JP6586027B2 - リニアモータおよび遮断装置 - Google Patents

Description

本発明は、リニアモータおよび遮断装置に関する。

本技術分野の背景技術として、下記特許文献１の要約書には、「本発明のリニアモータは、可動子に配置された永久磁石を挟み込み保持するように配置された磁極歯と、磁石を挟み込み保持する磁極歯を連続につなぐコアと、複数のコアにまとめて巻きまわされた巻線と、磁石の磁極を表裏交互に並べた可動子からなり、永久磁石を挟み込み保持するように配置された磁極歯と、磁石を保持する磁極歯を連続につなぐ鉄心を有した磁極は可動子の長手方向に沿って複数個配置されており、複数個の磁極に共通の巻線を配置している。そして、複数個配置された磁極の極性を同一極性とすることにより、磁極間の漏れ磁束を低減する。」と記載されている。

特開２０１１−２２３６９７号公報

特許文献１に開示されたリニアモータは、永久磁石を嵌めこんだ平板状の可動子と、可動子を電磁石で両面から挟み込む固定子とを有している。
しかし、特許文献１に開示された技術では、部品加工時の寸法交差や組立時のばらつきに起因したギャップの偏りにより、可動子の永久磁石の磁化方向に対し磁気的な吸引力が働き、可動子に曲げやねじれのような変形が発生する。このような変形を抑制するため、可動子の曲げを矯正する部品や進行方向の途中で板を支持する部品が追加されるが、追加部品による可動子質量の増加や、追加部品自体の故障が信頼性を低下させるという課題がある。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、軽量で信頼性の高いリニアモータおよび遮断装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明のリニアモータは、
駆動方向に沿って移動可能であるとともに、前記駆動方向に直交する方向に沿って円弧状に湾曲する複数の可動子と、複数の前記可動子を結合する連結部材とを有する可動子ユニットと、
各々が鉄心と巻線とを含む複数の固定子を有する固定子ユニットと、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、軽量で信頼性の高いリニアモータおよび遮断装置を実現できる。

本発明の第１実施形態によるリニアモータの斜視図である。 第１実施形態における可動子ユニットの斜視図である。 図１の断面図である。 図１の他の断面図である。 第１実施形態における磁束経路の説明図である。 第２実施形態によるリニアモータの斜視図である。 図６の断面図である。 第３実施形態によるリニアモータの斜視図である。 図８の断面図である。 第４実施形態によるリニアモータの斜視図である。 第４実施形態における可動子ユニットの斜視図である。 図１０の断面図である。 第５実施形態による遮断装置の模式図である。

［第１実施形態］
〈第１実施形態の構成〉
本発明の第１実施形態によるリニアモータ１００の構成を、図１〜図５を参照し説明する。なお、図１はリニアモータ１００の斜視図、図２は可動子ユニットの斜視図、図３は図１におけるＩ−Ｉ断面図、図４は図１におけるII−II断面図、図５は第１実施形態における磁束経路の説明図である。

図１において、リニアモータ１００は三相のリニアモータであり、相対的に直線運動する可動子ユニット１１０と固定子ユニット１５０とを有している。固定子ユニット１５０の高さ（上下方向の幅）をｈ１とし、可動子ユニット１１０の高さをｈ２とする。可動子ユニット１１０は、固定子ユニット１５０に対して、前後方向に沿って駆動される。固定子ユニット１５０は、前後方向に沿って配列された３個の固定子１５２，１５４，１５６を有している。三相のリニアモータ１００においては、３個の固定子１５２，１５４，１５６は、電気的に位相が各１２０°ずれるように配置される。

また、可動子ユニット１１０は、一対の可動子１２０，１３０（第１および第２の可動子）を有する。これら可動子１２０，１３０は、前後方向が長手方向になっている長方形板を、断面略円弧状に湾曲させた形状を有している。また、可動子１２０，１３０の前後端は、相対的に移動しないように、一対の連結部材１４０によって結合されている。

