直线电动机装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种直线电动机装置，其即使在行程变长的情况下也呈小型，可以减少发热，而且，也可以消除起因于环流的制动力。具体而言，将多个电枢（Ａ１～Ａｎ）在磁场（１）的移动方向上配置成１列，具备与所述电枢相同个数的电流放大器（Ｂ１～Ｂｎ），控制器（１５）向每个所述电流放大器输出励磁切换信号，以使所述磁场不横跨进行励磁的所述电枢。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种动磁铁式直线电动机装置，其在半导体制造装置、液晶制造装置、 机床等精密装置的直动机构中使用的直线电动机装置中，通过对多个电枢有选择地进行励 磁来移动永久磁铁。
技术介绍
动磁铁式直线电动机装置在定子中具备多个线圈(电枢)，对它们有选择地进行 励磁，以移动可动元件即磁场中的永久磁铁的形式进行动作控制。存在像较长行程中的装 置小型化，由于多个线圈(电枢)发生铜损而产生的发热抑制或高效率化，在励磁切换时的 推力波动抑制这样的一般技术课题。现有的第1直线电动机装置的构成为在定子上配置多个线圈，在该多个线圈与电 流放大器之间设置与线圈相同个数的开关(例如，专利文献1)。此外，现有的第2直线电动 机装置的构成为在定子上配置多个线圈，在连接于各线圈的相同个数的电流放大器与向电 流放大器发出电流控制指令的控制器之间设置开关(例如，专利文献2)。另外，现有的第3 直线电动机装置的构成为在定子上配置多个线圈，在电流放大器与线圈引线开始端侧之间 设置开关，而且，在与线圈引线结束端侧之间也设置开关(例如，专利文献3)。这样现有的第1 第3直线电动机装置(专利文献1 3)的特征为，呈对每个线 圈进行励磁切换的构成，励磁切换区间的跨度较短，伴随可动元件的移动细微地进行切换。 因此，是在行程为Im以内的需要精密移动的用途中有效的方式。另外，现有的第4直线电动机装置的构成为在定子上配置多个具有多个线圈的电 枢，在电流放大器与电枢之间设置开关(例如，专利文献3)。另外，现有的第5直线电动机 装置的构成为在定子上配置多个具有多个线圈的电枢，将与电枢相同个数的电流放大器连 接于各电枢(例如，专利文献5)。这样，现有的第4、5直线电动机装置(专利文献4、5)的特征为，呈对每个电枢进 行励磁切换的构成，励磁切换区间比较长，伴随可动元件的移动而以较大的跨度进行切换。 因此，是在行程为数十m以上的较长的用途中有效的方式。专利文献1 日本国特开2001-119916号公报(第4-8页，图13)专利文献2 日本国特开2001-85503号公报(第3_5页，图1)专利文献3 日本国特开2006-87230号公报(第5-6页，图1)专利文献4 日本国特许第3329873号公报(第8_10页，图5)专利文献5 日本国特开平4-229092号公报(第2-3页，图1)现有的直线电动机装置存在如下的问题。现有的第1 3直线电动机装置(专利文献1 3)的构成为当移动距离长达数m 左右时，直线电动机的定子变长，线圈与开关的数量大幅增加。例如，在行程为5m的直线电 动机的情况下，即使将线圈的间隔做成50mm，定子也成为5m以上，其结果，线圈数成为100 个以上。也就是说，等于具备100个以上的开关，而且，具有连接线圈与开关的100根以上电线。在这样的构成中，直线电动机装置整体的大型化成为问题，而且，开关与电线的增加 引发的高成本也成为问题。另一方面，现有的第4、5直线电动机装置(专利文献4、5)的构成为即使根据行程 而加长直线电动机的定子，也可以加长对多个线圈进行串联接线而构成的电枢本身。也就 是说，由于对每个励磁切换区间较长的电枢进行励磁切换，因此可以在不增加开关和电线 的情况下解决上述的问题。但是，该构成在可动元件横跨2个电枢时，由于可动元件的永久 磁铁而在各相线圈中产生的感应电压上产生较大的差(不平衡)，从而环流流通。该环流成 为对电流控制系统的干扰，对进行励磁的各电枢不能供给适应规定推力的电流，从而发生 推力波动。在将直线电动机装置适用于精密装置(例如，半导体制造装置、液晶制造装置、 机床等)时，这样的推力波动有可能对所希望的精度产生致命的影响，有必要进行改善。
技术实现思路
