(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨークと、可動コイルと、複数の永久磁石を有する第１の永久磁石群と、複数の永久磁石を有する第２の永久磁石群とを有する、リニアモータであって、
前記ヨークは、
共通ヨークと、
前記共通ヨークの一端に連続し前記共通ヨークと直交する第１のサイドヨークと、
前記共通ヨークの他端に連続し前記共通ヨークと直交しかつ前記第１のサイドヨークと対向する第２のサイドヨークと、
前記第１のサイドヨーク、前記共通ヨークおよび前記第２のサイドヨークとの間に規定される空洞部における、前記対向する第１および第２のサイドヨークの中間に位置するセンタヨークと
を有し、
前記ヨークを構成する、前記共通ヨーク、前記第１および第２のサイドヨークおよび前記センタヨークは、前記可動コイルが移動する長手方向に前記可動コイルが移動する範囲に形成されており、
前記第１の永久磁石群は、前記第２のサイドヨークと対向する前記第１のサイドヨークの面に、前記長手方向に沿って配設された複数の永久磁石を有し、当該複数の永久磁石は隣接する永久磁石の磁極を異ならせて配設されており、
前記第２の永久磁石群は、前記第１のサイドヨークと対向する前記第２のサイドヨークの面に、前記長手方向に沿って配設された複数の永久磁石を有し、当該複数の永久磁石は隣接する永久磁石の磁極を異ならせて配設されており、かつ、前記対向する第１の永久磁石群の複数の永久磁石と長手方向の配設位置が同じで、対向する永久磁石同士の磁極が同じであり、
前記可動コイルは、３個の第１のコイル部材からなる第１のコイル組を有し、
前記３個の第１のコイル部材は中心に前記センタヨークに挿通する空洞を有し、
前記３個の第１のコイル部材の各々の長手方向の長さは、前記各永久磁石の長手方向の長さの２／３であり、
前記３個の第１のコイル部材は、前記空洞の周囲に、かつ、前記長手方向に沿って前記各永久磁石の長手方向の長さの２／３の間隔を隔てて配設され、
前記３個の第１のコイル部材は前記センターヨークの長手方向と直交する向きで同じ方向に巻回され、その断面形状が前記第１および第２のサイドヨークに対向する面が平坦であり矩形の外形をしており、
前記長手方向に配設された前記３個の第１のコイル部材を有する第１のコイル組の長手方向の長さが、前記対向して配設された前記第１および第２の永久磁石群それぞれの長手方向に配列された連続する４個の永久磁石の長手方向の長さに等しくなるように、前記第１のコイル組および前記複数の永久磁石が構成されており、
前記３個の第１のコイル部材には、それぞれ位相差が１２０度の交流電流が印加される、
リニアモータ。
【請求項２】
前記可動コイルは、各々の長手方向の長さが前記各永久磁石の長手方向の長さの２／３であり、それぞれが前記３個の第１のコイル部材のそれぞれに連接して配設された、３個の第２のコイル部材からなる第２のコイル組をさらに有し、
前記第２のコイル部材は、
前記空洞の周囲に、前記第１のコイル部材と同じ巻回方向に巻回されており、
前記第１のコイル部材と同じ矩形の外形形状をしており、
隣接する前記第１のコイル部材と前記第２のコイル部材のそれぞれには、前記第２のコイル部材に印加される電流の位相が前記第１のコイル部材に印加される電流の位相と逆相である電流が印加される、
請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記３個の第１のコイル部材のそれぞれと、前記３個の第１のコイル部材のそれぞれに隣接して配設される前記３個の第２のコイル部材のそれぞれとは、両者のコイル部分の巻き終わり部分が接続され、
