JP2001086726A - コアレスリニアモータ - Google Patents
コアレスリニアモータInfo
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- JP2001086726A JP2001086726A JP26007399A JP26007399A JP2001086726A JP 2001086726 A JP2001086726 A JP 2001086726A JP 26007399 A JP26007399 A JP 26007399A JP 26007399 A JP26007399 A JP 26007399A JP 2001086726 A JP2001086726 A JP 2001086726A
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- coil
- linear motor
- coils
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Abstract
(57)【要約】
【課題】安価で、耐絶縁性に優れ、推力リプルを低減で
きるコアレスリニアモータを提供する。 【解決手段】複数の永久磁石４を並べて配置した界磁ヨ
ーク３と、永久磁石列４と磁気的空隙を介して対向配置
されると共に、集中巻にした複数個のコイル群を樹脂モ
ールド８により固定して成る電機子コイル７を有するコ
アレス型の電機子６とを備えコアレスリニアモータ１に
おいて、電機子コイル７は、永久磁石列４の長手方向に
向かって、Ｕ相のコイル２個（７１，７２）を隣接して
配置したコイル群と、Ｖ相のコイル２個（７４、７５）
を隣接して配置したコイル群と、Ｗ相のコイル２個（７
７、７８）を隣接して配置したコイル群から構成され、
永久磁石４のピッチをＰｍ、コイル群同士の配置ピッチ
をＰｃとした場合、ＰｃとＰｍの関係をＰｃ＝８／３×
Ｐｍとしている。
きるコアレスリニアモータを提供する。 【解決手段】複数の永久磁石４を並べて配置した界磁ヨ
ーク３と、永久磁石列４と磁気的空隙を介して対向配置
されると共に、集中巻にした複数個のコイル群を樹脂モ
ールド８により固定して成る電機子コイル７を有するコ
アレス型の電機子６とを備えコアレスリニアモータ１に
おいて、電機子コイル７は、永久磁石列４の長手方向に
向かって、Ｕ相のコイル２個（７１，７２）を隣接して
配置したコイル群と、Ｖ相のコイル２個（７４、７５）
を隣接して配置したコイル群と、Ｗ相のコイル２個（７
７、７８）を隣接して配置したコイル群から構成され、
永久磁石４のピッチをＰｍ、コイル群同士の配置ピッチ
をＰｃとした場合、ＰｃとＰｍの関係をＰｃ＝８／３×
Ｐｍとしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
装置や工作機などの分野で、一定速送りあるいは高速位
置決め送りとして用いられると共に、推力リプルや可動
子のヨーイング、ピッチングを小さくできるコアレスリ
ニアモータに関する。
装置や工作機などの分野で、一定速送りあるいは高速位
置決め送りとして用いられると共に、推力リプルや可動
子のヨーイング、ピッチングを小さくできるコアレスリ
ニアモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、集中巻にしたコイル群を重ねずに
配置した電機子コイルを有するコアレスリニアモータに
は、図９〜１０のようになっている（例えば、米国特許
第４１５１４４７号）。図９は従来のコアレスリニアモ
ータであって、（ａ）は可動子の進行方向から見た正断
面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う電機子部の側断
面図である。図１０は電機子固定板を取り外した状態の
コアレスリニアモータの平面図である。図において、１
１はコアレスリニアモータ、１２は固定子、１３は界磁
ヨーク、１４は永久磁石、１５は可動子、１６は電機
子、１７は電機子コイル、１８は樹脂モールドである。
固定子１２は、その長手方向に対向して界磁ヨーク固定
板２０を介して固定された二つの界磁ヨーク１３と、界
磁ヨークの内側に沿って交互に極性が異なるように配置
された複数個の永久磁石１４から構成されている。この
永久磁石１４は隣り合う磁石同士がＰｍピッチごとに配
置されると共に、電機子１６を挟んで対向する磁石の極
性が異極になるように配置されている。また、可動子１
５は、永久磁石１４の列と磁気的空隙を介して挟み込む
ように対向配置されたコアレス型の電機子１６で構成さ
れ、電機子１６は、集中巻にした複数個のコイル群を樹
脂モールド１８により固定し、かつ、平板状に成形して
成る電機子コイル１７を有している。なお、電機子部１
６の上端には、図示しない負荷を載置するためのテーブ
ルを固定する電機子固定板１９が設けてある。このう
ち、電機子コイル１７は、図１０に示すように３相３コ
イル４極を基本構成としているので。各コイルのピッチ
は４／３×Ｐｍとなっている。６個のコイルは、図９
（ｂ）に示すように、左からＵ相コイル１７１、Ｗ相コ
イル１７５、Ｖ相コイル１７３、Ｕ相コイル１７２、Ｗ
相コイル１７６、Ｖ相コイル１７４の順に並べており、
この集中巻のコイルの形状は、永久磁石と対向した主に
推力を発生する２つのコイル辺が平行した形状となって
いる。このようなコアレスリニアモータは、集中巻にし
たコイル群を重ねずに配置した電機子コイルに通電する
と、電機子コイルと永久磁石との電磁作用により、可動
子が直線移動する。
配置した電機子コイルを有するコアレスリニアモータに
は、図９〜１０のようになっている（例えば、米国特許
第４１５１４４７号）。図９は従来のコアレスリニアモ
ータであって、（ａ）は可動子の進行方向から見た正断
