(57)【要約】【課題】可動部が往復運動するときの推力を一定に近づけることができるリニアモータを提供する。【解決手段】  本発明のリニアモータ１は、内周及び外周の一方がＮ極に他方がＳ極に形成される筒形の第一及び第二の磁石２ａ，２ｂを有する磁石部２と、第一のコイル３ａ、及び第二のコイル３ｂを有するコイル部３と、を備える。第一のコイル３ａの中心と第二のコイル３ｂの中心との間の中心線方向の長さであるコイル間ピッチＶと、第一の磁石２ａの中心と第二の磁石２ｂの中心との間の中心線方向の長さである磁石間ピッチＬとが異なっている。第一及び第二のコイル３ａ，３ｂに同時に電流を流すことによって、コイル部３が磁石部２に対して一方向に相対的に移動し、第一及び第二のコイル３ａ，３ｂに同時に反対方向の電流を流すことによって、コイル部３が磁石部３に対して他方向に相対的に移動する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周及び外周の一方がＮ極に他方がＳ極に形成される筒形の第一及び第二の磁石を有し、前記第一及び前記第二の磁石が中心線方向に並べられる磁石部と、
前記第一の磁石の外側又は内側に設けられる第一のコイル、及び前記第二の磁石の外側又は内側に設けられる第二のコイルを有し、前記第一のコイル及び前記第二のコイルが前記中心線方向に並べられるコイル部と、を備え、
前記第一のコイルの中心と前記第二のコイルの中心との間の前記中心線方向の長さであるコイル間ピッチと、前記第一の磁石の中心と前記第二の磁石の中心との間の前記中心線方向の長さである磁石間ピッチとが異なっていて、
前記第一及び前記第二のコイルに同時に電流を流すことによって、前記コイル部が前記磁石部に対して一方向に相対的に移動し、
前記第一及び前記第二のコイルに同時に反対方向の電流を流すことによって、前記コイル部が前記磁石部に対して他方向に相対的に移動するリニアモータ。
【請求項２】
前記コイル部が前記磁石部に対して前記一方向に相対的に移動するとき、前記第二のコイルが前記第一の磁石に対向しないように前記コイル部の相対的な移動が制限されるか、
又は前記コイル部が前記磁石部に対して前記他方向に相対的に移動するとき、前記第一のコイルが前記第二の磁石に対向しないように前記コイル部の相対的な移動が制限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】
前記コイル部が前記磁石部に対して前記一方向又は前記他方向に相対的に移動するとき、前記第一のコイルが前記第一の磁石に対向する長さと前記第二のコイルが前記第二の磁石に対向する長さとの和が一定に保た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】
前記第一の磁石と前記第二の磁石とは、前記コイル部のストローク以上前記中心線方向に離れていることを特徴とする請求項２又は３に記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記第一の磁石の内周及び外周の極性と前記第二の磁石の内周及び外周の極性とが互いに反対であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のリニアモータ。
【請求項６】
前記第一の磁石及び前記第二の磁石からの磁力線がループを形成するように、前記第一の磁石及び前記第二の磁石の内側にはインナーヨークが設けられ、前記第一の磁石及び前記第二の磁石の外側にはアウターヨークが設けられることを特徴とする請求項５に記載のリニアモータ。
【請求項７】
前記第一の磁石と前記第二の磁石との間には、前記コイル部が前記磁石部に対して前記中心線の方向に相対的に移動するのを許容すると共に、前記コイル部が前記磁石部に対して前記中心線の回りを回転するのを防止する磁性体の筒体が設けられることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定部及び可動部の一方に磁石を設け、他方にコイルを設け、コイルを励磁することによって可動部を往復運動させるリニアモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
