TW201735506A - 線性馬達、音圈馬達、載物台裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種線性馬達、音圈馬達、載物台裝置，本發明的線性馬達中，可動件(10)包括線圈單元(18)及收容並支撐線圈單元(18)的一部分之線圈座(11)。線圈單元(18)包括複數個線圈(15)、樹脂層(16)及覆膜部(14)。樹脂層(16)包覆複數個線圈(15)。覆膜部(14)包覆樹脂層(16)的至少一部分。覆膜部(14)具有與線圈座(11)接觸之部分。

Description

線性馬達、音圈馬達、載物台裝置

本發明係有關一種線性馬達、音圈馬達。

為了將電能轉換為直線運動而利用線性馬達。例如，專利文獻1中記載有一種線性馬達，其具備包括永久磁鐵和勵磁磁軛之固定件及在可動件具有包括複數個線圈之線圈單元之可動線圈型電樞。

專利文獻1中記載之線性馬達中特別具備冷卻單元。該冷卻單元由塊狀的高熱傳導部件形成，並且以拆卸自如的方式設置於安裝有電樞之安裝板上。並且，該冷卻單元的內部設置有複數個熱管，並且在熱管的散熱側接觸有帶葉片的散熱器。亦即，該線性馬達使用熱管和帶葉片的散熱器改善其配置，藉此提高電樞線圈的冷卻性能。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2002-238238號公報

為了更高速地驅動線性馬達，有增加線圈單元的電流以提高線性馬達的推力之方法。然而，若增加線圈單元的電流，則其發熱量增加而使線圈單元的溫度上升。若線圈單元的溫度上升，則藉由輻射還會傳遞到周邊的設備，並且使該等設備的溫度發生變化，從而有其精度下降之顧慮。並且，若線圈單元的溫度上升，則線圈單元本身的電阻變高，並且勵磁磁鐵藉由該溫度特性來減少磁通量，從而線性馬達的推力特性亦下降。因此，為了抑制搭載線性馬達之設備的精度或線性馬達本身的特性的下降，較佳為抑制線圈單元的溫度上升。

為了抑制線圈單元的溫度上升，亦可以考慮在線圈單元安裝散熱用葉片。然而，該情況下存在散熱用葉片的環境溫度上升，周邊部件的精度下降之問題。並且，在空氣冷卻之情況下，在經減壓之真空環境下幾乎不產生效果。並且，亦可以考慮使線圈小型化並在空餘空間設置冷卻用配管，但該情況下存在藉由因線圈小型化而降低了線性馬達的推力特性之問題。並且，亦可考慮用護套覆蓋線圈單元，並且使用冷媒在它們之間的間隙循環並回收熱量，但該情況存在包括護套之線圈單元的部件數量變多，因組裝工時增加而使生產率降低之問題。

這樣，習知的線性馬達的技術中，從一面維持線圈單元的生產率一面抑制線圈單元的溫度上升之觀點考慮存在改善之餘地。

該種問題並不限定於線性馬達，關於音圈馬達亦可產生。

本發明的目的之一為提供一種能夠抑制線圈單元的溫度上升之線性馬達或音圈馬達。

為了解決上述問題，本發明的一種態樣的線性馬達具備可動件，前述可動件包括線圈單元及收容並支撐線圈單元的一部分之線圈座。線圈單元包括複數個線圈、包覆複數個線圈之樹脂層及覆蓋樹脂層的至少一部分之覆膜部。

