイ
ルを多角形状に整形することができる。

【００７６】請求項４に係る電機子コイル巻線装置によ
れば、コイルの内側に内周整形部を備えた構成となって
いる。これにより、外周整形部でコイルを外周側から整
形するときに、コイルには外周整形部の整形力に相対す
る力が付与されることとなり、したがってコイルを内側
と外側の両側から確実に整形することが可能となる。

【００７７】請求項５に係る電機子コイル巻線装置によ
れば、扁平形状に整形されたコイルを厚さ方向にプレス
するプレス手段を備えた構成となっている。これによ
り、扁平形状に整形されたコイルが厚さ方向にプレスさ
れ、定められた厚さに整形されることとなる。このよう
な構成によっても、単にピンを倒すだけで所定の扁平形
状のコイルを製造しようとする場合に比較して、コイル
に過大な力が掛かるのを防ぐことができ、コイルを確実
に形成することができる。

【００７８】請求項６に係る電機子コイル巻線装置によ
れば、ピン駆動手段が、ピンの基端部に備えられた回転
軸と、回転軸を回転駆動させる回転軸駆動部とを備えた
構成となっている。これにより、回転軸駆動部で回転軸
を回転駆動させることによって、コイルが巻き付けられ
るピンを起立状態と横倒し状態とで移動可能とすること
ができる。

【００７９】請求項７に係る電機子コイル巻線装置によ
れば、ピン駆動手段のより具体的な構成として、回転軸
駆動部が、回転軸に一体に形成されたカムのカム山面に
形成された従動ギヤと、従動ギヤに噛み合う駆動ギヤを
備えた回転駆動源とからなる構成となっている。これに
より、回転駆動源で駆動ギヤを駆動させると、ピンを起
立状態と横倒し状態とで移動可能とすることができる。
またこのような構成はピン駆動手段をコンパクトなもの
とすることができ、装置の小型化に貢献することができ
る。さらに、従動ギヤと駆動ギヤとのかみ合いにより、
ピンの作動を確実なものとすることができ、しかも従動
ギヤをカムのカム山面に形成することにより、ピンの作
動トルクを増大させて、ピンによるコイルの変形力を大
きなものとすることができる。

【００８０】請求項８に係る電機子コイル巻線方法によ
れば、複数本のピンに電線を巻き付けてコイルを形成す
る工程と、テーブル上の複数本のピンを定められた方向
に倒すことによってコイルを扁平形状に変形させる工程
とを有した構成となっている。このようにして、複数本
のピンに電線を巻き付け、さらにピンを倒すことによっ
て、特殊形状である扁平多角形状のコイルの製造の自動
化を図ることができ、その結果、高性能なリニアモータ
の生産の効率化を図ることができる。

【００８１】請求項９に係る電機子コイル巻線方法によ
れば、扁平形状に整形したコイルを、整形手段により外
周側から多角形状に整形する構成となっている。これに
より、扁平形状に整形されたコイルが、整形手段によっ
て外周側から定められた多角形状に整形され、コイルに
過大な力を掛けることなく扁平多角形状のコイルを確実
に形成することができる。

【００８２】請求項１０に係る電機子コイル巻線方法に
よれば、扁平形状に整形したコイルをプレス手段により
厚さ方向にプレスする構成となっている。これにより、
扁平形状に整形されたコイルが定められた厚さに整形さ
れ、これによってもコイルに過大な力を掛けることなく
扁平多角形状のコイルを形成することができる。

【００８３】請求項１１に係る電機子コイル巻線方法に
よれば、コイルを定められた形状に形成した後、ピンを
定められた角度だけ起こしてコイルをピンから抜く構成
となっている。これにより、扁平多角形状に整形された
コイルをピンから容易に抜くことができ、コイルの取出
作業の効率化を図り、コイル製造コストの低減に寄与す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電機子コイル巻線装置および方
法によって製造されるリニアモータを備えた投影露光装
置のステージ機構を示す平面図である。

