JP7304251B2 - Slide device with built-in moving magnet type linear motor - Google Patents

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Description

この発明は,半導体製造装置,各種組立装置,測定・検査装置等の各種の装置に使用される可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置に関する。 The present invention relates to a slide device incorporating a moving magnet type linear motor used in various devices such as semiconductor manufacturing devices, various assembly devices, and measuring/inspecting devices.

近年,可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置は,半導体製造装置,各種の組立装置,検査・測定装置等の各種の装置に使用されている。スライド装置は,電機子組立体を構成する基板に電機子コイルとその電源線に接続するコネクタとを固定して装置そのものをシンプルでコンパクトに構成し,直動案内ユニットを組み込んでテーブルを確実に摺動させ,しかも装置そのものが安価であることが求められている。 In recent years, slide devices incorporating moving magnet type linear motors have been used in various devices such as semiconductor manufacturing devices, various assembly devices, and inspection/measurement devices. The slide device has a simple and compact configuration by fixing the armature coil and the connector that connects to the power supply line to the substrate that constitutes the armature assembly, and incorporates a linear motion guide unit to ensure the table is held securely. It is required that the device itself be slidable and that the device itself be inexpensive.

本出願人は,可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置を開発し,先に特許出願した。該スライド装置は,モールドする接着剤として熱硬化性樹脂系のエポキシ樹脂系のものが使用され,また,表面保護シートをガラス繊維強化プラスチックのもので構成している。該スライド装置は,可動マグネット型リニアモータを内蔵し,テーブルの往復移動のストローク長さを長くし,テーブルの推力,高速性,高応答性を向上させ,小形でコンパクトに製作効率が良好になっている。上記スライド装置は,ベッドをコイルヨークに,テーブルをマグネットヨークに構成する。電機子組立体が基板上の電機子コイル,電源線を電機子コイルに結線した配線を有している。電機子組立体は,電機子コイルの面を表面保護シートで覆われている。基板には,接着剤によるモールド部で電機子コイルを,電源線と配線との結線部を接着剤によるモールド部で固着されている。モールドする接着剤は,例えば,熱硬化性樹脂系のエポキシ樹脂系のものが使用され,中でも主剤と硬化剤を混合接触させ,化学反応で固化するものである。表面保護シートは,ガラス繊維強化プラスチックのもので構成されている(例えば,特許文献1参照)。 The present applicant has developed a sliding device with a moving magnet type linear motor and previously filed a patent application. The slide device uses a thermosetting epoxy resin as a molding adhesive, and the surface protective sheet is made of glass fiber reinforced plastic. The slide device incorporates a movable magnet type linear motor, lengthens the stroke length of the reciprocating movement of the table, improves the thrust of the table, high speed, and high responsiveness, and is small and compact with good manufacturing efficiency. ing. The slide device has a bed as a coil yoke and a table as a magnet yoke. The armature assembly has armature coils on a substrate and wiring connecting power lines to the armature coils. In the armature assembly, the surface of the armature coil is covered with a surface protection sheet. On the substrate, the armature coil is fixed by the adhesive molded part, and the connecting part of the power line and the wiring is fixed by the adhesive molded part. The adhesive used for molding is, for example, a thermosetting resin-based epoxy resin-based adhesive. The surface protection sheet is made of glass fiber reinforced plastic (see Patent Document 1, for example).

また,コアレスリニアモータとして,プリント基板の片側に複数の電機子コイルを設け,エポキシ樹脂で電機子コイルを覆うようにモールドすることが知られている。該コアレスリニアモータは,硬化反応時のエポキシ樹脂の体積収縮や硬化後の残留応力によりプリント基板に曲げモーメントが生じ,電機子の強度低下や反りなどの変形が生じるものである。そして,上記コアレスリニアモータは,プリント基板内にもモールド樹脂を流入させるように,プリント基板の一部に長孔を空けて樹脂を流入させることにより,強度低下や反りなどの変形を低減できるものである(例えば,特許文献2参照)。 Also, as a coreless linear motor, it is known to provide a plurality of armature coils on one side of a printed circuit board and to mold the armature coils so as to cover the armature coils with epoxy resin. In the coreless linear motor, the volume shrinkage of the epoxy resin during the curing reaction and the residual stress after curing generate a bending moment in the printed circuit board, and the strength of the armature decreases and deformation such as warping occurs. In the above coreless linear motor, a long hole is made in a part of the printed circuit board so that the mold resin flows into the printed circuit board, and the resin flows into the printed circuit board. (See Patent Document 2, for example).

特開2007-300759号公報JP 2007-300759 A 特開2013-27055号公報JP 2013-27055 A

ところで,特許文献1のように電機子組立体の片面だけに電機子コイルを配置してモールドすると,モールド剤の熱収縮等が基板片面のみに作用する。ここで,トランスファ成形のようにモールド剤を金型に充填して成形する方法を採用すると,モールド剤が密に充填され,基板に作用する熱収縮等が大きくなって基板が反るおそれがある。また,特許文献2は,基板の反りを低減するため,基板の反対面側にモールド剤が流入するように構成すると,モールド剤の流入孔が基板に多数設けられているため,製造作業が煩雑になるという問題がある。 By the way, when the armature coil is arranged and molded only on one side of the armature assembly as in Patent Document 1, thermal contraction of the molding agent acts only on one side of the substrate. However, if a method such as transfer molding, in which a mold is filled with a molding agent, is used, the molding agent is densely filled, and the heat shrinkage, etc. acting on the substrate increases, which may cause the substrate to warp. . In addition, in Patent Document 2, in order to reduce the warp of the substrate, if the molding agent is configured to flow into the opposite side of the substrate, the substrate has a large number of inlet holes for the molding agent, which complicates the manufacturing process. There is a problem of becoming

