JPWO2013047610A1 - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

このアクチュエータは、相互に背向する第一表面と第二表面のそれぞれにＮ極とＳ極が第一方向に向けて交互に配置された磁石部と、第一端部が前記第一表面に対して対向し、第二端部が前記第二表面に対して対向する複数のＣ字形コア及び前記複数のＣ字形コアに巻かれた複数のコイルを有するコイル部と、を備える。前記複数のＣ字形コアは、前記第一方向に向けて配列され、第二方向において前記磁石部を基準にして片側に配置され、第三方向において前記磁石部を基準にして両側に互い違いに配置される。

Description

本発明は、アクチュエータに関する。
本願は、２０１１年９月２８日に、日本に出願された特願２０１１−２１２９５３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

特許文献１には、超精密位置決め用リニアモータが開示されている。

図１１は、従来のリニアモータ１００の概略構成を示す斜視図である。図１２は、従来のリニアモータ１００の側面図である。
リニアモータ１００は、特許文献１に開示されたリニアモータとほぼ同一構成である。このリニアモータ１００は、コア１０３を有する複数の電機子（一次側）と、永久磁石を有する磁石部１０６（二次側）と、を備える。
コア１０３には、上部磁極歯と下部磁極歯が対向する対局部（ギャップ）が形成される。コア１０３は、リニアモータ１００の進行方向から見て、上部磁極歯側の部位と下部磁極歯側の部位とが左右方向に相反して延びて形成される。コア１０３のそれぞれには、イル１０４が巻かれる。

特許第４０８９５９７号公報

従来のリニアモータ１００の電機子（コア１０３）は、外形が円形ではなく、多くの屈曲部位を有する複雑な環形である。このため、電機子（コア１０３）に発生した磁界は、磁路が長くなるため磁気飽和が生じてしまう問題がある。

また、従来のリニアモータ１００では、電機子の間隙（コア１０３のギャップ）に、磁石部１０６が挿入される。磁石部１０６は、長手方向の両端を支持する両端支持構造である。このため、磁石部１０６が長手方向に長くなると、磁石部１０６の中央部分が自重で撓んでしまうので、電機子（コア１０３）の間隙を大きくする必要がある。したがって、従来のリニアモータ１００では、磁気飽和領域において電流に対する推力の非線形性が現れて、制御性が悪くなるという問題がある。

また、従来のリニアモータ１００では、磁石部１０６を短くして撓みが生じないようにすると、十分な移動距離を確保できないという問題がある。

本発明は、効率よく精密な位置決めが可能なアクチュエータを提供することを目的とする。

本発明に係るアクチュエータの第一の実施態様は、相互に背向する第一表面と第二表面のそれぞれにＮ極とＳ極が第一方向に向けて交互に配置され、かつ、前記第一表面の極性と前記第二表面の極性が相反する磁石部と、第一端部が前記第一表面に対して隙間を隔てて対向すると共に第二端部が前記第二表面に対して隙間を隔てて対向する複数のＣ字形コア及び前記複数のＣ字形コアに巻かれた複数のコイルを有するコイル部と、を備え、前記複数のＣ字形コアは、前記第一方向に向けて配列され、前記Ｃ字形コアの環形部は、前記第一方向に対して直交すると共に前記第一表面及び前記第二表面に対して平行な第二方向において前記磁石部を基準にして片側に配置され、かつ、前記第一方向に対して直交すると共に前記第一表面及び前記第二表面に対して直交する第三方向において前記磁石部を基準にして両側に互い違いに配置される。

本発明に係るアクチュエータの第二の実施態様は、本発明に係る第一の実施態様において、前記コイルは、前記Ｃ字形コアの環形部のうち、隣接する他のＣ字形コアの環形部に対して前記第一方向において重ならない第一領域に巻かれた第一コイルを含む。

本発明に係るアクチュエータの第三の実施態様は、本発明に係る第一または第二の実施態様において、前記コイルは、前記Ｃ字形コアの環形部のうち、隣接する他のＣ字形コアに対して前記第一方向において重ならない第二領域に巻かれた第二コイルを含む。

