(57)【要約】【課題】  本発明は、高推力且つ構造が簡単で安価なリニアモータ、特にリニアステツピングモータの実現とコンプレッサーへの応用を目的とする。  【解決手段】  相対的に移動可能な電機子と円筒部材、及びこれらを保持する軸が同芯状を成し、前記電機子は、環状コイルと磁性体で形成され該環状コイルを挟持するように設けられた対の電機子ヨークを有する単位電機子が複数個同軸状に配置されて成り、前記夫々の電機子ヨークが、その内周面に軸方向に交互凹凸状の環状磁歯を備え、これと小空隙を介して対向し、軸方向に交互凹凸状の環状磁歯を有する円筒部材を備えている円筒部材を備え、前記電機子の環状コイルへの通電により電機子と円筒部材が相対的に移動自在であるように構成されている。【選択図】        図１
2005080495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に移動可能な電機子と円筒部材、及びこれらを保持する軸が同芯状を成すリニアステッピングモータであり、前記電機子は、環状コイルと磁性体で形成され該環状コイルを挟持するように設けられた対の電機子ヨークを有する単位電機子が複数個同軸状に配置されて成り、前記夫々の電機子ヨークが、その内周面に軸方向に交互凹凸状の環状磁歯を有すると共に、前記電機子内周面と小空隙を介して対向し、その外周面に円筒形で軸方向に環状交互凹凸状の環状磁歯を有した磁性体円筒部材を備え、前記電機子の環状コイルへの通電により電機子と円筒部材もしくは円筒部材と軸の一体が相対的に移動自在であるように構成されていること、を特徴とする環状コイル式リニアステッピングモータ。
【請求項２】
前記電機子が、ハウジング及び軸と一体を成し固定子を形成し、前記円筒部材が軸をガイドとして移動自在に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の環状コイル式リニアステッピングモータ。
【請求項３】
電機子がＰ個の単位電機子より成り、前記環状磁歯が複数でその配設ピッチまたは前記円筒形部材の環状磁歯ピッチをτとしたとき、両者は略同じで、互いに対向する環状磁歯の磁極が、１相で対向したとき、他相では、少なくともτ／Ｐずれた位置にあるように構成されていること、を特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の環状コイル式リニアステッピングモータ。但し、Ｐは３以上の奇数とする。
【請求項４】
外側に設けられる電機子と内側に設けられる円筒部材に替えて、外側に設けられる円筒部材と内側に設けられる電機子とより成ること、を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の環状コイル式リニアステッピングモータ。
【請求項５】
電機子の数Ｐを３とした時、３個の環状コイルが、スターまたはデルタ結線の３端子駆動で動作するように構成されていること、を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の環状コイル式リニアステッピングモータ。
【請求項６】
固定子となる電機子と移動子となる円筒部材、及びこれらを保持する固定軸が同芯状を成すリニアステッピングモータであり、前記電機子は、環状コイルと磁性体で形成され該環状コイルを挟持するように設けられた対の電機子ヨークを有する単位電機子２個で軸方向に磁化した永久磁石を挟持し同軸状に配置されて成り、前記夫々の電機子ヨークが、その内周面に軸方向に交互凹凸状の環状磁歯を有すると共に、前記電機子内周面と小空隙を介して対向し、その外周面に円筒形で軸方向に環状交互凹凸状の環状磁歯を有した磁性体円筒部材を備え、前記電機子の環状コイルへの通電により円筒部材の内周部が該固定軸の外周部に勘合し移動自在であるように構成されていることを特徴とする環状コイル式リニアステッピングモータ。
【請求項７】
請求項１から６に記載の環状コイル式永久磁石型リニアステッピングモータの構成を備え、移動子の位置や移動速度を検出して、所定のタイミングで次の相を励磁するように構成されていること、を特徴とする環状コイル式リニアブラシレスモータ。
