(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ極およびＳ極の磁性領域が回転軸方向に交互に配列されるように、前記Ｎ極および前記Ｓ極の磁性領域が螺旋状に配置された外周面を備える回転子と、
前記回転子に連結され、前記回転子を回転駆動する回転機と、
前記回転子の前記外周面に対向して設けられたティース部を有する鉄心と前記鉄心に巻回された３相の巻線とを備え、前記３相の巻線への通電により前記回転軸方向に駆動される電機子と、
前記電機子が前記回転軸方向に移動するように案内し、前記電機子が前記回転子の周方向に移動するのを規制するガイド部材と、
前記電機子の位置指令値、前記電機子の回転位置を表す第１の位置情報、および前記回転機の回転位置を表す第２の位置情報に基づき前記電機子を前記回転軸方向に移動させる制御量を算出し、算出された制御量を割り振って、第１のインバータに第１の制御量を出力し、第２のインバータに第２の制御量を出力する制御装置と、
前記制御装置から入力される第１の制御量に基づいて前記回転機を駆動する第１のインバータと、
前記制御装置から入力される第２の制御量に基づいて前記電機子の前記３相の巻線への通電駆動を行う第２のインバータと、
を備えることを特徴とする直動電動機。
【請求項２】
Ｎ極およびＳ極の磁性領域が回転軸方向に交互に配列されるように、前記Ｎ極および前記Ｓ極の磁性領域が螺旋状に配置された外周面を備える棒体状の回転子と、
前記回転子に連結され、前記回転子を回転駆動する回転機と、
前記回転子の前記外周面に対向して設けられたティース部を有する鉄心と前記鉄心に巻回された３相の巻線とを備え、前記３相の巻線への通電により前記回転軸方向に駆動される電機子と、
前記電機子が前記回転軸方向に移動するように案内し、前記電機子が前記回転子の周方向に移動するのを規制するガイド部材と、
を備え、
前記鉄心は、複数の薄板が積層されて構成されており、前記複数の薄板の各々は、前記ティース部の先端であって前記回転子の前記外周面との対向面を構成する部分に前記回転子の周方向に延びるツバ部を有し、前記ツバ部は前記回転子の周方向に非対称な形状となっており、前記ツバ部における前記回転子との前記対向面が前記Ｎ極および前記Ｓ極の磁性領域の配置に沿い、かつ前記ツバ部の延びる方向が互いに反転するように前記鉄心を構成する前記複数の薄板が積層され、
前記ツバ部における前記回転子の前記外周面との対向面の全てが、前記棒体状の回転子の径方向に関して、前記回転子を前記電機子の方向に対して投影した投影範囲内に入っていることを特徴とする直動電動機。
【請求項３】
前記鉄心は、前記回転軸方向に配列された複数の前記ティース部を磁気的に連結するヨーク部を備え、前記ティース部および前記ヨーク部は、薄板を積層して構成されており、  前記ティース部を構成する前記薄板の積層方向と前記ヨーク部を構成する前記薄板の積層方向とが９０度異なっていることを特徴とする請求項２に記載の直動電動機。
【請求項４】
前記ティース部を構成する前記薄板は前記ヨーク部が挿通される枠部を有し、前記枠部は前記ヨーク部が挿通された状態において前記ヨーク部の周りで前記枠部が途切れる開放部を備えることを特徴とする請求項３に記載の直動電動機。
【請求項５】
Ｎ極およびＳ極の磁性領域が回転軸方向に交互に配列されるように、前記Ｎ極および前記Ｓ極の磁性領域が螺旋状に配置された外周面を備える回転子と、
前記回転子に連結され、前記回転子を回転駆動する回転機と、
前記回転子の前記外周面に対向して設けられたティース部を有する鉄心と前記鉄心に巻回された３相の巻線とを備え、前記３相の巻線への通電により前記回転軸方向に駆動される電機子と、
前記電機子が前記回転軸方向に移動するように案内し、前記電機子が前記回転子の周方向に移動するのを規制するガイド部材と、
を備え、
前記鉄心は、前記回転軸方向に異なる位置において１８０度異なる方向から前記回転子の前記外周面に対向する一対の前記ティース部と、前記回転子を迂回して一対の前記ティース部を連結するヨーク部と、を備える薄板の積層体を複数備え、前記複数の積層体は、交互に前記回転子の回転軸を中心に１８０度ずつ回転した状態で、隣接する前記積層体の前記ティース部同士が重なり連結されていることを特徴とする直動電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直動型の電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場等の生産現場に搬送装置に直動電動機（リニアモータ）が用いられている。【０００３】
