JP3856112B2 - リニアモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、推力の反力（ディテント力）を低減すると共に推力の向上も可能としたリニアモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リニアモータの固定子又は可動子として用いられる電機子は、鉄製の長寸の棒材の長手方向に、角柱の磁極歯部を夫々スロットを隔てて複数並設して電機子コアとなし、該電機子コアの相異なるスロットに挿入保持し、磁極歯部を周回するようにしてコイルを巻装してなる。
【０００３】
図１８は、従来のリニアモータに備えられている電機子の模式的縦断面図である。
図中１３は鉄製の電機子コアであり、該電機子コア１３は、矩形断面を有する長寸の棒状である基部の一面に、所定の深さを有する矩形溝型のスロット１３０，１３０，…を夫々隔てる四角柱の磁極歯部１３ａ，１３ａ，…を突出して複数並設してあり、対応する該磁極歯部１３ａ，１３ａに導線を夫々整列巻きに巻き付けてコイルを構成してなる。又は、対応する該磁極歯部１３ａ，１３ａを周回するようにして、相異なるスロット１３０，１３０に挿入保持して、あらかじめ整列巻きに成形されているコイル２０，２０，…を巻装してなる。また、スロット１３０，１３０，…には、前記コイル又はコイル２０，２０，…の抜け止めとして図示しない合成樹脂が夫々充填してある。
【０００４】
以上のような電機子は、コイル又はコイル２０が整列巻きに形成されているため、コイル又はコイル２０を構成する導線のスロット１３０内の占積率が高く、該電機子を備えるリニアモータの効率を向上する。また、あらかじめ成形されているコイル２０，２０，…をスロット１３０，１３０，…に巻装する場合は、磁極歯部１３ａ，１３ａ，…に導線を巻き付けてコイルを形成する必要がないため導線の占積率を容易に向上することができる。なお、図１８のリニアモータは三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）モータとして構成され、計６個の各コイル２０毎に三相の何れか一相を順次割り当てることで、電機子全体では「１２０°一層配置」の巻き方により三相を形成している。
【０００５】
また、図１９に示すように、ブロック状の電機子コア１３からなる電機子との対向側をＳ極にする磁石５５ｓと該対向側をＮ極にする磁石５５ｎとを交互に隔離配置して界磁部を構成するリニアモータ５０で、電機子コア１３の長手方向における一端側の磁極歯部１３ａから他端側の磁極歯部１３ａまでの歯先側全長Ｌが、
Ｌ＝Ｐ×（Ｚ＋１／２） …（１）
（Ｐは磁石５５ｓと磁石５５ｎとの磁石ピッチ、Ｚは自然数）
の関係を満たす場合、リニアモータのディテント力が最小になることが経験的に知られており、歯先側全長Ｌが磁石ピッチＰの１．５倍、２．５倍、３．５倍…等になる場合、ディテント力が最小になる。
【０００６】
例えば、図２０のグラフに示すように、ディテント力は、電機子を可動子にすると共に界磁部側を固定子５１としたリニアモータ５０において、歯先側全長Ｌ／磁石ピッチＰを変更すると、一定の周期で変更し、上述した歯先側全長Ｌが磁石ピッチＰの１．５倍、２．５倍、３．５倍…等になる位相箇所でグラフの谷となり、ディテント力が最小になる。なお、ブロック状の電機子コア１３からなる電機子の代わりにダミー鉄心として一枚板を用いた場合も、一枚板の全長Ｌが数式（１）の関係を満たす場合、ディテント力が最小になる。
【０００７】
さらに、図２１に示すように、固定子５１の各磁石５５ｓ、５５ｎに、リニアモータの進行方向と直交する方向に対する角度Ｋ（以下、スキュー角度Ｋと称す）が付与された場合、ディテント力自体の数値が全体に低減されることも知られている。図２０のグラフでは、曲線Ａはスキュー角度Ｋが０度の場合を示し、以下、曲線Ｂはスキュー角度Ｋが１５度、曲線Ｃはスキュー角度Ｋが３０度の場合であり、スキュー角度Ｋが大きくなる程、ディテント力が低減されることを示している。
【０００８】
図２２は、従来のリニアモータに備えられている半閉型スロットを有する電機子の模式的縦断面図である。
図中１４は鉄製の電機子コアであり、該電機子コア１４は、矩形断面を有する長寸の棒状である基部の一面に、所定の深さを有する矩形溝型のスロット１４０，１４０，…を夫々隔てる四角柱の磁極歯部１４ａ，１４ａ，…を突出して複数並設してあり、対応する該磁極歯部１４ａ，１４ａに導線を夫々集中巻きに巻き付けてコイル２１，２１，…を構成してなる。各磁極歯部１４ａの歯先には、磁極歯部１４ａ，１４ａ，…の並設方向に突出して突出部１４ｂ，１４ｂが夫々設けられており、突出部１４ｂ，１４ｂ，…によってスロット１４０，１４０，…の開口部の一部が夫々塞がれて、スロット１４０，１４０，…は半閉型になっている。また、スロット１４０，１４０，…には、コイル２１，２１，…の抜け止めとして図示しない合成樹脂が夫々充填してある。
【０００９】
以上のような電機子は、スロット１４０，１４０，…の夫々の開口部の一部が突出部１４ｂ，１４ｂ，…によって塞がれており、そのため隣り合う磁極歯部１４ａ，１４ａの歯先と歯先との間の距離が小さくなり、磁界に対する歯先の影響が小さくなるため、該電機子を備えるリニアモータのディテント力を低減する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
突出部１４ｂ，１４ｂ，…を有する電機子を備える従来のリニアモータを用いる場合、ディテント力を低減できても、スロット１４０，１４０，…の開口部の面積が狭く、電機子コア１４に整列巻きのコイルを形成する作業、又は、あらかじめ成形されているコイルのスロットへの巻装や組込を行う作業が困難であるという問題がある。そのため、電機子コア１４には集中巻きのコイルを形成してあるが、集中巻きはスロット内の導線の占積率が低く、このためリニアモータの効率を向上することができないという問題があった。また、突出部１４ｂ，１４ｂ，…を持たない電機子を備える図１８、１９に示す従来のリニアモータを用いる場合、スロット１３０，１３０，…の開口部の面積が広いため、磁極歯部１３ａ，１３ａ，…の歯先の磁界に対する影響が大きくなって、ディテント力が増大するという問題があった。更に、ディテント力が増大すると無効電流が大きくなり、コイル２０，２０，…での発熱量が増大するという問題もあった。
【００１１】
以上のような問題を解決するために、特開平６−１６５４６９号公報では、各磁極歯部の歯先に、該歯先の面に対して直角に、歯先近傍に切り欠き部分を有する突起部を形成し、コイルを巻装した後で前記突起部を歯先に対して平行になるよう切り欠き部分で折り曲げてスロットの開口部を塞ぐ電機子を備えるリニアモータが開示されている。しかしながら、突起部は切り欠き部分の剛性が弱く、破損しやすいという問題があった。
