JP5484861B2 - リニアモータ - Google Patents

Description

本発明はリニアモータに関するものである。

特許第３９０６４４３号公報（特許文献１）には、固定子に対して可動子が往復運動をするリニアモータが示されている。可動子は、該可動子が往復運動をする運動方向に複数の永久磁石が列を成すように並んで構成される一対の永久磁石列を有している。固定子は、固定子コアと励磁巻線とを有する電機子を備えている。固定子コアは、複数の永久磁石の磁極面と対向する第１及び第２の磁極部列と、第１の磁極部列と第２の磁極部列とを連結する連結部とを有している。励磁巻線は、固定子コアの連結部に巻回されて複数の磁極部を励磁する。

特許第３９０６４４３号公報

このような従来のリニアモータでは、励磁巻線で発生した磁束は、連結部と第１の磁極部列と第２の磁極部列との間を流れる。しかしながら、従来のリニアモータでは、磁路が長く、励磁巻線の巻線量を増やしても、磁気抵抗が増加して、磁気飽和を起こしやすくなり、モータのサイズあたりの最大推力を高めるのに限界があった。

本発明の目的は、磁気抵抗を大きく増加させることなく、励磁巻線の巻線量を増やして、モータのサイズあたりの最大推力を高めることができるリニアモータを提供することにある。

本発明の他の目的は、使用する鉄量を少なくして、小型化を図ることができるリニアモータを提供することにある。

本発明が改良対象とするリニアモータは、固定子に対して可動子が往復運動をするように構成されている。固定子及び可動子の一方は、１以上の永久磁石列を有している。永久磁石列は、可動子が往復運動をする運動方向に複数の永久磁石が列を成すように並んで構成され、複数の永久磁石が運動方向と直交する直交方向に着磁され且つ複数の永久磁石が運動方向に沿って交互に異なる極性の磁極が磁極面に現れるように着磁されている。固定子及び可動子の他方は、第１及び第２の磁極部列と、ｎ相分（ｎは３以上の整数）の励磁巻線とを有する電機子を備えている。第１及び第２の磁極部列は、永久磁石列の直交方向の両側に配置されて複数の永久磁石の磁極面と対向する複数の磁極部をそれぞれ備えている。ｎ相分の励磁巻線は、第１及び第２の磁極部列を構成する複数の磁極部を励磁する。ｎ相分の励磁巻線のそれぞれは、各励磁巻線によって励磁される第１の磁極部列に含まれるｐ個（ｐは１以上の整数）の磁極部と第２の磁極部列に含まれるｑ個（ｑは１以上の整数）の磁極部が、内部空間内に位置し且つ巻回中心が運動方向に延びるように巻線導体がコイル状に巻回されて構成された空芯構造を有している。各励磁巻線によって励磁される第１の磁極部列に含まれるｐ個の磁極部は、第２の磁極部列に含まれるｑ個の磁極部に対して運動方向にシフトした状態で配置されている。ｎ相分の励磁巻線は、それぞれ電気角で３６０度／ｎずれた位相を持って励磁される。なお、ｐ個とｑ個は、同じ数であってもかまわない。

なお具体的な本発明のリニアモータでは、各励磁巻線によって励磁される第１の磁極部列に含まれる磁極部が、第２の磁極部列に含まれる磁極部に対して運動方向にシフトした状態（交互にずれた状態）で配置されている。

励磁巻線に電流が流れると、１つの励磁巻線に励磁される第１の磁極部列に含まれる磁極部と第２の磁極部列に含まれる磁極部との間を交互に渡って磁束が蛇行して流れる。この磁束の流れの変化によって、磁極部と永久磁石列との間に反発・吸引が発生し、可動子は移動する。このようにして可動子は固定子に対して往復運動を行う。

本発明のように、各励磁巻線によって励磁される第１の磁極部列の複数の磁極部と第２の磁極部列の複数の磁極部が、内部空間内に位置し且つ巻回中心が運動方向に延びるように巻線導体がコイル状に巻回されて構成された空芯構造を有していると、励磁巻線で発生した磁束の多くが直接的に第１の磁極部列の複数の磁極部と第２の磁極部列の複数の磁極部を流れる。そのため、磁気抵抗を大きく増加させることなく、励磁巻線の巻線量を増やせる。その結果、モータのサイズあたりの最大推力を高めることができる。また、本発明では、磁極部を小さく形成できるため、鉄量を少なくして、リニアモータの小型化を図ることができる。