前記第１のコイル部材の巻きはじめ部分と当該対応する第１のコイル部材に隣接する前記第２のコイル部材の巻きはじめ部分に、前記第１コイル部分に印加される交流電流が印加される、
請求項２に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記３個の第１のコイル部材のそれぞれには他の第１のコイル部材に印加される位相差のある交流電流が印加され、前記第１のコイル部材と隣接する前記第２のコイル部材のそれぞれには隣接する第１のコイル部材に印加される交流電流の位相と逆相の交流電流が印加される、
請求項２に記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記可動コイルは、各々の長手方向の長さが前記各永久磁石の長手方向の長さの２／３であり、ぞれぞれが前記３個の第１のコイル部材のそれぞれに連接して配設された、３個の第２のコイル部材からなる第２のコイル組をさらに有し、
前記第２のコイル部材の各々は、前記空洞の周囲に、前記隣接する第１のコイル部材と逆の巻回方向に巻回されており、
前記３個の第１のコイル部材のそれぞれに１２０度の位相差のある交流電流が印加され、
前記３個の第２のコイル部材のそれぞれに１２０度の位相差のある交流電流が印加される、
請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項６】
前記第１および第２のコイル部材の各々は、ウエット巻きで形成されている、
請求項１〜５のいずれかに記載のリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータに係り、特に、位相制御駆動リニアモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より位相制御駆動リニアモータ、特に、三相同期駆動のリニアモータは、図７に示すように断面コ字状のサイドヨーク１０を備え、このサイドヨークの上片１２，下片１４の内面に、対向する磁石の極性が異なるようにかつ、それぞれ長手方向に隣接する磁石の極性が異なるようにＮ極，Ｓ極，Ｎ極，・・・・Ｓ極の配列で複数の永久磁石を有する第１、第２の永久磁石群５１，５２が設けられており、磁気回路が構成されている。この磁気回路内には、可動コイル３０が設けられており、可動コイル３０に、所定の方向に電流を印加することにより、図中Ａ方向に可動コイル３０を可動する構成となっている。
【０００３】
この可動コイル３０は、図９、図１０、図１１に示すように、補強板３２を挟んでそれ自身の上下面に、扁平形状のコイル部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを設けた構成で、これらを各々所定間隔Ｋ１を空けて並列に配した構成となっている。また、三相交流で駆動するため、各相をＵ相、Ｗ相，Ｖ相とすれば、コイル部材３２Ａの３２Ａ１が［＋Ｕ］，３２Ａ２が［−Ｕ］，コイル部材３２Ｂの３２Ｂ１が［＋Ｗ］，３２Ｂ２が［−Ｗ］，コイル部材３２Ｃの３２Ｃ１が［＋Ｖ］，３２Ｃ２が［−Ｖ］相に対応するように、電流が印加されるようになっている。
また、この可動コイル３０は、図８に示すように長手方向の磁気回路の寸法Ｔがサイドヨーク１０の上下片１２，１４に設けられた永久磁石磁石群５１，５２の隣接する永久磁石の磁極が交互にＮ極，Ｓ極である、連続する４個の永久磁石を１単位とする長手方向の寸法Ｓと等しくなるように構成されている。
【０００４】
ここで、可動コイル３０の構造を、詳細に説明する。
【０００５】