本発明に係るアクチュエータの第四の実施態様は、本発明に係る第一から第三の実施態様のいずれかにおいて、前記Ｃ字形コアの環形部は、円環形である。

本発明に係るアクチュエータの第五の実施態様は、本発明に係る第一から第四の実施態様のいずれかにおいて、前記Ｃ字形コアの環形部の断面形状は、前記第一端部から前記第二端部に亘って同一形状である。

本発明に係るアクチュエータの第六の実施態様は、本発明に係る第一から第五の実施態様のいずれかにおいて、前記磁石部と前記コイル部の相対位置を検出するエンコーダを更に備え、前記エンコーダは、前記磁石部と前記コイル部による推力発生箇所に近接配置される。

本発明に係るアクチュエータによれば、磁気飽和を抑制して大きな推進力が得られるので、効率よく精密な位置決めができる。

本発明の実施形態に係るリニアモータの概略構成を示す斜視図である。 リニアモータの要部斜視図である。 リニアモータの概略構成を示す正面図（一部断面図）である。 コアを示す図である。 コイル部の概略構成を示す断面図である。 コイル部の概略構成を示す上面図である。 コイル部の概略構成を示す側面図である。 Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の外側コイル及び内側コイルの接続態様を示す回路図である。 Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の外側コイル及び内側コイルの他の接続態様を示す回路図である。 リニアモータのコアの磁束密度分布を示す図である。（ａ）は供給電流５Ａの場合、（ｂ）は供給電流１０Ａの場合、（ｃ）は供給電流２０Ａの場合、（ｄ）は供給電流３０Ａの場合を示す。 内側コイル（補助コイル）がない場合におけるコアの磁束密度分布を示す図（参考例）である。（ａ）は供給電流５Ａの場合、（ｂ）は供給電流１０Ａの場合、（ｃ）は供給電流２０Ａの場合、（ｄ）は供給電流３０Ａの場合を示す。 従来のリニアモータの概略構成を示す斜視図である。 従来のリニアモータの側面図である。 従来のリニアモータのコアの磁束密度分布を示す図である。（ａ）は供給電流５Ａの場合、（ｂ）は供給電流１０Ａの場合、（ｃ）は供給電流２０Ａの場合、（ｄ）は供給電流３０Ａの場合を示す。 リニアエンコーダの設置態様を示す斜視図である。 リニアエンコーダの設置態様を示す正面図である。

図１は、本発明の実施形態に係るリニアモータ１の概略構成を示す斜視図である。
図２は、テーブル２０が取り除かれたリニアモータ１の要部斜視図である。
図３Ａは、リニアモータ１の概略構成を示す正面図（一部断面図）である。図３Ｂは、Ｕ相コア６１を示す図である。

テーブル２０の進行方向をＸ方向（第一方向）、Ｘ方向に直交し、テーブル２０の上面に平行な方向をＹ方向（第三方向）、テーブル２０の上面に垂直な方向をＺ方向（第二方向）とする。
各図において、座標軸の各矢印が指す方向を＋方向、各矢印とは反対方向を−方向と呼ぶ。

以下では、リニアモータ１の特徴を説明するため、適宜、従来のリニアモータ１００と比較して説明する（図１１、図１２参照）。

リニアモータ（アクチュエータ）１は、磁気吸引力キャンセル型である。リニアモータ１は、一方向（Ｘ方向）に細長く伸びて形成されたベース１０と、ベース１０に対して摺動自在に設けられたテーブル２０と、を備える。
ベース１０とテーブル２０の間には、一対のリニアガイド５０が設けられる。このため、テーブル２０は、ベース１０に対して、リニアガイド５０の長手方向に沿って円滑に摺動可能である。

ベース１０は、細長い矩形の底壁部１１と、この底壁部１１の幅方向（Ｙ方向）の両端に垂直に設けられた一対の側壁部１２と、を備える。ベース１０は、例えば、鉄鋼等の磁性体材料又はアルミニウム等の非磁性体材から形成される。
ベース１０の底壁部１１の上面中央部には、複数の永久磁石３３がＸ方向に配列された磁石部３０が配置される。
ベース１０の側壁部１２のそれぞれの上面には、リニアガイド５０の軌道レール５１がＸ方向に沿って配置される。この２本の軌道レール５１は、ほぼ平行に配置される。各軌道レール５１には、それぞれ移動ブロック５２が取り付けられる。

