(57)【要約】磁石アレイ（１００）及び磁気浮上平面モータを提供する。該磁石アレイは、一次元ハルバッハ磁石アレイ（１２０、１３０）と二次元ハルバッハ磁石アレイ（１１０）とを含み、一次元ハルバッハ磁石アレイと二次元ハルバッハ磁石アレイとによって四角形の磁石アレイが構成され、二次元ハルバッハ磁石アレイは該四角形の磁石アレイの一本の対角線の両端の位置にそれぞれ配置される。該磁石アレイは、二次元ハルバッハ磁石アレイと一次元ハルバッハ磁石アレイとを相互に結合する方式を採用することで、同等サイズのシンプルな一次元磁石アレイに比べ、磁気浮上平面モータの推力定数が増加する。
2017502646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
概ね正方形であり、少なくとも一対の一次元ハルバッハ磁石アレイと一対の二次元ハルバッハ磁石アレイがＸＹ平面内に排列されることによって構成され、
前記二次元ハルバッハ磁石アレイが前記正方形の一本の対角線の両端の位置に配置される、磁石アレイ。
【請求項２】
前記二次元ハルバッハ磁石アレイが、
Ｎ磁石と、Ｎ磁石の周囲を囲むように配置されるＳ磁石とＨ磁石とを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の磁石アレイ。
【請求項３】
前記二次元ハルバッハ磁石アレイの前記Ｎ磁石と前記Ｓ磁石が正方形であって、
前記Ｈ磁石の磁化方向が前記Ｓ磁石を指向する、
ことを特徴とする請求項２に記載の磁石アレイ。
【請求項４】
前記二次元ハルバッハ磁石アレイの最も外側に三角形のＮ磁石又はＳ磁石が更に配置される、
ことを特徴とする請求項３に記載の磁石アレイ。
【請求項５】
前記二次元ハルバッハ磁石アレイのＮ磁石とＳ磁石が八角形である、
ことを特徴とする請求項２に記載の磁石アレイ。
【請求項６】
前記二次元ハルバッハ磁石アレイの最も外側に１／２八角形又は１／４八角形のＮ磁石又はＳ磁石が更に配置される、
ことを特徴とする請求項５に記載の磁石アレイ。
【請求項７】
前記Ｎ磁石とＳ磁石が緊密に配列され、前記Ｈ磁石がＮ磁石とＳ磁石を配列した後に形成される空隙中に位置する、
ことを特徴とする請求項５に記載の磁石アレイ。
【請求項８】
前記Ｈ磁石が前記Ｎ磁石とＳ磁石の間に配置され、かつＮ磁石とＳ磁石を排列した後に形成される空隙中に充填されることを特徴とする請求項５に記載の磁石アレイ。
【請求項９】
Ｎ磁石とＳ磁石の間に位置するＨ磁石の磁化方向がＳ磁石を指向し、
Ｎ磁石とＳ磁石を排列した後に形成される間隙中に位置するＨ磁石の磁化方向がＳ磁石を指向し、
かつＸ方向及びＹ方向のいずれとも４５度の角度を呈する、
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の磁石アレイ。
【請求項１０】
前記少なくとも一対の一次元ハルバッハ磁石アレイが一対の第一磁石アレイと一対の第二磁石アレイとを含み、
第二磁石アレイ中の磁石が前記第一磁石アレイ中の磁石の長さより長い、
ことを特徴とする請求項１に記載の磁石アレイ。
【請求項１１】
ＸＹ平面上において、前記二次元ハルバッハ磁石アレイの中心に位置する磁石と、前記第一、第二磁石アレイの中心に位置する磁石が同一極性の磁石である、
ことを特徴とする請求項１０に記載の磁石アレイ。
【請求項１２】
前記第一磁石アレイと前記第二磁石アレイがいずれも平行に配置される長方形のＮ磁石と、Ｓ磁石と、Ｎ磁石とＳ磁石の間に配置されるＨ磁石によって構成される、
ことを特徴とする請求項１０に記載の磁石アレイ。
【請求項１３】
前記一次元ハルバッハ磁石アレイの数と前記二次元ハルバッハ磁石アレイの数が同数であり、
前記一次元ハルバッハ磁石アレイと前記二次元ハルバッハ磁石アレイが接続されて正方形を形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の磁石アレイ。
【請求項１４】
磁石アレイであって、複数の請求項１に記載の磁石アレイをＸ方向及びＹ方向に配置して形成される正方形の磁石アレイ。
【請求項１５】
請求項１又は請求項１４に記載の磁石アレイと、前記磁石アレイの下方に位置するコイルアレイと、を有する磁気浮上平面モータ。