直動電動機には、例えば、強磁性体材料からなるロッドに対し、帯状のＮ極及びＳ極の着磁帯が螺旋状に着磁された雄側磁気ネジと、雄側磁気ネジに非接触状態で嵌合し、ロッドに着磁された着磁帯の螺旋形状にならって形成された突極をもつ電機子とを有するモータを備え、ロッドを固定し、電機子を前記ロッドの軸方向に摺動自在に支持することにより、電機子に巻回された各相のコイルを通電させて生じる回転磁界によって当該電機子に推力を発生させるものがあった (特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２５７７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
生産現場等で用いられる直動電動機は、生産性の向上等を目的として、高速化が求められている。従来の構成の直動電動機においても、例えば、巻線の巻回数を増やすこと、ティースの数を増やすこと等の電機子の最適化により、さらなる高速化を図ることが考えられる。もちろん、このような対策でも一定の効果が得られる可能性はある。しかしながら、電機子の重量増加に伴う駆動負荷の増大や、銅損および鉄損の増大による損失（発熱）の増大等の理由により、従来の構成における最適化だけでは、十分な高速化ができない場合があった。【０００６】
この発明は上記した問題点を解決するためのものであり、高速な移動を可能とする直動電動機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る直動電動機は、Ｎ極およびＳ極の磁性領域が回転軸方向に交互に配列されるように、Ｎ極及びＳ極の磁性領域が螺旋状かつ交互に配置された外周面を備える回転子と、回転子に連結され、回転子を回転駆動する回転機と、回転子の外周面に対向して設けられたティース部を有する鉄心と鉄心に巻回された３相の巻線とを備え、３相の巻線への通電の切替えにより回転子の回転軸方向に移動する駆動される電機子と、電機子が回転軸方向に移動するように案内し、電機子が回転子の周方向に移動するのを規制するガイド部材と、電機子の位置指令値、電機子の回転位置を表す第１の位置情報、および回転機の回転位置を表す第２の位置情報に基づき電機子を回転軸方向に移動させる制御量を算出し、算出された制御量を割り振って、第１のインバータに第１の制御量を出力し、第２のインバータに第２の制御量を出力する制御装置と、制御装置から入力される第１の制御量に基づいて回転機を駆動する第１のインバータと、制御装置から入力される第２の制御量に基づいて電機子の３相の巻線への通電駆動を行う第２のインバータと、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の直動電動機は、螺旋状に磁性領域が設けられた回転子が回転機により回転駆動される。このため、電機子は電機子に設けられた巻線への通電の切替えによる回転軸方向の駆動力に加え、回転機の回転によっても回転軸方向の駆動力を得ることができる。したがって、この発明の直動電動機においては、電機子の移動を高速化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る直動電動機の斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転子の斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る電機子の斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る電機子の鉄心に用いられる積層体の斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るヨーク部の斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係るティース部の上面図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る電機子の製造過程の状態を示す斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る電機子の製造過程の状態を示す斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係るティース部と回転子の配置を示す模式図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る電機子の製造過程の状態を示す斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る電機子に用いられる部品の斜視図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る電機子の製造過程の状態を示す斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る電機子の斜視図である。
【図１４】この発明の実施の形態１に係る電機子と回転子の模式図である。
