(57)【要約】【課題】リニアモータ可動子に搭載される複数のワークの必要推力に大きな差があっても、体格を極限まで小型化できるマルチヘッド形コアレスリニアモータを提供する。【解決手段】交互に磁極が異なるように配列されたＰ個の永久磁石６をもつ永久磁石界磁と、集中的に巻回され且つ３相接続されたＭ個の電機子コイル３をもつ電機子と、前記電機子と前記永久磁石界磁の何れか一方を可動子１に、他方を固定子４として構成すると共に、同一の前記固定子４上に前記可動子１を複数個並べて配置し、前記複数の可動子１を別々に駆動するようにしたマルチヘッド形コアレスリニアモータにおいて、前記複数の可動子１は、前記固定子４に対して前記永久磁石６の磁極数Ｐと前記電機子コイル３の数Ｍで決定される関係がそれぞれ異なる大推力可動子１１ａと小推力可動子１２ａとから構成される。【選択図】図１
2011067081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線方向に向かって交互に磁極が異なるように配列されたＰ個の永久磁石をもつ永久磁石界磁と、
前記永久磁石界磁と磁気的空隙を介して対向配置されると共に、集中的に巻回され且つ３相接続されたＭ個の電機子コイルをもつ電機子と、
を備え、前記電機子と前記永久磁石界磁の何れか一方を可動子に、他方を固定子として構成すると共に、同一の前記固定子上に前記可動子を複数個並べて配置することにより、前記複数の可動子を前記固定子に対して別々に駆動するようにしたマルチヘッド形コアレスリニアモータにおいて、
前記複数の可動子は、前記固定子に対して前記永久磁石の磁極数Ｐと前記電機子コイルの数Ｍで決定される関係がそれぞれ異なる大推力可動子と小推力可動子とから構成されることを特徴とするマルチヘッド形コアレスリニアモータ。
【請求項２】
前記大推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝４ｎ：３ｎとすると共に(但しｎは１以上の整数)、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の長さは４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）であり、
前記小推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝２ｎ：３ｎとすると共に(但しｎは１以上の整数)、前記小推力可動子の長さは２τｐとすることを特徴とする請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータ。
【請求項３】
前記大推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝４ｎ：３ｎとすると共に(但しｎは１以上の整数)、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の長さは４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）であり、
前記小推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝２ｎ：３ｎとすると共に(但しｎは１以上の整数)、前記小推力可動子または前記固定子に設けられる前記電機子コイルのうちＷ相コイルを電気角１８０°ずらし、当該コイルの巻き方向を反転させて配置することにより、前記小推力可動子の長さを（４／３）τｐとすることを特徴とする請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータ。
【請求項４】
前記大推力可動子および前記小推力可動子の両方は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝４ｎ：３ｎとすると共に(但しｎは１以上の整数)、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の可動子長さは４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）とするものであり、
前記小推力可動子は、前記可動子または前記固定子に設けられるＶ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、前記小推力可動子の長さを（８／３）τｐとすることを特徴とする請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータ。
【請求項５】
前記大推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝４ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数)、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の長さは４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）であり、
前記小推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝５ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数)、前記小推力可動子または前記固定子に設けられる前記電機子コイルのうちＷ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、前記小推力可動子の長さを（１０／３）τｐとすることを特徴とする請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータ。
【請求項６】
前記大推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝５ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数）、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の長さは５τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）であり、
