(57)【要約】【課題】  既存の構成の駆動機構に対して簡易な構成によってコギング力を低減すること、周期を異にする複数のコギング波形に対応すること、及びコギング力の他に、縦方向の揺動であるピッチングを抑制すること。【解決手段】  極性が異なる永久磁石４を交互に直線状に配列し同方向に並設した複数の磁石列２と、複数のティース１０及びスロット１１に電機子巻線１２が装着される複数のコイルモジュール３ａ，３ｂを備えた構成とし、各磁石列の移動方向に沿って配設するコイルモジュール間の配設距離を、当該コイルモジュールが１磁極分移動する際に発生するコギング力が持つ周期のいずれかの周期の半分に相当する長さと磁極対の整数倍の長さとの和又は差とし、各コイルモジュールを連結部材５により連結し、連結部材を複数の磁石列に沿って相対移動させる。【選択図】  図３
2006025476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極性が異なる永久磁石を交互に直線状に配列し同方向に並設した複数の磁石列と、
複数のティース及びスロットに電機子巻線が装着される複数のコイルモジュールを備え、
前記各磁石列の移動方向に沿って配設するコイルモジュール間の配設距離を、当該コイルモジュールが１磁極分移動する際に発生するコギング力が持つ周期のいずれかの周期の半分に相当する長さと磁極対の整数倍の長さとの和又は差とし、
前記各コイルモジュールを連結し、
当該コイルモジュールを前記複数の磁石列に沿って相対移動させることで直線駆動することを特徴とする直線駆動装置。
【請求項２】
コギング力が持つ複数の周期に基づいて複数の配設距離を設定し、
一対のコイルモジュールを、前記複数の配設距離から任意に選択した第１の配設距離で配設して第１のコイルモジュール対を構成し、
前記第１のコイルモジュール対を、前記複数の配設距離から任意に選択した第２の配設距離で配設して第２のコイルモジュール対を構成し、
以下、順に前段構成のコイルモジュール対を、前記複数の配設距離から任意に選択した他の配設距離で配設して次段のコイルモジュール対を構成することを特徴とする請求項１に記載の直線駆動装置。
【請求項３】
前記複数の磁石列は、移動方向の直線を対称軸とする１対の磁石列を少なくとも１つ含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の直線駆動装置。
【請求項４】
極性が異なる永久磁石を交互に直線状に配した第１の磁石列と、
前記第１の磁石列に並行して配置される第２の磁石列と、
複数のティース及びスロットに電機子巻線が装着される複数のコイルモジュールと、
前記複数のコイルモジュールを連結する部材とを備え、
前記コイルモジュールは、
前記第１の磁石列に対向して配設された第１のコイルモジュールと、
当該第１のコイルモジュールから１磁極分移動する際に発生するコギング力が持つ周期のいずれかの周期の半分に相当する長さと磁極対の整数倍の長さとの和又は差の距離だけ移動方向に離れた位置で前記第１の磁石列に対向して配設された第２のコイルモジュールと、
当該第２の磁石列に対向し、前記第１のコイルモジュール及び第２のコイルモジュールとそれぞれ対応する位置に配設された第３及び第４のコイルモジュールとを含み、
前記連結部材を前記第１の磁石列及び第２の磁石列に沿って相対移動させることを特徴とする直線駆動装置。
【請求項５】
複数の極性が異なる永久磁石を交互に直線状に配した磁石列と、複数のティース及びスロットに電機子巻線が装着される複数のコイルモジュールとを備え、
第１の磁石列、及び当該第１の磁石列に対向して配設された第１のコイルモジュールの対と、
前記第１の磁石列と第１のコイルモジュールとの対に対して並行する位置に設けられた第２の磁石列と第２のコイルモジュールの対と、
前記第１の磁石列と第１のコイルモジュールの対、及び前記第２の磁石列と第２のコイルモジュールの対に対してそれぞれに直角な位置に配置された第３の磁石列と第３のコイルモジュールの対、及び第４の磁石列と第４のコイルモジュールの対とを有し、
前記第１乃至第４コイルモジュールのうち隣り合う２つのコイルモジュールを、１磁極分移動する際に発生するコギング力が持つ周期のいずれかの周期の半分に相当する長さと磁極対の整数倍の長さとの和又は差の距離だけ互いに移動方向に離れた位置に配置すると共に、連結部材により前記第１乃至第４のコイルモジュールを連結し、
当該連結部材を前記第１の磁石列乃至第４の磁石列に沿って相対移動させることを特徴とする直線駆動装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の直線駆動装置において、
