可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置
【課題】この発明は，ベッドを断面角形フック状に形成し，断面高さが小さく形成され幅も小さく形成されて断面寸法が最もコンパクトに形成され，使用用途に合わせてベッドの長さを種々に設定して種々のストローク長さが得られ，使い勝手が良い可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置を提供する。
【解決手段】ベッド２は，長尺の矩形板状の基板部２０，基板部２０に所定間隔で平行に対向配置され且つ基板部２０より幅小の矩形板状の上板部２１，及び基板部２０と上板部２１との一方の側部を一体構造に構成する側壁部２２から形成され，上板部２１と基板部２０との対向する内側面がマグネットヨーク１６の対向面３９に形成され，対向面３９から延びる基板部２０の側部４４に直動案内ユニット１０が配設されている。
【解決手段】ベッド２は，長尺の矩形板状の基板部２０，基板部２０に所定間隔で平行に対向配置され且つ基板部２０より幅小の矩形板状の上板部２１，及び基板部２０と上板部２１との一方の側部を一体構造に構成する側壁部２２から形成され，上板部２１と基板部２０との対向する内側面がマグネットヨーク１６の対向面３９に形成され，対向面３９から延びる基板部２０の側部４４に直動案内ユニット１０が配設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，半導体製造装置，組立装置，測定・検査装置，試験装置，工作機械等の各種装置に使用される可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，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，組立装置，測定装置等の各種装置に益々多用途に使用されている。スライド装置は，装置そのものを小形にしてコンパクトでシンプルに構成され，高推力があり，高精度で，耐久性・安全性を有し，使い勝手がよく，しかも装置そのものの消費電力が小さく，安価であることが求められている。また，スライド装置に組み込まれている直動案内ユニットは，潤滑のメンテナンスフリーを実現したものが求められている。
【０００３】
本出願人は，先に各種のリニアモータを内装したスライド装置を開発した。しかしながら，最近では，リニアモータを内装したスライド装置は，更に小形でありながら従来のスライド装置よりもスライダのストローク長さが長く，種々の使用用途にも対応可能で応用範囲が広い使い勝手のよいものが要望されている。
【０００４】
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として，本出願人が先に出願したものがある。該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，長尺な平板状のベッド，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，テーブルのベッドに対する対向面にテーブルの移動方向に極性を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，及び界磁マグネットに対向してベッドのテーブルに対する対向面に長手方向に沿って扁平で矩形状のコアレス形状の電機子コイルを多数配置した電機子組立体を有している。上記スライド装置では，コイルヨークとしてのベッド及びマグネットヨークとしてのテーブルは，磁気回路部分になる磁性材料から構成され，電機子組立体は，基板の上面に電機子コイルを配設して電機子コイルの周囲を接着剤でモールドしたものであり，その基板がベッドに固着された構造に構成されており，スライダのストローク長さが確保され，高速，高応答等の性能を有し，小形でコンパクトな構造に構成されていた（例えば，特許文献１参照）。
【０００５】
また，可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置として本出願人が先に出願したものがある。該可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置は，高い剛性を備えた構造部材としても用いることができる断面Ｕ字状の軌道レールとＵ字状の溝内を摺動するスライダとから成る直動案内ユニット，及びスライダを軌道レールに対して摺動させるための駆動手段である可動コイル型リニアモータから構成されている。該可動コイル型リニアモータは，軌道レールの一方の側部の外側に取り付けられたマグネットヨークに備わる一対の界磁マグネットと，スライダに取り付けられ且つ一対の界磁マグネット間に配置された可動コイル組立体とで構成され，マグネットヨークは連結底部で一体に連結された一対の対向部で断面Ｕ字状で開口部を上方に向けた状態で軌道レールの側部に取り付けられ，可動コイル組立体が軌道レールの側部を越えて延びるスライダに固着された取付け台の突出部に取り付けられている。また，可動コイル組立体の各電機子コイルは，扁平且つ矩形に輪状に巻かれた巻線と巻線の内部に樹脂成形により形成された芯部材とでなり，該芯部材はコイル基板と凹凸嵌合してコイル基板に位置ずれすることなく確実に取り付けられている（例えば，特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−３００７５９号公報
【特許文献２】特開２００１−２５２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，上記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では，更にストローク長さを長いものにするには，リニアスケールが配設されたテーブルの長さを長くするか，例えば，リニアスケールをベッドに配設してベッド長さを長くする場合には，電機子コイルがベッドの全長に渡って配設されるので，テーブルの界磁マグネットと対向する以外の電機子コイルにも通電しており余分な電力を必要とし発熱も大きくなってしまうので，スライダのストローク長さには限界があった。
【０００７】
また，上記の可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置は，どうしても断面高さが大きくなってしまい，小形な装置を製作する上では，大型のものになっていた。更に，可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置では，断面高さが小さく小形な装置にも組み込み自在な使い勝手のよいものが求められている。
【０００８】
この発明の目的は，リニアモータを可動マグネット型でなく，可動コイル型に構成して上記要望を実現したものであり，特に，小形な装置を構成するために，ベッドをコンパクトにシンプルに構成してマグネットヨークの機能を持たせ，該ベッドに電機子組立体を可動に支持する界磁マグネットを設け，それに応じて電機子組立体をコンパクトにシンプルに構成して，高推力があり，高精度で，耐久性・安全性を有し，使い勝手がよく，しかも消費電力が小さくて安価になるように構成した可動コイル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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は，マグネットヨークを構成する長尺でなるベッド，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テーブル，前記ベッドの長手方向に交互に極性の異なる磁極が前記マグネットヨークの内側の対向面にそれぞれ並設され且つ互いに対向する前記磁極の前記極性が反対極性に配設された一対の界磁マグネット，及び前記テーブルに支持され且つ前記界磁マグネット間の空隙に位置する電機子コイルを備えた電機子組立体を有し，前記界磁マグネットに生じる磁束と前記電機子コイルに流れる電流との電磁相互作用により前記ベッドに対して前記テーブルを移動させる可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置において，
