JP2011160588A - リニアモータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】渦電流の発生を抑制できるリニアモータを提供する。
【解決手段】リニアモータ１は、コイル７と、コイル７と同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、コイル７に対して軸ＣＡ方向に移動可能な磁石１３と、コイル７と同心状に設けられた筒状の外ヨーク９と、を有する。外ヨーク９は、絶縁膜２７ｂ及び接着剤２９を介在させつつ軸ＣＡ回りに積層的に配列された、強磁性を示す複数の板状部材１９を有する。複数の板状部材１９それぞれは、外ヨーク９の外周側ほど厚くなるように形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、リニアモータ及びその製造方法に関する。

コイルと、コイルと同心状の環状に形成され、半径方向に磁化された磁石とを有するリニアモータが知られている。このようなリニアモータにおいては、磁石の磁束を効率的にコイルに鎖交させるために、コイルや磁石と同心状の筒状に形成され、コイル又は磁石に固定されるヨークが設けられている。なお、ヨークは、磁石の磁束を軸方向に通過させる。

特開２００３−１９９３１２号公報

磁石がヨークに対して移動すると渦電流が発生する。また、コイルの構成によっては、コイルがヨークに対して移動すると、コイルにより形成された磁界が移動して渦電流が発生する。そして、渦電流の発生は、発熱及び駆動効率の低下を招く。

本発明の目的は、渦電流の発生を抑制できるリニアモータ及びその製造方法を提供することにある。

本発明のリニアモータは、コイルと、前記コイルと同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、前記コイルに対して軸方向に移動可能な磁石と、前記コイルと同心状に設けられた筒状のヨークと、を有し、前記ヨークは、絶縁層を介在させつつ前記コイルの軸回りに積層的に配列された、強磁性を示す複数の板状部材を有し、前記複数の板状部材それぞれは、前記ヨークの外周側ほど厚くなるように形成されている。

好適には、前記複数の板状部材は互いに同一の形状である。

好適には、筒状に形成され、外周面に前記磁石を保持し、前記コイルに対して軸方向に移動可能に挿通された保持部材を更に有し、前記ヨークは、前記保持部材に対して軸方向に移動可能に挿通されている。

好適には、前記ヨークは、前記コイルに対して固定されており、前記コイルの前記磁石とは反対側に配置され、前記コイルと同心状のコイル側筒状部と、前記コイルの、当該コイルの軸方向両側において前記磁石側に突出するコイル側コアと、を有し、前記複数の板状部材は、前記コイル側筒状部及び前記コイル側コアを構成している。

好適には、前記磁石に対して固定された磁石側ヨークを更に有し、前記磁石側ヨークは、前記磁石の前記コイルとは反対側に配置され、前記コイルと同心状の磁石側筒状部と、前記磁石の、前記コイルの軸方向両側において前記コイル側に突出する磁石側コアと、を有する。

本発明の他の観点のリニアモータは、コイルと、前記コイルの内周面又は外周面に対向し、前記コイルの半径方向に磁化され、前記コイルに対して前記コイルの軸方向に移動可能な磁石と、前記コイルの前記磁石とは反対側又は前記磁石の前記コイルとは反対側に設けられたヨークと、を有し、前記ヨークは、絶縁層を介在させつつ前記コイルの軸回りに積層的に配列された、強磁性を示す複数の板状部材を有し、前記複数の板状部材それぞれは、前記ヨークの外周側ほど厚くなるように形成されている。

本発明のリニアモータの製造方法は、コイルと、前記コイルと同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、前記コイルに対して軸方向に移動可能な磁石と、ヨークとを有するリニアモータの製造方法であって、圧延により、面に沿う方向の一方側が他方側よりも薄い、強磁性を示す複数の板状部材を形成する工程と、前記複数の板状部材を、絶縁層を介在させつつ、薄い側を中心側に向けて円環状に積層して互いに固定し、前記ヨークを形成する工程と、を有する。

本発明によれば、渦電流の発生を抑制できる。

本発明の第１実施形態に係るリニアモータの軸方向に平行な断面図。 図１のリニアモータを軸方向に見た正面図。 図２の領域ＩＩＩの拡大図。 図２に示す板状部材の形成方法を説明する模式図。 図１の領域Ｖの拡大図。 図１のリニアモータの動作を説明する断面図。 第２実施形態のリニアモータを軸方向に平行な断面図。 第３実施形態のリニアモータの軸方向に平行な断面図。 図８のリニアモータの動作を説明する断面図。 第４実施形態のリニアモータの軸方向に平行な断面図。

