(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い形状の固定子と、移動自在となるように該固定子に遊嵌された筒状の移動子と、を備え、前記固定子の側に推進用磁石をその軸方向に沿って複数配置すると共に該推進用磁石に所定間隙を開けた状態で対向するように前記移動子の側に電機子を複数配置し、かつ、該電機子に印加する電圧を切り替えることに基づき前記移動子を前記固定子に沿って移動せしめるリニアモータにおいて、
前記軸方向に沿って配置されて前記複数の電機子を支持する背部と、
前記移動子の側に配置されると共に前記背部を支持する環状部材と、
前記移動子と前記固定子との間に介装されて前記推進用磁石と前記電機子との間の間隙を規定する往復運動用軸受と、
を設けて構成されたリニアモータ。
【請求項２】
前記往復運動用軸受は、前記固定子の軸方向に沿って配置されたレール部と、該レール部に摺動自在に配置される摺動部と、からなり、かつ、
これらのレール部及び摺動部のいずれか一方が前記固定子の側に配置され、他方が前記移動子の側に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記推進用磁石が前記固定子の中心軸の回りに放射状に複数配置され、
前記電機子は、各推進用磁石に対向するように放射状に配置され、かつ、
前記往復運動用軸受は、放射状に配置された電機子と電機子との間に、前記固定子の中心軸の回りに放射状に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記往復運動用軸受は、前記固定子の軸方向に沿って配置されたレール部と、該レール部に転動自在に配置されるローラーと、からなり、かつ、
これらのレール部及びローラーのいずれか一方が前記固定子の側に配置され、他方が前記移動子の側に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記固定子は細長い形状の基部を有し、
前記推進用磁石は、前記基部の外周面に、前記固定子の中心軸の回りに放射状に複数配置され、
前記レール部が、前記放射状に配置されてなる推進用磁石と推進用磁石との間に配置されると共に、これらの磁石を前記基部に対して固定し、かつ、
前記ローラーが前記移動子の側に回転自在に配置されることを特徴とする、請求項４に記載のリニアモータ。
【請求項６】
細長い形状の固定子と、移動自在となるように該固定子に遊嵌された筒状の移動子と、を備え、前記固定子の側に推進用磁石をその軸方向に沿って複数配置すると共に該推進用磁石に所定間隙を開けた状態で対向するように前記移動子の側に電機子を複数配置し、かつ、該電機子に印加する電圧を切り替えることに基づき前記移動子を前記固定子に沿って移動せしめるリニアモータにおいて、
前記軸方向に沿って配置されて前記複数の電機子を支持する背部と、
前記移動子の側に配置されると共に前記背部を支持する環状部材と、
同じ磁極が対向するように、前記移動子の側に移動子側間隙保持用磁石が配置されると共に前記固定子の側に固定子側間隙保持用磁石が配置され、かつ、
これらの間隙保持用磁石の反発力によって前記推進用磁石と前記電機子との間の間隙が適正に保たれることを特徴とする、リニアモータ。
【請求項７】
細長い形状の固定子と、移動自在となるように該固定子に遊嵌された筒状の移動子と、を備え、前記固定子の側に推進用磁石をその軸方向に沿って複数配置すると共に該推進用磁石に所定間隙を開けた状態で対向するように前記移動子の側に電機子を複数配置し、かつ、該電機子に印加する電圧を切り替えることに基づき前記移動子を前記固定子に沿って移動せしめるリニアモータにおいて、
前記軸方向に沿って配置されて前記複数の電機子を支持する背部と、
前記移動子の側に配置されると共に前記背部を支持する環状部材と、
互いに対向するように、前記移動子の側に移動子側間隙保持用磁石が配置されると共に前記固定子の側に固定子側間隙保持用磁石が配置され、
前記移動子側間隙保持用磁石及び前記固定子側間隙保持用磁石のいずれか一方が電磁石で他方が永久磁石であり、
前記推進用磁石と前記電機子との間の間隙を検知する間隙検知手段が少なくとも一つ配置され、
該間隙検知手段からの信号に従って前記電磁石がオン／オフされることに基き、前記推進用磁石と前記電機子との間の間隙が適正に保たれることを特徴とする、リニアモータ。
【請求項８】
前記推進用磁石が前記固定子の中心軸の回りに放射状に複数配置され、
前記電機子は、各推進用磁石に対向するように放射状に配置され、
前記固定子側間隙保持用磁石は、前記推進用磁石と重ならない位置であって、前記固定子の中心軸の回りに放射状に複数配置されることを特徴とする、請求項６又は７に記載のリニアモータ。
【請求項９】
前記環状部材の外周側に溝部が形成され、かつ、
前記背部は、前記溝部に嵌め込まれた状態で前記環状部材に支持されることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか1項に記載のリニアモータ。
【請求項１０】
前記電機子が、前記推進用磁石に近接するように前記背部から延設された鉄心部と、該鉄心部に巻き掛けられたコイルと、からなり、
