JP2012100423A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石の磁束を有効活用する。
【解決手段】リニアモータ１は、界磁１０と電機子２０を備え、電機子２０を界磁１０に対し相対的に進退移動させるリニアモータである。界磁１０は、対向配置された２つの平板状の外ヨーク１１ａ，１１ｂと、これら外ヨーク１１ａ，１１ｂの内側に設けられ、電機子２０の進退方向に沿って交互に極性が異なるように配置された複数の永久磁石１４とを有する。電機子２０は、永久磁石１４と磁気的空隙を介して対向配置された電機子巻線２２と、この電機子巻線２２の巻線長手方向一方側端部に連結され、永久磁石１４のヨーク接合面１４１に対向配置された磁極検出機能を有するホールセンサ２５とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ホールセンサによる磁極検出機能を有するリニアモータに関する。

従来、工作機の送り機構や半導体製造装置の位置決め装置等に用いられるリニアモータとして、ホールセンサによる磁極検出機能を有するリニアモータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このリニアモータは、複数の永久磁石を交互に極性が異なるように直線状に並べて配置した外ヨークを、内ヨークに磁気的空隙を介して対向配置して両端をヨーク固定板で固定した界磁と、磁気的空隙に、内ヨークに巻回するように配置された複数のコイル群よりなる電機子巻線を有する電機子とを備えており、電機子には、磁極検出機能を有するホールセンサを固定したホールセンサ基板が設けられている。

外ヨークの永久磁石は、電機子巻線との対向面の端部が所定の角度だけ傾斜するように形成されている。電機子のホールセンサは、当該傾斜した永久磁石の端部から入射する漏れ磁束中に位置するように設置されている。

特開２００４−３２０９５９号公報

一般に、リニアモータにおける永久磁石の磁束は、可動子を進退移動するための推力を発生させるためのものである。しかしながら、上記従来技術のリニアモータは、永久磁石の電機子巻線との対向面における端部を所定の角度だけ傾斜させることによって、ホールセンサによる検出に必要な漏れ磁束を確保する構成となっており、この漏れ磁束は推力に寄与しない。このため、従来技術のリニアモータは、永久磁石による磁束の有効活用の観点において、さらなる向上の余地があった。

本発明はこのような問題点を鑑みてなされたものであり、永久磁石の磁束を有効活用することができるリニアモータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明は、界磁と電機子を備え、前記界磁と前記電機子のいずれか一方を可動子、他方を固定子として、前記可動子を前記固定子に対し相対的に進退移動させるリニアモータであって、前記界磁は、対向配置された２つの平板状のヨークと、前記ヨークの内側に設けられ、前記可動子の進退方向に沿って交互に極性が異なるように配置された複数の永久磁石と、を有し、前記電機子は、前記永久磁石と磁気的空隙を介して対向配置された電機子巻線と、前記電機子巻線の巻線長手方向一方側端部に連結され、前記永久磁石のヨーク接合面に対向配置された磁極検出機能を有するホールセンサと、を有する。

本願発明においては、電機子巻線の巻線長手方向一方側端部に連結されたホールセンサを、界磁の永久磁石におけるヨークと接合される側の端面であるヨーク接合面に対向配置する。これにより、永久磁石のヨーク接合面に出入射される、可動子を進退させるための推力に寄与する磁束中にホールセンサを配置することができるので、推力に寄与しない漏れ磁束をホールセンサ検出用に発生させる必要がない。したがって、永久磁石の磁束を有効活用することができる。

また、ホールセンサを永久磁石の電機子側とは反対側であるヨーク側に配置するため、ホールセンサを電機子より遠ざけて配置することができる。これにより、ホールセンサが電機子に発生する磁界の影響によって磁極を誤検出するのを抑制できると共に、電機子通電時に発生する熱による影響についても受けにくくすることができる。したがって、ホールセンサの信頼性を向上することができる。

さらに、例えばホールセンサによる検出に必要な漏れ磁束を発生させる場合に比べて、次のような点で優位である。すなわち、この場合には推力に寄与しない漏れ磁束を発生させる分、永久磁石を大きくする必要があるのに対し、本願発明では漏れ磁束を発生させる必要がないため、同じ推力を得るのに必要な永久磁石の大きさを小さくすることができる。その結果、コストダウンも図ることができる。また、漏れ磁束を永久磁石と電機子巻線との間に形成される磁気回路の外側に広げるように発生させる場合、ホールセンサの取り付け位置により磁束密度の変化量が大きくなるため、ホールセンサの取り付けに高い精度が要求されることになり、取り付け工数の増大を招く。これに対し、本願発明によれば、永久磁石のヨーク接合面に出入射される磁束の磁束密度は面方向にほぼ均一であるため、ホールセンサの取り付けに高い精度が要求されることはなく、取り付け工数を低減することができる。