【請求項８】
請求項１から７に記載の環状コイル式リニアモータを駆動源とすることを特徴とするシリンジポンプ駆動装置。
【請求項９】
請求項１から７に記載の環状コイル式リニアモータまたは請求項1〜５で前記電機子内周面と小空隙を介して対向した円筒部材を円筒形永久磁石とし、前述の環状交互凹凸状の環状磁歯に変わって該円筒形永久磁石の外周に前述の凹凸状の環状磁歯ピッチがN極S極ピッチとなるようにN極S極を交互に磁化した移動子円筒部材を備えたリニアステッピングモータおよびリニアブラシレスモータ
を駆動源とすることを特徴とするシリンダー式コンプレッサー駆動装置。
【請求項１０】
１シリンダーを１個のリニアモータで駆動するコンプレッサー駆動装置であり、リニアモータの１サイクルが吸気と圧縮排気を行うことを特徴とするシリンダー式コンプレッサー駆動装置。
【請求項１１】
１シリンダーを１個のリニアモータで駆動するコンプレッサー駆動装置を複数個具備し、該複数個装置の間で駆動サイクルの位相を変えて駆動することを特徴とするシリンダー式コンプレッサー駆動装置。
【請求項１２】
１シリンダーを１個のリニアモータで駆動するコンプレッサー駆動装置を該リニアモータのストロークを変えることでコンプレッサーの出力を可変することを特徴とするシリンダー式コンプレッサー駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療機器、自動車、住宅設備に利用可能なリニアモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータとしては、従来技術の図６の（Ａ）、（Ｂ）に見るような固定子と移動子とが平面的に対向する片面面対向型が多い。
上述従来技術の図６（Ａ），（Ｂ）の片面対向では、エヤギャップを確保しながら移動体を直線運動させるため、移動方向の推力の他に移動方向と垂直な電磁吸引力（俗にサイドプルと呼ばれる）が働き、軸受け等に大きなストレスを掛けるためもあり、移動体のガイド機構や高価なリニアベアリングの採用が必要になり、ガイド機構の構成も複雑で高価なアクチュエータとなっていた。
【０００３】
別の従来技術の図７に見るように、電機子側に永久磁石式を有する環状コイル円筒型の構成も知られている。永久磁石式円筒型リニアステッピングモータでは、環状コイルとこれを囲むように設けられる電機子ヨークとで単位電機子を構成し、軸方向に磁化された環状永久磁石を挟んで同軸状に配置される２つの単位電機子が電機子を形成するが、永久磁石を有しているので効率は改善され、また上述の移動方向の推力と垂直な方向の電磁吸引力も発生しないが、上述した図７の構成では、移動体のガイド機構が複雑な構造となることには変わりはなく、高価なアクチュエータとなっていた。
【０００４】
自動車用エアコンデショナーとしては図８の構造のものが多く、構造が複雑であり、エンジンの動力を取り、駆動していたが、電気自動車用途には不向きなものであった。
【０００５】
【特許文献１】特願平１０−１９１６１９  リニアステップモータ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
1）述従来技術においては、片面対向型の構成では、エヤギャップを確保しながら移動体を直線運動させるため、移動方向の推力の他に移動方向と垂直な電磁吸引力（俗にサイドプルと呼ばれる）が働き、軸受け等に大きなストレスを掛けるためもあり、移動体のガイド機構や高価なリニアベアリングの利用等で、構成も複雑で高価なアクチュエータとなっていた。
２）図は省略するが、両面対向型においては、上述のサイドプルは解消されるが、エギャップ  が２箇所に分散配置されるため、エアギャップへの塵埃の侵入防御が困難となり、塵埃の多い自動車機器や環境の汚染された所に設置するロボット駆動には適さないものであった。
３）移動子支持機構が複雑なためリニアモータは一般に回転型モータと比べて、高価なアクチュエータとなっていた。
環状コイルでないと無駄なコイル部が発生し、体積比推力が良いとはいえないものであった。
４）久磁石は鉄等と比較して高価であるので、移動子に永久磁石を用いるものは高価で高推力向きであるが、低価格を要求される分野には永久磁石を用いない環状コイル型リニアモータの強い需要があった。
