(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のヨーク及び第２のヨークを所定の距離を隔て相対して配置し、その相対面に閉磁路を形成し、第１の偏平コイルを有する可動子を備えた偏平コイル形リニア直流モータにおいて、
第１のヨークと第２のヨークが相対する面でかつ第１のヨーク又は第２のヨークの中央部から端部までの範囲に相対面方向に着磁された第１の永久磁石、及び第１のヨーク又は第２のヨークの中央部から他の一方の端部までの範囲に第１の永久磁石とは逆方向に着磁された第２の永久磁石を固着し、
第１のヨークの中央部から端部までの範囲に第１の巻線および第２の巻線より成る一組の巻線と、第１のヨークの中央部から他の一方の端部までの範囲に第３の巻線および第４の巻線より成る一組の巻線とを設け、
第１の偏平コイル、及び第１乃至第４の巻線に所定の電流を流すことによって可動子を移動させることを特徴とする偏平コイル形リニア直流モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、各種ＯＡ機器、各種光学機器および各種測定機器等において、振動および推力変動を嫌う各種移動部の駆動の用に供され、脈動の無い推力の発生、全ストロークに対する推力変動の減少、大推力化およびロング・ストローク化を可能とする偏平コイル形リニア直流モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、リニア直流モータは脈動を伴わない推力を発生し得る唯一のリニア・モータであり、各種位置検出装置等を装着してサーボ制御することにより推力および速度の広範囲の制御と、停止位置の高精度の制御とを可能とし、振動および推力変動を嫌う負荷と、広範囲の速度での運転を必要とする負荷とに対応し得る唯一のリニア・アクチュエータであり、偏平コイル形リニア直流モータは、固定子の薄型化および可動子の軽量化を可能とする優れた応答性を有するリニア直流モータである。
【０００３】
従来の偏平コイル形リニア直流モータの構造および動作を、図１および図２に示す断面図と、図３および図４に示す推力特性図とにより説明する。
【０００４】
図１および図２に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータは、所定の距離を隔て相対する第１の構成部材８と第２の構成部材９とを備え、それぞれの相対面が構成する空間２１内に方向の異なる二つの磁界を形成し、空間２１を介して一つの閉磁路を形成する固定子１と、第１の偏平コイル１２を備え、空間２１内を自由に移動し得る構造に配置される可動子１１とにより構成される。
【０００５】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される第１の永久磁石４と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される第２の永久磁石５とにより構成される。
【０００６】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３により構成される。
【０００７】
尚、図１に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータにおいて、第１の永久磁石４と第２の永久磁石５とは、隣接して第１のヨーク２に配置され、図２に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータにおいて、第１の永久磁石４と第２の永久磁石５とは、それぞれが影響を及ぼさない所定の距離を隔て第１のヨーク２に配置される。
【０００８】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨーク２の内部を通り、第２の永久磁石５のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第２の永久磁石５のＮ極の極性を有する磁極面から、空間２１を介して第２のヨーク３の第２の永久磁石５への相対面に至り、第２のヨーク３の内部を通り、第２のヨーク３の第１の永久磁石４への相対面から、空間２１を介して第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【０００９】
可動子１１は、四つのコイル辺を備えた第１の偏平コイル１２を主に構成され、第１の永久磁石４の第２のヨーク３への相対面が構成する空間２１の範囲に第１のコイル辺１３が位置し、第２の永久磁石５の第２のヨーク３への相対面が構成する空間２１の範囲に第２のコイル辺１４が位置し、空間２１内を矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向に自由に移動し得る構造に配置され、第１の偏平コイル１２に図示の方向に所定の電流を流すことにより所定の推力をもって矢印Ｂ方向に移動し、第１の偏平コイル１２に図示と異なる方向に所定の電流を流すことにより所定の推力をもって矢印Ａ方向に移動する。
【００１０】
可動子１１の移動範囲、即ち、偏平コイル形リニア直流モータのストロークは、第１のコイル辺１３の矢印Ａ方向の端部が第１の永久磁石４の矢印Ａ方向の端部に相対する位置から第１のコイル辺１３の矢印Ｂ方向の端部が第１の永久磁石４の矢印Ｂ方向の端部に相対する位置まで移動する距離、あるいは第２のコイル辺１４の矢印Ａ方向の端部が第２の永久磁石５の矢印Ａ方向の端部に相対する位置から第２のコイル辺１４の矢印Ｂ方向の端部が第２の永久磁石５の矢印Ｂ方向の端部に相対する位置まで移動する距離である。
【００１１】
図３は図１に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータの推力特性図であり、図４は図２に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータの推力特性図である。
【００１２】
図３および図４は、ストロークｘ［ｍｍ］を６［ｍｍ］に設定し、可動子１１を構成する第１の偏平コイル１２に、図１あるいは図２に示す方向に所定の電流を流し、可動子１１が矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部まで移動する際、あるいは第１の偏平コイル１２に、図示と異なる方向に所定の電流を流し、可動子１１が矢印Ｂ方向の端部から矢印Ａ方向の端部まで移動する際の推力特性図である。
【００１３】
曲線Ａおよび直線Ａは第１の偏平コイル１２にＩ［Ａ］の電流を流した際の推力特性であり、曲線Ｂは第１の偏平コイル１２に３×Ｉ［Ａ］の電流を流した際の推力特性であり、曲線Ｃは第１の偏平コイル１２に５×Ｉ［Ａ］の電流を流した際の推力特性である。
【００１４】
図３に示す推力特性図において、曲線Ａは０．８×Ｆａ［Ｎ］からＦａ［Ｎ］まで増加し、Ｆａ［Ｎ］から０．８×Ｆａ［Ｎ］まで減少する推力が可動子１１に作用する状態を示し、曲線Ｂは２．５×Ｆａ［Ｎ］から３×Ｆａ［Ｎ］まで増加し、３×Ｆａ［Ｎ］から２×Ｆａ［Ｎ］まで減少する推力が可動子１１に作用する状態を示し、曲線Ｃは４×Ｆａ［Ｎ］から５×Ｆａ［Ｎ］まで増加し、５×Ｆａ［Ｎ］から３×Ｆａ［Ｎ］まで減少する推力が可動子１１に作用する状態を示す。
【００１５】
図４に示す推力特性図において、直線ＡはＦａ［Ｎ］の推力が可動子１１の位置にかかわらず可動子１１に作用する状態を示し、曲線Ｂは３×Ｆａ［Ｎ］から２．５×Ｆａ［Ｎ］まで減少する推力が可動子１１に作用する状態を示し、曲線Ｃは４．５×Ｆａ［Ｎ］から３．５×Ｆａ［Ｎ］まで減少する推力が可動子１１に作用する状態を示す。
【００１６】
図１に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータは、小型化、軽量化および低価格化を目的としたものであり、通常、図３の曲線Ｂで示される推力特性の状態で使用され、全ストロークに対し両端部の推力が小さく成る問題点を有し、図２に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータは、ロング・ストローク化を目的としたものであり、通常、図４の曲線Ｂで示される推力特性の状態で使用され、可動子１１の大型化、応答性の劣化および可動子１１の移動に伴い推力が減少する問題点を有するものである。
【００１７】
一般に、偏平コイル形リニア直流モータの推力は、可動子を構成する偏平コイルに鎖交する固定子が形成する閉磁路を流れる磁束あるいは偏平コイルが位置する範囲の磁界と、偏平コイルの巻数と、偏平コイルに流れる電流とに比例して増加する。
【００１８】
図１あるいは図２に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータの大推力化は、第１の偏平コイル１２を構成する第１のコイル辺１３および第２のコイル辺１４に鎖交する磁束の増加と、第１の偏平コイル１２の巻数の増加と、第１の偏平コイル１２に流れる電流の増加とにより可能に成る。しかし、第１の偏平コイル１２に鎖交する磁束の増加は、固定子１の大型化、大重量化および高価格化等の問題点を有し、第１の偏平コイル１２の巻数の増加は、可動子１１の大型化、大重量化、応答性の劣化およびストロークの減少等の問題点を有するため、第１の偏平コイル１２に流れる電流の増加により対処されている。
【００１９】
図１あるいは図２に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータの可動子１１を構成する第１の偏平コイル１２に流れる電流の増加は、第１のコイル辺１３および第２のコイル辺１４の周囲に発生する磁界の傾斜を大きくし、第１の永久磁石４および第２の永久磁石５が空間２１内に形成する磁界の分布に傾斜を与え、図３あるいは図４に示す推力特性の曲線Ｂあるいは曲線Ｃに示すように、推力が可動子１１の移動に伴い大きく変動する。
【００２０】
図１あるいは図２に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータは、小型化、軽量化、薄型化、低価格化および可動子の軽量化に伴う応答性の向上を可能とする反面、ロング・ストローク化、大電流化による推力の増加および推力変動の減少を困難とする問題点を有するものである。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、従来の偏平コイル形リニア直流モータの大推力化と全ストロークに対する推力変動の減少とを共に実現することが困難である点である。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
従来の偏平コイル形リニア直流モータの空間２１の中央部から一方の端部までの範囲を構成する固定子１の構成部材と、空間２１の中央部から他方の端部までの範囲を構成する固定子１の構成部材とに、それぞれ一組の巻線あるいは偏平コイルを装着することを最も主要な特徴とし、可動子１１を構成する第１の偏平コイル１２の大電流化による大推力化および全ストロークに対する推力変動を減少させるという目的を極めて簡単に実現した。
【００２３】
【実施例】
次に、図５ないし図２１に示す断面図と、図２２および図２３に示す磁界分布図と、図２４および図２５に示す推力特性図とに基づいて、本発明の偏平コイル形リニア直流モータの構造および動作を説明する。
【００２４】
