JP2009183041A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成でコギング推力を効率よく低減することのできるリニアモータを提供すること。
【解決手段】リニアモータ１００は、駆動方向に沿って所定の磁極幅Ｗをもつ磁極が一定のピッチで配列する永久磁石１１を備えた固定子１０と、永久磁石１１に対向する位置で駆動方向に沿って延びた磁性体からなるムーバーヨーク２０、および複数のコイル２６を備えた電機子ユニット２９を１乃至複数備えた可動子２とを有している。電機子ユニット２９において、ムーバーヨーク２０は、駆動方向における全長が磁極幅Ｗの４以上の偶数倍であって、ムーバーヨーク２０の駆動方向における中間位置には、ムーバーヨーク２０を第１ヨーク部分２１と第２ヨーク部分２２とに分割して可動子２と固定子１０との間に発生するコギング推力を低減するコギング推力緩和部２５が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動方向に延びた固定子に沿って、ムーバーヨークおよびコイルを備えた可動子が直線的に移動するリニアモータに関するものである。

液晶装置や半導体装置などの製造装置に用いられるリニアモータは、一般的に、駆動方向に沿って所定の磁極幅をもつ磁極が一定のピッチで配列する磁石を備えた固定子と、磁石に対向する位置で駆動方向に沿って延びたムーバーヨーク、および複数のコイルを備えた可動子とを有しており、ムーバーヨークは、複数のコイルに対するバックヨークとして機能する。かかるリニアモータにおいて、ムーバーヨークは、駆動方向の両端部に端部を備え、かつ、駆動方向における全長が磁極幅の４以上の偶数倍であるため、磁気的な不連続性の影響、いわゆる端効果の影響を受けて、固定子と可動子との間にコギング推力が発生するという問題がある。すなわち、図６（ａ）〜（ｅ）に模式的に示すように、可動子のムーバーヨーク２０と固定子１０の永久磁石１１との位置関係が変化した際におけるムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂと永久磁石１１との間に作用する磁気的吸引力の方向を矢印で示すように、例えば、図６（ｂ）に示す位置（電気角が４５°）および図６（ｄ）に示す位置（電気角が１３５°）では、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂに同一方向の磁気的吸引力が作用するため、図３に実線Ｌ０で示すような大きなコギング推力や、大きなディテント推力が発生してしまう。

そこで、ムーバーヨークの長さ寸法を磁極ピッチの倍数よりも、磁極ピッチの１／２倍の長さに相当する分だけ延長した構造、および延長部分を半円形に切り欠くことが提案されている（特許文献１参照）。

また、可動子側の電機子コアまたは固定子側の永久磁石にスキューを施し、電機子コアの進行方向の最前端または最後端に鋼製のダミーティースを配置した構造が提案されている（特許文献２参照）。
特開２００７−１８９８３７号公報 特開２００５−３９９４１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、ムーバーヨークを延長した分、および半円形に切り欠いた延長部分を設けた分だけ、無駄なスペースが発生し、可動子の移動範囲が狭くなるという問題点がある。また、特許文献２に記載の構成では、ダミーティースなどを付加する分、余分な部品やスペースが発生するという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、簡素な構成でコギング推力を効率よく低減することのできるリニアモータを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明では、駆動方向に沿って所定の磁極幅をもつ磁極が一定のピッチで配列する磁石を備えた固定子と、前記磁石に対向する位置で前記駆動方向に沿って延びた磁性体からなるムーバーヨーク、および該ムーバーヨークに保持された複数のコイルを備えた電機子ユニットを１乃至複数備えた可動子と、を有するリニアモータにおいて、前記電機子ユニットにおいて、前記ムーバーヨークは、前記駆動方向における全長が前記磁極幅の４以上の偶数倍であって、当該ムーバーヨークの前記駆動方向における途中位置には、当該ムーバーヨークを複数のヨーク部分に分割して前記可動子と前記固定子との間に発生するコギング推力を低減するコギング推力緩和部を備えていることを特徴とする。なお、本発明において、「磁極幅」とは、Ｓ極、Ｎ極の１極当たりの駆動方向における長さ寸法を意味する。

