TW201338360A - 線性馬達 - Google Patents

Abstract

本發明之目的係提供一種線性馬達，其即使可動子之移動範圍長，亦不會有磁石之使用量增大的情形。本發明線性馬達之構成，其特徵在具有磁性體之固定子2、及可動子1之線性馬達中，前述可動子1係在線圈內部，沿著移動方向配置有交互連結之複數磁石及電機子鐵心，並隔著電機子鐵心，相鄰的磁石在彼此相對之方向上被磁化，前述固定子2，係於前述可動子1之移動方向上具有長方向以磁氣結合之相對的二個板狀部，同時，在該二個板狀部之相對各自面上，隔著所定間隔，配列有棒狀之略直方體狀的磁性體之齒部，前述可動子1在前述相對的二個板狀部間，係沿著前述齒部之配列方向而移動者。

Description

線性馬達

本發明係關於一種由固定子及具有驅動線圈之可動子所組合而成之線性馬達。

舉例而言，在半導體製造裝置、液晶顯示裝置之製造領域中，需要一種運送裝置，其能將大面積之基板等處理對象物以高速度進行直線移動，並以高精度將其位置決定於適當之移動位置。此種運送裝置，一般而言，係將作為驅動源之馬達的旋轉運動，以滾珠螺桿機構等的運動變換機構，改變成直線運動而獲得實現，但由於運動變換機構存在其中之故，使得移動速度的高速化有其界限。又因為運動變換機構有機械性的誤差存在之故，還有位置決定的精度不夠完全之問題。

為處理這個問題，近年所使用之運送裝置，其係以直線運動之出力可直接送出之線性馬達作為驅動源。線性馬達，係具有直線狀的固定子及沿著該固定子移動之可動子。在前述的運送裝置中，係使用一種移動線圈型之線性馬達，其係於每一定間隔多數地、並設了板狀之永久磁石而構成固定子，而將具有磁極齒及通電線圈之電機子作為可動子(例如，專利文獻1 參照)者。

【先前技術文獻】

【專利文獻1】特開平3-139160號公報

(三)發明內容

在移動線圈型之線性馬達上，由於在固定子上配置有磁石之故，線性馬達的全長越長(可動子的移動距離變得越長)，所使用之磁石的量就越增加。近年，隨著稀土類的價格上升，所使用磁石量之增加，遂成為成本增加的原因。

此外，由於以磁性體製作之固定子軛鐵(yoke)上配置有磁石之故，固定子的厚度係固定子軛鐵與磁石之加總，使得線性馬達的小型化有其困難。

進一步，在固定子軛鐵上配置磁石的作業亦煩雜而有成本增加的問題。

本發明之目的，係鑑於上述情事，而提供一種線性馬達，其即使線性馬達之全長很長但磁石之使用量仍不會增加者。此外，進一步的目的，更提供一種線性馬達，其可以使固定子的厚度變薄，且固定子的製作更為容易者。

本發明之線性馬達，其特徵在具有磁性體之固定子、及可動子之線性馬達中，前述可動子係在線圈內部，沿著移動方向配置有交互連結之複數磁石及電機子鐵心，並隔著電機子鐵心，相鄰的磁石在彼此相對之方向上被磁化，前述固定子，係於前述可動子之移動方向上具有長方向以磁氣結合之相對的二個板狀部，同時，在該二個板狀部之相對各自面上，隔著所定間隔，配列有棒狀之略直方體狀的磁性體之齒部，前述可動子在前述相對的二個板狀部間，係沿著前述齒部之配列方向而移動者。

本發明中，可動子係於線圈內部，沿著前述可動子的移動方向配置有交互連結之複數的磁石及電機子鐵心。由於磁石僅使用可動子之故，即使線性馬達的全長變長，所使用之磁石量並不會增加而為一定，從而可以減少成本。

