(57)【要約】【課題】可動子の長さが電機子の長さよりも短い構成であっても、端部効果による磁束量の不均衡を解消してディテント力を低減することができるリニアモータを提供する。【解決手段】リニアモータは、複数の矩形板状の永久磁石１２ａ〜１２ｇを配列させた可動子１と、複数の等ピッチの磁極歯２２を有する電機子２とを備え、可動子１の長さが電機子２の長さよりも短い。複数の永久磁石１２ａ〜１２ｇの磁化方向は厚さ方向であって、隣り合う永久磁石同士の磁化方向は逆向きである。永久磁石１２ａ〜１２ｇの配列ピッチは等ピッチであり、複数の永久磁石１２ａ〜１２ｇの幅は、配列方向の両端部（永久磁石１２ａ及び１２ｇ）で最小であり、中央部側に向かうにつれて大きくなって中央部（永久磁石１２ｄ）で最大である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の矩形板状の永久磁石を配列させた可動子と、複数の磁極歯を有する電機子とを備えており、前記可動子の長さが前記電機子の長さより短いリニアモータにおいて、
前記複数の永久磁石の磁化方向は自身の厚さ方向であって、隣り合う永久磁石同士の磁化方向は逆向きであり、前記複数の永久磁石の配列ピッチは等ピッチであり、前記複数の永久磁石の幅は、配列方向の両端部で最小であり、中央部側に向かうにつれて大きくなって中央部で最大であることを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記複数の永久磁石がその長手方向に２分割されており、分割された各群が前記可動子の長手方向に、前記電機子の前記磁極歯のピッチの１／８以上１／１６以下ずれてい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】
前記中央部の永久磁石の幅に対する前記中央部及び両端部の永久磁石の幅の差の割合が、１５％以上３５％以下であることを特徴とする請求項１または２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、複数の板状の永久磁石を有する可動子と、複数の磁極歯を有する電機子（固定子）とを組み合わせてなるリニアモータに関し、特に可動子の長さが電機子の長さより短いリニアモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転型モータの出力をボールねじにて直線運動に変換するような従来の方法では、移動速度が遅いため、直線運動出力を直接に取り出し可能なリニアモータ（アクチュエータ）の利用が進められている。このようなリニアモータとして、複数の永久磁石を有する可動子と複数の磁極歯を有する電機子（固定子）とを組み合わせた種々のリニアモータが提案されている（特許文献１〜４）。
【０００３】
半導体製造装置におけるワイヤボンダ、チップマウンタでは高速な反復運動が必要であるため、質量が小さくて大きな加速度が得られるリニアモータの使用が好ましい。このようなリニアモータとして、例えば特許文献１に開示されているように、電機子の全面に可動子の永久磁石が対向するのではなく、可動子の長さ（可動子における永久磁石の配列長さ）を電機子の長さよりも短くした構成をなすリニアモータが採用されている。この長さの差がリニアモータの動作可能なストロークとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５０１２８号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／１１８５６８号
【特許文献３】特開２００２−１４２４３６号公報
【特許文献４】特開平１１−３３２２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