依據該態樣，能夠將線圈單元所產生之熱量藉由樹脂層及覆蓋樹脂層的至少一部分之覆膜部回收至線圈座。

本發明的其他態樣為音圈馬達。該音圈馬達具備線圈單元及支撐線圈單元之線圈座。線圈單元包括線圈、包覆線圈之樹脂層、覆蓋樹脂層的至少一部分之覆膜部。

本發明的另一態樣的載物台裝置具備上述線性馬達。

依據本發明，能夠提供一種能夠抑制線圈單元的溫度上升之線性馬達或音圈馬達。

2‧‧‧線性馬達

10‧‧‧可動件

11‧‧‧線圈座

11d‧‧‧端部通道

11e‧‧‧冷卻通道

11f‧‧‧冷卻通道

11g‧‧‧收容凹部

11h‧‧‧連接通道

11m‧‧‧連接通道

14‧‧‧覆膜部

15‧‧‧線圈

15p‧‧‧第1邊

15q‧‧‧第2邊

16‧‧‧樹脂層

18‧‧‧線圈單元

20‧‧‧固定件

24‧‧‧勵磁磁鐵

26‧‧‧輔助極磁鐵

34‧‧‧磁隙

100‧‧‧載物台裝置

300‧‧‧音圈馬達

310‧‧‧可動件

312‧‧‧勵磁磁鐵

320‧‧‧固定件

322‧‧‧線圈座

326‧‧‧覆膜部

326b‧‧‧傳熱層

328‧‧‧線圈單元

330‧‧‧線圈

332‧‧‧樹脂層

360b‧‧‧薄型線圈

圖1係第1實施形態之線性馬達的立體圖。

圖2係第1實施形態之線性馬達的側視圖。

圖3係第1實施形態之固定件的平面圖。

圖4係第1實施形態之可動件的立體圖。

圖5係第1實施形態之可動件的側剖面圖。

圖6係第1實施形態之可動件的正面觀察時的剖面圖。

圖7係表示第1實施形態之可動件的冷媒的路徑之示意圖。

圖8係變形例之可動件的正面觀察時的剖面圖。

圖9係使用了第1實施形態之線性馬達之載物台裝置的平面圖。

圖10係示意地表示第2實施形態之音圈馬達之側視圖。

圖11係示意地表示第2實施形態之音圈馬達的固定件之平面圖。

圖12係表示沿圖11的固定件的A-A線之縱剖面之剖面圖。

圖13係表示從圖11的固定件去除覆膜部之狀態之平面圖。

圖14係示意地表示變形例之音圈馬達的固定件之平面圖。

圖15係表示沿圖14的固定件的B-B線之縱剖面之剖面圖。

圖16係示意地表示其他變形例之音圈馬達的固定件之平面圖。

圖17係表示沿圖16的固定件的C-C線之縱剖面之剖面圖。

以下根據較佳之各實施形態並參閱附圖對本發明進行說明。對各附圖中所示之相同或相等構成要件、部件、處理賦予相同符號，並適當省略重複之說明。並且，各附圖中的部件的尺寸為了方便理解適當放大、縮小顯示。並且，在各附圖中說明各實施形態時省略一部分不重要的部件並表示。並且，實施形態並不限定發明而為例示，各實施形態中描述之所有特徵或其組合並非一定限定為發明的本質性的內容。

[第1實施形態]

圖1係第1實施形態之線性馬達2的立體圖。圖2係第1實施形態之線性馬達2的側視圖。線性馬達2具備固定件20及可動件10。固定件20主要包括磁軛22、勵磁磁鐵24、與勵磁磁鐵24不同之磁鐵亦即輔助極磁鐵26，在磁隙34形成勵磁磁場。可動件10在固定件20的磁隙34向可移動方向可移動自如地設置。以下根據XYZ直角座標系進行說明。X軸與水平的左右方向對應，Y軸與水平的前後方向對應，Z軸與垂直的上下方向對應。Y軸方向及Z軸方向分別與X軸方向正交。有時X軸方向標記為左方向或右方向，Y軸方向標記為前方向或後方向，Z 軸方向標記為上方向或下方向。圖1中，將可動件10的可移動方向設定為水平方向(X軸方向)。該種方向的標記並不限制線性馬達2的使用姿勢，線性馬達2可以以任意姿勢使用。

(固定件)

圖3係第1實施形態之固定件20的平面圖。磁軛22支撐勵磁磁鐵24和輔助極磁鐵26，並且構成磁路作為勵磁磁鐵24和輔助極磁鐵26的後部磁軛。

磁軛22例如亦可形成為長邊的大致矩形形狀。勵磁磁鐵24在磁隙34形成勵磁磁場。輔助極磁鐵26與勵磁磁鐵24一同構成霍巴陣列結構，並加強磁隙34的勵磁磁場。勵磁磁鐵24在磁軛22的內側(磁隙34側)向可動件10的可移動方向(X軸方向)排列並黏結固定成複數個直線狀。輔助極磁鐵26固定在相鄰之兩個勵磁磁鐵24之間。勵磁磁鐵24和輔助極磁鐵26例如由含有稀土元素之磁性材料藉由作為一例之焼結法形成。勵磁磁鐵24和輔助極磁鐵26亦可具有鍍層等表面層。勵磁磁鐵24和輔助極磁鐵26例如形成為矩形形狀。另外，本發明並非必需具備輔助極磁鐵26。

勵磁磁鐵24具有在Y軸方向較薄的長方體形狀，並具有分別形成有磁極面之正面及背面，其背面固定在磁軛22的內側側面。亦即，勵磁磁鐵24的磁化方向24m沿Y軸平行地形成。如圖3所示，隔著磁隙34彼此對置之兩 個勵磁磁鐵24的正面設置有彼此相反極性的磁極。因此，該等勵磁磁鐵24產生相互吸引之磁吸引力。藉由該磁吸引力，對經由磁隙34對置之磁軛22分別有朝向內側之方向輸入的荷載。

輔助極磁鐵26具有在Y軸方向較薄的長方體形狀，並具有與X軸平行的正面及背面，其背面固定在磁軛22的內側側面。在輔助極磁鐵26的兩側面分別形成有磁極面。亦即，輔助極磁鐵26的磁化方向26m與X軸平行地形成。

為了抑制磁軛22的飽和的同時提高馬達的特性，線性馬達的磁路以能夠將輔助極磁鐵26的磁場聚集在磁隙34側之構成較佳。因此，第1實施形態的輔助極磁鐵26的磁化方向26m形成於與勵磁磁鐵24的磁化方向22m相差90°的方向上。藉由如上構成，勵磁磁鐵24及輔助極磁鐵26能夠形成霍巴陣列結構，並將勵磁磁鐵24的磁場聚集在磁隙34側。

(可動件)

接著對第1實施形態之可動件10進行說明。圖4係可動件10的立體圖。圖5係以沿可動件10的A-A線之垂直平面切斷而成之側剖面圖。可動件10主要包括線圈單元18及線圈座11。線圈單元18包括複數個(例如3個)線圈15。線圈座11收容並支撐線圈單元18的上部(Z軸方向的端部)。

線圈座11具有在X軸方向上長邊的長方體形狀，例如由導熱性優異之鋁合金等金屬材料形成。線圈座11上設置有用於收容線圈單元18的一部分之收容凹部11g。收容凹部11g在線圈座11的下表面向X軸方向延伸。收容凹部11g收容線圈單元18的上部。收容凹部11g的與線圈單元18對置之部分具有與線圈單元18的形狀對應之形狀。尤其，收容凹部11g的與線圈單元18對置之部分具有沿線圈單元18的表面的起伏之形狀。其中一例，收容凹部11g的與線圈單元18對置之部分形成有與線圈單元18的凹部18j對應之凸部11j。此時，線圈單元18與收容凹部11g之間的間隙變小，並能夠將線圈單元18所產生之熱有效地回收至線圈座11。

