JP2009171638A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

【課題】電機子コイルが界磁磁石列よりも短い場合の端効果によって生じるコギング推力をキャンセルしつつ、設計自由度の高いリニアモータを得る。
【解決手段】等ピッチで配列された界磁磁極３４に対向するように配置された電機子２とを備え、電機子２は自然数ｎ個の電機子ブロック２０１、２０２に分割されて推力方向に配列されている。電機子ブロックのブロックコアには、ティース２１とティースに集中的に巻回された複数相のコイル７０１〜７１２が設けられ、電機子ブロックの推力方向の長さは界磁磁極３４のピッチＰの５×ｍ倍に設定され、ティースは電機子ブロックに６×ｍ個配列され、各コイルは各相が平衡となるように配置されている。界磁磁極３４のピッチＰの１／ｉ（ｉは１を除くｎの約数）の寸法の間隙４１を各電機子ブロック間に設けた。
【選択図】図１

Description

この発明は、工作機械や半導体製造装置などの産業機械のテーブル送りに用いられるリニアモータに関し、特にコギング推力を低減するための技術に関するものである。

一般に、工作機械のテーブル送りなどのアクチュエータや搬送機器に用いられるリニアモータにおいて、電機子コイルが界磁磁石の配列よりも短い場合には、電機子コアの磁気回路がエンドレス構成でないことに起因した端効果が発生して、界磁磁極のピッチの中に１周期のコギング推力（推力ムラ）が生じる。

そこで、従来から、上記のような推力ムラを回避するための構成を備えたリニアモータが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のリニアモータにおいては、たとえば、２×ｄ個（ｄは整数）の電機子ブロックが用いられ、各電機子ブロックの推力方向の長さが界磁磁極のピッチの１０倍に設定され、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースが等ピッチで設けられ、各電機子ブロックは、界磁磁極のピッチの１／２の寸法の隣接間隔が設定されて推力方向に配列されている。

また、上記構成において、各電機子ブロックのブロックコアのティースを２個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループには、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの相順序で、電機子コイルが巻回されている。

一方、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループには、正方向巻きＶ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの相順序で、電機子コイルが巻回されており、これにより、界磁磁極のピッチ中に生じる１周期のコギング推力（端効果に起因する）をキャンセルしている。さらに、電機子ブロック数が２を超える場合には、上記コイル配置の相順序を繰り返して電機子コイルが巻回され、３相結線とすることにより上記コギング推力をキャンセルしている。

また、上記特許文献１に記載のリニアモータにおいては、他の例として、３×ｆ個（ｆは整数）の電機子ブロックが用いられ、各電機子ブロックの推力方向の長さが界磁磁極のピッチの１０倍に設定され、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースが等ピッチで設けられ、各電機子ブロックは、界磁磁極のピッチの１／３の寸法の隣接間隔が設定されて推力方向に配列されている。

また、上記構成において、各電機子ブロックのブロックコアのティースを２個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループには、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの相順序で、電機子コイルが巻回されている。

一方、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループには、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの相順序で、電機子コイルが巻回されている。

また、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループには、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの相順序で、電機子コイルが巻回されており、これにより、上記コギング推力をキャンセルしている。さらに、電機子ブロック数が３を超える場合には、上記コイル配置の相順序を繰り返して電機子コイルを巻回し、３相結線とすることにより、上記コギング推力をキャンセルしている。

特開２０００−２７８９３１号公報、図１８（ａ）、図２１（ａ）

従来のリニアモータでは、上記特許文献１の場合、各電機子ブロックの推力方向の長さが界磁磁極のピッチの１０倍に設定されており、長さ方向に対するサイズの自由度が小さいので、必要とする推力が小さい用途の場合にリニアモータのサイズが不必要に大きくなってしまうという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解消するためになされたものであり、長さ方向に対するサイズの自由度を大きくすることにより、必要とする推力が小さい用途の場合に小型化することが可能なリニアモータを得ることを目的とする。

この発明によるリニアモータは、等ピッチで配列された界磁磁極と、界磁磁極に対向するように配置された電機子とを備え、界磁磁極と電機子との対向面に沿った方向を推力方向とするリニアモータであって、電機子は、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の電機子ブロックに分割されて推力方向に配列されており、ｎ個の電機子ブロックの各々のブロックコアは、複数のティースと複数のティースの各々に集中的に巻回された複数相のコイルとからなり、各電機子ブロックの推力方向の長さは、界磁磁極のピッチの５×ｍ倍（ｍは自然数）に設定され、各ティースは、各電機子ブロックに対して推力方向に６×ｍ個だけ配列され、各電機子ブロックのティースに配置される複数相のコイルは、各相が平衡となるように配置されたリニアモータにおいて、各電機子ブロックの隣接間隔は、界磁磁極のピッチの１／ｉ＋ｋ倍（ｉは１を除くｎの約数、ｋは整数）に設定されたものである。

この発明によれば、端効果によって生じるコギング推力（界磁磁極のピッチを１周期とする）をキャンセルしつつ、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極のピッチの５×ｍ倍に設定して、長さ方向に対するサイズの自由度を大きく設定することにより、必要とする推力が小さい用途の場合におけるリニアモータを小型化することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るリニアモータ１０１を示す側断面図である。
図１において、リニアモータ１０１は、電機子２および界磁３を備え、界磁３と電機子２との対向面に沿った方向を推力方向としている。
電機子２は、界磁３に対向するように配置されており、電機子コイルが励磁制御されることにより、界磁３の配列方向に推力を受けて移動する。

界磁３は、界磁鉄心３３と、界磁鉄心３３に沿ってほぼ等ピッチ（以下、単に「等ピッチ」という）で配列された界磁磁極３４とにより構成されている。界磁磁極３４は、永久磁石（フェライト磁石や、ネオジウム磁石など）により構成されている。

電機子２は、２個の電機子ブロック２０１、２０２に分割されて、推力方向に配列されており、各電機子ブロック２０１、２０２の推力方向の長さは、界磁磁極３４の推力方向の長さ（界磁磁極３４のピッチ）Ｐに対して、５倍の長さ５×Ｐに設定されている。
また、各電機子ブロック２０１、２０２には、各６個のティース２１が設けられており、各ティース２１には、コイル７０１〜７１２が集中的に巻回されている。

図１において、電機子２の相数は「３」であり、以下、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を用いて記述する。
図２は図１内の各電機子ブロック２０１、２０２のコイル７０１〜７１２の配置を示す説明図である。

図２において、巻き始め端子Ｓから巻き終わり端子Ｅへの電流を通電する「正方向巻き」のコイルは、アルファベット大文字Ｕ、Ｖ、Ｗで表現し、「巻き終わり」から「巻き始め」への電流を通電する「逆方向巻き」のコイルは、アルファベット小文字ｕ、ｖ、ｗで表現している。この場合、第１の電機子ブロック２０１には、図中左から順に「Ｕ、ｕ、ｖ、Ｖ、Ｗ、ｗ」という相順序で、コイル７０１〜７０６が巻回されている。

