JP2005237087A - 可動コイル型リニアモータ及びその固定子の磁気回路の組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 組立作業性が良好でかつヨーク（ベース）の加工費が安価で、更に推力リップルを低減した高性能の可動コイル型リニアモータ及びその固定子の組立方法を提供する。
【解決手段】 ヨークと永久磁石とで構成される断面形状が略コの字に形成された固定子の磁気回路と多相コイルを具備すると共に磁気空隙を走行自在に構成された可動子とを備え、前記磁気回路は永久磁石とセンターヨークとセンターヨークを挟み込んで当接する複数のサイドヨークで構成され、前記サイドヨークの少なくとも１つは可動子の走行方向に沿って複数に分割され、かつ可動子の走行路に面して前記サイドヨーク上に永久磁石が載置されている可動コイル型リニアモータ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば半導体製造装置、フラットディスプレイ製造装置、プリント基板製造装置あるいは各種検査装置等に使用されるアライメントステージの駆動機構等に好適な高精度の可動コイル型リニアモータ及びその固定子の磁気回路の組立方法に関する。

特許文献１には図１０（ａ）（断面図）及び図１０（ｂ）（（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図）で示される位置決めに好適な高精度の可動コイル型リニアモータが開示されている。
図１０のリニアモータにおいて、２ｂは磁石であり、６はベースであり、７は可動子であり、８は支持摺動部材であり、５はコイルであり、９はコイルフレームであり、１０は短尺プレートである。この短尺プレート１０上に２個の主磁石２ａ及び２個の補磁用磁石２ｂが載置されて磁石付短尺プレート１１が構成されていると共に、磁石付短尺プレート１１が可動子７の走行方向に沿って所定個数配設されている。このリニアモータの磁気回路の組立は、２個の主磁石２ａ及び２個の補磁用磁石２ｂからなる磁石列を予め短尺プレート１０上に載置して磁石付短尺プレート１１を構成し、次に断面形状が略コの字に形成された一体構造のベース６の内側面に磁石付短尺プレート１１を配設するという方法によっている。

特許文献２には図１１（ａ）の外観図、及び図１１（ｂ）（（ａ）のＡ’−Ａ’線矢視断面図）で示される可動コイル型リニアモータの一軸ステージが開示されている。
図１１において、１０１はリニアモータであり、１０１ａは断面形状がコの字の分割型ヨークであり、１０１ｂは永久磁石であり、１０１ｃはコイル（可動部）であり、１０２はガイド部であり、１０３はケーブルベアである。

特許文献３には図１２（側面図）で示される可動コイル型リニアモータの固定子の磁気回路が開示されている。
図１２において、１２１はマグネットヨークを表し、１２２は断面形状が略コの字の一体ヨークを構成する上側の対向部であり、１２３は断面形状が略コの字の一体ヨークを構成する下側の対向部であり、１２４は両者を連結する連結側部である。１３０及び１３１はマグネットであり、１２７及び１２８は対向するヨーク面であり、１２５ａはねじ孔であり、１３２は空隙であり、１３２ａは側部開口である。
特開平２００３−３２９９６号公報（請求項８、図８、図９） 特開２００３−１２１５７３号公報（図１０） 特開２０００−３３３４３５号公報（図９）

しかしながら、特許文献１に記載の磁石付短尺プレートを用いた可動コイル型リニアモータの磁気回路の組み立て方法では、（１）断面形状が略コの字に形成された一体構造のベースを使用しており、このベース形状に加工する加工費が高価なこと、（２）断面形状が略コの字に形成されたベースの内側面に一対の磁石付短尺プレートを配設しているが狭いベースの内側空間でかつ磁石付短尺プレート同志の強力な吸引／反発力が作用する悪条件下の組立作業なので作業者の熟練と根気を要しかつ作業効率が非常に悪いという問題がある。この組立作業性の悪さは近年のリニアモータの大推力化に伴う磁気空隙の磁束密度の増大化と共に益々深刻化する問題になりつつある。
特許文献２に記載の可動コイル型リニアモータでは断面形状がコの字のヨーク１０１ａが３分割のヨーク板からなるヨーク組立体の構成なので、一体構造の断面コの字ヨークを加工して形成する場合に比べて加工費は安価になる。しかし、このリニアモータの磁気回路の組立は、３分割のヨーク板から断面形状がコの字のヨーク組立体１０１ａを組立た後に、ヨーク組立体１０１ａの対向する内側面に空隙を介して一対の永久磁石１０１ｂ，１０１ｂを接着するという作業になる。この接着作業は特許文献１の磁気回路の組立作業と同様に高価でかつ作業性が悪いものであり、改善が求められていた。
特許文献３に記載の可動コイル型リニアモータでは断面形状が略コの字の一体ヨークを固定子に用いているが、特許文献１の場合と同様に一体ヨークの加工費が高価であり、かつ特許文献１、２と同様に永久磁石を一体ヨーク上に接着する作業は作業性が悪いものである。