次に、図２において、可動子１２０は、複数の（図示の例では７個の）永久磁石１０（第１の永久磁石）と、これら永久磁石１０が嵌めこまれる非磁性体の枠体１２２とを有している。永久磁石１０は、左右方向が長手方向である長方形板を可動子１２０の湾曲面に沿って湾曲させた形状を有している。また、枠体１２２は、可動子１２０のうち永久磁石１０が配置される部分を打ち抜いた形状を有している。永久磁石１０の磁化方向には、上面がＮ極であるものと、上面がＳ極であるものとがあり、両者が前後方向に沿って交互に配置されている。永久磁石１０は、上下方向に対して平行に着磁したものであってもよく、各部の表面の法線方向に対して平行に着磁したものであってもよい。

また、可動子１３０は、可動子１２０に対して上下方向に対称を成すように形成されており、永久磁石１０と同数の永久磁石１２（第２の永久磁石）と、これら永久磁石１２が嵌めこまれる非磁性体の枠体１３２とを有している。各永久磁石１２の磁化方向は、対向する永久磁石１０に対して、Ｎ極とＳ極とを対向させるように設定されている。例えば、最後端の永久磁石１０は、図示のように上面がＮ極であるから、図示せぬ下面はＳ極である。従って、当該Ｓ極に対向する最後端の永久磁石１２の上面は、図示のようにＮ極になる。

次に、図３において、固定子１５２は、鉄心１８０と、可動子１２０，１３０の外側で鉄心１８０に巻回された外部巻線１６０（巻線）と、可動子１２０，１３０の内側で鉄心１８０に巻回された内部巻線１７０（巻線）と、を有している。固定子１５４，１５６も、固定子１５２と同様に構成されている。固定子１５２，１５４，１５６は、固定子ピッチＱの間隔で前後方向に配列されている。また、永久磁石１０，１２は、磁石ピッチＰの間隔で前後方向に配列されている。磁石ピッチＰと固定子ピッチＱとの関係は、一般的にはＰ＝３Ｑ／２とする場合が多いが、両者の関係は、用途に応じて適宜設定するとよい。

次に、図４において、固定子１５２の鉄心１８０は、鉄心１８０全体の外縁を成すように略矩形枠状に形成された矩形枠ヨーク部１８２（周縁部）を有している。また、横断ヨーク部１８４（横断部）は、矩形枠ヨーク部１８２の左右辺の中央部を結合する梁状に形成されている。矩形枠ヨーク部１８２の上辺中央部には、下方に突出する上部磁極部１８６（突出部）が形成されている。そして、上部磁極部１８６の下面（対向面）は、可動子１２０の湾曲面に沿って、略円弧状に凹んでいる。また、横断ヨーク部１８４の中央上部には、上方に突出する中上部磁極部１８８（突出部）が形成されている。中上部磁極部１８８の上面（対向面）は、可動子１２０の湾曲面に沿って、略円弧状に突出している。これにより、上部磁極部１８６と中上部磁極部１８８との間には、幅がｄ１である円弧状の空隙１８７が形成される。幅ｄ１は、可動子１２０の厚みに対して若干の余裕を加えた寸法であり、この空隙１８７に可動子１２０が遊挿される。

また、横断ヨーク部１８４の中央下部には、下方に突出する中下部磁極部１９０（突出部）が、中上部磁極部１８８と対称を成すように形成されている。すなわち、中下部磁極部１９０の下面（対向面）は、可動子１３０の湾曲面に沿って、略円弧状に突出している。また、矩形枠ヨーク部１８２の下辺中央部には、上方に突出する下部磁極部１９２（突出部）が、上部磁極部１８６と対称を成すように形成されている。すなわち、下部磁極部１９２の上面（対向面）は、可動子１３０の湾曲面に沿って、略円弧状に凹んでいる。これにより、中下部磁極部１９０と下部磁極部１９２との間にも、幅がｄ１である円弧状の空隙１９１が形成され、この空隙１９１に可動子１３０が遊挿される。そして、上部磁極部１８６および下部磁極部１９２には、外部巻線１６０が巻回され、中上部磁極部１８８および中下部磁極部１９０には、内部巻線１７０が巻回されている。