ｎ通りの周期のコギング力を低減するために前記コイルモジュールを（２のｎ乗）×２個配置し、複数の周期のコギング力を低減することを特徴とする直線駆動装置。
【請求項７】
前記コイルモジュールは、２のｎ乗個を単位とするコイルモジュールの組みの配設距離を、１磁極分移動する際に発生するコギング力が持つ周期のいずれかの周期の半分に相当する長さと磁極対の整数倍の長さとの和又は差とすることを特徴とする、請求項６に記載の直線駆動装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の直線駆動装置において、
連結部材又は磁石列を支持する流体軸受を備えることを特徴とする直線駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線駆動装置に関し、特にリニアモータ等の永久磁石に対してコイルモジュールを相対移動させることで直線駆動を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械のテーブル送りなどのアクチュエータや搬送装置の駆動機構として直線駆動装置が設けられているものがある。
【０００３】
このような駆動機構として、直線状に配設した永久磁石に対して電機子ブロックを相対移動させるリニアモータ等の駆動機構が知られている。このリニアモータでは、永久磁石の表面形状やコイルのスロット形状に起因するコギング力が発生する。このコギング力は、精密位置決めや滑らかな送りの妨げとなる。
【０００４】
コギング力を低減させる方法としてはスロットレス、コアレスモータを適用する方法が知られている。しかしながら、スロットレス、コアレスモータでは、起電圧として正弦波を用いることが難しい。そのため、駆動の円滑性の点で問題がある。また、コイルと機械間の剛性が低いため、高速な応答制御が難しいという問題がある。
【０００５】
スロット付のコイルを用いてコギング力を低減させることができれば、起電圧を正弦波にしやすく、滑らかに駆動でき、コイルと機械間の剛性が高くできるので高速応答で制御でき、ギャップを狭くしてマグネットを有効利用しやすくしてコスト面でも有利になるというメリットがある。  
上記のスロット付のコイルを用いてコギング力を低減させる技術として、例えば特許文献１〜特許文献５が知られている。
【０００６】
特許文献１は、電機子を３個に分割し、永久磁石の取り付け間隔の１／３の間隔をあけて第１〜第３の電機子を設けることによって、各電機子に発生するコギングトルクを相殺する構成が開示され、特許文献２には、電機子ブロックの電機子コイルの相互を、電機子ブロック間の間隙に対応する電気角で位相をずらす構成によって、電機子ブロック相互間でコギング推力を相殺する構成が開示され、特許文献３には、電機コアを複数のブロックに分割し、磁石ピッチの電気角１８０°と分割数に基づいて定めた間隔に配置し、間隙を挟むブロックコアの電機子コイル相互を、この間隙に対応する電気角で位相をずらす構成が開示され、特許文献４には、二組の電機子群を電気角１８０度ずらした位置に配置する構成が開示され、特許文献５には、左右の永久磁石をずらして配置したり、電機子ティースをずらして配置する構成が開示されています。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３０８８４８号公報
【特許文献２】特開２０００−２７８９３１号公報
【特許文献３】特再ＷＯ９９／０４１８２５号公報
【特許文献４】特開２００２−１０１６３６号公報
【特許文献５】特許第３３６０６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許文献に記載された各構成では、電機子コイルは電機子ブロックに対して異なる配置としているため、電機子コイルを各リニアモータに固有の配置で構成する必要があり、既存のリニアモータのコギング力を減少させるには、電機子コイルを新たに構成する必要があり、改良のためのコストが増加するという問題がある。
【０００９】
また、リニアモータでは、前記した進行方向のコギング力の問題の他に、コギング力と同期して生じる、進行方向とは異なる方向、すなわち進行方向と直交する方向（左右方向や上限方向）に対して微小変動が発生するという問題がある。直線駆動装置では、スライドは通常進行方向以外の方向は拘束されているが、スライドの進行方向とは異なる方向に微小変動する場合がある。高精度の位置決めにおいては、このスライドの進行方向とは異なる方向の微小変動を抑制することが重要である。