本発明において、前記コギング推力緩和部は、例えば、前記磁性体の途切れ部分、あるいは非磁性材料部分からなる。

すなわち、本発明では、ムーバーヨークの駆動方向における途中位置にコギング推力緩和部を設け、コギング推力緩和部によってムーバーヨークを複数のヨーク部分に分割することにより、ムーバーヨークの両端部と磁石との間に発生するコギング推力を、複数のヨーク部分の端部と磁石との間に発生するコギング推力によって相殺することによって、可動子と固定子との間に発生するコギング推力およびティテント推力を低減することを特徴とする。このため、本発明によれば、ムーバーヨークを延長した部分やムーバーヨークに半円形に切り欠いた延長部分、あるいはダミーティースなどを設けなくても、可動子と固定子との間に発生するコギング推力およびティテント推力を低減することができ、ムーバーヨークの駆動方向における途中部分に磁性体の途切れ部分や非磁性材料部分などからなるコギング推力緩和部を設けるという簡素な構成でリニアモータの特性を向上することができる。

本発明において、前記ムーバーヨークは、例えば、前記磁石に対して同軸状に配置された中空円筒状である。

本発明において、前記コギング推力緩和部は、前記ムーバーヨークの前記駆動方向における中間位置の１箇所に配置されて前記ムーバーヨークを２つの前記ヨーク部分に２等分割している構成を採用することが好ましい。このように構成すると、ムーバーヨークの駆動方向における途中部分に磁性体の途切れ部分や非磁性材料部分などからなるコギング推力緩和部を１箇所に設けるだけで、可動子と固定子との間に発生するコギング推力を低減することができる。

本発明において、前記コギング推力緩和部は、前記磁極幅の偶数倍（正の偶数倍）を避けた長さ寸法を有していることが好ましい。このように構成すると、ムーバーヨークの両端部と、２つのヨーク部分の内側端部とを位相が異なる位置に配置できるので、各端部と磁石との間に発生するコギング推力を互いに相殺させることができる。

本発明において、前記コギング推力緩和部の長さ寸法は、前記磁極幅の奇数倍（正の奇数倍）であることが好ましい。このように構成すると、可動子と固定子との間に発生するコギング推力を効率よく低減することができる。

本発明において、前記コギング推力緩和部の長さ寸法は、前記磁極幅と等しいことが好ましい。このように構成すると、可動子と固定子との間に発生するコギング推力を効率よく低減することができ、かつ、ムーバーヨークのバックヨークとしての機能が低下することを最小限に止めることができる。

本発明におおいて、前記可動子は、前記駆動方向に沿って前記電機子ユニットを複数備え、前記複数の電機子ユニットにおいて、隣接する２つの電機子ユニットに含まれる前記ムーバーヨークの間には、前記磁極幅の整数倍（正の整数倍）に相当する長さを備えた隙間が介在している構成を採用してもよい。このように構成すると、複数の電機子ユニットを設けて推進力を高めた場合でも、コギング推力を低減することができる。

本発明では、ムーバーヨークの駆動方向における途中位置にコギング推力緩和部を設け、コギング推力緩和部によってムーバーヨークを複数のヨーク部分に分割することにより、ムーバーヨークの両端部と磁石との間に発生するコギング推力を、複数のヨーク部分の端部と磁石との間に発生するコギング推力によって相殺することによって、可動子と固定子との間に発生するコギング推力を低減する。このため、本発明によれば、簡素な構成でコギング推力を低減することができるので、コギング推力に起因する外乱を防止できる。また、ディテント推力に起因する外乱も防止できる。それ故、可動子の移動精度や位置決め精度を向上することができるとともに、振動や異音の発生を防止することができる。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明を適用したリニアモータの全体構成を模式的に示す説明図、その要部を拡大して説明図、およびその断面図である。

