JP5447588B2 - マルチヘッド形コアレスリニアモータ - Google Patents
マルチヘッド形コアレスリニアモータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP5447588B2 JP5447588B2 JP2012111908A JP2012111908A JP5447588B2 JP 5447588 B2 JP5447588 B2 JP 5447588B2 JP 2012111908 A JP2012111908 A JP 2012111908A JP 2012111908 A JP2012111908 A JP 2012111908A JP 5447588 B2 JP5447588 B2 JP 5447588B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mover
- thrust
- permanent magnet
- armature
- small
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Linear Motors (AREA)
Description
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。
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、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。
図１３は、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。
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った場合には、これに対応することができないという課題がある。
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差がある場合においても、これに対応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。
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、前記電機子を可動子に、前記永久磁石界磁を固定子として構成するマルチヘッド形コアレスリニアモータにおいて、互いに対向する前記電機子コイル及び前記永久磁石における当該永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が所定値であるコンビネーションを１セットとして、所定のセット数を実現する個数の前記電機子コイルを、小推力用の短い可動子ベース上において各セット分離不能に一体化して設けた小推力可動子と、前記所定のセット数よりも多いセット数を実現する個数の前記電機子コイルを、大推力用の長い可動子ベース上において各セット分離不能に一体化して設けた大推力可動子とを、同一の前記固定子上に可動子走行方向に並べて配置することにより、前記短い可動子ベースを備えた前記小推力可動子と、前記長い可動子ベースを備えた前記大推力可動子とを、前記固定子に対して別々に駆動するようにした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、前記永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が４：３である前記コンビネーションを１セットとして、前記大推力可動子のセット数が前記小推力可動子のセット数よりも多くなるように構成されてい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、前記永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が５：３である前記コンビネーションを１セットとして、前記大推力可動子のセット数が前記小推力可動子のセット数よりも多くなるように構成されていることを特徴としている。
また、請求項４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、前記電機子を可動子に、前記永久磁石界磁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、互いに対向する前記電機子コイル及び前記永久磁石における当該永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が４：３であるコンビネーションを１セットとして、所定のセット数を備えた小推力可動子と、前記所定のセット数よりも多いセット数を備えた大推力可動子と、から構成され、極ピッチをτｐとしたとき、前記大推力可動子の可動子長さを、４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）とし、前記小推力可動子の可動子長さを、当該小推力可動子に設けられるＶ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、（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、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、前記電機子を可動子に、前記永久磁石界磁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、互いに対向する前記電機子コイル及び前記永久磁石における当該永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が５：３であるコンビネーションを１セットとして、所定のセット数を備えた小推力可動子と、前記所定のセット数よりも多いセット数を備えた大推力可動子と、から構成され、極ピッチをτｐとしたとき、前記大推力可動子の可動子長さを、５τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）とし、前記小推力可動子の可動子長さを、当該小推力可動子に設けられるＷ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、（１０／３）τｐとすることを特徴としている。
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、前記電機子を可動子に、前記永久磁石界磁を固定子として構成するマルチヘッド形コアレスリニアモータにおいて、互いに対向する前記電機子コイル及び前記永久磁石における当該永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が所定値であるコンビネーションを１セットとして、所定のセット数を実現する個数の前記電機子コイルを、小推力用の短い可動子ベース上において各セット分離不能に一体化して設けた小推力可動子と、前記所定のセット数よりも多いセット数を実現する個数の前記電機子コイルを、大推力用の長い可動子ベース上において各セット分離不能に一体化して設けた大推力可動子とを、同一の前記固定子上に可動子走行方向に並べて配置することにより、前記短い可動子ベースを備えた前記小推力可動子と、前記長い可動子ベースを備えた前記大推力可動子とを、前記固定子に対して別々に駆動するようにした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、前記永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が４：３である前記コンビネーションを１セットとして、前記大推力可動子のセット数が前記小推力可動子のセット数よりも多くなるように構成されてい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、前記永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が５：３である前記コンビネーションを１セットとして、前記大推力可動子のセット数が前記小推力可動子のセット数よりも多くなるように構成されていることを特徴としている。
また、請求項４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、前記電機子を可動子に、前記永久磁石界磁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、互いに対向する前記電機子コイル及び前記永久磁石における当該永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が４：３であるコンビネーションを１セットとして、所定のセット数を備えた小推力可動子と、前記所定のセット数よりも多いセット数を備えた大推力可動子と、から構成され、極ピッチをτｐとしたとき、前記大推力可動子の可動子長さを、４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）とし、前記小推力可動子の可動子長さを、当該小推力可動子に設けられるＶ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、（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、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、前記電機子を可動子に、前記永久磁石界磁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、互いに対向する前記電機子コイル及び前記永久磁石における当該永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が５：３であるコンビネーションを１セットとして、所定のセット数を備えた小推力可動子と、前記所定のセット数よりも多いセット数を備えた大推力可動子と、から構成され、極ピッチをτｐとしたとき、前記大推力可動子の可動子長さを、５τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）とし、前記小推力可動子の可動子長さを、当該小推力可動子に設けられるＷ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、（１０／３）τｐとすることを特徴としている。
請求項１〜５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、複数のワークの必要推力に差がある場合においても、これに対応できる装置構成を実現することができる。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
［基本となる実施形態］
図１４は、基本となる実施形態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。
このリニアモータは、永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイルの数Ｍとの比率が、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に示すこの実施形態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（小推力可動子１２ａが１セット、大推力可動子１１ａが２セット）。これにより、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でも、これに対応することができる。
