JP2002516059A - 直線運動発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一方が他方の中を軸方向に移動するように構成した二つの中空部材と、前記中空部材と結び付き、軸方向の力を発生させるように相互作用を行う、軸方向に交互に変化する磁界群を発生させるための手段とを備えた直線作用力を発生させるための電磁装置。

Description

【発明の詳細な説明】 直線運動発生装置 本発明は、直線運動を発生させるための電磁装置に関する。 電磁手段により直線運動を直接発生する手段の一つとして、ロンドンのインペ リアル・コリッジのレイスウェイト教授が考案したリニアモーターがある。この 装置は、固定子と電機子を軸方向に分割して展開した、従来の回転モーターと考 えることができる。この装置は効果的ではあるが、固定子と可動電機子との間に かなり不均衡な引力があるので、トラック式または車輪式の搬送器の様な何らか の手段を使用して固定子と電機子間の分離をはからねばならない欠点がある。 別の形態のリニアモーターとしては、従来のモーターの様な円筒状位相形状で あるが、磁界発生素子群を長手軸の回りに横方向に配置して、磁界が、モーター の軸方向に沿って極性を交互にするようにしたものがある。 この様なリニアモーターの例はＯＬＳ 2,229,711；ＥＰＯ 221 228,ＵＳ 4,71 4,300；ＥＰＯ 280 743；ＥＰ 0 314 493及びＷＯ 93/01646に示されている。 ＯＬＳ 2,229,711は、ピストンを囲むシリンダーの内表面に沿って軸方向に間 隔を置いて配置されたリング状コイル群を連続して付勢することにより発生する 磁界群の作用のもとで、一つのコイルを有した前記ピストンが前記シリンダー内 を移動するようにした直流モーターを開示している。 ＥＰＯ 221 228は、軸の直線運動は円周方向のコイル群により発生させ、そし て軸の回転運動は軸方向の外周コイル群により通常の方法で発生させる、軸の直 線と回転運動の両方を発生させる装置を開示している。 ＵＳ 4,414,300は、プランジャーが、チャンバーの外側部分の内側にある巻線 とプランジャーの外周に配置した多数のマグネットの間で、或いはその逆の間で 、発生される軸方向に変化する磁界パターンの影響のもとで、チャンバー内で軸 方向に振動させられる構成のすベリ止めブレーキシステム用の圧力変調器を開示 している。 ＥＰＯ 280 743は、スクリューの直線運動が、射出スクリューの一部を形成す る軸上のマグネット群と、前記軸周囲にあって三相交流電流を印加する多数のコ イルとの間の相互作用によって生じさせる、射出成形機用のスクリューを開示し ている。 ＥＰＯ 314 493は、シャトルが、二つの磁界、即ち、一つは前記シャトル上の 巻線によって発生されもう一つは前記チャンバー壁の一部を形成する巻線によっ て発生される二つの磁界の間の相互作用によって、チャンバー内で振動させられ る、別の装置を開示している。 ＷＯ 93/01646は、ピストンが、二つの放射方向の磁界、即ち、前記シリンダ ー壁の一部を形成する一連の円周方向コイル群によって発生される磁界と、もう 一つは前記ピストンの一部を形成する複数のマグネットによる放射磁界の間、又 はその逆の構成の間の相互作用によって、シリンダー内で長手方向に駆動される 、別の装置を開示している。多くの目的に対して、ＷＯ 93/01646に開示された 構成は全く満足のいくものである。しかしながら、ＷＯ 93/01646の発明を、流 体／電磁複合アクチュエータとして使用するとなると、ピストンと、ピストンロ ッドがシリンダーの端部壁を貫通して出てくる所との二箇所に流体密性のシール を設けなければならないのが欠点であり、特に重く、しかも軸外の荷重は、ピス トンロッドを曲げてずらせる傾向となるのでそうである。また、ピストンとピス トンロッドの一体構成は、装置が大きくなり重量が非常に重くなる事を意味する 。 本発明の目的は、構造において軽く、そして横剛性が増大した、改良型直線運 動発生電磁装置を提供することにある。 