本专利技术的对多个电枢有选择地进行励磁以使永久磁铁进行移动的动磁铁式直线 电动机装置的目的在于即使行程变长也可以将装置自身的构成小型化。另外，该直线电动 机装置的目的在于可以减少发热。而且，该直线电动机装置的目的还在于可以消除起因于 环流的制动力。为了解决上述问题，本专利技术如以下构成。技术方案1所述的专利技术为，具备直线电动机，由具有多个线圈的多相电枢及具有 多个永久磁铁的磁场构成，将多个所述电枢在所述磁场的移动方向上配置成1列；位置检 测器，检测对应于所述电枢的所述磁场的相对位置；电流放大器，向与所述电枢相同个数的 所述线圈供给电流；及控制器，为了使所述磁场相对于所述电枢相对移动，在向所述电流放 大器发出控制指令的同时，向每个所述电流放大器输出励磁切换信号，使所述磁场不横跨 进行励磁的所述电枢，根据所述控制指令及所述相对位置按顺序进行对所述电枢的励磁动 作。另外，技术方案2所述的专利技术为，在技术方案1所述的专利技术中的所述直线电动机的 所述磁场长度与每一个所述电枢长度的关系，事先被设定成所述磁场不横跨通过所述控制 器进行励磁的所述电枢。另外，技术方案3所述的专利技术为，在将每一个所述电枢的移动方向长度设定为La， 将所述磁场的移动方向长度设定为Lm，将所述电枢的最大励磁数设定为P时，技术方案1所 述的专利技术中的所述直线电动机使下式成立(P+l) XLa 彡 Lm < (P+2) X La。 另外，技术方案4所述的专利技术为，使技术方案1所述的专利技术中的所述控制器对在励 磁开始过程中给予所述电枢的推力根据所述相对位置从0到规定推力值为止平稳变化，而 且，使在励磁结束过程中给予所述电枢的推力根据所述相对位置从规定推力值到0为止平稳变化。另外，技术方案5所述的专利技术为，技术方案1所述的专利技术中的所述控制器使在励磁 开始过程中或励磁结束过程中的所述电枢相互之间的推力指令值的总和始终呈定值。另外，技术方案6所述的专利技术为，技术方案1所述的专利技术中的所述控制器根据对所 述磁场产生的推力的大小来对所述电枢的励磁数进行变更。5另外，技术方案7所述的专利技术为，具备直线电动机，由具有多个线圈的多相电枢 及具有多个永久磁铁的磁场构成，将多个所述电枢在所述磁场的移动方向上配置成具有规 定错开量的规定并列数；位置检测器，检测对应于所述电枢的所述磁场的相对位置；电流 放大器，向与所述电枢个数相同的所述线圈供给电流；及控制器，为了使所述磁场相对于所 述电枢相对移动，在向所述电流放大器发出控制指令的同时，向每个所述电流放大器输出 励磁切换信号，使所述磁场不横跨进行励磁的所述电枢，根据所述控制指令及所述相对位 置按顺序进行对所述电枢的励磁动作。另外，技术方案8所述的专利技术为，在技术方案7所述的专利技术中的所述直线电动机的 所述磁场长度与每一个所述电枢长度的关系，事先被设定成所述磁场不横跨通过所述控制 器进行励磁的所述电枢。另外，技术方案9所述的专利技术为，在将所述电枢的并列数设定为Q，将每一个所述 电枢的移动方向长度设定为La，将所述磁场的移动方向长度设定为Lm，将所述电枢的最大 励磁数设定为P时，技术方案7所述的专利技术中的所述直线电动机使下式成立(P+Q) XLa/Q 彡 Lm < (P+Q+l) XLa/Q,同时，所述电枢各列的错开量AL为AL = La/Qo另外，技术方案10所述的专利技术为，在技术方案7所述的专利技术中的所述控制器使在 励磁开始过程中给予所述电枢的推力根据所述相对位置从0到规定推力值为止平稳变化， 而且，使在励磁结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直线电动机装置，其特征为，具备：直线电动机，由具有多个线圈的多相电枢及具有多个永久磁铁的磁场构成，将多个所述电枢在所述磁场的移动方向上配置成１列；位置检测器，检测对应于所述电枢的所述磁场的相对位置；电流放大器，向与所述电枢相同个数的所述线圈供给电流；及控制器，为了使所述磁场相对于所述电枢相对移动，在向所述电流放大器发出控制指令的同时，向每个所述电流放大器输出励磁切换信号，使所述磁场不横跨进行励磁的所述电枢，根据所述控制指令及所述相对位置按顺序进行对所述电枢的励磁动作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹿山透，山中克利，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：JP[日本]