(57)【要約】【課題】Ｚ軸方向におけるθＺ軸リニアモータの高さを従来よりも低くすることによって、アクチュエータ体格を小さくすることが可能なθＺ軸リニアモータを提供する。【解決手段】本発明に係るθＺ軸リニアモータ３は、円筒状の界磁ヨーク３１と、界磁ヨーク３１の内周面に配置された複数の円弧状のθ軸用マグネット１２および円筒状のＺ軸用マグネット２２とを備える界磁と、環状の複数のθ軸用コイル１３と円筒状のＺ軸用コイル２３とを備える電機子とからなり、界磁および電機子の一方を、出力軸を支持する可動部とし、他方を固定部としたものである。【選択図】図１
2010187505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸がＺ軸方向の直進動作と当該Ｚ軸回りのθ軸方向の回転動作を行うθＺ軸リニアモータであって、中心軸を前記Ｚ軸とする円筒状の界磁ヨークと、前記Ｚ軸を取り囲むように前記界磁ヨークの内周面に複数個配置され、かつ前記Ｚ軸側の極性が隣同士で異なるように各々が径方向に磁化された円弧状のθ軸用マグネットと、を備える界磁と、中心軸を前記Ｚ軸と垂直な方向に向けて前記Ｚ軸を取り囲むように、かつ各前記θ軸用マグネットの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように複数個配置された環状のθ軸用コイルを備える電機子とからなり、前記界磁および前記電機子の何れか一方を、前記出力軸を支持する可動部とし、他方を固定部としたθＺ軸リニアモータにおいて、
前記界磁は、中心軸を前記Ｚ軸として前記界磁ヨークの内周面に配置され、かつ径方向に磁化された円筒状のＺ軸用第１マグネットを備え、
前記電機子は、中心軸を前記Ｚ軸として前記Ｚ軸用第１マグネットの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第１コイルを備えることを特徴とするθＺ軸リニアモータ。
【請求項２】
前記界磁は、中心軸を前記Ｚ軸として前記θ軸用マグネットを前記Ｚ軸用第１マグネットとの間で挟み込むように前記界磁ヨークの内周面に配置され、かつ径方向に磁化された円筒状のＺ軸用第２マグネットをさらに備え、
前記電機子は、中心軸を前記Ｚ軸として前記Ｚ軸用第２マグネットの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第２コイルをさらに備えることを特徴とする請求項１記載のθＺ軸リニアモータ。
【請求項３】
出力軸がＺ軸方向の直進動作と当該Ｚ軸回りのθ軸方向の回転動作を行うθＺ軸リニアモータであって、中心軸を前記Ｚ軸とする円筒状の界磁ヨークと、前記Ｚ軸を取り囲むように前記界磁ヨークの内周面に複数個配置され、かつ前記Ｚ軸側の極性が隣同士で異なるように各々が径方向に磁化された円弧状のθ軸用マグネットと、を備える界磁と、中心軸を前記Ｚ軸と垂直な方向に向けて前記Ｚ軸を取り囲むように、かつ各前記θ軸用マグネットの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように複数個配置された環状のθ軸用コイルを備える電機子とからなり、前記界磁および前記電機子の何れか一方を、前記出力軸を支持する可動部とし、他方を固定部としたθＺ軸リニアモータにおいて、
前記界磁は、前記界磁ヨークの内周面の前記θ軸用マグネット間に２個だけ前記Ｚ軸方向に並ぶように配置され、かつ前記Ｚ軸側の極性が互いに異なるように各々が径方向に磁化された円弧状のＺ軸用マグネットからなるＺ軸用第１マグネットペアを備え、
前記電機子は、中心軸を前記Ｚ軸と垂直な方向に向けて前記Ｚ軸用第１マグネットペアの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第１コイルを備えることを特徴とするθＺ軸リニアモータ。
【請求項４】
前記界磁は、前記界磁ヨークの内周面の前記θ軸用マグネット間に２個だけ前記Ｚ軸方向に並ぶように配置され、かつ前記Ｚ軸側の極性が互いに異なるように各々が径方向に磁化された円弧状のＺ軸用マグネットからなり、前記界磁ヨークの円周方向に対して前記Ｚ軸用第１マグネットペアを含めた互いの間隔が等間隔となるように１個以上配置されたＺ軸用第２マグネットペアをさらに備え、