図５ないし図１０に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの実施例において固定子１は、第１の構成部材８と、第１の構成部材８に所定の距離を隔て相対する第２の構成部材９と、第１の構成部材８と第２の構成部材９との、それぞれの相対面が構成する空間２１の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲を構成する第１の構成部材８の周囲に、列設して巻装される第１の巻線４１および第２の巻線４２より成る一組の巻線と、空間２１の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲を構成する第１の構成部材８の周囲に、列設して巻装される第３の巻線４３および第４の巻線４４より成る一組の巻線と、空間２１の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲を構成する第２の構成部材９の周囲に、列設して巻装される第５の巻線４５および第６の巻線４６より成る一組の巻線と、空間２１の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲を構成する第２の構成部材９の周囲に、列設して巻装される第７の巻線４７および第８の巻線４８より成る一組の巻線とにより構成される。尚、固定子１は空間２１を介して一つの閉磁路を形成し、空間２１内には方向の異なる二つの磁界が形成される。
【００２５】
図５ないし図１０に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの実施例において可動子１１は、四つのコイル辺を備えた第１の偏平コイル１２により構成され、固定子１が構成する空間２１の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に第１のコイル辺１３が位置し、空間２１の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に第２のコイル辺１４が位置し、空間２１内を自由に移動し得る構造に配置される。
【００２６】
可動子１１は、第１の偏平コイル１２と、第１の巻線４１、第２の巻線４２、第３の巻線４３、第４の巻線４４、第５の巻線４５、第６の巻線４６、第７の巻線４７および第８の巻線４８とに、図示の方向に所定の電流を流すことにより所定の推力をもって矢印Ｂ方向に移動し、図示と異なる方向に所定の電流を流すことにより所定の推力をもって矢印Ａ方向に移動する。
【００２７】
図５は、本発明の第１の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【００２８】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第２の永久磁石５とにより構成され、第１の永久磁石４と第２の永久磁石５とは、隣接して第１のヨーク２に配置される。
【００２９】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３により構成される。
【００３０】
第１の巻線４１は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第２の巻線４２は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。第３の巻線４３は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第４の巻線４４は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。
【００３１】
第５の巻線４５は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第１の巻線４１に相対する位置に巻装され、第６の巻線４６は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第２の巻線４２に相対する位置に巻装される。第７の巻線４７は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第３の巻線４３に相対する位置に巻装され、第８の巻線４８は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第４の巻線４４に相対する位置に巻装される。
【００３２】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨーク２の内部を通り、第２の永久磁石５のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第２の永久磁石５のＮ極の極性を有する磁極面から、第３の巻線４３および第４の巻線４４を鎖交し、空間２１を介して第７の巻線４７および第８の巻線４８を鎖交し、第２のヨーク３の第２の永久磁石５への相対面に至り、第２のヨーク３の内部を通り、第２のヨーク３の第１の永久磁石４への相対面から、第５の巻線４５および第６の巻線４６を鎖交し、空間２１を介して第１の巻線４１および第２の巻線４２を鎖交し、第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【００３３】
図６は、本発明の第２の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【００３４】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第２の永久磁石５とにより構成され、第１の永久磁石４と第２の永久磁石５とは、隣接して第１のヨーク２に配置される。
【００３５】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第３の永久磁石６と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第４の永久磁石７とにより構成され、第３の永久磁石６と第４の永久磁石７とは、隣接して第２のヨーク３に配置される。
【００３６】
第１の巻線４１は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第２の巻線４２は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。第３の巻線４３は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第４の巻線４４は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。
【００３７】
第５の巻線４５は、第３の永久磁石６の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第６の巻線４６は、第３の永久磁石６の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。第７の巻線４７は、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第８の巻線４８は、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。
【００３８】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨーク２の内部を通り、第２の永久磁石５のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第２の永久磁石５のＮ極の極性を有する磁極面から、第３の巻線４３および第４の巻線４４を鎖交し、空間２１を介して第７の巻線４７および第８の巻線４８を鎖交し、第４の永久磁石７のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第４の永久磁石７のＮ極の極性を有する磁極面から、第２のヨーク３の内部を通り、第３の永久磁石６のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第３の永久磁石６のＮ極の極性を有する磁極面から、第５の巻線４５および第６の巻線４６を鎖交し、空間２１を介して第１の巻線４１および第２の巻線４２を鎖交し、第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【００３９】
図７は、本発明の第３の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【００４０】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４とにより構成される。
【００４１】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第４の永久磁石７とにより構成される。
【００４２】
第１の巻線４１は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第２の巻線４２は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。第７の巻線４７は、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第８の巻線４８は、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。
【００４３】
第３の巻線４３は、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の第７の巻線４７に相対する位置に巻装され、第４の巻線４４は、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の第８の巻線４８に相対する位置に巻装される。第５の巻線４５は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第１の巻線４１に相対する位置に巻装され、第６の巻線４６は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第２の巻線４２に相対する位置に巻装される。
【００４４】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第１の巻線４１および第２の巻線４２を鎖交し、空間２１を介して第５の巻線４５および第６の巻線４６を鎖交し、第２のヨーク３の第１の永久磁石４への相対面に至り、第２のヨーク３の内部を通り、第４の永久磁石７のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第４の永久磁石７のＮ極の極性を有する磁極面から、第７の巻線４７および第８の巻線４８を鎖交し、空間２１を介して第３の巻線４３および第４の巻線４４を鎖交し、第１のヨーク２の第４の永久磁石７への相対面に至り、第１のヨーク２の内部を通り、第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【００４５】
図８は、本発明の第４の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【００４６】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第２の永久磁石５とにより構成され、第１の永久磁石４と第２の永久磁石５とは、それぞれが影響を及ぼさない所定の距離を隔て第１のヨーク２に配置される。
【００４７】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３により構成される。
【００４８】
第１の巻線４１は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第２の巻線４２は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。第３の巻線４３は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第４の巻線４４は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。
【００４９】
