真空用直線電動機的動子的制作方法

本發明涉及真空用直線電動機的動子。

背景技術：

一直以來，在真空裝置內利用直線電動機的情況下，例如專利文獻1所公開那樣，通常用金屬制的罐(外殼)包圍電動機動子和定子(線圈或磁鐵)中的任一方，抑制向真空環境中的氣體排放。

但是，難以將大氣從罐中完全排除，因此，由于真空和罐中的殘留大氣的差壓而引起的應力，罐產生撓曲，動子和定子有時發生接觸。

因此，現狀是不得不采取如下等對策：擴大動子與定子之間的間隙，或者為了防止罐的變形而增大罐的板厚來提高剛性。

專利文獻1：日本特開2005-51906號公報

但是，如果擴大動子與定子之間的間隙，或者增大罐的板厚，則導致電動機推力的下降，需要線圈匝數的增加、驅動用電源容量的增大以及安全對策等，導致成本的上升。

技術實現要素：

本發明解決了上述那樣的問題，提供一種即使不增大罐的板厚也能夠利用簡單的結構抑制變形、能夠盡可能地減小動子與定子之間的間隙、且能夠在與大氣環境相同的系統中使用的劃時代的真空用直線電動機的動子。

涉及一種真空用直線電動機的動子，該真空用直線電動機由排列設置磁鐵而成的定子、和在所述磁鐵的排列設置方向上移動的所述動子構成，所述真空用直線電動機的動子的特征在于，所述動子由收納線圈并具有開口部的箱狀的收納部和封閉該收納部的所述開口部的蓋部構成，在所述收納部的與封閉所述開口部的所述蓋部面對的底面或所述蓋部上設置有加強肋，該加強肋與所述蓋部或所述收納部借助于緊固部件緊固起來。

本發明由于如上述那樣構成，因此成為即使不增大罐的板厚也能夠利用簡單的結構抑制變形、能夠盡可能地減小動子與定子之間的間隙的劃時代的真空用直線電動機的動子。

附圖說明

圖1是本實施例的概略說明立體圖。

圖2是本實施例的收納部4的概略說明立體圖。

圖3是本實施例的動子3的概略說明剖視圖。

圖4是本實施例的蓋部5的概略說明俯視圖。

圖5是本實施例的使用狀態說明圖。

標號說明

1：磁鐵

2：定子

3：動子

4：收納部

5：蓋部

6：加強肋

7：無芯線圈

8：模塑樹脂

具體實施方式

基于附圖示出本發明的作用，對本發明的優選的實施方式簡單進行說明。

使動子3相對于定子2移動，使設置于動子3的工作臺19等直線移動。

此時，即使在真空裝置內部等真空氛圍下使用的情況下，由于收納部4的底面被加強肋6加強而剛性提高，因此能夠在不增厚收納部4的底面的情況下，良好地抑制由于動子3中的殘留大氣而產生的變形。

因此，即使是高真空氛圍，也能夠將定子2與動子3之間的間隙設為所需最小限度，能夠實現小型、輕量且可得到良好的推力的真空用直線電動機。

而且，在使用了無芯線圈7的真空用無芯直線電動機中，通過在所述無芯線圈7的中空部配置加強肋6的結構，能夠利用無芯線圈7的中空部來提高強度，不需要另外確保加強肋6用的空間，并且，還能夠在不減少線圈的數量也不使收納部4大型化的情況下提高強度。而且，在蓋部5設置了冷卻機構的情況下，與蓋部5緊固的加強肋6也一并被良好地冷卻，通過使加強肋6位于無芯線圈7的中空部，能夠更有效率地抑制無芯線圈7的發熱。

【實施例】

根據附圖說明本發明的具體的實施例。

如圖1所圖示那樣，本實施例是真空用直線電動機，由排列設置磁鐵1而成的定子2、和在所述磁鐵1的排列設置方向上移動的動子3構成。

本實施例的動子3由如下部件構成：圖2所圖示那樣的箱狀的收納部4，其收納有具有中空部的橢圓形的無芯線圈7，并具有開口部；以及封閉該收納部4的所述開口部的蓋部5，本實施例的動子3是如下結構：在所述收納部4的與封閉所述開口部的所述蓋部5面對的底面，一體成型有加強肋6，該加強肋6和所述蓋部5被緊固部件被緊固起來。

此外，加強肋6分別被設置于按照規定的間隔排列設置的多個所述無芯線圈7各自的中空部，所述各加強肋6和所述蓋部5分別被所述緊固部件緊固起來。另外，也可以構成為與蓋部5一體地設置加強肋6，構成為借助緊固部件將該加強肋6與收納部4的底面緊固。此外，不限于無芯線圈7，也可以使用帶鐵芯的線圈。

此外，在本實施例中，在利用蓋部5封閉配置有無芯線圈7的收納部4的開口部后，在動子3內填充模塑樹脂8，用模塑樹脂8填滿無芯線圈7以及加強肋6的周圍，將無芯線圈7固定安裝到收納部4，并且使得在動子3內盡可能不殘留大氣。