同様に、第２の電機子ブロック２０２には、図中左から順に「ｖ、ｗ、Ｗ、Ｕ、ｕ、ｖ」という相順序で、コイル７０７〜７１２が巻回されている。
また、各電機子ブロック２０１、２０２において、同一電機子ブロック内の同相のコイル同士（たとえば、Ｕ相のコイル７０１、７０２）は、直列接続されている。

図１に戻り、各電機子ブロック２０１、２０２は、固定手段５により連結されており、各電機子ブロック２０１、２０２の隣接間隔は、界磁磁極３４のピッチＰの半分（＝Ｐ／２）の間隙４１に保持されている。

図３は図１の構成により生じる端効果のコギング推力を示す説明図であり、横軸は推力方向の位置を示し、縦軸はコギング推力を示している。
なお、図３においては、便宜的に、「０．０×Ｐ」〜「２．０×Ｐ」の範囲の推力方向位置を抜き出して示している。

図３において、第１の電機子ブロック２０１によって生じる端効果のコギング推力ＦＣ１（実線参照）と、第２の電機子ブロック２０２によって生じる端効果のコギング推力ＦＣ２（破線参照）とは、互いに打ち消しあってキャンセルされることが分かる。
第１の電機子ブロック２０１によって生じる端効果コギング推力の波形ＦＣ１は、端効果によるコギングの振幅Ｆｃと、推力方向の位置位相θとを用いて、以下の式（１）で表される。

ＦＣ１＝Ｆｃ×ｓｉｎ２（θ−π／２×１）
＝Ｆｃ×ｓｉｎ（２θ−π） ・・・（１）

一方、第２の電機子ブロック２０２は、第１の電機子ブロック２０１と同一形状なので、第１の電機子ブロック２０１の場合と同一の振幅Ｆｃであり、配置位置（推力方向の位置位相）が距離Ｐ／２（電気角π／２）だけずれている。
したがって、第２の電機子ブロック２０２によって生じるコギング推力の波形ＦＣ２は、以下の式（２）で表される。

ＦＣ２＝Ｆｃ×ｓｉｎ２（θ−π／２×２）
＝Ｆｃ×ｓｉｎ（２θ−２π） ・・・（２）

リニアモータ１０１の全体に生じる端効果のコギング推力の波形ＦＣＴは、各波形ＦＣ１、ＦＣ２の和であるから、以下の式（３）のように展開される。

ＦＣＴ＝ＦＣ１＋ＦＣ２
＝Ｆｃ｛ｓｉｎ（２θ−π）＋ｓｉｎ（２θ−２π）｝
＝Ｆｃ（−ｓｉｎ２θ＋ｓｉｎ２θ）
＝０ ・・・（３）

式（３）から、端効果のコギング推力ＦＣＴがゼロになることが分かる。
なお、図１では、各電機子ブロック２０１、２０２の隣接間隔として、寸法Ｐ／２の間隙４１が保持されている場合を例にとって説明したが、電機子２の電機子ブロックがｎ分割（図１では、ｎ＝２）されている場合に、各電機子ブロック２０１、２０２の隣接間隔である間隙４１が界磁磁極３４のピッチＰの「１／ｉ＋ｋ」倍（ｉは１を除くｎの約数、ｋは整数）の条件を満たせば、コギング推力ＦＣＴはキャンセルされる。
このことは、以下のように証明することができる。つまり、ｎ＝ｉ×ｐとおくとき、リニアモータ１０１の全体に生じるコギングＦＣＴは、以下の式（４）のように表される。

ＦＣＴ＝ｐΣ_ｑ＝１ ^ｉ｛Ｆｃ×ｓｉｎ（２θ−２ｑπ／ｉ−２ｋｑπ）｝
＝ｐΣ_ｑ＝１ ^ｉ｛Ｆｃ×ｓｉｎ（２θ−２ｑπ／ｉ）｝ ・・・（４）

ただし、式（４）の右辺は、２πを等間隔にｉ分割した正弦値の和であり、このような正弦値の和は必ずゼロとなる。たとえば、３相交流の場合、２πを３分割して２π／３ずつ位相差のある電流が流れるとき、中性点において電流値の和がゼロとなる現象と同様である。

図４は図１および図２の構成によって得られる電機子２の起磁力ベクトルを示す説明図である。
図４において、同相の起磁力ベクトル和の方向として得られるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の起磁力軸（破線矢印参照）は、互いに１２０度ずつ位相がずれており、平衡状態となっているので、循環電流を無くすことができる。また、図４の起磁力ベクトルを発生する電機子２は、３相のリニアモータ１０１として駆動可能な構成であることが分かる。

このとき、電機子２の巻線係数は０．９３３となり、通常の「５ｎ極、６ｎスロット」のモータと同様のモータ効率を得ることができる。
なお、各電機子ブロック２０１、２０２の間隙４１は、何もない空間でもよいが、スペーサの役割を担うプラスチックや金属などが充填されてもよい。

また、各電機子ブロック２０１、２０２の隣接間隔が寸法Ｐ／２の間隙４１に保たれている場合、以下のような効果も奏する。
一般に、電機子２に電流を通電した場合、界磁磁極３４のピッチＰに３周期の推力脈動を生じることが知られている。ここで、第１の電機子ブロック２０１で生じる推力波形をＦ１とし、第２の電機子ブロック２０２で生じる推力波形をＦ２とし、電機子ブロック２０１、２０２で生じる各平均推力（同一値）をＦａで表し、推力脈動の振幅（同一値）をＦｒで表すと、各推力波形Ｆ１、Ｆ２は、以下の式（５）、（６）のように表される。

Ｆ１＝Ｆａ＋Ｆｒ×ｓｉｎ６（θ−π／２×１）
＝Ｆａ＋Ｆｒ×ｓｉｎ（６θ−３π）
＝Ｆａ−Ｆｒ×ｓｉｎ（６θ） ・・・（５）
Ｆ２＝Ｆａ＋Ｆｒ×ｓｉｎ６（θ−π／２×２）
＝Ｆａ＋Ｆｒ×ｓｉｎ（６θ） ・・・（６）

したがって、リニアモータ１０１の全体の推力波形ＦＴ（＝Ｆ１＋Ｆ２）は、式（５）および式（６）から、以下の式（７）のように表される。

ＦＴ＝２×Ｆａ ・・・（７）

すなわち、式（７）において、推力脈動を表す項（正弦値）がキャンセルされており、界磁磁極３４のピッチＰに３周期の推力脈動をキャンセルすることができる。
なお、ここでは、電機子ブロック２０１、２０２の隣接間隔が寸法Ｐ／２の間隙４１に保たれている場合を例にとって説明したが、電機子ブロックがｎ分割（図１では、ｎ＝２）されている場合に、間隙４１の寸法が、界磁磁極３４のピッチＰの（１／（３ｊ）＋ｈ／３）倍（ｊは１を除くｎの約数、ｈは整数）であれば、推力脈動をキャンセルすることができる。
上記実施の形態１では、ｎ＝２、ｉ＝２、ｊ＝２、ｋ＝０、およびｈ＝１の例を示している。