第１の磁極部列に含まれる磁極部は、第２の磁極部列に含まれる磁極部に対して、永久磁石列を構成する複数の永久磁石の隣り合う２つの永久磁石の中心間のピッチ（τｐ）分だけ運動方向にシフトさせるのが好ましい。このようにすれば、一方の磁極部と他方の磁極部との間を交互に渡って蛇行する磁束が流れやすくなる。

第１及び第２の磁極部列を構成するそれぞれの複数の磁極部の運動方向の長さ寸法をＴＬとしたときに、τｐ＜ＴＬ＜２τｐの関係を成立させるのが好ましい。これにより、固定子に対して可動子を円滑に往復運動させることができる。

ｎ相分の励磁巻線の外側には、永久磁石列及び励磁巻線で発生する磁束の流れを促進するバックヨークを配置することができる。このようにすれば、励磁巻線で発生して励磁巻線の外側に流れる磁束がバックヨークを介して流れる。そのため、モータのサイズあたりの定格推力及び最大推力を一層高めることができる。

この場合、バックヨークは、ｎ相分の励磁巻線の両側に互いに対向するように配置され且つ第１及び第２の磁極部列に沿ってそれぞれ延びる一対のバックヨーク部材から構成するのが好ましい。このようにすれば、バックヨークの鉄量を少なくして、リニアモータの小型化を図ることができる。

１相分の励磁巻線の運動方向の両端外部には、バックヨーク部材に連結されてバックヨーク部材から複数の磁極部側に延びて、永久磁石列及び励磁巻線で発生して第１及び第２の磁極部列を通る磁束の流れを促進する一対の補助ヨークを配置することができる。このようにすれば、励磁巻線で発生して励磁巻線の外側に流れる磁束がバックヨーク部材を介して流れ、励磁巻線の運動方向の両端外部に流れる磁束が補助ヨークを介して流れる。そのため、モータのサイズあたりの定格推力及び最大推力を一層高めることができる。

複数の磁極部と励磁巻線とは、絶縁樹脂によりモールドすることができる。このようにすれば、複数の磁極部と励磁巻線とを容易に位置決めして、配置することができる。

また可動子と固定子との間には、摺動性と耐摩耗性とを有する成形部材を配置してもよい。この場合、成形部材により可動子が摺動可能に支持される。

本発明の一実施の形態のリニアモータの構造を模式的に示す斜視図である。 図１に示すリニアモータを図１の左側から見た場合の正面図である。 図２のIII−III線断面図である。 図１にリニアモータが作動する態様を説明するために用いる図である。 図１に示すリニアモータの可動子が移動した状態の図である。 図４にリニアモータが作動する態様を説明するために用いる図である。 本発明の他の実施の形態のリニアモータの正面図である。 本発明のさらに他の実施の形態のリニアモータの構造を示す模式図である。 図８に示すリニアモータを図８の下方側から見た場合の正面図である。 本発明のさらに別の実施の形態のリニアモータの構造を示す模式図である。 図１０に示すリニアモータを図８の下方側から見た場合の正面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態のリニアモータの構造を模式的に示す斜視図であり、図２は、図１に示すリニアモータを図１の左側から見た場合の正面図であり、図３は、図２のIII−III線断面図である。但し図３には、理解を容易にするために断面部分を示すハッチングは示していない。図１に示すように、本例のリニアモータは、可動子１と、固定子３と、４本のガイドレール２と、４個のキャスタ４とを有している。図３に示すように、可動子１は、矩形状の枠体５と枠体５の内部に配置された永久磁石列９とを有している。枠体５の内部の永久磁石列９は、アルミニューム、合成樹脂等の非磁性材料からなるモールド材６（図３参照）を用いて枠体５内に固定されている。例えば、枠体５をアルミニュームで形成する場合には、永久磁石列９を構成する複数の永久磁石１３をインサートとして、枠体５をインサート成形すればよい。この場合のモールド材は、アルミニュームである。永久磁石列９を構成する複数の永久磁石１３は、可動子１の運動方向と直交する直交方向に着磁され且つ運動方向に沿って交互に異なる極性の磁極が磁極面に現れるように着磁されている。本実施の形態では、永久磁石列９を構成する複数の永久磁石１３は、前述の直交方向の両面にそれぞれ磁極面を露出させている。このように複数の永久磁石１３が、可動子１の運動方向に列を成すように並んで永久磁石列９が構成されている。