【００１０】
前記特許文献に記載された各構成では、電機子コイルの配置間隔を永久磁石のピッチに基づいて定めているため、必ずしもコギング力について十分な抑制効果が得られるとは限らないという問題がある。
【００１１】
図１は、永久磁石を移動方向に配列した磁石列１０２との電機子コイル１０３との位置関係を説明するための図であり、図２はこのとき発生するコギング力の変動を示す図である。
【００１２】
リニアモータにおいて、電機子コイル１０３が磁石列１０２上を１極分（Ｎ極又はＳ極の１極分）の長さを移動すると、図２に示すようなコギング力が発生する。コギング力は複数の異なる周期のコギング波形の成分を含んでおり、例えば、１極分の長さの移動において、１回周期のコギング波形、２回周期のコギング波形、３回周期のコギング波形が含まれている。なお、コギング波形の周期は整数倍だけずれる成分が多く含まれるのが一般であるが、周期間の関係は必ずしも整数倍とは限らない。
【００１３】
従来提案される方法では、電機子コイルの配置間隔を永久磁石のピッチに基づいて設定することによってコギング力を抑制しようとする構成であるため、一種類の周期のコギング波形のみしか対応することができず、周期を異にする複数のコギング波形に対応することができないという問題がある。
【００１４】
そこで、本発明は、従来の課題を解決し、既存の構成の駆動機構に対して簡易な構成によってコギング力を低減することを目的とする。
また、本発明は周期を異にする複数のコギング波形に対応することを目的とする。
また、本発明はコギング力の他に、縦方向の揺動であるピッチングを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、スロット付のコイルを用いてコギング力を低減するものであって、スロット付のコイル構成とすることにより、起電圧を正弦波にしやすく、滑らかに駆動でき、コイルと機械間の剛性が高くできるので高速応答で制御でき、ギャップを狭くしてマグネットを有効利用しやすくしてコスト面でも有利になるという利点がある。
【００１６】
本発明は、コイルモジュールが１磁極対分移動する際に複数通りの周期を持って発生するコギング力に対して、同形状のコイルモジュールを移動方向に対して低減させたいコギング力の周期の１／２だけずらして配置することにより、コギング力を低減する。また、ピッチングの発生に対して、コイルモジュールと永久磁石の対を進行方向に対して平行に対向配置させる構成とすることで、ピッチングを打ち消すことができる。
【００１７】
本発明は、極性が異なる永久磁石を交互に直線状に配列し同方向に並設した複数の磁石列と、複数のティース及びスロットに電機子巻線が装着される複数のコイルモジュールを備えた構成とし、各磁石列の移動方向に沿って配設するコイルモジュール間の配設距離を、当該コイルモジュールが１磁極分移動する際に発生するコギング力が持つ周期のいずれかの周期の半分に相当する長さと磁極対の整数倍の長さとの和又は差とし、各コイルモジュールを連結部材により連結し、連結部材を複数の磁石列に沿って相対移動させる。
【００１８】
本発明の構成によれば、コイルモジュールは磁石列に対する配設位置に係わらず共通な構成とすることによって、既存の構成の駆動機構に対して専用のコイルモジュールを形成することが不要となり、簡易な構成とすることができる。
【００１９】
また、本発明の構成によれば、これらのコイルモジュールを配設する際に、コイルモジュール間の配設距離を、コイルモジュールが１磁極分移動する際に発生するコギング力が持つ周期のいずれかの周期の半分に相当する長さに基づいて設定することによって、周期を異にする複数のコギング波形に対応することができる。なお、磁極対の整数倍の長さを増減することによって、対応するコギング波形の周期を変えることなく、コイルモジュール間の配設距離を調節することができる。
【００２０】
また、本発明の構成によれば、複数のコイルモジュールを各磁石列の移動方向に沿って配設することによって、ピッチングを打ち消すことができる。
また、上記構成において、コギング力が持つ複数の周期に基づいて複数の配設距離を設定し、一対のコイルモジュールを、前記複数の配設距離から任意に選択した第１の配設距離で配設して第１のコイルモジュール対を構成し、第１のコイルモジュール対を複数の配設距離から任意に選択した第２の配設距離で配設して第２のコイルモジュール対を構成するといったように、順に前段構成のコイルモジュール対を複数の配設距離から任意に選択した他の配設距離で配設して次段のコイルモジュール対を構成する。この構成により、コギング力が持つ複数の周期に対応することができる。なお、コギング力が持つ複数の周期のいずれの周期を何れの段構成のコイルモジュール対に対応させるかは任意とすることができる。