この発明の目的は,上記の課題を解決することであり,特許文献1に開示されたモールド剤を成形収縮率や熱収縮率の小さいバルクモールディングコンパウンド(以下、BMC)に変更し,基板に孔を空けることなく簡単な方法で成形後の基板の変形を低減して,基板上に電機子コイル及び結線部をBMCで固定配設して基板の変形を抑制し,テーブルのストローク長さを長く移動できるように構成し,また,テーブルの推力を向上させて高速性,高応答性等の性能を満足させるため,テーブルやベッドに設けていた各種の部品を設置型の制御装置側に移設し,特に,電機子コイル及び結線部のモールド材を軽量な材料を用いて,往復移動するテーブルそのものを軽量にシンプルに構成すると共に,コイル側面にも完全に薄いモールド層を充填し,一層の絶縁性と保護性能を向上させ,電機子組立体の上面即ち電機子コイル上面とモールド部材上面を同一平面の平滑な面に形成し,表面保護シートの接着性を向上し,製品のモジュール高さ増を無くしてより薄く個体差の少ない厚さ寸法の安定した品質を確保し,装置そのものの製作効率を良好にして小形でコンパクトに構成した可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems. The deformation of the substrate after molding is reduced by a simple method without leaving any space, and the armature coil and the connection part are fixed on the substrate with BMC to suppress the deformation of the substrate, and the stroke length of the table is lengthened. In order to make it movable and improve the thrust of the table to satisfy performance such as high speed and high responsiveness, various parts provided on the table and bed were moved to the side of the installation type control device. In particular, by using lightweight materials for the armature coils and the mold material for the connection part, the reciprocating table itself is made lightweight and simple, and the sides of the coils are also filled with a completely thin mold layer for further insulation. The upper surface of the armature assembly, that is, the upper surface of the armature coil and the upper surface of the mold member are formed on the same flat and smooth surface to improve the adhesiveness of the surface protection sheet and increase the height of the module of the product. To provide a sliding device incorporating a moving magnet type linear motor, which is small and compact in structure, ensuring stable quality of thickness dimension with less individual difference, and improving the manufacturing efficiency of the device itself. be.

この発明は,長尺な平板状でなるベッド,前記ベッドの長手方向に直動案内ユニットを介して往復移動自在な平板状のテーブル,前記テーブルの前記ベッドに対する対向面に前記テーブルの移動方向に極性が交互に異にして並設された多数のマグネットから成る界磁マグネット,及び前記界磁マグネットに対向して前記ベッドの前記テーブルに対向する面に前記長手方向に沿って電機子コイルを多数配設した基板を有する電機子組立体から成る可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置において,
少なくとも前記電機子コイルの周囲が成形収縮率と熱収縮率の小さい熱硬化性樹脂であるBMCから成るモールド部材で覆われて前記基板に位置決め固定されていることを特徴とする可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置に関する。
The present invention comprises a long flat bed, a flat table reciprocatingly movable in the longitudinal direction of the bed via a linear guide unit, and a surface of the table facing the bed in the moving direction of the table. A field magnet consisting of a large number of magnets arranged side by side with alternating polarities, and a large number of armature coils along the longitudinal direction on the surface of the bed facing the table facing the field magnet. In a sliding device incorporating a moving magnet type linear motor consisting of an armature assembly having a substrate mounted thereon,
A moving magnet type linear motor characterized in that at least the periphery of the armature coil is covered with a mold member made of BMC, which is a thermosetting resin having a small molding shrinkage rate and thermal shrinkage rate, and is positioned and fixed to the substrate. It relates to a slide device with a built-in.

また,このスライド装置は,前記基板の一端には,前記電機子コイルを電源線に接続する結線部が前記モールド部材で覆われて位置決め固定されており,前記モールド部材は,前記電機子コイルと前記結線部とをモールドするため一体構造に構成されているものである。 Also, in this slide device, a connecting portion for connecting the armature coil to a power supply line is positioned and fixed to one end of the substrate by being covered with the mold member. In order to mold the connection part, it is constructed as an integral structure.

また,このスライド装置において,前記BMCは,前記成形収縮率が-0.02%,及び前記熱収縮率の指標となる線膨張係数が2.3×10-5/℃であって,前記電機子コイルの熱影響による変形を低減できるものである。 Further, in this slide device, the BMC has a molding shrinkage rate of −0.02% and a linear expansion coefficient of 2.3×10 −5 /° C., which is an index of the thermal shrinkage rate. It is possible to reduce the deformation of the child coil due to the heat effect.

また,このスライド装置は,前記電機子コイル及び前記モールド部材を覆う表面保護シートには,前記電機子コイルのコアレス領域に対応する位置に複数のガス抜き孔が形成されており,前記ガス抜き孔を通じて前記基板が上方に露出しているものである。 Further, in this slide device, the surface protective sheet covering the armature coil and the mold member is formed with a plurality of gas vent holes at positions corresponding to the coreless areas of the armature coil. The substrate is exposed upward through the.

このスライド装置は,上記のように,基板上に複数の電機子コイルを成形収縮率や熱収縮率の小さな熱硬化性樹脂であるBMCで配設固定したので,成形後の基板の変形を抑制でき,ベッド上を走行移動するテーブルのストロークを長く移動でき,テーブルの推力を向上させて高速性,高応答性等の性能を十分に発揮できる。また,BMCによって基板上に位置決め固定された電機子コイルは,熱影響で基板上を移動することなく,基板上に適正に配設され,良好な作動状態を確保できる。 In this slide device, as described above, a plurality of armature coils are arranged and fixed on the substrate with BMC, which is a thermosetting resin with a small molding shrinkage rate and thermal shrinkage rate, so that deformation of the substrate after molding is suppressed. Therefore, the stroke of the table traveling on the bed can be increased, and the thrust of the table can be improved to fully exhibit performance such as high speed and high responsiveness. Also, the armature coils positioned and fixed on the substrate by the BMC are not moved on the substrate due to thermal effects, and are properly arranged on the substrate, ensuring good operating conditions.