前記ベッドは，前記マグネットヨークと一体構造に構成されて長手方向に直交する断面で見て角形フック形状に形成され，長手方向にわたって長尺の矩形板状になる基板部，前記基板部に所定間隔を有して平行に対向配置され且つ前記基板部より幅小の矩形板状に形成された上板部，及び前記基板部と前記上板部との一方の側部を一体構造に構成する側壁部から構成されており，前記上板部と前記基板部との対向する内側面が前記マグネットヨークの前記対向面に形成され，前記対向面から延びる前記基板部の他方の側部に前記直動案内ユニットを配設する取付面が形成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を内蔵したスライド装置に関する。
【００１０】
このスライド装置において，前記直動案内ユニットは，前記ベッドの前記長手方向に沿って前記取付面に固着された長尺状の軌道レール，及び前記軌道レールに跨架して転動体を介して摺動自在な複数のスライダからなり，前記テーブルは，複数の前記スライダに固着され且つ側面に前記電機子組立体のステイ部が固着されているものである。
【００１１】
また，このスライド装置において，前記電機子組立体は，前記界磁マグネット間の前記空隙に位置する平板状のプリント基板と前記プリント基板に長手方向に沿って並設固着された多数の扁平の前記電機子コイルとから成るコイル基板，及び前記テーブルに固定されて前記空隙の外に位置するステイ部とそれぞれの前記電機子コイルの捲線の内側に嵌着された磁性体のコア部とが一体構造に形成されたコイルステイから構成されており，前記コイル基板が前記コイルステイによって前記テーブルに支持されているものである。
【００１２】
また，このスライド装置において，前記電機子コイルは，長円形状に巻かれた捲線で形成され，前記電磁相互作用により推力を発生させる平行な一対の腕部と前記腕部のそれぞれの端部同士を円弧状に連結した円弧部とで構成されているものである。
【００１３】
また，このスライド装置において，前記コア部と前記ステイとが前記一体構造でなるコイルステイは，それぞれの前記コア部が前記長手方向に沿って所定間隔を有して配列され，各前記コア部の一側が前記ステイ部に連結されて櫛状に構成されているものである。
【００１４】
このスライド装置は，一対隔置して配設した前記ベッドで前記テーブルを可動に支持するスライド装置を複数組用いることによって，ＸＹθ位置決め装置に適用できるものである。
【発明の効果】
【００１５】
この可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置は，上記のように構成されているので，マグネットヨークとベッドとを一体構造の断面角形フック状に形成し，基板部と上板部との対向面に界磁マグネットを配設したことにより，ベッドの断面高さが小さく形成され，ベッドの幅も小さく形成され，断面寸法が最もコンパクトに形成され，使用用途に合わせてベッドの長さを種々に設定することによって，テーブルのストローク長さを種々に構成することができ，使い勝手が良いものになっている。また，電機子組立体のステイ部とコア部とを一体構造のコイルステイに形成したことにより，電機子組立体のコイル基板が肉薄に形成され且つコイル基板がステイ部によって界磁マグネット間の空隙内に僅かの隙間を有して所定位置に支持されることができ，スライド装置そのものが断面高さが小さく，断面寸法を最もコンパクトに形成し，且つ高推力を発揮できるものになっている。また，ベッドの基板部上に軌道レールを配設すると共に，軌道レールの側方に形成された空隙をコイル基板が移動するが，該空隙を小さく構成でき，ベッドの幅を小さく小形に形成することができ，更に，電機子コイルの捲線内部に磁性体のコア部を嵌着して高推力を確保し，高速性・高応答性に対応でき，所定の推力を得るための消費電力を小さくできる。また，テーブルの側面にコイル基板と一体構造のステイ部を固着しているので，コイル基板そのものを低く形成できると共に，装置そのものの高さを低く構成でき，装置そのものをコンパクトでシンプルに構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下，図面を参照して，この発明による可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置の一実施例を説明する。この可動コイル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，組立装置，測定・検査装置，試験装置，工作機械等の各種装置に使用され，図１〜図３に示すように，テーブル１側の可動側の大きさを同一にして，ベッド２側の固定側の長さを種々に設定することによって種々のストローク長さ，例えば，１２０ｍｍ〜３００ｍｍのストロークが得られるので，使い勝手がよいものになっている。
【００１７】
この可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置は，図１〜図４に示すように，マグネットヨーク１６を一体構造に構成して長手方向に直交する断面で見て角形フック形状の断面に形成された長尺でなるベッド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テーブル１，マグネットヨーク１６の内側の対向面にベッド２の長手方向に極性が交互に異なる磁極がそれぞれ並設され且つ互いに対向する磁極の極性が反対極性とされた一対の界磁マグネット６，及びテーブル１に支持されると共に界磁マグネット６間に形成された空隙４５内に配置された電機子コイル７を備えた電機子組立体５を有し，界磁マグネット６に生じる磁束と電機子コイル７に流れる電流との電磁相互作用によりベッド２に対してテーブル１を相対移動させるように構成されている。
【００１８】
直動案内ユニット１０は，マグネットヨーク１６の空隙４５の開口側になるベッド２の一方側である側部４４のみに配設されており，ベッド２の側部４４に形成された長手方向に沿った取付面４０に固着された長尺状の軌道レール３，及び軌道レール３に跨架して多数のボール等の転動体３１（図７）を介して摺動自在な複数のスライダ４から構成されている。テーブル１は，直動案内ユニット１０のスライダ４の上部取付面４６に固着されている。この実施例では，２つのスライダ４が軌道レール３に跨架しており，テーブル１が複数（例えば，２つ）のスライダ４に跨って固着されている。テーブル１は，図５及び図６に示されるように，２つのスライダ４の取付面４６である上面を覆うように，略矩形板状に形成されている。
【００１９】
電機子組立体５は，図３〜図６に示すように，長手方向であるテーブル１のスライド方向に沿って多数の扁平な電機子コイル７が並設されたコイル基板１１が一対の界磁マグネット６間の空隙４５に界磁マグネット６に接触することなく僅かな隙間を有して配設され，空隙４５内から延びて一方の側部の開口側に突出したコイル基板１１の側部にステイ部２９が突出部として形成されており，ステイ部２９がテーブル１の側面４７に取付けボルトにより固着され，コイル基板１１が界磁マグネット６が生じさせる磁束と電機子コイル７に流れる電流との電磁相互作用により空隙４５の長手方向に沿って移動可能となると共に，テーブル１を摺動自在に駆動するように構成されている。
【００２０】
このスライド装置は，スライド装置の断面高さを小さいものにするために，図３，図９及び図１０に示すように，ベッド２とマグネットヨーク１６とを一体構造に構成したものであり，ベッド２は，マグネットヨーク１６となる磁性材で成り，長手方向に直交する断面で見て角形フック形状に形成されたものになっている。ベッド２は，マグネットヨーク１６として構成され，スライド装置３０をベース４２等に固定して使用するため下面に取付面１８が形成され且つ長手方向にわたって長尺の矩形板状になる基板部２０，基板部２０に所定間隔を有して平行に対向配置され且つ基板部２０より幅小で同長尺の矩形板状になる上板部２１，及び基板部２０と上板部２１とを互いの一方の側部である側端部と一体構造になっている側壁部２２から構成されている。ベッド２は，特に，上板部２１と基板部２０とが対向する内側面がマグネットヨーク１６の対向面３９に形成され，内側面の対向面３９から延びる基板部２０の他方の側部４４が直動案内ユニット１０が配設されるスペースとなる取付面４０に形成されており，直動案内ユニット１０と電機子組立体５とが横並びに併設された状態に構成されている。ベッド２の側部４４には，取付面４０に隣接して対向面３９側にリニアスケール９の取付面４１が形成されている。