前記鉄心部の先端部には突起部が形成され、かつ、
前記コイルは、前記突起部によって抜けないように保持されることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細長い形状の固定子と、該固定子に遊嵌された筒状の移動子とを備え、電機子と推進用磁石との間に発生する吸引力及び反発力を利用して移動子を移動させるようにしたリニアモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のリニアモータとしては、永久磁石を有する略棒状の固定子と、電機子を有すると共に該固定子に遊嵌されてなる筒状の移動子と、を備えたものが知られている。そして、このようなリニアモータでは、電機子に印加する電圧を切り替えることに基づき電機子と永久磁石との間に吸引力や反発力を順次発生させて移動子を固定子に沿って移動させるようになっていた。
【０００３】
また、このようなリニアモータでは、永久磁石や電機子を固定子の中心軸の回りに放射状に（軸対称の位置に）配置することによってそれらのバランス（つまり、ある永久磁石と電機子との間に生ずる力と、他の永久磁石と電機子との間に生ずる力とのバランス）を取り、電機子と永久磁石との間隙を０．１ｍｍ程度に維持するようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、永久磁石や電機子を正規の位置（軸対称の位置）に配置するには、組み立て誤差が少なくなるように時間や設備を使って慎重に組み立てを行う必要があり、そのために製造コストが増大してしまうという問題があった。また、永久磁石と電機子との間に生じる吸引力や反発力によって固定子等が弾性変形したりしないように強度を確保しなければならず、高価な材料の使用等により製品コストが増大してしまうという問題があった。
本発明は上記事情に鑑み、製造コストや製品コストの低減等が可能なリニアモータを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、細長い形状の固定子（２）と、移動自在となるように該固定子（２）に遊嵌された筒状の移動子（３）と、を備え、前記固定子（２）の側に推進用磁石（２０）をその軸方向（ｘ）に沿って複数配置すると共に該推進用磁石（２０）に所定間隙を開けた状態で対向するように前記移動子（３）の側に電機子（３０）を複数配置し、かつ、該電機子（３０）に印加する電圧を切り替えることに基づき前記移動子（３）を前記固定子（２）に沿って移動せしめるリニアモータ（１）において、
前記軸方向（ｘ）に沿って配置されて前記複数の電機子（３０）を支持する背部（３１１）と、
前記移動子（３）の側に配置されると共に前記背部（３１１）を支持する環状部材（３３）と、
前記移動子（３）と前記固定子（２）との間に介装されて前記推進用磁石（２０）と前記電機子（３０）との間の間隙を規定する往復運動用軸受（４０ａ，４０ｂ／２４ａ，２４ｂ，…，５０ａ，５０ｂ，…）と、を設けて構成される。
【０００６】
請求項２の発明は、前記往復運動用軸受（４０ａ，４０ｂ）は、前記固定子（２）の軸方向（ｘ）に沿って配置されたレール部（４１ａ，４１ｂ）と、該レール部（４１ａ，４１ｂ）に摺動自在に配置される摺動部（４３ａ，４３ｂ）と、からなり、かつ、
これらのレール部（４１ａ，４１ｂ）及び摺動部（４３ａ，４３ｂ）のいずれか一方が前記固定子（２）の側に配置され、他方が前記移動子（３）の側に配置されることを特徴として構成される。
【０００７】
請求項３の発明は、前記推進用磁石（２０）が前記固定子（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射状に複数配置され、
前記電機子（３０）は、各推進用磁石（２０）に対向するように放射状に配置され、かつ、
前記往復運動用軸受（４０ａ，４０ｂ，…）は、放射状に配置された電機子（３０）と電機子（３０）との間に、前記固定子（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射状に配置されることを特徴として構成される。
【０００８】
請求項４の発明は、前記往復運動用軸受（２４ａ，２４ｂ，…，５０ａ，５０ｂ，…）は、前記固定子（２）の軸方向（ｘ）に沿って配置されたレール部（２４ａ，２４ｂ，…）と、該レール部に転動自在に配置されるローラー（５０ａ，５０ｂ，…）と、からなり、かつ、
これらのレール部（２４ａ，２４ｂ，…）及びローラー（５０ａ，５０ｂ，…）のいずれか一方が前記固定子（２）の側に配置され、他方が前記移動子（３）の側に配置されることを特徴として構成される。
【０００９】
請求項５の発明は、前記固定子（２）は細長い形状の基部（２１）を有し、    前記推進用磁石（２０）は、前記基部（２１）の外周面に、前記固定子（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射状に複数配置され、
前記レール部（２４ａ，２４ｂ，…）が、前記放射状に配置されてなる推進用磁石（２０）と推進用磁石（２０）との間に配置されると共に、これらの磁石（２０）を前記基部（２１）に対して固定し、かつ、