【請求項１６】
前記磁石アレイ上に配置されるバックアイアンを更に有する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の磁気浮上平面モータ。
【請求項１７】
前記コイルアレイがＸ方向の出力に用いられる第一コイルと、Ｙ方向の出力に用いられる第二コイルとを有し、
前記第一、第二コイルの配線方向が相互に交差し、かつ重なって配線される、
ことを特徴とする請求項１５に記載の磁気浮上平面モータ。
【請求項１８】
前記コイルアレイがＰＣＢコイルアレイである、
ことを特徴とする請求項１５に記載の磁気浮上平面モータ。
【請求項１９】
前記第一、第二コイルの間に絶縁体が配置される、
ことを特徴とする請求項１７に記載の磁気浮上平面モータ。
【請求項２０】
前記磁石アレイが可動子、前記コイルアレイが固定子であって、
前記固定子が相間ピッチ４τ／３の接続方式を採用し、
前記磁石アレイ中の一次元ハルバッハ磁石アレイ中のＮ磁石と隣接するＳ磁石の間の磁極ピッチと、前記二次元ハルバッハ磁石アレイ中のＮ磁石と隣接するＳ磁石の間のピッチが等しく、かつτで表示される、
ことを特徴とする請求項１５に記載の磁気浮上平面モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集積回路製造分野、特に磁石アレイ及び磁気浮上平面モータに関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ装置分野において、移動ステージの移動は複数の自由度を有する移動装置によって駆動される必要がある。磁浮平面移動装置は、六つの自由度の非干渉的な移動を実現することが可能であるのみならず、更にこの種の移動装置は中間駆動部分を省略することができ、構造はコンパクトであって、移動ステージの移動効率の向上に寄与し、より高い位置決め精度と加速度を実現することができる。
【０００３】
駆動磁浮平面移動装置を駆動するのは、六自由度の磁気浮上平面モータであって、該磁気浮上平面モータは可動コイル型と可動磁石型に区分される。中でも可動磁石型磁気浮上平面モータは、その可動子によってケーブルの制限を減少させることから、フォトリソグラフィ装置の移動ステージへの応用において、より広範な使用が期待されている。現在、プリント回路基板を固定子とする可動磁石型磁気浮上平面モータが存在し、その構造様式は図１に示す通りであって、磁気浮上平面モータ１は固定子コイル１１と磁石アレイ１２を有する。更に固定子コイル１１は、第一、第二、第三、第四セクション、即ち１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄという四つのセクションに区分される。図２に示す通り、前記磁石アレイ１２は、第一、第二、第三、第四磁石アレイである１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄを有する。磁気浮上平面モータ１の稼働時には、第一、第二セクションである１１Ａ、１１Ｂのコイルの通電により、第一磁石アレイ１２Ａ及び第二磁石アレイ１２ＢがＺ方向及びＸ方向の出力が生成するように誘導される。第三、第四セクションである１１Ｃ、１１Ｄのコイルの通電により、第三磁石アレイ１２Ｃ及び第四磁石アレイ１２ＤがＺ方向及びＹ方向の出力が生成するように誘導される。前記四つの磁石アレイは磁力発生装置とも言え、それぞれが垂直方向及び水平方向の推力を生成することができるため、全ての磁気浮上平面モータの可動子部分を六つの自由度で移動するように駆動することが可能となる。各磁石アレイの磁化方向は図３に示す通りであり、単一の磁力発生装置は異なる極性の磁石を接続して長さを４τにした一次元ハルバッハ（Ｈａｌｂａｃｈ）磁石アレイである。
【０００４】