この発明による可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置の実施例を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an embodiment of a slide device incorporating a moving magnet type linear motor according to the present invention; FIG. 図1のスライド装置における電機子組立体を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an armature assembly in the slide device of FIG. 1; 図2の電機子組立体でシートの透視図である。FIG. 3 is a perspective view of a sheet in the armature assembly of FIG. 2;

この発明による可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置の実施例について説明する。この発明によるスライド装置は,クリーンルーム,試験実験室等のエリアで稼働される半導体製造装置,各種組立装置,測定・検査装置,試験装置,工作機械等の各種の装置に組み込んで使用して好ましいものである。また,このスライド装置は,本出願人が先に開発した従来例,例えば,特開2007-300759号公報に開示したスライド装置を踏襲したものであり,接着剤であるエポキシ樹脂のモールド部材の材料に比較して成形収縮率と熱収縮率が小さい熱硬化性樹脂であるBMC材料を使用したものであり,成形後の基板の変形を抑制し,ベッド上を走行移動するテーブルの移動ストロークを長く形成し,高速性,高応答性等の性能を十分に発揮させることができるものである。 An embodiment of a slide device incorporating a moving magnet type linear motor according to the present invention will be described. The slide device according to the present invention is preferably used by incorporating it into various devices such as semiconductor manufacturing devices, various assembly devices, measurement/inspection devices, test devices, machine tools, etc., which are operated in areas such as clean rooms and test laboratories. is. In addition, this slide device follows the conventional example developed by the present applicant, for example, the slide device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-300759. BMC material, which is a thermosetting resin with smaller molding shrinkage and thermal shrinkage compared to , is used, suppressing deformation of the substrate after molding and lengthening the movement stroke of the table that travels on the bed. It is possible to fully exhibit performance such as high speed and high response.

以下,図面を参照して,この発明による可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置を説明する。このスライド装置は,慨した,長尺な平板状でなるベッド2,ベッド2の長手方向に直動案内ユニット10を介して往復移動自在な平板状のテーブル1,テーブル1のベッド2に対する対向面にテーブル1の移動方向に極性が交互に異にして並設された多数の永久磁石25から成る界磁マグネット6,及び界磁マグネット6に対向してベッド2のテーブル1に対向する面に長手方向に沿って電機子コイル7を多数配設した基板11を有する電機子組立体5から成る可動マグネット型リニアモータを内蔵したものである。このスライド装置は,装置そのものが最小限の必要な部品に限定されており,例えば,テーブル1の推力を向上させて高速性,高応答性等の性能を満足させるため,テーブル1やベッド2に設けていた各種の部品を,設置型の制御装置側に移設し,構造そのものをシンプルに構成して軽量化を達成し,それによって,往復移動するテーブル1を軽量にシンプルに構成してテーブル1の往復移動の推力をアップし,高速性,高応答性等の性能を有効に発揮させ,テーブル1のストロークを長く構成でき,各種の装置に容易に組み込んで使用できるものである。 A sliding device incorporating a moving magnet type linear motor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. This slide device generally consists of a long flat plate-like bed 2, a flat plate-like table 1 reciprocally movable in the longitudinal direction of the bed 2 via a linear motion guide unit 10, and a surface of the table 1 facing the bed 2. 2, a field magnet 6 consisting of a large number of permanent magnets 25 arranged side by side with alternate polarities in the direction of movement of the table 1; It incorporates a moving magnet type linear motor comprising an armature assembly 5 having a substrate 11 on which a large number of armature coils 7 are arranged along the direction. In this slide device, the device itself is limited to the minimum necessary parts. Various parts that had been installed were moved to the side of the control device of the installation type, and the structure itself was simplified to achieve weight reduction, thereby making the reciprocating table 1 lighter and simpler. The thrust of the reciprocating movement of the table 1 can be increased, the performance such as high speed and high response can be effectively exhibited, the stroke of the table 1 can be configured long, and it can be easily incorporated into various devices and used.

このスライド装置は,小形に構成され,界磁マグネット6が装着されたテーブル1が鋼等の磁性材から成り,マグネットヨークとして磁気回路部分を構成しており,また,ベッド2が同様に磁性材から成り,各電機子コイル7に対してコイルヨークとして作用する磁気回路部分を構成している。即ち,可動マグネット型リニアモータは,ベッド2がコイルヨークとして且つテーブル1がマグネットヨークとして磁気回路部分になる磁性材料から構成されている。テーブル1のベッド2に対する対向面に,多数の永久磁石25でなる界磁マグネット6を位置決め可能にする凹部(図示せず)が形成されている。テーブル1に形成された凹部(図示せず)は,界磁マグネット6が配設される幅でテーブル1の移動方向即ちスライド方向に延びている。また,テーブル1の上面には,テーブル1のスライド方向に延びる逃げ凹部が形成されている。 This slide device is constructed in a small size. A table 1 on which a field magnet 6 is mounted is made of a magnetic material such as steel, and constitutes a magnetic circuit portion as a magnet yoke. , forming a magnetic circuit portion that acts as a coil yoke for each armature coil 7 . That is, the movable magnet type linear motor is made of a magnetic material that serves as a magnetic circuit part, with the bed 2 acting as a coil yoke and the table 1 acting as a magnet yoke. A concave portion (not shown) is formed on the surface of the table 1 facing the bed 2 so that the field magnet 6 made up of a large number of permanent magnets 25 can be positioned. A concave portion (not shown) formed in the table 1 extends in the moving direction, that is, the sliding direction of the table 1, with a width in which the field magnet 6 is arranged. In addition, the upper surface of the table 1 is formed with a relief recess extending in the sliding direction of the table 1 .