テーブル２０は、例えば、アルミニウム等の非磁性材料からなり、矩形の板状に形成される。
テーブル２０の下面側の四隅には、リニアガイド５０の移動ブロック５２がそれぞれ取り付けられる。各移動ブロック５２は、上述した２本の軌道レール５１にそれぞれ取り付けられる。これにより、テーブル２０は、４組のリニアガイド５０により、ベース１０に対して直線運動可能な状態で支持される。
また、テーブル２０の下面には、三相コイルとして機能するコイル部４０が設けられる。コイル部４０は、テーブル２０の下面のうち、４つの移動ブロック５２に囲まれる領域に配置される。

磁石部３０は、細長い薄板状の磁石プレート３１と、磁石プレート３１を固定する底面プレート３２と、磁石プレート３１の両面に貼り付けられた複数の永久磁石３３と、を備える。永久磁石３３は、例えばネオジムで形成される。
磁石プレート３１は、底面プレート３２（ベース１０の底壁部１１）に対して直交しつつ、Ｙ方向に直交するように固定される。磁石プレート３１は、長手方向がＸ方向に沿って形成されると共に、短手方向がＺ方向に沿って形成される。
磁石プレート３１は、テーブル２０の下面に配置されたコイル部４０の一部（後述するギャップｇ）に挿入される。

磁石プレート３１は、Ｙ方向に直交すると共に互いに背向する第一表面３１ａと第二表面３１ｂを有する。磁石プレート３１の第一表面３１ａ及び第二表面３１ｂには、それぞれＮ極とＳ極の永久磁石３３がＸ方向に向けて交互に配置される。第一表面３１ａに配置された永久磁石３３の極性と、永久磁石３３に背向する第二表面３１ｂに配置された永久磁石３３の極性とは、相反する。つまり、第一表面３１ａには、−Ｘ方向から＋Ｘ方向に向けて（図４参照、図４において紙面下側から上側に向けて）、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、…の各永久磁石３３が交互に配置される。一方、第二表面３１ｂには、−Ｘ方向から＋Ｘ方向に向けて、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、…の各永久磁石３３が交互に配置される。
磁石プレート３１の第一表面３１ａ及び第二表面３１ｂに配置された各永久磁石３３は、コイル部４０のギャップｇに入ったときに、コイル部４０の内部に磁界を発生させる。

磁石部３０は、従来のリニアモータ１００の磁石部１０６が採用する両端支持構造とは異なる（図１１参照）。磁石部３０は、磁石プレート３１の−Ｚ方向（図３Ａにおいて紙面下側）の端面の全領域を底面プレート３２により支持する全面支持構造を採用する。このため、磁石部３０は、磁石プレート３１が自重により撓まない。

図４は、コイル部４０の概略構成を示す断面図（Ｚ方向に垂直な断面を示す図）である。図５は、コイル部４０の上面図である。図６は、コイル部４０の側面図である。

コイル部４０は、Ｕ，Ｖ，Ｗの三相コイルである。三相の各コイルは、Ｃ字形に形成されたコアと、コアに巻かれたコイルと、をそれぞれ有する。
具体的には、コイル部４０は、Ｕ相コア（Ｃ字形コア）６１，６２，６３，６４、Ｕ相外側コイル（第一コイル）６６，６８、Ｕ相内側コイル（第二コイル）６７，６９、Ｖ相コア（Ｃ字形コア）７１，７２，７３，７４、Ｖ相外側コイル（第一コイル）７６，７８、Ｖ相内側コイル（第二コイル）７７，７９、Ｗ相コア（Ｃ字形コア）８１，８２，８３，８４、Ｗ相外側コイル（第一コイル）８６，８８、Ｗ相内側コイル（第二コイル）８７，８９、を備える。

