(57)【要約】【課題】磁束を有効に利用することができ、かつ小型化したリニアモータ及びそれを用いた機器を提供すること。【解決手段】上側可動子と、上側可動子より下側に設けた下側可動子と、を有し、電機子は、上側可動子が往復動可能な空間を介して上下方向に対向する二つの磁極歯である上側の第一の磁極歯組と、下側可動子が往復動可能な空間を介して上下方向に対向する二つの磁極歯である下側の第一の磁極歯組と、を有するリニアモータであって、電機子は、上側の第一の磁極歯組の下側磁極歯と、下側の第一の磁極歯組の上側磁極歯と、を有する内側部品と、下側の第一の磁極歯組の下側磁極歯を有し、外側部品又は内側部品と略同一形状の部品に分割可能であることを特徴とする。【選択図】図２６
2015208173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子に対して前後方向に相対移動する上側可動子及び該上側可動子より下側に設けた下側可動子を有し、
前記電機子は、
前記上側可動子が前記相対移動可能な空間を介して上下方向に対向する二つの磁極歯である上側の第一の磁極歯組と、
前記下側可動子が前記相対移動可能な空間を介して上下方向に対向する二つの磁極歯である下側の第一の磁極歯組と、を有するリニアモータであって、
前記電機子は、
前記上側の第一の磁極歯組の上側磁極歯を有する外側部品と、
前記上側の第一の磁極歯組の下側磁極歯と、前記下側の第一の磁極歯組の上側磁極歯と、を有する内側部品と、前記下側の第一の磁極歯組の下側磁極歯を有し、前記外側部品又は前記内側部品と略同一形状の部品に分割可能であることを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記電機子は、
前記上側の第一の磁極歯組の前後方向に設けられ、該上側の第一の磁極歯組と磁性体で繋がった上側の第二の磁極歯組と、
前記下側の第一の磁極歯組の前後方向に設けられ、該下側の第一の磁極歯組と磁性体で繋がった下側の第二の磁極歯組と、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３】
前記電機子は、
前記上側及び下側の第一の磁極歯組の一部又は全部の磁極歯にそれぞれ巻回した第一巻線と、
前記上側及び下側の第二の磁極歯組の一部又は全部の磁極歯にそれぞれ巻回した第二巻線と、を有し、
前記第一巻線が供給する磁束の向きと、前記第二巻線が供給する磁束の向きは、互いに逆向きであることを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記電機子は、
前記上側の第一の磁極歯組の前後方向に設けられ、前記上側の第一の磁極歯組及び前記上側の第二の磁極歯組と磁性体で繋がった上側の第三の磁極歯組と、
前記下側の第一の磁極歯組の前後方向に設けられ、前記下側の第一の磁極歯組及び前記下側の第二の磁極歯組と磁性体で繋がった下側の第三の磁極歯組と、
前記上側及び下側の第一の磁極歯組の一部又は全部の前記磁極歯にそれぞれ巻回した第一巻線と、
前記上側及び下側の第二の磁極歯組の一部又は全部の前記磁極歯にそれぞれ巻回した第二巻線と、
前記上側及び下側の第三の磁極歯組の一部又は全部の前記磁極歯にそれぞれ巻回した第三巻線と、を有し、
前記第一巻線、前記第二巻線及び前記第三巻線のうち、いずれか一つが供給する磁束の向きと、残りの二つのうち少なくとも一つが供給する磁束の向きは、互いに逆向きであることを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記磁性体は、前後方向に沿って該磁性体の電気抵抗値より大きな電気抵抗値の電気抵抗部を有することを特徴とする請求項２乃至４何れか一項に記載のリニアモータ。
【請求項６】
前記外側部品及び前記内側部品はそれぞれ、前後方向に積層した電磁鋼板と、前後方向に貫通した固定用穴を有し、
前記外側部品及び前記内側部品は、上下方向に延在する鉄心と繋がる鉄心連結部をそれぞれ有し、
前記内側部品の鉄心連結部の磁路幅は、前記内側部品の前記固定用穴の上下方向長さ以上の長さであることを特徴とする請求項２乃至５何れか一項に記載のリニアモータ。
【請求項７】
前記巻線を巻回したそれぞれの前記磁極歯は、平坦形状であり、
前記内側部品の鉄心連結部の磁路幅は、前記外側部品の磁路幅より短いことを特徴とする請求項６に記載のリニアモータ。
【請求項８】
前記外側部品は、上下方向に延在する鉄心と、該鉄心の先端に設けた前後方向に沿って延在する凸条連結部又は凹条連結部の一方又は両方を有し、
前記内側部品は、上下方向に延在する鉄心と、該鉄心の先端に設けた前後方向に沿って延在する凸条連結部又は凹条連結部の他方又は両方を有し、
前記凸条連結部及び凹条連結部は、互いに嵌合可能であることを特徴とする請求項２乃至７何れか一項に記載のリニアモータ。
【請求項９】
前記電機子の上下方向に並んだ前記磁極歯の個数を２ｎ個とするとき、最上部の磁極歯から下方向に数えてｎ個の磁極歯に巻回した前記巻線の総巻数と、上下方向の残りのｎ個の磁極歯に巻回した前記巻線の総巻数とが略等しいことを特徴とする請求項２乃至８何れか一項に記載のリニアモータ。
【請求項１０】
請求項１乃至９何れか一項に記載のリニアモータを搭載した機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータ及びそれを用いた機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
可動子の永久磁石と電機子との間に相対的に水平移動するための推力を発生するリニアモータに関しては、特許文献１、２に記載されたものがある。
【０００３】
特許文献１には、磁極が空隙を介して対向配置された磁極歯と、磁極歯をつなぐ磁性体とを備え、磁極を可動子の進行方向に複数個有し、かつ、電機子に配置された巻線により発生する磁束が複数個の磁極において同じ極性を有する構成が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、複数の磁極（本願の磁極歯に相当する。例えば特許文献２の図１、図１２参照。）に巻回した巻線を有し、複数の可動子を備えるリニアモータが記載されている（図１４）。また、可動子の並ぶ方向に分割可能で、可動子の進行方向に積層したコアを開示している（００４７、００４９、図７、図９）。さらに、可動子を複数有する場合に、高さ方向の寸法が抑制できる点を開示している（００６９、図１７（ｂ））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２２３６９７号公報
【特許文献２】国際公開２０１１／１５４９９５号再公表特許
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の構成は、可動子の進行方向に直交する面内の磁束を主に利用するリニアモータである。可動子の進行方向に並んで隣接する磁極が異極であると、可動子の進行方向に磁束の漏れが生じ、推力効率が低下するため、特許文献１は、漏れ磁束を低減するために隣接する複数個の磁極３を同じ極性としている（００２４）。このような構成で漏れ磁束を抑制しようとすると、同じ極性となっている磁極の間隔が広くなるため装置が大型化する。
【０００７】
特許文献２の構成は、積層したコアにより磁極を構成することで、例えば図９中のＸ方向に進む磁束により生じる渦電流損を抑制している。しかし、複数の磁極に巻線を巻回する駆動ユニットを用いる特許文献２は、磁束を有効利用するために、磁極の形状のうち、巻線に接しない部分をテーパ状として、永久磁石に向けて先細にしている。このため、積層コアを形成する積層板の形状には多種類が必要となり、部品種類や組立性に改善の余地が生じる（図１３参照）。