如圖5所示，線圈座11設置有在線圈單元18的附近延伸，並用以使冷媒通過之冷卻通道。冷卻通道包括向X軸方向延伸之複數個(例如2條)冷卻通道11e、11f。冷卻通道11e、11f向X軸方向貫穿線圈座11。冷卻通道11e、11f可以是穿設於線圈座11之橫向孔，亦可以是埋入線圈座11之管道。冷卻通道11e、11f係用以使冷卻用液體通過之通道。如圖5所示，冷卻通道11e、11f設置於線圈單元18的附近。冷卻通道11e、11f的Y軸方向的範圍具有與線圈單元18的Y軸方向的範圍重疊之部分。

如圖4所示，線圈座11的X軸方向的兩端面分別被支座蓋12a、12b覆蓋。支座蓋12a覆蓋線圈座11的左端面，並設置有通過冷卻通道11e、11f之管狀端部12h、 12j。管狀端部12h、12j亦可分別連接於未圖示之散熱器。支座蓋12b覆蓋線圈座11的右端面並連接冷卻通道11e、11f。支座蓋12b上設置有折回通道12g，通道12g的其中一個開口12f連接於冷卻通道11f，另一個開口12e連接於冷卻通道11e。從通道12g送出之冷媒通過通道12g被送出至冷卻通道11f。

線圈單元18主要包括複數個線圈15、樹脂層16及覆膜部14。線圈單元18包括收容並固定於線圈座11的收容凹部11g之固定部18h、從固定部18h向遠離線圈座11之方向(Z方向)延伸之中間部18m、及設置於中間部18m的延伸端之非固定部18d。中間部18m為在Y軸方向上較薄的板狀的部分。中間部18m在正面觀察時為大致矩形形狀，且側面觀察時為大致I字形狀。中間部18m主要內包線圈15的後述之第1邊15p及第2邊15q。固定部18h係比中間部18m在Y軸方向更大且在X軸方向長形的塊形狀的部分。固定部18h在正面觀察時為大致矩形形狀且在側面觀察時為大致V字形狀。固定部18h在側面觀察時可以為大致略T字形狀或大致Y字形狀亦或大致I字形狀。固定部18h主要內包線圈15的後述之第3邊15h。非固定部18d係比中間部18m在Y軸方向更大且在X軸方向長形的塊形狀的部分。非固定部18d在正面觀察時為大致矩形形狀且在側面觀察時為大致矩形形狀或倒v字形狀。非固定部18d主要內包線圈15的後述之第4邊15d。

(線圈)

圖6係可動件10的正面觀察時的剖面圖。圖6中，在穿過複數個線圈15中最接近於正面之線圈的正面側且以與X軸方向平行之垂直平面切斷而成之縱剖面重疊冷卻通道11f的縱剖面及後述之端部通道11d的縱剖面來示意地表示。複數個線圈15分別以沿著可動件10的可移動方向(X軸方向)一部分重疊之方式配置。線圈15係將表面被絕緣之導線(例如銅線)捲繞既定圈數而形成之空心線圈。線圈15向X軸方向及Z軸方向延伸並在Y軸方向上較薄地形成。線圈15在正面觀察時具有大致矩形形狀。線圈15具有在可動件10的可移動方向(X軸方向)上分開設置之第1邊15p及第2邊15q、在Z軸方向上分開設置之第3邊15h及第4邊15d。第1邊15p及第2邊15q主要與勵磁磁鐵24或輔助極磁鐵26在Y軸方向上對置，並沿Z軸方向大致直線狀延伸。第3邊15h及第4邊15d沿X軸方向大致直線狀延伸。第1邊15p及第2邊15q係藉由電流流過而產生推力之功能邊，第3邊15h及第4邊15d係實際上幾乎不產生推力之非功能邊。如圖5所示，第3邊15h及第4邊15d亦可以向Y軸方向彎曲。

(樹脂層)

樹脂層16係包覆複數個線圈15之樹脂製層。樹脂層16構成為支撐線圈15同時將線圈15中產生之熱量進行 回收而傳遞至覆膜部14。樹脂層16亦可以是藉由基體上注塑成型(outsert molding)而形成以覆蓋複數個線圈15整體之樹脂膜。該種樹脂膜能夠在例如配置有複數個線圈15之狀態的模具內澆注樹脂之後使其固化而形成。該種成形工藝，例如能夠使用注入模塑法或傳遞模塑法等手段。樹脂層16包含第1樹脂層16h、第2樹脂層16m及第3樹脂層16d且形成為一體。第1樹脂層16h與固定部18h對應地主要內包線圈15的第3邊15h。第2樹脂層16m與中間部18m對應地主要內包線圈15的第1邊15p及第2邊15q。第3樹脂層16d與非固定部18d對應地主要內包線圈15的第4邊15d。

為了有效地回收線圈中產生之熱量，樹脂層16由導熱率高的材料形成較佳。因此，第1實施形態的線圈單元18的樹脂層16由導熱率為0.2W/(m．K)左右且導熱率高於通用環氧樹脂之材料形成較佳。更佳為樹脂層16由導熱率為0.5W/(m．K)以上之材料形成，進一步較佳為由導熱率為1W/(m．K)以上之材料形成，進一步較佳為由導熱率為5W/(m．K)以上之材料形成。該種材料，能夠使用高導熱性樹脂(例如高導熱性PPS樹脂)。

(覆膜部)

覆膜部14係覆蓋樹脂層16的至少一部分之覆膜。覆膜部14構成為將樹脂層16的熱量進行回收而傳遞至線圈座11。覆膜部14亦可由例如具有比樹脂層16高的導熱 率之材料形成。覆膜部14亦可由例如鋁合金或不銹鋼等金屬材料形成。覆膜部14亦可由例如石墨片等非金屬材料形成。覆膜部14亦可由以該等材料形成之板材或箔材形成。覆膜部14由非磁性材料形成較佳。若覆膜部14過厚，則可認為與該厚度相應地磁隙34變寬且該磁阻增加。因此，覆膜部14的厚度係1mm以下較佳。更佳為覆膜部14的厚度為0.2mm以下，進一步較佳為0.1mm以下。第1實施形態的覆膜部14由厚度為0.03mm的非磁性的不銹鋼形成。

