(57)【要約】【課題】可動子の軽量化、小型化を図ったリニアモータを提供すること。【解決手段】固定子３と一対の電機子１、２で高位精された可動子とを備えたリニアモータにおいて、前記固定子３は、チャネル形状をなす固定子本体３ａ、及び磁石とポールピースとを交互に連結してあり、前記可動子の移動方向に長い磁極列４を有し、該磁極列４は前記固定子本体３ａの対向二面の間に該二面と平行となるよう固定してあり、前記各電機子１、２は、コイル及び該コイルの内部に、移動方向に沿って所定間隔を隔てて配列した複数の電機子コアを有し、前記一対の電機子１、２は、前記固定子本体３ａの内部に、前記磁極列４を間にして対向するように前記磁極列に略平行に配する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と一対の電機子で構成した可動子とを備えたリニアモータにおいて、
前記固定子は、
チャネル形状をなす固定子本体、及び
磁石とポールピースとを交互に連結してあり、前記可動子の移動方向に長い磁極列を有し、
該磁極列は前記固定子本体の対向二面の間に該二面と平行となるよう固定してあり、
前記各電機子は、コイル及び該コイルの内部に、移動方向に沿って所定間隔を隔てて配列した複数の電機子コアを有し、
前記一対の電機子は、前記固定子本体の内部に、前記磁極列を間にして対向するように前記磁極列に略平行に配してあること
を特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記磁石及びポールピースは棒状の直方体状であり、それぞれ長手方向に沿う面同士が連結してあり、
前記各磁石及びポールピースの両端部は、前記可動子の移動方向の位置が互いに異なること
を特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記複数の電機子コアは直方体状であり、移動方向側の面を構成し、前記固定子本体の対向二面に垂直な２辺は、移動方向の位置が互いに異なること
を特徴とする請求項１又は２に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記固定子本体の対向二面に垂直な２辺の位置関係が、一対の電機子で互いに逆の関係としてあること
を特徴とする請求項３に記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記電機子を構成する電機子コア同士の間隔が、所定間隔より長い箇所を有すること
を特徴とする請求項１から４のいずれか一項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、固定子と可動子とを組み合わせてなるリニアモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造装置、液晶表示装置の製造分野においては、大面積の基板等の処理対象物を高速度にて直線移動させ、適宜の移動位置にて高精度に位置決めすることができる送り装置が必要である。この種の送り移動装置は、一般的には、駆動源としてのモータの回転をボールねじ機構等の運動変換機構により直線運動に変換して実現されるが、運動変換機構が介在することから、移動速度の高速化に限界がある。また運動変換機構の機械的な誤差の存在により、位置決め精度も不十分であるという問題がある。
【０００３】
この問題に対応するため、近年においては、直線運動出力が直接的に取り出し可能なリニアモータを駆動源とする送り装置が使用されている。リニアモータは、直線状の固定子と該固定子に沿って移動する可動子とを備えている。
特許文献１にはリング状に形成された固定子本体と電機子歯と電機子巻線で形成された固定子と、対向する電機子歯の間を長手方向に相体移動する可動子とで構成されたリニアモータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８７１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において可動子は固定子内に配置された案内機構によって案内されている。このため可動子を長尺化した場合においては固定子外にある可動子（固定子から突出した）を案内することは困難である。可動子の剛性を高めるために可動子そのものの強度を上げる必要があり、場合によっては重量が大きくなる、または長尺化に伴い可動子そのものがたわむといった不具合が発生する。