以下、図面を参照して、本発明の複数の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態以降において、既に説明された実施形態の構成と同一又は類似する構成については、既に説明された実施形態の構成と同一の符号を付すことがあり、また、説明を省略することがある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るリニアモータ１の軸ＣＡに平行な断面図である。図２は、リニアモータ１を軸ＣＡ方向に見た正面図である。

リニアモータ１は、軸ＣＡ方向に駆動力を発揮するモータとして構成されている。すなわち、リニアモータ１は、固定子３と、固定子３に対して軸ＣＡ方向へ移動可能な可動子５とを有している。

固定子３は、コイル７Ａ及び７Ｂ（以下、Ａ、Ｂを省略することがある。）と、コイル７に固定された外ヨーク９と、不図示の部材を介して外ヨーク９と固定された内ヨーク１１とを有している。可動子５は、磁石１３Ａ及び１３Ｂ（以下、Ａ、Ｂを省略することがある。）と、磁石１３に固定された保持部材１５とを有している。

２つのコイル７は、互いに同一の形状である。コイル７は、軸ＣＡを中心とする概ね円形の環状に形成されている。コイル７の断面形状は、図１において模式的に示すように、例えば、矩形である。なお、２つのコイルは、互いに接続されていなくてもよいし、互いに接続されていてもよい。

外ヨーク９は、主として磁性体により形成されている。外ヨーク９は、軸ＣＡを軸とする円筒状に形成されている。外ヨーク９の内周面とコイル７の外周面とは、樹脂（接着剤）等の固定部材により固定されている。

内ヨーク１１は、主として磁性体により形成されている。内ヨーク１１は、軸ＣＡを軸とする円筒状に形成されている。

外ヨーク９と内ヨーク１１とは、不図示の連結部材により互いに固定される。なお、連結部材は、リニアモータ１の一部として設けられるものであってもよいし、リニアモータ１により駆動される機器の一部として設けられるものであってもよい。

２つの磁石１３は、互いに同一の形状である。磁石１３は、軸ＣＡを中心とする円形の環状に設けられている。磁石１３の断面形状は、図１において模式的に示すように、例えば、矩形である。

磁石１３の軸ＣＡ方向の大きさは、コイル７と概ね同等である。２つの磁石１３の軸ＣＡ方向における間隔は、２つのコイル７の間隔と概ね同等である。磁石１３の外周面は、コイル７の内周面と半径方向において比較的小さい間隔で対向する。

磁石１３は、半径方向において磁化されている。２つの磁石１３の磁極の向きは互いに逆方向である（図６参照）。

磁石１３は、図２に示すように、複数の分割磁石１７が軸ＣＡ回りに配列されることにより構成されている。複数の分割磁石１７は、互いに同一の形状である。分割磁石１７は、軸ＣＡ方向に見て、軸ＣＡを中心とする円弧状に形成されている。なお、磁石１３は、環状に一体形成されたものであってもよい。

保持部材１５は、軸ＣＡを軸とする円筒状に形成されている。保持部材１５は、磁性体により構成されてもよいし、非磁性体により構成されてもよい。保持部材１５の外周面には、複数の分割磁石１７が樹脂（接着剤）等の固定部材により固定されている。

保持部材１５及び磁石１３は、コイル７に対して軸ＣＡ方向に移動可能に挿通されている。内ヨーク１１は、保持部材１５に対して軸ＣＡ方向に移動可能に挿通されている。内ヨーク１１、保持部材１５、磁石１３、コイル７及び外ヨーク９は、軸ＣＡを中心として、同心状に配置されている。

図２に示すように、外ヨーク９は、複数の板状部材１９が軸ＣＡ回りに積層されることにより構成されている。複数の板状部材１９は、互いに同一の形状である。板状部材１９の平面形状は、例えば、一方向（軸ＣＡ方向、図２の紙面貫通方向）に長い矩形に形成されている。板状部材１９は、外ヨーク９の外周側ほど厚くなるように形成されている。換言すれば、板状部材１９の断面形状は概ねＶ字になっている。より具体的には、板状部材１９は、両面が、軸ＣＡから延びる２本の放射線Ｎ２に概ね一致するように形成されている。そして、複数の板状部材１９は、放射線Ｎ２を挟んで対向し、互いに当接している。