第５の巻線４５は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第１の巻線４１に相対する位置に巻装され、第６の巻線４６は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第２の巻線４２に相対する位置に巻装される。第７の巻線４７は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第３の巻線４３に相対する位置に巻装され、第８の巻線４８は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第４の巻線４４に相対する位置に巻装される。
【００５０】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第１の巻線４１および第２の巻線４２を鎖交し、空間２１を介して第５の巻線４５および第６の巻線４６を鎖交し、第２のヨーク３の第１の永久磁石４への相対面に至り、第２のヨーク３の内部を通り、第２のヨーク３の第２の永久磁石５への相対面から、第７の巻線４７および第８の巻線４８を鎖交し、空間２１を介して第３の巻線４３および第４の巻線４４を鎖交し、第２の永久磁石５のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第２の永久磁石５のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨーク２の内部を通り、第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【００５１】
図９は、本発明の第５の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【００５２】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第２の永久磁石５とにより構成され、第１の永久磁石４と第２の永久磁石５とは、それぞれが影響を及ぼさない所定の距離を隔て第１のヨーク２に配置される。
【００５３】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第３の永久磁石６と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第４の永久磁石７とにより構成され、第３の永久磁石６と第４の永久磁石７とは、それぞれが影響を及ぼさない所定の距離を隔て第２のヨーク３に配置される。
【００５４】
第１の巻線４１は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第２の巻線４２は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。第３の巻線４３は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第４の巻線４４は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。
【００５５】
第５の巻線４５は、第３の永久磁石６の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第６の巻線４６は、第３の永久磁石６の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。第７の巻線４７は、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第８の巻線４８は、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。
【００５６】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第１の巻線４１および第２の巻線４２を鎖交し、空間２１を介して第５の巻線４５および第６の巻線４６を鎖交し、第３の永久磁石６のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第３の永久磁石６のＮ極の極性を有する磁極面から、第２のヨーク３の内部を通り、第４の永久磁石７のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第４の永久磁石７のＮ極の極性を有する磁極面から、第７の巻線４７および第８の巻線４８を鎖交し、空間２１を介して第３の巻線４３および第４の巻線４４を鎖交し、第２の永久磁石５のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第２の永久磁石５のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨーク２の内部を通り、第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【００５７】
図１０は、本発明の第６の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【００５８】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第２の永久磁石５とにより構成される。
【００５９】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第３の永久磁石６とにより構成される。
【００６０】
第２の永久磁石５は、第１のヨーク２の中央部から矢印Ｂ方向に、第３の永久磁石６は、第２のヨーク３の中央部から矢印Ａ方向に、それぞれが影響を及ぼさない所定の距離を隔て配置される。
【００６１】
第３の巻線４３は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第４の巻線４４は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。第５の巻線４５は、第３の永久磁石６の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第６の巻線４６は、第３の永久磁石６の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。
【００６２】
第１の巻線４１は、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の第５の巻線４５に相対する位置に巻装され、第２の巻線４２は、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の第６の巻線４６に相対する位置に巻装される。第７の巻線４７は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第３の巻線４３に相対する位置に巻装され、第８の巻線４８は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第４の巻線４４に相対する位置に巻装される。
【００６３】
固定子１は、第２の永久磁石５のＮ極の極性を有する磁極面から、第３の巻線４３および第４の巻線４４を鎖交し、空間２１を介して第７の巻線４７および第８の巻線４８を鎖交し、第２のヨーク３の第２の永久磁石５への相対面に至り、第２のヨーク３の内部を通り、第３の永久磁石６のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第３の永久磁石６のＮ極の極性を有する磁極面から、第５の巻線４５および第６の巻線４６を鎖交し、空間２１を介して第１の巻線４１および第２の巻線４２を鎖交し、第１のヨーク２の第３の永久磁石６への相対面に至り、第１のヨーク２の内部を通り、第２の永久磁石５のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【００６４】
図１１ないし図１３に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの実施例において固定子１は、第１の構成部材８と、第１の構成部材８に所定の距離を隔て相対する第２の構成部材９と、第１の構成部材８の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に固着される第２の偏平コイル５２と、第１の構成部材８の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に固着される第３の偏平コイル５３と、第２の構成部材９の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に固着される第４の偏平コイル５４と、第２の構成部材９の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に固着される第５の偏平コイル５５とにより構成される。尚、第１の構成部材８と第２の構成部材９との、それぞれの相対面は空間２１を構成し、固定子１は空間２１を介して一つの閉磁路を形成し、空間２１内には方向の異なる二つの磁界が形成される。
【００６５】
図１１ないし図１３に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの実施例において可動子１１は、四つのコイル辺を備えた第１の偏平コイル１２により構成され、固定子１が構成する空間２１の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に第１のコイル辺１３が位置し、空間２１の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に第２のコイル辺１４が位置し、空間２１内を自由に移動し得る構造に配置される。
【００６６】
可動子１１は、第１の偏平コイル１２と、第２の偏平コイル５２、第３の偏平コイル５３、第４の偏平コイル５４および第５の偏平コイル５５とに、図示の方向に所定の電流を流すことにより所定の推力をもって矢印Ｂ方向に移動し、図示と異なる方向に所定の電流を流すことにより所定の推力をもって矢印Ａ方向に移動する。
【００６７】
図１１は、本発明の第７の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【００６８】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第２の永久磁石５とにより構成され、第１の永久磁石４と第２の永久磁石５とは、隣接して第１のヨーク２に配置される。
【００６９】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３により構成される。
【００７０】
第２の偏平コイル５２および第３の偏平コイル５３は、それぞれ四つのコイル辺を備え、第２の偏平コイル５２は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に他の一つのコイル辺が位置するように、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面に固着され、第３の偏平コイル５３は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に他の一つのコイル辺が位置するように、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面に固着される。
【００７１】
第４の偏平コイル５４および第５の偏平コイル５５は、それぞれ四つのコイル辺を備え、第４の偏平コイル５４は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第２の偏平コイル５２に相対する位置に固着され、第５の偏平コイル５５は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第３の偏平コイル５３に相対する位置に固着される。