また、特開２０００−２６２０３５公報では、歯先と歯先との間の距離を低減する突出部が形成された単数の磁極歯部を有する電機子コアを、複数、屈曲可能に夫々連結して、コイルを巻き付けるときは電機子コアと電機子コアとの間を屈曲させてスロットの開口部を広く開けておき、コイルを巻き付けた後で電機子コアを棒状にして形成してある電機子が開示されている。しかしながら、該電機子を用いる場合、電機子コアに屈曲部があるため、磁気結合が弱くなり、また、構造が複雑になるという問題があった。
【００１２】
さらに、図１８の電機子は三相モータ用として構成されるため、コイル２０を３の倍数の個数分、配置する必要があることから、磁極歯部１３ａやスロット１３０等の寸法が制限され、電機子コア１３の歯先側全長Ｌを上述した数式（１）の関係を満たすように設定するのが難しいという問題がある。また、この数式（１）の関係を満たすことができなければ、図２０のグラフに示すように、ディテント力が大きくなりリニアモータの滑らかな動作を確保するのが困難となる。
【００１３】
さらに、また、図１９のリニアモータ５０は、固定子５１と対向する電機子の箇所は、磁極歯部１３ａの歯先面に限定されるため、強大な磁気結合力を得ることはできない上、電機子コアの長手方向の端部では外側に磁路を構成できないので磁気抵抗が生じ、これらを要因としてリニアモータ自体の推力を向上できにくいという問題もある。
【００１４】
本発明は斯かる問題を解決するためになされたものであり、電機子コアのスロット内に、反力抑止板を磁極歯部の歯先近傍に密着配置等することにより、電機子コアを理想的なブロック形状又は一枚板形状に近付けて、ディテント力を低減し性能を向上できるリニアモータを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、穴部を有する反力抑止板を隣り合う磁極歯部に密着配置することにより、電機子の剛性を向上し、歯先を保護し、また、取り付けられた反力抑止板の安定性を向上するリニアモータを提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、反力抑止板は凸部を有し、該凸部を、磁極歯部に設けられた凹部に挿入して着脱可能に固着してあることにより、反力抑止板の取付け又は取外し作業性を容易にし、整列巻きのコイルの装着を簡易化して組立作業性の向上及び装着したコイルの脱落の防止を図るリニアモータを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るリニアモータは、スロットを隔てて複数並設してある磁極歯部を有する電機子コアと、前記磁極歯部に巻装してあるコイルとを備える電機子を用いてなるリニアモータにおいて、前記電機子は、前記磁極歯部が直方体形状であり、前記スロット内に、前記磁極歯部の歯先近傍に密着配置してある磁性体製の複数の反力抑止板を備え、該反力抑止板は穴部を有し、該反力抑止板の両端部が、前記スロットの開口部を隔てて隣り合う磁極歯部に、夫々密着していることを特徴とする。
【００１８】
第１発明にあっては、リニアモータの可動子又は固定子として用いられる電機子は、磁極歯部が直方体形状であり、該電機子の磁極歯部側に対向して固定子又は可動子が配置され、該固定子又は可動子は磁極歯部に対向して界磁部を有する。界磁部は、例えば対向側をＳ極にする永久磁石と対向側をＮ極にする永久磁石とを、磁極歯部の並設方向に、交互に離隔配置してなる。界磁部と電機子とが前記並設方向に相対移動するとき、磁界が磁極歯部の歯先の端部の影響を受け、界磁部から電機子に対して作用する吸引力が、前記歯先の端部の影響を受けることによって、吸引力の前記並設方向の成分が、相対移動方向の逆方向に大きくなる場合、前記成分はディテント力と呼ばれるリニアモータの推力の反力として作用する。歯先と歯先との間の距離が大きいほど前記影響は顕著になるが、複数の反力抑止板は磁極歯部の歯先近傍に密着してスロット内に配置してあり、該反力抑止板によって歯先と歯先との間の距離を小さくして、前記影響を小さくするため、ディテント力を低減することができる。
また、各反力抑止板を、該反力抑止板の両端部が隣り合う磁極歯部に密着し、該磁極歯部の歯先に隣り合うように配置することによって、隣り合う磁極歯部同士が反力抑止板によって一体化することとなり、磁極歯部の並設方向の外力が磁極歯部に加えられた場合、該外力を複数の磁極歯部に分散して支えることができるため、電機子の剛性を向上する。また、歯先に直接外力が加わることを防止できるため、歯先を保護することができる。また、隣り合う磁極歯部に反力抑止板を固定することができるため、取り付けられた反力抑止板の安定性を向上する。
【００１９】
また、ディテント力が減少することによって推力の低下が抑制され、無効電流が小さくなってリニアモータの発熱量を低減し、また、前記影響が小さいため、該影響の度合が相対移動に伴って変動し、ディテント力が変動することによって推力が大きく変動することを抑制できるため、リニアモータの性能を向上することができる。
また、反力抑止板と磁極歯部とを密着しているため、歯先と反力抑止板との磁気的結合を向上することができる。
【００２０】
また、反力抑止板を配置する前に、磁極歯部に導線を整列巻きに巻き付けてコイルを形成することによって、スロット内の導線の占積率を向上できるため、リニアモータの効率を向上することができる。又は、磁極歯部に、あらかじめ導線を整列巻きにして成形されているコイルを巻装することができるため、導線の占積率を容易に向上することができて、リニアモータの効率を向上することができる。
また、反力抑止板が開口部の面積を減少するため、コイルの脱落を防止することができる。
【００２３】
なお、前記反力抑止板は、コの字型の板状に形成すると共に前記磁極歯部を挟むように配置するようにしてもよい。このようにすることで、反力抑止板により歯先へ直接外力が加わることを防止し、歯先を保護できる上、磁極歯部の並設方向の両側面に反力抑止板の固定が可能となり、取付状態の反力抑止板の安定性を向上できる。更に、反力抑止板により、前記並設方向に突出する突出部を歯先に設けた場合と同様に歯先と歯先との間の距離を低減できるため、第１発明に係るリニアモータと同様の効果を得ることができる。
【００２４】
また、隣り合う前記反力抑止板は、前記スロットの開口部の外部で、一端又は他端が一体化していることも好適である。このような形態を適用することで、隣り合う磁極歯部同士が磁極歯部の並設方向に一体化されることとなり、磁極歯部の並設方向の外力が磁極歯部に加えられた場合、該外力を複数の磁極歯部へ分散支持でき電機子の剛性を向上できる。また、一体化した反力抑止板を、隣り合う磁極歯部に固定することができるため、取り付けられた反力抑止板の安定性を更に向上できる。更に、反力抑止板は、スロットの開口部の外部で一体化していると共に磁極と直接的に対向しないため、一体化している部分が磁界に大きな影響を与えることはない。