従って本発明が解決しようとする課題は、組立作業性が良好でかつヨーク（ベース）の加工費が安価になり、更には推力リップルを低減した高性能の可動コイル型リニアモータ及びその固定子の磁気回路の組立方法を提供することである。

上記課題を解決した本発明の可動コイル型リニアモータは、ヨークと永久磁石とで構成されると共に断面形状が略コの字に形成された磁気回路を有する固定子と、前記磁気回路に沿って形成された磁気空隙と、多相コイルを具備すると共に前記磁気空隙を走行自在に構成された可動子とを備えた可動コイル型リニアモータであって、前記磁気回路は永久磁石とセンターヨークとセンターヨークを挟み込んで当接する複数のサイドヨークとから構成されており、前記サイドヨークの少なくとも１つは可動子の走行方向に沿って複数に分割され、かつ可動子の走行路に面して前記サイドヨーク上に永久磁石が載置されていることを特徴とする。

本発明のリニアモータにおいて、サイドヨークは、センターヨークを挟み込んで当接する第１サイドヨーク及び第２サイドヨークと、第１サイドヨークと当接しかつ第２サイドヨークと空隙を介して対向する第３サイドヨークとからなり、第２サイドヨーク上に配設された複数の永久磁石からなる第１永久磁石列と第３サイドヨーク上に配設された複数の永久磁石からなる第２永久磁石列とで空隙を介して対向する一対の永久磁石列が形成されている場合に、組立性がよくかつ大推力になるので実用性が高い。

本発明のリニアモータにおいて、サイドヨークとセンターヨークとが当接する位置の近傍におけるセンターヨーク側またはサイドヨーク側が面取りされている場合に、ヨークの厚みを過度に大きくすることなく断面形状が略コの字のヨーク組立体の撓み量を小さく抑えられ、推力リップルを低減できるので実用性に富む。

本発明のリニアモータにおいて、対向する一対の永久磁石列が磁気空隙を介して上下の位置関係にある状態で使用される場合の実用性が高い。

本発明の可動コイル型リニアモータの固定子の磁気回路の組立方法は、センターヨークと、センターヨークを挟み込んで当接する第１サイドヨーク及び第２サイドヨークと、第１サイドヨークと当接しかつ第２サイドヨークと空隙を介して対向する第３サイドヨークとからなる断面形状が略コの字に形成されたヨーク組立体を有し、前記ヨーク組立体における対向する第２サイドヨーク及び第３サイドヨーク上には一対の永久磁石列が空隙を介して対向して配設されており、第２サイドヨーク及び／または第３サイドヨークは前記永久磁石列の配設方向に沿って複数に分割された第２サイドヨーク片及び／または第３サイドヨーク片を有する可動コイル型リニアモータの固定子の磁気回路の組立方法であって、センターヨークと第１サイドヨークとを固定して断面形状が略Ｌ字のヨーク組立体を形成すると共に、複数の永久磁石を載置した磁石付き第２サイドヨーク片及び複数の永久磁石を載置した磁石付き第３サイドヨーク片とを空隙を介して対向した状態にせしめ、次に前記略Ｌ字のヨーク組立体の第１サイドヨーク上に前記対向状態の磁石付き第３サイドヨーク片を当接して固定すると共に、前記略Ｌ字のヨーク組立体のセンターヨークと前記対向状態の磁石付き第２サイドヨーク片とを当接して固定することにより断面形状が略コの字の磁気回路を形成することを特徴とする。
本発明の組立方法によれば、一体構造物のセンターヨークと第１サイドヨークの持つ剛性により組立後の磁気回路の剛性が保持され、かつ断面形状が略コの字のベースの内側空間での組立作業負荷を大幅に軽減できるので組立作業を容易かつ高精度で行え、また加工費を低減することができる。