図１に示すように、本発明を適用したリニアモータ１００は、駆動方向に延びた固定子１０を備えており、固定子１０の両端部２０ａ、２０ｂは、ベース１３の両端で起立する支持部１６、１７に保持されている。固定子１０は、丸棒状あるいは円筒状のシャフト１２の周りに円筒状の永久磁石１１が固定された構造を有しており、永久磁石１１は、駆動方向に沿って所定の磁極幅Ｗをもつ磁極（Ｎ極、Ｓ極）が一定のピッチで配列されている。かかる固定子１０に対向するように可動子２が配置されており、可動子２は、駆動方向に移動可能である。なお、ベース１３には、可動子２に対するガイド１５が構成されている。

可動子２は、電機子ユニット２９、および電機子ユニット２９を覆うフレーム２８を備えている。可動子２において、電機子ユニット２９は、永久磁石１１に対向する位置で駆動方向に沿って延びた磁性体からなるムーバーヨーク２０と、ムーバーヨーク２０に保持された複数のコイル２６とを備えており、ムーバーヨーク２０は、コイル２６に対するバックヨークとして機能する。ムーバーヨーク２０は、永久磁石１１の周りを囲むように構成された中空円筒体であって、その内面にコイル２６が巻装されている。また、可動子２において、コイル２６の内側には、非磁性かつ絶縁性の材料からなる円筒状のスリーブ２７が配置されている。

かかるリニアモータ１００において、ムーバーヨーク２０は、両端部２０ａ、２０ｂにおける位相を合わせるために、駆動方向における全長が磁極幅Ｗの４以上の偶数倍に設定されている。また、コイル２６の長さ寸法は、磁極幅Ｗの２／３倍の寸法であり、３相に対応するコイル２６が１単位となって駆動方向に配列されている。

このように構成したリニアモータ１００では、コイル２６に所定の電流を通電すると、可動子２は、固定子１０との間の磁気的相互作用により、ガイド１５によって駆動方向に沿って案内されながら高推力で移動する。

ここで、ムーバーヨーク２０は、駆動方向における全長が磁極幅Ｗの４以上の偶数倍であるため、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂは互いに、永久磁石１１の各磁極に対して同一位相に相当する場所に位置している。このため、リニアモータ１００において、ムーバーヨーク２０の端部と永久磁石１１との間に発生する磁気的吸引力の影響を受けて、固定子１０と可動子２との間にコギング推力が発生する。そこで、本形態では、図２〜４を参照して以下に説明する構成を採用して固定子１０と可動子２との間に発生するコギング推力を低減してある。

（実施例１）
図２は、本発明の実施例１に係るリニアモータ１００を構成する部材のうち、永久磁石１１とムーバーヨーク２０との位置関係を示す説明図である。図２（ａ）〜（ｅ）には、電気角が０°、４５°、９０°、１３５°１８０°における永久磁石１１とムーバーヨーク２０との位置関係、および永久磁石１１とムーバーヨーク２０との間に発生する磁気吸引力の方向（矢印）を示してあり、永久磁石１１のＮ極およびＳ極の中央が磁気吸引力を発生する様子を示してある。図３は、リニアモータにおいて発生するコギング推力を示すグラフである。