また、積層コアを採用する場合は、その分解を防止するために何らかの固定手段を施す必要があるが、この点について特許文献２は何ら開示していない。特に、コアがいわゆる上下方向に分割可能である場合に、例えば、上側、真ん中、下側のコア部品をそれぞれどのように固定するのかについての開示がなされていない（図１７（ｂ）参照）。なお、特許文献２は、複数の磁極に巻線を巻回しているため、特許文献１と同様に装置が大型化する。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、磁束を有効に利用することができ、かつ小型化したリニアモータ及びそれを用いた機器を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のリニアモータは、上記目的を達成するために、電機子に対して前後方向に相対移動する上側可動子及び該上側可動子より下側に設けた下側可動子を有し、前記電機子は、前記上側可動子が前記相対移動可能な空間を介して上下方向に対向する二つの磁極歯である上側の第一の磁極歯組と、前記下側可動子が前記相対移動可能な空間を介して上下方向に対向する二つの磁極歯である下側の第一の磁極歯組と、を有するリニアモータであって、前記電機子は、前記上側の第一の磁極歯組の上側磁極歯を有する外側部品と、前記上側の第一の磁極歯組の下側磁極歯と、前記下側の第一の磁極歯組の上側磁極歯と、を有する内側部品と、前記下側の第一の磁極歯組の下側磁極歯を有し、前記外側部品又は前記内側部品と略同一形状の部品に分割可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、磁束を有効に利用することができ、かつ小型化したリニアモータ及びそれを用いた機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１のリニアモータを示す斜視図である。
【図２】図１のＹ−Ｚ平面における断面を示す斜視図である。
【図３】永久磁石を省略した図１のＸ−Ｚ平面による断面斜視図である。
【図４】上側磁極歯と下側磁極歯の空間に生じる磁束の向きを示す実施例１のリニアモータのＹ−Ｚ平面における断面を示す斜視図である。
【図５】図５のＹ−Ｚ平面における断面斜視図である。
【図６】実施例１のリニアモータに係るリニアモータの第一の磁束の経路と第二の磁束の経路を示すＹ−Ｚ平面における断面を示す斜視図である。
【図７】図５に示したリニアモータの一相分の電機子を示す斜視図である。
【図８】図７に示した一相分の電機子のＸ−Ｙ平面による断面斜視図である。
【図９】図７に示した一相分の電機子のＹ−Ｚ平面による断面斜視図である。
【図１０】図８を矢印Ａ方向から見た図である。
【図１１】図９を矢印Ｂ方向から見た図である。
【図１２】電機子の磁路の構成例を示すリニアモータの斜視図である。
【図１３】実施例２のリニアモータに係るスリットを示す図である。
【図１４】実施例２のリニアモータに係るリニアモータの斜視図である。
【図１５】実施例２のリニアモータに係るリニアモータの冷却パイプの配置の一例を説明する上面図である。
【図１６】実施例２のリニアモータに係るリニアモータの正面図である。
【図１７】図１５のＣ−Ｃ断面で切断した断面図である。
【図１８】放射状スリットの位置関係の一例を示す図である。
【図１９】一の電機子でＵ相、Ｖ相及びＷ相を構成する実施例３に係るリニアモータの一例の側面図である。
【図２０】図１９のＹＺ断面図であり、磁束の第二の経路を説明する図である。
【図２１】Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相をそれぞれ一の電機子で構成するリニアモータの一例を説明する断面斜視図である。
【図２２】図２１のリニアモータの巻線位相を示す例である。
【図２３】可動子を二段にした実施例４のリニアモータの構成例である。
【図２４】図２３のリニアモータのＹＺ平面による断面模式図である。
【図２５】可動子を二段にしたリニアモータの磁束の第一の経路を説明する正面断面図である。
【図２６】（ａ）は、可動子を四段構成にした実施例５のリニアモータの正面断面図である。（ｂ）は、凸条連結部４５ａと凹条連結部４５ｂとを拡大した図である。（ｃ）は、前後方向に磁極歯組を三つ有し、可動子を四段構成にしたリニアモータの斜視図である。（ｄ）は、（ｃ）の側面断面図である。
【図２７】磁性体を構成する部材を可動子の進行方向に積層したリニアモータの例を示す図である。
【図２８】磁性体を、磁極歯と一体で構成したリニアモータの例を示す図である。
【図２９】磁性体を可動子に対して片側に配置したリニアモータの例を示す図である。
【図３０】図２９のリニアモータの固定例を示す図である。
【図３１】密閉型圧縮機を搭載した冷蔵庫における位置関係の一例を示す概略断面図である。
【図３２】密閉型圧縮機を搭載した冷蔵庫における位置関係の他の例を示す概略断面図である。
【図３３】ヒートポンプ給湯機のヒートポンプユニットの構成の一例を示す図である。
【図３４】ヒートポンプ給湯機のヒートポンプユニットの構成の他の例を示す図である。
【図３５】空調装置の室外機の構成例を示す図である。
【図３６】冷凍，冷蔵機能が付いたショーケースの構成例を示す図である。
【図３７】コンデンシングユニットの構成例を示す図である。
【図３８】鉄道車両の天井部に設置されている車両用空調装置の構成例を示す図である。
【図３９】密閉型圧縮機を車内空調用に搭載した自動車の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明のリニアモータ及びそれを用いた機器の実施例を説明する。各実施例において、同様の構成要素には同様の符号を付し、同様の説明は繰り返さない。なお、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、或る構成要素が他の構成要素の一部であること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等を許容する。
【実施例１】
【００１３】
＜リニアモータの全体構成＞
図１乃至図１３を用いて、実施例１に係るリニアモータを説明する。以下、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は図面に示す通りの方向を表す。また、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を、それぞれ左右方向、上下方向、前後方向と呼称することがあるが、上下方向が重力方向と平行である必要はない。例えば、左右方向、前後方向、それ以外の方向が重力方向と平行であることを許容する。
【００１４】
本実施例は、三相のモータを構成した例であり、固定子は三つの電機子１００、１０１、１０２を有する。特に断りのない限り、電機子１００について説明した構成と同様の構成を、その他の電機子１０１，１０２も有することができる。
本実施例の隣り合う永久磁石５の磁化方向５１は、互いに反対向きになっているが、複数枚の永久磁石５毎に磁化方向５１が反対向きになっていても良い。
永久磁石保持部材５２で保持された複数個の永久磁石５を有する可動子が、電機子１００と前後方向に相対的に直線運動（水平移動）をするリニアモータである。三つの電機子１００、１０１、１０２を、電気的に位相が各１２０°ずれるように配置することで三相リニアモータが構成できる。同様にｍ個の電機子でｍ相駆動のリニアモータを構成できる。
【００１５】
永久磁石５は、永久磁石５を保持する永久磁石保持部材５２に固着され、永久磁石５と永久磁石保持部材５２とで可動子を構成する。可動子と固定子は、相対的に直線運動が可能な支持手段により保持される。可動子と固定子とは相対移動が可能であれば良く、可動子を固定し、固定子（電機子）側を移動させることも可能である。また、本実施例の可動子は、左右方向に所定の幅を有する平板形状である。
【００１６】
電機子１００は、上下方向に空間を介して対向する二つの磁極歯１１，１２である磁極歯組が前後方向に二つ並んでいる。具体的には、上下方向に空間を介して対向する上側磁極歯１１ａ及び下側磁極歯１２ａとからなる第一の磁極歯組と、上側磁極歯１１ｂと下側磁極歯１２ｂとからなる第二の磁極歯組とを有する。第一の磁極歯組と第二の磁極歯組は前後方向に並んでいる。第一の磁極歯組の上側磁極歯１１ａと下側磁極歯１２ａは磁性体１３で繋がっており、磁気回路が構成されている。同様に、第二の磁極歯組の上側磁極歯１１ｂと下側磁極歯１２ｂは、磁性体１３によって繋がっており、磁気回路が構成されている。また、第一の磁極歯組と第二の磁極歯組は磁性体１３で繋がっており、磁気回路を構成している。すなわち、第一の磁極歯組の上側磁極歯１１ａ、下側磁極歯１２ａ、第二の磁極歯組の上側磁極歯１１ｂ、下側磁極歯１２ｂ及び磁性体１３を含む磁気回路が構成されている。これにより、後述する立体的な磁気回路が形成される。