【００２５】
第２発明に係るリニアモータは、前記反力抑止板は、前記磁極歯部の並設方向の端部に、該並設方向に突出する凸部を有し、前記磁極歯部は、前記並設方向の側面の歯先近傍に、該歯先に略平行となる位置に、前記凸部を嵌合すべき凹部を有し、該凹部に前記凸部を挿入して、前記反力抑止板を前記磁極歯部に着脱可能に固着してあることを特徴とする。
第２発明にあっては、反力抑止板は、歯先近傍に設けられた凹部に挿入して着脱可能に固着する。このため、例えば、コイルの組み込み、コイルの巻きなおし又はコイルの交換を行なう必要がある場合に、反力抑止板の着脱が容易であるため、反力抑止板の取り付け又は取り外しの作業性が向上する。
また、反力抑止板と磁極歯部とを、凸部及び凹部を用いて密着しているため、歯先と反力抑止板との磁気的結合を向上することができる。
【００２６】
また、隣り合う反力抑止板が、非磁性体を用いてなる補強部材で一体化してあることが好ましい。外力が反力抑止板に加えられた場合、該外力を複数の反力抑止板に分散して支えることができる上、反力抑止板に外力が直接加えられることを補強部材で防止でき、取り付けられた反力抑止板の安定性が向上し、反力抑止板を保護できる。なお、補強部材は非磁性体を用いてなるため、補強部材が磁界に影響を与えることはない。
【００２７】
第３発明に係るリニアモータは、スロットを隔てて複数並設してある磁極歯部を有する電機子コアと、前記磁極歯部に巻装してあるコイルとを備える電機子を用いてなるリニアモータにおいて、前記電機子は、前記磁極歯部が直方体形状であり、前記スロットの開口部の一部を覆うべく、前記歯先近傍に密着配置してある磁性体製の複数の反力抑止板を備え、該反力抑止板は、コの字型の板状であり、前記磁極歯部の並設方向の端部に、該並設方向に突出する凸部を有し、前記磁極歯部は、前記並設方向の側面の歯先近傍に、該歯先に略平行となる位置に、前記凸部を嵌合すべき凹部を有し、該凹部に前記凸部を挿入して、前記反力抑止板が前記磁極歯部を挟むようにして着脱可能に固着してあることを特徴とする。
第３発明にあっては、磁極歯部が直方体形状であり、開口部の一部を反力抑止板で覆い、該反力抑止板は磁極歯部に密着配置してあるため、複数の反力抑止板によって、歯先と歯先との間の距離を減少して、磁界に対する歯先の影響を小さくするため、第１発明に記載のリニアモータと同様の効果を得ることができる。
更に、歯先に直接外力が加わることを防止できるため、歯先を保護することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態 １．
図１は本発明の実施の形態１に係るリニアモータに備えられる電機子の構成を示す模式的斜視図、図２は前記電機子の模式的縦断面図であり、図３は電機子のコイルを省略して電機子コアへの反力抑止板の取付状態を示す模式的平面配置図である。
図中１は鉄製の電機子コアであり、該電機子コア１は、矩形断面を有する長寸の棒状である基部１ｄの一面に、所定の深さを有する矩形溝型のスロット１０，１０，…を夫々隔てる四角柱の磁極歯部１ａ，１ａ，…を突出して複数並設してあり、該磁極歯部１ａ，１ａ，…は夫々突出方向の長さが等しい。また、各磁極歯部１ａには、隣り合うスロット１０，１０に挿入保持して、あらかじめエナメル線を整列巻きに成形し、保護及び絶縁強化のための絶縁紙を巻き付けてなるコイル２を巻装してある。
【００４４】
各スロット１０の開口部１０ａには、鉄製の反力抑止板３が、該反力抑止板３の一面が、磁極歯部１ａ，１ａの歯先１ｃ，１ｃの面と略同一平面上に位置し、他面がスロット１０内部側に位置するように、前記開口部１０ａを塞いで配置してある。
各反力抑止板３は、中央に長円型の穴部３ｂを有する矩形の板状であり、幅（磁極歯部１ａ，１ａ，…の並設方向の長さ）は開口部１０ａの幅に等しく、長さ（前記並設方向の直交方向の長さ）は開口部１０ａの長さ、即ち歯先１ｃ，１ｃの長さより充分に長く、厚さ（前記突出方向の長さ）は、該反力抑止板３を配置したときに、前記他面がスロット１０内のコイル２，２に接触しない厚さである。また、前記並設方向の両端部に、夫々前記並設方向に突出する凸部３ａ，３ａを有する。
【００４５】
磁極歯部１ａは、前記並設方向の側面の歯先１ｃ，１ｃ近傍に、前記凸部３ａ，３ａを嵌合すべき溝状の凹部１ｂ，１ｂを夫々該歯先１ｃ，１ｃに平行に有する。
各反力抑止板３は、凸部３ａ，３ａを、開口部１０ａを挟んで隣り合う磁極歯部１ａ，１ａの対応する凹部１ｂ，１ｂに前記直交方向から挿入して、前記磁極歯部１ａ，１ａに着脱可能に固着してある。
【００４６】
以上のような電機子４は、反力抑止板３の一面と歯先１ｃとが略同一平面上に位置し、また、反力抑止板３と磁極歯部１ａとを密着しているため、歯先１ｃと反力抑止板３との磁気的結合を向上できる。
また、隣り合う磁極歯部１ａ，１ａ同士が反力抑止板３によって一体化することとなるため、電機子４の剛性を向上し、また、歯先１ｃに直接外力が加わることを防止できるため、歯先１ｃを保護することができる。
また、前記磁極歯部１ａ，１ａに反力抑止板３を固定するため、取り付けられた反力抑止板３の安定性を向上する。また、反力抑止板３，３，…の取り付け又は取り外しが容易であるため、必要に応じて容易にコイル２，２，…を交換することができると共に、コイル２，２，…の組込作業性も向上できる。
また、反力抑止板３，３，…がスロット１０，１０，…の開口部１０ａの面積を減少するため、コイル２，２，…の脱落を防止できる。また、あらかじめ成形されているコイル２，２，…を巻装するため、導線の占積率を容易に向上することができる。
【００４７】
図４及び図５は前記リニアモータの側面及び正面の構成を示す模式図である。前記電機子４を可動子として用い、磁極歯部１ａ，１ａ，…の並設方向に移動可能に配置し、該電機子４の磁極歯部１ａ，１ａ，…側に、適宜の空隙を介して固定子５を対向配置してあり、固定子５は磁極歯部１ａ，１ａ，…に対向し、この対向側をＳ極にする永久磁石５ｓ，５ｓ，…と、該対向側をＮ極にする永久磁石５ｎ，５ｎ，…とを、前記並設方向に交互に離隔配置してなる。
各永久磁石５ｓ，５ｎの長さＬ1 は、各歯先１ｃの長さ（即ち各磁極歯部１ａの長さ）と略等しく、各反力抑止板３の穴部３ｂの長さＬ2 は、Ｌ1 より充分に長い。
【００４８】
以上のようなリニアモータを用いる場合、電機子４と固定子５とが前記並設方向に相対移動するとき、磁界が磁極歯部１ａ，１ａ，…の歯先１ｃ，１ｃ，…の端部の影響を受け、永久磁石５ｓ，５ｓ，…又は永久磁石５ｎ，５ｎ，…から電機子４に対して作用する吸引力の前記並設方向の成分がディテント力として作用するが、反力抑止板３，３，…によって、歯先１ｃと歯先１ｃとの間の距離を小さくしてあるため、ディテント力を低減でき、リニアモータの性能が向上する。また、コイル２，２，…は占積率が高い整列巻きであるため、リニアモータの効率が向上する。
