1343166 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關對半導體相關製造裝置、封裝機械、加 工機械等產業用機器實用的線形馬達。 【先前技術】 本發明係有關使用於例如電器零件封裝裝置、半導體 相關裝置或工作母機等各種產業機械，適於此直接驅動機 構的驅動用的線形馬達，且有關以由永久磁鐵構成的場磁 作爲活動元件，具有電樞線圈的電樞作爲定子所構成的活 動磁鐵型線形馬達，或以電樞線圈作爲活動元件，永久磁 鐵作爲定子所構成的活動線圈型線形馬達。 習知使用於電器零件封裝裝置、半導體相關裝置或工 作母機等各種產業機械，適於此直接驅動機構的驅動用的 線形馬達如第5圖所示構成。第5圖係表示活動磁鐵型線 形馬達的習知技術的圖式，（a )係俯視圖，（b )係沿（ a )的B _ B線的正剖面圖，（a )相當於自（b )的箭頭A 透視的圖式。 於第5圖中，21係固定底座，2 2係磁鐵軌跡，2 3係 場磁永久磁鐵，24係場磁軛，25係導軌，26係導塊，27 係感測頭，28係線形刻度部，29係止動件，30係電樞， 3 1係電樞線圈，3 2係接線基板。 線形馬達於場磁永久磁鐵23的背面設置場磁軛24， 場磁軛24兼用於活動元件及磁氣回路。又，電樞30具有 -4 - (2) 1343166 具備複數個固裝於接線基板3 2上的無槽電樞線圈3】的構 造，與活動元件間隔有磁氣空隙，配置於可爲固體磁性構 件的固定座2 1上，構成定子。且，面對場磁永久磁鐵2 3 將用來檢測磁極的複數個未圖示的霍爾元件埋入接線基 板3 2。該霍爾元件（未圖示）檢測於電源通電初期時間點 ’哪一個霍爾元件面對的場磁磁鐵的位置，匹配所檢出場 磁磁鐵23的位置，輸出使驅動電流流至電樞線圈3 1的檢 9 測訊號（例如，參考專利文獻])。 於該電樞3 0兩側，平行導軌2 5固定於固定座21上 ’於導軌25上，沿該軌上滑動的導塊26固定於場磁軛24 兩端的下部。進而，於活動元件的側面配設構成線形編碼 器的磁氣式線形刻度部28。面對該線形刻度部28，配設 檢測該線形刻度部28的感測頭27於固定座21上。因此 ，於二導軌2 5的端部間設置用來防止活動元件的逾越的 止動件2 9。 φ 該線形馬達形成場磁永久磁鐵2 3的磁束與固定座2】 鏈交的磁氣回路構造》若對電樞線圈3 1勵磁，即藉由場 磁及電樞形成的移動磁場，於電樞長與活動元件長的差的 ' 動程內直線移動活動元件（例如，參考專利文獻1及2 ) 專利文獻1 :日本專利特開平9 — 2 6 6 6 5 9號公報（說 明書第5頁、第3圖） 專利文獻2 :日本專利特開2 0 0 2 — 1 〇 6 1 7號公報（說 明書第7頁〜第9頁、第1圖 '第3圖） -5- (3) (3)1343166 【發明內容〕 (發明欲解決之問題） 第6圖係習知3相交流馬達之一例子，僅表示活動元 件及定子。（a )係俯視圖，（b )係自與線形馬達的進行 方向成直角的方向（X方向）觀看的正視圖。於圖中，此 線形馬達的複數個（圖中爲6個）永久磁鐵1沿與X方向 平行的Y方向並設，複數個（圖中爲3個）線圈2與其間 隔有磁氣間隙，沿與X方向平行的Y方向並設。 於此，永久磁鐵1及線圈2的任一方可爲活動元件， 另一方爲定子。