CN102292900A - 动子及线性马达 - Google Patents

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Abstract

动子(1)贯穿电枢(4)以构成线性马达(10)。在动子(1)中，在多角筒状的内磁轭(2)的各外侧面上，按照下述顺序交替地设置平板状磁铁，即：在垂直于外侧面的方向上由内向外磁化的平板状磁铁(3a)、在内磁轭(2)的轴向磁化的平板状磁铁(3b)、在垂直于外侧面的方向上由外向内磁化的平板状磁铁(3c)、在内磁轭(2)的轴向磁化的平板状磁铁(3d)……。在电枢(4)中，第一单极单元(5)和第二单极单元(6)交替地叠合在一起，第二单极单元(6)相当于旋转90度后的第一单极单元(5)。在第一单极单元(5)的芯部(5c)一并缠绕有绕线(8a)、绕线(8b)。在内磁轭(2)的各外侧面之间，磁铁的设置位置存在偏离。

Description

动子及线性马达
技术领域
本发明涉及在多角筒状的内磁轭的外侧面设置有多个平板状永久磁铁的动子以及通过组合所述动子和电枢(定子)而形成的线性马达。
背景技术
对电路基板等实施开孔的开孔机所使用的钻孔机中的垂直移动装置或者取放(抓取部件并将其放在预定的位置)型机器人中的垂直移动机构等要求能够实现高速移动和高精度定位。因此，现有技术中通过滚珠丝杆将回转马达的输出转化为平行运动(垂直运动)的方法由于移动速度较慢而不能满足上述要求。
因此，可直接得到平行运动输出的线性马达就被应用于上述垂直移动。所述线性马达的结构为：以配置有多个板状永久磁铁的多角形永久磁铁结构体为动子，以具有通电线圈的电枢为定子，所述动子贯穿所述定子。作为上述线性马达，目前，已经有人提出了各种类型的技术方案(例如，专利文献1、2等)。
专利文献1：日本国专利申请公开公报“特开2002-359962号”
专利文献2：日本国专利申请公开公报“特开2008-228545号”
发明内容
与滚珠丝杆相比，现有的线性马达响应速度较快，但是，由于动子的质量较大，虽然可以确保足够的推力，但却不能实现所要求的响应速度。适于高速化的线性马达的结构为可动磁铁型结构，但是，如果磁极节距大，则磁铁背面的内磁轭中流入的磁通量增大，内磁轭的体积增大而导致动子变重。另一方面，如果将磁极节距缩小，则电枢的绕线结构变得复杂，从而难以实现小型化、高输出的线性马达。另外，线性马达在用于垂直移动时会受到自身重量的影响，因此，还要求能够实现轻量化。并且，要实现高速运动还要求动子具有高刚性。
本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供所发生的磁通量多、重量轻而且具有高刚性的动子。
本发明的另一目的在于提供推力波动小且能够进行平滑移动的动子。
本发明的目的还在于提供具有很难发生磁饱和现象的结构且能够实现高速响应并提高马达转换效率从而实现高功率密度的线性马达。
本发明的目的还在于提供能够减少推力波动和/或磁阻力、能够进行平滑移动并可望提高位置精度的线性马达。
本发明的目的还在于提供2相驱动的线性马达，其中，动子能够进行与3相驱动同样的平滑移动。
本发明提供线性马达的动子，在该动子中，在由软质磁体形成的多角筒状的内磁轭的外侧面上设置有多个平板状永久磁铁，其特征在于：在所述内磁轭的各外侧面上，作为所述多个平板状永久磁铁，在与所述内磁轭的外侧面垂直的垂直方向磁化的平板状磁铁和在所述内磁轭的轴向磁化的平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置并相连在一起，在所述垂直方向磁化的平板状磁铁包括由所述内磁轭的内侧向外侧磁化的第一平板状磁铁和由所述内磁轭的外侧向内侧磁化的第二平板状磁铁，所述第一平板状磁铁和所述第二平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置，所述在轴向磁化的平板状磁铁由相邻的所述第二平板状磁铁向相邻的所述第一平板状磁铁磁化，所述多个平板状永久磁铁在所述内磁轭的一个外侧面上的设置位置与在另一个外侧面上的设置位置之间存在偏离。
在本发明的动子中，在由软质磁体形成的多角筒状的内磁轭的各外侧面上，沿着内磁轭的轴向按照下述顺序依次配置有平板状磁铁，即：在垂直于外侧面的方向上由内向外磁化的平板状磁铁、在内磁轭的轴向磁化的平板状磁铁、在垂直于外侧面的方向上由外向内磁化的平板状磁铁、在内磁轭的轴向磁化的平板状磁铁……。上述平板状磁铁在在内磁轭在一个外侧面上的设置位置与在另一个外侧面上的设置位置之间存在偏离。所以，由于在垂直于外侧面的方向磁化的两个平板状磁铁之间设置了在轴向磁化的平板状磁铁，因此可减少动子内侧的内磁轭内发生的磁通，从而可以将内磁轭的厚度变薄，实现轻量量。另外，平板状磁铁分别设置于内磁轭的各外侧面上，因此，与圆筒型动子相比，制作自由度非常高，还可以使用高性能磁铁，可望实现高刚性。另外，磁铁在一个外侧面上的设置位置与在另一个外侧面上的设置位置在轴向(移动方向)上存在偏离，因此，可减少推力波动和/或磁阻力，并且抑制齿槽力，从而能够实现平滑移动。
本发明的动子的特征在于，所述多个平板状永久磁铁在所述内磁轭的一个外侧面上的设置位置与在另一个外侧面上的设置位置之间在轴向上偏离的尺寸不超过一个所述第一平板状磁铁、一个所述第二平板状磁铁和两个所述在轴向磁化的平板状磁铁的长度总和的1/4。
在本发明的动子中，多个平板状磁铁在一个外侧面上的设置位置与在另一个外侧面上的设置位置错开(偏离)并且错开的尺寸相当于一组(4个)平板状磁铁的励磁系统周期的1/4以下。在未偏离的情况下将产生大的推力波动，导致很难实现平滑移动，可能会影响正确的定位。另外，如果偏离尺寸大于一组(4个)平板状磁铁的励磁系统周期的1/4，那么，动子磁铁的S极、N极可能均会面对同一电枢的磁极，S极、N极发生反转从而导致难以得到足够的推力。因此，通过使上述设置位置错开(偏离)的尺寸小于等于上述励磁系统周期的1/4，由此减少推力波动从而实现平滑的直线移动。
另外，本发明的动子还可以构成为，从上述结构中除去在内磁轭的轴向磁化的平板状磁铁。即，该变形例中，在由软质磁体形成的多角筒状的内磁轭的各外侧面上，在垂直于外侧面的方向上由内向外磁化的第一平板状磁铁和在垂直于外侧面的方向上由外向内磁化的第二平板状磁铁在内磁轭的轴向上进行交替配置，上述平板状磁铁在内磁轭在一个外侧面上的设置位置与在另一个外侧面上的设置位置之间存在偏离。例如，上述平板状磁铁在内磁轭在一个外侧面上的设置位置与在另一个外侧面上的设置位置在轴向上的偏离尺寸相当于一个第一平板状磁铁与一个第二平板状磁铁的长度总和的1/4以下。这种变形例也能起到与设置有多组(每组4个)平板状磁铁的上述结构相同的功能。
本发明提供线性马达的动子，其中，在由软质磁体形成的四角筒状的内磁轭的四个外侧面上设置有多个平板状永久磁铁，其特征在于，在所述内磁轭的各外侧面上，作为所述多个平板状永久磁铁，在与所述内磁轭的外侧面垂直的垂直方向磁化的平板状磁铁和在所述内磁轭的轴向磁化的平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置并相连在一起，在所述垂直方向磁化的平板状磁铁包括由所述内磁轭的内侧向外侧磁化的第一平板状磁铁和由所述内磁轭的外侧向内侧磁化的第二平板状磁铁，所述第一平板状磁铁和所述第二平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置，所述在轴向磁化的平板状磁铁由相邻的所述第二平板状磁铁向相邻的所述第一平板状磁铁磁化，所述多个平板状永久磁铁在所述内磁轭的其中两个相邻的外侧面上的设置位置、所述多个平板状永久磁铁在所述内磁轭的另外两个相邻的外侧面上的设置位置存在偏离，并且，所述偏离的尺寸相当于一个所述第一平板状磁铁、一个所述第二平板状磁铁和两个所述在轴向磁化的平板状磁铁的长度总和的1/4。
在本发明的动子中，在由软质磁体形成的四角筒状的内磁轭的各外侧面上，在内磁轭的轴向上按照下述顺序配置平板状磁铁，即：在垂直于外侧面的方向上由内向外磁化的第一平板状磁铁、在内磁轭的轴向磁化的平板状磁铁、在垂直于外侧面的方向上由外向内磁化的第二平板状磁铁、在内磁轭的轴向磁化的平板状磁铁……。多个平板状磁铁(与电枢的一侧绕线相对的磁铁)在内磁轭的两个相邻外侧面上的设置位置以及多个平板状磁铁(与电枢的另一侧绕线相对的磁铁)在内磁轭的另外两个相邻外侧面上的设置位置存在偏离，并且，偏离量相当于一个第一平板状磁铁、一个第二平板状磁铁、及两个在轴向磁化的平板状磁铁的长度总和的1/4(电角度90度)。由此，通过在电枢的各绕线中通过相位差为90度的驱动电流，使得动子中产生连续的推力，从而实现2相驱动下的平滑移动。