【００２１】
複数の磁石列は、移動方向の直線を対称軸とする１対の磁石列を少なくとも１つ含む構成とすることができ、移動方向の直線に対して１対の磁石列を設ける構成や、移動方向の直線に対して２対の磁石列を互いに９０度の角度関係で設ける構成とすることができる。
【００２２】
また、コイルモジュール対と１対の磁石列との位置関係は、コイルモジュールを１対の磁石列を挟んで配設する構成や、逆に磁石列を１対のコイルモジュールを挟んで配設する構成とすることができる。
【００２３】
直線駆動装置の第１の形態は、極性が異なる永久磁石を交互に直線状に配した第１の磁石列、及び第１の磁石列に並行して配置される第２の磁石列と、複数のティース及びスロットに電機子巻線が装着される複数のコイルモジュールと、複数のコイルモジュールを連結する部材とを備える。コイルモジュールは、第１の磁石列に対向して配設された第１のコイルモジュールと、第１のコイルモジュールから１磁極分移動する際に発生するコギング力が持つ周期のいずれかの周期の半分に相当する長さと磁極対の整数倍の長さとの和又は差の距離だけ移動方向に離れた位置で第１の磁石列に対向して配設された第２のコイルモジュールと、第２の磁石列に対向し、第１のコイルモジュール及び第２のコイルモジュールとそれぞれ対応する位置に配設された第３及び第４のコイルモジュールとを含む。これら第１〜第４のコイルモジュールと磁石列との相対移動によって、第１〜第４のコイルモジュールと連結する連結部材は、第１の磁石列及び第２の磁石列に沿って相対移動する。
【００２４】
直線駆動装置の第２の形態は、複数の極性が異なる永久磁石を交互に直線状に配した磁石列と、複数の複数のティース及びスロットに電機子巻線が装着される複数のコイルモジュールとを備える。
【００２５】
これら磁石列と複数のコイルモジュールとは、第１の磁石列、及び当該第１の磁石列に対向して配設された第１のコイルモジュールの対と、第１の磁石列と第１のコイルモジュールとの対に対して並行する位置に設けられた第２の磁石列と第２のコイルモジュールの対と、第１の磁石列と第１のコイルモジュールの対、及び第２の磁石列と第２のコイルモジュールの対に対してそれぞれに直角な位置に配置された第３の磁石列と第３のコイルモジュールの対、及び第４の磁石列と第４のコイルモジュールの対とを有する。
【００２６】
さらに、第１乃至第４コイルモジュールのうち隣り合う２つのコイルモジュールを、１磁極分移動する際に発生するコギング力が持つ周期のいずれかの周期の半分に相当する長さと磁極対の整数倍の長さとの和又は差の距離だけ互いに移動方向に離れた位置に配置すると共に、連結部材により第１乃至第４のコイルモジュールを連結する。
【００２７】
これら第１〜第４のコイルモジュールと磁石列との相対移動によって、第１〜第４のコイルモジュールと連結する連結部材は、第１〜第４の磁石列に沿って相対移動する。
第１の形態及び第２の形態の直線駆動装置において、ｎ通りの周期のコギング力を低減するためにコイルモジュールを（２のｎ乗）×２個配置する。例えば、１種類の周期のコギング力を低減させる場合には、ｎを“１”として、２つの磁石列のそれぞれに２個のコイルモジュールを配置して計４個のコイルモジュールを用いる構成とする。また、２種類の周期のコギング力を低減させる場合には、ｎを“２”として、２つの磁石列のそれぞれに４個（＝２の２乗）のコイルモジュールを配置して計８個のコイルモジュールを用いる構成とする。また、３種類の周期のコギング力を低減させる場合には、ｎを“３”として、２つの磁石列のそれぞれに８（＝２の３乗）個のコイルモジュールを配置して計１６個のコイルモジュールを用いる構成とする。
【００２８】
ここで、コイルモジュールは、２のｎ乗個を単位とするコイルモジュールの組みの配設距離を、１磁極分移動する際に発生するコギング力が持つ周期のいずれかの周期の半分に相当する長さと磁極対の整数倍の長さとの和又は差とする。
【００２９】
複数の周期を含むコギング力の内からある周期のコギング力を低減させる場合には、当該周期に対応する配設距離でコイルモジュールを配設する。複数の周期のコギング力を低減させる場合には、低減させたい周期中の一つの周期に対応する配設距離でコイルモジュールを配設し、さらに、低減させたい周期中の残りの他の周期に対応する配設距離で、前記配設したコイルモジュール対を配設する。以下、同様に、低減させたい周期中の残りの他の周期に対応する配設距離で、前記段階で配設したコイルモジュール対を配設する。
