(57)【要約】【課題】スロットコギングを抑制して大推力を得ることができるリニアモータを提供する。【解決手段】界磁極１を構成する複数の永久磁石３を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心２と、永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心１２と電機子鉄心１２のティース１３にコイルを巻回した電機子巻線１４とより構成してなる電機子１１とを備え、界磁極１と電機子１１の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、界磁極１と電機子１１を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、電機子１１のティース数と永久磁石３が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、この基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、基本ブロックの内の電機子ブロックの間隔が、τｎ＋（ｋ・τ／６）＋２τｍとなるように配置する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、前記永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、前記界磁極と前記電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、前記界磁極と前記電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、
前記電機子のティース数と前記永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、この基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、前記基本ブロックの内の電機子ブロックの間隔が、
τｎ＋（ｋ・τ／６）＋２τｍとなるように配置したことを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、前記永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、前記界磁極と前記電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、前記界磁極と前記電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、
前記電機子のティース数と前記永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、前記電機子をｒ分割して（ただし、ｒは２≦ｒ≦ｎとなる整数で、かつｎ／ｒが整数）、前記基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、前記基本ブロックの内の電機子ブロックの間隔が、
２ｎτ／ｒ＋τ／（３ｒ）＋２τｍとなるように配置したことを特徴とするリニアモータ。
【請求項３】
交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、前記永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、前記界磁極と前記電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、前記界磁極と前記電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、
前記電機子の両側に前記界磁磁極が設けられるとともに、
前記電機子は両側に等ピッチで配列された相数の整数倍のティースを設け、この電機子の両側に配列されたティースの位置が、τ／６ずれるように構成したことを特徴とするリニアモータ。
【請求項４】
交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、前記永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、前記界磁極と前記電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、前記界磁極と前記電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、
前記電機子の両側に等ピッチで配列されたティース数と前記電機子の両側に設けられる前記永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、この基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、前記基本ブロックの内の電機子ブロックの間隔が、τｎ＋（ｋ・τ／６）＋２τｍとなるように配置したことを特徴とするリニアモータ。
【請求項５】
交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、前記永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、前記界磁極と前記電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、前記界磁極と前記電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、
前記電機子の両側に等ピッチで配列されたティース数と前記電機子の両側に設けられる前記永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、前記電機子をｒ分割して（ただし、ｒは２≦ｒ≦ｎとなる整数で、かつｎ／ｒが整数）、前記基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、前記基本ブロックの内の電機子ブロックの間隔が、２ｎτ／ｒ＋τ／（３ｒ）＋２τｍとなるように配置したことを特徴とするリニアモータ。
【請求項６】
交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、前記永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、前記界磁極と前記電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、前記界磁極と前記電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、