好ましくは、前記永久磁石は、前記ヨークの前記巻線長手方向一方側の端面よりも前記巻線長手方向一方側に向けて突出するように設けられており、前記ホールセンサは、前記永久磁石が前記ヨークの端面より突出することによって、前記巻線長手方向一方側において露出された前記ヨーク接合面に対向配置されている。

永久磁石をヨークの端面より突出するように設けることによって、永久磁石のヨーク接合面の巻線長手方向一方側を露出させることができる。これにより、ホールセンサを当該露出したヨーク接合面に確実に対向配置することができる。また、このように永久磁石の突出部分にホールセンサを対向配置する構成では、ヨークの巻線長手方向一方側端面に、ヨーク接合面を内部において露出させる溝部を形成し、当該溝部内にホールセンサを挿入してヨーク接合面に対向配置する場合に比べ、ホールセンサの設置位置が電機子巻線の短手方向に制限されないため、設置位置の自由度を向上することができる。

また好ましくは、前記ヨークは、前記巻線長手方向一方側の端面に、前記ヨーク接合面を内部において露出させる溝部を有しており、前記ホールセンサは、前記溝部内に挿入されて前記ヨーク接合面に対向配置されている。

ヨークの巻線長手方向一方側の端面に、ヨーク接合面を内部において露出させる溝部を形成することによって、ホールセンサを溝部内に挿入して露出したヨーク接合面に確実に対向配置することができる。また、このようにホールセンサをヨークの溝部に挿入する構成では、永久磁石の突出部分にホールセンサを対向配置する場合に比べ、ホールセンサの永久磁石側と反対となる側にヨークを設けることができる。これにより、ホールセンサを通過する磁束をより収束させ、検出精度をより向上することができる。

また好ましくは、前記電機子巻線の前記巻線長手方向一方側端部に設けられ、前記電機子に対象物を搬送するテーブルを取り付けるための電機子取付ベースをさらに備え、前記ホールセンサは、前記電機子取付ベースを介して前記電機子巻線に連結されている。

電機子に対象物を搬送するテーブルを取り付けるための電機子取付ベースを用いて、ホールセンサを電機子巻線に連結することにより、ホールセンサを電機子巻線に連結するための連結部材を別途設ける必要がなくなり、装置構成を簡素化できる。

また好ましくは、前記界磁は、前記２つのヨーク間において各ヨークに対向して配置された内ヨークを有しており、前記電機子巻線は、前記内ヨークに巻回するように配置された複数のコイルを有している。

本願発明のリニアモータは、界磁が２つのヨーク間に内ヨークを有すると共に、電機子巻線が内ヨークに巻回するように配置された複数のコイルを有する、いわゆるコア付きモータである。このようなコア付き構造において、永久磁石の磁束を有効活用することができるリニアモータを実現できる。

また好ましくは、前記電機子巻線は、前記可動子の進退方向に沿って並列された、コイル面方向が前記ヨークと平行な複数のコイルを有している。

本願発明のリニアモータは、電機子巻線が、可動子の進退方向に沿って並列された、コイル面方向がヨークと平行な複数のコイルを有する、いわゆるコアレスモータである。このようなコアレス構造において、永久磁石の磁束を有効活用することができるリニアモータを実現できる。

本発明によれば、永久磁石の磁束を有効活用することができる。

本発明の一実施の形態のリニアモータを電機子の一部を破断して示す側面図である。 図１中ＩＩ−ＩＩ断面によるリニアモータの横断面図である。 比較例のリニアモータを電機子の一部を破断して示す側面図である。 図３中ＩＶ−ＩＶ断面によるリニアモータの横断面図である。 外ヨークに溝部を設けてホールセンサを設置する変形例のリニアモータを電機子の一部を破断して示す側面図である。 図５中ＶＩ−ＶＩ断面によるリニアモータの横断面図である。 コアレスモータとして構成する変形例のリニアモータの横断面図である。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態のリニアモータを電機子の一部を破断して示す側面図である。図２は、図１中ＩＩ−ＩＩ断面によるリニアモータの横断面図である。なお、以下の説明においては、外ヨーク１１ａ，１１ｂ及び内ヨーク１２の長手方向（図１中の左右方向、図２中の紙面手前奥方向）を「ヨーク長手方向」と称し、外ヨーク１１ａ，１１ｂ及び内ヨーク１２の短手方向（図１中の紙面手前奥方向、図２中の左右方向）を「ヨーク短手方向」と称する。