往復運動に適したリニアモータとして、ボイスコイルモータ型のリニアモータが知られている。典型的なボイスコイル型のリニアモータは、一つの筒形の磁石と、磁石の外側又は内側に設けられる一つのコイルと、を備える。磁石の中心線とコイルの中心線は一致している。磁石が作る磁界中に位置するコイルに電流を流すと、コイルに推力が発生し、可動部が固定部に対して往復運動する。
【０００３】
推力を向上させたボイスコイル型のモータとして、二つの磁石と二つのコイルとを備え、二つの磁石と二つのコイルとを一対一に対応させたリニアモータも知られている（特許文献１参照）。このリニアモータは、中心線方向に並べられた筒形の第一及び第二の磁石と、第一及び第二の磁石の外側又は内側に中心線方向に並べられた第一及び第二のコイルと、を備える。第一のコイルが第一の磁石に対応し、第二のコイルが第二の磁石に対応する。第一のコイル及び第二のコイルに電流を流すと、２倍の推力が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６３３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のボイスコイル型のリニアモータにあっては、筒形の磁石の中心線方向の両端部の磁界強度が中央部よりも小さいので、コイルが磁石の中心線方向の両端部に移動したときの推力が中央部に移動したときの推力よりも小さくなるという課題がある。磁石の中央部と両端部とで推力の違いが生ずると、可動部を一定の速度で移動させることが困難になる。特許文献１に記載のリニアモータのように、たとえ二つの磁石と二つのコイルとを設けても、コイルが磁石の中心線方向の両端部に移動したときの推力が中央部に移動したときの推力よりも小さいのには変わりはない。第一のコイルに発生する推力と第二のコイルに発生する推力が合算されるだけであるからである。例えば第一のコイルに発生する正弦波状の推力と第二のコイルに発生する正弦波状の推力を合算しても、正弦波状の推力が得られるだけである。
【０００６】
そこで本発明は、可動部が往復運動するときの推力を一定に近づけることができるリニアモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、内周及び外周の一方がＮ極に他方がＳ極に形成される筒形の第一及び第二の磁石を有し、前記第一及び前記第二の磁石が中心線方向に並べられる磁石部と、前記第一の磁石の外側又は内側に設けられる第一のコイル、及び前記第二の磁石の外側又は内側に設けられる第二のコイルを有し、前記第一のコイル及び前記第二のコイルが前記中心線方向に並べられるコイル部と、を備え、前記第一のコイルの中心と前記第二のコイルの中心との間の前記中心線方向の長さであるコイル間ピッチと、前記第一の磁石の中心と前記第二の磁石の中心との間の前記中心線方向の長さである磁石間ピッチとが異なっていて、前記第一及び前記第二のコイルに同時に電流を流すことによって、前記コイル部が前記磁石部に対して一方向に相対的に移動し、前記第一及び前記第二のコイルに同時に反対方向の電流を流すことによって、前記コイル部が前記磁石部に対して他方向に相対的に移動するリニアモータである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コイル部が磁石部に対して一方向に相対的に移動するとき、第一のコイルが第一の磁石に対向する長さが増加すると共に、第二のコイルが第二の磁石に対向する長さが減少する。また、コイル部が磁石部に対して他方向に相対的に移動するとき、第一のコイルが第一の磁石に対向する長さが減少すると共に、第二のコイルが第二の磁石に対向する長さが増加する。このため、第一のコイルに発生する推力と第二のコイルに発生する推力の和を一定に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態のリニアモータの外観斜視図
【図２】本実施形態のリニアモータの中心線に沿った断面図（コイル部がストロークの左端まで移動した状態）
【図３】本実施形態のリニアモータの中心線に沿った断面図（コイル部がストロークの右端まで移動した状態）
【図４】本実施形態のリニアモータの中心線に直交する断面図
【図５】本実施形態のリニアモータの動作原理を説明する断面図（図５（ａ）はコイル部がストロークの左端まで移動した状態を示し、図５（ｂ）はコイル部がストロークの右端まで移動した状態を示す）