また、前記Ｌ2 が前記Ｌ1 より充分に長いため、漏れ磁束の影響は少ない。
【００４９】
なお、各スロット１０の反力抑止板３とコイル２，２との間の空隙を合成樹脂で充填しても良い。この場合、コイル２，２，…は更に抜け落ち難くなる。
また、各コイル２を、相異なるスロット１０，１０に挿入保持して、複数の磁極歯部１ａ，１ａ，…を周回するようにして電機子コア１に巻装してあっても良い。また、隣り合うコイル２，２はスロット１０の内部で前記並設方向に隣り合うようにして巻装しても良く、また、スロット１０の内部で前記突出方向に積層するようにして巻装しても良い。
また、反力抑止板３を設計する際に、許容可能なディテント力に応じて各反力抑止板３の穴部３ｂの幅を調節することによって所要の性能を有するリニアモータを得ることができる。穴部３ｂの形状は、長円形のみならず、矩形であっても良く、また、漏れ磁束の影響が許容可能な大きさである場合は、複数の穴部を前記長さ方向に並設しても良い。
また、反力抑止板は、突出部を凹部に挿入するのみならず、反力抑止板を磁極歯部と磁極歯部との間に圧入、ネジ止め、接着、又はモールド等の方法で固定しても良い。さらに、反力抑止板は、コスト低減や軽量化等のため必ず全てのスロット１０に取り付ける必要はなく、所要のスロット１０のみに反力抑止板を取り付けるようにしてもよい。
【００５０】
次に、本出願人は、反力抑止板の有無によりディテント力が低減されるかを確認するために、従来の反力抑止板を有しないリニアモータと、実施の形態１に係る反力抑止板を有するリニアモータとを比較する実験１を行った。
【００５１】
実験１では、従来のリニアモータに、図１９の電機子コア１３で全長Ｌ３を基準寸法として、全長Ｌ３と歯先側全長Ｌの比がＬ３：Ｌ＝１：０．８５となる電機子コア１３を用い、各スロット１３０にエナメル線を整列巻きして成形したコイル２０を巻装して１２０°一層配置の巻き方の三相の電機子を形成して可動子にした。
【００５２】
一方、実施の形態１に係るリニアモータは、上述した電機子コア１３と同等の寸法の電機子コア１に上述のコイル２０と同等のコイル２を巻装して構成された電機子４を可動子として使用した。
なお、両方のリニアモータ共、固定子の界磁部を形成する各永久磁石には、直方体形状の各角部が直角のものを使用し、各永久磁石の磁石ピッチＰは、電機子コア１、１３の磁極歯部１ａ、１３ａのピッチの３倍に夫々設定した。
【００５３】
上述した各リニアモータを、他力の送り機構により可動側を一定の低速で送り、ディテント力の最大値と平均値を夫々測定した。この測定結果を表１に示す。また、電機子と固定子の相対位置とディテント力の関係を図６、７に示す。なお、図６は従来のリニアモータを用いた場合のグラフであり、図７は実施の形態１に係るリニアモータを用いた場合のグラフであり、各グラフにおいて、横軸は電機子と固定子との相対位置であり、縦軸はディテント力（×１００Ｎ）である。
【００５４】
【表１】

【００５５】
表１より従来のリニアモータに比べて、実施の形態１に係るリニアモータは、ディテント力の最大値を約２５％低減でき、平均値では約３５％もディテント力を低減できた。また、図６より従来のリニアモータに作用するディテント力はＰ−Ｐ６０Ｎであり、図７より実施の形態１のリニアモータに作用するディテント力はＰ−Ｐ３０Ｎであった。よって、これらの結果より反力抑止板を電機子に設けることで、確実にディテント力を低減できることが確認できた。
【００５６】
実施の形態 ２．
図８は本発明の実施の形態２に係るリニアモータに備えられる電機子においてコイルを省略して電機子コアへの反力抑止板の取付状態を示す模式的平面配置図であり、図９は前記電機子の模式的縦断面図である。
反力抑止板３１，３１，…はコの字型の板状であり、各反力抑止板３１は、前記並設方向の端部のうち、内側の端部に、夫々前記並設方向に突出する凸部３ａ，３ａを有し、該凸部３ａ，３ａを磁極歯部１ａの歯先１ｃ近傍に設けられている溝状の凹部１ｂ，１ｂに挿入して、磁極歯部１ａを挟むようにして着脱可能に固着してある。このとき、該反力抑止板３１と、隣り合う磁極歯部１ａに配置してある反力抑止板３１とは接触しない。
その他、実施の形態１に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
【００５７】
以上のような電機子は、反力抑止板３１の一面と歯先１ｃとが略同一平面上に位置し、また、反力抑止板３１と磁極歯部１ａとを密着しているため、歯先１ｃと反力抑止板３１との磁気的結合を向上できる。また、歯先１ｃに直接外力が加わることを防止できるため、歯先１ｃを保護することができる。また、反力抑止板１ｃを前記並設方向の両側面に固定することができるため、取り付けられた反力抑止板３１の安定性を向上する。また、反力抑止板３１，３１，…の取り付け又は取り外しが容易であるため、必要に応じて容易にコイル２，２，…を交換することができる。また、反力抑止板３１，３１，…がスロット１０，１０，…の開口部１０ａの面積を減少するため、コイル２，２，…の脱落を防止できる。更に、あらかじめ成形されているコイル２，２，…を巻装するため、導線の占積率を容易に向上することができる。
【００５８】
また、前記電機子を備えるリニアモータは、反力抑止板３１，３１，…によって歯先１ｃと歯先１ｃとの間の距離を減少するため、実施の形態１のリニアモータと同様の効果を得ることができる。
【００７０】
実施の形態 ３．
図１０は本発明の実施の形態３に係るリニアモータに備えられる電機子の構成を示す模式的斜視図、図１１は実施の形態３に係るリニアモータの模式的縦断面図である。電機子コア１５は、長手方向の両端部を除けば実施の形態１等のリニアモータの電機子コア１等と同様の構成であり、基部１５ｄの一面にスロット１５０，１５０…を夫々隔てる磁極歯部１５ａ，１５ａ…を突出しており、各磁極歯部１５ａにコイル２を巻装すると共に各磁極歯部１５ａの凹部１５ｂに反力抑止板３５を固着してある。実施の形態１等の電機子コア１等との相異点は、基部１５ｄの各磁極歯部１５ａの並設方向の端部に壁部１５ｅを突出させると共に、壁部１５ｅと隣り合う磁極歯部１５ａとの間に形成される空間１６０の開口部１６０ａにも磁性体製の反力抑止板３５を固着していることである。
【００７１】
壁部１５ｅは基部１５ｄと同等の幅寸法を有しており、先端１５ｆの高さを磁極歯部１５ａの歯先１５ｃの高さと同等の寸法に設定している。また、壁部１５ｅの基部１５ｄからの突出位置及び各磁極歯部１５ａの並設方向の壁部１５ｅの厚みは、電機子コア１５の歯先側全長Ｌが数式（２）を満たすことができる寸法に設定している。
【００７２】