本发明的动子的特征在于，在所述内磁轭的外侧面的角部设置有对所述动子提供支撑的线性导轨，所述线性导轨在所述内磁轭的轴向上延伸。
本发明的动子中，在内磁轭的外侧面的角部设置有沿轴向延伸的线性导轨，线性导轨对动子提供支撑。由此，通过上述线性导轨由横向压住动子，因此，能够抑制弯曲振动、共振振动等，从而能够实现平稳的高速直线移动。
本发明提供的线性马达的特征在于：动子贯穿电枢的第一单极单元的开口部和第二单极单元的开口部；在所述动子中，在由软质磁体形成的多角筒状的内磁轭的外侧面上形成有多个平板状永久磁铁，并且，在所述内磁轭的各外侧面上，作为所述多个平板状永久磁铁，在与所述内磁轭的外侧面垂直的垂直方向磁化的平板状磁铁和在所述内磁轭的轴向磁化的平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置并相连在一起，在所述垂直方向磁化的平板状磁铁包括由所述内磁轭的内侧向外侧磁化的第一平板状磁铁和由所述内磁轭的外侧向内侧磁化的第二平板状磁铁，所述第一平板状磁铁和所述第二平板状磁铁在所述所述内磁轭的轴向上进行交替配置，所述在轴向磁化的平板状磁铁由相邻的所述第二平板状磁铁向相邻的所述第一平板状磁铁磁化，所述多个平板状永久磁铁在所述内磁轭的外侧面间的设置位置存在偏离；在所述电枢中，所述第一单极单元与所述第二单极单元交替地叠合在一起，所述第一单极单元由软质磁体形成且具有多角形形状的开口部、设置于该开口部外侧的磁轭部、以及从该磁轭部向着所述开口部的方向延伸的芯部，所述第二单极单元由软质磁体形成且具有多角形形状的开口部、设置于该开口部外侧的磁轭部、以及设置在相当于将所述第一单极单元的芯部旋转90度的位置且从该磁轭部向着所述开口部的方向延伸的芯部，在所述第一单极单元的多个芯部和/或所述第二单极单元的多个芯部上缠绕有绕线。
另外，本发明提供的线性马达的特征在于：动子贯穿电枢的第一单极单元的开口部和第二单极单元的开口部；在所述动子中，在由软质磁体形成的多角筒状的内磁轭的外侧面上形成有多个平板状永久磁铁，并且，在所述内磁轭的各外侧面上，作为所述多个平板状永久磁铁，由所述内磁轭的内侧向外侧磁化的第一平板状磁铁和由所述内磁轭的外侧向内侧磁化的第二平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置，所述多个平板状永久磁铁在所述内磁轭的一个外侧面上的设置位置与在另一个外侧面上的设置位置之间存在偏离；在所述电枢中，所述第一单极单元与所述第二单极单元交替地叠合在一起，所述第一单极单元由软质磁体形成且具有多角形形状的开口部、设置于该开口部外侧的磁轭部、以及从该磁轭部向着所述开口部的方向延伸的芯部，所述第二单极单元由软质磁体形成且具有多角形形状的开口部、设置于该开口部外侧的磁轭部、以及设置在相当于将所述第一单极单元的芯部旋转90度的位置且从该磁轭部向着所述开口部的方向延伸的芯部，在所述第一单极单元的多个芯部和/或所述第二单极单元的多个芯部上缠绕有绕线。
如上所述，本发明的线性马达构成为使如上所述的动子贯穿电枢，其中，在所述电枢中，第一单极单元和第二单极单元交替地叠合在一起，在其中一个单极单元的芯部一并缠绕有绕线，所述第一单极单元由软质磁体形成且具有四角形形状的开口部、设置于该开口部外侧的磁轭部、以及从该磁轭部向着所述开口部的方向延伸的芯部，所述第二单极单元由软质磁体形成且具有相当于将第一单极单元旋转90度后的结构。由于可望实现动子的轻量化，因此动子的响应速度得以提高。另外，电枢中的绕线结构简单，可望实现小型化。另外，在动子外侧面之间，磁铁的设置位置在轴向(移动方向)上存在偏离，因此，推力波动和/或磁阻力变小，动子可实现高速平稳的移动。
另外，本发明提供的线性马达的特征在于：动子贯穿电枢的第一单极单元的开口部与第二单极单元的开口部，使得内磁轭的其中两个相邻外侧面上的多个平板状永久磁铁与第一绕线相对、另外两个相邻的外侧面上的多个平板状永久磁铁与第二绕线相对；在所述动子中，在由软质磁体形成的四角筒状的所述内磁轭的四个外侧面上形成有多个平板状永久磁铁，并且，在所述内磁轭的各外侧面上，作为所述多个平板状永久磁铁，在与所述内磁轭的外侧面垂直的垂直方向磁化的平板状磁铁和在所述内磁轭的轴向磁化的平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置并相连在一起，在所述垂直方向磁化的平板状磁铁包括由所述内磁轭的内侧向外侧磁化的第一平板状磁铁和由所述内磁轭的外侧向内侧磁化的第二平板状磁铁，所述第一平板状磁铁和所述第二平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置，所述在轴向磁化的平板状磁铁由相邻的所述第二平板状磁铁向着相邻的所述第一平板状磁铁的方向磁化，所述多个平板状永久磁铁在所述两个相邻外侧面上的设置位置、所述多个平板状永久磁铁在所述另外两个相邻外侧面上的设置位置存在偏离，偏离的尺寸相当于一个所述第一平板状磁铁、一个所述第二平板状磁铁和两个所述在轴向磁化的平板状磁铁的长度总和的1/4；在所述电枢中，所述第一单极单元与所述第二单极单元交替叠合在一起，所述第一单极单元由软质磁体形成且具有多角形形状的开口部、设置于该开口部外侧的磁轭部、以及从该磁轭部向着所述开口部的方向延伸的芯部，所述第二单极单元由软质磁体形成且具有多角形形状的开口部、设置于该开口部外侧的磁轭部、以及设置在相当于将所述第一单极单元的芯部旋转90度的位置且从该磁轭部向着所述开口部的方向延伸的芯部，在所述第一单极单元的多个芯部或者所述第二单极单元的多个芯部的两个位置缠绕有第一绕线和第二绕线；向所述第一绕线和所述第二绕线施加电角度相差90度相位的电流。
在本发明的线性马达中，与电枢的一侧绕线相对的动子的平板状磁铁的设置位置、以及与电枢的另一侧绕线相对的动子的平板状磁铁的设置位置的偏离量相当于励磁系统周期的1/4(相当于电角度90度)。由此，通过向电枢的各绕线通过相位差为90度的驱动电流(例如，正弦波电流和余弦波电流)，在动子中产生连续的推力，从而可实现在2相驱动下的平滑移动。
另外，本发明的线性马达的特征在于，所述多个平板状永久磁铁在所述两个相邻外侧面上的设置位置存在偏离，所述多个平板状永久磁铁在所述另外两个相邻外侧面上的设置位置存在偏离。
在本发明的线性马达中，在与一侧绕线相对的平板状磁铁的设置位置和与另一侧绕线相对的平板状磁铁的设置位置之间保持偏离关系的状态下，使平板状磁铁在其中两个外侧面上的设置位置存在偏离，并且，使平板状磁铁在另外两个外侧面上的设置位置存在偏离，由此，来降低在2相驱动方式中的推力波动、磁阻力的高次谐波分量。
另外，本发明的线性马达的特征在于，相邻的所述第一单极单元与所述第二单极单元之间的间隔进行了调整。
在本发明的线性马达中，通过调整电枢的第一单极单元与第二单极单元之间的间隔(磁极齿的间隔)来降低在2相驱动方式中的推力波动、磁阻力的高次谐波分量。
另外，本发明的线性马达的特征在于，所述内磁轭为四角筒状，所述开口部为四角形，所述第一单极单元与第二单极单元为四角形，所述第一单极单元及第二单极单元的边的方向与所述开口部的边的方向成45度夹角。
在本发明的线性马达中，四角筒状的动子贯穿电枢的四角形的第一单极单元及第二单极单元的四角形开口部，这些开口部的边的方向相对于第一单极单元及第二单极单元的边的方向倾斜45度。由此，电枢中磁通流变得平滑，从而很难发生磁饱和现象。另外，即使将电枢的形状做成小型化，也能够有效地构成芯部。
另外，本发明的线性马达的特征在于，在相互叠合的所述第一单极单元与所述第二单极单元之间夹有由软质磁体形成的隔离器使得所述第一单极单元的芯部和所述第二单极单元的芯部不会相互接触。
在本发明的线性马达中，第一单极单元与第二单极单元之间设置有框状的隔离器。由此，通过简单的结构，实现了第一单极单元的芯部与第二单极单元的芯部之间的非接触(避免磁短路)。另外，第一单极单元与第二单极单元之间易于进行间隔调整。
在具有周期性磁通密度分布的磁铁列A中，假设周期方向为x方向、位置x的磁通密度为B(x)(其中，B(x)＝(B(x)X，B(x)Y，B(x)Z))，则将满足B(x)＝B(x+2τ)的2τ(2τ＝λ)定义为励磁系统周期(τ为磁极节距)。
另外，在具有周期性磁通密度分布的磁铁列A1与A2中，假设周期方向为X方向、位置X的A1的磁通密度为B1(x)、A2的磁通密度为B2(x)，则在满足B1(x)＝B1(x+2τ1)、B2(x)＝B2(x+2τ2)且τ1＝τ2的磁铁列配置方式下，例如，使磁铁列A2在x方向上移动d进行设置时，磁通密度分布B2′为B2′＝B2(x-d)，将该d定义为偏离。其中，-λ/4＜d＜λ/4，-τ/2＜d＜τ/2。