次に、図５において、白抜きの矢印は、外部巻線１６０および内部巻線１７０が上向きの磁束を発生させる際に、固定子１５２の鉄心１８０に流れる磁束の向きを示している。また、外部巻線１６０および内部巻線１７０が上向きの磁束を発生させる際には、鉄心１８０には、白抜きの矢印に対して逆方向の磁束が生じる。すなわち、巻線１６０，１７０は、各磁極部１８６，１８８，１９０，１９２に対して、磁化方向が同一となる磁束を発生させる。図５において、向きが逆方向になっている磁束Φ１，Φ２および磁束Φ３，Φ４は、実際には打ち消され、横断ヨーク部１８４における磁束は小さくなる。固定子１５２における磁束の経路は、他の固定子１５４，１５６の磁束の経路とはほぼ独立しているため、磁気的な干渉が極めて小さい。このため、他の固定子１５４，１５６からの漏れ磁束による相互インダクタンスの増加やコギング力の増加を低く抑えることができる。

〈第１実施形態の動作〉
上記構成において、固定子１５２，１５４，１５６の巻線１６０，１７０に三相交流電流を供給すると、前後方向に沿って可動子ユニット１１０が移動する。その際、永久磁石１０，１２の磁化方向に働く磁気的な吸引力が発生し、可動子１２０，１３０には、上下方向の応力が印加される。また、可動子１２０，１３０には、駆動方向（前後方向）にも、電磁力による応力が発生する。本実施形態における可動子１２０，１３０は、可動子を平板状にした構成（例えば上記特許文献１）と比較して、可動子の断面二次モーメントを大きくすることができる。従って、上下方向および前後方向等の応力による変形を抑制することができる。

可動子１２０，１３０自体に変形を抑制する機能を付与することにより、可動子１２０，１３０の変形を抑制する支持部品や、可動子１２０，１３０の断面方向の剛性を強化する部品等を不要とし、あるいは簡素化することができる。これにより、本実施形態によれば、可動子ユニット１１０の応答性や加速度が高く、しかも軽量で信頼性の高いリニアモータ１００を実現できる。
また、空隙１８７，１９１が曲面状（円弧状）であるため、上下方向の投射面積が同一である平板状の可動子よりも、磁束が通過する面積を大きくすることができ、リニアモータ１００の電磁力を大きくすることができる。

以上のように、本実施形態のリニアモータ（１００）は、
駆動方向（前後方向）に沿って移動可能であるとともに、駆動方向に直交する方向（左右方向）に沿って湾曲し、または折れ曲がっている複数の可動子（１２０，１３０）と、複数の可動子（１２０，１３０）を結合する連結部材（１４０）とを有する可動子ユニット（１１０）と、
各々が鉄心（１８０）と巻線（１６０，１７０）とを含む複数の固定子（１５２，１５４，１５６）を有する固定子ユニット（１５０）と、
を有することを特徴とする。
これにより、可動子（１２０，１３０）自体に変形を抑制する機能を付与することができ、可動子（１２０，１３０）の変形を抑制する支持部品や、可動子（１２０，１３０）の断面方向の剛性を強化する部品等を不要とし、あるいは簡素化することができる。

また、複数の可動子（１２０，１３０）は、各々の凹んだ側の面を相互に対向させ、
連結部材（１４０）は、複数の可動子（１２０，１３０）の駆動方向の端部を相互に結合するものであり、
鉄心（１８０）は、
可動子（１２０，１３０）の周囲を覆う周縁部（１８２）と、
周縁部（１８２）に結合され複数の可動子（１２０，１３０）の間を挿通する横断部（１８４）と、
を有することを特徴とする。
これにより、鉄心（１８０）における磁気抵抗を抑制しつつ適切な磁束を発生できる。

また、複数の可動子（１２０，１３０）は、
駆動方向（前後方向）に沿って、磁化方向が交互に異なるように一列または複数列に配列された複数の第１の永久磁石（１０）を有する第１の可動子（１２０）と、
駆動方向（前後方向）に沿って、磁化方向が交互に異なるように一列または複数列に配列された複数の第２の永久磁石（１２）を有する第２の可動子（１３０）と、
を有することを特徴とする。
これにより、固定子ユニット（１５０）と協働して、可動子ユニット（１１０）を高速に駆動することができる。

また、第１および第２の可動子（１２０，１３０）は、駆動方向に直交する方向（左右方向）に沿った円弧状の断面形状を有し、
第１および第２の永久磁石（１０，１２）は、円弧状の断面形状に沿って円弧状に湾曲する
ことを特徴とする。
これにより、第１または第２の可動子（１２０，１３０）を薄く構成することができる。