前記電機子は、中心軸を前記Ｚ軸と垂直な方向に向けて前記Ｚ軸用第２マグネットペアに対応するように１個以上配置され、対応するＺ軸用第２マグネットペアの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第２コイルをさらに備えることを特徴とする請求項３記載のθＺ軸リニアモータ。
【請求項５】
前記θ軸用コイルおよび前記Ｚ軸用第１コイルの前記Ｚ軸側の面に配置された円筒状の電機子ヨークを備えることを特徴とする請求項１または３記載のθＺ軸リニアモータ。
【請求項６】
前記θ軸用コイル、前記Ｚ軸用第１コイル、および前記Ｚ軸用第２コイルの前記Ｚ軸側の面に配置された円筒状の電機子ヨークを備えることを特徴とする請求項２または４記載のθＺ軸リニアモータ。
【請求項７】
前記θ軸用コイルおよび前記Ｚ軸用第１コイルは、樹脂で一体成型されることを特徴とする請求項１または３記載のθＺ軸リニアモータ。
【請求項８】
前記θ軸用コイル、前記Ｚ軸用第１コイル、および前記Ｚ軸用第２コイルは、樹脂で一体成型されることを特徴とする請求項２または４記載のθＺ軸リニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、θＺ軸リニアモータの電機子構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶や半導体市場をはじめ、θＺ軸、あるいはＸＹθＺ軸等のステージへのリニアモータの採用事例が増えてきている（例えば特許文献１）。その中のθＺ軸リニアモータの一例として、図６に示すような構成を有するθＺ軸リニアモータについて説明する。図６は、従来のθＺ軸リニアモータの構成を示す図である。
【０００３】
θ軸リニアモータ１は、出力軸がＺ軸回りのθ軸方向の回転動作を行うモータである。θ軸リニアモータ１は、円筒状の界磁ヨーク１１と円弧状の複数のθ軸用マグネット１２と備える界磁と、筒状の複数のθ軸用コイル１３を一体樹脂成型したものを備える電機子とからなる。
電機子は、その中心軸を界磁の中心軸（Ｚ軸）として界磁の内周側に配置される。電機子の外周側と界磁の内周側との間には、一定のクリアランスが形成されている。
【０００４】
具体的には、θ軸用マグネット１２は、界磁ヨーク１１の中心軸であるＺ軸を取り囲むように、界磁ヨーク１１の内周面に複数個配置される。各θ軸用マグネット１２は、円周方向に等ピッチに並んでおり、Ｚ軸側の極性が隣同士で異なるようにそれぞれ径方向に磁化されている。
θ軸用コイル１３は、中心軸をＺ軸と垂直な方向に向けてＺ軸を取り囲むように複数個配置される。また、θ軸用コイル１３は、各θ軸用マグネット１２の内周面と一定のクリアランスを介して対向するように複数個配置される。各θ軸用コイル１３は、円周方向に等ピッチに並んでおり、θ軸用コイル１３間の位相差は、電気角１２０°となっている。
【０００５】
以上のように構成された界磁および電機子の一方は、固定部となっており、もう一方は、θ軸方向の回転動作を行う可動部となっている。このような可動部に出力軸が支持されることで、出力軸はθ軸方向の回転動作を行う。
【０００６】
Ｚ軸リニアモータ２は、出力軸がＺ軸方向の直進動作を行うモータである。Ｚ軸リニアモータ２は、円筒状の界磁ヨーク２１と円筒状のＺ軸用マグネット２２とを備える界磁と、環状のＺ軸用コイル２３を樹脂成型したものを備える電機子とからなる。
電機子は、その中心軸を界磁の中心軸（Ｚ軸）として界磁の内周側に配置される。電機子の外周側と界磁の内周側との間には、一定のクリアランスが形成されている。
【０００７】
具体的には、Ｚ軸用マグネット２２は、径方向に磁化され、中心軸を界磁ヨーク２１の中心軸であるＺ軸として界磁ヨーク２１の内周面に配置される。
Ｚ軸用コイル２３は、中心軸をＺ軸として、Ｚ軸用マグネット２２の内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置される。
【０００８】
以上のように構成された界磁および電機子の一方は、固定部となっており、もう一方は、Ｚ軸方向の直進動作を行う可動部となっている。このような可動部に出力軸が支持されることで、出力軸はＺ軸方向の直進動作を行う。
【０００９】
