JP7204058B1 - モジュール型リニアモータ - Google Patents

Abstract

モジュール型リニアモータ（１）は、ストローク方向（Ｓ）に並設された複数の固定子モジュール（１０）を有する固定子モジュール群（１００）と、ストローク方向（Ｓ）に並設された複数の可動子モジュール（２０）を有し、固定子モジュール群（１００）に対して空隙（Ｔｇ）を隔てて対向配置される可動子モジュール群（２００）と、を備える。固定子モジュール（１０）の各々は、Ｎｐ１個の磁極（１１）が配列された永久磁石ブロック（１０ａ）を備える。固定子モジュール群（１００）の永久磁石ブロック（１０ａ）に含まれる複数の磁極（１１）のうち、１つの可動子モジュール（２０）に対して対向配置される磁極（１１）の個数をＮｐ２とするとき、Ｎｐ１＞Ｎｐ２である。

Description

本開示は、ストローク方向に複数の固定子モジュールおよび複数の可動子モジュールが配置されたモジュール型リニアモータに関する。

リニアモータは、可動子および固定子から構成され、可動子がストローク方向に直線的に移動する。リニアモータでは、所望の可動範囲または推力に応じて、可動子および固定子のストローク方向の長さの設定が必要である。一方、可動子および固定子の製造性を考えると、製品性能に応じて製品のストローク方向の長さを複数設定することは、コアの歩留まり悪化、製造設備のコスト増加を招く。

そこで、モジュール化された可動子を、可動子のストローク方向に複数配置することが提案されている。また、特許文献１には、界磁ヨークおよび複数の永久磁石を有する固定子をモジュール化し、モジュール化された固定子を可動子のストローク方向に複数配置することが示されている。

特開２００４－１３５３８５号公報

特許文献１のように、固定子モジュールをストローク方向に複数並べて配置する場合、隣り合う固定子モジュールが接する隣接部で、固定子モジュールから生じる磁束密度が非対称となる部分が発生する。よって、磁気的空隙を隔てて配置される可動子モジュール群がストローク方向に移動する際に生じるコギング推力が増加し、リニアモータの位置決め精度が低下するという課題がある。特に、固定子側の磁石が通常の磁極毎の永久磁石ではなく、複数の磁極が一括で着磁された永久磁石ブロックを用いる場合、隣り合う固定子モジュール間部で固定子モジュールの生じる磁束密度が非対称となる領域ができる。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、可動子モジュール群がストローク方向に移動する際に生じるコギング推力を低減することができるモジュール型リニアモータを得ることを目的としている。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示におけるモジュール型リニアモータは、ストローク方向に並設された複数の固定子モジュールを有する固定子モジュール群と、固定子モジュール群に対して空隙を隔てて対向配置される可動子モジュール群と、を備える。可動子モジュール群は、ストローク方向の両端に配置された補助ティースと、補助ティースの間にストローク方向に並設された複数の可動子モジュールと、を備え、可動子モジュールの各々は、補助ティース間でストローク方向に延在するコアバックおよび一定のピッチで配列された複数のティース部を有する可動子コアと、複数のティース部の各々に巻回された複数のコイルと、を備える。固定子モジュールの各々は、複数の第１磁極数の磁極が１つの磁石に配列された永久磁石ブロックを備える。固定子モジュール群の永久磁石ブロックに含まれる複数の磁極のうち、１つの可動子モジュールに対して対向配置される磁極の個数を第２磁極数とするとき、第１磁極数が第２磁極数より大きいことを特徴とする。

本開示におけるモジュール型リニアモータによれば、可動子モジュール群がストローク方向に移動する際に生じるコギング推力を低減することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係るモジュール型リニアモータの構成を示す側面図 実施の形態１に係るモジュール型リニアモータの固定子モジュールと着磁ヨークとの着磁時の位置関係を示す側面図 比較例のモジュール型リニアモータの構成を示す側面図 実施の形態１の永久磁石ブロックの表面磁束とコギング推力との関係を示す図 実施の形態１の永久磁石ブロックの表面磁束の測定箇所を説明するための図 実施の形態１の固定子モジュールの複数の磁極の表面磁束波形を示す図 実施の形態１の可動子モジュールの構成を示す拡大側面図 実施の形態１のティース鍔部の形状とコギング推力との関係を示す図 実施の形態１の変形例のモジュール型リニアモータの構成を示す側面図 実施の形態２に係るモジュール型リニアモータの構成を示す側面図 実施の形態３に係るモジュール型リニアモータの構成を示す側面図 実施の形態３の可動子モジュールの構成を示す拡大側面図