可動子の長さを電機子の長さよりも短くしたリニアモータにあっては、電機子の端部に可動子の永久磁石が常時対向しているわけではないので、ディテント力が大きくなるという問題がある。大きなディテント力が生じる要因は、可動子の両端部における永久磁石から発生する磁束が、中央部の永久磁石から発生する磁束より多くなることにより、電機子の磁極歯を吸引する力が働く、いわゆる端部効果によるものである。
【０００６】
特許文献２では、端部効果によるディテント力を低減するために、電機子の中央部側における磁極歯の幅を両端部側の磁極歯の幅より大きくすることにより、端部効果による両端部での磁束の増加に合せて中央部側での磁束を増加させて磁束の分布を均一化している。しかしながら、前述したように、可動子の長さを電機子の長さよりも短くしたリニアモータにあっては、電機子の両端部に可動子の永久磁石が常時対向しているわけではないので、この特許文献２におけるディテント力の低減方法は適用できない。
【０００７】
また、他の特許文献１、３及び４にあっては、ディテント力を低減する効果は得られない。
【０００８】
以上のように、軽量化を図るために可動子の長さを電機子の長さよりも短くしたリニアモータに対して、ディテント力を低減するための有効な対策は考案されていない。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、可動子の長さが電機子の長さよりも短い構成であっても、端部効果による磁束量の不均衡を解消してディテント力を低減す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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るリニアモータは、複数の矩形板状の永久磁石を配列させた可動子と、複数の磁極歯を有する電機子とを備えており、前記可動子の長さが前記電機子の長さより短いリニアモータにおいて、前記複数の永久磁石の磁化方向は自身の厚さ方向であって、隣り合う永久磁石同士の磁化方向は逆向きであり、前記複数の永久磁石の配列ピッチは等ピッチであり、前記複数の永久磁石の幅は、配列方向の両端部で最小であり、中央部側に向かうにつれて大きくなって中央部で最大であることを特徴とする。
【００１１】
本発明のリニアモータにあっては、隣り合う永久磁石同士で磁化方向が厚さ方向に逆向きとなる複数の矩形板状の永久磁石を長手方向（移動方向）に配列した可動子と、等ピッチの磁極歯を有する電機子とを備える。可動子における複数の永久磁石の配列ピッチは等ピッチであるが、永久磁石の幅が、両端部で最小であり、中央部側に向かうにつれて大きくなって中央部で最大となっている。本発明では、中央部側における永久磁石の幅を両端部側における永久磁石の幅より大きくしているため、端部効果による両端部での磁束の増加に合せて中央部の磁束を増加させて磁束の分布を均一化することができる。この結果、ディテント力を低減することが可能である。
【００１２】
本発明に係るリニアモータは、前記複数の永久磁石がその長手方向に２分割されており、分割された各群が前記可動子の長手方向に、前記電機子の前記磁極歯のピッチの１／８以上１／１６以下ずれていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のリニアモータにあっては、可動子の長手方向（移動方向）に配列された幅が異なる複数の矩形板状の永久磁石が、永久磁石の長手方向に２分割されており、分割された各群における永久磁石の配列が可動子の長手方向（移動方向）に、電機子の磁極歯のピッチの１／８以上１／１６以下ずれている。よって、第１２次高調波成分のディテント力を低減できる。
【００１４】
本発明に係るリニアモータは、前記中央部の永久磁石の幅に対する前記中央部及び両端部の永久磁石の幅の差の割合が、１５％以上３５％以下であることを特徴とする。
【００１５】