なお、磁性体１３は、磁束が通過する経路を形成して磁気回路を構成できればよく、必ずしも一体である必要はない。また、磁極歯を繋ぐ磁性体１３は、必ずしもその全体が磁性体である必要はなく、磁束が通過する経路を形成して磁気回路を形成できればよい。
【００１７】
各磁極歯１１，１２は、上下にかけて寸法が略同一の平坦形状である。これにより、各磁極歯に巻線２を巻回したり固定するのが容易になり、また、電機子を電磁鋼板の積層により構成するのが容易になり、好ましい。図２の断面図に示すように、本実施例の電機子１００は、二つの略「凹」字状の磁性体が対向するような形状である。
【００１８】
第一の磁極歯組のそれぞれの磁極歯には、それぞれ励磁手段である第一巻線２ａが巻回されている。同様に、第二の磁極歯組のそれぞれの磁極歯には、それぞれ励磁手段である第二巻線２ｂが巻回されている。本実施例の磁極歯組の二つの磁極歯は、ともに巻線を有しているが、一方の磁極歯のみに巻線を設けても良い。
上側磁極歯１１と下側磁極歯１２が対向する空間を通って、永久磁石５を有する可動子と、磁性体１３を含む固定子とが相対移動する。
【００１９】
＜磁束の経路＞
図４に、第一巻線２ａ及び第二巻線２ｂが第一の磁極歯組の間の空間と第二の磁極歯組の間の空間に作る磁束の向きを白抜き矢印で示す（一般に、リニアモータは、永久磁石の位置によって、巻線に流す電流の大きさや電流の向きを時間的に変化させる。図４は、或る時刻において第一巻線２ａ、第二巻線２ｂに流れる電流が、空間に作る磁束を示している）。
【００２０】
図４に白抜き矢印で示す如く、或る時刻においては、第一巻線２ａは下から上への磁束６１ａを発生させ、第二巻線２ｂは上から下への磁束６１ｂを発生させる。すなわち、電機子１００において前後方向に隣接する第一巻線２ａと第二巻線２ｂが作る磁束の向きは、互いに反対向きである。
【００２１】
磁束の流れを、図５、図６を用いてより詳細に説明する。本実施例では、第一巻線２ａ、第二巻線２ｂによって発生する磁束７１、７２は、二つの異なる面内に形成された経路を通る。図５は、本実施例のリニアモータの或る時刻における磁束の向きを示す図である。図６は、図５のＹＺ平面による断面斜視図である。磁束７１は、固定子と可動子との相対移動方向（前後方向）に直交する面内（ＸＹ平面）を略通る磁束である。磁束７２は、固定子と可動子との相対移動方向に平行な面内（ＹＺ平面）を略通る磁束である。
【００２２】
以下、この詳細を説明する。二つの異なる面内に形成された経路の一方（第一の経路）を通る磁束の例を、図１０に示す。
第一巻線２ａ、第二巻線２ｂにより生じた磁束７１は、第一の磁極歯組の間の空間又は第二の磁極歯組の間の空間を一回通過する経路を形成する。図１０を参照して、磁束７１の例として、第一巻線２ａによって生じる磁束７１ａを考える。磁束７１ａは、上側磁極歯１１ａ、磁性体１３（Ｙ方向上部の磁性体１３ａ、Ｙ方向の中央側の磁性体１３ｂ、Ｙ方向下部の磁性体１３ｃ）、下側磁極歯１２ａ、第一の磁極歯組の間の空間、を通り、上側磁極歯１１ａに戻る経路（第一の経路）を通過する。同様の経路のため図示しないが、第二巻線２ｂにより生じた磁束７１は、第二の磁極歯組を通過する経路を形成する。但し、第一巻線２ａにより生じた磁束とは逆向きとなる。
【００２３】
他方の経路（第二の経路）を、図１１に示す。第一巻線２ａ、第二巻線２ｂには、互いに逆向きの電流が流れて磁束が生じる。これにより第一の磁極歯組の間の空間と第二の磁極歯組の間の空間とを一回ずつ通過する磁束７２の経路を形成する。磁束７２の例である磁束７２ａは、上側磁極歯１１ａ、磁性体１３ａ、上側磁極歯１１ｂ、第二の磁極歯組の間の空間、下側磁極歯１２ｂ、磁性体１３ｃ、下側磁極歯１２ａ、第一の磁極歯組の間の空間、を通り、上側磁極歯１１ａに戻る経路（第二の経路）を形成する。図１０及び図１１の例では、第一巻線２ａ，第二巻線２ｂを流れる電流の位相差は略１８０°であり、磁極歯１１ａ、１２ｂがＳ極、磁極歯１１ｂ、１２ａがＮ極の極性となる。
【００２４】
磁性体１３ａは、電機子１００の二つの磁極歯組の上側磁極歯１１ａ、１１ｂを繋いでいる。磁性体１３ｃは、電機子１００の二つの磁極歯組の下側磁極歯１２ａ、１２ｂを繋いでいる。これにより、第二の経路が形成される。
また、磁性体１３ｂは、磁性体１３ａ、１３ｃを繋ぐことで、それぞれの磁極歯組の上側磁極歯と下側磁極歯とを繋いでいる。これにより、第一の経路が形成される。
説明のため、第一の経路、第二の経路共に、永久磁石５が磁束の経路に与える影響は無視した。
【００２５】
上記のように構成することにより、前後方向で繋がった磁極歯に設けた第一巻線２ａ及び第二巻線２ｂからの磁束が通る経路として、第一及び第二の経路という二つの経路を有する立体的な経路を形成することができる。これにより、磁束の経路の断面積が増加し、効率的に推力を発生することができる。また、図１０に示すように、電機子１００の外周部と、第一巻線２ａ、第二巻線２ｂを設けた空間の外周側端部との厚みである磁路幅７０ａ、７０ｂを狭くすることができる。したがって、図１０に示すリニアモータ断面積を小さくすることができ、小型で薄いリニアモータを構成できる。
【００２６】
また、このように立体的な経路を構成するために、本実施例の電機子１００は、磁性体で繋がった平坦形状の各磁極歯に巻線２を設けている。このため、磁束を効率的に利用することができる。また、電磁鋼板により磁性体を形成する際に、少数種類の形状の鋼板で形成可能なため、コスト面や組立性で有利になるという効果を奏する。
【００２７】
＜連通穴による冷却性能＞
本実施例では、磁極歯１１，１２に設けた第一巻線２ａ、第二巻線２ｂを電機子１００（磁性体１３）の外側に連通させる連通穴８１（図１及び図３等参照）を、電機子１００の側面（前後方向に平行な面）に形成している。側面視において、電機子１００の二つの磁極歯組の間に連通穴８１を形成すると好ましい。連通穴８１を介して、第一巻線２ａ、第二巻線２ｂに冷却風を供給可能になるため、冷却性能の向上が図れる。また、連通穴８１を利用することで第一巻線２ａ、第二巻線２ｂの配線の引き出し性が向上する。なお、連通穴８１の有無に拘わらず、磁束は磁気ポテンシャルに従い流れるため、本実施例によるモータ駆動は実現可能である。
【００２８】
また、本実施例のリニアモータは、各相の電機子が独立しており、三相の電機子に不平衡が生じにくいため、推力脈動の低減、低ディテントが実現できる。本実施例によれば、装置の小型化が図れることは勿論、隣り合う磁極間の有効な磁束の共有化が図れる。
【００２９】
＜電気抵抗部＞
本実施例のリニアモータは、図１等に示すように、前後方向に沿った電気抵抗部を磁性体１３に有する。本実施例ではスリット３３を設けて空気層を形成している。
電気抵抗部は、磁性体１３に設けた同種又は異種の材料の接触部で生じる接触抵抗によっても実現できる。例えば、複数個の磁性体材料を面接触等させて電気抵抗部としても良い。
また、電気抵抗部は、必ずしも磁性体１３の電気抵抗よりも大きな電気抵抗を有する材料を使用する必要はない。例えば、磁性体１３の電気抵抗よりも小さな電気抵抗を有する材料を用いても、それらの接触抵抗等を考慮して、全体として電機子１００の前後方向に電気抵抗が上昇した部分が作成できればよい。
【００３０】
本実施例では、電気抵抗部として可動子の進行方向（前後方向）に沿ってスリット３３を設けることにより、特に、第二の経路を流れる磁束によって生じる渦電流路を分断又は長くできる。さらに、スリットの幅および間隔を変えることにより、図１０に示した磁束７１ａと、図１１に示した磁束７２ｂの磁束量を変えることができる。また、スリット３３により電機子１００の表面積を大きくすることができるため、冷却性能が向上する。冷却性能が向上することにより、巻線に大きな電流を流すことが可能となり、更なる小型化が図れる。
また、図１２に示すように、さらにＺ方向に磁性体１３を積層してもよい。これにより左右方向に沿って磁性体１３の接触面が生じるので、接触抵抗によって第一の経路を流れる磁束によって生じる渦電流を抑制できる。