前記小推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝２ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数)、前記小推力可動子の長さは２τｐとすることを特徴とする請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータ。
【請求項７】
前記大推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝５ｎ：３ｎとすると共に(但しｎは１以上の整数)、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の長さは５τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）であり、
前記小推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝２ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数）、前記小推力可動子または前記固定子に設けられる前記電機子コイルのうちＷ相コイルを電気角１８０°ずらし、当該コイルの巻き方向を反転させて配置することにより、前記小推力可動子の長さを（４／３）τｐとすることを特徴とする請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータ。
【請求項８】
前記大推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝５ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数）、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の長さは５τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）であり、
前記小推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝４ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数）、前記小推力可動子または前記固定子に設けられる前記電機子コイルのうちＶ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、前記小推力可動子の長さを（８／３）τｐとすることを特徴とする請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータ。
【請求項９】
前記大推力可動子および前記小推力可動子の両方は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝５ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数）、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の可動子長さは５τｐ×Ｎ（Ｎ１以上の整数）とするものであり、
前記小推力可動子は、前記可動子または前記固定子に設けられるＷ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、前記小推力可動子の長さを（１０／３）τｐとすることを特徴とする請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板搬送装置または半導体製造装置あるいは工作機械等のテーブル送り装置に用いられると共に、特にリニアモータを駆動して移動体である複数の可動子を固定子に対して自在に移動させるマルチヘッド形コアレスリニアモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コアレスリニアモータにおいて、同一固定子上に同じサイズの可動子を複数個並べて配置し、該複数の可動子を別々に駆動するというマルチヘッド仕様のものが提案されている（例えば、特許文献１に記載）。
図１３は、第1従来技術のコアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。図１３において、１は電機子を構成する可動子であり、可動子１は可動子ベース２と集中的に巻回され且つ３相接続された複数個の電機子コイル３から構成されている。４は永久磁石界磁を構成する固定子であり、前記電機子と磁気的空隙を介して対向配置されている。固定子４は界磁ヨーク５上と該界磁ヨーク５の長手方向、所謂直線方向に向かって交互に磁極が異なるように設けた複数個の永久磁石６とから構成されている。
このようなリニアモータにおいて、同じ体格である複数個の可動子１が同一の固定子４上に配置されて、可動子１に搭載された図示しない別々のワークを動かすことができる。上記の図１３に示すマルチヘッド仕様のリニアモータは一般的な仕様であるが、この構造において、ユーザから必要な推力が複数の可動子によって異なるような要求がある場合は、例えば、図１４に示すリニアモータが提案されている。
図１４は、第２従来技術のコアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。なお、図に示すリニアモータは可動子を電機子とし、固定子を界磁として構成したものを説明する。
図１４において、１１ａは大推力可動子、１２ａは小推力可動子、３１ａは大推力電機子コイル、３２ａは小推力電機子コイルである。
リニアモータは基本的に永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイルの数Ｍで決定される関係が、Ｐ＝４、Ｍ＝３のコンビネーションのものを１セットとして構成するもので、図１４では、これを小推力可動子１２ａからなる１セットと、該小推力可動子１２ａの長さ２台分に相当する大推力可動子１１ａからなる２セットで構成することにより、必要推力の異なるワークに合わせて同一のコンビネーションを有する可動子の長さを決定することができる。