【図６】本実施形態のリニアモータの推力が一定になる原理を説明する模式図（図６（ａ）は比較例を示し、図６（ｂ）は本実施形態のリニアモータを示す）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態のリニアモータを説明する。まず、本実施形態のリニアモータの構造を図１から図４を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態のリニアモータの外観斜視図を示す。リニアモータ１は、筒形に形成される磁石部２と、磁石部２に対して中心線方向に移動する筒形のコイル部３と、を備える。磁石部２には第一及び第二の磁石２ａ，２ｂ（図２参照）が設けられ、コイル部３には第一及び第二のコイル３ａ，３ｂ（図２参照）が設けられる。コイルに一定の大きさの電流を流すと、コイル部３が一方向（Ａ）に移動してコイル部３が磁石部２に引き込まれる。第一及び第二のコイル３ａ，３ｂに一定の大きさの反対方向の電流を流すと、コイル部３が他方向に移動してコイル部３が磁石部２から突出する。ただし、磁石部２に対するコイル部３の中心線方向の移動は相対的なものであり、磁石部２及びコイル部３のどちらが移動してもよい。
【００１２】
この実施形態の磁石部２及びコイル部３は入れ子式の筒形に形成される。コイル部３には工具等が取り付けられる。配線等を通すことができるようにコイル部３は中空に形成される。相手部品に取り付けることができるように磁石部２の外周にはねじが加工される。もちろん、磁石部２及びコイル部３の形状・構造は上記に限定されるものではない。
【００１３】
図２及び図３はリニアモータ１の断面図を示す。図２はコイル部３が一方向（Ａ）にストロークの左端まで移動した状態を示し、図３はコイル部３が他方向（Ｂ）にストロークの右端まで移動した状態を示す。図２に示すように、磁石部２には、筒形の第一の磁石２ａ及び筒形の第二の磁石２ｂが設けられる。第一の磁石２ａ及び第二の磁石２ｂの形状は実質的に同一である。第一の磁石２ａ及び第二の磁石２ｂは中心線方向に所定距離離れていて、第一の磁石２ａの中心線Ｃと第二の磁石２ｂの中心線Ｃは一致する。
【００１４】
第一の磁石２ａ及び第二の磁石２ｂはラジアル方向に着磁される。第一の磁石２ａは内周がＮ極に形成され、外周がＳ極に形成される。第二の磁石２ｂは内周がＳ極に形成され、外周がＮ極に形成される。第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂに対向する面の磁束の分布を均一化するために、第一の磁石２ａ及び第二の磁石２ｂは中心線Ｃに沿う複数の切断面で複数のセグメント磁石１２に分割される（図４参照）。各セグメント磁石１２は円弧状に形成される。
【００１５】
図２に示すように、第一の磁石２ａ及び第二の磁石２ｂの外側には筒形のアウターヨーク４が設けられる。第一の磁石２ａ及び第二の磁石２ｂとアウターヨーク４との間に第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂが配置される。第一の磁石２ａ及び第二の磁石２ｂの内側には筒形のインナーヨーク５が設けられる。アウターヨーク４及びインナーヨーク５はベース８で連結される。アウターヨーク４及びインナーヨーク５は磁性体である。アウターヨーク４及びインナーヨーク５を設けることで、第一の磁石２ａ及び第二の磁石２ｂからの磁力線がループを形成するようになる。
【００１６】
インナーヨーク５は、第一の磁石２ａ及び第二の磁石２ｂの内側に設けられる第一の磁石保持部６ａ及び第二の磁石保持部６ｂと、第一の磁石保持部６ａと第二の磁石保持部６ｂとの間に設けられる筒体７と、を備える。筒体７は磁性体であり、第一の磁石２ａ及び第二の磁石２ｂからの磁力線が通るようになっている。図４の断面図に示すように、筒体７の内周面には中心線方向に伸びる複数のスプライン溝７ａが形成される。筒体７はコイル部３が中心線Ｃの方向に移動するのを許容すると共に、コイル部３が中心線Ｃの回りを回転するのを防止する。
【００１７】