即ち、図１１のリニアモータ３０は、電機子２４を可動子とし、この電機子２４と対向する固定子２６に、交互に隔離配置される永久磁石２５ｓと永久磁石２５ｎとを設けて界磁部を構成し、電機子コア１５の一方の壁部１５ｅから他方の壁部１５ｅまでの歯先側全長Ｌが、永久磁石２５ｓ、２５ｎの磁石ピッチＰの２．５倍に磁石ピッチＰに係数βを掛けた数値を加えた寸法となるように、壁部１５ｅの突出位置及び厚み寸法を設定している。
【００７３】
なお、永久磁石２５ｓは電機子２４の磁極歯部１５ａの歯先１５ｃとの対向側をＳ極にして固定子２６の基部２６ａ側をＮ極にする一方、永久磁石２５ｎは磁極歯部１５ａの歯先１５ｃとの対向側をＮ極にして基部２６ａ側をＳ極にしている。また、各永久磁石２５ｓ、２５ｎには面取りを施していないので、本実施形態では、数式（２）において係数αは影響しなくなり、係数βのみが反力抑止板３５の枚数に応じて影響を及ぼすことになる。
【００７４】
これら両側の壁部１５ｅは、磁束のバランスを考慮して電機子コア１５の長手方向の中心に対して対称な位置に突出させると共に、同等の厚み寸法に設定している。さらに、各壁部１５ｅは、磁極歯部１５ａと対向する側の先端１５ｆ近傍に、磁極歯部１５ａの凹部１５ｂと同様の壁凹部１５ｇを形成し、空間１６０の開口部１６０ａに穴部３５ｂを有する反力抑止板３５を固着している。なお、このように反力抑止板３５を固着することで、電機子コア１５の壁部１５ｅを設けた端部の剛性を確保している。また、電機子コア１５の各スロット１５０及び壁部１５ｅと磁極歯部１５ａで形成される空間１６０に、自己融着線のエナメル線で整列巻きに成形したコイル２を収め、「１２０°一層配置」の巻き方の三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を形成している。
【００７５】
上述したように形成されたリニアモータ３０は、電機子２４の歯先側全長Ｌが数式（２）の関係を満たしているので、ディテント力が最小になり、スムーズな動作を実現している。また、電機子２４は、両端の壁部１５ｅにより両端箇所でも磁路が構成されて磁気抵抗が減少している。さらに、壁部１５ｅは、高さを各磁極歯部１５ａと同等の高さにしているので、壁部１５ｅの先端面と各磁極歯部１５ａの歯先面は同一面になり、固定子２６との対向面積が増加して磁気結合力が増大し、リニアモータの推力は向上している。また、壁部１５ｅの存在により電機子コア１５の体積が増大して熱容量が増加しているので、使用により発熱するコイルの温度上昇を緩和し、安定した動作を確保している。
【００７６】
なお、実施の形態３に係るリニアモータは、上記形態以外にも種々の変形が可能であり、例えば、電機子２４の歯先側全長Ｌは、種々の制限等により数式（２）の関係を満たすことができない場合でも、数式（２）を満たす寸法に近い値に設定したほうがよい。このようにすることで、ディテント力も最小値に近付き、ディテント力を低減できる。
【００７７】
また、両端の壁部１５ｅは、必ずしも各所を同等の寸法に設定する必要はなく、何れか一方の壁部１５ｅの厚み寸法を他方の壁部１５ｅの厚み寸法と相異させるようにしてもよく、高さ寸法も磁極歯部１５ａの歯先高さを基準にして適宜増減させてもよい。なお、壁部１５ｅの高さは、磁極歯部１５ａの歯先高さと同等にするのが界磁部へ均等に対向させる観点から好ましいが、壁部１５ｅと磁極歯部１５ａの高さの差が数ミリメートル以内であれば、壁部１５ｅと磁極歯部１５ａの高さが同一の場合と、ほぼ同等の程度でリニアモータの推力を向上できる。また、壁部１５ｅは必ずしも電機子コア１５の両方に設ける必要はなく、磁束のバランスは悪くなるが、数式（２）の関係を満たす場合、又は、数式（２）を満たす値に近似すれば、何れか一方の端部のみに壁部１５ｅを設けるようにしてもよい。
【００７８】
また、電機子コア１５に固着する反力抑止板３５は、図１１に示す中央に穴部３５ｂを有する形態以外にも、実施の形態２のリニアモータに使用される各種反力抑止板を適用することも可能である。さらに、軽量化や反力抑止板３５に対するコスト低減等の観点から、壁部１５ｅと磁極歯部１５ａで形成される空間１６０に固着する反力抑止板３５は省略するようにしてもよい。このように端部側の反力抑止板を省略した場合、電機子コア１５の形態が相異することになり、数式（２）の係数βの数値も変化する。
【００７９】
さらに、また、各磁極歯部１５ａ間に固着する反力抑止板３５の枚数を低減して、反力抑止板３５の影響が低減された場合は、電機子コア１５の歯先側全長Ｌが数式（２）ではなく、数式（１）を満たすように、壁部１５ｅの厚みを設定して、ディテント力を低減するようにしてもよい。
【００８０】
次に、本出願人は、壁部１５ｅによるディテント力の低減を確認するため、壁部の無い実施の形態１に係るリニアモータと、壁部を有する実施の形態３に係るリニアモータとを比較する実験２を行った。
【００８１】
実験２では、壁部の無いリニアモータには、実験１で使用した反力抑止板を固着した電機子を可動子にするものを用いた。
一方、壁部の有るリニアモータは、図１１に示す電機子２４であって、電機子コア１５には、全長及び歯先側全長Ｌが、実験１の壁部の無いリニアモータの電機子の全長Ｌ３の１．２７倍、基部１５ｄの外面から壁部１５ｅの先端１５ｆまでの高さＨが磁極歯部１５ａの歯先と同一の高さに揃えたものを用いた。
【００８２】
また、固定子２６の界磁部を形成する各永久磁石２５ｎ、２５ｓは、直方体形状で各角部が直角であり、電機子２４との対向側からの平面視で各辺の比が５：４のものを用いると共に、短辺側を電機子２４の進行方向に一致させて、磁石ピッチＰを各磁極歯部１５ａのピッチの３倍となるように配置した。上述した２種類のリニアモータを実験１と同一の条件で一定時間作動させた場合のディテント力の最大値及び平均値を測定した。以下、この測定結果を表２に示す。
【００８３】
【表２】

【００８４】
壁部の有るリニアモータは、ディテント力の最大値が３７．５Ｎとなり、壁部の無いリニアモータに対して２５％、ディテント力が低減された。また、ディテント力の平均値に関しても、壁部の有るリニアモータは３０．０Ｎとなり、壁部の無いリニアモータに対して２５％、ディテント力が低減された。なお、壁部の有るリニアモータは、実験１における表１の反力抑止板の無い従来のリニアモータと比べると、ディテント力の最大値及び平均値が約３０．０Ｎ以上も低減されたことも確認できた。
【００８５】
このようにディテント力を低減できた理由としては、壁部の有るリニアモータの方が、壁部を設けることで歯先側全長Ｌが数式（２）の関係を満たす数値に近付けることができたためと考えられる。即ち、壁部の有るリニアモータは、歯先側全長Ｌ／磁石ピッチＰの値が２．６３となる一方、壁部の無いリニアモータは歯先側全長Ｌ／磁石ピッチＰの値は１．７７となるので、壁部の有るリニアモータの方が一段と数式（２）の関係を近似できるためと考えられる。
【００８６】