枠体５の四隅には、図１において上下方向に対向する位置にキャスタ４が固定されている。キャスタ４は、ローラ３１とローラ３１を回転自在に固定するローラ支持部３３とから構成されている。ローラ支持部３３は、枠体５の運動方向に延びる一対の対向面５ａの両端に固定されている。

ガイドレール２は、溝３５を備えており、横断面がコの字形を有している。ガイドレール２は、図示しない被固定部に固定されて、固定子３の両側に可動子１の運動方向に延びるように１対ずつ配置されている。１対のガイドレール２は、溝３５が対向するように配置されている。そして、キャスタ４のローラ３１がガイドレール２の溝３５内に挿入されている。これにより、可動子１は、４本のガイドレール２に往復動可能に支持されている。

図３に示すように、固定子３は、第１の磁極部列１５と第２の磁極部列１７と３つの励磁巻線１９Ａ〜１９Ｃとを有する電機子を備えている。第１及び第２の磁極部列１５，１７は、永久磁石列９の運動方向と直交する直交方向の両側にそれぞれ配置された複数の磁極部２１を備えている。１つの磁極部２１は、磁性材料または導磁性材料である鉄により形成されており、細長い板形状を有している。図３中の下側領域に位置する磁極部２１に符号を付して説明すると、磁極部２１は、永久磁石列９に僅かな間隔を隔てて対向する磁極面２１ｅと、励磁巻線１９Ｃ側に位置する非磁極面２１ｆとを有している。非磁極面２１ｆの運動方向における両端部には、磁極部２１の中心から離れるにしたがって、励磁巻線１９Ｃから離れるように傾斜する一対の傾斜面２１ｇが形成されている。第１の磁極部列１５の複数の磁極部２１の磁極面２１ｅは、永久磁石列９の一方の磁極面９ａと対向しており、第２の磁極部列１７の複数の磁極部２１の磁極面２１ｅは、永久磁石列９の他方の磁極面９ｂと対向している。

図２に示すように、複数の磁極部２１と励磁巻線１９Ａ〜１９Ｃとは、複数の磁極部２１の磁極面２１ｅが露出するように、エポキシ樹脂からなる絶縁樹脂２３（点々で図示）によりモールドされている。

図３に示すように、本実施の形態では、第１及び第２の磁極部列１５，１７を構成する複数の磁極部２１の運動方向の長さ寸法をＴＬと定義し、永久磁石列９を構成する複数の永久磁石１３の隣り合う２つの永久磁石１３の中心間のピッチをτｐとしたときに、τｐ＜ＴＬ＜２τｐの関係が成立するように、第１及び第２の磁極部列１５，１７並びに永久磁石列９は構成されている。

そして、各励磁巻線（１９Ａ〜１９Ｃ）によって励磁される第１の磁極部列１５に含まれる２個（ｐ個）の磁極部２１と第２の磁極部列１７に含まれる２個（ｑ個）の磁極部２１とは、相互の磁極部の端部が可動子１を介して対向し、一方の磁極部列に含まれる磁極部２１が他方の磁極部列に含まれる磁極部２１に対して運動方向にシフトした状態（位置をずらした状態）で配置されている。本例では、第１磁極部列１５に含まれる複数の磁極部は、第２の磁極部列１７に含まれる複数の磁極部に対して、永久磁石１３の中心間のピッチτｐ分だけ運動方向にシフトしている。また、本例では、第１の磁極部列１５に含まれる磁極部２１の個数（ｐ個）と第２の磁極部列１７に含まれる磁極部２１の個数（ｑ個）は等しくなっている。