また、鉄心（１８０）は、
周縁部（１８２）または横断部（１８４）から第１または第２の可動子（１２０，１３０）に向かって突出し、円弧状の断面形状に沿った形状の対向面（上部磁極部１８６，中下部磁極部１９０の下面、または中上部磁極部１８８，下部磁極部１９２の上面）を有し、対向面が第１または第２の可動子（１２０，１３０）に対向する複数の突出部（１８６，１８８，１９０，１９２）
をさらに有することを特徴とする。
これにより、複数の突出部（１８６，１８８，１９０，１９２）を可動子（１２０，１３０）に近接させることができる。

また、巻線（１６０，１７０）は、複数の突出部（１８６，１８８，１９０，１９２）に対して、磁化方向が同一となる磁束を発生させる
ことを特徴とする。
これにより、可動子（１２０，１３０）を適切に駆動させることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態によるリニアモータ２００の構成を、図６および図７を参照し説明する。なお、図６はリニアモータ２００の斜視図、図７はそのIII−III断面図である。なお、図６、図７において、図１〜図５の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。

図６において、リニアモータ２００は三相のリニアモータであり、相対的に直線運動する可動子ユニット２１０と、固定子ユニット２５０とを有している。固定子ユニット２５０は、電気的に位相が各１２０°ずれるように前後方向に沿って配列された、３個の固定子２５２，２５４，２５６を有している。

また、可動子ユニット２１０は、一対の可動子１２０，１３０と、これらの前後端を結合する一対の連結部材２４０とを有している。可動子１２０，１３０の個々の構成は、第１実施形態のものと同様である。但し、第１実施形態（図１参照）と比較すると、可動子１２０，１３０間の距離は短くなっている。従って、連結部材２４０の高さｈ３は、第１実施形態の連結部材１４０の高さｈ２よりも低くなっている。

次に、図７において、固定子２５２の鉄心２８０は、鉄心２８０全体の外縁を成すように略矩形枠状に形成された矩形枠ヨーク部２８２を有している。また、横断ヨーク部２８４は、矩形枠ヨーク部２８２の左右辺の中央部を結合する梁状に形成されている。矩形枠ヨーク部２８２の上辺中央部には、下方に突出する上部磁極部２８６が形成されている。そして、上部磁極部２８６の下面は、可動子１２０の湾曲面に沿って、略円弧状に凹んでいる。また、横断ヨーク部２８４の中央上部には、上方に突出する中上部突起部２８８が形成されている。中上部突起部２８８の上面は、可動子１２０の湾曲面に沿って、略円弧状に突出している。これにより、上部磁極部２８６と中上部突起部２８８との間には、第１実施形態の空隙１８７（図４参照）と同様に、幅がｄ１である円弧状の空隙２８７が形成され、この空隙２８７に可動子１２０が遊挿される。

また、横断ヨーク部２８４の中央下部には、下方に突出する中下部突起部２９０が、中上部突起部２８８と対称を成すように形成されている。すなわち、中下部突起部２９０の下面は、可動子１３０の湾曲面に沿って、略円弧状に突出している。また、矩形枠ヨーク部２８２の下辺中央部には、上方に突出する下部磁極部２９２が、上部磁極部２８６と対称を成すように形成されている。すなわち、下部磁極部２９２の上面は、可動子１３０の湾曲面に沿って、略円弧状に凹んでいる。これにより、中下部突起部２９０と下部磁極部２９２との間にも、第１実施形態の空隙１９１（図４参照）と同様に、幅がｄ１である円弧状の空隙２９１が形成され、この空隙２９１に可動子１３０が遊挿される。