【００２１】
このスライド装置は，長手方向に直交する断面が角形フック状にして長尺で矩形平面状にしてなるベッド２，ベッド２上の一方の側部に構成された角形フック部分にあたる一体構造に形成されたマグネットヨーク１６，及びベッド２上の他方の側部４４に直動案内ユニット１０を介して位置決め駆動されるテーブル１から構成される可動コイル形リニアモータに構成されている。このスライド装置は，断面高さが小さく形成され幅も小さく形成されて断面寸法が最もコンパクトに形成され，使用用途に合わせてベッド２の長さ，従って軌道レール３の長さを種々に設定することによって，スライダ４，従ってテーブル１に種々のストローク長さが得られるものになっており，使い勝手が良いものになっている。例えば，このスライド装置は，断面寸法が高さ１６ｍｍ×幅４５ｍｍに形成され，テーブル１のストローク長さは，１２０ｍｍ，１８０ｍｍ，２４０ｍｍ，３００ｍｍ等の種々の構造にそれぞれ形成することができる。
【００２２】
このスライド装置には，図３，図５，及び図７に示すように，ベッド２に対するテーブル１の位置を検出するために，リニアエンコーダ８が設けられている。リニアエンコーダ８は，ベッド２には軌道レール１の取付面４１より中央寄り即ち内部側の長手方向に沿った取付面４１に配設されたリニアスケール９，及びリニアスケール９に対向してテーブル１の下面のスライダ４間に位置して配設されたセンサ１５から構成されている。スライド装置３０の上面には，界磁マグネット６間の空隙４５やリニアエンコーダ８等の内部に異物の侵入を防止するため，カバー２３が配設されている。カバー２３は，ステンレス材等で防錆された矩形板状で成り，マグネットヨーク１６の上板部２１の上面に取付けボルトにより固着され，上板部２１の全面からテーブル１の上面に渡ってほぼベッド２の上面を覆うようにして構成されている。また，スライド装置３０の両端であるベッド２の両端には，同様に異物の侵入を防止するため樹脂成形品でなるエンドブロック１２が固着されている。エンドブロック１２の内側端面は，スライダ４を停止させるストッパ１３として機能する。テーブル１は，カバー２３に接触することなく僅かな隙間を有したカバー２３に対向する上面からカバー２３側端の外側部に上部に延びてカバー２３上面より僅かに突出した突出部４８に形成されて断面Ｌ字形状の矩形板状になっており，突出部４８の上面がワーク等を取り付けるための取付面１９に形成され，その取付面１９には取付け用ねじ穴２４が設けられている。また，ベッド２側にもベース４２等に取り付けるための取付け用孔２５，２６が形成されている。更に，テーブル１の外側の側面には，センサ１５からの信号線，電機子コイル７の電源線等の線材を結線する中継ボックスであるコネクタステイ１４が固着されている。コネクタステイ１４から延びるコード１７は，上記線材を纏めたものであり，ドライバ装置等の所定の箇所へと延びている。
【００２３】
この可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置では，図４〜図８に示すように，電機子組立体５は，テーブル１の側面４７に取付けボルトにより固着するためにマグネットヨーク１６に配設された界磁マグネット８の外側に突出した突出部になるステイ部２９を備えたコイルステイ３３と，ステイ部２９に続き断面高さを小さく形成するように一対の界磁マグネット６間の小さな空隙４５内に配設可能に矩形平板状に構成されたコイル基板１１とで構成され，コイル基板１１は，多数の扁平な電機子コイル７が矩形平板状になるプリント基板３５の上面にテーブル１のスライド方向に並設されて固着された構造に構成されている。更に，各電機子コイル７は，高推力を発揮するため，捲線の内部に磁性体の芯部材でなるコア部２７が嵌着された，所謂，コア付き電機子コイル７に構成されている。電機子組立体５では，特に，磁性体のコア部２７が個々に界磁マグネット６に吸引され吸着してしまうので，コア部２７を所定位置にしっかりと支持しなければならものであり，且つ断面高さを小さく構成するために，図８に示すように，個々のコア部２７を一本のステイ部２９に一体構造に形成したものになっており，各コア部２７とステイ部２９との一体構造の構成部品をコイルステイ３３と構成されており，コイルステイ３３は，それぞれのコア部２７がスライド方向に所定間隔を有して配列され，各コア部２７の一側がステイ部２９に連結されるので，全体的に見て櫛状に形成されている。
【００２４】
電機子コイル７は，図８に示すように，扁平で長円形状に巻かれた捲線に形成され，電磁相互作用により推力を発生させる平行な一対の腕部３７と腕部３７のそれぞれの端部同士を円弧で連結した円弧部３６とに構成され，腕部３７がスライド方向と直交する方向に配設されプリント基板３５上にスライド方向に並設して固着され，捲線の内部に合致して細長い長円ブロック状のコア部２７が固着されている。電機子組立体５は，図８の（ｂ）に示すように，プリント基板３５の上面に１２個のコアレスの電機子コイル７が固着されたコイル基板１１に対して，図８の（ａ）に示すように，１２個のコア部２７と一本のステイ部２９とが一体構造になるコイルステイ３３を各コア部２７が各捲線内部と合致するように嵌合して，図８の（ｃ）に示すように，各コア部２７を各電機子コイル７に接着剤で固着して，コイル基板１１とコイルステイ３３とが合体され，図８の（ｄ）に示すように，コイル基板１１の外側が表面保護シート３８で覆われて構成され，プリント基板３５の両端に電機子コイル７の電源線が結線される端子５０が配設されて，両端部が接着剤等で充填され充填物２８で覆われて形成され，ステイ部２９の取付け用孔３４に取付けボルトを挿入してテーブル１の側面に固定される。
【００２５】
電機子組立体５は，ステイ部２９とコア部２７とを一体構造に形成したことにより，電機子組立体５のコイル基板１１が肉薄に形成され且つコイル基板１１がステイ部２９によって界磁マグネット６間の空隙４５内に僅かの隙間を有して所定位置に支持されることに成る。ここで，上記所定位置とは，界磁マグネット６間の中央位置，即ちコア部２７とのコギングが小さくなる位置に電機子コイル７を配置するものであり，コア部２７と一体構造により剛性を有して構成されているステイ部２９により位置設定が確実なものになっている。従って，スライド装置３０は，断面高さが小さく断面寸法を最もコンパクトに形成し，高推力を発揮できるものになっており，滑らかな摺動が可能になり，高速・高応答に対応可能になっている。
【００２６】
図３及び図４に示されるように，界磁マグネット６は，磁極が矩形板状に形成され，マグネットヨーク１６の内側の対向面に，ベッド２の長手方向の略全長に渡って矩形板状の長辺が長手方向に直交する方向で極性が交互に異なる磁極が密接してそれぞれ並設され且つ互いに対向する磁極の極性が反対極性とされた多数の磁極が配設されて構成されている。電機子組立体５は，テーブル１に支持されて界磁マグネット６間に形成される空隙４５内に１２個の扁平のコア付き電機子コイル７が腕部３７を長手方向と直交する方向且つコア部２７が界磁マグネット６の磁極に対向する方向にして長手方向に沿って密接して並設されて構成されている。電機子コイル７は，Ｕ，Ｖ，Ｗ相の三相通電方式で各相の電流が供給される３個の捲線コイルが一組として構成され，界磁マグネット６の４つ磁極に対応している。コイルピッチをＰｃとし，磁極ピッチをＰｍすると，Ｐｃ＝（４／３）Ｐｍの関係に設定されている。
【００２７】