以上のように、この発明の実施の形態１（図１）に係るリニアモータ１０１は、等ピッチで配列された界磁磁極３４と、界磁磁極３４に対向するように配置された電機子２とを備え、電機子２はｎ個（ここでは、ｎ＝２）の電機子ブロック２０１、２０２に分割されて推力方向に配列され、各電機子ブロック２０１、２０２のブロックコアは、複数のティース２１と、複数のティース２１の各々に集中的に巻回された複数相のコイル７０１〜７１２とからなる。

また、各電機子ブロック２０１、２０２の推力方向の長さは、界磁磁極３４のピッチＰの５×ｍ倍（ｍは自然数、ここでは、ｍ＝１）に設定され、各ティース２１は、電機子ブロック２０１、２０２に対して推力方向に６×ｍ個だけ配列され、各電機子ブロック２０１、２０２のティースに配置される複数相のコイル７０１〜７１２は、各相Ｕ〜Ｗが平衡となるように配置されている。

ここで、各電機子ブロック２０１、２０２の隣接間隔は、界磁磁極３４のピッチＰの１／ｉ＋ｋ倍（ｉは１を除くｎの約数、ｋは整数、ここでは、ｉ＝２、ｋ＝０）に設定されているので、端効果に起因して生じるコギング推力をキャンセルすることができる。
また、自然数ｍが奇数である場合の設計が可能となり、これにより、電機子ブロック２０１、２０２の設計自由度を、従来構成の場合よりも大きく設定することができる。
この結果、必要とする推力が小さい用途の場合にリニアモータ１０１を小型化することができる。

また、各電機子ブロック２０１、２０２の隣接間隔は、界磁磁極３４のピッチＰの１／（３ｊ）＋ｈ／３倍（ｊは１を除くｎの約数、ｈは整数）に設定されているので、界磁磁極３４のピッチＰに対して３周期の推力脈動をキャンセルすることができる。
また、このとき、自然数ｎは偶数であり、各電機子ブロック２０１、２０２の隣接間隔は、界磁磁極３４のピッチＰの１／２倍に設定されているので、端効果により生じるコギング推力をキャンセル（低減）することができる。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１）では、リニアモータ１０１の各電機子ブロック２０１、２０２の推力方向の長さを、界磁磁極３４のピッチＰの５倍（＝５×Ｐ）に設定したが、図５のように、リニアモータ１０２の各電機子ブロック２０３、２０４の推力方向の長さを、前述の倍、すなわち界磁磁極３４のピッチＰの１０倍（＝１０×Ｐ）に設定してもよい。

図５はこの発明の実施の形態２を示すリニアモータ１０２の断面図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図５において、リニアモータ１０２の各電機子ブロック２０３、２０４は、推力方向の長さが１０×Ｐであり、それぞれ、１２個のティース２１を備えている。
電機子ブロック２０３、２０４の各ティース２１には、コイル７１３〜７３６が集中的に巻回されている。

図６は図５内の各電機子ブロック２０３、２０４のコイル７１３〜７３６の配置を示す説明図であり、各アルファベット文字Ｕ、ｕ、Ｖ、ｖ、Ｗ、ｗは前述（図２）と同様の巻回状態を示している。
図６において、第１の電機子ブロック２０３には、図中左から順に「Ｕ、ｕ、ｖ、Ｖ、Ｗ、ｗ、ｕ、Ｕ、Ｖ、ｖ、ｗ、Ｗ」という相順序で、コイル７１３〜７２４が巻回されている。同様に、第２の電機子ブロック２０４には、図中左から順に「Ｖ、Ｗ、ｗ、ｕ、Ｕ、Ｖ、ｖ、ｗ、Ｗ、Ｕ、ｕ、ｖ」という相順序でコイル７２５〜７３６が巻回されている。

また、各電機子ブロック２０３、２０４において、端から順に６個のティースを数えると、同相のコイルが２個存在する構成となっているが、これら同相のコイル同士は直列接続されている。
また、次の６個のティースを数えると、同様に同相のコイルが２個存在する構成となっているが、これらもまた、同相のコイル同士は直列接続されている。

上記のような６個のティースの集まりを「群」と呼ぶと、図６においては、群が４個存在することになる。各群の同相同士は、直列接続されており、群と群との接続は、直列接続でも並列接続でもよい。ただし、並列接続の場合には、各枝に生じる誘起電圧の値が等しくなるように接続される必要がある。

図５および図６の構成によっても、前述と同様に、端効果のコギング推力をキャンセルすることができる。
図７は図５よび図６の構成によって得られる電機子２の起磁力ベクトルを示している。
図７において、同相の起磁力ベクトル和の方向として得られるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の起磁力軸（破線矢印参照）は、互いに１２０度ずつ位相がずれており、平衡状態となっているので、前述と同様に、循環電流を無くすことができる。また、図７の起磁力ベクトルを発生する電機子２は、３相のリニアモータとして駆動可能な構成であることが分かる。

また、前述と同様に、電機子２の巻線係数は０．９３３となり、通常の「５ｎ極、６ｎスロット」のモータと同様のモータ効率を得ることができる。
以下、前述の実施の形態１を含めて、この発明の実施の形態２のコイル配置に鑑みて、循環電流を無くすためのコイル配置条件について説明する。

以下、偶数（ｎ＝２）個に分割された電機子ブロック２０３、２０４（または、図１内の２０１、２０２）を電機子ブロック２００と総称し、各コイル７１３〜７３６（または、図１内の７０１〜７１２）をコイル７００と総称し、各電機子ブロック２００の長さの違いを自然数ｎで表して、一般的条件を求めるものとする。

ここで、各電機子ブロック２００は、推力方向の長さが５ｎ×Ｐ（ｎは自然数）であって、それぞれ６ｎ個のティース２１を備えており、各ティース２１にはコイル７００が集中的に巻回されており、かつ各電機子ブロック２００の間には寸法Ｐ／２の間隙４２が配置されている場合（図１、図２参照）を想定すると、各電機子ブロック２００のコイル配置条件は以下のようになる。

すなわち、「Ｕ、ｕ、ｖ、Ｖ、Ｗ、ｗ、ｕ、Ｕ、Ｖ、ｖ、ｗ、Ｗ」の相順序で、または、この相順序の繰り返しの中からティース２１の個数分を抽出して、第１の電機子ブロックのティースに対して端から中央に向けて順に配置する。一方、第２の電機子ブロックのティースに対しては、第１の電機子ブロックに隣接するティースから他方のティースに向けて、第１の電機子ブロックのティースに巻回した最後の相（図６では、Ｗ相）から「４つ進んだ相（図６では、Ｖ相）」から、上記と同様の相順序で配置する。以下、同様にして、第３、第４、・・・の電機子ブロック（図示せず）のティースにコイル配置が行われる。

以上のように、この発明の実施の形態２によれば、前述の実施の形態１と同様に、各電機子ブロック２０３、２０４の隣接間隔は、界磁磁極３４のピッチＰの１／ｉ＋ｋ倍（ｉ＝２、ｋ＝０）に設定されているので、端効果により生じるコギング推力をキャンセルすることができ、必要な推力に合わせて、リニアモータ１０２を小型化することができる。