本発明によれば、一方が他方の中で摺動することにより伸縮するように構成し た少なくとも二つの筒状部材と、前記内側筒状部材の軸長の少なくとも一部に沿 って極性が交互する第１の磁界を発生する手段と、前記外側筒状部材の軸長の少 なくとも一部に沿って極性が交互する第２の磁界を発生する手段と、前記２つの 磁界の少なくとも一つを変化させて両磁界を相互作用させ、両筒状部材間に相対 運動を生じせしめる軸方向の力を与える手段とを有する直線方向の力を発生させ るための電磁装置を提供する。 また、好ましい態様として、前記外側筒状部材の内表面と前記内側筒状部材の 外表面との間に、前記装置の相対運動が生じるこれら部品に対する有害な環境成 分が進入することを阻止する少なくとも一つのシールを備えることができる。 前記両筒状部材の外端部にはフランジを備え、それらを別の構造体の部品に取 付けられるようにしてもよい。 前記装置はまた、前記内側筒状部材に整列した永久磁石群を保持させ、前記外 側筒状部材には、両磁界の一つに前記変化を生じさせるように選択的に付勢され るコイル群の組立体を保持させる構成、又はその逆の構成としてもよい。また、 例えば、前記両筒状部材に電気コイル群を保持させてもよいし、或いは永久磁石 群に変えて、複数の低リラクタンスの磁気素子群、或いは、その中で一定のパタ ーンの渦電流が誘導される一つの導電スリーブを使用するというように、別の態 様が可能である。 本発明は、また別の態様として、一方が他方の中に嵌合され、両者間で相互運 動を可能とさせる構成の２つのカップ状部材と、一つの前記カップ状部材の軸長 の少なくとも一部に沿って極性が交互する第１の磁界を発生する手段と、他方の 前記カップ状部材の軸長の少なくとも一部に沿って極性が交互する第２の磁界を 発生する手段と、前記二つの磁界の少なくとも一つを変化させて、両磁界を相互 作用させ、両カップ状部材間に相対運動を生じせしめる軸方向の力を発生させる 手段とを有する直線方向の力を発生させるための電磁装置を提供する。 また、好ましい態様として、シール群を前記両カップ状部材間に配置して、密 閉空間を形成せしめ、前記カップ状部材の一つに開口を形成し、流体が前記密閉 空間に流出入できるようにしてもよい。 前記装置はまた、所望により可動コイル又は可動マグネット装置として構成し てもよいが、好ましい態様としては、外側カップ状部材は、内側カップ状部材と 結びついた磁界発生素子からの放射状磁界に対して一定のリラクタンスを示すよ うに配置された強磁性体スペーサーによって分離されている複数の環状コイルか ら成る電磁素子を有している。好ましくは、前記内部カップ状部材と結びついた 磁界発生素子は、複数の永久磁石である。 さて、次に本発明を、添付図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。各 図面は、 図１は、直線運動を発生させるための本発明の実施態様を示す電磁装置の概略 縦断面図である。 図２は、本発明の第二の実施態様を示す概略縦断面図である。 図３は、本発明の第三の実施態様を示す概略縦断面図である。 図４は、本発明を実施するに際し使用する可変磁界発生手段の概略縦断面図で ある。 図１を参照すると、直線運動を電磁的に発生する装置１００は、 一端部に取付けフランジ１０２を備えた外側筒状部材１０１を有する。外側筒状 部材１０１内部には、研磨されたスチールライナー１０４の上に装着されたコイ ル群１０３が軸方向に整列されている。内側筒状部材１０５が外側筒状部材１０ １のライナー１０４の中に良好に摺動係合するように配置されている。内側筒状 部材１０５もまた、その外側端部に取付けフランジ１０６を備えている。内側筒 状部材１０５の一部１０７には一連の環状マグネット群１０８が設けられており 、これらは軸方向に交互に変わる磁界分布を発生し、コイル群１０３により発生 する磁界分布と相互作用をするように配置されている。環状マグネット群１０８ の外径は、内側筒状部材１０５の残りの部分の外径とほぼ同じである。内側筒状 部材１０５が外側筒状部材１０５から突き出る所にシール１０９を備えている。 内側筒状部材１０５の端部には、外側筒状部材１０１の内側で作動する軸受兼ワ イパーリング１１０が取付けられている。軸受兼ワイパーリング１１０は、内側 筒状部材１０５の放射振れを抑制し、外側筒状部材１０１のライナー１０４の内 表面を清掃する作用をする。 