５）電気自動車用ダイレクト電動エアコンヂショナーの開発が要求されていた。
【０００７】
また、図８に見る永久磁石式円筒型リニアステッピングモータでは、電機子側に永久磁石を有しているので効率は改善され、また上述の移動方向の推力と垂直な方向の電磁吸引力も発生しないので、面対向型ほどの強力な機構やリニアベアリングは必要としないものの、上述した図８の構成では、移動体のガイド機構が複雑な構造となることには変わりはなく、高価なアクチュエータとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（手段１）
相対的に移動可能な電機子と円筒部材、及びこれらを保持する軸が同芯状を成すリニアステッピングモータにおいて、前記電機子は、環状コイルと磁性体で形成され該環状コイルを挟持するように設けられた対の電機子ヨークを有する単位電機子が複数個同軸状に配置されて成り、前記夫々の電機子ヨークが、その内周面に軸方向に交互凹凸状の環状磁歯を有すると共に、前記電機子内周面と小空隙を介して対向し、その外周面に円筒形永久磁石を備えて該円筒形永久磁石が軸方向で環状交互に凹凸の環状磁歯を有した円筒部材を備え、前記電機子の環状コイルへの通電により電機子と円筒部材が相対的に移動自在であるように構成し、又は、
【０００９】
（手段２）
手段１又は２に記載の環状コイル式永久磁石型リニアステッピングモータで、電機子が、ハウジング及び軸と一体を成し固定子を形成し、前記円筒部材が軸をガイドとして移動自在に構成され、又は、
【００１０】
（手段３）
手段１から３のいずれかに記載の環状コイル式永久磁石型リニアステッピングモータで、Pを３以上の奇数として、電機子がＰ個の単位電機子より成り、前記環状磁歯が複数でその配設ピッチをτとしたとき、τが、前記円筒形部材の環状磁歯ピッチと略同じで、互いに対向する環状磁歯と円筒形永久磁石の磁極が、１相で対向したとき、他相では、少なくともτ／Ｐずれた位置にあるように構成され、又は、
【００１１】
（手段４）
手段１から３のいずれかに記載の環状コイル式リニアステッピングモータで、外側に設けられる電機子と内側に設けられる円筒部材に替えて、外側に設けられる円筒部材と内側に設けられる電機子とより成るように構成され、又は、
【００１２】
（手段５）
手段１から４のいずれかに記載の環状コイル式リニアステッピングモータで、電機子の数Ｐを３とした時、３個の環状コイルが、スターまたはデルタ結線の３端子駆動で動作するように構成され、又は、
【００１３】
（手段６）固定子となる電機子と移動子となる円筒部材、及びこれらを保持する固定軸が同芯状を成すリニアステッピングモータであり、前記電機子は、環状コイルと磁性体で形成され該環状コイルを挟持するように設けられた対の電機子ヨークを有する単位電機子２個で軸方向に磁化した永久磁石を挟持し同軸状に配置されて成り、前記夫々の電機子ヨークが、その内周面に軸方向に交互凹凸状の環状磁歯を有すると共に、前記電機子内周面と小空隙を介して対向し、その外周面に円筒形で軸方向に環状交互凹凸状の環状磁歯を有した磁性体円筒部材を備え、前記電機子の環状コイルへの通電により円筒部材の内周部が該固定軸の外周部に勘合し移動自在であるように構成されていることを特徴とする環状コイル式リニアステッピングモータ。
【００１４】
（手段７）
手段１から７に記載の環状コイル式リニアステッピングモータの構成を備え、移動子の位置や移動速度を検出して、所定のタイミングで次の相を励磁する環状コイル式永久磁石型リニアモータとして構成され、又は、
【００１５】
（手段８）
手段１から７に記載の環状コイル式永久磁石型リニアモータを駆動源とするシリンジポンプ駆動装置やシリンダー型コンプレッサー駆動装置へ応用すると従来の機械式と比べて優れた長所を有するものとなる。１シリンダー、１リニアモータ方式のコンプレッサー駆動装置では１サイクル吸気排気行程、複数位相差駆動、ストローク変化での出力可変等の長所が顕著となる。
【実施例】
【００１６】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【００１７】