【００３０】
連結部材又は磁石列の支持機構は、周知の支持機構を用いることができ、例えば、流体軸受を用いることができる。
本発明の直線駆動装置は、複数のコイルモジュールを移動方向に対して配設し、連結部材で互いに連結する構成とすることによって、縦方向の揺動であるピッチングを抑制することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、既存の構成の駆動機構に対して簡易な構成によってコギング力を低減することができる。また、本発明は周期を異にする複数のコギング波形に対応することができる。また、本発明はコギング力の他に、縦方向の揺動であるピッチングを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
図３は本発明の直線駆動装置の一構成例を説明するための断面図である。なお、図３に示す構成例は、２個のコイルモジュールで構成するコイルモジュール対を磁石列対のそれぞれの磁石列に配設する構成例である。
【００３３】
図３において、直線駆動装置１は磁石列２とコイルモジュール３から構成される。
磁石列２は、極性が異なる永久磁石４を交互に直線状に複数配列して構成され、永久磁石４が配列される直線方向は移動体の移動方向となる。図３に示す構成例では、第１の磁石列２Ａと第２の磁石列２Ｂとを、磁極が外側となるように配置して構成される。
【００３４】
電機子ブロック６は２個のコイルモジュール３ａ，３ｂ又は３ｃ，３ｄをからなるコイルモジュール対を備える。第１のコイルモジュール３ａと第２のコイルモジュール３ｂからなるコイルモジュール対３Ａは第１の磁石列２Ａに対向して配設し、一方、第３のコイルモジュール３ｃと第４のコイルモジュール３ｄからなるコイルモジュール対３Ｂは第２の磁石列２Ｂに対向して配設する。これにより、第１のコイルモジュール３ａと第２のコイルモジュール３ｂからなるコイルモジュール対３Ａと、第３のコイルモジュール３ｃと第４のコイルモジュール３ｄからなるコイルモジュール対３Ｂとは、磁石列２を挟んで対向して配置されることになる。
【００３５】
各コイルモジュール３ａ〜３ｄは、複数のティース１０、ティース１０間で形成されるスロット１１を備え、スロット１１内に電機子巻線１２が巻回される。これら各コイルモジュール３ａ〜３ｄは共通の構成とすることができる。
【００３６】
なお、図３では、４個のコイルモジュールを配設する例を示しているが、後述するように、配設するコイルモジュールの個数は４個に限らず、より多数とすることができる。この場合においても、配設する各コイルモジュールは配設間隔を異にするだけで、ティースやスロットや電機子巻線等の各構成は何れも共通である。
【００３７】
４個のコイルモジュールは３ａ〜３ｄは連結部材５によって連結され、磁石列２に対して一体で移動する。なお、連結部材５は、コイルモジュールを一体で移動させるための一手段であり、この目的を達成するものであれば、一体形成により相互の位置関係を固定する構成など、連結部材による連結に限らず任意も固定手段を用いることができる。
【００３８】
ここで、コイルモジュールは３ａとコイルモジュール３ｂとの間の配設距離Ｌを、コイルモジュール３ａが１磁極分移動する際に発生するコギング力が持つ周期のいずれかの周期の半分に相当する長さと磁極対の整数倍の長さとの和又は差とする。
【００３９】
コギング力は前記した図２に示すように複数の周期の成分を含んでいる。一般的には、１磁極分の長さにおいて１回現れる周期成分、２回現れる周期成分、３回現れる周期成分等、１磁極分の長さ内で整数回現れる周期成分が含まれるが、必ずしもこれら周期成分に限られるものではない。
【００４０】
これらのコギング力に含まれる複数の周期の内から低減させたい周期成分を選択し、この周期の半分に相当する長さと磁極対の整数倍の長さとの和又は差を、コイルモジュールは３ａとコイルモジュール３ｂとの間の配設距離Ｌとする。なお、磁極対の整数倍の長さだけ変化した場合には、コイルモジュールと磁石列との電気角の関係は同じであるため、この長さ分だけ配設距離を伸ばしてもコギング力の低減には影響はないため、コイルモジュール３ａとコイルモジュール３ｂとの間の距離調整に用いることができる。
【００４１】
したがって、本発明の構成によれば、実際の直線駆動装置において発生するコギング力の周期成分の中から低減したい周期成分について、共通する構成のコイルモジュールの配設距離を設定するだけで低減することができる。
【００４２】