前記可動コイル３０のコイル部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃは、ウエット巻きで作成されているが、サイドヨーク１０の上下片１２，１４と平行な扁平形状であるためにコイルに対する鉛直方向Ｙ及び捻れ剛性力が弱く、そのため、可動コイル３０は、補強板３２を介して組み立てられている。
この補強板３２には、予めコイルを補強板３２の上下面の所定の位置に固定するために、コイルの中空部、たとえば、３２Ａ３の形状と一致する凸部４２が設けられ、コイルの中空部３２Ａ３を凸部４２に挿通して固定するようになっている。また、補強板３２にはコイルを補強板３２上に実装した場合に、全体として可動コイル３０の水平面に凹凸が出来ないように、コイルの厚さ分Ｄ１と等しい深さＤ２の溝部４４が設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記可動コイル３０には、下記のような不都合があった。
課題１、図９に示すようにコイル部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの各中空部３２Ａ３、３２Ｂ３、３ＣＢ３（水平方向の幅Ｌ１＝８mm）が磁気回路に寄与せず、推力に寄与するのは、図中のコイル幅Ｆの部分だけで、無駄な部分が多く磁気の利用効率が悪い。
課題２、補強板３２の非磁性体部分が大きいために、磁石５１，５２からみた磁気抵抗が大きく磁場が弱められるという不都合が生じていた。
課題３、コイルに生じるＮ×Ｉ［通称：アンペアーターン］により、磁石５１，５２による磁場が乱れ、電流−推力のリニアリティが悪くなり制御性が悪化し、最悪の場合には振動が起きる事態を招くという可能性があった。
課題４、上記アンペアーターンにより、ヨーク１０内の磁気飽和を誘起しやすくなり、第１、第２の永久磁石群５１，５２による磁場が弱まる。また、渦電流が発生し、ヨークの温度上昇を招き、これにより永久磁石５０の温度特性により磁場が弱められる不都合が生じていた。
課題５、可動コイル３０のコイル部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃは、扁平形状であり、その厚さは２〜３ｍｍ程度のため、コイル部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃだけでは、磁気回路内における鉛直方向Ｙに対する剛性力が弱く、ねじれを生じるため、非磁性体で構成された補強板３２が必要であり、可動コイル３０の軽量化が難しい。
以上により、大推力でかつ、安定した正確な位置決め精度が必要な、精密機械における読み取りヘッドを実装した可動コイル３０等では、可動コイル３０を大型化し、大電流を流さなければ必要な推力を得られなかった。
本発明は、このような従来の難点を解決するためになされたもので、可動コイルの形状を鋭意研究し、位相制御駆動リニアモータにおいて、磁場の利用効率が高く、しかもヨークの発熱を抑制でき、可動コイルを小型化でき安定した推力を得ることが出来るリニアモータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
ヨークと、可動コイルと、複数の永久磁石を有する第１の永久磁石群と、複数の永久磁石を有する第２の永久磁石群とを有する、リニアモータであって、
前記ヨークは、共通ヨークと、前記共通ヨークの一端に連続し前記共通ヨークと直交する第１のサイドヨークと、前記共通ヨークの他端に連続し前記共通ヨークと直交しかつ前記第１のサイドヨークと対向する第２のサイドヨークと、前記第１のサイドヨーク、前記共通ヨークおよび前記第２のサイドヨークとの間に規定される空洞部における、前記対向する第１および第２のサイドヨークの中間に位置するセンタヨークとを有し、