本発明の可動コイル型リニアモータの固定子の磁気回路の組立方法において、センターヨークと第１サイドヨークとを固定して断面形状が略Ｌ字のヨーク組立体を形成する作業と、複数の永久磁石を載置した磁石付き第２サイドヨーク片及び複数の永久磁石を載置した磁石付き第３サイドヨーク片とを空隙を介して対向した状態にせしめる作業とは、どちらの作業を先に行ってもよい。なお、磁石付き第２サイドヨーク片と磁石付き第３サイドヨーク片とを空隙を介して対向した状態にせしめる手段は特に限定されないが、例えば両者間に非磁性のスペーサ（例えば樹脂製等）を挟んだ状態で両者間に作用する磁気吸引力により両者を接合する方法が挙げられる。
また、本発明の可動コイル型リニアモータの固定子の磁気回路の組立方法において、前記略Ｌ字のヨーク組立体の第１サイドヨーク上に前記対向状態の磁石付き第３サイドヨーク片を当接して固定する作業と、前記略Ｌ字のヨーク組立体のセンターヨークと前記対向状態の磁石付き第２サイドヨーク片とを当接して固定する作業とは、どちらの作業を先に行ってもよい。

本発明によれば、組立作業性が良好でかつヨーク（ベース）の加工費が安価になり、更には推力リップルを低減した高性能の可動コイル型リニアモータ及びその固定子の組立方法を提供することができる。

以下、本発明の可動コイル型リニアモータ及びその固定子の組立方法について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の可動コイル型リニアモータに係わる一実施形態を示す、可動子の走行方向に対して垂直な断面図である。図２は図１の磁気回路部分のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
図１、２の可動コイル型リニアモータ４０において、４２は紙面に対して垂直方向に延設する一体構造体でかつ強磁性のセンターヨーク（例えばＳＳ４００製等）である。センターヨーク４２の両端上部には面取り部４２ａ，４２ａが設けてある。面取り部４２ａを設けたことにより対向するサイドヨーク４３，４５と４４との間に作用する磁気吸引／反発力により発生する撓み量を低減することができ、もって可動コイル型リニアモータ４０の推力リップルを低減することができる。４３は強磁性の第１サイドヨーク（例えばＳＳ４００製等）であり紙面に対して垂直方向に延設する一体構造体である。４４は強磁性の第２サイドヨーク（例えばＳＳ４００製等）であり紙面に対して垂直方向に延設する複数の第２サイドヨーク片４４ａ，４４ｂ・・・（例えば１０分割片等）からなる。５２は第２サイドヨーク片の境界である。４５は強磁性の第３サイドヨーク（例えばＳＳ４００製等）であり紙面に対して垂直方向に延設する複数の第３サイドヨーク片４５ａ，４５ｂ・・・（例えば１０分割片等）からなる。５３は第３サイドヨーク片の境界である。センターヨーク４２の左端の平面部４２ｂと第２サイドヨークの段差部４４ｅとが当接された状態でねじ（図示省略）により締結されている。センターヨーク４２の右端の平面部４２ｂと第１サイドヨークの段差部４３ｃとが当接された状態でねじ（図示省略）により締結されている。第1サイドヨークの段差部４３ｄに第３サイドヨーク片４５ａ，４５ｂ・・・が当接した状態でねじ（図示省略）で締結され、その上に永久磁石４１が接着されている。第２サイドヨーク片の段差部４４ｄには永久磁石４１が接着されている。一対の永久磁石４１，４１は図２に示すように一対の対向する永久磁石列（第１永久磁石列４１０及び第２永久磁石列４１１）からなる。第１永久磁石列４１０は左端側から、横方向に配向した補助磁石４１ｂと縦方向に配向した主磁石４１ａとを交互に配置してある。即ち、主磁石４１ａと補助磁石４１ｂとを交互に配置しかつ磁気空隙５１側に主磁石４１ａの磁極が順次交互に異極が表れるように配置すると共に、磁気空隙５１側に表れている主磁石４１ａの磁極と同極の補助磁石４１ｂの磁極同志を対向させて主磁石４１ａを挟み込んで配置してある。第２永久磁石列４１１の永久磁石の配置も同様であり、磁気空隙５１を介して対向する一対の主磁石４１ａ，４１ａの磁極は異極同志という所謂ハルバッハ型磁気回路を形成している。センターヨーク４２とサイドヨーク４３，４４，４５により断面形状が略コの字のヨーク組立体５４が形成されている。このヨーク組立体５４と永久磁石４１により断面形状が略コの字の固定子の磁気回路５０が構成されている。
４６は多相コイル（例えば３相コイル等）である。４９はコイルフレームであり、可動子を構成するテーブル４７に接続されている。可動子４７は固定子５０の上部に設けられた支持摺動部材（例えばリニアモータガイド等）４８，４８を介して紙面に対して垂直方向に走行自在になっている、