前記ローラー（５０ａ，５０ｂ，…）が前記移動子（３）の側に回転自在に配置されることを特徴として構成される。
【００１０】
請求項６の発明は、細長い形状の固定子（２）と、移動自在となるように該固定子（２）に遊嵌された筒状の移動子（３）と、を備え、前記固定子（２）の側に推進用磁石（２０）をその軸方向（ｘ）に沿って複数配置すると共に該推進用磁石（２０）に所定間隙を開けた状態で対向するように前記移動子（３）の側に電機子（３０）を複数配置し、かつ、該電機子（３０）に印加する電圧を切り替えることに基づき前記移動子（３）を前記固定子（２）に沿って移動せしめるリニアモータ（１）において、
前記軸方向（ｘ）に沿って配置されて前記複数の電機子（３０）を支持する背部（３１１）と、
前記移動子（３）の側に配置されると共に前記背部（３１１）を支持する環状部材（３３）と、
同じ磁極が対向するように、前記移動子（３）の側に移動子側間隙保持用磁石（１５０ｂ，１５０ｄ，１５０ｆ）が配置されると共に前記固定子（２）の側に固定子側間隙保持用磁石（１２５）が配置され、かつ、
これらの間隙保持用磁石（１５０ｂと１２５、１５０ｄと１２５、１５０ｆと１２５）の反発力によって前記推進用磁石（２０）と前記電機子（３０）との間の間隙が適正に保たれることを特徴として構成される。
【００１１】
請求項７の発明は、細長い形状の固定子（２）と、移動自在となるように該固定子（２）に遊嵌された筒状の移動子（３）と、を備え、前記固定子（２）の側に推進用磁石（２０）をその軸方向（ｘ）に沿って複数配置すると共に該推進用磁石（２０）に所定間隙を開けた状態で対向するように前記移動子（３）の側に電機子（３０）を複数配置し、かつ、該電機子（３０）に印加する電圧を切り替えることに基づき前記移動子（３）を前記固定子（２）に沿って移動せしめるリニアモータ（１）において、
前記軸方向（ｘ）に沿って配置されて前記複数の電機子（３０）を支持する背部（３１１）と、
前記移動子（３）の側に配置されると共に前記背部（３１１）を支持する環状部材（３３）と、
互いに対向するように、前記移動子（３）の側に移動子側間隙保持用磁石（１５０ｂ，１５０ｄ，１５０ｆ）が配置されると共に前記固定子（２）の側に固定子側間隙保持用磁石（１２５）が配置され、
前記移動子側間隙保持用磁石（１５０ｂ，１５０ｄ，１５０ｆ）及び前記固定子側間隙保持用磁石（１２５）のいずれか一方が電磁石で他方が永久磁石であり、
前記推進用磁石（２０）と前記電機子（３０）との間の間隙を検知する間隙検知手段が少なくとも一つ配置され、
該間隙検知手段からの信号に従って前記電磁石がオン／オフされることに基き、前記推進用磁石（２０）と前記電機子（３０）との間の間隙が適正に保たれることを特徴として構成される。
【００１２】
請求項８の発明は、前記推進用磁石（２０）が前記固定子（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射状に複数配置され、
前記電機子（３０）は、各推進用磁石（２０）に対向するように放射状に配置され、
前記固定子側間隙保持用磁石（１２５）は、前記推進用磁石（２０）と重ならない位置であって、前記固定子（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射状に複数配置されることを特徴として構成される。
【００１３】
請求項９の発明は、前記環状部材（３３）の外周側に溝部（３３０）が形成され、かつ、
前記背部（３１１）は、前記溝部（３３０）に嵌め込まれた状態で前記環状部材（３３）に支持されることを特徴とする。
【００１４】
請求項１０の発明は、前記電機子（３０）が、前記推進用磁石（２０）に近接するように前記背部（３１１）から延設された鉄心部（３１０）と、該鉄心部（３１０）に巻き掛けられたコイル（３２）と、からなり、
前記鉄心部（３１０）の先端部には突起部（３１０ａ）が形成され、かつ、
前記コイル（３２）は、前記突起部（３１０ａ）によって抜けないように保持されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、前記推進用磁石（２０）と前記電機子（３０）との間の間隙が往復運動用軸受（４０ａ，４０ｂ／２４ａ，２４ｂ，…，５０ａ，５０ｂ，…）にて保持されるようにしたため、リニアモータ（１）のスムーズな動きを確保できる。また、従来装置の場合のように、固定子等の組み立てに際して組み立て誤差を必要以上に小さくしなくても良く、組み立て作業工数を低減することができる。