以下に、実施の形態にかかるモジュール型リニアモータを図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るモジュール型リニアモータ１の構成を示す側面図である。モジュール型リニアモータ１は、固定子モジュール群１００と、可動子モジュール群２００と、を備える。可動子モジュール群２００は、固定子モジュール群１００に対して、ストローク方向Ｓに相対移動自在に配置されている。可動子モジュール群２００は、固定子モジュール群１００に対して磁気的な空隙Ｔｇを隔てて対向配置されている。

可動子モジュール群２００は、ストローク方向Ｓに並設された複数の可動子モジュール２０と、可動子モジュール群２００の両端部に設けられた補助ティース２５と、を備える。各可動子モジュール２０は、積層鉄心によって構成された可動子コア２１と、複数のコイル２２と、を備える。可動子コア２１は、ストローク方向Ｓに延在するコアバック２１ａと、ストローク方向Ｓに、一定のピッチで配列された複数のティース部２１ｂと、ティース部２１ｂの先端に設けられるティース鍔部２１ｃと、を有する。複数のコイル２２は、ティース部２１ｂの各々に巻回されている。ティース鍔部２１ｃは、ティース部２１ｂからストローク方向Ｓに突出している。隣り合うティース鍔部２１ｃの間には、隙間であるスロットオープン２１ｄが設けられている。図１においては、３個の可動子モジュール２０で可動子モジュール群２００を構成している。また、図１の場合、可動子コア２１は、５個のティース部２１ｂを有する。

固定子モジュール群１００は、ストローク方向Ｓに並設された複数の固定子モジュール１０を備える。各固定子モジュール１０は、永久磁石ブロック１０ａと永久磁石ブロック１０ａを固定するバックヨークとしての固定子コア部１０ｂと、を備える。永久磁石ブロック１０ａにおいては、着磁された複数の磁極１１がストローク方向Ｓに並設されている。永久磁石ブロック１０ａにおける隣り合う磁極１１の極性は逆となっている。図１においては、４個の固定子モジュール１０で固定子モジュール群１００を構成している。また、永久磁石ブロック１０ａの磁極数Ｎｐ１は６個である。永久磁石ブロック１０ａのストローク方向Ｓの長さと、固定子コア部１０ｂのストローク方向Ｓの長さは同じとなっている。固定子モジュール群１００の永久磁石ブロック１０ａに含まれる複数の磁極１１のうち、１つの可動子モジュール２０と空隙Ｔｇを介して対向配置された磁極１１の個数である磁極数Ｎｐ２は４個となっている。磁極数Ｎｐ１が第１磁極数に対応し、磁極数Ｎｐ２が第２磁極数に対応する。実施の形態１では、Ｎｐ１＞Ｎｐ２となっている。固定子モジュール１０の永久磁石ブロック１０ａの各磁石については、通常の磁極毎の永久磁石ではなく、複数の磁極１１が一括で着磁された永久磁石ブロックを用いている。このため、固定子モジュール１０の永久磁石の個数および組立工数を減らして製造コストの低減を図る効果が得られる。

可動子モジュール群２００のコイル２２に電流が通電されると、可動子モジュール群２００と固定子モジュール群１００の磁極１１との間で吸引力が発生し、可動子モジュール群２００がストローク方向Ｓに移動する。なお、可動子モジュール群２００の可動範囲は、可動子モジュール群２００が固定子モジュール群１００に空隙Ｔｇを介して対面する範囲内であり、ストローク方向Ｓに可動子モジュール群２００が固定子モジュール群１００から飛び出すことはない。