根据本发明，可以减少在动子内侧的内磁轭内所产生的磁通，因此，可以减小内磁轭的厚度，线性马达可由此实现轻量化。另外，可以将磁铁分别设置于内磁轭的外侧面，因此，可使用的磁铁的选择范围变大，从而可以提高动子的刚性。由此，可以实现高速线性马达。另外，平板状磁铁在一个外侧面上的设置位置与在另一个外侧面上的设置位置之间在轴向(移动方向)上存在偏离，因此，可以降低推力波动和/或磁阻力从而实现动子的平滑移动，并可由此实现位置精度得以提高的线性马达。
另外，在本发明中，动子构成为：平板状磁铁在四角筒状的内磁轭的其中两个相邻外侧面(与电枢的一侧绕线相对的两个面)上的设置位置、平板状磁铁在内磁轭的另外两个相邻外侧面(与电枢的另一侧绕线相对的两个面)上的设置位置存在偏离且偏离量相当于一组平板状磁铁的长度的1/4(将励磁系统周期设为λ时，偏离量为λ/4，电角度90度)。并且，在电枢的一侧绕线与另一侧绕线中通过相位差为90度的驱动电流。由此，能够实现基于2相驱动的动子移动，从而能够提供与3相驱动方式的线性马达相比长度更短的线性马达。
并且，根据本发明，通过分别调整平板状磁铁在两个外侧面及另外两个外侧面上的排列、和/或、电枢中磁极齿的间隔，可以改善2相驱动方式的线性马达所存在的缺陷(大推力、大磁阻力)，可以实现与3相驱动方式的线性马达同样的平滑移动。
附图说明
图1为图示第一实施方式的动子的结构的立体图。
图2A为图示在线性马达中使用的电枢的结构的立体图。
图2B为图示在线性马达中使用的电枢的结构的立体图。
图2C为图示在线性马达中使用的电枢的结构的立体图。
图3A为图示在线性马达中使用的电枢的结构的立体图。
图3B为图示在线性马达中使用的电枢的结构的立体图。
图4为图示第一实施方式的线性马达的结构的立体图。
图5为图示第一实施方式的线性马达的结构的局部剖切立体图。
图6为图示电枢中通电状态和磁通势的截面图。
图7为图示第二实施方式的动子的结构的立体图。
图8A为图示第二实施方式的电枢的结构的立体图。
图8B为图示第二实施方式的电枢的结构的立体图。
图8C为图示第二实施方式的电枢的结构的立体图。
图9为图示第二实施方式的线性马达的结构的立体图。
图10为图示第三实施方式的动子的结构的立体图。
图11为图示第四实施方式的动子的结构的立体图。
图12为图示第四实施方式的线性马达的结构的立体图。
图13为图示第四实施方式的线性马达的结构的局部剖切立体图。
图14为标准的电枢截面图。
图15为用于说明降低2次及6次谐波分量的方法的电枢截面图。
图16为用于说明降低4次谐波分量的方法的电枢截面图。
图17为用于说明降低8次谐波分量的方法的电枢截面图。
图18A为图示在制作第一实施方式的电枢时使用的电枢材料的平面图。
图18B为图示在制作第一实施方式的电枢时使用的电枢材料的平面图。
图19为图示第一实施方式的线性马达的推力特性的测量结果的图表。
图20A为图示使第四实施方式的动子贯穿电枢的状态的俯视图。
图20B为图示使第四实施方式的动子贯穿电枢的状态的侧视图。
图20C为图示使第四实施方式的动子贯穿电枢的状态的截面图。
图21A为图示在制作第四实施方式的电枢时所使用的电枢材料的平面图。
图21B为图示在制作第四实施方式的电枢时所使用的电枢材料的平面图。
图22为图示基于谐波次数分量第一降低方法的芯单元的截面图。
图23为图示第四实施方式的线性马达的推力特性的测量结果的图表。
图24为图示基于谐波次数分量第二降低方法的芯单元的截面图。
图25为图示基于谐波次数分量第三降低方法的芯单元的截面图。
图26为图示第五实施方式的线性马达的推力特性的测量结果的图表。
附图标记说明
1、21、31、41：动子        2：内磁轭
2a、2b、2c、2d：外侧面     4：电枢
3a：平板状磁铁(在垂直于内磁轭的外侧面的方向上由内向外磁化的磁铁：第一平板状磁铁)
3b：平板状磁铁(在内磁轭的轴向磁化的磁铁)
3c：平板状磁铁(在垂直于内磁轭的外侧面的方向上由外向内磁化的磁铁：第二平板状磁铁)
3d：平板状磁铁(在内磁轭的轴向磁化的磁铁)
5、5A、5B：第一单极单元    6、6A、6B：第二单极单元
5a、6a：开口部             5b、6b：磁轭部
5c、6c：芯部               7a、7b、7c、7d：间隙部分
8a、8b：绕线               9：中空部
10、30、50：线性马达       12：线性导轨
11、11A、11B、11C：隔离单元
13：线性引导滑动件         14：动子支撑框
具体实施方式
下面，基于图示本发明实施方式的附图，详细说明本发明。
(第一实施方式)
图1为图示第一实施方式的动子的结构的立体图。动子1构成为：在由软质磁体形成的四角筒状的内磁轭2的各外侧面上，四种平板状磁铁3a、3b、3c、3d在内磁轭2的轴向(动子1的移动方向)上依次交替地设置。在图1中，空心箭头符号表示平板状磁铁3a、3b、3c、3d的磁化方向。平板状磁铁(第一平板状磁铁)3a为平板状的永久磁铁，其由内向外发生磁化并且磁化方向垂直于内磁轭2的外侧面。另一方面，平板状磁铁(第二平板状磁铁)3c为平板状的永久磁铁，其由外向内发生磁化并且磁化方向垂直于内磁轭2的外侧面。因此，平板状磁铁3a和平板状磁铁3c的磁化方向相反并且垂直于内磁轭2的外侧面。
另外，平板状磁铁3b、3d为平板状的永久磁铁，从相邻的平板状磁铁3c向相邻的平板状磁铁3a的方向发生磁化，并且，磁化方向为内磁轭2的轴向(外侧面的长度方向)。因而，平板状磁铁3b和平板状磁铁3d的磁化方向均为内磁轭2的轴向且互为相反方向。
并且，上述平板状磁铁3a、3b、3c、3d在内磁轭2的一个外侧面上的设置位置与在另一个外侧面上的设置位置彼此偏离的尺寸不超过一组平板状磁铁即四种平板状磁铁3a、3b、3c、3d的长度总和的1/4。在图1的示例中，上述平板状磁铁3a、3b、3c、3d在四角筒状的内磁轭2的四个外侧面中相对的两个外侧面上的设置位置相同，但是，上述平板状磁铁3a、3b、3c、3d在相邻的两个外侧面上的设置位置发生偏离，偏离的尺寸相当于平板状磁铁3b或者3d的长度。
图2A至2C、图3A、3B为图示在本发明的线性马达中所使用的电枢的结构的立体图，图2A至2C及图3A为其局部结构图，图3B为其整体结构图。
电枢具有如下的结构：交替地排列图2A所示的四角形板状的第一单极单元5和2B所示的四角形板状的第二单极单元6，并且，将图2C所示的框形状的隔离单元11插入到相邻的第一单极单元5和第二单极单元6之间(参考图3A)。
第一单极单元5由软质磁体形成，包括：可供动子1贯穿的四角形形状的开口部5a；设置于开口部5a外侧的作为框体的磁轭部5b；以及从磁轭部5b向开口部5a延伸的芯部5c。四角形板状的第一单极单元5的边的方向和开口部5a的边的方向形成45度夹角。另外，第二单极单元6由软质磁体形成，包括：可供动子1贯穿的四角形形状的开口部6a；设置于开口部6a外侧的作为框体的磁轭部6b；以及从磁轭部6b向开口部6a延伸的芯部6c。四角形板状的第二单极单元6的边的方向和开口部6a的边的方向形成45度夹角。将第一单极单元5旋转90度后所得到的结构即为第二单极单元6的结构。
通过在相邻的第一单极单元5和第二单极单元6之间插入由软质磁体形成的隔离单元11，使得两个单极单元5、6的芯部彼此不接触，所述隔离单元11仅由磁轭组成。另外，将上述第一单极单元5、第二单极单元6和隔离单元11按照第一单极单元5、隔离单元11、第二单极单元6、隔离单元11……的顺序交替地排列并叠合，从而构成如图3所示的单相单元。在单相单元中，对于相邻的第一单极单元5和第二单极单元6而言，磁轭部5b和磁轭部6b相接触，而芯部5c和芯部6c则不接触，由此，第一单极单元5和第二单极单元6之间存在空隙，从而能够避免磁短路。
使绕线8a穿过贯穿第一单极单元5和第二单极单元6的共同的间隙部分7a、7b并将其一并缠绕在第一单极单元5的芯部5c(图2A的上侧的芯部5c)上，并且，使绕线8b穿过贯穿第一单极单元5和第二单极单元6的共同的间隙部分7c、7d并将其一并缠绕在第一单极单元5的另一个芯部5c(图2A的下侧的芯部5c)上。然后，连接两个绕线8a、8b，以使绕线8a和绕线8b的通电方向为相反方向(参考图3B)。
然后，通过使上述的图1所示的动子1贯穿中空部9从而构成第一实施方式的单相驱动线性马达(单相部分的单元)10，所述中空部9是由图3B所示的电枢4的开口部5a、6a相连而成的。图4为图示本发明的线性马达10的结构的立体图，图5为图示上述线性马达10的结构的局部剖切立体图。
