(57)【要約】【課題】技術の豊富化を図ることができるリニアモータを提供する。【解決手段】リニアモータ１は、２つのメインマグネット１３と、２つのコイル９と、内側補助マグネット１５と、固定子フレーム７と、可動子フレーム１１とを有する。内側補助マグネット１５は、環状に形成され、軸方向に磁化され、２つのメインマグネット１３の間において２つのメインマグネット１３に対して同軸状に、２つのメインマグネット１３の２つのコイル９側の磁極に対して、当該磁極と同種の磁極を向けるように配置されている。可動子フレーム１１は、２つのメインマグネット１３及び内側補助マグネット１５を保持する非磁性体である。固定子フレーム７は、２つのコイル９を保持する非磁性体である。【選択図】図３
2010158140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に形成され、磁極の向きが互いに逆になるように半径方向に磁化され、互いに同軸状に離間して配置された２つのメインマグネットと、
互いに同軸状に離間して配置されるとともに、前記２つのメインマグネットに対して同心状に配置された２つのコイルと、
環状に形成され、軸方向に磁化され、前記２つのメインマグネットの間において前記２つのメインマグネットに対して同軸状に、前記２つのメインマグネットの前記２つのコイル側の磁極に対して、当該磁極と同種の磁極を向けるように配置された内側補助マグネットと、
前記２つのメインマグネット及び前記内側補助マグネットを保持する非磁性体のマグネット側フレームと、
前記２つのコイルを保持する非磁性体のコイル側フレームと、
を有するリニアモータ。
【請求項２】
環状に形成され、軸方向に磁化され、前記２つのメインマグネットの両側において前記２つのメインマグネットに対して同軸状に、隣接する前記メインマグネットの前記コイル側の磁極に対して、当該磁極と同種の磁極を向けるように配置された２つの外側補助マグネットを更に有する
請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記内側補助マグネットは、前記２つのメインマグネット間に亘る大きさに形成されている
請求項１又は２に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記内側補助マグネットは、互いに同軸状に離間して２つ設けられ、
前記２つの内側補助マグネットの間には、磁性体が設けられている
請求項１又は２に記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記内側補助マグネットは、互いに同軸状に離間して２つ設けられ、
前記２つの内側補助マグネットの間には、磁性体が設けられており、
前記２つの内側補助マグネット及び前記２つの外側補助マグネットは同一形状である
請求項２に記載のリニアモータ。
【請求項６】
前記内側補助マグネットの、一方の前記メインマグネットに隣接する磁極から他方の前記メインマグネットに隣接する磁極までの長さは、前記メインマグネットそれぞれの軸方向の長さよりも大きい
請求項１〜５のいずれか１項に記載のリニアモータ。
【請求項７】
前記コイル側フレームは、前記２つのコイルと同心状に形成された導電性の筒状部材であり、前記２つのコイルが内周面又は外周面に固定され、
前記コイル側フレームには、内周面から外周面へ貫通するスリットが形成されている
請求項１〜６のいずれか１項に記載のリニアモータ。
【請求項８】
前記２つのコイルは、平角線が、当該平角線の一平面を前記コイル側フレームの内周面又は外周面に向けるように巻かれて構成されている
請求項７に記載のリニアモータ。
【請求項９】
磁化方向が駆動方向に直交するように、且つ、磁極の向きが互いに逆になるように、前記駆動方向に配列された２つのメインマグネットと、
前記磁化方向において前記２つのメインマグネットと対向するように前記駆動方向に配列されており、前記駆動方向及び前記磁化方向に直交する方向に互いに逆向きに電流を流すことが可能な２つの導体と、
前記２つのメインマグネット間において、磁化方向が前記駆動方向に沿うように、且つ、前記２つのメインマグネットの前記２つの導体側の磁極に対して当該磁極と同種の磁極を向けるように配置された内側補助マグネットと、
前記２つのメインマグネット及び前記内側補助マグネットを固定する非磁性体の固定部材と、
を有するリニアモータ。
【請求項１０】