【００３１】
図１３は、スリット３３等の電気抵抗部を電機子の外周に向かって広がる放射状に設けた例を示す図である。第一の経路において磁極歯に流入する、または磁極歯から流出する磁束は、放射状の軌道を描いて進む。ＹＺ平面に対して平行に電気抵抗部を設けると、磁束が電気抵抗部を回避する必要があるため磁路長が長くなり、損失が増大する。本実施例ではスリット３３の一部又は全部をＺ方向に沿って、かつＹＺ平面に対して非平行に設けることにより、より磁路長を短縮している。
【実施例２】
【００３２】
＜冷却パイプ＞
図１４乃至図１８に、本発明のリニアモータの実施例２を示す。本実施例のリニアモータは以下の点を除き実施例１と同様の構成である。図１４は、本実施例のリニアモータの斜視図である。磁性体１３には電気抵抗部としてスリット３３が設けられている。スリット３３には冷却パイプ２０が設置されている。冷却パイプ２０の内側には、冷却水等を流すことができる。冷却パイプ２０をスリット３３に挿入して配置することで、ＸＹ平面内の寸法を大きくすることなく、冷却性能を改善できる。
【００３３】
図１５は、本実施例のリニアモータの上面図である。冷却パイプ２０は複数の電機子１００，１０１，１０２を貫通するように配置されている。本実施例では各電機子の複数（四つ）のスリット３３に一本の冷却パイプ２０を配置している。しかし、同様の効果が得られれば本構成に限定されるものではない。例えば、複数の冷却パイプ２０を設けてもよい。この場合、冷却パイプ２０の上流側と下流側の温度差の発生を抑制でき、各電機子を均等に冷却できる。
【００３４】
＜固定用穴＞
図１６は、本実施例のリニアモータの正面図である。磁性体１３には、前後方向に貫通した固定用穴５７を設けている。固定用穴５７にシャフト等を通して各電機子を固定したり、電機子間にカラー、スペーサなどを挟み込み間隔を調整することができる。前後方向に電磁鋼板等を積層して磁性体１３を構成する場合、磁性体１３が分解しないように固定する必要がある。固定用穴５７にボルト等を挿通することで、電機子の大型化を抑制しつつ磁性体１３の固定が可能である。なお、本実施例の磁極歯１１，１２は平坦形状であるから、積層する電磁鋼板の形状を少数種類とすることができる。
【００３５】
また、固定用穴５７は、磁性体１３の左右方向の中央寄りに設けることが好ましい。磁極歯１１，１２から流出入する磁束は放射状に進行するため、磁性体１３の中央寄りを通過する量が少ない。このため、磁束の流れの妨げを抑制しつつ、電磁鋼板を固定することができる。
【００３６】
＜スリット深さ＞
図１７は、図１５のＣ−Ｃ断面図である。但し、図１７においては冷却パイプ２０の図示を省略している。電機子１００の表面（例えば上方向側の表面）から、この表面側に設けた巻線２の表面側の端部（例えば巻線２の上側面）までの距離を巻線深さ４０とする。また、電機子１００の表面（例えば上方向側の表面）に設けたスリット３３の深さ（スリット３３の一端から他端までの距離）をスリット深さ４１とする。巻線深さ４０に対し、スリット深さ４１が、不等式（スリット深さ４１）＞（巻線深さ４０）を満たすようにすると、スリット３３が巻線２の囲む体積の内側まで達する。このため、外部から冷却風などをあてることにより、巻線２の内側から冷却することができる。これにより、巻線２に流すことのできる電流値の限界が増加し、推力の大きなリニアモータが実現できる。また、同一推力であれば、小型化が実現できることは言うまでもない。また、不等式（スリット深さ４１）≧（巻線深さ４０）を満たすようにし、スリット３３に冷却パイプ２０を配置すると、巻線２に冷却パイプ２０を接触させることができる。冷却パイプ２０を巻線２に接触するように設けると、冷却性能をより向上できる。
【００３７】
なお、固定用穴５７は、磁性体１３の表面から巻線深さ４０までの範囲に設ける。これにより、巻線と重なることを回避できる。
【００３８】
また、図１８に示すように、スリット３３の一部又は全部を斜めにしてＹＺ平面と非平行にしてもよい。この場合でも同様に、不等式（スリット深さ４１）≧（巻線深さ４０）を満たすようにし、スリット３３に冷却パイプ２０を配置すると、巻線２に冷却パイプ２０を接触させることができる。
【実施例３】
【００３９】
＜一の電機子による三相駆動＞
図１９乃至図２２に、本発明のリニアモータの実施例３を示す。本実施例のリニアモータは三相駆動に係り、以下の点を除き、実施例１又は２と同様の構成である。
本実施例の電機子１００は、上下方向にそれぞれ対向した磁極歯１１ａ１，１２ａ１からなる第一の磁極歯組、磁極歯１１ａ２，１２ａ２からなる第二の磁極歯組に加え、磁極歯１１ａ３，１２ａ３からなる第三の磁極歯組を有する。それぞれの磁極歯組の一方又は両方の磁極歯には、それぞれ第一巻線２ａ，第二巻線２ｂ，第三巻線２ｃを設けている。隣接する巻線、すなわち、第一巻線２ａと第二巻線２ｂ、第二巻線２ｂと第三巻線２ｃとに流れる電流の位相差は、略１２０°とする。これにより、一つの電機子１００により、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を構成可能である。この場合、第一巻線２ａ、第二巻線２ｂ及び第三巻線２ｃのうち一つは、少なくとも残りの巻線２のうち一つと逆向きの磁束を供給することになる。
電機子１００には、連通穴８１として、二つの連通穴８１ａ、８１ｂを設けている。冷却性能の観点からは、連通穴８１ａ，８１ｂは、側面視においてそれぞれ第一の磁極歯組と第二の磁極歯組との間、第二の磁極歯組と第三の磁極歯組との間、に設けると好ましい。なお、連通穴８１の有無に拘わらず、磁束は磁気ポテンシャルに従い流れるため、本実施例による三相駆動は実現可能である。
このように構成すると、一の電機子１００によって三相駆動が実現できる。そして、図１９に示すように、いずれかの磁極歯組を通過する磁束７１の経路である第一の経路がそれぞれ形成される。また、図２０（ａ）に示すように、第二の経路として、二つの磁極歯組を通過する経路が各時刻で二つ形成される。このため、実施例１と同様の効果が得られる。
本実施例では、電機子１００の三つの磁極歯組に対し、可動子には永久磁石５が二つ並んでいる。このようにして、図２０（ｂ）のように、第一巻線２ａにＵ相の電流を流し、第二巻線２ｂにＶ相の電流を流し、第三巻線２ｃにＷ相の電流を流すことでリニアモータが駆動する。
【００４０】
＜複数の電機子による三相駆動＞
なお、実施例１等で述べたように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相をそれぞれ別々の電機子１００，１０１，１０２により実現することもできる（図２１、図２２参照）。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子の各巻線２は、Ｕ相とＶ相間で電気的な位相差が略１２０°、Ｖ相とＷ相間で電気的な位相差が略１２０°である。第二の経路をそれぞれ形成する電機子１００，１０１，１０２は、前後方向に磁極歯組を二つ有している。各相の二つの磁極歯組の位相差は、それぞれ略１８０°である。すなわち、各電機子が有する二つの磁極歯組それぞれに設けた巻線２は、互いに逆向きの磁束を供給する。
【００４１】
図２２に各相の並びを示す。本実施例ではＵ＋相、Ｕ−相、Ｖ−相、Ｖ＋相、Ｗ＋相、Ｗ−相となる順で巻線２が並んでいる。Ｕ＋相、Ｖ＋相及びＷ＋相は、それぞれ互いに位相差が略１２０°であり、Ｕ＋相とＵ−相、Ｖ＋相とＶ−相及びＷ＋相とＷ−相は、それぞれ互いに位相差が略１８０°である。図２２に示すように、各相の＋側と−側とは隣接している。このようにして三相駆動を構成する場合、例えば前後方向に並ぶ磁極歯組六つに対し、可動子には永久磁石が五つ又は七つ並ぶようにすることができる。
第一巻線２ａと、第二巻線２ｂは電気的な位相が略１８０°ずれるようにされており、第一巻線２ａの作る磁束と、第二巻線２ｂの作る磁束の向きが上下方向で互いに反対になる。これにより、第二の経路を形成する。
【００４２】
このように別々の電機子で三相を構成する場合、各相の間の磁気的な干渉を抑制できるため、リニアモータの端部電機子と、電機子に挟まれるように配置された電機子で生じる、端部の効果を低減できるため推力脈動を小さくできる。