図１は本発明に成る一実施例を示し、円筒型の環状コイル式永久磁石型リニアステッピングモータの縦断面図、図２は図１の例の軸左方向から見た正面断面図である。１は磁性体より成る電機子ヨークで、断面コ字状を示す大径円筒部と小径円筒部を備えている。
【００１８】
上記電機子ヨーク１は、大径円筒部を筐体で代替し小径円筒部はこれを排し底部円板の内周面だけとしても良いが、出力・効率を高めるために、特に小径円筒部は設けることが好ましい。
【００１９】
そして、電機子ヨーク１は、大・小径円筒部が対向し環状コイル２を囲むようにして同軸状に配置され単位電機子を構成している。該単位電機子を所定数、同軸状に非磁性体３を介して連接配置し、ハウジング４で一体保持することで電機子を形成している。図示の例は、電機子ヨーク内周面の磁歯数ｍが２、単位電機子数Ｐは３としている。Pは３以上の奇数である。ハウジング４には軸５が締結固定されている。
【００２０】
ｍ＝２等、軸方向の薄形化を要する場合は、上述の通り、必ずしも円板底部の外・内周縁から軸方向に伸張する大・小径円筒部を設ける必要はないがｍ＝３以上の場合には伸張する大・小径円筒部を設けるのがコイル量の確保からも望ましい。上述図１に見る大・小径円筒部を有する電機子ヨーク１は、その形体から磁性体部材による焼結成型が適している。
また、各単位電機子間に介挿される非磁性体３は、各相の磁路を独立させるために使用することが望ましい。
【００２１】
そして本発明の特徴の一つは固定軸５をガイドとして、移動子がリニア動作をすることにある。６は磁性体の環状凸歯部、７はその磁性体底部、８はスリーブメタル等の軸受けである。これらの６，７，８が一体となり、移動子を形成し、固定軸５の外周と軸受け８で滑り、電機子ヨーク１とはエアギャップを保って、リニア動作が可能となる。  
【００２２】
この時、電機子ヨーク１と極歯６の間にラジアル方向吸引力は円周部全体での対向なので、キャンセルされるので、軸受けには荷重が掛からず、スリーブメタルの使用が可能となり移動体となる円筒部材は、スリーブ状の摩擦の少ない樹脂や含油メタル等より成る軸受８で軸５に対し移動自在に保持され、該軸５をガイドに直線往復運動が出来るように構成され、構造もシンプルで安価なリニアモータが実現できる。
【００２３】
上述の構成では、電機子の励磁に環状コイル２を使用しているので、電機子の構造が極めてシンプルであり、また前述したように高価なリニアベアリング等を使用しなくてよく、直線運動をさせるためのエヤギャップ確保手段として、別のリニアガイド機構を必要とせず、当該円筒型リニアモータの中心固定軸をガイドとするので、安価なリニアモータとすることができる。
【００２４】
更に本願発明に見るような円筒型リニアモータの長所は、移動方向に対し垂直な向きのラジアル力（一般にＳｉｄｅ
ｐｕｌｌとも呼ばれる）がキャンセルされるので、軸受にかかるラジアル方向の荷重が極めて少ないことである。また図１は３相の場合であり、電流の第３高調波の影響を受けないので振動推力が２相と比較して小さくなり低振動なリニアモータとなる。
【００２５】
ここで従来構造の図６の説明をすることで本願の長所が理解される。図６の（Ａ）は従来構造の側面図であり、電機子ヨーク４０とコイル４１及び、磁性体歯部４２とその保持部４３のみを示した図であり４１と４２は相対的に左右にリニアな動きが可能である。（Ｂ）はそのリニアな動き方向から見た図であり、４３なる保持部は４４なるベアリングで移動可能に支持され、ベアリング４４の軸４５はフレーム４６に固定されている。この構造では次の問題があった。
１） 電機子ヨーク４０と歯部４２は移動方向と垂直な方向に吸引力が働き、ベアリング４４に過大なストレスを与えるので寿命に問題があり、騒音振動の要因ともなっていた。
２） モータ総体積に比較してギャップ対向面積が小さく推力が円筒型環状コイル式と比較して小さい。
３） 構造が複雑で高価となっていた。
４） 塵埃の多い場所での使用に際してはエアギャップねの塵埃の進入が問題で、防塵構造が困難。
以上の問題は本願のもので、すべて解決できることになる。
【００２６】