本発明のリニアモータにあっては、中央部の永久磁石の幅に対する中央部及び両端部の永久磁石の幅の差の割合が、１５％以上３５％以下である。よって、端部効果による両端部での磁束の増加（２５％程度）を効率良く相殺できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のリニアモータでは、これまでにディテント力低減の対策がなかった可動子の長さが電機子の長さよりも短い構成であっても、端部効果による磁束量の不均衡を解消してディテント力を大幅に低減することができる。この結果、小型軽量化と高精度化とを両立したリニアモータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係るリニアモータの構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るリニアモータの構成を示す断面図である。
【図３】第１実施形態に係るリニアモータの構成を示す平面図である。
【図４】第１実施形態に係るリニアモータにおける永久磁石の配列を示す図である。
【図５】第２実施形態に係るリニアモータの構成を示す斜視図である。
【図６】第２実施形態に係るリニアモータの構成を示す断面図である。
【図７】第２実施形態に係るリニアモータにおける永久磁石の配列を示す図である。
【図８】実施例１のリニアモータの構成を示す断面図である。
【図９】実施例１のリニアモータの構成を示す平面図である。
【図１０】実施例１のリニアモータにおける永久磁石の配列を示す図である。
【図１１】電機子の構成素材を示す平面図である。
【図１２】実施例１のリニアモータにおけるディテント力を示すグラフである。
【図１３】実施例１のリニアモータにおける各高調波次数でのディテント力の振幅を示すグラフである。
【図１４】従来例のリニアモータの構成を示す断面図である。
【図１５】従来例のリニアモータにおける永久磁石の配列を示す図である。
【図１６】従来例のリニアモータにおけるディテント力を示すグラフである。
【図１７】従来例のリニアモータにおける各高調波次数でのディテント力の振幅を示すグラフである。
【図１８】実施例２のリニアモータの構成を示す断面図である。
【図１９】実施例２のリニアモータにおける永久磁石の配列を示す図である。
【図２０】実施例２のリニアモータにおけるディテント力を示すグラフである。
【図２１】比較例としてのリニアモータの構成を示す断面図である。
【図２２】比較例としてのリニアモータにおける永久磁石の配列を示す図である。
【図２３】比較例としてのリニアモータにおけるディテント力を示すグラフである。
【図２４】種々のリニアモータにおける各永久磁石の幅と測定されたディテント力の尖頭値幅とを示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１、図２及び図３はそれぞれ、第１実施形態に係るリニアモータの構成を示す斜視図、断面図及び平面図であり、図４は第１実施形態に係るリニアモータにおける永久磁石の配列を示す図である。第１実施形態のリニアモータは、可動子１と電機子２とを組み合わせて構成されている。可動子１の長さは電機子２の長さよりも短く、この長さの差がリニアモータの動作可能なストロークとなる。また、磁極構成は７極６スロットである。
【００２０】
可動子１は、平板状のバックヨーク１１と、矩形板状の複数の永久磁石１２ａ〜１２ｇとを有する。例えば軟質鋼板からなるバックヨーク１１の一面には、７個の永久磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇをこの順に可動子１の長手方向（移動方向）に配列させた構成が、可動子１の幅方向に２列並設されている。これらの永久磁石１２ａ〜１２ｇは、接着剤によりバックヨーク１１の一面に貼り付けられている。
【００２１】
各列にあって、７個の永久磁石１２ａ〜１２ｇの配列ピッチ（図４のｐＡ）は等しいが、各永久磁石１２ａ〜１２ｇの幅は等しくない。両端部の永久磁石１２ａ及び１２ｇの幅が最も小さく、中央部側に向かうにつれて幅が徐々に大きくなって、中央部の永久磁石１２ｄの幅が最も大きい。即ち、永久磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇの幅をそれぞれ、ｗａ，ｗｂ，ｗｃ，ｗｄ，ｗｅ，ｗｆ，ｗｇとした場合に、ｗａ＜ｗｂ＜ｗｃ＜ｗｄ＞ｗｅ＞ｗｆ＞ｗｇの関係が成り立っている。