本発明の実施例１では、図１および図２（ａ）に示すように、ムーバーヨーク２０の駆動方向における途中位置には、ムーバーヨーク２０を複数のヨーク部分（第１ヨーク部分２１および第２ヨーク部分２２）に分割して可動子２と固定子１０との間に発生するコギング推力を低減するコギング推力緩和部２５が形成されている。本例において、コギング推力緩和部２５は、ムーバーヨーク２０を構成する磁性体の途切れ部分２５ａ（中抜き部分）からなり、磁極幅Ｗの偶数倍を避けた長さ寸法をもってムーバーヨーク２０の駆動方向における中間位置の１箇所に配置されている。このため、ムーバーヨーク２０は、コギング推力緩和部２５によって、２つのヨーク部分（第１ヨーク部分２１および第２ヨーク部分２２）に２等分割されている。本例において、コギング推力緩和部２５の長さ寸法は、磁極幅Ｗと同一に設定されている。このため、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂ（第１ヨーク部分２１の外側端部２１ａ、および第２ヨーク部分２２の外側端部２２ａ）は互いに、永久磁石１１の各磁極に対して同一位相に相当する場所に位置しているが、第１ヨーク部分２１の内側端部２１ｂ、および第２ヨーク部分２２の内側端部２２ｂは各々、永久磁石１１の各磁極に対する位相が、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂ（第１ヨーク部分２１の外側端部２１ａ、および第２ヨーク部分２２の外側端部２２ａ）と磁極幅Ｗの（１／２）倍分（電気角で９０°）ずれている。

このように構成したリニアモータ１００において、図２（ａ）に示すように、電気角が０°の位置では、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂ（第１ヨーク部分２１の外側端部２１ａ、および第２ヨーク部分２２の外側端部２２ａ）はいずれも、Ｎ極とＳ極との境界部分に対向している。また、第１ヨーク部分２１の内側端部２１ｂは、Ｓ極の中央部分に対向し、第２ヨーク部分２２の内側端部２２ｂは、Ｎ極の中央部分に対向している。このため、固定子１０と可動子２との間にコギング推力が発生していない。

次に、図２（ｂ）に示すように、電気角が４５°の位置では、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂ（第１ヨーク部分２１の外側端部２１ａ、および第２ヨーク部分２２の外側端部２２ａ）はいずれも、Ｎ極の中央部分と、Ｎ極とＳ極との境界部分との間の位置に対向し、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂには、一方側に向かうコギング推力が印加されている。これに対して、第１ヨーク部分２１の内側端部２１ｂは、Ｎ極とＳ極との境界部分と、Ｓ極の中央部分との間の位置に対向し、第２ヨーク部分２２の内側端部２２ｂは、Ｓ極とＮ極との境界部分と、Ｎ極の中央部分との間の位置に対向している。このため、第１ヨーク部分２１の内側端部２１ｂおよび第２ヨーク部分２２の内側端部２２ｂには、他方側に向かうコギング推力が印加されている。このため、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂ（第１ヨーク部分２１の外側端部２１ａ、および第２ヨーク部分２２の外側端部２２ａ）に印加されたコギング推力と、第１ヨーク部分２１の内側端部２１ｂおよび第２ヨーク部分２２の内側端部２２ｂに印加されたコギング推力とは、互いに打ち消し合うことになる。

次に、図２（ｃ）に示すように、電気角が９０°の位置では、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂ（第１ヨーク部分２１の外側端部２１ａ、および第２ヨーク部分２２の外側端部２２ａ）はいずれも、Ｎ極の中央部分に対向している。また、第１ヨーク部分２１の内側端部２１ｂはＮ極とＳ極との境界部分に対向し、第２ヨーク部分２２の内側端部２２ｂはＳ極とＮ極との境界部分に対向している。このため、固定子１０と可動子２との間にコギング推力が発生していない。