このように、図１４に示す従来のマルチヘッド仕様のリニアモータでは、最小単位の磁極数とコイル数のコンビネーションを１セットとし、各可動子の必要推力に応じて、可動子のセット数を変えることで対応を図るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１１６３０号公報（明細書第３頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のリニアモータの可動子配置では、例えば大推力可動子が１０００Ｎ、小推力可動子が１００Ｎというように、各可動子の必要推力に大きな差がある場合、その対応が極めて難しい。具体的には、図１４のように大推力可動子のコンビネーションセット数を２とすると、小推力可動子は１セット構成に限定され、過剰スペックなモータとなり、モータ体格が無駄に大きくなるという課題がある。また、小推力可動子に合わせて設計し、小推力可動子を１セット構成、大推力可動子を１０セット構成にする方法が考えられるが、極ピッチが狭い為に界磁磁束の漏れが多く、低効率のモータ設計となって、モータの小型化を図れないという課題がある。
【０００５】
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、リニアモータ可動子に搭載される複数のワークの必要推力に大きな差がある場合においても、体格を極限まで小型化することができるマルチヘッド形コアレス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】
【０００６】
上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、直線方向に向かって交互に磁極が異なるように配列されたＰ個の永久磁石をもつ永久磁石界磁と、前記永久磁石界磁と磁気的空隙を介して対向配置されると共に、集中的に巻回され且つ３相接続されたＭ個の電機子コイルをもつ電機子と、を備え、前記電機子と前記永久磁石界磁の何れか一方を可動子に、他方を固定子として構成すると共に、同一の前記固定子上に前記可動子を複数個並べて配置することにより、前記複数の可動子を前記固定子に対して別々に駆動するようにしたマルチヘッド形コアレスリニアモータにおいて、前記複数の可動子は、前記固定子に対して前記永久磁石の磁極数Ｐと前記電機子コイルの数Ｍで決定される関係がそれぞれ異なる大推力可動子と小推力可動子とから構成されることを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータにおいて、前記大推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝４ｎ：３ｎとすると共に(但しｎは１以上の整数)、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の長さは４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）であり、
前記小推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝２ｎ：３ｎとすると共に(但しｎは１以上の整数)、前記小推力可動子の長さは２τｐとすることを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータにおいて、前記大推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝４ｎ：３ｎとすると共に(但しｎは１以上の整数)、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の長さは４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）であり、
前記小推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝２ｎ：３ｎとすると共に(但しｎは１以上の整数)、前記小推力可動子または前記固定子に設けられる前記電機子コイルのうちＷ相コイルを電気角１８０°ずらし、当該コイルの巻き方向を反転させて配置することにより、前記小推力可動子の長さを（４／３）τｐとすることを特徴としている。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータにおいて、前記大推力可動子および前記小推力可動子の両方は、永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝４ｎ：３ｎとすると共に(但しｎは１以上の整数)、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の可動子長さは４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）とするものであり、前記小推力可動子は、前記可動子または前記固定子に設けられるＷ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、前記小推力可動子の長さを（８／３）τｐとすることを特徴としている。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータにおいて、前記大推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝４ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数)、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の長さは４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）であり、前記小推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝５ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数)、前記小推力可動子または前記固定子に設けられる前記電機子コイルのうちＷ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、前記小推力可動子の長さを（１０／３）τｐとすることを特徴としている。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータにおいて、前記大推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝５ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数）、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の長さは５τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）であり、前記小推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝２ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数)、前記小推力可動子の長さは２τｐとすることを特徴としている。