さらに、推進用磁石（２０）と電機子（３０）との間の吸引力や反発力に起因するところの固定子（２）の弾性変形は上記往復運動用軸受（４０ａ，４０ｂ／２４ａ，２４ｂ，…，５０ａ，５０ｂ，…）にて抑制されることから固定子の強度を必要以上に高くする必要がなく、その分、軽量化を図り製品コストを低減することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、レール部（４１ａ，４１ｂ）と摺動部（４３ａ，４３ｂ）とからなる既存で量産品の往復運動用軸受を流用できるため、製品コストを低減できる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、推進用磁石（２０）が前記固定子（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射状に複数配置された構造のリニアモータであっても、前記往復運動用軸受（４０ａ，４０ｂ，…）によって該間隙を適正に保持でき、リニアモータ（１）のスムーズな動きを確保できる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、前記往復運動用軸受がレール部（２４ａ，２４ｂ，…）とローラー（５０ａ，５０ｂ，…）とによって構成されているため、装置の軽量化を図ることができる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、推進用磁石（２０）が前記固定子（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射状に複数配置された構造のリニアモータであっても、該間隙を適正に保持でき、リニアモータ（１）のスムーズな動きを確保できる。
【００２０】
請求項６の発明によれば、上述した各発明と同様にリニアモータ（１）のスムーズな動きを確保できることはもちろんのこと、移動子側間隙保持用磁石（１５０ｂ，１５０ｄ，１５０ｆ）と固定子側間隙保持用磁石（１２５）との間の反発力を利用しての非接触式であるため、部材間の磨耗や摺動音発生を回避することができる。
【００２１】
請求項７の発明によれば、請求項６の発明と同様の効果を奏することはもちろんのこと、電磁石のオン／オフによって、前記推進用磁石（２０）と前記電機子（３０）との間の間隙をより適正に保持することができる。
【００２２】
請求項８の発明によれば、推進用磁石（２０）が前記固定子（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射状に複数配置された構造のリニアモータであっても、該間隙を適正に保持でき、リニアモータ（１）のスムーズな動きを確保できる。
【００２３】
請求項９の発明によれば、前記背部（３１１）は、前記溝部（３３０）に嵌め込まれた状態で前記環状部材（３３）に支持されるため、該環状部材（３３）の周方向への前記背部（３１１）の位置ずれを最小限にできる。しかも、接着剤を使用する場合と異なり、乾燥等の手間が不要で取り付け作業の簡素化を図ることができ、組み付け誤差を低減することができる。
【００２４】
請求項１０の発明によれば、前記コイル（３２）は、前記突起部（３１０ａ）によって前記鉄心部（３１０）から抜けないように保持されるが、接着剤を使用する場合と異なり乾燥等の手間が不要で取り付け作業の簡素化を図ることができ、組み付け誤差を低減することができる。
【００２５】
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２７】
まず、本発明に係るリニアモータの全体構造について図１乃至図４に沿って説明する。ここで、図１は、本発明に係るリニアモータの外観を示す斜視図であり、図２は、そのリニアモータの内部構造を示す斜視図であり、図３は、本発明に係るリニアモータの構造を示す縦断面図であり、図４は、本発明に係るリニアモータの構造を示す横断面図である。
【００２８】
本発明に係るリニアモータ１は、図１乃至図３に示すように、細長い形状（略棒状）の固定子２と、移動自在となるように該固定子２に遊嵌された筒状の移動子３と、を備えている。そして、その固定子２には、その軸方向ｘに沿って永久磁石（推進用磁石）２０が複数配置され、他方の移動子３には、所定間隙を開けた状態で永久磁石２０に対向するように電機子３０が配置されていて、電機子３０に印加する電圧を切り替えることに基づき移動子３が固定子２に沿って移動するように構成されている。
【００２９】
ここで、固定子２の詳細構造について図５〜図８に沿って説明する。なお、図５は、固定子の外観を示す斜視図であり、図６は、基部の外観を示す斜視図であり、図７は、固定バーの取り付け状態等を説明するための分解斜視図であり、図８は、永久磁石の配置位置を説明するための模式図である。
【００３０】
固定子２は、図５及び図６に示すような細長の円筒形状をした基部２１を備えている。この基部２１は、
・  外周面が６つの平面部２１０ａ，２１０ｂ，…からなって略々六角柱の外観を呈する部分（該部分は、図５に符号Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，…で示すように軸方向ｘに沿って複数配置されるが、それらを特に区別する必要が無い場合には単に“Ａ１”の符号だけを付して説明することとする。なお、該部分は、次に述べるように磁石２０を装着するための部分であるため、以下“磁石装着部”とする）と、
・  略々円筒の外観を呈する部分Ａ２（以下、“環状部Ａ２”とする）と、
が交互に配置された形状をしている。
【００３１】
そして、各平面部２１０ａ，２１０ｂ，…には永久磁石２０（各平面部２１０ａ，２１０ｂ，…に装着される永久磁石を区別する必要がある場合には符号２０ａ，２０ｂ，…を付して区別することとし、区別の必要が無い場合には単に符号２０を付すこととする）がそれぞれ配置されている。その結果、永久磁石２０は、