【０００６】
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、可動子の軽量化、小型化、さらには長尺化を図った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】
【０００７】
本発明に係るリニアモータは、固定子と一対の電機子で構成した可動子とを備えたリニアモータにおいて、前記固定子は、チャネル形状をなす固定子本体、及び磁石とポールピースとを交互に連結してあり、前記可動子の移動方向に長い磁極列を有し、該磁極列は前記固定子本体の対向二面の間に該二面と平行となるよう固定してあり、前記各電機子は、コイル及び該コイルの内部に、移動方向に沿って所定間隔を隔てて配列した複数の電機子コアを有し、前記一対の電機子は、前記固定子本体の内部に、前記磁極列を間にして対向するように前記磁極列に略平行に配してあることを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、一対の電機子を磁気的に結ぶヨークの役割を固定子本体に担わせることにより、可動子の軽量化、小型化が可能となると共に、磁極列は固定子本体に固定してあるので長尺化した場合のたわみを防ぐことが可能となる。
【０００９】
本発明に係るリニアモータは、前記磁石及びポールピースは棒状の直方体状であり、それぞれ長手方向に沿う面同士が連結してあり、前記各磁石及びポールピースの両端部は、前記可動子の移動方向の位置が互いに異なることを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、磁極列をスキューさせたことにより、ディテント力が低減され、位置の違いによる推力むらを低減することが可能となる。
【００１１】
本発明に係るリニアモータは、前記複数の電機子コアは直方体状であり、移動方向側の面を構成し、前記固定子本体の対向二面に垂直な２辺は、移動方向の位置が互いに異なることを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、電機子を構成する電機子コアをスキューさせたことにより、ディテント力が低減され、固定子と可動子の位置の違いによる推力むらを低減することが可能となる。
【００１３】
本発明に係るリニアモータは、前記固定子本体の対向二面に垂直な２辺の位置関係が、一対の電機子で互いに逆の関係としてあることを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、一対の電機子の電機子コアのスキューの向きを互いに異なる向きとすることにより、スキューにより生じるこじりを抑えることが可能となる。
【００１５】
本発明に係るリニアモータは、前記電機子を構成する電機子コア同士の間隔が、所定間隔より長い箇所を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、前記電機子を構成する電機子コア同士の間隔が、所定間隔より長い箇所を有することとしたので、ディテント力が低減され、位置の違いによる推力むらを低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にあっては、一対の電機子を磁気的に結ぶヨークの役割を固定子本体に担わせることにより、可動子の軽量化、小型化が可能となると共に、磁極列は固定子本体に固定してあるので長尺化した場合のたわみを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１に係るリニアモータの構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係るリニアモータを構成する第１電機子及び第２電機子の斜視図である。
【図３】実施の形態１に係るリニアモータの固定子を構成する磁極列を示す平面図である。
【図４】実施の形態１に係るリニアモータを移動方向正面から見た図である。