Ｕ，Ｖ，Ｗの各相のコア及びコイルは、同一構成、同一形状である。そこで、以下では、主にＵ相について説明する。また、コアの形状については、主にＵ相コア６１について説明する。

Ｕ相コア６１，６２，６３，６４の材質は、例えばケイ素鋼等の磁性体である。
図３Ａから図６に示すように、Ｕ相コア６１，６２，６３，６４は、同一形状を有する。Ｕ相コア６１，６２，６３，６４は、Ｃ字形の環形に形成され、磁石プレート３１が挿入可能な間隙であるギャップｇを有する。Ｕ相コア６１，６２，６３，６４は、磁石部３０を跨いて挟みこむ形状である。
Ｃ字形とは、環形に形成された部位（環形部６１ｃ）の周方向の一部に切れ目（ギャップｇ）を有する不完全な円環形を意味する。Ｃ字形には、Ｕ字形や馬蹄形のように、１箇所にギャップｇのある環状部材が含まれる。環形部６１ｃは、ギャップｇを形成する第一端部６１ａと第二端部６１ｂを除く部位である。

Ｕ相コア６１，６２，６３，６４は、屈曲部位や直線部位を有するものの、全体的にほぼ円弧形であるＣ字形に形成される。
Ｕ相コア６１，６２，６３，６４の断面形状（磁路（磁束方向）に垂直な断面形状）は、Ｕ相コア６１，６２，６３，６４のいずれの部分であってもほぼ均一な形状（矩形）である。

Ｕ相コア６１，６２，６３，６４はいずれも、ギャップｇを、磁石部３０が配置される−Ｚ方向に向けて配置される。また、Ｕ相コア６１，６２，６３，６４は、Ｙ方向において相互に平行な状態で、Ｘ方向に向けて等間隔に配列される。Ｕ相コア６１，６２，６３，６４の環形部（６１ｃ）はいずれも、磁石部３０を基準にして、＋Ｚ方向（図３Ａにおいて紙面上側）に向けて配置される。

Ｕ相コア６１，６２，６３，６４のうち、ギャップｇを形成する一方の端面（第一端部６１ａ）は、磁石プレート３１の第一表面３１ａに対して、接することなく、一定の間隙を隔てて対向する。Ｕ相コア６１，６２，６３，６４のうち、ギャップｇを形成する他方の端面（第二端部６１ｂ）は、磁石プレート３１の第二表面３１ｂに対して、接することなく、一定の間隙を隔てて対向する。

Ｕ相コア６１，６２，６３，６４の環形部（６１ｃ）は、Ｘ方向から見ると（図３Ａ参照）、それぞれの中心（重心）が磁石部３０（磁石プレート３１）に対して＋Ｙ方向又は−Ｙ方向にずれた（片寄った）位置にある。
Ｕ相コア６１，６３の環形部（６１ｃ）は、＋Ｙ方向（図３Ａにおいて紙面左側）に片寄って配置される。Ｕ相コア６２，６４の環形部（６１ｃ）は、−Ｙ方向（図３Ａにおいて紙面右側）に片寄って配置される。
磁石部３０の磁石プレート３１を通るＺ方向の軸線（不図示）を基準にして、Ｕ相コア６１，６３とＵ相コア６２，６４のそれぞれの環形部（６１ｃ）は、線対称となるように配置される。Ｕ相コア６１，６２，６３，６４の環形部（６１ｃ）は、磁石部３０を基準にして、Ｙ方向において互い違いになって、Ｘ方向に向けて配置される。

Ｕ相コア６１，６２，６３，６４は、従来のリニアモータ１００のコア１０３が有する複雑な環形ではない（図１２参照）。Ｕ相コア６１，６２，６３，６４は、全体的にほぼ円弧形であるＣ字形に形成される。このため、Ｕ相コア６１，６２，６３，６４は、従来のリニアモータ１００のコア１０３に比べて、磁路が短い。
Ｕ相コア６１，６２，６３，６４の断面形状は、従来のリニアモータ１００のコア１０３のように場所によって大きく異なることがない（図１２参照）。Ｕ相コア６１，６２，６３，６４の断面形状は、いずれの部分であってもほぼ均一である。
Ｕ相コア６１，６２，６３，６４のギャップｇは、従来のリニアモータ１００のコア１０３のギャップに比べて、狭く形成される。
したがって、Ｕ相コア６１，６２，６３，６４は、従来のリニアモータ１００のコア１０３に比べて、磁気飽和しづらい。

