(57)【要約】  【課題】  振動を十分に低減することができるとともに、コストも低減することができるリニアモータ及びそれを用いたリニア圧縮機を提供する。  【解決手段】  リニアモータ１００Ａは、ヨーク１１１と、該ヨーク１１１から突出するトゥース部１１１ａ、１１１ｂに巻回されるコイル１２１、１２２と、トゥース部１１１ａ、１１１ｂの先端に配置される永久磁石１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃとにより構成される固定子１１０を有する。また、トゥース部１１１ａ、１１１ｂにより挟まれる空間１２０に配置される可動体１３０を有する。可動体１３０は、固定子１１０の軸Ｏ方向において、互いに反対方向に往復動する第１可動子１３１と第２可動子１３２とを有する。  【選択図】  図１
2006280156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、
該固定子に対して所定方向に往復動可能に設けられた可動体と、
前記固定子あるいは前記可動体のいずれかに配置され、通電により前記固定子と前記可動体との少なくとも一方に磁場を発生させるコイルと、
前記固定子あるいは前記可動体のいずれかに配置され、前記コイルにより前記固定子あるいは前記可動体に生じる磁場と作用することで、前記固定子と前記可動体との間に該可動体を前記所定方向に付勢する磁力を発生させる永久磁石と、を有するリニアモータにおいて、
前記可動体は、前記コイルに通電した際に、前記所定方向において互いに逆側に移動するように前記磁力により付勢される少なくとも２つの可動子を有することを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記固定子は前記可動体と対面するように配置される永久磁石を有し、前記可動体は少なくとも一部に鉄系部材を有し、前記コイルは通電により前記可動体の前記鉄系部材に所定方向の磁場を形成するものであ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】
前記固定子は前記可動体と対面するように配置されるヨークを有し、前記コイルは通電により前記ヨークに所定方向の磁場を形成するものであり、前記可動体は前記ヨークに形成される磁場と作用する永久磁石を有す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４】
前記可動体は少なくとも一部に鉄系部材を有し、前記コイルは通電により前記可動体の前記鉄系部材に所定方向の磁場を形成するものであることを特徴とする請求項３に記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記固定子は、前記固定子の前記所定方向一方側に前記可動体と対向するように配置される第１磁極と、前記固定子の前記所定方向他方側に前記可動体と対向するように配置される第２磁極と、を有し、
前記可動体は、前記コイルに第１方向の電流を通電したときに前記第１磁極に吸引され、前記コイルに前記第１方向とは逆の第２方向の電流を通電したときに前記第１磁極から離れる方向に付勢される第１可動子と、前記コイルに前記第１方向の電流を通電したときに前記第２磁極に吸引され、前記コイルに前記第２方向の電流を通電したときに前記第２磁極から離れる方向に付勢される第２可動子と、を有す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６】
前記固定子は、前記所定方向に沿う中空空間を形成するものであり、前記第１及び第２磁極は、前記中空空間を形成する前記固定子の壁面に、前記所定方向に並設して配設されており、前記可動体は、前記第１可動子が前記第１磁極に対面し前記第２可動子が前記第２磁極に対面するように前記中空空間内に前記所定方向に沿って並設されてい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】
前記固定子は、前記コイルに前記第２方向の電流が通電されたときに前記第１可動子を吸引する第３磁極と、前記コイルに前記第２方向の電流が通電されたときに前記第２可動子を吸引する第４磁極とを有することを特徴とする請求項５又は６に記載のリニアモータ。
【請求項８】
前記第３磁極と前記第４磁極とは同一の磁極であることを特徴とする請求項７に記載のリニアモータ。
【請求項９】
前記固定子は、前記固定子の中央部に前記可動体と対向するように配置される中央磁極を有し、
前記可動体は、前記コイルに第１方向の電流を通電したときに前記中央磁極からの反発力により前記固定子の所定方向一方側に付勢され、前記コイルに前記第１方向とは逆の第２方向の電流を通電したときに前記中央磁極に吸引される第１可動子と、前記コイルに前記第１方向の電流を通電したときに前記中央磁極からの反発力により前記固定子の所定方向他方側に付勢され、前記コイルに前記第２方向の電流を通電したときに前記中央磁極に吸引される第２可動子と、を有す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１０】
前記固定子は、前記所定方向に沿う中空空間を形成するものであり、前記中央磁極は、前記中空空間を形成する前記固定子の壁面に配設されており、前記可動体は、前記第１可動子の外周面及び前記第２可動子の外周面が、ともに前記中央磁極に対面するように、前記中空空間内に並設されていることを特徴とする請求項９に記載のリニアモータ。
【請求項１１】
前記固定子は、前記可動体を挟んで互いに対向するように配置され、該可動体と対面する面に前記磁極として作用する永久磁石が配置されてなる一対のトゥース部を有し、該一対のトゥース部のそれぞれに前記コイルが巻回されてなり、
前記可動体は、前記一対のトゥース部の間に前記第１可動子と前記第２可動子とが配置されてなることを特徴とする請求項５ないし１０のいずれか１項に記載のリニアモータ。
【請求項１２】
前記固定子は、前記可動体を挟んで互いに対向するように配置され、該可動体と対面する面に前記磁極を作用する永久磁石が配置されてなる第１の一対のトゥース部と、前記可動体を挟んで互いに対向するように配置され、該可動体と対面する面に前記磁極を作用する永久磁石が配置されてなる第２の一対のトゥース部とが、前記所定方向に並設され、これらトゥース部のそれぞれに前記コイルが巻回されてなり、
前記可動体は、前記第１の一対のトゥース部の間に前記第１可動子が配置され、前記第２の一対のトゥース部の間に前記第２可動子が配置されてなることを特徴とする請求項５ないし１０のいずれか１項に記載のリニアモータ。
【請求項１３】
前記固定子は、前記所定方向を軸とする筒状形状を有し、
前記第１磁極及び前記第２磁極は、前記固定子の軸を中心とする周方向にわたって配置されており、
前記可動体は、前記第１可動子及び前記第２可動子のいずれもが、前記第１磁極及び前記第２磁極の両方に対面するように、前記固定子の軸を中心とする周方向に沿って並設されてなり、
前記第１可動子は、前記コイルに前記第１方向の電流が通電されたときに、前記第１磁極側に付勢され、前記第２可動子は、前記コイルに前記第２方向の電流が通電されたときに、前記第２磁極側に付勢されるものであ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１４】
前記コイルは前記固定子の軸周りに巻回されるものであり、前記第１磁極及び前記第２磁極は前記コイルへの通電により逆の極性にそれぞれ磁化されるものであり、前記第１可動子及び前記第２可動子は前記固定子の軸を中心とする径方向において逆の極性を有する永久磁石であり、かつ前記第１可動子の前記固定子に対面する側の極性と前記第２可動子の前記固定子に対面する側の極性とが異なるものであることを特徴とする請求項１３に記載のリニアモータ。
【請求項１５】
前記固定子は、前記所定方向を軸とする筒状形状を有し、該固定子の軸を中心とする周方向に沿って並設される第１磁極と第２磁極とを有しなり、
前記可動体は、前記固定子の軸を中心とする径方向に前記第１磁極と対向するように配置される第１可動子と、前記固定子の軸を中心とする径方向に前記第２磁極と対向するように配置される第２可動子とを有し、前記第１可動子と前記第２可動子とが、前記固定子の軸を中心とする周方向に並設して配置されているものであり、
前記第１可動子は、前記コイルに第１方向の電流を通電したときに、前記第１磁極から反発力を受けて前記固定子の所定方向一方側に移動し、前記コイルに前記第１方向とは逆の第２方向の電流を通電したときに前記第１磁極から吸引力を受けて前記固定子の中央側に移動するものであり、
前記第２可動子は、前記コイルに第１方向の電流を通電したときに、前記第２磁極から反発力を受けて前記固定子の所定方向他方側に移動し、前記コイルに前記第２方向の電流を通電したときに前記第２磁極から吸引力を受けて前記固定子の中央側に移動するものであ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１６】
前記固定子は、前記可動体に対向して突出し、前記固定子の軸を中心とする周方向に並設する第１トゥース部と第２トゥース部とを有し、該第１トゥース部及び第２トゥース部に前記コイルがそれぞれ巻回されて前記第１磁極及び第２磁極がそれぞれ構成されるものであり、
前記第１磁極及び前記第２磁極は、前記コイルに前記第１方向あるいは前記第２方向の電流が通電されたときに、それぞれ逆の極性に磁化されるものであって、
前記可動体は、前記固定子の軸を中心とする径方向において極性が逆になる永久磁石により構成され、前記第１可動子の前記第１磁極に面する側の極性と前記第２可動子の前記第２磁極に面する側の極性とが異なることを特徴とする請求項１５に記載のリニアモータ。
【請求項１７】
シリンダと、
該シリンダー内で、該シリンダの軸方向に往復動可能に配置される２つのピストンと、
前記ピストンに連結し該ピストンを往復動させるリニアモータと、を有し、
該リニアモータは、請求項１ないし１６のいずれか１項に記載のリニアモータが、該リニアモータの前記所定方向と前記シリンダの軸方向とが一致するように配置されるものであり、
前記ピストンは、前記リニアモータの前記第１可動子に接続される第１ピストンと、前記リニアモータの前記第２可動子に接続される第２ピストンとを有することを特徴とするリニア圧縮機。
【請求項１８】
作動ガスの圧力振動を生成する圧力振動源と、作動ガスの膨張・収縮により低温を発生する低温発生部と、前記圧力振動源により生成される作動ガスの圧力振動と該作動ガスの変位振動との位相を調整する位相調整機構と、を有し、
前記圧力振動源は、請求項１７に記載のリニア圧縮機を有することを特徴とする蓄冷型冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータ及びリニア圧縮機並びに蓄冷型冷凍機に関するものであり、特に振動を低減することができるリニアモータ及びリニア圧縮機並びに蓄冷型冷凍機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、リニアモータは、冷凍機の圧縮機（圧力振動源）、燃料ポンプ、オイルポンプ等に使用されている。このようなリニアモータの構造としては、例えば下記特許文献１に開示されているもののように、コイルを設けた固定子と、中心軸線に沿って往復動可能に設けられた可動子とを有するものが一般的である。しかしながら、移動方向が中心軸線に沿う一方向であるため、可動子の移動に伴い振動が発生しやすいという問題があった。この振動を低減するために、例えば、下記特許文献２に開示されているようにバランサを設けたり、２つのリニアモータをそれぞれの可動子が対向するように配置し、それぞれの可動子を互いに反対向きに移動させるようにしたりする技術がある。