外ヨーク９と同様に、内ヨーク１１は、複数の板状部材２１が軸ＣＡ回りに積層されることにより構成されている。複数の板状部材２１は、互いに同一の形状である。板状部材２１の平面形状及び断面形状は、板状部材１９と同様（寸法除く）であり、説明は省略する。なお、１枚の板状部材１９を挟む２本の放射線Ｎ２と、１枚の板状部材２１を挟む２本の放射線Ｎ２とは、同一でもよいし、互いに異なっていてもよい。換言すれば、板状部材１９及び板状部材２１の中心角は互いに同一でもよいし、異なっていてもよい。

図３は、図２の領域ＩＩＩの拡大図である。

板状部材１９は、例えば、磁性体により形成された板状の本体部１９ａと、絶縁体により形成され、本体部１９ａの主面又は表面全体に成膜された絶縁膜１９ｂとを有している。磁性体は、例えば、珪素鋼であり、絶縁体は、例えば、セラミックや樹脂である。板状部材１９（本体部１９ａ）の厚さは、例えば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。絶縁膜１９ｂの厚さは、例えば、０．１μｍ〜５μｍである。

複数の板状部材１９は、例えば、主面（互いの対向面）に配置された接着剤２３により接着されている。接着剤２３は、例えば、絶縁性の樹脂により形成されており、また、板状部材１９の主面の全面に亘って配置されている。

図４は、このような板状部材１９の形成方法を説明する模式図である。

板状部材１９の本体部１９ａは、圧延により形成される。例えば、圧延は、板状の鋼材２５が２つのローラ１０１の間を通過することにより行われる。鋼材２５は、概ね一様の厚さを有するとともに本体部１９ａの最も厚い部分以上の厚さを有している。また、２つのローラ１０１間の隙間は、本体部１９ａ断面形状に対応した形状となっている。すなわち、ローラ１０１間の隙間は、ローラ１０１の回転軸の一方側ほど狭くなるように形成されている。このようなローラ１０１を用いた圧延により、本体部１９ａが形成される。

なお、圧延は、熱間圧延でもよいし、冷間圧延でもよい。１つの鋼材２５から１枚の本体部１９ａが形成されてもよいし、１つの鋼材２５から複数の本体部１９ａが形成されてもよい。絶縁膜１９ｂは、圧延された本体部１９ａの表面に均一に形成される。絶縁膜１９ｂが設けられた鋼材が圧延されて板状部材１９が形成されてもよい。

板状部材２１の構成、接着方法、及び、形成方法は、板状部材１９と同様であり、説明を省略する。

図５は、図１の領域Ｖを拡大して示す模式的な断面図である。

コイル７は、線材３５が軸ＣＡ回りに複数回巻かれることにより構成されている。線材３５は、例えば、銅等の導電性の材料が樹脂等の非導電性の材料により被覆されて構成されている。また、線材３５の断面形状は、概ね矩形状に形成されている。すなわち、線材３５は、いわゆる平角線である。線材３５の断面において、長手方向及び短手方向の径は適宜に設定されてよい。

線材３５は、線材３５により形成される輪が軸ＣＡ方向及び半径方向において配列されるように巻かれている。すなわち、線材３５は、整列巻きされている。また、線材３５は、平角線の一平面を同一方向（軸ＣＡ）に向けて巻かれている。従って、線材３５により形成される輪と輪との間には、隙間が殆ど生じない。なお、図５では、線材３５により形成される輪の軸ＣＡ方向の位置が、内側と外側とで一致する場合を例示しているが、当該位置は内側と外側とでずれていてもよい。線材３５の巻き回数は適宜に設定されてよい。

図６は、リニアモータ１の動作を説明する図である。具体的には、図１の紙面上方側部分を示している。

リニアモータ１では、磁石１３により磁界が形成される。具体的には、磁石１３Ａ及び１３Ｂは、半径方向に磁化されるとともに、磁化の方向が互いに逆向きであるから、矢印ｙ１で示すように、一方の磁石１３（図６では磁石１３Ａ）から出た磁力線は外ヨーク９を通過して他方の磁石１３（図６では磁石１３Ｂ）に入る。また、矢印ｙ２で示すように、他方の磁石１３（図６では磁石１３Ｂ）から出た磁力線は内ヨーク１１を通過して一方の磁石１３（図６では磁石１３Ａ）に入る。なお、保持部材１５が磁性体により形成されている場合には、矢印ｙ３で示すように、保持部材１５においても内ヨーク１１と同様に磁力線が通過する。