また,このスライド装置は,電機子コイル7及び界磁マグネット6の大きさを大きくして推力を向上させたものである。具体的には,電機子組立体5は,ベッド2の上面51に配設されており,電機子コイル7とその配線のみが配設された構造に構成されている。また,テーブル1の下面は,界磁マグネット6に付随して配置された部材が設けられておらず,更に支持具に支持された原点マークが無く,界磁マグネット6及びリニアスケール8のみが配設された構造に構成されている。テーブル1には,相手部材(図示せず)を固定するための取付け用ねじ孔32が設けられており,リニアスケール8を取り付けるための取付け面が移動方向に延びて設けられている。テーブル1の下面の側部には,スライド方向に沿ってリニアエンコーダであるリニアスケール8が固着され,ベッド2の側面には,リニアスケール8に対向してリニアエンコーダでなるセンサ15が取り付けられている。ベッド2には,上面51のスライド方向の中央部に形成された凹部に取付け用ねじ孔23が形成され,支持ブラケット21には取付け用孔が形成されている。また,センサ15は,ベッド2に固定された支持ブラケット21に固定されている。支持ブラケット21は,凹部に配設して固定ねじを支持ブラケット21の取付け用孔の挿通して取付け用ねじ孔に螺入して,ベッド2に固定されている。また,ベッド2には,複数の取付けねじ孔22が形成され,センサ線18は,ベッド2に形成された取付け用ねじ孔22に螺入されたねじで固定された支持バンド16でベッド2に固定されている。 Also, in this slide device, the sizes of the armature coil 7 and the field magnet 6 are increased to improve the thrust. Specifically, the armature assembly 5 is arranged on the upper surface 51 of the bed 2, and has a structure in which only the armature coils 7 and their wiring are arranged. Further, the lower surface of the table 1 is not provided with a member arranged in association with the field magnet 6, nor is there an origin mark supported by a support, and only the field magnet 6 and the linear scale 8 are arranged. It is constructed in a set structure. The table 1 is provided with a mounting screw hole 32 for fixing a mating member (not shown), and a mounting surface for mounting the linear scale 8 extending in the moving direction. A linear scale 8, which is a linear encoder, is fixed to the side of the lower surface of the table 1 along the sliding direction, and a sensor 15 consisting of a linear encoder is attached to the side of the bed 2 so as to face the linear scale 8. there is The bed 2 has a mounting screw hole 23 formed in a recess formed in the center of the upper surface 51 in the sliding direction, and the support bracket 21 has a mounting hole. Also, the sensor 15 is fixed to a support bracket 21 fixed to the bed 2 . The support bracket 21 is fixed to the bed 2 by inserting a fixing screw through the mounting hole of the support bracket 21 and screwing it into the mounting screw hole. The bed 2 is formed with a plurality of mounting screw holes 22, and the sensor wires 18 are attached to the bed 2 by means of a support band 16 fixed by screws screwed into the mounting screw holes 22 formed in the bed 2. Fixed.

このスライド装置は,具体的には,長尺な平板状でなるベッド2に配設した電機子組立体5を構成する基板11と基板11上の電機子コイル7,及びベッド2の長手方向に直動案内ユニット10を介して往復移動自在な平板状でなるテーブル1に設けた界磁マグネット6から成る可動マグネット型リニアモータを内蔵したものである。界磁マグネット6は,テーブル1のベッド2に対する下面にテーブル1の移動方向に極性が交互に異にして並設された多数の永久磁石25から構成されており,電機子組立体5は,界磁マグネット6に対向してベッド2のテーブル1に対する上面51に長手方向に沿ってコアレスの扁平の電機子コイル7を多数配設して構成されている。即ち,このスライド装置は,テーブル1のベッド2に対する対向面即ち下面にテーブル1の移動方向に極性が交互に異にして並設された多数の永久磁石25でなる界磁マグネット6,及び界磁マグネット6に対向してベッド2のテーブル1に対する対向面即ち上面51に長手方向に沿って矩形状のコアレスでなる電機子コイル7を多数配設した電機子組立体5を有する可動マグネット型リニアモータを内蔵したものである。このスライド装置は,基板11に配設された電機子コイル7の上面を覆って,電機子コイル7の絶縁と保護を行う表面保護シート20を備えている。電機子コイル7の上面とモールド部材26の上面とは,同一平面に構成することにより電機子組立体5が平滑な面に形成され,表面保護シート20の接着性が向上し,表面保護シート20が電機子コイル7とモールド部材26とに確実に接着された構造を確保することになる。該構造によって,電機子組立体5は,上面のモールド剤の付着によるモジュール高さ増が無くなり,より薄く個体差の少ないモジュールが構成され,厚さ寸法の品質も安定するようになる。表面保護シート20は,例えば,ガラス繊維強化プラスチックで構成されている。基板11には,従来のような電機子コイル7の固定用の孔や電機子コイル7の基板11への位置決め用孔等は形成されておらず,基板11上に電機子コイル7と結線部27とは,モールド部材26でモールドして位置決め固定されている。モールド部材26は,電機子コイル7をモールドするモールド部9と電機子コイル7と電源線17とを結線する結線部27をモールドするモールド部14から構成されている。また,モールド部材26は,トランスファ成形によって密にモールドすることにより,コイル側面の薄いモールド層にも完全にモールド部材26を充填することによって,電機子組立体5を絶縁性能と保護性能とをより一層向上させることができる。また,電機子組立体5の側面のモールド部材26の形状が安定するため,後の形状処理を癇便化できる。 Specifically, this slide device includes a substrate 11 constituting an armature assembly 5 arranged on a bed 2 made of a long flat plate, an armature coil 7 on the substrate 11, and an armature coil 7 on the substrate 11. It incorporates a movable magnet type linear motor consisting of a field magnet 6 provided on a flat table 1 which can be reciprocated via a linear motion guide unit 10 . The field magnet 6 is composed of a large number of permanent magnets 25 arranged side by side on the lower surface of the table 1 with respect to the bed 2 in the moving direction of the table 1 with alternate polarities. A large number of flat coreless armature coils 7 are arranged along the longitudinal direction on the upper surface 51 of the bed 2 facing the table 1 so as to face the magnet 6 . That is, this slide device has a field magnet 6 consisting of a large number of permanent magnets 25 arranged side by side with alternate polarities in the direction of movement of the table 1 on the surface of the table 1 facing the bed 2, that is, the lower surface thereof, and a field magnet 6; A movable magnet type linear motor having an armature assembly 5 in which a large number of rectangular coreless armature coils 7 are arranged along the longitudinal direction on the surface of the bed 2 facing the table 1, that is, the upper surface 51 facing the magnet 6. is built in. This slide device is provided with a surface protective sheet 20 that covers the upper surface of the armature coil 7 arranged on the substrate 11 to insulate and protect the armature coil 7 . Since the upper surface of the armature coil 7 and the upper surface of the mold member 26 are formed on the same plane, the armature assembly 5 is formed on a smooth surface, and the adhesion of the surface protective sheet 20 is improved. is securely adhered to the armature coil 7 and the mold member 26 . With this structure, the armature assembly 5 does not increase the module height due to adhesion of the molding agent on the upper surface, and the module is formed thinner with less individual differences, and the quality of the thickness dimension is also stabilized. The surface protection sheet 20 is made of glass fiber reinforced plastic, for example. The substrate 11 does not have a hole for fixing the armature coil 7 or a hole for positioning the armature coil 7 to the substrate 11 as in the conventional art. 27 is positioned and fixed by molding with a mold member 26 . The mold member 26 is composed of a mold portion 9 that molds the armature coil 7 and a mold portion 14 that molds a connection portion 27 that connects the armature coil 7 and the power line 17 . In addition, the mold member 26 is densely molded by transfer molding, so that the thin mold layer on the side surface of the coil is completely filled with the mold member 26, so that the armature assembly 5 can be further improved in insulation performance and protection performance. It can be improved further. Further, since the shape of the molding member 26 on the side surface of the armature assembly 5 is stabilized, subsequent shape processing can be simplified.

