JPH0732578B2 - X−yリニヤモ−タ - Google Patents

X−yリニヤモ−タ

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JPH0732578B2
JPH0732578B2 JP60250517A JP25051785A JPH0732578B2 JP H0732578 B2 JPH0732578 B2 JP H0732578B2 JP 60250517 A JP60250517 A JP 60250517A JP 25051785 A JP25051785 A JP 25051785A JP H0732578 B2 JPH0732578 B2 JP H0732578B2
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JP
Japan
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linear motor
coils
magnet
movable table
axis
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英生 新倉
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Sony Corp
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  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えばX−Yテーブル等に使用して好適なX−
Yリニヤモータに関する。
〔発明の概要〕
本発明は例えばX−Yテーブルに使用して好適なX−Y
リニヤモータにおいて、マグネットに対向して4個のコ
イルを2行2列に配すると共にマグネット又は4個のコ
イルを移動し得る様にした支持手段を設けたことによ
り、簡単な構造にすると共に4個のコイルに流す電流の
方向を組み合わせることによってマグネット又は4個の
コイルを平面上所望の位置に移動し得る様にし、小型化
及び応答性の向上を図ることができる様にしたものであ
る。
〔従来の技術〕
従来、X−Yテーブルに使用して好適なX−Yリニヤモ
ータとして第5図に示す如きものが提案されている。
この第5図に示すX−Yリニヤモータは、2個のリニヤ
モータ(1)及び(3)を使用し一方のリニヤモータ
(1)の可動テーブル(2)に他方のリニヤモータ
(3)をその長手方向が一方のリニヤモータ(1)の長
手方向と直交する様に固定することによって構成されて
いる。尚、(4)は他方のリニヤモータ(3)の可動テ
ーブルである。
この場合、一方のリニヤモータ(1)は第6図及び第7
図に示す如く、断面状の筐体(5)と、この筐体
(5)の上面開口(6)に筐体長手方向すなわち第5図
に示す矢印a及びbの方向に可摺動に取付けられた上述
の可動テーブル(2)と、筐体(5)内に設けられたセ
ンタヨーク(7)及びサイドヨーク(8)(9)を有す
るヨーク(10)と、このヨーク(10)のサイドヨーク
(8)(9)に夫々センタヨーク(7)を挟んでN極同
志が対向するように配されたマグネット(11)及び(1
2)と、可動テーブル(2)に固定され且つセンタヨー
ク(7)に移動可能に巻装されたコイル(13)を設ける
如くして構成されている。この様に構成された一方のリ
ニヤモータ(1)においては、コイル(13)に例えば時
計方向の電流を流すことによって、所謂フレミングの左
手の法則に従った力Fが発生し、コイル(13)に従って
可動テーブル(2)をその力Fによって第5図に示す矢
印aの方向に駆動させることができる。またコイル(1
3)に流す電流方向を反対方向にすることによって第5
図に示す矢印bの方向に移動させることができる。また
他方のリニヤモータ(3)においても、一方のリニヤモ
ータ(1)と同様に構成され、その可動テーブル(4)
を矢印e及びfの方向に移動することができる如くされ
ている。
この様な一方及び他方のリニヤモータ(1)及び(3)
によって構成された従来のX−Yリニヤモータにおい
て、X−Y平面上所望の位置(x,y)に他方のリニヤモ
ータ(3)の可動テーブル(4)の中心を移動させる場
合には、先ず第8図に示す如くX−Y平面の原点(0,
0)に一方のリニヤモータ(1)の中心を一致させ一方
のリニヤモータ(1)の可動テーブル(2)の中心がX
軸上を矢印a及びbの方向に移動し得る様にする。この
場合、他方のリニヤモータ(3)はその長手方向及び一
方のリニヤモータ(1)の長手方向と直角になる如く一
方のリニヤモータ(1)の可動テーブル(2)に固定さ
れているので、この他方のリニヤモータ(3)の可動テ
ーブル(4)をY軸に平行な方向すなわち矢印e及びf
の方向に移動させることができる。そこで、一方のリニ
ヤモータ(1)の可動テーブル(2)をX軸上(x,0)
の位置に移動させると共に他方のリニヤモータ(3)の
可動テーブル(4)をY軸と平行に移動させ所望の位置
(x,y)に移動させることができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、斯る従来のX−Yリニヤモータにおいて
は、2つのリニヤモータ(1)(3)を用いるため構造
が複雑となり、且つ小型化することができないという不
都合があった。また一方のリニヤモータ(1)で他方の
リニヤモータ(3)を駆動しなければならず、負荷が大
きいため、応答性が無いという不都合があった。
本発明は、斯る点に鑑み、簡単な構造にし小型化するこ
とができると共に早い応答性を得ることができる様にし