面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う電機子部の側断
面図である。図１０は電機子固定板を取り外した状態の
コアレスリニアモータの平面図である。図において、１
１はコアレスリニアモータ、１２は固定子、１３は界磁
ヨーク、１４は永久磁石、１５は可動子、１６は電機
子、１７は電機子コイル、１８は樹脂モールドである。
固定子１２は、その長手方向に対向して界磁ヨーク固定
板２０を介して固定された二つの界磁ヨーク１３と、界
磁ヨークの内側に沿って交互に極性が異なるように配置
された複数個の永久磁石１４から構成されている。この
永久磁石１４は隣り合う磁石同士がＰｍピッチごとに配
置されると共に、電機子１６を挟んで対向する磁石の極
性が異極になるように配置されている。また、可動子１
５は、永久磁石１４の列と磁気的空隙を介して挟み込む
ように対向配置されたコアレス型の電機子１６で構成さ
れ、電機子１６は、集中巻にした複数個のコイル群を樹
脂モールド１８により固定し、かつ、平板状に成形して
成る電機子コイル１７を有している。なお、電機子部１
６の上端には、図示しない負荷を載置するためのテーブ
ルを固定する電機子固定板１９が設けてある。このう
ち、電機子コイル１７は、図１０に示すように３相３コ
イル４極を基本構成としているので。各コイルのピッチ
は４／３×Ｐｍとなっている。６個のコイルは、図９
（ｂ）に示すように、左からＵ相コイル１７１、Ｗ相コ
イル１７５、Ｖ相コイル１７３、Ｕ相コイル１７２、Ｗ
相コイル１７６、Ｖ相コイル１７４の順に並べており、
この集中巻のコイルの形状は、永久磁石と対向した主に
推力を発生する２つのコイル辺が平行した形状となって
いる。このようなコアレスリニアモータは、集中巻にし
たコイル群を重ねずに配置した電機子コイルに通電する
と、電機子コイルと永久磁石との電磁作用により、可動
子が直線移動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のコア
レスリニアモータでは、図９に示すように、電機子コイ
ルは異相のコイルが隣接するため、２００Ｖといった高
電圧での使用には絶縁に問題があった。このような問題
に対して、コイル間の絶縁性を上げるために絶縁物を挿
入すると、逆に組立工程に手間が掛かり、コスト高とな
った。また、電機子コイルは、異相のコイルを隣接して
配置すると、永久磁石の磁化のバラツキや位置ずれの影
響を受けて推力リプルが発生するという問題があった。
これより、リニアモータの高電圧仕様での耐絶縁性をク
リアするために、最適な異相のコイル同士の間隔を設定
する必要があった。そこで、本発明は安価で、耐絶縁性
に優れ、推力リプルを低減できるコアレスリニアモータ
を提供することを目的とする。
レスリニアモータでは、図９に示すように、電機子コイ
ルは異相のコイルが隣接するため、２００Ｖといった高
電圧での使用には絶縁に問題があった。このような問題
に対して、コイル間の絶縁性を上げるために絶縁物を挿
入すると、逆に組立工程に手間が掛かり、コスト高とな
った。また、電機子コイルは、異相のコイルを隣接して
配置すると、永久磁石の磁化のバラツキや位置ずれの影
響を受けて推力リプルが発生するという問題があった。
これより、リニアモータの高電圧仕様での耐絶縁性をク
リアするために、最適な異相のコイル同士の間隔を設定
する必要があった。そこで、本発明は安価で、耐絶縁性
に優れ、推力リプルを低減できるコアレスリニアモータ
を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、請求項１の本発明は、交互に極性が異なる複数の
永久磁石を隣り合わせに並べて配置した界磁ヨークと、
前記永久磁石列と磁気的空隙を介して対向配置されると
共に、集中巻にした複数個のコイル群を樹脂モールドに
より固定し、かつ、平板状に成形して成る電機子コイル
を有するコアレス型の電機子とを備え、前記界磁ヨーク
と前記電機子の何れか一方を固定子に、他方を可動子と
して、前記界磁ヨークと前記電機子を相対的に走行する
ようにしたコアレスリニアモータにおいて、前記電機子
コイルは、前記永久磁石列の長手方向に向かって、Ｕ相
のコイル２個を隣接して配置したコイル群と、Ｖ相のコ
イル２個を隣接して配置したコイル群と、Ｗ相のコイル
２個を隣接して配置したコイル群から構成され、前記永
久磁石のピッチをＰｍ、前記コイル群同士の配置ピッチ
をＰｃとした場合、ＰｃとＰｍの関係が、Ｐｃ＝８／３
×Ｐｍであることを特徴としている。請求項２の本発明
は、請求項１記載のコアレスリニアモータにおいて、前
記コイル群を構成するコイル１個の幅ＷｃをＷｃ＝７／
６×Ｐｍとしている。請求項３の本発明は、請求項１ま
たは２に記載のコアレスリニアモータにおいて、電機子
コイルは、前記電機子の進行方向に向かって前記永久磁
石列と平行に２列から成る第１コイル列と第２コイル列
から構成され、前記２列の電機子コイルの間には非磁性
部材を挿入しており、ｎを整数としたとき、前記２列の
電機子コイルの一方と他方のコイルを、ｎ／３×Ｐｍだ
けずらして配置してある。請求項４の本発明は、請求項
１から３までの何れか１項に記載のコアレスリニアモー
タにおいて、前記電機子の中央に挿入した絶縁部材は、
前記電機子コイルの結線をパターン化したプリント基板
を構成している。請求項５の本発明は、交互に極性が異
なる複数の永久磁石を隣り合わせに並べて配置した界磁
ヨークと、前記永久磁石列と磁気的空隙を介して対向配
置されると共に、集中巻にした複数個のコイル群を樹脂
モールドにより固定し、かつ、平板状に成形して成る電
機子コイルを有するコアレス型の電機子とを備え、前記
界磁ヨークと前記電機子の何れか一方を固定子に、他方
を可動子として、前記界磁ヨークと前記電機子を相対的