電機子組立体5は,基板11に固着された電機子コイル7及び基板11と反対側になる電機子コイル7の対向面を表面保護シート20で被覆し,表面保護シート20と基板11との間で電機子コイル7の周囲を接着剤にてモールドしたモールド部材26を形成した構造を有している。また,電機子組立体5のおける薄膜状になる表面保護シート20は,界磁マグネット6に対向して配置されるように構成されている。また,電機子組立体5の基板11の下面をベッド2の上面51に配設した構造に構成されている。また,表面保護シート20には,複数の細孔から成るガス抜き孔24が形成されているので,電機子コイル7が位置する領域と外部とがガス抜き孔24を通じて通気され,熱膨張差に対応できるように構成されている。表面保護シート20は,電機子コイル7に異物が浸入して傷つき,漏電事故等が発生するのを防止すると共に,水滴にも強い性質を持っており,電機子コイル7を良好に保護する機能を有している。このスライド装置では,電機子組立体5には,電機子コイル7の界磁マグネット6に対向するほぼ全面を被覆する表面保護シート20が固着されており,表面保護シート20と基板11との間に,電機子コイル7と結線部27とをモールドしたモールド部材26が形成されている。 In the armature assembly 5, the armature coil 7 fixed to the substrate 11 and the facing surface of the armature coil 7 opposite to the substrate 11 are covered with the surface protection sheet 20, and the surface protection sheet 20 and the substrate 11 are separated. It has a structure in which a mold member 26 is formed by molding the circumference of the armature coil 7 with an adhesive between them. The surface protection sheet 20 in the form of a thin film in the armature assembly 5 is arranged so as to face the field magnet 6 . Further, the armature assembly 5 has a structure in which the lower surface of the substrate 11 is arranged on the upper surface 51 of the bed 2 . In addition, since the surface protection sheet 20 is formed with gas vent holes 24 consisting of a plurality of fine pores, the area where the armature coils 7 are located and the outside are ventilated through the gas vent holes 24, and the difference in thermal expansion is eliminated. configured to accommodate. The surface protection sheet 20 prevents the armature coil 7 from being damaged by foreign matter entering and causing an electric leakage accident or the like. have. In this slide device, a surface protection sheet 20 is fixed to the armature assembly 5 to cover substantially the entire surface of the armature coil 7 facing the field magnet 6. A molded member 26 in which the armature coil 7 and the connection portion 27 are molded is formed at the end.

この発明によるスライド装置は,電機子コイル7が配設されたベッド2がコイルヨークとしての磁気回路部分が磁性材料から構成され,永久磁石25が配設されたテーブル1がマグネットヨークとしての磁気回路部分が磁性材料から構成されている。更に,電機子組立体5は,複数の電機子コイル7,電機子コイル7を上面に配列した基板11,及び基板11の上面に配置され且つ電源線17が結線されて電機子コイル7に電源をそれぞれ供給する配線(図示せず)から構成されている。基板11に配置された電機子コイル7は,その周囲が接着剤からなるモールド部9でモールドされて基板11に固着され,基板11の下面はベッド2の上面51にねじ止めされている。基板11には,取付け用孔37が形成されている。基板11は,固定ねじ30を取付け用孔37に嵌挿してベッド2の取付けねじ孔に螺入してベッド2に固定されている。 In the slide device according to the present invention, the bed 2 on which the armature coil 7 is arranged has a magnetic circuit portion as a coil yoke made of a magnetic material, and the table 1 on which the permanent magnet 25 is arranged serves as a magnetic circuit as a magnet yoke. The part is made of magnetic material. Further, the armature assembly 5 includes a plurality of armature coils 7 , a substrate 11 on which the armature coils 7 are arranged, and a power source wire 17 which is arranged on the substrate 11 and connected to the armature coil 7 to supply power to the armature coil 7 . , respectively (not shown). The armature coil 7 arranged on the substrate 11 is fixed to the substrate 11 by molding the periphery thereof with a mold portion 9 made of adhesive, and the lower surface of the substrate 11 is screwed to the upper surface 51 of the bed 2 . Mounting holes 37 are formed in the substrate 11 . The substrate 11 is fixed to the bed 2 by inserting the fixing screw 30 into the mounting hole 37 and screwing it into the mounting screw hole of the bed 2 .