【特許文献１】特開２００４−０５６９７２号公報
【特許文献２】特開２００３−２７８６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のようにバランサを取り付ける技術においては、バランサとしてバネと所定質量の部材とを使用しているに過ぎず、リニアモータの振動を十分に低減するためには、バネのバネ定数や部材の質量等の精密なチューニングが必要であるため、リニアモータの振動を十分に低減するのは困難である。また、２つのリニアモータをそれぞれの可動子が対向するように配置させて、それぞれの可動子を互いに反対向きに移動させる技術においては、モータの振動は確かに減少するものの、リニアモータを２つ設けるためにコストアップは避けられないという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記現状を鑑みてなされたものであり、振動を十分に低減することができるとともに、コストも低減することができるリニアモータ及びそれを用いたリニア圧縮機、及び蓄冷型冷凍機を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１のリニアモータは、固定子と、該固定子に対して所定方向に往復動可能に設けられた可動体と、前記固定子あるいは前記可動体のいずれかに配置され、通電により前記固定子と前記可動体との少なくとも一方に磁場を発生させるコイルと、前記固定子あるいは前記可動体のいずれかに配置され、前記コイルにより前記固定子あるいは前記可動体に生じる磁場と作用することで、前記固定子と前記可動体との間に該可動体を前記所定方向に付勢する磁力を発生させる永久磁石と、を有するリニアモータにおいて、前記可動体は、前記コイルに通電した際に、前記所定方向において互いに逆側に移動するように前記磁力により付勢される少なくとも２つの可動子を有することを特徴とする。
【０００６】
さらに、請求項２に記載のリニアモータは、請求項１に記載のリニアモータにおいて、前記固定子は前記可動体と対面するように配置される永久磁石を有し、前記可動体は少なくとも一部に鉄系部材を有し、前記コイルは通電により前記可動体の前記鉄系部材に所定方向の磁場を形成するものであることを特徴とする。
【０００７】
さらに、請求項３に記載のリニアモータは、請求項１に記載のリニアモータにおいて、前記固定子は前記可動体と対面するように配置されるヨークを有し、前記コイルは通電により前記ヨークに所定方向の磁場を形成するものであり、前記可動体は前記ヨークに形成される磁場と作用する永久磁石を有することを特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項４に記載のリニアモータは、請求項３に記載のリニアモータにおいて、前記可動体は少なくとも一部に鉄系部材を有し、前記コイルは通電により前記可動体の前記鉄系部材に所定方向の磁場を形成するものであることを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項５のリニアモータ（以下、第１実施形態とする）は、請求項１に記載のリニアモータにおいて、前記固定子は、前記固定子の前記所定方向一方側に前記可動体と対向するように配置される第１磁極と、前記固定子の前記所定方向他方側に前記可動体と対向するように配置される第２磁極と、を有し、前記可動体は、前記コイルに第１方向の電流を通電したときに前記第１磁極に吸引され、前記コイルに前記第１方向とは逆の第２方向の電流を通電したときに前記第１磁極から離れる方向に付勢される第１可動子と、前記コイルに前記第１方向の電流を通電したときに前記第２磁極に吸引され、前記コイルに前記第２方向の電流を通電したときに前記第２磁極から離れる方向に付勢される第２可動子と、を有する。
【００１０】
さらに、請求項６のリニアモータは、請求項５に記載のリニアモータにおいて、前記固定子は、前記所定方向に沿う中空空間を形成するものであり、前記第１及び第２磁極は、前記中空空間を形成する前記固定子の壁面に、前記所定方向に並設して配設されており、前記可動体は、前記第１可動子が前記第１磁極に対面し前記第２可動子が前記第２磁極に対面するように前記中空空間内に前記所定方向に沿って並設されているものである。
【００１１】
請求項７のリニアモータは請求項５又は６に記載のリニアモータにおいて、本発明の第１形態においては、前記固定子は、前記コイルに前記第２方向の電流が通電されたときに前記第１可動子を吸引する第３磁極と、前記コイルに前記第２方向の電流が通電されたときに前記第２可動子を吸引する第４磁極とを有するものである。
【００１２】
請求項８のリニアモータは請求項７に記載のリニアモータにおいて、前記第３磁極と前記第４磁極とは同一の磁極である。この場合、前記第３磁極及び第４磁極は、前記所定方向において、前記第１磁極と前記第２磁極との間に配置されているのがよい。さらに、前記磁極は、前記固定子の前記可動体に対面する位置に配設される永久磁石により構成されているのがよい。
【００１３】
請求項９のリニアモータ（以下、第１実施形態変形例１とする）は、請求項１に記載のリニアモータにおいて、前記固定子は、前記固定子の中央部に前記可動体と対向するように配置される中央磁極を有し、前記可動体は、前記コイルに第１方向の電流を通電したときに前記中央磁極からの反発力により前記固定子の所定方向一方側に付勢され、前記コイルに前記第１方向とは逆の第２方向の電流を通電したときに前記中央磁極に吸引される第１可動子と、前記コイルに前記第１方向の電流を通電したときに前記中央磁極からの反発力により前記固定子の所定方向他方側に付勢され、前記コイルに前記第２方向の電流を通電したときに前記中央磁極に吸引される第２可動子と、を有するものである。
【００１４】
請求項１０のリニアモータは、請求項９のリニアモータにおいて、前記固定子は、前記所定方向に沿う中空空間を形成するものであり、前記中央磁極は、前記中空空間を形成する前記固定子の壁面に配設されており、前記可動体は、前記第１可動子の外周面及び前記第２可動子の外周面が、ともに前記中央磁極に対面するように、前記中空空間内に並設されているものである。
【００１５】
請求項１１のリニアモータは、請求項５ないし１０のリニアモータにおいて、前記固定子は、前記可動体を挟んで互いに対向するように配置され、該可動体と対面する面に前記磁極として作用する永久磁石が配置されてなる一対のトゥース部を有し、該一対のトゥース部のそれぞれに前記コイルが巻回されてなり、前記可動体は、前記一対のトゥース部の間に前記第１可動子と前記第２可動子とが配置されてなるものである。
【００１６】
請求項１２のリニアモータ（以下、第１実施形態変形例２とする）は、請求項５ないし１０のいずれか１つのリニアモータにおいて、前記固定子は、前記可動体を挟んで互いに対向するように配置され、該可動体と対面する面に前記磁極を作用する永久磁石が配置されてなる第１の一対のトゥース部と、前記可動体を挟んで互いに対向するように配置され、該可動体と対面する面に前記磁極を作用する永久磁石が配置されてなる第２の一対のトゥース部とが、前記所定方向に並設され、これらトゥース部のそれぞれに前記コイルが巻回されてなり、前記可動体は、前記第１の一対のトゥース部の間に前記第１可動子が配置され、前記第２の一対のトゥース部の間に前記第２可動子が配置されてなるものである。
【００１７】
請求項１３のリニアモータ（以下、第２実施形態とする）は、請求項５のリニアモータにおいて、前記固定子は、前記所定方向を軸とする筒状形状を有し、前記第１磁極及び前記第２磁極は、前記固定子の軸を中心とする周方向にわたって配置されており、前記可動体は、前記第１可動子及び前記第２可動子のいずれもが、前記第１磁極及び前記第２磁極の両方に対面するように、前記固定子の軸を中心とする周方向に沿って並設されてなり、前記第１可動子は、前記コイルに前記第１方向の電流が通電されたときに、前記第１磁極側に付勢され、前記第２可動子は、前記コイルに前記第２方向の電流が通電されたときに、前記第２磁極側に付勢されるものである。
【００１８】
請求項１４のリニアモータは、請求項１３のリニアモータにおいて、前記コイルは前記固定子の軸周りに巻回されるものであり、前記第１磁極及び前記第２磁極は前記コイルへの通電により逆の極性にそれぞれ磁化されるものであり、前記第１可動子及び前記第２可動子は前記固定子の軸を中心とする径方向において逆の極性を有する永久磁石であり、かつ前記第１可動子の前記固定子に対面する側の極性と前記第２可動子の前記固定子に対面する側の極性とが異なるものである。
【００１９】
請求項１５のリニアモータ（以下、第３実施形態とする）は、請求項１のリニアモータにおいて、前記固定子は、前記所定方向を軸とする筒状形状を有し、該固定子の軸を中心とする周方向に沿って並設される第１磁極と第２磁極とを有しなり、前記可動体は、前記固定子の軸を中心とする径方向に前記第１磁極と対向するように配置される第１可動子と、前記固定子の軸を中心とする径方向に前記第２磁極と対向するように配置される第２可動子とを有し、前記第１可動子と前記第２可動子とが、前記固定子の軸を中心とする周方向に並設して配置されているものであり、前記第１可動子は、前記コイルに第１方向の電流を通電したときに、前記第１磁極から反発力を受けて前記固定子の所定方向一方側に移動し、前記コイルに前記第１方向とは逆の第２方向の電流を通電したときに前記第１磁極から吸引力を受けて前記固定子の中央側に移動するものであり、前記第２可動子は、前記コイルに第１方向の電流を通電したときに、前記第２磁極から反発力を受けて前記固定子の所定方向他方側に移動し、前記コイルに前記第２方向の電流を通電したときに前記第２磁極から吸引力を受けて前記固定子の中央側に移動するものである。
【００２０】
請求項１６のリニアモータは、請求項１５のリニアモータにおいて、前記固定子は、前記可動体に対向して突出し、前記固定子の軸を中心とする周方向に並設する第１トゥース部と第２トゥース部とを有し、該第１トゥース部及び第２トゥース部に前記コイルがそれぞれ巻回されて前記第１磁極及び第２磁極がそれぞれ構成されるものであり、前記第１磁極及び前記第２磁極は、前記コイルに前記第１方向あるいは前記第２方向の電流が通電されたときに、それぞれ逆の極性に磁化されるものであって、前記可動体は、前記固定子の軸を中心とする径方向において極性が逆になる永久磁石により構成され、前記第１可動子の前記第１磁極に面する側の極性と前記第２可動子の前記第２磁極に面する側の極性とが異なるものである。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、請求項１７に記載した本発明のリニア圧縮機は、シリンダーと、該シリンダー内で、該シリンダーの軸方向に往復動可能に配置される２つのピストンと、前記ピストンに連結し該ピストンを往復動させるリニアモータと、を有し、該リニアモータとして請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のリニアモータを使用し、前記ピストンは、前記リニアモータの前記第１可動子に接続される第１ピストンと、前記リニアモータの前記第２可動子に接続される第２ピストンとを有することを特徴とする。