３つの励磁巻線１９Ａ〜１９Ｃは、往復運動の運動方向に並んで配置されており、複数の磁極部２１を励磁する３相分（ｎ相分）の励磁巻線により構成されている。本例では、３つの励磁巻線１９Ａ〜１９Ｃは、電気角で１２０°（３６０°／３）ずれたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の位相をそれぞれ持って複数の磁極部２１を励磁している。励磁巻線１９Ａ〜１９Ｃのそれぞれの運動方向のピッチ寸法は、２つの永久磁石１３の中心間のピッチをτｐとしたときに、（ｒ±１／３）τｐとなる寸法である。ここで、ｒは１以上の整数であるが、実用性を考慮すると３〜１０となる。励磁巻線１９Ａ〜１９Ｃは、各励磁巻線によって励磁される第１の磁極部列１５に含まれる２個の磁極部２１と第２の磁極部列１７に含まれる２個の磁極部２１が、内部空間内に位置し且つ巻回中心が運動方向に延びるように巻線導体がコイル状に巻回されて構成された空芯構造を有している。具体的には、図２に示すように、励磁巻線１９Ａ〜１９Ｃは、その一部が磁極部２１の非磁極面２１ｆと平行に延びるように、楕円形に近い形状の空芯構造を有している。そして、励磁巻線１９Ａ〜１９Ｃの内部に配置された第１の磁極部列１５と第２の磁極部列１７との間には、可動子１が配置されている。本例では、各励磁巻線（１９Ａ〜１９Ｃ）によって励磁される第１の磁極部列１５に含まれる２個の磁極部２１の内の１つの磁極部２１（図３に向かって各励磁巻線内の上方側の磁極部２１）は、その一方の端部が励磁巻線の外側にはみ出るように配置されている。また、各励磁巻線によって励磁される第２の磁極部列１７に含まれる２個の磁極部２１の内の１つの磁極部２１（図３に向かって各励磁巻線内の下方側の磁極部２１）は、その端部が励磁巻線の外側にはみ出るように配置されている。

次に、本例のリニアモータが作動する態様について説明する。図４に示すように、例えば、励磁巻線１９Ａ（Ｕ相）において、一方向（本例では、図４の左側から見て反時計回り方向）に電流が流れた状態では励磁巻線１９Ａに囲まれた第１の磁極部列１５を構成する２個の磁極部２１Ａ，２１Ｂと第２の磁極部列１７を構成する２個の磁極部２１Ｃ，２１Ｄは、いずれも一方の端部２１ｘがＳ極となり、他方の端部２１ｙがＮ極となる。このため、相互に対向する磁極部２１Ａ，２１Ｂの一方の端部２１ｘの極性（Ｓ極）と、磁極部２１Ｃ，２１Ｄの他方の端部２１ｙの極性（Ｎ極）とが異なる。これにより、図３に示すように、磁極部２１Ａ→磁極部２１Ｃ→磁極部２１Ｂ→磁極部２１Ｄの順番で磁束が蛇行して流れる（矢印Ａ１）。なお、図３に示す状態では、励磁巻線１９Ｂ（Ｖ相）及び励磁巻線１９Ｃ（Ｗ相）では、励磁巻線１９Ａ（Ｕ相）と逆方向に電流が流れ、励磁巻線１９Ｂ及び励磁巻線１９Ｃに囲まれた磁極部２１では、励磁巻線１９Ａに囲まれた磁極部２１Ａ〜２１Ｄとは逆方向に磁束が蛇行して流れている。その後、励磁巻線１９Ａ〜１９Ｃの電流量及び電流方向の変化による磁束の変化により磁極部２１と永久磁石列９とに反発・吸引が発生して、図５に示すように、可動子１が隣接する永久磁石１３のピッチ分（τｐ）だけ励磁巻線１９Ｃから励磁巻線１９Ａに向かう方向（図５に向かって上方）に移動する。図５に示す状態では、図６に示すように、励磁巻線１９Ａには、図４に示す例と逆の方向（図６の左側から見て時計回り方向）に電流が流れている。そして、図５に示すように、磁極部２１Ｄ→磁極部２１Ｂ→磁極部２１Ｃ→磁極部２１Ａの順番（図３に示す例とは逆方向）で磁束が蛇行して流れている（矢印Ａ２）。更にこの状態から、励磁巻線１９Ａ〜１９Ｃの電流量及び電流方向の変化により磁極部２１と永久磁石列９とに反発・吸引が発生して、可動子１が永久磁石１３のピッチ分（τｐ）だけ励磁巻線１９Ｃから励磁巻線１９Ａに向かう方向に更に移動する。このようにして可動子１は固定子３に対して一定方向の運動を行う。また、このような運動を逆転させると可動子１は逆方向に運動する。

