(57)【要約】  推進力といったリニアモータの特性を維持しつつ、スロットを増やさずに有効ストロークの延長を可能とするリニアモータ用電機子等を提供すること。  リニアモータ用電機子は、矩形板状の基板部と、該基板部に並設してあるコイルを巻回した複数の磁極歯と、該基板部の前記並設方向の端部に、前記磁極歯から間隔をおいて設けられ、コイルを巻回していない補助歯とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形板状の基板部と、
該基板部に並設してあるコイルを巻回した複数の磁極歯と、
該基板部の前記並設方向の端部に、前記磁極歯から間隔をおいて設けられ、コイルを巻回していない補助歯とを備える
ことを特徴とするリニアモータ用電機子。
【請求項２】
前記補助歯及び該補助歯に隣接する前記磁極歯の間隔は、隣接する２つの前記磁極歯の間隔と略同一としてある
ことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項３】
前記補助歯は、前記磁極歯と略同一形状としてある
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項４】
前記補助歯及び磁極歯は直方体状をなし、
前記補助歯及び該補助歯に隣接する前記磁極歯は並設方向に正対している
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項５】
前記補助歯及び磁極歯は、その先端部が根元部よりも大きく、
前記補助歯及び該補助歯に隣接する前記磁極歯は並設方向に正対している
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項６】
前記補助歯及び前記磁極歯それぞれの先端面は面一としてある
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項７】
前記並設方向の両端部それぞれに、前記補助歯を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のリニアモータ用電機子と、
該リニアモータ用電機子に先端面が対向する複数の磁石、及び該複数の磁石を磁極が交互に形成されるように直線上に配列してある矩形板状のバックヨークを有する界磁部とを備える
ことを特徴とするリニアモータ。
【請求項９】
請求項８に記載のリニアモータにおいて、前記リニアモータ用電機子を固定子とし、前記界磁部を可動子とする
ことを特徴とするリニアモータ。
【請求項１０】
前記界磁部は７ｎ個の磁石を有し、前記電機子が有する６ｎ個（ｎは自然数）の前記磁極歯が前記７ｎ個の磁石に対向する７ｎ極６ｎスロット構成であり、
前記界磁部の移動方向に沿う前記電機子の長さが、前記７ｎ個の磁石の長さよりも長い
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】
前記磁極歯及び補助歯のピッチをＰｔ１、前記移動方向に沿う前記磁極歯及び補助歯の長さをＷｔ、前記７ｎ個の磁石のスキュー角度をθとした場合において、
前記移動方向に沿う前記電機子の長さが、前記７ｎ個の磁石の長さよりもＰｔ１＋Ｗｔ以上長い
ことを特徴とする請求項１０に記載のリニアモータ。
但し、Ｐｔ１＝Ｐｔ／ｃｏｓθ
Ｐｔ：磁石がスキューしていない（θ＝０）場合の、磁極歯及び補助歯のピッチ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリニアモータ用電機子及び当該電機子を備えるリニアモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置、液晶ディスプレイ基板製造装置にあっては、重力方向に垂直な面内で加工対象物を低振動で精度良く移動させることが要求される。直交配置されたリニアガイド上を各別に移動できる駆動源によって、加工対象物または加工工具を載置したテーブルが移動される。この移動には低振動で精度が良いことが求められる。そのため、一般の加工機械に用いられている回転型モータの出力をボールねじにて直線運動に変えるような方式は駆動源として採用されていない。直接の平行移動が可能なリニアモータが駆動源として用いられている。【０００３】