【００２２】
また、上記課題を解決するために、請求項１８に記載した本発明の蓄冷型冷凍機は、作動ガスの圧力振動を生成する圧力振動源と、作動ガスの膨張・収縮により低温を発生する低温発生部と、前記圧力振動源により生成される作動ガスの圧力振動と該作動ガスの変位振動との位相を調整する位相調整機構と、を有し、前記圧力振動源は、請求項１７に記載のリニア圧縮機を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
上記のような、本発明のリニアモータは、固定子に対して所定方向に移動可能に設けられた可動体が、コイルへの通電により生じる磁力により、該所定方向において互いに逆側に移動する少なくとも２つの可動子を有するものである。そのため、該可動体の移動に伴う振動は、互いに逆側に向かって移動する２つにより相殺される。そのため、バランサをリニアモータに設けたり、２つのリニアモータを該リニアモータの可動体が互いに対向するように配置する等の手段を採用しなくても、リニアモータの振動を低減することができる。また、このような本発明に係る手段によれば、２つのリニアモータやバランサが必要でないため、部品数を削減することができコストダウンが可能である。
【００２４】
また、本発明のリニア圧縮機は、ピストンを駆動するリニアモータとして上記本発明のリニアモータを使用しており、かつ、２つの可動子にそれぞれ接続される第１ピストンと第２ピストンとを有する。そのため、リニアモータの駆動により、第１ピストンと第２ピストンとが、シリンダの軸方向において、それぞれ逆方向に移動する状態を実現することができる。したがって、ピストンの移動に伴う振動は、第１ピストン及び第２ピストンの対称的な移動により相殺されるため、リニア圧縮機全体の振動を抑制することができる。また、本発明のリニア圧縮機においては、第１ピストンと第２ピストンとを同一のリニアモータで駆動することができるため、引用文献２の技術のように第１ピストンと第２ピストンとを移動させるためのリニアモータをそれぞれ独立して用意する必要がない。そのため、リニア圧縮機の部品数の低減ひいてはコストの低減に寄与することができる。
【００２５】
この場合、固定子に永久磁石を配置して、可動体として少なくとも一部に鉄系部材を有するものを採用することで、コイルに電流を通電させたときに、可動体の鉄系部材中に生じる磁場と永久磁石との作用により可動体を移動させることができる。また、固定子に可動体と対面するようにヨークを配置し、可動体のヨークと対面する位置に永久磁石を配置することで、コイルに電流を通電させたときに、固定子のヨーク中に生じる磁場と可動体の永久磁石との作用により可動体を移動させることができる。さらに、可動体に永久磁石を配置する場合に、可動体の少なくとも一部に永久磁石に加えて鉄系部材を配置することで、コイルに電流を通電したときに、該可動体の鉄系部材に磁場を生じさせることで、これら固定子の鉄系部材中と可動体の鉄系部材中に生じる磁場と永久磁石との作用により可動体を移動させることができる。これにより、より一層強力な駆動力を得ることができる。
【００２６】
さらに、上記した本発明のリニアモータにおける第１実施形態においては、固定子の所定方向一方側に第１磁極を配置し、所定方向他方側に第２磁極を配置しており、可動体として、第１磁極に対面する第１可動子と、第２磁極に対面する第２可動子とを備えたものを採用し、前記コイルに第１方向の電流を通電したときに、第１可動子及び第２可動子が第１磁極及び第２磁極にそれぞれ吸引されるようにし、コイルに第２方向の電流を通電したときに、第１可動子及び第２可動子が第１磁極及び第２磁極からそれぞれ離間するように構成されている。このような構成によれば、コイルに流れる電流の方向を変化させることで、可動体の移動方向が反転することになり、さらに、第１方向及び第２方向のいずれの方向の電流がコイルに通電されている場合でも、第１可動子と第２可動子との移動方向を所定方向において常時逆側にすることができる。また、従来のリニアモータの構成と同様に、可動体を磁極に吸引させたり磁極から離間させたりする構成であり、比較的容易に２つの可動子が互いに逆向きに移動する形態を実現することができる。
【００２７】
また、上記本発明のリニアモータの第１実施形態においては、中空空間を形成する固定子の該中空空間を形成する壁部に、所定方向に沿って第１磁極と第２磁極とを並設して配置し、これら第１磁極と第２磁極とにそれぞれの外周面が対面するように第１可動子と第２可動子とを中空空間に並設して設けることで、第１可動子と第２可動子とを一つの中空空間に配置することができる。そのため、リニアモータの振動を低減しつつリニアモータの小型化に寄与することができる。また、一つの中空空間に互いに逆方向に移動する２つの可動子を配置することで、２つの可動子の移動の対照性が向上し、リニアモータの振動低減により一層の効果がある。
【００２８】
また、上記本発明のリニアモータの第１実施形態においては、コイルに第２方向の電流が通電されたときに第１可動子及び第２可動子をそれぞれ吸引する第３磁極及び第４磁極をさらに備えることで、コイルに第１方向及び第２方向の電流のいずれの電流を通電する場合でも、第１可動子及び第２可動子を磁極に吸引させることができるため、可動体の往復移動に必要な推力を増すことができ、リニアモータの性能向上にも寄与する。この場合、第３磁極と第４磁極とは同一の磁極とすることで、リニアモータの振動を低減しつつ、リニアモータのコンパクト化を実現することができる。この場合、第３磁極及び第４磁極として構成される磁極は、所定方向において第１磁極と第２磁極との間に配置することが望ましい。
【００２９】
また、本発明の第１実施形態変形例１においては、固定子の所定方向中央に中央磁極を配置し、この中央磁極の両端側にそれぞれ第１可動子と第２可動子とを配置し、コイルに第１電流が通電されているときには、それぞれの可動子を中央磁極からの反発力により該中央磁極から離間させ、コイルに第２電流が通電されているときには、それぞれの可動子を中央磁極に吸引するようにしている。このような構成によれば、固定子に形成される磁極として中央磁極のみが配置されていれば、リニアモータとして十分な機能を奏し、構成が簡便でかつコストも低減することができる。
【００３０】
また、本発明の第１実施形態及び第１実施形態変形例１においては、可動体を挟んで互いに対向するように配置される一対のトゥース部を固定子に形成し、このトゥース部にコイルを巻回するとともに、可動体と対面する面の所定方向一方側と所定方向他方側、あるいは所定方向中央側に永久磁石を配置して磁極を構成することができる。また、これら一対のトゥース部の間に第１可動子と第２可動子とを配置することができる。これによれば、少数のトゥース部でそれぞれの可動子を逆方向に移動させることができ、より簡便な構成で本発明の機能を実現することができる。
【００３１】
また、本発明の第１実施形態変形例２においては、固定子として、第１の一対のトゥース部と第２の一対のトゥース部とを所定方向に並設させ、これらの複数のトゥース部にそれぞれコイルを巻回するとともに、第１の一対のトゥース部の間には第１可動子を配置し、第２の一対のトゥース部の間には第２可動子を配置しているので、それぞれの一対のトゥース部でそれぞれの可動子を移動させることができる。これによれば、個々の可動子を移動させるための推力を向上させることができ、リニアモータの性能向上に寄与する。
【００３２】
上記本発明の第２実施形態においては、第１磁極及び第２磁極が、固定子の軸方向に沿って並設され、かつ固定子の軸を中心とする周方向にわたってそれぞれ配置されている。また、この固定子の周方向に沿って第１可動子と第２可動子とが並設しており、かつ、コイルへの通電により第１可動子と第２可動子とがそれぞれ逆方向に移動することになる。このように、第１可動子と第２可動子とが、固定子の軸を中心とする周方向に並設されているので、固定子の軸方向長さを削減しつつ、第１可動子と第２可動子とを固定子の軸方向において互いに逆方向に往復移動させることができる。つまり、よりコンパクトな構成でリニアモータに生じる振動を低減することができる。
【００３３】
上記本発明の第３実施形態においては、第１磁極と第２磁極とが固定子の軸を中心とする周方向に沿って並設されている。また、第１可動子と第２可動子とも、これら第１磁極と第２磁極とにそれぞれ対面するように、固定子の周方向に沿って並設されている。かつ、コイルへの通電により第１可動子と第２可動子とが、固定子の軸方向において互いに逆方向に移動するようになっている。このような構成によれば、それぞれの磁極とそれぞれの可動子とが、いずれも固定子の周方向に沿ってそれぞれ並設されている構成であるため、固定子の軸方向長さをより一層削減しつつ、第１可動子と第２可動子とを固定子の軸方向において互いに逆方向に往復移動させることができる。つまり、より一層コンパクトな構成でリニアモータに生じる振動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（リニアモータ）
以下、本発明のリニアモータの実施の形態を添付の図面を参照しつつ説明する。
【００３５】
（第１実施形態）  図１は、本発明の第１実施形態にかかるリニアモータ１００Ａの概要を説明するものである。図１（ａ）は、リニアモータ１００Ａの断面図であり、特に図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。図１に示すように、リニアモータ１００Ａは、固定子１１０と、該固定子１１０により形成される中空空間１２０に、該固定子に対して所定方向に往復動可能に配置され、磁性部材によりなる可動体１３０と、固定子１１０に配置され、通電により固定子１１０及び可動体１３０とに磁場を発生させるコイル１２１、１２２と、固定子１１０の中空空間１２０を形成する壁部１１０ａに配置され、コイル１２１により発生する磁場と作用する永久磁石１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃと、を有する。
【００３６】
ここで、可動体１３０は、該可動体１３０の軸Ｏと、固定子１１０の軸Ｏとが同一となるように配置されており、該軸Ｏの方向（以下軸方向とする）を所定方向として往復動可能とされている。また、可動体１３０は、軸方向に並設された２つの可動子１３１（第１可動子）、１３２（第２可動子）により構成されており、コイル１２１、１２２に電流が通電されると、可動子１３１と可動子１３２とが軸方向において互いに逆向きに移動するものである。本実施形態においては、可動子１３１、１３２は、同一形状、同一質量のものを採用している。
【００３７】