矢印ｙ１で示す磁力線は、コイル７を半径方向へ通過する。従って、コイル７に電力を供給すると、フレミングの左手の法則により、コイル７には、磁石１３に対する、軸ＣＡ方向の推力が生じる。なお、本実施形態では、コイル７は固定子３を構成することから、矢印ｙ４で示すように、磁石１３が軸ＣＡ方向へ移動することになる。

矢印ｙ１で示す磁力線は、コイル７Ａを通過するときとコイル７Ｂを通過するときとで、半径方向の向きが逆である。図６では、矢印ｙ１で示す磁力線が、コイル７Ａにおいては内周側から外周側へ通過し、コイル７Ｂにおいては外周側から内周側へ通過する場合を例示している。従って、コイル７Ａ及びコイル７Ｂに対して円周方向において逆向きの電力を供給することにより、コイル７Ａ及びコイル７Ｂにおいて、磁石１３に対する、軸ＣＡ方向の同一の向きの推力が生じる。また、コイル７Ａ及び７Ｂに交流電力を供給すれば、交流電力の周波数で双方向の推力が交互に生じる。図６では、コイル７Ａにおいて紙面手前側への電力が供給され、コイル７Ｂにおいて紙面奥手側への電力が供給され、磁石１３が矢印ｙ４で示す向きへ移動する場合を例示している。

以上の実施形態によれば、リニアモータ１は、コイル７と、コイル７と同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、コイル７に対して軸ＣＡ方向に移動可能な磁石１３と、コイル７と同心状に設けられた筒状の外ヨーク９と、を有する。外ヨーク９は、絶縁膜１９ｂ及び接着剤２３を介在させつつ軸ＣＡ回りに積層的に配列された、強磁性を示す複数の板状部材１９（又は本体部１９ａ）を有する。複数の板状部材１９それぞれは、外ヨーク９の外周側ほど厚くなるように形成されている。

従って、磁石１３が外ヨーク９に対して移動することにより外ヨーク９において生じる可能性のある渦電流は、絶縁膜１９ｂ及び接着剤２３により、軸ＣＡ回りの経路が遮断され、発生が抑制される。その一方で、複数の板状部材１９は、軸ＣＡに平行に延びるとともに、軸ＣＡに対して放射状に配置されているから、図６において矢印ｙ１で示す磁力線の経路は遮断されず、磁力線を効率的にコイル７に通過させることができる。

ここで、仮に、板状部材１９が一様な厚さであるとすると、外ヨーク９は、内周の長さと外周の長さとが異なるから、外ヨーク９の外周側においては、複数の板状部材１９間に隙間が生じる。その結果、図６において矢印ｙ１で示す磁力線の経路も減じられる。しかし、板状部材１９は外ヨーク９の外周側ほど厚くなるように形成されていることから、そのような不都合が生じることが抑制される。また、複数の板状部材１９は互いに同一の形状である。従って、製造コストが縮小される。

なお、外ヨーク９について本実施形態の作用及び効果を述べたが、内ヨーク１１についても、同様の作用及び効果が奏される。

また、リニアモータ１は、筒状に形成され、外周面に磁石１３を保持し、コイル７に対して軸ＣＡ方向に移動可能に挿通された保持部材１５を更に有する。内ヨーク１１は、保持部材１５に対して軸ＣＡ方向に移動可能に挿通されている。

一般に、内ヨークは磁石を保持し、可動子を構成しており、可動子の軽量化のために内ヨークを小さくすると、内ヨークを通過可能な磁束が減り、磁気飽和が生じやすくなる。しかし、本実施形態では、磁石１３を保持する部材（１５）と、磁石１３の磁気経路を構成する部材（１１）とが別部材として設けられていることから、可動子５の軽量化と磁気飽和の抑制とを両立できる。

