(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化が可能であるとともに、精密な動作が可能なリニアモータを提供する。【解決手段】固定子２の磁極面２ａを形成しつつ、可動子８の進行する方向に並置された複数のティース２１〜２６と、これらのティース２１〜２６と対向して配置されたヨーク３１〜３６と、ティース２１〜２６とヨーク３１〜３６とを接続しつつ、これらのティース２１〜２６およびヨーク３１〜３６とともに可動子８の進行方向に連通するスロットを形成する磁路形成壁と、スロット内に少なくとも一部が収容されるとともに、可動子８の進行方向に対して直交する方向に併置され、各々１２０°ずつ位相を異ならせた３相の交流電圧が印加される４個のコイル５１〜５４とを備えており、コイル５１〜５４がヨーク３１〜３６および磁路形成壁を介して複数のティース２１〜２６に３相の磁界を発生させるように構成した。【選択図】図１
2013138572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動子または固定子のいずれか一方の磁極面を形成しつつ、可動子の進行する方向に並置された複数のティースと、
これらのティースと対向して配置されたヨークと、
前記ティースと前記ヨークとを接続しつつ、これらのティースおよびヨークとともに可動子の進行方向に連通するスロットを形成する磁路形成壁と、
前記スロット内に少なくとも一部が収容されるとともに、可動子の進行方向に対して直交する方向に併置され、各々３６０°／ｎ（ｎは３以上の整数）ずつ位相を異ならせたｎ相の交流電圧が印加される少なくともｎ個のコイルとを備えており、
前記コイルが前記ヨークおよび磁路形成壁を介して前記複数のティースにｎ相の磁界を発生させ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２】
前記ヨークとの間で接続する磁路形成壁を、ティースに対してｎ相の磁界を発生させる位置以外の箇所にも形成することで、前記ｎ相の磁界に加えて、当該ｎ相の磁界とは逆向きのｎ逆相の磁界を前記複数のティースに対して発生させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動子と固定子間に生じる磁場を電気的に制御することによって可動子を直動させるリニアモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、固定子と可動子とを有し、双方の間の磁場を制御することで可動子を往復動させることのできるリニアモータが数多く開示されている。
【０００３】
それらの多くは、可動子と固定子の間の磁極面を一定の間隔で対応させつつ、可動子を直線状に動作可能とするように支持しつつ、両者の間の磁場を電気的に制御することで可動子に対して推力を発生させるようになっている（特許文献１参照）。そして、その推力を発生させるために、可動子と固定子の磁極面には所定ピッチで磁極歯（ティース）を形成する。さらに、可動子または固定子の磁極歯（ティース）のいずれか一方にコイルを巻き付け、そのコイルに与える電流を制御することによって、一方の磁極歯より他方の磁極歯に対して吸引力または反発力を作用させ、可動子に対して推力を与えることができる。
【０００４】
コイルを設ける磁極歯は電流を供給可能である限り、可動子および固定子のいずれの側のものでも良く、さらに、この磁極歯と相対する磁極歯には単なる鉄心として構成されるものも、永久磁石として構成されるものもある。
【０００５】
また、一方の磁極歯に設けたコイルに与える電流パターンにも様々なものがあり、例えば、特許文献１記載のものでは並べて配置した磁極歯に対して３相の交流電源を与えるようにしている。こうすることで、より精密で滑らかな動作を行うことを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１２５５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のように多相電源を用いて磁極歯による磁場を制御しようとする場合、いわゆる極歯集中巻きとして磁極歯ごとに当該磁極歯の周囲を囲むようにしてコイルを巻き付けることが必要となる。
【０００８】