このスライド装置は,ベッド2の両端部にテーブル1の飛び出しを防止するためエンドプレート12が配設されている。エンドプレート12は,鋼板をL字形に折り曲げて中央部に電源線17が嵌入可能な凹欠部が形成されただけの簡単な構造に形成されており,テーブル1の当接面にパッド13が配設されている。また,エンドプレート12を電機子組立体5の基板11の端面に当接してベッド2にねじ止めすることによって,電機子組立体5を長手方向に保持する構造に構成される。エンドプレート12には,取付け用孔(図示せず)が形成され,ベッド2には,エンドプレート12の取付け用ねじ孔(図示せず)が形成される。それで,エンドプレート12は,固定ボルト29を取付け用孔に挿通して取付け用ねじ孔に螺入することによって,ベッド2にねじ止めされる。また,このスライド装置は,電機子コイル7に対する界磁マグネツト6の平行度,及びセンサ15に対するリニアスケール8の平行度を維持するために,直動案内ユニット10が組み込まれてる。直動案内ユニット10は,ベッド2に固定された一対の軌道レール3と,テーブル1の下面の取付け面に固定された4個のスライダ4から構成されている。ベッド2には,取付け用ねじ孔が形成され,軌道レール3には取付け用孔が形成されている。軌道レール3は,固定ねじ31を軌道レール3の取付け用孔に挿通して取付け用ねじ孔に螺入することによって,ベッド2に固定されている。テーブル1には,位置決めピン19用の取付け孔が形成されており,取付け孔に位置決めピン19が装着されている。直動案内ユニット10は,1本の軌道レール3に対して一対のスライダ4が配設され,一つのスライダ4に対して1本の位置決めピン19で位置決めする簡単構造で高精度に構成されている。 In this slide device, end plates 12 are arranged at both ends of the bed 2 to prevent the table 1 from jumping out. The end plate 12 has a simple structure in which a steel plate is bent into an L shape to form a recessed portion in the center into which the power line 17 can be inserted. are arranged. Further, the armature assembly 5 is structured to be held in the longitudinal direction by screwing the end plate 12 into contact with the end surface of the substrate 11 of the armature assembly 5 and screwing it to the bed 2 . The end plate 12 is formed with mounting holes (not shown), and the bed 2 is formed with screw holes (not shown) for mounting the end plate 12 . The end plate 12 is then screwed to the bed 2 by inserting the fixing bolts 29 through the mounting holes and screwing them into the mounting screw holes. Also, this slide device incorporates a linear guide unit 10 to maintain the parallelism of the field magnet 6 with respect to the armature coil 7 and the parallelism of the linear scale 8 with respect to the sensor 15 . The linear motion guide unit 10 is composed of a pair of track rails 3 fixed to the bed 2 and four sliders 4 fixed to the lower mounting surface of the table 1 . The bed 2 is formed with mounting screw holes, and the track rail 3 is formed with mounting holes. The track rail 3 is fixed to the bed 2 by inserting the fixing screw 31 into the mounting hole of the track rail 3 and screwing it into the mounting screw hole. The table 1 is formed with mounting holes for the positioning pins 19, and the positioning pins 19 are mounted in the mounting holes. The linear motion guide unit 10 has a pair of sliders 4 arranged on one track rail 3, and is configured with a simple structure and high accuracy in which one positioning pin 19 is used to position each slider 4. there is