このように、従来のθＺ軸リニアモータは、別々に構成されたθ軸リニアモータ１とＺ軸リニアモータ２を用いることによって、θ軸方向の回転動作とＺ軸方向の直動動作を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−３６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来のθＺ軸リニアモータでは、θ軸リニアモータ１とＺ軸リニアモータ２が別々に構成されている。このため、１軸リニアモータ（θ軸リニアモータ１またはＺ軸リニアモータ２）と比べて、Ｚ軸方向におけるθＺ軸リニアモータの高さが大幅に高くなるという問題点がある。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、Ｚ軸方向におけるθＺ軸リニアモータの高さを従来よりも低くすることによって、アクチュエータ体格を小さくすることが可能なθＺ軸リニアモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記問題を解決するため、本発明では次のように構成したものである。
請求項１記載の発明は、出力軸がＺ軸方向の直進動作と当該Ｚ軸回りのθ軸方向の回転動作を行うθＺ軸リニアモータであって、中心軸をＺ軸とする円筒状の界磁ヨークと、Ｚ軸を取り囲むように界磁ヨークの内周面に複数個配置され、かつＺ軸側の極性が隣同士で異なるように各々が径方向に磁化された円弧状のθ軸用マグネットと、を備える界磁と、中心軸をＺ軸と垂直な方向に向けてＺ軸を取り囲むように、かつ各θ軸用マグネットの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように複数個配置された環状のθ軸用コイルを備える電機子とからなり、界磁および電機子の何れか一方を、出力軸を支持する可動部とし、他方を固定部としたθＺ軸リニアモータにおいて、界磁は、中心軸をＺ軸として界磁ヨークの内周面に配置され、かつ径方向に磁化された円筒状のＺ軸用第１マグネットを備え、電機子は、中心軸をＺ軸としてＺ軸用第１マグネットの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第１コイルを備えることを特徴としたものである。
請求項２記載の発明は、界磁は、中心軸をＺ軸としてθ軸用マグネットをＺ軸用第１マグネットとの間で挟み込むように界磁ヨークの内周面に配置され、かつ径方向に磁化された円筒状のＺ軸用第２マグネットをさらに備え、電機子は、中心軸をＺ軸としてＺ軸用第２マグネットの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第２コイルをさらに備えることを特徴としたものである。
請求項３記載の発明は、出力軸がＺ軸方向の直進動作と当該Ｚ軸回りのθ軸方向の回転動作を行うθＺ軸リニアモータであって、中心軸をＺ軸とする円筒状の界磁ヨークと、Ｚ軸を取り囲むように界磁ヨークの内周面に複数個配置され、かつＺ軸側の極性が隣同士で異なるように各々が径方向に磁化された円弧状のθ軸用マグネットと、を備える界磁と、中心軸をＺ軸と垂直な方向に向けてＺ軸を取り囲むように、かつ各θ軸用マグネットの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように複数個配置された環状のθ軸用コイルを備える電機子とからなり、界磁および電機子の何れか一方を、出力軸を支持する可動部とし、他方を固定部としたθＺ軸リニアモータにおいて、界磁は、界磁ヨークの内周面のθ軸用マグネット間に２個だけＺ軸方向に並ぶように配置され、かつＺ軸側の極性が互いに異なるように各々が径方向に磁化された円弧状のＺ軸用マグネットからなるＺ軸用第１マグネットペアを備え、電機子は、中心軸をＺ軸と垂直な方向に向けてＺ軸用第１マグネットペアの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第１コイルを備えることを特徴としたものである。