磁化方向が駆動方向に直交するように、且つ、磁極の向きが互いに逆になるように、前記駆動方向に配列された２つのメインマグネットと、
前記磁化方向において前記２つのメインマグネットと対向するように前記駆動方向に配列されており、前記駆動方向及び前記磁化方向に直交する方向に互いに逆向きに電流を流すことが可能な２つの導体と、
前記２つのメインマグネット間において、磁化方向が前記駆動方向に沿うように、且つ、前記２つのメインマグネットの前記２つの導体側の磁極に対して当該磁極と同種の磁極を向けるように配置された内側補助マグネットと、
前記２つのメインマグネットの両側において、磁化方向が前記駆動方向に沿うように、且つ、隣接する前記メインマグネットの前記導体側の磁極に対して当該磁極と同種の磁極を向けるように配置された２つの外側補助マグネットと、
を有し、
前記内側補助マグネットは、互いに同軸状に離間して２つ設けられ、
前記２つの内側補助マグネットの間には、磁性体が設けられており、
前記２つの内側補助マグネット及び前記２つの外側補助マグネットは同一形状である
リニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイスコイルモータといわれるリニアモータが知られている。特許文献１では、内ヨークと、内ヨークの外周面に固定された環状のマグネットと、環状のマグネットの外周に設けられた２つのコイルと、内周面に２つのコイルが固定された筒状の外ヨークとを有するボイスコイルモータが開示されている。環状のマグネットとしては、磁極の向きが互いに逆向きになるように半径方向において磁化された２つのマグネットが設けられている。さらに、特許文献１のリニアモータでは、その２つのマグネットの間に、軸方向に磁化されたマグネットが設けられており、これにより、内ヨークを細くすることが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９９３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リニアモータにおいては、更なる軽量化、渦電流の発生抑制、組立容易性等が要求されている。従って、このような課題の少なくとも一つを解決可能な新たな原理のリニアモータが提供され、リニアモータの技術の豊富化が図られることが好ましい。
【０００５】
本発明の目的は、技術の豊富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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点のリニアモータは、環状に形成され、磁極の向きが互いに逆になるように半径方向に磁化され、互いに同軸状に離間して配置された２つのメインマグネットと、互いに同軸状に離間して配置されるとともに、前記２つのメインマグネットに対して同心状に配置された２つのコイルと、環状に形成され、軸方向に磁化され、前記２つのメインマグネットの間において前記２つのメインマグネットに対して同軸状に、前記２つのメインマグネットの前記２つのコイル側の磁極に対して、当該磁極と同種の磁極を向けるように配置された内側補助マグネットと、前記２つのメインマグネット及び前記内側補助マグネットを保持する非磁性体のマグネット側フレームと、前記２つのコイルを保持する非磁性体のコイル側フレームと、を有する。
【０００７】
好適には、リニアモータは、環状に形成され、軸方向に磁化され、前記２つのメインマグネットの両側において前記２つのメインマグネットに対して同軸状に、隣接する前記メインマグネットの前記コイル側の磁極に対して、当該磁極と同種の磁極を向けるように配置された２つの外側補助マグネットを更に有する。
【０００８】
好適には、前記内側補助マグネットは、前記２つのメインマグネット間に亘る大きさに形成されている。
【０００９】
好適には、前記内側補助マグネットは、互いに同軸状に離間して２つ設けられ、前記２つの内側補助マグネットの間には、磁性体が設けられている。
【００１０】
好適には、前記内側補助マグネットは、互いに同軸状に離間して２つ設けられ、前記２つの内側補助マグネットの間には、磁性体が設けられており、前記２つの内側補助マグネット及び前記２つの外側補助マグネットは同一形状である。
【００１１】
好適には、前記内側補助マグネットの、一方の前記メインマグネットに隣接する磁極から他方の前記メインマグネットに隣接する磁極までの長さは、前記メインマグネットそれぞれの軸方向の長さよりも大きい。