一次元ハルバッハ磁石アレイを用いた磁気浮上平面モータにはモータの推力が小さいという課題が有った。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は磁石アレイ及び磁気浮上平面モータを提供し、従来の技術における磁気浮上平面モータの推力が小さいという課題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の技術的課題を解決するため、本発明は、概ね正方形であり、少なくとも一対の一次元ハルバッハ（Ｈａｌｂａｃｈ）磁石アレイと一対の二次元ハルバッハ磁石アレイがＸＹ平面内に排列されることによって構成され、前記二次元ハルバッハ磁石アレイが前記正方形の一本の対角線の両端の位置に配置される磁石アレイを提供する。
【０００７】
好ましくは、前記二次元ハルバッハ磁石アレイが、Ｎ磁石と、Ｎ磁石の周囲を囲むように配置されるＳ磁石とＨ磁石とを有し、前記Ｈ磁石の磁化方向がＳ磁石を指向する。
【０００８】
好ましくは、前記二次元ハルバッハ磁石アレイのＮ磁石とＳ磁石が正方形であり、二次元ハルバッハ磁石アレイの最も外側に三角形のＮ磁石又はＳ磁石が配置される。
【０００９】
好ましくは、前記Ｎ磁石とＳ磁石が八角形であり、二次元ハルバッハ磁石アレイの最も外側に１／２八角形又は１／４八角形のＮ磁石又はＳ磁石が配置される。
【００１０】
好ましくは、前記Ｎ磁石とＳ磁石が緊密に排列され、前記二次元ハルバッハ磁石アレイのＨ磁石がＮ磁石とＳ磁石を排列した後に形成される空隙中に位置する。
【００１１】
好ましくは、前記Ｈ磁石が前記Ｎ磁石とＳ磁石の間に配置され、かつＮ磁石とＳ磁石を排列した後に形成される空隙中に充填される。
【００１２】
好ましくは、Ｎ磁石とＳ磁石を排列した後に形成される間隙中に位置するＨ磁石の磁化方向がＳ磁石を指向し、更にＸ方向及びＹ方向のいずれとも４５度の角度を呈する。
【００１３】
好ましくは、前記少なくとも一対の一次元ハルバッハ磁石アレイが一対の第一磁石アレイと一対の第二磁石アレイとを含み、更に第二磁石アレイ中の磁石が前記第一磁石アレイ中の磁石の長さより長い。
【００１４】
好ましくは、ＸＹ平面上において、前記二次元ハルバッハ磁石アレイの中心に位置する磁石と前記第一、第二磁石アレイの中心に位置する磁石が同一極性の磁石である。
【００１５】
好ましくは、前記第一磁石アレイと第二磁石アレイがいずれも平行に配置される長方形のＮ磁石と、Ｓ磁石と、Ｎ磁石とＳ磁石の間に配置されるＨ磁石によって構成される。
【００１６】
好ましくは、前記一次元ハルバッハ磁石アレイの数と前記二次元ハルバッハ磁石アレイの数が同数であり、前記一次元ハルバッハ磁石アレイと二次元ハルバッハ磁石アレイが接続されて正方形を形成する。
【００１７】
本発明は、前記磁石アレイと、前記磁石アレイの下方に位置するコイルアレイとを含む、磁気浮上平面モータを更に提供する。
【００１８】
好ましくは、前記磁気浮上平面モータが前記磁石アレイ上に配置されるバックアイアン（裏側鉄部材）を更に有する。
【００１９】
好ましくは、前記コイルアレイがＸ方向の出力に用いられる第一コイルと、Ｙ方向の出力に用いられる第二コイルとを有し、前記第一、第二コイルの配線方向が相互に交差し、かつ重なって配線される。
【００２０】
好ましくは、前記コイルアレイがＰＣＢコイルアレイである。
【００２１】
好ましくは、前記第一、第二コイルの間に絶縁体が配置される。
【００２２】
好ましくは、前記磁石アレイが可動子、コイルアレイが固定子であって、前記固定子が相間ピッチ４τ／３の接続方式を採用し、更に磁石アレイ中の一次元ハルバッハ磁石アレイ中のＮ磁石と隣接するＳ磁石の間の磁極ピッチと前記二次元ハルバッハ磁石アレイ中のＮ磁石と隣接するＳ磁石の間のピッチが等しく、かつτで表示される。
【発明の効果】
【００２３】
従来の技術に比べ、本発明は以下の優位性を有する。本発明の磁石アレイは二次元ハルバッハ磁石アレイと一次元ハルバッハ磁石アレイを相互に結合する方式を採用するため、同等サイズのシンプルな一次元磁石アレイに比べ、モータの推力定数が増加する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
図１は従来技術の磁気浮上平面モータの俯瞰図である。
【００２５】
図２は従来技術の磁気浮上平面モータ中の磁石アレイの配置を示す図である。
【００２６】
図３は従来技術の磁石アレイの磁化を示す図である。
【００２７】
図４は本発明の実施例１中の磁気浮上平面モータの側面図である。
【００２８】