図２に示すように、コイル部３には、第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂが設けられる。第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂの形状は実質的に同一である。第一のコイル３ａの巻き方向と第二のコイル３ｂの巻き方向とは互いに反対である（例えば第一のコイル３ａに巻き線が時計方向に巻かれるとき、第二のコイル３ｂには巻き線が反時計方向に巻かれる）。第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂの巻き方向を互いに反対方向にする替わりに、第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂの巻き方向を一致させ、第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂの通電方向を互いに反対方向にすることもできる。
【００１８】
第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂは第一の磁石２ａ及び第二の磁石２ｂの外側に設けられる。第一のコイル３ａが第一の磁石２ａに対応し、第二のコイル３ｂが第二の磁石２ｂに対応する。第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂは中心線方向に並べられていて、お互いの中心線Ｃが一致する。第一のコイル３ａの中心線方向の長さは第一の磁石２ａの中心線方向の長さに実質的に等しい。第二のコイル３ｂの中心線方向の長さは第二の磁石２ｂの中心線方向の長さに実質的に等しい。磁界が影響し合うのを防止するために、第一のコイル３ａと第二のコイル３ｂとは僅かに離れている。
【００１９】
図３に示すように、コイル部３は、第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂが巻かれる筒形のボビン１３と、磁石部２の内側に移動可能に設けられる軸体１４と、ボビン１３と軸体１４を連結する蓋部１５と、を備える。ボビン１３はステンレス等の非磁性材である。軸体１４及び蓋部１５は樹脂等の非磁性材である。第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂを位置決めできるように、ボビン１３には第一及び第二のコイル３ａ，３ｂの中心線方向の端面に接する鍔部（図３には省略）が設けられる。軸体１４は中空である。軸体１４の外周面には中心線方向に伸びる複数のスプライン突起１４ａ（図４参照）が周方向に均等間隔を開けて形成される。軸体１４のスプライン突起１４ａは筒体７のスプライン溝７ａに嵌まる。軸体１４の直線運動は筒体７によって案内される。蓋部１５は軸体１４の端部に設けられる。蓋部１５は軸体１４の外周とボビン１３の外周との間に嵌められる。なお、筒体７にスプライン溝１７ａを形成し、軸体１４にスプライン突起１４ａを形成するのに限定されることはなく、筒体７にキー溝を形成し、軸体１４にキーを形成することもできる。
【００２０】
図２はコイル部３が一方向（Ａ）にストロークの左端まで移動した状態を示し、図３はコイル部３が他方向（Ｂ）にストロークの右端まで移動した状態を示す。図２に示すように、コイル部３の一方向（Ａ）への移動は、第一のコイル３ａが第一の磁石２ａからはみ出さないように、かつ第二のコイル３ｂが第一の磁石２ａに対向しないように制限される。図３に示すように、コイル部３の他方向（Ｂ）への移動は、第二のコイル３ｂが第二の磁石２ｂからはみ出さないように、かつ第一のコイル３ａが第二の磁石２ｂに対向しないように制限される。ここで、コイル部３が図２に示す左端位置から図３に示す右端位置まで移動するまでの距離をストロークＳｔと定義する。コイル部３の移動は磁石部２に設けられる図示しないストッパによって制限される。この実施形態では、ストロークＳｔ、第一及び第二の磁石２ａ，２ｂの中心線方向の長さＭａ，Ｍｂ、第一及び第二のコイル３ａ，３ｂの中心線方向の長さＣａ，Ｃｂが実質的に等しい。
【００２１】