【００１２】
好適には、前記コイル側フレームは、前記２つのコイルと同心状に形成された導電性の筒状部材であり、前記２つのコイルが内周面又は外周面に固定され、前記コイル側フレームには、内周面から外周面へ貫通するスリットが形成されている。
【００１３】
好適には、２つのコイルは、平角線が、当該平角線の一平面を前記コイル側フレームの内周面又は外周面に向けるように巻かれて構成されている。
【００１４】
本発明の第２の観点のリニアモータは、磁化方向が駆動方向に直交するように、且つ、磁極の向きが互いに逆になるように、前記駆動方向に配列された２つのメインマグネットと、前記磁化方向において前記２つのメインマグネットと対向するように前記駆動方向に配列されており、前記駆動方向及び前記磁化方向に直交する方向に互いに逆向きに電流を流すことが可能な２つの導体と、前記２つのメインマグネット間において、磁化方向が前記駆動方向に沿うように、且つ、前記２つのメインマグネットの前記２つの導体側の磁極に対して当該磁極と同種の磁極を向けるように配置された内側補助マグネットと、前記２つのメインマグネット及び前記内側補助マグネットを固定する非磁性体の固定部材と、を有する。
【００１５】
本発明の第３の観点のリニアモータは、磁化方向が駆動方向に直交するように、且つ、磁極の向きが互いに逆になるように、前記駆動方向に配列された２つのメインマグネットと、前記磁化方向において前記２つのメインマグネットと対向するように前記駆動方向に配列されており、前記駆動方向及び前記磁化方向に直交する方向に互いに逆向きに電流を流すことが可能な２つの導体と、前記２つのメインマグネット間において、磁化方向が前記駆動方向に沿うように、且つ、前記２つのメインマグネットの前記２つの導体側の磁極に対して当該磁極と同種の磁極を向けるように配置された内側補助マグネットと、前記２つのメインマグネットの両側において、磁化方向が前記駆動方向に沿うように、且つ、隣接する前記メインマグネットの前記導体側の磁極に対して当該磁極と同種の磁極を向けるように配置された２つの外側補助マグネットと、を有し、前記内側補助マグネットは、互いに同軸状に離間して２つ設けられ、前記２つの内側補助マグネットの間には、磁性体が設けられており、前記２つの内側補助マグネット及び前記２つの外側補助マグネットは同一形状である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、リニアモータの技術の豊富化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るリニアモータの外観を示す斜視図。
【図２】図１のリニアモータの平面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図。
【図４】図１のリニアモータを分解して一部を示す斜視図。
【図５】図３の領域Ｖの拡大図。
【図６】図１のリニアモータの動作を比較例と比較して説明する図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るリニアモータの要部を模式的に示す断面図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るリニアモータの要部を模式的に示す断面図。
【図９】本発明の第１〜第３の実施形態を比較して説明する図。
【図１０】本発明の変形例のリニアモータの要部を示す図。
【符号の説明】
【００１８】
１…リニアモータ、７…固定子フレーム（コイル側フレーム）、９…コイル、１１…可動子フレーム（マグネット側フレーム）、１３…メインマグネット、１５…内側補助マグネット。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るリニアモータ１の外観斜視図である。図２は、リニアモータ１を軸ＣＡ方向に見た正面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【００２０】
リニアモータ１は、軸ＣＡ方向に駆動力を発揮するボイスコイルモータとして構成されている。リニアモータ１は、概ね円筒状の固定子３と、固定子３の内部に配置された概ね円筒状の可動子５とを有している。
【００２１】
固定子３は、固定子フレーム７と、固定子フレーム７に固定された２つのコイル９（図３）とを有している。
