JP5589507B2 - リニア駆動装置の可動子及び固定子 - Google Patents

Description

本発明は、電磁気的な作用によりリニア駆動を行うリニア駆動装置の可動子及び固定子に関する。

従来から、リニアな駆動力や動きを得るためのリニア駆動装置として、リニアアクチュエータやリニアモータがある。リニアアクチュエータとしては、主にレシプロモータなど、比較的短いストロークで動作するものが多く、リニアモータとしては、比較的長いストロークで動作するものが多い。

特許文献１に記載のリニアアクチュエータは、コイルが固定されたヨークと、ヨークの内側で往復移動可能に設けられた可動子とを有する。可動子は、円筒状の鉄部材の表面にリング状の永久磁石が設けられることにより構成されている（例えば、特許文献１の段落[００１６]、[００２０]、図１参照）。このようなリニアアクチュエータでは、固定子から発生する磁束変化と、可動子に設けられた永久磁石が発生する磁束との相互作用により、可動子がリニアに移動する。ここで、鉄部材の表面に永久磁石が設けられているので、予想外の力等が加わった場合には鉄部材から永久磁石がずれたりする等の恐れを若干残していた。

特許文献２に記載のリニアモータの固定子は、永久磁石が固定子コアに埋め込まれた構造を有している（例えば、特許文献２の段落[０００６]、図２、４参照）。

特許第３８７３８３６号公報 特許第２７５１６８４号公報

特許文献２に記載のリニアモータでは、可動子側から発生し固定子コアに流れ込む磁束の一部は、その固定子コアの表面を流れる。固定子コアの表面を流れる磁束は、固定子コアに設けられた永久磁石が発生する磁束との相互作用がほとんどなく、可動子を移動させるための推力に寄与しない。同様に、固定子コアに設けられた永久磁石が発生する磁束の一部が固定子コアの表面を流れ、可動子を移動させるための推力に寄与しない。つまり、無駄な磁束が固定子コアの表面を流れる。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、コア部材と永久磁石とのずれを防止でき、かつ、磁束を効率良く使用することにより可動子の推力特性を向上させることができるリニア駆動装置の可動子及び固定子を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るリニア駆動装置の可動子は、
リニア駆動装置の可動子の移動方向でそれぞれ異なるように配置される磁極を含むように、前記移動方向に沿って配列された複数の永久磁石と、
前記複数の永久磁石が埋設される埋設穴を有し、リニア駆動装置の固定子に対して配置されるコア部材とを具備し、
前記コア部材の表面側領域が、第１の領域及び前記第１の領域の磁気抵抗より高い任意の磁気抵抗を有する第２の領域を含み、前記可動子の移動方向に沿って前記第１の領域とが前記第２の領域とが交互に設けられ、かつ、前記第２の領域が前記複数の永久磁石の間の隙間を覆うように配置される

リニア駆動装置が、駆動力を得るための装置として用いられる場合、リニア駆動装置は次のように動作する。例えば固定子側にコイルが設けられる場合に、コイルに交流電流が印加されることにより、固定子に時間的に変化する磁束が発生する。可動子に設けられた複数の永久磁石の磁極が発生する磁束と、上記時間的に変化する磁束との相互作用により、可動子がその永久磁石の配列方向に移動可能となる。

リニア駆動装置が発電機として用いられる場合、外部から可動子が駆動され、可動子が永久磁石の配列方向に移動することにより、固定子に磁束変化が発生し、これによりコイルに起電力が発生する。

本発明では、コア部材の埋設穴に複数の永久磁石が埋設されているので、確実に永久磁石を保持しておくことができ、コア部材と永久磁石とのずれを防止できる。特に、本発明では可動子に永久磁石が設けられており、可動子の長年の移動による加速度が永久磁石に加えられても、永久磁石をコア部材に確実に保持しておくことができる。

また、コア部材の表面側領域のうち、各永久磁石の間の隙間を覆うように配置された第２の領域であって、可動子の移動方向で第１の領域に挟まれた第２の領域の磁気抵抗が、第１の領域の磁気抵抗よりも高い。したがって、固定子から発生する磁束及び隣り合う永久磁石から発生する磁束は、可動子の移動方向に沿って第２の領域を流れにくくなる。これにより表面側領域で可動子の移動方向に流れようとする、可動子の推力に寄与しない無駄な磁束を減らすことができる。つまり磁束を効率良く使用することができ、可動子の推力特性を向上させることができる。第２の領域がなく第１の領域のみを有する可動子コアを備えるリニア駆動装置と、本発明に係るリニア駆動装置とを比べると、本発明に係るリニア駆動装置の可動子の推力に寄与する磁束が多くなるので、可動子の推力特性を向上させることができる。