本例のリニアモータによれば、各励磁巻線（１９Ａ〜１９Ｃ）によって励磁される第１の磁極部列１５に含まれる２個の磁極部２１と第２の磁極部列１７に含まれる２個の磁極部２１が、内部空間内に位置するように巻線導体がコイル状に巻回されて構成された空芯構造を有しているので、励磁巻線（１９Ａ〜１９Ｃ）で発生した磁束の多くが直接的に第１の磁極部列１５に含まれる２個の磁極部２１と第２の磁極部列１７に含まれる２個の磁極部２１とを流れる。そのため、磁気抵抗を大きく増加させることなく、励磁巻線の巻線量を増やして、モータのサイズあたりの最大推力を高めることができる。また、磁極部２１を小さく形成できるため、鉄量を少なくして、リニアモータの小型化を図ることができる。

なお、上記例のリニアモータの可動子１は、４個のキャスタ４を用いて４本のガイドレール２に支持させる構造を有している。しかしながら、図７に示すように、摺動性と耐摩耗性とを有するポリアセタール，ポリフェノール等の樹脂からなる成形部材３７を、固定子３に対する可動子１の支持構造として用いてもよい。図７の例では、成形部材３７は、励磁巻線１９Ａ〜１９Ｃの内側に位置する第１及び第２の磁極部列の間に位置し且つ第１及び第２の磁極部列と結合された状態で配置されている。すなわち樹脂モールド材Ｍによって、成形部材３７は固定子３側に固定されている。そして成形部材３７は、永久磁石列９を摺動可能に支持している。その結果、可動子１は固定子３に対して成形部材３７により、摺動可能に支持される。なおこの場合には、永久磁石列９の両端には、それぞれ抜け止め構造を設けておけてばよい。成形部材３７を形成するために用いる摺動性と耐摩耗性とを有する樹脂としては、デュポン社から販売されているデルリン（Delrin)等を用いることができる。なお成形部材３７は、可動子１側即ち永久磁石列９の外側に固定されていてもよい。

図８は、本発明のさらに他の実施の形態のリニアモータの構造を示す模式図であり、図９は、図８に示すリニアモータを図８の下方側から見た場合の正面図である。本例のリニアモータは、固定子１０３にバックヨークを構成する一対のバックヨーク部材１２５Ａ，１２５Ｂが設けられており、その他の構成は、図１〜図６に示すリニアモータと同じ構造を有している。そのため、図１〜図６に示すリニアモータと同じ部材には、図１〜図６に付した符号に１００を加えた符号を付して、その説明を省略する。バックヨーク部材１２５Ａ，１２５Ｂは、磁性材料である鉄により形成された板形状を有しており、励磁巻線１１９Ａ〜１１９Ｃの径方向外側に配置されている。そして、バックヨーク部材１２５Ａ，１２５Ｂは、励磁巻線１１９Ａ〜１１９Ｃの両側に位置し且つ第１及び第２の磁極部列１１５，１１７に沿ってそれぞれ延びている。言い換えるならば、バックヨーク部材１２５Ａは、励磁巻線１１９Ａ〜１１９Ｃの巻線束部を介して第１の磁極部列１１５と対向し、バックヨーク部材１２５Ｂは、励磁巻線１１９Ａ〜１１９Ｃの巻線束部を介して第２の磁極部列１１７と対向している。バックヨーク部材１２５Ａ，１２５Ｂには、励磁巻線１１９Ａ〜１１９Ｃで発生した磁束が流れる。複数の磁極部１２１と励磁巻線１１９Ａ〜１１９Ｃとバックヨーク部材１２５Ａ，１２５Ｂとはエポキシ樹脂等の絶縁樹脂１２３によりモールドされている。

本例のリニアモータによれば、永久磁石列１０９及び励磁巻線１１９Ａ〜１１９Ｃで発生して励磁巻線の外側に流れる磁束がバックヨーク部材１２５Ａ，１２５Ｂを介して流れる。そのため、モータのサイズあたりの定格推力及び最大推力を一層高めることができる。