固定子１１０は、リニアモータ１００Ａのハウジングを構成するヨーク１１１を有し、該ヨーク１１１には、中空空間１２０に向かって突出するように２つのトゥース部１１１ａ、１１１ｂが形成されている。これらトゥース部１１１ａ、１１１ｂは、可動体１３０を挟んで互いに対向するように配置されており、これらトゥース部１１１ａ、１１１ｂにより一対のトゥース部が形成されている。ヨーク１１１のトゥース部１１１ａにコイル１２１が巻回され、トゥース部１１１ｂにコイル１２２が巻回されている。さらに、トゥース部１１１ａ、１１１ｂの内周面により中空空間１２０を形成する壁部１１０ａがそれぞれ形成されており、これらトゥース部１１１ａ、１１１ｂの内周面に、第１磁極としての永久磁石１４１ａ、１４２ａと、第３磁極、第４磁極あるいは中央磁極としての１４１ｂ、１４２ｂと、第２磁極としての１４１ｃ、１４２ｃとがそれぞれ配置されている。本実施形態においては、これらヨーク１１１、コイル１２１、１２２、永久磁石１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃにより固定子１１０が構成されている。ヨーク１１１を構成する材料としては、常磁性体を採用することができ、特に強磁性体や軟磁性体を採用することができる。これらのうちでも、磁場の変化に対する応答性が高いことから軟磁性体を採用するのが望ましい。常磁性体としては例えば鉄系材料を例示することができる。
【００３８】
さらに固定子１１０に関して詳細を説明する。図１（ａ）に示すように、トゥース部１１１ａの内周面１１０ａには永久磁石１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃが軸方向に並設されており、トゥース部１１１ｂの内周面１１０ｂには永久磁石１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃが軸方向に並設されている。また、永久磁石１４１ａと１４２ａ、永久磁石１４１ｂと１４２ｂ、永久磁石１４１ｃと１４２ｃは、可動体１３０を挟んで互いに対向する位置にそれぞれ配置されている。また、永久磁石１４１ａ、１４２ａは固定子１１０の軸方向一方側（図１（ａ）においては左側）に配置されており、永久磁石１４１ｃ、１４２ｃは固定子１１０の軸方向他方側（図１（ａ）においては右側）に配置されている。永久磁石１４１ｂ、１４２ｂは、固定子１１０の軸方向中央に配置されており、永久磁石１４１ａ、１４２ａと永久磁石１４１ｃ、１４２ｃとにそれぞれ挟まれている。また、これら永久磁石は、可動体１３０及び固定子１１０の軸Ｏを中心とする径方向において、極性が異なるものであり、言い換えれば、トゥース部側と可動体側とで極性が異なるものである。また、軸方向において隣合う永久磁石は、極性の状態が互いになるように配置されており、可動体１３０を挟んで互いに対向する永久磁石は、対向する面の極性が互いに異なるように配置されている。具体的には、永久磁石１４１ａ、１４１ｃ、１４２ｂにおいては、トゥース部１１１ａあるいは１１１ｂ側の極性がＮ極とされ可動体１３０側の極性がＳ極とされており、永久磁石１４１ｂ、１４２ａ、１４２ｃにおいては、トゥース部１１１ａあるいは１１１ｂ側の極性がＳ極とされ可動体１３０側の極性がＮ極とされている。なお、本発明はこれに限られるものではなく、図１に示す実施形態とは逆になるように永久磁石の極性を設定することも可能である。
【００３９】
次に、可動体１３０について説明する。可動体１３０においては、軸方向に並設する２つの可動子のうち、可動子１３１は、その外周面１３１ａが永久磁石１４１ａ、１４２ａと永久磁石１４１ｂ、１４２ｂとにそれぞれ対面するように配置されており、可動子１３２は、その外周面１３２ａが永久磁石１４１ｃ、１４２ｃと永久磁石１４１ｂ、１４２ｂとにそれぞれ対面するように配置されている。言い換えれば、可動子１３１は中空空間１２０内に軸方向の一方側（図１（ａ）の右側）に配置されており、可動子１３２は中空空間１２０内に軸方向の他方側（図１（ａ）の左側）に配置されている。可動子１３１、１３２は、中空部を有する円筒状部材として構成されている。また、コイルに電流が通電されない状態においては、可動子１３１、１３２は、その軸方向の一端が永久磁石１４１ａ、１４２ａに挟まれる空間あるいは永久磁石１４１ｃ、１４２ｃに挟まれる空間にそれぞれ位置し、他端が永久磁石１４１ｂ、１４２ｂに挟まれる空間にそれぞれ位置するように配置されている。言い換えれば、軸方向に並設する永久磁石の境界を可動子１３１、１３２が軸方向にまたがるように配置されている。可動子１３１、１３２を構成する材料としては、常磁性体を採用することができ、特に強磁性体や軟磁性体を採用することができる。これらのうちでも、磁場の変化に対する応答性が高いことから軟磁性体を採用するのが望ましい。常磁性体としては例えば鉄系材料を例示することができる。
【００４０】
次に、上記のようなリニアモータ１００Ａの作動について説明する。まず、コイル１２１、１２２に図１に示すような第１方向の電流を通電する。この場合、図１に示す本実施形態においては、コイル１２１、１２２とで同一方向の電流が通電されるようになっている。なお、同一方向の電流が通電されるとは、図１のＡ−Ａ線（Ｂ−Ｂ線）を中心として周方向同一向きに電流が通電されることをいうものとする。本実施形態においては、第１方向の電流とは、コイル１２１、１２２のうち図１（ａ）の右側の部分に紙面手前から紙面奥に通電される電流である。このように第１方向の電流がコイル１２１、１２２に通電されると、該コイル１２１、１２２により、図１に示すように、図１の下方から上方に向けて磁場が発生する。この磁場は固定子１１０の中空空間１２０に配置されている可動体１３０に作用し、可動子１３１、１３２が図１（ａ）に示されるように磁化される。具体的には、可動子１３１、１３２の上面がＮとなり、可動子１３１、１３２の下面がＳとなる。これにより、可動子１３１は永久磁石１４１ａ、１４２ａからは吸引力を受け、永久磁石１４１ｂ、１４２ｂからは反発力を受けることになる。したがって、第１可動子としての可動子１３１は、軸方向において永久磁石１４１ａ、１４２ａ側に移動することになる。一方、可動子１３２は永久磁石１４１ｃ、１４２ｃからは吸引力を受け、永久磁石１４１ｂ、１４２ｂからは反発力を受ける。したがって、第２可動子としての可動子１３２は、軸方向において永久磁石１４１ｃ、１４２ｃ側に移動することになる。このように、コイル１３１、１３２に第１方向の電流を通電すると、可動子１３１、１３２は軸方向において互いに反対向きに移動し、具体的には互いに離間するように移動することになる。
【００４１】
続いて、コイル１３１、１３２に第１方向とは反対の第２方向の電流を通電する。第２方向の電流がコイル１２１、１２２に通電されると、該コイル１２１、１２２により、図１に示す方向とは逆方向の（つまり、図１の上方から下方に向かう方向の）磁場が発生する。これにより、可動子１３１、１３２が図１（ａ）に示されるのとは逆の極性に磁化される。具体的には、可動子１３１、１３２の上面がＳとなり、可動子１３１、１３２の下面がＮとなる。これにより、可動子１３１は永久磁石１４１ａ、１４２ａからは反発力を受け、永久磁石１４１ｂ、１４２ｂからは吸引力を受けることになる。また、可動子１３２は永久磁石１４１ｃ、１４２ｃからは反発力を受け、永久磁石１４１ｂ、１４２ｂからは吸引力を受ける。したがって、第１可動子としての可動子１３１と、第２可動子としての可動子１３２とは、ともに軸方向において永久磁石１４１ｂ、１４２ｂ側（つまり固定子１１０の軸方向中央側）に移動することになる。このように、コイル１３１、１３２に第２方向の電流を通電すると、可動子１３１、１３２は軸方向において互いに反対向きに移動し、具体的には互いに接近するように移動することになる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態のリニアモータ１００Ａにおいては、コイル１２１、１２２に交流電流を通電することにより、可動子１３１、１３２が軸方向において互いに逆向きにそれぞれ往復移動することになる。したがって、可動子１３１、１３２の移動に伴う振動は、それぞれの可動子１３１、１３２の移動により相殺されることになり、ひいては、リニアモータ１１０に発生する振動を低減することができる。また、可動子１３１、１３２は、互いに略同一形状、略同一質量に設定されているため、可動子１３１、１３２を図１（ａ）のＡ−Ａ線に対して対照的に移動させることで、リニアモータ１００Ａの振動をより一層低減することができる。また、リニアモータとしては一つのリニアモータ１００Ａとして構成されているので、２つのリニアモータにより振動を低減させる技術に比べて部品数を削減でき、ひいてはコストを低減することができる。
【００４３】
（第１実施形態変形例１）  上記本発明のリニアモータの第１実施形態においては、図２に示すような第１実施形態変形例１を採用することもできる。図２において、図１と同様の構成及び機能を有するものは同一の符号を付与するとともに、その説明を省略する。図２に示す第１実施形態変形例１にかかるリニアモータ１００Ｂおいては、図１のリニアモータ１００Ａに対して、固定子１１０の軸方向一方側と軸方向他方側に永久磁石１４１ａ、１４２ａ、１４１ｃ、１４２ｃが配置されておらず、固定子１１０に配置されている永久磁石は、固定子１１０の軸方向中央に配置されている永久磁石１４１ａ、１４１ｂのみである点が異なる。より詳細に説明すると、中央磁極として構成される永久磁石１４１ｂ、１４２ｂの軸方向一方側（図２において左側）に第１可動子としての可動子１３１が配置されており、永久磁石１４１ｂ、１４２ｂの軸方向他方側（図２において右側）に第２可動子としての可動子１３２が配置されている。
【００４４】
次に、図２に示すリニアモータ１００Ｂの作動について説明する。まず、コイル１２１、１２２に、図１の場合と同様の第１方向の電流が通電されると、図２に示すような方向の磁場が発生する。これにより、可動子１３１、１３２は図２に示す極性に磁化される。そのため、可動子１３１は、永久磁石１４１ｂ、１４２ｂから反発力を受けるため固定子１１０の軸方向一方側に移動する。また、可動子１３２も同様に永久磁石１４１ｂ、１４２ｂから反発力を受けるため、固定子１１０の軸方向他方側に移動する。一方、コイル１２１、１２２に第２方向の電流が通電されると、図２に示すのとは逆の方向に磁場が発生する。これにより、可動子１３１、１３２は、図２に示す極性とは逆の極性に磁化される。そのため、可動子１３１、１３２は永久磁石１４１ｃ、１４２ｃから吸引され、固定子１１０の軸方向中央側に移動する。このように、コイル１２１、１２２に第１及び第２方向の電流を交互に通電させると、図１のリニアモータ１００Ａと同様に、可動子１３１、１３２は軸方向において互いに逆向きに移動し、接近・離間を繰り返す。したがって、図１の場合と同様にリニアモータ１００Ｂの振動を低減することができる。また、図１のリニアモータ１００Ａと比較して、使用する永久磁石の数を低減することができるので、コストをより一層低減することができる。
【００４５】
（第１実施形態変形例２）  さらに、本発明のリニアモータの第１実施形態は、図３に示すような第１実施形態変形例２のように変更することも可能である。図３は、本発明の第１実施形態変形例２に係るリニアモータ２００を示すものである。図３（ａ）はリニアモータ２００の断面図であり、特に図３（ｂ）のＥ−Ｅ断面図である。図３（ｂ）は、図１（ａ）のＣ矢視図である。図１と同様の構成及び機能を有するものは同一の符号を付与するとともに、その説明を省略する。図３に示すリニアモータ２００は、図１のリニアモータ１００Ａに対して固定子２１０の構成が異なる。具体的には、固定子２１０を構成するヨーク２１１には、可動体１３０を挟んで互いに対向するように配置される第１の一対のトゥース部２１１ａ、２１２ａと、可動体１３０を挟んで互いに対向するように配置される第２の一対のトゥース部２１１ｂ、２１２ｂが形成されている。これら第１の一対のトゥース部２１１ａ、２１２ａと第２の一対のトゥース部２１１ｂ、２１２ｂとは、固定子２１０の軸方向に並設されている。トゥース部２１１ａの可動体１３０と対面する面には、永久磁石２４１ａ、２４１ｂが配置されており、トゥース部２１２ａには、永久磁石２４２ａ、２４２ｂが配置されている。さらに、トゥース部２１１ｂの可動体１３０と対面する面には、永久磁石２４１ｃ、２４１ｄが配置されており、トゥース部２１２ｂには、永久磁石２４２ｃ、２４２ｄが配置されている。これらのトゥース部２１１ａ、２１２ａ、２１１ｂ、２１２ｂには、それぞれコイル２２１、２２３、２２２、２２４が巻回されている。