請求項４記載の発明は、界磁は、界磁ヨークの内周面のθ軸用マグネット間に２個だけＺ軸方向に並ぶように配置され、かつＺ軸側の極性が互いに異なるように各々が径方向に磁化された円弧状のＺ軸用マグネットからなり、界磁ヨークの円周方向に対してＺ軸用第１マグネットペアを含めた互いの間隔が等間隔となるように１個以上配置されたＺ軸用第２マグネットペアをさらに備え、電機子は、中心軸をＺ軸と垂直な方向に向けてＺ軸用第２マグネットペアに対応するように１個以上配置され、対応するＺ軸用第２マグネットペアの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第２コイルをさらに備えることを特徴としたものである。
請求項５記載の発明は、θ軸用コイルおよびＺ軸用第１コイルのＺ軸側の面に配置された円筒状の電機子ヨークを備えることを特徴としたものである。
請求項６記載の発明は、θ軸用コイル、Ｚ軸用第１コイル、およびＺ軸用第２コイルのＺ軸側の面に配置された円筒状の電機子ヨークを備えることを特徴としたものである。
請求項７記載の発明は、θ軸用コイルおよびＺ軸用第１コイルは、樹脂で一体成型されることを特徴としたものである。
請求項８記載の発明は、θ軸用コイル、Ｚ軸用第１コイル、およびＺ軸用第２コイルは、樹脂で一体成型されることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によると、１台のリニアモータで２つの動作（θ軸方向の回転動作とＺ軸方向の直動動作）を可能にしている。このため、従来構成と比べてＺ軸方向におけるθＺ軸リニアモータの高さが低くなり、アクチュエータ体格を小さくすることが可能となる。
請求項２または４記載の発明によると、推力・トルク発生時の力点位置が、Ｚ軸方向の直進動作とθ軸方向の回転動作とで一致することになり、推力・トルクのアンバランスを防ぐことが可能となる。
請求項３記載の発明によると、１台のリニアモータで２つの動作を可能にしている。このため、従来構成と比べてＺ軸方向におけるθＺ軸リニアモータの高さが低くなり、アクチュエータ体格を小さくすることが可能となる。また、上記請求項１記載の発明よりも、アクチュエータ体格をさらに小さくすることが可能となる。
請求項５または６記載の発明によると、界磁側の漏れ磁束量を低減させて、θ軸方向の回転動作およびＺ軸方向の直動動作に関係するモータ性能を向上させることが可能となる。
請求項７または８記載の発明によると、Ｚ軸方向における電機子の高さを容易に低くすることができるので、アクチュエータ体格をさらに小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施例に係るθＺ軸リニアモータ３の構成例を示す図
【図２】本発明の第２実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ａの構成例を示す図
【図３】本発明の第３実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ｂの構成例を示す図
【図４】本発明の第４実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ｃの構成例を示す図
【図５】本発明の第５実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ｄの構成例を示す図
【図６】従来のθＺ軸リニアモータの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の第１実施例に係るθＺ軸リニアモータ３の構成例を示す図である。図１（ａ）は、一部を切断したθＺ軸リニアモータ３の斜視図である。図１（ｂ）は、線ＡＡに沿って切断したθＺ軸リニアモータ３を上方から見たときの断面図である。図１（ｃ）は、線ＢＢに沿って切断したθＺ軸リニアモータ３を上方から見たときの断面図である。
【００１８】
図１において、θＺ軸リニアモータ３は、円筒状の界磁ヨーク３１、円弧状の複数のθ軸用マグネット１２、および円筒状のＺ軸用マグネット２２を備える界磁と、環状の複数のθ軸用コイル１３および環状のＺ軸用コイル２３を一体樹脂成型したものを備える電機子とからなる。
電機子は、その中心軸を界磁の中心軸（Ｚ軸）として界磁の内周側に配置される。電機子の外周側と界磁の内周側との間には、一定のクリアランスが形成されている。
【００１９】
具体的には、θ軸用マグネット１２は、界磁ヨーク３１の中心軸であるＺ軸を取り囲むように、界磁ヨーク３１の内周面に複数個配置される。各θ軸用マグネット１２は、円周方向に等ピッチに並んでおり、Ｚ軸側の極性が隣同士で異なるようにそれぞれ径方向に磁化されている。