に走行するようにしたコアレスリニアモータにおいて、
前記電機子コイルは、前記永久磁石列の長手方向に向か
って、Ｕ相のコイル３個を隣接して配置したコイル群
と、Ｖ相のコイル３個を隣接して配置したコイル群と、
Ｗ相のコイル３個を隣接して配置したコイル群から構成
され、前記永久磁石のピッチをＰｍ、前記コイル群同士
の配置ピッチをＰｃとした場合、ＰｃとＰｍの関係が、
Ｐｃ＝１１／３×Ｐｍとしている。請求項６の本発明
は、請求項５に記載のコアレスリニアモータにおいて、
前記コイル群を構成するコイル１個の幅Ｗｃを Ｗｃ＝
１０／９×Ｐｍ としている請求項７の本発明は、請求
項５または６に記載のコアレスリニアモータにおいて、
電機子コイルは、前記電機子の進行方向に向かって前記
永久磁石列と平行に２列から成る第１コイル列と第２コ
イル列から構成され、前記２列の電機子コイルの間には
非磁性部材を挿入しており、ｎを整数としたとき、前記
２列の電機子コイルの一方と他方のコイルを、ｎ／３×
Ｐｍだけずらして配置してある。請求項８の本発明は、
請求項５から７までの何れか１項に記載のコアレスリニ
アモータにおいて、前記電機子の中央に挿入した絶縁部
材は、前記電機子コイルの結線をパターン化したプリン
ト基板を構成している。
めに、請求項１の本発明は、交互に極性が異なる複数の
永久磁石を隣り合わせに並べて配置した界磁ヨークと、
前記永久磁石列と磁気的空隙を介して対向配置されると
共に、集中巻にした複数個のコイル群を樹脂モールドに
より固定し、かつ、平板状に成形して成る電機子コイル
を有するコアレス型の電機子とを備え、前記界磁ヨーク
と前記電機子の何れか一方を固定子に、他方を可動子と
して、前記界磁ヨークと前記電機子を相対的に走行する
ようにしたコアレスリニアモータにおいて、前記電機子
コイルは、前記永久磁石列の長手方向に向かって、Ｕ相
のコイル２個を隣接して配置したコイル群と、Ｖ相のコ
イル２個を隣接して配置したコイル群と、Ｗ相のコイル
２個を隣接して配置したコイル群から構成され、前記永
久磁石のピッチをＰｍ、前記コイル群同士の配置ピッチ
をＰｃとした場合、ＰｃとＰｍの関係が、Ｐｃ＝８／３
×Ｐｍであることを特徴としている。請求項２の本発明
は、請求項１記載のコアレスリニアモータにおいて、前
記コイル群を構成するコイル１個の幅ＷｃをＷｃ＝７／
６×Ｐｍとしている。請求項３の本発明は、請求項１ま
たは２に記載のコアレスリニアモータにおいて、電機子
コイルは、前記電機子の進行方向に向かって前記永久磁
石列と平行に２列から成る第１コイル列と第２コイル列
から構成され、前記２列の電機子コイルの間には非磁性
部材を挿入しており、ｎを整数としたとき、前記２列の
電機子コイルの一方と他方のコイルを、ｎ／３×Ｐｍだ
けずらして配置してある。請求項４の本発明は、請求項
１から３までの何れか１項に記載のコアレスリニアモー
タにおいて、前記電機子の中央に挿入した絶縁部材は、
前記電機子コイルの結線をパターン化したプリント基板
を構成している。請求項５の本発明は、交互に極性が異
なる複数の永久磁石を隣り合わせに並べて配置した界磁
ヨークと、前記永久磁石列と磁気的空隙を介して対向配
置されると共に、集中巻にした複数個のコイル群を樹脂
モールドにより固定し、かつ、平板状に成形して成る電
機子コイルを有するコアレス型の電機子とを備え、前記
界磁ヨークと前記電機子の何れか一方を固定子に、他方
を可動子として、前記界磁ヨークと前記電機子を相対的
に走行するようにしたコアレスリニアモータにおいて、
前記電機子コイルは、前記永久磁石列の長手方向に向か
って、Ｕ相のコイル３個を隣接して配置したコイル群
と、Ｖ相のコイル３個を隣接して配置したコイル群と、
Ｗ相のコイル３個を隣接して配置したコイル群から構成
され、前記永久磁石のピッチをＰｍ、前記コイル群同士
の配置ピッチをＰｃとした場合、ＰｃとＰｍの関係が、
Ｐｃ＝１１／３×Ｐｍとしている。請求項６の本発明
は、請求項５に記載のコアレスリニアモータにおいて、
前記コイル群を構成するコイル１個の幅Ｗｃを Ｗｃ＝
１０／９×Ｐｍ としている請求項７の本発明は、請求
項５または６に記載のコアレスリニアモータにおいて、
電機子コイルは、前記電機子の進行方向に向かって前記
永久磁石列と平行に２列から成る第１コイル列と第２コ
イル列から構成され、前記２列の電機子コイルの間には
非磁性部材を挿入しており、ｎを整数としたとき、前記
２列の電機子コイルの一方と他方のコイルを、ｎ／３×
Ｐｍだけずらして配置してある。請求項８の本発明は、
請求項５から７までの何れか１項に記載のコアレスリニ
アモータにおいて、前記電機子の中央に挿入した絶縁部
材は、前記電機子コイルの結線をパターン化したプリン
ト基板を構成している。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１は本発明の第１の実施例を示すコア
レスリニアモータであって、（ａ）は可動子の進行方向
から見た正断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う電
機子部の側断面図である。図２はコアレスリニアモータ
の電機子固定板を取り外した状態の平面図である。図に
おいて、１はコアレスリニアモータ、２は固定子、３は
界磁ヨーク、４は永久磁石、５は可動子、６は電機子、
７は電機子コイル、８は樹脂モールド、９は電機子固定
板、１０は界磁ヨーク固定板である。なお、コアレスリ
ニアモータは。界磁ヨーク３が電機子６の両側にある磁
束貫通型構造の例であって、電機子部を除き、基本構成
は従来と同じである。本発明が従来と異なる点を以下説
明する。コアレス型の電機子を構成する電機子コイル７
は、図１（ａ）に示すように、左からＵ相の集中巻のコ
イル２個７１、７２を隣接して１個のコイル群とすると