図１、２に示す固定子の磁気回路５０の組立方法について以下に説明する。
まず、センターヨーク４２の右端部平面４２ｂと第１サイドヨークの段差部４３ｃとを当接した状態で螺着して断面形状が略Ｌ字のヨーク組立体を形成する。次に、複数の永久磁石４１を第３サイドヨーク片４５ａ，４５ｂ・・・上に接着し、所定個数の磁石付き第３サイドヨーク片を形成する。並行して複数の永久磁石４１を第２サイドヨーク片４４ａ，４４ｂ・・・上に接着し、所定個数の磁石付き第２サイドヨーク片を形成する。
次に、所定厚みの非磁性スペーサ（図示省略）を挟んで磁石付き第２サイドヨーク片１片と第３サイドヨーク片１片とを両者間に作用する磁気吸引力により接合する。この一対の接合体は可動コイル型リニアモータ４０の可動子４７の走行ストロークに見合う個数が準備される。
前記非磁性スペーサ（図示省略）を挟んで第２サイドヨーク片１片と接合された状態の磁石付き第３サイドヨーク片１片を前記略Ｌ字のヨーク組立体の第１サイドヨークの段差部４３ｄに当接した状態で螺着する。並行して前記略Ｌ字のヨーク組立体のセンターヨーク４２の左端部平面４２ｂと前記接合状態の片側の磁石付き第２サイドヨーク片１片の段差部４４ｅとを当接した状態で螺着する。こうして一対の磁石付きサイドヨーク片が前記略Ｌ字のヨーク組立体に組み込まれる。この要領で最終的に可動コイル型リニアモータ４０の走行ストロークに見合う複数対の接合状態の磁石付き第２サイドヨーク片及び第３サイドヨーク片が順次前記略Ｌ字のヨーク組立体のセンターヨーク４２及び第１サイドヨーク４３に組み付けられて断面形状が略コの字の磁気回路が形成される。
前記組立方法において、前記非磁性スペーサ（図示省略）を挟んで第２サイドヨーク片１片と接合された状態の磁石付き第３サイドヨーク片１片を前記略Ｌ字のヨーク組立体の第１サイドヨークの段差部４３ｄに当接した状態で螺着する作業と、前記略Ｌ字のヨーク組立体のセンターヨーク４２の左端部平面４２ｂと前記接合状態の片側の磁石付き第２サイドヨーク片１片の段差部４４ｅとを当接した状態で螺着する作業とはどちらが先でも良い。
また前記組立方法の変形例として、所定厚みの非磁性スペーサ（図示省略）を挟んで磁気吸引力により接合する磁石付き第２サイドヨーク片及び第３サイドヨーク片の個数は２片以上であっても良い。

図３は本発明の可動コイル型リニアモータに係わる他の実施態様を示す、可動子の走行方向に対して垂直な断面図である。図４は図３の磁気回路部分のＣ−Ｃ線矢視断面図の一例である。
図３、４の可動コイル型リニアモータ６０において、６２は紙面に対して垂直方向に延設する一体構造体でかつ強磁性のセンターヨーク（例えばＳＳ４００製等）である。センターヨーク６２の両端上部には面取り部６２ａ，６２ａが設けてあり、対向するサイドヨーク６３，６５と６４との間に作用する磁気吸引／反発力により発生する撓み量を低減することができ、もって可動コイル型リニアモータ６０の推力リップルを低減することができる。６３は強磁性の第１サイドヨーク（例えばＳＳ４００製等）であり紙面に対して垂直方向に延設する一体構造体である。第１サイドヨークの外側面６３ａがベース７０への取付面（基準面）になっている。６４は強磁性の第２サイドヨーク（例えばＳＳ４００製等）であり紙面に対して垂直方向に延設する複数の第２サイドヨーク片６４ａ，６４ｂ・・・（例えば２０分割片等）からなる。７２は第２サイドヨーク片の境界である。６５は強磁性の第３サイドヨーク（例えばＳＳ４００製等）であり紙面に対して垂直方向に延設する複数の第３サイドヨーク片６５ａ，６５ｂ・・・（例えば２０分割片等）からなる。７３は第３サイドヨーク片の境界である。センターヨーク６２の左端の平面部６２ｂと第２サイドヨークの段差部６４ｅとが当接された状態でねじ（図示省略）により締結されている。センターヨーク６２の右端の平面部６２ｂと第１サイドヨークの段差部６３ｃとが当接された状態でねじ（図示省略）により締結されている。第1サイドヨークの段差部６３ｄに第３サイドヨーク片６５ａ，６６ｂ・・・が当接した状態でねじ（図示省略）で締結され、その上に永久磁石６１が接着されている。第２サイドヨーク片６４ａ，６４ｂ・・・の段差部６４ｄには永久磁石６１が接着されている。一対の永久磁石６１，６１は図４に示すように一対の対向する永久磁石列（第１永久磁石列６１０及び第２永久磁石列６１１）からなる。第１永久磁石列６１０は左端側から、横方向に配向した補助磁石６１ｂと縦方向に配向した主磁石６１ａとを交互に配置してあり、磁気空隙７１側に主磁石６１ａの磁極が順次交互に異極が表れるように配置すると共に、磁気空隙７１側に表れている主磁石６１ａの磁極と同極の補助磁石６１ｂの磁極同志を対向させて主磁石６１ａを挟み込んで配置してある。第２永久磁石列６１１の永久磁石の配置も同様であり、磁気空隙７１を介して対向する一対の主磁石６１ａ，６１ａの磁極は異極同志というハルバッハ型磁気回路を形成している。センターヨーク６２とサイドヨーク６３，６４，６５により断面形状が略コの字のヨーク組立体７７が形成されている。このヨーク組立体７７と永久磁石６１により断面形状が略コの字の磁気回路７８が構成されている。
６６は多相コイル（例えば３相コイル）であり、６９はコイルフレームであり可動子６７に接続されている。可動子６７は固定子７５の上部に設けられた支持摺動部材（例えばリニアモータガイド等）６８，６８を介して紙面に対して垂直方向に走行自在になっている、
磁気回路７８の組立方法は図１のリニアモータ４０の場合と同様であり、この磁気回路７８を備えたリニアモータ６０は対向する一対の永久磁石列６１０，６１１が磁気空隙７１を介して上下の位置関係にある状態で使用される用途に好適である。