【００２２】
一方の列の永久磁石１２ａ〜１２ｇの配列と他方の列の永久磁石１２ａ〜１２ｇの配列とは、後述する電機子２の磁極歯２２の形成ピッチ（図２のｐＢ）の１／１２分（図４のｐＣ＝ｐＢ／１２）、可動子１の長手方向にずれている。
【００２３】
電機子２は、軟質磁性体製であり、平板状のコア２１とコア２１から突設させた態様の複数の磁極歯２２とを一体化させた構成をなしている。複数の磁極歯２２は、電機子２の長手方向（可動子１の移動方向）に等ピッチ（図２のｐＢ）で形成されている。また、複数の磁極歯２２夫々は幅が等しい。各磁極歯２２にはコイル（図示せず）が巻回されている。
【００２４】
上記のような構成をなす可動子１と電機子２とを、永久磁石１２ａ〜１２ｇの下面と磁極歯２２の上面とを対向させた態様にて、磁気空間となる隙間を開けて配置することにより、本発明のリニアモータとなる。コイルに電流を流すことにより、電機子２の上方にて可動子１が電機子２に対して直線運動を行う。
【００２５】
本発明のリニアモータでは、可動子１の永久磁石１２ａ〜１２ｇの配列長を電機子２の全長よりも短くして軽量化を図っている。このように可動子の長さを電機子の長さより短くした構成では、前述したように、端部効果によって大きなディテント力が発生することが懸念される。しかしながら、本発明では、可動子１における永久磁石１２ａ〜１２ｇの構成を工夫することにより、ディテント力の発生を抑制している。以下、本発明にてディテント力の発生を抑制できる理由について説明する。
【００２６】
本発明では、可動子における永久磁石の配列に関して、従来のように同一幅の永久磁石を等ピッチにて配列するのではなく、可動子の長手方向（移動方向）に対して両端部側の永久磁石の幅を狭くして中央部側の永久磁石の幅を広くしている。但し、配列のピッチは等ピッチとしている。
【００２７】
このような配列にすることによって、両端部での永久磁石の磁束が端部効果によって増加した分を、幅を広くした中央部側の永久磁石の磁束にて補うことにより、磁束量の分布を全域にわたって均等化させて、端部吸引力によるディテント力の発生を抑えることができる。永久磁石配列の両端部での磁束の増加に起因したディテント力の抑制に大きな効果を果たし、抑制できる主な高調波次数は、電機子の磁極歯の形成ピッチに対して２次の高調波成分である。
【００２８】
端部効果による両端部の永久磁石の磁束は中央部の永久磁石の磁束に比べて、２５％程度大きいことが知られている。よって、この２５％程度大きい磁束を補うために、中央部の永久磁石１２ｄの幅（ｗｄ）に対する中央部及び両端部の永久磁石１２ｄ及び１２ａ（または１２ｆ）の幅の差（ｗｄ−ｗａ（またはｗｄ−ｗｆ））の割合を、１５％以上３５％以下、より好ましくは２０％以上３５％以下、さらに好ましくは２５％程度とすることにより、端部効果による両端部での磁束の増加を効率良く相殺できる。
【００２９】
但し、このような永久磁石の配列では、磁界解析によれば１２次の高調波成分が多く含まれる可能性が高いことが知られている。そこで、本発明では、永久磁石の配列を可動子の幅方向に２列に分割して、各列の永久磁石の配列パターンを、電機子２の磁極歯の形成ピッチの１／８以上１／１６以下ずらせている。このようにすることにより、１２次の高調波成分の発生を抑制することができる。
【００３０】
以上のように、本発明では、ディテント力の全ての高調波成分を、低く抑えることが可能である。この結果、ディテント力の発生を抑制した上で、可動子の長さを電機子の長さよりも短くすることによる軽量化を図ることができる。
【００３１】
（第２実施形態）