この可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置は，上記のように構成されているので，第１に，マグネットヨーク１６とベッド２とを一体構造に断面角形フック状に形成したことにより，断面高さが小さく形成され，幅も小さく形成され，断面寸法が最もコンパクトに形成され，使用用途に合わせてベッド２の長さを種々に設定することによって，テーブル１に種々のストローク長さが得られるものになっており，使い勝手が良いものになっており，また，第２に，電機子組立体５のステイ部２９とコア部２７とを一体構造に形成したことにより，電機子組立体５のコイル基板１１が肉薄に形成され且つコイル基板１１がステイ部２９によって界磁マグネット６間の空隙４５内に僅かの隙間を有して所定位置に支持されることができ，スライド装置そのものが断面高さが小さく，断面寸法を最もコンパクトに形成し，且つ高推力を発揮できるものになっている。
【００２８】
次に，この可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置を組み込んだＸＹθ位置決め装置を，図１１を参照して説明する。このＸＹθ位置決め装置は，θテーブル１Ｋ上に載置したワーク等の物品（図示せず）を所定のＸ方向，Ｙ方向及び角度方向であるθ方向に位置決め案内するものになっており，半導体製造装置，組立装置，測定装置等の位置決めが必要な各種の装置に構成されるものである。このＸＹθ位置決め装置４３は，ベース４２上の両側に所定間隔を有して互いに平行にして長尺状になる一対のＸ軸用のスライド装置３０Ｘが配設され，スライド装置３０Ｘに跨がって載置されたＸテーブル１Ｘ下に一対のＹ軸用のスライド装置３０Ｙが配設され，スライド装置３０Ｙに跨がって載置されたＹテーブル１Ｙ上にθテーブル１Ｋを備えたθスライド装置３０Ｋが配設されている。Ｘテーブル１Ｘは，額縁状に形成され，ベース４２上に一対のスライド装置３０Ｘ間に跨がって配設され，Ｘ方向に位置決め駆動されるものである。また，一対のＹ軸用のスライド装置３０Ｙは，Ｘテーブル１Ｘの下面の両側に所定間隔を有して互いに平行にしてＸ軸用のスライド装置３０Ｘ間の間隙に配設されている。一対のＹ軸用のスライド装置３０Ｙは，Ｘテーブル１Ｘの下面にあってスライド装置３０Ｙに跨がってなるＹテーブル１ＹをＹ方向に位置決め駆動するものになっている。更に，θテーブル１Ｋは，θ方向に位置決め駆動するものになっている。このＸＹθ位置決め装置４３は，上記のように，Ｘテーブル１Ｘ下にＹテーブル１Ｙを位置させ，Ｙテーブル１Ｙ上にθテーブル１Ｋを位置させることによってワーク等の物品をＸＹθの各方向に位置決めすることができる。従って，このＸＹθ位置決め装置は，この発明による可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置を複数個組み込むことによって，ワーク等の物品を長い距離にわたり位置決め設定でき，装置全体の断面高さが小さいコンパクトな装置に構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
この発明による可動コイル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，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して好ましいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明による可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置の一実施例を示す平面図である。
【図２】図１のスライド装置の正面図である。
【図３】図１のスライド装置のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】図１のスライド装置のＢ−Ｂ断面を示す部分断面図である。
【図５】図３のスライド装置における電機子組立体を含む可動側を示す正面図である。
【図６】図５の電機子組立体を示す平面図である。
【図７】図５の電機子組立体を示す下面図である。
【図８】図３の電機子組立体を分解して構成を説明するため斜視図に示す説明図であって，（ａ）はコイルステイの斜視図，（ｂ）はコイル基板の斜視図，（ｃ）はコイルステイとコイル基板とが嵌着した状態の電機子組立体の斜視図，及び（ｄ）は完成状態の電機子組立体を示す斜視図である。
【図９】図１のスライド装置におけるベッドを示す平面図である。
【図１０】図９のベッドを示す側面図である。
【図１１】この発明によるスライド装置が複数個組み込まれたＸＹθ位置決め装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
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
１０ 直動案内ユニット
１１ コイル基板
１６ マグネットヨーク
２０ 基板部（ベッド）
２１ 上板部（ベッド）
２２ 側壁部（ベッド）
２７ コア部（電機子組立体）
２９ ステイ部
３０ スライド装置
３１ 転動体
３３ コイルステイ
３５ プリント基板
３６ 円弧部（電機子コイル）
３７ 腕部（電機子コイル）
３９ 対向面
４０ 取付面（ベッドに設けた軌道レール用）
４３ ＸＹθ位置決め装置
４５ 空隙（ベッド）
【技術分野】
【０００１】
この発明は，半導体製造装置，組立装置，測定・検査装置，試験装置，工作機械等の各種装置に使用される可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，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，組立装置，測定装置等の各種装置に益々多用途に使用されている。スライド装置は，装置そのものを小形にしてコンパクトでシンプルに構成され，高推力があり，高精度で，耐久性・安全性を有し，使い勝手がよく，しかも装置そのものの消費電力が小さく，安価であることが求められている。また，スライド装置に組み込まれている直動案内ユニットは，潤滑のメンテナンスフリーを実現したものが求められている。
【０００３】
本出願人は，先に各種のリニアモータを内装したスライド装置を開発した。しかしながら，最近では，リニアモータを内装したスライド装置は，更に小形でありながら従来のスライド装置よりもスライダのストローク長さが長く，種々の使用用途にも対応可能で応用範囲が広い使い勝手のよいものが要望されている。
【０００４】
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として，本出願人が先に出願したものがある。該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，長尺な平板状のベッド，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，テーブルのベッドに対する対向面にテーブルの移動方向に極性を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，及び界磁マグネットに対向してベッドのテーブルに対する対向面に長手方向に沿って扁平で矩形状のコアレス形状の電機子コイルを多数配置した電機子組立体を有している。上記スライド装置では，コイルヨークとしてのベッド及びマグネットヨークとしてのテーブルは，磁気回路部分になる磁性材料から構成され，電機子組立体は，基板の上面に電機子コイルを配設して電機子コイルの周囲を接着剤でモールドしたものであり，その基板がベッドに固着された構造に構成されており，スライダのストローク長さが確保され，高速，高応答等の性能を有し，小形でコンパクトな構造に構成されていた（例えば，特許文献１参照）。
【０００５】
また，可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置として本出願人が先に出願したものがある。該可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置は，高い剛性を備えた構造部材としても用いることができる断面Ｕ字状の軌道レールとＵ字状の溝内を摺動するスライダとから成る直動案内ユニット，及びスライダを軌道レールに対して摺動させるための駆動手段である可動コイル型リニアモータから構成されている。該可動コイル型リニアモータは，軌道レールの一方の側部の外側に取り付けられたマグネットヨークに備わる一対の界磁マグネットと，スライダに取り付けられ且つ一対の界磁マグネット間に配置された可動コイル組立体とで構成され，マグネットヨークは連結底部で一体に連結された一対の対向部で断面Ｕ字状で開口部を上方に向けた状態で軌道レールの側部に取り付けられ，可動コイル組立体が軌道レールの側部を越えて延びるスライダに固着された取付け台の突出部に取り付けられている。また，可動コイル組立体の各電機子コイルは，扁平且つ矩形に輪状に巻かれた巻線と巻線の内部に樹脂成形により形成された芯部材とでなり，該芯部材はコイル基板と凹凸嵌合してコイル基板に位置ずれすることなく確実に取り付けられている（例えば，特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−３００７５９号公報