そのため、磁極歯の側面にはコイルがはみ出すことになり、コイルエンドとしての処理が必要となって、可動子の移動方向と直交する幅方向に対して大型化することになる。さらに、このコイルのはみ出し量は推力を増大させるために巻数を増やすことによってより大きくなるため、大推力を必要とするリニアモータほど大型になってしまう。
【０００９】
また、隣接する磁極歯同士の間にはコイルを巻き付けるためのスペースが必要となるため、これが制約となって磁極歯の間を一定以上近接させることが困難となる。そのため、リニアモータに対して精密な動作を行わせることを目的として、隣接する磁極歯を緊密に配置しようとした場合にも構成上の限界が生じることになる。
【００１０】
本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、具体的には、可動子および固定子の小型化を行うとともに、精密な動作を行わせることを可能とするリニアモータ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】
【００１１】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１２】
すなわち、本発明のリニアモータは、可動子または固定子のいずれか一方の磁極面を形成しつつ、可動子の進行する方向に並置された複数のティースと、これらのティースと対向して配置されたヨークと、前記ティースと前記ヨークとを接続しつつ、これらのティースおよびヨークとともに可動子の進行方向に連通するスロットを形成する磁路形成壁と、前記スロット内に少なくとも一部が収容されるとともに、可動子の進行方向に対して直交する方向に併置され、各々３６０°／ｎ（ｎは３以上の整数）ずつ位相を異ならせたｎ相の交流電圧が印加される少なくともｎ個のコイルとを備えており、前記コイルが前記ヨークおよび磁路形成壁を介して前記複数のティースにｎ相の磁界を発生させるように構成したことを特徴とする。
【００１３】
このように構成すると、コイルがティース（磁極歯）の側面にはみ出すことがないために、幅方向をコンパクトに形成することができる。また、隣接するティース（磁極歯）の間にコイルを巻き付けるためのスペースを必要としないことから、ティースを緊密に接近させて動作の精密化や小型化を図ることができる。また、進行方向と直交する幅方向に対して磁界が均一に保たれるため、幅方向への振動を低減することができる。さらに、コイルの巻き方が単純であるため、構成が簡単となって製作費を低減できる。
【００１４】
さらに、ｎ相の磁界により生じさせる合成磁界をより滑らかに変化させて、可動子の速度変動や振動を抑えて動作安定性を高めるためには、前記ヨークとの間で接続する磁路形成壁を、ティースに対してｎ相の磁界を発生させる位置以外の箇所にも形成することで、前記ｎ相の磁界に加えて、当該ｎ相の磁界とは逆向きのｎ逆相の磁界を前記複数のティースに対して発生させるように構成することが好適である。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明した本発明によれば、簡単な構成としつつ、幅方向へのコイルのはみ出しを生じさせないとともに、コイルにより磁力を生じさせるティース（磁極歯）を緊密に配置することが可能となるため、精密動作が可能であるとともに小型で安価なリニアモータを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るリニアモータを模式的に示した側面図。
【図２】図１におけるＸ１−Ｘ１およびＸ２−Ｘ２の位置における断面を、外径方向を上向きにして示した断面図。
【図３】図１におけるＸ３−Ｘ３およびＸ４−Ｘ４の位置における断面を、外径方向を上向きにして示した断面図。
【図４】図１におけるＸ５−Ｘ５およびＸ６−Ｘ６の位置における断面を、外径方向を上向きにして示した断面図。
【図５】図２〜図４に示した断面図を合成した模式的な断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
この実施形態のリニアモータは、図１に示すように、大きくは平板状に構成した固定子２と、この固定子２と対向するように設けた平板状の可動子８とから構成されている。固定子２および可動子８は、互いに対向する面を磁極面２ａ、８ａとして形成されており、これらの磁極面２ａ、８ａが近接・対向した状態を維持したまま、可動子８は直線上に、より具体的には、図中の左右方向に移動可能に支持されている。
【００１９】