リニアモータの一般的な構成としては、極性が交互に変わるように複数の永久磁石を配列した可動子（又は固定子）としての界磁部と、複数の磁極歯を含む軟磁性体からなるコア及び磁極歯に巻かれたコイルを有する固定子（又は可動子）としての電機子とを組み合わせている。この界磁部と電機子とを、両者間に所定の距離を隔てて対向配置させる。極性と大きさとが界磁部の界磁周期に対する移動距離に同期した交流電流をコイルに印加することにより、永久磁石との吸引反発力により移動方向に推力を発生させる。そして、界磁部（又は電機子）を電機子（又は界磁部）に対して直線運動させる。このような構成をなすリニアモータとして、種々のタイプのものが提案されている。例えば、特許文献１には界磁部を固定子とし、電機子を可動子とするリニアモータが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２５３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、電機子を固定子、界磁部を可動子とする可動マグネット形リニアモータにおいて、可動子の有効ストローク（可動域の長さ）は、固定子の全長から可動子の全長を引いた値以下である。このようなリニアモータでは、有効ストロークを延長するためには、可動子の全長を縮めるか、固定子の全長を延長することが必要となる。しかし、固定子を延長する場合、その長さは任意とすることはできない。リニアモータの特性を維持するためには、所定の単位毎に延長することが必要だからである。例えば、７極６スロットの可動マグネット形リニアモータの場合、固定子は６スロット単位に延長することが必要となる。【０００６】
また、所定単位毎に延長する場合においても、より短い距離単位で延長可能とするには、予め磁石のピッチやコイルのピッチを狭く定義した設計が必要となる。それにより、部品点数・作業工数の増大を招く。そのようなことから、固定子（電機子）を単位スロット毎に延長せずとも、有効ストロークの延長を実現したいというニーズが存在する。【０００７】
本発明は上述のごとき事情に鑑みてなされたものであり、スロットを増やさずに有効ストロークの延長を可能にしたリニアモータ用電機子等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】
【０００８】
本発明に係るリニアモータ用電機子は、矩形板状の基板部と、該基板部に並設してあるコイルを巻回した複数の磁極歯と、該基板部の並設方向の端部に、磁極歯から間隔をおいて設けられ、コイルを巻回していない補助歯とを備えることを特徴とする。【０００９】
本発明にあっては、端部にコイルを巻回していない補助歯を備えるので、補助歯を設ける分だけ電機子を延長することにより、リニアモータの有効ストロークを延長することが可能となる。【００１０】
本発明に係るリニアモータ用電機子は、補助歯及び該補助歯に隣接する磁極歯の間隔は、隣接する２つの磁極歯の間隔と略同一としてあることを特徴とする。【００１１】
本発明にあっては、有効ストロークを延長した部分において、推力の低下を最小限とすることが可能となる。【００１２】
本発明に係るリニアモータ用電機子は、補助歯は、磁極歯と略同一形状としてあることを特徴とする。【００１３】
本発明にあっては、補助歯は磁極歯と略同一形状であるので、共通部品とすることにより部品点数を減らすことが可能となる。【００１４】
本発明に係るリニアモータ用電機子は、補助歯及び磁極歯は直方体状をなし、補助歯及び該補助歯に隣接する磁極歯は並設方向に正対していることを特徴とする。【００１５】
本発明にあっては、補助歯は磁極歯と同様な形状としてあるので、推力の発生に寄与することが可能となる。【００１６】
本発明に係るリニアモータ用電機子は、補助歯及び磁極歯は、その先端部が根元部よりも大きく、補助歯及び該補助歯に隣接する磁極歯は並設方向に正対していることを特徴とする。【００１７】
本発明にあっては、補助歯及び磁極歯は、その先端部が根元部よりも大きいので、磁束の伝達効率を向上することが可能となる。【００１８】
本発明に係るリニアモータ用電機子は、補助歯及び磁極歯それぞれの先端面は面一としてあることを特徴とする。【００１９】
本発明にあっては、補助歯は磁極歯と先端面を面一してあるので、磁極歯と同様に固定子との間で磁束を流すことが可能となる。【００２０】
本発明に係るリニアモータ用電機子は、並設方向の両端部それぞれに、補助歯を備えることを特徴とする。【００２１】
本発明にあっては、補助歯を磁極歯の並設方向の両端部に設けたので、リニアモータの特性を崩さずに有効ストロークを延長することが可能となる。【００２２】
本発明に係るリニアモータは、上記に記載のリニアモータ用電機子と、該リニアモータ用電機子に先端面が対向する複数の磁石、及び該複数の磁石を磁極が交互に形成されるように直線上に配列してある矩形板状のバックヨークを有する界磁部とを備えることを特徴とする。【００２３】