共に、Ｖ相の集中巻のコイル２個７４、７５を隣接して
１個のコイル群とし、Ｗ相の集中巻のコイル２個７７、
７８を隣接して１個のコイル群としている。具体的に
は、順方向巻のＵ相コイル７１、逆方向巻のＵ相コイル
７２、順方向巻のＶ相コイル７４、逆方向巻のＶ相コイ
ル７５、順方向巻のＷ相コイル７７、逆方向巻のＷ相コ
イル７８の順に並んで６つのコイルが配置されている。
また、磁石のピッチＰｍとした場合、コイル群は、 Ｐｃ＝８／３×Ｐｍ ピッチごとに可動子進行方向に並べて配置している。こ
のコイル群ピッチＰｃを電気角で表すと、８／３×１８
０＝４８０度＝１２０度となる。さらに、第１の実施例
では、コイル群を構成するコイル１個の幅Ｗｃを Ｗｃ＝７／６×Ｐｍ としている。この時の各々のコイル群間隔Ｗｇは、 Ｗｇ＝Ｐｃ−２×Ｗｃ＝８／３×Ｐｍ−２×７／６×Ｐ
ｍ＝１／３×Ｐｍ となる。例えば、磁石ピッチＰｍ＝１８ｍｍとした場
合、 コイル群ピッチ Ｐｃ＝８／３×１８ｍｍ＝４８ｍｍ コイル幅 Ｗｃ＝７／６×１８ｍｍ＝２１ｍｍ コイル群間隔 Ｗｇ＝１／３×１８ｍｍ＝６ｍｍ となる。電機子コイル７において、異相のコイル群とコ
イル群との間隔を６ｍｍに設定すると、フィールド試験
により、従来技術でコイル群とコイル群との間隔が約５
ｍｍ以下のもので問題となっていた高電圧仕様での耐絶
縁性をクリアすることがわかった。したがって、このよ
うな高電圧仕様が要求されるコアレスリニモータにおい
て、異相のコイル群同士の最適な間隔を、コイル群同士
の配置ピッチとコイル幅により設定することで、電機子
に絶縁物を挿入することが不要となり、組立工程に手間
が掛かったり、コスト高となる問題をなくすことができ
る。
いて説明する。図１は本発明の第１の実施例を示すコア
レスリニアモータであって、（ａ）は可動子の進行方向
から見た正断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う電
機子部の側断面図である。図２はコアレスリニアモータ
の電機子固定板を取り外した状態の平面図である。図に
おいて、１はコアレスリニアモータ、２は固定子、３は
界磁ヨーク、４は永久磁石、５は可動子、６は電機子、
７は電機子コイル、８は樹脂モールド、９は電機子固定
板、１０は界磁ヨーク固定板である。なお、コアレスリ
ニアモータは。界磁ヨーク３が電機子６の両側にある磁
束貫通型構造の例であって、電機子部を除き、基本構成
は従来と同じである。本発明が従来と異なる点を以下説
明する。コアレス型の電機子を構成する電機子コイル７
は、図１（ａ）に示すように、左からＵ相の集中巻のコ
イル２個７１、７２を隣接して１個のコイル群とすると
共に、Ｖ相の集中巻のコイル２個７４、７５を隣接して
１個のコイル群とし、Ｗ相の集中巻のコイル２個７７、
７８を隣接して１個のコイル群としている。具体的に
は、順方向巻のＵ相コイル７１、逆方向巻のＵ相コイル
７２、順方向巻のＶ相コイル７４、逆方向巻のＶ相コイ
ル７５、順方向巻のＷ相コイル７７、逆方向巻のＷ相コ
イル７８の順に並んで６つのコイルが配置されている。
また、磁石のピッチＰｍとした場合、コイル群は、 Ｐｃ＝８／３×Ｐｍ ピッチごとに可動子進行方向に並べて配置している。こ
のコイル群ピッチＰｃを電気角で表すと、８／３×１８
０＝４８０度＝１２０度となる。さらに、第１の実施例
では、コイル群を構成するコイル１個の幅Ｗｃを Ｗｃ＝７／６×Ｐｍ としている。この時の各々のコイル群間隔Ｗｇは、 Ｗｇ＝Ｐｃ−２×Ｗｃ＝８／３×Ｐｍ−２×７／６×Ｐ
ｍ＝１／３×Ｐｍ となる。例えば、磁石ピッチＰｍ＝１８ｍｍとした場
合、 コイル群ピッチ Ｐｃ＝８／３×１８ｍｍ＝４８ｍｍ コイル幅 Ｗｃ＝７／６×１８ｍｍ＝２１ｍｍ コイル群間隔 Ｗｇ＝１／３×１８ｍｍ＝６ｍｍ となる。電機子コイル７において、異相のコイル群とコ
イル群との間隔を６ｍｍに設定すると、フィールド試験
により、従来技術でコイル群とコイル群との間隔が約５
ｍｍ以下のもので問題となっていた高電圧仕様での耐絶
縁性をクリアすることがわかった。したがって、このよ
うな高電圧仕様が要求されるコアレスリニモータにおい
て、異相のコイル群同士の最適な間隔を、コイル群同士
の配置ピッチとコイル幅により設定することで、電機子
に絶縁物を挿入することが不要となり、組立工程に手間
が掛かったり、コスト高となる問題をなくすことができ
る。
【０００６】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図３は本発明の第２の実施例を示す電機子部の側
断面図である。第２の実施例が第１の実施例と異なる点
は、以下のとおりである。図において、電機子コイルは
一つのコイル群を３個のコイルで構成したものである。
すなわち、Ｕ相のコイル群をコイル７１、７２、７３と
すると共に、Ｖ相のコイル群をコイル７４、７５、７６
とし、Ｗ相のコイル群をコイル７７、７８、７９として
いる。また、コイル群ピッチＰｃは、 Ｐｃ＝１１／３×Ｐｍ としている。さらに、第２の実施例では、コイル群を構
成するコイル１個の幅Ｗｃを Ｗｃ＝１０／９×Ｐｍ としている。この時の各々のコイル群間隔Ｗｇは、 Ｗｇ＝Ｐｃ−２×Ｗｃ＝１１／３×Ｐｍ−３×１０／９
×Ｐｍ＝１／３×Ｐｍ となる。例えば、磁石ピッチＰｍ＝１８ｍｍとした場
合、 コイル群ピッチ Ｐｃ＝１１／３×１８ｍｍ＝６６ｍｍ コイル幅 Ｗｃ＝１０／９×１８ｍｍ＝２０ｍｍ コイル群間隔 Ｗｇ＝１／３×１８ｍｍ＝６ｍｍ となる。電機子コイル７において、異相のコイル群とコ
イル群との間隔を６ｍｍに設定すると、フィールド試験
により、従来技術で間隔となっていた高電圧仕様での耐
絶縁性をクリアすることがわかった。第２の実施例は、
高電圧仕様が要求されるコアレスリニモータにおいて、
上記構成にしたので、異相のコイル群同士の最適な間隔