【００２２】
固定子フレーム７は、非磁性体により形成されている。非磁性体は、アルミニウムや非磁性のステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）等の導電性のものであってもよいし、ガラスエポキシ樹脂等の非導電性のものであってもよい。固定子フレーム７は、軸ＣＡを軸とする円筒状に形成されている。固定子フレーム７の内周面には、コイル９を収容するための凹部が形成されている。また、固定子フレーム７には、当該固定子フレーム７を径方向に貫通し、軸ＣＡ方向に延びる複数のスリット４（図１及び図２）が形成されている。複数のスリット４は、例えば、軸ＣＡ回りに均等に配置されている。スリット４の数は適宜に設定されてよい。
【００２３】
２つのコイル９は、互いに同一の形状である。コイル９は、軸ＣＡを中心とする概ね円形の環状に形成されている。コイル９の断面形状は、図３において模式的に示すように、例えば、矩形である。コイル９は、その外周面が固定子フレーム７の内周面に樹脂等の固定部材（接着部材）により固定されている。これにより、２つのコイル９は、同軸状に離間して配置される。２つのコイル９の距離は適宜に設定されてよい。なお、２つのコイルは、互いに接続されていなくてもよいし、互いに接続されていてもよいが、以下では、互いに接続されているものとして説明する。
【００２４】
可動子５は、可動子フレーム１１を有している。また、可動子５は、図３に示すように、可動子フレーム１１に固定された、２つのメインマグネット１３、２つの内側補助マグネット１５、可動子ヨーク１７、及び、２つの外側補助マグネット１９を有している。
【００２５】
可動子フレーム１１は、非磁性体により形成されている。非磁性体は、アルミニウムや非磁性のステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）等の導電性のものであってもよいし、ガラスエポキシ樹脂等の非導電性のものであってもよい。可動子フレーム１１は、軸ＣＡを軸とする円筒状に形成されている。可動子フレーム１１の外周面には、メインマグネット１３等を収容するための凹部が形成されている。
【００２６】
メインマグネット１３、内側補助マグネット１５、可動子ヨーク１７及び外側補助マグネット１９は、例えば、いずれも、軸ＣＡを中心とする同一径の円形の環状に形成されており、互いに同軸状に配置されている。２つのメインマグネット１３は、例えば、互いに同一形状である。２つの内側補助マグネット１５は、例えば、互いに同一形状である。２つの外側補助マグネット１９は、例えば、互いに同一形状である。
【００２７】
各メインマグネット１３の軸方向の大きさは、各コイル９の軸方向の大きさよりも小さい。また、各メインマグネット１３の軸方向の大きさは、内側補助マグネット１５や外側補助マグネット１９それぞれの軸方向の大きさよりも大きく、例えば、内側補助マグネット１５等の軸方向の大きさの２倍程度である。
【００２８】
２つの内側補助マグネット１５及び可動子ヨーク１７の軸方向の大きさの合計は、各メインマグネット１３の軸方向の大きさよりも大きく、例えば、各メインマグネット１３の軸方向の大きさの１．５〜３倍である。内側補助マグネット１５と外側補助マグネット１９とは、例えば、同一形状である。
【００２９】
２つのメインマグネット１３は、磁極の向きが互いに逆方向になるように半径方向に磁化されている。２つのメインマグネット１３は、外周面が２つのコイル９の内周面に対向するように、２つのコイル９間の距離に応じた適宜な距離で離間して配置されている。
【００３０】
２つの内側補助マグネット１５は、軸方向に磁化されている。２つの内側補助マグネット１５は、２つのメインマグネット１３の間において、２つのメインマグネット１３の２つのコイル９側の磁極に対して、当該磁極と同種の磁極を向けるように配置されている。
【００３１】
可動子ヨーク１７は、磁性体により形成されている。磁性体は、比透磁率が大きい（磁束を多く通す）ものが好ましい。磁性体は、例えば、鉄（ＳＳ４００等）である。
【００３２】
２つの外側補助マグネット１９は、軸方向に磁化されている。２つの内側補助マグネット１９は、２つのメインマグネット１３の両側（外側）において、隣接するメインマグネット１３のコイル９側の磁極に対して、当該磁極と同種の磁極を向けるように配置されている。
【００３３】