【特許文献２】特開２００１−２５２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，上記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では，更にストローク長さを長いものにするには，リニアスケールが配設されたテーブルの長さを長くするか，例えば，リニアスケールをベッドに配設してベッド長さを長くする場合には，電機子コイルがベッドの全長に渡って配設されるので，テーブルの界磁マグネットと対向する以外の電機子コイルにも通電しており余分な電力を必要とし発熱も大きくなってしまうので，スライダのストローク長さには限界があった。
【０００７】
また，上記の可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置は，どうしても断面高さが大きくなってしまい，小形な装置を製作する上では，大型のものになっていた。更に，可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置では，断面高さが小さく小形な装置にも組み込み自在な使い勝手のよいものが求められている。
【０００８】
この発明の目的は，リニアモータを可動マグネット型でなく，可動コイル型に構成して上記要望を実現したものであり，特に，小形な装置を構成するために，ベッドをコンパクトにシンプルに構成してマグネットヨークの機能を持たせ，該ベッドに電機子組立体を可動に支持する界磁マグネットを設け，それに応じて電機子組立体をコンパクトにシンプルに構成して，高推力があり，高精度で，耐久性・安全性を有し，使い勝手がよく，しかも消費電力が小さくて安価になるように構成した可動コイル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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は，マグネットヨークを構成する長尺でなるベッド，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テーブル，前記ベッドの長手方向に交互に極性の異なる磁極が前記マグネットヨークの内側の対向面にそれぞれ並設され且つ互いに対向する前記磁極の前記極性が反対極性に配設された一対の界磁マグネット，及び前記テーブルに支持され且つ前記界磁マグネット間の空隙に位置する電機子コイルを備えた電機子組立体を有し，前記界磁マグネットに生じる磁束と前記電機子コイルに流れる電流との電磁相互作用により前記ベッドに対して前記テーブルを移動させる可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置において，
前記ベッドは，前記マグネットヨークと一体構造に構成されて長手方向に直交する断面で見て角形フック形状に形成され，長手方向にわたって長尺の矩形板状になる基板部，前記基板部に所定間隔を有して平行に対向配置され且つ前記基板部より幅小の矩形板状に形成された上板部，及び前記基板部と前記上板部との一方の側部を一体構造に構成する側壁部から構成されており，前記上板部と前記基板部との対向する内側面が前記マグネットヨークの前記対向面に形成され，前記対向面から延びる前記基板部の他方の側部に前記直動案内ユニットを配設する取付面が形成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を内蔵したスライド装置に関する。
【００１０】
このスライド装置において，前記直動案内ユニットは，前記ベッドの前記長手方向に沿って前記取付面に固着された長尺状の軌道レール，及び前記軌道レールに跨架して転動体を介して摺動自在な複数のスライダからなり，前記テーブルは，複数の前記スライダに固着され且つ側面に前記電機子組立体のステイ部が固着されているものである。
【００１１】
また，このスライド装置において，前記電機子組立体は，前記界磁マグネット間の前記空隙に位置する平板状のプリント基板と前記プリント基板に長手方向に沿って並設固着された多数の扁平の前記電機子コイルとから成るコイル基板，及び前記テーブルに固定されて前記空隙の外に位置するステイ部とそれぞれの前記電機子コイルの捲線の内側に嵌着された磁性体のコア部とが一体構造に形成されたコイルステイから構成されており，前記コイル基板が前記コイルステイによって前記テーブルに支持されているものである。
【００１２】
また，このスライド装置において，前記電機子コイルは，長円形状に巻かれた捲線で形成され，前記電磁相互作用により推力を発生させる平行な一対の腕部と前記腕部のそれぞれの端部同士を円弧状に連結した円弧部とで構成されているものである。
【００１３】
また，このスライド装置において，前記コア部と前記ステイとが前記一体構造でなるコイルステイは，それぞれの前記コア部が前記長手方向に沿って所定間隔を有して配列され，各前記コア部の一側が前記ステイ部に連結されて櫛状に構成されているものである。
【００１４】
このスライド装置は，一対隔置して配設した前記ベッドで前記テーブルを可動に支持するスライド装置を複数組用いることによって，ＸＹθ位置決め装置に適用できるものである。
【発明の効果】
【００１５】
この可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置は，上記のように構成されているので，マグネットヨークとベッドとを一体構造の断面角形フック状に形成し，基板部と上板部との対向面に界磁マグネットを配設したことにより，ベッドの断面高さが小さく形成され，ベッドの幅も小さく形成され，断面寸法が最もコンパクトに形成され，使用用途に合わせてベッドの長さを種々に設定することによって，テーブルのストローク長さを種々に構成することができ，使い勝手が良いものになっている。また，電機子組立体のステイ部とコア部とを一体構造のコイルステイに形成したことにより，電機子組立体のコイル基板が肉薄に形成され且つコイル基板がステイ部によって界磁マグネット間の空隙内に僅かの隙間を有して所定位置に支持されることができ，スライド装置そのものが断面高さが小さく，断面寸法を最もコンパクトに形成し，且つ高推力を発揮できるものになっている。また，ベッドの基板部上に軌道レールを配設すると共に，軌道レールの側方に形成された空隙をコイル基板が移動するが，該空隙を小さく構成でき，ベッドの幅を小さく小形に形成することができ，更に，電機子コイルの捲線内部に磁性体のコア部を嵌着して高推力を確保し，高速性・高応答性に対応でき，所定の推力を得るための消費電力を小さくできる。また，テーブルの側面にコイル基板と一体構造のステイ部を固着しているので，コイル基板そのものを低く形成できると共に，装置そのものの高さを低く構成でき，装置そのものをコンパクトでシンプルに構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下，図面を参照して，この発明による可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置の一実施例を説明する。この可動コイル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，組立装置，測定・検査装置，試験装置，工作機械等の各種装置に使用され，図１〜図３に示すように，テーブル１側の可動側の大きさを同一にして，ベッド２側の固定側の長さを種々に設定することによって種々のストローク長さ，例えば，１２０ｍｍ〜３００ｍｍのストロークが得られるので，使い勝手がよいものになっている。