つぎに、固定子モジュール１０の着磁について説明する。図２は、実施の形態１に係るモジュール型リニアモータ１の固定子モジュール１０と着磁ヨーク３０との着磁時の位置関係を示す側面図である。固定子モジュール１０と着磁ヨーク３０とは、空隙を介して対向配置される。着磁ヨーク３０は、ストローク方向Ｓに並べられて配置される複数のティース部３１と、複数の着磁用コイル部３２と、を有している。着磁用コイル部３２に電流が通電されると、着磁用コイル部３２の周囲に、略円状の着磁コイル磁界Ｍ１が発生する。これにより、固定子モジュール１０の永久磁石ブロック１０ａに磁界が発生し、永久磁石ブロック１０ａが着磁される。永久磁石ブロック１０ａには、着磁ヨーク３０の６つのティース部３１が面しており、６つの磁極１１が同時に着磁される。隣り合う磁極１１間の極性は、着磁方向Ｇで示されるように、逆となっている。以上より、実施の形態１では、磁極数Ｎｐ１，Ｎｐ２は個別の磁石で決まる極数ではなく、永久磁石ブロック１０ａに一括で多極着磁された磁極のうち、１つの永久磁石ブロック１０ａに含まれる磁極数と、可動子モジュール２０に対向する磁極数とになっている。このように複数の磁極を一括で着磁するため、着磁工数を減らして製造コストの低減を図る効果が得られる。

ここで、各磁極１１の着磁分布は、コギング推力を考慮すると、対称形状であることが望ましい。一方、実施の形態１では、永久磁石ブロック１０ａにおける磁極１１の配向方向はストローク方向Ｓに対して垂直方向となっており、着磁方向Ｇに従った磁界量に応じて着磁率が決定される。従って、永久磁石ブロック１０ａの極間は、着磁方向Ｇと磁界方向の向きが異なるため、着磁率が相対的に小さくなる。極間とは、隣り合う磁極１１の間の領域である。このように、永久磁石ブロック１０ａの磁極１１が隣り合う極間は、着磁率低下領域を有している。また、着磁ヨーク３０および固定子モジュール１０は直線形状であるため、着磁ヨーク３０の通電時において、端部の着磁率低下領域Ｃ２と中央部の着磁率低下領域Ｃ１における磁界分布が異なる。すなわち、固定子モジュール１０の中央部の着磁率低下領域Ｃ１における磁界分布と、固定子モジュール１０の端部の着磁率低下領域Ｃ２における磁界分布とは、非対称となる。このように、固定子側の磁石が通常の磁極毎の永久磁石ではなく、複数の磁極が一括で着磁された永久磁石ブロック１０ａを用いる場合、永久磁石ブロック１０ａにおける中央部の極間の磁界分布と、端部の極間の磁界分布とは、非対称となる。

ここで、可動子モジュール群２００がストローク方向Ｓに移動する際、可動子モジュール群２００の可動子コア２１と固定子モジュール群１００の磁極１１との吸引力によりコギング推力が発生する。コギング推力は、可動子コア２１と磁極１１の吸引力であるため、コイル２２に電流が流れていない場合も発生し、リニアモータの位置決め精度向上のためには低減することが望ましい。

リニアモータのコギング推力としては、主に３つの成分がある。１つ目は、固定子のスロット次数およびその倍数成分で決まるスロット次数成分である。２つ目は、可動子モジュール２０のスロット数と、固定子モジュール１０における可動子モジュール２０に対向配置される部分の磁極数Ｎｐ２の最小公倍数とで決まる極スロット次数成分である。３つ目は、固定子モジュール１０の磁極数Ｎｐ１およびその倍数成分で決まる極次数成分である。このうち、１つ目のスロット次数成分は、可動子モジュール群２００が空隙Ｔｇにおける磁束密度が非対称となる領域を通過することによって生じる。空隙Ｔｇの磁束密度が非対称となる領域は、前述した固定子モジュール１０の端部の着磁率低下領域Ｃ２と、隣り合う固定子モジュール１０間の永久磁石ブロック１０ａの隙間および固定子コア部１０ｂの隙間で生じる。このように、空隙Ｔｇの磁束密度が非対称となる領域とは、隣り合う固定子モジュール１０が隣接する部分となる。よって、固定子モジュール１０が隣接する部分を可動子モジュール群２００が移動する際、スロット次数成分のコギング推力が発生し、かつ固定子モジュール１０が隣接する部分の個数に応じて、スロット次数成分が増大する。これ以降、図１に示すように、隣り合う固定子モジュール１０が隣接する部分１５を固定子モジュール隣接部と呼ぶ。

