真空用直线电动机的动子的制作方法

本发明涉及真空用直线电动机的动子。

背景技术：

一直以来，在真空装置内利用直线电动机的情况下，例如专利文献1所公开那样，通常用金属制的罐(外壳)包围电动机动子和定子(线圈或磁铁)中的任一方，抑制向真空环境中的气体排放。

但是，难以将大气从罐中完全排除，因此，由于真空和罐中的残留大气的差压而引起的应力，罐产生挠曲，动子和定子有时发生接触。

因此，现状是不得不采取如下等对策：扩大动子与定子之间的间隙，或者为了防止罐的变形而增大罐的板厚来提高刚性。

专利文献1：日本特开2005-51906号公报

但是，如果扩大动子与定子之间的间隙，或者增大罐的板厚，则导致电动机推力的下降，需要线圈匝数的增加、驱动用电源容量的增大以及安全对策等，导致成本的上升。

技术实现要素：

本发明解决了上述那样的问题，提供一种即使不增大罐的板厚也能够利用简单的结构抑制变形、能够尽可能地减小动子与定子之间的间隙、且能够在与大气环境相同的系统中使用的划时代的真空用直线电动机的动子。

涉及一种真空用直线电动机的动子，该真空用直线电动机由排列设置磁铁而成的定子、和在所述磁铁的排列设置方向上移动的所述动子构成，所述真空用直线电动机的动子的特征在于，所述动子由收纳线圈并具有开口部的箱状的收纳部和封闭该收纳部的所述开口部的盖部构成，在所述收纳部的与封闭所述开口部的所述盖部面对的底面或所述盖部上设置有加强肋，该加强肋与所述盖部或所述收纳部借助于紧固部件紧固起来。

本发明由于如上述那样构成，因此成为即使不增大罐的板厚也能够利用简单的结构抑制变形、能够尽可能地减小动子与定子之间的间隙的划时代的真空用直线电动机的动子。

附图说明

图1是本实施例的概略说明立体图。

图2是本实施例的收纳部4的概略说明立体图。

图3是本实施例的动子3的概略说明剖视图。

图4是本实施例的盖部5的概略说明俯视图。

图5是本实施例的使用状态说明图。

标号说明

1：磁铁

2：定子

3：动子

4：收纳部

5：盖部

6：加强肋

7：无芯线圈

8：模塑树脂

具体实施方式

基于附图示出本发明的作用，对本发明的优选的实施方式简单进行说明。

使动子3相对于定子2移动，使设置于动子3的工作台19等直线移动。

此时，即使在真空装置内部等真空氛围下使用的情况下，由于收纳部4的底面被加强肋6加强而刚性提高，因此能够在不增厚收纳部4的底面的情况下，良好地抑制由于动子3中的残留大气而产生的变形。

因此，即使是高真空氛围，也能够将定子2与动子3之间的间隙设为所需最小限度，能够实现小型、轻量且可得到良好的推力的真空用直线电动机。

而且，在使用了无芯线圈7的真空用无芯直线电动机中，通过在所述无芯线圈7的中空部配置加强肋6的结构，能够利用无芯线圈7的中空部来提高强度，不需要另外确保加强肋6用的空间，并且，还能够在不减少线圈的数量也不使收纳部4大型化的情况下提高强度。而且，在盖部5设置了冷却机构的情况下，与盖部5紧固的加强肋6也一并被良好地冷却，通过使加强肋6位于无芯线圈7的中空部，能够更有效率地抑制无芯线圈7的发热。

【实施例】

根据附图说明本发明的具体的实施例。

如图1所图示那样，本实施例是真空用直线电动机，由排列设置磁铁1而成的定子2、和在所述磁铁1的排列设置方向上移动的动子3构成。

本实施例的动子3由如下部件构成：图2所图示那样的箱状的收纳部4，其收纳有具有中空部的椭圆形的无芯线圈7，并具有开口部；以及封闭该收纳部4的所述开口部的盖部5，本实施例的动子3是如下结构：在所述收纳部4的与封闭所述开口部的所述盖部5面对的底面，一体成型有加强肋6，该加强肋6和所述盖部5被紧固部件被紧固起来。

此外，加强肋6分别被设置于按照规定的间隔排列设置的多个所述无芯线圈7各自的中空部，所述各加强肋6和所述盖部5分别被所述紧固部件紧固起来。另外，也可以构成为与盖部5一体地设置加强肋6，构成为借助紧固部件将该加强肋6与收纳部4的底面紧固。此外，不限于无芯线圈7，也可以使用带铁芯的线圈。

此外，在本实施例中，在利用盖部5封闭配置有无芯线圈7的收纳部4的开口部后，在动子3内填充模塑树脂8，用模塑树脂8填满无芯线圈7以及加强肋6的周围，将无芯线圈7固定安装到收纳部4，并且使得在动子3内尽可能不残留大气。