特に、コア部材が、可動子の移動方向に積層された複数の磁性材板を有してもよい。

第２の領域は、空隙でもよい。空隙の形状は任意である。あるいは、第２の領域は、第２の磁気抵抗を有する材料でもよい。

本発明の一形態に係るリニア駆動装置の固定子は、
リニア駆動装置の可動子の移動方向でそれぞれ異なるように配置される磁極を含むように、前記移動方向に沿って配列された複数の永久磁石と、
表面側領域と、前記複数の永久磁石が埋設される埋設穴とを有し、前記可動子に対して配置されるコア部材とを具備し、
前記コア部材の表面側領域が、第１の領域及び前記第１の領域の磁気抵抗より高い任意の磁気抵抗を有する第２の領域を含み、前記可動子の移動方向に沿って前記第１の領域とが前記第２の領域とが交互に設けられ、かつ、前記第２の領域が前記複数の永久磁石の間の間の隙間を覆うように配置される。

本発明では、コア部材の埋設穴に複数の永久磁石が埋設されているので、確実に永久磁石を保持しておくことができ、コア部材と永久磁石とのずれを防止できる。

また、コア部材の表面側領域のうち、各永久磁石の間の隙間を覆うように配置された第２の領域であって、可動子の移動方向で第１の領域に挟まれた第２の領域の磁気抵抗が、第１の領域の磁気抵抗よりも高い。したがって、可動子から発生する磁束（例えば可動子側にコイルが設けられている場合）及び隣り合う永久磁石から発生する磁束は、可動子の移動方向に沿って第２の領域を流れにくくなる。これにより表面側領域で可動子の移動方向に流れようとする、可動子の推力に寄与しない無駄な磁束を減らすことができる。つまり磁束を効率良く使用することができ、可動子の推力特性を向上させることができる。第２の領域がなく第１の領域のみを有する固定子コアを備えるリニア駆動装置と、本発明に係るリニア駆動装置とを比べると、本発明に係るリニア駆動装置の可動子の推力に寄与する磁束が多くなるので、可動子の推力特性を向上させることができる。

以上、本発明によれば、コア部材と永久磁石とのずれを防止でき、かつ、可動子の推力特性を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るリニア駆動装置を示す正面図である。 図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 図３は、可動子を示す斜視図である。 図４は、可動子を示す正面図である。 図５は、図４におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図６（Ａ）及び（Ｂ）は、可動子コアを形成する磁性材板をそれぞれ示す正面図である。 図７は、可動子コアの図５に示した溝付近を拡大して示す断面図である。 リニア駆動装置の動作を説明するための図である。 図９は、本実施形態に係る可動子コアを用いる別のメリットを説明するために用いる、本実施形態に係る可動子コアとの比較例にかかる可動子を示す模式図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

＜リニア駆動装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るリニア駆動装置を示す正面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。

リニア駆動装置１００は、固定子１及び可動子３を備える。図１は、可動子３の移動方向（Ｚ軸方向）で見た図である。固定子１は、固定子コア１１及び１２と、固定子コア１１及び１２にそれぞれ設けられたコイル１３、１４、１５及び１６とを備える。固定子コア１１及び１２は、可動子３を挟んでＹ軸方向で対向するように設けられている。

固定子コア１１には、可動子３の移動方向に配列された２つの固定子歯１１１及び１１２が設けられている。また同様に、固定子コア１２には、可動子３の移動方向に配列された２つの固定子歯１２１及び１２２が設けられている。これらの固定子歯１１１、１１２、１２１及び１２２にそれぞれ上記コイル１３、１４、１５及び１６が巻回されている。