図３Ａから図６に示すように、Ｕ相コア６１，６２，６３，６４には、Ｙ方向において、磁石部３０（磁石プレート３１）から最も離れた部分に、コイル（Ｕ相外側コイル６６，６８）が巻かれる。
Ｕ相コア６１，６３では、磁石プレート３１から＋Ｙ方向に最も離れた部位（領域）にＵ相外側コイル（コイル、第一コイル）６６が巻かれる。Ｘ方向において（図３Ａ参照）、Ｕ相コア６１，６３の環形部（６１ｃ）のうち、隣接するＵ相コア６２，６４の環形部（６１ｃ）と重ならない第一領域６１ｄに、Ｕ相外側コイル６６が巻かれる。一対のＵ相コア６１，６３に対して、一つのＵ相外側コイル６６が巻かれる。
Ｕ相コア６２，６４では、磁石プレート３１から−Ｙ方向に最も離れた部位にＵ相外側コイル（コイル、第一コイル）６８が巻かれる。Ｙ方向において、Ｕ相コア６２，６４の環形部（６１ｃ）のうち、隣接するＵ相コア６１，６３の環形部（６１ｃ）と重ならない第一領域６１ｄに、Ｕ相外側コイル６８が巻かれる。一対のＵ相コア６２，６４に対して、一つのＵ相外側コイル６８が巻かれる。

Ｕ相コア６１，６２，６３，６４には、Ｙ方向において、磁石プレート３１に近接する部位（領域）に、コイル（Ｕ相内側コイル６７，６９）が巻かれる。
Ｕ相コア６１，６３では、Ｕ相外側コイル６６から−Ｙ方向に最も離れた部位に、Ｕ相内側コイル（コイル、第二コイル）６７が巻かれる。Ｘ方向において（図３Ａ参照）、Ｕ相コア６１，６３の環形部６１ｃのうち、隣接するＵ相コア６２，６４の環形部（６１ｃ）と重ならない第二領域６１ｅに、Ｕ相内側コイル６７が巻かれる。一対のＵ相コア６１，６３に対して、一つのＵ相内側コイル６７が巻かれる。
Ｕ相コア６２，６４では、Ｕ相外側コイル６８から＋Ｙ方向に最も離れた部位に、Ｕ相内側コイル（コイル、第二コイル）６９が巻かれる。Ｘ方向において、Ｕ相コア６２，６４の環形部（６１ｃ）のうち、隣接するＵ相コア６１，６３の環形部（６１ｃ）と重ならない第二領域６１ｅに、Ｕ相内側コイル６９が巻かれる。一対のＵ相コア６２，６４に対して、一つのＵ相内側コイル６９が巻かれる。

Ｕ相内側コイル６７，６９は、Ｕ相外側コイル６６，６８よりも磁石部３０に近接する。Ｘ方向から見ると（図３Ａ参照）、第一領域６１ｄは、環形部６１ｃにおいて、隣接するＵ相コアに重ならない２つの領域のうち、磁石部３０から離れた領域である。一方、第二領域６１ｅは、環形部６１ｃにおいて、隣接するＵ相コアに重ならない２つの領域のうち、磁石部３０に隣接する領域である。

Ｕ相外側コイル６６，６８とＵ相内側コイル６７，６９のコイル巻数は、Ｕ相外側コイル６６，６８のコイル巻数に対して、Ｕ相内側コイル６７，６９のコイル巻数が約半分程度になるよう設定される。