を、コイル群同士の配置ピッチとコイル幅により設定す
ることで、第１の実施例と同様の効果を得ることができ
る。
する。図３は本発明の第２の実施例を示す電機子部の側
断面図である。第２の実施例が第１の実施例と異なる点
は、以下のとおりである。図において、電機子コイルは
一つのコイル群を３個のコイルで構成したものである。
すなわち、Ｕ相のコイル群をコイル７１、７２、７３と
すると共に、Ｖ相のコイル群をコイル７４、７５、７６
とし、Ｗ相のコイル群をコイル７７、７８、７９として
いる。また、コイル群ピッチＰｃは、 Ｐｃ＝１１／３×Ｐｍ としている。さらに、第２の実施例では、コイル群を構
成するコイル１個の幅Ｗｃを Ｗｃ＝１０／９×Ｐｍ としている。この時の各々のコイル群間隔Ｗｇは、 Ｗｇ＝Ｐｃ−２×Ｗｃ＝１１／３×Ｐｍ−３×１０／９
×Ｐｍ＝１／３×Ｐｍ となる。例えば、磁石ピッチＰｍ＝１８ｍｍとした場
合、 コイル群ピッチ Ｐｃ＝１１／３×１８ｍｍ＝６６ｍｍ コイル幅 Ｗｃ＝１０／９×１８ｍｍ＝２０ｍｍ コイル群間隔 Ｗｇ＝１／３×１８ｍｍ＝６ｍｍ となる。電機子コイル７において、異相のコイル群とコ
イル群との間隔を６ｍｍに設定すると、フィールド試験
により、従来技術で間隔となっていた高電圧仕様での耐
絶縁性をクリアすることがわかった。第２の実施例は、
高電圧仕様が要求されるコアレスリニモータにおいて、
上記構成にしたので、異相のコイル群同士の最適な間隔
を、コイル群同士の配置ピッチとコイル幅により設定す
ることで、第１の実施例と同様の効果を得ることができ
る。
【０００７】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。図４は本発明の第３の実施例を示すコアレスリニ
アモータであって、可動子の進行方向から見た正断面
図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿う電機子部の側断面図で
ある。第３の実施例が第１および第２の実施例と異なる
点は、以下のとおりである。図において、電機子コイル
７は、可動子５の進行方向に向かって、集中巻のコイル
を２列（第１コイル列７Ａ、第２コイル列７Ｂ）に分け
て配置し、２列から成るコイル列間に非磁性部材６１を
挿入し、全体を樹脂モールド８により固定する構成とし
ている。具体的には、電機子の第１コイル列７Ａは、図
５に示すように左から順方向巻のＵ相コイル７１Ａ、逆
方向巻のＵ相コイル７２Ａ、順方向巻のＶ相コイル７４
Ａ、逆方向巻のＶ相コイル７５Ａ、順方向巻のＷ相コイ
ル７７Ａ、逆方向巻のＷ相コイル７８Ａの順に並び、第
２コイル列７Ｂは、逆方向巻のＷ相コイル７１Ｂ、順方
向巻のＷ相コイル７２Ｂ、逆方向巻のＵ相コイル７４
Ｂ、順方向巻のＵ相コイル７５Ｂ、逆方向巻のＶ相コイ
ル７７Ｂ、順方向巻のＶ相コイル７８Ｂの順に並んで配
置される。また、第１コイル列７Ａ、第２コイル列７Ｂ
は、各々、磁石のピッチをＰｍとした場合、２個の同相
のコイルによって構成されたコイル群がＰｃ＝８／３×
Ｐｍピッチごとに並んで配置されている。この配置方法
は第１の実施例と同じである。さらに、第１コイル列７
Ａと第２コイル列７Ｂは、１／３×Ｐｍだけずれて配置
されている。これを電気角で表すと１／３×１８０＝６
０°となる。第３の実施例は、上記構成にしたので、第
１および第２の実施例と同様の効果を得ることができ
る。また、このほかの効果として、電機子部を永久磁石
と対向すギャップ方向から見ると、異相のコイル同士が
重なる所が現れることから、ギャップ方向に相帯が分布
されるため、永久磁石の磁化のバラツキや位置ずれによ
り発生する推力リプルを低減することができる。
する。図４は本発明の第３の実施例を示すコアレスリニ
アモータであって、可動子の進行方向から見た正断面
図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿う電機子部の側断面図で
ある。第３の実施例が第１および第２の実施例と異なる
点は、以下のとおりである。図において、電機子コイル
７は、可動子５の進行方向に向かって、集中巻のコイル
を２列（第１コイル列７Ａ、第２コイル列７Ｂ）に分け
て配置し、２列から成るコイル列間に非磁性部材６１を
挿入し、全体を樹脂モールド８により固定する構成とし
ている。具体的には、電機子の第１コイル列７Ａは、図
５に示すように左から順方向巻のＵ相コイル７１Ａ、逆
方向巻のＵ相コイル７２Ａ、順方向巻のＶ相コイル７４
Ａ、逆方向巻のＶ相コイル７５Ａ、順方向巻のＷ相コイ
ル７７Ａ、逆方向巻のＷ相コイル７８Ａの順に並び、第
２コイル列７Ｂは、逆方向巻のＷ相コイル７１Ｂ、順方
向巻のＷ相コイル７２Ｂ、逆方向巻のＵ相コイル７４
Ｂ、順方向巻のＵ相コイル７５Ｂ、逆方向巻のＶ相コイ
ル７７Ｂ、順方向巻のＶ相コイル７８Ｂの順に並んで配
置される。また、第１コイル列７Ａ、第２コイル列７Ｂ
は、各々、磁石のピッチをＰｍとした場合、２個の同相
のコイルによって構成されたコイル群がＰｃ＝８／３×
Ｐｍピッチごとに並んで配置されている。この配置方法
は第１の実施例と同じである。さらに、第１コイル列７
Ａと第２コイル列７Ｂは、１／３×Ｐｍだけずれて配置
されている。これを電気角で表すと１／３×１８０＝６
０°となる。第３の実施例は、上記構成にしたので、第
１および第２の実施例と同様の効果を得ることができ
る。また、このほかの効果として、電機子部を永久磁石
と対向すギャップ方向から見ると、異相のコイル同士が
重なる所が現れることから、ギャップ方向に相帯が分布
されるため、永久磁石の磁化のバラツキや位置ずれによ
り発生する推力リプルを低減することができる。
【０００８】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。図６は本発明の第４の実施例を示すコアレスリニ