また、本出願人は、壁部１５ｅによるリニアモータの推力の向上を確認するため、壁部の無い実施の形態１に係るリニアモータと、壁部の有る実施の形態３に係るリニアモータとを比較する実験３を行った。実験３では、実験２で使用したものと同様の２種類のリニアモータ、即ち、壁部の無いリニアモータと、壁部の有るリニアモータとで比較した。
【００８７】
上述した２種類のリニアモータの電機子に通電する最大電流が、夫々２５０％（定格１００％）、３００％、３５０％となる計３通りの場合に、電機子の速度が０、２、３メートル毎秒において推力（Ｎ）がどのように変化するかを測定した。この測定結果を表３に示す。
また、上述した２種類のリニアモータに接続するリニアモータ用ドライブを操作し、電流の比率を０％から上昇させた場合に、発生した推力（Ｎ）を測定した。この測定結果を図１２のグラフに示す。なお、図１２のグラフにおいて線Ｄは壁部の無いリニアモータのものであり、線Ｅは壁部の有るリニアモータのものである。
【００８８】
【表３】

【００８９】
表３より、壁部の有るリニアモータの推力は、壁部の無いリニアモータに対して、あらゆる最大電流の全速度域で上回った。詳しくは、速度が０メートル毎秒、即ち、リニアモータが発進しようとする際の最大電流が３００％及び３５０％の場合では、壁部の有るリニアモータの推力が約３０Ｎ以上も壁部の無いリニアモータより大きくなった。
【００９０】
また、リニアモータが一旦動き出した後、速度が２メートル毎秒及び３メートル毎秒になった場合は、あらゆる最大電流で壁部を有するリニアモータの推力が約３４Ｎ以上、壁部の無いリニアモータより大きくなった。このように壁部を設けることでリニアモータの推力が確実に向上することが判明した。
【００９１】
一方、図１２のグラフにおいても、リニアモータ用ドライバの電流をどのような比率に設定しても、壁部の有るリニアモータは、壁部の無いリニアモータに比べて発生する推力が大きくなっており、特に、リニアモータ用ドライバによる電流の比率が大きくなるほど、発生する推力の差は大きくなった。
【００９２】
即ち、電流の比率が１００％の場合、壁部の有るリニアモータの推力は約６５Ｎである一方、壁部の無いリニアモータの推力は約５０Ｎであり、その差は約１５Ｎであった。また、電流の比率が２００％の場合、壁部の有るリニアモータの推力は約１２５Ｎである一方、壁部の無いリニアモータの推力は約１００Ｎであり、その差は約２５Ｎに広がった。さらに、電流の比率が３００％の場合では、壁部の有るリニアモータの推力は約１９０Ｎである一方、壁部の無いリニアモータの推力は約１５０Ｎであり、その差は約４０Ｎに広がった。
【００９３】
このように、電機子コアに壁部を設けることにより、リニアモータの推力が向上することが確認でき、また、電流の比率が大きくなるほど、向上する度合いも大きくなることが確認できた。なお、本出願人は、壁部を有する実施の形態３に係るリニアモータとして、電機子コア１５の歯先側全長Ｌが、実験１の従来のリニアモータにおける電機子コア１３の全長の１．２９倍の電機子コアを製作し、上述した実験３と同様に推力を測定した結果、全ての場合において、壁部のあるリニアモータの推力が、壁部の無いリニアモータの推力を上回ることも確認した。
【００９４】
実施の形態 ４．
図１３は本発明の実施の形態４に係るリニアモータの模式的縦断面図である。実施の形態４のリニアモータ４０は、電機子に実施の形態３に係る電機子２４と同等の構成の電機子２４′を用いると共に、電機子２４′と対向配置される固定子４１の界磁部を、電機子２４′の磁極歯部１５ａ′の歯先１５ｃ′との対向側をＳ極にする永久磁石４５と、該対向側をＮ極にする永久磁石４６とを交互配置することで構成している。また、各永久磁石４５、４６のモータ進行方向の端部４５ｃ、４６ｃを面取りした形状にしている。
【００９５】
具体的には、図１４（ａ）に示すように、各永久磁石４５（４６）は直方体状であり、リニアモータ４０の電機子２４′の進行方向と同方向の断面を想定した場合において、歯先１５ｃ′と対向する面４５ａ（４６ａ）の両側の端部４５ｂ（４６ｂ）を平面４５ｃ（４６ｃ）で面取りした形状にしている。この実施の形態４に係るリニアモータ４０の電機子２４′の歯先側全長Ｌも数式（２）の関係を満たす寸法に設定し、ディテント力を低減するようにしている。
【００９６】
なお、実施の形態４に係るリニアモータ４０は、上記形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、可動子として適用するのは、実施の形態３に係るリニアモータの電機子２４′に限定されるものではなく、他の実施の形態に係るリニアモータの電機子を、数式（２）を満たす寸法に設定して適用するようにしてもよい。また、各電機子の歯先側全長は、数式（２）の関係を満たす数値に近い寸法を設定しても、ディテント力をある程度、低減できる。
【００９７】
さらに、界磁部を構成する永久磁石４５、４６は、電機子２４′と対向する面４５ａ（４６ａ）の全周を面取りするようにしてもよく、その他にも、図１４（ｃ）に示すように、端部４５ｂ（４６ｂ）を曲面Ｒで面取りするようにしてもよい。
【００９８】
次に、本出願人は、界磁部を構成する永久磁石に面取りを施した場合に、面取りを施さないものと比べて、ディテント力を最小にできる電機子の歯先側全長がどのように相異するかを確かめるため、実験４を行った。実験４では、固定子側の永久磁石に面取りを施していないリニアモータと、２種類の固定子側の永久磁石に面取りを施したリニアモータとに対して、電機子コアの歯先側全長と固定子の各永久磁石との比を適宜変更して、ディテント力の変化を測定し、その結果を図１５のグラフに示す。
【００９９】
図１５のグラフにおいて、（２：１）面取りとは、図１４（ｂ）においてＹ方向の面取り寸法ｙを基準寸法として１に設定すると共に、Ｘ方向の面取り寸法ｘとＹ方向の面取り寸法ｙとの比が２：１であることを意味し、（４：１）面取りは、（２：１）面取りの基準寸法に対して、Ｘ方向の面取り寸法ｘが４倍、Ｙ方向の面取り寸法ｙが１倍であることを意味する。
【０１００】
図１５のグラフにおいて、面取りの無い永久磁石のリニアモータは、数式（１）の関係を満たす場合、即ち、歯先側全長／磁石ピッチが１．５、２．５になる場合、ディテント力が最小になる。また、（２：１）面取りの永久磁石のリニアモータ及び（４：１）面取りの永久磁石のリニアモータは、ディテント力が最小になる歯先側全長／磁石ピッチは、面取りの無い永久磁石のリニアモータに比べて大きくなり、ディテント力の変化周期の位相がずれることが分かった。
【０１０１】
さらに、本出願人は、歯先側全長が同一の電機子を有する各リニアモータにおいて、固定子側の永久磁石に面取りを施すことによりディテント力がどのように変化するかを確認するため、固定子の永久磁石の各角部が直角のリニアモータと、固定子の永久磁石を面取りしたリニアモータとのディテント力を比較する実験５を行った。
【０１０２】
