(57)【要約】【課題】可動子の有効ストロークを犠牲にせずに、小型化が可能で、ホールセンサの誤動作を防止することができるリニアモータを提供する。【解決手段】ホールセンサ付きのリニアモータにおいて、永久磁石１の電機子との対向面の端部を、所定の角度だけ傾斜させ、永久磁石１の端部から入射する漏れ磁束を、永久磁石と該電機子との間に形成される磁気回路の外側に広げるように、該漏れ磁束中にホールセンサ５を設置し、また、ホールセンサ５を永久磁石１に対して垂直方向に設ける構成にしたので、ホールセンサを可動子移動方向に設置しない構成となるため、有効ストロークを犠牲にすることがなくなる。また、永久磁石端部からの漏れ磁束が外側に広がる為、磁気的空隙を犠牲にすること無くホールセンサを設置できる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の永久磁石を交互に極性が異なるように直線状に並べて配置した界磁と、前記界磁と磁気的空隙を介して対向配置されると共に複数のコイル群よりなる電機子巻線を有する電機子と、前記電機子に配置した磁極検出機能を有するホールセンサを備え、前記界磁と前記電機子の何れか一方を固定子に、他方を可動子として相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、
前記永久磁石の電機子との対向面の端部を、所定の角度だけ傾斜させてあり、
前記永久磁石の端部から入射する漏れ磁束を該永久磁石と該電機子との間に形成される磁気回路の外側に広げるように、前記漏れ磁束中に前記ホールセンサを設置したことを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記ホールセンサを前記永久磁石に対して垂直方向に設けたことを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記電機子に対象物を搬送するテーブルを取付けるための電機子ベースを設け、前期ホールセンサを前記電機子ベースの内部に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機の送り機構や半導体製造装置の位置決め装置に用いられると共に、ホールセンサによる磁極検出機能を持ったリニアモータの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機の送り機構や半導体製造装置の位置決め装置に用いられると共に、ホールセンサによる磁極検出機能を持ったリニアモータが、第１従来技術、第２従来技術として開示されている。以下、従来技術を夫々図３、図４を用いて、説明する。なお、図ではリニアモータの固定子を構成する界磁の図示を省略し、可動子を構成する電機子のみを示している。
図４は第１従来技術を示すリニアモータ電機子の側面図であり、内部を透視したものである。なお、ここでは電機子を可動子として構成したものを例示する
図４において、１１は電機子巻線、１２は樹脂モールド、１３は電機子ベース、１４はホールセンサ、１５はホールセンサ基板である。
電機子は空芯部を有し複数のコイル群よりなり、平板状に成形された電機子巻線１１と、該電機子をテーブル等の他の装置へ取付けるための電機子ベース１３より構成されており、該電機子巻線１１は空芯部およびコイル群の周囲を樹脂モールド１２により固着している。また、電機子のストローク端面には、図示しない固定子を構成する界磁から発生する磁束により磁極検出を行うためのホールセンサ１４がホールセンサ基板１５上に取付けられている。
図５は第２従来技術を示すリニアモータ電機子の側面図であり、内部を透視したものである。
第２従来技術が第１従来技術と異なる点は、磁極検出を行うホールセンサ１４を電機子の外部に設置せずに、電機子巻線１１の空芯部内に設けたものとなっている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実登録第２５９６７９３号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では以下の問題があった。
（１）第１従来技術は可動子のストローク方向にホールセンサユニットが突き出す構造となっているので、ホールセンサが突き出した分有効ストロークが犠牲になる。つまり、ストローク方向に可動子の長さあるいはモータ体格に制限がある、例えばボンダ機器などに搭載されるリニアモータの用途には適用ができず、小型化に不向きであった。