前記電機子のティース数と前記永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、この基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）  接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、前記永久磁石の磁極面に対して、前記基本ブロックの内の電機子ブロックを２列、（ｋ・τ／６）＋２τｍずらして配置したことを特徴とするリニアモータ。
【請求項７】
交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、前記永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、前記界磁極と前記電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、前記界磁極と前記電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、
前記電機子のティース数と前記永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、前記電機子をｒ分割して（ただし、ｒは２≦ｒ≦ｎとなる整数で、かつｎ／ｒが整数）、前記基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、前記永久磁石の磁極面に対して、前記基本ブロックの内の電機子ブロックをｒ列、τ／（３ｒ）＋２τｍずらして配置したことを特徴とするリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＦＡ機器の搬送システム、例えば工作機のテーブル送りや半導体装置のステッパ駆動機構などに利用されるリニアモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のムービングマグネット型のリニアモータにおいて、一般に電機子鉄心に形成されるティースと界磁極となる永久磁石との間に磁気回路を形成するが、スロットの開口形状に起因する磁気抵抗の変化により、コギング推力が発生し、このコギング推力が界磁極と電機子の相対運動時に生じる推力変動の一因となっていた。また、界磁鉄心の両端に形成される磁気回路は開放されているため、端効果によるコギング推力も発生し、これも推力変動の一因となっていた。
【０００３】
このコギング推力の発生を抑えることができるリニアモータとして、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１に記載のリニアモータは、交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を直線状に並べて配置した界磁鉄心と、前記永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心と前記電機子鉄心のスロットにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、前記界磁極と前記電機子の何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記界磁極と前記電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、前記界磁鉄心を複数の鉄心ブロックに分割して推力方向に配置し、前記鉄心ブロック相互間に間隙を設け、前期鉄心ブロック相互の間隙に磁性体の間隔片を挿設したものである。
【０００４】
また、リニアモータにおける永久磁石の固定磁極の磁束分布の不均一に起因する推力むらを低減することを目的としたものに、特許文献２に開示されたものがある。
特許文献２は、両側に磁石片が延設された固定磁石板と、その磁石板の挟んで設けられた一体に移動する１対の電機子とを備えたリニアモータにおいて、磁石板の両側で発生する２つの推力むらを相殺する方向に位相をずらすもので、固定磁極の相互の磁極を互いに１磁極の半分だけ９０°分位相をずらして配置する構成とし、電機子に供給する電流の位相を制御することにより、リニアモータの推力むらを低減するようにしたものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１１９０４０号公報（１頁〜５頁、図１〜図６）
【特許文献２】
特開平１０−５２０２５号公報（４頁〜５頁、図３〜図４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
リニアモータにおいては、電機子と界磁極とが重なっていることと重なっていない部分が存在するため、その境界部分では磁気回路の不連続性が生じることになり、電機子の両端ティースで発生する端コギングと電機子のスロット開形状に起因する磁気抵抗の変化により発生するスロットコギングとのコギングが発生する。リニアモータの運動特性を向上するためには、コギングの抑制が必要となる。コギングの内、端コギングに対しては、特許文献１および特許文献２に記載のような対応がされている。しかし、スロットコギングに対しては、電機子または界磁極の永久磁石をスキューさせる方法が用いられているが、電機子をスキューする場合はコア製造が複雑となるという問題点があり、また界磁極の永久磁石をスキューする場合は、磁石を配置するヨークの端面の斜め加工、磁石の配置および配置した磁石の斜め着磁等、製造が複雑となるという問題点があった。
【０００７】
また、リニアモータにおいて大推力を得る目的で、モータ長を長くする方法がとられるが、この場合にスロットコギングは長さに比例して増加してしまうという問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、スロットコギングを抑制して大推力を得ることができるリニアモータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るリニアモータは、交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、界磁極と電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、界磁極と電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、