図５は図３のリニアモータ６０の磁気回路部分のＣ−Ｃ線矢視断面図の他の例である。
図５では、図３の一対の永久磁石６１，６１が一対の永久磁石列（第１永久磁石列６２０及び第２永久磁石列６２１）からなる。第１、２永久磁石列６２０、６２１はどちらも左端側から、縦方向に配向した主磁石６１ａ’を順次配置して磁気空隙７１’側に交互に異極が表れるようになっていると共に、磁気空隙７１’を介して対向する一対の主磁石６１ａ’，６１ａ’の磁極は異極同志という磁気回路の構成である。

本発明のリニアモータの磁気回路において、センターヨークあるいはサイドヨークに設けた面取り部の形状は平面に限定されず凸面あるいは凹面でも良いが、面取り幅ｗが２〜２０ｍｍになるようにするのが好ましく、５〜１５ｍｍにするのが更に好ましい。面取り部を設けると、磁気吸引／反発力の特に強いハルバッハ型磁気回路における組立作業の効率向上や断面形状が略コの字のヨーク組立体の撓み抑制に非常に有効である。面取り部の幅寸法ｗが前記範囲未満では撓み抑制の効果を得られず、前記範囲を超えると磁気回路の大型化を招来するので実用性が低下する。
面取り部の面取り角度は３０〜６０度にするのが望ましい。面取り角度が前記範囲を外れると撓み抑制の効果が低下する傾向にある。

本発明のリニアモータの磁気回路において、第２、第３サイドヨーク片上に載置する永久磁石の個数は特に限定されないが、組立時の磁気吸引／反発力を考慮して第２及び第３サイドヨーク片１片あたりそれぞれ２〜３０個とするのが好ましく、４〜１５個とするのがより好ましい。第２、第３サイドヨーク片１片あたりの配置個数が２個以下では実用性が無く、３０個超では組立時の磁気吸引／反発力が増大して組立作業が困難になる。
第２、第３サイドヨーク片の個数は可動子のストローク、永久磁石やヨークの寸法等に依存するので特に限定されないが、１磁気回路あたり５〜５０片とするのが実用的であり、１０〜３０片とするのがより実用性に富む。この範囲を外れると組立の効率や精度の低下を招く。

図６は本発明の可動コイル型リニアモータに係わる更に他の実施態様を示す、可動子の走行方向に対して垂直な断面図である。
図６の可動コイル型リニアモータ８０は、センターヨーク８２として面取り部を有しない平板状の強磁性ヨーク（一体構造体、例えばＳＳ４００製等）を用いた以外は、図３の可動コイル型リニアモータ６０と同一構成であり、組立方法も同様なので説明を省略する。