在上述线性马达中，电枢4起到定子的功能。并且，在绕线8a、8b通过相反方向的电流，从而使得贯穿电枢4的中空部9的动子1相对于电枢4(定子)作直线往返运动。
图6为图示电枢4中的通电状态和磁通势的截面图。在图6中，“●(观察附图，电流由里向外流动)”、“×(观察附图，电流由外向里流动)”表示向绕线8a、8b的电流方向，空心箭头符号表示根据绕线的通电向芯部5c、6c施加的磁通势的方向。在绕线8a、绕线8b中通过相反方向的电流，从而在第一单极单元5、第二单极单元6的所有芯部5c、6c中产生磁场。
另外，在上述示例中，通过将仅由框形状的磁轭形成的隔离单元11插入到相邻的两个单极单元之间，从而，即使各单极单元的整体厚度相同，两个单极单元的芯部也不会彼此接触。根据上述示例，在各单极单元中，不需要将芯部的厚度做得比磁轭部的厚度薄，从而不需要多余的加工处理，可以利用整体厚度均匀的单极单元，因此可以实现简化的制作处理。
另外，还可以构成为：在各单极单元中，将芯部的厚度做得比磁轭部的厚度薄，从而使得在将两个单极单元叠合后两个单极单元的芯部彼此不接触。根据这种结构，不需要如上所述的隔离单元11。
现有的圆筒型线性马达所使用的结构例如为：在实心的内磁轭上粘合沿半径方向磁化的圆筒状磁铁，或者，在实心的内磁轭上粘合沿轴向磁化的圆筒状磁铁。根据上述结构，内磁轭太大导致动子的质量变大，从而导致难以进行高速响应。而根据上述动子1，由于内磁轭2为中空结构，而且可以减少在其内侧生成的磁通，从而可以使四角筒多角筒状的内磁轭2的厚度变薄，因此，可以实现动子1的轻量化。因而，可以提高动子1的响应速度。
另外，作为使动子的内磁轭变薄的方法，有缩小磁铁的磁极节距的方法。但是，缩小磁极节距时有下述的倾向：在现有的电枢结构中，实施绕线的部位变多，导致形状大型化。而在电枢4中，一并设置绕线8a、8b而并非对每个磁极都提供绕线，因此，即使磁极节距变小，绕线结构也不会变复杂，比较简单，因而易于实现小型化。
另外，在线性马达10中，动子1的截面形状为多角形(所述示例中是四角形)，因此，可以将磁铁划分为多个面(所述示例中是四个面)进行设置，而且可以使用平板状磁铁。从而，与圆筒型线性马达相比，制作时的自由度(例如，对所使用的磁体进行选择时的选自自由度)极高，还易于制作具有优异刚性的动子1。
另外，在动子1的内磁轭2的相邻的外侧面之间，平板状磁铁3a、3b、3c、3d的设置位置沿着内磁轭2的轴向(动子1的移动方向)偏离。从而，可以更有效地减小推力波动和/或磁阻力，消除齿槽力，从而能够使动子1实现平滑的直线移动。
另外，各单极单元5、6的开口部5a、6a的边的方向相对于第一单极单元5和第二单极单元6的主体的边的方向倾斜45度。由此，在电枢4中磁通流变得平滑，从而很难发生磁饱和现象。
另外，在上述实施方式中，在内磁轭2的各外侧面上配置有5组(每组4个共计20个)平板状磁铁3a、3b、3c、3d并且每一组平板状磁铁3a、3b、3c、3d依次相连。但是，上述实施方式仅是一个示例，上述平板状磁铁可以为任意的个数。另外，在上述实施方式中交替地排列配置2组第一单极单元5、第二单极单元6。但是，上述实施方式仅是一个示例，也可以为任意的组数。
另外，在上述实施方式中，内磁轭2的形状为四角筒状。但这仅是一个示例，也可以为其他多角筒状，例如，八角筒状等。
另外，在上述实施方式中，在第一单极单元5的芯部5c上一并缠绕绕线8a、8b，也可以在第二单极单元6的芯部6c上一并缠绕绕线。
在上述实施方式中，在四角筒状的内磁轭2的四个外侧面上，平板状磁铁3a、3b、3c、3d在相对的两个外侧面上的设置位置相同，但在相邻的两个外侧面上的设置位置存在偏离。还可以构成为，平板状磁铁3a、3b、3c、3d在内磁轭2的四个外侧面上的设置位置均不相同，都存在若干偏离。在这种结构示例中，最大偏离量不超过一组平板状磁铁3a、3b、3c、3d的长度总和的1/4。
以上，对单相线性马达(单相部分的单元)进行了说明。例如，在构成3相驱动的线性马达时，上述三个电枢呈直线状配置且其间隔为磁极节距×(n+1/3)或磁极节距×(n+2/3)(n为整数)并且可供动子在其间贯穿即可。另外，在这种情况下，在考虑绕线所占空间的基础上设定整数n即可。
(第二实施方式)
图7、图8A至8C以及图9分别为图示第二实施方式的动子21、电枢4、线性马达30的结构的立体图。在这些图7、图8A至8C以及图9中，对于与图1、图2A至2C以及图3A、3B相同的部分使用了相同的附图标记，并省略了其说明。
在图7所示的动子21中，在内磁轭2的外侧面的两个角部设置有沿轴向延伸的线性导轨12。并且，可以在构成电枢4的第一单极单元5、第二单极单元6的开口部设置有用于通过线性导轨12的缺口。在将四个单极单元进行叠合所得的图8A所示的主体的表面和背面设置图8B所示的动子支撑框14，从而构成单相单元的电枢4(参考图8C)，其中，所述动子支撑框14设置有线性引导滑动件13。然后，通过使图7所示的动子1贯穿图8C所示的电枢4，构成单相驱动的线性马达(相当于单相单元)30(参考图9)。
在该第二实施方式中，通过线性导轨12横向按压动子21并对动子21提供支撑。从而，可以进一步提高刚性。另外，通过上述线性导轨12，可以抑制弯曲振动、共振等振动。由此，即使进行高速移动也不发生大的振动，从而可以进行平稳的高速直线移动。
(第三实施方式)
第三实施方式为上述第一实施方式的变形例。图10为图示第三实施方式的动子的结构的立体图。从第一实施方式的动子1(参考图1)中除去沿动子的轴向磁化的平板状磁铁3b、3d，即为第三实施方式的动子31的结构。即，动子31的结构为：两种平板状磁铁3a、3c沿着内磁轭2的轴向(动子31的移动方向)交替地设置于由软质磁体形成的四角筒形状的内磁轭2的各外表面上。图10中，空心箭头符号表示各平板状磁铁3a、3c的磁化方向。平板状磁铁(第一平板状磁铁)3a为平板状的永久磁铁，其由内向外发生磁化并且磁化方向垂直于内磁轭2的外侧面。另一方面，平板状磁铁(第二平板状磁铁)3c平板状的永久磁铁，其由外向内发生磁化并且磁化方向垂直于内磁轭2的外侧。由此，平板状磁铁3a和平板状磁铁3c的磁化方向均为垂直于内磁轭2的外侧面的方向并且互为相反方向。
并且，上述平板状磁铁3a、3c在内磁轭2的一个外侧面上的设置位置与在另一个外侧面上的设置位置之间的偏离尺寸不超过一组平板状磁铁3a、3c的长度总和的1/4。根据图10所示出的示例，上述平板状磁铁3a、3c在四角筒状的内磁轭2的四个外侧面中相对的两个外侧面上的设置位置相同，但是，上述平板状磁铁3a、3c在相邻的两个外侧面上的设置位置则存在偏离。
第三实施方式的电枢的结构与上述第一实施方式的电枢4的结构相同(参考图2A至2C、图3A、3B)。
在该第三实施方式的线性马达中，电枢4也起到定子的作用，在绕线8a、8b中通过方向相反的电流，由此，贯穿电枢4的中空部9的动子31相对于电枢4(定子)进行往返直线运动。此时，平板状磁铁3a、3c在动子31的内磁轭2的相邻外侧面上的设置位置沿着内磁轭2的轴向(动子31的移动方向)存在偏离。因此，能够更有效地减小推力波动和/或磁阻力，并且能够消除齿槽力，从而使得动子31实现平滑的直线移动。
另外，在实施方式中为5组共计10个平板状磁铁3a、3c相连的结构。但是，这仅是一个示例，也可以为任意的个数。另外，内磁轭2的形状为四角筒状，但这仅是一个示例，也可以为其他多角筒状，例如八角筒状。在实施方式中，平板状磁铁3a、3c在四角筒状的内磁轭2的4个外侧面中相对的两个外侧面上的设置位置相同，平板状磁铁3a、3c在相邻的两个外侧面上的设置位置存在偏离。但也可以构成为：平板状磁铁3a、3c在内磁轭2的四个外侧面上的设置位置都不相同而存在若干偏离。即使在这种结构例中，最大偏离量也不超过两个平板状磁铁3a、3c的长度总和的1/4。
(第四实施方式)
第四实施方式为以一个芯单元进行2相驱动的结构。在上述的第一实施方式或者第三实施方式中，由于为3相驱动，因而采用了将三个电枢呈直线状设置并使动子贯穿这些电枢的结构。因而存在所构成的线性马达的全长较长的缺陷。下面说明的第四实施方式采用以一个芯单元进行2相驱动的结构，能够显著改善三相分离独立型线性马达所存在的全长较长的缺陷。