覆膜部14的一例可在樹脂層16的周邊繞裝材料而形成。覆膜部14的其他一例亦可將事先預成形為既定形狀之材料裝載於樹脂層16而形成。此時，覆膜部14亦可預成形為包裹樹脂層16之形狀。覆膜部14與樹脂層16之間夾雜黏結劑，該等可被黏結固定。該黏結劑具有與樹脂層16同樣高的導熱率較佳。覆膜部14包括第1覆膜部14m及第2覆膜部14h。第1覆膜部14m係與中間部18m對應地主要覆蓋第2樹脂層16m之筒狀的部分。第1覆膜部14m回收中間部18m的熱量。第2覆膜部14h係從第1覆膜部14m的線圈座11側向Y軸方向突出之凸緣狀的部分。第2覆膜部14h亦可以與線圈座11接觸之方式形成。第2覆膜部14h將熱量傳遞至線圈座11。第2覆膜部14h亦可藉由固定件13固定於線圈座11。第1實施形態的第2覆膜部14h中，作為螺栓之固定件13被擰入並貫穿第2覆膜部14h而設置於線圈座11之孔中而固 定。第2覆膜部14h與線圈座11之間亦可夾雜黏結劑。第2覆膜部14h黏附於線圈座11較佳。

(端部通道)

第1實施形態的線性馬達2還具備用於使冷媒通過之冷卻通道亦即與前述冷卻通道不同之冷卻通道之端部通道11d。端部通道11d在遠離線圈座11之位置在複數個線圈15的附近延伸。端部通道11d例如可以是在線圈單元18的非固定部18d向X軸方向延伸之通道。端部通道11d可以是穿設於非固定部18d之橫向孔，亦可以是埋入非固定部18d之管道。端部通道11d構成為藉由使冷媒通過而使該冷媒回收非固定部18d內的熱量後排出。從有效地回收線圈15中產生之熱量之觀點考慮，端部通道11d設置於線圈15的第4邊15d的附近較佳。更佳為端部通道11d的Z軸範圍與複數個線圈15的Z軸範圍至少局部重疊。另外，連接通道11h、11m並非必需設置於線圈單元18中。

(連接通道)

亦可設置將冷卻通道11e、11f與端部通道11d連通之連接通道11h、11m。連接通道11h、11m例如設置於線圈單元18。如圖6所示，連接通道11h、11m在線圈單元18的中間部18m向Z軸方向延伸。連接通道11h、11m係連通冷卻通道11e、11f和端部通道11d用以使冷媒通 過之通道。連接通道11h、11m可以是穿設於線圈單元18的中間部18m之垂直孔，亦可以埋入於線圈單元18的中間部18m之管道。連接通道11h、11m構成為藉由使冷媒通過而使該冷媒回收線圈單元18的中間部18m熱量之後排出。

以有效地回收線圈的熱量之觀點考慮，連接通道在線圈的更附近處延伸較佳。因此，連接通道11h、11m包括在第1邊15p與第2邊15q之間延伸之部分。亦即在第1邊15p與第2邊15q之間的空餘空間設置有連接通道11h、11m。線圈15的第3邊15h及第4邊15d在Y軸方向上從線圈15的中心向外側彎曲，藉此線圈15的中心部為空的，能夠幾乎不干擾線圈15而設置連接通道11h、11m。另外，連接通道11h、11m並非必需設置於線圈單元18中。

(冷媒路徑)

圖7係表示可動件10的冷媒的路徑的一例之示意圖。冷卻通道11e、11f的左端側連接於支座蓋12a的管狀端部12h、12j。冷卻通道11e、11f的右端側通過支座蓋12b的通道12g而連接。管狀端部12h、12j分別連接於未圖示之散熱器。夠成為因回收熱量而升溫之冷媒從管狀端部12h被送出至散熱器，管狀端部12j中被送入用散熱器冷卻之冷媒。冷媒如箭頭A所示進入到管狀端部12j，如箭頭B所示通過冷卻通道11f。接著，冷媒如箭頭 C所示通過通道12g之後如箭頭D所示通過冷卻通道11e。接著，冷媒如箭頭E所示從管狀端部12h送出至散熱器。這樣，冷媒在冷卻通道11e、11f中循環，藉此線圈座11的熱被回收至散熱器之後排出。

並且，送出至管狀端部12j之一部分冷媒如箭頭F所示在連接通道11h向下通過，並如箭頭G所示在端部通道11d向X軸方向流動。流向端部通道11d之冷媒如箭頭H所示在連接通道11m中向上流動後到達冷卻通道11f。這樣，冷媒在連接通道11h、端部通道11d、連接通道11m中循環，藉此線圈單元18的熱量被回收至散熱器後排出。從更有效地回收熱量之觀點考慮，散熱器中可設置有促進冷媒的循環之泵。並且，冷媒可使用作為一例的具有氟系氫氟醚結構之液體。該液體的熱和化學穩定性優異，臭氧破壞系數實際上為零且容易處理。

(真空環境)

第1實施形態的線性馬達2可在真空環境下使用。線性馬達2例如能夠在減壓腔內的真空環境下較佳地使用。另外，在此所謂真空環境是指比包括超高真空至低真空之大氣壓減壓之環境。