図４は、リニアモータ１を分解して一部の部材を示す斜視図である。
【００３４】
固定子フレーム７は、固定子フレーム７の周面部を構成する複数の周面構成部材２１（図４では一つのみ示す。図１及び図２も参照）と、固定子フレーム７の軸ＣＡ方向の端部を構成する２つの端部構成部材２３とを有している。
【００３５】
複数の周面構成部材２１は、円筒を円周方向に複数に均等に分割した形状であり、互いに同一形状である。端部構成部材２３は、円形の環状に形成されている。複数の周面構成部材２１のそれぞれは、不図示のネジ等の固定部材により、端部構成部材２３に固定される。複数のスリット４は、複数の周面構成部材２１間の隙間により形成される。また、端部構成部材２３の内周縁から外周縁までの幅が、複数の周面構成部材２１の内周面から外周面までの厚さよりも大きく設定され、且つ、複数の周面構成部材２１が端部構成部材２３の外周側に配置されることにより、固定子フレーム７の内周面には、コイル９が収容される凹部が形成される。
【００３６】
可動子フレーム１１は、可動子フレーム１１の周面部を構成する周面構成部材２５と、可動子フレーム１１の軸ＣＡ方向の端部を構成する２つの端部構成部材２７とを有している。
【００３７】
周面構成部材２５は、軸ＣＡを軸とする円筒状に形成されている。端部構成部材２７は、ネジ等の固定部材により周面構成部材２５に固定される。端部構成部材２７の内周縁から外周縁までの幅が、周面構成部材２５の内周面から外周面までの厚さよりも大きく設定され、且つ、端部構成部材２７の外周縁が周面構成部材２５の外周面よりも径が大きく設定されていることにより、可動子フレーム１１の外周面には、メインマグネット１３等が収容される凹部が形成される。
【００３８】
メインマグネット１３、内側補助マグネット１５、可動子ヨーク１７及び外側補助マグネット１９は、これらの開口に周面構成部材２５が挿通され、周面構成部材２５と端部構成部材２７とが固定されることにより、可動子フレーム１１に固定される。なお、メインマグネット１３等は、樹脂（接着剤）等の固定部材により可動子フレーム１１に固定されていてもよい。
【００３９】
図５は、図３の領域Ｖを拡大して示す模式的な断面図である。
【００４０】
コイル９は、線材２９が軸ＣＡ回りに複数回巻かれることにより構成されている。線材２９は、例えば、銅等の導電性の材料が樹脂等の非導電性の材料により被覆されて構成されている。また、線材２９の断面形状は、概ね矩形状に形成されている。すなわち、線材２９は、いわゆる平角線である。線材２９の断面において、長手方向及び短手方向の径は適宜に設定されてよい。
【００４１】
線材２９は、線材２９により形成される輪が軸ＣＡ方向及び半径方向において配列されるように巻かれている。すなわち、線材２９は、整列巻きされている。また、線材２９は、平角線の一平面を同一方向（軸ＣＡ）に向けて巻かれている。従って、線材２９により形成される輪と輪との間には、隙間が殆ど生じない。なお、図５では、線材２９により形成される輪の軸ＣＡ方向の位置が、内側と外側とで一致する場合を例示しているが、当該位置は内側と外側とでずれていてもよい。線材２９の巻き回数は適宜に設定されてよい。
【００４２】
線材２９の端部は、図１に示すように、スリット４から固定子フレーム７の外部へ引き出される。線材２９の端部に電圧が印加されることにより、コイル９には電力が供給される。なお、２つのコイル９は、電流の流れが互いに逆向きになるように互いに結線されている。
【００４３】
図６は、リニアモータ１の動作を比較例と比較して説明する図である。具体的には、図６（ａ）〜図６（ｃ）は、リニアモータ１又は比較例のリニアモータにおける、図３の紙面上方側部分を模式的に示した図である。
【００４４】
図６（ａ）は、リニアモータ１において、内側補助マグネット１５や外側補助マグネット１９が設けられなかったと仮定した場合における作用を示している。コイル９の位置においては、メインマグネット１３により、メインマグネット１３とコイル９との対向方向（図６（ａ）の紙面上下方向）を向きとする磁界が形成される。従って、コイル９に紙面貫通方向の電流が流されると、フレミングの左手の法則により、図６の紙面左右方向（軸ＣＡの方向）の力が生じる。２つのコイル９においては、逆方向の向きに磁束が通過する。一方、２つのコイル９には、逆向きの電流が流される。従って、２つのコイル９においては、同一の向きの力が生じ、リニアモータは推力を生じる。
【００４５】