图11为图示本发明第四实施方式的动子的结构的立体图。动子41的结构为：四种平板状磁铁3a、3b、3c、3d在内磁轭2的轴向(动子41的移动方向)上按照3a、3b、3c、3d的顺序交替地设置于内磁轭2的四个外侧面2a、2b、2c、2d上，其中，内磁轭2由软质磁体制成并形成为四角筒状。在图11中，空心箭头符号表示平板状磁铁3a、3b、3c、3d的磁化方向。平板状磁铁(第一平板状磁铁)3a为平板状的永久磁铁，其由内向外发生磁化并且磁化方向垂直于内磁轭2的外侧面。另一方面，平板状磁铁(第二平板状磁铁)3c为平板状的永久磁铁，其由外向内发生磁化并且磁化方向垂直于内磁轭2的外侧面。因此，平板状磁铁3a与平板状磁铁3c的磁化方向均为垂直于内磁轭2的外侧面的方向并且互为相反方向。
另外，平板状磁铁3b、3d为平板状的永久磁铁，由相邻的平板状磁铁3c向相邻的平板状磁铁3a的方向发生磁化，并且，其磁化方向为内磁轭2的轴向(外侧面的长度方向)。因此，平板状磁铁3b和平板状磁铁3d的磁化方向为内磁轭2的轴向并且互为相反方向。
并且，上述平板状磁铁3a、3b、3c、3d在内磁轭2的上侧的两个相邻外侧面2a、2b上的设置位置的偏离尺寸、平板状磁铁3a、3b、3c、3d在内磁轭2的下侧的两个相邻外侧面2c、2d上的设置位置的偏离尺寸为一组平板状磁铁3a、3b、3c、3d的长度总和的1/4(当励磁系统周期为λ时，偏离尺寸为λ/4，电角度为90度)。
第四实施方式的电枢的结构与上述第一实施方式的电枢4的结构(参考图2A至2C、图3A、3B)相同，因此省略其详细说明。
图12为图示第四实施方式的线性马达50的结构的立体图，图13为图示该线性马达50的结构的局部剖切立体图。第一单极单元5A、隔离单元11A、第二单极单元6A、隔离单元11C、第一单极单元5B、隔离单元11B、第二单极单元6B依次交替地排列并叠合在一起从而构成电枢4。并且，使上述图11所示的动子41贯穿由电枢4的开口部5a、6a相连而成的中空部9(参考图3B)，由此结构第四实施方式的2相驱动的线性马达50。
此时，动子41贯穿电枢4的中空部9，使得动子41的内磁轭2的上侧的两个相邻外侧面2a、2b与第一单极单元5的上侧的芯部5c(作为第一绕线的上侧绕线8a)相对并且内磁轭2的下侧的两个相邻外侧面2c、2d与第一单极单元5的下侧的芯部5c(作为第二绕线的下侧绕线8b)相对。
并且，向绕线8a通过正弦波电流、向绕线8b通过余弦波电流，使得绕线8a和绕线8b中通电相位差为90度。本实施方式的线性马达50中的电枢4也起到定子的作用。在绕线8a、8b中通过相位差为90度的电流，由此，可以使得贯穿电枢4的中空部9的动子41连续产生推力，从而使动子41相对于电枢4(定子)作往返直线运动。此时，由于可以在电枢4的上侧的芯部5c与下侧的芯部5c交替地获得推力峰值，因此可以通过一个芯单元得到连续的推力，从而可以实现2相驱动的线性马达50。
上述第一实施方式、第三实施方式的3相独立型线性马达中需要三个电枢，并且由于在相邻的电枢之间需要设置用于调整相位的相间间隔，因此存在其全长变长的缺陷。对此，如上所述的第四实施方式的线性马达中，通过一个电枢就可以实现动子的移动，因此可以显著缩短其全长。从而，即使在狭小的区域中也可以使用，从而扩大了线性马达的使用范围。
当然，该第四实施方式也具有与第一实施方式、第三实施方式中所说明的相同的优点。即，在相邻的两个单极单元之间插入了隔离单元11，因此，不需要将各单极单元的芯部的厚度做得比磁轭部的厚度薄，从而不需要多余的加工处理，可以利用整体厚度均匀的单极单元，因此可以简化制作处理。另外，在现有的圆筒型线性马达中，内磁轭较大导致动子的质量变大，从而难以进行高速响应，其中，所述现有的圆筒型线性马达所使用的结构例如为：将沿着半径方向磁化的圆筒状磁铁粘合于实心的内磁轭；或者，将沿着轴向磁化的圆筒状磁铁粘合于实心的内磁轭。但是，在第四实施方式的动子41中，由于内磁轭2为空心，而且可以减少在其内侧生成的磁通，可以使多角筒状的内磁轭2的厚度变薄，因此可以实现动子41的轻量化。从而，可以提高动子41的响应速度。
另外，作为使动子的内磁轭变薄的办法，有缩小磁铁的磁极节距的，但是，缩小磁极节距时有下述的倾向：在现有的电枢结构中，需要设置绕线的部分变多，导致形状变大。而在第四实施方式的电枢4中，一并提供绕线8a、8b而并非对每个磁极都提供绕线，因此，即使磁极节距变小，绕线结构也不会变复杂，因此易于实现小型化。
另外，在第四实施方式的线性马达50中，动子41的截面形状为四角形，因此，可以将磁铁分别配置在四个面上，而且可以使用平板状磁铁。因此，与圆筒型线性马达相比，制作自由度(例如，对所使用的磁体进行选择时的选择自由度)极高，还可以易于制作具有优异刚性的动子41。另外，各单极单元5、6的开口部5a、6a的边的方向相对于第一单极单元5与第二单极单元6的主体的边的方向倾斜45度。因此，电枢4中的磁通流变得平滑，从而很难发生磁饱和现象。
另外，在实施方式中采用了将5组共计20个平板状磁铁3a、3b、3c、3d依次相连而成的结构。但是，这仅是一个示例，也可以为任意的个数。另外，在实施方式中，交替地排列了2组第一单极单元5、第二单极单元6，但是，这仅是一个示例，也可以为任意的组数。另外，在绕线8a通过正弦波电流、在绕线8b通过余弦波电流，但是，这仅是一个示例，只要在绕线8a和绕线8b中通过相位差为90度电角度的电流即可。例如，在绕线8a、绕线8b中通电的电流波形可以是相位差为90度电角度的矩形波或者梯形波。
但是，在2相驱动的线性马达中，以往就存在推力波动、磁阻力变大的问题。即使在第四实施方式中，也需要考虑上述问题。下面，对第四实施方式中用于减小推力波动与磁阻力的方法进行说明。在第四实施方式中，通过调整动子41中平板状磁铁的排列和电枢4的磁极齿间隔，来减小推力波动和磁阻力，所述推力波动和磁阻力为导致2相驱动方式线性马达发生缺陷的因素。
在2相驱动方式线性马达中，推力波动、磁阻力的谐波分量根据2次、4次、6次、8次谐波的次数而变大。因此，下面分别说明降低各次谐波的谐波分量的方法。以下说明的示例基于下述原理：当相位差为180度的两个正弦波相加时发生互相抵消，当相位差为180度的两个余弦波相加时发生互相抵消。
(2次及6次谐波分量的降低)
图14为标准的电枢4的截面图。如上所述(参考图12、图13)，电枢4的结构为：第一单极单元5A、隔离单元11A、第二单极单元6A、隔离单元11C、第一单极单元5B、隔离单元11B、第二单极单元6B依次交替地排列成为一体。图14的示例中，三个隔离单元11A、11B、11C为相同的厚度，均匀地设置第一单极单元5A、第二单极单元6A、第一单极单元5B、第二单极单元6B。另外，由第一单极单元5A、隔离单元11A以及第二单极单元6A构成的一个组称为第一区块51，由第一单极单元5B、隔离单元11B以及第二单极单元6B构成的一个组称为第二区块52。
图15为用于说明降低2次及6次谐波分量的方法的电枢4的截面图。在图15所示的结构中，磁极间距较之于图14所示的各单极单元的均匀设置结构，扩大了90度电角度。即，第一区块51和第二区块52之间的间隔(第二单极单元6A和第一单极单元5B之间的间隔)扩大了90度电角度(当励磁系统周期为λ时，长度为λ/4，)，从而，与第一单极单元5A和第二单极单元6A之间的间隔、以及第一单极单元5B和第二单极单元6B之间的间隔相比更宽。与图14所示的结构例相比，这种结构更易于通过加厚隔离单元11C的厚度(通过使用更厚的隔离单元11C)来实现。
将第一区块51和第二区块52之间的间距扩大90度的电角度，从而，在2次谐波下产生180度(＝90度×2)的偏移，第一区块51和第二区块52相加时互相抵消，因此降低2次谐波分量。另外，在6次谐波下产生540度(＝90度×6)的偏移，各区块相加时之间发生互相抵消，因此，可降低6次谐波分量。如此，通过调整第一区块51和第二区块52之间的间隔(磁极齿的间隔)，能够降低推力波动、磁阻力的2次及6次谐波分量。
(4次谐波分量的降低)
图16为用于说明降低4次谐波分量的方法的电枢41的截面图。在平板状磁铁3a、3b、3c、3d在内磁轭2的上侧的外侧面2a、2b上的设置位置以及平板状磁铁3a、3b、3c、3d在下侧的外侧面2c、2d上的设置位置维持偏移90度电角度(长度为λ/4)的状态下，使平板状磁铁3a、3b、3c、3d在上侧的外侧面2b上的设置位置与平板状磁铁3a、3b、3c、3d在上侧的外侧面2a上的设置位置同样地偏移45度电角度(长度为λ/8)，并且，使平板状磁铁3a、3b、3c、3d在下侧的外侧面2d上的设置位置与平板状磁铁3a、3b、3c、3d在下侧的外侧面2c上的设置位置同样地偏移45度电角度(长度为λ/8)。
通过使平板状磁铁在相邻外侧面上的设置位置偏移45度电角度，由此，在4次谐波下产生180度(＝45度×4)的偏移，当相邻的外侧面间进行相加时发生互相抵消，因此，能够降低4次谐波分量。如此，通过调整内磁轭2中平板状磁铁3a、3b、3c、3d在各外侧面上的设置位置，可降低推力波动、磁阻力的4次谐波分量。