図１０は、本発明のさらに別の実施の形態のリニアモータの構造を示す模式図であり、図１１は、図１０に示すリニアモータを図１０の下方側から見た場合の正面図である。本例のリニアモータは、固定子２０３に補助ヨーク２２７Ａ〜２２７Ｈが設けられており、その他の構成は、図８及び図９に示すリニアモータと同じ構造を有している。そのため、図８及び図９に示すリニアモータと同じ部材には、図８及び図９に付した符号に１００を加えた符号を付して、その説明を省略する。補助ヨーク２２７Ａ〜２２７Ｈは、磁性材料である鉄により形成された板形状を有しており、各励磁巻線（２１９Ａ〜２１９Ｃ）の運動方向の両側外側にそれぞれ配置されている。補助ヨーク２２７Ａ〜２２７Ｄは、一方の端部２２７ｘがバックヨーク部材２２５Ａに連結されて、バックヨーク部材２２５Ａから第１の磁極部列２１５を構成する複数の磁極部２２１側に延びている。そして、補助ヨーク２２７Ａ〜２２７Ｄの中の３つの補助ヨーク２２７Ａ〜２２７Ｃの他方の端部２２７ｙは、励磁巻線（２１９Ａ〜２１９Ｃ）の外側にはみ出る第１の磁極部列２１５の磁極部２２１の端部にそれぞれ接続されている。また、補助ヨーク２２７Ｅ〜２２７Ｈは、一方の端部２２７ｘがバックヨーク部材２２５Ｂに連結されて、バックヨーク部材２２５Ｂから第２の磁極部列２１７を構成する複数の磁極部２２１側に延びている。そして、補助ヨーク２２７Ｅ〜２２７Ｈの中の３つの補助ヨーク２２７Ｆ〜２２７Ｈの他方の端部２２７ｙは、励磁巻線（２１９Ａ〜２１９Ｃ）の外側にはみ出る第２の磁極部列２１７の磁極部２２１の端部にそれぞれ接続されている。補助ヨーク２２７Ａ，２２７Ｂを例にして説明すると、補助ヨーク２２７Ａ，２２７Ｂには、永久磁石列２０９及び励磁巻線２１９Ａで発生して、励磁巻線２１９Ａによって励磁される第１及び第２の磁極部列２１５，２１７の磁極部２２１を通る磁束が流れる。

本例のリニアモータによれば、永久磁石列２０９及び励磁巻線２１９Ａ〜２１９Ｃで発生して励磁巻線の外側に流れる磁束がバックヨーク部材２２５Ａ，２２５Ｂを介して流れ、各励磁巻線（２１９Ａ〜２１９Ｃ）の運動方向の両端外部に流れる磁束が補助ヨーク２２７Ａ〜２２７Ｈを介して流れる。そのため、モータのサイズあたりの定格推力及び最大推力を一層高めることができる。

なお、上記各例では、固定子３が電機子を備え、可動子１が永久磁石列９を備えているが、固定子が永久磁石列を備え、可動子が電機子を備えるように構成しても構わない。

また、上記各例では、第１の磁極部列に含まれる磁極部の個数（ｐ個）と第２の磁極部列に含まれる磁極部の個数（ｑ個）は、いずれも２個で等しい個数であるが、第１の磁極部列に含まれる磁極部の個数（ｐ個）と第２の磁極部列に含まれる磁極部の個数（ｑ個）は１以上の任意の数を選択できる。また、第１の磁極部列に含まれる磁極部の個数（ｐ個）と第２の磁極部列に含まれる磁極部の個数（ｑ個）が異なっていても構わない。

本発明によれば、各励磁巻線によって励磁される第１の磁極部列に含まれる磁極部と第２の磁極部列に含まれる磁極部が、内部空間内に位置し且つ巻回中心が運動方向に延びるように巻線導体がコイル状を巻回されて構成された空芯構造を有しているので、励磁巻線で発生した磁束の多くが直接的に第１の磁極部列に含まれる磁極部と第２の磁極部列に含まれる磁極部とを流れる。そのため、磁気抵抗を大きく増加させることなく、励磁巻線の巻線量を増やせる。その結果、モータのサイズあたりの最大推力を高めることができる。