このリニアモータ１は、図示しない電源と接続して３相の交流電圧を与えることによって磁極面２ａ、８ａ間で発生する磁場を変化させて可動子８に対して推力を生じさせるようにしている。３相の交流電圧はそれぞれ１２０°ずつ位相を異ならせた第１相としてのＵ相の交流電圧、第２相としてのＶ相の交流電圧、第３相としてのＷ相の交流電圧より構成されている。
【００２０】
可動子８の磁極面８ａは、可動子８の移動方向に２分割するようにして形成しており、それぞれ平板状であって表裏で異なる極性を有する永久磁石８１、８２を互いに異なる磁極面を表にして貼り付けることによって、表面がＮ極およびＳ極の異なる極性が隣接するように構成している。なお、この例では単純化した構成として示しているため、この永久磁石８１、８２の表面を一つの磁極面８ａとして連続した平面としているが、各永久磁石８１、８２はそれぞれ異なる磁極を有する独立した磁極歯として機能するものであり、各々を凸状に構成しても差し支えない。
【００２１】
固定子２の磁極面２ａは、複数のティース２１〜２６を可動子８の移動方向に併置した形態としている。ティース２１、２６、２３、２２、２５、２４は順にＵ相、−Ｗ相、Ｖ相、−Ｕ相、Ｗ相および−Ｖ相の６つの異なる位相の磁界を各々発生するものであり、この順で可動子８の移動方向に沿って繰り返して配置するようにしている。このようにしてティース２１〜２６を連続して配置させることによって、固定子２の長さを大きくして、その分可動子８の移動距離を延長させることが可能である。
【００２２】
各ティ−ス２１〜２６は、可動子８の移動方向に対して直交する方向、すなわち幅方向に延在する平板状に構成しているが、これらのティース２１〜２６の中には、幅方向の一部で分割された複数のティース要素２２ａ、２２ｂ（図２（ｂ）参照）、２４ａ、２４ｂ（図３（ｂ）参照）、２６ａ、２６ｂ（図４（ｂ）参照）より構成する場合もあるが、協働して所定の磁界を発生するとの一個の機能を有することから、これらを併せて「ティース」と称す。
【００２３】
なお、上記の「幅方向」とは、可動子８の移動方向および、可動子８および固定子２の対向する方向に直交する方向を指し、図１における紙面奥行き方向となるものである。
【００２４】
さらに、可動子８とは逆側、すなわち図中の下側には、ティース２１〜２６と各々対向するようにヨーク３１〜３６が設けられている。ヨーク３１〜３６もティース２１〜２６と同様に平板状に形成してあり、ティース２１〜２６との間で一定の間隙を形成しつつ平行に設けている。
【００２５】
このティース２１〜２６とヨーク３１〜３６との間隙は、可動子８の移動方向に連通されたスロット２ａ、２ｂを形成し、これらの中には４個のコイル５１〜５４を幅方向、すなわち図中の紙面奥行き方向に併置しつつ収容している。各コイル５１〜５４は導電線を長方形状に巻いた形態としており、その約半周分が上記スロット２ａ、２ｂの内部に収容される。これらのコイル５１〜５４には、上述した３相の交流電圧が各々印加される。
【００２６】
ここで、図中に記載したＵ相、−Ｕ相、Ｖ相、−Ｖ相、Ｗ相および−Ｗ相に対応する切断線Ｘ１−Ｘ１〜Ｘ６−Ｘ６の各位置における断面を図２（ａ）〜図４（ｂ）に示す。
【００２７】
図２（ａ）〜図４（ｂ）における各断面形状の説明を行うのに先駆けて、これらの断面を合成して模式的に表した断面図を図５に示し、この図を基にして主となる断面構成を説明しておく。
【００２８】
上述したように、固定子２は可動子８（図１参照）と対向する磁極面２ａにティース２１〜２６を、可動子８と反対側にヨーク３１〜３６を有し、これらの間隙にコイル５１〜５４を備えている。コイル５１〜５４は全て同一の巻方向に形成しており、同じ向きに電圧を印加した場合には全て同方向に磁界を発生するようにしてある。そして、ティース２１〜２６はヨーク３１〜３６との間で交流電圧の相数と同じく３箇所に設けた磁路形成壁４１〜４３によって接続されている。磁路形成壁４１〜４３は図中右側より順に、第１番目の磁路形成壁４３、第２番目の磁路形成壁４２および第３番目の磁路形成壁４１としている。これら３箇所の磁路形成壁４１〜４３のうち、両端の第１番目と第３番目の磁路形成壁４３、４１は固定子２の両端面を形成し、内側の第２番目の磁路形成壁４２はこれらの中間に設けられている。こうすることで、磁路形成壁４１〜４３はティース２１〜２６およびヨーク３１〜３６とともに２つのスロット２ｂ、２ｃを形成している。このスロット２ｂ、２ｃは上述したように、可動子８（図１参照）の移動方向と同じように、図中の奥行き方向に直線状に連通するよう形成されている。また、別の見方をすると第２番目の磁路形成壁４２はスロット２ｂ、２ｃの境界位置に形成されているものということができる。