【００４６】
トゥース部２１１ａ、２１２ａに並設される永久磁石２４１ａ、２４１ｂ、２４２ａ、２４２ｂは、それぞれ隣接する永久磁石の極性が逆となるように設定されており、かつ可動体１３０を挟んで対向する永久磁石の極性が逆となるように設定されている。また、トゥース部２１１ｂ、２１２ｂに配置される永久磁石２４１ｃ、２４１ｄ、２４２ｃ、２４２ｄの極性においても同様の関係を有する。
【００４７】
次に、図３に示すリニアモータ２００の作動について説明する。まず、コイル２２１、２２３、２２２、２２４に第１方向の電流を通電させる。本実施形態において第１方向の電流とは、図３に示すような電流の方向である。つまり、可動子１３１、１３２を挟んで互いに対向するコイル２２１、２２３、あるいはコイル２２２、２２４においては、同一方向の電流を通電させ、固定子の軸方向に沿って配置されるコイル２２１、２２２、あるいはコイル２２３、２２４においては、逆方向の電流を通電させている。このような第１方向の電流をコイル２２１、２２３、２２２、２２４に通電させると、第１の一対のトゥース部２１１ａ、２１２ａには図３（ａ）に示すように下方から上方に向かう磁場が生じ、第２の一対のトゥース部２１１ｂ、２１２ｂには図３（ａ）に示すように上方から下方に向かう磁場が生じる。これにより、可動子１３１、１３２が図３（ａ）に示されるように磁化される。したがって、第１可動子１３１は、永久磁石２４１ａ、２４２ａから吸引力を受けるとともに、永久磁石２４１ｂ、２４２ｂからは反発力を受ける。また、第２可動子は、永久磁石２４１ｃ、２４２ｃからは反発力を受けるとともに、永久磁石２４１ｄ、２４２ｄからは吸引力を受ける。このため、第１可動子１３１及び第２可動子は固定子の軸方向において互いに逆方向、具体的には離間する方向に移動することになる。
【００４８】
一方、コイル２２１、２２３、２２２、２２４に第２方向の電流を通電すると、図３に示すのとは逆の方向に磁場が生じ、その結果、磁化された可動子１３１、１３２の極性も反転する。したがって、第１可動子１３１及び第２可動子１３２は上記とは逆方向、具体的には互いに接近する方向に移動することになる。
【００４９】
これにより、リニアモータ２００に生じる振動を低減することができる。また、本実施形態においては、多数のコイル２２１、２２２、２２３、２２４により２つの可動子を移動させているので、可動子の推力を向上させることができる。
【００５０】
（第１実施形態変形例３）  さらに本発明のリニアモータの第１実施形態は、図４に示すような第１実施形態変形例３のように変更することも可能である。図４は、第１実施形態変形例３に係るリニアモータ４００を説明するものである。図４に示すリニアモータ４００は、該リニアモータ４００のハウジングを構成するとともに、円筒状に形成されるヨーク４１１と、該ヨーク４１１の軸Ｏを中心とする周方向に巻回されるコイル４２１と、該ヨーク４１１の内周面側に配置され軸Ｏを軸を同じくする円筒状のバックヨーク４３１と、該ヨーク４１１の内周面側かつ該バックヨーク４３１の外周面側に配置される可動体としての可動子４４１、４４２とを有している。本実施形態においては、ヨーク４１１と、コイル４２１と、バックヨーク４３１とにより固定子４１０が構成されている。
【００５１】
固定子４１０のヨーク４１１は、軸Ｏ方向両端側が縮径されて、周方向にフランジ部４４１ａ、４４１ｂが形成されており、軸Ｏ方向中央側は拡径されて凹部４１１ｃが形成されている。この凹部４１１ｃに巻回されたコイル４２１が配置されている。コイル４２１に電流が通電されるとヨーク４１１のフランジ部４４１ａ、４４１ｂに磁場が発生し、フランジ部４４１ａ、４４１ｂがそれぞれ磁化され、第１磁極又は第２磁極として作用することになる。
【００５２】
一方、可動子４４１、４４１は、いずれも軸Ｏを中心とするリング状に形成されるとともに、ヨーク４１１のフランジ部４１１ａ、４１１ｂにそれぞれ対面するように配置されている。具体的には、第１磁極として作用するフランジ部４１１ａに対面するように第１可動子４４１が対面し、第２磁極として作用するフランジ部４１１ｂに対面するように第２可動子４４２が対面するようになっている。また、これらの可動子４４１、４４２は、軸Ｏを中心とする径方向において極性が異なる永久磁石により構成されており、言い換えれば、リング状の可動子４４１、４４２の内周側と外周側との極性が異なるものである。ここで第１可動子４４１は、２つの可動子４４１ａ、４４１ｂにより構成されており、可動子４４１ａ、４４１ｂの極性の状態は互いに逆となっている。また第２可動子４４２においても、２つの可動子４４２ａ、４４２ｂにより構成されており、可動子４４２ａ、４４２ｂの極性の状態は互いに逆となっている。さらに第１可動子４４１と第２可動子４４２との間でも、その極性の状態は互いに逆になっている。言い換えれば、第１可動子４４１の軸Ｏ方向一方側（図４において右側）に配置される可動子４４１ｂの極性の向きと、第２可動子４４１の軸Ｏ方向他方側（図４において右側）に配置される４４１ｂの極性の向きとは互いに逆となっており、第１可動子４４１の軸Ｏ方向他方側に配置される可動子４４１ａの極性の向きと、第２可動子４４１の軸Ｏ方向一方側に配置される４４１ａの極性の向きとは互いに逆となっている。具体的には、図４に示すような極性の状態に設定されており、可動子４４１ａ、４４２ｂのヨーク４１１に対面する側がＮ極とされ、可動子４４１ｂ、４４２ａのヨーク４１１に対面する側がＳ極とされている。
【００５３】
次に、図４に示すようなリニアモータ４００の作動について説明する。まず、コイル４２１に第１方向の電流を通電する。本実施形態において第１方向の電流とは、図４に示すような方向の電流であり、図４の上方においては紙面手前から紙面奥に向かって電流が流れ、図４の下方においては紙面奥から紙面手前に向かって電流が流れるものである。これによれば、図４に示すような磁場がヨーク４１１及びバックヨーク４３１に生じ、フランジ部４４１ａ、４４１ｂが図４に示すような極性に磁化される。具体的には、第１磁極としてのフランジ部４１１ａがＮ極とされ、第２磁極としてのフランジ部４１１ｂがＳ極とされる。これにより、可動子４４１ａ、４４２ａは磁極から反発力を受けるとともに、可動子４４１ｂ、４４２ｂは磁極から吸引力を受けるため、第１可動子４４１、第２可動子４４２としては、それぞれ固定子４１０の軸方向両端側に移動することになる。一方、コイル４２１に第１方向とは逆の第２方向の電流を通電すると、ヨーク４１１及びバックヨーク４３１とに図４とは逆の方向の磁場が生じる。これにより上記とは逆の現象が生じ、第１可動子４４１、第２可動子４４２は、それぞれ固定子４１０の軸方向中央側に移動することになる。
【００５４】
上記本実施形態によれば、コイル４２１に交流電流を通電すると、第１可動子４２１、第２可動子４２２がそれぞれ軸方向において互いに逆方向に往復移動することになる。そのため、可動子の移動に伴う振動は、第１可動子４２１と第２可動子４２２とのそれぞれの移動により相殺されることになり、リニアモータ４００全体の振動を抑制することができる。さらに、本実施形態においては、一つのコイル４２１に電流を通電するのみで、第１可動子４２１と第２可動子４２２とを駆動することができるので、コイルに電流を供給するための回路が複雑となることを回避することができる。
【００５５】
（第２実施形態）  次に、本発明のリニアモータの第２実施形態について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係るリニアモータ３００を示すものである。図５（ａ）はリニアモータ３００の断面図であり、特に図５（ｂ）のＦ−Ｆ断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＧ−Ｇ矢視図である。リニアモータ３００は、リニアモータ３００のハウジングを構成するとともに筒状形状に形成されるヨーク３２０と、該ヨーク３２０のを有する固定子３１０と、該固定子３１０の軸Ｏを中心とする径方向内周側に、該固定子３１０と対面するように配置される可動体３４０とを有する。固定子３１０のヨーク３２０には、該軸Ｏを中心とする周方向にコイル３２１が巻回されている。また、ヨーク３２０の径方向内周側には、コイル３２１の内周を軸方向両側から覆う形で屈曲するチャンネル３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄが配置されている。図３（ｂ）においては、軸Ｏを中心として反対側に配置されるチャンネルに対しては同一の符号を付与する。また、これらチャンネル３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄのうち、固定子３１０の軸方向一方側（図５（ａ）の左側）に配置されるチャンネル３１１ａ、３１１ｃは、図５（ｂ）に示すように固定子３１０の軸Ｏを中心とする周方向に並設されており、第２磁極として作用する。一方、固定子３１０の軸方向他方側（図５（ａ）の右側）に配置されるチャンネル３１１ｂ、３１１ｄも図５（ｂ）と同様に、固定子３１０の軸Ｏを中心とする周方向に並設されており、第１磁極として作用する。
【００５６】
可動体３４０は、チャンネル３１１ａ、３１１ｂに対面する第１可動子３４１ａ、３４１ｃと、チャンネル３１１ｃ、３１１ｄに対面する第２可動子３４１ｂ、３４１ｄとを有する。これら、第１可動子３４１ａ、３４１ｃ、第２可動子３４１ｂ、３４１ｄとは、図５（ｂ）に示すように、軸Ｏを中心とする周方向に第１可動子と第２可動子とが交互に配置されるように並設されている。また、これら第１可動子３４１ａ、３４１ｃ、第２可動子３４１ｂ、３４１ｄは、軸Ｏを中心とする径方向で極性が逆となる永久磁石により構成されている。より具体的には、第１可動子３４１ａ、３４１ｃのチャンネル３１１ａ、３１１ｂ側がＮ極とされており、第２可動子３４１ｂ、３４１ｄのチャンネル３１１ｃ、３１１ｄ側がＳ極とされている。
【００５７】
次に、図５に示すリニアモータ３００の作動について説明する。まず、コイル３２１に第１方向の電流を通電する。本実施形態において第１方向の電流とは、図５に示す方向の電流であり、言い換えれば、図５の上方では紙面手前から紙面奥に電流が流れ、図５下方では紙面奥から紙面手前に向かって電流が流れる状態である。このように第１方向の電流がコイル３２１に通電されると、図５（ａ）に示すような磁場が発生し、チャンネル３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄは、図５（ａ）に示すように磁化される。具体的には、チャンネル３１１ａ、３１１ｃの可動子３４１ａ、３４１ｂ、３４１ｃ、３４１ｄに対面する側がＮ極となり、チャンネル３１１ｂ、３１１ｄの可動子３４１ａ、３４１ｂ、３４１ｃ、３４１ｄに対面する側がＳ極となる。