若在真空環境下使用線性馬達，則有時構成線圈單元的樹脂層之物質揮發而產生揮發氣體。該種揮發氣體可能會成為污染真空腔室或生產對象的產品的原因。因此，第1實施形態的可動件10中，線圈單元18的樹脂層16的 至少一部分被覆膜部14覆蓋。藉由該構成，能夠抑制樹脂層16的揮發氣體。

若在真空環境下使用線性馬達，則與在大氣壓下使用之情況相比，由線圈所產生之熱量的對流引起之發散大幅減少，線圈的溫度上升加快。因此，第1實施形態的可動件10在線圈單元18的外表面設置有覆膜部14，藉由覆膜部14與線圈座11接觸，從而線圈單元18中產生之熱量被回收至線圈座11，並抑制線圈單元18的溫度上升。

接著，對這樣構成之第1實施形態的線性馬達2的特徵進行說明。

第1實施形態的線性馬達2中，線圈單元18包括複數個線圈15、包覆複數個線圈15之樹脂層16及覆蓋樹脂層16的至少一部分之覆膜部14，覆膜部14具有與線圈座11接觸之部分。依據該構成，能夠將線圈15中產生之熱量通過樹脂層16與覆膜部14而回收至線圈座11。

第1實施形態的線性馬達2中，線圈座11上設置有在線圈單元18的附近延伸用以使冷媒通過之冷卻通道11e、11f。依據該構成，能夠通過冷卻通道11e、11f而排出線圈座11的熱量。

第1實施形態的線性馬達2中還具備用以使冷媒通過之冷卻通道亦即與冷卻通道11e、11f之不同冷卻通道之端部通道11d，端部通道11d在遠離線圈座11之位置在複數個線圈15的附近延伸。依據該構成，端部通道11d能夠在複數個線圈15的附近回收該輻射熱。

第1實施形態的線性馬達2中，線圈單元18設置有連通冷卻通道11e、11f與不同的冷卻通道亦即端部通道11d之連接通道11h、11m。依據該構成，冷媒能夠環繞連接通道11h、11m和端部通道11d。

第1實施形態的線性馬達2中，線圈15具有在可移動方向上分開設置之第1邊15p及第2邊15q，連接通道11h、11m包括在第1邊15p與第2邊15q之間延伸之部分。依據該構成，連接通道11h、11m能夠在第1邊15p與第2邊15q的附近有效地回收熱量。

第1實施形態的線性馬達2中，線圈座11上設置有用於收容線圈單元18的一部分之收容凹部11g，收容凹部11g的與線圈單元18對置之部分具有與線圈單元18的形狀對應之形狀。依據該構成，它們之間的間隙變小，且能夠將線圈單元18中產生之熱量有效地回收至線圈座11。

第1實施形態的線性馬達2可在真空環境下使用。依據該構成，能夠抑制該真空環境中揮發氣體和線圈單元18的溫度上升。

接著說明線性馬達2的用途。圖9係使用第1實施形態之線性馬達2之載物台裝置100的平面圖。該載物台裝置100稱為XY載物台，將對象物定位在X方向、Y方向上。

載物台裝置100主要具備Y載物台120、X載物台130及平台140。Y載物台120具備一對滑動件124及橫 架在一對滑動件124之間之橫架件122。在橫架件122之上設有使X載物台130向X方向移動之X線性馬達2X。X線性馬達2X具備固定於橫架件122並向X方向延伸之固定件20、及結合在X載物台130的下表面之可動件(線圈)10。如上控制X線性馬達2X的可動件10，藉此X載物台130定位在X方向上。

在平台140的兩端設有一對Y線性馬達2Y。Y線性馬達2Y分別具備可動件10及固定件20。在Y線性馬達2Y的固定件20固定有上述滑動件124。控制Y線性馬達2Y的可動件10，藉此Y載物台120定位在Y方向上。

以上為載物台裝置100的結構。第1實施形態之線性馬達2能夠適宜使用於載物台裝置100的X線性馬達2X或者Y線性馬達2Y。載物台裝置100能夠利用於曝光裝置中的晶圓或玻璃基板的定位，或者還可利用於掃描型電子顯微鏡(SEM)中使用之致動器等中。

以上根據本發明的第1實施形態進行了說明。本領域技術人員應當理解，該等第1實施形態僅為例示，在本發明的申請專利範圍內能夠進行各種變形及變更，並且如此進行之變形例及變更亦屬於本發明的申請專利範圍。因此，本說明書中的描述及附圖應當視為示例性者而不是限定性者。

以下，對第1實施形態之線性馬達2的變形例進行說明。變形例的圖及說明中，對與第1實施形態相同或相等的構成要件、部件賦予相同的符號。適當省略與第1實施 形態重複之說明，主要說明與第1實施形態不同之構成。

(變形例1)

接著，對變形例1之可動件210進行說明。圖8係與圖6對應之可動件210的正面觀察時的剖面圖。可動件210與可動件10相比，在連接通道11h、11m的配置不同方面有差異，其他構成相同。然而，省略重複說明並主要說明不同點。可動件10中，連接通道11h、11m配置於線圈單元18的內部，而在可動件210中，連接通道11h、11m配設於線圈單元18的外部。如圖8所示，端部通道11d的兩端從線圈單元18的X軸方向的兩端面突出。與端部通道11d的左突出端連接之連接通道11h的上端在線圈單元18的外部連接於冷卻通道11e、11f。連接通道11h的上端亦可例如在支座蓋12a連接於冷卻通道11e、11f。與端部通道11d的右突出端連接之連接通道11m的上端在線圈單元18的外部連接於冷卻通道11e、11f。連接通道11m的上端亦可例如在支座蓋12b連接於冷卻通道11e、11f。依據變形例1的構成，連接通道11h、11m配設於線圈單元18的外部，因此線圈單元18的製造變得容易。

(變形例2)