【００２９】
上記のスロット２ｂ、２ｃのうち一方のスロット２ｂにはコイル５１、５２が収納され、他方のスロット２ｃにはコイル５３、５４が収納されるようにしている。こうすることで、片方の端面に位置する磁路形成壁４１にはコイル５１が隣接し、他方の端面に位置する磁路形成壁４３にはコイル５４が隣接するようにしている。そして、中間の磁路形成壁４２は、コイル５２、５３に隣接しつつこれらのコイル５２、５３の間で挟まれるように構成している。
【００３０】
このように、推力を発生させるための４個のコイル５１〜５４が全て固定子２の幅方向に収められた形態となっていることから、幅方向でコイルエンド等の処理が必要なく、幅方向にコンパクトな形態とすることができる。また、コイル５１〜５４は、ティース２１〜２６の下側に位置するスロット２ｂ、２ｃに収納されるのみで、ティース２１〜２６そのものに巻き付ける構成とはしていない。そのため、ティース２１〜２６の間にコイルを巻き付けるためのスペースを要せず、ティース２１〜２６を小型化しつつ緊密に配置することが可能であり、こうすることで可動子８（図１参照）を精密に動作させることが可能となっている。
【００３１】
コイル５１〜５４には上述した電源（図示せず）より３相の交流電圧を与えるように構成している。具体的には、コイル５４は正向きに電源と接続してＵ相の交流電圧が与えられるようにしている。ここで、「正向きに電源と接続」とは、コイル５４に対して正の電圧が印加されたときにコイル５４の内部で正の方向に電流が流れる向きに接続することを意味している。そして、コイル５２は正向きに電源と接続して、Ｕ相よりも１２０°位相が遅れたＶ相の交流電圧が与えられるようにしている。また、上記のように正向きに電源と接続されたコイルを「正相のコイル」または「Ｕ、Ｖ、Ｗ相のコイル」と称す。
【００３２】
そして、コイル５３は逆向きに電源と接続しつつＶ相の交流電圧が与えられるようにしている。すなわち、コイル５３の両端と電源との接続関係が、コイル５２の場合と逆になるように接続しており、同一の電圧を印加しても、コイル５２とは逆方向に電流が流れて逆向きの磁界を発生させるようにしている。さらに、コイル５１は逆向きに電源と接続しつつ、Ｖ相よりも１２０°位相が遅れたＷ相の交流電圧が与えられるようにしている。これらのように逆向きに電源と接続されたコイルを「逆相のコイル」または「−Ｕ、−Ｖ、−Ｗ相のコイル」と称す。
【００３３】
上記のように、隣接する磁路形成壁４１〜４３に対して、図の左側に位置するコイル５２、５４は正相のコイルとしてＵ、Ｖ相の交流電圧をそのままの方向で与えられ、右側に位置するコイル５１、５３は逆相のコイルとしてＶ、Ｗ相の交流電圧が逆方向に与えられるようにしている。なお、以下においては、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各交流電圧によって流れる電流と同相の磁界を単にＵ、Ｖ、Ｗ相の磁界として称す。
【００３４】
磁路形成壁４１〜４３に対して左側に位置するコイル５２、５４は、磁路形成壁４１〜４３に対して印加電圧に応じて流れる電流と同相の磁界を与え、磁路形成壁４１〜４３に対して右側に位置するコイル５１、５３は、磁路形成壁４１〜４３に対して印加電圧に応じて流れる電流と逆相の磁界を与えるように構成している。すなわち、コイル５１、５３は逆相のコイルとはいえ、隣接する磁路形成壁４１、４２に対してＶ、Ｗ相の交流電圧によって流れる電流と同相の磁界を与えるようになっている。
【００３５】
上記のようにコイル５１〜５４に３相交流電圧を印加することで、ヨーク３１〜３６および磁路形成壁４１〜４３との組み合わせに応じて、所定の磁界をティース２１〜２６に生じさせることができるようにしている。
【００３６】
例えば、図１に記載した切断線Ｘ１−Ｘ１の位置においては、固定子２は図２（ａ）のように構成されている。互いに対向するヨーク３１とティース２１とは磁路形成壁４３のみによって接続されている。そのため、磁路形成壁４３に隣接するコイル５４に印加する交流電圧に従ってティース２１に磁界が発生する。すなわち、ティース２１にはＵ相の交流電圧によって流れる電流と同相であるＵ相の磁界が形成される。このように、交流電圧により流れる電流と同相の磁界を生じるものを「正相のティース」と称し、これに対して逆相となる磁界を生じるものを「逆相のティース」と称す。