実験５では、各電機子の歯先側全長を、実験１の電機子コア１３の全長Ｌ３の１．２６倍に統一し、実験４と同様に固定子側の永久磁石が面取り無しのもの、（２：１）の面取りをしたもの、（４：１）の面取りをしたものの計３種類のリニアモータを比較した。これら各リニアモータは、固定子側の永久磁石を、磁石ピッチを電機子の各磁極歯部のピッチの３倍で配置した。また、各リニアモータの可動子の電機子には実験２の壁部の有るものと同等のものを使用した。これらのリニアモータを実験１及び実験２と同一条件で一定時間作動させた場合のディテント力の最大値（Ｎ）と平均値（Ｎ）とを測定した。この測定結果を表４に示す。
【０１０３】
【表４】

【０１０４】
表４より、（２：１）面取りのリニアモータは、面取り無しのリニアモータに対し、ディテント力の最大値及び平均値の両方が半減された。また、（４：１）面取りのリニアモータは、面取り無しのリニアモータに対し、ディテント力の最大値は僅かに低減され、平均値は半減された。
【０１０５】
このように同一長の歯先側全長を有する電機子に対して、固定子側の永久磁石に面取りを施すことで、ディテント力を低減できたのは、面取りの有無で図１５に示すようにディテント力の変化周期の位相がずれるため、実験５に係る電機子の歯先側全長が、（２：１）面取りのリニアモータにおけるディテント力の最小となる周期箇所に合致あるいは近接したためと考えられる。
【０１０６】
なお、（２：１）面取りのリニアモータ及び（４：１）面取りのリニアモータは、実験１における表１の反力抑止板の無い従来のリニアモータと比べると、ディテント力の最大値及び平均値共、大幅に低減されており、特に平均値においては、従来のリニアモータの４分の１以下に低減されたことが確認できた。
【０１０７】
また、本出願人は、壁部を有しない電機子に対しても、界磁部を構成する永久磁石に面取りを施すことでディテント力を低減できるかを確認するために、壁部を有しない電機子のリニアモータを用いて実験６を行った。
【０１０８】
実験６では、実験５と同様に３種類のリニアモータの比較を行った。各３種類のリニアモータの固定子の永久磁石の面取りの有無及び面取りの程度、磁石ピッチは、実験４と同様にした。一方、各リニアモータの可動子の電機子には実験１の壁部の無い電機子コアと同一寸法の歯先側全長で、反力抑止板を固着したものを使用した。
【０１０９】
これら各リニアモータを実験１、２及び５と同一条件で一定時間作動させた場合のディテント力の最大値（Ｎ）と平均値（Ｎ）とを測定した。この測定結果を表５に示す。
【０１１０】
【表５】

【０１１１】
表５より、（２：１）面取りのリニアモータ及び（４：１）面取りのリニアモータの両者は、面取り無しのリニアモータに対して、ディテント力の最大値及び平均値が低減され、特に、（４：１）面取りのリニアモータの方が低減される程度が大きかった。このように実験６から、電機子コアの壁部の有無に関わらず、界磁部を形成する永久磁石に面取りを施すことで、ディテント力を大幅に低減できることが判明した。
【０１１２】
さらに、本出願人は、永久磁石の面取り寸法が、数式（２）の係数αにどのような変化を及ぼすかを確認するために実験７を行った。実験７では２種類のリニアモータを使用し、一方のリニアモータには固定子側の永久磁石に、実験４で適用した（２：１）面取りのものを用い、他方のリニアモータは固定子側の永久磁石に（４：１）面取りのものを用いた。また、両方のリニアモータは、電機子に図１１の電機子２４と同等の反力抑止板３５を７枚固着した構成で、両端の壁部１５ｅの厚みを調整可能にしたものを用いた。
【０１１３】
実験７では、壁部１５ｅの厚みを適宜変更することで、電機子コアの歯先側全長と、永久磁石が配置される一定の磁石ピッチとの割合を適宜変化させた場合のディテント力を夫々測定した。この結果を図１６のグラフに示す。
【０１１４】
図１６のグラフに示すように、（２：１）面取りのリニアモータは、歯先側全長／磁石ピッチが２．６７の時にディテント力が最小になったが、（４：１）面取りのリニアモータは、歯先側全長／磁石ピッチが２．７の時にディテント力が最小になった。このことより、数式（２）において界磁部を構成する永久磁石の面取り寸法が大きいほど係数αの数値も大きくなり、ディテント力を最小にする電機子コアの歯先側全長が長くなることを確認した。
【０１１５】
さらに、また、本出願人は、電機子コアに固着される反力抑止板の枚数が、数式（２）の係数βにどのような変化を及ぼすかを確認するために実験８を行った。実験８でも２種類のリニアモータを使用し、一方のリニアモータの電機子には実験７と同様の構成であり反力抑止板３５を７枚固着したものを用い、他方のリニアモータの電機子には反力抑止板の枚数以外は同様の構成であり反力抑止板３５を５枚固着したものを用いた。なお、固定子側の永久磁石には、共に（４：１）面取りのものを用いた。実験８でも、実験７と同様に歯先側全長／磁石ピッチを適宜変化させた場合のディテント力を夫々測定した。この結果を図１７のグラフに示す。
【０１１６】
図１７のグラフに示すように、７枚の反力抑止板を固着したリニアモータは、歯先側全長／磁石ピッチが２．７の時にディテント力が最小になったが、５枚の反力抑止板を固着したリニアモータは、歯先側全長／磁石ピッチが２．６の時にディテント力が最小になった。このことより、数式（２）において電機子の反力抑止板の枚数が多いほど係数βの数値も大きくなり、ディテント力を最小にする電機子コアの歯先側全長が長くなることを確認した。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明のリニアモータによれば、電機子コアのスロット内に、反力抑止板を磁極歯部の歯先近傍に密着配置して備えることにより、リニアモータの可動子又は固定子として用いられる電機子は、該電機子の磁極歯部側に対向して固定子又は可動子が配置され、該固定子又は可動子は磁極歯部に対向して界磁部を有する。界磁部は、例えばＳ極の永久磁石とＮ極の永久磁石とを、磁極歯部の並設方向に、交互に離隔配置してなる。界磁部と電機子とが前記並設方向に相対移動するとき、磁界が磁極歯部の歯先の端部の影響を受け、界磁部から電機子に対して作用する吸引力が、前記歯先の端部の影響を受けることによって、吸引力の前記並設方向の成分が、相対移動方向の逆方向に大きくなる場合、前記成分はディテント力と呼ばれるリニアモータの推力の反力として作用する。歯先と歯先との間の距離が大きいほど前記影響は顕著になるが、反力抑止板は磁極歯部の歯先近傍に密着してスロット内に配置してあり、該反力抑止板によって歯先と歯先との間の距離を小さくして、前記影響を小さくするため、ディテント力を低減することができる。
【０１１８】