活動元件可沿Y方向（圖中爲上下方向） 移動距離A。 由於推進力不朝X方向作用，故永久磁鐵1的X方 向長度大致與線圈2的X方向長度相等或小一些。 第7圖係習知直流馬達之一例子.，僅表示活動元件及 定子。（a )係俯視圖，（b )係自與線形馬達的進行方向 成直角的方向（X方向）觀看的正視圖。於圖中，此線形 馬達的2個永久磁鐵1沿與X方向平行的γ方向並設，1 個線圈2與其間隔有磁氣間隙，平行於X方向配置。於此 ’永久磁鐵1及線圈2的任一方亦可爲活動元件，另—方 爲定子。活動元件可沿Y方向（圖中爲上下方向）移動距 離A。於推力發生方向的動程短等情況下，此種單純的直 流線形馬達很有利。 且由於在此’推進力亦不朝X方向作用，故永久磁鐵 -6 - (4) (4)1343166 】的X方向長度大致與線圈2的X方向長度相等或小一些 〇 如以上1習知線形馬達可爲3相交流線形馬達，亦可 爲直流線形馬達，只有推力發生方向（Y方向）的動程充 分的永久磁鐵及線圈長度，在沿與推力方向正交的非推力 方向（X方向）移動，永久磁鐵]與線圈2的相對位置變 化情況下’有助於推力的其相向面積減少，造成推力降低 〇 因此，於組合線形馬達，作成具有二方向以上活動範 圍的段式構成情況下，下位線形馬達須夾帶上位線形馬達 全體活動，對夾帶上位線形馬達全體活動的下位線形馬達 構成高負荷。 本發明係爲解決此種問題而開發完成者，其目的在於 提供即使線形馬達相對於線形馬達本來的推力發生方向， 朝與其正交的非推力方向位移，仍維持期望推進力的線形 馬達。 (用以解決問之手段） 爲解決上述問題，本發明如次構成。 .申請專利範圍第1項所載發明爲一種線形馬達，是由 構成場磁的永久磁鐵及隔有磁氣空隙地對向於前述永久磁 鐵配置的線圈所構成，前述永久磁鐵及前述線圈的任一方 爲活動元件，另一方爲定子的線形馬達，其特徵在於：沿 與在前述活動元件所生推力發生方向正交的方向的前述永 -7 - (5) (5)1343166 久磁鐵的長度，是成爲即使前述活動元件沿前述正交方向 位移，前述線圏的前述正交方向端部仍不會自前述永久磁 鐵的前述正交方向端部露出的長度。 申請專利範圍第2項所載發明爲一種線形馬達，是由 構成場磁的永久磁鐵及隔有磁氣空隙地對向於前述永久磁 鐵配置的線圈所構成，前述永久磁鐵及前述線圈的任一方 爲活動元件，另一方爲定子的線形馬達，其特徵在於：沿 與在前述活動元件所生推力發生方向正交的方向的前述線 圈的長度，是成爲即使前述活動元件沿前述正交方向位移 ，前述永久磁鐵的前述正交方向端部仍不會自前述線圏的 前述正交方向端部露出的長度。 申請專利範圍第3項所載直流單相線形馬達之發明的 特徵在於：由如申請專利範圍第1或2項之複數個前述永 久磁鐵及一個前述線圈構成。 申請專利範圍第3項所載交流3相線形馬達之發明的 特徵在於：由如申請專利範圍第1或2項之複數個前述永 久磁鐵及複數.個前述線圈構成。 (發明效果） 根據申請專利範圍第I及2項之發明，下位線形馬達 無須作動上位線形馬達全體，即使僅作動上位線形馬達的 活動元件’有助於推力發生的永久磁鐵與線圈的相對面積 仍不會變化，不會導致推力降低。 因此’可大幅減輕下位線形馬達的負荷質量，可對裝 -8 - (6) 迦化或裝置高性能化有很大貢獻。 梅據申請專利範圍第3及4項之發明，獲得有助於推 力 g 生的永久磁鐵與線圏的相對面積不會變化，因此，又