図５は本発明の実施例１中の磁気浮上平面モータの磁気浮上アレイの配置を示す図である。
【００２９】
図６〜８はそれぞれ本発明の実施例１中の磁石アレイの二次元ハルバッハ磁石アレイの配置を示す図（第一磁石アレイは四角形である）である。
【００３０】
図９は本発明の実施例１中の磁石アレイの一次元ハルバッハ磁石アレイの配置を示す図（第一磁石アレイ）である。
【００３１】
図１０は本発明の実施例１中の磁石アレイの一次元ハルバッハ磁石アレイの配置を示す図（第二磁石アレイ）である。
【００３２】
図１１は本発明の実施例１中の磁気浮上平面モータのコイル配線方式を示す図である。
【００３３】
図１２は本発明の実施例１中の磁気浮上平面モータの動作メカニズムを示す図である。
【００３４】
図１３は本発明の実施例１中のＹ方向の磁石アレイの接続方式を示す図である。
【００３５】
図１４は本発明の実施例１中のＸ方向の磁石アレイの接続方式を示す図である。
【００３６】
図１５は本発明の実施例１中の磁石アレイの二次元ハルバッハ磁石アレイの配置を示す図（第一磁石アレイは長方形である）である。
【００３７】
図１６は本発明の実施例２中の磁石アレイの配置を示す図である。
【００３８】
図１７は本発明実施例２中の磁気浮上平面モータの動作原理を示す図である。
【００３９】
図１８は本発明の実施例２中の磁石アレイの拡大図である。
【００４０】
図１９は本発明の実施例３中の磁石アレイの配置を示す図である。
【００４１】
図２０は本発明の実施例３中の磁石アレイの一次元ハルバッハ磁石アレイの配置を示す図である。
【００４２】
図２１は本発明の実施例３中の磁気浮上平面モータのコイル配線方式を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
図１〜３中、１−磁気浮上平面モータ、１１−モータ固定子、１１Ａ−第一セクション、１１Ｂ−第二セクション、１１Ｃ−第三セクション、１１Ｄ−第四セクション、１２−磁石アレイ、１２Ａ−第一磁石アレイ、１２Ｂ−第二磁石アレイ、１２Ｃ−第三磁石アレイ、１２Ｄ−第四磁石アレイである。
【００４４】
図４〜１５中、１００−磁石アレイ、１１０−二次元ハルバッハ磁石アレイ、１１１−Ｎ磁石、１１２−Ｓ磁石、１１３−Ｈ磁石、１２０−第一磁石アレイ、１３０−第二磁石アレイ、２００−モータ固定子、２１０−第一コイル、２２０−第二コイル、２３０−絶縁体、３００−バックアイアンである。
【００４５】
図１６〜１８中、１００’−磁石アレイ、１１０’−二次元ハルバッハ磁石アレイ、１１０Ａ−第一二次元ハルバッハ磁石アレイ、１１０Ｂ−第二二次元ハルバッハ磁石アレイ、１２０’−一次元ハルバッハ磁石アレイ、１２０Ａ−第一一次元ハルバッハ磁石アレイ、１２０Ｂ−第二一次元ハルバッハ磁石アレイである。
【００４６】
２１０’Ａ、２１０’Ｂ−第一コイル、２２０’Ａ及び２２０’Ｂ−第二コイルである。
【００４７】
図１９〜図２１中、１００”−磁石アレイ、１１０”−一次元ハルバッハ磁石アレイである。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本発明の上述の目的、特徴及び優位性をより明確に説明するため、以下、図面を参照し、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。本発明の図面は、もっぱら本発明の実施例を説明するためのものであり、いずれも簡略化された様式であって、正確な大きさを反映するものでないことは言うまでもない。
【００４９】
実施例１
【００５０】
図４を参照するに、本実施例において、磁気浮上平面モータは、モータ可動子とモータ固定子２００とを有し、前記モータ可動子は、磁石アレイ１００と磁石アレイ１００上に配置されるバックアイアン３００を有する。前記モータ固定子２００はプリント回路基板を用いて製造され、Ｘ方向の出力を生成するために用いられる第一コイル２１０とＹ方向の出力を生成するために用いられる第二コイル２２０を有し、第一コイル２１０と第二コイル２２０は相互に直交し、かつ重なって配置され、更にコイル間に絶縁体２３０が配置される。
【００５１】