(8次谐波分量的降低)
图17为用于说明降低8次谐波分量的方法的电枢4的截面图。在不改变上述图15所示的(隔离单元11C的厚度已进行调整之后的)第一区块51和第二区块52重心位置的情况下，将第一单极单元5A和第二单极单元6A之间、以及第一单极单元5B和第二单极单元6B之间的间隔分别扩大22.5度电角度(长度为λ/16)(参考空心箭头符号)。通过增加隔离单元11A、11B的厚度(通过使用更厚的隔离单元11A、11B)，能够很容易实现这种结构。
通过将第一单极单元和第二单极单元之间扩大22.5度电角度，在8次谐波下产生180度(＝22.5度×8)的偏移，由此，当相邻的单极单元间进行相加时发生互相抵消，因此可降低8次谐波分量。如此，通过调整两个区块内的第一单极单元、第二单极单元之间的间隔(磁极齿的间隔)，降低推力波动、磁阻力的8次谐波分量。
另外，上述的方法(第一降低方法)仅为一个示例，降低推力波动、磁阻力的各次谐波分量的方法并不限于此，还可以使用其他方法。下面说明其他关于降低各次谐波分量的方法。
(第二降低方法)
根据该方法，通过调整动子的磁铁排列来降低推力波动、磁阻力的2次及6次谐波分量，通过调整电枢的两个区块之间的间隔来降低4次谐波分量，通过调整各区块内第一单极单元、第二单极单元之间的间隔来降低8次谐波分量。
(第三降低方法)
根据该方法，通过调整电枢的两个区块之间的间隔来降低推力波动、磁阻力的2次及6次谐波分量，通过调整各区块内第一单极单元、第二单极单元之间的间隔来降低4次谐波分量，通过调整动子的磁铁排列来降低8次谐波分量。
(第五实施方式)
在第四实施方式中，可以与第三实施方式同样地采用未设置沿动子的轴向磁化的平板状磁铁3b、3d的结构。
即，动子的结构为：两种平板状磁铁3a、3c在内磁轭2的轴向(动子的移动方向)上依次交替地设置于由软质磁体形成的四角筒状的内磁轭2的各外侧面2a至2d上。平板状磁铁3a、3c在内磁轭2的上侧的外侧面2a、2b上的设置位置和平板状磁铁3a、3c在内磁轭2的下侧的外侧面2c、2d上的设置位置之间的偏离尺寸相当于一组平板状磁铁3a、3c的长度总和的1/4(当励磁系统周期为λ时偏离尺寸为λ/4，电角度为90度)。
另外，为了降低推力波动、磁阻力的2次、4次、6次、8次谐波分量，与上述第四实施方式同样地，在使平板状磁铁3a、3c在内磁轭2的上侧的外侧面2a、2b上的设置位置与平板状磁铁3a、3c在下侧的外侧面2c、2d上的设置位置之间偏移90度电角度的状态下，使平板状磁铁3a、3c在上侧的外侧面2b上的设置位置与平板状磁铁3a、3c在上侧的外侧面2a中的设置位置同样地偏移预定的电角度(2次及6次的情况下为90度，4次的情况下为45度，8次的情况下为22.5度)，并且，使平板状磁铁3a、3c在下侧的外侧面2d上的设置位置与平板状磁铁3a、3c在下侧的外侧面2c上的设置位置同样地偏移预定的电角度(2次及6次的情况下为90度，4次的情况下为45度，8次的情况下为22.5度)。
另外，上述第四实施方式、第五实施方式也可以采用与第二实施方式相同的结构，即：在动子41的内磁轭2的外侧面的两个角部设置有延伸的线性导轨12(参考图7)，并且，在构成电枢4的第一单极单元5、第二单极单元6的开口部设置有用于使线性导轨12通过的缺口。
下面，对本发明人所制作的线性马达的具体结构和所制作的线性马达的特性进行说明。
(第一实施方式的实施例)
首先，作为用于线性马达的动子1，制作了如图1所示的包括四角筒状的内磁轭和平板状永久磁铁的动子。所使用的内磁轭2为由纯铁形成的四角筒状，其外侧每边长度为22mm、内侧每边长度为18mm。
在上述内磁轭2的4个外侧面中的每一个外侧面上分别粘贴10组平板状磁铁，每一组平板状磁铁包括四种平板状磁铁3a、3b、3c、3d，并且，平板状磁铁3a、3b、3c、3d在内磁轭2的轴向(动子1的移动方向)上相连。平板状磁铁3a为长10mm、宽22mm、高4mm的永久磁铁，其磁化方向为动子1的高度方向，即，由内(移动方向的轴中心)向外发生磁化。平板状磁铁3c为长10mm、宽22mm、高4mm的永久磁铁，其磁化方向为动子1的高度方向，即，由外向内发生磁化。平板状磁铁3a、平板状磁铁3c的磁化方向虽然均为高度方向(垂直于内磁轭2的外侧面的方向)，但是，二者互为相反方向(参考图1的空心箭头符号)。
另外，平板状磁铁3b为长2mm、宽22mm、高4mm的永久磁铁，其磁化方向为动子1的长度方向，即，在由平板状磁铁3c向平板状磁铁3a的方向上发生磁化。平板状磁铁3d为长2mm、宽22mm、高4mm的永久磁铁，其磁化方向为动子1的长度方向，即，在由平板状磁铁3c向平板状磁铁3a的方向上发生磁化。平板状磁铁3b、平板状磁铁3d的磁化方向虽然均为长度方向(动子1的移动方向)，但是，但是，二者互为相反方向(参考图1的空心箭头符号)。
由此，上述10组共计40个平板状磁铁3a、3b、3c、3d相连后长度为240mm(＝(10mm+2mm+10mm+2mm)×10)。上述平板状磁铁3a、3b、3c、3d在相邻的内磁轭2的外侧面上的设置位置偏离的尺寸相当于平板状磁铁3b或者3d长度(2mm)。
然后，制作电枢4。由0.5mm厚的硅钢板切割出16片具有图18A所示形状的电枢材料，将所切割出的上述16片电枢材料层叠并粘合在一起，从而制备出厚度为8mm的第一单极单元5、第一单极单元6(参考图2A、2B)。另外，由0.5mm厚的硅钢板切割出8片具有图18B所示形状的电枢材料，将所切割出的上述8片电枢材料层叠并粘合在一起，从而制备出厚度为4mm的隔离单元11(参考图2C)。
将上述制作的各单元按照第一单极单元5、隔离单元11、第二单极单元6、隔离单元11、第一单极单元5、隔离单元11、第二单极单元6的顺序叠合，从而构成单相的单元(参考图3A)。该单相的单元的厚度为44mm(＝8mm×4+4mm×3)。另外，磁极节距为12mm(＝8mm+4mm)。
在上述单相的单元的四个角的间隙部分中，对需要提供电枢芯的绕线的部分缠上聚酰亚胺带以确保绝缘，然后在其上的两个位置分别缠绕100圈导线(参考图3B)，从而形成驱动线圈的绕线8a、绕线8b。然后，进行串连连接使得在通电的情况下电流方向相反。
准备三个上述制作的电枢4，将该三个电枢4排列成直线状并使各电枢4之间的间隔为20mm(＝12mm×(1+2/3))，在中央的中空部插入动子1(参考图4)，然后，将其固定于测试台(Testbench)，使得动子1能够在长度方向移动而不会接触到电枢4。
3个电枢4上所缠绕的一对驱动线圈的一端相连，另一端连接3相电源U相、V相、W相，从而形成星形接线结构，并将所述星形接线结构连接于马达控制器。另外，在动子1的顶端部分粘合光学线纹尺，在测试台固定侧安装线性编码器，以读取动子1的位置。并且，构成为：将线性编码器检测出的位置信号输出到所述马达控制器并对动子1的位置进行控制。
在进行上述连接之后，通过改变向驱动线圈施加的驱动电流来测定动子1的推力。此时，通过以测力器按压动子1的方法对推力进行了测定。图19示出了该测定结果。图19的横轴表示通过以下公式获得的值：驱动电流的有效值×电枢中每一相的线圈的匝数。
如图19所示，可以得到超过700N的最大推力。由于动子1的质量为1.1kg，因此，推力/动子质量比为637N/kg。可以得到700N推力的其他方式中，现有的线性马达(日本国专利申请公开公报“特开2002-359962号”)所需的动子的质量为大于等于3kg，因此其推力/动子质量比为小于等于233N/kg。与现有的线性马达相比，本发明的线性马达得到相同的推力所需的动子质量可减少至1/3左右。如此，本发明可以提供对加工器等的高速处理非常有效的线性马达。
(第四实施方式的实施例)
对通过一个芯单元进行2相驱动的第四实施方式的实施例进行说明。图20A、20B、20C分别为动子41贯穿电枢4的状态的俯视图、侧视图以及截面图。该实施例中，具备第二实施方式中说明的线性导轨12、线性引导滑动件13以及动子支撑框14。
首先，作为在线性马达中使用的动子41，制作了包括如图11所示的四角筒状内磁轭和平板状永久磁铁的动子。所使用的内磁轭2为由纯铁形成的四角筒状，其外侧每边长度为22mm、内侧每边长度为26mm。
在上述内磁轭2的4个外侧面2a至2b中的每一个外侧面上分别粘贴多组平板状磁铁，每一组平板状磁铁包括四种平板状磁铁3a、3b、3c、3d，并且，平板状磁铁3a、3b、3c、3d在内磁轭2的轴向(动子1的移动方向)上相连。平板状磁铁3a为长10mm、宽25mm、高4mm的永久磁铁，其磁化方向为动子41的高度方向，即，由内(移动方向的轴向中心)向外发生磁化。平板状磁铁3c为长10mm、宽25mm、高4mm的永久磁铁，其磁化方向为动子41的高度方向，即，由外向内发生磁化。平板状磁铁3a、平板状磁铁3c的磁化方向为高度方向(垂直于内磁轭2的外侧面的方向)，但是，二者互为相反方向(参考图11的空心箭头符号)。