また、ディテント力が減少することによって推力の低下が抑制され、無効電流が小さくなってリニアモータの発熱量を低減し、また、前記影響が小さいため、該影響の度合が相対移動に伴って変動し、ディテント力が変動することによって推力が大きく変動することを抑制できるため、リニアモータの性能を向上することができる。
また、反力抑止板と磁極歯部とを密着しているため、歯先と反力抑止板との磁気的結合を向上することができる。
また、反力抑止板を配置する前に、磁極歯部に導線を整列巻きに巻き付けてコイルを形成することによって、スロット内の導線の占積率を向上できるため、リニアモータの効率を向上することができる。又は、磁極歯部に、あらかじめ導線を整列巻きにして成形されているコイルを巻装することができるため、導線の占積率を容易に向上することができて、リニアモータの効率を向上することができる。
また、反力抑止板が開口部の面積を減少するため、コイルの脱落を防止することができる。
【０１１９】
また、穴部を有する反力抑止板を隣り合う磁極歯部に密着配置することにより、各反力抑止板を、該反力抑止板の両端部が隣り合う磁極歯部に密着し、該磁極歯部の歯先に隣り合うように配置することによって、隣り合う磁極歯部同士が反力抑止板によって一体化することとなり、磁極歯部の並設方向の外力が磁極歯部に加えられた場合、該外力を複数の磁極歯部に分散して支えることができるため、電機子の剛性を向上する。また、歯先に直接外力が加わることを防止できるため、歯先を保護することができる。また、隣り合う磁極歯部に反力抑止板を固定することができるため、取り付けられた反力抑止板の安定性を向上する。
更に、反力抑止板の穴部はスロットの開口部として作用するため、請求項１に記載のリニアモータと同様の効果を得ることができる。
【０１２０】
また、反力抑止板は凸部を有し、該凸部を、磁極歯部に設けられた凹部に挿入して着脱可能に固着してあることにより、反力抑止板は、歯先近傍に設けられた凹部に挿入して着脱可能に固着する。このため、例えば、コイルの組み込み、コイルの巻きなおし又はコイルの交換を行なう必要がある場合に、反力抑止板の着脱が容易であるため、反力抑止板の取り付け又は取り外しの作業性が向上する。また、反力抑止板と磁極歯部とを、凸部及び凹部を用いて密着しているため、歯先と反力抑止板との磁気的結合を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係るリニアモータに備えられる電機子の構成を示す模式的斜視図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係るリニアモータに備えられる電機子の模式的縦断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態１に係るリニアモータに備えられる電機子のコイルを省略した状態の模式的平面配置図である。
【図４】 本発明の実施の形態１に係るリニアモータの側面の構成を示す模式図である。
【図５】 本発明の実施の形態１に係るリニアモータの正面の構成を示す模式図である。
【図６】 従来のリニアモータを用いた場合のディテント力を示すグラフである。
【図７】 本発明の実施の形態１に係るリニアモータを用いた場合のディテント力を示すグラフである。
【図８】 本発明の実施の形態２に係るリニアモータに備えられる電機子のコイルを省略した状態の模式的平面配置図である。
【図９】 本発明の実施の形態２に係るリニアモータに備えられる電機子の模式的縦断面図である。
【図１０】 本発明の実施の形態３に係るリニアモータに備えられる電機子の構成を示す模式的斜視図である。
【図１１】 本発明の実施の形態３に係るリニアモータに備えられる電機子の模式的縦断面図である。
【図１２】 本発明の実施の形態３に係るリニアモータを用いた場合の推力を示すグラフである。
【図１３】 本発明の実施の形態４に係るリニアモータに備えられる電機子の模式的縦断面図である。
【図１４】 本発明の実施の形態４に係るリニアモータの界磁部を構成する永久磁石であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部拡大図、（ｃ）は変形例の要部拡大図である。
【図１５】 本発明の実施の形態４に係るリニアモータを用いた場合のディテント力を示すグラフである。
【図１６】 実験７に係るグラフである。
【図１７】 実験８に係るグラフである。
【図１８】 従来のリニアモータに備えられている電機子の模式的縦断面図である。
【図１９】 従来のリニアモータの側面の構成を示す模式図である。
【図２０】 リニアモータに対して経験的に知られるディテント力の変化を示すグラフである。
【図２１】 リニアモータにおける固定子の永久磁石に係るスキュー角度を示す模式図である。
【図２２】 従来のリニアモータに備えられている半閉型スロットを有する電機子の模式的縦断面図である。
【符号の説明】
１ 電機子コア
１０ スロット
１０ａ 開口部
１ａ 磁極歯部
１ｃ 歯先
２ コイル
３ 反力抑止板
３ｂ 穴部
４ 電機子
１５ｅ 壁部
２５ｎ、２５ｓ 永久磁石
２６ 固定子
３０ リニアモータ

Claims (3)

1. スロットを隔てて複数並設してある磁極歯部を有する電機子コアと、前記磁極歯部に巻装してあるコイルとを備える電機子を用いてなるリニアモータにおいて、
   前記電機子は、前記磁極歯部が直方体形状であり、前記スロット内に、前記磁極歯部の歯先近傍に密着配置してある磁性体製の複数の反力抑止板を備え、該反力抑止板は穴部を有し、該反力抑止板の両端部が、前記スロットの開口部を隔てて隣り合う磁極歯部に、夫々密着していることを特徴とするリニアモータ。
2. 前記反力抑止板は、前記磁極歯部の並設方向の端部に、該並設方向に突出する凸部を有し、前記磁極歯部は、前記並設方向の側面の歯先近傍に、該歯先に略平行となる位置に、前記凸部を嵌合すべき凹部を有し、該凹部に前記凸部を挿入して、前記反力抑止板を前記磁極歯部に着脱可能に固着してあることを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
3. スロットを隔てて複数並設してある磁極歯部を有する電機子コアと、前記磁極歯部に巻装してあるコイルとを備える電機子を用いてなるリニアモータにおいて、
   前記電機子は、前記磁極歯部が直方体形状であり、前記スロットの開口部の一部を覆うべく、前記歯先近傍に密着配置してある磁性体製の複数の反力抑止板を備え、該反力抑止板は、コの字型の板状であり、前記磁極歯部の並設方向の端部に、該並設方向に突出する凸部を有し、前記磁極歯部は、前記並設方向の側面の歯先近傍に、該歯先に略平行となる位置に、前記凸部を嵌合すべき凹部を有し、該凹部に前記凸部を挿入して、前記反力抑止板が前記磁極歯部を挟むようにして着脱可能に固着してあることを特徴とするリニアモータ。

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