如圖3所圖示那樣，收納部4和蓋部5被作為緊固部件的螺栓9緊固。具體而言，在蓋部5中，設有具有與螺栓9的頭部卡定的卡定階梯部的貫插孔10，在加強肋6的上表面設有螺合安裝螺栓9的尾部的螺紋孔11。通過將貫插于該貫插孔10的螺栓9的尾部螺合安裝到加強肋6的螺紋孔11并進行緊固，從而將蓋部5與加強肋6緊固起來。另外，在本實施例中構成為利用多個(5個)緊固部件緊固各加強肋6的結構。

此外，收納部4的長度方向的外周壁以及蓋部5的長度方向外周也分別由多個(在本實施例中為各10個)固定螺栓12固定。在圖2和圖3中，標號13是貫插孔，14是螺合安裝孔。

此外，收納部4是非磁性金屬制的箱狀體，在底面一體成型有高度為大約10mm的加強肋6。在本實施例中，收納部4為非磁性不銹鋼制。并且蓋部5也同樣地為非磁性不銹鋼制。另外，收納部4以及蓋部5也可以為銅、鋁等其他非磁性金屬制。

加強肋6的排列設置間隔與無芯線圈7的排列設置間隔(線圈間距)相同。在本實施例中，通過切削而與收納部4一體形成加強肋6。另外，也可以構成為通過焊接等其他手段設置加強肋6，但通過切削而一體形成時，能夠進一步提高剛性。

此外，本實施例的收納部4的底面的厚度為大約1mm，板狀的蓋部5的厚度為大約20mm。因此，通過將加強肋6緊固于蓋部5，能夠利用比收納部4的底面厚的蓋部5的強度來進一步提高剛性。另外，在與收納部4的底面的厚度相比蓋部5為10倍以上的厚度的情況下，上述剛性提高作用尤其顯著。

因此，即使在動子3內存在殘留大氣，也能夠在腔室等真空氛圍內良好地抑制由于殘留大氣而產生的撓曲等，能夠盡可能地減小動子與定子之間的間隙，能夠實現可抑制推力的下降的高真空對應無芯直線電動機。

此外，在蓋部5設有冷卻機構，該冷卻機構對該蓋部5以及借助緊固部件被緊固于該蓋部5的加強肋6進行冷卻。具體而言，如圖4所圖示那樣，在蓋部5的內部，以蛇行狀態設置有作為冷卻機構的制冷劑流動通道15，構成為使得水等制冷劑能夠循環。在制冷劑流動通道15的兩端部，設有制冷劑導入孔16以及制冷劑導出孔17。在本實施例中，通過深孔加工，從蓋部5的側面朝向內部以交叉的方式縱橫穿設有多個直線孔，通過將這些直線孔的不需要部分堵上，形成了蛇行狀的制冷劑流動通道15。另外，在圖4中，標號22、23是用于對設置于收納部4的線圈進行通電的輸入側端子和輸出側端子。

在通過冷卻機構對蓋部5進行冷卻時，被螺栓9緊固于蓋部5的加強肋6也被良好地冷卻，圍繞該加強肋6的無芯線圈7也被良好地冷卻。

此外，本實施例的定子2是將多個永久磁鐵1以極性交替不同的方式呈直線狀地排列設置在磁鐵固定板18上而構成的。此外，在本實施例中，磁鐵1在磁鐵固定板18上設置有2列。

通過上述結構，動子3由于能夠將其撓曲抑制在約為10μm～30μm，因此與定子2隔著約為1mm～2mm的規定的間隙(在本實施例中為1.5mm)而配置。此外，在本實施例中構成為，在前后連結兩個上述動子3，跨越這兩個動子3而固定有工作臺19。另外，動子3可以是1個，也可以是3個以上。在該工作臺19上固定有移動對象物(在本實施例中是腔室20內的大氣箱21)。在圖1中，標號24是用于將工作臺19固定到蓋部5的長螺栓。

在本實施例中，如圖5所圖示那樣，將定子2固定到固定于腔室20的固定體25上，將工作臺19固定于大氣箱21上，該大氣箱21經由直線導軌26而與固定體25可移動地連結，使動子3相對于定子2移動，由此構成為使大氣箱21相對于固定體25往復直線移動。大氣箱21形成與真空腔室等真空區域隔開的大氣區域。在本實施例中，構成為：使基板支承于大氣箱21，在固定體25上設置蒸發源，通過真空用直線電動機使基板相對于蒸發源往復移動，由此能夠進行成膜。此外，也可以構成為，將保持著基板的大氣箱21固定，在固定體25的下方設置能夠使固定體25往復直線移動的軌道，借助真空用直線電動機使設置在固定體25上的蒸發源相對于基板進行往復移動，由此能夠進行成膜。另外，在圖5中，標號27是連結管，其將大氣箱21和工作臺19連結，用于貫插例如向輸入側端子22或輸出側端子23的導線等。

另外，本發明并不限于本實施例，各結構要素的具體結構都能夠適當地設計。