本発明にあっては、端部にコイルを巻回していない補助歯を備えるので、補助歯を設ける分だけ電機子を延長することにより、リニアモータの有効ストロークを延長することが可能となる。【００２４】
本発明に係るリニアモータは、リニアモータ用電機子を固定子とし、界磁部を可動子とすることを特徴とする。【００２５】
本発明にあっては、リニアモータ用電機子を固定子とし、界磁部を可動子としたので可動子の有効ストロークを延長することが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明にあっては、有効ストロークの延長が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】リニアモータの一構成例を示す斜視図である。
【図２Ａ】コイルを除いた固定子の構成を示す説明図である。
【図２Ｂ】コイルを除いた固定子の構成を示す説明図である。
【図３】可動子の一構成例を示す平面図である。
【図４】リニアモータの側面図である。
【図５Ａ】可動子の全体を示す平面図である。
【図５Ｂ】可動子の一部を拡大した平面図である。
【図６】リニアモータの側面図である。
【図７Ａ】オーバーハング量についての説明図である。
【図７Ｂ】オーバーハング量についての説明図である。
【図８】コイルを除いた固定子の別の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、実施の形態を、図面を用いて具体的に説明する。図１はリニアモータ１００の一構成例を示す斜視図である。図２Ａ及び図２Ｂはコイル１４を除いた固定子１の構成を示す説明図である。図２Ａは固定子１を構成するパーツを示した斜視図である。図２Ｂは固定子１の側面図である。リニアモータ１００は、一方向に長く直方体状をなす固定子１と、当該固定子１の一部と僅かな間隔を隔てて対向する矩形板状のバックヨーク２１に永久磁石２２ａ、２２ｂを並設した可動子２とを含む。可動子２は固定子１の長手方向（図１の矢印方向または矢印の逆方向）に、移動するようになっている。本実施の形態のリニアモータ１００は、電機子を固定子１とし、界磁部を可動子２として用いる。
【００２９】
固定子１は磁極歯パーツ１１、１２、補助歯パーツ１３を含む。図２Ａに示すように、磁極歯パーツ１１は矩形板状の基板部１１ａ、基板部１１ａから垂直に立ち上がり、所定の距離を隔てる２つの矩形板状（直方体状）の歯部１１ｂを含む。磁極歯パーツ１１は側面視、Ｌ字を２つ連結したような形状である。磁極歯パーツ１１は、可動子２の移動方向（図２Ａの左右方向）の寸法（Ｗｔ＋Ｗｄ+Ｗｔ＋Ｗｄ）よりも、それに交差する方向（図２の奥行き方向）の寸法（ｄ）を大きくしてある。２つの歯部１１ｂの並列方向の隙間寸法（Ｗｄ）は、歯部１１ｂの厚み（図２の左右方向の寸法Ｗｔ）よりも広くしてある。歯部１１ｂの突出長（ｈ）は、隙間寸法（Ｗｄ）及び厚み（Ｗｔ）よりも大きくしてある。基板部１１ａの厚みは、歯部１１ｂの厚み（Ｗｔ）と同一である。
【００３０】
磁極歯パーツ１２は矩形板状の基板部１２ａの両端部から垂直に立ち上がる２つの矩形板状（直方体状）の歯部１２ｂを含む。磁極歯パーツ１２は側面視、Ｕ字状をなしている。磁極歯パーツ１２は、可動子２の移動方向の寸法は、Ｗｔ＋Ｗｄ＋Ｗｔとしてある。それぞれの歯部１２ｂの厚さはＷｔ、基板部１２ａからの突出長はｈである。磁極歯パーツ１２の奥行寸法はｄである。基板部１２ａの厚みは、歯部１２ｂの厚み（Ｗｔ）と同一である。
【００３１】
補助歯パーツ１３は矩形板状の基板部１３ａの一端から垂直に立ち上がる矩形板状（直方体状）の補助歯部１３ｂを含む。補助歯パーツ１３は側面視、Ｌ字状をなしている。補助歯パーツ１３は、可動子２の移動方向の寸法は、Ｗｔ＋Ｗｄとしてある。補助歯部１３ｂの厚さはＷｔ、基板部１３ａからの突出長はｈである。補助歯パーツ１３の奥行寸法はｄである。基板部１３ａの厚みは、補助歯部１３ｂの厚み（Ｗｔ）と同一である。補助歯部１３ｂは、歯部１１ｂ、１２ｂと略同一形状である。
【００３２】
図１では、８個の磁極歯パーツ１１、１つの磁極歯パーツ１２、２つの補助歯パーツ１３が固定子１に含まれている。固定子１は次のように構成する。８個の磁極歯パーツ１１を隣接する歯部１１ｂが等間隔（Ｗｄ）となるように並べて結合する。結合したものの長手方向の一端、すなわち、基板部１１ａが可動子２の移動方向に突出している側に磁極歯パーツ１２を歯部１２ｂが歯部１１ｂと平行となるように結合する。