【図５】実施の形態１に係るリニアモータの動作原理を説明するための縦断面図である。
【図６】実施の形態１に係るリニアモータの動作原理を説明するための縦断面図である。
【図７】実施の形態１に係るリニアモータの動作原理を説明するための縦断面図である。
【図８】実施の形態２に係るリニアモータの固定子を構成する磁極列を示す平面図である。
【図９】実施の形態３に係るリニアモータの第１電機子、第２電機子を示す平面図である。
【図１０】実施の形態４に係るリニアモータの第２電機子を示す平面図である。
【図１１】実施の形態５に係るリニアモータの第１電機子、第２電機子を示す平面図である。
【図１２】ディテント力高調波成分を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
実施の形態１
図１は実施の形態１に係るリニアモータの構成を示す斜視図である。リニアモータは、一対の電機子（第１電機子１、第２電機子２）で構成された可動子、及び固定子３を含む。
【００２０】
図２は実施の形態１に係るリニアモータを構成する第１電機子１及び第２電機子２の斜視図である。第１電機子１及び第２電機子２は同じ構成であるので、同一図面にてまとめて説明する。第１電機子１は、コイル１ａ及び複数の電機子コア１ｂを含む。複数の電機子コア１ｂの周囲にコイル１ａが巻き回されている。同様に、第２電機子２は、コイル２ａ及び複数の電機子コア２ｂを含む。複数の電機子コア２ｂの周囲にコイル２ａが巻き回されている。電機子コア１ｂ及び２ｂは、磁性材料、例えば珪素鋼板により形成する。
第１電機子１及び第２電機子２は連結部材（図示しない）にて（後述するように）可動子の移動方向に対して一定の電気角分ずらして連結されている。
【００２１】
電機子コア１ｂ及び２ｂは、略直方体状である。電機子コア１ｂ及び２ｂは、それぞれ、第１電機子１、第２電機子２の長手方向に沿って、等間隔に配列してある。電機子コア１ｂ及び２ｂそれぞれの配列方向（図２の紙面上の左右方向）の幅は、配列方向に垂直な方向の奥行きより短くしてある。電機子コア１ｂ及び２ｂそれぞれの紙面上、上下方向の高さは、配列方向の幅より長いが、配列方向に垂直な方向の奥行きよりは短くしてある。
【００２２】
図１に戻り、固定子３はチャネル形状をなし、断面略コの字状で固定子本体３ａと、磁極列４（磁極列）とを含む。固定子本体３ａは、磁性金属、例えば平板状の圧延鋼材を折り曲げることにより形成する。
また平板状の磁性板を溶接やねじ止めにより形成してもよい。
【００２３】
図３は実施の形態１に係るリニアモータの固定子３を構成する磁極列４を示す平面図である。磁極列４は、ポールピース４ａ、永久磁石４ｂ、ポールピース４ａ、永久磁石４ｃ、ポールピース４ａ、…のように、ポールピース４ａ、永久磁石４ｂ、及び永久磁石４ｃを配列して連結した構造である。ポールピース４ａ、永久磁石４ｂ、及び永久磁石４ｃは、それぞれ棒状の略直方体状であり、それぞれ長手方向に沿う面同士が連結されている。磁極列４の連結方向の長さは、リニアモータの移動範囲によって定まる。ポールピース４ａは、例えば圧延鋼材により形成される。永久磁石４ｂ、４ｃは、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、ボロン（Ｂ）を主成分とするネオジム磁石である。
【００２４】
永久磁石４ｂと永久磁石４ｃの寸法は同一である。永久磁石４ｂ及び４ｃの連結方向の幅は、ポールピース４ａの幅よりも広くしてある。永久磁石４ｂ及び４ｃの連結方向と垂直な方向（図３の紙面上の上下方向）の長さは、ポールピース４ａよりも短くしてある。永久磁石４ｂ及び４ｃの図３紙面の表裏方向の高さと、ポールピース４ａの高さは、ほぼ同一である。
【００２５】
図３に示している白抜矢印は永久磁石４ｂ、４ｃの磁化方向を示している。永久磁石４ｂ、４ｃは何れも、可動子の移動方向に磁化され磁化の向きは互いに逆向きである。そして、これらの隣り合う永久磁石４ｂと永久磁石４ｃとの間には、ポールピース４ａが挿入されている。
【００２６】
図４は実施の形態１に係るリニアモータを移動方向正面から見た図である。磁極列４は、固定子本体３ａの中空部中央付近に固定してある。すなわち、固定子本体３ａの対向する二面の間に、該二面と平行となるように固定してある。第１電機子１及び第２電機子２は、磁極列４の両面を挟むように、配される。図４に示すように、電機子コア１ｂ及び２ｂの移動方向正面の横幅（紙面上の左右方向の長さ）は、永久磁石４ｂ及び４ｃと略同一である。
第１電機子１及び第２電機子２は図示しない連結部材により連結され可動子を構成している。
また前記可動子は固定子本体３ａに配置された（図示しない）ガイドやあるいは固定子３とは別に配置されたガイドにより固定子の長手方向に移動可能に固定されている。
【００２７】
図２及び図４に示しているように、略直方体の電機子コア１ｂ、２ｂそれぞれの固定子本体３ａ及び磁極列４に面した二面は、固定子本体３ａの対向二面に略平行となっている。電機子コア１ｂ、２ｂそれぞれの移動方向側の面は、固定子本体３ａの対向二面に対して略垂直となっている。
【００２８】
なお、磁極列４は固定子本体３ａより突出した板状部材（図示しない）により、固定されている。板状部材は、樹脂又は金属で形成する。但し、リニアモータの磁束に影響を与えないように非磁性体を用いる。樹脂としては、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂などである。金属としては、非磁性ステンレス、真鍮、銅などである。
【００２９】
図５、図６、及び図７は実施の形態１に係るリニアモータの動作原理を説明するための縦断面図である。第１電機子１を構成する電機子コア１ｂが配列してある間隔は、ポールピース４ａ及び永久磁石４ｂ又は４ｃの組の連結方向の幅より、やや広くなっている。すなわち、電気角で３６０度に相当する間隔を隔てて、配列してある。第２電機子２を構成する電機子コア２ｂも同様である。図５、図６、及び図７に示しているように、電機子コア１ｂ及び電機子コア２ｂは、ポールピース４ａの１つおきに対面するように配置されている。ポールピース４ａは、まず、電機子１ｂと対面し、その次のポールピース４ａは、電機子２ｂと対面している。そのまた次のポールピース４ａは電機子１ｂと対面している。すなわち、第１電機子１及び第２電機子２の移動方向の位置は、電気角で１８０度に相当する距離をずらして配置してある。
【００３０】
第１電機子１のコイル１ａと第２電機子２のコイル２ｂとに図５に示すような方向に通電した場合（Ｏの中に黒丸があるマークは紙面の裏から表への通流、丸の中にＸがあるマークは紙面の表から裏への通流）、第１電機子１の電機子コア１ｂの磁極列４に面する側はＮ極が発生する。第２電機子２の電機子コア２ｂの磁極列４に面する側はＳ極が発生する。
【００３１】
図５に示しているように、第１電機子１の電機子コア１ｂに発生した磁束は、ポールピース４ａ、永久磁石４ｂ又は４ｃを通り、第２電機子２の電機子コア２ｂに流れ込む。第２電機子２の電機子コア２ｂに流れ込んだ磁束及び第２電機子２の電機子コア２ｂで発生した磁束は、固定子本体３ａを通り、第１電機子１の電機子コア１ｂに流れ込む。このように、本実施の形態に係るリニアモータは、移動方向に対して垂直方向に流れる磁束ループが形成される。磁束ループにより、ポールピース４ａには図５に示すように上側がＳ極であり、下側がＮ極の磁極が発生する。
【００３２】
以上の説明では、磁石の磁束を無視して、いかに固定子側のポールピース４ａを励磁するかという部分を説明した。つまり可動子を構成する第１電機子１及び第２電機子２の磁気回路に巻き回したコイルに通電することにより、固定子３のポールピース４ａに直接コイルを巻き回した場合と同様に、固定子３のポールピース４ａを励磁することが可能であることが示された。
【００３３】
次に、磁石による磁極の発生と推力の発生を、図６を用いて説明する。
図６に示しているように永久磁石４ｂ、４ｃが、ポールピース４ａに対して着磁方向が対向して配置してある場合、ヨーク全体が単極となり、例えば図中で、左から２番目のポールピース４ａはＮ極、左から３番目のポールピース４ａはＳ極というように励磁される。一方可動子（第１電機子１及び第２電機子２）にはコイル１ａ及び２ａによって励磁された磁極が存在しており、永久磁石４ｂ、４ｃによるポールピース４ａ側の磁極と、コイル１ａ及び２ａによって励磁された可動子の電機子コア１ｂ及び２ｂの磁極とが吸引／反発することで、可動子に推力が発生する。
なお永久磁石４ｂ、４ｃによる励磁が大きいため、可動子を構成する第１電機子１のコイル１ａ、第２電機子２のコイル２ａによって励磁されるポールピース４ａの磁極は測定されないことも十分考えられる。
【００３４】
したがって、図６に示すような位置に第１電機子１、第２電機子２がそれぞれ存在する場合、実線矢印方向に吸引力が発生し、第１電機子１、第２電機子２の長手方向（移動方向）の吸引力がそれぞれ合成されて推力となる。推力により、第１電機子１、第２電機子２が移動する。
【００３５】
第１電機子１、第２電機子２が図６に示す位置から移動し、ポールピース４ａ及び永久磁石４ｂ又は４ｃの一組分の距離、すなわち、電気角で１８０度に相当する距離を移動した状態を示しているのが、図７である。第１電機子１のコイル１ａと第２電機子２のコイル２ａとに流れる電流の方向は、図５と逆方向となる。第１電機子１の電機子コア１ｂ、第２電機子２の電機コア２ｂに流れる磁束の流れも逆方向となる。図６と図７とは、電流及び磁束の流れが逆方向になっているだけで、動作は同様である。
【００３６】
第１電機子１の電機子コア１ｂの磁極列４に面する側はＳ極が発生する。第２電機子２の電機子コア２ｂの磁極列４に面する側はＮ極が発生する。
【００３７】
したがって、図７に示すような位置に第１電機子１、第２電機子２がそれぞれ存在する場合、実線矢印方向に吸引力が発生し、第１電機子１、第２電機子２の長手方向（移動方向）の吸引力がそれぞれ合成されて推力となる。推力により、第１電機子１、第２電機子２が移動する。図７の状態から、第１電機子１、第２電機子２が電気角１８０度に相当する距離を進んだ場合、図６と同様な状態となる。以上の動作を繰り返すことにより、第１電機子１、第２電機子２は移動を継続する。
【００３８】
次に端効果による影響の改善について説明する。端効果とは、リニアモータにおいて、可動子両端に発生する磁気的な吸引、反発力の影響がモータの推力特性（コギング特性、ディテント特性）に影響を及ぼすことを言う。従来、端効果を減少させるために、両端の歯部の形状を、他の形状と異なるようにするなどの対策が取られている。端効果が発生するのは、磁束ループが移動方向と同じ方向に流れるためである（特開平３−１３９１６０号公報の第２図参照）。しかしながら、実施の形態１に係るリニアモータは、図５に示したように、磁束ループは進行方向と直角な方向に流れるため、端効果の影響を低減させることが可能となる。
【００３９】
上述したように、本実施の形態に係るリニアモータは、第１電機子１の電機子コア１ｂと第２電機子２の電機子コア２ｂとを磁気的に結ぶ、ヨークの役割を固定子３の固定子本体３ａに担わせている。従って、第１電機子１及び第２電機子２にはヨークが不要であるので、第１電機子１及び第２電機子２の軽量化、小型化が可能となると共に、磁極列は固定子本体に固定してあるので長尺化した場合のたわみを防ぐことが可能となる。
【００４０】
なお、上述においては、単相のリニアモータ（単相分のユニット）について説明したが、例えば３相駆動のリニアモータを構成する場合には、上記の一対の電機子で構成された可動子を３組用いる。可動子３組を、歯部のピッチ×（ｎ＋１／３）または歯部のピッチ×（ｎ＋２／３）（但し、ｎは整数）だけ間隔をあけて直線上に配置すれば良い。この場合、各可動子の長手方向の長さを考慮して整数ｎを設定すれば良い。
【００４１】
実施の形態２
図８は実施の形態２に係るリニアモータの固定子を構成する磁極列４０を示す平面図である。磁極列４０は、ポールピース４０ａ、永久磁石４０ｂ、及び４０ｃを含む。図８に示すように、本実施の形態において、ポールピース４０ａ、永久磁石４０ｂ、及び４０ｃは、移動方向側の面が傾斜して配置してある。すなわち、ポールピース４０ａ、永久磁石４０ｂ及び４０ｃの両端部は、可動子の移動方向の位置が互いに異なっている。所謂、スキュー配置としてある。傾ける角度は６度程度である。これらはディテント力を低減させるための構成である。なお、磁極列４０以外の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。なお、ポールピース４０ａ、永久磁石４０ｂ、及び４０ｃを傾ける角度を６度としたのは、一例であり他の角度でも良い。
なお、図８に示す磁石４０ｂ、４０ｃは平面視で長方形であるが、平面視で平行四辺形でもよい。
【００４２】
実施の形態１における磁極列４は等間隔で永久磁石４ｂ、４ｃが配列されているので、可動子の移動方向で比透磁率が周期的に変化する。そのため、高次のディテント力高調波成分が顕著になる。一般に相独立型の駆動では、３相合成時に基本波及び２次、４次の高調波は打ち消されるが、３次、６次、９次、１２次などの３の倍数の高調波は強め合うこととなる。
【００４３】
１２次以上の高調波成分については、図８に示したように永久磁石４０ｂ、４０ｃをスキュー配置とすることにより低減可能である。スキュー配置とすることにより、永久磁石４０ｂ、４０ｃの長手方向の位置により、ディテント力の高調波成分の位相がずれる。位相がずれた高調波成分が互いに打ち消し合うので、ディテント力が低減されることとなる。
【００４４】
本実施の形態においては、実施の形態１で述べた効果に加えて、永久磁石４０ｂ、４０ｃをスキュー配置することにより、ディテント力高調波成分のうち、特に１２次以上の高調波成分を低減することが可能となる。
【００４５】
実施の形態３
図９は実施の形態３に係るリニアモータの第１電機子１０、第２電機子２０を示す平面図である。第１電機子１０と第２電機子２０は同一の構成であるので、ここでは第１電機子１０について、主に説明する。第１電機子１０は、コイル１０ａと電機子コア１０ｂを含む。図９に示すように、本実施の形態において、電機子コア１０ｂの移動方向の面は前後に傾斜して配置してある。所謂、スキュー配置となっている。実施の形態２において説明したように、ディテント力を低減させるための構成である。なお、第１電機子１０、第２電機子２０以外の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００４６】
本実施の形態と上述の実施の形態２との相違はスキューするのが、永久磁石であるか電機子コアであるかの相違であり、ディテント力を軽減する仕組みについては、実施の形態２と同様であるので、説明を省略する。
【００４７】
本実施の形態においては、実施の形態１で述べた効果に加えて、電機子コア１０ｂ（２０ｂ）をスキュー配置することにより、ディテント力高調波成分のうち、特に１２次以上の高調波成分を低減することが可能となる。
【００４８】
なお、実施の形態２と実施の形態３とを合わせ、永久磁石及び電機子コアを共にスキュー配置することも可能である。永久磁石及び電機子コアの相対的な位置関係により、ディテント力の低減が可能となるので、永久磁石及び電機子コアを共にスキュー配置する場合は、それぞれを、どのような角度でスキューさせるか、十分な検討が必要である。
【００４９】
実施の形態４
図１０は実施の形態４に係るリニアモータの第２電機子２１を示す平面図である。実施の形態４では、実施の形態３に係る電機子１０と、電機子２１とを用いる。電機子２１は、コイル２１ａと電機子コア２１ｂとを含む。なお、電機子２１以外の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００５０】
図１０に示すように、本実施の形態においては、電機子コア２１ｂはスキュー配置されているが、傾ける向きは、電機子１０と異なる方向となっている。これは、スキュー配置により発生するこじりを防止するためである。実施の形態２又は３において、磁極列４０又は電機子コア１０ｂ（２０ｂ）を傾斜して配置することにより、リニアモータに発生する推力は移動方向から傾斜した角度分ずれることとなる。これにより、可動子が傾きこじりが発生する。
【００５１】
そこで、図１０に示すように、第２電機子２１の電機子コア２１ｂの傾ける向きを第１電機子１０の電機子コア１０ｂとは逆向きにする。そうすることにより、第１電機子１０に発生する推力の移動方向と直交する成分と、第２電機子２１に発生する推力の移動方向と直交する成分とは、逆向きとなり互いに打ち消し合うので、こじりを低減させることが可能となる。
【００５２】
本実施の形態においては、実施の形態１で述べた効果に加えて、第１電機子１０の電機子コア１０ｂと第２電機子２１の電機子コア２１ｂの傾ける向きを互いに逆向きとしたので、こじりの原因となる推力の移動方向と直交する成分を打ち消しあい、こじりを低減させることが可能となる。
【００５３】
実施の形態５
図１１は実施の形態５に係るリニアモータの第１電機子１２、第２電機子２２を示す平面図である。第１電機子１２と第２電機子２２とは同一の構成であるので、ここでは第１電機子１２について、主に説明する。第１電機子１２と第２電機子２２以外の構成は、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。第１電機子１２は、コイル１２ａと電機子コア１２ｂを含む。本実施の形態においては、リニアモータに発生するディテント力の高調波を軽減することを目的として、電機子コア１２ｂの間隔を異ならせている。図１１に示している距離ｄ２は、距離ｄ１よりも長くなっている。
【００５４】
ディテント力の高調波成分の中で特に６次の高調波が多くなる傾向にあるため、電機子コア１２ｂの間隔ｄ２を、他の間隔ｄ１よりもτ／６（τ：極ピッチ、τ＝λ／２、λ：電気角で３６０度に相当する長さ）だけ長くしてある。これにより、距離ｄ２を隔てている２つの電機子コア１２ｂに発生するディテント力の位相が６次の高調波成分において１８０度異なるので、６次の高調波成分が打ち消され減少する。なお、τ／６だけ距離ｄ２を距離ｄ１より長くしたが、τ／６だけ距離ｄ２を距離ｄ１より短くしても、同様の効果を奏する。
【００５５】
本実施の形態においては、実施の形態１で述べた効果に加えて、電機子コア１２ｂの間隔が異なる箇所を設けることにより、ディテント力の高調波成分を低減させることが可能となる。なお、本実施の形態において、磁極列又は電機子コアをスキュー配置としていないが、いずれかをスキュー配置しても良い。すなわち、固定子の磁極列として実施の形態２で示した磁極列４０（図８）を用いる、又は電機子コア１２ｂの間隔を本実施の形態とほぼ同じ状態で電機子コア１２ｂを傾けて配置する。それにより、ディテント力の高調波成分の特に６次及び１２次以上の成分を低減させることが可能となる。
【００５６】
図１２はディテント力高調波成分を表したグラフである。横軸は高調波成分の次数である。縦軸は高調波成分の応力振幅であり、単位はＮである。応力振幅は単相の場合の値（単相分）と、３相モータにおいて、３相を合成した場合の値（３相合成）との２つの系列を示している。対象としたリニアモータは、磁極列をスキュー配置し、電機子コアの間隔が異なる箇所を設けたものである。図１２に示しているように、単相における２次成分が１１．３６６Ｎであるところ、３相合成した６次の成分は０．０９７Ｎ、１２次の成分０．１６７Ｎと極めて小さい値となっている。すなわち、ディテント力の高調波成分の特に６次及び１２次以上の成分が低減されていることを示している。
【００５７】
また、本実施の形態において、第１電機子１２の電機子コア１２ｂ及び第２電機子２２の電機子コア２２ｂを互いに異なる方向にスキュー配置することで、上述に述べた効果に加えて、さらに、こじりを低減することが可能となる。
【００５８】
なお、上述の実施の形態１乃至５において、永久磁石は、ネオジム磁石に限らず、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石などを用いても良い。電機子コアの材質は珪素鋼板としたが、無方向性電磁鋼帯がより好ましい。
【００５９】
上述した実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、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】
【００６０】
１、１０、１２  第１電機子
２、２０、２１、２２  第２電機子
１ａ、２ａ、１０ａ、２０ａ、２１ａ、１２ａ、２２ａ  コイル
１ｂ、２ｂ、１０ｂ、２０ｂ、２１ｂ、１２ｂ、２２ｂ  電機子コア
３  固定子
３ａ  固定子本体
４、４０  磁極列
４ａ、４０ａ  ポールピース
４ｂ、４ｃ、４０ｂ、４０ｃ  永久磁石
【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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