図５を重点的に参照するに、前記磁石アレイ１００は一次元ハルバッハ磁石アレイと二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０によって構成される。また、二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０は二組設けられる。一次元ハルバッハ磁石アレイは、第一磁石アレイ１２０と第二磁石アレイ１３０とを有し、第二磁石アレイ１３０は、前記第一磁石アレイ１２０と比較すると、同一極性の磁石の長さが延長されているだけである。
【００５２】
図６〜８を重点的に参照するに、本実施例において、前記二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０は、三種の磁化方向の磁石が接続されて構成される。前記三種の磁石は、紙面に垂直に外側に向かうように磁化されるＮ磁石１１１と、紙面に垂直に内側に向かうように磁化されるＳ磁石１１２と、水平方向に磁化され、磁化方向が常にＳ磁石１１２を指向するＨ磁石１１３である。二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０は、ＸとＹ方向におけるＮ−Ｓ磁極ピッチが全てτであって、一辺の長さが４τの正方形アレイである。
【００５３】
具体的には、前記二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０中の三種の磁化方向の磁石は複数種類の接続方式を有する。
【００５４】
一種類目は、図６に示す通り、前記Ｎ磁石１１１とＳ磁石１１２は正方形、二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０の最も外側に位置するＮ磁石（Ｓ磁石としても良い）は三角形であって、Ｎ磁石１１１とＳ磁石１１２の間にＨ磁石１１３が配列される。本発明の他の実施形態において、前記二次元ハルバッハ磁石アレイの最も外側に三角形の磁石を配置せずに、Ｈ磁石１１３を挟んで二つの方向に配置される正方形のＮ磁石１１１とＳ磁石１１２によって配列部分を形成することもできる。
【００５５】
二種類目は、図７に示す通り、前記Ｎ磁石１１１とＳ磁石１１２は八角形、二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０の最も外側に位置するＮ磁石（Ｓ磁石としても良い）は１／２八角形（二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０の辺縁部分に位置する）又は１／４八角形（二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０の頂角部分に位置する）である。更にＮ磁石１１１とＳ磁石１１２が緊密に排列され、Ｈ磁石１１３がＮ磁石１１１とＳ磁石１１２が排列された後に形成される空隙中に位置し、その磁化方向がＳ磁石１１２を指向し、かつ水平方向に４５度の角度を呈する。本発明の他の実施形態において、前記二次元ハルバッハ磁石アレイの最も外側に１／２八角形又は１／４八角形の磁石を配置せずに、Ｈ磁石１１３を挟んで二つの方向に配置される八角形のＮ磁石１１１とＳ磁石１１２によって配列部分を形成することもできる。
【００５６】
三種類目は、図８に示す通り、前記Ｎ磁石１１１とＳ磁石１１２は同じく八角形であり、Ｈ磁石１１３がＮ磁石１１１とＳ磁石１１２の間に配置され、かつＮ磁石１１１とＳ磁石１１２が排列された後に形成される空隙中に充填される。空隙中に位置するＨ磁石１１３の磁化方向がＳ磁石１１２を指向し、かつ水平方向に４５度の角度を呈し、またその他の位置のＨ磁石１１３の磁化方向がＳ磁石１１２を指向する。
【００５７】
図９〜１０を重点的に参照するに、前記一次元ハルバッハ磁石アレイ中、第一、第二磁石アレイ１２０、１３０はいずれも磁化方向が紙面から外側を指向するＮ磁石と、磁化方向が紙面から内側を指向するＳ磁石と、磁化方向がＳ磁石を指向するＨ磁石とが接続されて構成され、第一、第二磁石アレイ１２０、１３０と二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０とが接続される一辺の辺長が４τである。
【００５８】