【００５８】
これにより、第１可動子３４１ａ、３４１ｃは、第１磁極としてのチャンネル３１１ｂ、３１１ｄに吸引され固定子３１０の軸方向一方側（チャンネル３１１ｂ、３１１ｄ側）に移動する。一方、第２可動子３４１ｂ、３４１ｄは、第２磁極としてのチャンネル３１１ａ、３１１ｄに吸引され固定子３１０の軸方向他方側（チャンネル３１１ａ、３１１ｃ側）に移動する。したがって、第１可動子と第２可動子とが固定子３１０の軸方向において互いに逆側に移動することになる。コイル３２１に第２方向の電流を通電したときには、上記の説明とは逆の現象が生じ、第１可動子３４１ａ、３４１ｃがチャンネル３１１ａ、３１１ｃ側に移動し、第２可動子３４１ｂ、３４１ｄがチャンネル３１１ｂ、３１１ｄ側に移動する。
【００５９】
以上のように、本実施形態においては、第１可動子３４１ａ、３４１ｃと第２可動子３４１ｂ、３４１ｄとが、軸方向において互いに逆側に往復移動するため、リニアモータ３００の振動を低減することができる。さらに、第１可動子３４１ａ、３４１ｃと第２可動子３４１ｂ、３４１ｄとが、固定子３１０の軸Ｏを中心とする周方向に並設されているため、固定子３１０の軸方向長さを削減しつつ、リニアモータ３００の振動を低減することができる。
【００６０】
（第３実施形態）  次に、本発明のリニアモータの第３実施形態について説明する。図６は、本発明のリニアモータの第３実施形態に係るリニアモータ５００を示すものである。図６（ａ）はリニアモータ５００の断面図であり、特に図６（ｂ）のＩ−Ｉ断面矢視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＨ−Ｈ断面矢視図である。リニアモータ５００は、該リニアモータ５００のハウジングを構成する円筒状のヨーク５２０を有する。該円筒状のヨーク５２０には内周方向に向かって突出する複数のトゥース部５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄが形成されている。これらトゥース部５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄは、ヨーク５２０の軸Ｏを中心として周方向に並設されており、それぞれのトゥース部５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄには、コイル５２１、５２２、５２３、５２４がそれぞれ巻回されており、それぞれ磁極として構成されている。本実施形態においては、トゥース部５１１ａ、５１１ｃが第１磁極とされ、トゥース部５１１ｂ、５１１ｄが第２磁極とされる。第１磁極として構成されるトゥース部５１１ａ、５１１ｃは互いにヨーク５２０の軸Ｏを中心として反対側に配置されている。また、第２磁極として構成されるトゥース部５１１ｂ、５１１ｄは互いにヨーク５２０の軸Ｏを中心として反対側に配置されている。また、これらトゥース部５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄの径方向内周側には円筒状のバックヨーク５３１が配置されている。本実施形態においてはヨーク５２０と、トゥース部５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄと、コイル５２１、５２２、５２３、５２４と、バックヨーク５３１とにより固定子５１０が構成されている。
【００６１】
トゥース部５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄの軸Ｏを中心とする径方向内周側及びバックヨーク５３１の径方向外周側の空間には、可動子５４１ａ、５４１ｂ、５４１ｃ、５４１ｄが、トゥース部５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄにそれぞれ対面するように配置されている。より具体的には、第１磁極としてのトゥース部５１１ａ、５１１ｃに、第１可動子５４１ａ、５４１ｃが対面しており、トゥース部５１１ｂ、５１１ｄに第２可動子５４１ｂ、５４１ｄが対面している。これら第１可動子５４１ａ、５４１ｃ、及び第２可動子５４１ｂ、５４１ｄは、ヨーク５２０の軸を中心とする径方向で極性が逆となる永久磁石により構成されている。これら第１可動子５４１ａ、５４１ｃ及び第２可動子５４１ｂ、５４１ｄにより可動体５４０が構成されている。
【００６２】
さらに、第１可動子５４１ａは、それぞれ２つの可動子５４１ａａ、５４１ａｂにより構成されている。これら２つの可動子５４１ａａ、５４１ａｂは、ヨーク５２０の軸Ｏ方向に沿って並設されており、トゥース部５１１ａの軸Ｏ方向中央を中心として軸Ｏ方向両側に分割されて配置されている。また、それぞれの可動子５４１ａａ、５４１ａｂは、極性の向きが互いに逆となっている。図６（ｂ）に示す例では、ヨーク５２０の軸Ｏ方向一方側に配置される可動子５４１ａａのヨーク５２０側の極性がＮ極とされ、ヨーク５２０の軸Ｏ方向他方側に配置される可動子５４１ａｂのヨーク５２０側の極性がＳ極とされている。なお、もうひとつの第１可動子５４１ｃにおいても、可動子５４１ａと同様に２つの可動子を有しており、その極性の状態も可動子５４１ａと同様である。一方、第２可動子５４１ｂも、可動子５４１ａと同様にそれぞれ２つの可動子５４１ｂａ、５４１ｂｂを有しているが、その極性の状態は可動子５４１ａとは逆に設定されている。具体的には、図６（ｂ）に示すように、ヨーク５２０の軸Ｏ方向一方側に配置される可動子５４１ｂａのヨーク５２０側の極性がＳ極とされ、ヨーク５２０の軸Ｏ方向他方側に配置される可動子５４１ｂｂのヨーク５２０側の極性がＮ極とされている。なお、もうひとつの第２可動子５４１ｄにおいても、可動子５４１ｂと同様に２つの可動子を有しており、その極性の状態も可動子５４１ｂと同様である。
【００６３】
次に、上記のようなリニアモータ５００の作動について説明する。まず、コイル５２１、５２２、５２３、５２４に第１方向の電流を通電する。本実施形態において、第１方向の電流とは、互いに隣接するトゥース部に巻回されるコイルで、互いに逆方向の電流が通電されるように設定されている。具体的には、トゥース部５１１ａと５１１ｂとの間、及びトゥース部５１１ｃと５１１ｄとの間では、図６（ａ）の紙面手前から紙面奥に向かって電流が通電され、トゥース部５１１ｂと５１１ｃとの間、及びトゥース部５１１ｄと５１１ａの間では、紙面奥から紙面手前に向かって電流が通電されるようになっている。
【００６４】
これにより、図６（ａ）に示すような方向の磁場がヨーク５２０とバックヨーク５３１とに生じ、第１磁極としてのトゥース部５１１ａ、５１１ｃの可動子５４１ａ、５４１ｃ側がＮ極に磁化され、第２磁極として構成されるトゥース部５１１ｂ、５１１ｄの第２可動子５４１ｂ、５４１ｄ側がＳ極に磁化される。したがって、第１可動子５４１ａ、５４１ｃが、ヨーク５２０の軸Ｏ方向一方側（図６（ｂ）の右側）に移動し、第２可動子５４１ｂ、５４１ｄが、ヨーク５２０の軸Ｏ方向他方側（図６（ｂ）の左側）に移動する。一方、上記第１方向とは逆の第２方向の電流がコイル５２１、５２２、５２３、５２４に通電されると、上記とは逆の現象により、第１可動子５４１ａ、５４１ｃが、ヨーク５２０の軸Ｏ方向他方側（図６（ｂ）の左側）に移動し、第２可動子５４１ｂ、５４１ｄが、ヨーク５２０の軸Ｏ方向一方側（図６（ｂ）の右側）に移動する。したがって、コイル５２１、５２２、５２３、５２４に交流電流を通電させることで、それぞれの可動子が往復運動するとともに、第１可動子５４１ａ、５４１ｃと第２可動子５４１ｂ、５４１ｄとは、軸Ｏ方向の互いに逆側に移動することになる。
【００６５】
したがって、可動子の移動に伴う振動は、第１可動子５４１ａ、５４１ｃと第２可動子５４１ｂ、５４１ｄとの対称的な移動により相殺されることになり、リニアモータ全体としての振動は低減される。また、リニアモータを２つ対向させて振動を相殺する技術に比べて、部品数を大幅に削減することができコスト的にも有利である。さらに、第１可動子５４１ａ、５４１ｃと第２可動子５４１ｂ、５４１ｄとを軸Ｏを中心とする周方向に並設させた構造であり、固定子５１０の軸Ｏ方向長さを削減することができコンパクト化に寄与する。また、第１磁極として構成されるトゥース部５１１ａ、５１１ｃと、第２磁極として構成されるトゥース部５１１ｂ、５１１ｄとも、軸Ｏを中心とする周方向に沿って並設されている構成であり、固定子５１０の軸Ｏ方向長さをさらに削減することができる。
【００６６】
上記第３実施形態のリニアモータは、図７に示すような第３実施形態変形例にかかるリニアモータ７００のように構成することもできる。図７（ａ）は、リニアモータ７００の断面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の中心Ｏから３６０°回転して見た展開図である。リニアモータ７００は、該リニアモータ７００のハウジングを構成するとともに、筒状形状に形成されるヨーク７２０と、該ヨーク７２０の軸Ｏを中心とする径方向内周側に向かって突出するトゥース部６５１ａ、６５１ｂ、６５１ｃ、６５１ｄと、該トゥース部６５１ａ、６５１ｂ、６５１ｃ、６５１ｄに巻回されるコイル６２１、６２２、６２３、６２４と、トゥース部６５１ａ、６５１ｂ、６５１ｃ、６５１ｄ間にそれぞれ配置される可動体としての可動子６４１、６４２、６４３、６４４とを有する。本実施形態においては、ヨーク７２０と、トゥース部６５１ａ、６５１ｂ、６５１ｃ、６５１ｄと、コイル６２１、６２２、６２３、６２４とにより固定子７１０が構成されている。
【００６７】
次に、トゥース部６５１ａ、６５１ｂ、６５１ｃ、６５１ｄは、軸Ｏを中心とする周方向にそれぞれ並設されている。軸Ｏに対して対面するトゥース部６５１ａ、６５１ｃ、あるいはトゥース部６５１ｂ、６５１ｄは互いに同様の構成であるので、トゥース部６５１ａ、６５１ｂを代表して説明する。まず、トゥース部６５１ａ、６５１ｂは、ヨーク７２０の外周部７２１から内部に向かって突出する柱部６５１ａａ、６５１ｂａと、該柱部６５１ａａ、６５１ｂａの先端から軸Ｏを中心とする周方向反時計周り側に延出する第１延出部６５１ａｂ、６５１ｂｂと、該柱部６５１ａａ、６５１ｂａの先端から軸Ｏを中心とする周方向時計周り側に延出する第２延出部６５１ａｃ、６５１ｂｃとにより構成されている。他のトゥース部６５１ｃ、６５１ｄにおいても、同様に柱部、第１延出部、第２延出部が形成されており、これらトゥース部６５１ａ、６５１ｂ、６５１ｃ、６５１ｄの柱部にコイル６２１、６２２、６２３、６２４がそれぞれ巻回されている。また、トゥース部６５１ａの第１延出部６５１ａｂと、トゥース部６５１ｂの第２延出部６５１ｂｃとは、軸Ｏを中心とする周方向において互いに対面するように形成されており、他のトゥース部においても同様の関係を有する。言い換えれば、互いに軸Ｏを中心とする周方向に隣接するトゥース部６５１ａ、６５１ｂ、６５１ｃ、６５１ｄ間では、それぞれの第１延出部とそれぞれの第２延出部とが、軸Ｏを中心とする周方向において互いに対面するように配置されている。本実施形態においては、コイルへの通電により第１延出部及び第２延出部が磁化され、それぞれ磁極として構成されるものである。また、本実施形態においては、第１のトゥース部６５１ａの第１延出部６５１ａｂが第１磁極として作用し、該第１のトゥース部６５１ａと軸Ｏを中心とする周方向で隣接する第２のトゥース部６５１ｂの第１延出部６５１ｂｂが第２磁極として作用するものとみなすことができ、逆に、第１のトゥース部６５１ａの第２延出部６５１ａｃが第２磁極として作用し、第２のトゥース部６５１ｂの第２延出部６５１ｂｃが第１磁極として作用するものとみなすことができる。トゥース部６５１ｃ、６５１ｄにおいてもトゥース部６５１ａ、６５１ｂと同様の関係が言える。