本願発明に係る円筒型リニアモータが上述した図６等の構造と比較して、小型高効率化に適するものであることを説明する。一辺がＤの角型で、その長さがＬのリニアモータのモータボリュムはＶ＝Ｄ２
Ｌ となる。この場合、固定子と移動子間のエヤギャップ対向面積ＳはＳ１＝ＤＬとなる。これに対し、外径が同一サイズＤでその長さがＬの円筒型リニアモータでは、エヤギャップ対向面積は、エヤギャップの平均直径をＤ／２とすると、Ｓ２＝（π／２）ＤＬとなるので、Ｓ２  ／Ｓ１  ＝１．５７倍となり、推力も対向面積に比例するので、円筒型リニアモータの方が、高推力、高効率が得られる。従来技術の面対向型（図６として後述する）はコイルが角形となり、移動子移動方向のコイル部分は推力に寄与しないが、環状コイルはその全てのコイル部分が推力に寄与するため高効率ということもできる。
【００２７】
図３は、図１の例における固定子と移動子の磁極関係を説明する図である。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相で構成されており、図３の１）ではではＵ相が磁化された場合を示している。実際は３つの環状コイルは、各コイルの巻き終わり同士を短絡した３端子入力のスター結線や、Ｕ相の巻き終わりとＶ相の巻き始め、Ｖ相の巻き終わりとＷ相の巻き始め、Ｗ相の巻き終わりとＵ相の巻き始め、の各接続点での、３端子入力のデルタ結線として２相または３相励磁駆動もできる。
【００２８】
しかし図が複雑となるので図３では１相励磁駆動での様子を示している。コイルはトロイダル状の環状コイルであり、該環状コイルは磁性体より成る対の電機子ヨーク２個で挟持されている。そして、電機子ヨーク内周面には軸方向交互凹凸状の環状磁歯が設けられている。
【００２９】
図３では、１）でＵ相コイル電流でＵ相が磁化され、小空隙を介して移動子の磁極が対向している。この時、Ｖ相は円筒形移動子の極歯ピッチτとして、τ／Ｐだけ円筒形移動子の極歯とずれて対向している。Pは３以上の奇数である。図３の場合、Ｐは３であり、τ＝２πとして、２π／２＊３＝π／３ ずれて対向していることになる。このずれが歩進量となり、極歯ピッチτの１／Ｐだけ歩進する。図３の２）ではV相が磁化され１）の状態からπ／３歩進する。３）ではW相が磁化され更に１）の状態からπ／３歩進する。次に１）に戻り更にπ／３歩進する。以下これを繰り返すことでリニア駆動が可能になる。Ｐは相数なので、３相では極歯ピッチτの１／３、５相では１／５歩進する。この場合、円筒部材の極歯ピッチτと電機子ヨークの内周に設けた凹凸状の環状磁歯ピッチは同じことが基本であるが、コギング力を弱める場合にはわずか異ならせる場合もあるのでピッチは略同じと本願では表現している。
【００３０】
図４は移動子２５及び固定子の電機子に環状コイル２２を使用し、電機子ヨーク２１の形状共、図１及び図３の場合と同じであるが、固定子を２相に限定し、１相と２相の間に軸方向に磁化した永久磁石２３を有する点が異なる。２５は固定軸であり、移動子２５が滑りリニア動作できるものである。３７はハウジングであり、３１と３６を固定支持している。
この２相式円筒型永久磁石式リニアモータで固定軸をガイドにその外周に歯を有した磁性体円筒部材を移動可能にして、構造がシンプルで安価且つ永久磁石を使用しているため大きな推力を有するリニアモータが可能になる。図４のステッピングモータとしての動作を簡単に説明する。永久磁石２３の左側は図示した右往にN極、右側がS極に磁化されている。今、左側のコイル２２が通電されてそのコイルの左側ヨーク２１がN極性に磁化された場合、永久磁石の磁束は該２２の左側のヨーク２２を通過して移動子２４と歯が対向する。そして２４に入った磁束は２３の右側の２つの電機子ヨーク２３の１／２づつ対向した歯を通って２３のS極に戻る磁気回路を形成する。この歯がフルに対向する個所がコイル２２の励磁が順次移動することで、移動子２４はそのの歯ピッチの１／４づつ移動する。
【００３１】