【００１７】
この可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置は，図１〜図４に示すように，マグネットヨーク１６を一体構造に構成して長手方向に直交する断面で見て角形フック形状の断面に形成された長尺でなるベッド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テーブル１，マグネットヨーク１６の内側の対向面にベッド２の長手方向に極性が交互に異なる磁極がそれぞれ並設され且つ互いに対向する磁極の極性が反対極性とされた一対の界磁マグネット６，及びテーブル１に支持されると共に界磁マグネット６間に形成された空隙４５内に配置された電機子コイル７を備えた電機子組立体５を有し，界磁マグネット６に生じる磁束と電機子コイル７に流れる電流との電磁相互作用によりベッド２に対してテーブル１を相対移動させるように構成されている。
【００１８】
直動案内ユニット１０は，マグネットヨーク１６の空隙４５の開口側になるベッド２の一方側である側部４４のみに配設されており，ベッド２の側部４４に形成された長手方向に沿った取付面４０に固着された長尺状の軌道レール３，及び軌道レール３に跨架して多数のボール等の転動体３１（図７）を介して摺動自在な複数のスライダ４から構成されている。テーブル１は，直動案内ユニット１０のスライダ４の上部取付面４６に固着されている。この実施例では，２つのスライダ４が軌道レール３に跨架しており，テーブル１が複数（例えば，２つ）のスライダ４に跨って固着されている。テーブル１は，図５及び図６に示されるように，２つのスライダ４の取付面４６である上面を覆うように，略矩形板状に形成されている。
【００１９】
電機子組立体５は，図３〜図６に示すように，長手方向であるテーブル１のスライド方向に沿って多数の扁平な電機子コイル７が並設されたコイル基板１１が一対の界磁マグネット６間の空隙４５に界磁マグネット６に接触することなく僅かな隙間を有して配設され，空隙４５内から延びて一方の側部の開口側に突出したコイル基板１１の側部にステイ部２９が突出部として形成されており，ステイ部２９がテーブル１の側面４７に取付けボルトにより固着され，コイル基板１１が界磁マグネット６が生じさせる磁束と電機子コイル７に流れる電流との電磁相互作用により空隙４５の長手方向に沿って移動可能となると共に，テーブル１を摺動自在に駆動するように構成されている。
【００２０】
このスライド装置は，スライド装置の断面高さを小さいものにするために，図３，図９及び図１０に示すように，ベッド２とマグネットヨーク１６とを一体構造に構成したものであり，ベッド２は，マグネットヨーク１６となる磁性材で成り，長手方向に直交する断面で見て角形フック形状に形成されたものになっている。ベッド２は，マグネットヨーク１６として構成され，スライド装置３０をベース４２等に固定して使用するため下面に取付面１８が形成され且つ長手方向にわたって長尺の矩形板状になる基板部２０，基板部２０に所定間隔を有して平行に対向配置され且つ基板部２０より幅小で同長尺の矩形板状になる上板部２１，及び基板部２０と上板部２１とを互いの一方の側部である側端部と一体構造になっている側壁部２２から構成されている。ベッド２は，特に，上板部２１と基板部２０とが対向する内側面がマグネットヨーク１６の対向面３９に形成され，内側面の対向面３９から延びる基板部２０の他方の側部４４が直動案内ユニット１０が配設されるスペースとなる取付面４０に形成されており，直動案内ユニット１０と電機子組立体５とが横並びに併設された状態に構成されている。ベッド２の側部４４には，取付面４０に隣接して対向面３９側にリニアスケール９の取付面４１が形成されている。
【００２１】
このスライド装置は，長手方向に直交する断面が角形フック状にして長尺で矩形平面状にしてなるベッド２，ベッド２上の一方の側部に構成された角形フック部分にあたる一体構造に形成されたマグネットヨーク１６，及びベッド２上の他方の側部４４に直動案内ユニット１０を介して位置決め駆動されるテーブル１から構成される可動コイル形リニアモータに構成されている。このスライド装置は，断面高さが小さく形成され幅も小さく形成されて断面寸法が最もコンパクトに形成され，使用用途に合わせてベッド２の長さ，従って軌道レール３の長さを種々に設定することによって，スライダ４，従ってテーブル１に種々のストローク長さが得られるものになっており，使い勝手が良いものになっている。例えば，このスライド装置は，断面寸法が高さ１６ｍｍ×幅４５ｍｍに形成され，テーブル１のストローク長さは，１２０ｍｍ，１８０ｍｍ，２４０ｍｍ，３００ｍｍ等の種々の構造にそれぞれ形成することができる。
【００２２】
このスライド装置には，図３，図５，及び図７に示すように，ベッド２に対するテーブル１の位置を検出するために，リニアエンコーダ８が設けられている。リニアエンコーダ８は，ベッド２には軌道レール１の取付面４１より中央寄り即ち内部側の長手方向に沿った取付面４１に配設されたリニアスケール９，及びリニアスケール９に対向してテーブル１の下面のスライダ４間に位置して配設されたセンサ１５から構成されている。スライド装置３０の上面には，界磁マグネット６間の空隙４５やリニアエンコーダ８等の内部に異物の侵入を防止するため，カバー２３が配設されている。カバー２３は，ステンレス材等で防錆された矩形板状で成り，マグネットヨーク１６の上板部２１の上面に取付けボルトにより固着され，上板部２１の全面からテーブル１の上面に渡ってほぼベッド２の上面を覆うようにして構成されている。また，スライド装置３０の両端であるベッド２の両端には，同様に異物の侵入を防止するため樹脂成形品でなるエンドブロック１２が固着されている。エンドブロック１２の内側端面は，スライダ４を停止させるストッパ１３として機能する。テーブル１は，カバー２３に接触することなく僅かな隙間を有したカバー２３に対向する上面からカバー２３側端の外側部に上部に延びてカバー２３上面より僅かに突出した突出部４８に形成されて断面Ｌ字形状の矩形板状になっており，突出部４８の上面がワーク等を取り付けるための取付面１９に形成され，その取付面１９には取付け用ねじ穴２４が設けられている。また，ベッド２側にもベース４２等に取り付けるための取付け用孔２５，２６が形成されている。更に，テーブル１の外側の側面には，センサ１５からの信号線，電機子コイル７の電源線等の線材を結線する中継ボックスであるコネクタステイ１４が固着されている。コネクタステイ１４から延びるコード１７は，上記線材を纏めたものであり，ドライバ装置等の所定の箇所へと延びている。
【００２３】
この可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置では，図４〜図８に示すように，電機子組立体５は，テーブル１の側面４７に取付けボルトにより固着するためにマグネットヨーク１６に配設された界磁マグネット８の外側に突出した突出部になるステイ部２９を備えたコイルステイ３３と，ステイ部２９に続き断面高さを小さく形成するように一対の界磁マグネット６間の小さな空隙４５内に配設可能に矩形平板状に構成されたコイル基板１１とで構成され，コイル基板１１は，多数の扁平な電機子コイル７が矩形平板状になるプリント基板３５の上面にテーブル１のスライド方向に並設されて固着された構造に構成されている。更に，各電機子コイル７は，高推力を発揮するため，捲線の内部に磁性体の芯部材でなるコア部２７が嵌着された，所謂，コア付き電機子コイル７に構成されている。電機子組立体５では，特に，磁性体のコア部２７が個々に界磁マグネット６に吸引され吸着してしまうので，コア部２７を所定位置にしっかりと支持しなければならものであり，且つ断面高さを小さく構成するために，図８に示すように，個々のコア部２７を一本のステイ部２９に一体構造に形成したものになっており，各コア部２７とステイ部２９との一体構造の構成部品をコイルステイ３３と構成されており，コイルステイ３３は，それぞれのコア部２７がスライド方向に所定間隔を有して配列され，各コア部２７の一側がステイ部２９に連結されるので，全体的に見て櫛状に形成されている。
【００２４】