図６（ｂ）は、従来のリニアモータのように、図６（ａ）のリニアモータに外ヨーク１０７及び内ヨーク１１１を設けた場合における作用を示している。この場合においても、図６（ａ）と同様に、２つのコイル９に互いに逆向きの電流が流されることにより、フレミングの左手の法則に従って、図６の紙面左右方向の推力が生じる。
【００４６】
ただし、一方のメインマグネット１３から出た磁力線は、外ヨーク１０７又は内ヨーク１１１を通って他方のメインマグネット１３に入るようになる。換言すれば、磁気回路が構成される。その結果、コイル９を通過する磁束が多くなり、推力が増加する。
【００４７】
図６（ｃ）は、リニアモータ１における作用を示している。リニアモータ１においても、図６（ａ）や図６（ｂ）と同様に、２つのコイル９に互いに逆向きの電流が流されることにより、フレミングの左手の法則に従って、図６の紙面左右方向の推力が生じる。
【００４８】
リニアモータ１では、メインマグネット１３のコイル９側の磁極に対して、当該磁極と同種の磁極を向けて内側補助マグネット１５及び外側補助マグネット１９が配置されている。従って、コイル９側において、各マグネットの磁力線同士は反発しあう。その結果、コイル９に向かう磁力線が多くなる。そして、図６（ａ）に比較して、推力が増加する。
【００４９】
なお、コイル９の軸方向の大きさは、メインマグネット１３の軸方向の大きさよりも大きいことから（図３参照）、その差の範囲内で移動する限り、コイル９とメインマグネット１３とは重なりを維持する。すなわち、コイル９の軸方向の大きさとメインマグネット１３の軸方向の大きさとの差は、推力が低下しないと期待されるストロークとなる。
【００５０】
以上の実施形態によれば、リニアモータ１は、２つのメインマグネット１３と、２つのコイル９と、内側補助マグネット１５と、固定子フレーム７と、可動子フレーム１１とを有する。２つのメインマグネット１３は、環状に形成され、磁極の向きが互いに逆になるように半径方向に磁化され、互いに同軸状に離間して配置された、互いに同軸状に離間して配置されている。２つのコイル９は、２つのメインマグネット１３に対して同心状に配置されている。内側補助マグネット１５は、環状に形成され、軸方向に磁化され、２つのメインマグネット１３の間において２つのメインマグネット１３に対して同軸状に、２つのメインマグネット１３の２つのコイル９側の磁極に対して、当該磁極と同種の磁極を向けるように配置されている。可動子フレーム１１は、２つのメインマグネット１３及び内側補助マグネット１５を保持する非磁性体である。固定子フレーム７は、２つのコイル９を保持する非磁性体である。
【００５１】
従って、従来のリニアモータでは、内ヨーク及び外ヨークにより磁気回路が構成されていたのに対し、リニアモータ１では、非磁性体の固定子フレーム７及び可動子フレーム１１によりメインマグネット１３やコイル９等が保持され、磁気回路が構成されないことになる。しかし、内側補助マグネット１５が配置され、メインマグネット１３の磁力がリニアモータ１の推力に効果的に利用されることにより、リニアモータ１の推力は維持される。そして、内ヨーク及び外ヨークが用いられないことにより、以下の効果が奏される。
【００５２】
メインマグネット１３やコイル９等を保持するフレームの材料の選択の自由度が向上する。フレームに鉄を用いなくてよいことから、軽量化を図ることが可能となる。ガラスエポキシ樹脂等の非導電性の材料によりフレームを構成すれば、渦電流の発生が抑制される。また、フレームを構成する非磁性体としてアルミニウム等の熱伝達性の高い金属を選択し、放熱性を向上させることもできる。フレームがマグネットに吸引されないから、組み立てが容易化される。
【００５３】
リニアモータ１は、環状に形成され、軸方向に磁化され、２つのメインマグネット１３の両側において２つのメインマグネット１３に対して同軸状に、隣接するメインマグネット１３のコイル９側の磁極に対して、当該磁極と同種の磁極を向けるように配置された２つの外側補助マグネット１９を更に有する。従って、メインマグネット１３の磁束をコイル９に向ける効果が一層向上し、推力が大きくなる。
【００５４】
内側補助マグネット１５は、互いに同軸状に離間して２つ設けられ、２つの内側補助マグネット１５の間には、可動子ヨーク１７が設けられている。従って、２つの内側補助マグネット１５は、あたかも、２つのメインマグネット１３間に亘る大きさの１つのマグネットが配置されたかのように機能する。すなわち、推力を維持しつつ、２つの内側補助マグネット１５を小さくすることができる。その結果、リニアモータ１を安価にすることが可能である。