図示はしていないが、外側筒状部材１０１内における内側筒状部材１０５の位 置を測定するセンサーも装備されている。このセンサーからの信号は、周波数、 位相及び振幅が可変の電流を発生できる電源１１１の制御に使用される。電源１ １１はコイル群１０３に接続され、コイル群１０３に流れる電流が磁界分布を発 生して、それが内側筒状部材１０５の整列したマグネット群１０８の磁界分布と 相互作用をして、所望の大きさと向きの軸方向の電磁力を発生するようになって いる。 前記装置の構造は、かなりの横方向の荷重に耐えることが出来るものである。 また、シール１０９の存在により、前記装置は、筒状部材１０１と１０５の開放 端が閉ざされるということを条件として、危険或いは困難な環境で使用可能とな る。 もし望むならば、内側筒状部材１０５が、その行程の内部限界にある時に、外 側筒状部材１０１から突き出る内側筒状部材１０５の部分は、他の部分と比較し て直径が大きくても小さくてもよい。また、フランジ１０２と１０５にはＯリン グシールを装着して、それらが他の構造体に取付けられた時、フランジ１０２と １０６の外面によって境界つけられる容積がシールされるようにしてもよい。こ の場合、前記装置は電磁的に発生する直線力を与えると共に、空気バネ或いはア クチュエータとして作用するようになる。 図２は本発明の別の実施態様を示すもので、ライナー１０４の代わりに銅或い はアルミニウムのチューブ２０１が使用されることを除き、図１の実施態様と同 じである。このチューブ２０１はクロムの様な硬質金属でメッキしてもよく、こ の場合チューブ２０１はライナー１０４としても作用させることができる。代案 として、別個のライナーを使用することができる。内側筒状部材１０５内のコイ ル群２０２は前記マグネット群１０８に代わるもので、銅又はアルミニウムのチ ューブ２０１に渦電流を発生し、これが、コイル群２０２が発生する磁界と相互 作用をする。両方の実施態様に共通の要素には同じ参照番号を付してある。 図３は本発明の第３の実施態様を示すもので、２つの筒状部材は閉ざされてい る。 図３に示されるように、電磁的に直線作用力を発生させる装置は、２つの中空 カップ状部材３０１，３０２により構成され、そのうちの一方（３０１）は他方 （３０２）の中を直線運動するように構成されている。カップ状部材３０１と３ ０２は、夫々筒状部分３０３，３０４を一つずつ有しており、端部閉鎖部材３０ ５と３０６が夫々筒状部分３０３と３０４の外側端部に位置して、エンクロージ ャ３０７を形成している。前述と同様に、軸方向に整列するコイル群３０８がカ ップ状部材３０２の筒状部分３０４と研磨されたスチールライナー３０９との間 に内蔵されている。カップ状部材３０１の内側端部には、軸方向に伸びて環状整 列するマグネット群３０８があり、これらは軸方向に交互に変わる磁界を発生し 、この磁界は、適当な電源３１１により付勢された時にコイル群３０８により発 生する磁界と相互作用をする。前述と同様に、カップ状部材３０２の中における カップ状部材３０１の位置を測定して、電源３１１の作用を制御するために使用 される信号を発生するセンサーが備えられている。電源３１１は、やはり、位相 、周波数及び振幅が可変の電流を発生することができ、そしてコイル群３０８は 、カップ状部材３０１上の整列したマグネット群３１０による磁界と相互作用し て、所望の大きさと向きの軸方向の電磁力を発生するための磁界パターンを発生 するようなっている。 カップ状部材３０２は、すべり軸受け兼シール３１２によりカップ状部材３０ １に対してシールされており、そしてカップ状部材３０１の内側端部は別の滑り 軸受け３１３によって支持されている。本発明のこの態様においては、端部閉鎖 部材３０５と３０６があるため、カップ状部材３０１の内側端部に別のシールを 備える必要はない。前述と同様に、装置のこの設計によりかなりの横剛性が与え られる。 エンクロージャ３０７がシールされているので、この装置は、一方のカップ状 部材の他方のカップ状部材に対する相対移動によりエンクロージャ３０７の容積 が変化し、従ってエンクロージャ３０７の圧縮可能媒体の圧力が変化するため、 空気ばねとして作用する。