ここで図４に対し、従来技術の図７を説明する。図４と同じ部品は同じ番号をつけてあるのでそれらの部品の説明は省略する。２７は磁性体円柱の外周に歯を有した電機子ヨーク２１と相対的に移動できる部材であるが、このリニア移動のための機構は図６に示したような２１と２７間の相対移動機構としてのフレークやリニアベアリング等が必要であり、高価なリニアモータとなっていた。例えば２７の外周には歯が設けてあるのでこの外周を軸受けで受けて滑らせることは困難で、複雑な機構を必要としていた。これが本願の固定軸をガイドとすれば、シンプルで安価な構造となる。
【００３２】
本願の構成では環状コイルを有する電機子側を移動子とし、円筒部材側を固定子としても動作可能なことは言うまでもないので、図示も詳細な説明も割愛する。また移動子の位置や速度を検出して最適なタイミングでコイル電流を切りかえることで、上記に述べたリニアステッピングモータは安価なブラシレスリニアモータとすることが可能である。
【００３３】
図５は、リニアモータの応用としてコンプレッサーと本発明の円筒環状コイル式リニアモータとを一体的に合体した本発明の別の構成を示す断面図ある。、図５で、３０は３相式で示した環状コイルを有する固定子、３１は移動子であり固定軸３２の外周を滑り左右に移動する。固定軸３２及び固定子３０ははハウジング３３に固定されている。３４はピストンであり、移動子３１に固定され、移動子の移動で駆動されシリンダー３５の内周を滑り往復運動をする。３６は吸気用ダクトであり弁は図示しないが、ピストン３４が右方向に移動時の吸気工程時は矢印方向の吸気を通し、３４が左方向に移動時の圧縮工程時は弁が閉じるようになっている。３７は排気用ダクトであり図示はしてないが排気用弁を有し、吸気時は閉じて例えば一定の圧縮以上で開く機能を有している。３６、３７には例えばエバポレータ等を取り付けるとこの様な構成ではシンプルなエアコンデショナーとなりる。１シリンダーを１個のリニアモータで駆動するコンプレッサー駆動装置で、リニアモータの１サイクルが吸気と圧縮排気を行うことを特徴とするシリンダー式コンプレッサー駆動装置である。
圧縮した気体を急激に膨張させると気体は冷えて周りの熱を吸収して周囲を冷却するわけである。３３なるハウジングは円筒形状であり、３４なるピストンや３５なるシリンダーも円形なので、その連結は容易でありコンパクトに構成できる。また例えば自動車も電気自動車が環境問題から増加する傾向にあり、それに連れて、自動車用エアコンデショナーも電動式となる。またダイレクトドライブの傾向にある時、このリニアモータ駆動のエアコンデショナーはその流れに乗ったものといえる。
【００３４】
図５の本願構成のリニアモータ駆動のエアコンデショナー用コンプレッサーは１個でも良いが、複数個でそれらの駆動位相を変えることでエバポレータに気体を供給すれば、より一定かした冷却効果が得られることになる。この場合、その複数のリニアモータの位相を変えることは電気的に制御するので簡単であり、出力を決める圧縮比もリニアモータなら簡単であり、１シリンダーで１個のリニアモータで駆動する図５の構成のコンプレッサー駆動装置では駆動リニアモータは本願の円筒型モータだ適しているがその他のリニアモータであっても従来の機械式と比べた長所は発揮できる。これに対し、次に図８の説明をするが、従来の機械式ワブル方式と比較してリニアモータはこれらの制御は極めて簡単に実施できる長所を有する。
【００３５】
本願の図５に対して、図８は従来の機械式自動車用コンプレッサーである。５０はエンジンの動力で駆動される電磁クラッチのホイール、５１は５０の動力を受ける負荷側ホイールであり、励磁コイル５２とで電磁クラッチを構成している。コンプレッサーを駆動する場合はコイル５２を通電し５０と５１を圧接して５１を回転させる。５１には５３なる傾いて取り付けられた円盤が設けられ、更に５４なる剛球を介して５５，５６なるピストンが取り付けられている。これらのピストンは２個とは限らず５から８個が多い。５７はシリンダーである。吸気、排気ダクトは本願と同じ機能を有している。図８ではピストン５５が最大吸気、５６が最大圧縮状態を示している。この様に各ピストンの位相は傾いた５３なる円盤で作られ、その出力もこの傾きの度合いで圧縮比を変化させて変える。しかしこの傾きは製品ごとに、設定し途中で変えることはできない。この点でもリニアモータなら出力を途中からでも自由に変えられる。またこの機械式では複雑なワブル動作を伴うので寿命の点でもリニアモータ式が勝る。