図３は、比較例のモジュール型リニアモータの構成を示す側面図である。比較例のモジュール型リニアモータは、固定子モジュール群３００および可動子モジュール群４００を備える。固定子モジュール群３００は、６個の固定子モジュール５０で構成され、可動子モジュール群４００は、３個の可動子モジュール６０で構成されている。各固定子モジュール５０の永久磁石ブロックの磁極数Ｎｐ１は４個である。各可動子モジュール６０は、実施の形態１と同様、５個のティース部を有する。比較例においては、１つの可動子モジュール６０と空隙を介して対向配置された部分の磁極数Ｎｐ２は４個となっている。比較例では、可動子モジュール群４００はストローク方向Ｓの可動範囲内において、可動子モジュール群４００の位置によって３個または４個の固定子モジュール隣接部５５と面する。比較例では、Ｎｐ１＝Ｎｐ２となっている。

これに対し、実施の形態１では、図１に示すように、Ｎｐ１＞Ｎｐ２となっているので、可動子モジュール群２００はストローク方向Ｓの可動範囲内において、可動子モジュール群２００の位置によって２個または３個の固定子モジュール隣接部１５と面する。すなわち、実施の形態１では、比較例と比較して、可動子モジュール群２００が固定子モジュール隣接部１５と面する個数が少なくなり、可動子モジュール群２００が移動中に生じるコギング推力の最大値または平均値を低減することが可能となる。

なお、図１では、可動子モジュール群２００を３個の可動子モジュール２０で構成し、固定子モジュール群１００を４個の固定子モジュール１０で構成したが、可動子モジュール群２００および固定子モジュール群１００は、それぞれ２個以上の可動子モジュール２０および固定子モジュール１０で構成されていればよい。また、図１では、永久磁石ブロック１０ａの磁極数Ｎｐ１を６個とし、１つの可動子モジュール２０と空隙Ｔｇを介して対向配置された部分の磁極数Ｎｐ２を４個としているが、Ｎｐ１＞Ｎｐ２が成立すれば、Ｎｐ１，Ｎｐ２の個数を他の個数としてよい。

また、補助ティース２５を無くすようにしてもよい。その理由は、補助ティース２５は前述したスロット次数成分のコギング推力には大きく寄与しないためである。また、図２では、固定子モジュール１０の永久磁石ブロック１０ａが６磁極同時に着磁される場合を示したが、２磁極ずつ着磁するなどの他の着磁方法を採用してもよい。この場合においても、固定子モジュール隣接部１５に磁束密度が非対称となる部位が発生する。

また、実施の形態１では、コギング推力が低減するように永久磁石ブロック１０ａを着磁している。図４は、実施の形態１の永久磁石ブロック１０ａの表面磁束とコギング推力との関係を示す図である。図５は、実施の形態１の永久磁石ブロック１０ａの表面磁束の測定箇所を説明するための図である。図６は、実施の形態１の固定子モジュール１０の複数の磁極１１の表面磁束波形を示す図である。

固定子モジュール１０の永久磁石ブロック１０ａの表面磁束を測定する際には、図５に示すように、固定子モジュール１０の永久磁石ブロック１０ａから空隙Ｔｇだけ離れた位置の磁束量を、ストローク方向Ｓに永久磁石ブロック１０ａの幅Ｗ１に亘って測定する。破線で示す位置１７が、表面磁束を測定する位置である。測定する表面磁束は、表面磁束測定結果のうちの、垂直方向Ｖの成分の磁束量である。垂直方向Ｖは、ストローク方向Ｓに垂直な方向であって、可動子モジュール群２００と固定子モジュール群１００とが対向する方向である。なお、固定子モジュール１０を１つだけ配置して磁束密度を測定した場合、端部で磁束が低下するため、図５に示すように、固定子モジュール１０をストローク方向Ｓに複数個配置し（図５では３個配置）、その中央部で１つの固定子モジュール１０の磁束密度を測定している。