図７は本発明の可動コイル型リニアモータの磁気回路に係わる更に他の実施態様を示す、可動コイル型リニアモータの走行方向に対して垂直な断面図である。
図７の磁気回路２７８において、２６２は紙面に対して垂直方向に延設する板状の強磁性センターヨーク（一体構造体、例えばＳＳ４００製等）である。２６３は紙面に対して垂直方向に延設する第１サイドヨーク（一体構造体、例えばＳＳ４００製等）であり、センターヨーク２６２と当接して締結された側には面取り部２６３ａが設けてある。２６４は紙面に対して垂直方向に延設する複数片からなる第２サイドヨーク２６４（例えばＳＳ４００製、１５分割片等）であり、センターヨーク２６２と当接して締結された側には面取り部２６４ａが設けてある。第２センターヨークの段差部２６４ｄに永久磁石２６１が載置されている。第１サイドヨークの段差部２６３ｄには永久磁石２６１を載置した第３サイドヨーク２６５が固定されている。第３サイドヨーク２６５は紙面に対して垂直方向に延設する複数片からなる（例えばＳＳ４００製、１５分割片等）。一対の永久磁石２６１，２６１が磁気空隙２７１を介して対向している。２６３ｂはベース等（図示省略）への取付面である。
磁気回路２７８ではセンターヨークではなくサイドヨークに面取り部２６３ａ，２６４ａを設けた点で図３の磁気回路７８と異なるが、他の構成は同様である。このため、磁気回路２７８の組立方法は図３の磁気回路７８の組立方法と同様である、
磁気回路２７８ではサイドヨークに面取り部２６３ａ，２６４ａを設けたことにより、可動コイル型リニアモータに組み込んだときに磁気吸引力により磁気回路２７８の磁気空隙２７１に面する開口側に発生する撓み量を低減できるので推力リップルを低減でき、もって高精度の可動コイル型リニアモータを構成することができる。

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、それら実施例により本発明が限定されるものではない。
（実施例１）
図８（ａ）、（ｂ）に示す形状の、主磁石６１ａ（厚みＴｍが２２．５ｍｍ，長さＬｍ１が２７ｍｍ，高さＨｍが８８ｍｍの日立金属（株）製ＮｄＦｅＢ系異方性焼結磁石、商品名：ＨＳ５５ＡＨ）、補助磁石６１ｂ（厚みＴｍが２２．５ｍｍ，長さＬｍ２が２７ｍｍ，高さＨｍが８８ｍｍのＮｄＦｅＢ系異方性焼結磁石、商品名：ＨＳ５５ＡＨ）、センターヨーク６２（ＳＳ４００製、厚みＴｃが２６ｍｍ、面取り部６２ａの幅ｗは５ｍｍでＣ５に面取りされている）、第１サイドヨーク６３（ＳＳ４００製、厚みＴｓ１が１１．８ｍｍ）、第２サイドヨーク片６４（ＳＳ４００製、厚みＴｓ２が２１．８ｍｍ、ストローク方向に２０分割されている）、及び第３サイドヨーク片６５（ＳＳ４００製、厚みＴｓ３が１０ｍｍ、ストローク方向に２０分割されている）を使用し、図３の可動コイル型リニアモータ６０用の磁気回路７８を組立し、もってリニアモータ６０を構成した。
このリニアモータ６０に組み込んだ磁気回路７８の開口側端点Ｑ及びＳの撓み量δ１、δ２を測定した結果、実用上支障の無いレベルになっているのがわかった。撓み量δ１は、図８（ａ）に示すように、第２サイドヨーク６４の締結側端面６４ｂからその外側面６４ｊに沿って接線Ｅを引き、更に開口側端面６４ｔから接線Ｆを引いたとき、両者が交差する位置Ｐと開口側端点Ｑとの間隔を測定して撓み量δ１とした。撓み量δ２は、第１サイドヨーク６３の締結側端面６３ｂから取付面６３ａに沿って接線Ｇを引き、更に開口側端面６３ｔから接線Ｈを引いたとき、両者が交差する位置Ｒと開口側端点Ｓとの間隔を測定して撓み量δ２とした。
このリニアモータ６０の安定走行状態（ストローク３０００ｍｍ）における推力−ストローク特性の代表的な測定例を図９に示す。図９では、縦軸に可動子の推力値をとり、横軸に任意位置を原点とした場合の可動子の走行ストローク値をとっている。図９より、推力リップルが４％に抑えられており、従来の可動コイル型リニアモータと同等以上の高精度になっているのがわかった。推力リップルは（安定走行状態での最大推力値−安定走行状態での最小推力値）÷（安定走行状態での推力平均値）×１００（％）で定義し、求めた。