もしいずれか一方のカップ状部材が、それに適切なポ ートを有する場合、前記装置は外部の流体溜めと接続することができ、電磁的直 線力発生装置としてと同様に、空気圧または水圧ラムとしても機能させることが できる。もし、この装置をアクチュエータとして使用する場合は、電源３１１か ら電流をとることなしに、静的又は緩やかに変化する荷重に対応することができ る。 図４は上記本発明のいずれの態様においても使用するコイル群の配列を示す。 図４に示すように、前記外側部材１０２，３０２と結び付く整列した磁界発生コ イル群は、強磁性材料から成るリング群４０２と外部強磁性スペーサーリング群 ４０３との間に配置される円形コイル群４０１のスタックである。コイル４０１ 、リング４０２及びスペーサー４０３の寸法は、それらの組立体が一つの円筒形 コイル組立体４０４を形成するようになっている。この組立体４０４が、組立体 ４０４内を移動する部材により発生する放射方向磁界に対して一定の磁気抵抗を 与えるようにするため、コイル組立体４０４の各モジュールは、一コイル４０１ 軸長だけずらしてある。図示しない別の態様では、リング群４０２を前後に一回 転ずらして、コイル組立体４０４が発生する軸外力のバランスを取るようにして いる。 図１と２に関して説明した態様において、伸縮段階を二つ以上にすることが可 能で、この場合「内側」と「外側」の筒状部材は、装置の各段階におけるものと 解するものとする。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年４月１２日（１９９９．４．１２） 【補正内容】 請求の範囲 １． 一方が他方の中に摺動することにより伸縮する構成とした二つの相対可動 部材（１０１，１０５）と、前記相対可動部材（１０１，１０５）の一つの軸長 の少なくとも一部に取りつけられた複数の環状コイル（１０３）と、前記環状コ イル群に円周方向電流を発生する手段（１１１）と、極性が他方の前記相対可動 部材の少なくとも一部に沿って交互に変わる、複数の磁束を発生する手段（１０ ８）とからなる、制御された軸方向力を発生する電磁装置であって、（１０１， １０５）、前記電流発生手段（１１１）には、前記コイル群（１０３）における 電流の周波数、位相又は振幅を変化させる手段を含み、電流群と磁束群とが相互 作用し、両部材（１０１，１０５）間に相対運動を生ぜしめる力を与えるように し、また前記二つの部材（３０１，３０２）が夫々開放端と閉塞端とを有し、一 方が他方の中に嵌合されて、両者間に密閉容積を規定するようにしたことを特徴 とする制御された軸方向の力を発生する電磁装置。 ２． 前記両相対可動部材の一つが、外部口のある容積を有し、前記密閉容積が 外部溜めと連通できるようにしたことを特徴とする前記請求の範囲１に記載され た電磁装置。 ３． 前記内側筒状部材（１０５，３０１）が永久磁石群の整列（１０８，３１ ０）を保持し、前記外側筒状部材（１０１，３０２）がコイル群の組立体（１０ ３，３０８）を保持し、このコイル群を電流が前記制御手段（１１１）によって 通過して、前記合成された軸方向の力を与えるようにしたことを特徴とする前記 請求の範囲１又は２に記載の装置。 ４． 前記外側筒状部材（１０１，３０２）が永久磁石群の整列を保持し、前記 内側筒状部材（１０５，３０１）がコイル群の組立体を保持し、このコイル群を 電流が前記制御手段（１１１）によって通過して、前記合成された軸方向の力を 与えるようにしたことを特徴とする前記請求の範囲１又は２に記載の装置。 ５． 複数の磁束を発生する前記手段が、同じ極が向かい合い、強磁性極片を介 入させた、軸方向に磁化された素子群の整列であることを特徴とする前記いずれ かの請求の範囲に記載の装置。 ６． 前記円周方向コイル群（１０３，３０４）が一つの多相モーター巻線とし て接続されるように配置されたことを特徴とする前記いずれかの請求の範囲に記 載の装置。 ７． 前記放射方向磁束が、前記両相対可動部材（１０１，１０５，３０１，３ ０２）の一つと結び付く環状コイル群（２０２）に流れる電流の作用によって発 生し、他方の前記相対可動部材（１０１，１０５，３０１，３０２）と結び付く 部材（２０１）が備えられ、前記コイル群（２０２）に流れる電流によってそこ に誘導された渦電流が、前記コイル群（２０２）に流れる電流によって発生され た磁束パターンと相互作用して、軸方向の力を発生するようにしたことを特徴と する、前記請求の範囲１又は２に記載の装置。 ８． 前記外側筒状部材（１０１，３０９）の内表面と前記内側筒状部材（１０ ５，３０１）の外表面の間に少なくとも一つの軸受け兼シール（１０９，１１０ ），（３１１，３１２）を備えて、前記装置の相対運動が生じるそれらの部品に 有害な環境成分が進入することを阻止するようにしたことを特徴とする前記いず れかの請求の範囲に記載の装置。 ９． 前記筒状部材（１０１，１０５）の夫々に、シールできる取りつけフラン ジ又はスクリュー素子（１０２，１０６）を取りつけ、これによって、前記シー ル（１０９）と、それらが取付けられる構造体の機構とが一緒になって、前記両 筒状部材が、容積可変の流体容器を形成するようにしたことを特徴とする前記い ずれかの請求の範囲に記載の装置。 １０． 前記円周方向電流を変化させる前記手段（１１１，３１１）が多相電 源又は電子駆動装置であって、その出力の周波数、位相及び振幅を変化させて、 両筒状部材間の合成された軸方向の推力を変化できるようにしたことを特徴とす る前記いずれかの請求の範囲に記載の装置。 １１． 前記内部部材（１０５，３０１）が前記外部部材（１０１，３０２） から突き出る位置において、前記内部部材の外表面に流体密シールを生成する手 段（１０９，３１２）を備えることを特徴とする前記いずれかの請求の範囲に記 載の装置。 １２． 前記両部材（１０１，１０５），（３０１，３０２）の間に密閉され る前記スペース（３０７）に流体を収容し、それにより、前記両部材（３０１， ３０２）のシールされた外端部（１０２，１０６），（３０５，３０６）に軸方 向の力を発生するようにしたことを特徴とする前記請求の範囲１１に記載の装置 。 １３． 両部材（３０１，３０２）内の前記密閉空間が外部流体溜めに接続さ れていることを特徴とする前記請求の範囲１１又は１２に記載の装置。 １４． 前記円周方向電流を発生する前記手段（１０３，３０８）が、環状コ イル（４０１）、強磁性材料から構成し前記コイル群（４０１）と同じ軸長を有 する外部スペーサ（４０３）,及び強磁性材料から構成し、内径が前記コイル（ ４０１）と同じで外径が前記スペーサ（４０３）と同じリング（４０１）から成 る複数のモジュールであり、前記リング群（４０２）とコイル群（５０１）の軸 方向形状が、前記磁界パターン発生手段（１０８）によって発生される放射方向 磁束パターンに一定の磁気抵抗を与えるようにしたことを特徴とする前記いずれ かの請求の範囲に記載の装置。 １５． コイル（４０１）、リング（４０２）、スペーサ（４０３）からなる 各モジュールがコイル（４０１）の軸長に等しい距離分、一回転、ずらすか前後 に変位されていることを特徴とする前記請求の範囲１４に記載の装置。 １６． 各リング（４０２）とスペーサ（４０３）とが一体となり、結び付く コイル群（４０１）が前記一体部品内の中空スペースに収まることを特徴とする 前記請求の範囲１４又は１５に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＣＮ，Ｇ Ｅ，ＩＬ，ＪＰ，ＫＲ，ＲＵ，ＳＧ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １） 一方が他方の中を摺動することにより伸縮するように構成した少なくと も二つの筒状部材（１０１，１０５）と、前記筒状部材（１０１，１０５）の一 つ（１０１）の少なくとも一部に沿って極性が交互に変わる第１の磁界を発生す る手段（１０３）と、前記他方の筒状部材（１０５）の軸長の少なくとも一部に 沿って極性が交互に変わる第２の磁界を発生する手段（１０８）と、前記２つの 磁界の少なくとも一つを変化させて、両磁界を相互作用させ、両筒状部材（１０ １，１０５）間に相対運動を生じせしめる軸方向の力を与える手段（１１１）と を有することを特徴とする直線方向力発生電磁装置。 ２） 前記内側筒状部材（１０５）がそれと結び付く永久磁石群（１０８）の 整列を有し、前記外側筒状部材（１０１）がコイル群（１０３）の組立体を有し 、これらコイルが前記手段（１１１）によって選択的に付勢されて、前記両磁界 の一つの前記変化を生じさせることを特徴とする請求の範囲１に記載の装置。 ３） 前記第１の磁界を発生する手段（２０２）が、それに結び付く部材（２ ０１）において渦電流を生じせしめるように構成し、それにより前記第２の磁界 を発生することを特徴とする請求の範囲１又は２に記載の装置。 ４） 前記外側筒状部材（１０１）の内表面と前記内側筒状部材（１０５）の 外表面との間に少なくとも１つの軸受け兼シール（１０９，１１０）を備え、装 置の相対運動が生じるそれらの部分に有害な環境成分が進入するのを阻止するこ とを特徴とする請求の範囲１，２又は３に記載の装置。 ５） 前記筒状部材（１０１，１０５）の夫々が、フランジ（１０２，１０６ ）を有し、それにより任意の構造体に取付けられるように構成されることを特徴 とする前記のいずれかの請求の範囲に記載の装置。 ６） 前記フランジ（１０２，１０６）の夫々が、前記構造体にシールされる ように構成されることを特徴とする前記請求の範囲５に記載の装置。 ７） 一方が他方の中に嵌合され、両者間で相対運動ができるように構成され た少なくとも二つのカップ状部材（３０１，３０２）と、前記カップ状部材（３ ０１，３０２）の一つ（３０２）の長さの少なくとも一部に沿って極性が交互に 変わる第１の磁界を発生する手段（３０８）と、前記カップ状部材（３０１，３ ０２）の他方（３０１）の少なくとも一部に沿って極性が交互に変わる第２の磁 界を発生する手段（３１０）と、前記両磁界の少なくとも一つを変化させて、両 磁界を相互作用させ、両カップ状部材（３０１，３０２）間に相互運動を生じせ しめる軸方向の力を与える手段（３１１）とを有することを特徴とする直線方向 力発生電磁装置。 ８） 前記両磁界パターンの少なくとも一つを変化させる手段（３１１）が、 両カップ状部材（３０１，３０２）の一つ（３０２）と結び付いた複数のコイル （３０８）によって発生する磁界パターンの位置、速度及び振幅を変化させるよ うに構成した既知の電子駆動装置であることを特徴とする前記請求の範囲７に記 載の装置。 ９） 前記両磁界パターンの少なくとも一つを変化させる手段（３１１）が、 多相電源であって、この電源からの出力の周波数、相及び振幅を変化させて、電 源（３１１）が接続されている複数のコイル（３０８）によって発生される磁界 パターンを変化できるように構成した前記請求の範囲７に記載の装置。 １０） 前記内側カップ状部材（３０１）が前記外側カップ状部材（３０２） から突き出る位置に、流体密シールを生ぜしめる手段（３１２）を備えることを 特徴とする前記請求の範囲７，８又は９に記載の装置。 １１） 前記両カップ状部材間の密閉された空間（３０７）が流体を収容し、 両カップ状部材（３０１，３０２）の外端部（３０５，３０６）において軸方向 の力を発生するように構成したことを特徴とする前記請求の範囲１０に記載の装 置。 １２） 前記密閉された空間（３０７）が外部の流体溜めに接続されているこ とを特徴とする前記請求の範囲１１に記載の装置。 １３） 前記筒状又はカップ状部材（１０１，１０５，３０１，３０２）の横 断面が円形では無いことを特徴とする前記いずれかの請求の範囲に記載の装置。 １４） 前記両磁界パターンの一つを発生する前記手段（１０３，３０８）が 、複数の環状コイル（４０１）と、強磁性材料からなり前記コイル群（４０１） と同じ軸長を有する複数の外部スペーサ（４０３）と、前記コイル群（４０１） の間に配置され、内径が前記コイル群（４０１）と同じで外径が前記スペーサ群 （４０３）と同じの、強磁性材料からなる複数のリング（４０２）とから成り、 前記リング群と前記コイル群の軸方向形状が、前記第２の磁界パターン発生手段 によって発生される放射方向磁界パターンに一定の磁気抵抗を与えるように構成 されたことを特徴とする前記いずれかの請求の範囲に記載の装置。 １５） コイル（４０１）、リング（４０２）、スペーサ（４０３）からなる 各モジュールが、コイル（４０１）の軸長に等しい距離分、１回転だけ、ずらさ れているか、前後に変位させられていることを特徴とする前記請求の範囲１４に 記載の装置。