【００７２】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第２の偏平コイル５２を鎖交し、空間２１を介して第４の偏平コイル５４を鎖交し、第２のヨーク３の第１の永久磁石４への相対面に至り、第２のヨーク３の内部を通り、第２のヨーク３の第２の永久磁石５への相対面から、第５の偏平コイル５５を鎖交し、空間２１を介して第３の偏平コイル５３を鎖交し、第２の永久磁石５のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第２の永久磁石５のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨークの内部を通り、第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【００７３】
図１２は、本発明の第８の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【００７４】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第２の永久磁石５とにより構成され、第１の永久磁石４と第２の永久磁石５とは、隣接して第１のヨーク２に配置される。
【００７５】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第３の永久磁石６と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第４の永久磁石７とにより構成され、第３の永久磁石６と第４の永久磁石７とは、隣接して第２のヨーク３に配置される。
【００７６】
第２の偏平コイル５２および第３の偏平コイル５３は、それぞれ四つのコイル辺を備え、第２の偏平コイル５２は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に他の一つのコイル辺が位置するように、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面に固着され、第３の偏平コイル５３は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に他の一つのコイル辺が位置するように、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面に固着される。
【００７７】
第４の偏平コイル５４および第５の偏平コイル５５は、それぞれ四つのコイル辺を備え、第４の偏平コイル５４は、第３の永久磁石６の第１の構成部材８への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に他の一つのコイル辺が位置するように、第３の永久磁石６の第１の構成部材８への相対面に固着され、第５の偏平コイル５５は、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に他の一つのコイル辺が位置するように、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面に固着される。
【００７８】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第２の偏平コイル５２を鎖交し、空間２１を介して第４の偏平コイル５４を鎖交し、第３の永久磁石６のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第３の永久磁石６のＮ極の極性を有する磁極面から、第２のヨーク３の内部を通り、第４の永久磁石７のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第４の永久磁石７のＮ極の極性を有する磁極面から、第５の偏平コイル５５を鎖交し、空間２１を介して第３の偏平コイル５３を鎖交し、第２の永久磁石５のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第２の永久磁石５のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨーク２の内部を通り、第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【００７９】
図１３は、本発明の第９の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【００８０】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４とにより構成される。
【００８１】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第４の永久磁石７とにより構成される。
【００８２】
第２の偏平コイル５２および第５の偏平コイル５５は、それぞれ四つのコイル辺を備え、第２の偏平コイル５２は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に他の一つのコイル辺が位置するように、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面に固着され、第５の偏平コイル５５は、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に他の一つのコイル辺が位置するように、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面に固着される。
【００８３】
第３の偏平コイル５３および第４の偏平コイル５４は、それぞれ四つのコイル辺を備え、第３の偏平コイル５３は、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の第５の偏平コイル５５に相対する位置に固着され、第４の偏平コイル５４は、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の第２の偏平コイル５２に相対する位置に固着される。
【００８４】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨーク２の内部を通り、第１のヨーク２の第４の永久磁石７への相対面から、第３の偏平コイル５３を鎖交し、空間２１を介して第５の偏平コイル５５を鎖交し、第４の永久磁石７のＳ極の極性を有す磁極面に至り、第４の永久磁石７のＮ極の極性を有す磁極面から、第２のヨーク３の内部を通り、第２のヨーク３の第１の永久磁石４への相対面から、第４の偏平コイル５４を鎖交し、空間２１を介して第２の偏平コイル５２を鎖交し、第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【００８５】
図１４ないし図１６に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの実施例において固定子１は、第１の構成部材８と、第１の構成部材８に所定の距離を隔て相対する第２の構成部材９と、第１の構成部材８と第２の構成部材９との、それぞれの相対面が構成する空間２１の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲を構成する第１の構成部材８の周囲に、列設して巻装される第１の巻線４１および第２の巻線４２より成る一組の巻線、空間２１の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲を構成する第１の構成部材８の周囲に、列設して巻装される第３の巻線４３および第４の巻線４４より成る一組の巻線、空間２１の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲を構成する第２の構成部材９の周囲に、列設して巻装される第５の巻線４５および第６の巻線４６より成る一組の巻線、あるいは空間２１の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲を構成する第２の構成部材９の周囲に、列設して巻装される第７の巻線４７および第８の巻線４８より成る一組の巻線の、どちらか二つとにより構成される。尚、固定子１は空間２１を介して一つの閉磁路を形成し、空間２１内には方向の異なる二つの磁界が形成される。
【００８６】
図１４ないし図１６に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの実施例において可動子１１は、四つのコイル辺を備えた第１の偏平コイル１２により構成され、固定子１が構成する空間２１の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に第１のコイル辺１３が位置し、空間２１の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に第２のコイル辺１４が位置し、空間２１内を自由に移動し得る構造に配置される。
【００８７】
可動子１１は、第１の偏平コイル１２と、第１の巻線４１、第２の巻線４２、第３の巻線４３、第４の巻線４４、第５の巻線４５、第６の巻線４６、第７の巻線４７あるいは第８の巻線４８とに、図示の方向に所定の電流を流すことにより所定の推力をもって矢印Ｂ方向に移動し、図示と異なる方向に所定の電流を流すことにより所定の推力をもって矢印Ａ方向に移動する。
【００８８】
図１４は、本発明の第１０の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【００８９】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第２の永久磁石５とにより構成され、第１の永久磁石４と第２の永久磁石５とは、隣接して第１のヨーク２に配置される。
【００９０】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３により構成される。
【００９１】
第５の巻線４５は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に相対する第２のヨーク３に巻装され、第６の巻線４６は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に相対する第２のヨーク３に巻装される。第７の巻線４７は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に相対する第２のヨーク３に巻装され、第８の巻線４８は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に相対する第２のヨーク３に巻装される。
【００９２】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨーク２の内部を通り、第２の永久磁石５のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第２の永久磁石５のＮ極の極性を有する磁極面から、空間２１を介して第７の巻線４７および第８の巻線４８を鎖交し、第２のヨーク３の第２の永久磁石５への相対面に至り、第２のヨーク３の内部を通り、第２のヨーク３の第１の永久磁石４への相対面から、第５の巻線４５および第６の巻線４６を鎖交し、空間２１を介して第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【００９３】
図１５は、本発明の第１１の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【００９４】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第２の永久磁石５とにより構成され、第１の永久磁石４と第２の永久磁石５とは、隣接して第１のヨーク２に配置される。
【００９５】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第３の永久磁石６と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第４の永久磁石７とにより構成され、第３の永久磁石６と第４の永久磁石７とは、隣接して第２のヨーク３に配置される。