（実施例２）
図６の可動コイル型リニアモータ８０の磁気回路９８のセンターヨーク８２としてＳＳ４００製、厚みＴｃ’が２６ｍｍのものを用いた。これ以外の他の構成部品は全て実施例１と同じ部品を使用し、磁気回路９８を組立し、もって図６のリニアモータ８０を構成した。このリニアモータ６０の磁気回路９８の撓み量（δ１＋δ２）を実施例１と同様にして測定した結果、実施例１に比べて約２倍の撓み量（δ１＋δ２）になっており推力リップルは約８％に増大したが、実用上支障は無かった。

（比較例）
図３の磁気回路７８を構成する４分割のヨークからなるヨーク組立体７７と同一形状寸法に加工した、断面形状が略コの字の一体構造体ヨークを準備した。この一体構造体ヨークを図３のヨーク組立体７７に替えて組み込んだ以外は実施例１と同様にして可動コイル型リニアモータを構成した。このリニアモータの推力リップルは実施例１の場合とほぼ同等になっていた。

本発明のリニアモータの磁気回路では、磁気空隙の磁束密度分布を高めかつ正弦波に近づけると共に、撓み量δ１，δ２を抑制するために、永久磁石の厚み（Ｔｍ）とセンターヨークの厚み（Ｔｃ）とサイドヨークの厚み（Ｔｓ：第２サイドヨークの厚みＴｓ２または第１、第３サイドヨークの厚みの合計（Ｔｓ１＋Ｔｓ３）とする）とを、実用上支障が無い範囲のＴｃ≧Ｔｍ≧Ｔｓとするのが好ましく、Ｔｃ＞Ｔｍ＞Ｔｓとするのが更に好ましい。
また本発明のリニアモータ用磁気回路では、磁気空隙の磁束密度分布を高めかつ正弦波に近づけると共に、撓み量δ１，δ２を抑制するために、ヨークの厚みに関して、Ｔｓ２＝０．７（Ｔｓ１＋Ｔｓ３）〜１．３（Ｔｓ１＋Ｔｓ３）とするのが好ましく、Ｔｓ２＝０．８（Ｔｓ１＋Ｔｓ３）〜１．２（Ｔｓ１＋Ｔｓ３）とするのが更に好ましい。
なお、Ｔｓ１、Ｔｓ３の厚みの比率は組立作業の効率、精度を考慮して適宜設定すれば良い。

上記実施の形態及び実施例では、本発明のリニアモータの磁気回路を構成するセンターヨーク及び第１サイドヨークが一体構造体の場合を記載したが、磁気回路の剛性の厳しくない用途ではセンターヨークまたは第１サイドヨークを複数片から構成しても良く、センターヨーク及び第１サイドヨークを複数片から構成しても良い。
また上記実施の形態及び実施例では３相コイルの場合を記載したが、２相あるいは４相以上の多相コイルの場合も本発明の可動コイル型リニアモータを構成するのに何ら支障は無い。
また上記実施の形態及び実施例ではＮｄＦｅＢ系のブロック状永久磁石を使用したが、特に限定されず、適宜の材質、形状品を用いることができる。

本発明の可動コイル型リニアモータ（縦型）の一例を示す、可動子の走行方向に対して垂直な断面図である。 図１の磁気回路部分のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 本発明の可動コイル型リニアモータ（横型）の一例を示す、可動子の走行方向に対して垂直な断面図である。 図３の磁気回路部分のＣ−Ｃ線矢視断面図の一例である。 本発明の可動コイル型リニアモータの磁気回路の他の構成例を示す断面図である。 本発明の可動コイル型リニアモータ（横型）の他の例を示す、可動子の走行方向に対して垂直な断面図である。 本発明の可動コイル型リニアモータの磁気回路の更に他の構成例を示す、走行方向に対して垂直な断面図である。 磁気回路の撓み量の測定要領を説明する図（ａ）、永久磁石の寸法を説明する図（ｂ）である。 本発明の可動コイル型リニアモータの推力リップルの測定結果の一例を示す図である。 従来の可動コイル型リニアモータを示す、可動子の走行方向に対して垂直な断面図（ａ）、及び（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図（ｂ）である。 従来の可動コイル型リニアモータを示す外観図（ａ）、及びＡ’−Ａ’線矢視断面図（ｂ）である。 従来の可動コイル型リニアモータの固定子用磁気回路の側面図を示す