コイル部３が一方向（Ａ）に移動するとき、第一のコイル３ａが第一の磁石２ａに対向する長さが増加すると共に、第二のコイル３ｂが第二の磁石２ｂに対向する長さが減少する。対向長さとは、コイル３ａ，３ｂと磁石２ａ，２ｂとの中心線方向の重なり長さである。また、コイル部３が磁石部２に対して他方向（Ｂ）に移動するとき、第一のコイル３ａが第一の磁石２ａに対向する長さが減少すると共に、第二のコイル３ｂが第二の磁石２ｂに対向する長さが増加する。コイル部３が上記のストロークＳｔの範囲内を移動する限り、第一のコイル３ａが第一の磁石２ａに対向する長さと第二のコイル３ｂが第二の磁石２ｂに対向する長さとの和が一定に保たれる。
【００２２】
なお、図２に示すようにコイル部３がストロークの左端に位置するとき、第二のコイル３ｂの右端部は第二の磁石２ｂの左端部にわずかに入っている。第一のコイル３ａと第二のコイル３ｂとの間にわずかな隙間を開けたことが原因である。第二のコイル３ｂの右端部は第二の磁石２ｂの左端部にわずかに入ることで、第二の磁石２ｂの端部の磁束密度が低い部分を補正することができる。同様に、図３に示すようにコイル部３がストロークの右端に位置するとき、第一のコイル３ａの左端部は第一の磁石２ａの右端部にわずかに入っている。
【００２３】
以上に図１から図４を参照しつつ本実施形態のリニアモータ１の構造を説明した。次に図５（ａ）（ｂ）を参照して本実施形態のリニアモータ１が往復する原理を説明する。図５（ａ）はリニアモータ１のコイル部３が一方向にストロークの左端まで移動した状態を示し、図５（ｂ）はコイル部３が他方向にストロークの右端まで移動した状態を示す。この図５には、分かり易くするためにコイル部３の第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂのみが示されている。
【００２４】
図５（ａ）に示すように、第二の磁石２ｂ（Ｎ極）から発生する磁力線は、アウターヨーク４、第一の磁石２ａ（Ｓ極）、インナーヨーク５を経由して再び第二の磁石２ｂに戻る。第二の磁石２ｂ及び第一の磁石２ａからの磁力線はループを形成する。図５（ａ）に示すように、コイル部３がストロークの左端部に位置する状態で、第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂに同時に一定の大きさの電流（言い換えれば直流）を流す。第一のコイル３ａと第二のコイル３ｂの巻き線方向は反対なので、例えば第一のコイル３ａには時計方向に電流が流れ、第二のコイル３ｂには反時計方向に電流が流れる。すると、フレミングの左手の法則から第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂに図中右方向の推力が発生する。第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂに発生する推力によって、コイル部３は図５（ｂ）に示すストロークの右端部まで移動する。
【００２５】
図５（ｂ）に示すように、コイル部３がストロークの右端部に位置する状態で、第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂに同時に一定の大きさの反対方向の電流（言い換えれば直流）を流す。上記のように第一のコイル３ａと第二のコイル３ｂの巻き線方向は反対なので、例えば第一のコイル３ａには反時計方向に電流が流れ、第二のコイル３ｂには時計方向に電流が流れる。すると、フレミングの左手の法則から第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂに図中左方向の推力が発生する。第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂに発生する推力によって、コイル部３は図５（ａ）に示すストロークの左端部まで移動する。
【００２６】
次に図６を参照してコイル部３に発生する推力が一定になる原理を説明する。図６（ｂ）は本実施形態のリニアモータ１を示し、図６（ａ）は比較例のリニアモータ（一般的なダブルコイル型ボイスコイルモータ）を示す。図６（ａ）（ｂ）において、上段が磁石２ａ，２ｂ及びコイル３ａ，３ｂの配置の模式図を示し、下段が発生する推力のグラフを示す。
【００２７】