アモータの電機子部の側断面図である。第４の実施例が
第３の実施例と異なる点は、以下のとおりである。すな
わち、電機子コイルにおいて、第１コイル列７Ａと第２
コイル列７Ｂを２／３×Ｐｍ（電気角１２０度）だけず
らして配置している。具体的には、第１コイル列７Ａは
第３の実施例と同じように７１Ａ、７２Ａ‥７８Ａの順
に並んで配置されているが、第２コイル列７Ｂは左から
順方向巻のＶ相コイル７８Ｂ、逆方向巻のＶ相コイル７
７Ｂ、順方向巻のＷ相コイル７２Ｂ、逆方向巻のＷ相コ
イル７１Ｂ、順方向巻のＵ相コイル７５Ｂ、逆方向巻の
Ｕ相コイル７４Ｂの順に並んで配置される点で異なる。
第４の実施例は、上記構成にすることで、第３の実施例
と同様の効果を得ることができる。なお、第３および第
４の実施例においては、１個のコイル群が２個のコイル
によって構成された例を示したが、図７、図８に示すよ
うに１個のコイル群が３個のコイルによって構成される
ものでも構わない。これにより、第３および第４の実施
例と同等の効果を得ることができる。また、第３および
第４の実施例は、第１コイル列と第２コイル列の間に非
磁性部材を設けたが、電機子コイルの結線をパターン化
したプリント基板を設け、結線処理を簡単に行うように
しても構わない。また、各実施例では、界磁ヨークが電
機子の両側にある磁束貫通型構造のコアレスリニアモー
タの例を示したが、磁束貫通型構造の軸対称位置から半
分にカットした構造と同等の、いわゆるギャップ対向型
のものでも構わない。また、各実施例では、電機子を可
動子とし、界磁ヨークを固定子とする構成のコアレスリ
ニアモータの例を示したが、この構成に限定されず界磁
ヨークを可動子とし、電機子を固定子とする構成にして
も良い。
する。図６は本発明の第４の実施例を示すコアレスリニ
アモータの電機子部の側断面図である。第４の実施例が
第３の実施例と異なる点は、以下のとおりである。すな
わち、電機子コイルにおいて、第１コイル列７Ａと第２
コイル列７Ｂを２／３×Ｐｍ（電気角１２０度）だけず
らして配置している。具体的には、第１コイル列７Ａは
第３の実施例と同じように７１Ａ、７２Ａ‥７８Ａの順
に並んで配置されているが、第２コイル列７Ｂは左から
順方向巻のＶ相コイル７８Ｂ、逆方向巻のＶ相コイル７
７Ｂ、順方向巻のＷ相コイル７２Ｂ、逆方向巻のＷ相コ
イル７１Ｂ、順方向巻のＵ相コイル７５Ｂ、逆方向巻の
Ｕ相コイル７４Ｂの順に並んで配置される点で異なる。
第４の実施例は、上記構成にすることで、第３の実施例
と同様の効果を得ることができる。なお、第３および第
４の実施例においては、１個のコイル群が２個のコイル
によって構成された例を示したが、図７、図８に示すよ
うに１個のコイル群が３個のコイルによって構成される
ものでも構わない。これにより、第３および第４の実施
例と同等の効果を得ることができる。また、第３および
第４の実施例は、第１コイル列と第２コイル列の間に非
磁性部材を設けたが、電機子コイルの結線をパターン化
したプリント基板を設け、結線処理を簡単に行うように
しても構わない。また、各実施例では、界磁ヨークが電
機子の両側にある磁束貫通型構造のコアレスリニアモー
タの例を示したが、磁束貫通型構造の軸対称位置から半
分にカットした構造と同等の、いわゆるギャップ対向型
のものでも構わない。また、各実施例では、電機子を可
動子とし、界磁ヨークを固定子とする構成のコアレスリ
ニアモータの例を示したが、この構成に限定されず界磁
ヨークを可動子とし、電機子を固定子とする構成にして
も良い。
【０００９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の第１および
第２の実施例によるコアレスリニアモータは、集中巻に
したコイルをある所定の間隔を離して配置したため、２
００Ｖの高電圧に耐えることが可能で耐絶縁性に影響を
及ぼすことがない。また、電機子に絶縁物を挿入するこ
とが不要となり、組立工程に手間が掛かったり、コスト
高となる問題をなくすことができる。さらに、第３およ
び第４の実施例によるコアレスリニアモータは電機子の
左右両面にコイルをずらして配置したため、相帯を分布
させて永久磁石の磁化のバラツキや位置ずれによる推力
リプルを低減することができる。
第２の実施例によるコアレスリニアモータは、集中巻に
したコイルをある所定の間隔を離して配置したため、２
００Ｖの高電圧に耐えることが可能で耐絶縁性に影響を
及ぼすことがない。また、電機子に絶縁物を挿入するこ
とが不要となり、組立工程に手間が掛かったり、コスト
高となる問題をなくすことができる。さらに、第３およ
び第４の実施例によるコアレスリニアモータは電機子の
左右両面にコイルをずらして配置したため、相帯を分布
させて永久磁石の磁化のバラツキや位置ずれによる推力
リプルを低減することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示すコアレスリニアモ
ータであって、（ａ）は可動子の進行方向から見た正面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う電機子部の側断面
図である。
ータであって、（ａ）は可動子の進行方向から見た正面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う電機子部の側断面
図である。
【図２】図１のコアレスリニアモータの電機子固定板を
取り外した際の平面図である。
取り外した際の平面図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示すコアレスリニアモ
ータであって、図１の（ａ）のＡ−Ａ線に沿う電機子部
の側断面図である。
ータであって、図１の（ａ）のＡ−Ａ線に沿う電機子部