本実施形態のリニアモータ１の製造方法は、コイル７と、コイル７と同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、コイル７に対して軸ＣＡ方向に移動可能な磁石１３と、外ヨーク９とを有するリニアモータ１の製造方法であって、圧延により、面に沿う方向の一方側が他方側よりも薄い、強磁性を示す複数の板状部材１９（又は本体部１９ａ）を形成する工程と、複数の板状部材１９を、絶縁膜１９ｂ及び接着剤２３を介在させつつ、薄い側を中心側に向けて円環状に積層して互いに固定し、外ヨーク９を形成する工程とを有する。従って、上述した好適な外ヨーク９が簡便に製造される。

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態のリニアモータ３０１の図１に対応する断面図である。

第１実施形態のリニアモータ１は、磁石１３を保持する保持部材１５と、保持部材１５に挿通される内ヨーク１１とを有していたのに対し、第２実施形態のリニアモータ３０１は、磁石１３を保持する内ヨーク３１１を有している。

内ヨーク３１１は、磁石１３を保持する機能と、磁束を通過させるヨークとしての機能とを兼ねている。内ヨーク３１１は、磁石１３とともに可動子３０５を構成し、外ヨーク９及びコイル７により構成される固定子３０３に対して軸ＣＡ方向に移動する。

ここで、内ヨーク３１１は、磁石１３に対して移動しないから、磁石１３の磁界による渦電流は発生しない。また、２つのコイル７は、図６を参照して説明したように、互いに逆向きに電圧が印加されるから、２つのコイル７の形成する磁界は相殺される。従って、内ヨーク３１１においては、リニアモータ３０１の駆動による渦電流は発生しにくい。

そこで、第１実施形態の内ヨーク１１は、磁石１３による渦電流を抑制するために複数の板状部材２１により形成されていたのに対し、第２実施形態の内ヨーク３１１は、複数の板状部材２１によっては形成されていない。内ヨーク３１１は、例えば、環状に一体形成された磁性体により、又は、円弧状に一体形成され、環状に配列された複数の磁性体により、構成されている。

以上の第２実施形態によれば、外ヨーク９に関して、第１実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、外ヨーク９において、渦電流の発生を抑制しつつ、磁束を効率的に通過させることができる。

なお、第１実施形態は、可動子を軽量化できるメリットがあり、第２実施形態は、内ヨークの構成を簡素にできるメリットがある。用途に応じていずれかの形態が選択されてよい。

（第３実施形態）
図８は、第３実施形態に係るリニアモータ４０１の図１に対応する断面図である。

第１実施形態のリニアモータ１は、２組のコイル７及び磁石１３を有したのに対し、第３実施形態のリニアモータ４０１は、１組のコイル７及び磁石１３を有している。また、第３実施形態の内ヨーク４１１は、第２実施形態の内ヨーク３１１と同様に、磁石１３を保持している。

従って、第３実施形態においては、外ヨーク４０９は、第１実施形態と同様に、磁石１３の磁界による渦電流の発生が抑制されることが望ましい。また、内ヨーク４１１は、コイル７の磁界による渦電流の発生が抑制されることが望ましい。

さらに、第３実施形態のリニアモータ４０１の外ヨーク４０９及び内ヨーク４１１は、外コア４０９ｂ及び内コア４１１ｂを有しており、これにより、動作原理が第１実施形態のリニアモータ１と相違する。具体的には、以下のとおりである。

外ヨーク４０９は、円筒状に形成された外筒状部４０９ａと、外筒状部４０９ａの、軸ＣＡ方向両側において、内側（磁石１３側）へ突出する外コア４０９ｂとを有している。外コア４０９ｂは、軸ＣＡ回りに環状に延びる突条に形成されている。コイル７は、外コア４０９ｂ間に嵌合している。

外ヨーク４０９は、第１実施形態の外ヨーク９と同様に、外ヨーク９の外周側ほど厚く形成された複数の板状部材４１９が軸ＣＡ回りに積層されることにより構成されている。ただし、板状部材４１９の平面形状は、矩形部分と、外コア４０９ｂとなる突出部分とを有する形状となっている。

内ヨーク４１１は、円筒状に形成された内筒状部４１１ａと、内筒状部４１１ａの、軸ＣＡ方向両側において、内側（磁石１３側）へ突出する内コア４１１ｂとを有している。内コア４１１ｂは、軸ＣＡ回りに環状に延びる突条に形成されている。