Ｚ軸用マグネット２２は、径方向に磁化され、中心軸を界磁ヨーク３１の中心軸であるＺ軸として、界磁ヨーク３１の内周面のうち、各θ軸用マグネット１２の片側隣に配置される。図１（ａ）の例では、Ｚ軸用マグネット２２は、各θ軸用マグネット１２の上側隣に配置されている。
θ軸用コイル１３は、中心軸をＺ軸と垂直な方向に向けてＺ軸を取り囲むように複数個配置される。また、θ軸用コイル１３は、各θ軸用マグネット１２の内周面と一定のクリアランスを介して対向するように複数個配置される。各θ軸用コイル１３は、円周方向に等ピッチに並んでおり、θ軸用コイル１３間の位相差は、電気角１２０°となっている。
Ｚ軸用コイル２３は、中心軸をＺ軸としてＺ軸用マグネット２２の内周面と一定のクリアランスを介して対向するように、各θ軸用コイル１３の片側隣に配置される。図１（ａ）の例では、Ｚ軸用コイル２３は、各θ軸用コイル１３の上側隣に配置されている。
【００２０】
以上のように構成された界磁および電機子の一方は、固定部となっており、もう一方は、θ軸方向の回転動作とＺ軸方向の直動動作の両方を行う可動部となっている。このような可動部に出力軸が支持されることで、出力軸はθ軸方向の回転動作とＺ軸方向の直進動作の両方を行う。
【００２１】
以上のように、本実施例に係るθＺ軸リニアモータ３では、θ軸方向の回転動作に用いられる界磁ヨークと、Ｚ軸方向の直動動作に用いられる界磁ヨークとを共用している。つまり、１台のリニアモータで２つの動作（θ軸方向の回転動作、Ｚ軸方向の直動動作）を可能にしている。このため、図６に示した従来構成と比べてＺ軸方向におけるθＺ軸リニアモータ３の高さが低くなり、アクチュエータ体格を小さくすることが可能となる。
【実施例２】
【００２２】
図２は、本発明の第２実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ａの構成例を示す図である。図２（ａ）は、一部を切断したθＺ軸リニアモータ３ａの界磁の斜視図である。図２（ｂ）は、θＺ軸リニアモータ３ａの電機子の斜視図である。図２（ｃ）は、線ＣＣに沿って切断した界磁および電機子からなるθＺ軸リニアモータ３ａを上方から見たときの断面図である。
【００２３】
図２において、θＺ軸リニアモータ３ａは、円筒状の界磁ヨーク３１ａ、円弧状の複数のθ軸用マグネット１２、およびＺ軸用マグネットペア２２ａを備える界磁と、環状のＺ軸用コイル２３ａと環状の複数のθ軸用コイル１３とを一体樹脂成型したものを備える電機子とからなる。
本実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ａの構成は、図１に示した第１実施例の構成に対し、界磁ヨーク３１が界磁ヨーク３１ａに、Ｚ軸用マグネット２２がＺ軸用マグネットペア２２ａに、Ｚ軸用コイル２３がＺ軸用コイル２３ａに入れ代わった点で異なる。以下、異なる点を中心に説明する。
【００２４】
Ｚ軸用マグネットペア２２ａは、界磁ヨーク３１ａの内周面であってθ軸用マグネット１２間に２個配置された円弧状のＺ軸用マグネットからなる。各Ｚ軸用マグネットは、Ｚ軸方向に並ぶように配置され、Ｚ軸側の極性が互いに異なるように径方向に磁化される。
Ｚ軸用コイル２３ａは、中心軸をＺ軸と垂直な方向に向けてＺ軸用マグネットペア２２ａの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置される。なお、θ軸用コイル１３およびＺ軸用コイル２３ａは、一体樹脂成型される。
【００２５】
以上のように構成された界磁および電機子の一方は、固定部となっており、もう一方は、θ軸方向の回転動作とＺ軸方向の直動動作の両方を行う可動部となっている。このような可動部に出力軸が支持されることで、出力軸はθ軸方向の回転動作とＺ軸方向の直進動作の両方を行う。
【００２６】
なお、本実施例では、可動部がθ軸方向へ回転してＺ軸用コイル２３ａがＺ軸用マグネットペア２２ａの内周面と対向しなくなると、可動部がＺ軸方向へ直進できなくなる。このため、本実施例では、図示しない機構により、Ｚ軸方向の直進動作が可能な程度に可動部のθ軸方向の回転動作が予め制限されているものとする。