図７は、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の外側コイル及び内側コイルの接続態様を示す回路図である。
同一のコア対（Ｕ相コア６１，６３）に巻かれるＵ相外側コイル６６とＵ相内側コイル６７は、直列に接続される。
他の同一のコア対（Ｕ相コア６２，６４）に巻かれるＵ相外側コイル６８とＵ相内側コイル６９は、直列に接続される。
さらに、Ｕ相外側コイル６６とＵ相内側コイル６７の直列接続回路と、Ｕ相外側コイル６８とＵ相内側コイル６９の直列接続回路と、が直列に接続される（Ｕ相直列回路）。
Ｕ相直列回路には、三相交流電流が供給される。

Ｖ相及びＷ相においても、同一のコア対（Ｖ相コア７１，７３、Ｗ相コア８１，８３）に巻かれる外側コイル（Ｖ相外側コイル７６、Ｗ相外側コイル８６）と内側コイル（Ｖ相内側コイル７７、Ｗ相内側コイル８７）が直列に接続される。
他の同一のコア対（Ｖ相コア７２，７４、Ｗ相コア８２，８４）に巻かれる外側コイル（Ｖ相外側コイル７８、Ｗ相外側コイル８８）と内側コイル（Ｖ相内側コイル７９、Ｗ相内側コイル８９）が直列に接続される。
さらに、２つの直列接続回路が直列に接続される（Ｖ相直列回路、Ｗ相直列回路）。
Ｖ相直列回路及びＷ相直列回路にも三相交流電流が供給される。

各相の外側コイル及び内側コイルの接続態様は、次のようにしてもよい。
図８は、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の外側コイル及び内側コイルの他の接続態様を示す回路図である。
同一のコア対（Ｕ相コア６１，６３）に巻かれるＵ相外側コイル６６とＵ相内側コイル６７は、直列に接続される。
他の同一のコア対（Ｕ相コア６２，６４）に巻かれるＵ相外側コイル６８とＵ相内側コイル６９は、直列に接続される。
さらに、Ｕ相外側コイル６６とＵ相内側コイル６７の直列接続回路と、Ｕ相外側コイル６８とＵ相内側コイル６９の直列接続回路と、が並列に接続される（Ｕ相並列回路）。
Ｕ相並列回路に三相交流電流が供給される。

Ｖ相及びＷ相においても、同一のコア対（Ｖ相コア７１，７３、Ｗ相コア８１，８３）に巻かれる外側コイル（Ｖ相外側コイル７６、Ｗ相外側コイル８６）と内側コイル（Ｖ相内側コイル７７、Ｗ相内側コイル８７）が直列に接続される。
同一のコア対（Ｖ相コア７２，７４、Ｗ相コア８２，８４）に巻かれる外側コイル（Ｖ相外側コイル７８、Ｗ相外側コイル８８）と内側コイル（Ｖ相内側コイル７９、Ｗ相内側コイル８９）が直列に接続される。
さらに、２つの直列接続回路が並列に接続される（Ｖ相並列回路、Ｗ相並列回路）。
Ｖ相並列回路及びＷ相並列回路にも三相交流電流が供給される。

以上のように構成されたリニアモータ１において、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相のコイルには、１２０度ずつ位相が異なる三相交流電流が流される。これにより、コイル部４０から進行磁界が発生する。そして、コイル部４０に発生された進行磁界と磁石部３０に発生された磁界との作用により、コイル部４０（テーブル２０）に推力が発生する。

図９は、リニアモータ１のＵ相コア６１，６２の磁束密度分布を示す図である。
図１０は、参考例として、内側コイル６７，６９を設けない場合におけるＵ相コア６１，６２の磁束密度分布を示す図である。
図１３は、従来のリニアモータ１００のコア１０３の磁束密度分布を示す図である。
図９、図１０は、Ｕ相コア６１，６２をＸ方向から見た図であり、Ｕ相コア６１，６２のみを示す。
図１３は、Ｕ相コア１０３をＸ方向から見た図であり、Ｕ相コア１０３のみを示す。
図９、図１０では、（ａ）〜（ｄ）の順に、コイル部４０への供給電流を増加している。（ａ）は供給電流５Ａの場合、（ｂ）は供給電流１０Ａの場合、（ｃ）は供給電流２０Ａの場合、（ｄ）は供給電流３０Ａを示す。
同様に、図１３では、（ａ）〜（ｄ）の順に、コイル部への供給電流を増加している。（ａ）は供給電流５Ａの場合、（ｂ）は供給電流１０Ａの場合、（ｃ）は供給電流２０Ａの場合、（ｄ）は供給電流３０Ａの場合を示す。