次に、図２（ｄ）に示すように、電気角が１３５°の位置では、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂ（第１ヨーク部分２１の外側端部２１ａ、および第２ヨーク部分２２の外側端部２２ａ）はいずれも、Ｓ極とＮ極との境界部分と、Ｎ極の中央部分との間に対向し、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂには、他方側に向かうコギング推力が印加されている。これに対して、第１ヨーク部分２１の内側端部２１ｂは、Ｎ極の中央部分と、Ｎ極とＳ極との境界部分との間に対向し、第２ヨーク部分２２の内側端部２２ｂは、Ｓ極の中央部分と、Ｓ極とＮ極との境界部分との間に対向している。このため、第１ヨーク部分２１の内側端部２１ｂおよび第２ヨーク部分２２の内側端部２２ｂには、一方側に向かうコギング推力が印加されている。このため、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂ（第１ヨーク部分２１の外側端部２１ａ、および第２ヨーク部分２２の外側端部２２ａ）に印加されたコギング推力と、第１ヨーク部分２１の内側端部２１ｂおよび第２ヨーク部分２２の内側端部２２ｂに印加されたコギング推力とは、互いに打ち消すことになる。

そして、図２（ｅ）に示すように、電気角が１８０°の位置では、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂ（第１ヨーク部分２１の外側端部２１ａ、および第２ヨーク部分２２の外側端部２２ａ）はいずれも、Ｓ極とＮ極との境界部分に対向している。また、第１ヨーク部分２１の内側端部２１ｂは、Ｎ極の中央部分に対向し、第２ヨーク部分２２の内側端部２２ｂは、Ｓ極の中央部分に対向している。このため、固定子１０と可動子２との間にコギング推力が発生していない。

このように、本例のリニアモータ１００においては、ムーバーヨーク２０の駆動方向における途中位置にコギング推力緩和部２５を設け、このコギング推力緩和部２５によって、ムーバーヨーク２０を第１ヨーク部分２１および第２ヨーク部分２２に分割することにより、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂ（第１ヨーク部分２１の外側端部２１ａ、および第２ヨーク部分２２の外側端部２２ａ）に印加されたコギング推力を、第１ヨーク部分２１の内側端部２１ｂおよび第２ヨーク部分２２の内側端部２２ｂに印加されたコギング推力によって打ち消す。

このため、本例によれば、可動子２と固定子１０との間に発生するコギング推力は、図３に実線Ｌ１で示すように表され、いずれの電気角に相当する位置でも、コギング推力のレベルが低い。また、同様な理由から、ディテント推力も低減することができる。従って、本例によれば、簡素な構成でリニアモータ１００の特性を向上することができ、可動子２の移動精度や位置決め精度を向上することができるとともに、振動や異音の発生を防止することができる。

（実施例２）
上記実施例１では、コギング推力緩和部２５の長さ寸法を磁極幅Ｗと同一（１倍）に設定したが、コギング推力緩和部２５の長さ寸法を磁極幅Ｗの３以上の奇数倍とした場合でも、第１ヨーク部分２１の内側端部２１ｂ、および第２ヨーク部分２２の内側端部２２ｂは各々、永久磁石１１の各磁極に対する位相が、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂ（第１ヨーク部分２１の外側端部２１ａ、および第２ヨーク部分２２の外側端部２２ａ）と磁極幅Ｗの（１／２）倍分（電気角で９０°）ずれることになり、実施例１と同等にコギング推力を低減することができる。但し、実施例１のように、コギング推力緩和部２５の長さ寸法を磁極幅Ｗと同一に設定とすれば、その分、ヨーク部分が存在する部分が長いので、ムーバーヨーク２０のバックヨークとしての効果が高いという利点がある。

（その他の実施例）
上記実施例１、２では、コギング推力緩和部２５をムーバーヨーク２０の長さ方向の中央部分の１箇所に磁極幅Ｗの奇数倍の長さで形成したが、ムーバーヨーク２０の長さ方向の途中位置に設けたコギング推力緩和部２５によってムーバーヨーク２０を複数のヨーク部分に分割し、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂと磁石１１との間に発生するコギング推力を、複数のヨーク部分の端部と磁石１１との間に発生するコギング推力によって相殺する構成であれば、コギング推力緩和部２５の数については複数でもよい。また、コギング推力緩和部２５の位置については、ムーバーヨーク２０の長さ方向の中央からずれた位置でもよい。さらに、コギング推力緩和部２５の長さ寸法については磁極幅Ｗの奇数倍から多少ずれた構成を採用してもよい。