この発明によるスライド装置は,特に,電機子コイル7が周囲が熱硬化性樹脂であるBMCから成るモールド部材26で覆われていることを特徴としている。このスライド装置は,電機子コイル7の周囲を基板11上にモールドするのに,従来のエポキシ樹脂に比較して,成形収縮率や熱収縮率の小さな熱硬化性樹脂であるBMCを用いてモールドし,電機子コイル7及び電源線17を電機子コイル7に接続する結線部27を基板11に配設して位置決め固定したものである。モールド部材26を構成するBMCは,主成分の不飽和ポリエステル樹脂に短いガラス繊維等の強化材と充てん材を混合した材料に硬化剤を予め決められた所定の金型に入れて射出成形したものである。BMCの熱硬化性樹脂は,エポキシ樹脂に比較して成形収縮率や熱収縮率の小さな熱硬化性樹脂である。また,本実施例で使用されたBMCは,例えば,成形収縮率が-0.02%,及び熱収縮率の指標となる線膨張係数が2.3×10-5/℃であって,基板11及び電機子コイル7の熱影響による変形を低減できるものである。このスライド装置は,具体的には,電機子組立体5が3個一組の三相通電方式で成る電機子コイル7と,電機子コイル7を片面側に配列した基板11と,基板11の片面側に配置され電機子コイル7にそれぞれ電源を供給する電源線17と,電源線17と電機子コイル7とを結線する結線部27,結線部27と電機子コイル7とを基板11に固定するモールド部材26,及び電機子コイル7の表面を覆う表面保護シート20を有している。電源線17の一端には,他の機器(ドライバ)に接続されるコネクタ49が設けられている。また,界磁マグネット6は,磁極が4極即ち永久磁石25を4個配列したものである。このスライド装置に組み込まれたリニアモータは,界磁マグネット6とそれに対応する電機子組立体5を6個の電機子コイル7とから構成したものが示されているが,例えば,界磁マグネット6の磁極を8極配列し,12個の電機子コイル7からなる電機子組立体5で構成することができる。電機子コイル7は,基板11の片面側,言い換えると,界磁マグネット6に対向する基板11の上面側に配列されている。基板11の長手方向の一端には,電機子コイル7に電源を供給する電源線17が結線部27で接続されている。界磁マグネット6に対向する電機子コイル7の表面には,絶縁シートとなる表面保護シート20が固定されている。表面保護シート20は,例えば,嫌気性の接着剤により電機子コイル7の表面側のモールド部9に固定されている。 The sliding device according to the invention is characterized in that the armature coil 7 is surrounded by a molded member 26 made of BMC, which is a thermosetting resin. This slide device uses BMC, which is a thermosetting resin with a smaller mold shrinkage rate and heat shrinkage rate than conventional epoxy resin, to mold the periphery of the armature coil 7 on the substrate 11. A connection part 27 for connecting the armature coil 7 and the power supply line 17 to the armature coil 7 is arranged on the substrate 11 and fixed in position. The BMC that constitutes the mold member 26 is a mixture of unsaturated polyester resin, which is the main component, a reinforcing material such as short glass fiber, and a filler. is. The thermosetting resin of BMC is a thermosetting resin having a smaller mold shrinkage rate and heat shrinkage rate than epoxy resin. Further, the BMC used in this example has, for example, a molding shrinkage of −0.02% and a linear expansion coefficient of 2.3×10 −5 /° C., which is an index of thermal shrinkage. 11 and the armature coil 7 can be reduced in deformation due to thermal influence. Specifically, this slide device includes an armature coil 7 in which the armature assembly 5 is a set of three three-phase energization systems, a substrate 11 on which the armature coils 7 are arranged on one side, and a substrate 11. Power supply lines 17 arranged on one side for supplying power to the armature coils 7, connection portions 27 for connecting the power supply lines 17 and the armature coils 7, and the connection portions 27 and the armature coils 7 are fixed to the substrate 11. and a surface protection sheet 20 covering the surface of the armature coil 7 . One end of the power line 17 is provided with a connector 49 to be connected to another device (driver). The field magnet 6 has four magnetic poles, that is, four permanent magnets 25 are arranged. The linear motor incorporated in this slide device is shown to be composed of a field magnet 6 and an armature assembly 5 corresponding thereto and six armature coils 7. For example, the field magnet 6 The magnetic poles are arranged in eight poles, and the armature assembly 5 is composed of 12 armature coils 7 . The armature coils 7 are arranged on one side of the substrate 11 , in other words, on the upper side of the substrate 11 facing the field magnet 6 . A power wire 17 for supplying power to the armature coil 7 is connected to one end of the substrate 11 in the longitudinal direction at a wire connection portion 27 . A surface protection sheet 20 serving as an insulating sheet is fixed to the surface of the armature coil 7 facing the field magnet 6 . The surface protection sheet 20 is fixed to the mold portion 9 on the surface side of the armature coil 7 with, for example, an anaerobic adhesive.

モールド部材26のBMCは,基板11上の電機子コイル7の周囲と,基板11と電源線17との接続部の結線部27をモールドする。BMCであるモールド部材26は,電機子コイル7の周囲に位置するモールド部9と,基板11と電源線17との結線部27に位置するモールド部14から構成されている。それによって,このスライド装置は,モールド部9により,電機子コイル7が基板11に位置決め固定される。更に,このスライド装置は,モールド部9によって防塵性,耐久性,安全性,及び使い勝手が良好になっており,また,モールド部によって基板11と電源線17との接続部のはんだ付け部である結線部27が絶縁固定され,結線部27即ちはんだ付けの外れも防止できるようになっている。このスライド装置は,具体的には,BMCが成形収縮率が小さい(例えば,―0.02%)ため,成形時のそのままの大きさ,言い換えると,成形後にBMCが収縮することによる基板11の変形を低減できる。その結果,このスライド装置は,薄く,長尺の電機子組立体5を容易に製造することができる。更に,BMCは,線膨張係数が小さい(例えば,2.3×10-5/℃)ため,テーブル1の稼働時に,電機子コイル7が発熱した場合であっても,BMCの熱変形による基板11等の変形を小さくでき,また,電機子組立体5の取付け状態での熱応力が小さな製品を提供することができる。加えて,BMCは,荷重たわみ温度が高いため(例えば,200℃より高い),熱負荷に対する強度が高い製品を提供することができる。 The BMC of the molding member 26 molds the periphery of the armature coil 7 on the substrate 11 and the connection portion 27 of the connection portion between the substrate 11 and the power line 17 . The mold member 26, which is a BMC, is composed of a mold portion 9 positioned around the armature coil 7 and a mold portion 14 positioned at a connection portion 27 between the substrate 11 and the power line 17. As shown in FIG. Thereby, in this slide device, the armature coil 7 is positioned and fixed to the substrate 11 by the molded portion 9 . Further, the slide device has excellent dust resistance, durability, safety, and usability due to the molded portion 9, and the molded portion serves as a soldering portion for connecting the substrate 11 and the power supply line 17. The connection portion 27 is insulated and fixed so that the connection portion 27, that is, the soldering, can be prevented from coming off. Specifically, since the BMC has a small molding shrinkage rate (for example, −0.02%), this sliding device has a size as it is at the time of molding, in other words, the substrate 11 shrinks after molding due to shrinkage of the BMC. Deformation can be reduced. As a result, this slide device can easily manufacture a thin and long armature assembly 5 . Furthermore, BMC has a small coefficient of linear expansion (for example, 2.3 × 10-5/°C), so even if the armature coil 7 generates heat during operation of the table 1, the substrate due to thermal deformation of the BMC It is possible to reduce the deformation of the armature assembly 11 and the like, and to provide a product with small thermal stress when the armature assembly 5 is attached. In addition, BMC has a high deflection temperature under load (eg, greater than 200° C.), so it can provide products with high strength against thermal loads.