図４は、前記図３で示した例において磁石列とコイルモジュールとを逆の関係とした例である。２つの磁石列２Ａ，２Ｂを間隔を開けて対向させて、両磁石列２Ａ，２Ｂの間に、各磁石列の内側に現れた磁極に対向させて、コイルモジュール対３Ａ，３Ｂを配設させ、コイルモジュール３Ａ，３Ｂは連結部材５によって連結される。なお、コイルモジュール対３Ａと３Ｂの連結は、連結部材を用いることなく両者を接着剤等で結合させてもよい。
【００４３】
コイルモジュール３Ａは、コイルモジュール３ａとコイルモジュール３ｂを所定の配設間隔Ｌを開けた配置する。配設間隔Ｌは、前記したように、コイルモジュールが１磁極分移動する際に発生するコギング力が持つ周期のいずれかの周期の半分に相当する長さと磁極対の整数倍の長さとの和又は差とする。
【００４４】
また、コイルモジュール３Ｂについても同様にコイルモジュール３ｃとコイルモジュール３ｄを所定の配設間隔Ｌを開けて配置する。
コイルモジュール対３Ａとコイルモジュール３Ｂとは、磁石列２Ａ及び磁石列２Ｂに挟まれ、それぞれ磁石列の磁極と対向するよう配置され、連結部材５によって一体に移動する。
【００４５】
磁石列とコイルモジュールの対は、図２，３に示したような１つの直線に沿った配列に限らず、複数の直線に沿った配列とすることもできる。図５は、磁石列とコイルモジュールの対を２つの直線に沿った配列で構成する例を示している。
【００４６】
図５（ａ）は、前記したように、磁石列とコイルモジュールの対を１つの直線に沿って配列する構成を模式的に示している。この構成では、直線状に配列される１つの磁石列２に沿ってコイルモジュール３ａとコイルモジュール３ｂを配置し、コイルモジュール３ａとコイルモジュール３ｂとの間には配設間隔Ｌを設ける。
【００４７】
これに対して、図５（ｂ）の構成では、直線状に配列される２つの磁石列２ａ，２ｂを備え、磁石列２ａに沿ってコイルモジュール３ａを配置し、磁石列２ｂに沿ってコイルモジュール３ｂを配置し、コイルモジュール３ａとコイルモジュール３ｂとの間には配設間隔Ｌを設ける。この構成によれば、コイルモジュール３ａ，３ｂからなるコイルモジュール対の長さを短くすることができる。
【００４８】
上記した図５の構成例について、図６〜図８を用いて説明する。
図６，７に示す構成例において、磁石列２Ａは、直角の角度で配置された磁石列２ａと磁石列２ｂから構成され、移動方向に沿って同周期、同位相の磁極が配置されている。また、図には示されていないが同様に、磁石列２Ｂが、直角の角度で配置された２つの磁石列から構成され、移動方向に沿って同周期、同位相の磁極が配置されている。
【００４９】
ここで、磁石列２Ａに対してコイルモジュール対３Ａが配設され、磁石列２Ｂに対してコイルモジュール対３Ｂが配設される。
コイルモジュール対３Ａは、コイルモジュール３ａとコイルモジュール３ｂからなり、コイルモジュール３ａは磁石列２ａに対向して配設され、コイルモジュール３ｂは磁石列２ｂに対向して配設される。コイルモジュール３ａとコイルモジュール３ｂとの間には配設間隔Ｌの間隔が開けられて配設される。
【００５０】
また、コイルモジュール３Ｂについても、コイルモジュール３ｃとコイルモジュール３ｄからなり、コイルモジュール３ｃは磁石列２ｃ（図示していない）に対向して配設され、コイルモジュール３ｄは磁石列２ｄ（図示していない）に対向して配設される。コイルモジュール３ａとコイルモジュール３ｂとの間には配設間隔Ｌの間隔が開けられて配設される。
【００５１】
配設間隔Ｌは、前記したように、コイルモジュールが１磁極分移動する際に発生するコギング力が持つ周期のいずれかの周期の半分に相当する長さと磁極対の整数倍の長さとの和又は差とする。
【００５２】
図７は図６に示す構成のコイルモジュール３ａ〜３ｄを連結部材５で連結し、一体で移動させる構成を示している。
全てのコイルモジュールを一体で移動させる構成とすることで、コギング力及び永久磁石とコイルモジュールとの吸引力を低減することができる。
【００５３】
また、磁石列とコイルモジュールとの関係において、図８に示すように、磁石列を外側に配設し、コイルモジュールを内側に配設する構成とすることもできる。図８に示す構成例は、図７の構成例において磁石列とコイルモジュールとの位置関係を逆にした例を示している。
【００５４】
図８に示す構成では、連結部材５の周囲にコイルモジュール３ａ〜３ｄを配置し、このコイルモジュールの外周側に磁石列２ａ〜２ｄを配置する。コイルモジュール３ａとコイルモジュール３ｂとは、磁石列の配列方向に対して前記した配設間隔Ｌを開けて配置してコイルモジュール対３Ａを構成している。また、コイルモジュール３ｃとコイルモジュール３ｄとは、磁石列の配列方向に対して前記した配設間隔Ｌを開けて配置してコイルモジュール対３Ｂを構成している。