の側断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例を示すコアレスリニアモ
ータであって、可動子の進行方向から見た正断面図であ
る。
ータであって、可動子の進行方向から見た正断面図であ
る。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う電機子部の側断面図であ
る。
る。
【図６】本発明の第４の実施例を示すコアレスリニアモ
ータの電機子部の側断面図である。
ータの電機子部の側断面図である。
【図７】本発明の第５の実施例を示す電機子部の側断面
図である。
図である。
【図８】本発明の第６の実施例を示す電機子部の側断面
図である。
図である。
【図９】従来のコアレスリニアモータであって、（ａ）
は可動子の進行方向から見た正断面図、（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ線に沿う電機子部の側断面図である。
は可動子の進行方向から見た正断面図、（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ線に沿う電機子部の側断面図である。
【図１０】コアレスリニアモータの電機子固定板を取り
外した状態の平面図である。
外した状態の平面図である。
１ コアレスリニアモータ ２ 固定子 ３ 界磁ヨーク ４ 永久磁石 ５ 可動子 ６ 電機子 ７ 電機子コイル ７１〜７３ Ｕ相コイル ７４〜７６ Ｖ相コイル ７７〜７９ Ｗ相コイル ７Ａ 電機子コイル（第１コイル列） ７Ｂ 電機子コイル（第２コイル列） ７１Ａ〜７３Ａ Ｕ相コイル ７４Ａ〜７６Ａ Ｖ相コイル ７７Ａ〜７９Ａ Ｗ相コイル ７１Ｂ〜７３Ｂ Ｗ相コイル ７４Ｂ〜７６Ｂ Ｕ相コイル ７７Ｂ〜７９Ｂ Ｖ相コイル ８ 樹脂モールド ９ 電機子固定板 １０ 界磁ヨーク固定板
Claims (8)
- 【請求項１】交互に極性が異なる複数の永久磁石を隣り
合わせに並べて配置した界磁ヨークと、前記永久磁石列
と磁気的空隙を介して対向配置されると共に、集中巻に
した複数個のコイル群を樹脂モールドにより固定し、か
つ、平板状に成形して成る電機子コイルを有するコアレ
ス型の電機子とを備え、前記界磁ヨークと前記電機子の
何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記界磁
ヨークと前記電機子を相対的に走行するようにしたコア
レスリニアモータにおいて、 前記電機子コイルは、前記永久磁石列の長手方向に向か
って、Ｕ相のコイル２個を隣接して配置したコイル群
と、Ｖ相のコイル２個を隣接して配置したコイル群と、
Ｗ相のコイル２個を隣接して配置したコイル群から構成
され、 前記永久磁石のピッチをＰｍ、前記コイル群同士の配置
ピッチをＰｃとした場合、ＰｃとＰｍの関係が、 Ｐｃ＝８／３×Ｐｍ であることを特徴とするコアレスリニアモータ。 - 【請求項２】 前記コイル群を構成するコイル１個の幅
を Ｗｃ＝７／６×Ｐｍ としたことを特徴とする請求項１に記載のコアレスリニ
アモータ。 - 【請求項３】前記電機子コイルは、前記電機子の進行方
向に向かって前記永久磁石列と平行に２列から成る第１
コイル列と第２コイル列から構成され、 前記２列の電機子コイルの間に非磁性部材を挿入してお
り、 ｎを整数としたとき、前記２列の電機子コイルの一方と
他方のコイルを、 ｎ／３×Ｐｍ だけずらして配置したことを特徴とする請求項１または
２に記載のコアレスリニアモータ。 - 【請求項４】前記電機子の中央に挿入した非磁性部材
は、前記電機子コイルの結線をパターン化したプリント
基板を構成していることを特徴とする請求項１から３ま
での何れか１項に記載のコアレスリニアモータ。 - 【請求項５】交互に極性が異なる複数の永久磁石を隣り
合わせに並べて配置した界磁ヨークと、前記永久磁石列
と磁気的空隙を介して対向配置されると共に、集中巻に
した複数個のコイル群を樹脂モールドにより固定し、か
つ、平板状に成形して成る電機子コイルを有するコアレ
ス型の電機子とを備え、前記界磁ヨークと前記電機子の
何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記界磁
ヨークと前記電機子を相対的に走行するようにしたコア
レスリニアモータにおいて、 前記電機子コイルは、前記永久磁石列の長手方向に向か
って、Ｕ相のコイル３個を隣接して配置したコイル群
と、Ｖ相のコイル３個を隣接して配置したコイル群と、
Ｗ相のコイル３個を隣接して配置したコイル群から構成
され、 前記永久磁石のピッチをＰｍ、前記コイル群同士の配置
ピッチをＰｃとした場合、ＰｃとＰｍの関係が、 Ｐｃ＝１１／３×Ｐｍ であることを特徴とするコアレスリニアモータ。 - 【請求項６】 前記コイル群を構成するコイル１個の幅
をＷｃを Ｗｃ＝１０／９×Ｐｍ としたことを特徴とする請求項５に記載のコアレスリニ
アモータ。 - 【請求項７】前記電機子コイルは、前記電機子の進行方
向に向かって前記永久磁石列と平行に２列から成る第１
コイル列と第２コイル列から構成され、 前記２列の電機子コイルの間に非磁性部材を挿入してお
り、 ｎを整数としたとき、前記２列の電機子コイルの一方と
他方のコイルを、 ｎ／３×Ｐｍ だけずらして配置したことを特徴とする請求項５または
６に記載のコアレスリニアモータ。 - 【請求項８】前記電機子の中央に挿入した非磁性部材
は、前記電機子コイルの結線をパターン化したプリント
基板を構成していることを特徴とする請求項５から７ま