【図１５】この発明の実施の形態１に係る回転子の動作を示す模式図である。
【図１６】この発明の実施の形態１に係る直動電動機の制御を示すブロック図である。
【図１７】この発明の実施の形態２に係る電機子の鉄心に用いられる積層体の斜視図である。
【図１８】この発明の実施の形態２に係る電機子の鉄心に用いられる積層体の側面図である。
【図１９】この発明の実施の形態２に係る電機子の製造過程の状態を示す斜視図である。
【図２０】この発明の実施の形態２に係る電機子の製造過程の状態を示す斜視図である。
【図２１】この発明の実施の形態２に係る電機子の製造過程の状態を示す斜視図である。
【図２２】この発明の実施の形態２に係る電機子の製造過程の状態を示す斜視図である。
【図２３】この発明の実施の形態２に係る電機子の斜視図である。
【図２４】この発明の実施の形態２に係る電機子の平面図である。
【図２５】この発明の実施の形態１に係る電機子の斜視図である。
【図２６】この発明の実施の形態２に係る電機子と回転子の配置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態に係る電動機（直動電動機）について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る電動機の斜視図である。電動機は、回転子２０と、電機子１０と、回転機６０と、を備える。回転子２０は端板４０に回転可能に支持されている。電機子１０は、フレーム３０に固定されており、回転子２０の外周面を両側から取り囲むように配置されている。電機子１０の移動方向を規制するシャフト（ガイド部材）７０が、回転子２０と平行に、端板４０に固定されている。フレーム３０はシャフト７０に対する摺動部を備えており、フレーム３０がシャフト７０に沿って移動することで、電機子１０は回転子２０の軸方向に移動する。シャフト７０は、電機子１０が回転子２０の周方向へ移動するのを規制する。回転機６０は、端板４０に固定されており、回転機６０の駆動軸は、回転子２０に接続されている。回転機６０は、外部からの信号により駆動され、円筒状の回転子２０を回転駆動させることができる。また、回転機６０の内部には、回転軸の回転位置を検出する回転位置センサが内蔵されている。
【００１２】
図２は実施の形態１に係る回転子２０の斜視図である。回転子２０の外周面には、Ｎ極の磁性領域２１およびＳ極の磁性領域２２が、回転軸方向に交互に配列されるように螺旋状に配置されている。磁性領域２１および２２の形成方法は特に限定されない。例えば、表面側をＮ極に着磁した長尺状のシートと表面側をＳ極に着磁した長尺状のシートとを交互に円筒状の部材に巻き付けることで形成することができる。分割して作成された永久磁石を並べて固定することで、磁性領域２１および２２を形成してもよい。
【００１３】
図３は実施の形態１に係る電機子１０の斜視図である。図４は薄板の積層体５７の斜視図であり、図５はヨーク部５１の斜視図である。積層体５７には、ティース部５２が形成されている。電機子１０の鉄心５０は、積層体５７とヨーク部５１とで構成される。積層体５７とヨーク部５１とは、それぞれ電磁鋼板の薄板を積層した構成となっており、積層した薄板は、積層カシメ、溶接、接着等により一体化されている。積層体５７のティース部５２の回転子２０と対向する面側には、周方向に突出したツバ部５３が形成されている。ツバ部５３により、ティース部５２の回転子２０と対向する面は、回転子２０の周方向非対称な形状となっている。ティース部５２の形状は、片側だけにツバ部５３が設けられている形状には限られず、図６のように、両側にツバ部５３が形成され、両側のツバ部５３の長さが互いに異なるような形状であってもよい。また、積層体５７には、ヨーク部５１と嵌合するための枠部５４が形成されている。枠部５４におけるツバ部５３とは反対側の領域には、枠部５４が途切れる開放部５８が設けられている。この開放部５８により、ヨーク部５１に流れる磁束によって発生する渦電流のパスを遮断することができ、エネルギー損失が低減され、電動機の高効率化につながる。
【００１４】
ティース部５２の回転子２０と対向する面側は、ツバ部５３により周方向に非対称に形成されている。図７のようにツバ部５３の延びる方向が反転するようにティース部５２を重ねた状態で、図８のようにティース部５２に巻線１１が施される。ツバ部５３の方向が反転するようにティース部５２を重ねることで、図９のようにティース部５２を回転子２０と対向するように配置した際、ティース部５２の回転子２０との対向面は、螺旋状に配置された磁性領域２１および２２の配置（傾き）に沿う配置となる。これにより、回転子２０の磁界を鉄心５０が効率よく受けることができ、電動機の高効率化につながる。
【００１５】