符号の説明

４０，６０、８０：リニアモータ、
４１，６１，８１，２６１：永久磁石、
４１ａ，６１ａ，６１ａ’：主磁石、４１ｂ、６１ｂ：補助磁石、
４２，６２，８２，２６２：センターヨーク、
４２ａ，６２ａ，２６３ａ，２６４ａ：面取り部、
４２ｂ，６２ｂ：端部平面部、
４３，６３，６３’，８３，２６３：第１サイドヨーク、
４３ａ，６３ａ，８３ａ，２６３ｂ：取付面、
４３ｃ，４３ｄ，４４ｄ，４４ｅ，６３ｃ，６３ｄ，６４ｄ，６４ｅ，８３ｃ，８３ｄ，８４ｄ，８４ｅ，２６３ｄ，２６４ｄ：段差部、
４４，６４，８４，２６３，２６４：第２サイドヨーク、
４４ａ，４４ｂ，６４ａ，６４ｂ，６４ａ’、６４ｂ’：第２サイドヨーク片、
４６、６６，８６：多相コイル、
４５，６５，８５，２６５：第３サイドヨーク、
４５ａ、４５ｂ，６５ａ，６５ｂ，６５ａ’，６５ｂ’：第３サイドヨーク片、
４７，６７、８７：可動子（テーブル）、
４８，６８，８８：支持摺動部材（リニアモータガイド）、
４９、６９，８９：コイルフレーム、
５１、７１，７１’，９１，２７１：磁気空隙、
５２，５３，７２，７３：境界、
５０，７５，９５：固定子、
５４，７７，９７：ヨーク組立体、
７０，９０：ベース、
７８，９８，２７８：磁気回路、
４１０，６１０：第１永久磁石列、
４１１，６１１：第２永久磁石列。

Claims (5)

1. ヨークと永久磁石とで構成されると共に断面形状が略コの字に形成された磁気回路を有する固定子と、前記磁気回路に沿って形成された磁気空隙と、多相コイルを具備すると共に前記磁気空隙を走行自在に構成された可動子とを備えた可動コイル型リニアモータであって、
   前記磁気回路は永久磁石とセンターヨークとセンターヨークを挟み込んで当接する複数のサイドヨークとから構成されており、前記サイドヨークの少なくとも１つは可動子の走行方向に沿って複数に分割され、かつ可動子の走行路に面して前記サイドヨーク上に永久磁石が載置されていることを特徴とする可動コイル型リニアモータ。
2. サイドヨークは、センターヨークを挟み込んで当接する第１サイドヨーク及び第２サイドヨークと、第１サイドヨークと当接しかつ第２サイドヨークと空隙を介して対向する第３サイドヨークとからなり、
   第２サイドヨーク上に配設された複数の永久磁石からなる第１永久磁石列と第３サイドヨーク上に配設された複数の永久磁石からなる第２永久磁石列とで空隙を介して対向する一対の永久磁石列が形成されている請求項１に記載の可動コイル型リニアモータ。
3. サイドヨークとセンターヨークとが当接する位置の近傍におけるセンターヨーク側またはサイドヨーク側が面取りされている請求項１または２に記載の可動コイル型リニアモータ。
4. 対向する一対の永久磁石列が磁気空隙を介して上下の位置関係にある状態で使用される請求項２または３に記載の可動コイル型リニアモータ。
5. センターヨークと、センターヨークを挟み込んで当接する第１サイドヨーク及び第２サイドヨークと、第１サイドヨークと当接しかつ第２サイドヨークと空隙を介して対向する第３サイドヨークとからなる断面形状が略コの字に形成されたヨーク組立体を有し、前記ヨーク組立体における対向する第２サイドヨーク及び第３サイドヨーク上には一対の永久磁石列が空隙を介して対向して配設されており、第２サイドヨーク及び／または第３サイドヨークは前記永久磁石列の配設方向に沿って複数に分割された第２サイドヨーク片及び／または第３サイドヨーク片を有する可動コイル型リニアモータの固定子の磁気回路の組立方法であって、
   センターヨークと第１サイドヨークとを固定して断面形状が略Ｌ字のヨーク組立体を形成すると共に、複数の永久磁石を載置した磁石付き第２サイドヨーク片及び複数の永久磁石を載置した磁石付き第３サイドヨーク片とを空隙を介して対向した状態にせしめ、次に前記略Ｌ字のヨーク組立体の第１サイドヨーク上に前記対向状態の磁石付き第３サイドヨーク片を当接して固定すると共に、前記略Ｌ字のヨーク組立体のセンターヨークと前記対向状態の磁石付き第２サイドヨーク片とを当接して固定することにより断面形状が略コの字の磁気回路を形成することを特徴とする可動コイル型リニアモータの固定子の磁気回路の組立方法。

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