【００２７】
以上のように、本実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ａでは、Ｚ軸用マグネットペア２２ａがθ軸用マグネット１２間に配置され、Ｚ軸用コイル２３ａがＺ軸用マグネットペア２２ａの内周面と対向するように配置される。このため、上述した第１実施例のＺ軸用マグネット２２およびＺ軸用コイル２３の高さの分だけ、アクチュエータ体格を小さくすることが可能となる。
【００２８】
なお、上述では、可動部のθ軸方向の回転動作を予め制限していたが、予め制限しなくてもよい。この場合、図示しない制御回路を別途設けるとよい。
具体的には、この制御回路において、Ｚ軸用コイル２３ａがＺ軸用マグネットペア２２ａの内周面と対向するか否かを判断させる。
Ｚ軸用コイル２３ａがＺ軸用マグネットペア２２ａの内周面と対向しないと判断した場合、制御回路は、Ｚ軸用コイル２３ａがＺ軸用マグネットペア２２ａの内周面と対向するように可動部をθ軸方向へ回転させる。その後、制御回路は、所望の位置まで可動部をＺ軸方向へ直進させ、その後、所望の位置まで可動部をθ軸方向へ回転させることで、可動部を任意の位置まで移動させる。
一方、Ｚ軸用コイル２３ａがＺ軸用マグネットペア２２ａの内周面と対向すると判断した場合、制御回路は、所望の位置まで可動部をＺ軸方向へ直動させ、その後、所望の位置まで可動部をθ軸方向へ回転させることで、可動部を任意の位置まで移動させる。
【実施例３】
【００２９】
図３は、本発明の第３実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ｂの構成例を示す図である。図３は、一部を切断したθＺ軸リニアモータ３ｂの斜視図である。
【００３０】
図３において、θＺ軸リニアモータ３ｂは、円筒状の界磁ヨーク３１ｂ、円弧状の複数のθ軸用マグネット１２、および円筒状の複数のＺ軸用マグネット２２を備える界磁と、環状の複数のＺ軸用コイル２３と環状の複数のθ軸用コイル１３とを一体樹脂成型したものを備える電機子とからなる。
本実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ｂの構成は、図１に示した第１実施例の構成に対し、界磁ヨーク３１が界磁ヨーク３１ｂに入れ代わり、Ｚ軸用マグネット２２およびＺ軸用コイル２３を２個ずつ備えた点で異なる。以下、異なる点を中心に説明する。
【００３１】
Ｚ軸用マグネット２２は、径方向に磁化され、中心軸を界磁ヨーク３１ｂの中心軸であるＺ軸として、界磁ヨーク３１ｂの内周面のうち、各θ軸用マグネット１２の両側隣にそれぞれ配置される。つまり、Ｚ軸用マグネット２２は、各θ軸用マグネット１２を間に挟み込むように界磁ヨーク３１ｂの内周面に配置される。図３の例では、Ｚ軸用マグネット２２は、各θ軸用マグネット１２の上側隣と下側隣にそれぞれ配置されている。
Ｚ軸用コイル２３は、中心軸をＺ軸としてＺ軸用マグネット２２の内周面のそれぞれと一定のクリアランスを介して対向するように、各θ軸用コイル１３の両側隣に配置される。図３の例では、Ｚ軸用コイル２３は、各θ軸用コイル１３の上側隣と下側隣にそれぞれ配置されている。
【００３２】
以上のように、本実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ｂでは、Ｚ軸用マグネット２２がθ軸用マグネット１２の両側隣に配置され、Ｚ軸用コイル２３がθ軸用コイル１３の両側隣に配置される。これにより、Ｚ軸方向における推力・トルク発生時の力点位置が、Ｚ軸方向の直進動作とθ軸方向の回転動作とで一致することになり、推力・トルクのアンバランスを防ぐことが可能となる。
【実施例４】
【００３３】
図４は、本発明の第４実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ｃの構成例を示す図である。
図４は、θＺ軸リニアモータ３ｃを上方から見たときの断面図である。
【００３４】
図４において、θＺ軸リニアモータ３ｃは、円筒状の界磁ヨーク３１ａ、円弧状の複数のθ軸用マグネット１２、および複数のＺ軸用マグネットペア２２ａを備える界磁と、環状の複数のＺ軸用コイル２３ａと環状の複数のθ軸用コイル１３とを一体樹脂成型したものを備える電機子とからなる。