図１に示すように、固定子歯１１１は、後述するように円柱状の可動子３の側面に沿った曲面１１１ａを有している。そのほかの固定子歯１１２、１２１、１２２も、固定子歯１１１と同様の形状を有している。固定子コア１１の固定子歯１１１と、固定子コア１２の固定子歯１２１とがＹ軸方向で対向するように配置されている。また、固定子コア１１の固定子歯１１２と、固定子コア１２の固定子歯１２２とがＹ軸方向で対向するように配置されている。図２に示すように、可動子３は、それらの固定子歯１１１及び１２１、１１２及び１２２に対面するように配置されている。固定子コア１１及び１２は、図示しないケーシングに収められて互いに位置決めされる。

図２に示すように、可動子３の中央には、Ｚ軸方向に沿って貫通した、シャフト３３の挿通穴３１ｃが形成されている。シャフト３３は、図示しない軸受やバネ等の支持部材によってシャフト３３がＺ軸方向に沿って移動可能となるように支持される。可動子３のＺ軸方向の両端にはカバー部材３６が取り付けられ、カバー部材３６はシャフト３３と一体的になるようにシャフト３３に固定される。カバー部材３６は、可動子コア３１とシャフト３３との固定の機能のほか、後述する永久磁石の抜け防止の機能も有する。しかし、必ずしもカバー部材３６はなくてもよい。

なお、リニア駆動装置１００がリニアクチュエータとして用いられる場合、シャフト３３を支持する支持部材としてバネ部材が用いられ、例えばスパイラル状の板バネが用いられる。スパイラル状の板バネが用いられることにより、その板バネの変形によって可動子３が円周方向に回転し、可動子３が本実施形態のように埋め込み構造及び円柱構造であることのメリットが高められる。支持部材の他の例として、８の字形状の板バネ、リニアブッシュ、ボールスプライン、エアベアリング、リニアガイド等が挙げられる。

図３は、可動子３を示す斜視図である。図４は可動子３を示す正面図であり、図５は図４におけるＢ−Ｂ線断面図である。

可動子３は、円柱形状に近い形状を有する。可動子３は、可動子３の移動方向（Ｚ軸方向）に積層された複数の磁性材板３１１及び複数の磁性材板３１２を有するコア部材としての可動子コア３１と、可動子コア３１に埋め込まれた永久磁石３２１、３２２、３２３、３４１、３４２及び３４３とを含む。

図６（Ａ）及び（Ｂ）は、この可動子コア３１を形成する磁性材板３１１及び３１２をそれぞれ示す正面図である。図６（Ａ）及び（Ｂ）は、この可動子コア３１を形成する磁性材板３１１及び３１２をそれぞれ示す正面図である。図６（Ｂ）では、図６（Ａ）に示した磁性材板３１１を一点鎖線で示している。積層された各磁性材板３１１は、実質的に同一形状を有している。また、後述するように溝（あるいは空隙）３１３７（図３、５参照）を形成するために積層された各磁性材板３１２は、実質的に同一形状を有している。

１枚の磁性材板３１１には、永久磁石が埋め込まれる複数の埋設穴３１ａが形成されている。図５に示すように、可動子コア３１の１つの埋設穴３１ａには、磁性材板３１１の積層方向にも複数の永久磁石３２１、３２２及び３２３（３４１、３４２及び３４３）が配列されている。これらの永久磁石は、平板形状を有している。１枚の磁性材板３１１に設けられた複数の埋設穴３１ａは、Ｚ軸方向で見て磁性材板３１１の中心より固定子１に近い側で、磁性材板３１１のＺ軸の周りの方向に沿って設けられている。具体的には、これらの複数の埋設穴３１ａは固定子１にできるだけ近い側に設けられ、本実施形態では、１枚の磁性材板３１１に８つの埋設穴３１ａが設けられている。

磁性材板３１１と磁性材板３１２とで異なる点は、図６（Ｂ）に示すように、磁性材板３１２が、永久磁石３２１、３２２、・・・が埋め込まれる埋設穴３１ａ（図６（Ａ）参照）を有していない点である。つまり、図６（Ａ）に示すように、磁性材板３１１は、埋設穴３１ａを形成するためのエッジ部３１８を有している。磁性材板３１１及び３１２について、それらの横幅（Ｘ軸方向の幅）及びＺ軸方向の厚さは実質的に同一とされる。