また、各電機子ブロック２０３、２０４の推力方向の長さは、界磁磁極３４のピッチＰの５×ｍ倍（ｍ＝２）に設定され、各ティース２１は、電機子ブロック２０３、２０４に対して推力方向に６×ｍ個だけ配列され、各電機子ブロック２０３、２０４のティースに配置される複数相のコイル７１３〜７３６は、各相Ｕ〜Ｗが平衡となるように配置されているので、自然数ｍが奇数の場合の設計が可能となり、電機子ブロックの設計自由度を従来例よりも大きく設定することができる。

また、自然数ｎは偶数であり、各電機子ブロック２０３、２０４の隣接間隔は、界磁磁極３４のピッチＰの１／２倍に設定されているので、端効果により生じるコギング推力をキャンセルすることができる。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態１、２（図１、図５）では、電機子２を偶数（ｎ＝２）個の電機子ブロックに分割し、各電機子ブロック間に寸法Ｐ／２の間隙４１、４２を設定したが、図８のように、リニアモータ１０３の電機子２を奇数（ｎ＝３）個の電機子ブロック２０５、２０６、２０７に分割し、各電機子ブロック間に寸法Ｐ／３の間隙４３を設定してもよい。

図８はこの発明の実施の形態３を示すリニアモータ１０３の側断面図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図８において、リニアモータ１０３の電機子２は、推力方向に配列された各長さ５×Ｐの３個の電機子ブロック２０５、２０６、２０７に分割されている。
また、各電機子ブロック２０５〜２０７には、それぞれ６個のティース２１が設けられ、各ティース２１にはコイル７３７〜７５４が集中的に巻回されている。

リニアモータ１０３の相数は３であり、以下、前述と同様にＵ相、Ｖ相、Ｗ相を用いて記述する。
図９は図８内の各電機子ブロック２０５〜２０７のコイル７３７〜７５４の配置を示す説明図であり、各アルファベット文字Ｕ、ｕ、Ｖ、ｖ、Ｗ、ｗは前述（図２）と同様の巻回状態を示している。
なお、コイル配置の変形例（後述する実施の形態４）を考慮して、図９においては、各コイル７３７〜７５４に、それぞれ「ａ」が付されている。

図９において、第１の電機子ブロック２０５には、図中左から順に「Ｕ、ｕ、ｖ、Ｖ、Ｗ、ｗ」という相順序でコイル７３７ａ〜７４２ａが巻回されている。
一方、第２の電機子ブロック２０６には、図中左から順に「Ｗ、ｗ、ｕ、Ｕ、Ｖ、ｖ」という相順序でコイル７４３ａ〜７４８ａが巻回されている。
また、第３の電機子ブロック２０７には、図中左から順に「Ｖ、ｖ、ｗ、Ｗ、Ｕ、ｕ」という相順序でコイル７４９ａ〜７５４ａが巻回されている。

同一電機子ブロック内の同相のコイル同士は、直列接続されている。
また、各電機子ブロック２０５〜２０７は、固定手段５により連結されており、各電機子ブロック２０５〜２０７の隣接間隔は、寸法Ｐ／３の間隙４３に保持されている。

図１０は図８の構成により生じる端効果のコギング推力を示す説明図であり、前述（図２）と同様に、横軸は推力方向の位置を示し、縦軸はコギング推力を示している。
図１０において、第１〜第３の電機子ブロック２０５〜２０７によって生じる端効果のコギング推力波形ＦＣ１〜ＦＣ３（実線、点線、破線参照）は、互いに打ち消しあってキャンセルされることが分かる。
すなわち、コギング推力波形ＦＣ１〜ＦＣ３は、端効果によるコギングの振幅Ｆｃと、推力方向の位置位相θとを用いて、それぞれ、以下の式（８）〜（１０）で表される。

ＦＣ１＝Ｆｃ×ｓｉｎ（２θ−２π／３） ・・・（８）
ＦＣ２＝Ｆｃ×ｓｉｎ（２θ−４π／３） ・・・（９）
ＦＣ３＝Ｆｃ×ｓｉｎ（２θ−６π／３） ・・・（１０）

このとき、リニアモータ１０３の全体に生じる端効果のコギング推力波形ＦＣＴは、各コギング推力波形ＦＣ１〜ＦＣ３の総和であるから、以下の式（１１）で表される。

ＦＣＴ＝Ｆｃ｛ｓｉｎ（２θ−２π／３）＋ｓｉｎ（２θ−４π／３）＋ｓｉｎ２θ｝
＝Ｆｃ｛ｓｉｎ（２θ−２π／３）＋ｓｉｎ（２θ＋２π／３）＋ｓｉｎ２θ｝
＝Ｆｃ｛２×ｓｉｎ２θ×ｃｏｓ（２π／３）＋ｓｉｎ２θ｝
＝Ｆｃ（−ｓｉｎ２θ＋ｓｉｎ２θ）
＝０ ・・・（１１）

式（１１）から明らかなように、端効果のコギング推力がゼロになることが分かる。
図１１は図８および図９の構成によって得られる電機子２の起磁力ベクトルを示す説明図である。
図１１において、同相の起磁力ベクトル和の方向として得られるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の起磁力軸（破線矢印参照）は、前述（図４）と同様に、互いに１２０度ずつ位相がずれており、平衡状態となっているので、循環電流を無くすことができる。また、図１１の起磁力ベクトルを発生する電機子２は、３相のリニアモータ１０３として駆動可能な構成であることが分かる。
また、前述と同様に、電機子２の巻線係数は０．９３３となり、通常の「５ｎ極、６ｎスロット」のモータと同様のモータ効率を得ることができる。

すなわち、電機子２を推力方向に対して３個（または、３の倍数個）に分割し、各長さ５ｎ×Ｐ（ｎは自然数）の複数個の電機子ブロック２０５〜２０７として、各電機子ブロック２０５〜２０７に、６個（または、６の倍数個）のティース２１を設け、各ティース２１にコイル７００を集中的に巻回し、かつ各電機子ブロック２０５〜２０７の隣接間隔として寸法Ｐ／３の間隙４３を保持する場合には、コイル配置を以下のように設定すればよい。

まず、第１の電機子ブロック２０５のティース２１に対しては、「Ｕ、ｕ、ｖ、Ｖ、Ｗ、ｗ、ｕ、Ｕ、Ｖ、ｖ、ｗ、Ｗ」の相順序で、または、この相順序の繰り返しの中からティース２１の数だけを抽出して、端から中央に向けて順に配置される。
一方、第２の電機子ブロック２０６のティース２１に対しては、第１の電機子ブロック２０５に隣接するティースから他方のティースに向けて、第１の電機子ブロック２０５のティースに巻回した最後の相（図９では、ｗ相）から１つ戻った相（図９では、Ｗ相）を始点として、同様の相順序で配置される。

また、第３の電機子ブロック２０７のティース２１に対しては、第２の電機子ブロック２０６に隣接するティースから他方のティースに向けて、第２の電機子ブロック２０６のティースに巻回した最後の相（図９では、ｖ相）から１つ戻った相（図９では、Ｖ相）を始点として、同様の相順序で配置される。
以下、同様にして、第４、第５、・・・の電機子ブロック（図示せず）のティースに配置される。