図１及び図２において、リニアモータ１は、固定子として構成された界磁１０と、可動子として構成された電機子２０とを備え、電機子２０を界磁１０に対し相対的に進退移動させるリニアモータである。

界磁１０は、２つの平板状の外ヨーク１１ａ，１１ｂ（ヨーク）と、内ヨーク１２と、これら外ヨーク１１ａ，１１ｂ及び内ヨーク１２をそれぞれ固定する２つの平板状のヨーク固定板１３と、磁界を発生する複数の平板状の永久磁石１４とを有している。

外ヨーク１１ａ，１１ｂは、例えば鉄などの磁性材料で構成され、互いに略平行に対向配置されている。外ヨーク１１ａは、ヨーク短手方向の寸法が、各永久磁石１４の当該方向の寸法よりも小さくなるように構成されている。その結果、図２に示すように、永久磁石１４は、ヨーク短手方向の一方側（図２中の右側）の端面１１２よりも当該短手方向一方側に向けて突出している。一方、外ヨーク１１ｂは、ヨーク短手方向の寸法が、各永久磁石１４の当該方向の寸法と略等しくなるように構成されている。

内ヨーク１２は、外ヨーク１１ａ，１１ｂ間の略中央において各外ヨーク１１ａ，１１ｂに略平行に対向するように配置されている。

２つのヨーク固定板１３は、各外ヨーク１１ａ，１１ｂの長手方向両端及び内ヨーク１２の長手方向両端をそれぞれ固定するようにして、互いに略平行となるように対向配置されている。

複数の永久磁石１４は、各外ヨーク１１ａ，１１ｂの互いに対向する側の面、すなわち各外ヨーク１１ａ，１１ｂの内側の面に設けられ、可動子である電機子２０の進退方向に相当する上記ヨーク長手方向に沿って所定のピッチで、かつ交互に極性が異なるように対向配置されている。各永久磁石１４における外ヨーク１１ａ又は外ヨーク１１ｂと接合される側（外ヨーク１１ａ側に位置する各永久磁石１４では図１及び図２中の上側、外ヨーク１１ｂ側に位置する各永久磁石１４では図１及び図２中の下側）の端面であるヨーク接合面１４１には、電機子２０を進退移動させるための推力に寄与する磁束が出入射される。このとき、各永久磁石１４のヨーク接合面１４１に出入射される磁束の磁束密度は、面方向にほぼ均一となる。また上述したように、外ヨーク１１ａ側に位置する各永久磁石１４は、外ヨーク１１ａの上記端面１１２よりもヨーク短手方向一方側に向けて突出するように設けられている。このように各永久磁石１４が外ヨーク１１ａの端面１１２より外ヨーク短手方向一方側に突出することによって、各永久磁石１４のヨーク接合面１４１が、ヨーク短手方向一方側において露出されるようになっている。

以上のように、界磁１０は、２つの外ヨーク１１ａ，１１ｂ、内ヨーク１２、及び２つのヨーク固定板１３により側面視で略日の字形状に形成され、その内側に複数の永久磁石１４が対向配置された構造となっている。

一方、電機子２０は、図示しないスライダ及びガイドレールからなるリニアガイド等によって支持されており、筒状（正面視で略ロの字形状）の電機子巻線２２と、この電機子巻線２２の巻線長手方向に相当する上記ヨーク短手方向の一方側端部及び他方側（図１中の紙面奥側、図２中の左側）端部と樹脂モールド２１によりそれぞれ固着された２つの電機子取付ベース２３ａ，２３ｂと、磁極検出機能を有する３つのホールセンサ２５とを有している。

電機子巻線２２は、内ヨーク１２に空隙を介して巻回するように配置された複数の筒状（正面視で略ロの字形状）のコイルから構成され、各永久磁石１４の内側の面と空隙を介して、対向するように配置されている。すなわち、電機子巻線２２は、その中空状の内部が内ヨーク１２により貫通され、その巻線短手方向（図１及び図２中上下方向）一方側及び他方側が外ヨーク１１ａ，１１ｂにより挟み込まれた構造となっている。