図６（ｂ）に示すように本実施形態のリニアモータ１では、コイルと磁石の配置位相がずれている。すなわち、コイル間ピッチＶと磁石間ピッチＬとが異なっている。第一のコイル３ａの中心と第二のコイル３ｂの中心との間の中心線方向の長さがコイル間ピッチＶである。第一の磁石２ａの中心と第二の磁石２ｂの中心との間の中心線方向の長さが磁石間ピッチＬである。この実施形態では、コイル間ピッチＶは磁石間ピッチＬの３／８〜５／８の範囲に設定される。そして、コイル３ａ，３ｂと磁石２ａ，２ｂとには、コイル部３が一方向に移動するとき、第一のコイル３ａが第一の磁石２ａに対向する長さが増加すると共に、第二のコイル３ｂが第二の磁石２ｂに対向する長さが減少するという関係がある。また、コイル部３が他方向に移動するとき、第一のコイル３ａが第一の磁石２ａに対向する長さが減少すると共に、第二のコイル３ｂが第二の磁石２ｂに対向する長さが増加するという関係がある。
【００２８】
図６（ｂ）の上段に示すように、コイル部３がストロークの右端に位置するとき、第一のコイル３ａが第一の磁石２ａに対向する長さがほぼゼロになる（言い換えれば鎖交磁束がほぼゼロになる）と共に、第二のコイル３ｂが第二の磁石２ｂに対向する長さが最大になる（言い換えれば鎖交磁束が最大になる）。第一及び第二のコイル３ａ，３ｂには一定の大きさの電流が流れるので、第一及び第二のコイル３ａ，３ｂに発生する推力は鎖交磁束に比例する。このため、下段のグラフに示すように、第二のコイル３ｂに発生する推力が最大になり、第一のコイル３ａに発生する推力がゼロになる。
【００２９】
コイル部３が一方向（Ａ）に移動すると、第一のコイル３ａが第一の磁石２ａに対向する長さが増加する（言い換えれば鎖交磁束が増加する）と共に、第二のコイル３ｂが第二の磁石２ｂに対向する長さが減少する（言い換えれば鎖交磁束が減少する）。このため、下段のグラフに示すように、第二のコイル３ｂに発生する推力が除々に小さくなり、第一のコイル３ａに発生する推力が徐々に大きくなる。コイル部３がストロークの左端まで移動すると、第二のコイル３ｂに発生する推力がほぼゼロになり、第一のコイル３ａに発生する推力が最大になる。なお、このグラフには、分かり易くするために、第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂに発生する推力が直線的に変化する例が示されているが、実際には正弦波状に変化する。
【００３０】
その後、コイル部３が磁石部２に対して他方向に移動すると、第一のコイル３ａが第一の磁石２ａに対向する長さが減少する（言い換えれば鎖交磁束が減少する）と共に、第二のコイル３ｂが第二の磁石２ｂに対向する長さが増加する（言い換えれば鎖交磁束が増加する）。このため、第二のコイル３ｂに発生する推力が除々に大きくなり、第一のコイル３ａに発生する推力が徐々に小さくなる。
【００３１】
第一のコイル３ａに発生する推力と第二のコイル３ｂに発生する推力には上記の関係があるので、図６（ｂ）の下段のグラフに示すように、第一のコイル３ａに発生する推力と第二のコイル３ｂに発生する推力を合算すると、合成推力は一定になる。したがって、コイル部３に発生する推力が一定になる。
【００３２】
また、本実施形態のリニアモータ１には、図６（ｂ）の上段に示すように、コイル長さ≒磁石長さ、ストローク＝インナーヨークの全長―磁石の長さ×２の関係がある。図６（ａ）に示す比較例のリニアモータに比べてコイル３ａ，３ｂの長さを長くとれるので、各コイル３ａ，３ｂに発生する推力も大きくなる。
【００３３】
図６（ａ）に示すように、比較例のリニアモータにおいては、コイル２３ａ，２３ｂと磁石２２ａ，２２ｂを同位相に配置しており、コイル間ピッチＶ＝磁石間ピッチＬの関係がある。第一及び第二のコイル２３ａ，２３ｂが第一及び第二の磁石２２ａ，２２ｂの中心から両端部に向かって移動すると、第一のコイル２３ａの鎖交磁束が減少し、第二のコイル２３ｂの鎖交磁束も減少する。このため、図６（ａ）の下段のグラフに示すように、第一のコイル２３ａに発生する推力と第二のコイル２３ｂに発生する推力を合算しても、中央部が最も大きく、両端部で減少する。また、図６（ａ）の上段に示すように、インナーヨークの全長＝磁石長さ×２、コイル長さ＝磁石長さ−ストロークの関係があるので、コイル２３ａ，２３ｂの長さを長くできない。このため、各コイル２３ａ，２３ｂに発生する推力も小さくなる。
【００３４】
以上に本実施形態のリニアモータ１の構造、コイル部３が往復運動する原理、コイル部３に発生する推力が一定になる原理を順番に説明した。本実施形態のリニアモータ１の効果は以下のとおりである。