（比較例）
図４は、本発明の比較例に係るリニアモータ１００を構成する部材のうち、永久磁石１１とムーバーヨーク２０との位置関係を示す説明図であり、図４（ａ）〜（ｅ）には、電気角が０°、４５°、９０°、１３５°１８０°における永久磁石１１とムーバーヨーク２０との位置関係、および永久磁石１１とムーバーヨーク２０との間に発生する磁気吸引力を示してある。

まず、本比較例でも、実施例１、２と同様、ムーバーヨーク２０の駆動方向における途中位置には、ムーバーヨーク２０を複数のヨーク部分に分割する途切れ部分２５ａが形成され、かかる途切れ部分２５ａは、ムーバーヨーク２０の駆動方向における中間位置の１箇所に配置されている。このため、ムーバーヨーク２０は、途切れ部分２５ａによって、２つのヨーク部分（第１ヨーク部分２１および第２ヨーク部分２２）に２等分割されている。但し、本比較例において、途切れ部分２５ａの長さ寸法は、磁極幅Ｗの偶数倍の寸法に設定されている。このため、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂ（第１ヨーク部分２１の外側端部２１ａ、および第２ヨーク部分２２の外側端部２２ａ）は互いに、永久磁石１１の各磁極に対して同一位相に相当する場所に位置し、第１ヨーク部分２１の内側端部２１ｂ、および第２ヨーク部分２２の内側端部２２ｂも、永久磁石１１の各磁極に対する位相が、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂ（第１ヨーク部分２１の外側端部２１ａ、および第２ヨーク部分２２の外側端部２２ａ）と一致している。

このため、図４（ａ）、（ｃ）、（ｅ）に示すように、電気角が０°、９０°、１８０°の位置では、固定子１０と可動子２との間にコギング推力が発生しないが、図４（ｂ）、（ｄ）に示すように、電気角が４５°、１３５°の位置では、第１ヨーク部分２１の内側端部２１ｂ、および第２ヨーク部分２２の内側端部２２ｂには、ムーバーヨーク２０の両端部２０ａ、２０ｂ（第１ヨーク部分２１の外側端部２１ａ、および第２ヨーク部分２２の外側端部２２ａ）に印加されたコギング推力と同一方向のコギング推力が印加されることになる。それ故、ムーバーヨーク２０の駆動方向における途中位置に途切れ部分２５ａによって、実施例１、２のように、コギング推力を低減するには、途切れ部分２５ａの長さ寸法を、磁極幅Ｗの偶数倍を避けた寸法とする必要がある。

［その他の実施の形態］
上記形態では、磁性体にＮ極とＳ極とを交互に着磁して固定子１０の永久磁石１１を形成したため、着磁幅がそのまま磁極幅Ｗに相当する。但し、図５（ａ）に示すように、複数の永久磁石片１１ａを、スペーサ１１ｂを介して同極同士が隣接するように配置して固定子１０の永久磁石１１を構成してもよく、この場合、磁極幅Ｗはスペーサ１１ｂが配置されている間に相当する。

また、上記形態では、丸棒状の永久磁石１１を囲むように円筒状の電機子ユニット２９（ムーバーヨーク２０およびコイル２６）が配置されたシリンダ型のリニアモータ１００に本発明を適用したが、図５（ｂ）に示すように、平板状の永久磁石１１を備えた固定子１０に対して並列するように、平板状のムーバーヨーク２０およびコイル２６を備えた可動子２が配置されたリニアモータ１００に本発明を適用してもよく、この場合も、ムーバーヨーク２０の駆動方向における中間位置に途切れ部分２５ａからなるコギング推力緩和部２５を形成し、ムーバーヨーク２０を２つのヨーク部分（第１ヨーク部分２１および第２ヨーク部分２２）に２等分割すればよい。