前記ヨークを構成する、前記共通ヨーク、前記第１および第２のサイドヨークおよび前記センタヨークは、前記可動コイルが移動する長手方向に前記可動コイルが移動する範囲に形成されており、
前記第１の永久磁石群は、前記第２のサイドヨークと対向する前記第１のサイドヨークの面に、前記長手方向に沿って配設された複数の永久磁石を有し、当該複数の永久磁石は隣接する永久磁石の磁極を異ならせて配設されており、
前記第２の永久磁石群は、前記第１のサイドヨークと対向する前記第２のサイドヨークの面に、前記長手方向に沿って配設された複数の永久磁石を有し、当該複数の永久磁石は隣接する永久磁石の磁極を異ならせて配設されており、かつ、前記対向する第１の永久磁石群の複数の永久磁石と長手方向の配設位置が同じで、対向する永久磁石同士の磁極が同じであり、
前記可動コイルは、３個の第１のコイル部材からなる第１のコイル組を有し、
前記３個の第１のコイル部材は中心に前記センタヨークに挿通する空洞を有し、
前記３個の第１のコイル部材の各々の長手方向の長さは、前記各永久磁石の長手方向の長さの２／３であり、
前記３個の第１のコイル部材は、前記空洞の周囲に、かつ、前記長手方向に沿って前記各永久磁石の長手方向の長さの２／３の間隔を隔てて配設され、
前記３個の第１のコイル部材は前記センターヨークの長手方向と直交する向きで同じ方向に巻回され、その断面形状が前記第１および第２のサイドヨークに対向する面が平坦であり矩形の外形をしており、
前記長手方向に配設された前記３個の第１のコイル部材を有する第１のコイル組の長手方向の長さが、前記対向して配設された前記第１および第２の永久磁石群それぞれの長手方向に配列された連続する４個の永久磁石の長手方向の長さに等しくなるように、前記第１のコイル組および前記複数の永久磁石が構成されており、
前記３個の第１のコイル部材には、それぞれ位相差が１２０度の交流電流が印加される、リニアモータが提供される。
【０００８】
【発明の実施形態】
以下、本発明に係る、位相制御駆動リニアモータ、特に、三相同期駆動リニアモータの実施の一形態を図１乃至図４に基づいて説明する。
ここで、前述した図７乃至図１１に示した従来技術と同一の部材には、同一の符号を付すものとする。
図１において、本実施例に係る、リニアモータは、ヨーク１を備えている。このヨーク１は、断面が略Ｅ字状である。すなわち、ヨーク１は、共通ヨーク１１と、この共通ヨーク１１の両端に連続し、共通ヨーク１１と直交する上片（サイドヨーク）１２，下片（サイドヨーク）１３及びセンターヨーク１６を具備する構成となっている。共通ヨーク１１上片（サイドヨーク）１２および下片（サイドヨーク）１３は、断面がコ字状である。
サイドヨーク１２，１３の内面には、図１に示すように、対向する磁石の磁極が同一で、かつ、それぞれ長手方向に隣接する磁石の磁極が異なるように、Ｎ極，Ｓ極，Ｎ極・・・・・・Ｓ極の配列で、複数の永久磁石からなる第１および第２の永久磁石群５１、５２が設けられ、磁気回路が構成されている。
この磁気回路内には、センターヨーク１６をそれ自身の空洞部に挿通してなる可動コイル３が設けられており、可動子タイル３を構成する各コイル部材に所定の位相の電流を印加することにより、可動子タイル３が図中Ａ方向に可動する構成となっている。
可動コイル３は、具体的には、図２に示すように、接着剤等を塗布した導線を中央部に空洞５を設けた、中空形状に多層巻きした、通称、ウエット巻きしたコイル部材３Ａ１，３Ａ２，・・・・，３Ｃ２を６個を非磁性体の絶縁部材９、例えば、ガラスエポキシ樹脂や絶縁処理（硬質アルマイト処理）されたアルミ合金で接合して、一体化した構成となっている。