另外，平板状磁铁3b为长2mm、宽25mm、高4mm的永久磁铁，其磁化方向为动子41的长度方向，即，在由平板状磁铁3c向平板状磁铁3a的方向发生磁化。平板状磁铁3d为长2mm、宽25mm、高4mm的永久磁铁，其磁化方向为动子41的长度方向，即，在由平板状磁铁3c向平板状磁铁3a的方向发生磁化。平板状磁铁3b、平板状磁铁3d的磁化方向均为长度方向(动子41的移动方向)，但是，二者互为相反方向(参考图11的空心箭头符号)。
上述平板状磁铁3a、3b、3c、3d在内磁轭2的上侧的相邻外侧面2a、2b上的设置位置、以及平板状磁铁3a、3b、3c、3d在内磁轭2的下侧的相邻外侧面2c、2d上的设置位置在动子41的移动方向(轴向)上偏离6mm。一组平板状磁铁3a、3b、3c、3d结构的长度总和为24mm。上述6mm的偏离尺寸相当于磁铁排列周期24mm的1/4(λ/4：电角度90度)，所述磁铁排列周期为励磁系统周期(λ)。
另外，平板状磁铁3a、3b、3c、3d在上侧的外侧面2a上的设置位置与平板状磁铁3a、3b、3c、3d在同处于上侧的外侧面2b上的设置位置在动子41的移动方向上偏离3mm，平板状磁铁3a、3b、3c、3d在下侧的外侧面2c上的设置位置与平板状磁铁3a、3b、3c、3d在同处于下侧的外侧面2d上的设置位置在动子41的移动方向上偏离3mm。该3mm偏离量相当于图16中所说明的45度电角度(励磁系统周期(λ)24mm的1/8，即，λ/8)的偏离。由此，制成长141mm、宽25mm、高4mm的动子41。
然后，制作电枢4。由0.5mm厚的硅钢板切割出20片具有图21A所示形状的电枢材料，将所切割出的上述20片电枢材料层叠并粘合在一起，制成厚度为10mm的第一单极单元5(5A、5B)、第一单极单元6(6A、6B)。另外，由0.5mm厚的硅钢板切割出具有图21B所示形状的电枢材料，将所切割出的7片电枢材料层叠并粘合在一起而制成厚度为3.5mm的两个隔离单元11(隔离单元11A、11B)，并且，将所切割出的13个电枢材料层叠并粘合在一起而制成厚度为6.5mm的一个隔离单元11(隔离单元11C)。
将上述制作的各单元按照第一单极单元5A、隔离单元11A、第二单极单元6A、隔离单元11C、第一单极单元5B、隔离单元11B、第二单极单元6B顺序叠合，从而构成长80mm、宽80mm、高53.5mm(＝10mm×4+3.5mm×2+6.5mm×1)的芯单元。另外，为了降低推力波动、磁阻力的2次、6次及8次谐波分量，可通过适当地设定上述隔离单元11A、11B、11C的厚度来调整图15、图17中所说明的磁极齿的间隔。
图22图示了基于上述第一降低方法的芯单元的截面图。在该示例中，将两个区块51、52之间的间隔扩大6mm以降低推力波动、磁阻力的2次、6次谐波分量，6mm相当于假设励磁系统周期为λ(＝24mm)时的λ/4(电角度90度)；将各区块51、52中第一单极单元5A、6A和第二单极单元5B、6B之间的间隔(磁极齿的间隔)扩大1.5mm以降低8次谐波分量，1.5mm相当于λ/16(电角度22.5度)。其结果，基本的隔离单元的厚度被设为2mm、隔离单元11A、11B的厚度被设为3.5mm、隔离单元11C的厚度被设为6.5mm。
在上述芯单元的四角的间隙部分，对需要提供电枢芯的绕线的部分缠绕聚酰亚胺带以确保绝缘，并在其上的两个位置分别缠绕100圈导线，从而形成驱动线圈的绕线8a、绕线8b。然后，分别向上述绕线8a、绕线8b施加正弦波驱动电流和余弦波驱动电流。
将上述电枢的两个驱动线圈与用于2相驱动的马达控制器连接，在动子的顶端安装位置传感器，向用于2相驱动的马达控制器输入位置信号，测定线性马达的推力特性。图23示出了该测定结果。图23的横轴表示驱动电流有效值×线圈匝数。
如图23所示，在推力与驱动电流成正比时可以得到160N左右的推力，并且，可以得到大于等于200N的最大推力。根据第四实施方式，通过全长仅为65mm左右的电枢就可以实现这种优异的特性。
根据如果现有的相独立型的线性马达(日本国专利申请公开公报“特开2008-228545号”或者上述的3相驱动型的线性马达，要得到与上述第四实施方式同样的推力特性，则需要全长为150mm左右的电枢长度。而第四实施方式的电枢长度可较上述现有结构缩短一半以上。如上所述，第四实施方式的线性马达可以实现小型化并能够节省空间，因此，这种线性马达最适合组合使用的用途，例如，X-Y-Z轴3轴驱动台(stage)。
(第二降低方法的实施例)
根据上述第二降低方法，通过调整动子41的磁铁排列来降低推力波动、磁阻力的2次及6次谐波分量，通过调整电枢4的两个区块51、52之间的间隔来降低4次谐波分量，通过调整区块51内中第一单极单元5A、第二单极单元5B之间的间隔以及区块52内中第一单极单元6A、第二单极单元6B之间的间隔来降低8次谐波分量。
使平板状磁铁3a、3b、3c、3d内磁轭2的上侧的相邻外侧面2a、2b上的设置位置以及平板状磁铁3a、3b、3c、3d在内磁轭2的下侧的相邻外侧面2c、2d上的设置位置在动子41的移动方向(轴向)上偏离6mm(λ/4：电角度90度)，并且，使平板状磁铁3a、3b、3c、3d在上侧的外侧面2b上的设置位置与平板状磁铁3a、3b、3c、3d在同处于上侧的外侧面2a上的设置位置在动子41的移动方向上偏离6mm(λ/4：电角度90度)，使平板状磁铁3a、3b、3c、3d在下侧的外侧面2d上的设置位置与平板状磁铁3a、3b、3c、3d在同处于下侧的外侧面2c上的设置位置在动子41的移动方向上偏离6mm(λ/4：电角度90度)。
图24基于第二降低方法的芯单元的截面图。在该示例中，将两个区块51、52之间的间隔扩大3mm以降低推力波动、磁阻力的4次谐波分量，所扩大的3mm相当于假设励磁系统周期为λ(＝24mm)时的λ/8(电角度45度)；将各区块51、52内第一单极单元5A、6A和第二单极单元5B、6B之间的间隔(磁极齿的间隔)扩大1.5mm以降低8次谐波分量，所扩大的1.5mm相当于λ/16(电角度22.5度)。其结果，磁极齿的间隔被均匀地扩大了1.5mm。在该芯单元中，各隔离单元11A、11B、11C的厚度均为3.5mm，芯单元整体的高度为50.5mm(＝10mm×4+3.5mm×3)。
(第三降低方法的实施例)
在该方法中，通过调整电枢4的两个区块51、52之间的间隔来降低推力波动、磁阻力的2次及6次谐波分量，通过调整区块51内第一单极单元5A、第二单极单元5B之间的间隔以及区块52内第一单极单元6A、第二单极单元6B之间的间隔来降低4次谐波分量，通过调整动子41的磁铁排列来降低8次谐波分量。
图25图示基于第三降低方法的芯单元的截面图。在该示例中，将两个区块51、52之间的间隔扩大6mm以降低推力波动、磁阻力的2次、6次谐波分量，所扩大的6mm相当于假设励磁系统周期为λ(＝24mm)时的λ/4(电角度90度)；将各区块51、52内的第一单极单元5A、6A和第二单极单元5B、6B之间的间隔(磁极齿的间隔)扩大3mm以降低4次谐波分量，所扩大的3mm相当于λ/8(电角度45度)。其结果，磁极齿的间隔被均匀地扩大了3mm。在该芯单元中，隔离单元11A、11B、11C的厚度均为5mm，芯单元整体的高度为55mm(＝10mm×4+5mm×3)。
另外，使平板状磁铁3a、3b、3c、3d在内磁轭2的上侧的相邻外侧面2a、2b上的设置位置以及平板状磁铁3a、3b、3c、3d在内磁轭2的下侧的相邻外侧面2c、2d上的设置位置在动子41的移动方向(轴向)上偏离6mm(λ/4：电角度90度)，并且，使平板状磁铁3a、3b、3c、3d在上侧的外侧面2b上的设置位置与平板状磁铁3a、3b、3c、3d在同处于上侧的外侧面2a上的设置位置在动子41的移动方向上偏离1.5mm(λ/16：电角度22.5度)，使平板状磁铁3a、3b、3c、3d在下侧的外侧面2d上的设置位置与平板状磁铁3a、3b、3c、3d在同处于下侧的外侧面2c上的设置位置在动子41的移动方向上偏离1.5mm(λ/16：电角度22.5度)。
(第五实施方式的实施例)
将与上述第四实施方式的实施例同样地制作的电枢的两个驱动线圈与用于2相驱动的马达控制器连接，在动子的顶端安装位置传感器，向用于2相驱动的马达控制器输入位置信号，测定了线性马达的推力特性。图26示出了该测定结果。图26的横轴表示通过以下公式获得的值：驱动电流有效值×线圈匝数。