如图3所图示那样，收纳部4和盖部5被作为紧固部件的螺栓9紧固。具体而言，在盖部5中，设有具有与螺栓9的头部卡定的卡定阶梯部的贯插孔10，在加强肋6的上表面设有螺合安装螺栓9的尾部的螺纹孔11。通过将贯插于该贯插孔10的螺栓9的尾部螺合安装到加强肋6的螺纹孔11并进行紧固，从而将盖部5与加强肋6紧固起来。另外，在本实施例中构成为利用多个(5个)紧固部件紧固各加强肋6的结构。

此外，收纳部4的长度方向的外周壁以及盖部5的长度方向外周也分别由多个(在本实施例中为各10个)固定螺栓12固定。在图2和图3中，标号13是贯插孔，14是螺合安装孔。

此外，收纳部4是非磁性金属制的箱状体，在底面一体成型有高度为大约10mm的加强肋6。在本实施例中，收纳部4为非磁性不锈钢制。并且盖部5也同样地为非磁性不锈钢制。另外，收纳部4以及盖部5也可以为铜、铝等其他非磁性金属制。

加强肋6的排列设置间隔与无芯线圈7的排列设置间隔(线圈间距)相同。在本实施例中，通过切削而与收纳部4一体形成加强肋6。另外，也可以构成为通过焊接等其他手段设置加强肋6，但通过切削而一体形成时，能够进一步提高刚性。

此外，本实施例的收纳部4的底面的厚度为大约1mm，板状的盖部5的厚度为大约20mm。因此，通过将加强肋6紧固于盖部5，能够利用比收纳部4的底面厚的盖部5的强度来进一步提高刚性。另外，在与收纳部4的底面的厚度相比盖部5为10倍以上的厚度的情况下，上述刚性提高作用尤其显著。

因此，即使在动子3内存在残留大气，也能够在腔室等真空氛围内良好地抑制由于残留大气而产生的挠曲等，能够尽可能地减小动子与定子之间的间隙，能够实现可抑制推力的下降的高真空对应无芯直线电动机。

此外，在盖部5设有冷却机构，该冷却机构对该盖部5以及借助紧固部件被紧固于该盖部5的加强肋6进行冷却。具体而言，如图4所图示那样，在盖部5的内部，以蛇行状态设置有作为冷却机构的制冷剂流动通道15，构成为使得水等制冷剂能够循环。在制冷剂流动通道15的两端部，设有制冷剂导入孔16以及制冷剂导出孔17。在本实施例中，通过深孔加工，从盖部5的侧面朝向内部以交叉的方式纵横穿设有多个直线孔，通过将这些直线孔的不需要部分堵上，形成了蛇行状的制冷剂流动通道15。另外，在图4中，标号22、23是用于对设置于收纳部4的线圈进行通电的输入侧端子和输出侧端子。

在通过冷却机构对盖部5进行冷却时，被螺栓9紧固于盖部5的加强肋6也被良好地冷却，围绕该加强肋6的无芯线圈7也被良好地冷却。

此外，本实施例的定子2是将多个永久磁铁1以极性交替不同的方式呈直线状地排列设置在磁铁固定板18上而构成的。此外，在本实施例中，磁铁1在磁铁固定板18上设置有2列。

通过上述结构，动子3由于能够将其挠曲抑制在约为10μm～30μm，因此与定子2隔着约为1mm～2mm的规定的间隙(在本实施例中为1.5mm)而配置。此外，在本实施例中构成为，在前后连结两个上述动子3，跨越这两个动子3而固定有工作台19。另外，动子3可以是1个，也可以是3个以上。在该工作台19上固定有移动对象物(在本实施例中是腔室20内的大气箱21)。在图1中，标号24是用于将工作台19固定到盖部5的长螺栓。

在本实施例中，如图5所图示那样，将定子2固定到固定于腔室20的固定体25上，将工作台19固定于大气箱21上，该大气箱21经由直线导轨26而与固定体25可移动地连结，使动子3相对于定子2移动，由此构成为使大气箱21相对于固定体25往复直线移动。大气箱21形成与真空腔室等真空区域隔开的大气区域。在本实施例中，构成为：使基板支承于大气箱21，在固定体25上设置蒸发源，通过真空用直线电动机使基板相对于蒸发源往复移动，由此能够进行成膜。此外，也可以构成为，将保持着基板的大气箱21固定，在固定体25的下方设置能够使固定体25往复直线移动的轨道，借助真空用直线电动机使设置在固定体25上的蒸发源相对于基板进行往复移动，由此能够进行成膜。另外，在图5中，标号27是连结管，其将大气箱21和工作台19连结，用于贯插例如向输入侧端子22或输出侧端子23的导线等。

另外，本发明并不限于本实施例，各结构要素的具体结构都能够适当地设计。