磁性材板３１１、３１２としては、典型的には電磁鋼板が用いられる。電磁鋼板の表面には絶縁被膜がそれぞれ形成されている。電磁鋼板は珪素を含んでいてもよい。このような磁性材板３１１及び３１２が積層されて可動子コア３１が形成されることにより、固定子１から可動子コア３１の表面に対して流入出する磁束による渦電流の発生を抑制することができる。

磁性材板３１１の積層方向の１列分の複数の永久磁石３２１、３２２及び３２３（３４１、３４２及び３４３）を、以下、永久磁石セット３２（３４）と呼ぶ。後述するように、固定子コア１１側に近い永久磁石セットを永久磁石セット３２とし、固定子コア１２側に近い永久磁石セットを永久磁石セット３４とする。本実施形態に係る可動子３には、４つの永久磁石セット３２及び４つの永久磁石セット３４が設けられ、合計２４個の永久磁石が可動子コア３１に埋め込まれている。また、以降では、永久磁石３２１、３２２、３２３、３４１、３４２及び３４３を、永久磁石３２１等という場合もある。

このように実質的に同じ形状を有する磁性材板３１１が積層されることにより、埋設穴３１ａがＺ軸方向で連なり、各永久磁石３２１等がこれらの埋設穴３１ａに挿通されて固定され、位置決めされる。

各永久磁石３２１等は、図４及び図５に示すようにＺ軸方向（またはそのＺ軸方向の一断面）で見て、可動子コア３１の径方向にそれぞれ着磁されている。すなわち、可動子コア３１は実質的な円柱構造であるため、その円柱構造の周囲（外周側である固定子１側）に磁極が向くように、永久磁石３２１等が着磁されている。また、可動子コア３１の、上側の固定子コア１１に近い側に配置された永久磁石３２１、３２２及び３２３（永久磁石セット３２）の、固定子コア１１側に向く磁極と、下側の固定子コア１２に近い側に配置された永久磁石３４１、３４２及び３４３（永久磁石セット３４）の、固定子コア１２側に向く磁極とは、それぞれ異なっている。

さらに図５に示すように、永久磁石セット３２（３４）の各磁極であって固定子コア１１（１２）側に向く磁極は、磁性材板３１１の積層方向で交互に異なるように配置されている。

３つの永久磁石３２１、３２２及び３２３について、両端に設けられた永久磁石３２１及び３２３のＺ軸方向の長さより、中央に設けられた永久磁石３２２のＺ軸方向の長さが長くなるようにそれぞれ形成されている。３つの永久磁石３４１、３４２及び３４３についても同様である。これらの永久磁石３２１、３２２及び３２３のＺ軸方向の長さ（及びＺ軸方向に沿って並ぶ永久磁石の個数等）は、固定子コア１１及び１２の各固定子歯１１１、１１２、１２１及び１２２のＺ軸方向の長さ、個数、あるいは、可動子３のストローク長等によって適宜設定される。

図３及び４に示すように、各磁性材板３１１の両側部には切り欠き３１ｄが形成されている。これらの切り欠き３１ｄは、可動子コア３１の軽量化を実現し、また、各磁性材板３１１を互いに位置決めさせる揃え溝の機能も兼ね備える。さらに、この切り欠き３１ｄは、リニア駆動装置１００の組み立て時において、可動子３を位置決めするための溝としての機能も備える。さらに、各磁性材板３１１の切り欠き３１ｄと埋設穴３１ａとの間には、小貫通穴３１ｅが形成されている。小貫通穴３１ｅは例えば４つ形成されている。この小貫通穴３１ｅも、可動子３１の軽量化を実現し、また、各磁性材板３１１の位置決め、漏れ磁束を軽減する機能を備える。

図７（Ａ）は、図５に示した溝３１３７付近を拡大して示す断面図である。なお、図７（Ａ）において図示された各磁性材板３１１及び３１２の厚さのスケールと、図３及び５において図示された各磁性材板３１２の厚さのスケールとを比べると、図３及び５の方が粗く表されている。これは図面の作成上の問題であり、両者に違いはない。