［基本となる実施形態］
図１４は、基本となる実施形態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。
このリニアモータは、永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイルの数Ｍとの比率が、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に示すこの実施形態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（小推力可動子１２ａが１セット、大推力可動子１１ａが２セット）。これにより、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でも、これに対応することができる。
［比較例１］
図１は、第１比較例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、本比較例が上記従来技術や上記基本となる実施形態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比較例が上記基本となる実施形態と異なる点は、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。
図１は、第１比較例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、本比較例が上記従来技術や上記基本となる実施形態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比較例が上記基本となる実施形態と異なる点は、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。
次に、第１比較例における、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は本比較例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比較例において、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。
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比較例において、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。
したがって、第１比較例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。
［比較例２］
図２は、第２比較例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比較例は、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。
図２は、第２比較例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比較例は、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。
次に、第２比較例において、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。
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。
したがって、第２比較例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。
図４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１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。
このリニアモータは、前述の図１４の基本となる実施形態同様、永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイルの数Ｍとの比率が、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ある。本実施形態では、このコンビネーションを１セット備えた小推力可動子１２ａと、上記コンビネーションを２セット備えた大推力可動子１１ａ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。
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１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。
このリニアモータは、前述の図１４の基本となる実施形態同様、永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイルの数Ｍとの比率が、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ある。本実施形態では、このコンビネーションを１セット備えた小推力可動子１２ａと、上記コンビネーションを２セット備えた大推力可動子１１ａ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。
次に、第１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。
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。
第１実施形態は上記に述べたように、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（小推力可動子１２ｄが１セット、大推力可動子１１ａが２セット）。これにより、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でも、これに対応することができる。
［比較例３］
図６は、第３比較例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３比較例は、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。
図６は、第３比較例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３比較例は、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。
次に、第３比較例において、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。
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。
したがって、第３比較例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。
［比較例４］
図８は、第４比較例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４比較例は、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。
図８は、第４比較例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４比較例は、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。
次に、第４比較例において、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。
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。
したがって、第４比較例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。
［比較例５］
図９は、第５比較例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５比較例は、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。
図９は、第５比較例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５比較例は、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。
次に、第５比較例において、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。
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。
したがって、第５比較例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。
［比較例６］
図１０は、第６比較例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６比較例は、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。
図１０は、第６比較例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６比較例は、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。
次に、第６比較例において、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。
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。
したがって、第６比較例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。
図１１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、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２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。
このリニアモータは、永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイルの数Ｍとの比率が、Ｐ＝５、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ある。本実施形態では、このコンビネーションを１セット相当備えた小推力可動子１２ｅと、上記コンビネーションを２セット備えた大推力可動子１１ｂ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。
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２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。
このリニアモータは、永久磁石界磁の磁極数Ｐと電機子コイルの数Ｍとの比率が、Ｐ＝５、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ある。本実施形態では、このコンビネーションを１セット相当備えた小推力可動子１２ｅと、上記コンビネーションを２セット備えた大推力可動子１１ｂ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。