図５及び図６はそれぞれ、第２実施形態に係るリニアモータの構成を示す斜視図及び断面図であり、図７は第２実施形態に係るリニアモータにおける永久磁石の配列を示す図である。第２実施形態のリニアモータは、可動子１と電機子２とを組み合わせて構成されている。可動子１の長さは電機子２の長さよりも短く、この長さの差がリニアモータの動作可能なストロークとなる。また、磁極構成は７極６スロットである。
【００３２】
可動子１は、平板状のバックヨーク１１と、直方体状の複数の永久磁石１３ａ〜１３ｇとを有する。例えば軟質鋼板からなるバックヨーク１１の一面には、７個の永久磁石１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｇがこの順に可動子１の長手方向（移動方向）に配列されている。これらの永久磁石１３ａ〜１３ｇは、接着剤によりバックヨーク１１の一面に貼り付けられている。
【００３３】
７個の永久磁石１３ａ〜１３ｇの配列ピッチ（図７のｐＡ）は等しいが、各永久磁石１３ａ〜１３ｇの幅は等しくない。両端部の永久磁石１３ａ及び１３ｇの幅が最も小さく、中央部側に向かうにつれて幅が徐々に大きくなって、中央部の永久磁石１３ｄの幅が最も大きい。即ち、永久磁石１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｇの幅をそれぞれ、ｗａ，ｗｂ，ｗｃ，ｗｄ，ｗｅ，ｗｆ，ｗｇとした場合に、ｗａ＜ｗｂ＜ｗｃ＜ｗｄ＞ｗｅ＞ｗｆ＞ｗｇの関係が成り立っている。
【００３４】
第２実施形態における電機子２の構成は、上述した第１実施形態における電機子２の構成と同じであり、等幅の複数の磁極歯２２が電機子２の長手方向（可動子１の移動方向）に等ピッチ（図４のｐＢ）で形成されている。可動子１の全長（永久磁石１３ａ〜１３ｇの配列長）は、電機子２のコア２１の全長よりも短い。
【００３５】
第２実施形態でも、前述した第１実施形態と同様に優れた効果を奏する。つまり、可動子の長さを電機子の長さよりも短くすることによる軽量化と、ディテント力、特に２次の高調波成分のディテント力の発生の抑制化とを、両立させて実現することができる。
【００３６】
以下、本発明者が作製したリニアモータの具体的な構成と、作製したリニアモータの特性とについて説明する。
【００３７】
（実施例１のリニアモータの作製と特性の測定）
実施例１は、前述した第１実施形態に該当する構成である。図８及び図９はそれぞれ、実施例１のリニアモータの構成を示す断面図及び平面図であり、図１０は実施例１のリニアモータにおける永久磁石の配列を示す図である。図８〜図１０にあって、図１〜図４と同一部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。また、図８〜図１０に示す数値の単位はｍｍである。
【００３８】
軟鋼板（ＪＩＳ規格  Ｇ３１０１に定めるＳＳ４００）から、厚さ６ｍｍ、幅３１ｍｍ、長さ９３．０２ｍｍの板材を切り出してバックヨーク１１とした。ネオジム系希土類磁石（日立金属株式会社製  ＮＥＯＭＡＸ−Ｓ４９ＣＨ材、Ｂr ＝１．４Ｔ、ＨcB＝１０６２ｋＡ／ｍ）ブロックから、厚さ５ｍｍ、幅９ｍｍ、長さ１５ｍｍの永久磁石、厚さ５ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ１５ｍｍの永久磁石、厚さ５ｍｍ、幅１１ｍｍ、長さ１５ｍｍの永久磁石をそれぞれ４個ずつ切り出すと共に、厚さ５ｍｍ、幅１２ｍｍ、長さ１５ｍｍの永久磁石を２個切り出した。 
【００３９】
これらの１４個の永久磁石を、厚さ方向に着磁させた後、図１０に示すように、中央部側に幅が広い永久磁石が位置するように、各列７個ずつ２列にわたって、等ピッチ（１２．９６ｍｍ）でバックヨーク１１に接着して、可動子１を作製した。この際、一方の列の永久磁石１２ａ〜１２ｇの配列と他方の列の永久磁石１２ａ〜１２ｇの配列とを、電機子２の磁極歯２２の形成ピッチ（１５．１２ｍｍ）の１／１２分（１．２６ｍｍ）、バックヨーク１１の長手方向にずらせた。よって、各列にあって、７個の永久磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇの幅がそれぞれ、９ｍｍ，１０ｍｍ，１１ｍｍ，１２ｍｍ，１１ｍｍ，１０ｍｍ，９ｍｍであり、両端部の永久磁石１２ａ及び１２ｇの幅が最も小さく、中央部側に向かうにつれて幅が徐々に大きくなって、中央部の永久磁石１２ｄの幅が最も大きくなっている。