可動子コア３１の表面を含む領域であって、永久磁石セット３２（３４）と、固定子１（図７（Ｂ）参照）との間に設けられた表面側領域３１３には、可動子３の移動方向であるＺ軸方向に配列された例えば２つの溝３１３７が設けられている。これらの溝３１３７は、各永久磁石セット３２（３４）の３つの永久磁石３２１、３２２及び３２３（３４１、３４２及び３４３）のそれぞれの間を覆うように形成され、可動子コア３１の周方向に沿って形成されている。つまり、この可動子コア３１の表面側領域３１３は、Ｚ軸方向に沿って配列された、磁性材料を有する領域３１３６と磁性材料を有しない領域（溝）３１３７とを含む。この表面側領域３１３において、磁性材料を有する領域３１３６と、溝３１３７とを比べると、溝３１３７の方が当然磁気抵抗が高くなる。

Ｚ軸方向における溝３１３７の幅は、例えば１〜２ｍｍ程度であるが、この範囲に限られず、可動子コア３１、永久磁石３２１等及び固定子コア１１及び１２などの設計（形状、大きさ、材料または配置等）、あるいはコイル１３〜１６（図１、２参照）に加えられる電流値などにより適宜設計可能である。１つの溝３１３７に形成するために複数枚の磁性材板３１２が用いられるが、その数は適宜設定可能である。

なお、図７（Ａ）に示すように永久磁石３２１及び３２２間には隙間ｇが設けられているが、隙間ｇがなく両者が接触していてもよい。隙間ｇは無くてもよい。あるいは、隙間ｇに、可動子表面の磁力を強めるようにｚ軸方向に着磁された永久磁石が配置されて、隙間ｇが埋められていてもよい。

＜リニア駆動装置の動作＞
次に、以上のように構成されたリニア駆動装置１００の動作を説明する。図８（Ａ）及び（Ｂ）は、その動作を説明するための図である。なお、図８（Ａ）及び（Ｂ）で表された、可動子３の永久磁石セット３２及び３４の極性は、固定子コア１１及び１２側に向く磁極を示している。

図８（Ａ）に示すように、固定子コア１１側の２つのコイル１３及び１４に互いに逆向きの電流が同じタイミングで加えられ、かつ、固定子コア１１及び１２側の２つのコイル１５及び１６に互いに逆向きの電流が同じタイミングで加えられる。Ｙ軸方向で同じ位置に配置されたコイル１３（１４）及び１５（１６）にも互いに逆向きの電流が加えられる。そうすると、固定子歯１１１、１１２、１２１及び１２２に磁束が発生し、固定子歯１１１、１１２、１２１及び１２２に図示するように磁極が生成される。各固定子歯１１１、１１２、１２１及び１２２に発生した磁束と、可動子３に設けられた永久磁石３２１等により生成される磁束との相互作用により、可動子３は図８（Ａ）中、右へ移動する。

図８（Ｂ）に示すように、図８（Ａ）で示した各電流の向きとは逆向きの電流がコイル１３〜１６にそれぞれ同じタイミングで加えられる。そうすると、図８（Ａ）で示した磁極とは反対の磁極が、固定子歯１１１、１１２、１２１及び１２２にそれぞれ生成される。これにより、可動子３は図８（Ｂ）中、左へ移動する。

以上のように、コイル１３〜１６にそれぞれ交流電流（交流電圧）が印加されることにより、可動子３はＺ軸方向で振動する。この場合、リニア駆動装置１００をリニアアクチュエータとして利用することができる。

コイル１３〜１６に加えられる交流電圧の波形は、正弦波、矩形波、三角波など、適宜設定可能である。また、その波形にＤＣ成分等のオフセット電圧が加えられてもよい。その場合、そのオフセット電圧値に応じて可動子３のストロークエンド（死点）の位置を適宜調整することができる。そのほかにも、三相コイルに三相交流を流すといった、交流電圧の波形に応じた種々の駆動方法を実現することができる。

以上のように、本実施形態では、永久磁石３２１等が可動子コア３１に埋め込まれているので、可動子コア３１と永久磁石３２１等とのずれを防止でき、永久磁石３２１等が可動子コア３１から剥がれ落ちるおそれがない。特に、可動子３に永久磁石３２１等が設けられていることにより、可動子３の長年の移動による加速度が永久磁石３２１等に加えられても、永久磁石３２１等をコア部材に確実に保持しておくことができる。