内ヨーク４１１の構成は、外ヨーク４０９の構成と同様である。すなわち、内ヨーク４１１は、内ヨーク４１１の外周側ほど厚く形成された複数の板状部材４２１が軸ＣＡ回りに積層されることにより構成されている。板状部材４２１の平面形状は、矩形部分と、内コア４１１ｂとなる突出部分とを有する形状となっている。

コイル７は、磁石１３よりも軸ＣＡ方向において大きく形成されている。外コア４０９ｂ及び内コア４１１ｂは、軸ＣＡ方向の大きさが互いに概ね同等になるように形成されている。２つの内コア４１１ｂの中心間距離Ｌ２は、２つの外コア４０９ｂの中心間距離Ｌ１よりも大きく設定されている。

図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第３実施形態のリニアモータ４０１の動作を説明する断面図（図８の紙面上方側部分に相当する図）である。図９（ａ）は、リニアモータ４０１が中立位置にあるときを示している。図９（ｂ）は、可動子４０５が固定子４０３に対して紙面左側へ駆動された状態を示している。

中立位置（図９（ａ））においては、コイル７の軸ＣＡ（図９では不図示。図８参照）方向の中心位置と、磁石１３の軸ＣＡ方向の中心位置とは一致している。また、内コア４１１ｂの軸ＣＡ方向の中心位置は、外コア４０９ｂの軸ＣＡ方向の中心位置よりも軸ＣＡ方向の外側にずれている。

リニアモータ４０１においては、磁石１３により、矢印ｙ１１で示す磁界が形成される。具体的には、磁石１３のＮ極から出た磁力線は、コイル７を半径方向に貫通し、外筒状部４０９ａを軸ＣＡ方向両側へ進み、外コア４０９ｂを通過する。そして、当該磁力線は、内コア４１１ｂに入り、内筒状部４１１ａを軸ＣＡ方向中央側へ進み、磁石１３のＳ極に入る。

従って、コイル７に電流が流されると、第１実施形態と同様に、フレミングの左手の法則により、図９の紙面左右方向（軸ＣＡの方向）の力が生じる。例えば、図９のコイル７の断面において紙面手前側から紙面奥手側へ電流が流れるときには、図９（ｂ）に示すように、可動子４０５を固定子４０３に対して紙面左側へ移動させる力が生じる。なお、矢印ｙ１３は、相対移動の方向を示している。

このように、リニアモータ４０１は、いわゆるコアレスモータの機能を有する。さらに、リニアモータ４０１は、磁界による吸引力を利用する、いわゆるコア付きモータの機能も有する。具体的には、以下のとおりである。

コイル７に電流が流されると、いわゆる右ねじの法則に従って、矢印ｙ１２で示す磁界が形成される。例えば、図９のコイル７の断面において紙面手前側から紙面奥手側へ電力が流れるときには、磁力線が、内筒状部４１１ａ（コイル７内側）を紙面左側へ進み、外筒状部４０９ａ（コイル７外側）を紙面右側へ進む磁界が形成される。

このとき、矢印ｙ１２で示す磁界により、紙面右側においては、外コア４０９ｂにＮ極が、内コア４１１ｂにＳ極が形成され、紙面左側においては、内コア４１１ｂにＮ極が、外コア４０９ｂにＳ極が形成される。

一方、磁石１３により形成される、矢印ｙ１１で示す磁界によっては、紙面両側において、外コア４０９ｂにＮ極が、内コア４１１ｂにＳ極が形成されている。

従って、紙面右側においては、磁石１３の磁界によっても、コイル７の磁界によっても、外コア４０９ｂにＮ極が、内コア４１１ｂにＳ極が形成される。その結果、外コア４０９ｂと内コア４１１ｂとの間で吸引力が生じる。

一方、紙面左側の各コアにおいては、磁石１３の磁界及びコイル７の磁界によって形成される磁極は互いに異種となり、各コアにおける磁極としての機能は低下する。その結果、見掛け上、磁石１３の磁界による吸引力と、コイル７の磁界による吸引力とは打ち消し合う。

そして、紙面右側において生じる吸引力は、紙面左側において生じる吸引力よりも大きくなる。この吸引力の差により、可動子４０５は、固定子４０３に対して、紙面右側の外コア４０９ｂ及び内コア４１１ｂを吸着させる方向（紙面左側）、すなわち、外コア４０９ｂの軸ＣＡ方向の中心位置と、内コア４１１ｂの軸ＣＡ方向の中心位置とを一致させる方向に移動する。