また、請求項７に記載の発明は、請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータにおいて、前記大推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝５ｎ：３ｎとすると共に(但しｎは１以上の整数)、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の長さは５τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）であり、前記小推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝２ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数）、前記小推力可動子または前記固定子に設けられる前記電機子コイルのうちＷ相コイルを電気角１８０°ずらし、当該コイルの巻き方向を反転させて配置することにより、前記小推力可動子の長さを（４／３）τｐとすることを特徴としている。
また、請求項８に記載の発明は、請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータにおいて、前記大推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝５ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数）、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の長さは５τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）であり、前記小推力可動子は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝４ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数）、前記小推力可動子または前記固定子に設けられる前記電機子コイルのうちＶ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、前記小推力可動子の長さを（８／３）τｐとすることを特徴としている。
また、請求項９に記載の発明は、請求項１記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータにおいて、前記大推力可動子および前記小推力可動子の両方は、前記永久磁石磁極数Ｐと前記電機子コイル数Ｍの関係を、Ｐ：Ｍ＝５ｎ：３ｎとすると共に（但しｎは１以上の整数）、極ピッチをτｐとした場合、前記大推力可動子の可動子長さは５τｐ×Ｎ（Ｎ１以上の整数）とするものであり、前記小推力可動子は、前記可動子または前記固定子に設けられるＷ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、前記小推力可動子の長さを（１０／３）τｐとすることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１〜９に記載のマルチヘッド形コアレスリニアモータの発明によると、磁極数・コイル数のコンビネーションが異なった複数の可動子を同一固定子上に配置することにより、複数のワークの必要推力に大きな差がある場合においても、モータ体格を極限まで小型化することができ、ひいては装置の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。
【図２】第２実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、
【図３】図２の小推力可動子と固定子の配置を拡大した平断面図、
【図４】第３実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、
【図５】図４の小推力可動子と固定子の配置を拡大した平断面図、
【図６】第４実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、
【図７】図６の小推力可動子と固定子の配置を拡大した平断面図、
【図８】第５実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、
【図９】第６実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、
【図１０】第７実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、
【図１１】第８実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、
【図１２】本実施形態に共通なワーク搭載対象の各可動子のモータ特性とそれに基づいて計算された要求される必要推力の比較表を示したもの、
【図１３】第1従来技術のマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、
【図１４】第２従来技術のマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、第１実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。なお、本実施形態が従来技術と同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省略し、異なる点を説明する。また、図に示すリニアモータは可動子を電機子とし、固定子を界磁として構成したもので述べる。
図１において、１１ａは大推力可動子、１２ｂは小推力可動子、３１ａは大推力コイル、３２ｂは小推力コイルである。