【００９６】
第１の巻線４１は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第２の巻線４２は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。第３の巻線４３は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第４の巻線４４は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。
【００９７】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第１の巻線４１および第２の巻線４２を鎖交し、空間２１を介して第３の永久磁石６のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第３の永久磁石６のＮ極の極性を有する磁極面から、第２のヨーク３の内部を通り、第４の永久磁石７のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第４の永久磁石７のＮ極の極性を有する磁極面から、空間２１を介して第３の巻線４３および第４の巻線４４を鎖交し、第２の永久磁石５のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第２の永久磁石５のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨーク２の内部を通り、第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【００９８】
図１６は、本発明の第１２の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【００９９】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４とにより構成される。
【０１００】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第４の永久磁石７とにより構成される。
【０１０１】
第３の巻線４３は、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に相対する第１のヨーク２に巻装され、第４の巻線４４は、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に相対する第１のヨーク２に巻装される。第５の巻線４５は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に相対する第２のヨーク３に巻装され、第６の巻線４６は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に相対する第２のヨーク３に巻装される。
【０１０２】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨーク２の内部を通り、第１のヨーク２の第４の永久磁石７への相対面から、第３の巻線および第４の巻線を鎖交し、空間２１を介して第４の永久磁石７のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第４の永久磁石７のＮ極の極性を有する磁極面から、第２のヨーク３の内部を通り、第２のヨーク３の第１の永久磁石４への相対面から、第５の巻線４５および第６の巻線４６を鎖交し、空間２１を介して第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【０１０３】
図８ないし図１０に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの実施例は、空間２１の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲を構成する第１の構成部材８の周囲に列設して巻装される第１の巻線４１および第２の巻線４２より成る一組の巻線、空間２１の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲を構成する第１の構成部材８の周囲に列設して巻装される第３の巻線４３および第４の巻線４４より成る一組の巻線、空間２１の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲を構成する第２の構成部材９の周囲に列設して巻装される第５の巻線４５および第６の巻線４６より成る一組の巻線、あるいは空間２１の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲を構成する第２の構成部材９の周囲に列設して巻装される第７の巻線４７および第８の巻線４８より成る一組の巻線を、どちらか二つ装着して構成し得るものである。
【０１０４】
図１７ないし図１９に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの実施例において固定子１は、第１の構成部材８と、第１の構成部材８に所定の距離を隔て相対する第２の構成部材９と、第１の構成部材８の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に固着される第２の偏平コイル５２、第１の構成部材８の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に固着される第３の偏平コイル５３、第２の構成部材９の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に固着される第４の偏平コイル５４、あるいは第２の構成部材９の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に固着される第５の偏平コイル５５の、どちらか二つとにより構成される。尚、第１の構成部材８と第２の構成部材９との、それぞれの相対面は空間２１を構成し、固定子１は空間２１を介して一つの閉磁路を形成し、空間２１内には方向の異なる二つの磁界が形成される。
【０１０５】
図１７ないし図１９に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの実施例において可動子１１は、四つのコイル辺を備えた第１の偏平コイル１２により構成され、固定子１が構成する空間２１の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に第１のコイル辺１３が位置し、空間２１の中央部から矢印Ｂ方向の端部まで範囲に第２のコイル辺１４が位置し、空間２１内を自由に移動し得る構造に配置される。
【０１０６】
可動子１１は、第１の偏平コイル１２と、第２の偏平コイル５２、第３の偏平コイル５３、第４の偏平コイル５４あるいは第５の偏平コイル５５とに、図示の方向に所定の電流を流すことにより所定の推力をもって矢印Ｂ方向に移動し、図示と異なる方向に所定の電流を流すことにより所定の推力をもって矢印Ａ方向に移動する。
【０１０７】
図１７は、本発明の第１３の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【０１０８】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第２の永久磁石５とにより構成され、第１の永久磁石４と第２の永久磁石５とは、隣接して第１のヨーク２に配置される。
【０１０９】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３により構成される。
【０１１０】
第２の偏平コイル５２および第３の偏平コイル５３は、それぞれ四つのコイル辺を備え、第２の偏平コイル５２は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に他の一つのコイル辺が位置するように、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面に固着され、第３の偏平コイル５３は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に他の一つのコイル辺が位置するように、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面に固着される。
【０１１１】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨーク２の内部を通り、第２の永久磁石５のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第２の永久磁石５のＮ極の極性を有する磁極面から、第３の偏平コイル５３を鎖交し、空間２１を介して第２のヨーク３の第２の永久磁石５への相対面に至り、第２のヨーク３の内部を通り、第２のヨーク３の第１の永久磁石４への相対面から、空間２１を介して第２の偏平コイル５２を鎖交し、第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【０１１２】
図１８は、本発明の第１４の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【０１１３】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第２の永久磁石５とにより構成され、第１の永久磁石４と第２の永久磁石５とは、隣接して第１のヨーク２に配置される。
【０１１４】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第３の永久磁石６と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第４の永久磁石７とにより構成され、第３の永久磁石６と第４の永久磁石７とは、隣接して第２のヨーク３に配置される。
【０１１５】
第４の偏平コイル５４および第５の偏平コイル５５は、それぞれ四つのコイル辺を備え、第４の偏平コイル５４は、第３の永久磁石６の第１の構成部材８への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に他の一つのコイル辺が位置するように、第３の永久磁石６の第１の構成部材８への相対面に固着され、第５の偏平コイル５５は、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に他の一つのコイル辺が位置するように、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面に固着される。
【０１１６】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨーク２の内部を通り、第２の永久磁石５のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第２の永久磁石５のＮ極の極性を有する磁極面から、空間２１を介して第５の偏平コイル５５を鎖交し、第４の永久磁石７のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第４の永久磁石７のＮ極の極性を有する磁極面から、第２のヨーク３の内部を通り、第３の永久磁石６のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第３の永久磁石６のＮ極の極性を有する磁極面から、第４の偏平コイル５４を鎖交し、空間２１を介して第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【０１１７】