以上のように、この発明の実施の形態３によれば、電機子２の分割数ｎが３の倍数からなり、かつ電機子ブロック２０５〜２０７の隣接間隔として寸法Ｐ／３の間隙４３が設定されているので、端効果によって生じるコギング推力をキャンセルすることができる。

すなわち、リニアモータ１０３の相数を３とし、コイル７３７〜７５４の配置は、「Ｕ、ｕ、ｖ、Ｖ、Ｗ、ｗ、ｕ、Ｕ、Ｖ、ｖ、ｗ、Ｗ」の相順序またはその繰り返しの中から６×ｍ個を抽出し、第１の電機子ブロック２０５のティースに対して、端から中央に向けて順に配置され、第２の電機子ブロック２０６のティースに対しては、第１の電機子ブロック２０５に隣接するティースから他方のティースに向けて、第１の電機子ブロック２０５のティースに巻回した最後の相（ｖ相）から１つ戻った相（Ｖ相）を始点として、同様の相順序で配置される。以下、同様にして、第３、第４、・・・、第ｎの電機子ブロックのティースに配置される。

これにより、３相の起磁力が平衡状態になるので、循環電流が流れることはなく、３相リニアモータとして駆動可能であり、また通常の「５ｎ極、６ｎスロット」のモータと同様の巻線係数が得られて高効率を実現することができる。さらに、前述の実施の形態１の場合よりもモータ効率を向上させることができる。

実施の形態４．
なお、上記実施の形態３（図９）では、「Ｕ、ｕ、ｖ、Ｖ、Ｗ、ｗ・・・」の相順序に設定したが、図１２のように、１個分位相を進めた「ｕ、ｖ、Ｖ、Ｗ、ｗ、ｕ・・・」の相順序に設定し、各電機子ブロックの隣接端の各２個のコイルが互いに異相となるように配置してもよい。

図１２はこの発明の実施の形態４に係るリニアモータ１０４のコイル配置を示す説明図である。
図１２において、基本的な構成は前述（図８、図９）と同一であるが、コイル７３７ｂ〜７５４ｂの相順序が異なる。
すなわち、第１の電機子ブロック２０５に対しては、図中左から順に「ｕ、ｖ、Ｖ、Ｗ、ｗ、ｕ」という相順序でコイル７３７ｂ〜７４２ｂが巻回されている。
一方、第２の電機子ブロック２０６に対しては、図中左から順に「ｗ、ｕ、Ｕ、Ｖ、ｖ、ｗ」という相順序でコイル７４３ｂ〜７４８ｂが巻回されている。
また、第３の電機子ブロック２０７に対しては、図チュ左から順に「ｖ、ｗ、Ｗ、Ｕ、ｕ、ｖ」という相順序でコイル７４９ｂ〜７５４ｂが巻回されている。
また、同一電機子ブロックにある同相のコイル同士は直列接続されている。

図１３は図１２の構成によって得られる電機子２の起磁力ベクトルを示す説明図である。
図１３において、同相の起磁力ベクトル和の方向として得られるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の起磁力軸（破線矢印参照）は、前述（図１１）と同様に、互いに１２０度ずつ位相がずれており、平衡状態となっているので、循環電流を無くすことができる。

図１２および図１３のようにコイル７３７ｂ〜７５４ｂを配置することにより、前述の実施の形態３（図９）の場合と比べて、以下の利点が得られる。
すなわち、前述の実施の形態３では、隣接する同相のコイル数が４個となっている。たとえば、図９において、第１の電機子ブロック２０５の最後に巻回したコイル７４１ａ、７４２ａは「Ｗ、ｗ」であり、第２の電機子ブロック２０６の最初に巻回したコイル７４３ａ、７４４ａは「Ｗ、ｗ」であって、これら４個のコイル７４１ａ〜７４４ａは並んで配置されている。

図９のコイル配置の場合、Ｗ相にピーク電流が流れるような位置でのロック状態、または小ピッチの繰り返し位置決め動作などを長く続けると、Ｗ相が４個並んでいる付近が局所的に加熱されることになり、電機子２の局所的な温度上昇を招く可能性がある。このような局所的な温度上昇は、機器精度の悪化や、リニアモータ１０３の寿命低下を招くという課題がある。

しかし、この発明の実施の形態４（図１２）のコイル配置では、第１の電機子ブロック２０５の最後に巻回したコイル７４１ｂ、７４２ｂは「ｗ、ｕ」であり、第２の電機子ブロック２０６の最初に巻回したコイル７４３ｂ、７４４ｂは「ｗ、ｕ」であって、各電機子ブロック２０５、２０６の隣接端の各２個のコイルは互いに異相関係となっている。
このように、各電機子ブロックの隣接端の各２個のコイルを互いに異相となるように配置することにより、連続する同相のコイルが最大で２個となるので、加熱箇所が分散されて、上記のような局所加熱を回避することができる。

以上のように、この発明の実施の形態４（図１２）によれば、第１の電機子ブロック２０５の端に巻回された２個のコイル７４１ｂ、７４２ｂの相が異相となっているので、同相のコイルが連続して配置されることを最大２個までとすることができる。
したがって、前述の実施の形態３の効果に加えて、ロック状態や小ピッチの繰り返し位置決め動作などの際の局所過熱を回避し、リニアモータ１０４の寿命およびリニアモータ１０４を搭載した機器の寿命を延ばすことができる。

実施の形態５．
なお、前述の実施の形態１（図１）では、各電機子ブロックの隣接間隔として寸法Ｐ／２の間隙４１を保持したが、図１４のように、各電機子ブロック２０８、２０９の隣接間隔として寸法７Ｐ／１８の間隙４５を保持してもよい。
図１４はこの発明の実施の形態５に係るリニアモータ１０５を示す側断面図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。

この発明の実施の形態５の基本的な構成は前述（図１）と同様であるが、各電機子ブロック２０８、２０９の間に寸法７Ｐ／１８の間隙４５が保持されている点のみが異なる。
前述の実施の形態１（図１）では、第１および第２の電機子ブロック２０１、２０２における端効果によるコギング推力が位置ずれのみに依存した場合に、そのコギング推力をキャンセルするための理想的な間隙４１の値（Ｐ／２）を算出しているが、実際には、各電機子ブロック２０１、２０２は、一方の端と他方の端とが互いに近接し、他方の端は磁極列のみが続くという左右非対称な構成となっているので、コギング推力をキャンセルするための間隙の値が理想値から逸脱するという課題が生じる。

図１５は２分割された電機子２の端効果により生じるコギング推力の振幅を示す説明図であり、この発明の発明者が磁界解析シミュレーションにより算出したコギング振幅の近似特性である。
図１５において、横軸は間隙の寸法を示し、縦軸はコギングの振幅を示しており、コギング推力の振幅は、間隙寸法７Ｐ／１８（＝７０Ｐ／１８０）において、ほぼキャンセルされてゼロとなっていることが分かる。