図５を重点的に参照するに、磁石アレイ１００中のＮ磁石１１１とＳ磁石１１２間の磁極ピッチがτに設定され、二つの二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０のＸとＹ方向における離間距離はいずれもＤｆであり、前記第一磁石アレイ１２０のＸ方向における離間距離がＤｆであって、前記二つの第二磁石アレイ１３０のＹ方向における離間距離がＤｆである。本実施例において、離間距離とは二つの磁石アレイの中心線間の垂直距離のことを言い、更にＤｆが関係式Ｄｆ＝（Ｎ＋０．５）τを満たし、式中のＮが４以上の整数である。
【００５９】
前記磁気浮上平面モータ中、モータ可動子２００のコイル配線方式は図１１に示す通りであり、離間距離が４τ／３の配線方式を採用する。
【００６０】
図１２を重点的に参照するに、前記磁気浮上平面モータの動作方式とコイルの通電の関係は以下の通りである。
【００６１】
第一コイル２１０の通電時、二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０と第一磁石アレイ１２０がＸ方向とＺ方向の出力を生成することを誘導する。
【００６２】
第二コイル２２０の通電時、二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０と第二磁石アレイ１３０がＹ方向とＺ方向の出力を生成することを誘導する。このように第一コイル２１０と第二コイル２２０各二組が配置され、これにより各コイルの通電をそれぞれ制御することで、モータ可動子の六自由度の移動を実現することができる。
【００６３】
更に、図１３に示す通り、Ｙ方向において、前記二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０と第一磁石アレイ１２０の間で以下の条件を満たす。二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０のＸＹ平面における幾何学的中心に配置される磁石と第一磁石アレイ１２０のＸＹ平面における幾何学的中心に配置される磁石は同一極性の磁石であって、その磁化方向は同一であり、かつ両者のＸＹ平面における幾何学的中心が同一のＹＺ平面上に位置する。二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０と第一磁石アレイ１２０のＮ−Ｓ磁極ピッチがいずれもτであり、接続辺の辺長がいずれも４τであることから、図１２の第一コイル２１０の通電時、二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０と第一磁石アレイ１２０が同一方向であるＸ方向及び／又はＺ方向の出力を生成するという条件を満たすことができる。
【００６４】
同様に、図１４に示す通り、Ｘ方向において、二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０と第二磁石アレイ１３０の接続と配置は以下の条件を満たす。二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０のＸＹ平面における幾何学的中心に配置される磁石と第二磁石アレイ１３０のＸＹ平面における幾何学的中心に配置される磁石は同一極性の磁石であって、両者のＸＹ平面における幾何学的中心は同一のＸＺ平面上に位置し、二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０と第二磁石アレイ１３０のＮ−Ｓ磁極ピッチがいずれもτであり、接続辺の辺長がいずれも４τであることから、図１２の第二コイル２２０の通電時、二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０と第二磁石アレイ１３０が同一方向であるＹ方向及び／又はＺ方向の出力を生成するという条件を満たす。
【００６５】
前記第一磁石アレイ１２０は図５に示される四角形であっても、図１５に示される長方形であっても良いことは言うまでもなく、本実施例は前記第一磁石アレイ１２０と第二磁石アレイ１３０の長さ、幅について制限を設けるものではない。