【００４０】
厚さ０．５ｍｍの珪素鋼板（ＪＩＳ規格  Ｃ２５５２に定める５０Ａ８００）から、図１１に示す形状の板材２３を６０枚切り出した。切り出した６０枚の板材２３を重ねて接着させて、外形が高さ３１ｍｍ、幅３０ｍｍ、長さ１４２．０８ｍｍの積層体を形成した。形成した積層体における等ピッチの各磁極歯夫々にコイルを巻回して電機子２を作製した。
【００４１】
作製した可動子１と電機子２との隙間を０．５ｍｍに保った状態で、可動子１を可動方向に移動させることができるテストベンチに装着し、可動子１に推力計を接続してディテント力を測定した。その測定結果を図１２及び図１３に示す。
【００４２】
（従来例のリニアモータの作製と特性の測定）
従来例として、等幅の複数の永久磁石を等ピッチで配列した可動子を用いて、実施例１と同様に、可動子の長さが電機子の長さよりも短くて、磁極構成が７極６スロットであるリニアモータを以下のように作製した。図１４は従来例のリニアモータの構成を示す断面図であり、図１５は従来例のリニアモータにおける永久磁石の配列を示す図である。なお、図１４及び図１５に示す数値の単位はｍｍである。
【００４３】
軟鋼板（ＪＩＳ規格  Ｇ３１０１に定めるＳＳ４００）から、厚さ６ｍｍ、幅３０ｍｍ、長さ９１．７６ｍｍの板材を切り出してバックヨーク３２とした。ネオジム系希土類磁石（日立金属株式会社製  ＮＥＯＭＡＸ−Ｓ４９ＣＨ材、Ｂr ＝１．４Ｔ、ＨcB＝１０６２ｋＡ／ｍ）ブロックから、厚さ５ｍｍ、幅１２ｍｍ、長さ３０ｍｍの永久磁石を７個切り出した。これらの７個の永久磁石３３を、厚さ方向に着磁させた後、図１５に示すように、等ピッチ（１２．９６ｍｍ）でバックヨーク３２に接着して、可動子３１を作製した。また、上記の実施例１と同様の手法にて電機子２を作製した。作製した可動子３１と電機子２との隙間を０．５ｍｍに保った状態で、可動子３１を可動方向に移動させることができるテストベンチに装着し、可動子３１に推力計を接続してディテント力を測定した。その測定結果を図１６及び図１７に示す。
【００４４】
図１２は、上述した実施例１のリニアモータにおけるディテント力を示すグラフであり、図１３は、上述した実施例１のリニアモータにおける各高調波次数でのディテント力の振幅を示すグラフである。また、図１６は、上述した従来例のリニアモータにおけるディテント力を示すグラフであり、図１７は、上述した従来例のリニアモータにおける各高調波次数でのディテント力の振幅を示すグラフである。
【００４５】
等幅の永久磁石を使用した従来例では、図１６に示すように尖頭値幅で５２Ｎのディテント力が測定された。一方、不等幅の永久磁石を使用した実施例１では、図１２に示すように尖頭値幅で２６Ｎのディテント力しか測定されず、従来例の半分にディテント力が低減されたことが分かる。
【００４６】
図１７に示す従来例の特性と図１３に示す実施例１の特性とを比較すれば、実施例１は従来例に比べて、特に第２次高調波成分のディテント力を大きく低減できていることが分かる。また、実施例１では、第１２次高調波成分のディテント力がほとんど存在しておらず、２列の永久磁石配列を磁極歯の形成ピッチの１／１２分ずらせた効果を示している。
【００４７】
（実施例２のリニアモータの作製と特性の測定）
実施例２は、前述した第２実施形態に該当する構成である。図１８は実施例２のリニアモータの構成を示す断面図であり、図１９は実施例２のリニアモータにおける永久磁石の配列を示す図である。図１８及び図１９にあって、図５〜図７と同一部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。また、図１８及び図１９に示す数値の単位はｍｍである。