さらに、上記形態では、ムーバーヨーク２０の途切れ部分２５ａによってコギング推力緩和部２５を形成したが、途切れ部分２５ａに非磁性体が配置された構成や、ムーバーヨーク２０において永久磁石１１に対向する面側の駆動方向の中間位置に凹部を形成し、ムーバーヨーク２０の途中部分に永久磁石１１との間にコギング推力を発生させる端部を形成すればよい。

さらに、上記形態では、可動子２に対して、１つの電機子ユニット２９が搭載されているリニアモータ１００に本発明を適用した例を説明したが、可動子２が、駆動方向に沿って電機子ユニット２９を複数備え、複数の電機子ユニット２９において、隣接する２つの電機子ユニット２９に含まれるムーバーヨーク２０の間には磁極幅Ｗの整数倍（正の整数倍）に相当する長さを備えた隙間が介在しているリニアモータ１００に本発明を適用してもよい。

（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明を適用したリニアモータの全体構成を模式的に示す説明図、その要部を拡大して説明図、およびその断面図である。 本発明の実施例１に係るリニアモータを構成する部材のうち、永久磁石とムーバーヨークとの位置関係を示す説明図である。 リニアモータにおいて発生するコギング推力を示すグラフである。 本発明の比較例に係るリニアモータを構成する部材のうち、永久磁石とムーバーヨークとの位置関係を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の別の実施例に係るリニアモータの説明図である。 従来のリニアモータを構成する部材のうち、永久磁石とムーバーヨークとの位置関係を示す説明図である。

符号の説明

２ 可動子
１０ 固定子
１１ 永久磁石
２０ ムーバーヨーク
２１ 第１ヨーク部分
２２ 第２ヨーク部分
２５ コギング推力緩和部
２５ａ 途切れ部分
２６ コイル
２９ 電機子ユニット
１００ リニアモータ
Ｗ 磁極幅

Claims (8)

1. 駆動方向に沿って所定の磁極幅をもつ磁極が一定のピッチで配列する磁石を備えた固定子と、前記磁石に対向する位置で前記駆動方向に沿って延びた磁性体からなるムーバーヨーク、および該ムーバーヨークに保持された複数のコイルを備えた電機子ユニットを１乃至複数備えた可動子と、を有するリニアモータにおいて、
   前記電機子ユニットにおいて、前記ムーバーヨークは、前記駆動方向における全長が前記磁極幅の４以上の偶数倍であって、当該ムーバーヨークの前記駆動方向における途中位置には、当該ムーバーヨークを複数のヨーク部分に分割して前記可動子と前記固定子との間に発生するコギング推力を低減するコギング推力緩和部を備えていることを特徴とするリニアモータ。
2. 前記コギング推力緩和部は、前記磁性体の途切れ部分、あるいは非磁性材料部分からなることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
3. 前記ムーバーヨークは、前記磁石に対して同軸状に配置された中空円筒状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。
4. 前記コギング推力緩和部は、前記ムーバーヨークの前記駆動方向における中間位置の１箇所に配置されて前記ムーバーヨークを２つの前記ヨーク部分に２等分割していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のリニアモータ。
5. 前記コギング推力緩和部は、前記磁極幅の偶数倍を避けた長さ寸法を有していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のリニアモータ。
6. 前記コギング推力緩和部の長さ寸法は、前記磁極幅の奇数倍であることを特徴とする請求項５に記載のリニアモータ。
7. 前記コギング推力緩和部の長さ寸法は、前記磁極幅と等しいことを特徴とする請求項６に記載のリニアモータ。
8. 前記可動子は、前記駆動方向に沿って前記電機子ユニットを複数備え、
   前記複数の電機子ユニットにおいて、隣接する２つの電機子ユニットに含まれる前記ムーバーヨークの間には、前記磁極幅の正の整数倍に相当する長さを備えた隙間が介在していることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のリニアモータ。

Images