【００６６】
実施例２
【００６７】
本実施例と実施例１の相違点は磁石アレイの配置が異なる点である。
【００６８】
具体的には図１６に示す通り、磁石アレイ１００’は二個の二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０’と二個の一次元ハルバッハ磁石アレイ１２０’が接続されて構成される。二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０’は、第一、第二の二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０Ａと１１０Ｂを含む。一次元ハルバッハ磁石アレイ１２０’は、第一、第二の一次元ハルバッハ磁石アレイ１２０Ａと１２０Ｂを含む。
【００６９】
磁石アレイ１００’の動作方式とコイルの通電の関係は図１７に示す通りである。
【００７０】
第一のコイル２１０’Ｂの通電が、第一の二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０Ａと第一の一次元ハルバッハ磁石アレイ１２０ＡがＸ方向及びＺ方向の出力を生成することを誘導し、第二のコイル２２０’Ｂの通電が、第二の二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０ＢがＹ方向及びＺ方向の出力を生成することを誘導することで、モータ可動子のＺ、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚ方向の移動を保持する。
【００７１】
第二のコイル２２０’Ａの通電が、第一の二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０Ａと第二の一次元ハルバッハ磁石アレイ１２０ＢがＹ方向及びＺ方向の出力を生成することを誘導し、第一のコイル２１０’Ａの通電が、第二の二次元ハルバッハ磁石アレイ１１０ＢがＸ方向の出力とＺ方向の出力を生成ることを誘導することで、モータのＺ、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚ方向の移動を保持する。
【００７２】
本実施例の磁石アレイ１００’はコンパクトなレイアウトを採用し、モータ可動子全体を磁石で覆うことによって、空間利用率を向上させるものである。更に、磁石アレイ１００’はモジュールとして接続や拡張を行い易いことから、図１８に示される、より大きいサイズの磁石アレイ１００’を構成することが可能である。
【００７３】
実施例３
【００７４】
本実施例と実施例１及び実施例２との相違点は、モータ固定子中のコイル配線方式が異なる点である。
【００７５】
図１９に示す通り、本実施例において、磁石アレイ１００’’は四個の一次元ハルバッハ磁石アレイ１１０’’によって構成される。単独の磁石アレイ１１０’’は、図２０に示す通りであり、Ｎ磁石、Ｓ磁石、Ｈ磁石が接続されて構成され、磁性鋼中のＮ−Ｓ磁極ピッチはτであって、異なる極性の磁石の接続総長は５τである。前記平行に配置された二つの一次元ハルバッハ磁石アレイ１１０’’のＸ方向／Ｙ方向における離間距離はＤｆであり、Ｄｆは関係式Ｄｆ＝（Ｎ＋０．５）τを満たし、式中のＮは５以上の整数である。
【００７６】
以上より、前記磁石アレイ１００’’に対応する、モータ固定子のコイル配線方式は図２１に示す通りであり、離間距離５τ／３の配線方式を採用し、空間利用率を向上させる。
【００７７】
本分野の技術者ならば、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、発明に様々な修正及び変更を加えることができるのは明らかである。従って、本発明のこれらの修正及び変更は本発明の請求の範囲及びその同等の技術範囲内に含まれることは言うまでもなく、本発明もまたこれら修正及び変更をその範囲内に含めることを意図するものである。 
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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