【実施例４】
【００４３】
＜複数の可動子と相対移動する固定子＞
図２３乃至図２５に、本発明のリニアモータの実施例４を示す。図２３は本実施例のリニアモータの斜視図であり、図２４は、本実施例のリニアモータの側面断面図である。本実施例のリニアモータは以下の点を除き、実施例１乃至３の構成と同様である。本実施例のリニアモータは、可動子の運動方向である前後方向に直交する上下方向に複数の可動子を有する。これにより、リニアモータの小型化等を実現できる。
図２３、図２４に示すように、本実施例のリニアモータは、Ｙ方向に並んだ二つの可動子を有している。説明のため、Ｙ方向上側の可動子を「上側可動子」、下側の可動子を「下側可動子」と呼ぶ。
【００４４】
なお、前後方向に並ぶ電機子の個数は一つ以上であればよく、また、上下方向に並ぶ可動子は二つ以上であればよい。
【００４５】
図２５は、図２３、図２４に掲げる本実施例のリニアモータの正面断面図であり、磁束の経路を矢印で示した図である。
【００４６】
本実施例の電機子１００は、図２５に示すように、上側可動子が相対移動する空間を介して対向する磁極歯１１ａ及び磁極歯１２ａからなる上側の第一の磁極歯組と、下側可動子が進入する空間を介して対向する磁極歯１１ｂ及び磁極歯１２ｂからなる下側の第一の磁極歯組とを有する。また、本実施例の電機子１００は、上側の第一の磁極歯組と下側の第一の磁極歯組の前後方向に並んで、それぞれ上側の第二の磁極歯組と、下側の第二の磁極歯組とを有している。そして、これら四つの磁極歯組は、磁性体１３によって繋がり、磁気回路を構成している。上側の第一の磁極歯組及び下側の第一の磁極歯組の磁気回路と、上側の第二の磁極歯組と下側の第二の磁極歯組の磁気回路は、第一の経路について同様の構成のため、図２５に示す上側の第一の磁極歯組と下側の第一の磁極歯組の説明によって代表させる。なお、各磁極歯の形状は略同一であり、さらに、上側の第三の磁極歯組及び下側の第三の磁極歯組を有しても良い。
【００４７】
また、説明のため、以下では電機子１００における上下方向最外部の磁極歯である磁極歯１１ａと磁極歯１２ｂを、外側磁極歯１１ａ，１２ｂと表記する。また、電機子１００における上下方向最外部の磁極歯に属さない磁極歯１２ａと磁極歯１１ｂを内側磁極歯１２ａ，１１ｂと表記する。
【００４８】
外側磁極歯１１ａ、１２ｂは、外側磁性体１３ａによって繋がっている。内側磁極歯１２ａ、１１ｂは、内側磁性体１３ｂによって繋がっている。また、外側磁性体１３ａと内側磁性体１３ｂとは、鉄心連結部５８によって繋がっている。鉄心連結部５８は、内側磁性体１３ｂを支持する磁路幅７０ｃの磁性体である。
【００４９】
電機子１００の第一巻線２ａ、第二巻線２ｄは上下方向に並んでおり、それぞれが供給する磁束の向きは、互いに同じ向きになるように構成されている。このようにすることで、第一巻線２ａ、第二巻線２ｄが供給する磁束は、ともに、外側磁性体１３ａ、外側磁極歯１２ｂ、内側磁極歯１１ｂ、内側磁性体１３ｂ、内側磁極歯１２ａ、外側磁極歯１１ａを通過する。すなわち、各巻線による磁束が上下両方の磁極歯組を通過するため、可動子への推力効率が向上する。さらに、磁束の一部は鉄心連結部５８を流れるが、この磁束は相殺される。したがって、鉄心連結部５８の上下方向の幅である磁路幅７０ｃを、外側磁性体１３ａの表面から巻線２の表面側までの長さである磁路幅７０ａより狭くすることができる。
【００５０】
対照として、実施例１の電機子１００を上下に積み重ねた場合（上下の磁気回路を独立にした場合）を考える。この場合、上段の電機子における可動子より下側の磁性体の高さと、下段の電機子における可動子より上側の磁性体の高さとの和は、磁路幅７０ａの２倍に相当する高さが必要になる。
一方、本実施例のように、電機子１００が複数の可動子６と相対移動するように構成した場合は、鉄心連結部５８を流れる磁束は相殺される。このため、磁路幅７０ａに比べて磁路幅７０ｃを狭くできる。つまり、（磁路幅７０ａ）＞（磁路幅７０ｃ）とすることができる。これにより、リニアモータのＹ方向の高さを小さくすることができ、小型のリニアモータを提供できる。なお、磁路幅７０ａと磁路幅７０ｃは、固定用穴５７の上下方向長さ以上である。こうすると、前後方向に電磁鋼板を積層して磁性体１３を構成し、固定用穴５７にボルト等を挿通することができて好ましい。
【００５１】
本実施例は二つの可動子での例を説明したが、三つ以上の可動子でも、同様の効果が得られる。また、本実施例によるリニアモータの小型化は、上下方向に二つ以上の磁極歯組を有することで形成可能な磁路幅７０ｃにより実現可能である。このため、必ずしも前後方向に二つ以上の磁極歯を有する必要はなく、前後方向に並んだ磁極歯は一つであっても良い。
【実施例５】
【００５２】
＜外側部品と内側部品によるモジュール構成＞
図２６に、本発明のリニアモータの実施例５を示す。本実施例のリニアモータは、以下の点を除き実施例１乃至４の構成と同様である。
本実施例は、磁性体１３を外側部品１３ａと内側部品１３ｂの二種類の組合せに分割可能としたものである。一例として、可動子をＹ方向に四つ並べて有するリニアモータの正面断面図を図２６（ａ）に示す。本実施例は、巻線２ａ〜２ｈが作る磁束の方向を同じ向きにしている。段数を増やしていくことにより、磁路幅７０ａに対する磁路幅７０ｃの個数比が増加するため、小型のリニアモータを構成できる。さらに、各巻線２ａ〜２ｈの作る磁束は、それぞれの磁極歯組を通過するため、相互作用によって、リニアモータの推力をより大きくできる。
【００５３】
外側部品１３ａは、図２６（ａ）に示す電機子１００の最外周であり、最上部に属する外側磁極歯１１ａを前後方向に並んで二つ有する磁性体である。また、最下部に属する外側磁極歯１２ｄを前後方向に並んで二つ有する磁性体も外側部品１３ａであり、これらは略同一形状である。以下、外側磁極歯の符号を１１ａで代表させる。なお、外側部品１３ａは、図２６（ｃ）、（ｄ）に示すように、外側磁極歯１１ａを前後方向に並んで三つ以上有する磁性体であってもよいし、図示しないが前後方向に一つの外側磁極歯１１ａを有する磁性体であっても良い。
【００５４】
外側部品１３ａは、外側磁極歯１１ａの左右方向に、上下方向に延在する鉄心７ｅ１を有している。外側部品１３ａは、磁路幅７０ａの鉄心連結部によって鉄心７ｅ１と繋がっている。鉄心７ｅ１の先端には、後述する連結部４５を有している。
【００５５】
内側部品１３ｂは、前後方向に並んだ二つずつの下側磁極歯１２ａと上側磁極歯１１ｂを有する磁性体である。また、前後方向に並んだ二つずつの下側磁極歯１２ｂと上側磁極歯１１ｃを有する磁性体、前後方向に並んだ二つずつの下側磁極歯１２ｃと上側磁極歯１１ｄを有する磁性体も内側部品であり、これらは略同一形状である。以下、下側磁極歯の符号を１２ａで、上側磁極歯の符号を１１ｂで代表させる。なお、図２６（ｃ）、（ｄ）に示すように、下側磁極歯１２、上側磁極歯１１を前後方向に並んでそれぞれ三つ以上有する磁性体であってもよいし、図示しないが前後方向に一つの外側磁極歯１１ａを有する磁性体であっても良い。
【００５６】
内側部品１３ｂについて、二つの下側磁極歯１２ａと、二つの上側磁極歯１１ｂはそれぞれ上下方向で対向している。また、内側部品１３ｂは、下側磁極歯１２ａ及び上側磁極歯１１ｂの左右方向に、上下方向に延在する鉄心７ｅ２を有している。内側部品１３ｂは、磁路幅７０ｃの鉄心連結部によって鉄心７ｅ２と繋がっている。鉄心７ｅ２の二つの先端には、後述する連結部４５を有している。これら四つの磁極歯は磁性体で繋がれて磁気回路の一部又は全部を形成している。
【００５７】
内側部品の固定用穴５７の上下方向長さは、鉄心連結部の上下方向長さ（磁路幅）７０ｃより小さくする。これにより、巻線２が固定用穴５７に重なることを抑制し、組立性を向上させることができる。また、上述した通りに、固定用穴５７は、左右方向の中央寄りに設けると好ましい。
なお、固定用穴５７の形状を、左右方向に平坦な形状としても良い。この場合、磁路幅７０ｃを最小限にしつつ、内側部品を固定可能である。磁路幅７０ｃは、内側部品の下側磁極歯１２ａ及び上側磁極歯１１ｂを設けた部分を支持できる程度の強度を得られる幅ならば良い。