電機子取付ベース２３ａ，２３ｂは、電機子２０に対し対象物を搬送する図示しないテーブルを取り付けるための部材である。これら電機子取付ベース２３ａ，２３ｂは、上述したように樹脂モールド２１を介して電機子巻線２２のヨーク短手方向一方側端部及び他方側端部にそれぞれ設けられている。

３つのホールセンサ２５は、電機子取付ベース２３ａにおける巻線短手方向一方側（図１及び図２中上側）の端面に固着された平板状の基板２４、電機子取付ベース２３ａ、及び樹脂モールド２１を介して、電機子巻線２２のヨーク短手方向一方側端部に連結され、上述のようにしてヨーク短手方向一方側において露出された永久磁石１４のヨーク接合面１４１に対向するように基板２４上に配置されている。

以上のように構成されたリニアモータ１では、界磁１０及び電機子２０の電気的相対位置に応じて電機子巻線２２に通電することにより、電機子巻線２２に流れる電流と永久磁石１４の磁束との相互作用によって電機子２０に推力が発生し、電機子２０を界磁１０に対し相対的にヨーク長手方向に進退移動させることができる。このとき、各ホールセンサ２５は、上述したように永久磁石１４のヨーク接合面１４１に対向配置されることによって、当該ヨーク接合面１４１に出入射される、推力に寄与する磁束中に配置されている。したがって、各ホールセンサ２５は、当該磁束に基づき永久磁石１４の磁極を検出することができる。

ここで、以上説明した本実施形態の効果を説明する前に、図３及び図４を用いて本実施形態の効果を説明するための比較例を説明する。図３は、比較例のリニアモータを電機子の一部を破断して示す側面図である。図４は、図３中ＩＶ−ＩＶ断面によるリニアモータの横断面図である。なお、図３及び図４は、上記図１及び図２に対応する図であり、対比の便宜のため、比較例における各部の符号は、本実施形態と同一の符号を用いている。

図３及び図４において、比較例のリニアモータ１′の構成は、本実施形態のリニアモータ１の構成とほぼ同様であるが、外ヨーク１１ａ及び複数の永久磁石１４に代えて外ヨーク１１ａ′及び複数の永久磁石１４′を設けた点と、ホールセンサ２５の設置位置とに相違がある。すなわち、比較例における外ヨーク１１ａ′は、そのヨーク短手方向（図３中の紙面手前奥方向、図４中の左右方向）寸法が、比較例における永久磁石１４′のヨーク短手方向寸法と略等しくなるように構成されている。すなわち、上記実施形態と異なり、比較例における外ヨーク１１ａ′側に位置する各永久磁石１４′は、外ヨーク１１ａ′のヨーク短手方向一方側（図３中の紙面手前側、図４中の右側）の端面１１２′よりもヨーク短手方向一方側に向けて突出するように設けられておらず、したがって各永久磁石１４′のヨーク接合面１４１′は露出されない。また、各永久磁石１４′の電機子巻線２２との対向面のヨーク短手方向両端部は、所定の角度だけ傾斜した傾斜部１４２となっている。この傾斜部１４２によって、永久磁石１４′と電機子巻線２２との間に形成される磁気回路の外側に広げるように、推力に寄与しない漏れ磁束が発生される。なお、当該漏れ磁束は、ホールセンサ２５による検出用に発生させている。そして、比較例においては、３つのホールセンサ２５が、外ヨーク１１ａ′側に位置する永久磁石１４′におけるヨーク短手方向一方側の傾斜部１４２に対向するように基板２４上に配置されている。すなわち、各ホールセンサ２５は、検出用の上記漏れ磁束中に配置されている。したがって、各ホールセンサ２５は、当該漏れ磁束に基づき永久磁石１４′の磁極を検出することができる。他の構成については、本実施形態のリニアモータ１とほぼ同様である。