したがって、この発明の実施の形態５（図１４）においては、図１５のコギング特性に鑑みて、リニアモータ１０５の各電機子ブロック２０８、２０９の隣接間隔として、寸法７Ｐ／１８の間隙４５を保持している。
これにより、電機子２の起磁力ベクトルは、図１６の説明図に示すようになる。図１６においては、他のコイル配置の変形例（後述する）を考慮して、各コイル７５５〜７６６に、それぞれ「ａ」が付されている。

図１６において、同相の起磁力ベクトル和の方向として得られるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の起磁力軸（破線矢印参照）は、互いに１２０度ずつ位相がずれており、平衡状態となっているので循環電流を無くすことができる。
また、前述と同様に、３相のリニアモータとして駆動可能である。
このとき、巻線係数は０．９１９となり、通常の「５ｎ極。６ｎスロット」のモータの場合の巻線係数０．９３３から１．５％程度低下するものの、遜色ないモータ効率を得ることができる。

なお、好ましくは、各電機子ブロック２０８、２０９のコイル配置を、図１７の説明図に示すように構成することが望ましい。
図１７において、各コイル７５５ｂ〜７６６ｂは、図１４内の各コイル７５５〜７６６に対応しており、相順序は前述の実施の形態３（図９参照）と同様である。

図１７のコイル配置とした場合、電機子２の起磁力ベクトルは、図１８の説明図に示すようになる。
図１７のように構成した場合も、図１８のように、同相の起磁力ベクトル和の方向として得られるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の起磁力軸（破線矢印参照）は、互いに１２０度ずつ位相がずれており、平衡状態となっているので循環電流を無くすことができる。
また、前述と同様に、３相のリニアモータとして駆動可能である。また、このとき、巻線係数は０．９２９となり、通常の「５ｎ極、６ｎスロット」のモータの場合の巻線係数０．９３３と比べて特に遜色なく、また図１６の場合の巻線係数０．９１９よりも高いモータ効率を得ることができる。

さらに好ましくは、前述の実施の形態４（図１２参照）と同様に、各電機子ブロック２０８、２０９の端の各２個のコイルが異相となるように配置することが望ましい。この構成によれば、前述の実施の形態４と同様の利点が得られる。

なお、上述の説明では、各電機子ブロック間の間隙４５の寸法を７Ｐ／１８として説明したが、図１５から分かるように、この発明を適用しない場合（間隙寸法が０Ｐ／１８）と比べて、変位分が１０％以下の間隙４５であっても、十分にコギング推力の低減効果があると言える。
また、他の諸理由により寸法７Ｐ／１８の間隙４５を設定することができない場合は、間隙４５の寸法を７Ｐ／１８±０．５Ｐ／１８の範囲に設定してもよい。

以上のように、この発明の実施の形態５（図１４）によれば、等ピッチで配列された界磁磁極３４と、界磁磁極３４に対向するように配置された電機子２とを備え、電機子２は、ｎ（ｎは２以上の自然数）個の電機子ブロック２０８、２０９に分割されて推力方向に配列されている。

各電機子ブロック２０８、２０９のブロックコアは、ティース２１とティース２１に集中的に巻回された複数相のコイル７５５〜７６６とからなり、各電機子ブロック２０８、２０９の推力方向の長さを界磁磁極３４のピッチＰの５×ｍ倍（ｍは自然数）の長さとし、ティースは各電機子ブロックに６×ｍ個を推力方向に配列し、各電機子ブロック２０８、２０９のティース２１に配置されるコイル７５５〜７６６は各相が平衡となるように配置されている。
ここで、自然数ｎは偶数であり、かつ各電機子ブロック間の間隙４５の寸法は、界磁磁極３４のピッチＰの７／１８±０．５／１８の寸法に設定されているので、端効果により生じるコギング推力をキャンセルすることができる。

また、リニアモータ１０５の相数を３とし、各コイル７５５〜７６６の配置を、「Ｕ、ｕ、ｖ、Ｖ、Ｗ、ｗ、ｕ、Ｕ、Ｖ、ｖ、ｗ、Ｗ」の相順序またはその繰り返しの中から６×ｍ個を抽出し、第１の電機子ブロック２０８のティースに対して、端から中央に向けて順に配置し、第２の電機子ブロック２０９のティースに対しては、第１の電機子ブロック２０８に隣接するティースから他方のティースに向けて、第１の電機子ブロック２０８のティースに巻回した最後の相から４つ進んだ相を始点として、同様の相順序で配置する。
同様に、ｎ個（ｎ≧３）の電機子ブロックを有する場合には、第３、第４、・・・、第ｎの電機子ブロックのティースに配置される。

これにより、図１６のように、３相の起磁力が平衡状態となるので、循環電流が流れることなく、３相リニアモータとして駆動可能であり、また、通常の「５ｎ極、６ｎスロット」のモータと同様の巻線係数が得られ、駆動効率を向上させることができる。

実施の形態６．
なお、上記実施の形態５（図１４）では、電機子２を２分割した電機子ブロック２０８、２０９で構成したが、図１９に示すように、電機子２を３分割した電機子ブロック２０５〜２０７で構成し、各電機子ブロック２０５〜２０７の隣接間隔として寸法５Ｐ／１８の間隙４６を保持してもよい。
図１９はこの発明の実施の形態６に係るリニアモータ１０６を示す側断面図であり、前述（図１４、図８参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。

なお、この発明の実施の形態６の基本的な構成は、前述の実施の形態３、４と同様であるが、各電機子ブロック２０５〜２０７の間に寸法５Ｐ／１８の間隙４６が保持されている点のみが異なる。電機子ブロック２０５〜２０７は、各ティース２１に巻回されたコイル７６７〜７８４を有する。

前述の実施の形態５（図１５）と同様に、この発明の発明者は、磁界解析シミュレーションにより、電機子２を３分割（３ｎ個（ｎは自然数）のブロックに分割）した場合での端効果により生じるコギング推力の振幅を算出して求め、この算出結果を図２０の説明図に示している。

図２０において、横軸は間隙の寸法を示し、縦軸はコギングの振幅を示しており、コギング推力の振幅は、間隙寸法５Ｐ／１８（＝５０Ｐ／１８０）において、ほぼキャンセルされてゼロとなっていることが分かる。
したがって、この発明の実施の形態６（図１９）においては、図２０のコギング特性に鑑みて、リニアモータ１０６の各電機子ブロック２０５〜２０７の間に寸法５Ｐ／１８の間隙４６を保持している。

これにより、電機子２の起磁力ベクトルは、図２１の説明図に示すようになる。
図２１において、同相の起磁力ベクトル和の方向として得られるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の起磁力軸（破線矢印参照）は、互いに１２０度ずつ位相がずれており、平衡状態となっているので循環電流を無くすことができ、３相のリニアモータとして駆動可能である。
このとき、巻線係数は０．９２４となり、通常の「５ｎ極、６ｎスロット」のモータの場合の巻線係数０．９３３と比べて１％程度低下するものの、遜色ないモータ効率を得ることができる。