電機子のティース数と永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、この基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、基本ブロックの内の電機子ブロックの間隔が、τｎ＋（ｋ・τ／６）＋２τｍとなるように配置したものである。
【００１０】
また、この発明に係るリニアモータは、交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、界磁極と電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、界磁極と電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、電機子のティース数と永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、電機子をｒ分割して（ただし、ｒは２≦ｒ≦ｎとなる整数で、かつｎ／ｒが整数）、基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、基本ブロックの内の電機子ブロックの間隔が、２ｎτ／ｒ＋τ／（３ｒ）＋２τｍとなるように配置したものである。
【００１１】
また、この発明に係るリニアモータは、交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、界磁極と電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、界磁極と電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、電機子の両側に界磁磁極が設けられるとともに、電機子は両側に等ピッチで配列された相数の整数倍のティースを設け、この電機子の両側に配列されたティースの位置が、τ／６ずれるように構成したものである。
【００１２】
また、この発明に係るリニアモータは、交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、界磁極と電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、界磁極と電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、電機子の両側に等ピッチで配列されたティース数と電機子の両側に設けられる永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、この基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、基本ブロックの内の電機子ブロックの間隔が、
τｎ＋（ｋ・τ／６）＋２τｍとなるように配置したものである。
【００１３】
また、この発明に係るリニアモータは、交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、界磁極と電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、界磁極と電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、電機子の両側に等ピッチで配列されたティース数と電機子の両側に設けられる永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、電機子をｒ分割して（ただし、ｒは２≦ｒ≦ｎとなる整数で、かつｎ／ｒが整数）、基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、基本ブロックの内の電機子ブロックの間隔が、
２ｎτ／ｒ＋τ／（３ｒ）＋２τｍとなるように配置したものである。
【００１４】
また、この発明に係るリニアモータは、交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、界磁極と電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、界磁極と電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、電機子のティース数と永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、この基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）  接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、永久磁石の磁極面に対して、基本ブロックの内の電機子ブロックを２列、（ｋ・τ／６）＋２τｍずらして配置したものである。
【００１５】
また、この発明に係るリニアモータは、交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、界磁極と電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、界磁極と電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、電機子のティース数と永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、電機子をｒ分割して（ただし、ｒは２≦ｒ≦ｎとなる整数で、かつｎ／ｒが整数）、基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、永久磁石の磁極面に対して、基本ブロックの内の電機子ブロックをｒ列、τ／（３ｒ）＋２τｍずらして配置したものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るリニアモータの基本ブロックを示す図である。また、図２はこの発明の実施の形態１に係るリニアモータの構成を示す図で、基本ブロックを２個組み合わせたものである。
【００１７】
図１、図２において、界磁磁極１は、界磁鉄心２に交互に極性が異なるように複数の永久磁石３を等ピッチ（磁極ピッチτ）で配列して構成され、電機子ブロック１１は、ブロックコア１２に等ピッチで配列された相数のティース１３を設け、そこに集中巻にした電機子コイル１４（１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ）を設けて構成する。電機子ブロック１１の長さは２τとなる。