【００６８】
一方、可動子６４１、６４２、６４３、６４４は、トゥース部６５１ａ、６５１ｂ、６５１ｃ、６５１ｄの第１延出部と第２延出部とに挟まれた空間に配置されている。具体的には、トゥース部６５１ａと６５１ｂとの間、及びトゥース部６５１ｃと６５１ｄとの間には、第１可動子６４１、６４３がそれぞれ配置されており、トゥース部６５１ｂと６５１ｃとの間、及びトゥース部６５１ｄと６５１ａとの間には、第２可動子６４２、６４４がそれぞれ配置されている。言い換えれば、第１磁極としての第１延出部６５１ａｂに対面するように第１可動子６４１が配置されており、第２磁極としての第１延出部６５１ｂｂに対面するように第２可動子６４２が配置されており、他の第１可動子６４３あるいは他の第２可動子６４４においても、それぞれ第１磁極あるいは第２磁極として作用するトゥース部６５１ｃの第１延出部あるいはトゥース部６５１ｄの第２延出部に対面するように配置されている。
【００６９】
また、上記可動子６４１、６４２、６４３、６４４は、軸Ｏを中心とする周方向において極性が異なる永久磁石により構成されており、言い換えれば、軸Ｏを中心とする周方向時計周り側と、軸Ｏを中心とする周方向反時計周り側とで、極性が逆となる永久磁石により構成されている。またそれぞれの可動子６４１、６４２、６４３、６４４は、図７（ｂ）に示すように、軸Ｏ方向に並設される２つの可動子を有するものである。可動子６４１を代表して説明すると、軸Ｏ方向一方側（図７の上側）に配置される可動子６４１ａと、軸Ｏ方向他方側（図７の下側）に配置される可動子６４１ｂとを有する。他の可動子６４２、６４３、６４４においても同様に、可動子６４２ａ、６４３ａ、６４４ａと、可動子６４２ｂ、６４３ｂ、６４４ｂとを有する。さらに、これら軸方向に並設する可動子６４１ａ、６４２ａ、６４３ａ、６４４ａと可動子６４１ｂ、６４２ｂ、６４３ｂ、６４４ｂとは、その極性の向きがそれぞれ逆となっている。一方、軸Ｏを中心とする周方向に沿って並設する可動子においては、その極性の向きが同一となっている。具体的には、図７（ｂ）に示すように、可動子の極性が設定されている。
【００７０】
以下、図７に示すリニアモータ７００の作動について説明する。まず、コイル６２１、６２２、６２３、６２４に第１方向の電流を通電させる。本実施形態において第１方向の電流とは、図７に示すような方向の電流が通電されている状態であり、言い換えれば、トゥース部６５１ａと６５１ｂとの間、及びトゥース部６５１ｃと６５１ｄとの間においては、図７の紙面手前側から紙面奥に向かって電流が流れ、トゥース部６５１ｂと６５１ｃとの間、及びトゥース部６５１ｄと６５１ａとの間においては、図７の紙面手前側から紙面奥に向かって電流が流れる状態である。このように第１方向の電流が通電されると、トゥース部６５１ａ、６５１ｂ、６５１ｃ、６５１ｄの第１延出部及び第２延出部が、図７（ｂ）に示すようにそれぞれ磁化される。具体的には、トゥース部６５１ａ、６５１ｃの第１及び第２延出部がＮ極とされ、トゥース部６５１ｂ、６５１ｄの第１及び第２延出部がＳ極とされる。これにより、第１可動子６４１、６４３は、軸方向一方側（図７（ｂ）の上方側）に移動し、第２可動子６４３、６４４は、軸方向他方側（図７（ｂ）の下方側）に移動する。一方、コイル６２１、６２２、６２３、６２４に第１方向とは逆の第２方向の電流を通電させると、トゥース部６５１ａ、６５１ｂ、６５１ｃ、６５１ｄの第１延出部及び第２延出部が、図７（ｂ）とは逆の極性に磁化される。これにより、第１可動子６４１、６４３は、軸方向他方側（図７（ｂ）の下方側）に移動し、第２可動子６４３、６４４は、軸方向一方側（図７（ｂ）の上方側）に移動する。
【００７１】
上記のようなリニアモータ７００によれば、コイル６２１、６２２、６２３、６２４に第１方向の電流と第２方向の電流を交互に通電させることで、第１可動子６４１、６４３と第２可動子６４３、６４４とを軸Ｏ方向に沿って互いに反対方向に往復移動させることができる。したがって、可動子の移動に伴う振動は、第１可動子６４１、６４３と第２可動子６４３、６４４との移動によりそれぞれ相殺されることになり、リニアモータ７００全体の振動を抑制することができる。また、リニアモータとしては一つのリニアモータ７００として構成されているので、２つのリニアモータを互いに対向させて配置する技術と比較して、部品数を低減することができコスト的にも有利である。また、第１磁極と第２磁極を、固定子７１０の軸Ｏを中心とする周方向に沿って並設させ、かつ第１可動子６４１、６４３と第２可動子６４３、６４４と磁極に対面するように軸Ｏを中心とする周方向に並設させているので、固定子７１０の軸Ｏ方向長さを削減しつつ、リニアモータの振動を低減することができる。
【００７２】
（リニア圧縮機）
以下、本発明のリニア圧縮機について図面を用いて説明する。
【００７３】
（第１実施形態）  図８は、本発明のリニア圧縮機の第１実施形態にリニア圧縮機６００を説明するものである。該リニア圧縮機６００は、図１に示すリニアモータ１００Ａを使用したリニア圧縮機である。図１と同様の構成、機能を奏する部位は同一の符号を付与するとともに、その説明を省略する。図８に示すリニア圧縮機６００は、シリンダ１５３と、該シリンダ１５３の軸方向に往復動可能に配置される第１ピストン１５１、第２ピストン１５２と、該ピストン１５１、１５２を駆動するリニアモータ１００Ａとを有する。シリンダ１５３内には軸Ｏ方向に延在する作動空間１５７が形成されており、この作動空間１５７内にピストン１５１、１５２が配置されている。これら２つのピストン１５１、１５２は、それぞれ一端側が互いに対向し、かつそれぞれの他端側がシリンダ１５３の両端側にそれぞれスプリング１５４、１５５を介して接続されている。これらのピストン１５１、１５２が作動空間１５７において互いに対向するように往復移動することにより、作動空間１５７の流体が圧縮・膨張するようになっている。シリンダ１５２の壁面には作動空間１５７から流体を排出・吸引するための孔１５６が形成されている。また、これらピストン１５１、１５２は、筒状形状の枠体１５１ａ、１５２ａに嵌入される形でリニアモータ１００Ｂの可動子１３１、１３２がそれぞれ配置されている。さらに、シリンダ１５３の軸Ｏを中心とする径方向外側には、リニアモータ１００Ａの固定子１１０が該シリンダ１５３を覆う形で配置されている。
【００７４】
このようなリニア圧縮機６００の構成では、リニアモータ１００Ａのコイル１２１、１２２に交流電流を通電させると、リニアモータ１００Ａの可動体１３０と共にピストン１５１、１５２が軸Ｏ方向において互いに逆方向に往復移動する。これにより、シリンダ１５３により形成される作動空間１５７の流体の圧縮・膨張を行うことができ、かつ、リニア圧縮機６００に発生する振動を低減することができる。さらに、このリニア圧縮機６００においては、リニアモータ１００Ａを一つしか有しておらず、部品数を全体として低減することができ、リニア圧縮機６００のコスト低減に寄与する。
【００７５】
図８に示すリニア圧縮機６００は、図９、図１０に示すような畜冷型冷凍機に使用することができる。図９は、リニア圧縮機６００を使用したスターリング冷凍機６００Ａを示すものである。図９に示すスターリング冷凍機６００Ａは、作動ガスの圧力振動を生成する圧力振動源としてリニア圧縮機６００と、低温側熱交換器１６１ａ、畜冷器１６１ｂ、高温側熱交換器１６１ｃ、ディスプレーサ１６３ａ等により構成され、作動ガスの膨張・収縮により低温を発生する低温発生部１６０とを有する。ディスプレーサ１６３ａは、圧力振動源としてのリニア圧縮機６００により生成される作動ガスの圧力振動と該作動ガスの変位振動との位相を調整する位相調整機構として作用する。
【００７６】
低温発生部１６０は、中空部を有する凹形状に形成された第１ハウジング１６１と該第１ハウジング１６１内に、該第１ハウジング１６１の軸Ｏと軸を同じくして配置された筒状のインナーシリンダー１６２とをさらに有する。これら第１ハウジング１６１とインナーシリンダー１６２とにより形成される筒状空間に、低温側熱交換器１６１ａ、畜冷器１６１ｂ、高温側熱交換器１６１ｃ、ディスプレーサ１６３ａ等が配置されている。具体的には、第１ハウジング１６１は、その軸Ｏ方向一端側（以下、低温端側ともいう）に壁部が形成され、その他端側（以下、高温端側ともいう）に開口部が形成されるものであり、第１ハウジング１６１の内周面とインナーシリンダー１６２の外周面とにより形成される筒状空間に、第１ハウジング１６１の一端側から他端側にむかって、低温側熱交換器１６１ａと畜冷器１６１ｂと高温側熱交換器１６１ｃとがこの順に配置されており、ディスプレーサ１６３ａはインナーシリンダー１６２の内周側に、インナーシリンダー１６２に対して往復動可能に配置されている。このように、図９に示すスターリング型冷凍機６００Ａは同軸型のスターリング冷凍機である。
【００７７】
第１ハウジング１６１の一端側に配置される低温側熱交換器１６１ａと該第１ハウジング１６１の壁部との間には隙間１６０ａが形成されており、かつインナーシリンダー１６２と該第１ハウジング１６１の壁部との間にも隙間が形成されている。このため、ディスプレーサ１６３ａの先端及びインナーシリンダー１６２の側面と、第１ハウジング１６１の壁面とにより形成される膨張空間１７１には、低温側熱交換器１６１ａが連通する構成となっている。
【００７８】
第１ハウジング１６１の他端側には第２ハウジング１６５が配置されている。第２ハウジング１６５は、内部に中空部１７３を有し、第１ハウジング１６１側に形成されるフランジ部１６４により該中空部１７３が閉塞される構造をもつ。さらに、このフランジ部１６４により、第１ハウジング１６１の他端側の開口部も閉塞されている。さらに、該フランジ部１６４には、第２ハウジング１６５の外部と第１ハウジング１６１の内部とを連通する連通路１７４が形成されており、該連通路１７４がリニア圧縮機６００に接続されている。具体的には、図８に示すリニア圧縮機６００のシリンダ１５３に形成される孔１５６を介して、リニア圧縮機６００の作動空間１５７と第２ハウジング１６５の連通路１７４が連通している。
【００７９】
さらに、本実施形態においては、ディスプレーサ１６３ａの後端とインナーシリンダー１６２の側面とフランジ部１６４とによりバッファ空間１７２が形成されており、このバッファ空間１７２も、連通路１７４を介してリニア圧縮機６００の作動空間１５７に接続されている。具体的には、インナーシリンダー１６２とフランジ部１６４との間には、隙間１６０ｂが形成されており、この隙間１６０ｂを介してインナーシリンダー１６２の内周側のバッファ空間１７２と、第１ハウジング１６１の内部に連通する連通路１７４とが接続されている。
【００８０】
一方、インナーシリンダー１６２内に配置されるディスプレーサ１６３ａには、その軸方向他端側（第２ハウジング１６５側）に、棒状のディスプレーサバー１６３ｂの一端が接続されている。このディスプレーサバー１６３ｂの他端は、フランジ部１６４に形成された挿通孔１６４ａに挿通されて、第２ハウジング１６５の中空部１７３に連通しており、中空部１７３を形成する第２ハウジング１６５の壁部１６５ａとスプリング１６３ｃを介して接続されている。