【００３３】
さらに、固定子１は、その長さ方向の両端部それぞれに補助歯パーツ１３を固定し、歯部１１ｂと１２ｂとを結合して構成される。そして、歯部１１ｂ、１２ｂ、補助歯部１３ｂは、その高さ方向の先端面が面一で、固定子１の長手方向に沿って、所定間隔で並設される。補助歯部１３ｂは、隣接する歯部１１ｂ、１２ｂと並設方向に正対している。さらに、歯部１１ｂ、１２ｂそれぞれに導線を巻回し、それぞれに対応するコイル１４、１４を形成する。各コイル１４を構成する導線の太さ、巻回数は同一である。歯部１１ｂ、１２ｂはそれぞれ巻回されているコイル１４、１４に電流を流すことにより、磁極歯として機能する。固定子１を構成する磁極歯パーツ１１、１２及び補助歯パーツ１３は、例えば、無方向性電磁鋼板により形成する。なお、補助歯部１３ｂは上述の補助歯に相当する。
【００３４】
図３は可動子２の一構成例を示す平面図である。図３は可動子２を固定子１の対向面側から見た図である。可動子２は矩形板状のバックヨーク２１に、移動方向に交互に配設された（配列してある）複数の永久磁石２２ａ、２２ｂを備えている。永久磁石２２ａ、２２ｂは固定子１との対向方向に磁化されている。永久磁石２２ａ、２２ｂは、互いに極性を逆にしてある。隣接する永久磁石２２ａ、２２ｂの中心間距離（磁石ピッチ）は、ＰMとしてある。永久磁石２２ａ、２２ｂは移動方向に対して、約３度傾けて配置（スキュー配置）してある。固定子１のバックヨーク２１は軟磁性金属、例えば圧延鋼材で形成する。永久磁石２２ａ、２２ｂはネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石などである。
【００３５】
上記のように構成した固定子１及び可動子２を組み合わせて、リニアモータ１００が構成される。図４はリニアモータ１００の側面図である。可動子２は、永久磁石２２ａ、２２ｂが、所定の隙間を介して、固定子１の歯部１１ｂ、１２ｂの先端面と向かい合うようにして、固定子１と対向する。可動子２が備える７対の永久磁石２２ａ（２２ｂ）は、固定子１が備える歯部１１ｂ（１２ｂ）６対と対向している。すなわち、リニアモータ１００は７極６スロットを基本的な構成としている。
【００３６】
固定子１のコイル１４に三相交流を通電して歯部１１ｂ（１２ｂ）に磁界を発生させると、この磁界に可動子２の永久磁石２２ａ、２２ｂが順次磁気吸引反発することにより、可動子２は固定子１に対して、直線運動を行う。
【００３７】
次に、補助歯部１３ｂについて説明する。補助歯部１３ｂは固定子１の両端部それぞれに、歯部１１ｂ（１２ｂ）と同様に形成されている。すなわち、補助歯部１３ｂの厚さはＷｔであり、隣接する歯部１１ｂ（１２ｂ）間の距離はＷｄである。
【００３８】
厚さＷｔ、距離Ｗｄは、次のように定める。リニアモータ１００は７極６スロットの構成であるから、永久磁石２２ａ、２２ｂのピッチをＰMとすると、固定子１の歯部１１ｂ（１２ｂ）のピッチＰｔはＰｔ＝ＰM×７／６となる。求めたＰｔより、歯部１１ｂ（１２ｂ）に巻回するコイル１４の巻厚を考慮して歯部１１ｂ（１２ｂ）の厚さＷｔを定める。定めた厚さＷｔにより、隣り合う歯部１１ｂ（１２ｂ）の距離ＷｄをＷｄ＝Ｐｔ−Ｗｔにより定める。なお、後述のように、永久磁石２２ａ、２２ｂのスキューを考慮した場合には、Ｗｄ＝Ｐｔ１−Ｗｔである。
【００３９】
次に、リニアモータ１００における固定子１及び可動子２の長さについて、説明する。図５Ａは可動子２の全体を示す平面図である。図５Ｂは可動子２の一部を拡大した平面図である。図５Ａ、５Ｂは可動子２の一構成例を示す平面図である。図５Ａ、５Ｂは７極６スロットの最小構成の可動子２を示したものである。なお、図５Ｂでは理解を助けるために、θの値を大きくしている。図５Ａ、５Ｂともに紙面の左右方向が可動子２の移動方向である。可動子２が有する永久磁石２２ａ、２２ｂは角度θで傾けて配置してある。永久磁石２２ａ、２２ｂを、可動子２の移動方向と交差する方向（図５の紙面上下方向）に対して、なす角が角度θとなるように傾ける。すなわち、角度θのスキュー配置としてある。永久磁石２２ａ、２２ｂの幅をＬ０とする。永久磁石２２ａ、２２ｂの移動方向の長さをＬ１とする。Ｌ１とＬ０との関係は、Ｌ１＝Ｌ０／ｃｏｓθである。ここで、永久磁石２２ａ、２２ｂそれぞれの大きさは同一である。したがって、永久磁石２２ａ、２２ｂの移動方向の長さＬ１はピッチＰMと等しい。Ｌ１＝ＰMである。
【００４０】