【０００９】
この可動コイル３は、図３に示すように、位相差１２０度の三相交流で同期駆動されるように構成するため、各相をＵ相、Ｗ相、Ｖ相とし、隣接するコイル部材３Ａ１が［＋Ｕ］，３Ａ２が［−Ｕ］，隣接するコイル部材３Ｂ１が［＋Ｗ］，３Ｂ２が［−Ｗ］，隣接するコイル部材３Ｃ１が［＋Ｖ］，３Ｃ２が［−Ｖ］相に対応するように、電流が印加されるようになっている。
【００１０】
＋Ｕ相，−Ｕ相は位相がπ（ラジアン）（１８０度）異なる。
【００１１】
同様に、＋Ｗ相，−Ｗ相及び＋Ｖ相，−Ｖ相も各々位相が１８０度異なるように電流が印加されるようになっている。
そして、可動コイル３０の長手方向の寸法Ｔがサイドヨーク１２，１４に設けられた磁石５１、５２のＮ極，Ｓ極の単位磁石４組分の寸法Ｓと等しくなるように構成されている。
【００１２】
ここで、本実施例の動作原理を説明する。
図５は、三相交流リニアモータの動作原理１であり、図６は、本発明に係る三相交流リニアモータの動作原理２を示す図面である。
図３に示すように、本発明に用いられるリニアモ−タは、ヨーク１の対向する上片（サイドヨーク）１２と下片（サイドヨーク）１３それぞれに長手方向に設けられた連続する４個の永久磁石６（たとえば、図５、永久磁石６−１〜６−４、および、永久磁石６−８〜６−１１）と、長手方向に設けられた連続する６個の中空コイル３（６個のコイル部材３Ａ１，３Ａ２，３Ｂ１，３Ｂ２，３Ｃ１，３Ｃ２）を動作単位として構成されている。
【００１３】
ここでは基本原理を説明するために図５に示すように４個の永久磁石６を永久磁石６−２〜６−５の４個および永久磁石６−８〜６−１１の４個と一体となって移動する、図３に図解した６個の中空コイルの一方、たとえば、コイル部材３Ａ１，３Ｂ１，３Ｃ１として示す、３個の中空移動コイル（コイル部材）を動作単位としている。
【００１４】
図５に示すとおり、永久磁石６−３から出力された磁束は、センターヨーク１６を経由して、永久磁石６−２、又は、永久磁石６−２及び永久磁石６−４に入力される。
また、永久磁石６−９から出力された磁束は、センターヨーク１６を経由して、永久磁石６−８又は、永久磁石６−８及び永久磁石６−１０に入力される。
【００１５】
同様にして、永久磁石６−５から出力された磁束は、センターヨーク１６を経由して、永久磁石６−４又は、永久磁石６−４及び永久磁石６−６に入力される。
また、永久磁石６−１１から出力された磁束は、センターヨーク１６を経由して、永久磁石６−１０又は、永久磁石６−１０又は、永久磁石６−１２に入力される。
【００１６】
永久磁石６−２及び永久磁石６−８の左側を起点として位置角（磁場の位相角）を設定する。位置角は、磁極方向に隣接する永久磁石毎にπ（ラジアン）進むものと定める。また、永久磁石６−２及び永久磁石６−８の左側を起点として右方向（Ｘ軸方向）へ一体となって移動する３個のコイル部材３Ａ１，３Ｂ１，３Ｃ１（中空コイル）の移動する距離をｘと定める。
コイル部材３Ａ１が距離ｘだけＸ軸方向へ移動したときに鎖交する磁束数を
Ｂａ＝Ｂｍ・ｓｉｎ（ｘ）                                …（１式）
コイル部材３Ｂ１が距離ｘだけＸ軸方向へ移動したときに鎖交する磁束数を
Ｂｂ＝Ｂｍ・ｓｉｎ（ｘ−４π／３）                      …（２式）
コイル部材３Ｃ１が距離ｘだけＸ軸方向へ移動したときに鎖交する磁束数を
Ｂｃ＝Ｂｍ・ｓｉｎ（ｘ−８π／３）＝Ｂｍ・ｓｉｎ（ｘ−２π／３）
…（３式）
とおく。