第１実施形態が従来技術と異なる点は、固定子を構成する永久磁石界磁の磁極数Ｐと可動子を構成する電機子のコイル数Ｍで決定される関係（コンビネーション）がそれぞれ異なる複数の大推力可動子１１ａと小推力可動子１２ｂとから構成される可動子１を同一固定子４上に配置した点である。
具体的には、図１において、大推力可動子１１ａは永久磁石界磁の磁極数Ｐ＝４、電機子コイル数Ｍ＝３のコンビネーションから構成され、極ピッチをτｐとした場合、その可動子長さは４τｐ×Ｎ（Ｎ：１，２，３…）となっている。また、小推力可動子１２ｂは永久磁石界磁の磁極数Ｐ＝２、電機子コイル数Ｍ＝３のコンビネーションから構成され、その可動子長さは２τｐとなっている。
【００１１】
次に、第１実施形態における、リニアスライダの可動子体格の異なる大推力可動子と小推力可動子の必要推力の考え方について図１２に基づいて説明する。図１２は本実施形態に共通なワーク搭載対象の各可動子のモータ特性とそれに基づいて計算された要求される必要推力の比較表を示したものである。
一般に、リニアスライダの用途に応じて、各可動子に搭載するワーク(負荷)の大きさが異なると、ワーク搭載対象の各可動子に要求される必要推力の差が生じる。
すなわち、第１実施形態において、図１に示される大推力可動子１１ａと小推力可動子１２ｂのそれぞれに搭載される搭載ワークの必要推力に大きな差がある場合に、同一固定子上に配置される大推力可動子１１ａおよび小推力可動子１２ｂにおける永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイル数Ｍの関係を、それぞれＰ：Ｍ＝４：３、Ｐ：Ｍ＝２：３とし、また、大推力可動子１１ａおよび小推力可動子１２ｂの長さを、それぞれ４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）、２τｐに変えることで、まず、各可動子の電機子コイルにおける巻線係数（比率は１００％／６７％）と巻線ターン数（比率は１００％／４８％）が異なるため、誘起電圧定数（推力定数の比率は１００％／３２％）が異なる。次に、各可動子の電機子コイルにおける巻線スペースが異なるため、巻線抵抗（比率は１００％／４４％）が異なり、さらに各可動子の誘起電圧定数と巻線抵抗が異なると、モータ定数（比率は１００％／４８％）が異なる、という理由から、結局、各可動子のモータ定数の二乗比から、各可動子の推力の比率を計算すると、両者の必要推力（比率は１００％／２３％）が得られる。その結果、大推力可動子１１ａと小推力可動子１２ｂの体格である可動子長を、各可動子に搭載するワーク(負荷)の大きさ（各可動子に要求される必要推力の差）に応じて、適宜最適な寸法に設計することができるのである。
【００１２】
したがって、第１実施形態は上記に述べたように、磁極数とコイル数のコンビネーションが異なった複数の大推力可動子と小推力可動子を同一固定子上に配置しているので、複数のワークの必要推力に大きな差がある場合においても、モータ体格を極限まで小型化することができる。
【実施例２】
【００１３】
図２は、第２実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図であり、図３は、図２の小推力可動子と固定子の配置を拡大した平断面図である。
図２、図３において、１１ａは大推力可動子、１２ｃは小推力可動子、３１ａは大推力コイル、３２ｃは小推力コイルである。図３において、小推力コイル３２ｃはＵ相コイル３２ｕ、Ｖ相コイル３２ｖ、Ｗ相コイル３２ｗ´で構成される。
第２実施形態は、図２，３に示すように、大推力可動子１１ａは永久磁石界磁の磁極数Ｐ＝４、電機子コイル数Ｍ＝３のコンビネーションから構成され、極ピッチをτｐとした場合、その可動子長さは４τｐ×Ｎ（Ｎ：１，２，３…）となっている。また、小推力可動子１２ｃは永久磁石界磁の磁極数Ｐ＝２、電機子コイル数Ｍ＝３のコンビネーションから構成され、Ｗ相コイルを電気角１８０°ずらしてコイルの巻き方向を反転させて配置することにより、その可動子長さは（４／３）τｐとなっている。
【００１４】
次に、第２実施形態において、リニアスライダの可動子体格の異なる大推力可動子と小推力可動子の必要推力の考え方について図１２に基づいて説明する。
すなわち、図２、図３に示される大推力可動子１１ａと小推力可動子１２ｃのそれぞれに搭載される搭載ワークの必要推力に大きな差がある場合に、同一固定子上に配置される大推力可動子１１ａおよび小推力可動子１２ｃにおける永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイル数Ｍの関係を、それぞれＰ：Ｍ＝４：３、Ｐ：Ｍ＝２：３とし、また、小推力可動子１２ｃのＷ相コイルの電気角を１８０度ずらした構成にすると共に、さらに、大推力可動子１１ａおよび小推力可動子１２ｃの長さを、それぞれ４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）、（４／３）τｐに変えることで、まず、各可動子の電機子コイルにおける巻線係数（比率は１００％／６７％）と巻線ターン数（比率は１００％／４８％）が異なるため、誘起電圧定数（推力定数の比率は１００％／３２％）が異なる。次に、各可動子の電機子コイルにおける巻線スペースが異なるため、巻線抵抗（比率は１００％／８８％）が異なり、さらに各可動子の誘起電圧定数と巻線抵抗が異なると、モータ定数（比率は１００％／３４％）が異なる、という理由から、結局、各可動子のモータ定数の二乗比から、各可動子の推力の比率を計算すると、両者の必要推力（比率は１００％／１２％）が得られる。その結果、大推力可動子１１ａと小推力可動子１２ｃの体格である可動子長を、各可動子に搭載するワーク(負荷)の大きさ（各可動子に要求される必要推力の差）に応じて、適宜最適な寸法に設計することができるのである。
【００１５】
したがって、第２実施形態は上記に述べたように、磁極数とコイル数のコンビネーションが異なった複数の大推力可動子と小推力可動子を同一固定子上に配置しているので、複数のワークの必要推力に大きな差がある場合においても、モータ体格を極限まで小型化することができる。
【実施例３】
【００１６】
図４は、第３実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図であり、図５は、図４の小推力可動子と固定子の配置を拡大した平断面図である。
図４、図５において、１１ａは大推力可動子、１２ｄは小推力可動子、３１ａは大推力コイル、３２ｄは小推力コイルである。図５において、小推力コイル３２ｄはＵ相コイル３２ｕ、Ｖ相コイル３２ｖ、Ｗ相コイル３２ｗで構成される。