なお、上述の説明では、各電機子ブロック間に寸法７Ｐ／１８の間隙４６を保持したが、図２０から分かるように、この発明を適用しない場合（間隙寸法が０Ｐ／１８）と比べて、変位分が１０％以下の間隙４６であっても、十分にコギング推力の低減効果があると言える。
また、他の諸理由により寸法５Ｐ／１８の間隙４６を設定することができない場合は、間隙４６の寸法を５Ｐ／１８±０．３Ｐ／１８の範囲に設定してもよい。

以上のように、この発明の実施の形態６（図１９）によれば、等ピッチで配列された界磁磁極３４と、界磁磁極３４に対向するように配置された電機子２とを備え、電機子２はｎ（＝３）個の電機子ブロック２０５〜２０７に分割されて推力方向に配列されている。

各電機子ブロック２０５〜２０７のブロックコアは、ティース２１とティース２１に集中的に巻回された複数相のコイル７６７〜７８４とからなり、各電機子ブロック２０５〜２０７の推力方向の長さは、界磁磁極３４のピッチＰの５×ｍ倍（ｍは自然数）の長さに設定され、ティース２１は、各電機子ブロック２０５〜２０７に推力方向に６×ｍ個配列され、各電機子ブロック２０５〜２０７のティース２１に配置されるコイル７６７〜７８４は、各相が平衡となるように配置されている。
ここで、自然数ｎが３以上であり、かつ間隙４６の寸法は、界磁磁極３４のピッチＰの５／１８±０．３／１８倍に設定されているので、端効果により生じるコギング推力をキャンセルすることができる。

また、前述のように、第１の電機子ブロック２０５の端に巻回された２個のコイル７７１、７７２の相を異相とすることにより、同相のコイルが連続して配置されることが最大２個までとなり、ロック状態や小ピッチの繰り返し位置決め動作などの際の局所過熱を回避して、リニアモータ１０６およびリニアモータ１０６を搭載した機器の寿命を延ばすことができる。

実施の形態７．
なお、上記実施の形態１〜６では、電機子２に対して界磁磁極３４が１列で構成された対向型リニアモータの例を示したが、界磁磁極３４が２列で構成された相殺型リニアモータ（図示せず）に適用しても、前述と同等の作用効果を奏することは言うまでもない。
また、２列以上の界磁磁極３４の列を有するリニアモータにも同様に適用可能である。

実施の形態８．
なお、上記実施の形態１〜６では、特に言及しなかったが、たとえば図２２に示すように、各電機子ブロック２００の相互間の間隙４７に温度センサ６を配置してもよい。
図２２はこの発明の実施の形態８に係るリニアモータ１０８を示す側断面図であり、前述（図１９参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。

図２２において、総称的に、電機子ブロック２００、コイル７００として示しており、各電機子ブロック２００の間隙４７には、温度センサ６が配置されている。
図２２では、代表的に、前述の実施の形態６（図１９）の構成に適用した場合を示しているが、他の実施の形態１〜５の構成のも適用可能なことは言うまでもない。

このように、電機子ブロック２００の隣接空間に保持された温度センサ６を設けることにより、温度センサ６がコイル７００に近接配置されるので、前述の効果に加えて、高精度の温度測定が可能となり、コイル温度に応じた高精度のフィードバック制御を実現することができる。

実施の形態９．
なお、上記実施の形態８（図２２）では、電機子ブロック２００の間隙４７に温度センサ６を配置したが、図２３に示すように、電機子ブロック２００の間隙４８に冷却パイプ８を配置してもよい。
図２３はこの発明の実施の形態９に係るリニアモータ１０９を示す側断面図であり、前述（図２２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。

図２３において、電機子ブロック２００の間隙４８には、冷却パイプ８が配置されている。
図２４は冷却パイプ８の具体的な構成例を拡大して示す平面図であり、図２４において、冷却パイプ８は、各端部に冷媒の入口８ａと出口８ｂとが設けられている。
図２３のように、各電機子ブロック２００の隣接空間に保持された冷却パイプ８を設けることにより、冷却パイプ８がコイル７００に近接配置されて、コイル７００が直接冷却されるので、コイル７００に対する大きな冷却効果を実現することができ、コイル７００の発熱を抑制することができる。

実施の形態１０．
なお、上記実施の形態９（図２３）では、電機子ブロック２００の間隙４８に冷却パイプ８を配置したが、図２５に示すように、電機子ブロック２００の間隙４９にホール素子ユニット９を配置してもよい。
図２５はこの発明の実施の形態１０に係るリニアモータ１１０を示す側断面図であり、前述（図２３参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。

図２５において、電機子ブロック２００の間隙４９には、位置センサとしてホール素子ユニット９が配置されている。
図２５のように、各電機子ブロック２００の隣接空間に保持されたホール素子ユニット９（位置センサ）を設けることにより、リニアモータ１１０の推力方向の長さを長く設定することなく、電機子２の位置検出が可能となる。

また、ホール素子ユニット９は、電機子２（可動子）の推力方向の長さを長く設定することなく、容易に取り付けることができる。この効果は、特にリニアモータ１１０が小型の場合に顕著となる。
なお、位置センサとしてホール素子ユニット９を例示したが、位置センサであれば他の素子を用いることができ、たとえば光学式スケールのヘッド部分などを配置しても同様の作用効果が得られることは言うまでもない。

この発明の実施の形態１に係るリニアモータを示す側断面図である。 この発明の実施の形態１によるコイル配置を示す説明図である。 この発明の実施の形態１における端効果によるコギング推力を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による電機子が発生する起磁力ベクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態２に係るリニアモータを示す側断面図である。 この発明の実施の形態２によるコイル配置を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による電機子が発生する起磁力ベクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態３に係るリニアモータを示す側断面図である。 この発明の実施の形態３によるコイル配置を示す説明図である。 この発明の実施の形態３における端効果によるコギング推力を示す説明図である。 この発明の実施の形態３による電機子が発生する起磁力ベクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態４によるコイル配置を示す説明図である。 この発明の実施の形態４による電機子が発生する起磁力ベクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態５に係るリニアモータを示す側断面図である。 電機子を２分割した場合の各電機子ブロック間の間隙と端効果によるコギング推力の振幅との関係をシミュレーション結果で示す説明図である。 この発明の実施の形態５による電機子が発生する起磁力ベクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態５による好ましいコイル配置を示す説明図である。 図１７のコイル配置とした場合の電機子が発生する起磁力ベクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態６に係るリニアモータを示す側断面図である。 電機子を３分割した場合の各電機子ブロック間の間隙と端効果によるコギング推力の振幅との関係をシミュレーション結果で示す説明図である。 この発明の実施の形態６による電機子が発生する起磁力ベクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態８に係るリニアモータを示す側断面図である。 この発明の実施の形態９に係るリニアモータを示す側断面図である。 図２３内の冷却パイプの具体的構成例を示す平面図である。 この発明の実施の形態１０に係るリニアモータを示す側断面図である。

符号の説明

１０１〜１０６、１０８〜１１０ リニアモータ、２ 電機子、２１ ティース、２００、２０１〜２０９ 電機子ブロック、３ 界磁、３３ 界磁鉄心、３４ 界磁磁極、４１〜４９ 間隙、５ 固定手段、６ 温度センサ、７００、７０１〜７８４ コイル、８ 冷却パイプ、９ ホール素子ユニット（位置センサ）、Ｐ ピッチ。