ここでＢｍは永久磁石の最大磁束密度とし、各コイル部材の位置ズレを上記位置角で表す。
図３に示すコイル部材３Ａ１に三相交流の＋Ｕ相、コイル部材３Ｂ１に＋Ｗ、コイル部材３Ｃ１に＋Ｖがそれぞれ供給されている。
したがって、コイル部材３Ａ１に流れる電流は、
Ｉａ＝Ｉｍ・ｓｉｎ（ωｔ）                              …（４式）
コイル部材３Ｂ１に流れる電流は、
Ｉｂ＝Ｉｍ・ｓｉｎ（ωｔ−４π／３）                    …（５式）
コイル部材３Ｃ１に流れる電流は、
Ｉｃ＝Ｉｍ・ｓｉｎ（ωｔ−２π／３）                    …（６式）
となる。
以上求めた（１式）から（６式）より永久磁石６−１〜６−６の界磁磁束とコイル部材に流れる電流が鎖交することによって３個のコイル部材３Ａ１，３Ｂ１，３Ｃ１に働く推力Ｆは次式で表される。
Ｆ＝Ｂａ・Ｉａ＋Ｂｂ・Ｉｂ＋Ｂｃ・Ｉｃ
＝Ｂｍ・Ｉｍ・｛ｓｉｎ（ｘ）・ｓｉｎ（ωｔ）
＋ｓｉｎ（ｘ−４π／３）・ｓｉｎ（ωｔ−４π／３）
＋ｓｉｎ（ｘ−２π／３）・ｓｉｎ（ωｔ−２π／３）｝
同期している場合、ωｔ＝ｘであるから
Ｆ＝Ｂｍ・Ｉｍ・｛ｓｉｎ2 （ｘ）＋ｓｉｎ2 （ｘ−４π／３）
＋ｓｉｎ2 （ｘ−２π／３）｝
＝（３／２）・Ｂｍ・Ｉｍ−（１／２）・Ｂｍ・Ｉｍ・｛ｃｏｓ（２ｘ）
＋ｃｏｓ（２ｘ−８π／３）＋ｃｏｓ（２ｘ−４π／３）｝
＝（３／２）・Ｂｍ・Ｉｍ−（１／２）・Ｂｍ・Ｉｍ・｛ｃｏｓ（２ｘ）
＋ｃｏｓ（２ｘ−２π／３）＋ｃｏｓ（２ｘ−４π／３）｝
＝（３／２）・Ｂｍ・Ｉｍ・−（１／２）・Ｂm・Ｉm・｛ｃｏｓ（２ｘ）
＋［ｃｏｓ（２ｘ）・ｃｏｓ（２π／３）
＋ｓｉｎ（２ｘ）・ｓｉｎ（２π／３）］
＋［ｃｏｓ（２ｘ）・ｃｏｓ（４π／３）
＋ｓｉｎ（２ｘ）・ｓｉｎ（４π／３）］｝
＝（３／２）・Ｂｍ・Ｉｍ−（１／２）・Ｂｍ・Ｉｍ・｛ｃｏｓ（２ｘ）
−（１／２）・ｃｏｓ（２ｘ）＋（√３／２）・ｓｉｎ（２ｘ）
−（１／２）・ｃｏｓ（ｘ）−（√３／２）・ｓｉｎ（２ｘ）｝
＝（３／２）・Ｂｍ・Ｉｍ
…（７式）
以上、永久磁石６−１〜６−６の界磁磁束と３個のコイル部材３Ａ１，３Ｂ１，３Ｃ１に働く推力Ｆについて説明した。
また、３個のコイル部材３Ａ１，３Ｂ１，３Ｃ１には、永久磁石６−７〜６−１２の界磁磁束との鎖交によっても推力Ｆが同一方向に働くが、上述と同様の理論なので説明を省略する。
【００１７】
ここで、留意すべき点は以下の通りである。
すなわち、４個の永久磁石６−２〜６−５に対して３個のコイル部材３Ａ１，３Ｂ１，３Ｃ１が一組となって動作する。これ以外の組み合わせでは、駆動電流の位相角とコイル部材の位置角が一致しないので推力リップルが大きくなる。
次に、本発明に係る三相同期リニアモータの動作原理を図６に示す基本原理２に基づいて詳細に説明する。
上述した基本原理１は、位置角にして２π／３の長さをもつ３個のコイル部材３Ａ１，３Ｂ１，３Ｃ１がそれぞれお互いに位置角＝４π／３の間隔をおいて配置されていたのに対し、本実施例（基本原理２）では、その間隔の中に位置角にして２π／３の長さをもつ、３個のコイル部材３Ａ２，３Ｂ２，３Ｃ２が配置されている。
さらに、図３に示すように、コイル部材３Ａ１に＋Ｕ相、コイル部材３Ａ２に−Ｕ相、同様に、コイル部材３Ｂ１に＋Ｗ相、コイル部材３Ｂ２に−Ｗ相、コイル部材３Ａ３に＋Ｖ相、コイル部材３Ｂ３に−Ｖ相の電流が印加されるように接続されている。
【００１８】