そして、上部磁極部２８６、下部磁極部２９２には、外部巻線２６０が巻回されている。外部巻線２６０は、第１実施形態の外部巻線１６０よりも巻数が多く、従って、断面積も大きくなっている。一方、本実施形態においては、第１実施形態の内部巻線１７０に相当するものは設けられていない。固定子２５４，２５６も、固定子２５２と同様に構成されている。上述した以外の構成は、第１実施形態のものと同様である。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、可動子ユニット２１０の応答性や加速度が高く、軽量で信頼性も高く、電磁力も大きいリニアモータ２００を実現できる。
さらに、本実施形態によれば、第１実施形態の内部巻線１７０に相当するものを省略できるため、第１実施形態のリニアモータ１００よりも小型に構成することができる。また、巻線を２箇所の外部巻線２６０に集中させることができるため、製造コストを削減できるという効果も奏する。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態によるリニアモータ３００の構成を、図８および図９を参照し説明する。なお、図８はリニアモータ３００の斜視図、図９はそのIV−IV断面図である。なお、図８、図９において、図１〜図７の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。

図８において、リニアモータ３００は三相のリニアモータであり、相対的に直線運動する可動子ユニット１１０と、固定子ユニット３５０とを有している。可動子ユニット１１０は、第１実施形態のものと同様に構成されており、一対の可動子１２０，１３０と、一対の連結部材１４０とを有している。固定子ユニット３５０は、電気的に位相が各１２０°ずれるように前後方向に沿って配列された、３個の固定子３５２，３５４，３５６を有している。ここで、固定子ユニット３５０の高さｈ４は、第１実施形態の固定子ユニット１５０の高さｈ１（図１参照）よりも低くなっている。

次に、図９において、固定子３５２の鉄心３８０は、鉄心３８０全体の外縁を成すように略矩形枠状に形成された矩形枠ヨーク部３８２を有している。また、横断ヨーク部３８４は、矩形枠ヨーク部３８２の左右辺の中央部を結合する梁状に形成されている。矩形枠ヨーク部３８２の上辺中央部には、下方に突出する上部磁極部３８６が形成されている。そして、上部磁極部３８６の下面は、可動子１２０の湾曲面に沿って、略円弧状に凹んでいる。また、横断ヨーク部３８４の中央上部には、上方に突出する中上部磁極部３８８が形成されている。中上部磁極部３８８の上面は、可動子１２０の湾曲面に沿って、略円弧状に突出している。これにより、上部磁極部３８６と中上部磁極部３８８との間には、第１実施形態の空隙１８７（図４参照）と同様に、円弧状の空隙３８７が形成され、この空隙３８７に可動子１２０が遊挿される。

また、横断ヨーク部３８４の中央下部には、下方に突出する中下部磁極部３９０が、中上部磁極部３８８と対称を成すように形成されている。すなわち、中下部磁極部３９０の下面は、可動子１３０の湾曲面に沿って、略円弧状に突出している。また、矩形枠ヨーク部３８２の下辺中央部には、上方に突出する下部磁極部３９２が、上部磁極部３８６と対称を成すように形成されている。すなわち、下部磁極部３９２の上面は、可動子１３０の湾曲面に沿って、略円弧状に凹んでいる。これにより、中下部磁極部３９０と下部磁極部３９２との間にも、第１実施形態の空隙１９１（図４参照）と同様に、円弧状の空隙３９１が形成され、この空隙３９１に可動子１３０が遊挿される。

そして、上部磁極部３８６および下部磁極部３９２には、外部巻線３６０が巻回され、中上部磁極部３８８および中下部磁極部３９０には内部巻線３７０が巻回されている。内部巻線３７０は第１実施形態の内部巻線１７０（図４参照）と同様に構成されているが、本実施形態における外部巻線３６０は、可動子１２０，１３０に沿って、外側に向かって円弧状に湾曲している。上述した以外の構成は、第１実施形態のものと同様である。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、固定子ユニット３５０の高さｈ４を低くできるため、第１実施形態のリニアモータ１００よりも小型に構成することができる。さらに、第２実施形態の固定子ユニット２５０（図７参照）と比較して、巻線３６０，３７０の空間密度を高くできるため、リニアモータ３００の出力密度を高めることができる。

［第４実施形態］
次に、参考用の第４実施形態によるリニアモータ４００の構成を、図１０〜図１２を参照し説明する。なお、図１０はリニアモータ４００の斜視図、図１１は可動子ユニット４１０の斜視図、図１２は図１０におけるV−V断面図である。なお、図１０〜図１２において、図１〜図９の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。