また、図７（Ｂ）に示すように、可動子３では、例えば固定子歯１１１等から発生する磁束及び永久磁石３２１及び３２２から発生する磁束が、表面側領域２３３の磁気抵抗が低い領域３１３６を通り、可動子コア３１の中心側（シャフト３３（図１及び２参照）側）に向かうようになる。すなわち、磁束が可動子３の移動方向に沿って表面側領域３１３を流れにくくなり、表面側領域３１３で可動子３の移動方向に流れようとする、可動子３の推力に寄与しない無駄な磁束を減らすことができる。つまり、磁極間上での表面側領域３１３での磁束の短絡を抑制することができる。その結果、鉄損を低減し、磁束を効率良く使用することができ、可動子の推力特性を向上させることができる。

このような溝３１３７が設けられず平らな表面側領域を有する可動子コアを備えたリニア駆動装置と、本実施形態に係るリニア駆動装置１００とを比べると、本実施形態に係るリニア駆動装置１００の可動子３の推力に寄与する磁束が多くなり、可動子３の推力特性を向上させることができる。

また、本実施形態では、可動子コア３１の磁極間（各永久磁石の間）を形成する磁性材板３１２と、可動子コア３１の磁極間以外を形成する磁性材板３１１が積層されることによって可動子コア３１が形成され、それらの積層方向に永久磁石３２１等が挿入されて配置されることにより、以下のような別のメリットが得られる。

図９は、本実施形態に係る可動子コア３１を用いる別のメリットを説明するために用いる、本実施形態に係る可動子コア３１との比較例にかかる可動子を示す模式図である。ここで、図９に示す可動子は、特許第２７５１６８４号公報の図４に記載の固定子を、図９中左右方向に移動する可動子として用い、本実施形態に係る可動子コア３１の趣旨と同様に、磁極間上で各磁性材板１９０に溝１９５が形成される場合を想定している。

このように、隣り合う永久磁石１９１及び１９２間（永久磁石１９２及び１９３間）である磁極間上において各磁性材板１９０に溝１９５が形成されると、磁性材板１９０が図９中左右方向で分割されてしまい、また、中央の磁性材板１９０は、図９中上下方向にも分割されてしまう。したがって、何らかの方法でこれらの磁性材板１９０を一体的に固定する固定具が必要になる。

これに対して本実施形態に係る可動子コア３１は、可動子３の移動方向と磁性材板３１１及び３１２の積層方向が同じであり、その積層方向に各永久磁石３２１等が配列されるので、可動子コア３１の一体性を維持することができる。

[その他の実施形態]
本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態がある。

図７に示したように、磁性材料を有しない領域（溝）３１３７は、図７に示すように、断面で見て四角形に切り欠かれた形状であった。しかし、この溝の形状は、Ｖ字や曲線形状のものであってもよい。あるいは、切り欠きでなくても、その溝３１３７の部分に、磁性材板３１１の磁気抵抗より高い磁気抵抗を有する材料が設けられていてもよい。その材料ととしては、例えばアルミニウム、ステンレス、ガラス、セラミック、ゴム等の非磁性材でもよい。

図１に示した固定子コア１１及び１２は、Ｙ軸方向で２つに分割されていたが、これらの固定子コア１１及び１２はＹ軸方向で連続するように接続されていてもよい。

固定子歯、永久磁石、永久磁石セットの数は適宜変更可能である。永久磁石、固定子コア、可動子コアの各形状等も適宜変更可能である。可動子の移動方向における磁極数あるいは永久磁石の数は、上記実施形態では３つであったが、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。

上記実施形態では、可動子コアに永久磁石が埋め込まれている構造を示したが、固定子コアに永久磁石が埋め込まれ、その固定子コアの表面側領域であって、可動子と対面する領域に、磁気抵抗の高い領域と、それらの永久磁石の磁極間上の、磁気抵抗の低い領域とが設けられていてもよい。この場合、可動子側にコイルが設けられていてもよい。

上記実施形態では、図４に示すように、可動子３の一断面で見て２極構造の例を挙げた。すなわち、図４中、可動子３の上半分の磁極がＮ極（外周側に向く磁極がＮ極）であり、下半分の磁極がＳ極（外周側に向く磁極がＳ極）であった。しかし、このような形態に限られず、可動子３の一断面で見て単極構造、つまり、その一断面におけるすべての永久磁石の外周側に向く磁極がＮまたはＳの１極とされる形態であってもよい。

例えば、上記各実施形態に係る可動子の形状が円柱状ではなく板形状でって、その板形状の可動子の一方側または両側に対向して配置される固定子が設けられたリニア駆動装置が実現されてもよい。このような形態に係るリニア駆動装置は、主にリニアモータとして利用され得る。