図６には、図５によって説明した手法によって測定された、固定子モジュール１０に含まれる６個の磁極１１の表面磁束波形が示されている。ただし、この測定結果は、固定子モジュール１０の周辺には、磁性体が存在しない状態での測定結果である。図６において、横軸はストローク方向Ｓの測定位置であり、縦軸は磁束量である。左端部の磁極１１および右端部の磁極１１を除く各磁極１１の表面磁束波形は、ほぼ対称形状を有している。しかし、固定子モジュール隣接部１５に隣接している、左端部の磁極１１および右端部の磁極１１の表面磁束波形は、僅かに異なり、非対称形状となっている。すなわち、左端部の磁極１１の表面磁束波形は、左側のピークが右側より突出し、右端部の磁極１１の表面磁束波形は、右側のピークが左側より突出している。磁束量のピークを１００％としたとき、磁束量が５０％以上となる範囲の幅Ｗａ１～Ｗａ６の合計を幅Ｗ２としている。すなわち、Ｗ２＝Ｗａ１＋Ｗａ２＋Ｗａ３＋Ｗａ４＋Ｗａ５＋Ｗａ６である。幅Ｗ２は、永久磁石ブロック１０ａの幅をＷ１とし、幅Ｗ１のうち、固定子モジュール１０から空隙Ｔｇだけ離れた位置の磁束量がピークの磁束量の５０％以上となる領域の幅であるとも言える。図６の場合は、Ｗ２／Ｗ１は０．８６７となっている。

図４では、横軸をＷ２／Ｗ１とし、縦軸をコギング推力としている。図４では、Ｗ２／Ｗ１が６０％から６６％までのときに、コギング推力がほぼ一定となっている。Ｗ２／Ｗ１が６０％であるときのコギング推力を１．０[ｐ．ｕ．]としている。図４に示すように、０．６６＜Ｗ２／Ｗ１＜０．９１の範囲のときに、コギング推力が１．０[ｐ．ｕ．]以下となる効果が得られる。したがって、実施の形態１では、０．６６＜Ｗ２／Ｗ１＜０．９１となるように、永久磁石ブロック１０ａを着磁する。

これは、０．６６＜Ｗ２／Ｗ１＜０．９１とすることによって、端部の着磁率低下領域Ｃ２における磁界分布と中央部の着磁率低下領域Ｃ１における磁界分布の対称性が向上し、さらに固定子モジュール１０と可動子モジュール２０との間の空隙Ｔｇに生じる磁束波形が滑らかになるため、前述したスロット次数成分と、極スロット次数成分のコギング推力が低減したためである。

つぎに、図７および図８を用いてティース鍔部２１ｃの形状について説明する。図７は、実施の形態１の可動子モジュール２０の構成を示す拡大側面図である。図８は、実施の形態１のティース鍔部２１ｃの形状とコギング推力との関係を示す図である。可動子モジュール２０の可動子コア２１のティース部２１ｂの先端は、前述したように、ストローク方向Ｓに突出したティース鍔部２１ｃを有しており、隣り合うティース鍔部２１ｃ間には、間隔ｈｓを有するスロットオープン２１ｄが設けられている。図８では、横軸をｈｓ／Ｗ２とし、縦軸をコギング推力としている。ただし、図８は、Ｗ２／Ｗ１＝０．８６７の場合のｈｓ／Ｗ２とコギング推力との関係を示している。ここで、ティース鍔部２１ｃが存在しない場合、ｈｓ／Ｗ２は、０．４７５となり、このときのコギング推力を１．０[ｐ．ｕ．]とする。図８によれば、０．２４＜ｈｓ／Ｗ２＜０．４５とすることで、コギング推力を０．９[ｐ．ｕ．]以下とすることができ、コギング推力を低減することができる。これは、ティース鍔部２１ｃを設けたことにより、隣り合うティース部２１ｂ間のスロットオープン２１ｄの間隔ｈｓが小さくなり、固定子モジュール１０と可動子モジュール２０との間の空隙Ｔｇの磁束波形が滑らかとなり、スロット次数成分と極スロット次数成分のコギング推力が共に低減できるためである。

図９は、実施の形態１の変形例のモジュール型リニアモータ２の構成を示す側面図である。モジュール型リニアモータ２は、図１と同様の構成を有する可動子モジュール群２００と、固定子モジュール群５００と、を備える。可動子モジュール群２００は、３個の可動子モジュール２０と、補助ティース２５と、を有する。可動子モジュール２０は、５個のティース部２１ｂを有する。固定子モジュール群５００は、２個の固定子モジュール５０で構成されている。固定子モジュール５０は、永久磁石ブロック５０ａと、固定子コア部５０ｂと、を有する。永久磁石ブロック５０ａは、１２個の磁極１１を有する。すなわち、永久磁石ブロック５０ａの磁極数Ｎｐ１は１２である。また、１つの可動子モジュール２０と空隙を介して対向配置された部分の磁極数Ｎｐ２は４個である。