如图26所示，在推力与驱动电流成正比的范围内可以得到140N左右的推力。由于未设置在动子的轴向磁化的平板状磁铁，本实施例所获得的推力值要小于第四实施方式的实施例(160N左右)。但是，与相独立型线性马达或者3相驱动型线性马达相比，本实施例缩短了整体长度，从而可实现小型化并且可节省空间。

Claims (11)

1.线性马达的动子，其中，在由软质磁体形成的多角筒状的内磁轭的外侧面上设置有多个平板状永久磁铁，其特征在于，
在所述内磁轭的各外侧面上，作为所述多个平板状永久磁铁，在与所述内磁轭的外侧面垂直的垂直方向磁化的平板状磁铁和在所述内磁轭的轴向磁化的平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置并相连在一起，在所述垂直方向磁化的平板状磁铁包括由所述内磁轭的内侧向外侧磁化的第一平板状磁铁和由所述内磁轭的外侧向内侧磁化的第二平板状磁铁，所述第一平板状磁铁和所述第二平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置，所述在轴向磁化的平板状磁铁由相邻的所述第二平板状磁铁向相邻的所述第一平板状磁铁磁化，所述多个平板状永久磁铁在所述内磁轭的一个外侧面上的设置位置与在另一个外侧面上的设置位置之间存在偏离。
2.根据权利要求1所述的动子，其特征在于，
在所述内磁轭的外侧面之间所述多个平板状永久磁铁的设置位置在轴向上偏离的尺寸不超过一个所述第一平板状磁铁、一个所述第二平板状磁铁和两个所述在轴向磁化的平板状磁铁的长度总和的1/4。
3.线性马达的动子，其中，在由软质磁体形成的四角筒状的内磁轭的四个外侧面上设置有多个平板状永久磁铁，其特征在于，
在所述内磁轭的各外侧面上，作为所述多个平板状永久磁铁，在与所述内磁轭的外侧面垂直的垂直方向磁化的平板状磁铁和在所述内磁轭的轴向磁化的平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置并相连在一起，在所述垂直方向磁化的平板状磁铁包括由所述内磁轭的内侧向外侧磁化的第一平板状磁铁和由所述内磁轭的外侧向内侧磁化的第二平板状磁铁，所述第一平板状磁铁和所述第二平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置，所述在轴向磁化的平板状磁铁由相邻的所述第二平板状磁铁向相邻的所述第一平板状磁铁磁化，所述多个平板状永久磁铁在所述内磁轭的其中两个相邻外侧面上的设置位置、所述多个平板状永久磁铁在所述内磁轭的另外两个相邻外侧面上的设置位置存在偏离，并且，所述偏离的尺寸相当于一个所述第一平板状磁铁、一个所述第二平板状磁铁和两个所述在轴向磁化的平板状磁铁的长度总和的1/4。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的动子，其特征在于，
在所述内磁轭的外侧面的角部设置有对所述动子提供支撑的线性导轨，所述线性导轨在所述内磁轭的轴向上延伸。
5.线性马达，其特征在于，
动子贯穿电枢的第一单极单元的开口部和第二单极单元的开口部；
在所述动子中，在由软质磁体形成的多角筒状的内磁轭的外侧面上形成有多个平板状永久磁铁，并且，在所述内磁轭的各外侧面上，作为所述多个平板状永久磁铁，在与所述内磁轭的外侧面垂直的垂直方向磁化的平板状磁铁和在所述内磁轭的轴向磁化的平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置并相连在一起，在所述垂直方向磁化的平板状磁铁包括由所述内磁轭的内侧向外侧磁化的第一平板状磁铁和由所述内磁轭的外侧向内侧磁化的第二平板状磁铁，所述第一平板状磁铁和所述第二平板状磁铁在所述所述内磁轭的轴向上进行交替配置，所述在轴向磁化的平板状磁铁由相邻的所述第二平板状磁铁向相邻的所述第一平板状磁铁磁化，所述多个平板状永久磁铁在所述内磁轭的一个外侧面上的设置位置与在另一个外侧面上的设置位置之间存在偏离；
在所述电枢中，所述第一单极单元与所述第二单极单元交替地叠合在一起，所述第一单极单元由软质磁体形成且具有多角形形状的开口部、设置于该开口部外侧的磁轭部、以及从该磁轭部向着所述开口部的方向延伸的芯部，所述第二单极单元由软质磁体形成且具有多角形形状的开口部、设置于该开口部外侧的磁轭部、以及设置在相当于将所述第一单极单元的芯部旋转90度的位置且从该磁轭部向着所述开口部的方向延伸的芯部，在所述第一单极单元的多个芯部和/或所述第二单极单元的多个芯部上缠绕有绕线。
6.线性马达，其特征在于，
动子贯穿电枢的第一单极单元的开口部和第二单极单元的开口部；
在所述动子中，在由软质磁体形成的多角筒状的内磁轭的外侧面上形成有多个平板状永久磁铁，并且，在所述内磁轭的各外侧面上，作为所述多个平板状永久磁铁，由所述内磁轭的内侧向外侧磁化的第一平板状磁铁和由所述内磁轭的外侧向内侧磁化的第二平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置，所述多个平板状永久磁铁在所述内磁轭的一个外侧面上的设置位置与在另一个外侧面上的设置位置之间存在偏离；
在所述电枢中，所述第一单极单元与所述第二单极单元交替地叠合在一起，所述第一单极单元由软质磁体形成且具有多角形形状的开口部、设置于该开口部外侧的磁轭部、以及从该磁轭部向着所述开口部的方向延伸的芯部，所述第二单极单元由软质磁体形成且具有多角形形状的开口部、设置于该开口部外侧的磁轭部、以及设置在相当于将所述第一单极单元的芯部旋转90度的位置且从该磁轭部向着所述开口部的方向延伸的芯部，在所述第一单极单元的多个芯部和/或所述第二单极单元的多个芯部上缠绕有绕线。
7.线性马达，其特征在于，
动子贯穿电枢的第一单极单元的开口部与第二单极单元的开口部，使得内磁轭的其中两个相邻外侧面上的多个平板状永久磁铁与第一绕线相对、另外两个相邻的外侧面上的多个平板状永久磁铁与第二绕线相对；
在所述动子中，在由软质磁体形成的四角筒状的所述内磁轭的四个外侧面上形成有多个平板状永久磁铁，并且，在所述内磁轭的各外侧面上，作为所述多个平板状永久磁铁，在与所述内磁轭的外侧面垂直的垂直方向磁化的平板状磁铁和在所述内磁轭的轴向磁化的平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置并相连在一起，在所述垂直方向磁化的平板状磁铁包括由所述内磁轭的内侧向外侧磁化的第一平板状磁铁和由所述内磁轭的外侧向内侧磁化的第二平板状磁铁，所述第一平板状磁铁和所述第二平板状磁铁在所述内磁轭的轴向上进行交替配置，所述在轴向磁化的平板状磁铁由相邻的所述第二平板状磁铁向着相邻的所述第一平板状磁铁的方向磁化，所述多个平板状永久磁铁在所述两个相邻外侧面上的设置位置、所述多个平板状永久磁铁在所述另外两个相邻外侧面上的设置位置存在偏离，偏离的尺寸相当于一个所述第一平板状磁铁、一个所述第二平板状磁铁和两个所述在轴向磁化的平板状磁铁的长度总和的1/4；
在所述电枢中，所述第一单极单元与所述第二单极单元交替叠合在一起，所述第一单极单元由软质磁体形成且具有多角形形状的开口部、设置于该开口部外侧的磁轭部、以及从该磁轭部向着所述开口部的方向延伸的芯部，所述第二单极单元由软质磁体形成且具有多角形形状的开口部、设置于该开口部外侧的磁轭部、以及设置在相当于将所述第一单极单元的芯部旋转90度的位置且从该磁轭部向着所述开口部的方向延伸的芯部，在所述第一单极单元的多个芯部或者所述第二单极单元的多个芯部的两个位置缠绕有第一绕线和第二绕线；
向所述第一绕线和所述第二绕线施加相位差为90度电角度的电流。
8.根据权利要求7所述的线性马达，其特征在于，
所述多个平板状永久磁铁在所述两个相邻外侧面上的设置位置存在偏离，所述多个平板状永久磁铁在所述另外两个相邻外侧面上的设置位置存在偏离。
9.根据权利要求7所述的线性马达，其特征在于，
相邻的所述第一单极单元与所述第二单极单元之间的间隔进行了调整。
10.根据权利要求5至9中任意一项所述的线性马达，其特征在于，
所述内磁轭为四角筒状，所述开口部为四角形，所述第一单极单元与第二单极单元为四角形，所述第一单极单元与第二单极单元的边的方向和所述开口部的边的方向成45度夹角。
11.根据权利要求5至10中任意一项所述的线性马达，其特征在于，
在叠合的所述第一单极单元与所述第二单极单元之间夹有由软质磁体制成的隔离器，使得所述第一单极单元的芯部与所述第二单极单元的芯部不会相互接触。
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