上記比較例のリニアモータ１′においては、次のような課題が生じる場合がある。すなわち、各永久磁石１４′の電機子巻線２２との対向面の両端部を傾斜部１４２とし、ホールセンサ２５による検出に必要な推力に寄与しない漏れ磁束を発生させる分、永久磁石１４′を大きくする必要があり、コストが高くなるおそれがある。また、上記比較例においては、リニアモータ１′の駆動時に発生するサイドフォースを抑制するため、磁束密度を対称にすることを目的として、傾斜部１４２を、外ヨーク１１ａ′側の各永久磁石１４′のホールセンサ２５が配置されるヨーク短手方向一方側の端部（１箇所）だけでなく、外ヨーク１１ａ′，１１ｂの両側の永久磁石１４′におけるヨーク短手方向両側の端部（計４箇所）に形成している。その結果、永久磁石１４′をさらに大きくする必要があり、コストがさらに高くなるおそれがある。また、上記比較例の構造では、ホールセンサ２５が電機子巻線２２の近傍に配置されるため、電機子巻線２２に通電する際に発生する磁界の影響により磁極を誤検出するおそれがあり、且つ通電により発生する熱による影響を受けるおそれもある。さらに、漏れ磁束を永久磁石１４′と電機子巻線２２との間に形成される磁気回路の外側に広げるように発生させるため、ホールセンサ２５の取り付け位置により磁束密度の変化量が大きくなる。このため、ホールセンサ２５の取り付けに高い精度が要求されることになり、取り付け工数の増大を招くおそれがある。

これに対し、本実施形態のリニアモータ１においては、電機子巻線２２のヨーク短手方向一方側に連結された３つのホールセンサ２５を、永久磁石１４のヨーク接合面１４１に対向配置する。これにより、永久磁石１４のヨーク接合面１４１に出入射される、推力に寄与する磁束中に各ホールセンサ２５を配置することができるので、推力に寄与しない漏れ磁束をホールセンサ検出用に発生させる必要がない。したがって、永久磁石１４の磁束を有効活用することができる。また、各ホールセンサ２５を永久磁石１４の電機子巻線２２側とは反対側である外ヨーク１１ａ側に配置するため、各ホールセンサ２５を電機子巻線２２より遠ざけて配置することができる。これにより、ホールセンサ２５が電機子巻線２２に通電する際に発生する磁界の影響によって磁極を誤検出するのを抑制できると共に、通電時に発生する熱による影響についても受けにくくすることができる。したがって、ホールセンサ２５の信頼性を向上することができる。

さらに、上記比較例のようにホールセンサ２５による検出に必要な漏れ磁束を発生させる場合に比べて、次のような点で優位である。すなわち、本実施形態では、漏れ磁束を発生させる必要がないため、同じ推力を得るのに必要な永久磁石１４の大きさを小さくすることができる。その結果、コストダウンも図ることができる。なお、本願発明者が行った電機子電流に対する発生推力の解析によれば、本実施形態における永久磁石１４の大きさ（ヨーク短手方向寸法）を、上記比較例における永久磁石１４′の大きさ（ヨーク短手方向寸法）よりも５％小さく構成した場合でも、双方の電機子電流に対する発生推力は同等であるという結果が得られた。また、本実施形態では、永久磁石１４のヨーク接合面１４１に出入射される磁束の磁束密度は面方向にほぼ均一であるため、ホールセンサ２５の取り付けに高い精度が要求されることはなく、取り付け工数を低減することができる。

また、本実施形態では特に、各永久磁石１４は、外ヨーク１１ａのヨーク長手方向一方側の端面１１２よりもヨーク長手方向一方側に向けて突出するように設けられ、各ホールセンサ２５は、各永久磁石１４が外ヨーク１１ａの端面１１２より突出することによって露出されたヨーク接合面１４１に対向配置されている。このような構成とすることにより、ホールセンサ２５をヨーク接合面１４１に確実に対向配置することができる。また、このように永久磁石１４の突出部分にホールセンサ２５を対向配置する構成では、例えば後述の変形例（１）のように、外ヨーク１１ａのヨーク長手方向一方側の端面１２２に、ヨーク接合面１４１を内部において露出させる溝部を形成し、当該溝部内にホールセンサ２５を挿入してヨーク接合面１４１に対向配置する場合に比べ、ホールセンサ２５の設置位置が電機子巻線２２の短手方向に制限されないため、設置位置の自由度を向上することができる。

また、本実施形態では特に、各ホールセンサ２５は、電機子取付ベース２３ａを介して電機子巻線２２に連結されている。このように、電機子２０に対し対象物を搬送するテーブルを取り付けるための電機子取付ベース２３ａを用いてホールセンサ２５を電機子巻線２２に連結することにより、ホールセンサ２５を電機子巻線２２に連結するための連結部材を別途設ける必要がなくなり、装置構成を簡素化できる。