変形例のモジュール型リニアモータ２では、固定子モジュール群５００は２個の固定子モジュール５０で構成されているので、固定子モジュール隣接部１５は１個しかない。このため、コギング推力をより低減することができる。

一方、永久磁石ブロック５０ａの磁極数Ｎｐ１が増加するほど、永久磁石ブロック５０ａの着磁時に必要な電力が大きくなり、着磁コイルの冷却、またはコンデンサーへの充電に時間が必要となる。特に、磁極数Ｎｐ１がＮｐ２の３倍より大きくなると、生産性が低下する問題がある。図９に示す変形例では、磁極数Ｎｐ１が１２であり、Ｎｐ２（＝４）の３倍以下であるため、３倍より大きくした場合と比較して、生産性を向上できる。このように、実施の形態１では、Ｎｐ１≦Ｎｐ２×３とすることで、生産性の低下を抑制している。

このように、実施の形態１によれば、Ｎｐ１＞Ｎｐ２としたので、可動子モジュール群２００が固定子モジュール隣接部１５と面する個数が少なくなり、複数の磁極が一括で着磁された永久磁石ブロックを用いた場合でも、可動子モジュール群２００が固定子モジュール隣接部１５に面した箇所を移動することによって生じるスロット次数成分のコギング推力を低減することができる。また、０．６６＜Ｗ２／Ｗ１＜０．９１となるように永久磁石ブロック１０ａを着磁するので、端部の着磁率低下領域Ｃ２における磁界分布と中央部の着磁率低下領域Ｃ１における磁界分布の対称性が向上し、さらに固定子モジュール１０と可動子モジュール２０との間の空隙Ｔｇに生じる磁束が滑らかに変化し、スロット次数成分または極スロット次数成分のコギング推力を低減することができる。また、０．２４＜ｈｓ／Ｗ２＜０．４５となるよう隣り合うティース鍔部２１ｃの間隔を設定するので、固定子モジュール１０と可動子モジュール２０との間の空隙Ｔｇの磁束波形が滑らかとなり、スロット次数成分と極スロット次数成分のコギング推力をさらに低減することができる。

実施の形態２．
図１０は、実施の形態２に係るモジュール型リニアモータ３の構成を示す側面図である。モジュール型リニアモータ３は、可動子モジュール群６００と、固定子モジュール群７００と、を備える。可動子モジュール群６００は、３個の可動子モジュール６０と、補助ティース６５と、を有する。可動子モジュール６０は、３個のティース部６１ｂを有する。固定子モジュール群７００は、４個の固定子モジュール７０で構成されている。固定子モジュール７０は、永久磁石ブロック７０ａと、固定子コア部７０ｂと、を有する。永久磁石ブロック７０ａは、４個の磁極１１を有する。すなわち、永久磁石ブロック７０ａの磁極数Ｎｐ１は４である。また、１つの可動子モジュール６０と空隙を介して対向配置された部分の磁極数Ｎｐ２は２個である。

このように、磁極数Ｎｐ１，Ｎｐ２、スロット数が異なった場合においても、Ｎｐ１＞Ｎｐ２が成立すれば、可動子モジュール群６００が固定子モジュール隣接部１５に面した箇所を移動することによって生じるコギング推力を低減することができる。

実施の形態３．
図１１は、実施の形態３に係るモジュール型リニアモータ４の構成を示す側面図である。図１２は、実施の形態３の可動子モジュール２０の構成を示す拡大側面図である。実施の形態３では、実施の形態１の可動子モジュール２０に切欠き部２１ｅを追加している。それ以外の構成は、実施の形態１と同様であり、重複する説明は省略する。

図１２に示すように、ティース鍔部２１ｃの先端の中央部に、切欠き部２１ｅが設けられている。切欠き部２１ｅは、コギング推力を低減する効果を有するスロットオープン２１ｄと類似した形状であるため、固定子モジュール１０と可動子モジュール２０との間の空隙の磁束密度がさらに滑らかに変化し、スロット次数成分と極スロット次数成分のコギング推力を共に低減することが可能となる。