【００３６】
また、上述のような円筒状を成す環状コイル式永久磁石型リニアモータは、シリンジポンプに使用されているシリンダーやピストンが円柱状であることから、シリンジポンプの駆動源としても有用で、コンパクトなシリンジポンプ駆動システムを実現できる。
【００３７】
前述のじ１及び図３に示した移動子の環状交互凹凸状の環状磁歯に変わって円筒形永久磁石の外周に前述の凹凸状の環状磁歯ピッチがN極S極ピッチとなるように即ち凸から凸のピッチがＮ極からＮ極の極対ピッチとした、N極S極を交互に磁化した移動子円筒部材を備えたリニアステッピングモータおよびリニアブラシレスモータを駆動源とするものでもこの図５に示したシリンダー式コンプレッサー駆動装置は動作可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
上述のごとき本願発明に成る環状コイル式永久磁石型リニアモータは、次のような優れた効果を実現することが出来る。
１） 円筒形状で固定子と移動子の対向するエアギャップも円筒形状なので平板ギャップに対し対向面積が約１．５倍大きく出来、高推力に有利である。
２） 環状コイルなので、電工作業が簡素で安価となる。
３） ラジアル方向の吸引力が常にキャンセルされる構造のため、軸受に余分な荷重が加わらないので、スリーブ軸受も可能となり、安価となる。
４） 移動子を固定軸の外周を滑らす構造が取れるので、軸受け構造が簡単で、安価なスリーブメタルの使用が可能で、また円筒移動子なので低慣性となり、応答性も向上する。
５） ２相式環状コイル型の電機子の相間に永久磁石を有し、有歯磁性体円筒部材の移動子を固定軸に摺動させることで、安価で高推力永久磁石リニアモータが可能となる。
６） 移動子の位置や速度を検出して最適なタイミングでコイル電流を切りかえることで、安価なブラシレスリニアモータとすることが可能である。
７）コンプレッサーやシリンジポンプへの応用に極めて適している。その他、、バルブ開閉、溶接、ハンダ付けロボット等に最適なアクチュエータとして利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に成る環状コイル式リニアモータの断面図。
【図２】図１の正面略図である。
【図３】図１の動作原理説明図。
【図４】別の本発明の環状コイル式リニアモータの断面図。
【図５】本発明に成るリニアモータ使用の電動コンプレッサーの断面図。
【図６】（Ａ）従来の面対向型リニアモータの側面図。（Ｂ）その正面図。
【図７】従来の永久磁石式環状コイル式リニアモータの断面図。
【図８】従来例のコンプレッサー断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１    電機子ヨーク
２    環状コイル
３    非磁性体
４    ハウジング
５    固定軸
６    円筒形移動子
７    軸受、
２１    電機子ヨーク
２２    環状コイル
２３    永久磁石
２４    磁歯部
２５    固定軸、
２６    ハウジング
３０    固定子
３１    移動子
３２    固定軸
３３    ハウジング
３４    ピストン
３５    シリンダー
３６    吸気ダクト
３７    排気ダクト
４０    電機子ヨーク
４１    コイル
４２    磁歯部
４３    歯部支持部
４４    ベアリング
４５    軸
４６    フレーム
５０    ホイール
５１    ホイール
５２    コイル
５３    円盤
５４    剛球
５５，５６     ピストン
５７    シリンダー
【図２】
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【図１】
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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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