【００３７】
また、図１に記載した切断線Ｘ３−Ｘ３の位置においては、固定子２は図３（ａ）のように構成されており、互いに対向するヨーク３３とティース２３とは磁路形成壁４２のみによって接続されている。そのため、磁路形成壁４２に隣接するコイル５２、５３に印加する交流電圧に従ってティース２３に磁界が発生する。この場合、コイル５４と磁路形成壁４３（図２参照）との関係と同様に、磁路形成壁４２に対して図中左側に位置したコイル５２は印加する電圧により流れる電流と同相の磁界を発生するものとなり、逆の関係にある図中右側に位置したコイル５３は印加する電圧により流れる電流と逆相の磁界を発生するものとなる。すなわち、コイル５２、５３が協働してティース２３にＶ相の磁界が形成される。
【００３８】
また、図１に記載した切断線Ｘ５−Ｘ５の位置においては、固定子２は図４（ａ）のように構成されており、互いに対向するヨーク３５とティース２５とは磁路形成壁４１のみによって接続されている。そのため、磁路形成壁４１に隣接するコイル５１に印加する交流電圧に従ってティース２５に磁界が発生する。この場合、コイル５４と磁路形成壁４３（図２参照）との関係とは逆に、磁路形成壁４１に対して図中右側に位置したコイル５１は印加する電圧により流れる電流と逆相の磁界を発生するものとなる。すなわち、ティース２５にはＷ相と同じ位相を有する磁界が形成される。
【００３９】
さらに、本実施形態においては、図１のように、上記のＵ相、Ｖ相およびＷ相の磁界を発生する正相のティース２１、２３、２５とは別に、これらと磁界の正負を逆転させた−Ｕ相、−Ｖ相および−Ｗ相の磁界を発生する逆相のティース２２、２４、２６を構成している。以下、こうした逆相の磁界を発生させるための構成について説明を行う。
【００４０】
まず、図１に記載した−Ｕ相の磁界を生じさせる切断線Ｘ２−Ｘ２の位置においては、固定子２は図２（ｂ）のように構成されており、ティース２２は固定子２の幅方向に分割された２つのティース要素２２ａ、２２ｂによって構成されている。そして、各ティース要素２２ａ、２２ｂは対向するヨーク３２との間で、磁路形成壁４３（図２（ａ）参照）を除いた磁路形成壁４１、４２によって接続されている。磁路形成壁４３（図２（ａ）参照）は上述したようにコイル５４の働きによってＵ相の磁界を形成するものであり、これを除く磁路形成壁４１、４２を用いることで、Ｕ相の磁界を正逆反転させた−Ｕ相を構成することができる。ティース２２は２つのティース要素２２ａ、２２ｂに分断されてはいるが、固定子２の幅方向に対する同じ位置に設けられていることによって、協働して一個の−Ｕ相のティース２２として機能する。
【００４１】
次に、図１に記載した−Ｖ相の磁界を生じさせる切断線Ｘ４−Ｘ４の位置においては、固定子２は図３（ｂ）のように構成されており、ティース２４は固定子２の幅方向に分割された２つのティース要素２４ａ、２４ｂによって構成されている。そして、各ティース要素２４ａ、２４ｂは各々対向するヨーク３４との間で、磁路形成壁４２（図３（ａ）参照）を除いた磁路形成壁４１、４３によって接続されている。磁路形成壁４２（図３（ａ）参照）は上述したようにコイル５２、５３の働きによってＶ相の磁界を形成するものであり、これを除く磁路形成壁４１、４３を用いることで、Ｖ相の磁界を正逆反転させた−Ｖ相を構成することができる。ティース２４は２つのティース要素２４ａ、２４ｂに分断されてはいるが、協働して一個の−Ｖ相のティース２４として機能する。
【００４２】
さらに、図１に記載した−Ｗ相の磁界を生じさせる切断線Ｘ６−Ｘ６の位置においては、固定子２は図４（ｂ）のように構成されており、ティース２６は固定子２の幅方向に分割された２つのティース要素２６ａ、２６ｂによって構成されている。そして、各ティース要素２６ａ、２６ｂは各々対向するヨーク３６との間で、磁路形成壁４１（図４（ａ）参照）を除いた磁路形成壁４２、４３によって接続されている。磁路形成壁４１（図４（ａ）参照）は上述したようにコイル５１の働きによってＷ相の磁界を形成するものであり、これを除く磁路形成壁４２、４３を用いることで、Ｗ相の磁界を正逆反転させた−Ｗ相を構成することができる。ティース２６は２つのティース要素２６ａ、２６ｂに分断されてはいるが、協働して一個の−Ｗ相のティース２６として機能する。
【００４３】