（２）また、第２従来技術のように電機子巻線の空芯部にホールセンサを設置する構造、ホールセンサが電機子巻線の直近に配置されているため、電機子巻線に流れる電流により、交流磁界が発生し、この交流磁界の影響でホールセンサが誤動作する。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、可動子の有効ストロークを犠牲にすることなく、小型化が可能で、ホールセンサの誤動作を防止することができるリニアモータを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、複数の永久磁石を交互に極性が異なるように直線状に並べて配置した界磁と、前記界磁と磁気的空隙を介して対向配置されると共に複数のコイル群よりなる電機子巻線を有する電機子と、前記電機子に配置した磁極検出機能を有するホールセンサを備え、前記界磁と前記電機子の何れか一方を固定子に、他方を可動子として相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、前記永久磁石の電機子との対向面の端部を、所定の角度だけ傾斜させてあり、前記永久磁石の端部から入射する漏れ磁束を該永久磁石と該電機子との間に形成される磁気回路の外側に広げるように、前記漏れ磁束中に前記ホールセンサを設置したものである、
また、請求項２記載の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、前記ホールセンサを前記永久磁石に対して垂直方向に設けたものである。
また、請求項３記載の本発明は、請求項１または２に記載のリニアモータにおいて、前記電機子に対象物を搬送するテーブルを取付けるための電機子ベースを設け、前期ホールセンサを前記電機子ベースの内部に設けたものである。
上記手段により、永久磁石の電機子との対向面の端部を、所定の角度だけ傾斜させるように加工を施し、また、ホールセンサを平板状の永久磁石に対して垂直方向に設置すると、電機子巻線に対しても垂直に設置されることになるため、通電された電機子巻線より発生する交流磁界の影響を低減することができる。このため、有効ストロークを犠牲にせずホールセンサを設置することができ、また、ホールセンサの誤動作を防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は本発明の第１実施例を示すリニアモータの側面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿うリニアモータの正断面図で、ホールセンサ取付部を示したものである。ある。
図において、１は永久磁石、２Ａは外ヨーク、２Ｂは内ヨーク、２Ｃはヨーク固定版、３は電機子巻線、４は電機子取付用ブロック、５はホールセンサ、６はホールセンサ基板、７は樹脂モールドである。
本発明の特徴は以下のとおりである。
リニアモータは、可動子を構成する電機子と該電機子と磁気的空隙を介して配置される界磁により構成したムービングコイル形のものであり、一方の界磁は図１に示すごとく、側面から見たヨークの形状が日の字形となっている。詳述すると、界磁は平板状の二つの外ヨーク２Ａ、外ヨーク２Ａの間に配置された内ヨーク２Ｂ、および外ヨーク２Ａと内ヨーク２Ｂの夫々の両端を接続するヨーク固定板２Ｃより成る界磁ヨークと、外ヨーク２Ａ上に交互に極性が異なるように直線状に並べて配置した複数の平板状の永久磁石１で構成される。
他方の電機子は空芯部を有する複数のコイル群よりなる電機子巻線３と、電機子巻線３の両側に設けられた電機子取付用ブロック４より構成されており、いわゆるロの字形の形状に形成されている。また、該電機子は電機子巻線３の空芯部を内ヨーク２Ｂが貫通し、電機子巻線３の外側の上端および下端を外ヨーク２Ａで挟み込み構造となっている。そして、電機子巻線３および電機子取付用ブロック４の間を樹脂モールド７により固着している。
そして、注目すべき点は永久磁石１の電機子との対向面の端部を、所定の角度だけ傾斜させてあり、永久磁石１の端部から入射する漏れ磁束を、該永久磁石と該電機子との間に形成される磁気回路の外側に広げるように、該漏れ磁束中となる電機子取付用ブロック７の端部に設けたホールセンサ基板６にホールセンサ５を設置した点である。ここで、ホールセンサ５は永久磁石１に対して垂直方向に設けられている。
なお、可動子である電機子は、図示しないスライダとガイドレールからなるリニアガイド等によって支持されている。
【０００８】
次に動作を説明する。