【００３５】
コイル部３が磁石部２に対して一方向に相対的に移動するとき、第二のコイル３ｂが第一の磁石２ａに対向しないようにコイル部３の相対的な移動が制限されるので、コイル部３の一方向のストローク端まで推力を一定に保つことができる。
【００３６】
コイル部３が磁石部２に対して一方向又は他方向に相対的に移動するとき、第一のコイル３ａが第一の磁石２ａに対向する長さと第二のコイル３ｂが第二の磁石２ｂに対向する長さとの和が一定に保たれるので、コイル部３に発生する推力をより一定に近づけることができる。
【００３７】
第一の磁石２ａと第二の磁石２ｂとがコイル部３のストローク以上に離れているので、第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂの長さを長くすることができ、高い推力を得ることができる。
【００３８】
第一の磁石２ａの内周及び外周の極性と第二の磁石２ｂの内周及び外周の極性とが互いに反対であり、第一のコイル３ａの巻き線に流れる電流の方向との第二のコイル３ｂの巻き線に流れる電流の方向が互いに反対であるので、磁界強度が向上し、推力の向上につながる。
【００３９】
第一の磁石２ａ及び第二の磁石２ｂからの磁力線がループを形成するように、第一の磁石２ａ及び第二の磁石２ｂの内側にはインナーヨーク５が設けられ、第一の磁石２ａ及び第二の磁石２ｂの外側にはアウターヨーク４が設けられるので、より磁界強度が向上する。
【００４０】
第一の磁石２ａと第二の磁石２ｂとの間には、コイル部３が磁石部２に対して中心線の方向に相対的に移動するのを許容すると共に、コイル部３が磁石部２に対して中心線の回りを回転するのを防止する磁性体の筒体７が設けられるので、第一の磁石２ａと第二の磁石２ｂとの間のスペースを有効利用でき、リニアモータ１の全長が長くなるのを防止できる。また、筒体７が軸受機能と磁路機能とを兼用するので、磁界強度も向上する。
【００４１】
なお、本発明は上記実施形態のリニアモータに具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で他の様々な実施形態に変更することが可能である。
【００４２】
上記実施形態のリニアモータの形状・構造は一例であり、本発明の要旨を変更しない範囲で他の形状・構造を採用することができる。
【００４３】
上記実施毛形態では、コイル部が移動しているが、磁石部が移動してもよい。
【００４４】
上記実施形態では、ストロークの全範囲において、コイル部が磁石部に対して一方向に移動するとき、第一のコイルが第一の磁石に対向する長さが増加すると共に、第二のコイルが第二の磁石に対向する長さが減少している。また、コイル部が磁石部に対して他方向に移動するとき、第一のコイルが第一の磁石に対向する長さが減少すると共に、第二のコイルが第二の磁石に対向する長さが増加している。しかし、ストロークの一部の範囲においてのみ、この関係が成立するようにしてもよい。
【００４５】
上記実施形態では、推力が低下しないようにコイル部のストロークを制限しているが、第一のコイル３ａ及び第二のコイル３ｂの境界Ｐ１（図３参照）を第二の磁石２ｂの中心Ｐ２まで他方向（Ｂ）に移動させることもできる。この場合、上記のように定義されたストロークを超えるので、推力は低下することになるが、他方向（Ｂ）に移動するコイル部３にブレーキを働かせることができる。
【００４６】
上記実施形態では、軸体の直線運動を案内するのにすべり型の筒体を使用しているが、軸体と筒体との間に転がり運動可能に転動体を介在させたころがり型の筒体を使用することができる。また、上記実施形態では、スプライン突起が形成された軸体、スプライン溝が形成された筒体を使用しているが、外周面が円筒形の軸体、内周面が円筒形のブッシュを使用することもできる。
【符号の説明】
【００４７】
１…リニアモータ，２…磁石部，２ａ…第一の磁石，２ｂ…第二の磁石，３…コイル部，３ａ…第一のコイル，３ｂ…第二のコイル，４…アウターヨーク，５…インナーヨーク，７…筒体
【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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