上述したように、概ね図５のような断面構造を採る固定子２はコイル５１〜５４を除いて、強磁性体である金属により一体成形して製作してもよいが、こうするとスロット２ｂ、２ｃ内へのコイル５１〜５４の収容作業が難しくなるため、磁路形成壁４１〜４３の位置に合わせて幅方向に３分割する構成として形成しておき、コイル５１〜５４をスロット２ｂ、２ｃ内に収容した後で一体化するように製作することが好適である。
【００４４】
上記のように構成したリニアモータ１は、図１に示すコイル５１〜５４に対してＵ相、Ｖ相、Ｗ相として１２０°ずつ位相をずらした３相の交流電圧を与えることによって、固定子２の磁極面２ａを形成するティース２１〜２６に所定の磁界を生じさせることができる。具体的には、コイル５４に対して正向きにＵ相の電圧を与え、コイル５３には逆向きにＶ相の電圧を与え、コイル５２には正向きにＶ相の電圧を与え、コイル５１には逆向きにＷ相の電圧を与えることによって、ティース２１、２３、２５は正相のティースとしてＵ、Ｖ、Ｗ相の交流電圧により流れる電流と同相のＵ、Ｖ、Ｗ相の磁界を各々発生し、ティース２２、２４、２６は逆相のティースとしてＵ、Ｖ、Ｗ相の交流電圧により流れる電流と逆相となる−Ｕ、−Ｖ、−Ｗ相の磁界を各々発生する。
【００４５】
こうしたティース２１、２６、２３、２２、２５、２４によって、図中の右方向にＵ、−Ｗ、Ｖ相、−Ｕ相、Ｗ相、−Ｖ相の順で磁界を発生させることによって、これらの磁界から各々生じる磁界を合成した合成磁界を、図中右方向への進行波として変化させることができる。そして、この合成磁界によって、固定子２と対向する可動子８を図中右方向に等速で移動させることができる。さらに、この３相交流電圧の周波数を大きくまたは小さくすることで、可動子８の速度の増減を行うことができるとともに、交流電圧を逆向きにすることで可動子８を反対方向に移動させることができる。
【００４６】
このリニアモータ１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に加えて、これらと逆位相の−Ｕ相、−Ｖ相、−Ｗ相の磁界が生じ、これら２×３相分の位相の異なる多数の磁界が協働して一周期分の合成磁界を形成するために、磁界の大きさの変動を小さくしつつ、より滑らかに合成磁界を変化させることができるようになっている。そのため、この合成磁界の変化に従って動作する可動子８は、速度の変動や振動が少なく、動作安定性を良好に維持することができる。
【００４７】
また、上述したように、ティース２１〜２６にコイル５１〜５４を巻き付ける構成としなくても、可動子８に所望の動作を行わせることができるため、ティース２１〜２６を小型化しつつ、より緊密に配置することで精密に可動子８を動作させることができるようになる。また、コイル５１〜５４がそれぞれ同じ形態を採りつつ幅方向に併置され、ティース２１〜２６の下側のスロット２ｂ、２ｃの内部に整列して収納されているため、幅方向の磁界を均一化することができる。そのため、可動子８に対して余計な幅方向への推力が発生せず、幅方向への振動を抑制することもできるようになっている。
【００４８】
以上のように、本実施形態におけるリニアモータ１は、固定子２の磁極面２ａを形成しつつ、可動子８の進行する方向に並置された複数のティース２１〜２６と、これらのティース２１〜２６と対向して配置されたヨーク３１〜３６と、前記ティース２１〜２６と前記ヨーク３１〜３６とを接続しつつ、これらのティース２１〜２６およびヨーク３１〜３６とともに可動子８の進行方向に連通するスロット２ｂ、２ｃを形成する磁路形成壁４１〜４３と、前記スロット２ｂ、２ｃ内に少なくとも一部が収容されるとともに、可動子８の進行方向に対して直交する方向に併置され、各々１２０°ずつ位相を異ならせた３相の交流電圧が印加される４個のコイル５１〜５４とを備えており、前記コイル５１〜５４が前記ヨーク３１〜３６および磁路形成壁４１〜４３を介して前記複数のティース２１〜２６に３相の磁界を発生させるように構成したものである。
【００４９】
このように構成することで、コイル５１〜５４がティース２１〜２６の側面より幅方向にはみ出すことがないために、幅方向をコンパクトに形成することができる。また、隣接するティース２１〜２６の間にコイル５１〜５４を巻き付けるためのスペースを必要としないことから、ティース２１〜２６を緊密に接近させて動作の精密化や小型化を図ることができる。また、幅方向に対して磁界が均一に保たれるため、幅方向への振動を低減することができる。さらに、コイル５１〜５４の巻き方が単純であるため、構成が簡単になり製作費を低減できる。