Claims (12)

1. 等ピッチで配列された界磁磁極と、前記界磁磁極に対向するように配置された電機子とを備え、前記界磁磁極と前記電機子との対向面に沿った方向を推力方向とするリニアモータであって、
   前記電機子は、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の電機子ブロックに分割されて前記推力方向に配列されており、
   前記ｎ個の電機子ブロックの各々のブロックコアは、複数のティースと前記複数のティースの各々に集中的に巻回された複数相のコイルとからなり、
   前記各電機子ブロックの推力方向の長さは、前記界磁磁極のピッチの５×ｍ倍（ｍは自然数）に設定され、
   前記各ティースは、前記各電機子ブロックに対して推力方向に６×ｍ個だけ配列され、
   前記各電機子ブロックのティースに配置される前記複数相のコイルは、各相が平衡となるように配置されたリニアモータにおいて、
   前記各電機子ブロックの隣接間隔は、前記界磁磁極のピッチの１／ｉ＋ｋ倍（ｉは１を除くｎの約数、ｋは整数）に設定されたことを特徴とするリニアモータ。
2. 等ピッチで配列された界磁磁極と、前記界磁磁極に対向するように配置された電機子とを備え、前記界磁磁極と前記電機子との対向面に沿った方向を推力方向とするリニアモータであって、
   前記電機子は、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の電機子ブロックに分割されて前記推力方向に配列されており、
   前記ｎ個の電機子ブロックの各々のブロックコアは、複数のティースと前記複数のティースの各々に集中的に巻回された複数相のコイルとからなり、
   前記各電機子ブロックの推力方向の長さは、前記界磁磁極のピッチの５×ｍ倍（ｍは自然数）に設定され、
   前記各ティースは、前記各電機子ブロックに対して推力方向に６×ｍ個だけ配列され、
   前記各電機子ブロックのティースに配置される前記複数相のコイルは、各相が平衡となるように配置されたリニアモータにおいて、
   前記各電機子ブロックの隣接間隔は、前記界磁磁極のピッチの１／（３ｊ）＋ｈ／３倍（ｊは１を除くｎの約数、ｈは整数）に設定されたことを特徴とするリニアモータ。
3. 前記自然数ｎは偶数であり、
   前記各電機子ブロックの隣接間隔は、前記界磁磁極のピッチの１／２倍に設定されたことを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
4. 等ピッチで配列された界磁磁極と、前記界磁磁極に対向するように配置された電機子とを備え、前記界磁磁極と前記電機子との対向面に沿った方向を推力方向とするリニアモータであって、
   前記電機子は、２ｎ個（ｎは自然数）の電機子ブロックに分割されて前記推力方向に配列されており、
   前記ｎ個の電機子ブロックの各々のブロックコアは、複数のティースと前記複数のティースの各々に集中的に巻回された複数相のコイルとからなり、
   前記各電機子ブロックの推力方向の長さは、前記界磁磁極のピッチの５×ｍ倍（ｍは自然数）に設定され、
   前記各ティースは、前記各電機子ブロックに対して推力方向に６×ｍ個だけ配列され、
   前記各電機子ブロックのティースに配置される前記複数相のコイルは、各相が平衡となるように配置されたリニアモータにおいて、
   前記各電機子ブロックの隣接間隔は、前記界磁磁極のピッチの７／１８±０．５／１８倍に設定されたことを特徴とするリニアモータ。
5. 前記複数相のコイルは３相コイルからなり、
   前記３相コイルの相配置は、
   正方向巻きをアルファベット大文字Ｕ、Ｖ、Ｗで表現し、逆方向巻きをアルファベット小文字ｕ、ｖ、ｗで表現した場合に、Ｕ、ｕ、ｖ、Ｖ、Ｗ、ｗ、ｕ、Ｕ、Ｖ、ｖ、ｗ、Ｗの相順序、または前記相順序の繰り返しを６×ｍ個だけ抽出して、
   前記複数の電機子ブロックのうちの第１の電機子ブロックの各ティースには、端から中央に向けて順に配置され、
   前記第１の電機子ブロックに隣接する第２の電機子ブロックの各ティースには、前記第１の電機子ブロックに隣接するティースから他方のティースに向けて、前記第１の電機子ブロックのティースに巻回した最後の相から４つ進んだ相を始点として、前記相順序で配置されたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のリニアモータ。
6. 前記自然数ｎは３の倍数であり、
   前記各電機子ブロックの隣接間隔は、前記界磁磁極のピッチの１／３倍に設定されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリニアモータ。
7. 等ピッチで配列された界磁磁極と、前記界磁磁極に対向するように配置された電機子とを備え、前記界磁磁極と前記電機子との対向面に沿った方向を推力方向とするリニアモータであって、
   前記電機子は、３ｎ個（ｎは自然数）の電機子ブロックに分割されて前記推力方向に配列されており、
   前記ｎ個の電機子ブロックの各々のブロックコアは、複数のティースと前記複数のティースの各々に集中的に巻回された複数相のコイルとからなり、
   前記各電機子ブロックの推力方向の長さは、前記界磁磁極のピッチの５×ｍ倍（ｍは自然数）に設定され、
   前記各ティースは、前記各電機子ブロックに対して推力方向に６×ｍ個だけ配列され、
   前記各電機子ブロックのティースに配置される前記複数相のコイルは、各相が平衡となるように配置されたリニアモータにおいて、
   前記各電機子ブロックの隣接間隔は、前記界磁磁極のピッチの５／１８±０．３／１８倍に設定されたことを特徴とするリニアモータ。
8. 前記複数相のコイルは３相コイルからなり、
   前記３相コイルの相配置は、
   正方向巻きをアルファベット大文字Ｕ、Ｖ、Ｗで表現し、逆方向巻きをアルファベット小文字ｕ、ｖ、ｗで表現した場合に、Ｕ、ｕ、ｖ、Ｖ、Ｗ、ｗ、ｕ、Ｕ、Ｖ、ｖ、ｗ、Ｗの相順序、または前記相順序の繰り返しを６×ｍ個だけ抽出して、
   前記複数の電機子ブロックのうちの第１の電機子ブロックの各ティースには、端から中央に向けて順に配置され、
   前記第１の電機子ブロックに隣接する第２の電機子ブロックの各ティースには、前記第１の電機子ブロックに隣接するティースから他方のティースに向けて前記第１の電機子ブロックのティースに巻回した最後の相から１つ戻った相を始点として、前記相順序で配置されたことを特徴とする請求項４または請求項６または請求項７に記載のリニアモータ。
9. 前記第１の電機子ブロックの端に巻回された２個のコイルの相が異相であることを特徴とする請求項８に記載のリニアモータ。
10. 前記各電機子ブロックの隣接空間に保持された温度センサを備えたことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のリニアモータ。
11. 前記各電機子ブロックの隣接空間に保持された冷却パイプを備えたことを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のリニアモータ。
12. 前記各電機子ブロックの隣接空間に保持された位置センサを備えたことを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のリニアモータ。

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