第1實施形態中，對覆膜部14由以既定材料形成之板材或箔材形成之例進行說明，但並不限定於此。覆膜部 14可以是基於例如蒸鍍膜、濺射膜及鍍膜等已知的成膜構件而產生之覆膜部。

(變形例3)

第1實施形態中，對線圈單元18包括3個線圈15之例進行說明，但並不限定於此。線圈單元亦可包括4個以上的線圈。

(變形例4)

第1實施形態中，對冷卻通道向X軸方向延伸之例進行說明，但並不限定於此。冷卻通道亦可包含向X軸方向以外的、例如向Y軸方向延伸之部分。

(變形例5)

第1實施形態中，對設置有2條冷卻通道之例進行說明，但並不限定於此。冷卻通道亦可設置1條或3條以上。

(變形例6)

第1實施形態中，對端部通道11d設置於線圈單元18的內部之例進行說明，但並不限定於此。端部通道亦可設置於線圈單元的外部。端部通道例如亦可設置於磁軛22。其中一例，端部通道亦可設置於磁軛22的底部28(參閱圖2)。底部28靠近非固定部18d的Z軸方向側 而設置，藉此能夠將線圈單元18中產生之熱量有效地回收至端部通道。該種端部通道可以是穿設於磁軛22中之孔，亦可以是埋入磁軛22中之管道。

(變形例7)

第1實施形態中，對端部通道11d與冷卻通道11e、11f連通之例進行說明，但並不限定於此。端部通道亦可連接於與冷卻通道11e、11f不同的冷媒循環構件。

[第2實施形態]

本發明的第2實施形態係有關音圈馬達。圖10係示意地表示第2實施形態之音圈馬達300之側視圖。第2實施形態之音圈馬達300具備固定件320及以沿著直線狀或圓弧狀的軌道可移動的方式設置於固定件320之可動件310。固定件320與可動件310隔著磁隙318在Z軸方向上對置。固定件320包括線圈單元328。可動件310主要包括勵磁磁鐵312及配置於勵磁磁鐵312的與固定件320相反側之後部磁軛314。勵磁磁鐵312的與固定件320對置之表面設置有向可動件310的可移動方向排列之複數個磁極(例如2極)。藉由對線圈單元328進行通電，線圈單元328形成線圈磁通量。藉由線圈磁通量與勵磁磁鐵312的勵磁磁通量之間的相互作用，勵磁磁鐵312中產生Y軸方向的推力。

勵磁磁鐵312向X軸方向及Y軸方向延伸並在Z軸 方向上較薄地形成，以平面觀察時呈大致矩形形狀或大致梯形形狀。勵磁磁鐵312能夠由NdFeB系磁鐵材料等各種磁鐵材料形成。後部磁軛314向X軸方向及Y軸方向延伸並在Z軸方向上較薄地形成，以平面觀察時呈大致矩形形狀或大致梯形形狀。後部磁軛314能夠由鋼板等具有軟磁性之金屬材料形成。

圖11係示意地表示音圈馬達300的固定件320之平面圖。圖12係表示沿固定件320的A-A線之縱剖面之剖面圖。圖13係表示從固定件320去除後述之覆膜部326之狀體之平面圖。固定件320只要包括線圈單元328及線圈座322。線圈單元328主要包括線圈330、樹脂層332及覆膜部326。

線圈330係將表面被絕緣之導線(例如銅線)捲繞既定次數而形成之空心線圈。線圈330向X軸方向及Y軸方向延伸並在Z軸方向上較薄地形成，以平面觀察時呈大致長圓形狀。線圈330根據驅動電流形成朝向Z軸方向之磁通量。線圈單元328具備一個線圈330。線圈單元328亦可具備複數個線圈。

線圈座322係用於在未圖示之底盤保持線圈單元328之部件。線圈座322包括基部322b及框部322c。基部322b係固定於底盤之部分。基部322b向X軸方向及Y軸方向延伸並在Z軸方向上較薄地形成，以平面觀察時呈大致矩形。基部322b的長邊向Y軸方向延伸，短邊向X軸方向延伸。

框部322c係圍繞線圈330之框架狀的部分，一邊固定於基部322b。框部322c比線圈330的外形稍大地形成，線圈330與框部322c之間夾雜樹脂。線圈座322能夠藉由例如鋁等金屬材料一體形成基部322b和框部322c。基部322b和框部322c亦可分別形成而結合。

樹脂層332係以覆蓋線圈330的方式設置之樹脂製層。樹脂層332包括覆蓋線圈330的Z軸方向的兩端面之膜狀的部分及填充於線圈330與框部322c之間之部分。樹脂層332構成為支撐線圈330，回收線圈330中產生之熱使其擴散來使溫度分佈變得均勻。樹脂層332例如能夠藉由對組裝有線圈座322及線圈330之狀態的模具澆注樹脂來形成。該種成形製程，例如能夠使用射出成形或傳遞模塑成形等成形製程。

為了有效地回收線圈330中產生之熱量，樹脂層332由導熱率高的材料形成較佳。樹脂層332由導熱率為0.2W/(m．K)左右的導熱率高於通用環氧樹脂之材料形成較佳。更佳為樹脂層332由導熱率為0.5W/(m．K)以上的材料形成，進一步較佳為由導熱率1W/(m．K)以上的材料形成，進一步較佳為由導熱率5W/(m．K)以上的材料形成。該種材料能夠使用高導熱性樹脂(例如高導熱性PPS樹脂)。線圈330與覆膜部326之間的Z軸方向的厚度小較佳，例如能夠設定為3mm以下，較佳為0.1mm以下。