リニアモータは、電機子と界磁の電気的相対位置に応じた所定の電流を電機子巻線に流すことにより、永久磁石の作る磁界と作用して電機子に推力が発生し、電機子は進行方向に移動することとなる。この際、電機子との対向面の端部が所定の角度に傾斜させた面を有する永久磁石とホールセンサにより、磁石端部から入射する漏れ磁束は、永久磁石と電機子との間に形成される磁気回路の外側に広がる。
【０００９】
このように本発明の第１実施例に係るリニアモータは、永久磁石１の電機子との対向面の端部を、所定の角度だけ傾斜させ、永久磁石１の端部から入射する漏れ磁束を、該永久磁石と該電機子との間に形成される磁気回路の外側に広げるように、該漏れ磁束中にホールセンサ５を設置し、また、ホールセンサ５を永久磁石１に対して垂直方向に設ける構成にしたので、ホールセンサを可動子移動方向に設置しない構成となるため、有効ストロークを犠牲にすることがなくなる。また、永久磁石端部からの漏れ磁束が外側に広がる為、磁気的空隙を犠牲にすること無くホールセンサを設置できる。
【００１０】
（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例を説明する。
図３は本発明の第２実施例を示すリニアモータの断面図である。なお、リニアモータは電機子の両側に界磁を配置した磁束貫通型のものとなっており、第１実施例と同じくムービングコイル形となっている。第２実施例の構成要素が従来技術、第１実施例と同じものについては説明を省略する。
図３において、８は永久磁石、９はヨーク、１０はホールセンサである。
第２実施例が従来技術および第１実施例と異なる点は、電機子が複数のコイル群よりなる平板状に成形された電機子巻線１１と、対象物を搬送するテーブル等の他の装置を電機子に取付けるための電機子ベース１３より構成されており、また、ホールセンサ１０が電機子ベース１３の内部に設けられた点である。
本発明の第２実施例はこのように構成したので、電機子と界磁との間の磁気的空隙を犠牲にすることがなくなり、リニアモータの小型化に寄与することができる。
【００１１】
なお、以上の実施例では、固定子を界磁、可動子を電機子とした構造のリニアモータで説明したが、固定子を電機子、可動子を界磁とした構造としても良い。
また、電機子の形状を口の字形としたが、凹形や片側に永久磁石を並べるだけの構造としても、本発明が成り立つことは言うまでもない。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は次のような効果がある。
（１）永久磁石の電機子との対向面の端部を、所定の角度だけ傾斜させ、永久磁石の端部から入射する漏れ磁束を、該永久磁石と該電機子との間に形成される磁気回路の外側に広げるように、該漏れ磁束中にホールセンサを設置し、また、ホールセンサを永久磁石に対して垂直方向に設ける構成にしたので、ホールセンサを可動子移動方向に設置しない構成となるため、有効ストロークを犠牲にすることがなくなる。また、永久磁石端部からの漏れ磁束が外側に広がる為、磁気的空隙を犠牲にすること無くホールセンサを設置することができる。
（２）ホールセンサが電機子巻線に対し垂直に設置されているため、電機子巻線に流れる電流により発生する交流磁界の影響を低減でき、ホールセンサの誤動作を防止することができる。
（３）ホールセンサを電機子ベースの内部に設ける構成にしたので、電機子と界磁との間の磁気的空隙を犠牲にすることがなくなり、リニアモータの小型化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すリニアモータの側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿うリニアモータの正断面図で、ホールセンサ取付部を示したものである。
【図３】本発明の第２実施例を示すリニアモータの断面図である。
【図４】第１従来技術を示すリニアモータ電機子の側面図である。
【図５】第２従来技術を示すリニアモータ電機子の側面図である。
【符号の説明】
１、８  永久磁石
２Ａ  外ヨーク
２Ｂ  内ヨーク
２Ｃ  ヨーク固定版
３、１１  電機子巻線
４  電機子取付用ブロック
５、１０  ホールセンサ
６  ホールセンサ基板
７  １２  樹脂モールド
９  ヨーク
１３  電機子ベース
【図１】
2004320959.tif 000003
【図２】
2004320959.tif 000004
【図３】
2004320959.tif 000005
【図４】
2004320959.tif 000006
【図５】
2004320959.tif 000007