第３実施形態は、図４、図５に示すように、大推力可動子１１ａと小推力可動子１２ｄにおいて、ともに永久磁石界磁の磁極数Ｐ＝４、電機子コイル数Ｍ＝３のコンビネーションとし、極ピッチをτｐとした場合、大推力可動子１１ａの可動子長さは４τｐ×Ｎ（Ｎ：１，２，３…）とし、小推力可動子１２ｄについては、Ｖ相コイル３２ｖを電気角３６０°ずらして配置することにより、その可動子長さを（８／３）τｐとしたものである。
【００１７】
次に、第３実施形態において、リニアスライダの可動子体格の異なる大推力可動子と小推力可動子の必要推力の考え方について図１２に基づいて説明する。
すなわち、図４、図５に示される大推力可動子１１ａと小推力可動子１２ｄのそれぞれに搭載される搭載ワークの必要推力に大きな差がある場合に、同一固定子上に配置される大推力可動子１１ａおよび小推力可動子１２ｄにおける永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイル数Ｍの関係を、何れもＰ：Ｍ＝４：３とし、また、小推力可動子１２ｄのＶ相コイルの電気角を３６０度ずらした構成にすると共に、さらに、大推力可動子１１ａおよび小推力可動子１２ｄの長さを、それぞれ４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）、（８／３）τｐに変えると、各可動子の電機子コイルにおける巻線係数、巻線ターン数のそれぞれの比率が同じなため、誘起電圧定数は変わらないが、各可動子の電機子コイルにおける巻線スペースが異なるため、巻線抵抗（比率は１００％／２００％）が異なり、さらに巻線抵抗が異なると、モータ定数（比率は１００％／７１％）が異なる、という理由から、結局、各可動子のモータ定数の二乗比から、各可動子の推力の比率を計算すると、両者の必要推力（比率は１００％／５０％）が得られる。その結果、大推力可動子１１ａと小推力可動子１２ｄの体格である可動子長を、各可動子に搭載するワーク(負荷)の大きさ（各可動子に要求される必要推力の差）に応じて、適宜最適な寸法に設計することができるのである。
【００１８】
したがって、第３実施形態は上記に述べたように、磁極数とコイル数のコンビネーションが異なった複数の大推力可動子と小推力可動子を同一固定子上に配置しているので、複数のワークの必要推力に大きな差がある場合においても、モータ体格を極限まで小型化することができる。
【実施例４】
【００１９】
図６は、第４実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図であり、図７は、図６の小推力可動子と固定子の配置を拡大した平断面図である。
図６、図７において、１１ａは大推力可動子、１２ｅは小推力可動子、３１ａは大推力コイル、３２ｅは小推力コイルである。
第４実施形態は、図６，図７に示すように、大推力可動子１１ａは永久磁石界磁の磁極数Ｐ＝４、電機子コイル数Ｍ＝３のコンビネーションから構成され、極ピッチをτｐとした場合、その可動子長さは４τｐ×Ｎ（Ｎ：１，２，３…）となっている。また、小推力可動子１２ｅは永久磁石界磁の磁極数Ｐ＝５、電機子コイル数Ｍ＝３のコンビネーションから構成され、Ｗ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、その可動子長さは（１０／３）τｐとなっている。
【００２０】
次に、第４実施形態において、リニアスライダの可動子体格の異なる大推力可動子と小推力可動子の必要推力の考え方について図１２に基づいて説明する。
すなわち、図６、図７に示される大推力可動子１１ａと小推力可動子１２ｅのそれぞれに搭載される搭載ワークの必要推力に大きな差がある場合に、同一固定子上に配置される大推力可動子１１ａおよび小推力可動子１２ｅにおける永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイル数Ｍの関係を、それぞれＰ：Ｍ＝４：３、Ｐ：Ｍ＝５：３とし、また、小推力可動子１２ｅのＷ相コイルの電気角を３６０度ずらした構成にすると共に、さらに、大推力可動子１１ａおよび小推力可動子１２ｅの長さを、それぞれ４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）、（１０／３）τｐに変えることで、まず、各可動子の電機子コイルにおける巻線係数（比率は１００％／９８％）と巻線ターン数（比率は１００％／１２７％）が異なるため、誘起電圧定数（推力定数の比率は１００％／１２４％）が異なる。次に、各可動子の電機子コイルにおける巻線スペースが異なるため、巻線抵抗（比率は１００％／２６３％）が異なり、さらに各可動子の誘起電圧定数と巻線抵抗が異なると、モータ定数（比率は１００％／７７％）が異なる、という理由から、結局、各可動子のモータ定数の二乗比から、各可動子の推力の比率を計算すると、両者の必要推力（比率は１００％／５９％）が得られる。その結果、大推力可動子１１ａと小推力可動子１２ｅの体格である可動子長を、各可動子に搭載するワーク(負荷)の大きさ（各可動子に要求される必要推力の差）に応じて、適宜最適な寸法に設計することができるのである。
【００２１】
したがって、第４実施形態は上記に述べたように、磁極数とコイル数のコンビネーションが異なった複数の大推力可動子と小推力可動子を同一固定子上に配置しているので、複数のワークの必要推力に大きな差がある場合においても、モータ体格を極限まで小型化することができる。
【実施例５】
【００２２】
図８は、第５実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。
図８において、１１ｂは大推力可動子、１２ｂは小推力可動子、３１ｂは大推力コイル、３２ｂは小推力コイルである。
第５実施形態は、図８に示すように、大推力可動子１１ｂは永久磁石界磁の磁極数Ｐ＝５、電機子コイル数Ｍ＝３のコンビネーションから構成され、極ピッチをτｐとした場合、その可動子長さは５τｐ×Ｎ（Ｎ：１，２，３…）となっている。また、小推力可動子１２ｂは永久磁石界磁の磁極数Ｐ＝２、電機子コイル数Ｍ＝３のコンビネーションから構成され、その可動子長さは２τｐとなっている。
【００２３】
次に、第５実施形態において、リニアスライダの可動子体格の異なる大推力可動子と小推力可動子の必要推力の考え方について図１２に基づいて説明する。