図９に示すように、Ｕ相コア６１，６２は、いずれも、ギャップｇの近傍において磁束密度が若干低い部分が見受けられるものの、全体的に磁束密度が均一である。
従来のリニアモータ１００のコア１０３の磁束密度（図１３）に比べて、Ｕ相コア６１，６２は、磁束密度が高く、磁気飽和しづらい。
Ｕ相コア６１，６２では、供給電流の電流値を変化させた場合であっても、全体的に磁束密度が均一である。

図１０に示すように、Ｕ相コア６１，６２は、いずれも、ギャップｇの近傍において磁束密度が若干低い部分が見受けられるものの、全体的に磁束密度が均一である。
従来のリニアモータ１００のコア１０３の磁束密度（図１３）に比べて、Ｕ相コア６１，６２は、磁束密度が高く、磁気飽和しづらい。

図９と図１０を比べると、図９の場合の方が図１０の場合に比べて、Ｕ相内側コイル６７，６９が存在する分だけ磁束密度がより全体的に均一であり、磁束密度が高い。

本発明の実施形態に係るリニアモータ１は、従来のリニアモータ１００に比べて、以下に示す特徴及び効果を有する。
リニアモータ１では、永久磁石３３が配置された磁石プレート３１は底面プレート３２に固定される構造なので、磁石プレート３１に自重によるたわみが生じない。このため、各相のコアと磁石部とのギャップを小さくできる。したがって、リニアモータ１では、磁束を有効に利用できる。
また、リニアモータ１では、磁石プレート３１のたわみに起因するテーブル２０（コイル部４０）の移動距離の制限がない。

リニアモータ１は、各相のコア（環形部）がほぼ円環のＣ字形であるため、コア内部の磁路が短くなる。各相のコア（環形部）の断面形状は、いずれの部分においてもほぼ均一である。
これにより、リニアモータ１は、各相のコアの磁気飽和が抑制されるので、三相交流電流値に応じて円滑にテーブル２０の推進力が得られる。したがって、リニアモータ１は、従来のリニアモータ１００よりも制御性が向上する。

なお、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

図１４Ａは、リニアエンコーダの設置態様を示す斜視図である。図１４Ｂは、リニアエンコーダの設置態様を示す正面図である。
リニアモータ１は、ベース１０（磁石部３０）に対するテーブル２０（コイル部４０）のＸ方向の位置、速度等を計測するために、リニアエンコーダ９０を備える。
リニアエンコーダ９０は、ベース１０に配置されるリニアスケール９１及びテーブル２０に配置される検出器９２から構成される。リニアスケール９１は、磁石プレート３１の上端に配置される。磁石プレート３１の上端に、ＸＹ平面に平行かつＸ方向に沿う上端プレート３５を配置する。リニアスケール９１は、この上端プレート３５の上面に設置される。検出器９２は、テーブル２０のＸ方向の端面に対して検出器取付具２５を介して配置される。

リニアエンコーダ９０の設置位置は、リニアモータ１の推力発生箇所（ギャップｇ）にほぼ一致（近接）する。したがって、ベース１０（磁石部３０）に対するテーブル２０（コイル部４０）の相対位置を正確に検出することができる。
仮に、リニアエンコーダをリニアモータの推力発生箇所から離れた場所に配置すると、機械的な歪み等により位置検出誤差が発生して、制御的な遅れの原因となる。このため、リニアモータが振動して精密な位置決めが困難となる場合がある。
一方、リニアモータ１では、リニアエンコーダ９０の設置位置を推力発生箇所にほぼ一致（近接）させたので、位置検出誤差が殆ど発生しない。したがって、リニアモータ１における制御的振動が抑制されて、リニアモータ１の精密な位置決めが可能となる。
また、リニアモータ１では、磁石プレート３１に上端プレート３５を設けたので磁石部３０の機械的剛性が高くなる。したがって、磁石部３０及びリニアスケール９１における機械的振動が抑制されて、リニアモータ１の精密な位置決めが可能となる。