図６はリニアモータ１００の側面図である。図６も７極６スロットの最小構成の固定子１を示している。上述したＰｔとＰMとの関係は、永久磁石のスキューを考慮していない場合、すなわち、θが０度の場合の関係である。永久磁石をスキューすると永久磁石のピッチが増加する。この増加に対応して、歯部間のピッチも変化させる。歯部１１ｂ、１２ｂ、補助歯部１３ｂのスキューに対応させたピッチをＰｔ１とすると、Ｐｔ１＝Ｐｔ／ｃｏｓθである。補助歯部１３ｂの厚さをＷｔとする。可動子２の移動方向に沿う固定子１の全長Ｌｓは、Ｌｓ＝Ｐｔ１×６＋Ｐｔ１＋Ｗｔである。また、可動子２は永久磁石２２ａ、２２ｂを合計７個備える。磁石部分の全長Ｌｍは、Ｌｍ=Ｌ１×７＝ＰＭ×７である。さらにまた、上述したピッチをＰｔとＰMとの関係より、Ｌｍ＝ＰM×７＝Ｐｔ１×６／７×７＝Ｐｔ１×６である。
【００４１】
以上をまとめる。歯部１１ｂ、１２ｂ、補助歯部１３ｂの幅はＷｔである。歯部１１ｂ、１２ｂ、補助歯部１３ｂの磁石のスキューに対応させたピッチはＰｔ１である。固定子１の全長Ｌｓとする。可動子２の磁石部分の全長Ｌｍとする。これらの値の関係は以下のようになる。
Ｌｓ＝Ｐｔ１×６＋Ｐｔ１＋Ｗｔ
Ｌｍ＝Ｐｔ１×６
Ｌｓ−Ｌｍ＝Ｐｔ１＋Ｗｔ
【００４２】
したがって、７極６スロットの最小構成のリニアモータ１００では、固定子１の全長Ｌｓは、可動子２の磁石部分の全長Ｌｍよりも、Ｐｔ１＋Ｗｔ  以上長くなる。
【００４３】
図６に示した７極６スロットの最小構成のリニアモータ１００において、ストロークを増大する場合には、次のようにする。リニアモータ１００の制御として、３相不平衡通電を許容するのであれば、正逆２スロット（例えば、−Ｕ相とＵ相）ずつ増やすことにより、モータ特性を概ね維持しつつ、ストロークを増大することが可能である。
【００４４】
リニアモータ１００の制御として、３相平行通電を行いたいのであれば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相とも正逆のペアが必要となる。すなわち、６スロット単位で、増やす。そうすれば、モータ特性を維持しつつ、ストロークを増大することが可能となる。
【００４５】
なお、ここでは、７極６スロット構成を示したが、これらを２倍にした、１４極１２スロット構成、３倍にした２１極１８スロット構成、ｎ倍にした７ｎ極６ｎスロット構成でも同様である。ｎ倍としたとしても、ＬｓとＬｍの差は、Ｐｔ１＋Ｗｔとなる。
【００４６】
図４に示すリニアモータ１００は、７極６スロット構成を２倍にした、１４極１２スロット構成である。そして、固定子１のスロットを６スロット増やし、１８スロットとしてある。
【００４７】
以上のように形成したリニアモータ１００において、オーバーハング量の許容値について説明する。ここで、オーバーハングとは、可動子２の先端が固定子１から突出していることをいう。オーバーハング量とは、固定子１の歯部１１ｂ（１２ｂ）と対向していない可動子２の永久磁石２２ａ、２２ｂの移動方向の長さをいう。オーバーハングしている場合、可動子２の永久磁石２２ａ、２２ｂの一部が歯部１１ｂ（１２ｂ）と対向していないため、推力が低下する。
【００４８】
図７Ａ及び図７Ｂはオーバーハング量についての説明図である。図７Ａは補助歯部１３ｂが無い場合に許容されるオーバーハング量（ｄ１）を示している。図７Ｂは補助歯部１３ｂを設けた場合に許容されるオーバーハング量（ｄ２）を示している。ここで、許容されるオーバーハング量とは、推力が定常時とほぼ同様な値で得られる範囲をいう。図７Ａと図７Ｂとを比較して明らかのように、補助歯部１３ｂにより、許容されるオーバーハング量が延びている。これは、補助歯部１３ｂを設けたことにより、端部効果による磁束が吸収され、引き戻し力（推力と対向する力）が低減するため、推力の低下が発生しないからである。
【００４９】
以上のように、本実施の形態は次のような効果を奏する。固定子１に補助歯部１３ｂを設けたことにより、推力の低下を発生させずに、可動子２の有効ストロークを延長することが可能となる。
【００５０】
なお、歯部１１ｂ、１２ｂの形状は上述のものに限らない。図８はコイル１４を除いた固定子１の別の構成を示す説明図である。図８は図２Ｂ同様に固定子１の側面図である。図８に示すように磁極歯パーツ１１、１２の歯部１１ｂ、１２ｂの高さ方向の上部先端（先端部）が基板部１１ａ、１２ａの根元部よりも太い逆テーパ形状としてある。また、補助歯部１３ｂも歯部１１ｂ、歯部１２ｂと同様に上部先端を逆テーパ形状としてある。歯部１１ｂ、１２ｂの高さ方向の上部先端を逆テーパ形状とすると、より磁束の伝達効率が向上できる。
【００５１】