すなわち、図８に示される大推力可動子１１ｂと小推力可動子１２ｂのそれぞれに搭載される搭載ワークの必要推力に大きな差がある場合に、同一固定子上に配置される大推力可動子１１ｂおよび小推力可動子１２ｂにおける永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイル数Ｍの関係を、それぞれＰ：Ｍ＝５：３、Ｐ：Ｍ＝２：３とし、また、大推力可動子１１ｂおよび小推力可動子１２ｂの長さを、それぞれ５τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）、２τｐに変えることで、まず、各可動子の電機子コイルにおける巻線係数（比率は１００％／６８％）と巻線ターン数（比率は１００％／３８％）が異なるため、誘起電圧定数（推力定数の比率は１００％／２６％）が異なる。次に、各可動子の電機子コイルにおける巻線スペースが異なるため、巻線抵抗（比率は１００％／３４％）が異なり、さらに各可動子の誘起電圧定数と巻線抵抗が異なると、モータ定数（比率は１００％／４４％）が異なる、という理由から、結局、各可動子のモータ定数の二乗比から、各可動子の推力の比率を計算すると、両者の必要推力（比率は１００％／２０％）が得られる。その結果、大推力可動子１１ｂと小推力可動子１２ｂの体格である可動子長を、各可動子に搭載するワーク(負荷)の大きさ（各可動子に要求される必要推力の差）に応じて、適宜最適な寸法に設計することができるのである。
【００２４】
したがって、第５実施形態は上記に述べたように、磁極数とコイル数のコンビネーションが異なった複数の大推力可動子と小推力可動子を同一固定子上に配置しているので、複数のワークの必要推力に大きな差がある場合においても、モータ体格を極限まで小型化することができる。
【実施例６】
【００２５】
図９は、第６実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。なお、ここで図９の小推力可動子と固定子の配置を拡大した平断面図は図３と共通となっている。
図９、図３において、１１ｂは大推力可動子、１２ｃは小推力可動子、３１ｂは大推力コイル、３２ｃは小推力コイルである。
第６実施形態は、図９，図３に示すように、大推力可動子１１ｂは永久磁石界磁の磁極数Ｐ＝５、電機子コイル数Ｍ＝３のコンビネーションから構成され、極ピッチをτｐとした場合、その可動子長さは５τｐ×Ｎ（Ｎ：１，２，３…）となっている。また、小推力可動子１２ｃは永久磁石界磁の磁極数Ｐ＝２、電機子コイル数Ｍ＝３のコンビネーションから構成され、Ｗ相コイルを電気角１８０°ずらしてコイルの巻き方向を反転させて配置することにより、その可動子長さは（４／３）τｐとなっている。
【００２６】
次に、第６実施形態において、リニアスライダの可動子体格の異なる大推力可動子と小推力可動子の必要推力の考え方について図１２に基づいて説明する。
すなわち、図９、図３に示される大推力可動子１１ｂと小推力可動子１２ｃのそれぞれに搭載される搭載ワークの必要推力に大きな差がある場合に、同一固定子上に配置される大推力可動子１１ｂおよび小推力可動子１２ｃにおける永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイル数Ｍの関係を、それぞれＰ：Ｍ＝５：３、Ｐ：Ｍ＝２：３とし、また、小推力可動子１２ｃのＷ相コイルの電気角を１８０度ずらした構成にすると共に、さらに、大推力可動子１１ｂおよび小推力可動子１２ｃの長さを、それぞれ５τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）、（４／３）τｐに変えることで、まず、各可動子の電機子コイルにおける巻線係数（比率は１００％／６８％）と巻線ターン数（比率は１００％／３８％）が異なるため、誘起電圧定数（推力定数の比率は１００％／２６％）が異なる。次に、各可動子の電機子コイルにおける巻線スペースが異なるため、巻線抵抗（比率は１００％／６７％）が異なり、さらに各可動子の誘起電圧定数と巻線抵抗が異なると、モータ定数（比率は１００％／３１％）が異なる、という理由から、結局、各可動子のモータ定数の二乗比から、各可動子の推力の比率を計算すると、両者の必要推力（比率は１００％／１０％）が得られる。その結果、大推力可動子１１ｂと小推力可動子１２ｃの体格である可動子長を、各可動子に搭載するワーク(負荷)の大きさ（各可動子に要求される必要推力の差）に応じて、適宜最適な寸法に設計することができるのである。
【００２７】
したがって、第６実施形態は上記に述べたように、磁極数とコイル数のコンビネーションが異なった複数の大推力可動子と小推力可動子を同一固定子上に配置しているので、複数のワークの必要推力に大きな差がある場合においても、モータ体格を極限まで小型化することができる。
【実施例７】
【００２８】
図１０は、第７実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。なお、ここで図１０の小推力可動子と固定子の配置を拡大した平断面図は図５と共通となっている。
図１０、図５において、１１ｂは大推力可動子、１２ｄは小推力可動子、３１ｂは大推力コイル、３２ｄは小推力コイルである。
第７実施形態は、図１０，図５に示すように、大推力可動子１１ｂは永久磁石界磁の磁極数Ｐ＝５、電機子コイル数Ｍ＝３のコンビネーションから構成され、極ピッチをτｐとした場合、その可動子長さは５τｐ×Ｎ（Ｎ：１，２，３…）となっている。また、小推力可動子１２ｄは永久磁石界磁の磁極数Ｐ＝２、電機子コイル数Ｍ＝３のコンビネーションから構成され、Ｖ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、その可動子長さは（８／３）τｐとなっている。
【００２９】
次に、第７実施形態において、リニアスライダの可動子体格の異なる大推力可動子と小推力可動子の必要推力の考え方について図１２に基づいて説明する。