【００５５】
また、磁石列２ａ〜２ｄにおいて、磁石列２ａと２ｂはコイルモジュール対３Ａに対応する磁石列２Ａを構成し、磁石列２ｃと２ｄはコイルモジュール対３Ｂに対応する磁石列２Ｂを構成している。
【００５６】
この構成例では、コイルモジュール３ａ〜３ｄを連結部材５で連結して一体で移動させることで、コギング力及び永久磁石とコイルモジュールとの吸引力を低減することができる。
【００５７】
図２で示したように、コイルがＮ極Ｓ極を１磁極対ずつ移動した際に発生するコギング力は、複数の周期成分が合成されたものとして現れる。前記した各構成は、２つのコイルモジュールを所定の配設間隔を開けて構成されるものであって、その配列間隔は複数の周期成分の内の一つに対応して設定され、これによってその周期成分のコギング力を低減している。そのため、前記構成では複数の周期成分の内の一つの周期成分しか低減することができない。
【００５８】
本発明の直線駆動装置では、（２のｎ乗）×２個のコイルモジュールを用いることによってｎ通りの周期のコギング力を低減することができる。
以下、ｎ通りの周期のコギング力を低減するための構成について、図９〜図１１を用いて説明する。
【００５９】
図９において、図９（ａ）は１つの周期成分を低減する構成例を示し、図９（ｂ）は２通りの周期成分を低減する構成例を示し、図９（ｃ）は３通りの周期成分を低減する構成例を示し、図９（ｄ）は４通りの周期成分を低減する構成例を示している。
【００６０】
図９（ａ）の構成例は、周期の個数ｎが“１”の場合に対応する場合である。磁石列２の各側に対して第１のコイルモジュール対ＣＭ１を配設する。第１のコイルモジュール対ＣＭ１は、前記したように、２つのコイルモジュールから構成し、両コイルモジュール間の配設間隔を、低減しようとする周期成分（第１の周期成分）に応じて設定している。
【００６１】
したがって、片側のコイルモジュール対では２個（＝２の１乗）のコイルモジュールを要する。このコイルモジュール対を磁石列２の両側に配設することで、コイルモジュールは４（＝２×２）個となる。
【００６２】
図１０（ａ）は第１のコイルモジュール対ＣＭ１の構成例を示している。ここで、コイルモジュール３ａ，３ｂの配設間隔は、第１の周期成分の半分の長さに基づいて設定される。
【００６３】
図９（ｂ）の構成例は、周期の個数ｎが“２”の場合に対応する場合である。磁石列２の各側に対して前記した第１のコイルモジュール対ＣＭ１を２つ配設することにより第２のコイルモジュール対ＣＭ２を設ける。ここで、第１のコイルモジュール対ＣＭ１の配設間隔は前記したように複数の周期成分中の一つの周期成分（第１の周期成分）に応じて設定されている。
【００６４】
第２のコイルモジュール対ＣＭ２は、２つの第１のコイルモジュール対ＣＭ１により構成し、両コイルモジュール間の配設間隔を、複数の周期成分中の他の周期成分（第２の周期成分）に応じて設定する。
【００６５】
したがって、片側の第２のコイルモジュール対ＣＭ２では４個（＝２の２乗）のコイルモジュールを要する。このコイルモジュール対を磁石列２の両側に配設することで、コイルモジュールは８（＝４×２）個となる。
【００６６】
この構成により、第２のコイルモジュール対ＣＭ２が備えるコイルモジュールは、２通りの周期成分（第１の周期成分及び第２の周期成分）に対応した配設間隔で配置されることになる。
【００６７】
図１０（ｂ），図１１（ａ）は第２のコイルモジュール対ＣＭ２の構成例を示している。ここで、コイルモジュール３ａ，３ｂの配設間隔は第１の周期成分の半分の長さに基づいて設定され、第１のコイルモジュール対ＣＭ１の配設間隔は第２の周期成分の半分の長さに基づいて設定される。
【００６８】
図９（ｃ）の構成例は、周期の個数ｎが“３”の場合に対応する場合である。磁石列２の各側に対して前記した第２のコイルモジュール対ＣＭ２を２つ配設することにより第３のコイルモジュール対ＣＭ３を設ける。ここで、第１のコイルモジュール対ＣＭ１の配設間隔は周期成分中の一つの周期成分（第１の周期成分）に応じて設定され、第２のコイルモジュール対ＣＭ２の配設間隔は複数の周期成分中の他の周期成分（第２の周期成分）に応じて設定されている。
【００６９】
第３のコイルモジュール対ＣＭ３は、２つの第２のコイルモジュール対ＣＭ２により構成し、両コイルモジュール間の配設間隔を、複数の周期成分中のさらに別の周期成分（第３の周期成分）に応じて設定する。