・  １つの磁石装着部Ａ１においては、固定子２の中心軸ＣＬの回りに６つ放射状に配置され（図４参照）、
・  固定子２の軸方向ｘには一定ピッチで配置される（図１〜図３等参照）、
こととなる。
【００３２】
かかる磁石２０は、平面部２１０ａ，２１０ｂ，…に装着される側は、該平面部２１０ａ，２１０ｂ，…とほぼ同じ大きさの平坦な面（図６の符号２００参照。以下、“被装着面”とする）を呈しており、その反対側（符号２０１参照。以下、“外周面”とする）は円筒外周面の一部を呈するように構成されている。なお、各磁石２０は、被装着面２００と外周面２０１とが互いに異なる磁極となるように磁化されている。そして、１つの磁石装着部Ａ１に配置される６つの永久磁石２０ａ，２０ｂ，…は外周面２０１の磁極が全て同じになるように、しかも、軸方向ｘには外周面２０１の磁極がＳ−Ｎ−Ｓ−Ｎ−Ｓ−Ｎというように交互に切り替わるように設定されている。つまり、図５に示す固定子２においては、
・  符号Ａ１１に示す磁石装着部において外周面２０１の磁極が全てＳ極であり、
・  符号Ａ１２に示す磁石装着部において外周面２０１の磁極が全てＮ極であり、
・  符号Ａ１３に示す磁石装着部において外周面２０１の磁極が全てＳ極であり、
・  符号Ａ１４に示す磁石装着部において外周面２０１の磁極が全てＮ極であり、
・・・・・・・・・となるように構成されている。永久磁石２０をこのように配列することにより、軸方向ｘに隣接される磁石どうしは引き付け合うこととなり、磁石２０を基部２１に取り付けることが容易で、固定子２の組み立て作業が容易になるという効果を奏する。
【００３３】
ところで、１つの磁石装着部Ａ１において周方向に隣接される３つの平面部２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ（及び各平面部２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃにそれぞれ装着される磁石２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）は、図８に詳示するように、軸方向ｘに一定ピッチｐ１ずつずれるように配置されており、残り３つの平面部２１０ｄ，２１０ｅ，２１０ｆ（及び各平面部２１０ｄ，２１０ｅ，２１０ｆにそれぞれ装着される磁石２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ）も、軸方向ｘに一定ピッチｐ１ずつずれるように配置されている。さらに、固定子２の中心軸ＣＬを中心として１８０度の角度で配置された２つの平面部（平面部２１０ａと平面部２１０ｄ、平面部２１０ｂと平面部２１０ｅ、平面部２１０ｃと平面部２１０ｆ）は軸方向ｘにずれないように（すなわち、互いの軸方向ｘの位置が一致するように）配置されている。
【００３４】
ところで、上述した環状部Ａ２には、図５、図７及び図８に示すように、軸方向ｘに配列される磁石２０と磁石２０との間隙を埋めるようにスペーサ２２が配置されている（かかるスペーサは、磁石２０ａと磁石２０ａとの間、磁石２０ｂと磁石２０ｂとの間、磁石２０ｃと磁石２０ｃとの間、磁石２０ｄと磁石２０ｄとの間、磁石２０ｅと磁石２０ｅとの間、磁石２０ｆと磁石２０ｆとの間のいずれにも配置されているが、それらを区別する必要がある場合には符号２２ａ，２２ｂ，…を付すこととし、区別の必要が無い場合には単に符号２２を付すこととする）。
【００３５】
つまり、固定子２の軸方向ｘには、図５及び図７に示すように、永久磁石２０とスペーサ２２とが交互に配置されることとなるが、それらの永久磁石２０やスペーサ２２の端面（周方向の端面）は、軸方向ｘに沿った細長い略平面部を構成しており、相対向する端面（例えば、永久磁石２０ａやスペーサ２２ａの周方向端面と、永久磁石２０ｂやスペーサ２２ｂの周方向端面）の間に溝部（図７の符号２３参照）を形成している。この溝部２３は、内周側が狭くて外周側が広い横断面形状をしており、基部２１の外周面に６本、放射状に形成されている。そして、これらの溝部２３には、内周側が狭くて外周側が広い楔状断面の固定バー２４がネジにて取り付けられている。溝部２３や固定バー２４は上述のような横断面形状であるため、溝部２３に装着された固定バー２４は、永久磁石２０やスペーサ２２の両端面（周方向の両端面）を基部２１に押え付けてそれらを固定する役割を果たす。
【００３６】
ところで、図９は、固定子２の構造を示す横断面図であるが、同図に符号２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆで示すように、固定バーは６本、放射状に配置されることとなる。このうち、１８０度反対の側に配置される一対の固体バー２４ｃ，２４ｆには、符号４１ａ，４１ｂで示すようにＬＭガイド（往復運動用軸受）のレール部が前記固定子２の軸方向ｘに沿うように取り付けられている（詳細は後述）。
【００３７】
次に、移動子３の構造を図１０乃至図１７等に沿って説明する。ここで、図１０は、移動子３の構造を示す分解斜視図であり、図１１は、移動子３の構造を示す斜視図であり、図１２は、電機子の詳細形状を示す斜視図であり、図１３は、電機子の組み付け状態を説明するための分解斜視図である。また、図１４は、永久磁石２０と電機子３０との間のギャップ規制方法の他の例を示す横断面図であり、図１５は、ローラーの支持方法を示す斜視図であり、図１６は、永久磁石２０と電機子３０との間のギャップ規制方法の他の例を示す横断面図であり、図１７は、永久磁石２０と電機子３０との間のギャップ規制方法の他の例を示す横断面図である。