上記各実施形態に係る可動子コアにおいて、積層された磁性材板の代わりに、例えば積層でない、磁性材でなるバルク体が用いられてもよい。バルク体は、例えば焼結体が用いられればよい。このようなバルク体により形成された可動子コアの表面側領域に、溝３１３７のような構造が設けられればよい。

上記各実施形態に係る可動子コアにおいて、溝３１３７は、可動子コアのＺ軸周りの方向である周方向について、そのほぼ全周に近い程度で設けられていた。しかし、それら溝３１３７は、可動子コアの周方向の一部、あるいは周方向で間欠的に設けられていてもよい。この場合、可動子コアは、積層された磁性材板により形成されてもよいし、バルク体により形成されてもよい。

上記各実施形態に係る可動子コアにおいて、積層される磁性材板について、異なる形状の磁性材板３１１と３１２の厚さは互いに異なっていてもよい。例えば上記実施形態に係る可動子コア３１において、可動子コア３１の溝３１３７を形成しない磁性材板３１１の厚さより、溝３１３７を形成する磁性材板３１２の厚さを厚くしてもよい。この場合、磁性材板３１２は、その１つの溝３１３７に１枚の磁性材板３１２が対応するような厚さを持っていてもよい。

上記各実施形態に係るリニア駆動装置が発電機として用いられてもよい。この場合、外部から可動子が駆動され、可動子が積層方向に移動することにより、固定子の各固定子歯に磁束変化が発生し、これによりコイルに起電力が発生する。

１…固定子
３…可動子
１１、１２…固定子コア
１３〜１６…コイル
１５…コイル
３１…可動子コア（コア部材に相当）
３１ａ…埋設穴
３２、３４…永久磁石セット
１００…リニア駆動装置
１１１、１１２、１２１、１２２…固定子歯
３１３…表面側領域
３１１、３１２、…磁性材板
３２１〜３２３、３４１〜３４３…永久磁石
３１３６…領域（第１の領域に相当）
３１３７…溝（第２の領域に相当）

Claims (3)

1. リニア駆動装置の可動子の移動方向で異なる磁極が配置されるように設けられた一以上の永久磁石と、
   前記永久磁石が埋設される埋設穴を有し、前記リニア駆動装置の固定子に対して配置されるコア部材とを具備し、
   前記コア部材の表面側領域が、前記永久磁石が配置される前記埋設穴の位置より前記固定子側に配置され、かつ、第１の領域及び前記第１の領域の磁気抵抗より高い任意の磁気抵抗を有する第２の領域を含み、
   前記可動子の移動方向に沿って前記第１の領域と前記第２の領域とが交互に設けられ、かつ、前記第２の領域が前記磁極間を覆うように配置される
   リニア駆動装置の可動子。
2. リニア駆動装置の可動子の移動方向で異なる磁極が配置されるように設けられた一以上の永久磁石と、
   前記永久磁石が埋設される埋設穴を有し、前記可動子に対して配置されるコア部材とを具備し、
   前記コア部材の表面側領域が、前記永久磁石が配置される前記埋設穴の位置より前記可動子側に配置され、かつ、第１の領域及び前記第１の領域の磁気抵抗より高い任意の磁気抵抗を有する第２の領域を含み、
   前記可動子の移動方向に沿って前記第１の領域と前記第２の領域とが交互に設けられ、かつ、前記第２の領域が前記磁極間を覆うように配置される
   リニア駆動装置の固定子。
3. 可動子と、固定子とを備え、
   前記可動子は、
   前記可動子の移動方向で異なる磁極が配置されるように設けられた一以上の永久磁石と、
   前記永久磁石が埋設される埋設穴を有し、前記固定子に対して配置されるコア部材とを有し、
   前記コア部材の表面側領域が、前記永久磁石が配置される前記埋設穴の位置より前記固定子側に配置され、かつ、第１の領域及び前記第１の領域の磁気抵抗より高い任意の磁気抵抗を有する第２の領域を含み、
   前記可動子の移動方向に沿って前記第１の領域と前記第２の領域とが交互に設けられ、かつ、前記第２の領域が前記磁極間を覆うように配置される
   リニア駆動装置。

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