【００５８】
これら外側部品１３ａと内側部品１３ｂとを組合せて連結することで、電機子１００の磁性体１３と磁極歯組を構成することができる。つまり、磁路を構成する部品は本実施例において二種類の形状の磁性体１３ａ、１３ｂで構成できる。なお、外側部品や内側部品が電磁鋼板を積層して形成される場合は、磁極歯が平坦であるため、少数種類の鋼板により形成できる。
【００５９】
＜連結部＞
外側部品１３ａと内側部品１３ｂは、それぞれ連結部４５を有している。外側部品１３ａと内側部品１３ｂ、また、内側部品１３ｂ同士は連結部４５によって互いに連結可能である。以下、図２６を参照して連結部の詳細を説明する。
外側部品１３ａと内側部品１３ｂは、連結部４５として、互いに嵌合可能な第一形状の連結部と第二形状の連結部の一方又は両方をそれぞれ有している。本実施例では、外側部品１３ａ及び内側部品１３ｂは、第一形状の連結部として凸条連結部４５ａを、第二形状の連結部として凹条連結部４５ｂの両方をそれぞれ有している。二つの部品を連結すると、空間を介して対向する磁極歯組を有する部材が構成される。すなわち、一つの可動子が駆動可能な領域を形成可能である。
【００６０】
本実施例の外側部品１３ａは、内側部品１３ａの第一の面及び第二の面のいずれにも連結可能である。また、内側部品の第一の面及び第二の面は、それぞれ他の内側部品１３ａの第一の面及び第二の面と連結可能である。また、外側部品１３ｂ同士も連結可能である。
【００６１】
このようにして、二個の外側部品１３ａと、一個以上又は二個以上の内側部品１３ｂとを組合せて連結することで、電機子１００の磁性体１３及び磁極歯組を構成可能である。
【００６２】
このため、電機子１００を構成する内側部品１３ｂの個数を調整することにより、容易にリニアモータの可動子の個数を調整することができる。よって、ユーザが所望する個数の可動子を有するリニアモータを構成することができる。
【００６３】
本実施例のリニアモータは、少数種類の部品の多段構成により、推力(リニアモータの可動子の段数)の異なるリニアモータを提供できるため、製造ラインの共通化や部品設計にかかる時間や費用が大幅に削減できる。また、最外周の磁路幅７０ａより小さい幅である、内周の磁路幅７０ｃの個数が多くなるため、多段構成により大推力を得つつ、小型化を実現できる。
【００６４】
＜凸条、凹条の連結部＞
図２６（ｂ）は、凸条連結部４５ａと凹条連結部４５ｂとを拡大した図である。連結部４５により部品間の連結が容易となり、リニアモータ組み立て時の製作性が向上する。連結部が凸条、凹条であるため、積層鋼板等によって外側部品及び内側部品を製造する際に、鋼板の種類を最小限にできるため好ましい。すなわち、凸連結部と凹連結部を形成した複数の鋼板を積層することで、凸条連結部、凹条連結部が形成できる。
【００６５】
なお、連結部４５は、前後方向に沿って同様の形状であり、互いに嵌合可能な二種類の形状であれば特に制限されない。
【００６６】
＜対称性＞
外側部品１３ａ及び内側部品１３ｂは、平面視（Ｙ方向視）で略長方形であり、磁極歯の外側に凸条連結部４５ａ、凹条連結部４５ｂを有している。
また、内側部品１３ｂは、一方の磁極歯の外側に凸条連結部４５ａ、凹条連結部４５ｂを有し、それと反対側の磁極歯の外側に凸連結部４５ａ、凹連結部４５ｂを有している。より具体的には、上下方向又は左右方向に隣接する連結部４５の種類が異なり、斜向かいの連結部４５の種類が同一である。
これにより、内側部品１３ｂは、連結部４５を除いて、左右方向、上下方向及び前後方向を回転軸とするとき、二回対称である。すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のいずれかについて内側部品１３ｂを半回転させると、連結部４５を除いて元の形状と略同一となる。連結部４５については、半回転によって種類が変化するように構成している。例えば、Ｙ軸を回転軸として本実施例の内側部品１３ｂを半回転させると、半回転前に凸連結部４５ａが位置した部分に凹連結部４５ｂが位置し、凹連結部４５ｂが位置した部分に凸連結部４５ａが位置する。
すなわち本実施例の内側部品１３ｂは、所定の軸周りに半回転させた場合、半回転前後の形状が略同一である。さらに、この回転の前後で、凸連結部４５ａの位置と凹連結部４５ｂの位置とが入れ替わる。Ｘ軸まわり半回転での入れ替わりは、上下方向に隣接する連結部４５の種類が異なるためである。Ｙ軸周り半回転での入れ替わりは、左右方向に隣接する連結部４５の種類が異なるためである。
【００６７】
外側部品１３ａも同様に、連結部４５を除いて、上下（Ｙ）方向を回転軸とするとき、二回対称である。また、左右方向に隣接する連結部４５の種類が異なるため、Ｙ軸周り半回転によって連結部４５の種類が入れ替わる。
【００６８】
すなわち、本実施例では、二つの部品を連結する際に、互いの連結部４５が対応しない向きで組立者が把持等してしまっても、所定の軸周りに半回転することで、同じ箇所の連結部４５の種類を変えることができる。このため、組立性が向上する。
【００６９】
＜巻線の巻数の関係＞
上下方向に並ぶそれぞれの巻線２は、同じ向きに磁束を供給するように構成する。ここで、図２６（ａ）に示す本実施例の電機子１００の上下方向に並んだ各磁極歯１１，１２のうち、中央より上側に設けた巻線２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの巻数の和は、上下方向の中央より下側に設けた巻線２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈの巻数の和に略等しいと好ましい。すなわち、本実施例の電機子１００は、磁極歯組を４つ有するため、磁極歯を２×４つ、すなわち計８つ有する。このため、最上部から数えて一番目から四番目までの４つの磁極歯に巻回した巻線の巻数と、残りの４つの磁極歯に巻回した巻線の巻数とが略等しいと好ましい。このようにすることで、各可動子に印加される上下方向の力のつり合いをとることが容易になる。
【００７０】
より一般的に言うと、上下方向に並んだそれぞれの磁極歯の個数を２ｎ個（ｎは正整数）とするとき、電機子の最上部の磁極歯から下方向に数えて計ｎ個の磁極歯に巻回した巻線の巻数と、残りの計ｎ個の磁極歯に巻回した巻線の総巻数とが略等しいと好ましい。本実施例の様な多段構成を考えると、ｎは２以上の整数が好ましい。
【００７１】
また、本実施例の磁極歯組の上側磁極歯に設けた巻線２ａ，２ｃ、２ｅ、２ｇの巻数は、それぞれ、磁極歯組の下側磁極歯に設けた巻線２ｂ、２ｄ、２ｆ、２ｈの巻数に略等しいと好ましい。このようにすることで、各可動子に印加される上下方向の力のつり合いをとることが容易になる。
【００７２】
巻数は、例えば実際に数えても良いし、巻線を直線状に伸ばして、その長さを計測しても良いし、電気抵抗を測定することで長さの比などに換算しても良い。
【００７３】
なお、上下方向に並んだ複数の可動子を機械的に連結しても良い。例えば、可動子の前後方向端部に連結部を設けて、複数の可動子を連結することができる。この際、全部の可動子を連結しても良いし、上下方向に対称に連結しても良い。上下方向に対称に連結とは、例えば、上から順に可動子の番号を、１，２、、、Ｍとしたときに、ａ番目の可動子と（Ｍ−ａ＋１）番目の可動子とを連結することを言う。但し、ａは、１≦ａ≦（Ｍ／２）の整数である。
【実施例６】
【００７４】
図２７に、本発明のリニアモータの実施例６を示す。本実施例のリニアモータは、以下の点を除き実施例１乃至５と同様の構成である。本実施例のリニアモータは、一の電機子で三相駆動が可能なリニアモータであり、上側磁極歯及び下側磁極歯、上側磁極歯と下側磁極歯を繋ぐ磁性体を積層鋼板で構成した例である。積層鋼板の枚数を調整することにより、磁極歯のＺ方向の厚さを変えることができる。また、永久磁石５および永久磁石保持部材５２の永久磁石のピッチや大きさを変え、磁極歯のＺ方向の厚さを変えることにより、推力や磁石により巻線に生じる誘起電圧を変えた設計を、積層鋼板の枚数を調整で行うことができる。
【実施例７】
【００７５】