また、固定子１の構成は上述のものに限らない。基板部１１ａ、１２ａ、１３ａを一枚板で構成し、歯部１１ｂ、１２ｂ、補助歯部１３ｂをネジ止めや溶接により固定しても良い。また、ブロック状の部材から、歯部１１ｂ、１２ｂ、補助歯部１３ｂを削りだしにより形成してもよい。
【００５２】
さらに、上述の実施の形態においては、電機子を固定子１とし、界磁部を可動子２としたが、電機子を可動子とし、界磁部を固定しても良い。
【００５３】
各実施例で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組み合わせ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５４】
１００  リニアモータ
１      固定子
１１    磁極歯パーツ
１１ａ  基板部
１１ｂ  歯部
１２    磁極歯パーツ
１２ａ  基板部
１２ｂ  歯部
１３    補助歯パーツ
１３ａ  基板部
１３ｂ  補助歯部
１４    コイル
２      可動子
２１    バックヨーク
２２ａ  永久磁石
２２ｂ  永久磁石
【図１】
2016159034.tif 000003
【図２Ａ】
2016159034.tif 000004
【図２Ｂ】
2016159034.tif 000005
【図３】
2016159034.tif 000006
【図４】
2016159034.tif 000007
【図５Ａ】
2016159034.tif 000008
【図５Ｂ】
2016159034.tif 000009
【図６】
2016159034.tif 000010
【図７Ａ】
2016159034.tif 000011
【図７Ｂ】
2016159034.tif 000012
【図８】
2016159034.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月26日(2017.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形板状の基板部と、
該基板部に並設してあるコイルを巻回した複数の磁極歯と、
該基板部の前記並設方向の端部に、前記磁極歯から間隔をおいて設けられ、コイルを巻回していない補助歯とを備える
ことを特徴とするリニアモータ用電機子。
【請求項２】
前記補助歯及び該補助歯に隣接する前記磁極歯の間隔は、隣接する２つの前記磁極歯の間隔と略同一としてある
ことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項３】
前記補助歯は、前記磁極歯と略同一形状としてある
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項４】
前記補助歯及び磁極歯は直方体状をなし、
前記補助歯及び該補助歯に隣接する前記磁極歯は並設方向に正対している
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項５】
前記補助歯及び磁極歯は、その先端部が根元部よりも大きく、
前記補助歯及び該補助歯に隣接する前記磁極歯は並設方向に正対している
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項６】
前記補助歯及び前記磁極歯それぞれの先端面は面一としてある
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項７】
前記並設方向の両端部それぞれに、前記補助歯を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のリニアモータ用電機子。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のリニアモータ用電機子と
該リニアモータ用電機子に先端面が対向する複数の磁石、及び該複数の磁石を磁極が交互に形成されるように直線上に配列してある矩形板状のバックヨークを有する界磁部とを備える
ことを特徴とするリニアモータ。
【請求項９】
請求項８に記載のリニアモータにおいて、前記リニアモータ用電機子を固定子とし、前記界磁部を可動子とする
ことを特徴とするリニアモータ。
【請求項１０】
前記界磁部は７ｎ個の磁石を有し、前記電機子が有する６ｎ個（ｎは自然数）の前記磁極歯が前記７ｎ個の磁石に対向する７ｎ極６ｎスロット構成であり、
前記界磁部の移動方向に沿う前記電機子の長さが、前記７ｎ個の磁石の長さよりも長い
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】