次に,このスライド装置について,BMCによるモールド部材26で基板11上に電機子コイル7,電源線17及び結線部27を位置決め固定する作製方法を説明する。このスライド装置は,基板11に電機子コイル7と電源線17が固定するには,基板11を所定の金型に装着し,基板11上に電機子コイル7と電源線17を配設し,溶融したBMCを充填して硬化させるトランスファ成形によりモールドする。このスライド装置は,トランスファ成形により,電機子コイル7の周囲のモールド部9と電線接続部のモールド部14とを一体に成形することができる。これにより,モールド部9とモールド部14とを一体に成形でき,モールド部9とモールド部14との繋ぎ目を無くすことができる。このスライド装置の作製には,トランスファー成形を採用することにより,充填ムラや未充填等の充填不良,表面のヒケの発生を抑制することができ,電機子コイル7の側面の薄いモールド層にも完全に充填でき,絶縁性能及び保護性能をより一層向上させることができる。また,モールド部材26の表面を平滑にできるため,表面保護シート20の接着性が向上し,表面保護シート20がモールド部材26に密に接着できる。更に,モールド部9にならって,接着後の表面保護シート20も平滑になるため,電機子組立体5と界磁マグネット6との隙間を容易に所定の間隔に設定することができ,テーブル1即ちリニアモータの推力を安定化させることができる。 Next, a manufacturing method for positioning and fixing the armature coil 7, the power line 17 and the connection portion 27 on the substrate 11 with the molding member 26 made of BMC will be described. In order to fix the armature coil 7 and the power line 17 to the substrate 11, the slide device mounts the substrate 11 in a predetermined mold, arranges the armature coil 7 and the power line 17 on the substrate 11, Molding is performed by transfer molding in which melted BMC is filled and cured. In this slide device, the molded portion 9 around the armature coil 7 and the molded portion 14 of the wire connection portion can be formed integrally by transfer molding. As a result, the mold portion 9 and the mold portion 14 can be molded integrally, and the joint between the mold portion 9 and the mold portion 14 can be eliminated. By adopting transfer molding in the manufacture of this slide device, it is possible to suppress filling defects such as uneven filling and incomplete filling, as well as the occurrence of sink marks on the surface. It can be completely filled, and the insulation performance and protection performance can be further improved. Moreover, since the surface of the mold member 26 can be made smooth, the adhesiveness of the surface protection sheet 20 is improved, and the surface protection sheet 20 can be closely adhered to the mold member 26 . Furthermore, since the surface protective sheet 20 after adhesion is smoothed following the molded part 9, the gap between the armature assembly 5 and the field magnet 6 can be easily set to a predetermined gap. That is, the thrust of the linear motor can be stabilized.

このスライド装置は,半導体製造装置,各種組立装置,測定・検査装置,試験装置,位置決めテーブル,スライドテーブル等の各種装置に組み込んで使用される。 This slide device is used by being incorporated in various devices such as semiconductor manufacturing devices, various assembly devices, measurement/inspection devices, testing devices, positioning tables, and slide tables.

1 テーブル
2 ベッド
3 軌道レール
4 スライダ
5 電機子組立体
6 界磁マグネット
7 電機子コイル
9,14 モールド部
10 直動案内ユニット
11 基板
17 電源線
20 表面保護シート
24 ガス抜き孔
25 永久磁石
26 モールド部材
27 結線部
REFERENCE SIGNS LIST 1 table 2 bed 3 track rail 4 slider 5 armature assembly 6 field magnet 7 armature coil 9, 14 mold section 10 linear guide unit 11 substrate 17 power supply line 20 surface protection sheet 24 gas vent hole 25 permanent magnet 26 mold member 27 connection part

Claims (3)

長尺な平板状でなるベッド,前記ベッドの長手方向に直動案内ユニットを介して往復移動自在な平板状のテーブル,前記テーブルの前記ベッドに対する対向面に前記テーブルの移動方向に極性が交互に異にして並設された多数のマグネットから成る界磁マグネット,及び前記界磁マグネットに対向して前記ベッドの前記テーブルに対向する面に前記長手方向に沿って電機子コイルを多数配設した基板を有する電機子組立体から成る可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置において,
すべての前記電機子コイルおよび前記電機子コイルを電源線に接続する結線部の周囲が、BMCから成り一体構造に構成されたモールド部材で覆われて前記基板に位置決め固定されていることを特徴とする可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置。
A long flat plate-shaped bed, a flat plate-shaped table reciprocatingly movable in the longitudinal direction of the bed via a linear motion guide unit, and a surface of the table opposed to the bed with alternating polarities in the moving direction of the table. A field magnet consisting of a large number of magnets arranged in parallel, and a board on which a large number of armature coils are arranged along the longitudinal direction on the surface of the bed facing the table so as to face the field magnet. In a sliding device containing a moving magnet type linear motor consisting of an armature assembly with
All of the armature coils and the wire connections connecting the armature coils to the power supply lines are covered with a molded member made of BMC and constructed as an integral structure, and are positioned and fixed to the substrate. A sliding device with a built-in movable magnet type linear motor.
前記BMCは,前記成形収縮率が-0.02%,及び前記熱収縮率の指標となる線膨張係数が2.3×10-5/℃であって,前記電機子コイルの熱影響による変形を低減できることを特徴とする請求項1に記載の可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置。 The BMC has a mold shrinkage rate of −0.02% and a linear expansion coefficient of 2.3×10 −5 /° C., which is an index of the thermal shrinkage rate. 2. A slide device with a built-in moving magnet type linear motor according to claim 1 , characterized in that . 前記電機子コイル及び前記モールド部材を覆う表面保護シートには,前記電機子コイルのコアレス領域に対応する位置に複数のガス抜き孔が形成されており,前記ガス抜き孔を通じて前記基板が上方に露出している請求項1または請求項2に記載の可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置。 A surface protection sheet covering the armature coil and the molded member is formed with a plurality of gas vent holes at positions corresponding to the coreless areas of the armature coil, and the substrate is exposed upward through the gas vent holes. 3. A slide device incorporating the moving magnet type linear motor according to claim 1 or 2 .
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