図１９は、本発明の第１５の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【０１１８】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４とにより構成される。
【０１１９】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３と、第２のヨーク３の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第４の永久磁石７とにより構成される。
【０１２０】
第３の偏平コイル５３および第４の偏平コイル５４は、それぞれ四つのコイル辺を備え、第３の偏平コイル５３は、第４の永久磁石７の第１の構成部材８への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に相対する第１のヨーク２に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に相対する第１のヨーク２に他の一つのコイル辺が位置するように、第１のヨーク２の第４の永久磁石７への相対面に固着され、第４の偏平コイル５４は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に相対する第２のヨーク３に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に相対する第２のヨーク３に他の一つのコイル辺が位置するように、第２のヨーク３の第１の永久磁石４への相対面に固着される。
【０１２１】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、空間２１を介して第４の偏平コイル５４を鎖交し、第２のヨーク３の第１の永久磁石４への相対面に至り、第２のヨーク３の内部を通り、第４の永久磁石７のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第４の永久磁石７のＮ極の極性を有する磁極面から、空間２１を介して第３の偏平コイル５３を鎖交し、第１のヨーク２の第４の永久磁石７への相対面に至り、第１のヨーク２の内部を通り、第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【０１２２】
図２０および図２１に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの実施例において固定子１は、第１の構成部材８と、第１の構成部材８に所定の距離を隔て相対する第２の構成部材９と、第１の構成部材８と第２の構成部材９との、それぞれの相対面が構成する空間２１の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲を構成する第１の構成部材８の周囲に、列設して巻装される第１の巻線４１および第２の巻線４２より成る一組の巻線、空間２１の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲を構成する第１の構成部材８の周囲に、列設して巻装される第３の巻線４３および第４の巻線４４より成る一組の巻線、空間２１の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲を構成する第２の構成部材９の周囲に、列設して巻装される第５の巻線４５および第６の巻線４６より成る一組の巻線、あるいは空間２１の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲を構成する第２の構成部材９の周囲に、列設して巻装される第７の巻線４７および第８の巻線４８より成る一組の巻線の、どちらか一つないし三つと、第１の構成部材８の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に固着される第２の偏平コイル５２、第１の構成部材８の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に固着される第３の偏平コイル５３、第２の構成部材９の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に固着される第４の偏平コイル５４、あるいは第２の構成部材９の第１の構成部材８への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に固着される第５の偏平コイル５５の、どちらか一つないし三つとにより構成される。
【０１２３】
尚、第１の巻線４１および第２の巻線４２より成る一組の巻線、第３の巻線４３および第４の巻線４４より成る一組の巻線、第５の巻線４５および第６の巻線４６より成る一組の巻線、あるいは第７の巻線４７および第８の巻線４８より成る一組の巻線と、第２の偏平コイル４２、第３に偏平コイル４３、第４の偏平コイル４４あるいは第５の偏平コイル５５とは、それぞれの合計が二つあるいは四つに成るように、第１の構成部材８あるいは第２の構成部材９に装着される。固定子１は空間２１を介して一つの閉磁路を形成し、空間２１内には方向の異なる二つの磁界が形成される。
【０１２４】
図２０および図２１に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの実施例において可動子１１は、四つのコイル辺より成る第１の偏平コイル１２により構成され、固定子１が構成する空間２１の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に第１のコイル辺１３が位置し、空間２１の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に第２のコイル辺１４が位置し、空間２１内を自由に移動し得る構造に配置される。
【０１２５】
可動子１１は、第１の偏平コイル１２と、第１の巻線４１、第２の巻線４２、第３の巻線４３、第４の巻線４４、第５の巻線４５、第６の巻線４６、第７の巻線４７あるいは第８の巻線４８と、第２の偏平コイル５２、第３の偏平コイル５３、第４の偏平コイル５４あるいは第５の偏平コイル５５とに、図示の方向に所定の電流を流すことにより所定の推力をもって矢印Ｂ方向に移動し、図示と異なる方向に所定の電流を流すことにより所定の推力をもって矢印Ａ方向に移動する。
【０１２６】
図２０は、本発明の第１６の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【０１２７】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第２の永久磁石５とにより構成され、第１の永久磁石４と第２の永久磁石５とは、隣接して第１のヨーク２に配置される。
【０１２８】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３により構成される。
【０１２９】
第５の巻線４５は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に相対する第２のヨーク３に巻装され、第６の巻線４６は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に相対する第２のヨーク３に巻装される。第７の巻線４７は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に相対する第２のヨーク３に巻装され、第８の巻線４８は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に相対する第２のヨーク３に巻装される。
【０１３０】
第２の偏平コイル５２および第３の偏平コイル５３は、それぞれ四つのコイル辺を備え、第２の偏平コイル５２は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に他の一つのコイル辺が位置するように、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面に固着され、第３の偏平コイル５３は、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に他の一つのコイル辺が位置するように、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面に固着される。
【０１３１】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第２の偏平コイル５２を鎖交し、空間２１を介して第５の巻線４５および第６の巻線４６を鎖交し、第２のヨーク３の第１の永久磁石４への相対面に至り、第２のヨーク３の内部を通り、第２のヨーク３の第２の永久磁石５への相対面に至り、第７の巻線４７および第８の巻線４８を鎖交し、空間２１を介して第３の偏平コイル５３を鎖交し、第２の永久磁石５のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第２の永久磁石５のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨーク２の内部を通り、第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【０１３２】
図２１は、本発明の第１７の実施例の構造説明を目的とした断面図である。
【０１３３】
第１の構成部材８は、平板状をなす第１のヨーク２と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲にＳ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第１の永久磁石４と、第１のヨーク２の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲にＮ極の極性を有する磁極面が固着される平板状をなす第２の永久磁石５とにより構成され、第１の永久磁石４と第２の永久磁石５とは、隣接して第１のヨーク２に配置される。
【０１３４】
第２の構成部材９は、平板状をなす第２のヨーク３により構成される。
【０１３５】
第１の巻線４１は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に巻装され、第２の巻線４２は、第１の永久磁石４の第２の構成部材９への相対面の中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に巻装される。
【０１３６】
第５の偏平コイル５５は、四つのコイル辺を備え、第２の永久磁石５の第２の構成部材９への相対面の、中央部から矢印Ａ方向の端部までの範囲に相対する第２のヨーク３に一つのコイル辺が位置し、中央部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に相対する第２のヨーク３に他の一つのコイル辺が位置するように、第２のヨーク３の第２の永久磁石５への相対面に固着される。
【０１３７】
固定子１は、第１の永久磁石４のＮ極の極性を有する磁極面から、第１の巻線４１および第２の巻線４２を鎖交し、空間２１を介して第２のヨーク３の第１の永久磁石４への相対面に至り、第２のヨーク３の内部を通り、第２のヨーク３の第２の永久磁石５への相対面に至り、第５の偏平コイル５５を鎖交し、空間２１を介して第２の永久磁石５のＳ極の極性を有する磁極面に至り、第２の永久磁石５のＮ極の極性を有する磁極面から、第１のヨーク２の内部を通り、第１の永久磁石４のＳ極の極性を有する磁極面に至る閉磁路３１を形成する。
【０１３８】
図６、図７、図１１、図１２および図１３に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの実施例は、第１の巻線４１および第２の巻線４２より成る一組の巻線、第３の巻線４３および第４の巻線４４より成る一組の巻線、第５の巻線４５および第６の巻線４６より成る一組の巻線、あるいは第７の巻線４７および第８の巻線４８より成る一組の巻線と、第２の偏平コイル４２、第３に偏平コイル４３、第４の偏平コイル４４あるいは第５の偏平コイル５５とを、それぞれの合計が二つあるいは四つに成るように、それぞれ一つないし三つ装着して構成し得るものである。