> I W β _致推力降低的單相直流線形馬達或3相交流線形馬 【鹙施方式】 (. Μ U實施發明之最佳形態） 以下，參考圖式，對本發明之實施形態加以說明。 (貢施例1 ) 笫1圖係本發明實施例1的3相交流線形馬達之一例 子 ’其僅表示活動元件及定子。（a )係俯視圖，（b )係 __線形馬達的進行方向成直角的方向（X方向）觀看的 $視圖。於圖中，此線形馬達的複數個（於圖中爲6個） 永久磁鐵1沿與X方向平行的Y方向並設，複數個（於 圖中爲3個）線圈2與其間隔有磁氣間隙，沿與X方向平 行的Y方向並設。 於此’永久磁鐵1及線圈2的任一方可爲活動元件’ 另一方爲定子。藉由線圈通電’本線形馬達發生朝圖之Y 方向的推力。又，本線形馬達自身的推力方向動程爲移動 距土A。 根據本發明實施例1，永久磁鐵1的X方向的長度成 爲即使活動元件沿X方向位移，線圈2的X方向端部仍 -9 - (7) (7)1343166 不會自永久磁鐵】的X方向端部露出的長度（《X方向永 久磁鐵長度》X方向線圈長度）。 由於藉由如此構成，即使線圈例如朝圖之X方向移動 土B，其相向面積仍不變，且由於有助於推力發生的永久磁 鐵1及線圈2的相對面積不變，故不會導致推力降低。因 此，在以永久磁鐵1爲定子，以線圈2爲活動元件情況下 ，未圖不的下位線形馬達可僅活動線圈2，可減輕永久磁 鐵1份的負荷質量。通常，永久磁鐵]爲提高與線圈2鏈 交的磁束密度，接合於鐵構件，若含此，即大幅減低負荷 。於此情況下，以線圈2作爲活動元件有利。 (實施例2 ) 第2圖係本發明實施例2的3相交流線形馬達之一例 子，其僅表示活動元件及定子。（a )係俯視圖，（b )係 自與線形馬達的進行方向成直角的方向（X方向）觀看的 正視圖。於圖中，此線形馬達的複數個（於圖中爲6個） 永久磁鐵1沿與X方向平行的Y方向並設，複數個（於 圖中爲3個）線圈2與其間隔有磁氣間隙，沿與X方向平 行的Y方向並設。 於此，永久磁鐵1及線圈2的任一方可爲活動元件， 另一方爲定子。藉由線圈通電，本線形馬達發生朝圖之 Y 方向的推力。又，本線形馬達自身的推力方向動程爲移動 距土 A。 根據本發明實施例2，線圏2的X方向的長度成爲即 -10 · (8) (8)1343166 使活動元件沿X方向位移’永久磁鐵1的χ方向端部仍 不會自線圈2的X方向端部露出的長度（《X方向線圈長 度》X方向永久磁鐵長度）。 由於藉由如此構成，即使永久磁鐵1例如朝圖之χ方 向移動±B，其相向面積仍不變’且由於有助於推力發生的 永久磁鐵1及線圈2的相對面積不變，故不會導致推力降 低。因此’在以線圈2爲定子，以永久磁鐵〗爲活動元件 情況下’未圖示的下位線形馬達可僅活動永久磁鐵1，可 減輕線圈2份的負荷質量。於此情況下，以永久磁鐵1作 爲活動元件有利。 (實施例3 ) 第3圖係本發明實施例3的單相直流線形馬達之一例 子’其僅表示活動元件及定子。（a )係俯視圖，（b )係 自與線形馬達的進行方向成直角的方向（X方向）觀看的 正視圖。於圖中，此線形馬達的2個永久磁鐵1沿與χ方 向平行的Y方向並設，1個線圈2與其間隔有磁氣間隙， 平行於X方向配置。 於此，永久磁鐵1及線圈2的任一方可爲活動元件， 另一方爲定子。