図１０に示すように、ティース部５２に巻線１１が施された積層体５７は、枠部５４に挿入された絶縁材（樹脂）製のプレート５５により位置決めがされる。この状態において、枠部５４にヨーク部５１を挿通することで、図１２のように電機子１０が一体化される。この一体化された状態において、積層体５７の薄板磁性鋼板の積層方向と、ヨーク部５１の薄板磁性鋼板の積層方向とは、互いに９０度異なっている。各ティース部５２はヨーク部５１によって磁気的に連結されるが、この構造により、ヨーク部５１内における渦電流の発生を低減でき、発熱の少ないエネルギー効率の高い電機子１０を実現することができる。プレート５５には、図１１に示すように、突起（突条）５５１が周期的に設けられており、この突起５５１により、ティース部５２の間隔が決められている。一体化された電機子１０は、積層体５７とヨーク部５１との結合を強固にするため、ワニスやポッティング材により固めてもよい。
【００１６】
２つの電機子１０は、図１３に示すように、フレーム３０により連結される。フレーム３０は、電機子１０のヨーク部５１に接合されている。フレーム３０とヨーク部５１との接合方法は、溶接であってもよいし、接着であってもよい。フレーム３０には、軸受３１が設けられている。端板４０に固定されたシャフト７０が、この軸受３１を通るように電機子１０が電動機に設置される。この構成により、電機子１０は回転子２０に平行に動く構造となる。また、フレーム３０には、位置センサ３２が設けられている。位置センサ３２は軸受３１を介してフレーム３０に取り付けられている。位置センサ３２は、シャフト７０に設けられたスケールパターンを光学的に読み取ることで、回転子２０の回転軸方向における電機子１０の位置を検出し、電機子１０の位置情報を検出信号として出力する。なお、ここでは可動側である電機子１０に位置センサ３２を設けたが、固定側、例えば、図示しない電動機の筐体等に、位置センサ３２を設けても良い。
【００１７】
図１４は回転子２０に対向して２つの電機子１０が配置された状態を示す模式図である。Ｕ、Ｖ、Ｗの３相のティースに対し、Ｎ極とＳ極の一対の磁極（磁性領域）が正対するように配置されている。回転軸方向における回転子２０の磁極の１周期分を３６０度（電気角）として表した場合、回転子２０の隣り合う磁極のピッチは１８０度であり、隣り合うティースのピッチは１２０度である。また、対向して配置されるティース部５２は、互いに回転子２０の回転軸方向に微小角度（電気角）分位相をずらして配置されている。図１３では、対向して配置された２つの電機子１０は、回転子２０の磁極に対する位相が互いに電気角で３０度分ずれる位置に配置されている。このように、位相をずらすことで、電機子１０と回転子２０との間に発生するコギングトルクを低減し、位置精度を向上することができる。
【００１８】
次に、回転子２０の作用について、図１５を用いて説明する。図１５は回転子２０の側面図である。前述のとおり、回転子２０の外周面にはＮ極の磁性領域２１およびＳ極の磁性領域２２が交互となるように螺旋状に配置されている。回転子２０の回転軸を通る平面で見た場合、回転子２０を回転させると図１５に示すように磁性領域の位置が回転子２０の軸方向に移動する。したがって、シャフト７０により回転方向の移動が規制された状態で回転子２０に対向するように配置された電機子１０にとっては、Ｎ極およびＳ極の磁性領域２１および２２が軸方向に移動するのと同様に作用する。例えば、ティース部５２に励磁される磁界を一定とした場合で考えると、回転子２０の磁性領域２１および２２に対し、特定の位相で釣り合いがとれて停止するが、この状態で回転子２０を回転させた場合、前述の磁性領域２１および２２の実質的な移動により、電機子１０に対し回転子２０の軸方向の駆動力が付与される。また、回転子２０を回転させる方向を反転させれば、電機子１０に付与される駆動力の方向も反転する。そして、回転子２０の回転量と、磁性領域２１および２２の実質的な移動量とは、比例関係にある。したがって、本発明の実施の形態１に係る電動機においては、回転機６０を介し回転子２０の回転を制御することで、電機子１０を軸方向の任意の方向に移動させる駆動力発生させることができる。また、ティース部５２に励磁される磁界を一定とした状態で回転子２０を一定速度で回転させると、電機子１０を一定速度で回転軸方向に移動させることができるが、この状態で電機子１０の通電を制御することで、回転子２０を固定させた状態で電機子１０の通電を制御した場合に比べ、電機子１０を早く移動させることができる。
【００１９】