本実施例の場合、同一コイル部材３Ａ１，３Ａ２，・・，３Ｃ２は同一方向巻きの同一コイル部材からなり、これらを巻き方向が同じになるように図３のように配列して、例えば隣接するコイル部材３Ａ１と３Ａ２の場合には、コイル部材３Ａ１の巻きはじめの端をＫＳ１，巻き終わりの端をＫＥ１，同様にコイル部材３Ａ２の巻き始めの端をＫＳ２，巻き終わりの端をＫＥ２とすれば、コイル部材３Ａ１，３Ａ２の接続は、ＫＥ１−ＫＥ２を接続するようになっている。
回路的には、ＫＳ１−ＫＥ１−ＫＥ２−ＫＳ２で電気回路が成立している。
これによって、三相交流のＵ相の場合、コイル部材３Ａ１に＋Ｕ相、コイル部材３Ａ２に−Ｕ相を印加したのと同様になる。以下、Ｗ相，Ｖ相も同様である。
ここで三相交流の＋Ｕ，−Ｕ相は正相とその逆相を意味しており、位相差π（１８０度）である。＋Ｗ，−Ｗ相及び＋Ｖ相，−Ｖ相も同様である。
かかる接続を採用することによりコイル部材３Ａ２，３Ｂ２，３Ｃ２に印加される駆動電流の位相はそれぞれ２π／３遅れる。一方、コイル部材３Ａ２，３Ｂ２，３Ｃ２は、コイル部材３Ａ１，３Ｂ１，３Ｃ１の長手方向において後ろに接続されるので、位置角もそれぞれ２π／３（ラジアン）遅れる。したがって，上記（７式）を満足する。その結果コイル部材３Ａ１，３Ｂ１，３Ｃ１に働く推力とコイル部材３Ａ２，３Ｂ２，３Ｃ２に働く推力は同一方向となる。
【００１９】
すなわち、本実施例のリニアモータは、上記基本原理１で説明した３個のコイル部材３Ａ１，３Ｂ１，３Ｃ１からなるリニアモータの可動コイルの容積を増加させることなく、２組の可動コイルを直列接続したのと等価となる。
【００２０】
この構成は、課題３，４を解決するために採用した構成で、主に、可動コイルに生じるＮ×Ｉ［通称：アンペアーターン］により、不要な方向の磁場を抑制し、磁気回路内の推力発生磁場の乱れを小さくすると共に、アンペアーターンによる、ヨーク１内に発生する渦電流を抑制して、ヨークの温度上昇を防ぎ、永久磁石群５１、５２を構成する複数の永久磁石の温度特性により磁場の低下を防ぐという効果がある。
【００２１】
つまり、コイル部材３Ａ１の駆動電流Ｉｍｓｉｎ（ωｔ）によって励起される磁束をＨＡ１とすると、コイル部材３Ａ２の駆動電流は、−Ｉｍ・ｓｉｎ（ωｔ）によって励起される磁束をＨＡ２となり磁束の向きが反転してうち消し合うことになる。
同様に、コイル部材３Ｂ１，３Ｂ２及び３Ｃ１と３Ｃ２に励起される磁束も同様の結果となり、ヨーク内に発生する渦電流の発生を抑制することができる。
【００２２】
尚、上記の説明では、４個の永久磁石６−２〜６−５に対して６個のコイル部材３Ａ１，３Ａ２，３Ｂ１，３Ｂ２，３Ｃ１，３Ｃ２を一組としたが、本発明はこれに限るものではない。
【００２３】
すなわち、上記（７式）を満足するのは、長手方向に連続する４個の永久磁石に対して長手方向に連続する６個のコイル部材が一組となる場合に限らない。（７式）を満足するためには、コイル部材に印加される駆動電流の位相角と、そのコイル部材の位置角が等しければよい。
【００２４】
つまり、移動方向（Ｘ方向、または、長手方向）に並ぶ永久磁石４n個（nは整数）を一組として、上記移動方向への位置角４π（ラジアン）を設定したときに、複数個のコイル部材の上記移動方向への長さが永久磁石４Ｎ個の長さに等しければよい。
【００２５】
但し、複数個のコイル部材の各々の位置角に相当する位相角の駆動電流を各々のコイル部材に印加する必要がある。
【００２６】
尚、この場合においても、複数個のコイル部材の数量を適宜設定することにより上記漏洩磁束を低減させることも可能になる。
ここで基本原理２の説明を終わる。
尚、各コイル部材３Ａ１，・・・・３Ｃ２は、それぞれ同一の巻数で、同一の仕様となっている。
【００２７】
隣接する各コイル部材３Ａ１，３Ａ２の接合寸法ｄは、小さい方が好ましいが、本実施例では、２mm程度となっている。