電機子コイル７は，図８に示すように，扁平で長円形状に巻かれた捲線に形成され，電磁相互作用により推力を発生させる平行な一対の腕部３７と腕部３７のそれぞれの端部同士を円弧で連結した円弧部３６とに構成され，腕部３７がスライド方向と直交する方向に配設されプリント基板３５上にスライド方向に並設して固着され，捲線の内部に合致して細長い長円ブロック状のコア部２７が固着されている。電機子組立体５は，図８の（ｂ）に示すように，プリント基板３５の上面に１２個のコアレスの電機子コイル７が固着されたコイル基板１１に対して，図８の（ａ）に示すように，１２個のコア部２７と一本のステイ部２９とが一体構造になるコイルステイ３３を各コア部２７が各捲線内部と合致するように嵌合して，図８の（ｃ）に示すように，各コア部２７を各電機子コイル７に接着剤で固着して，コイル基板１１とコイルステイ３３とが合体され，図８の（ｄ）に示すように，コイル基板１１の外側が表面保護シート３８で覆われて構成され，プリント基板３５の両端に電機子コイル７の電源線が結線される端子５０が配設されて，両端部が接着剤等で充填され充填物２８で覆われて形成され，ステイ部２９の取付け用孔３４に取付けボルトを挿入してテーブル１の側面に固定される。
【００２５】
電機子組立体５は，ステイ部２９とコア部２７とを一体構造に形成したことにより，電機子組立体５のコイル基板１１が肉薄に形成され且つコイル基板１１がステイ部２９によって界磁マグネット６間の空隙４５内に僅かの隙間を有して所定位置に支持されることに成る。ここで，上記所定位置とは，界磁マグネット６間の中央位置，即ちコア部２７とのコギングが小さくなる位置に電機子コイル７を配置するものであり，コア部２７と一体構造により剛性を有して構成されているステイ部２９により位置設定が確実なものになっている。従って，スライド装置３０は，断面高さが小さく断面寸法を最もコンパクトに形成し，高推力を発揮できるものになっており，滑らかな摺動が可能になり，高速・高応答に対応可能になっている。
【００２６】
図３及び図４に示されるように，界磁マグネット６は，磁極が矩形板状に形成され，マグネットヨーク１６の内側の対向面に，ベッド２の長手方向の略全長に渡って矩形板状の長辺が長手方向に直交する方向で極性が交互に異なる磁極が密接してそれぞれ並設され且つ互いに対向する磁極の極性が反対極性とされた多数の磁極が配設されて構成されている。電機子組立体５は，テーブル１に支持されて界磁マグネット６間に形成される空隙４５内に１２個の扁平のコア付き電機子コイル７が腕部３７を長手方向と直交する方向且つコア部２７が界磁マグネット６の磁極に対向する方向にして長手方向に沿って密接して並設されて構成されている。電機子コイル７は，Ｕ，Ｖ，Ｗ相の三相通電方式で各相の電流が供給される３個の捲線コイルが一組として構成され，界磁マグネット６の４つ磁極に対応している。コイルピッチをＰｃとし，磁極ピッチをＰｍすると，Ｐｃ＝（４／３）Ｐｍの関係に設定されている。
【００２７】
この可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置は，上記のように構成されているので，第１に，マグネットヨーク１６とベッド２とを一体構造に断面角形フック状に形成したことにより，断面高さが小さく形成され，幅も小さく形成され，断面寸法が最もコンパクトに形成され，使用用途に合わせてベッド２の長さを種々に設定することによって，テーブル１に種々のストローク長さが得られるものになっており，使い勝手が良いものになっており，また，第２に，電機子組立体５のステイ部２９とコア部２７とを一体構造に形成したことにより，電機子組立体５のコイル基板１１が肉薄に形成され且つコイル基板１１がステイ部２９によって界磁マグネット６間の空隙４５内に僅かの隙間を有して所定位置に支持されることができ，スライド装置そのものが断面高さが小さく，断面寸法を最もコンパクトに形成し，且つ高推力を発揮できるものになっている。
【００２８】
次に，この可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置を組み込んだＸＹθ位置決め装置を，図１１を参照して説明する。このＸＹθ位置決め装置は，θテーブル１Ｋ上に載置したワーク等の物品（図示せず）を所定のＸ方向，Ｙ方向及び角度方向であるθ方向に位置決め案内するものになっており，半導体製造装置，組立装置，測定装置等の位置決めが必要な各種の装置に構成されるものである。このＸＹθ位置決め装置４３は，ベース４２上の両側に所定間隔を有して互いに平行にして長尺状になる一対のＸ軸用のスライド装置３０Ｘが配設され，スライド装置３０Ｘに跨がって載置されたＸテーブル１Ｘ下に一対のＹ軸用のスライド装置３０Ｙが配設され，スライド装置３０Ｙに跨がって載置されたＹテーブル１Ｙ上にθテーブル１Ｋを備えたθスライド装置３０Ｋが配設されている。Ｘテーブル１Ｘは，額縁状に形成され，ベース４２上に一対のスライド装置３０Ｘ間に跨がって配設され，Ｘ方向に位置決め駆動されるものである。また，一対のＹ軸用のスライド装置３０Ｙは，Ｘテーブル１Ｘの下面の両側に所定間隔を有して互いに平行にしてＸ軸用のスライド装置３０Ｘ間の間隙に配設されている。一対のＹ軸用のスライド装置３０Ｙは，Ｘテーブル１Ｘの下面にあってスライド装置３０Ｙに跨がってなるＹテーブル１ＹをＹ方向に位置決め駆動するものになっている。更に，θテーブル１Ｋは，θ方向に位置決め駆動するものになっている。このＸＹθ位置決め装置４３は，上記のように，Ｘテーブル１Ｘ下にＹテーブル１Ｙを位置させ，Ｙテーブル１Ｙ上にθテーブル１Ｋを位置させることによってワーク等の物品をＸＹθの各方向に位置決めすることができる。従って，このＸＹθ位置決め装置は，この発明による可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置を複数個組み込むことによって，ワーク等の物品を長い距離にわたり位置決め設定でき，装置全体の断面高さが小さいコンパクトな装置に構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
この発明による可動コイル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，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して好ましいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明による可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置の一実施例を示す平面図である。
【図２】図１のスライド装置の正面図である。
【図３】図１のスライド装置のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】図１のスライド装置のＢ−Ｂ断面を示す部分断面図である。
【図５】図３のスライド装置における電機子組立体を含む可動側を示す正面図である。
【図６】図５の電機子組立体を示す平面図である。
【図７】図５の電機子組立体を示す下面図である。
【図８】図３の電機子組立体を分解して構成を説明するため斜視図に示す説明図であって，（ａ）はコイルステイの斜視図，（ｂ）はコイル基板の斜視図，（ｃ）はコイルステイとコイル基板とが嵌着した状態の電機子組立体の斜視図，及び（ｄ）は完成状態の電機子組立体を示す斜視図である。
【図９】図１のスライド装置におけるベッドを示す平面図である。
【図１０】図９のベッドを示す側面図である。
【図１１】この発明によるスライド装置が複数個組み込まれたＸＹθ位置決め装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
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
１０ 直動案内ユニット
１１ コイル基板
１６ マグネットヨーク
２０ 基板部（ベッド）
２１ 上板部（ベッド）
２２ 側壁部（ベッド）
２７ コア部（電機子組立体）
２９ ステイ部
３０ スライド装置
３１ 転動体
３３ コイルステイ
３５ プリント基板