藉由線圈通電，本線形馬達發生朝圖之Y 方向的推力。又，本線形馬達自身的推力方向動程爲移動 距土A。 根據本發明實施例3，永久磁鐵1的χ方向的長度成 爲即使活動元件沿X方向位移，線圈2的X方向端部仍 -11 - (9) (9)1343166 不會自永久磁鐵1的X方向端部露出的長度（《χ方向永 久磁鐵長度》X方向線圏長度）。 由於fit由如此構成’即使線圈2例如朝圖之χ方向移 動士B’其相向面積仍不變，且由於有助於推力發生的永久 磁鐵1及線圈2的相對面積不變，故不會導致推力降低。 因此’在以永久磁鐵1爲定于，以線圈2爲活動元件情況 下’未圖不的下位線形馬達可僅活動線圈2，可減輕永久 磁鐵1份的負荷質量。通常，永久磁鐵1爲提高與線圈2 鏈交的磁束密度，接合於鐵構件，若含此，即大幅減低負 荷。於此情況下，以線圈2作爲活動元件有利。於推力發 生方向的動程短等情況下，此種單純的單相直流線形馬達 有利。 (實施例4 ) 第4圖係本發明實施例4的單相直流線形馬達之一例 子，其僅表示活動元件及定子。（a )係俯視圖，（b )係 自與線形馬達的進行方向成直角的方向（X方向）觀看的 正視圖。於圖中，此線形馬達的2個永久磁鐵1沿與X方 向平行的Y方向並設，1個線圈2與其間隔有磁氣間隙， 平行於X方向配置。 於此，永久磁鐵1及線圈2的任一方可爲活動元件， 另一方爲定子。藉由線圈通電，本線形馬達發生朝圖之 Y 方向的推力。又，本線形馬達自身的推力方向動程爲移動 距土A。 -12- (10) (10)1343166 根據本發明實施例4，線圈2的X方向的長度成爲即 使活動元件沿X方向位移，永久磁鐵i的χ方向端部仍 不會自線圈2的X方向端部露出的長度（《χ方向線圈長 度》X方向永久磁鐵長度）。 由於錯由如此構成’即使永久磁鐵]例如朝圖之χ方 向移動±Β’其相向面積仍不變，且由於有助於推力發生的 永久磁鐵1及線圈2的相對面積不變，故不會導致推力降 低。因此’在以線圈2爲定子，以永久磁鐵】爲活動元件 情況下’未圖示的下位線形馬達可僅活動永久磁鐵1，可 減輕線圈2份的負荷質量。於此情況下，以線圈2作爲活 動元件有利。 (產業上可利用性） 根據本發明，具有以下效果。 可使線形馬達的活動元件或定子單獨，並使另一下位 線形馬達活動，可大幅減輕下位線形馬達的負荷質量’結 果，下位線形馬達可謀得高性能化、小型化。 因此，可對裝置的高性能化、小型化有利。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明實施例1的3相交流線形馬達的槪略 構成圖。 第2圖係本發明實施例2的3相交流線形馬達的槪略 構成圖。 -13- (11) 1343166 第3圖係本發明實施例3的單相直流線形馬達的槪略 構成圖。 第4圖係本發明實施例4的單相直流線形馬達的槪略 構成圖。 第5圖係習知移動磁鐵型線形馬達的槪略構成圖。 第6圖係習知3相交流線形馬達的槪略構成圖。 第7圖係習知直流線形馬達的槪略構成圖。
【主要元件符號說明】 1 :永久磁鐵 2 :線圈 21 :固定底座 2 2 :磁軌 2 3 :場磁永久磁鐵 24 :場磁軛 # 25 :導軌 2 6 :導塊 2 7 :感測頭 • 28 :線形刻度部 - 2 9 :止動件 30 :電樞 3 1 :電樞線圈 3 2 :接線基板