前記磁極歯及び補助歯のピッチをＰｔ１、前記移動方向に沿う前記磁極歯及び補助歯の長さをＷｔ、前記７ｎ個の磁石のスキュー角度をθとした場合において、
前記移動方向に沿う前記電機子の長さが、前記７ｎ個の磁石の長さよりもＰｔ１＋Ｗｔ以上長い
ことを特徴とする請求項１０に記載のリニアモータ。
但し、Ｐｔ１＝Ｐｔ／ｃｏｓθ
Ｐｔ：磁石がスキューしていない（θ＝０）場合の、磁極歯及び補助歯のピッチ
【請求項１２】
矩形板状の基板部と、該基板部に並設してあるコイルを巻回した複数の磁極歯と、該基板部の前記並設方向の両端部それぞれに、前記磁極歯から間隔をおいて設けられ、コイルを巻回していない補助歯とを有する電機子、及び
該電機子に先端面が対向する複数の磁石、及び該複数の磁石を磁極が交互に形成されるように直線上に配列してある矩形板状のバックヨークを有する界磁部
を備え、
前記界磁部は前記磁石を７ｎ個（ｎは自然数）有し、前記電機子は前記磁極歯を６ｍ個（ｍはｍ≧ｎを満たす自然数）有し、隣接して並ぶ７個の前記磁石は、隣接して並ぶ６個の前記磁極歯と対向する７ｎ極６ｍスロット構成であり、
前記磁極歯及び前記補助歯のピッチをＰｔ１、前記電機子又は前記界磁部の移動方向に沿う前記磁極歯及び前記補助歯の長さをＷｔ、７ｎ個の前記磁石のスキュー角度をθとした場合において、
前記界磁部をｎ分割、及び前記電機子をｍ分割して得られる７極６スロット構成では、前記補助歯２つ及び前記磁極歯６個を合わせた長さが、前記磁石７個の前記移動方向の長さよりも（Ｐｔ１＋Ｗｔ）長い
ことを特徴とするリニアモータ。
但し、Ｐｔ１＝Ｐｔ／ｃｏｓθ
Ｐｔ：磁石がスキューしていない（θ＝０）場合の、磁極歯及び補助歯のピッチ
【請求項１３】
矩形板状の基板部と、該基板部に並設してあるコイルを巻回した複数の磁極歯と、該基板部の前記並設方向の両端部それぞれに、前記磁極歯から間隔をおいて設けられ、コイルを巻回していない補助歯とを有する電機子、及び
該リニアモータ用電機子に先端面が対向する複数の磁石、及び該複数の磁石を磁極が交互に形成されるように直線上に配列してある矩形板状のバックヨークを有する界磁部
を備え、
前記界磁部は前記磁石を７ｎ個（ｎは自然数）有し、前記電機子は前記磁極歯を６ｍ個（ｍはｍ≧ｎを満たす自然数）有し、隣接して並ぶ７個の前記磁石は、隣接して並ぶ６個の前記磁極歯と対向する７ｎ極６ｍスロット構成であり、
前記磁極歯及び前記補助歯のピッチをＰｔ１、前記電機子又は前記界磁部の移動方向に沿う前記磁極歯及び前記補助歯の長さをＷｔ、７ｎ個の前記磁石のスキュー角度をθとした場合において、
前記補助歯１個及び当該補助歯に隣接する前記磁極歯６個を合わせた前記移動方向の長さが、前記磁石７個の長さよりも（Ｐｔ１＋Ｗｔ）／２長い
ことを特徴とするリニアモータ。
但し、Ｐｔ１＝Ｐｔ／ｃｏｓθ
Ｐｔ：磁石がスキューしていない（θ＝０）場合の、磁極歯及び補助歯のピッチ
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
［００４２］
したがって、７極６スロットの最小構成のリニアモータ１００では、固定子１の全長Ｌｓは、可動子２の磁石部分の全長Ｌｍよりも、Ｐｔ１＋Ｗｔ以上長くなる。
［００４３］
図６に示した７極６スロットの最小構成のリニアモータ１００において、ストロークを増大する場合には、次のようにする。リニアモータ１００の制御として、３相不平衡通電を許容するのであれば、正逆２スロット（例えば、−Ｕ相とＵ相）ずつ増やすことにより、モータ特性を概ね維持しつつ、ストロークを増大することが可能である。
［００４４］
リニアモータ１００の制御として、３相平行通電を行いたいのであれば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相とも正逆のペアが必要となる。すなわち、６スロット単位で、増やす。そうすれば、モータ特性を維持しつつ、ストロークを増大することが可能となる。
［００４５］
なお、ここでは、７極６スロット構成を示したが、これらを２倍にした、１４極１２スロット構成、３倍にした２１極１８スロット構成、ｎ倍にした７ｎ極６ｎスロット構成でも同様である。ｎ倍としたとしても、ＬｓとＬｍの差は、Ｐｔ１＋Ｗｔとなる。
［００４６］
図４に示すリニアモータ１００は、７極６スロット構成を２倍にした、１４極１２スロット構成である。そして、固定子１のスロットを６スロット増やし、１８スロットとしてある。