コイル７に流れる電流の向きを逆にすれば、同様の原理により、可動子４０５は固定子４０３に対して反対方向へ移動する。また、コイル７に流れる電流を増減すれば、フレミングの法則に従う力が増減するとともに、紙面右側の吸引力と紙面左側の吸引力との差が増減し、リニアモータ４０１の推力が増減される。

なお、いわゆるコア付きモータにおいては、磁石１３がコイル７よりも軸ＣＡ方向において大きく形成されるとともに、内コア４１１ｂは設けられない。そして、外コア４０９ｂに形成された磁極は、磁石１３に対して反発力又は吸引力を生じる。すなわち、いわゆるコア付きモータは、本実施形態と同様に、電磁石の吸引力を利用可能であるが、本実施形態とは構成及び作動原理が相違する。

以上の第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、外ヨーク４０９及び内ヨーク４１１において、渦電流の発生を抑制しつつ、磁束を効率的に通過させることができる。

さらに、外コア４０９ｂ及び内コア４１１ｂを設けることにより、フレミングの法則に基づく駆動力に加えて、電磁石の吸着力に基づく駆動力を得ることができる。また、外ヨーク４０９及び内ヨーク４１１は、板状部材４１９及び４２１を積層して構成されることから、外コア４０９ｂ及び内コア４１１ｂの形成が容易である。

例えば、一体形成された磁性体により外ヨーク４０９を構成する場合、外筒状部４０９ａの内周面は、軸ＣＡ方向の両側に外コア４０９ｂが位置することから、軸ＣＡ方向に延びるワイヤーで整形することなどが難しい。一方、本実施形態の場合、積層前の板状部材４１９を整形することにより外筒状部４０９ａの内周面を整形することができ、加工が容易である。

（第４実施形態）
図１０は、第４実施形態に係るリニアモータ５０１の図１に対応する断面図である。

第１実施形態では、コイル７は外ヨーク９及び内ヨーク１１に対して固定されて固定子３を構成し、磁石１３は可動子５を構成した。これに対し、第４実施形態では、磁石１３が外ヨーク５０９及び内ヨーク１１に対して固定されて固定子５０３を構成し、コイル７が可動子を構成している。

従って、第４実施形態においては、コイル７の磁界による渦電流の発生が抑制されることが望ましい。特に、内ヨーク１１における渦電流の発生が抑制されることが望ましい。そこで、内ヨーク１１は、第１実施形態と同様に、複数の板状部材２１により構成されている。

なお、外ヨーク５０９は、軸ＣＡ方向の一方側が塞がれた筒状に形成されており、例えば、一体形成された磁性体により、又は、所定の形状に一体形成されて組み合わされた複数の磁性体により、構成されている。

以上の第４実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、内ヨーク１１において、渦電流の発生を抑制しつつ、磁束を効率的に通過させることができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

上述の複数の実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第１実施形態の保持部材と内ヨークとを設ける構成は、第３実施形態に適用されてよい。

リニアモータは、電磁石の吸引力及び反発力のみを利用するコア付きモータであってもよい。また、リニアモータは、コイルと環状の磁石とが同心状に配置されたいわゆるボイスコイルモータに限定されない。磁石は、コイルの内周又は外周に対して、全周に亘って対向する必要はない。すなわち、磁石は、環状である必要はない。ヨークも同様である。例えば、磁石は矩形に形成されてもよいし、ヨークはＵ字状に形成されてもよい。

リニアモータが、ボイスコイルモータである場合、コイル、磁石及びヨークは、軸方向に見て円形のもの（円筒含む）に限定されない。例えば、軸方向に見て矩形や楕円形であってもよい。なお、本願では、環状及び筒状の語は、所定の軸を囲む形状をいい、軸方向に見て円形であるものに限定されないものとする。また、同心状の語は、中心（軸）が完全に一致する状態に限定されず、一方の環（筒）内に他方の環（筒）が位置する状態をいうものとする。

磁石は、コイルの内側に配置されてもよいし、コイルの外側に配置されてもよい。また、磁石及びコイルのいずれが固定子又は可動子であってもよい。可動子及び固定子は、いずれが内周側又は外周側に配置されてもよい。磁石は、Ｎ極及びＳ極のいずれがコイルに対向してもよい。