【００４８】
軟鋼板（ＪＩＳ規格  Ｇ３１０１に定めるＳＳ４００）から、厚さ６ｍｍ、幅３０ｍｍ、長さ９１．７６ｍｍの板材を切り出してバックヨーク１１とした。ネオジム系希土類磁石（日立金属株式会社製  ＮＥＯＭＡＸ−Ｓ４９ＣＨ材、Ｂr ＝１．４Ｔ、ＨcB＝１０６２ｋＡ／ｍ）ブロックから、厚さ５ｍｍ、幅９ｍｍ、長さ３０ｍｍの永久磁石、厚さ５ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍの永久磁石、厚さ５ｍｍ、幅１１ｍｍ、長さ３０ｍｍの永久磁石をそれぞれ２個ずつ切り出すと共に、厚さ５ｍｍ、幅１２ｍｍ、長さ３０ｍｍの永久磁石を１個切り出した。
【００４９】
これらの７個の永久磁石を、厚さ方向に着磁させた後、図１９に示すように、中央部側に幅が広い永久磁石が位置するように、等ピッチ（１２．９６ｍｍ）でバックヨーク１１に接着して、可動子１を作製した。永久磁石の配列にあって、７個の永久磁石１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｇの幅がそれぞれ、９ｍｍ，１０ｍｍ，１１ｍｍ，１２ｍｍ，１１ｍｍ，１０ｍｍ，９ｍｍであり、両端部の永久磁石１３ａ及び１３ｇの幅が最も小さく、中央部側に向かうにつれて幅が徐々に大きくなって、中央部の永久磁石１３ｄの幅が最も大きくなっている。
【００５０】
また、上記の実施例１の電機子２と同様の手法にて電機子２を作製した。作製した可動子１と電機子２との隙間を０．５ｍｍに保った状態で、可動子１を可動方向に移動させることができるテストベンチに装着し、可動子１に推力計を接続してディテント力を測定した。その測定結果を図２０に示す。
【００５１】
不等幅の永久磁石を使用した実施例２では、図２０に示すように尖頭値幅で３２Ｎのディテント力しか測定されず、前述した従来例（図１６参照）に比べて大幅にディテント力を低減できていることが分かる。
【００５２】
（比較例としてのリニアモータの作製と特性の測定）
比較例として、両端部の永久磁石の幅のみを他の永久磁石の幅よりも狭くした可動子を用いて、実施例２と同様に、可動子の長さが電機子の長さよりも短くて、磁極構成が７極６スロットであるリニアモータを以下のように作製した。図２１は比較例としてのリニアモータの構成を示す断面図であり、図２２は比較例としてのリニアモータにおける永久磁石の配列を示す図である。なお、図２１及び図２２に示す数値の単位はｍｍである。
【００５３】
軟鋼板（ＪＩＳ規格  Ｇ３１０１に定めるＳＳ４００）から、厚さ６ｍｍ、幅３０ｍｍ、長さ９２．７２ｍｍの板材を切り出してバックヨーク４２とした。ネオジム系希土類磁石（日立金属株式会社製  ＮＥＯＭＡＸ−Ｓ４９ＣＨ材、Ｂr ＝１．４Ｔ、ＨcB＝１０６２ｋＡ／ｍ）ブロックから、厚さ５ｍｍ、幅１２ｍｍ、長さ３０ｍｍの永久磁石を６個切り出すと共に、厚さ５ｍｍ、幅６ｍｍ、長さ３０ｍｍの永久磁石を２個切り出した。これらの８個の永久磁石４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆ，４３ｇ，４３ｈを厚さ方向に着磁させた後、図２２に示すように、両端部に幅が狭い永久磁石４３ａ，４３ｈが位置するようにバックヨーク４２に接着して、可動子４１を作製した。また、上記の実施例１と同様の手法にて電機子２を作製した。作製した可動子４１と電機子２との隙間を０．５ｍｍに保った状態で、可動子４１を可動方向に移動させることができるテストベンチに装着し、可動子４１に推力計を接続してディテント力を測定した。その測定結果を図２３に示す。
【００５４】
両端部だけを幅狭とした永久磁石を使用した比較例では、図２３に示すように尖頭値幅で４８Ｎのディテント力が測定されており、ディテント力の低減効果は得られていないことが分かる。
【００５５】
（その他のリニアモータの作製と特性の測定）