本実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ｃの構成は、図２に示した第２実施例の構成に対し、Ｚ軸用マグネットペア２２ａおよびＺ軸用コイル２３ａを４個ずつ備える点で異なる。以下、異なる点を中心に説明する。
【００３５】
Ｚ軸用マグネットペア２２ａは、界磁ヨーク３１ａの内周面であってθ軸用マグネット１２間に２個配置されたＺ軸用マグネットからなる。各Ｚ軸用マグネットは、Ｚ軸方向に並ぶように配置され、Ｚ軸側の極性が互いに異なるように径方向に磁化される。Ｚ軸用マグネットペア２２ａは、円周方向において互いの間隔が等間隔となるように４個配置される。
Ｚ軸用コイル２３ａは、中心軸をＺ軸と垂直な方向に向けて各Ｚ軸用マグネットペア２２ａと対応するように４個配置される。またＺ軸用コイル２３ａは、対応するＺ軸用マグネットペア２２ａの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置される。なお、θ軸用コイル１３およびＺ軸用コイル２３ａは、一体樹脂成型される。
【００３６】
以上のように、本実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ｃでは、Ｚ軸用マグネットペア２２ａが界磁ヨーク３１ａの円周方向において等間隔で４個配置され、Ｚ軸用コイル２３ａがＺ軸用マグネットペア２２ａの内周面と対向するように、θ軸用コイル１３の間に４個配置される。これにより、図４に示すθＺ軸リニアモータ３ｃの上方から見た推力・トルク発生時の力点位置が、Ｚ軸方向の直進動作とθ軸方向の回転動作とで一致することになり、推力・トルクのアンバランスを防ぐことが可能となる。
【００３７】
なお、上述では、Ｚ軸用マグネットペア２２ａとＺ軸用コイル２３ａを４個ずつ配置していたが、これに限られない。界磁ヨーク３１ａの円周方向において等間隔に配置されればよく、Ｚ軸用マグネットペア２２ａとＺ軸用コイル２３ａを２個ずつ配置してもよいし、３個ずつ配置してもよい。
【実施例５】
【００３８】
図５は、本発明の第５実施例のθＺ軸リニアモータ３ｄの構成例を示す図である。
図５は、θＺ軸リニアモータ３ｄを上方から見たときの断面図である。
【００３９】
図５において、θＺ軸リニアモータ３ｄは、円筒状の界磁ヨーク３１、円弧状の複数のθ軸用マグネット１２、および円筒状のＺ軸用マグネット２２を備える界磁と、環状の複数のθ軸用コイル１３および環状のＺ軸用コイル２３を一体樹脂成型したものを備える電機子とからなる。
本実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ｄの構成は、図１に示した第１実施例の構成に対し、θ軸用コイル１３およびＺ軸用コイル２３の内側（Ｚ軸側）に設けられた円筒状の電機子ヨーク３２がさらに追加された点で異なる。
【００４０】
以上のように、本実施例に係るθＺ軸リニアモータ３ｄでは、電機子ヨーク３２がさらに追加される。これにより、界磁側の漏れ磁束量を低減させて、θ軸方向の回転動作およびＺ軸方向の直動動作に関係するモータ性能を向上させることが可能となる。
【００４１】
なお、本実施例では、図１に示した第１実施例の構成に電機子ヨーク３２を追加した構成を説明したが、上述した第２〜第４実施例の構成に電機子ヨーク３２を追加しても、上述と同様に、モータ性能を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係るθＺ軸リニアモータは、アクチュエータ体格が小さいので、最小限のマシン体格でθＺの２軸ステージを実現することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  θ軸リニアモータ
２  Ｚ軸リニアモータ
３、３ａ〜３ｄ  θＺ軸リニアモータ
１１、２１、３１、３１ａ、３１ｂ  界磁ヨーク
１２  θ軸用マグネット
１３  θ軸用コイル
２２  Ｚ軸用マグネット
２２ａ  Ｚ軸用マグネットペア
２３、２３ａ  Ｚ軸用コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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