図１０において、リニアモータ４００は三相のリニアモータであり、相対的に直線運動する可動子ユニット４１０と、固定子ユニット４５０とを有している。固定子ユニット４５０は、電気的に位相が各１２０°ずれるように前後方向に沿って配列された、３個の固定子４５２，４５４，４５６を有している。

また、連結部材４４０は、一対の可動子４２０，４３０（第１および第２の可動子）を有する。これら可動子４２０，４３０は、前後方向が長手方向になっている長方形板を、断面略Ｖ字状に折り曲げた形状を有している。すなわち、可動子４２０，４３０の断面形状は、中央に一つの頂点を有し、頂点から左右両端までの距離が等しくなっている。また、可動子４２０，４３０の前後端は、相対的に移動しないように、一対の連結部材４４０によって結合されている。なお、図示の例においては、可動子４２０，４３０の断面形状はＶ字のように一つの頂点を有しているが、用途に合わせて、頂点の数は二以上にしてもよい。

次に、図１１において、可動子４２０は、複数の（図示の例では７個×２列の）矩形の永久磁石２０（第１の永久磁石）と、これら可動子４２０が嵌めこまれる非磁性体の枠体４２２とを有している。また、枠体４２２は、可動子４２０のうち永久磁石２０が配置される部分を打ち抜いた形状を有している。永久磁石２０の磁化方向には、上面がＮ極であるものと、上面がＳ極であるものとがあり、両者が前後方向に沿って交互に配置されている。

また、可動子４３０は、可動子４２０に対して上下方向に対称を成すように形成されており、永久磁石２０と同数の永久磁石２２（第２の永久磁石）と、これら永久磁石２２が嵌めこまれる非磁性体の枠体４３２とを有している。各永久磁石２２の磁化方向は、対向する永久磁石２０に対して、Ｎ極とＳ極とを対向させるように設定されている。

次に、図１２において、固定子４５２の鉄心４８０は、鉄心４８０全体の外縁を成すように略矩形枠状に形成された矩形枠ヨーク部４８２（周縁部）を有している。また、横断ヨーク部４８４（横断部）は、矩形枠ヨーク部４８２の左右辺の中央部を結合する梁状に形成されている。矩形枠ヨーク部４８２の上辺中央部には、下方に突出する上部磁極部４８６（突出部）が形成されている。そして、上部磁極部４８６の下面（対向面）は、可動子４２０に沿って、凹んでいる。また、横断ヨーク部４８４の中央上部には、上方に突出する中上部磁極部４８８（突出部）が形成されている。中上部磁極部４８８の上面（対向面）は、可動子４２０に沿って、突出している。これにより、上部磁極部４８６と中上部磁極部４８８との間には、幅がｄ１である断面Ｖ字状の空隙４８７が形成され、この空隙４８７に可動子４２０が遊挿される。

また、横断ヨーク部４８４の中央下部には、下方に突出する中下部磁極部４９０（突出部）が、中上部磁極部４８８と対称を成すように形成されている。すなわち、中下部磁極部４９０の下面（対向面）は、可動子４３０に沿って、突出している。また、矩形枠ヨーク部４８２の下辺中央部には、上方に突出する下部磁極部４９２（突出部）が、上部磁極部４８６と対称を成すように形成されている。すなわち、下部磁極部４９２の上面（対向面）は、可動子４３０に沿って、凹んでいる。これにより、中下部磁極部４９０と下部磁極部４９２との間にも、幅がｄ１である断面Ｖ字状の空隙４９１が形成され、空隙４９１に可動子４３０が遊挿される。

また、上部磁極部４８６および下部磁極部４９２には外部巻線１６０が巻回され、中上部磁極部４８８および中下部磁極部４９０には内部巻線１７０が巻回されている。これら外部巻線１６０および内部巻線１７０は第１実施形態のもの（図１参照）と同様に構成されている。固定子４５４，４５６も、固定子４５２と同様に構成されている。上述した以外の構成は、第１実施形態のものと同様である。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、可動子ユニット４１０の応答性や加速度が高く、軽量で信頼性も高く、電磁力も大きいリニアモータ４００を実現できる。さらに、本実施形態によれば、板状の２０，２２を用いて可動子４２０，４３０を構成できるため、断面円弧形の永久磁石を用いた場合と比較すると、可動子４２０，４３０を安価に構成することができる。また、可動子４２０，４３０の断面形状における頂点部分が多いほど、枠体４２２，４３２の強度が上がり、駆動時における可動子４２０，４３０の変形を抑制することができる。