すなわち、図１０、図５に示される大推力可動子１１ｂと小推力可動子１２ｄのそれぞれに搭載される搭載ワークの必要推力に大きな差がある場合に、同一固定子上に配置される大推力可動子１１ｂおよび小推力可動子１２ｄにおける永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイル数Ｍの関係を、それぞれＰ：Ｍ＝５：３、Ｐ：Ｍ＝２：３とし、また、小推力可動子１２ｄのＶ相コイルの電気角を３６０度ずらした構成にすると共に、さらに、大推力可動子１１ｂおよび小推力可動子１２ｄの長さを、それぞれ５τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）、（８／３）τｐに変えることで、まず、各可動子の電機子コイルにおける巻線係数（比率は１００％／１０２％）と巻線ターン数（比率は１００％／７９％）が異なるため、誘起電圧定数（推力定数の比率は１００％／８０％）が異なる。次に、各可動子の電機子コイルにおける巻線スペースが異なるため、巻線抵抗（比率は１００％／１５２％）が異なり、さらに各可動子の誘起電圧定数と巻線抵抗が異なると、モータ定数（比率は１００％／６５％）が異なる、という理由から、結局、各可動子のモータ定数の二乗比から、各可動子の推力の比率を計算すると、両者の必要推力（比率は１００％／４３％）が得られる。その結果、大推力可動子１１ｂと小推力可動子１２ｄの体格である可動子長を、各可動子に搭載するワーク(負荷)の大きさ（各可動子に要求される必要推力の差）に応じて、適宜最適な寸法に設計することができるのである。
【００３０】
したがって、第７実施形態は上記に述べたように、磁極数とコイル数のコンビネーションが異なった複数の大推力可動子と小推力可動子を同一固定子上に配置しているので、複数のワークの必要推力に大きな差がある場合においても、モータ体格を極限まで小型化することができる。
【実施例８】
【００３１】
図１１は、第８実施形態を示すマルチヘッド形コアレスリニアモータであって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図であり、なお、ここで図１１の小推力可動子と固定子の配置を拡大した平断面図は図７と共通となっている。
図１１、図７において、１１ｂは大推力可動子、１２ｅは小推力可動子、３１ｂは大推力コイル、３２ｅは小推力コイルである。
第８実施形態は、図１１、図７に示すように、大推力可動子１１ｂと小推力可動子１２ｅにおいて、ともに永久磁石界磁の磁極数Ｐ＝５、電機子コイル数Ｍ＝３のコンビネーションとし、極ピッチをτｐとした場合、大推力可動子１１ｂの可動子長さは５τｐ×Ｎ（Ｎ：１，２，３…）とし、小推力可動子１２ｅについては、Ｗ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、その可動子長さを（１０／３）τｐとしたものである。
【００３２】
次に、第８実施形態において、リニアスライダの可動子体格の異なる大推力可動子と小推力可動子の必要推力の考え方について図１２に基づいて説明する。
すなわち、図１１、図７に示される大推力可動子１１ｂと小推力可動子１２ｅのそれぞれに搭載される搭載ワークの必要推力に大きな差がある場合に、同一固定子上に配置される大推力可動子１１ｂおよび小推力可動子１２ｅにおける永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイル数Ｍの関係を、何れもＰ：Ｍ＝５：３とし、また、小推力可動子１２ｅのＷ相コイルの電気角を３６０度ずらした構成にすると共に、さらに、大推力可動子１１ｂおよび小推力可動子１２ｅの長さを、それぞれ５τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）、（１０／３）τｐに変えると、各可動子の電機子コイルにおける巻線係数、巻線ターン数のそれぞれの比率が同じなため、誘起電圧定数は変わらないが、各可動子の電機子コイルにおける巻線スペースが異なるため、巻線抵抗（比率は１００％／２００％）が異なり、さらに巻線抵抗が異なると、モータ定数（比率は１００％／７１％）が異なる、という理由から、結局、各可動子のモータ定数の二乗比から、各可動子の推力の比率を計算すると、両者の必要推力（比率は１００％／５０％）が得られる。その結果、大推力可動子と小推力可動子の体格である可動子長を、各可動子に搭載するワーク(負荷)の大きさ（各可動子に要求される必要推力の差）に応じて、適宜最適な寸法に設計することができるのである。
【００３３】
したがって、第８実施形態は上記に述べたように、磁極数とコイル数のコンビネーションが異なった複数の大推力可動子と小推力可動子を同一固定子上に配置しているので、複数のワークの必要推力に大きな差がある場合においても、モータ体格を極限まで小型化することができる。
なお、実施形態では、電機子を可動子とし、界磁を固定子として構成したもので説明したが、電機子を固定子とし、界磁を可動子として構成したもので構わない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
永久磁石界磁の磁極数と電機子コイル数のコンビネーションが異なった複数の可動子を同一固定子上に配置することにより、必要推力の異なる複数のワークに対しても、それぞれのワークに見合ったモータ体格にて対応することができるので、例えば、ガラス基板のような主となるワークを大推力可動子で、ケーブル等のような小ワークを小推力可動子で担うような液晶製造装置をはじめとした、あらゆる用途に対して適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１    可動子（電機子）
１１ａ、１１ｂ  大推力可動子
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ  小推力可動子
２  可動子ベース
３  電機子コイル
３１ａ、３１ｂ  大推力コイル
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ  小推力コイル
３２ｕ  Ｕ相コイル
３２ｖ  Ｖ相コイル
３２ｗ  Ｗ相コイル
３２ｗ´  −Ｗ相コイル
４  固定子（永久磁石界磁）
５  界磁ヨーク
６  永久磁石
【図１】
2011067081.tif 000003
【図２】
2011067081.tif 000004
【図３】
2011067081.tif 000005
【図４】
2011067081.tif 000006
【図５】
2011067081.tif 000007
【図６】
2011067081.tif 000008
【図７】
2011067081.tif 000009
【図８】
2011067081.tif 000010
【図９】
2011067081.tif 000011
【図１０】
2011067081.tif 000012
【図１１】
2011067081.tif 000013
【図１２】
2011067081.tif 000014
【図１３】
2011067081.tif 000015
【図１４】
2011067081.tif 000016