図１６は、本発明の実施の形態１に係る電動機の制御システムを示す模式図である。回転子２０に沿って電機子１０が配置されるとともに、回転機６０の駆動軸が回転子２０に連結されている。なお、ここでは回転機６０の駆動軸と回転子２０とは、同軸状に配置されて直接連結されているが、ベルトとプーリーとを介して連結される等、伝達機構を介して連結されてもよい。制御装置９０１には、外部装置から入力される電機子１０の制御目標位置に関する位置指令値と、位置センサ３２からの電機子１０の位置を表す位置情報と、回転機６０に内蔵された回転位置センサ６１からの回転子２０の回転位置を表す回転位置情報と、が入力される。制御装置９０１は、位置指令値と電機子１０の位置との差分を基に、差分が０となる方向に電機子１０を移動させるべく、インバータ９０２およびインバータ９０３の制御信号を生成し供給する。インバータ９０２は、制御装置９０１から供給される制御信号に基づき、回転機６０の駆動信号を生成する。また、インバータ９０３は、制御装置９０１から供給される制御信号に基づき、電機子１０の駆動信号を生成する。インバータ９０２およびインバータ９０３への制御信号を生成する際は、位置指令値と電機子１０の位置との差分値とその変化を基に、電機子１０を移動させる制御量（速度）を算出した上で、その制御量を２つの動力源である電機子１０と回転機６０とに割り振ればよい。割り振る前の制御量の算出方法は一般的な方法を用いればよく、例えばＰＩＤ制御を用いればよい。インバータ９０２へ供給する制御信号は、回転機６０に割り振られた制御量と、回転位置センサ６１からの回転位置情報とに基づき作成すればよい。また、インバータ９０３へ供給する制御信号は、電機子１０と、位置センサ３２からの位置情報と、回転位置センサ６１からの回転位置情報とに基づき作成すればよい。ここでは、回転子２０が回転するため、回転子２０に形成された磁性領域２１および２２と、電機子との相対的な位置が変化するため、回転位置情報を考慮し、制御信号を生成する必要がある。この電動機は、電機子１０を駆動する２つの動力源を備えるため、制御量の最大値を大きくする（最高速度を高める）ことが可能である。なお、制御量は、電機子１０と回転機６０との駆動性能に応じた割合で割り振ればよい。ただし、高速の移動が必要ない場合は、電機子１０と回転機６０との両方の駆動力を使わず、一方の駆動力だけを使うようにしてもよい。例えば、電機子１０の駆動信号（通電相）を固定し、回転機６０の回転のみを制御して、電機子１０を目標位置に動かすよう制御を行ってもよい。あるいは、回転機６０の回転位置を固定し、電機子１０への通電を制御し、電機子１０を移動させるような制御を行ってもよい。回転機６０の回転位置を固定する際は、回転位置情報を用いたフィードバック制御（サーボロック）を用いるとよい。サーボロックにより回転軸の確実な固定が可能で、電機子１０の位置制御が容易となる。また、位置指令値と電機子１０の位置との差分に応じ、制御方法を切換えてもよい。例えば、差分が事前に定めた閾値よりも大きいときは、電機子１０と回転機６０との両方の駆動力を使い電機子１０を移動させ、差分が閾値以下となったときは、回転機６０の回転位置を固定し、電機子１０の駆動力にて電機子１０を目標位置に移動させるように、電動機を制御してもよい。制御パラメータは適宜切り替える必要があるが、このように制御することで、差分が大きいときは高速で移動させて応答性を高めることができ、差分が小さいときには電機子１０のみを移動させることで制御を簡単にすることができる。また、この場合、回転機６０の制御は、位置指令値と電機子１０の位置との差分の正負に応じ、回転子２０の回転方向を切り替えるだけの制御であってもよい。
【００２０】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る電動機について説明する。実施の形態２に係る電動機は、実施の形態１に係る電動機と比べ、電機子１０を構成する鉄心５０の構造が異なるものである。電機子１０以外の構成については、実施の形態１に係る電動機と同じであり、説明を省略する。
【００２１】
図１７は鉄心５０を構成する一組の薄板の積層体５６の斜視図であり、図１８は積層体５６の上面図である。積層体５６は電磁鋼板の薄板が積層されて構成されている。積層体５６は、１８０度異なる方向から回転子の外周面に対向するように形成された２つのティース部５２が、回転子２０が配置される領域を迂回するように形成されたコの字型（Ｕ字型）のヨーク部５１で連結される構造となっている。このヨーク部５１により、２つのティース部５２は磁気的に連結される。また、ティース部５２の先端側（回転子２０と対向する側）には、ツバ部５３が形成されている。２つのティース部５２のツバ部５３は、同一の方向、ここではヨーク部５１側に延びて形成されている。また、図１８のように、２つのティース部５２は、薄板の積層方向（組付け後においては回転軸方向）に互いにずれた、異なる位置で向かい合う形状となっている。
【００２２】