【０１３９】
図２２は、図５ないし図７と、図１１ないし図２１とに示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの動作原理説明を目的とした磁界分布図である。
【０１４０】
図５ないし図７と、図１１ないし図２１とに示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータにおいて、第１の永久磁石４、第２の永久磁石５、第３の永久磁石６あるいは第４の永久磁石７により空間２１内に形成される磁界は、第１の永久磁石４、第２の永久磁石５、第３の永久磁石６あるいは第４の永久磁石７の、異なる極性を有する磁極面が隣接する範囲あるいは同じ極性を有する磁極面が相対する範囲において減少する。
【０１４１】
即ち、図５ないし図７と、図１１ないし図２１とに示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータにおいて、固定子１の構成する空間２１内に形成される磁界は、矢印Ａ方向の端部から中央部に向かい所定の割合で減少し、矢印Ｂ方向の端部から中央部に向かい所定の割合で減少する。
【０１４２】
更に、第１の偏平コイル１２に所定の電流を流した際、第１のコイル辺１３および第２のコイル辺１４の周囲に形成される磁界の影響により、空間２１内に形成される磁界は、可動子１１の移動に伴い所定の割合で減少する。
【０１４３】
屈曲線Ａは、本発明の偏平コイル形リニア直流モータの可動子１１を構成する第１の偏平コイル１２に所定の電流を流し、可動子１１が空間２１内を矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部まで移動する際、第１のコイル辺１３の位置する空間２１の範囲に形成される磁界の分布、あるいは第２のコイル辺１４の位置する空間２１の範囲に形成される磁界の分布を示す。
【０１４４】
屈曲線Ａは、可動子１１が矢印Ａ方向の端部からｘｃ［ｍｍ］（１／２ストローク）まで移動する際、磁界がＨａ［Ａ／ｍ］からＨｂ［Ａ／ｍ］まで所定の割合で増加し、可動子１１がｘｃ［ｍｍ］（１／２ストローク）から矢印Ｂ方向の端部まで移動する際、磁界がＨｂ［Ａ／ｍ］からＨｃ［Ａ／ｍ］まで所定の割合で減少して分布する状態を示す。
【０１４５】
屈曲線Ａは、図１に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータの可動子１１に、図３に示す推力特性図の曲線Ｃに示す推力を与える電流を流し、可動子１１が所定の推力で矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部まで移動する際、空間２１内に形成される磁界の分布に相当する。
【０１４６】
屈曲線Ｂは、第１の巻線４１および第２の巻線４２より成る一組の巻線、第３の巻線４３および第４の巻線４４より成る一組の巻線、第５の巻線４５および第６の巻線４６より成る一組の巻線、第７の巻線４７および第８の巻線４８より成る一組の巻線、第２の偏平コイル５２、第３の偏平コイル５３、第４の偏平コイル５４あるいは第５の偏平コイル５５に図示の方向に所定の電流を流した際、固定子１の構成する空間２１内に形成される磁界の分布を示す。
【０１４７】
屈曲線Ｂは、第１の巻線４１、第３の巻線４３、第５の巻線４５、第７の巻線４７、第２の偏平コイル５２の矢印Ａ方向側を構成するコイル辺、第３の偏平コイル５３の矢印Ａ方向側を構成するコイル辺、第４の偏平コイル５４の矢印Ａ方向側を構成するコイル辺あるいは第５の偏平コイル５３の矢印Ａ方向側を構成するコイル辺の周囲に形成される磁界と、第２の巻線４２、第４の巻線４４、第６の巻線４６、第８の巻線４８、第２の偏平コイル５２の矢印Ｂ方向側を構成するコイル辺、第３の偏平コイル５３の矢印Ｂ方向側を構成するコイル辺、第４の偏平コイル５４の矢印Ｂ方向側を構成するコイル辺あるいは第５の偏平コイル５３の矢印Ｂ方向側を構成するコイル辺の周囲に形成される磁界とを合成したものである。
【０１４８】
屈曲線Ｂは、空間２１の矢印Ａ方向の端部からｘｃ［ｍｍ］（１／２ストローク）までの範囲に、磁界がＨｄ［Ａ／ｍ］から−Ｈｄ［Ａ／ｍ］まで所定の割合で減少して分布し、空間２１のｘｃ［ｍｍ］（１／２ストローク）から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に、磁界が−Ｈｄ［Ａ／ｍ］からＨｄ［Ａ／ｍ］まで所定の割合で増加して分布する状態を示す。
【０１４９】
屈曲線Ｃは、本発明の偏平コイル形リニア直流モータの推力の発生に関与する空間２１内に形成される磁界の分布を示し、屈曲線Ａと屈曲線Ｂとを合成したものである。
【０１５０】
屈曲線Ｃは、可動子１１が矢印Ａ方向の端部からｘｃ［ｍｍ］（１／２ストローク）まで移動する際、磁界がＨｅ［Ａ／ｍ］にて一様に分布し、可動子１１がｘｃ［ｍｍ］（１／２ストローク）から矢印Ｂ方向の端部まで移動する際、磁界がＨｅ［Ａ／ｍ］からＨｆ［Ａ／ｍ］まで所定の割合で減少して分布する状態を示す。
【０１５１】
尚、可動子１１が矢印Ｂ方向の端部から矢印Ａ方向の端部まで移動する際の空間２１内に形成される磁界の分布も同様に、屈曲線Ａ、屈曲線Ｂおよび屈曲線Ｃで示される。
【０１５２】
図２３は、図８ないし図１０に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの動作原理説明を目的とした磁界分布図である。
【０１５３】
図８ないし図１０に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータにおいて、第１の偏平コイル１２に所定の電流を流した際、第１のコイル辺１３および第２のコイル辺１４の周囲に形成される磁界の影響により、空間２１内に形成される磁界は、可動子１１の移動に伴い所定の割合で減少する。
【０１５４】
直線Ａは、本発明の偏平コイル形リニア直流モータの可動子１１を構成する第１の偏平コイル１２に所定の電流を流し、可動子１１が空間２１内を矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部まで移動する際、第１のコイル辺１３の位置する空間２１の範囲に形成される磁界の分布、あるいは第２のコイル辺１４の位置する空間２１の範囲に形成される磁界の分布を示す。
【０１５５】
直線Ａは、可動子１１が矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部まで移動する際、磁界がＨａ［Ａ／ｍ］からＨｂ［Ａ／ｍ］まで所定の割合で減少して分布する状態を示す。
【０１５６】
直線Ａは、図２に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータの可動子１１に、図４に示す推力特性図の曲線Ｃに示す推力を与える電流を流し、可動子１１が所定の推力で矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部まで移動する際、空間２１内に形成される磁界の分布に相当する。
【０１５７】
直線Ｂは、第１の巻線４１および第２の巻線４２より成る一組の巻線と、第３の巻線４３および第４の巻線４４より成る一組の巻線と、第５の巻線４５および第６の巻線４６より成る一組の巻線と、第７の巻線４７および第８の巻線４８より成る一組の巻線とに図示の方向に所定の電流を流した際、固定子１の構成する空間２１内に形成される磁界の分布を示し、第１の巻線４１、第３の巻線４３、第５の巻線４５および第７の巻線４７の周囲に形成される磁界と、第２の巻線４２、第４の巻線４４、第６の巻線４６および第８の巻線４８の周囲に形成される磁界とを合成したものである。
【０１５８】
直線Ｂは、空間２１の矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部までの範囲に、磁界が−Ｈｄ［Ａ／ｍ］からＨｄ［Ａ／ｍ］まで所定の割合で増加して分布する状態を示す。
【０１５９】
直線Ｃは、本発明の偏平コイル形リニア直流モータの推力の発生に関与する空間２１内に形成される磁界の分布を示し、直線Ａと直線Ｂとを合成したものであり、可動子１１が矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部まで移動する際、磁界がＨｅ［Ａ／ｍ］にて一様に分布する状態を示す。
【０１６０】
尚、可動子１１が矢印Ｂ方向の端部から矢印Ａ方向の端部まで移動する際の空間２１内に形成される磁界の分布も同様に、直線Ａ、直線Ｂおよび直線Ｃで示される。
【０１６１】
図８ないし図１０に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第１の構成部材８および第２の構成部材９に、第１の巻線４１および第２の巻線４２より成る一組の巻線、第３の巻線４３および第４の巻線４４より成る一組の巻線、第５の巻線４５および第６の巻線４６より成る一組の巻線、あるいは第７の巻線４７および第８の巻線４８より成る一組の巻線を、どちらか二つ装着して構成される本発明の偏平コイル形リニア直流モータの動作原理説明を目的とした磁界分布図は、図８ないし図１０に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの動作原理説明を目的とした磁界分布図と同様に図２３で示される。
【０１６２】
図２４は、図５ないし図７と、図１１ないし図２１とに示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの推力特性図である。
【０１６３】
曲線Ａは、本発明の偏平コイル形リニア直流モータの可動子１１を構成する第１の偏平コイル１２に図示の方向に所定の電流を流し、可動子１１が空間２１内を矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部まで移動する際、あるいは第１の偏平コイル１２に図示と異なる方向に所定の電流を流し、可動子１１が空間２１内を矢印Ｂ方向の端部から矢印Ａ方向の端部まで移動する際の推力特性を示し、図３に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータの推力特性図の曲線Ｃに相当するものである。
【０１６４】
曲線Ｂは、本発明の偏平コイル形リニア直流モータの可動子１１を構成する第１の偏平コイル１２に図示の方向に所定の電流を流し、固定子１を構成する各種巻線に図示の方向に所定の電流を流し、可動子１１が空間２１内を矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部まで移動する際、あるいは第１の偏平コイル１２に図示と異なる方向に所定の電流を流し、固定子１を構成する各種巻線に図示と異なる方向に所定の電流を流し、可動子１１が空間２１内を矢印Ｂ方向の端部から矢印Ａ方向の端部まで移動する際の推力特性を示す。
【０１６５】
曲線Ｂは、可動子１１が矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部に移動する際、あるいは可動子１１が矢印Ｂ方向の端部から矢印Ａ方向の端部に移動する際、可動子１１に４．５×Ｆａ［Ｎ］の推力が一様に作用し、可動子１１が矢印Ｂ方向の端部近辺に達した際、あるいは可動子１１が矢印Ａ方向の端部近辺に達した際、可動子１１に４．５×Ｆａ［Ｎ］から４×Ｆａ［Ｎ］まで減少する推力が作用する状態を示す。
【０１６６】
図５ないし図７と、図１４ないし図１６と、図２０および図２１とに示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータにおいて、可動子１１が矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部に移動する際、第２の巻線４２、第４の巻線４４、第６の巻線４６あるいは第８の巻線４８に流す電流を、第１の巻線４１、第３の巻線４３、第５の巻線４５あるいは第７の巻線４７に流す電流に対して増加させることにより、図２４に曲線Ｂで示される推力特性を全ストロークに対して変動のない直線で現すことが可能に成る。