【００３８】
移動子３は、図４に示すように６つの鉄心部材３１を有しており、これら６つの鉄心部材３１は固定子側の６つの磁石列２０ａ，…，２０ｂ，…，２０ｃ，…，２０ｄ，…，２０ｅ，…，２０ｆ，…に対向するように配置されている。各鉄心部材３１は、図３及び図１０に示すように、軸方向ｘに沿って配置される部分（以下“背部”とする）３１１と、該背部３１１から中心軸ＣＬの方に植設された複数の鉄心部３１０と、によって櫛歯状に形成されている。そして、各鉄心部３１０には、図１１等に示すようにコイル３２が巻き掛けられており、これらの鉄心部３１０とコイル３２とによって電機子３０が構成されている（つまり、電機子３０は、各永久磁石２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆに対向するように中心軸ＣＬの周りに放射状に配置されることとなる）。なお、図１０及び図１１には、６つの鉄心部材３１の内の１つのみ示している。また、図１０には１つのコイル３２のみを示し、図１１には２つの電機子３０のみを示す。
【００３９】
ところで、このコイル３２は、図１２及び図１３に詳示するように、中空部３２ａを有する箱型形状をしており、鉄心部３１０に嵌めこまれることによって電機子３０を構成するようになっている。なお、鉄心部３１０の先端部には突起部３１０ａが形成されていて、コイル３２が容易に抜けないように構成されている。本実施の形態においては、コイル３２の鉄心部３１０への取り付けは、上述のような突起部３１０ａを利用して行うようになっているため、接着剤を使用する場合と異なり乾燥等の手間が不要で取り付け作業の簡素化を図ることができ、組み付け誤差を低減することができる。
【００４０】
また、本発明における移動子３は、図１０に詳示する形状の環状部材３３を図３に示すように複数備えている。この環状部材３３の外周側には６つの溝部（以下、“外側溝部”とする）３３０が等間隔に形成されており、各外側溝部３３０には、図１０乃至図１３に示すように鉄心部材３１の背部３１１がその外側から（環状部材３３の外側から）嵌め込まれている。そして、背部３１１の外面と環状部材３３の外面３３ａとは、図１１に示すように略々同一曲率の円筒面を呈するようになっている。なお、図３に示すように、鉄心部３１０と鉄心部３１０との間には必ず環状部材３３が配置されているが、図１０及び図１１には、理解容易のために１つの環状部材３３のみを示す。本実施の形態によれば、鉄心部材３１は、上述のような外側溝部３３０を利用して環状部材３３に取り付けられているため、周方向（環状部材３３の周方向）への位置ずれを最小限にして、図４に示すような放射状に正確に配置することができる。また、鉄心部材３１の環状部材３３への取り付けに接着剤を使用していないため、乾燥等の手間が不要で取り付け作業の簡素化を図ることができ、組み付け誤差を低減することができる。さらに、本発明における移動子３は、図３及び図４に示すようなケース３４を備えており、上述した鉄心部材３１や環状部材３３等はそのケース３４内に収納されているが、それらの部材３１，３３の外形はどの横断面でも同じになるように構成されているため、鉄心部材３１や環状部材３３等を組み立てた後、ケース３４に挿入することによって組み付けが終了し、組み付け作業が簡単であるという効果を奏する。
【００４１】
さらに、この環状部材３３の内周側には、図１０に示すように、外側溝部３３０に対応する位置にそれぞれ溝部（以下、“内側溝部”とする）３３１が形成されると共に、この内側溝部３３１には、図１２及び図１３に詳示するように、コイル３２が嵌め込まれるようになっており、これによりコイル３２の位置決めをすることができる。また、コイル３２と環状部材３３との間に接着剤を使用していないため、乾燥等の手間が不要で取り付け作業の簡素化を図ることができ、組み付け誤差を低減することができる。さらに、コイル３２は、環状部材３３に当接されると共に、突起部３１０ａによって鉄心部３１０に嵌められているため、鉄心部材３１からの環状部材３３の抜けを防ぐことができる。したがって、移動子３の組み立て作業が容易になるという効果を奏する。
【００４２】