たX−Yリニヤモータを提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に依るX−Yリニヤモータは、第1図及び第2図
に示す如く、マグネット(20)に対向して4個のコイル
(21)(22)(23)(24)を2行2列に配すると共にマ
グネット(20)又は4個のコイル(21)(22)(23)
(24)を移動し得る様にした支持手段(25)(26a)(2
6b)(27a)(27b)(28)を設けたものである。
〔作用〕
斯る本発明に依れば、マグネット(20)に対向して4個
のコイル(21)(22)(23)(24)が2行2列に配され
ているので、マグネット(20)により磁束は4個のコイ
ル(21)(22)(23)(24)を鎖交する。従って、4個
のコイル(21)(22)(23)(24)に電流を流すことに
よってマグネット(20)及び4個のコイル(21)(22)
(23)(24)に平面方向の推力が生ずるが、この場合、
4個のコイル(21)(22)(23)(24)に流す電流の方
向を変化させることによって推力の方向を変化させるこ
とができる。そして本発明においてはマグネット(20)
又は4個のコイル(21)(22)(23)(24)を移動し得
る様にした支持手段(25)(26a)(26b)(27a)(27
b)(28)が設けられているので、コイル(21)(22)
(23)(24)に所定の電流を流すことによって生ずる推
力でマグネット(20)又は4個のコイル(21)(22)
(23)(24)を平面上所望の位置に移動させることがで
きる。
〔実施例〕
以下、第1図〜第4図を参照して本発明X−Yリニヤモ
ータの一実施例につき説明しよう。
この第1図において(25)は鉄製のコイル固定用部材を
示し、このコイル固定用部材(25)上に同一形状の第
1、第2、第3及び第4のヨーク(29)(30)(31)及
び(32)を2行2列になる如く配する。この場合、之等
第1、第2、第3及び第4のヨーク(29)(30)(31)
及び(32)の頭部(29a)(30a)(31a)及び(32a)を
正方形にすると共に胴部(29b)(30b)(31b)及び(3
2b)を円柱形状にする。また、この場合、ヨーク(29)
(30)(31)(32)の頭部(29a)(30a)(31a)(32
a)間で漏れ磁束が生じない様な距離の空隙を設ける如
くする。
また第1、第2、第3及び第4のヨーク(29)(30)
(31)及び(32)の夫々に巻方向及び巻数を同一にした
第1、第2、第3及び第4のコイル(21)(22)(23)
及び(24)を装着する如くする。
またコイル固定用部材(25)にガイドローラ用支軸(26
a)(26b)を設け、之等ガイドローラ用支軸(26a)(2
6b)にガイドローラ(27a)(27b)を配し、之等ガイド
ローラ(27a)(27b)が矢印g及びhの方向に回転する
と共に矢印j及びkの方向に摺動し得る様にする。
またガイドローラ(27a)(27b)上に鉄製の可動テーブ
ル(28)を配し、この可動テーブル(28)の下面中央部
に厚み方向にN極及びS極が着磁され且つ一辺の長さl
がヨーク(29)(30)(31)(32)の中心間距離tより
も大きい正方形の板状マグネット(20)をヨーク(29)
(30)(31)(32)に対向する側がN極となる様に固定
する。この場合、板状マグネット(20)とヨーク(29)
(30)(31)(32)との間隙をなるべく狭くして、板状
マグネット(20)が移動した場合においても、この間隙
における板状マグネット(20)による磁束密度Bが変化
しないものとみなせる様にする。
この様に構成された本例のX−Yリニヤモータにおいて
は、第2図に示す如く、板状マグネット(20)のN極か
らヨーク(29)(30)(31)(32)、コイル固定用部材
(25)及び可動テーブル(28)を通り、板状マグネット
(20)のS極に戻る磁束のループが形成される。
そこで本例において第3図に示す如くX軸及びY軸で表
示されるX−Y平面を設定し、板状マグネット(20)の
中心点PがこのX−Y平面上(x,y)の位置にある場合
の夫々のヨーク(29)(30)(31)及び(32)を通過す
る夫々の磁束φ12及びφを板状マグネット
(20)とヨーク(29)(30)(31)(32)との空隙にお
ける磁束密度をBとして求めると、 となる。
そこで、之等夫々のヨーク(29)(30)(31)及び(3
2)を通過する磁束φ12及びφのx,yに対する
変化量 を求めると、 となる。
この様に夫々のヨーク(29)(30)(31)及び(32)を
通過する磁束φ12及びφにx方向及びy方向
の勾配 があるので、夫々のコイル(21)(22)(23)及び(2
4)に電流i1,i2,i3,i4を流すと、板状マグネット(20)
は夫々のコイル(21)(22)(23)及び(24)から次式
に示す如きX軸方向及びY軸方向の推力F1x,F1y,F2x,F2
y,F3x,F3y,F4x,F4yを受ける。尚、次式においてNは夫
々のコイル(21)(22)(23)及び(24)の巻数であ
る。
ここで板状マグネット(25)が夫々のコイル(21)(2
2)(23)(24)から受けるX軸方向の推力の総和Fx及
びY軸方向の推力の総和Fyを求めると、 となる。
そこで夫々のコイル(21)(22)(23)(24)に流す電
流i1,i2,i3,i4の絶対値を等しく、即ち|i1|=|i2|=|i3
|=|i4|=i〔A〕とし、第3図において電流を時計方
向に流す場合を正方向と、反時計方向に流す場合を負方
向と設定し、i1,i2,i3,i4の電流方向を夫々変化させた
場合における推力Fの大きさ及びその方向を求めてみ