【００７０】
したがって、片側の第３のコイルモジュール対ＣＭ３では８個（＝２の３乗）のコイルモジュールを要する。このコイルモジュール対を磁石列２の両側に配設することで、コイルモジュールは１６（＝８×２）個となる。
【００７１】
この構成により、第３のコイルモジュール対ＣＭ３が備えるコイルモジュールは、３通りの周期成分（第１〜第３の周期成分）に対応した配設間隔で配置されることになる。
【００７２】
図１１（ｂ）は第３のコイルモジュール対ＣＭ３の構成例を示している。ここで、コイルモジュール３ａ，３ｂの配設間隔は第１の周期成分の半分の長さに基づいて設定され、第１のコイルモジュール対ＣＭ１の配設間隔は第２の周期成分の半分の長さに基づいて設定され、第２のコイルモジュール対ＣＭ２の配設間隔は第３の周期成分の半分の長さに基づいて設定される。
【００７３】
図９（ｄ）の構成例は、周期の個数ｎが“４”の場合に対応する場合である。磁石列２の各側に対して前記した第３のコイルモジュール対ＣＭ３を２つ配設することにより第４のコイルモジュール対ＣＭ４を設ける。ここで、第１のコイルモジュール対ＣＭ１の配設間隔は周期成分中の一つの周期成分（第１の周期成分）に応じて設定され、第２のコイルモジュール対ＣＭ２の配設間隔は複数の周期成分中の他の周期成分（第２の周期成分）に応じて設定され、第３のコイルモジュール対ＣＭ３の配設間隔は複数の周期成分中の他の周期成分（第３の周期成分）に応じて設定されている。
【００７４】
第４のコイルモジュール対ＣＭ４は、２つの第３のコイルモジュール対ＣＭ３により構成し、両コイルモジュール間の配設間隔を、複数の周期成分中のさらに別の周期成分（第４の周期成分）に応じて設定する。
【００７５】
したがって、片側の第４のコイルモジュール対ＣＭ４では１６個（＝２の４乗）のコイルモジュールを要する。このコイルモジュール対を磁石列２の両側に配設することで、コイルモジュールは３２（＝１６×２）個となる。
この構成により、第４のコイルモジュール対ＣＭ４が備えるコイルモジュールは、４通りの周期成分（第１〜第４の周期成分）に対応した配設間隔で配置されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の直線駆動装置は、工作機械のテーブル送りなどのアクチュエータや搬送装置の駆動機構として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】永久磁石を移動方向に配列した磁石列との電機子コイルとの位置関係を説明するための図である。
【図２】コギング力の変動を示す図である。
【図３】本発明の直線駆動装置の一構成例を説明するための断面図である。
【図４】本発明の直線駆動装置の一構成例を説明するための断面図である。
【図５】磁石列とコイルモジュールの対を２つの直線に沿った配列で構成する例を説明するための図である。
【図６】本発明の直線駆動装置の一構成例を説明するための図である。
【図７】本発明の直線駆動装置の一構成例を説明するための図である。
【図８】本発明の直線駆動装置の一構成例を説明するための図である。
【図９】本発明の直線駆動装置によりｎ通りの周期のコギング力を低減する構成を説明するための図である。
【図１０】本発明の直線駆動装置によりｎ通りの周期のコギング力を低減する構成を説明するための図である。
【図１１】本発明の直線駆動装置によりｎ通りの周期のコギング力を低減する構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  直線駆動装置
２  磁石列
２Ａ  第１の磁石列
２Ｂ  第２の磁石列
２Ｃ  第３の磁石列
２Ｄ  第４の磁石列
３Ａ〜３Ｄ  コイルモジュール対
３ａ  第１のコイルモジュール
３ｂ  第２のコイルモジュール
３ｃ  第３のコイルモジュール
３ｄ  第４のコイルモジュール
４  永久磁石
５  連結部材
６  電機子ブロック
１０  ティース
１１  スロット
１２  電機子巻線
ＣＭ１〜ＣＭ４  コイルモジュール対
１０２  磁石列
１０３  電機子コイル
【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】
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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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