図２８に、本発明のリニアモータの実施例７を示す。本実施例のリニアモータは、以下の点を除き実施例１乃至６と同様の構成である。本実施例のリニアモータは、三の電機子で三相駆動が可能なリニアモータであり、上側磁極歯及び下側磁極歯、上側磁極歯と下側磁極歯をつなぎ磁束の経路を形成する磁性体を積層鋼板で構成した例である。Ｚ方向に併設した磁極歯をつなぐ磁性体１３ａを、磁極歯と一体で構成した例である。スリット３３により１３ａの部品がばらばらなるのを避けるために、磁極歯と磁性体１３ａとを一体化した例である。本構成により部品点数が削減できる。
【実施例８】
【００７６】
図２９、図３０に、本発明のリニアモータの実施例７を示す。本実施例のリニアモータは、以下の点を除き実施例１乃至７と同様の構成である。本実施例は、上側磁極歯と下側磁極歯をつなぎ磁束の経路を形成する磁性体を可動子の片側（本実施例では図面の上方向）で磁束の経路を構成した例である。このように、片側のみに上側磁極歯と下側磁極歯をつなぎ磁束の経路を形成する磁性体を設けることで、可動子をベース５３などに固定し、電機子側を移動させることも可能である。
【実施例９】
【００７７】
実施例９は、本発明に係るリニアモータを用いた機器の一例として、密閉型圧縮機３５０、密閉型圧縮機３５０を搭載した冷蔵庫を示すものである。
【００７８】
図３１，図３２は本実施例にて示したリニアモータを搭載した密閉型圧縮機３５０を搭載した冷蔵庫３６０の概略断面図である。冷蔵庫３６０は冷蔵室３６２、上段冷凍室３６３、下段冷凍室３６４、野菜室３６５，機械室３６７により構成される。密閉型圧縮機３５０は機械室３６７内に設置されている。なお、冷蔵室３６２、上段冷凍室３６３、下段冷凍室３６４、野菜室３６５，機械室３６７の位置関係は図３１，図３２の限りではない。密閉型圧縮機３５０は，高さ寸法Hcを低く設計することが可能である。すると，図３１に示すように密閉型圧縮機３５０の高さ方向が重力方向になるよう，密閉型圧縮機３５０を配置した場合，機械室３６７の高さ寸法Hmを低くすることが可能となり，野菜室３６５の容積を大きくとることができる。
【００７９】
また，図３２に示すように密閉型圧縮機３５０の高さ方向が水平方向になるよう，密閉型圧縮機３５０を配置した場合，機械室３６７の幅寸法Wmを小さくすることが可能となり，野菜室３６５の容積を大きくとることができる。
【００８０】
また，ここでは密閉型圧縮機３５０を野菜室３６５背面に配置しているが，冷蔵室３６２背面など異なる場所に配置した場合においても，密閉型圧縮機３５０の高さ寸法Hcを低く設計できる本実施例により，冷凍装置内空間を有効に活用することが可能となる。
【００８１】
このように，本実施例の密閉型圧縮機３５０を冷蔵庫などの冷凍装置に用いた場合，密閉型圧縮機３５０が小形であるために，冷凍装置の大きさを変更せずに，冷凍装置の貯蔵スペースを大きくすることができる。また，冷凍装置自体を小さくすることで省スペース化することができる。
【実施例１０】
【００８２】
実施例１０は、本発明に係るリニアモータを搭載した機器の一例として、密閉型圧縮機３５０を搭載したヒートポンプを示すものである。図３３，図３４はヒートポンプ給湯機のヒートポンプユニット３８５の概略図である。ヒートポンプユニット３８５は、本実施例にて示したリニアモータを搭載した密閉型圧縮機３５０と，ファン３８２と，熱交換器３８０と，給湯熱交換器３８１とで構成される。密閉型圧縮機３５０により圧縮された冷媒は，給湯熱交換器３８１にて水を加熱した後に，膨張弁（図示せず）を通過し，熱交換器３８０にて蒸発し密閉型圧縮機３５０へと戻る。給湯熱交換器３８１は図３３に示すようにファン３８２の横に配置する場合や，ファン３８２の下方に配置する場合がある。
【００８３】
本実施例の密閉型圧縮機３５０をヒートポンプユニット３８５に適用した場合，冷蔵庫３６０に適用した場合とどうようの原理にて，ヒートポンプユニット３８５のサイズを小さくすることが可能である。また，密閉型圧縮機３５０の高さ寸法Hcが小さいことを利用して，ヒートポンプユニット３８５の外形寸法を変更せずに，熱交換器３８０や給湯熱交換器３８１を大きくすることができるため，熱交換器３８０や給湯熱交換器３８１の設計自由度が高くなり，より高効率な設計が可能となる。
【実施例１１】
【００８４】
実施例１１は、本発明に係るリニアモータを搭載した機器の一例として、密閉型圧縮機３５０を搭載した空調装置を示すものである。図３５は空調装置の室外機３８６の概略図である。室外機３８６は密閉型圧縮機３５０と，ファン３８２と，熱交換器３８０とで構成される。図３５では密閉型圧縮機３５０をファン３８２の下方に設置しているが，密閉型圧縮機３５０とファン３８２の位置関係はこの限りではない。
【００８５】
密閉型圧縮機３５０を空調装置に用いた場合，密閉型圧縮機３５０が小形であるために，室外機３８６の寸法を小形にすることができる。また，ヒートポンプユニット３８５に適用した場合と同様，室外機３８６の寸法を変更することなく熱交換器３８０の大きさを大きくすることも可能であるため，熱交換器３８０の設計自由度が高くなり，より高効率な設計が可能となる。
【実施例１２】
【００８６】
実施例１２は、本発明に係るリニアモータを搭載した機器の一例として、密閉型圧縮機３５０を搭載したショーケースを示すものである。図３６は冷凍，冷蔵機能が付いたショーケース３９０の概略図である。商品棚３９２の下方には，コンデンシングユニット３９１があり，ショーケース３９０背面に蒸発器３９３が配置している。蒸発器３９３によって冷却された空気は冷気ダクト３９５から商品棚３９２へと送風される。図３７はコンデンシングユニット３９１の構成外略図である。コンデンシングユニット３９１は密閉型圧縮機３５０，熱交換器３９６，ファン３９７，電気品箱３９８，アキュムレータ３９９などで構成される。
【００８７】
密閉型圧縮機３５０が小形，特に高さ方向に小さい寸法であると，コンデンシングユニット３９１の全高を低くすることができるため，ショーケース３９０の寸法を変えることなく商品棚３９２の高さ寸法を大きくすることができる。また，密閉型圧縮機３５０が小形であると，コンデンシングユニット３９１内の通風がよくなるため，熱交換器３９６での熱交換が効率よく行えるようになる。
【実施例１３】
【００８８】
実施例１３は、本発明に係るリニアモータを搭載した機器の一例として、密閉型圧縮機３５０を搭載した車両用空調装置を示すものである。図３８は鉄道車両４００の天井部に設置されている車両用空調装置４０５の概略図である。車両用空調装置４０５は，密閉型圧縮機３５０と，室外側熱交換器４０３，室外側ファン４０４，室内側熱交換器４０１，室内側ファン４０２とで構成される。密閉型圧縮機３５０は小形，特に高さ方向に小さい寸法とすることができるため，車両用空調装置４０５の全高を低くできる。車両用空調装置４０５の全高は鉄道車両４００の空気抵抗の観点から，低いほうが望ましい。また，地下等のトンネル内を走行する鉄道車両４００の場合，トンネルの高さ方向の制約を考慮すると，車両用空調装置４０５の全高が低いほうが車内空間を広くとれるなどの利点がある。また，密閉型圧縮機３５０が小形であると，車両用空調装置４０５内の通風をよくするめ，室外側熱交換器４０３での熱交換が効率よく行えるようになる。
【実施例１４】
【００８９】
実施例１４は、本発明に係るリニアモータを搭載した機器の一例として、密閉型圧縮機３５０を搭載した自動車を示すものである。図３９は密閉型圧縮機３５０を車内空調用に搭載した自動車４１０の概略図である。密閉型圧縮機３５０の設置位置はこの限りではない。密閉型圧縮機３５０が小形であると，車内空間を広くとった自動車４１０の設計が可能となる。
【００９０】
本発明の実施例１乃至実施例４において、電機子の横部に巻線の配線等を通す空間を設けているが、本穴の有無は本発明を限定するものではない。
【００９１】
本発明の実施例１乃至実施例７において、上側磁極歯と下側磁極歯をつなぐ磁性体は、可動子を囲むように可動子の両側に配置したが片側でも同様の効果が得られる。
【００９２】
本発明の実施例では永久磁石および永久磁石保持部材と、電機子との位置関係の保持方法については明記していないが、従来のリニアモータと同様の支持構造（例えばリニアガイドやガイドローラ、カムフォロアなど）を用いることが可能である。