以上のように、本実施形態のリニアモータ（４００）によれば、第１および第２の可動子（４２０，４３０）は、駆動方向に直交する方向（左右方向）に沿った折線状の断面形状を有し、
第１および第２の永久磁石（２０，２２）は、折線状の断面形状の各直線部分に沿った板状の形状を有する
ことを有することを特徴とする。
これにより、第１または第２の可動子（４２０，４３０）を薄く構成することができる。

また、鉄心（４８０）は、
周縁部（４８２）または横断部（４８４）から第１または第２の可動子（４２０，４３０）に向かって突出し、折線状の断面形状に沿った形状の対向面（上部磁極部４８６，中下部磁極部４９０の下面、または中上部磁極部４８８，下部磁極部４９２の上面）を有し、対向面が第１または第２の可動子（４２０，４３０）に対向する複数の突出部（４８６，４８８，４９０，４９２）
をさらに有することを特徴とする。
これにより、複数の突出部（４８６，４８８，４９０，４９２）を可動子（４２０，４３０）に近接させることができる。

また、巻線（１６０，１７０）は、複数の突出部（４８６，４８８，４９０，４９２）に対して、磁化方向が同一となる磁束を発生させる
ことを特徴とする。
これにより、可動子（４２０，４３０）を適切に駆動させることができる。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態による遮断装置７００の構成を、図１３に示す模式図を参照し説明する。
図１３において、リニアモータ７０１は、前後方向に駆動される可動子ユニット７１０を有している。なお、リニアモータ７０１は、上記第１〜第４実施形態のリニアモータ１００，２００，３００または４００のうち何れかであり、可動子ユニット７１０は、上述した可動子ユニット１１０，２１０，４１０のうち何れかになる。遮断器７０２は、必要に応じて電路（図示せず）の開閉を行う装置である。可動子ユニット７１０と、遮断器７０２とは、連結機構７０４を介して直接的または間接的に連結されている。

可動子ユニット７１０が前方向に駆動されると、連結機構７０４を介して遮断器７０２の電路が遮断される。逆に、可動子ユニット７１０が後方向に駆動されると、連結機構７０４を介して遮断器７０２の電路が接続される。ダンパ７０６は、ゴムや板バネ等の弾性部材を有し、可動子ユニット７１０が前方向に駆動された際に、可動子ユニット７１０を減速させ停止させる。これは、特に電路を遮断すべき場合には、可動子ユニット７１０を高速で駆動することが望ましいためである。

可動子ユニット７１０は、始動時および停止時に、大きな加速度による衝撃を受ける。これは、例えば、連結機構７０４の機械的なギャップに起因する振動や、ダンパ７０６に衝突する際の衝撃である。本実施形態によれば、第１〜第４実施形態と同様の効果が得られるとともに、可動子ユニット７１０に含まれる可動子に座屈等の歪みが発生しにくく、遮断装置７００の故障確率を低減できる。また、可動子ユニット７１０を軽量に構成できるため、リニアモータ７０１の駆動に要する電力を低減でき、遮断装置７００の重量や大きさも低減できる。

［変形例］
本発明は上述した実施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。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、若しくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。

（１）上記各実施形態においては、固定子ユニットは、何れも３個の固定子を有するものであった。しかし、ｍ個（ｍは４以上）の固定子を用い、各固定子の位相を３６０°／ｍずらすことによって、ｍ相駆動のリニアモータを構成してもよい。

（２）上記各実施形態は、可動子に永久磁石を設けた、いわゆる同期型リニアモータに本発明を適用した例を説明したが、本発明は、可動子に永久磁石を有しない、いわゆる誘導型リニアモータに適用してもよい。

（３）上記各実施形態においては、１個の可動子ユニットが有する可動子の数は２個であったが、１個の可動子ユニットに３個以上の可動子を設けてもよい。

（４）上記第１〜第３実施形態においては、永久磁石１０，１２を一列に配列したが、第４実施形態と同様に、永久磁石１０，１２を複数列に配置してもよい。

（５）上記各実施形態においては、対向する一対の磁石の駆動方向（前後方向）の位置は同一であったが、コギング力を減少するために、これら一対の磁石の駆動方向（前後方向）の位置を若干異ならせてもよい。例えば、図２において永久磁石１０の位置を図示の通りとし、永久磁石１２の位置を図示の位置よりも前または後方向に若干ずらしてもよい。