【００５０】
また、前記ヨーク３１〜３６との間で接続する磁路形成壁４１〜４３を、ティース２１〜２６に対して３相の磁界を発生させる位置以外の箇所にも形成することで、前記３相の磁界に加えて、当該３相の磁界とは逆向きの逆相の磁界を前記複数のティース２１〜２６に対して発生させるように構成しているため、合成磁界をより滑らかに形成させて、可動子の動作安定性を高めることができるようになる。
【００５１】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
【００５２】
例えば、上述の実施形態においては、コイル５１〜５４により磁界を発生するティース２１〜２６を固定子２側に形成していたが、電源の供給が可能である限り可動子８側に構成することも可能である。また、上記の実施形態では、ティース２１〜２６と対向する相手側の磁極面８ａを永久磁石８１、８２によって形成していたが、ティース２１〜２６により生じる磁界によって誘導磁界を生じさせて推力を生じさせる構成とする場合には、導体バーと鉄心または導体プレートと鉄心構造により誘導機を構成して、磁極面８ａに永久磁石８１、８２を用いないようにすることも可能である。
【００５３】
また、上述の実施形態においては、コイル５１〜５４に３相の交流電圧を印加して合成磁界を生じさせる構成としていたが、この構成を展開して、さらに多くの相数からなる交流電圧を印加する構成とすることも可能である。例えば、３６０°／ｎ（ｎは３以上の整数）ずつ位相を異ならせたｎ相の交流電圧を与えることを前提とした場合、コイルを収容するスロットはｎ−１個構成し、各々に２個ずつ計２×（ｎ−１）個のコイルを収容するようにすれば良い。そして、スロットの各境界位置および両端面の位置にティースとヨークとを接続する計ｎ個の磁路形成壁を形成し、一方の端面側より第１番目となる磁路形成壁と隣接して第１相のコイルを設け、第ｎ番目の磁路形成壁と隣接して正負逆の電流が流れるよう第ｎ逆相のコイルを設ける。さらに、第ｍ番目（ｍは２以上ｎ未満の整数）の磁路形成壁を挟むようにして第ｍ相のコイルと、第ｍ逆相のコイルを設ける。このように第ｎ番目の磁路形成壁によってティースとヨークとを接続することで、当該箇所において第ｎ相の交流電圧により流れる電流と同相である第ｎ相の磁界を生じさせることができる。さらに、第ｎ番目以外の全ての磁路形成壁によってティースとヨークとを接続することで、ティースに第ｎ相の磁界を反転させた逆相の磁界を生じさせることができる。このように構成することで、３相を越える多くの相数を有するものであっても、上述の実施形態と同一の思想の基で製作することができ、同様に２×ｎ相の異なる位相の磁界を生じさせることで、より滑らかな合成磁界を形成することができる。
【００５４】
なお、各磁路形成壁４１〜４３と隣接するコイルを１個ずつにして、上記ｎ相の場合であれば合計ｎ個のみのコイルで構成することも可能である。この場合には、各コイルによる磁界の干渉が生じやすくなるため、これを防ぐためには、上記のように境界位置における磁路形成壁は両側より互いに逆位相のコイルで挟み込むように構成し、合計２×（ｎ−１）個のコイルを備えるように構成することが好適である。
【００５５】
また、上述の実施形態では、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の磁界と、これに対する逆相である−Ｕ、−Ｖ、−Ｗ相の磁界を生じさせるように各ティース２１〜２６を構成していたが、これらのティース２１〜２６の長さ（図２〜図５における左右方向への長さ）を変更することによって、上記とは異なる位相の磁界を発生させるように構成することも可能である。すなわち、Ｕ、Ｖ、Ｗ、−Ｕ、−Ｖ、−Ｗ相の６相以外の位相をずらすことで等価的に分布巻の効果が得られて、さらに滑らかな合成磁界を形成させることも可能である。
【００５６】
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１…リニアモータ
２…固定子
２ａ…（固定子側）磁極面
２ｂ、２ｃ…スロット
８…可動子
８ａ…（可動子側）磁極面
２１〜２６…ティース
３１〜３６…ヨーク
４１〜４３…磁路形成壁
５１〜５４…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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