また、この可動コイル３は、多層巻きされ接着剤などの接合部材で矩形状に固められているため、従来例に比べ、鉛直方向Ｙに対する剛性力が強く、可動コイル３の変形が皆無である。
また、隣接する各コイル部材３Ａ１，３Ａ２，・・・・，３Ｃ２には、それぞれ逆位相の電流が印加され、かつ、非常に密に隣接して配列されているので、コイル部材３Ａ１，３Ａ２，・・・，３Ｃ２の各コイルのアンペアターン（Ｎ：巻数，Ｉ：電流）により発生する磁束を相互に打ち消し合うことができるので、ヨーク１内に発生する［鉄損］を限りなく［０］にすることができる。
このことは、ヨークの磁気飽和を抑え、磁場の変化をなくし、熱性能が向上することにつながり、永久磁石群５１、５２を構成する複数の永久磁石の磁束の温度変化による磁束の変化を抑え、安定した推力を得るという効果がある。
【００２８】
図４は、本実施例に係る、リニアモータの構成説明図で、３Ａは、可動コイル３に設けた部品部材である。また、可動コイル３には補強板を取り付けてもよい。
【００２９】
このようにすれば、可動コイル３の剛性がさらに大きくなる。
【００３０】
尚、本発明はこれに限らず、可動コイル３を構成するコイル部材３Ａ１〜３Ａ６と永久磁石群５１、５２の複数の永久磁石の関係を、長手方向に６（６×ｎ）個［ｎは整数］組配列し、その長手方向の寸法は、サイドヨーク１６に配設された複数の永久磁石の配列に注目した場合、長手方向に配設された複数の永久磁石の個数（４×ｎ）［ｎは整数］組と同じになる構成とすれば、可動コイル３を構成するコイル部材を水平方向にｎ組連結して駆動することも出来る。
このような構成のリニアモータは、より大きな推力を容易に得ることが出来る。
【００３１】
尚、本実施例では６個のコイル部材３Ａ１，３Ａ２，・・，３Ｃ２は同一方向巻きとして、＋Ｕ，−Ｕ，＋Ｗ，−Ｗ，＋Ｖ，−Ｖ相の電流を印加したが、隣接するコイル部材３Ａ１，３Ａ２，・・，３Ｃ２の巻き方向を相互に逆巻きにして配列すれば、＋Ｕ，＋Ｖ，＋Ｗ，＋Ｕ，＋Ｖ，＋Ｗ相の電流を印加しても駆動できる。但しこの場合には、隣接するコイル部材３Ａ１，３Ａ２，・・，３Ｃ２からの漏洩磁束をうち消す効果はない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているので、位相制御駆動リニアモータにおいて、磁場の利用効率が高く、しかもヨークの発熱を抑制でき、可動コイルを小型化にでき安定した推力を得ることが出来るリニアモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位相制御駆動リニアモータ概要を示す説明図。
【図２】本発明の可動コイルの構成説明図。
【図３】本発明の磁気回路の説明図。
【図４】本発明のヨークと可動コイルの関係を示す説明図。
【図５】本発明にかかるリニアモータの基本動作原理１を示す説明図。
【図６】本発明にかかるリニアモータの基本動作原理２を示す説明図。
【図７】従来の位相制御駆動リニアモータ概要を示す説明図。
【図８】従来の磁気回路の説明図。
【図９】従来の可動コイルの平面説明図。
【図１０】従来のヨークと可動コイルの関係を示す説明図。
【図１１】従来の可動コイルの構成を示す組立説明図。
１…ヨーク、３…可動コイル、５…空洞、１２，１４…サイドヨーク、１６…センターヨーク、３Ａ１，３Ａ２，３Ｂ１，３Ｂ２，３Ｃ１，３Ｃ２…コイル部材、５１、５２…永久磁石群
【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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