また、本実施形態では特に、リニアモータ１は、界磁１０が２つの外ヨーク１１ａ，１１ｂ間に内ヨーク１２を有すると共に、電機子巻線２２が内ヨーク１２に巻回するように配置された複数のコイルを有する、いわゆるコア付きモータである。このようなコア付き構造において、永久磁石１４の磁束を有効活用することができるリニアモータ１を実現できる。

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。

（１）外ヨークに溝部を設けてホールセンサを設置する場合
上記実施形態においては、永久磁石１４を外ヨーク１１ａの端面よりも突出させ、露出されたヨーク接合面１４１にホールセンサ２５を対向配置させていたが、これに限られない。すなわち、外ヨークの端面に溝部を形成し、当該溝部内にホールセンサ２５を挿入することによりヨーク接合面１４１にホールセンサ２５を対向配置させてもよい。

図５は、本変形例のリニアモータを電機子の一部を破断して示す側面図である。図６は、図５中ＶＩ−ＶＩ断面によるリニアモータの横断面図である。なお、図５及び図６は、前述の図１及び図２に対応する図である。図１及び図２と同等の部分には同符号を付し、説明を適宜省略する。

図５及び図６において、本変形例のリニアモータ１Ａの構成は、上記実施形態のリニアモータ１の構成とほぼ同様であるが、外ヨーク１１ａに代えて外ヨーク１１Ａａを設けた点と、ホールセンサ２５の設置位置とに相違がある。すなわち、本変形例における外ヨーク１１Ａａ（ヨーク）は、その外ヨーク短手方向（図５中の紙面手前奥方向、図６中の左右方向）寸法が、永久磁石１４の外ヨーク短手方向寸法と略等しくなるように構成されている。この外ヨーク１１Ａａは、その外ヨーク短手方向一方側（図１中の紙面手前側、図２中の右側）の端面に、外ヨーク長手方向（図１中の左右方向、図２中の紙面手前奥方向）に沿ったスリット状の溝部１１１を有している。溝部１１１は、外ヨーク１１Ａａ側に位置する各永久磁石１４のヨーク接合面１４１を、外ヨーク１１Ａａの内部において露出させるものである。そして、本変形例においては、３つのホールセンサ２５が、上記溝部１１１内に挿入されて、外ヨーク１１Ａａの内部において露出されたヨーク接合面１４１に対向するように基板２４上に配置されている。すなわち、各ホールセンサ２５は、永久磁石１４のヨーク接合面１４１に出入射される、推力に寄与する磁束中に配置されている。したがって、各ホールセンサ２５は、当該磁束に基づき永久磁石１４の磁極を検出することができる。他の構成については、上記実施形態のリニアモータ１とほぼ同様である。

本変形例によれば、外ヨーク１１Ａａの外ヨーク長手方向一方側の端面に、ヨーク接合面１４１を内部において露出させる溝部１１１を形成することによって、各ホールセンサ２５を溝部１１１内に挿入して上記露出したヨーク接合面１４１に確実に対向配置することができる。また、このようにホールセンサ２５を外ヨーク１１Ａａの溝部１１１に挿入する構成では、永久磁石１４の突出部分にホールセンサ２５を対向配置する場合（上記実施形態を参照）に比べ、ホールセンサ２５の永久磁石１４側と反対となる側に外ヨーク１１Ａａを設けることができる。これにより、ホールセンサ２５を通過する磁束をより収束させ、検出精度をより向上することができる。

（２）コアレスモータとして構成する場合
以上においては、リニアモータ１をいわゆるコア付モータとして構成していたが、これに限られず、リニアモータをいわゆるコアレスモータとして構成してもよい。

図７は、本変形例のリニアモータの横断面図である。

図７において、本変形例のリニアモータ１Ｂは、固定子として構成された界磁１０Ｂと、可動子として構成された電機子２０Ｂとを備え、電機子２０Ｂを界磁１０Ｂに対し相対的に進退移動させるリニアモータである。

界磁１０Ｂは、２つの平板状のヨーク１１Ｂａ，１１Ｂｂと、これらヨーク１１Ｂａ，１１Ｂｂと一体的に形成された平板状のヨークベース２７と、磁界を発生する複数の平板状の永久磁石１４Ｂとを有している。