図１、図２においては、リニアモータの基本ブロックとして、電機子ブロック１１のティース１３の数と永久磁石３が形成する磁極数との比が３：２で構成した例を示した。
【００１８】
従来、基本ブロックを２個使用する場合、長さ２τの電機子ブロック１１を間隔２τで配置していたが、実施の形態１に係るリニアモータでは、基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合には、電機子を２分割して、それぞれの電機子ブロックを配置間隔τｎ＋（ｋ・τ／６）＋２τｍとなるように配置する。
ここで、係数ｋは分割した電機子で発生するスロットコギングの位相ずれを決定するもので任意の奇数、係数ｍは分割した電機子の間隔を決めるもので任意の整数である。
【００１９】
図２はｎ＝２（基本ブロック１１を２個使用）とし、ｋ＝１およびｍ＝０とした場合で、電機子ブロック１１を２個、間隔２τ＋τ／６で配置した例を示すものである。
【００２０】
基本ブロックのスロットコギングｆ０の概略値は、式（１）で求めることができる。
ｆ０＝ｆ０ｍ・ｓｉｎ（６π／τ）・ｘ  ・・・（１）
ここで、τは磁極ピッチ、ｆ０ｍは基本ブロックで発生するスロットコギングのピーク値である。
【００２１】
推力を確保するため基本ブロックを複数使用する場合、電機子ブロック１１を間隔２τで配置する従来装置では、モータとして発生するコギングｆ１は、ｆ１＝ｎ×ｆ０ｍとなり、ブロック数に比例し大きくなる。
【００２２】
また、図２に示した電機子ブロック１１を２個、間隔２τ＋τ／６で配置した構成のリニアモータにおけるスロットコギングｆ２の概略値は、式（２）で求めることができる。
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【００２３】
また、図３はこの発明の実施の形態１に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性を示す図である。
図３において、（ａ）は図１に示した基本ブロックのコギング推力、（ｂ）は電機子ブロック１１を２個、間隔２τで配置した従来構造のリニアモータのコギング推力、（ｃ）は電機子ブロック１１を２個、間隔２τ＋τ／６で配置した図２のリニアモータの右側の電機子で発生するコギング推力、（ｄ）は電機子ブロック１１を２個、間隔２τ＋τ／６で配置した図２のリニアモータの左右の電機子で発生するコギング推力の和である。
【００２４】
電機子ブロック１１を２個、間隔２τで配置した従来構造のリニアモータのコギング推力は、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）に示した基本ブロックのコギング推力の２倍となるが、電機子ブロック１１を２個、間隔２τ＋τ／６で配置した実施の形態１に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性は、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、２分割した電機子が各々のスロットコギングを打ち消しあうので、図３（ｄ）に示すように、スロットコギングを低減することができ、運動特性を向上することが可能となる。
【００２５】
また、図４はこの発明の実施の形態１に係るリニアモータの構成を示す図で、ｎ＝２（基本ブロック１１を２個使用）とし、ｋ＝１およびｍ＝１とした場合で、電機子ブロック１１を２個、間隔４τ＋τ／６で配置した例を示すものである。リニアモータを装置に組み込んで使用する際は、可動部に物を搭載するが、実施の形態１に係るリニアモータでは、分割した電機子または界磁磁極の配置の制約が少ないことから、分割配置したリニアモータ間に搭載物をレイアウトすることができ、装置スペースの有効活用ができる。
【００２６】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２に係るリニアモータの構成を示す図で、基本ブロックを３個組み合わせたものである。
基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合には、電機子をｒ分割して、それぞれの電機子ブロックを間隔２ｎτ／ｒ＋τ／（３ｒ）＋２τｍとなるように配置する。
ここで、τは磁極ピッチ、係数ｍは分割した電機子の間隔を決めるもので任意の整数、また係数ｒは電機子の分割数で、２≦ｒ≦ｎの整数で、かつｎ／ｒが整数となる。
【００２７】
図５において、１〜３、１１〜１３、１４ｕ，１４ｖ，１４ｗは図１と同様であり、その説明を省略する。また、図５は、基本ブロックを３個（ｎ＝３）、電機子を３分割（ｒ＝３）し、分割した電機子の間隔を決める係数ｍ＝０としたもので、電機子ブロック１１を３個、間隔２τ＋τ／９で配置した例を示すものである。
【００２８】
また、基本ブロックをｎ個使用するリニアモータにおいて、ｎ個の基本ブロックをｒ分割し、それぞれの電機子の配置間隔を、２ｎτ／ｒ＋τ／（３ｒ）＋２τｍで配置した構成のリニアモータにおけるスロットコギングｆ３の概略値は、式（３）で求めることができる。
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ここで、Ｎはｒ分割した電機子の一端を基準（０番目）とし、この基準からの配置番号である。
【００２９】
また、図６はこの発明の実施の形態２に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性を示す図である。図６において、（ａ）は図１に示した基本ブロックのコギング推力、（ｂ）は電機子ブロック１１を３個、間隔２τで配置した従来構造のリニアモータのコギング推力、（ｃ）は電機子ブロック１１を２個、間隔２τ＋τ／９で配置した図５のリニアモータの左から中央の電機子で発生するコギング推力、（ｄ）は電機子ブロック１１を３個、間隔２τ＋τ／９で配置した図５のリニアモータの左から右端の電機子で発生するコギング推力、（ｅ）は３個の電機子で発生するコギング推力の和である。
【００３０】
電機子ブロック１１を３個、間隔２τで配置した従来構造のリニアモータのコギング推力は、図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）に示した基本ブロックのコギング推力の３倍となるが、電機子ブロック１１を３個、間隔２τ＋τ／９で配置した実施の形態２に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性は、図６（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、分割した電機子が各々のスロットコギングを打ち消しあうので、図６（ｅ）に示すように、スロットコギングを抑制しつつ容易にモータの推力を得ることが可能となる。