複数の強磁性を示す板状部材を有するヨークは、第１実施形態のように内ヨーク及び外ヨークの双方であってもよいし、第２実施形態のように外ヨークだけであってもよいし、第４実施形態のように内ヨークだけであってもよい。

複数の板状部材は、接着剤以外の方法により互いに固定されてもよい。例えば、かしめやボルトにより固定されてもよい。複数の板状部材が所定の部材に固定されることにより、複数の板状部材が間接的に互いに固定されてもよい。

実施形態では、図３を参照して説明したように、本体部１９ａの表面にコーティングされた絶縁膜１９ｂと、複数の板状部材１９を接着する接着剤２３とが別個に設けられた。しかし、接着剤として機能し得る樹脂により絶縁膜１９ｂを形成し、接着剤２３を省略してもよい。逆に、本体部１９ａ同士は、接着剤２３によって絶縁されるから、本体部１９ａのみにより板状部材１９が形成されてもよい。

ヨークの製造方法は，平面形状が整形された複数の板状部材を積層する方法に限定されない。ヨークは、複数の板状部材の積層体を整形することにより製造されてもよい。

ヨークの一部のみが複数の板状部材により構成されてもよい。例えば、第３実施形態において、筒状部のみが板状部材により構成され、コアは、環状に一体形成された磁性体、若しくは、円弧状に一体形成され、環状に配列された複数の磁性体により構成されてもよい。

１…リニアモータ、７…コイル、９…外ヨーク、１３…磁石、１９…板状部材、１９ｂ…絶縁膜（絶縁層）、２３…接着剤（絶縁層）。

Claims (7)

1. コイルと、
   前記コイルと同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、前記コイルに対して軸方向に移動可能な磁石と、
   前記コイルと同心状に設けられた筒状のヨークと、
   を有し、
   前記ヨークは、絶縁層を介在させつつ前記コイルの軸回りに積層的に配列された、強磁性を示す複数の板状部材を有し、
   前記複数の板状部材それぞれは、前記ヨークの外周側ほど厚くなるように形成されている
   リニアモータ。
2. 前記複数の板状部材は互いに同一の形状である
   請求項１に記載のリニアモータ。
3. 筒状に形成され、外周面に前記磁石を保持し、前記コイルに対して軸方向に移動可能に挿通された保持部材を更に有し、
   前記ヨークは、前記保持部材に対して軸方向に移動可能に挿通されている
   請求項１又は２に記載のリニアモータ。
4. 前記ヨークは、前記コイルに対して固定されており、
   前記コイルの前記磁石とは反対側に配置され、前記コイルと同心状のコイル側筒状部と、
   前記コイルの、当該コイルの軸方向両側において前記磁石側に突出するコイル側コアと、
   を有し、
   前記複数の板状部材は、前記コイル側筒状部及び前記コイル側コアを構成している
   請求項１又は２に記載のリニアモータ。
5. 前記磁石に対して固定された磁石側ヨークを更に有し、
   前記磁石側ヨークは、
   前記磁石の前記コイルとは反対側に配置され、前記コイルと同心状の磁石側筒状部と、
   前記磁石の、前記コイルの軸方向両側において前記コイル側に突出する磁石側コアと、
   を有する
   請求項４に記載のリニアモータ。
6. コイルと、
   前記コイルの内周面又は外周面に対向し、前記コイルの半径方向に磁化され、前記コイルに対して前記コイルの軸方向に移動可能な磁石と、
   前記コイルの前記磁石とは反対側又は前記磁石の前記コイルとは反対側に設けられたヨークと、
   を有し、
   前記ヨークは、絶縁層を介在させつつ前記コイルの軸回りに積層的に配列された、強磁性を示す複数の板状部材を有し、
   前記複数の板状部材それぞれは、前記ヨークの外周側ほど厚くなるように形成されている
   リニアモータ。
7. コイルと、前記コイルと同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、前記コイルに対して軸方向に移動可能な磁石と、ヨークとを有するリニアモータの製造方法であって、
   圧延により、面に沿う方向の一方側が他方側よりも薄い、強磁性を示す複数の板状部材を形成する工程と、
   前記複数の板状部材を、絶縁層を介在させつつ、薄い側を中心側に向けて円環状に積層して互いに固定し、前記ヨークを形成する工程と、
   を有するリニアモータの製造方法。

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