ここで本発明のリニアモータは７極の永久磁石２２ａ、２２ｂ（磁石）に対して６スロットの歯部１１ｂ、１２ｂ（磁極歯）を有す構成としてあり、本構成において駆動している。
移動方向の永久磁石２２ａ、２２ｂの幅と６スロットの歯部１１ｂ、１２ｂとを含む固定子１（電機子）の長さを比較する場合には、この基本構成を考慮すれば良い。
例えば７ｎ個の（磁石）に対向する歯部１１ｂ、１２ｂの個数が６ｍ個（ｍはｍ≧ｎを満たす自然数）であった場合には、可動子２をｎ分割し、固定子１をｍ分割して得られる７極６スロット構成にて比較を行なう。すなわち、７ｎ／ｎ＝７個の永久磁石２２ａ、２２ｂの移動方向の長さが、６ｍ／ｍ個＝６個の歯部１１ｂ、１２ｂ及び移動方向の両端に補助歯部１３ｂを有する固定子の長さよりも、Ｐｔ１＋Ｗｔ短ければ良い。
また、固定子１の両端部それぞれに着目すると、補助歯１３ｂを１個及びそれに隣接する歯部１１ｂ、１２ｂを６個合わせた長さ（可動子２の移動方向に沿った長さ）は、永久磁石２２ａ、２２ｂ、７個の長さよりも、（Ｐｔ１＋Ｗｔ）／２長ければ良い。
［００４７］
以上のように形成したリニアモータ１００において、オーバーハング量の許容値について説明する。ここで、オーバーハングとは、可動子２の先端が固定子１から突出していることをいう。オーバーハング量とは、固定子１の歯部１１ｂ（１２ｂ）と対向していない可動子２の永久磁石２２ａ、２２ｂの移動方向の長さをいう。オーバーハングしている場合、可動子２の永久磁石２２ａ、２２ｂの一部が歯部１１ｂ（１２ｂ）と対向していないため、推力が低下する。
［００４８］
図７Ａ及び図７Ｂはオーバーハング量についての説明図である。図７Ａは補助歯部１３ｂが無い場合に許容されるオーバーハング量（ｄ１）を示して
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月24日(2017.7.24)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形板状の基板部と、該基板部に並設してあるコイルを巻回した複数の磁極歯と、該基板部の前記並設方向の両端部それぞれに、前記磁極歯から間隔をおいて設けられ、コイルを巻回していない補助歯とを有する電機子、及び
該電機子に先端面が対向する複数の磁石、及び該複数の磁石を磁極が交互に形成されるように直線上に配列してある矩形板状のバックヨークを有する界磁部
を備え、
前記界磁部は前記磁石を７ｎ個（ｎは自然数）有し、前記電機子は前記磁極歯を６ｍ個（ｍはｍ≧ｎを満たす自然数）有し、隣接して並ぶ７個の前記磁石は、隣接して並ぶ６個の前記磁極歯と対向する７ｎ極６ｍスロット構成であり、
前記磁極歯及び前記補助歯のピッチをＰｔ１、前記電機子又は前記界磁部の移動方向に沿う前記磁極歯及び前記補助歯の長さをＷｔ、７ｎ個の前記磁石のスキュー角度をθとした場合において、
前記界磁部をｎ分割、及び前記電機子をｍ分割して得られる７極６スロット構成では、前記補助歯２つ及び前記磁極歯６個を合わせた長さが、前記磁石７個の前記移動方向の長さよりも（Ｐｔ１＋Ｗｔ）長い
ことを特徴とするリニアモータ。
但し、Ｐｔ１＝Ｐｔ／ｃｏｓθ
Ｐｔ：磁石がスキューしていない（θ＝０）場合の、磁極歯及び補助歯のピッチ
【請求項２】
矩形板状の基板部と、該基板部に並設してあるコイルを巻回した複数の磁極歯と、該基板部の前記並設方向の両端部それぞれに、前記磁極歯から間隔をおいて設けられ、コイルを巻回していない補助歯とを有する電機子、及び
該電機子に先端面が対向する複数の磁石、及び該複数の磁石を磁極が交互に形成される
ように直線上に配列してある矩形板状のバックヨークを有する界磁部
を備え、
前記界磁部は前記磁石を７ｎ個（ｎは自然数）有し、前記電機子は前記磁極歯を６ｍ個（ｍはｍ≧ｎを満たす自然数）有し、隣接して並ぶ７個の前記磁石は、隣接して並ぶ６個の前記磁極歯と対向する７ｎ極６ｍスロット構成であり、
前記磁極歯及び前記補助歯のピッチをＰｔ１、前記電機子又は前記界磁部の移動方向に沿う前記磁極歯及び前記補助歯の長さをＷｔ、７ｎ個の前記磁石のスキュー角度をθとした場合において、
前記補助歯１個及び当該補助歯に隣接する前記磁極歯６個を合わせた前記移動方向の長さが、前記磁石７個の長さよりも（Ｐｔ１＋Ｗｔ）／２長い
ことを特徴とするリニアモータ。
但し、Ｐｔ１＝Ｐｔ／ｃｏｓθ
Ｐｔ：磁石がスキューしていない（θ＝０）場合の、磁極歯及び補助歯のピッチ
【国際調査報告】
2016159034.tif 000014
2016159034.tif 000015
2016159034.tif 000016
2016159034.tif 000017