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。
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。
第２実施形態は上記に述べたように、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（小推力可動子１２ｅが１セット、大推力可動子１１ｂが２セット）。これにより、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でも、これに対応することができる。
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共通でセット数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、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。
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
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
Claims (5)
- 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、
前記電機子を可動子に、前記永久磁石界磁を固定子として構成するマルチヘッド形コアレスリニアモータにおいて、
互いに対向する前記電機子コイル及び前記永久磁石における当該永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が所定値であるコンビネーションを１セットとして、
所定のセット数を実現する個数の前記電機子コイルを、小推力用の短い可動子ベース上において各セット分離不能に一体化して設けた小推力可動子と、
前記所定のセット数よりも多いセット数を実現する個数の前記電機子コイルを、大推力用の長い可動子ベース上において各セット分離不能に一体化して設けた大推力可動子と
を、同一の前記固定子上に可動子走行方向に並べて配置することにより、
前記短い可動子ベースを備えた前記小推力可動子と、前記長い可動子ベースを備えた前記大推力可動子とを、前記固定子に対して別々に駆動するようにした
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。 - 前記永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が４：３である前記コンビネーションを１セットとして、
前記大推力可動子のセット数が前記小推力可動子のセット数よりも多くなるように構成されている
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。 - 前記永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が５：３である前記コンビネーションを１セットとして、
前記大推力可動子のセット数が前記小推力可動子のセット数よりも多くなるように構成されている
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。 - 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、
前記電機子を可動子に、前記永久磁石界磁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、
互いに対向する前記電機子コイル及び前記永久磁石における当該永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が４：３であるコンビネーションを１セットとして、
所定のセット数を備えた小推力可動子と、
前記所定のセット数よりも多いセット数を備えた大推力可動子と、
から構成され、
極ピッチをτｐとしたとき、
前記大推力可動子の可動子長さを、４τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）とし、
前記小推力可動子の可動子長さを、当該小推力可動子に設けられるＶ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、（８／３）τｐとする
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。 - 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、
前記電機子を可動子に、前記永久磁石界磁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、
互いに対向する前記電機子コイル及び前記永久磁石における当該永久磁石の磁極数と当該電機子コイルの数との比率が５：３であるコンビネーションを１セットとして、
所定のセット数を備えた小推力可動子と、
前記所定のセット数よりも多いセット数を備えた大推力可動子と、
から構成され、
極ピッチをτｐとしたとき、
前記大推力可動子の可動子長さを、５τｐ×Ｎ（Ｎは１以上の整数）とし、
前記小推力可動子の可動子長さを、当該小推力可動子に設けられるＷ相コイルを電気角３６０°ずらして配置することにより、（１０／３）τｐとする
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012111908A JP5447588B2 (ja) | 2009-08-18 | 2012-05-15 | マルチヘッド形コアレスリニアモータ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009189574 | 2009-08-18 | ||
| JP2009189574 | 2009-08-18 | ||
| JP2012111908A JP5447588B2 (ja) | 2009-08-18 | 2012-05-15 | マルチヘッド形コアレスリニアモータ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010022597A Division JP5018910B2 (ja) | 2009-08-18 | 2010-02-03 | マルチヘッド形コアレスリニアモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012152103A JP2012152103A (ja) | 2012-08-09 |
| JP5447588B2 true JP5447588B2 (ja) | 2014-03-19 |
Family
ID=46793799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012111908A Active JP5447588B2 (ja) | 2009-08-18 | 2012-05-15 | マルチヘッド形コアレスリニアモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5447588B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4507324B2 (ja) * | 2000-01-20 | 2010-07-21 | 株式会社安川電機 | リニアスライダ |
| JP2004357353A (ja) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | リニア電磁アクチュエータ |
-
2012
- 2012-05-15 JP JP2012111908A patent/JP5447588B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012152103A (ja) | 2012-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6584619B2 (ja) | リニアモータ | |
| US8446054B2 (en) | Periodic magnetic field generation device, and linear motor and rotary motor using the same | |
| JP5018945B2 (ja) | マルチヘッド形コア付きリニアモータ | |
| JP5018910B2 (ja) | マルチヘッド形コアレスリニアモータ | |
| US20130015742A1 (en) | Synchronous motor | |
| US7825549B2 (en) | Linear motor with reduced cogging | |
| US9172281B2 (en) | Motor | |
| JP5511713B2 (ja) | リニアモータ | |
| US20080290754A1 (en) | AC Motor | |
| JP2000333437A (ja) | リニアモータ | |
| JP6324755B2 (ja) | 電磁アクチュエータ | |
| JPWO2002023702A1 (ja) | リニアモータ | |
| WO2017169046A1 (ja) | 同期リニアモータ | |
| JP5447588B2 (ja) | マルチヘッド形コアレスリニアモータ | |
| JP2004166356A (ja) | 直線駆動装置 | |
| JP4577491B2 (ja) | ムービングコイル形リニアモータ | |
| WO2020261809A1 (ja) | 直動電動機 | |
| JP3824060B2 (ja) | リニアモータ | |
| JP2002101636A (ja) | リニアモータ | |
| JP3855873B2 (ja) | 直線駆動装置及びそれを用いた製造装置 | |
| JP5454150B2 (ja) | θＺアクチュエータ | |
| JP2005210794A (ja) | リニア電磁アクチュエータ | |
| JP4475059B2 (ja) | リニア電動機 | |
| JP6058114B2 (ja) | リニアモータ | |
| JP2024006584A (ja) | リニアモータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120515 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20130710 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130830 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130904 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131030 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131203 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131216 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5447588 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |