(57)【要約】      （修正有）【課題】リニアモータの体格が大きくなる、部品点数が増加することを解決する。【解決手段】磁性体で構成されるコア１０１と巻線１０２とからなる電機子１００と、電機子１００と対向する永久磁石２０１が複数並べられた磁石列２００が相対的移動するリニアモータであって、電機子１００と磁石列２００の相対的に移動する長さが、電機子１００と磁石列２００とが相対的に移動する方向の電機子１００の磁石対向部分の長さと電機子１００と磁石列２００とが相対的に移動する方向の磁石列２００の長さより小さいことを特徴とするリニアモータ。【選択図】図３
2016019315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体で構成されるコアと巻線とからなる電機子と、
前記電機子と対向する永久磁石が複数並べられた磁石列が相対的移動するリニアモータにおいて、
前記電機子と前記磁石列の相対的に移動する際の前記電機子と前記磁石列の対向長さＬｓと、
前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向の前記電機子の磁石対向部分の長さＬａとを足した値（Ｌｓ+Ｌａ）が、
前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向の前記磁石列の長さＬｍより大きい（Ｌｓ+Ｌａ>Ｌｍ）ことを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
磁性体で構成されるコアと巻線とからなる電機子と、
前記電機子と対向する永久磁石が複数並べられた磁石列が相対的移動するリニアモータにおいて、
前記電機子と前記磁石列の相対的に移動する際の前記電機子と前記磁石列の対向長さＬｓと、
前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向の前記電機子の磁石対向部分の長さＬａと、
前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向に並んだ前記永久磁石の個数Ｎと、
前記永久磁石のピッチをＬｐにおいて、Ｌｓ+Ｌａ>Ｎ×Ｌｐであることを特徴とするリニアモータ。
【請求項３】
磁性体で構成されるコアと巻線とからなる電機子と、
前記電機子と対向する永久磁石が複数並べられた磁石列が相対的移動するリニアモータにおいて、
前記電機子と前記磁石列の相対的に移動する際の前記電機子と前記磁石列の対向長さＬｓと、
前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向の前記電機子の磁石対向部分の長さＬａと、
前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向の前記磁石列の長さＬｍとが、
Ｌｓ＝Ｌｍ＋Ｌａの関係にあることを特徴とするリニアモータ。
【請求項４】
磁性体で構成されるコアと巻線とからなる電機子と、
前記電機子と対向する永久磁石が複数並べられた磁石列が相対的移動するリニアモータにおいて、
前記電機子と前記磁石列の相対的に移動する際の前記電機子と前記磁石列の対向長さＬｓと、
前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向の前記電機子の磁石対向部分の長さＬａと、
前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向に並んだ前記永久磁石の個数Ｎと、
前記永久磁石のピッチをＬｐにおいて、Ls＝La＋Ｎ×Ｌｐであることを特徴とするリニアモータ。
【請求項５】
磁性体で構成されるコアと巻線とからなる電機子と、
前記電機子と対向する永久磁石が複数並べられた磁石列が相対的移動するリニアモータにおいて、
前記磁石列の端部の磁石の特性が、前記磁石列の中央部の磁石の特性と異なることを特徴とするリニアモータ。
【請求項６】
磁性体で構成されるコアと巻線とからなる電機子と、
前記電機子と対向する永久磁石が複数並べられた磁石列が相対的移動するリニアモータにおいて、
前記電機子と前記磁石列の相対的に移動する方向に並べられた前記磁石の磁極方向が、前記磁石列端部で異なることを特徴とするリニアモータ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうちの１つのリニアモータにおいて、
前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向に少なくとも２つ以上の電流位相が同相となる巻線を有することを特徴とするリニアモータ。
【請求項８】
請求項１から請求項７のうちの１つのリニアモータにおいて、
前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向に少なくとも２つ以上の電機子を有することを特徴とするリニアモータ。
【請求項９】
請求項１から請求項８にのうちの１つのリニアモータにおいて、
前記磁石列を挟み込むように前記電機子を備えたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項１０】
請求項９に記載のリニアモータにおいて、
前記磁石列を挟み込むように前記電機子をコアで連結したことを特徴とするリニアモータ。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のうちの１つのリニアモータにおいて、前記磁石列と前記電機子のコアに作用する磁気的な力を用いて、前記磁石列の位置保持をすることを特徴とするリニアモータ。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０のうちの１つのリニアモータにおいて、
前記電機子と前記磁石列の相対的に移動する長さＬｓの端部において前記磁石列と前記電機子のコアに作用する磁気的な力を用いて、前記磁石列の位置保持をすることを特徴とするリニアモータ。
【請求項１３】
請求項１から請求項１０のうちの1つのリニアモータにおいて、
前記磁石列と前記電機子のコアに作用する磁気的な力を検出し、前記磁石列と前記電機子の相対的な位置関係を推定することを特徴としたリニアモータ。
【請求項１４】
請求項１から請求項１０のうちの１つのリニアモータにおいて、
前記磁石列と前記電機子のコアに作用する磁気的な力により前記磁石列と前記電機子の相対的な駆動力を減衰させることを特徴としたリニアモータ。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のうちの１つのリニアモータを用いたことを特徴とする駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリニアモータ及びその駆動システムに係り、特に、永久磁石列と電機子との間に相対的に水平移動するための推力を発生するものに好適なリニアモータ及びその駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、（特許文献１）がある。この公報には、「細長棒状の界磁マグネット１１を有する軸状体Ｓの外周側に相対移動可能に配置した複数個の電機子コイル１２を有する筒状体Ｃの中空ケース１３を非磁性材料とし、その中空ケース１３に対して磁性ヨークを介在することなく複数個の電機子コイル１２を装着したことによって、通電駆動時におけるコギングの発生をほとんどなくしつつ推力のリップルを小さく抑えるとともに、軸状体Ｓの界磁マグネット１１を吸引して適宜の位置に保持する磁性保持部材１４を筒状体Ｃに設けて、リニアモータを垂直状態に立てた場合などにおいても軸状体Ｓと筒状体Ｃとを停止状態に維持して離脱を防止したもの。」と記載されている。
【０００３】
また、（特許文献２）がある。この公報には、「リニアモータ２０は、電機子部を固定子１とし、界磁部を直線移動する可動子２とする。リニアモータ２０は、可動子２のシャフト７に連結されたガイドレール１１と、このガイドレール１１を固定子１に対して軸方向に移動可能に支持するガイドブロック１２と、可動子２のガイドレール１１に設けられたリニアスケール１３と、リニアスケール１３に対向配置された位置センサ１４と、を備える。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３６４３９９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９８２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、（特許文献１）のリニアモータにおいては、磁性保持部材を設けて軸状体Ｓ（可動子）と筒状体Ｃ（固定子）との相対的な位置を保持する。そのため、リニアモータの体格が大きくなる、部品点数が増加するといった問題点がある。さらに、（特許文献２）のリニアモータにおいては、リニアモータのシャフトの真直度や反りの影響による位置検出不良を防止するため、可動子のガイドレールに設けられたリニアスケールと、リニアスケールに対向配置された位置センサと、を備える。そのため、リニアモータの体格が大きくなる、部品点数が増加するといった問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、  上記課題を解決するために本発明は、磁性体で構成されるコアと巻線とからなる電機子と、前記電機子と対向する永久磁石が複数並べられた磁石列が相対的移動するリニアモータにおいて、前記電機子と前記磁石列の相対的に移動する際の前記電機子と前記磁石列の対向長さＬｓと、前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向の前記電機子の磁石対向部分の長さＬａとを足した値（Ｌｓ+Ｌａ）が、前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向の前記磁石列の長さＬｍより大きい（Ｌｓ+Ｌａ>Ｌｍ）ことを特徴とするものである。
【０００７】
また、上記課題を解決するために本発明は、磁性体で構成されるコアと巻線とからなる電機子と、前記電機子と対向する永久磁石が複数並べられた磁石列が相対的移動するリニアモータにおいて、前記電機子と前記磁石列の相対的に移動する際の前記電機子と前記磁石列の対向長さＬｓと、前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向の前記電機子の磁石対向部分の長さＬａと、前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向に並んだ前記永久磁石の個数Ｎと、前記永久磁石のピッチをＬｐにおいて、Ｌｓ+Ｌａ>Ｎ×Ｌｐであることを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記課題を解決するために本発明は、磁性体で構成されるコアと巻線とからなる電機子と、前記電機子と対向する永久磁石が複数並べられた磁石列が相対的移動するリニアモータにおいて、前記電機子と前記磁石列の相対的に移動する際の前記電機子と前記磁石列の対向長さＬｓと、前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向の前記電機子の磁石対向部分の長さＬａと、前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向の前記磁石列の長さＬｍとが、Ｌｓ＝Ｌｍ＋Ｌａの関係にあることを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記課題を解決するために本発明は、磁性体で構成されるコアと巻線とからなる電機子と、前記電機子と対向する永久磁石が複数並べられた磁石列が相対的移動するリニアモータにおいて、前記電機子と前記磁石列の相対的に移動する際の前記電機子と前記磁石列の対向長さＬｓと、前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向の前記電機子の磁石対向部分の長さＬａと、前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向に並んだ前記永久磁石の個数Ｎと、前記永久磁石のピッチをＬｐにおいて、Ls＝La＋Ｎ×Ｌｐであることを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記課題を解決するために本発明は、磁性体で構成されるコアと巻線とからなる電機子と、前記電機子と対向する永久磁石が複数並べられた磁石列が相対的移動するリニアモータにおいて、前記磁石列の端部の磁石の特性が、前記磁石列の中央部の磁石の特性と異なることを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記課題を解決するために本発明は、磁性体で構成されるコアと巻線とからなる電機子と、前記電機子と対向する永久磁石が複数並べられた磁石列が相対的移動するリニアモータにおいて、前記電機子と前記磁石列の相対的に移動する方向に並べられた前記磁石の磁極方向が、前記磁石列端部で異なることを特徴とするものである。
【００１２】
更に、本発明はリニアモータにおいて、前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向に少なくとも２つ以上の電流位相が同相となる巻線を有することを特徴とするものである。
【００１３】
更に、本発明はリニアモータにおいて、前記電機子と前記磁石列とが相対的に移動する方向に少なくとも２つ以上の電機子を有することを特徴とするものである。
【００１４】
更に、本発明はリニアモータにおいて、前記磁石列を挟み込むように前記電機子を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
更に、本発明はリニアモータにおいて、前記磁石列を挟み込むように前記電機子をコアで連結したことを特徴とするものである。
【００１６】
更に、本発明はリニアモータにおいて、前記磁石列と前記電機子のコアに作用する磁気的な力を用いて、前記磁石列の位置保持をすることを特徴とするものである。
【００１７】
更に、本発明はリニアモータにおいて、前記電機子と前記磁石列の相対的に移動する長さＬｓの端部において前記磁石列と前記電機子のコアに作用する磁気的な力を用いて、前記磁石列の位置保持をすることを特徴とするものである。
【００１８】
更に、本発明はリニアモータにおいて、前記磁石列と前記電機子のコアに作用する磁気的な力を検出し、前記磁石列と前記電機子の相対的な位置関係を推定することを特徴とするものである。
【００１９】
更に、本発明はリニアモータにおいて、前記磁石列と前記電機子のコアに作用する磁気的な力により前記磁石列と前記電機子の相対的な駆動力を減衰させることを特徴とするものである。
【００２０】
更に、本発明は前述の構成のリニアモータを用いた駆動システムを提供することにある。
【発明の効果】
【００２１】
磁性保持部材や位置センサを取り付けることなく、小型のリニアモータ、及びそれを用いた駆動システムを提供することを実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】リニアモータの斜視図である。
【図２】図１のリニアモータをＹＺ平面で切り取った模式図である。
【図３】リニアモータの電機子と磁石列の相対的な位置関係例１を示す図である。
【図４】リニアモータの電機子と磁石列の相対的な位置関係例２を示す図である。
【図５】永久磁石の残留磁束密度を変化させた場合の実施例を示す図である。
【図６】磁石列の端部の磁束方向を変えた場合の実施例を示す図である。
【図７】電機子に同相となる巻線の配置した実施例を示す図である。
【図８】電機子に同相となる巻線の配置した実施例を示す図である。
【図９】１つの磁石列に対し電機子を２つ配置したリニアモータの構成例である
【図１０】磁石列を電機子で挟み込んだ構成例を示す図である。
【図１１】磁石列を電機子で挟み込んだ構成例を示す図である。
【図１２】磁石列を挟み込む電機子を連結した実施例である。
【図１３】本発明により生じる力の解析例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２４】
本発明のリニアモータの例を説明する。図１に本実施例のリニアモータの斜視図を示す。図２に斜視図をＹ−Ｚ平面で切り取った模式図を示す。図１および図２は、３相駆動のリニアモータの例を示す。電機子１００は、巻線１０２ａ、巻線１０２ｂ、巻線１０２ｃおよびコア１００で構成される。磁石列２００は、永久磁石２０１およびバックプレート２０２で構成される。コア１００およびバックプレート２０２は、ケイ素鋼板やＳＳ４００などの磁性体が材料に用いられる。また、永久磁石２０１は、希土類を用いたボンド磁石や焼結磁石およびフェライト磁石などを用いられるが、これらの材料に限定されるわけではない。電機子１００の巻線に流して生じる磁束と、磁石列２００の永久磁石２０１によって生じる磁束の相互作用によって、電機子１００と磁石列２００は相対駆動をする。電機子１００と磁石列２００は図示しないリニアガイド、直動のベアリング、カムフォロアおよびローラーなどでＹ軸方向の間隔が維持される。また、磁石列２００は、磁性体からなるバックプレート２０２に永久磁石２０１を複数配置する。電機子１００と磁石列２００が相対運動する方向に永久磁石２０１が複数並べられ、隣り合う永久磁石間で磁極の向き２０３が交互になるように配置する。
【００２５】
電機子１００の巻線１０２に電流を流さない場合においても、電機子１００のコア１０１と、磁石列２００の永久磁石２０１には、磁性体からなるコア１０１と永久磁石２０１に吸引力が生じる。３相リニアモータの場合の電機子１００のコア１０１と、磁石列２００の永久磁石２０１に働く吸引力を図３を用いて説明する。３相モータの場合、一般に、永久磁石２０１のピッチ５０４を電気角１８０°とした場合、各相の巻線および磁石に対向するコアは電気角で各々１２０°の位相差をもつように配置される。各相の巻線を巻いたコアを１０１ａ、１０１ｂおよび１０１ｃは、電機子１００と磁石列２００が相対運動する方向に併設される。ここで、電機子の長さ５０２をＬａ、電機子１００と磁石列２００が相対運動する移動長さ５０３をＬｓ、磁石列２００の電機子１００と対向する部分の長さ５０１をＬｍとした場合、Ｌａ＋Ｌｓ＞Ｌｍの関係にある場合、電機子１００と磁石列２００は相対運動の端部で図３下部に示したように、永久磁石２０１ａに対向しないコアが生じる。つまり、電機子１００の一部もしくは全部が、磁石列２００に対して、電機子１００と磁石列２００が相対移動する方向にはみ出る。コア１０１ａとコア１０１ｂは、永久磁石２０１ａに対向する位置にある。それに対し、コア１０１ｃは永久磁石２０１と対向しない。巻線１０２に電流を流さない場合において、電機子１００のコア１０１に働くＺ方向の吸引力は、ディテント力と呼ばれ、電流を流した時に生じる推力の脈動原因となるため小さくなるように設計する。一般に、３相のコアに生じる脈動成分は、各々１２０°の位相差を持つことで、相殺される仕組みになっている。つまり、各位相のコアに生じる脈動成分にばらつきがあると、ディテントが大きくなる。本発明は、電機子１００と磁石列２００との相対運動の端部で、各相のコアに生じるＺ方向の吸引力にアンバランスを生じさせ、磁石列に働く力（ディテント力）を大きくする。この力により、電機子１００と磁石列２００の相対位置を保持するものである。本構成により、磁性保持部材など追加の部品を設けることなく、電機子１００と磁石列２００は相対運動の端部において、電機子１００と磁石列２００の位置関係を保持することが可能となる。
【００２６】
また、電機子１００と磁石列２００とが相対的に移動する方向に並んだ永久磁石２０１の個数をＮと、永久磁石２０１のピッチ５０４をＬｐとした場合、電機子の長さ５０２をＬａ、電機子１００と磁石列２００が相対運動する移動長さ５０３をＬｓに対し、Ｌｓ＋Ｌａ＞Ｎ×Ｌｐの関係にする。これにより、電機子１００と磁石列２００との相対運動の端部において、電機子１００に働く各相のコア１０１への力のアンバランスにより、電機子１００と磁石列２００の位置関係を保持することが可能となる。
【実施例２】
【００２７】
実施例２として、小型のリニアモータの構成例を説明する。本実施例のリニアモータのうち、既に説明した実施例１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００２８】
図４を用いて本実施例のリニアモータを説明する。図４の上部および下部に示す電子機１００と磁石列２００位置関係において、電子機１００と磁石列２００とのＺ方向の距離が開くにつれて、子機１００と磁石列２００のＺ方向の吸引力も小さくなる。また、電子機１００と磁石列２００とのＺ方向の距離が開くにつれて、電機子１００を磁石列２００に対向する位置に戻す際の推力も小さくなる。したがって、電機子１００と磁石列２００の相対的に移動する際の電機子１００と磁石列２００の対向長さＬｓと、電機子１００と磁石列２００とが相対的に移動する方向の電機子１００の磁石対向部分の長さＬａと、電機子１００と磁石列２００とが相対的に移動する方向の磁石列２００の長さＬｍは、Ｌｓ＝Ｌｍ＋Ｌａの関係にあることがより良い。
【００２９】
また、電機子１００と磁石列２００の相対的に移動する際の電機子１００と磁石列２００の対向長さＬｓと、電機子１００と磁石列２００とが相対的に移動する方向の電機子１００の磁石対向部分の長さＬａと、電機子１００と磁石列２００とが相対的に移動する方向に並んだ永久磁石２０１の個数Ｎと、永久磁石２０１のピッチ５０４をＬｐとした場合、Ls＝La＋Ｎ×Ｌｐを満足することが好ましい。
【実施例３】
【００３０】
実施例３として、小型のリニアモータの構成例を説明する。本実施例のリニアモータのうち、既に説明した実施例１乃至実施例２に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については説明を省略する。
【００３１】
図５を用いて本実施例のリニアモータを説明する。本実施例は、永久磁石２０１の残留磁束密度を磁石列端部で変えることにより、電機子のコアに作用する各相の吸引力をアンバランスにし、電機子１００と磁石列２００の位置関係を保持することが可能となる。図５に示した磁石列２００のZ方向の端部の磁石２０３ａの残留磁束密度を大きくした場合について示す。これにより、Ｚ方向の吸引力（コギング力）が増大し、電機子１００と磁石列２００の位置関係を保持することが可能となる。図５において、磁石列２００の両端の永久磁石２０３ａの磁束密度を大きくした場合について示したが、これに限定されるわけではない。磁石列２００において永久磁石２０１の残留磁束密度を部分的に変えることで、残留磁束密度が変わる磁石列に対向する位置に電機子１００がある場合、各相の吸引力がアンバランスになり、電機子１００と磁石列２００の位置関係を保持する力が働く。図５においては、磁石列２００の両端の永久磁石各１個の残留磁束密度を大きくした場合を示したが、この個数に限定されるわけではない。また、永久磁石の残留磁束密度を小さくし、アンバランスを生じされることも可能である。
【００３２】
図６に本実施例の変形例を示す。図６の磁石列２００の左部の永久磁石の磁極の向きを変えた場合の実施例を示す。２０３ａは、永久磁石の残留磁束密度を大きくし、かつ、隣りの永久磁石の磁極の向き２０３ｂとそろえた構成を示す。このように、磁石列２００端部の永久磁石において、磁極の向きを変えることでもアンバランスが生じ、電機子１００と磁石列２００の位置関係を保持する力が働く。また、永久磁石の残留磁束密度を変えることと、磁極の向きを変えることと、を同時に実施することも可能である。
【実施例４】
【００３３】
実施例4として、小型のリニアモータの構成例を説明する。本実施例のリニアモータのうち、既に説明した実施例１乃至実施例３に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００３４】
図７及び図８を用いて実施例のリニアモータを説明する。図７はリニアモータの斜視図を示し、図８にそのリニアモータをＹＺ平面で切り取った構成例を示す。図７は、本発明のリニアモータのコア配列を隣り合うコアで同位相に配置したものである。電機子１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、図示しない部品で連結される。Ｕ相、Ｖ相およびＷ相は電気的な位相が各々１２０°ずれている。また、Ｕ＋とＵ−は位相が１８０°ずれていることを示す。位相差が１８０°の場合、巻線の方向変えることにより、同位相の電流で駆動できる。たとえば、巻線１０２ａを時計回りに巻いたとすると、巻線１０２ｂは反時計回りに巻くことで同一電流で位相差を１８０°にできる。このように、電機子１００ａ，１００ｂ，１００ｃと、磁石列２００が相対的に動く方向（Ｚ方向）に同位相となる巻線を併設配置することで、永久磁石２０１と電機子１００ａ，１００ｂ，１００ｃの対向範囲が広がり、電機子１００ａ，１００ｂ，１００ｃを磁石列２００に対向する位置に戻す際の推力を大きくできる。
【実施例５】
【００３５】
実施例５として、小型のリニアモータの構成例を説明する。本実施例のリニアモータのうち、既に説明した実施例１乃至実施例４に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００３６】
図９及び図１０を用いて実施例のリニアモータを説明する。図９及び図１０にリニアモータのＹＺ断面図を示す。本構成は電機子１００ａと、電機子１００ｂを、電機子１００ａ，１００ｂと、磁石列２００が相対的に動く方向（Ｚ方向）に併設したものである。電機子１００ａと１００ｂは図示しない部品で連結され、電機子１００ａおよび１００ｂは一体となって磁石列２００と相対的駆動する。例えば電機子１００ｂが、図８下部に示すような位置にある場合、電機子１００ｂの電機子によって電機子と磁石列２００の位置関係を保持し、電機子が駆動する際の推力を電機子１００ａによって発生することが可能になる。電機子は少なくとも２つ以上で構成され、１つの電機子は単独で駆動できるものであればよい。たとえば、図９及び図１０に示した電機子１００ａと電機子１００ｂは、それぞれ単独でもリニアモータとして動作できれば、電機子１００ａと電機子１００ｂを一体として電機子を構成してもかまわない。つまり、電機子の一部分がリニアモータとしての動作ができればよい。
【実施例６】
【００３７】
実施例６として、小型のリニアモータの構成例を説明する。本実施例のリニアモータのうち、既に説明した実施例１乃至実施例５に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００３８】
図１０及び図１１を用いて実施例のリニアモータを説明する。例えば、図３および図５で説明したように、永久磁石とコアの吸引力のアンバランスを生じさせ、電機子と磁石列の位置関係を保持しようとした場合、図３および図５においてＺ方向の力とＹ方向の力の成分が発生する。Ｙ方向の力成分は、永久磁石とコアの吸引力で発生するため、コアの有る場合と無い場合、永久磁石の残留磁束密度が変わった場合、つまり図３および図５の紙面を貫く軸（図示しないＸ軸）周りにモーメントが発生する。このモーメント力を低位減するため、永久磁石を電機子で挟み込む構造がなお好適である。
【００３９】
図１０及び図11に永久磁石を電機子で挟み込む構造のリニアモータを示す。図１０及び図１１に示すリニアモータは、磁石列２００は、永久磁石２０１と、永久磁石ホルダ２０４で構成される。永久磁石ホルダ２０４は磁石の漏れ磁束を低減するため非磁性体が好適であるが、磁性体を用いることで電機子の作る磁束と、磁性体で構成された永久磁石ホルダの吸引力を利用することも可能である。磁石列２００は、上側電機子１００ａと下側電機子１００ｂに挟まれることにより、上側電機子１００ａに生じるＹ方向の力と、下側電機子１００ｂに生じるＹ方向の力を相殺することが可能になる。
【００４０】
図１２に応用例を示す。図１２は、上側電機子と下側電機子をコア１０１ｆでつないだ構成であり、コア１０１ｆは上側電機子および下側電機子を保持するだけでなく、上下の電機子をつなぐ磁路の役割も得られるため、より好適である。
【実施例７】
【００４１】
実施例７として、本発明のリニアモータに働く力の解析例を説明する。
【００４２】
図１３に解析によって確認した電機子と磁石列に働く力を示す。相対位置Ａでの電機子１００と磁石列２００の位置関係と、相対位置Ｂでの電機子１００と磁石列２００の位置関係とを、図１３上段に示す。グラフの横軸は電機子１００と磁石列２００との基準点の距離を磁石ピッチＬｐで除した値を示す。したがって、ある基準点の位置を０とし、電機子１００と磁石列２００が相対的に磁石ピッチＬｐだけ移動した場合、横軸は１となる。一般に、３相のリニアモータは各相の電機子と永久磁石の脈動成分が正弦波であれば合成の力はほぼゼロになるが、実際は高次の脈動成分を含むためゼロにならない。相対位置Ａから相対位置Ｂの区間は、電機子１００に対し磁石列２００の永久磁石が対向しているため脈動成分が小さい。しかし、相対位置Ａから左と、相対位置Ｂから右の部分においては、電機子１００に対し磁石列２００の永久磁石が対向しないコアが存在し、脈動成分が大きくなる。この脈動成分を利用して、電機子１００に対し磁石列２００の相対的な位置を保持することができる。たとえば、一定速で磁石列２００が、電機子１００に対し相対的に移動している場合、相対位置Ａから左と、相対位置Ｂから右の部分に入ると脈動成分が大きくなるため、移動するために必要な巻線に流す電流が増加する。この増加する電流を検知することで、機子１００に対し磁石列２００の相対的な位置を検出することが可能になる。また、相対位置Ａから左と、相対位置Ｂから右の部分に入ると脈動成分の増加により移動を妨げようとする力が生じるため、この力を大きく設計することで減衰機構として作用することが可能となる。
【００４３】
以上、本発明の各実施例を図を用いて説明した。本発明は電機子と磁石列の位置関係の保持や、電機子と磁石列の相対的な位置関係を、リニアモータの電機子および磁石列のみで実現できる。
【符号の説明】
【００４４】
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ  電機子
１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ，１０１ｅ，１０１ｆ、１０１ｇ、１０１ｆ  コア
１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅ，１０２ｆ  巻線
２００  磁石列
２０１、２０１ａ  磁石
２０２  バックプレート
２０３、２０３ａ、２０３ｂ，２０３ｃ  永久磁石の磁極の向き
２０４  永久磁石ホルダ
５０１  磁石列の電機子との対向する長さ
５０２  電機子の長さ
５０３  電機子と磁石列の相対的な移動長さ
５０４  永久磁石のピッチ
【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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