上記の実施例２及び従来例と同様に、７個の永久磁石を等ピッチで一列だけ配列させた構成をなしており、各永久磁石の幅を変化させた種々の可動子を作製し、これらの作製した可動子を用いたリニアモータについて、ディテント力を測定した。なお、各永久磁石の幅を変えた以外の作製条件は、上記の実施例２及び従来例と同様である。
【００５６】
図２４は、これらの種々のリニアモータにおける各永久磁石の幅と測定されたディテント力の尖頭値幅とを示す図表である。種々のリニアモータとしてサンプル１〜７が存在する。図２４では、配列された７個の永久磁石について、可動子の可動方向の下流側から順次、第１永久磁石，第２永久磁石，第３永久磁石，第４永久磁石，第５永久磁石，第６永久磁石，第７永久磁石としており、第１永久磁石及び第７永久磁石が両端部の永久磁石に該当し、第４永久磁石が中央部の永久磁石に該当する。
【００５７】
サンプル１〜５は、両端部の永久磁石（第１永久磁石及び第７永久磁石）の幅が最も小さく、中央部側に向かうにつれて幅が徐々に大きくなって、中央部の永久磁石（第４永久磁石）の幅が最も大きくなっている本発明に該当する例であって、ディテント力の尖頭値幅が小さくて、ディテント力の低減効果が得られている。
【００５８】
サンプル６及び７は、前述した比較例と同様に、両端部の永久磁石の幅のみを狭くした例であって、大きなディテント力の尖頭値幅が測定されており、ディテント力の低減効果は得られていない。
【００５９】
上記の実施例１と同様に、７個の永久磁石の配列を可動子の幅方向に２列設けた種々の可動子を作製し、これらの作製した可動子を用いたリニアモータについて、ディテント力を測定した。なお、一方の磁石配列と他方の磁石配列との配列方向におけるずれ量を変えた以外の作製条件（各永久磁石の幅、永久磁石の配置ピッチなど）は、上述した実施例１と同じである。
【００６０】
実施例１ではずれ量を磁極歯の形成ピッチの１／１２である１．２６ｍｍとしたのに対して、ずれ量をそれぞれ、磁極歯の形成ピッチの１／８である１．８９ｍｍ、磁極歯の形成ピッチの１／１６である０．９４５ｍｍとした２例についてディテント力を測定した。測定されたディテント力の尖頭値幅は何れも、２８Ｎ未満であった。ずれ量を磁極歯の形成ピッチの１／１２とした実施例１と同様に、優れたディテント力の低減効果が得られている。
【００６１】
一方、ずれ量をそれぞれ、磁極歯の形成ピッチの１／２４である０．６３ｍｍ、磁極歯の形成ピッチの１／２８である０．５４ｍｍ、磁極歯の形成ピッチの約１／１９である０．８１ｍｍとした３例についてディテント力を測定した。測定されたディテント力の尖頭値幅はそれぞれ、３１Ｎ、３２Ｎ、２８Ｎであった。従来例及び比較例に比べれば、優れたディテント力の低減効果が得られていることが分かる。但し、実施例１よりは低減効果が少し劣っている。これは、第１２次高調波成分の低減効果が、ずれ量を最適化させた実施例１に比べて少ないことに起因すると考えられる。
【００６２】
なお、開示された実施の形態は、全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の説明ではなくて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全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１  可動子
２  電機子
１１  バックヨーク
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ  永久磁石
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ  永久磁石
２２  磁極歯
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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