での何れか１項に記載のコアレスリニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26007399A JP4433523B2 (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | コアレスリニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26007399A JP4433523B2 (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | コアレスリニアモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001086726A true JP2001086726A (ja) | 2001-03-30 |
| JP4433523B2 JP4433523B2 (ja) | 2010-03-17 |
Family
ID=17342939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26007399A Expired - Fee Related JP4433523B2 (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | コアレスリニアモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4433523B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010154596A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Nikon Corp | リニアモータ、ステージ装置及び露光装置並びにデバイスの製造方法 |
| WO2013172262A1 (ja) * | 2012-05-18 | 2013-11-21 | Thk株式会社 | リニアモータ |
| CN103973072A (zh) * | 2013-01-24 | 2014-08-06 | 株式会社安川电机 | 线性马达 |
| CN105305768A (zh) * | 2014-07-24 | 2016-02-03 | 株式会社安川电机 | 无铁芯直线电机电枢及其制造方法、无铁芯直线电机 |
| CN108604853A (zh) * | 2016-02-12 | 2018-09-28 | Asml荷兰有限公司 | 多相线性电动机、多相平面电动机、平台、光刻设备和器件制造方法 |
| US11303175B2 (en) | 2016-02-12 | 2022-04-12 | Asml Netherlands B.V. | Multiphase linear motor, multiphase planar motor, stage, lithographic apparatus and device manufacturing method |
-
1999
- 1999-09-14 JP JP26007399A patent/JP4433523B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010154596A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Nikon Corp | リニアモータ、ステージ装置及び露光装置並びにデバイスの製造方法 |
| WO2013172262A1 (ja) * | 2012-05-18 | 2013-11-21 | Thk株式会社 | リニアモータ |
| JP2013258894A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-26 | Thk Co Ltd | リニアモータ |
| CN103973072A (zh) * | 2013-01-24 | 2014-08-06 | 株式会社安川电机 | 线性马达 |
| JP2014143847A (ja) * | 2013-01-24 | 2014-08-07 | Yaskawa Electric Corp | リニアモータ |
| US9318943B2 (en) | 2013-01-24 | 2016-04-19 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Linear motor |
| CN105305768A (zh) * | 2014-07-24 | 2016-02-03 | 株式会社安川电机 | 无铁芯直线电机电枢及其制造方法、无铁芯直线电机 |
| CN108604853A (zh) * | 2016-02-12 | 2018-09-28 | Asml荷兰有限公司 | 多相线性电动机、多相平面电动机、平台、光刻设备和器件制造方法 |
| US11303175B2 (en) | 2016-02-12 | 2022-04-12 | Asml Netherlands B.V. | Multiphase linear motor, multiphase planar motor, stage, lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US11837931B2 (en) | 2016-02-12 | 2023-12-05 | Asml Netherlands B.V. | Multiphase linear motor, multiphase planar motor, stage, lithographic apparatus and device manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4433523B2 (ja) | 2010-03-17 |
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