積層体５６は、ヨーク部５１の位置が互い違いとなるように、回転軸を中心に順次１８０度ずつ回転させて、隣り合う積層体５６のティース部５２同士が接するよう配置される。そして、接するように配置されたティース部５２には巻線１１が施されて連結される。なお、隣接して配置されたティース部５２のツバ部５３は、回転子２０の周方向に、互いに逆向きに延びている。このツバ部５３の配置の効果は、実施の形態１と同様である。図１９は、2つの積層体５６が配置された状態であり、図２０は、接するように配置されたティース部５２に巻線１１が施された状態を表している。２つの積層体５６が連結された後は、図２１のように３つ目の積層体５６が配置され、図２２のようにティース部５２に巻線１１が施される。このような積層体５６を配置する工程と巻線１１を施す工程とを繰り返すことで、図２３のように鉄心５０が組みあがる。図２３は鉄心５０の斜視図であり、図２４は鉄心５０の上面図である。図２４のように、電機子１０が組みあがった際、対向するティース部５２が互い違いに配置される構成となる。鉄心５０にフレーム３０を取り付けることで、図２５の電機子１０が完成する。隣り合う積層体５６の間には、スペーサが挿入されている。回転子２０に対向して電機子１０が配置された状態を図２６に示す。図２６では、ヨーク部５１は図示していないが、ヨーク部５１で連結される順に、ティース部５２にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線１１が巻回されている。なお、図示しないが、積層体５６のヨーク部５１の曲げ量を調子することで、回転子２０に向かって対向するティース部５２のグループ（図２６の左側に配列されているティース部５２のグループと、右側に配列されているティース部５２のグループ）毎に、回転子２０の磁極に対する位相をずらすことが可能である。例えば、図２６における左側に配列されたティース部５２から、右側に配列されたティース部５２を連結するヨーク部５１については、回転子２０の回転軸方向に電気角で３０度分ずれるように折り曲げたものを用い、右側に配列されたティース部５２から、左側に配列されたティース部５２を連結するヨーク部５１については、回転子２０の回転軸方向に電気角で９０度分ずれるように折り曲げたものを用いる。ヨーク部５１の曲げ量の異なる２種類の積層体５６を用いる必要があるが、このような構成とすると、両グループ間で回転子２０の磁性領域に対する位相をずらすことができ、電機子１０と回転子２０との間に発生するコギングトルクを低減し、位置精度を向上することができる。
【００２３】
この構成の電機子１０では、鉄心５０にティース部５２とヨーク部５１とが一体化した積層体５６を用いているため、実施の形態１の電機子１０と比較して、鉄心５０を構成する部品の数を削減することができる。また、ヨーク部５１が回転子２０を取り囲む構造となるため、回転子２０で発生する磁束がヨーク部５１内に誘導され、電機子１０の外部への磁束の漏れを低減することができる。
【００２４】
なお、実施の形態１および２の電動機は、ティース部５２が、回転子２０の両側２方向に整列して配置されたものであったが、ティース部５２の配列は、これらに限定されない。例えば、回転子２０の径方向１方向だけにティース部５２が配列されるものであってもよいし、回転子２０の径方向４方向にティース部５２を配列するものであってもよい。いずれの場合であっても、電機子１０の駆動力と、回転機６０の回転による駆動力との両方を用いることで、電機子１０の移動速度を高めることが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  電機子、１１  巻線、２０  回転子、２１  磁性領域、２２  磁性領域、３０  フレーム、３１  軸受、３２  位置センサ、４０  端板、５０  鉄心、５１  ヨーク部、５２  ティース部、５３  ツバ部、５４  枠部、５５  プレート、５５１  突起、５６  積層体、５７  積層体、５８  開放部、６０  回転機、６１  回転位置センサ、７０  シャフト、８０  スペーサ、９０１  制御装置、９０２  インバータ、９０３  インバータ。
【要約】
本発明の直動電動機は、Ｎ極およびＳ極の磁性領域（２１、２２）が回転軸方向に交互に配列されるように、Ｎ極及びＳ極の磁性領域が螺旋状かつ交互に配置された外周面を備える回転子（２０）と、回転子（２０）に連結され、回転子（２０）を回転駆動する回転機（６０）と、回転子（２０）の外周面に対向して設けられたティース部を有する鉄心（５０）と鉄心に巻回された巻線（１１）とを備え、巻線（１１）への通電の切替えにより回転子（２０）の回転軸方向に移動する駆動される電機子（１０）と、電機子（１０）が回転軸方向に移動するように案内し、電機子（１０）が回転子（２０）の周方向に移動するのを規制するガイド部材（７０）と、を備える。【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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