【００９３】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００９４】
＜本発明が開示する他の思想＞
本発明は、以下の技術的思想を包含する。
【００９５】
≪付記１≫
上下方向に空間を介して対向する二つの磁極歯である第一の磁極歯組及び第二の磁極歯組を有し、前記第一の磁極歯組及び前記第二の磁極歯組が前後方向に並んでいる電機子と、
該電機子に対して前後方向に相対移動する可動子と、を備えるリニアモータであって、
前記第一の磁極歯組及び前記第二の磁極歯組のそれぞれの磁極歯は、磁性体で繋がっており、
前記第一の磁極歯組の一方又は両方の磁極歯に巻回した第一巻線と、前記第二の磁極歯組の一方又は両方の磁極歯に巻回した第二巻線と、を有し、
前後方向に沿って、前記磁性体の電気抵抗値より大きな電気抵抗値の電気抵抗部を前記磁性体に設けたことを特徴とするリニアモータ。
【００９６】
付記１によれば、前後方向に隣接する磁極間の磁束を有効に利用でき、磁束の損失を抑制できるリニアモータを提供することができる。また、小型化したリニアモータを提供することができる。
【００９７】
≪付記２≫
前記第一巻線及び前記第二巻線から供給する磁束は、互いに逆向きであり、
前記電気抵抗部を放射状に設けたことを特徴とする付記１に記載のリニアモータ。
【００９８】
付記２によれば、損失を抑制したリニアモータを提供することができる。また、特に単相駆動又は三つの電機子により三相駆動を実現するリニアモータに適する。
【００９９】
≪付記３≫
前記電機子は、上下方向に空間を介して対向する二つの磁極歯である第三の磁極歯組を有し、
該第三の磁極歯組は、前記磁性体と繋がっており、かつ前記第一の磁極歯組及び前記第二の磁極歯組に対して前後方向に並んでおり、
前記第三の磁極歯組は、一方又は両方の磁極歯に巻回した第三巻線を有し、
前記第一巻線、前記第二巻線及び前記第三巻線のうち一つは、残りの二つのうち少なくとも一つと異なる向きの磁束を供給し、
前記電気抵抗部を放射状に設けたことを特徴とする付記１に記載のリニアモータ。
【０１００】
付記３によれば、損失を抑制したリニアモータを提供することができる。また、特に一の電機子により三相駆動を実現するリニアモータに適する。
【０１０１】
≪付記４≫
前記電気抵抗部は、前後方向に沿って、前記磁性体に所定深さを有して設けたスリットであり、
該スリットに冷却パイプを設けたことを特徴とする付記１乃至３何れか一項に記載のリニアモータ。
【０１０２】
付記４によれば、リニアモータの小型化を実現しつつ、冷却性能を改善することができる。
【０１０３】
≪付記５≫
前記スリットは、磁極歯に巻回された前記第一巻線又は前記第二巻線の囲む体積の内側まで達する深さであることを特徴とする付記４に記載のリニアモータ。
【０１０４】
付記５によれば、巻線の冷却性能を改善することができる。
【０１０５】
≪付記６≫
前記冷却パイプを前記巻線と接触させて設けることを特徴とした付記４又は５に記載のリニアモータ。
【０１０６】
付記６によれば、巻線の冷却性能を改善することができる。
【０１０７】
≪付記７≫
前記巻線を前記磁性体の外側に連通する連通穴を有することを特徴とする付記１乃至６何れか一項に記載のリニアモータ。
【０１０８】
付記７によれば、巻線の冷却性能を改善することができる。
【０１０９】
≪付記８≫
付記１乃至７何れか一項に記載のリニアモータを搭載した機器。
【０１１０】
付記８によれば、付記１乃至７何れか一項に記載のリニアモータを有し、その奏する効果を得た機器を提供することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ…巻線、
５、５ａ、５ｂ…永久磁石、
７ｅ１，７ｅ２…鉄心
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３…上側磁極歯、
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ａ１，１２ａ２，１２ａ３…下側磁極歯、
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ…磁性体、
２０…冷却パイプ、
３３…スリット（電気抵抗部）、
４０…巻線深さ、
４１…スリット深さ、
４５…連結部
５１…永久磁石の磁化方向、
５２…永久磁石保持部材、
５３ベース板、
５５…可動子、
５６…連結板、
５７…固定用穴、
５８…鉄心連結部、
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ…磁束、
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ…磁路幅、
７１、７２…磁束、
８１、８１ａ、８１ｂ…連通穴、
８５…可動部支持具、
９１…駆動装置、
１００、１０１、１０２…電機子、
２００、２０１…リニアモータ、
３５０…密閉型圧縮機、
３６０…冷蔵庫、
３６１…冷蔵庫本体、
３６２…冷蔵室、
３６３…上段冷凍室、
３６４…下段冷凍室、
３６５…野菜室、
３６６…冷却器、
３６７…機械室、
３８０…熱交換器、
３８１…給湯熱交換器、
３８２…ファン、
３８５…ヒートポンプユニット、
３８６…室外機、
３９０…ショーケース、
３９１…コンデンシングユニット、
３９２…商品棚、
３９３…蒸発器、
３９４…ファン、
３９５…冷気ダクト、
３９６…熱交換器、
３９７…ファン、
３９８…電気品箱、
３９９…アキュムレータ、
４００…鉄道車両、
４０１…室内側熱交換器、
４０２…室内側ファン、
４０３…室外側熱交換器、
４０４…室外側ファン、
４０５…車両用空調装置、
４１０…自動車、
４１１…熱交換器。
【図１】
2015208173.tif 000003
【図２】
2015208173.tif 000004
【図３】
2015208173.tif 000005
【図４】
2015208173.tif 000006
【図５】
2015208173.tif 000007
【図６】
2015208173.tif 000008
【図７】
2015208173.tif 000009
【図８】
2015208173.tif 000010
【図９】
2015208173.tif 000011
【図１０】
2015208173.tif 000012
【図１１】
2015208173.tif 000013
【図１２】
2015208173.tif 000014
【図１３】
2015208173.tif 000015
【図１４】
2015208173.tif 000016
【図１５】
2015208173.tif 000017
【図１６】
2015208173.tif 000018
【図１７】
2015208173.tif 000019
【図１８】
2015208173.tif 000020
【図１９】
2015208173.tif 000021
【図２０】
2015208173.tif 000022
【図２１】
2015208173.tif 000023
【図２２】
2015208173.tif 000024
【図２３】
2015208173.tif 000025
【図２４】
2015208173.tif 000026
【図２５】
2015208173.tif 000027
【図２６】
2015208173.tif 000028
【図２７】
2015208173.tif 000029
【図２８】
2015208173.tif 000030
【図２９】
2015208173.tif 000031
【図３０】
2015208173.tif 000032
【図３１】
2015208173.tif 000033
【図３２】
2015208173.tif 000034
【図３３】
2015208173.tif 000035
【図３４】
2015208173.tif 000036
【図３５】
2015208173.tif 000037
【図３６】
2015208173.tif 000038
【図３７】
2015208173.tif 000039
【図３８】
2015208173.tif 000040
【図３９】
2015208173.tif 000041