１０，２０ 永久磁石（第１の永久磁石）
１２，２２ 永久磁石（第２の永久磁石）
１００，２００，３００，４００ リニアモータ
１１０，２１０，４１０ 可動子ユニット
１５０，２５０，３５０，４５０ 固定子ユニット
１２０，４２０ 可動子（第１の可動子）
１３０，４３０ 可動子（第２の可動子）
１２２，１３２，４２２，４３２ 枠体
１４０，２４０，４４０ 連結部材
１５２，１５４，１５６，２５２，２５４，２５６，３５２，３５４，３５６，４５２，４５４，４５６ 固定子
１６０，２６０，３６０ 外部巻線（巻線）
１７０，３７０ 内部巻線（巻線）
１８０，２８０，３８０，４８０ 鉄心
１８２，２８２，３８２，４８２ 矩形枠ヨーク部（周縁部）
１８４，２８４，３８４，４８４ 横断ヨーク部（横断部）
１８６，２８６，３８６，４８６ 上部磁極部（突出部）
１８８，３８８，４８８ 中上部磁極部（突出部）
１９０，３９０，４９０ 中下部磁極部（突出部）
１８７，１９１，２８７，２９１，３８７，３９１，４８７，４９１ 空隙
１９２，２９２，３９２，４９２ 下部磁極部（突出部）
２８８ 中上部突起部（突出部）
２９０ 中下部突起部（突出部）
７００ 遮断装置
７０１ リニアモータ
７０２ 遮断器
７０４ 連結機構
７０６ ダンパ
７１０ 可動子ユニット

Claims (7)

1. 駆動方向に沿って移動可能であるとともに、前記駆動方向に直交する方向に沿って円弧状に湾曲する複数の可動子と、複数の前記可動子を結合する連結部材とを有する可動子ユニットと、
   各々が鉄心と巻線とを含む複数の固定子を有する固定子ユニットと、
   を有することを特徴とするリニアモータ。
2. 複数の前記可動子は、各々の凹んだ側の面を相互に対向させ、
   前記連結部材は、複数の前記可動子の前記駆動方向の端部を相互に結合するものであり、
   前記鉄心は、
   前記可動子の周囲を覆う周縁部と、
   前記周縁部に結合され複数の前記可動子の間を挿通する横断部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
3. 複数の前記可動子は、
   前記駆動方向に沿って、磁化方向が交互に異なるように一列または複数列に配列された複数の第１の永久磁石を有する第１の可動子と、
   前記駆動方向に沿って、磁化方向が交互に異なるように一列または複数列に配列された複数の第２の永久磁石を有する第２の可動子と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
4. 前記第１および第２の可動子は、前記駆動方向に直交する方向に沿った円弧状の断面形状を有し、
   前記第１および第２の永久磁石は、前記円弧状の断面形状に沿って円弧状に湾曲する
   ことを有することを特徴とする請求項３に記載のリニアモータ。
5. 前記周縁部または前記横断部から前記第１または第２の可動子に向かって突出し、前記円弧状の断面形状に沿った形状の対向面を有し、前記対向面が前記第１または第２の可動子に対向する複数の突出部
   をさらに有することを特徴とする請求項４に記載のリニアモータ。
6. 前記巻線は、複数の前記突出部に対して、磁化方向が同一となる磁束を発生させる
   ことを特徴とする請求項５に記載のリニアモータ。
7. リニアモータと遮断器とを有し、
   前記リニアモータは、
   駆動方向に沿って移動可能であるとともに、前記駆動方向に直交する方向に沿って円弧状に湾曲する複数の可動子と、複数の前記可動子を結合する連結部材とを有する可動子ユニットと、
   各々が鉄心と巻線とを含む複数の固定子を有する固定子ユニットと、
   を有し、
   前記遮断器は、前記リニアモータに駆動されることによって電路の開閉を行う
   ことを特徴とする遮断装置。

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