【００５５】
特に、２つの内側補助マグネット１５と２つの外側補助マグネット１９とを同一形状にした場合には、部品種類が減り、量産効果が図れ、リニアモータ１を安価にすることが容易化される。
【００５６】
内側補助マグネット１５の、一方のメインマグネット１３に隣接する磁極から他方のメインマグネット１３に隣接する磁極までの長さ（本実施形態では、２つの内側補助マグネット１５及び可動子ヨーク１７全体の長さ）は、２つのメインマグネット１３それぞれにおける磁極間の長さよりも大きい。従って、２つのメインマグネット１３の磁束を十分にコイル９側へ向かわせて、大きな推力を得ることができる。
【００５７】
固定子フレーム７がアルミニウム等の導電体により形成されている場合、可動子５の固定子フレーム７に対する移動により、固定子フレーム７には渦電流が発生する。しかし、固定子フレーム７には、スリット４が設けられていることから、渦電流の発生が抑制される。
【００５８】
コイル９は、平角線の線材２９が、平角線の一平面を軸ＣＡに向けるように巻かれて構成されていることから、コイル９の外周面は、円筒の外周面を構成する。従って、丸線によってコイル９を構成した場合に比較して、コイル９と固定子フレーム７との密着性が上がる。その結果、コイル９から固定子フレーム７への熱伝達率が向上し、ひいては、放熱性が向上する。なお、丸線によりコイル９を構成したものも、本発明に含まれる。
【００５９】
なお、以上の実施形態において、固定子フレーム７は本発明のコイル側フレームの一例であり、可動子フレーム１１は本発明のマグネット側フレームの一例であり、可動子ヨーク１７は本発明の磁性体の一例であり、コイル９は導体の一例である。
【００６０】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態の要部を示す模式図である。図７は、図６（ｃ）に対応している。
【００６１】
第２の実施形態は、第１の実施形態の２つの内側補助マグネット１５及び可動子ヨーク１７に代えて、２つのメインマグネット１３間に亘る大きさの１つの内側補助マグネット２１５が設けられている点が、第１の実施形態と相違する。
【００６２】
内側補助マグネット２１５の形状は、第１の実施形態の２つの内側補助マグネット１５及び可動子ヨーク１７全体の形状と同一である。また、内側補助マグネット２１５は、内側補助マグネット１５と同様に、軸方向に磁化され、メインマグネット１３のコイル９側の磁極に対して、当該磁極と同種の磁極を向けるように配置されている。
【００６３】
第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、２つのメインマグネット間に亘る大きさの内側補助マグネット２１５が設けられていることから、メインマグネット１３の磁束をコイル９へ十分に向かわせて大きな推力を得ることができる。
【００６４】
（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態の要部を示す模式図である。図８は、図６（ｃ）に対応している。第３の実施形態は、第２の実施形態において、外側補助マグネット１９を省略したものである。第３の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６５】
（第１〜第３の実施形態の比較）
図９は、第１〜第３の実施形態を比較して示す図である。横軸は、軸ＣＡ方向の位置を示している。具体的には、範囲Ｓｍは、メインマグネット１３の範囲である。範囲Ｓｉは、２つの内側補助マグネット１５及び可動子ヨーク１７、又は、内側補助マグネット２１５の範囲である。範囲Ｓｏは、外側補助マグネット１９の範囲である。縦軸は、コイル９の位置における磁束密度を示している。
【００６６】
実線Ｌ１は、第１の実施形態における磁束密度の変化を示している。点線Ｌ２は、第２の実施形態における磁束密度の変化を示している。破線Ｌ３は、第３の実施形態における磁束密度の変化を示している。
【００６７】
第１〜第３の実施形態は、いずれも、範囲Ｓｍにおいて磁束密度が急激に高くなっている。範囲Ｓｍにおいて、第２の実施形態は、第１の実施形態よりも磁束密度が若干高くなっているものの、その差は微差（例えば１〜２％程度）である。