【図２】 前記リニアモータの一例を示す側面図であ
る。

【図３】 同リニアモータを構成する電機子コイルユニ
ットを示す正面図である。

【図４】 前記電機子コイルユニットを構成する扁平多
角形状の電機子コイルを製造するための電機子コイル巻
線装置の一例を示す斜視図である。

【図５】 前記電機子コイル巻線装置に備えられたテー
ブルの斜視図である。

【図６】 前記テーブルに備えられたピンを起立状態か
ら横倒し状態に移動させたときの状態を示す立断面図で
ある。

【図７】 前記ピンを横倒し状態としたときのテーブル
を示す斜視図である。

【図８】 前記電機子コイル巻線装置に備えられたプレ
ス手段の下面を示す斜視図である。

【図９】 前記プレス手段でコイルを構成する電線を密
着させる状態を示す立断面図である。

【図１０】 前記テーブル上のピンに電線を巻き付けて
コイルを形成する状態を示す斜視図である。

【図１１】 前記ピンを横倒し状態としてコイルを扁平
形状に変形させた状態を示す平面図である。

【図１２】 前記扁平形状に変形させたコイルを厚さ方
向にプレスした状態を示す側面図である。

【図１３】 同扁平形状に変形させたコイルを側方から
整形した状態を示す平面図である。

【図１４】 同扁平形状に変形させたコイルを厚さ方向
にプレスするときのプレス範囲を示す平面図である。

【図１５】 同扁平形状に変形させたコイルに接着テー
プを貼り付けた状態を示す斜視図である。

【図１６】 前記コイルを取り出すときの状態を示す斜
視図である。

【図１７】 従来のリニアモータの電機子コイルの一例
を示す斜視図である。

【図１８】 前記従来の電機子コイルの巻線方法の一例
を示す斜視図である。

【符号の説明】

２５ 扁平コイル（電機子コイル） ３０ 巻線装置（電機子コイル巻線装置） ３２ テーブル ３３ 上部プレス機構（プレス手段） ３４ 供給機構（供給手段） ３５ ピン ３６ 回転軸 ３７ カム ３８ 従動ギヤ ３９ 駆動ギヤ ４０ ピン駆動機構（ピン駆動手段） ４２ 外周整形部 ４３ 外周整形部材（整形部材） ４４ 整形部材駆動機構（整形部材駆動手段） ４５ 内周整形部 Ｃ１，Ｃ２ コイル

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扁平多角形状の電機子コイルを巻線する
   電機子コイル巻線装置であって、 テーブルと、該テーブルに向けて電線を供給する供給手
   段と、前記テーブル上に複数本備えられかつそれぞれが
   起立状態から横倒し状態に移動可能とされたピンと、前
   記電線を前記複数本のピンに巻き付けてコイルを形成す
   る巻き付け手段と、前記ピンのそれぞれを倒して前記コ
   イルを扁平形状に整形するピン駆動手段とを備えること
   を特徴とする電機子コイル巻線装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電機子コイル巻線装置に
   おいて、前記複数本のピンの外周側に、前記扁平形状に
   整形されたコイルを外周側から整形する外周整形部を備
   えていることを特徴とする電機子コイル巻線装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の電機子コイル巻線装置に
   おいて、前記外周整形部が、互いに隣接する前記ピン間
   にて前記コイルに当接する整形部材と、該整形部材を前
   記ピン側に向けて駆動させる整形部材駆動手段とを備え
   ていることを特徴とする電機子コイル巻線装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３記載の電機子コイル巻
   線装置において、前記コイルの内側で前記外周整形部に
   対向配置され、かつ前記コイルの外側に向けて付勢され
   た内周整形部を備えていることを特徴とする電機子コイ
   ル巻線装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の電
   機子コイル巻線装置において、前記テーブルの上方に、
   前記扁平形状に整形されたコイルを厚さ方向にプレスす
   るプレス手段を備えていることを特徴とする電機子コイ
   ル巻線装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の電
   機子コイル巻線装置において、前記ピン駆動手段が、前
   記ピンの基端部に備えられた回転軸と、該回転軸を回転
   駆動させる回転軸駆動部とを備えていることを特徴とす
   る電機子コイル巻線装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の電機子コイル巻線装置に
   おいて、前記回転軸駆動部が、前記回転軸に一体に形成
   されたカムのカム山面に形成された従動ギヤと、該従動
   ギヤに噛み合う駆動ギヤを備えた回転駆動源とからなる
   ことを特徴とする電機子コイル巻線装置。
8. 【請求項８】 扁平多角形状の電機子コイルを巻線する
   方法であって、 テーブル上の複数本のピンに電線を巻き付けてコイルを
   形成する工程と、 前記コイルを、前記テーブル上の複数本のピンを定めら
   れた方向に倒すことによって、前記テーブル上で扁平形
   状に変形させる工程とを有してなることを特徴とする電
   機子コイル巻線方法。
9. 【請求項９】 請求項８記載の電機子コイル巻線方法に
   おいて、扁平形状に整形した前記コイルを、整形手段に
   より外周側から定められた多角形状に整形することを特
   徴とする電機子コイル巻線方法。
10. 【請求項１０】 請求項８または９記載の電機子コイル
    巻線方法において、扁平形状に整形した前記コイルを、
    プレス手段により厚さ方向にプレスすることを特徴とす
    る電機子コイル巻線方法。
11. 【請求項１１】 請求項８ないし１０のいずれかに記載
    の電機子コイル巻線方法において、前記コイルを定めら
    れた形状に形成した後、前記ピンを定められた角度だけ
    起こして前記コイルを前記ピンから抜くことを特徴とす
    る電機子コイル巻線方法。