ところで、図１に示すように、この移動子３において、固定子側レール４１ａ，４１ｂに対向する位置にはＬＭガイドのブロック４２ａ，４２ｂが配置されている。このブロック４２ａ，４２ｂには、レール４１ａ，４１ｂに摺動自在となるＬＭナット（すなわち、往復運動用軸受の摺動部）４３ａ，４３ｂが取り付けられており、これらのレール４１ａ，４１ｂ、ブロック４２ａ，４２ｂ及びＬＭナット４３ａ，４３ｂによってＬＭガイド４０ａ，４０ｂが構成されている。本実施の形態によれば、鉄心部３１０は、固定子側永久磁石２０の方に延設されて永久磁石２０に大きな力で引き付けられるものの、鉄心部材３１が環状部材３３に上述のように支持されると共に固定子２と移動子３との間にはＬＭガイド４０ａ，４０ｂが介装されているため、鉄心部３１０と永久磁石２０との間のギャップ（すなわち、推進用磁石である永久磁石２０と電機子３０との間の間隙）を適正に維持することができる。なお、図に示すリニアモータでは、レール４１ａ，４１ｂは固定子２の側に配置され、ブロック４２ａ，４２ｂやＬＭナット４３ａ，４３ｂは移動子３の側に配置されているが、もちろんこれに限られるものではなく、レール４１ａ，４１ｂは移動子３の側に配置され、ブロック４２ａ，４２ｂやＬＭナット４３ａ，４３ｂは固定子２の側に配置されるようにしても良い。また、図に示すリニアモータではＬＭガイドを２本だけ使用しているが、もちろんこれに限られるものではなく、前記固定子２の中心軸ＣＬの回りに放射状に３本以上配置するようにしても良い。
【００４３】
なお、本実施の形態に係るリニアモータ１においては、電機子３０は、軸方向ｘに１列に並べられたものが、中心軸ＣＬの回りに放射状に６列配置されることとなるが、各電機子列と電機子列との間には図４に符号Ｓで示すように空隙部が形成されることとなる。この空隙部Ｓは、軸方向ｘに沿って形成されると共に両端部が開口されており、移動子３の該方向ｘへの移動に伴って該空隙部Ｓに空気が出入りし、電機子３０が冷却されるように構成されている。
【００４４】
本実施の形態においては、固定子２の横断面に関しては６つの磁石２０を配置したが、偶数個であれば良く、８個でも１０個でも良い。このような磁石の個数にかかわらず、１８０度離れた２つの磁石（本実施の形態の場合は永久磁石２０ａと永久磁石２０ｄ、永久磁石２０ｂと永久磁石２０ｅ、永久磁石２０ｃと永久磁石２０ｆ）についての軸方向ｘの位置を一致させ、かつ周方向に隣り合う磁石（本実施の形態の場合は、永久磁石２０ａと永久磁石２０ｂ、永久磁石２０ｂと永久磁石２０ｃ）についての軸方向ｘの位置を一定ピッチｐ１ずつずらしておくと良い。
【００４５】
本実施の形態によれば、各磁石列（すなわち、ｘ軸方向に配列された一列の永久磁石２０の列から構成される磁石列）は複数の永久磁石２０から構成されるので、各永久磁石２０の磁束の方向を装着面に直角な方向に整列させることが容易であり、磁束の方向に乱れのない均一な磁石列を形成することが出来る。
【００４６】
ところで、上述した実施の形態では基部２１は１つの部材で一体的に形成されていたが、軸方向や周方向に分割形成されていても良い。また、基部２１を用いずに、永久磁石だけを円筒状に配列しても良い。
【００４７】
また、上述した実施の形態においては固定子２や基部２１や磁石２０を円筒形にしたが、もちろんこれに限られるものではなく、多角形形状としても良い。さらに、固定子２（具体的には基部２１）を中空の筒状としたが、中実棒状に形成しても良い。
【００４８】
ところで、上述した実施の形態においては、永久磁石２０と電機子３０との間のギャップ規制にはＬＭガイド４０ａ，４０ｂを用いたが、他の方法を用いても良い。
【００４９】
例えば、固定子２の側には、図１４(b) に示すように、放射状に配置されてなる永久磁石２０ａ，２０ｂ，…の間であって軸方向ｘに沿うように固定バー（レール部）２４ａ，２４ｂ，…を放射状に配置し、移動子３の側には、図１５に示すように回転自在なローラー５０ａ，５０ｂ，…を設け、これらのローラー５０ａ，５０ｂ，…が固定バー２４ａ，２４ｂ，…の表面を転動できるように構成する方法（図１４(a) 参照）を挙げることができる。この場合は、固定バー２４ａ，２４ｂ，…とローラー５０ａ，５０ｂ，…とによって往復運動用軸受が構成されることとなる。なお、図１５中、符号５１は、ローラー５０ａ，５０ｂ，…を支持するためのプレートを示し、符号５２ａ，５２ｂ，…は各ローラー５０ａ，５０ｂ，…の回転軸を示す。ここで、図１４及び図１５ではローラーの数を６個としたが、もちろんこれに限られるものではなく３個としても良い（図１６参照）。また、これらの図では、固定バー（レール部）２４ａ，２４ｂ，…が固定子２の側に配置されローラー５０ａ，５０ｂ，…が移動子３の側に配置されているが、もちろんこれに限られるものではなく、固定バー２４ａ，２４ｂ，…に相当するものを移動子３の側に配置しローラー５０ａ，５０ｂ，…に相当するものを固定子２の側に配置するようにしても良い。
【００５０】
さらに、別の方法として間隙保持用磁石を用いる方法を挙げることができる。例えば、図１７(a) に示すように、６本の固定バー１２４ａ，１２４ｂ，…を放射状に配置するが、その内の３本の固定バー１２４ｂ，１２４ｄ，１２４ｆには磁石（固定子側間隙保持用磁石）１２５を軸方向に沿うように配置する。つまり、磁石１２５は、永久磁石２０に重ならない位置であって、固定子２の中心軸ＣＬの回りに放射状に配置されることとなる。そして、移動子３の側には、各磁石１２５に対向するように磁石（移動子側間隙保持用磁石）１５０ｂ，１５０ｄ，１５０ｆを配置し、対向する側の磁極を同極としてそれらの磁石の間に反発力を生ぜしめるようにする方法を挙げることができる。そして、これらの間隙保持用磁石の反発力によって永久磁石２０と電機子３０との間の間隙が適正に保たれることとなる。なお、磁石（移動子側間隙保持用磁石）１５０ｂ，１５０ｄ，１５０ｆは、固定バー１２４ｂ，１２４ｄ，１２４ｆの位置（つまり、電機子列と電機子列との間）にそれぞれ配置しても良いが、図１に符号４０ａ，４０ｂで示すＬＭガイドのように、６本の電機子列よりも軸方向に突出した位置に、少なくとも３つ放射状に（つまり、前側には少なくとも３つ配置され、後側には少なくとも３つ配置されるので、前後の合計では少なくとも６つ配置されることとなる）配置すると良い。