また、本発明によれば、磁極部を小さく形成できるため、鉄量を少なくして、リニアモータの小型化を図ることができる。

１ 可動子
３ 固定子
９ 永久磁石列
１３ 永久磁石
１５ 第１の磁極部列
１７ 第２の磁極部列
１９Ａ〜１９Ｃ 励磁巻線
２０ 電機子
２１ 磁極部
９ａ，９ｂ 磁極面
１２５Ａ，１２５Ｂ バックヨーク部材
２２７Ａ〜２２７Ｈ 補助ヨーク

Claims (8)

1. 固定子に対して可動子が往復運動をするように構成されているリニアモータであって、
   前記固定子及び前記可動子の一方は、前記可動子が前記往復運動をする運動方向に複数の永久磁石が列を成すように並んで構成され、前記複数の永久磁石が前記運動方向と直交する直交方向に着磁され且つ前記複数の永久磁石が前記運動方向に沿って交互に異なる極性の磁極が磁極面に現れるように着磁されている１以上の永久磁石列を有し、
   前記固定子及び可動子の他方は、前記永久磁石列の前記直交方向の両側に配置されて前記複数の永久磁石の前記磁極面と対向する複数の磁極部をそれぞれ備えた第１及び第２の磁極部列と、前記第１及び第２の磁極部列を構成する複数の前記磁極部を励磁するｎ相分（ｎは３以上の整数）の励磁巻線とを有する電機子を備え、
   前記ｎ相分の励磁巻線のそれぞれは、各励磁巻線によって励磁される前記第１の磁極部列に含まれるｐ個（ｐは１以上の整数）の前記磁極部と前記第２の磁極部列に含まれるｑ個の前記磁極部（ｑは１以上の整数）が、内部空間内に位置し且つ巻回中心が前記運動方向に延びるように巻線導体がコイル状に巻回されて構成された空芯構造を有しており、
   各励磁巻線によって励磁される前記第１の磁極部列に含まれるｐ個の前記磁極部は、前記第２の磁極部列に含まれるｑ個の前記磁極部に対して、前記運動方向にシフトした状態で配置されており、
   前記ｎ相分の励磁巻線が、それぞれ電気角で３６０度／ｎずれた位相を持って励磁されることを特徴とするリニアモータ。
2. 前記永久磁石列を構成する複数の前記永久磁石の隣り合う２つの永久磁石の中心間のピッチをτｐと定義したときに、
   前記第１の磁極部列に含まれる前記複数の磁極部は、前記第２の磁極部列に含まれる前記複数の磁極部に対して、前記ピッチ（τｐ）分だけ前記運動方向にシフトしている請求項１に記載のリニアモータ。
3. 前記第１及び第２の磁極部列を構成するそれぞれの前記複数の磁極部の前記運動方向の長さ寸法をＴＬと定義したときに、τｐ＜ＴＬ＜２τｐの関係が成立している請求項２に記載のリニアモータ。
4. 前記ｎ相分の励磁巻線の外側には、前記永久磁石列及び前記励磁巻線で発生する磁束の流れを促進するバックヨークが配置されている請求項１に記載のリニアモータ。
5. 前記バックヨークは、前記ｎ相分の励磁巻線の両側に互いに対向するように配置され且つ前記第１及び第２の磁極部列に沿ってそれぞれ延びる一対のバックヨーク部材からなる請求項４に記載のリニアモータ。
6. １相分の前記励磁巻線の前記運動方向の両端の外部には、前記バックヨーク部材に連結されて前記バックヨーク部材から前記複数の磁極部側に延びて、前記永久磁石列及び前記励磁巻線で発生して前記第１及び第２の磁極部列を通る磁束の流れを促進する一対の補助ヨークが配置されている請求項５に記載のリニアモータ。
7. 前記第１及び第２の磁極部列を構成する前記複数の磁極部と前記励磁巻線とが絶縁樹脂によりモールドされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のリニアモータ。
8. 前記可動子と前記固定子との間には、摺動性と耐摩耗性とを有する成形部材が配置されており、前記成形部材により前記可動子が摺動可能に支持されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のリニアモータ。

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