【０１６７】
更に、可動子１１が矢印Ｂ方向の端部から矢印Ａ方向の端部に移動する際、第１の巻線４１、第３の巻線４３、第５の巻線４５あるいは第７の巻線４７に流す電流を、第２の巻線４２、第４の巻線４４、第６の巻線４６あるいは第８の巻線４８に流す電流に対して増加させることにより、図２４に曲線Ｂで示される推力特性を全ストロークに対して変動のない直線で現すことが可能に成る。
【０１６９】
図２５は、図８ないし図１０に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの推力特性図である。
【０１７０】
曲線Ａは、本発明の偏平コイル形リニア直流モータの可動子１１を構成する第１の偏平コイル１２に図示の方向に所定の電流を流し、可動子１１が空間２１内を矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部まで移動する際、あるいは第１の偏平コイル１２に図示と異なる方向に所定の電流を流し、可動子１１が空間２１内を矢印Ｂ方向の端部から矢印Ａ方向の端部まで移動する際の推力特性を示し、図４に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータの推力特性図の曲線Ｃに相当するものである。
【０１７１】
直線Ｂは、本発明の偏平コイル形リニア直流モータの可動子１１を構成する第１の偏平コイル１２に図示の方向に所定の電流を流し、固定子１を構成する各種巻線に図示の方向に所定の電流を流し、可動子１１が空間２１内を矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部まで移動する際、あるいは第１の偏平コイル１２に図示と異なる方向に所定の電流を流し、固定子１を構成する各種巻線に図示と異なる方向に所定の電流を流し、可動子１１が空間２１内を矢印Ｂ方向の端部から矢印Ａ方向の端部まで移動する際の推力特性を示す。
【０１７２】
直線Ｂは、可動子１１が矢印Ａ方向の端部から矢印Ｂ方向の端部に移動する際、あるいは可動子１１が矢印Ｂ方向の端部から矢印Ａ方向の端部に移動する際、可動子１１に４．２×Ｆａ［Ｎ］の推力が一様に作用する状態を示す。
【０１７３】
図８ないし図１０に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第１の構成部材８および第２の構成部材９に、第１の巻線４１および第２の巻線４２より成る一組の巻線、第３の巻線４３および第４の巻線４４より成る一組の巻線、第５の巻線４５および第６の巻線４６より成る一組の巻線、あるいは第７の巻線４７および第８の巻線４８より成る一組の巻線を、どちらか二つ装着して構成される本発明の偏平コイル形リニア直流モータの推力特性図は、図８ないし図１０に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータの推力特性図と同様に図２５で示される。
【０１７４】
図５ないし図１３に示す本発明の偏平コイル形リニア直流モータは、推力変動の減少および可動子１１に作用する推力バランスの向上に重点を置いたものであり、通常、組立の簡略化および低価格化を目的として図１４ないし図１９に示す構造に構成される。
【０１７６】
一般に、本発明の偏平コイル形リニア直流モータは、固定子を構成する第１の巻線４１ないし第８の巻線４８の巻線抵抗および巻数等の巻線仕様、あるいは第２の偏平コイル５２ないし第５の偏平コイル５５の巻線抵抗および巻数等の巻線仕様を、それぞれ同一に構成し、それぞれを並列に接続して運転され、可動子１１を構成する第１の偏平コイル１２と固定子１１を構成する各種巻線を直列あるいは並列に接続し、同一電源より電力を供給することによりサーボ運転が容易に成り、サーボ制御回路の低価格化が可能に成る。
【０１７７】
本発明の偏平コイル形リニア直流モータの目的は、従来の偏平コイル形リニア直流モータの大推力化および全ストロークに対する推力変動の減少を共に実現させることであるが、固定子を構成する各種巻線の巻線仕様あるいは流れる電流の大きさを変化させることにより、その使用目的にあわせた推力特性を容易に設定することが可能に成る。
【０１７８】
本発明の偏平コイル形リニア直流モータにおいて、第１のヨーク２および第２のヨーク３は、電磁軟鉄、構造用圧延鋼あるいは炭素鋼等の優れた磁気特性を有する金属により構成され、固定子１１を構成する各種巻線は、巻枠に所定の素線を所定数巻いて構成されるが、低価格化、小型化および軽量化を図る際には自己融着線により構成され巻枠が不要と成る。
【０１７９】
一般に、従来の偏平コイル形リニア直流モータは、脈動の無い推力、変動の少ない推力、軽量の可動子、優れた応答性および優れた制御性を有し、ＨＤＤ装置および光ディスク装置等のコンピュータの外部記憶装置のキャリジの駆動源として利用され、固定子１および可動子１１を扇形に構成し、推力を円弧運動としてキャリッジに作用させ、キャリッジへの作用力の増大化、ロング・ストローク化、小型化および軽量化が図られる。
【０１８０】
しかし、推力の増大化を目的として図３の推力特性図の曲線Ｂに示す推力特性の範囲で使用され、始動時の推力の減少、全ストローク移動時の推力の減少および有効ストロークの減少等の問題点を有するものである。
【０１８１】
本発明の偏平コイル形リニア直流モータによれば、推力変動の増加を伴わない大電流化による大推力化が可能と成り、推力変動の少ない大推力の偏平コイル形リニア直流モータの提供が可能と成る。
【０１８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の偏平コイル形リニア直流モータは、従来の偏平コイル形リニア直流モータの大推力化および全ストロークに対する推力変動の減少を共に実現することを可能とするものである。大推力化は可動子１１を構成する偏平コイル１２の大電流化により図られ、大電流化に伴い固定子１の小型化、軽量化および低価格化が可能と成り、更に、可動子１１の小型化および軽量化が可能と成り、可動子１１の小型化に伴いストロークが増加し、可動子１１の軽量化に伴い応答性が向上する効果がある。全ストロークに対する推力変動の減少は、固定子１の小型化、軽量化および低価格化が可能と成り、推力変動の減少に伴いロング・ストローク化が可能と成る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の偏平コイル形リニア直流モータの断面図である。
【図２】従来の偏平コイル形リニア直流モータの断面図である。
【図３】図１に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータの推力特性図である。
【図４】図２に示す従来の偏平コイル形リニア直流モータの推力特性図である。
【図５】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第１の実施例の断面図である。
【図６】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第２の実施例の断面図である。
【図７】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第３の実施例の断面図である。
【図８】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第４の実施例の断面図である。
【図９】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第５の実施例の断面図である。
【図１０】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第６の実施例の断面図である。
【図１１】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第７の実施例の断面図である。
【図１２】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第８の実施例の断面図である。
【図１３】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第９の実施例の断面図である。
【図１４】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第１０の実施例の断面図である。
【図１５】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第１１の実施例の断面図である。
【図１６】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第１２の実施例の断面図である。
【図１７】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第１３の実施例の断面図である。
【図１８】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第１４の実施例の断面図である。
【図１９】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第１５の実施例の断面図である。
【図２０】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第１６の実施例の断面図である。
【図２１】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの第１７の実施例の断面図である。
【図２２】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの磁界分布図である。
【図２３】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの磁界分布図である。
【図２４】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの推力特性図ある。
【図２５】本発明の偏平コイル形リニア直流モータの推力特性図である。
【符号の説明】
１    固定子
２    第１のヨーク
３    第２のヨーク
４    第１の永久磁石
５    第２の永久磁石
６    第３の永久磁石
７    第４の永久磁石
８    第１の構成部材
９    第２の構成部材
１１    可動子
１２    第１の偏平コイル
１３    第１のコイル辺
１４    第２のコイル辺
２１    空間
３１    閉磁路
４１    第１の巻線
４２    第２の巻線
４３    第３の巻線
４４    第４の巻線
４５    第５の巻線
４６    第６の巻線
４７    第７の巻線
４８    第８の巻線
５２    第２の偏平コイル
５３    第３の偏平コイル
５４    第４の偏平コイル
５５    第５の偏平コイル
【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】
0003693310.tif 000006
【図６】
0003693310.tif 000007
【図７】
0003693310.tif 000008
【図８】
0003693310.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003693310.tif 000011
【図１１】
0003693310.tif 000012
【図１２】
0003693310.tif 000013
【図１３】
0003693310.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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