る。
先ず、i1=−i,i2=i,i3=−i,i4=iとした場合には
(1)式及び(2)式は となり、板状マグネット(20)はX軸に平行な正の推力
を受けるのみであるから、板状マグネット(20)はX軸
に平行な正の方向に移動する。
またi1=i,i2=−i,i3=i,i4=−iとした場合には
(1)式及び(2)式は となり、板状マグネット(20)はX軸に平行な負の推力
を受けるのみであるから、板状マグネット(20)はX軸
に平行な負の方向に移動する。
またi1=i,i2=i,i3=−i,i4=−iとした場合には
(1)式及び(2)式は となり、板状マグネット(20)はY軸に平行な正の推力
を受けるのみであるから、板状マグネット(20)はY軸
に平行な正の方向に移動する。
またi1=−i,i2=−i,i3=i,i4=iとした場合には、
(1)式及び(2)式は となり、板状マグネット(20)はY軸に平行な負の推力
を受けるのみであるから、板状マグネット(20)はY軸
に平行な負の方向に移動する。
この様にして本例においては、4個のコイル(21)(2
2)(23)(24)に流す電流の方向を組み合わせること
によって、板状マグネット(20)のX−Y平面上の位置
に関係なく、この板状マグネット(20)をX軸方向及び
Y軸方向に移動させることができるので、X−Yテーブ
ル等に適用することができる。
尚、第4図に示す図表は、上述したコイル(21)(22)
(23)(24)に流す電流iの方向と板状マグネット(2
0)が受ける推力の大きさ及び方向との関係を整理した
ものである。
斯る本実施例に依れば、コイル固定用部材(25)に配し
たヨーク(29)(30)(31)(32)にコイル(21)(2
2)(23)(24)を装着し、可動テーブル(28)に板状
マグネット(20)を配し、コイル(21)(22)(23)
(24)に流す電流の方向を組み合わせることによって可
動テーブル(28)を所望の位置に移動させ得るので、極
めて構造の簡単なX−Yリニヤモータとすることができ
ると共に小型化を図ることができるという利益がある。
また第5図従来例に示す如く一方のリニヤモータ(1)
で他方のリニヤモータ(3)を移動させる必要もないの
で、負荷が小さく早い応答性をもって可動テーブル(2
8)を移動させることができるという利益がある。
尚、上述実施例においてはヨーク(29)(30)(31)
(32)を用いた場合につき述べたが、本発明はこの上述
実施例に限らず、ヨーク(29)(30)(31)(32)を用
いない場合にも適用でき、この場合にも上述同様の作用
効果を得ることができることは容易に理解できよう。
また本例においては、可動テーブル(28)に板状マグネ
ット(20)を配し、コイル固定用部材(25)にコイル
(21)(22)(23)(24)を配した場合につき述べた
が、この代りに、可動テーブル(28)にコイル(21)
(22)(23)(24)を配し、コイル固定用部材(25)に
板状マグネット(20)を配することもでき、この場合に
も上述同様の作用効果を得ることができることは容易に
理解できよう。
更に本発明は上述実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱
することなくその他種々の構成が取り得ることは勿論で
ある。
〔発明の効果〕
本発明に依れば、マグネットに対向して4個のコイルを
2行2列に配すると共にマグネット又は4個のコイルを
移動し得る様にした支持手段を設け、4個のコイルに流
す電流の方向を組み合わせることによってマグネット又
は4個のコイルが平面上所望の位置に移動する様にされ
ているので、構造を簡単にし、小型化を図ることができ
ると共に応答性を向上させることができるという利益が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明X−Yリニヤモータに一実施例を示す斜
視図、第2図は第1図のA−A′線断面図、第3図及び
第4図は本発明の説明に供する線図、第5図は従来のX
−Yリニヤモータを示す斜視図、第6図は第5図のB−
B′線断面図、第7図は第6図のC−C′線断面図、第
8図は第5図例の説明に供する線図である。 (20)は板状マグネット、(21)(22)(23)及び(2
4)は夫々コイル、(25)はコイル固定用部材、(26a)
及び(26b)は夫々ガイドローラ用支軸、(27a)及び
(27b)は夫々ガイドローラ、(28)は可動テーブル、
(29)(30)(31)及び(32)は夫々ヨークである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1個のマグネットに対向してヨークに巻回
    された4個のコイルを1平面に沿って2列2行に配列す
    ることによって構成された4個の磁気閉回路と、上記1
    個のマグネット又は上記4個の磁気閉回路を上記1平面
    に平行に移動し得るように支持する支持手段と、を有す
    るX−Yリニヤモータ。
JP60250517A 1985-11-08 1985-11-08 X−yリニヤモ−タ Expired - Fee Related JPH0732578B2 (ja)

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JP2011072184A (ja) * 2009-09-22 2011-04-07 Asml Netherlands Bv アクチュエータ、位置決めシステム、およびリソグラフィ装置

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