ヨーク１１Ｂａ，１１Ｂｂは、例えば鉄などの磁性材料で構成され、ヨークベース２７を介して互いに略平行に対向配置されている。図７中上側に位置するヨーク１１Ｂａは、その短手方向（図７中の左右方向）の寸法が、各永久磁石１４Ｂの当該方向の寸法よりも小さくなるように構成されている。図７中下側に位置するヨーク１１Ｂｂは、その短手方向（図７中の左右方向）の寸法が、各永久磁石１４Ｂの当該方向の寸法と略等しくなるように構成されている。なお、以下適宜、ヨーク１１Ｂａ，１１Ｂｂの長手方向（図７中の紙面手前奥方向）を「ヨーク長手方向」と称し、ヨーク１１Ｂａ，１１Ｂｂの短手方向（図７中の左右方向）を「ヨーク短手方向」と称する。

ヨークベース２７は、例えば鉄などの磁性材料で構成され、ヨーク１１Ｂａ，１１Ｂｂのヨーク短手方向他方側（図７中の左側）端部に設けられている。

複数の永久磁石１４Ｂは、各ヨーク１１Ｂａ，１１Ｂｂの互いに対向する側の面、すなわち各ヨーク１１Ｂａ，１１Ｂｂの内側の面に設けられ、可動子である電機子２０Ｂの進退方向に相当する上記ヨーク長手方向に沿って所定のピッチで、かつ交互に極性が異なるように対向配置されている。各永久磁石１４Ｂにおけるヨーク１１Ｂａ又は外ヨーク１１Ｂｂと接合される側（ヨーク１１ａＢ側に位置する各永久磁石１４Ｂでは図７中の上側、ヨーク１１Ｂｂ側に位置する各永久磁石１４Ｂでは図７中の下側）の端面であるヨーク接合面１４１Ｂには、電機子２０Ｂを進退移動させるための推力に寄与する磁束が出入射される。また、各永久磁石１４Ｂは、ヨーク１１Ｂａにおける後述の電機子巻線２２Ｂの長手方向（図７中の左右方向）に相当する上記ヨーク短手方向の一方側（図２中の右側）の端面よりもヨーク短手方向一方側に向けて突出するように設けられている。各永久磁石１４Ｂが外ヨーク１１Ｂａのヨーク短手方向一方側の端面よりヨーク短手方向一方側に突出することによって、各永久磁石１４Ｂのヨーク接合面１４１Ｂのうち、ヨーク１１Ｂａ側に位置する各永久磁石１４Ｂのヨーク接合面１４１Ｂが、ヨーク短手方向一方側において露出されるようになっている。

以上のように、界磁１０Ｂは、２つのヨーク１１Ｂａ，１１Ｂｂ及びヨークベース２７により正面視で逆コの字形状に形成され、その内側に複数の永久磁石１４Ｂが対向配置された構造となっている。

一方、電機子２０Ｂは、図示しないスライダ及びガイドレールからなるリニアガイド等によって支持されており、平板状の基板２６に配置された平板状の電機子巻線２２Ｂと、この電機子巻線２２Ｂのヨーク短手方向の一方側端部に設けられた電機子取付ベース２３Ｂと、磁極検出機能を有するホールセンサ２５Ｂとを有している。

電機子巻線２２Ｂは、ヨーク長手方向に沿って並列された、コイル面方向が各ヨーク１１Ｂａ，１１Ｂｂと平行な複数のコイルから構成され、各永久磁石１４Ｂと磁気的空隙を介して、言い換えれば、各永久磁石１４Ｂの内側の面と空隙を介して、対向するように配置されている。

電機子取付ベース２３Ｂは、図示しない樹脂モールド及び基板２６を介して電機子巻線２２Ｂのヨーク短手方向一方側端部に設けられ、電機子２０Ｂに対し対象物を搬送する図示しないテーブルを取り付けるための部材である。

ホールセンサ２５Ｂは、電機子取付ベース２３Ｂにおける電機子巻線２２Ｂの短手方向一方側の端面に固着された平板状の基板２４Ｂ、電機子取付ベース２３Ｂ、樹脂モールド、及び基板２６を介して、電機子巻線２２Ｂのヨーク短手方向一方側端部に連結され、上述のようにしてヨーク短手方向一方側において露出された永久磁石１４Ｂのヨーク接合面１４１Ｂに対向するように基板２４Ｂ上に配置されている。すなわち、ホールセンサ２５Ｂは、永久磁石１４Ｂのヨーク接合面１４１Ｂに出入射される、推力に寄与する磁束中に配置されている。したがって、ホールセンサ２５Ｂは、当該磁束に基づき永久磁石１４Ｂの磁極を検出することができる。