上述した実施形態では、１つのコアに対して２つのコイル（外側コイル及び内側コイル）を設けた場合について説明したが、これに限らない。１つのコアに対して外側コイルのみを設けた場合や、１つのコアに対して内側コイル（補助コイル）のみを設けた場合であってもよい。

リニアモータ１は、三相型の場合に限らず、例えば二相型の場合であっても適用可能である。

コイル部４０の各相のコアの数は、４つの場合に限定されるものでなく、偶数であれば適用可能である。

コイル部４０の各相のコアの断面形状は、矩形に限らない。例えば多角形であってもよいし、円形や楕円形などであってもよい。コアの断面形状は、ほぼ均一な断面形状であれば、どのような形状であってもよい。

１…リニアモータ（アクチュエータ）、 ３０…磁石部、 ３１ａ…第一表面、 ３１ｂ…第二表面、 ３３…永久磁石、 ４０…コイル部、 ６１，６２，６３，６４…Ｕ相コア（Ｃ字形コア）、 ６１ａ…第一端部、 ６１ｂ…第二端部、 ６１ｃ…環形部、 ６１ｄ…第一領域、 ６１ｅ…第二領域、 ６６，６８…Ｕ相外側コイル（コイル、第一コイル）、 ６７，６９…Ｕ相内側コイル（コイル、第二コイル）、 ７１，７２，７３，７４…Ｖ相コア（Ｃ字形コア）、 ７６，７８…Ｗ相外側コイル（コイル、第一コイル）、 ７７，７９…Ｗ相内側コイル（コイル、第二コイル）、 ８１，８２，８３，８４…Ｖ相コア（Ｃ字形コア）、 ８６，８８…Ｗ相外側コイル（コイル、第一コイル）、 ８７，８９…Ｗ相内側コイル（コイル、第二コイル）、 ９０…リニアエンコーダ（エンコーダ）

Claims (6)

1. 相互に背向する第一表面と第二表面のそれぞれにＮ極とＳ極が第一方向に向けて交互に配置され、かつ、前記第一表面の極性と前記第二表面の極性が相反する磁石部と、
   第一端部が前記第一表面に対して隙間を隔てて対向すると共に第二端部が前記第二表面に対して隙間を隔てて対向する複数のＣ字形コア及び前記複数のＣ字形コアに巻かれた複数のコイルを有するコイル部と、
   を備え、
   前記複数のＣ字形コアは、前記第一方向に向けて配列され、
   前記Ｃ字形コアの環形部は、前記第一方向に対して直交すると共に前記第一表面及び前記第二表面に対して平行な第二方向において前記磁石部を基準にして片側に配置され、かつ、前記第一方向に対して直交すると共に前記第一表面及び前記第二表面に対して直交する第三方向において前記磁石部を基準にして両側に互い違いに配置されるアクチュエータ。
2. 前記コイルは、
   前記Ｃ字形コアの環形部のうち、隣接する他のＣ字形コアの環形部に対して前記第一方向において重ならない第一領域に巻かれた第一コイルを含む請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記コイルは、
   前記Ｃ字形コアの環形部のうち、隣接する他のＣ字形コアに対して前記第一方向において重ならない第二領域に巻かれた第二コイルを含む請求項１に記載のアクチュエータ。
4. 前記Ｃ字形コアの環形部は、円環形である請求項１に記載のアクチュエータ。
5. 前記Ｃ字形コアの環形部の断面形状は、前記第一端部から前記第二端部に亘って同一形状である請求項１に記載のアクチュエータ。
6. 前記磁石部と前記コイル部の相対位置を検出するエンコーダを更に備え、
   前記エンコーダは、前記磁石部と前記コイル部による推力発生箇所に近接配置される請求項１に記載のアクチュエータ。