【００３１】
また、図７はこの発明の実施の形態２に係るリニアモータの構成を示す図で、ｎ＝３（基本ブロック１１を３個使用）とし、ｍ＝１およびｍ＝２とした場合で、電機子ブロック１１を３個、間隔４τ＋τ／９、間隔２τ＋τ／９で配置した例を示すものである。
リニアモータを装置に組み込んで使用する際は、可動部に物を搭載するが、実施の形態１に係るリニアモータでは、分割した電機子または界磁磁極の配置の制約が少ないことから、分割配置したリニアモータ間に搭載物をレイアウトすることができ、装置スペースの有効活用ができる。
【００３２】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３に係るリニアモータの構成を示す図である。図８において、電機子２１は、両側に等ピッチで配列された相数の整数倍のティース２３を設け、そこに集中巻にした電機子コイル２４（２４ｕ，２４ｖ，２４ｗ）を設けて構成され、界磁鉄心２に交互に極性が異なるように複数の永久磁石３を等ピッチ（磁極ピッチτ）で配列して構成される界磁磁極１が、この電機子２１の両側に設けられる。また、図８においては、電機子２１のティース２３の数と永久磁石３が形成する磁極数との比が３：２で構成した例を示した。
【００３３】
従来構造のリニアモータでは、電機子２１の両側に配列されるティース２３は同位置であったが、実施の形態３に係るリニアモータにおける電機子２１は、電機子２１の両側に配列されたティース２３が、τ／６ずれる位置になるように構成する。図８に示すように、実施の形態３に係るリニアモータにおいては、電機子２１の両側に推力発生面Ａ，Ｂが形成される。
【００３４】
また、図８に示したリニアモータにおけるスロットコギングｆ４の概略値は、式（４）で求めることができる。
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ここで、右辺の第１項は、推力発生面Ａで発生するスロットコギング、第２項は推力発生面Ｂで発生するスロットコギングである。
【００３５】
図９はこの発明の実施の形態３に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性を示す図である。図９において、（ａ）は推力発生面Ａで発生するスロットコギング、（ｂ）は従来構造のリニアモータのスロットコギング、（ｃ）は推力発生面Ｂで発生するスロットコギング、（ｄ）は推力発生面Ａ、Ｂで発生するスロットコギングの和である。
【００３６】
実施の形態３に係るリニアモータにおいては、推力発生面Ａで発生するスロットコギングと推力発生面Ｂで発生するスロットコギングとが各々打ち消しあうので、スロットコギングの抑制が可能となる。
【００３７】
実施の形態４．
図１０はこの発明の実施の形態４に係るリニアモータの構成を示す図である。図１０において、電機子ブロック３１は、ブロックコア３２の両側に等ピッチで配列された相数のティース３３を設け、そこに集中巻にした電機子コイル３４（３４ｕ，３４ｖ，３４ｗ）を設けて構成され、界磁鉄心２に交互に極性が異なるように複数の永久磁石３を等ピッチ（磁極ピッチτ）で配列して構成される界磁磁極１が、この電機子３１の両側に設けられる。また、図１０においては、電機子３１のティース３３の数と永久磁石３が形成する磁極数との比が３：２で構成した例を示した。
【００３８】
実施の形態４に係るリニアモータでは、基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合には、電機子を２分割して、それぞれの電機子ブロックを配置間隔τｎ＋（ｋ・τ／６）＋２τｍとなるように配置する。
ここで、係数ｋは分割した電機子で発生するスロットコギングの位相ずれを決定するもので任意の奇数、係数ｍは分割した電機子の間隔を決めるもので任意の整数である。
【００３９】
図１０はｎ＝２（基本ブロック１１を２個使用）とし、ｋ＝１およびｍ＝０とした場合で、電機子ブロック３１を２個、間隔２τ＋τ／６で配置した例を示すものである。
【００４０】
実施の形態４に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性は、上述の実施の形態１に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性と同様であり、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、２分割した電機子が各々のスロットコギングを打ち消しあうので、図３（ｄ）に示すように、スロットコギングを低減することができ、運動特性を向上することが可能となる。
【００４１】
実施の形態５．
図１１はこの発明の実施の形態５に係るリニアモータの構成を示す図で、基本ブロックを３個組み合わせたものである。
基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合には、電機子をｒ分割して、それぞれの電機子ブロックを間隔２ｎτ／ｒ＋τ／（３ｒ）＋２τｍとなるように配置する。
ここで、τは磁極ピッチ、係数ｍは分割した電機子の間隔を決めるもので任意の整数、また係数ｒは電機子の分割数で、２≦ｒ≦ｎの整数で、かつｎ／ｒが整数となる。
【００４２】
図１１において、１〜３、３１〜３３、３４ｕ，３４ｖ，３４ｗは図１０と同様であり、その説明を省略する。また、図１１は、基本ブロックを３個（ｎ＝３）、電機子を３分割（ｒ＝３）し、分割した電機子の間隔を決める係数ｍ＝０としたもので、電機子ブロック１１を３個、間隔２τ＋τ／９で配置した例を示すものである。
【００４３】
実施の形態５に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性は、上述の実施の形態２に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性と同様であり、図６（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、分割した電機子が各々のスロットコギングを打ち消しあうので、図６（ｅ）に示すように、スロットコギングを抑制しつつ容易にモータの推力を得ることが可能となる。
【００４４】
実施の形態６．