以上のように構成された本変形例のリニアモータ１Ｂでは、界磁１０Ｂ及び電機子２０Ｂの電気的相対位置に応じて電機子巻線２２Ｂに通電することにより、電機子巻線２２Ｂに流れる電流と永久磁石１４Ｂの磁束との相互作用によって電機子２０Ｂに推力が発生し、電機子２０Ｂを界磁１０Ｂに対し相対的にヨーク長手方向に進退移動させることができる。このとき、永久磁石１４Ｂにより発生される磁束の一部は上記露出されたヨーク接合面１４１Ｂに出入射されるので、ホールセンサ２５Ｂは、当該磁束に基づき永久磁石１４Ｂの磁極を検出することができる。

以上説明した本変形例によれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに本変形例においては、リニアモータ１Ｂは、電機子巻線２２Ｂが、ヨーク長手方向に沿って並列されたコイル面方向が各ヨーク１１Ｂａ，１１Ｂｂと平行な複数のコイルを有する、いわゆるコアレスモータである。このようなコアレス構造において、永久磁石１４Ｂの磁束を有効活用することができるリニアモータＢ１を実現できる。

（３）その他
以上においては、界磁１０，１０Ｂを固定子とし、電機子２０，２０Ｂを可動子として、電機子２０，２０Ｂを界磁１０，１０Ｂに対し相対的に進退移動させていたが、これに限られない。すなわち、反対に、界磁を可動子とし、電機子を固定子として、界磁を電機子に対し相対的に進退移動させてもよい。この場合も上記実施形態や各変形例と同様の効果を得る。

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。

その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

１ リニアモータ
１Ｂ リニアモータ
１０ 界磁
１０Ｂ 界磁
１１ａ，１１ｂ 外ヨーク（ヨーク）
１１Ａａ 外ヨーク（ヨーク）
１１Ｂａ，１１Ｂｂ ヨーク
１２ 内ヨーク
１４ 永久磁石
１４Ｂ 永久磁石
２０ 電機子
２０Ｂ 電機子
２２ 電機子巻線
２２Ｂ 電機子巻線
２３ａ，２３ｂ 電機子取付ベース
２３Ｂ 電機子取付ベース
２５ ホールセンサ
２５Ｂ ホールセンサ
１４１ ヨーク接合面
１４１Ｂ ヨーク接合面

Claims (6)

1. 界磁と電機子を備え、前記界磁と前記電機子のいずれか一方を可動子、他方を固定子として、前記可動子を前記固定子に対し相対的に進退移動させるリニアモータであって、
   前記界磁は、
   対向配置された２つの平板状のヨークと、
   前記ヨークの内側に設けられ、前記可動子の進退方向に沿って交互に極性が異なるように配置された複数の永久磁石と、を有し、
   前記電機子は、
   前記永久磁石と磁気的空隙を介して対向配置された電機子巻線と、
   前記電機子巻線の巻線長手方向一方側端部に連結され、前記永久磁石のヨーク接合面に対向配置された磁極検出機能を有するホールセンサと、を有する
   ことを特徴とするリニアモータ。
2. 前記永久磁石は、
   前記ヨークの前記巻線長手方向一方側の端面よりも前記巻線長手方向一方側に向けて突出するように設けられており、
   前記ホールセンサは、
   前記永久磁石が前記ヨークの端面より突出することによって、前記巻線長手方向一方側において露出された前記ヨーク接合面に対向配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
3. 前記ヨークは、
   前記巻線長手方向一方側の端面に、前記ヨーク接合面を内部において露出させる溝部を有しており、
   前記ホールセンサは、
   前記溝部内に挿入されて前記ヨーク接合面に対向配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
4. 前記電機子巻線の前記巻線長手方向一方側端部に設けられ、前記電機子に対象物を搬送するテーブルを取り付けるための電機子取付ベースをさらに備え、
   前記ホールセンサは、
   前記電機子取付ベースを介して前記電機子巻線に連結されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリニアモータ。
5. 前記界磁は、
   前記２つのヨーク間において各ヨークに対向して配置された内ヨークを有しており、
   前記電機子巻線は、
   前記内ヨークに巻回するように配置された複数のコイルを有している
   ことを特徴とする請求項４に記載のリニアモータ。
6. 前記電機子巻線は、
   前記可動子の進退方向に沿って並列された、コイル面方向が前記ヨークと平行な複数のコイルを有している
   ことを特徴とする請求項４に記載のリニアモータ。

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