３６ 円弧部（電機子コイル）
３７ 腕部（電機子コイル）
３９ 対向面
４０ 取付面（ベッドに設けた軌道レール用）
４３ ＸＹθ位置決め装置
４５ 空隙（ベッド）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネットヨークを構成する長尺でなるベッド，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テーブル，前記ベッドの長手方向に交互に極性の異なる磁極が前記マグネットヨークの内側の対向面にそれぞれ並設され且つ互いに対向する前記磁極の前記極性が反対極性に配設された一対の界磁マグネット，及び前記テーブルに支持され且つ前記界磁マグネット間の空隙に位置する電機子コイルを備えた電機子組立体を有し，前記界磁マグネットに生じる磁束と前記電機子コイルに流れる電流との電磁相互作用により前記ベッドに対して前記テーブルを移動させる可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置において，
前記ベッドは，前記マグネットヨークと一体構造に構成されて長手方向に直交する断面で見て角形フック形状に形成され，長手方向にわたって長尺の矩形板状になる基板部，前記基板部に所定間隔を有して平行に対向配置され且つ前記基板部より幅小の矩形板状に形成された上板部，及び前記基板部と前記上板部との一方の側部を一体構造に構成する側壁部から構成されており，前記上板部と前記基板部との対向する内側面が前記マグネットヨークの前記対向面に形成され，前記対向面から延びる前記基板部の他方の側部に前記直動案内ユニットを配設する取付面が形成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を内蔵したスライド装置。
【請求項２】
前記直動案内ユニットは，前記ベッドの前記長手方向に沿って前記取付面に固着された長尺状の軌道レール，及び前記軌道レールに跨架して転動体を介して摺動自在な複数のスライダからなり，前記テーブルは，複数の前記スライダに固着され且つ側面に前記電機子組立体のステイ部が固着されていることを特徴とする請求項１に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置。
【請求項３】
前記電機子組立体は，前記界磁マグネット間の前記空隙に位置する平板状のプリント基板と前記プリント基板に長手方向に沿って並設固着された多数の扁平の前記電機子コイルとから成るコイル基板，及び前記テーブルに固定されて前記空隙の外に位置するステイ部とそれぞれの前記電機子コイルの捲線の内側に嵌着された磁性体のコア部とが一体構造に形成されたコイルステイから構成されており，前記コイル基板が前記コイルステイによって前記テーブルに支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置。
【請求項４】
前記電機子コイルは，長円形状に巻かれた捲線で形成され，前記電磁相互作用により推力を発生させる平行な一対の腕部と前記腕部のそれぞれの端部同士を円弧状に連結した円弧部とで構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置。
【請求項５】
前記コア部と前記ステイとが前記一体構造でなるコイルステイは，それぞれの前記コア部が前記長手方向に沿って所定間隔を有して配列され，各前記コア部の一側が前記ステイ部に連結されて櫛状に構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置。
【請求項６】
一対隔置して配設した前記ベッドで前記テーブルを可動に支持するスライド装置を複数組用いることによって，ＸＹθ位置決め装置に適用できることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置。
【請求項１】
マグネットヨークを構成する長尺でなるベッド，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テーブル，前記ベッドの長手方向に交互に極性の異なる磁極が前記マグネットヨークの内側の対向面にそれぞれ並設され且つ互いに対向する前記磁極の前記極性が反対極性に配設された一対の界磁マグネット，及び前記テーブルに支持され且つ前記界磁マグネット間の空隙に位置する電機子コイルを備えた電機子組立体を有し，前記界磁マグネットに生じる磁束と前記電機子コイルに流れる電流との電磁相互作用により前記ベッドに対して前記テーブルを移動させる可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置において，
前記ベッドは，前記マグネットヨークと一体構造に構成されて長手方向に直交する断面で見て角形フック形状に形成され，長手方向にわたって長尺の矩形板状になる基板部，前記基板部に所定間隔を有して平行に対向配置され且つ前記基板部より幅小の矩形板状に形成された上板部，及び前記基板部と前記上板部との一方の側部を一体構造に構成する側壁部から構成されており，前記上板部と前記基板部との対向する内側面が前記マグネットヨークの前記対向面に形成され，前記対向面から延びる前記基板部の他方の側部に前記直動案内ユニットを配設する取付面が形成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を内蔵したスライド装置。
【請求項２】
前記直動案内ユニットは，前記ベッドの前記長手方向に沿って前記取付面に固着された長尺状の軌道レール，及び前記軌道レールに跨架して転動体を介して摺動自在な複数のスライダからなり，前記テーブルは，複数の前記スライダに固着され且つ側面に前記電機子組立体のステイ部が固着されていることを特徴とする請求項１に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置。
【請求項３】
前記電機子組立体は，前記界磁マグネット間の前記空隙に位置する平板状のプリント基板と前記プリント基板に長手方向に沿って並設固着された多数の扁平の前記電機子コイルとから成るコイル基板，及び前記テーブルに固定されて前記空隙の外に位置するステイ部とそれぞれの前記電機子コイルの捲線の内側に嵌着された磁性体のコア部とが一体構造に形成されたコイルステイから構成されており，前記コイル基板が前記コイルステイによって前記テーブルに支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置。
【請求項４】
前記電機子コイルは，長円形状に巻かれた捲線で形成され，前記電磁相互作用により推力を発生させる平行な一対の腕部と前記腕部のそれぞれの端部同士を円弧状に連結した円弧部とで構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置。
【請求項５】
前記コア部と前記ステイとが前記一体構造でなるコイルステイは，それぞれの前記コア部が前記長手方向に沿って所定間隔を有して配列され，各前記コア部の一側が前記ステイ部に連結されて櫛状に構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置。
【請求項６】
一対隔置して配設した前記ベッドで前記テーブルを可動に支持するスライド装置を複数組用いることによって，ＸＹθ位置決め装置に適用できることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２１９３００（Ｐ２００９−２１９３００Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６２３５８（Ｐ２００８−６２３５８）
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００２２９３３５）日本トムソン株式会社 (96)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００２２９３３５）日本トムソン株式会社 (96)
【Ｆターム（参考）】
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