覆膜部326係以覆蓋樹脂層332的至少一部分之方式 設置之覆膜。覆膜部326向X軸方向及Y軸方向延伸並且呈在Z軸方向上較薄的片狀。覆膜部326的一例具有以平面觀察時在Y軸方向上較長的長圓形狀。覆膜部326具有大致覆蓋線圈單元328的線圈330之形狀。覆膜部326亦可形成為在平面形狀中覆蓋線圈330且覆膜部326的整個邊越過線圈330的外緣而突出至外側。覆膜部326可在形成樹脂層332時一體設置於線圈330。覆膜部326可在線圈330上設置樹脂層332之後，藉由黏結等方法設置於該樹脂層332的表面。

如圖12所示，覆膜部326可包括傳熱層326b、黏結層326c及保護層326d。圖12中，為了便於理解，各層的厚度比率以與實際不同之比率表示。黏結層326c係包括用於將傳熱層326b黏結於樹脂層332之黏結材料之層。該黏結材料具有與樹脂層332同等以上的導熱率較佳。保護層326d係用於保護傳熱層326b的表面側之層。保護層326d在能夠保護傳熱層326b的表面側之範圍內較薄較佳。保護層326d能夠由樹脂等有機材料、金屬等無機材料形成。保護層326d中例如能夠使用特氟隆(TEFLON)(註冊商標)等氟系樹脂或KAPTON(註冊商標)等聚醯亞胺系樹脂的薄膜材料。另外，並非必需設置黏結層326c或保護層326d。例如，設置樹脂層332時一體地設置傳熱層326b，藉此即使沒有黏結層亦能夠將傳熱層326b固定於樹脂層332。例如，傳熱層326b由鋁或不銹鋼形成時或沒有與傳熱層326b進行物理接觸時， 亦可以是不設置保護層的構成。

傳熱層326b例如可由導熱率高於樹脂層332之材料形成。傳熱層326b能夠由例如鋁合金或不銹鋼等金屬材料形成。傳熱層326b能夠由例如石墨片等非金屬材料形成。傳熱層326b亦可由以該等材料形成之板材或箔材形成。傳熱層326b例如亦可由根據方向而導熱率不同之異向性材料形成，亦可由根據方向而導熱率均等的同向性材料形成。傳熱層326b由不產生渦流之材料或難以產生渦流之材料形成較佳。從該觀點考慮，傳熱層326b中能夠使用例如銅、銀、金等薄膜或箔狀片、由人造或天然石墨形成之薄片。

傳熱層326b由非磁性材料形成較佳。若傳熱層326b過厚，則認為與其響應地磁隙變寬而磁阻增加。因此，傳熱層326b的厚度係1mm以下較佳。更佳為傳熱層326b的厚度為0.2mm以下，更佳為0.1mm以下。第2實施形態的傳熱層326b由厚度為0.03mm的鋁合金形成。

在未設置覆膜部326之構成中，在線圈330的周邊部產生之熱量被回收至線圈座322的基部322b及框部322c，因此可抑制周邊部的溫度上升。然而，在線圈330的中央部產生之熱量由於至線圈座322的距離較長，因此不易被回收，並且中央部的溫度上升也增大。因此，流過線圈330之電流限制在線圈330的中央部的溫度不超過線材的容許溫度之範圍。

第2實施形態之音圈馬達300具備線圈單元328及支 撐前述線圈單元328之線圈座322。前述線圈單元328包括線圈330、包覆前述線圈330之樹脂層332及覆蓋前述樹脂層332的至少一部分之覆膜部326。依據該構成，藉由具備覆膜部326，在表面回收樹脂層332的熱量而使該擴散變得容易，並能夠使樹脂層332的溫度分佈變得均勻。並且，藉由具備覆膜部326，能夠將樹脂層332的熱量容易傳遞至線圈座322。藉由該等作用，線圈330的高溫部的溫度降低且能夠增加流過線圈330之電流。

第2實施形態之音圈馬達300中，前述覆膜部326包括由導熱率高於前述樹脂層332之材料形成之傳熱層326b及保護前述傳熱層326b的表面之保護層326d。依據該構成，傳熱層326b由導熱率高的材料形成，藉此溫度分佈進一步變得均勻。藉由具備保護層326d，即使在傳熱層326b由石墨等軟材料形成的情況下以能夠抑制損傷，並能夠抑制由傷痕引起之熱擴散效果的降低。

以上，基於本發明的第2實施形態進行了說明。以下，對第2實施形態之音圈馬達300的變形例進行說明。變形例的圖及說明中，對與第2實施形態相同或相等的構成要件、部件賦予相同的符號。適當省略與第2實施形態重複之說明，主要說明與第2實施形態不同之構成。

(變形例1)

第2實施形態中，對覆膜部326並未與線圈座322接觸之例進行了說明，但並不限定於此。例如，覆膜部326 亦可設置成與線圈座322接觸。圖14係示意地表示變形例2之音圈馬達302的固定件340之平面圖。圖15係表示沿固定件340的B-B線之縱剖面之剖面圖。變形例1之固定件340與第2實施形態之固定件320相比，覆膜部346的平面形狀不同，其他構成相同。因此，省略重複說明並對覆膜部346進行說明。如圖14所示，覆膜部346具有與線圈座322的框部322c接觸之部分346b。覆膜部346以平面觀察時具有越過樹脂層332的外緣而覆蓋框部322c的至少一部分之形狀。部分346b與框部322c之間亦可設置有黏結材料。覆膜部346除了框部322c以外亦可包含與基部322b接觸之部分。

變形例1之音圈馬達302中，覆膜部346具有與線圈座322接觸之部分346b。依據該構成，能夠將藉由覆膜部346從樹脂層332回收之熱量藉由部分346b散熱至線圈座322。藉由散熱至線圈座322，能夠降低覆膜部346的溫度，因此能夠使線圈330的散熱變得容易，且能夠增加流過線圈330之電流。

(變形例2)