【００５１】
上述のように磁石（固定子側間隙保持用磁石）１２５や磁石（移動子側間隙保持用磁石）１５０ｂ，１５０ｄ，１５０ｆを配置するものの、互いに対向するいずれか一方の磁石を電磁石とし、他方を永久磁石とし、前記永久磁石２０と電機子３０との間の間隙を検知する間隙検知手段を少なくとも一つ（或いはｘ軸方向に列をなす永久磁石２０から構成される永久磁石列の個数だけ）設けておき、該間隙検知手段からの信号に従って前記電磁石をオン／オフして永久磁石２０と電機子３０との間の間隙が適正に保たれるようにしても良い。この場合、移動子側の間隙保持用磁石は、電機子列と電機子列との間にそれぞれ配置しても良いが、図１に符号４０ａ，４０ｂで示すＬＭガイドのように、６本の電機子列よりも軸方向に突出した位置に、少なくとも３つ放射状に（つまり、前側には少なくとも３つ配置され、後側には少なくとも３つ配置されるので、前後の合計では少なくとも６つ配置されることとなる）配置すると良い。
【００５２】
なお、永久磁石（推進用磁石）２０の他に固定子側間隙保持用磁石を設けるのではなく、永久磁石２０に、推進用磁石と固定子側間隙保持用磁石とを兼用させるようにしても良い。その場合、移動子側間隙保持用磁石（電磁石）は、図１に符号４０ａ，４０ｂで示すＬＭガイドのように、６本の電機子列よりも軸方向に突出した位置に、少なくとも３つ放射状に（つまり、前側には少なくとも３つ配置され、後側には少なくとも３つ配置されるので、前後の合計では少なくとも６つ配置されることとなる）配置すると良い。かかる場合、移動子側間隙保持用磁石に対向する永久磁石は、移動子の移動に伴ってＳ→Ｎ→Ｓ→Ｎ……と表面磁極が切り替わるが、それに同期するように移動子側間隙保持用磁石の磁極を切り替えれば間隙保持を達成できる。このような構成にした場合、固定子側間隙保持用磁石と推進用磁石とを兼用することができるので、部品点数を削減し、コストを低減することができる。
【００５３】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００５４】
いま、所定のタイミングでコイル３２に順次電圧を印加し電機子３０を励磁していくと、各電機子３０と各永久磁石２０との間には吸引力や反発力が作用し、移動子３は固定子２の軸方向ｘに移動される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るリニアモータの外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、そのリニアモータの内部構造を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明に係るリニアモータの構造を示す縦断面図である。
【図４】図４は、本発明に係るリニアモータの構造を示す横断面図である。
【図５】図５は、固定子の外観を示す斜視図である。
【図６】図６は、基部の外観を示す斜視図である。
【図７】図７は、固定バーの取り付け状態等を説明するための分解斜視図である。
【図８】図８は、永久磁石の配置位置を説明するための模式図である。
【図９】図９は、固定子２の構造を示す横断面図である。
【図１０】図１０は、移動子３の構造を示す分解斜視図である。
【図１１】図１１は、移動子３の構造を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、電機子の詳細形状を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、電機子の組み付け状態を説明するための分解斜視図である。
【図１４】図１４は、永久磁石２０と電機子３０との間のギャップ規制方法の他の例を示す横断面図である。
【図１５】図１５は、ローラーの支持方法を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、永久磁石２０と電機子３０との間のギャップ規制方法の他の例を示す横断面図である。
【図１７】図１７は、永久磁石２０と電機子３０との間のギャップ規制方法の他の例を示す横断面図である。
【符号の説明】
１…………………リニアモータ
２…………………固定子
３…………………移動子
２０………………永久磁石（推進用磁石）
２１………………基部
２４ａ，２４ｂ…固定バー（レール部）
４０ａ，４０ｂ…ＬＭガイド（往復運動用軸受）
４１ａ，４１ｂ…レール部
４３ａ，４３ｂ…ＬＭナット（摺動部）
５０ａ，５０ｂ，……ローラー
１２５……………固定子側間隙保持用磁石
１５０ｂ，１５０ｄ，１５０ｆ…移動子側間隙保持用磁石
ｐ１……ずれ（ピッチ）
ＣＬ……中心軸
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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