【００８１】
以下、上記のようなスターリング型冷凍機６００Ａの作動について説明する。リニア圧縮機６００が作動すると、ピストン１５１、１５２の往復移動により、低温発生部１６０内の作動ガスに圧力振動が付与され、ディスプレーサ１６３ａが往復動する。このとき、位相調整機構としてのディスプレーサ１６３ａの作用により、畜冷器１６１ｂ内の作動ガスの圧力振動と変位振動との位相が適宜調整される。具体的には、作動ガスの圧力振動と変位振動との位相が略９０°ずれるように調整される。これにより、畜冷器１６１ｂ内においては、低温側熱交換器１６１ａから高温型熱交換器１６１ｃに向かって熱のバケツリレーが行われ、低温側熱交換器１６１ａにおいて低温が生成される。
【００８２】
図１０は、図８のリニア圧縮機６００を使用したパルス管冷凍機６００Ｂの一例を示すものである。パルス管冷凍機６００Ｂは、図９のスターリング冷凍機６００Ａのディスプレーサ１６３ａの代わりに、より軸方向の長さが短いディスプレーサ１８３を使用し、インナーシリンダー１６２の低温端側の開口部にディストリビュータ１８１を設けた点で異なる。つまり、インナーシリンダー１６２の低温端側の部分がパルス管として作用し、ディスプレーサ１８３は低温発生部１６０の高温端側のみで可動するものである。これによれば、低温部に駆動部がないので冷凍機の信頼性が向上する。
【００８３】
なお、図９、１１に示した形態にかぎらず、図８に示したリニア圧縮機６００は、その他の畜冷型冷凍機に使用することができる。たとえば、位相調整機構として、ディスプレーサに代えてイナータンスチューブとバッファタンクとを有するものを採用することもできる。
【００８４】
また、図１に示すリニアモータ１００Ａ以外に、図２〜８に示すリニアモータをリニア圧縮機に適用することができ、そのようなリニア圧縮機を用いて畜冷型冷凍機を構成することもできる。
【００８５】
（第２実施形態）  図１１は、本発明のリニアモータを用いたリニア圧縮機の第２実施形態を示すものである。図１１に示すリニア圧縮機は、図３に示すリニアモータ２００を使用して、外部に流体を圧送する流体ポンプ８００として使用されるものである。図３と構成、機能が同様の部位は同一の符号を付与するとともに、その説明を省略する。図１１に示す流体ポンプ８００は、シリンダ２５３と、該シリンダ２５３内に該シリンダ２５３の軸方向に往復動可能に配置される第１ピストン２５１、第２ピストン２５２と、該ピストン２５１、２５２を駆動するリニアモータ２００とを有する。これら第１ピストン２５１と第２ピストン２５２とは、シリンダ２５３内で互いに先端部が対向するように配置されており、それぞれの後端側がシリンダ２５３の両端側にそれぞれスプリング２５４、２５５を介して接続されている。
【００８６】
一方、シリンダ２５３内の軸方向中央部には、流体流出孔２６１が壁面に形成されており、該流体流出孔２６１とピストン２５１、２５２の先端部との間に、隔壁部２８１ａ、２８１ｂとがそれぞれ配置されている。また、シリンダ２５３の両端部側（ピストン２５１、２５２の後端部側）の壁部２５３ａ、２５３ｂには、流体をシリンダ２５３内に流入させるための流体流入孔２６２ａ、２６２ｂがそれぞれ形成されている。ここで、シリンダ２５３の両端部を構成する壁部２５３ａ、２５３ｂそれぞれとピストン２５１、２５２の後端部とによりピストン後端側空間２７１ａ、２７１ｂがそれぞれ形成され、隔壁部２８１ａ、２８１ｂとピストン２５１、２５２の先端部とによりピストン先端側空間２７２ａ、２７２ｂがそれぞれ形成されている。また、隔壁部２８１ａ、２８１ｂには、流体流出孔２６１が位置する中央空間２６３とピストン先端側空間２７２ａ、２７２ｂとを連通可能とする開口部２８３ａ、２８３ｂがそれぞれ形成されている。また、隔壁部２８１ａ、２８１ｂの中央空間２６３側には、開口部２８３ａ、２８３ｂを覆うように流出用弁プレート２８２ａ、２８２ｂがそれぞれ配置されており、ピストン先端側空間２７２ａ、２７２ｂと中央空間２６３との連通・遮断とが制御できるようになっている。なお、これら流出用弁プレート２８２ａ、２８２ｂは、隔壁部２８１ａ、２８１ｂから中央空間２６３に向けて、所定量変位可能に該隔壁部２８１ａ、２８１ｂに保持されている。当該流出用弁プレート２８２ａ、２８２ｂは、ピストン２５１、２５２が中央空間２３６側に移動しピストン先端側空間２７２ａ、２７２ｂの流体が圧縮された際に、その圧力により中央空間２３６側に移動し、開口部２８３ａ、２８３ｂを開状態とし、ピストン２５１、２５２がシリンダ２５３の両端部側に移動した際に、ピストン先端側空間２７２ａ、２７２ｂの負圧により開口部２８３ａ、２８３ｂを閉状態とするものである。
【００８７】
一方、ピストン２５１、２５２には、凹形状の枠体２５１ａ、２５１ｂに嵌入される形で、図３に示すリニアモータ２００の可動子１３１、１３２がそれぞれ配置されている。可動子１３１、１３２は、図３、図１１に示されているように、それぞれ中空部１３５ａ、１３５ｂを有する筒状形状を有するものである。また、ピストン２５１、２５２の先端部（枠体２５１ａ、２５１ｂの壁部）には、それぞれ可動子１３１、１３２の中空部１３５ａ、１３５ｂと連通する開口部２５２ａ、２５２ｂが形成されている。したがって、これら開口部２５２ａ、２５２ｂと可動子１３１、１３２の中空部１３５ａ、１３５ｂとにより、ピストン後端側空間２７１ａ、２７１ｂとピストン先端側空間２７２ａ、２７２ｂとが連通可能とされている。一方、ピストン２５１、２５２の先端側には、開口部２５２ａ、２５２ｂを覆うように流入用弁プレート２６４ａ、２６４ｂがそれぞれ配置されており、ピストン後端側空間２７１ａ、２７１ｂとピストン先端側空間２７２ａ、２７２ｂとの連通・遮断とが制御できるようになっている。なお、これら流入用弁プレート２６４ａ、２６４ｂは、ピストン２５１、２５２の先端部からピストン先端側空間２７２ａ、２７２ｂに向けて、所定量変位可能にピストン２５１、２５２の先端部に保持されている。当該流入用弁プレート２６４ａ、２６４ｂは、ピストン２５１、２５２が中央空間２３６側に移動する際には、ピストン２５１、２５２による押圧力によりピストン２５１、２５２の先端部に密着し、開口部２５２ａ、２５２ｂを閉状態とし、ピストン２５１、２５２がシリンダ２５３の両端部側に移動した際に、ピストン先端側空間２７２ａ、２７２ｂの負圧により、ピストン先端側空間２７２ａ、２７２ｂに向かって移動して、開口部２５２ａ、２５２ｂを開状態とするものである。
【００８８】
このような流体ポンプ８００の構成では、リニアモータ２００のコイル２２１、２２２、２２３、２２４に交流電流を通電させると、リニアモータ２００の可動体１３０と共にピストン２５１、２５２が軸Ｏ方向において互いに逆方向に往復移動する。このとき、ピストン２５１、２５２がシリンダ２５３の両端側に移動する際には、流体流入孔２５３ａ、２５３ｂからピストン後端側空間２７１ａ、２７１ｂに流入した流体が、開状態となった開口部２５２ａ、２５２ｂからピストン先端側空間２７２ａ、２７２ｂに流入する。一方、隔壁部２８１ａ、２８１ｂの開口部２８３ａ、２８３ｂは閉状態となっており、ピストン先端側空間２７２ａ、２７２ｂから中央空間２６３への流体の流出はない。逆に、ピストン２５１、２５２が中央空間２６３側に移動する際には、ピストン先端側空間２７２ａ、２７２ｂに流入した流体が、開状態となった隔壁部２８１ａ、２８１ｂの開口部２８３ａ、２８３ｂから中央空間２６３に流出する。一方、ピストン２５１、２５２の先端部に形成される開口部２５２ａ、２５２ｂは閉状態となっており、該開口部２５２ａ、２５２ｂからピストン後端側空間２７１ａ、２７１ｂへの流体の逆流は抑制される。したがって、流体流出孔２６１を介して外部に流体が圧送され、流体ポンプあるいは圧縮機としての機能が実現される。
【００８９】
このように、本実施形態の流体ポンプ８００によれば、ピストン２５１、２５２の移動に伴う振動が、互いのピストン２５２、２５１の移動により相殺されるため、リニアモータを使用しているにもかかわらず、装置全体の振動を低減することができる。また、２つのリニアモータを対向させて配置する構成ではなく、１つのリニアモータにより構成しているので、装置全体の部品数を低減することができ、コスト的にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明のリニアモータの第１実施形態について説明する図
【図２】本発明のリニアモータの第１実施形態変形例１について説明する図
【図３】本発明のリニアモータの第１実施形態変形例２について説明する図
【図４】本発明のリニアモータの第１実施形態変形例３について説明する図
【図５】本発明のリニアモータの第２実施形態について説明する図
【図６】本発明のリニアモータの第３実施形態について説明する図
【図７】本発明のリニアモータの第３実施形態変形例について説明する図
【図８】本発明のリニア圧縮機の第１実施形態について説明する図
【図９】本発明のリニア圧縮機を使用したスターリング冷凍機の一例を示す図。
【図１０】本発明のリニア圧縮機を使用したパルス管冷凍機の一例を示す図。
【図１１】本発明のリニア圧縮機の第２実施形態について説明する。
【符号の説明】
【００９１】
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、７１０・・固定子
１３０、３４０、５４０・・可動体
１３１・・第１可動子
４４１、３４１ａ、３４１ｃ、５４１ａ、５４１ｃ、６４１、６４３・・第１可動子（永久磁石）
１３２・・第２可動子
４４２、３４１ｂ、３４１ｄ、５４１ｂ、５４１ｄ、６４２、６４３・・第２可動子（永久磁石）
１２１、１２２、２２１、２２２、２２３、２２４、４２１、３２１、５２１、５２２、５２３、５２４、６２１、６２２、６２３、６２４・・コイル
１４１ａ、１４２ａ、２４１ａ、２４２ａ・・第１磁極（永久磁石）
１４１ｃ、１４２ｃ、２４１ｄ、２４２ｄ・・第２磁極（永久磁石）
１４１ｂ、１４２ｂ・・中央磁極、第３磁極、第４磁極（永久磁石）
２４１ｂ、２４２ｂ・・第３磁極（永久磁石）
２４１ｃ、２４２ｃ・・第４磁極（永久磁石）
３１１ａ、３１１ｃ、４１１ａ、５１１ａ、５１１ｃ、６５１ａ、６５１ｃ・・第１磁極
３１１ｂ、３１１ｄ、４１１ｂ、５１１ｂ、５１１ｄ、６５１ｂ、６５１ｄ・・第２磁極
１５３、２５３・・シリンダ
１５１、２５１・・第１ピストン
１５２、２５２・・第２ピストン
１００Ａ、１００Ｂ、２００、３００、４００、５００、７００・・リニアモータ
６００、８００・・リニア圧縮機
【図１】
2006280156.tif 000003
【図２】
2006280156.tif 000004
【図３】
2006280156.tif 000005
【図４】
2006280156.tif 000006
【図５】
2006280156.tif 000007
【図６】
2006280156.tif 000008
【図７】
2006280156.tif 000009
【図８】
2006280156.tif 000010
【図９】
2006280156.tif 000011
【図１０】
2006280156.tif 000012
【図１１】
2006280156.tif 000013