【００６８】
第３の実施形態は、外側補助マグネット１９がないために、第１の実施形態及び第２の実施形態に比較して、範囲Ｓｍの範囲Ｓｏ側における磁束密度が低くなっている。また、範囲Ｓｍの範囲Ｓｉ側においても、第３の実施形態は、第１の実施形態及び第２の実施形態よりも磁束密度が低くなっている。ただし、その差は比較的小さい（例えば１０％程度）。
【００６９】
以上のように、第１〜第３の実施形態のいずれにおいても、コイル９の位置における磁束密度を高くして、ヨークを用いずに推力の増加を図ることができる。また、外側補助マグネット１９が設けられることにより、コイル９の位置における磁束密度が向上する。
【００７０】
第２の実施形態において、メインマグネット１３の磁束をコイル９に十分に向かわせて大きな推力を得ようとすると、内側補助マグネット２１５をある程度大きくする必要がある。すなわち、マグネット量を多くしなければならない。しかし、１つの内側補助マグネット２１５と、２つの内側補助マグネット１５及び可動子ヨーク１７との作用の差は微差である。従って、第１の実施形態は、マグネット量の増加を抑えつつ、第２の実施形態と同等の推力を維持できる。
【００７１】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【００７２】
本発明のリニアモータは、コイルと環状のマグネットとが同心状に配置されたいわゆるボイスコイルモータに限定されない。例えば、マグネットは、環状のものに限定されず、直方体状であってもよい。また、コイルが開口をマグネットに向けるように配置されるものであってもよい。
【００７３】
図１０（ａ）は、本発明の変形例に係るリニアモータ３０１の要部を示す斜視図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＸｂ−Ｘｂ線における断面図である。
【００７４】
リニアモータ３０１においては、２つのメインマグネット３１３、内側補助マグネット３１５、及び、外側補助マグネット３１９は、それぞれ直方体状に形成され、駆動方向に配列されている。なお、各マグネットの駆動方向における相対的な位置関係は、実施形態と同様である。
【００７５】
リニアモータ３０１においては、コイル３０９は、開口をメインマグネット３１３等に向けて配置されている。コイル３０９の２つの平行部３０９ａ（２つの導体の一例）は、駆動方向及びメインマグネット３１３の磁化方向に直交するように配置されるとともに、メインマグネット３１３に対向している。
【００７６】
この変形例においても、コイル３０９に電流を流すことにより、フレミングの左手の法則に従って推力を得ることができる。また、実施形態と同様に、ヨークを用いずに、導電体における磁束密度を高くして、推力を増加させることができる。
【００７７】
また、リニアモータが、ボイルコイルモータである場合、コイル、マグネット、マグネット側フレーム（１１）及びコイル側フレーム（７）は、円筒状に限定されない。例えば、軸方向に見て矩形であってもよい。なお、本願では、環状の語は、所定の軸を囲む形状をいい、軸方向に見て円形であるものに限定されないものとする。環状のマグネットは、複数の小マグネットを軸回りに配列して構成されてもよい。
【００７８】
ボイルコイルモータにおいて、コイル側フレームは、円周方向に分割された複数の部材によって構成されるものに限定されない。例えば、コイル側フレームは、円筒形状に一体形成されたものであってもよい。
【００７９】
コイル側フレーム及びマグネット側フレームは省略されてもよい。例えば、複数のコイル（導体）同士、又は、複数のマグネット同士が樹脂製の接着剤等の非磁性体の固定部材により互いに固定されてもよい。なお、本願において、固定部材の語は、フレームも含むものとする。
【００８０】
コイル（導体）及びマグネットの駆動方向の相対的な大きさは適宜に設定されてよい。コイルの駆動方向の大きさは、メインマグネットの駆動方向の大きさよりも小さくてもよいし、同等でもよい。
【００８１】
コイル（導体）及びマグネットは、いずれが可動子及び固定子であってもよい。また、双方が、リニアモータが設けられる機器に対して、駆動されてもよい。
【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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