図１２はこの発明の実施の形態６に係るリニアモータの構成を示す図である。図１２において、１〜３、１１は図１と同様であり、その説明を省略する。
また、図１２は永久磁石３の面に対して電機子ブロック１１を２列となるように配置したものである。
図１２においては、リニアモータの基本ブロックとして、電機子ブロック１１のティース１３の数と永久磁石３が形成する磁極数との比が３：２で構成した例を示した。τは、複数の永久磁石３が界磁鉄心２に交互に極性が異なるように配列される磁極ピッチであり、電機子ブロック１１の長さは２τとなる。
【００４５】
実施の形態６に係るリニアモータは、基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合で、電機子を２列の電機子ブロックから構成して、
それぞれの電機子ブロックの位置を間隔（ｋ・τ／６）＋２τｍずらすように配置する。
ここで、係数ｋは分割した電機子で発生するスロットコギングの位相ずれを決定するもので任意の奇数、係数ｍは分割した電機子の間隔を決めるもので任意の整数である。
【００４６】
また、図１２は基本ブロック１１を２個（ｎ＝２）、分割した電機子で発生するスロットコギングの位相ずれを決定する係数ｋ＝１および分割した電機子の間隔を決める係数ｍ＝０としたもので、電機子ブロック１１を２列、間隔τ／６ずらして配置した例を示すものである。
【００４７】
実施の形態６に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性は、上述の実施の形態１に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性と同様であり、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、２分割した電機子が各々のスロットコギングを打ち消しあうので、図３（ｄ）に示すように、スロットコギングを低減することができ、運動特性を向上することが可能となる。
【００４８】
実施の形態７．
図１３はこの発明の実施の形態７に係るリニアモータの構成を示す図である。図１３において、１〜３、１１は図１と同様であり、その説明を省略する。
また、図１３は永久磁石３の面に対して電機子ブロック１１を３列となるように配置したものである。図１３においては、リニアモータの基本ブロックとして、電機子ブロック１１のティース１３の数と永久磁石３が形成する磁極数との比が３：２で構成した例を示した。τは、複数の永久磁石３が界磁鉄心２に交互に極性が異なるように配列される磁極ピッチであり、電機子ブロック１１の長さは２τとなる。
【００４９】
実施の形態７に係るリニアモータは、基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合で、電機子をｒ分割して、電機子を３列の電機子ブロックから構成して、それぞれの電機子ブロックの位置を間隔τ／（３ｒ）＋２τｍずらすように配置する。
ここで、τは磁極ピッチ、係数ｍは分割した電機子の間隔を決めるもので任意の整数、また係数ｒは電機子の分割数で、２≦ｒ≦ｎの整数で、かつｎ／ｒが整数となる。
【００５０】
また、図１３は、基本ブロックを３個（ｎ＝３）、電機子を３分割（ｒ＝３）し、分割した電機子の間隔を決める係数ｍ＝０としたもので、電機子ブロック１１を３列、間隔τ／９ずらして配置した例を示すものである。
【００５１】
実施の形態７に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性は、上述の実施の形態２に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性と同様であり、図６（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、分割した電機子が各々のスロットコギングを打ち消しあうので、図６（ｅ）に示すように、スロットコギングを抑制しつつ容易にモータの推力を得ることが可能となる。
【００５２】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００５３】
この発明に係るリニアモータは、交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、界磁極と電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、界磁極と電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、
電機子のティース数と永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、この基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、基本ブロックの内の電機子ブロックの間隔が、τｎ＋（ｋ・τ／６）＋２τｍとなるように配置したので、
２分割した電機子が各々のスロットコギングを打ち消しあって、スロットコギングを低減することができ、大推力を得るとともに運動特性を向上することが可能となる。
【００５４】
また、電機子のティース数と永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、電機子をｒ分割して（ただし、ｒは２≦ｒ≦ｎとなる整数で、かつｎ／ｒが整数）、基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、基本ブロックの内の電機子ブロックの間隔が、
２ｎτ／ｒ＋τ／（３ｒ）＋２τｍとなるように配置したので、
分割した電機子が各々のスロットコギングを打ち消しあって、スロットコギングを低減することができ、大推力を得るとともに運動特性を向上することが可能となる。
【００５５】
また、この発明に係るリニアモータは、交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、界磁極と電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、界磁極と電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、電機子の両側に界磁磁極が設けられるとともに、電機子は両側に等ピッチで配列された相数の整数倍のティースを設け、この電機子の両側に配列されたティースの位置が、τ／６ずれるように構成したので、
電機子の両側の推力発生面で発生する各々のスロットコギングが打ち消しあい、スロットコギングの抑制が可能となる。
【００５６】