第2實施形態中，對覆膜部326設置於線圈330的表層之例進行了說明，但並不限定於此。例如，複數個線圈在Z軸方向上積層時，覆膜部可設置於線圈的表層，並且具有高傳熱性之片設置於各層線圈的層間。圖16係示意地表示變形例2之音圈馬達304的固定件350之平面圖。 圖17係表示沿固定件350的C-C線之縱剖面之剖面圖。變形例2之固定件350與第2實施形態之固定件320相比，在具備多層線圈360及設置於線圈360的層間之傳熱部356之方面有差異，其他構成相同。因此，省略重複說明並對線圈360及傳熱部356進行說明。如圖16所示，變形例2之固定件350在平面形狀中與第2實施形態之固定件320相同。

變形例2的線圈單元358具備多層線圈360來代替第2實施形態的線圈330。線圈360包括在Z軸方向積層而成之複數個薄型線圈360b。圖17的例中，線圈360中，2層薄型線圈360b在Z軸方向積層。薄型線圈360b中，Z軸方向的厚度尺寸係第2實施形態的線圈330的大致一半。關於薄型線圈360b的其他構成及特徵，能夠參閱上述線圈330的構成及特徵。

傳熱部356設置於2層的薄型線圈360b之間。傳熱部356向X軸方向及Y軸方向延伸並在Z軸方向上呈較薄的片狀。傳熱部356具有與覆膜部326大致相等的平面形狀。關於傳熱部356的構成及特徵，能夠參閱上述傳熱層326b的構成及特徵。

變形例2之音圈馬達304中，線圈360包括經積層之複數個薄型線圈360b，複數個薄型線圈360b的層間設置有由導熱率高於樹脂層332之材料形成之傳熱部356。依據該構成，藉由具備傳熱部356，不僅在表面部，在層間亦可回收樹脂層332的熱並使其擴散變得容易，並能夠使 溫度分佈變得更加均勻。藉由該作用，在線圈360的層間亦能夠降低高溫部的溫度，且能夠進一步增加流過線圈360之電流。

(其他變形例)

第2實施形態中，對各覆膜部326包含1層傳熱層326b之例進行說明，但並不限定於此。覆膜部326亦可包含複數個傳熱層而構成。

第2實施形態中，對覆膜部326設置於樹脂層332的Z軸方向的兩面之例進行說明，但並不限定於此。覆膜部326亦可僅設置於樹脂層332的其中一面。

第2實施形態中，對各覆膜部326為一體之例進行說明，但並不限定於此。覆膜部326亦可包含分割為兩個以上之複數個部分。

該等變形例可獲得與第2實施形態相同的作用和效果。

說明中使用之附圖中，為了使部件的關係明確，而在部分部件的剖面實施了陰影化，但該陰影化並不是限制該等部件的素材或材質。

[產業上之可利用性]

本發明能夠利用於線性馬達或音圈馬達。

2‧‧‧線性馬達

10‧‧‧可動件

11‧‧‧線圈座

12a、12b‧‧‧支座蓋

16‧‧‧樹脂層

18‧‧‧線圈單元

20‧‧‧固定件

22‧‧‧磁軛

24‧‧‧勵磁磁鐵

26‧‧‧輔助極磁鐵

34‧‧‧磁隙

Claims (13)

1. 一種線性馬達，其特徵為，具備可動件，前述可動件包括線圈單元及收容並支撐前述線圈單元的一部分之線圈座，前述線圈單元包括：複數個線圈；包覆前述複數個線圈之樹脂層；及覆蓋前述樹脂層的至少一部分之覆膜部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之線性馬達，其中，前述覆膜部具有與前述線圈座接觸之部分。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之線性馬達，其中，於前述線圈座上設置有沿前述線圈單元的附近延伸並用於使冷媒通過之冷卻通道。
4. 如申請專利範圍第3項所述之線性馬達，其中，前述線性馬達還具備用於使冷媒通過之冷卻通道且與前述冷卻通道不同之冷卻通道，前述不同的冷卻通道在遠離前述線圈座之位置沿前述複數個線圈的附近延伸。
5. 如申請專利範圍第4項所述之線性馬達，其中，前述線圈單元設置有將前述冷卻通道與和前述不同的冷卻通道連通之連接通道。
6. 如申請專利範圍第5項所述之線性馬達，其中，前述線圈具有在前述可動件的可移動方向上分開設置 之第1邊及第2邊，前述連接通道包括在前述第1邊與前述第2邊之間延伸之部分。
7. 如申請專利範圍第1或2項所述之線性馬達，其中，前述線圈座設置有用於收容前述線圈單元的一部分之收容凹部，前述收容凹部的與前述線圈單元對置之部分具有與前述線圈單元的形狀對應之形狀。
8. 一種線性馬達，其為申請專利範圍第1或2項所述之線性馬達，其特徵為，在真空環境下使用。
9. 一種載物台裝置，其特徵為，其具備申請專利範圍第1或2項所述之線性馬達。
10. 一種音圈馬達，其特徵為，其具備：線圈單元；及支撐前述線圈單元之線圈座，前述線圈單元包括：線圈；包覆前述線圈之樹脂層；及覆蓋前述樹脂層的至少一部分之覆膜部。
11. 如申請專利範圍第10項所述之音圈馬達，其中，前述覆膜部具有與前述線圈座接觸之部分。
12. 如申請專利範圍第10或11項所述之音圈馬達， 其中，前述覆膜部包括由導熱率高於前述樹脂層的材料形成之傳熱層及保護前述傳熱層的表面之保護層。
13. 如申請專利範圍第10或11項所述之音圈馬達，其中，前述線圈包括經積層之複數個薄型線圈，前述複數個薄型線圈的層間設置有由導熱率高於前述樹脂層的材料形成之傳熱部。