具体的には、切欠き部２１ｅの幅ｈｓ０は、スロットオープン２１ｄの間隔ｈｓと同様に、０．２４＜ｈｓ０／Ｗ２＜０．４５の関係が成立するため、固定子モジュール１０と可動子モジュール２０との間の空隙の磁束密度が滑らかに変化し、スロット次数成分と極スロット次数成分のコギング推力が共に低減できる効果が得られる。

なお、ティース鍔部２１ｃの先端に形成される切欠き部２１ｅは、１個に限らず、２個、あるいは３個以上としてもよい。切欠き部２１ｅの数が増加した場合、固定子モジュール１０と可動子モジュール２０との間の空隙の磁束密度がさらに滑らかに変化し、コギング推力をより低減することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，２，３，４ モジュール型リニアモータ、１０，５０，７０ 固定子モジュール、１０ａ，５０ａ，７０ａ 永久磁石ブロック、１０ｂ，５０ｂ，７０ｂ 固定子コア部、１１ 磁極、１５，５５ 固定子モジュール隣接部、１７ 位置、２０，６０ 可動子モジュール、２１ 可動子コア、２１ａ コアバック、２１ｂ，３１，６１ｂ ティース部、２１ｃ ティース鍔部、２１ｄ スロットオープン、２１ｅ 切欠き部、２２ コイル、２５，６５ 補助ティース、３０ 着磁ヨーク、３２ 着磁用コイル部、１００，３００，５００，７００ 固定子モジュール群、２００，４００，６００ 可動子モジュール群、Ｃ１ 中央部の着磁率低下領域、Ｃ２ 端部の着磁率低下領域、Ｇ 着磁方向、Ｍ１ 着磁コイル磁界、Ｎｐ１，Ｎｐ２ 磁極数、Ｓ ストローク方向、Ｔｇ 空隙、Ｖ 垂直方向、Ｗ１，Ｗ２，Ｗａ１～Ｗａ６ 幅、ｈｓ 間隔、ｈｓ０ 幅。

Claims (5)

1. ストローク方向に並設された複数の固定子モジュールを有する固定子モジュール群と、前記固定子モジュール群に対して空隙を隔てて対向配置される可動子モジュール群と、を備え、
   前記可動子モジュール群は、前記ストローク方向の両端に配置された補助ティースと、前記補助ティースの間に前記ストローク方向に並設された複数の可動子モジュールと、を備え、前記可動子モジュールの各々は、前記補助ティース間で前記ストローク方向に延在するコアバックおよび一定のピッチで配列された複数のティース部を有する可動子コアと、複数の前記ティース部の各々に巻回された複数のコイルと、を備え、
   前記固定子モジュールの各々は、複数の第１磁極数の磁極が１つの磁石に配列された永久磁石ブロックを備え、
   前記固定子モジュール群の前記永久磁石ブロックに含まれる複数の磁極のうち、１つの可動子モジュールに対して対向配置される磁極の個数を第２磁極数とするとき、前記第１磁極数が前記第２磁極数より大きい
   ことを特徴とするモジュール型リニアモータ。
2. 前記永久磁石ブロックにおける中央部の極間の磁界分布と、端部の極間の磁界分布とは、非対称となっている
   ことを特徴とする請求項１に記載のモジュール型リニアモータ。
3. 前記永久磁石ブロックの幅をＷ１とし、幅Ｗ１のうち、前記固定子モジュールから前記空隙だけ離れた位置の磁束量がピークの磁束量の５０％以上となる領域の幅をＷ２とするとき、
   ０．６６＜Ｗ２／Ｗ１＜０．９１
   となるように、前記永久磁石ブロックを着磁する
   ことを特徴とする請求項２に記載のモジュール型リニアモータ。
4. 前記可動子モジュールの前記ティース部は、先端に前記ストローク方向に突出したティース鍔部を有し、隣り合うティース鍔部間の間隔をｈｓとしたとき、
   ０．２４＜ｈｓ／Ｗ２＜０．４５
   とすることを特徴とする請求項３に記載のモジュール型リニアモータ。
5. 前記ティース鍔部の先端面には、１つ以上の切欠き部が設けられ、
   前記切欠き部の幅をｈｓ０としたとき、
   ０．２４＜ｈｓ０／Ｗ２＜０．４５
   とすることを特徴とする請求項４に記載のモジュール型リニアモータ。

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