また、この発明に係るリニアモータは、交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、界磁極と電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、界磁極と電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、電機子の両側に等ピッチで配列されたティース数と電機子の両側に設けられる永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、この基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、基本ブロックの内の電機子ブロックの間隔が、
τｎ＋（ｋ・τ／６）＋２τｍとなるように配置したので、
２分割した電機子が各々のスロットコギングを打ち消しあって、スロットコギングを低減することができ、大推力を得るとともに運動特性を向上することが可能となる。
【００５７】
また、電機子の両側に等ピッチで配列されたティース数と電機子の両側に設けられる永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、電機子をｒ分割して（ただし、ｒは２≦ｒ≦ｎとなる整数で、かつｎ／ｒが整数）、基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、基本ブロックの内の電機子ブロックの間隔が、２ｎτ／ｒ＋τ／（３ｒ）＋２τｍとなるように配置したので、
電機子の両側の推力発生面で発生する各々のスロットコギングが打ち消しあい、スロットコギングの抑制が可能となる。
【００５８】
また、この発明に係るリニアモータは、交互に極性が異なるように界磁極を構成する複数の永久磁石を磁極ピッチτで直線状に並べて配置した界磁鉄心と、永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するように配置した電機子鉄心とこの電機子鉄心のティースにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子とを備え、界磁極と電機子の何れかの一方を固定子に他方を可動子として、界磁極と電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、電機子のティース数と永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、この基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）  接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、前記永久磁石の磁極面に対して、基本ブロックの内の電機子ブロックを２列、（ｋ・τ／６）＋２τｍずらして配置したので、
２分割した電機子が各々のスロットコギングを打ち消しあって、スロットコギングを低減することができ、電機子の長さ方向に制約がある場合においても、大推力を得るとともに運動特性を向上することが可能となる。
【００５９】
また、電機子のティース数と永久磁石が形成する磁極数との比が３：２で構成される基本ブロックとし、電機子をｒ分割して（ただし、ｒは２≦ｒ≦ｎとなる整数で、かつｎ／ｒが整数）、基本ブロックをｎ個（ここで、ｎは２以上の整数）接続してリニアモータを構成する場合に、ｋを奇数、ｍを整数で表したときに、永久磁石の磁極面に対して、基本ブロックの内の電機子ブロックをｒ列、
τ／（３ｒ）＋２τｍずらして配置したので、
分割した電機子が各々のスロットコギングを打ち消しあって、スロットコギングを低減することができ、電機子の長さ方向に制約がある場合においても、大推力を得るとともに運動特性を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るリニアモータの基本ブロックを示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るリニアモータの構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るリニアモータの構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係るリニアモータの構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係るリニアモータの構成を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態３に係るリニアモータの構成を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係るリニアモータにおけるスロットコギングの特性を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係るリニアモータの構成を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態５に係るリニアモータの構成を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態６に係るリニアモータの構成を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態７に係るリニアモータの構成を示す図である。
【符号の説明】
１  界磁磁極、  ２  界磁鉄心、  ３  永久磁石、  １１  電機子ブロック、１２  ブロックコア、  １３  ティース、  １４（１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ）電機子コイル、  ２１  電機子、  ２２  、  ２３  ティース、  ２４（２４ｕ，２４ｖ，２４ｗ）  電機子コイル、  ３１  電機子ブロック、  ３２  ブロックコア、  ３３  ティース、  ３４（３４ｕ，３４ｖ，３４ｗ）  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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【図１２】
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【図１３】
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