本發明之線性馬達，其中前述二個板狀部之一側的面上所配列之齒部，與在另一面上所配列之齒部，係沿著前述可動子之移動方向，彼此差異地配置者。

本發明之線性馬達，其中前述齒部的長方向係於前述可動子的移動方向上配置成略直角者。

本發明之線性馬達，其中前述磁石及電機子鐵心係棒狀之略直方體狀，而各自沿著長方向之各面，幾乎係全面地呈密著連結者。

本發明之線性馬達，其中前述各磁石及電機子鐵心之長方向兩端部，係相對於前述可動子之移動方向而位置互異者。

本發明中，由於磁石與電機子鐵心上呈現傾斜，磁阻力(Detent Force)可減低，且由於固定子與可動子之相對位置不同所導致之推力斑亦可被減少。

本發明之線性馬達，其中前述各磁石及各電機子鐵心係有一個斷面為平行四邊形者。

本發明之線性馬達，其中前述齒部之長方向係相對於前述可動子之移動方向的垂直方向，以傾斜的方式配置者。

本發明中，設置在固定子上之齒部因為係在可動子的移動方向上被設置成傾斜之故，磁阻力可減低，且由於固定子與可動子之相對位置不同所導致之推力斑亦可被減少。

本發明之線性馬達，其中在前述二個板狀部之一側的面上所配列之齒部，與在另一面上所配列之齒部，係在相異的方向上呈現傾斜者。

本發明中，在二個板狀部之一側的面上所設置之齒部，與在另一面上所設置之齒部，由於是在不同方向上形成傾斜之故，可動子在相對於移動方 向所發生之左右傾斜並導致旋扭的情形，就可被抑制。

本發明之線性馬達，其中具有前述可動子之移動方向上長度不同的電機子鐵心。

本發明中，由於具有前述可動子之移動方向的長度為不同之電機子鐵心，磁阻力可獲得減低。

本發明之線性馬達，其中前述齒部係接合於前述固定子上。

本發明之線性馬達，其中前述齒部係在前述固定子上將凹凸部以深掘加工而形成者。

本發明中，由於齒部係以深掘加工而形成，故相較於齒部係接合者而言，可以降低成本。

本發明之線性馬達，其特徵在具有固定子、及可動子之線性馬達中，前述可動子係在線圈內部，沿著移動方向配置有交互連結之複數磁石(以下亦稱為「永久磁石」)及電機子鐵心，並隔著該電機子鐵心，相鄰的磁石在彼此相對之方向上被磁化，前述固定子，係於前述可動子之移動方向上具有長方向以磁氣結合之相對的二個板狀部，在該二個板狀部之間配置有前述可動子，前述板狀部上係各自沿著前述移動方向，並設有不較前述板狀部 更突出之複數的磁性體部。

本發明中，可動子係在線圈內部，沿著前述可動子的移動方向配置有交互連結之複數磁石及電機子鐵心。由於磁石僅在可動子使用之故，即使線性馬達的全長變長，所使用之磁石量並不會增加而為一定，從而可以減少成本。在構成固定子之板狀部中，由於並設有不較板狀部更突出之複數的磁性體部，而可以使固定子之厚度變薄。

本發明之線性馬達，其中前述複數的磁性體部係隔著空隙以等間隔所並設者。

本發明中，由於複數的磁性體部係隔著空隙以等間隔而並設，因此如傳統技術一般，須形成在固定子之板狀部厚度有變化之齒部，就沒有其必要。因此就可能使固定子變薄。

本發明之線性馬達，其中前述空隙係將前述板狀部加以貫通所成之直方體狀的貫通孔者。

本發明中，由於係從板狀部將成為空隙之部分加以除去並使其貫通所進行之加工，因此就可能使固定子變薄。

本發明之線性馬達，其中前述磁性體部係以櫛齒狀所形成者。

本發明中，由於磁性體部係以櫛齒狀所形成，因此可將固定子變薄，並使之輕量化。

本發明之線性馬達，其中前述二個板狀部之一者的磁性體部與另一者之磁性體部，係沿著前述可動子之移動方向，至少有一部為彼此差異地配置者。

本發明中，由於二個板狀部之一者的磁性體部與另一者之磁性體部，係彼此差異地配置者，因此線性馬達所產生之推力就可變大。

本發明之線性馬達，其中前述磁性體部與前述空隙之境界面係呈平面，而關於該平面之面法線向量與表示前述移動方向之法線係呈平行者。

本發明中，由於該平面之面法線向量係與前述移動方向之法線呈平行者，因此線性馬達所產生之推力就可變大。

本發明之線性馬達，其中前述磁性體部與前述空隙之境界面係呈平面，而包含關於該平面之面法線向量與表示前述移動方向之法線的平面，係平行於前述板狀部，且前述面法線向量與表示前述移動方向之法線係非平行者。

本發明中，包含關於磁性體部與空隙之境界面之面法線向量與表示移動方向之法線的平面，係平行於前述板狀部，且面法線向量與表示前述移動方向之法線係非平行者。亦即，因為磁性體部相對於固定子的移動方向係呈現傾斜，因此磁阻力可減低，且由於固定子與可動子之相對位置不同所導致之推力斑亦可被減少。

本發明之線性馬達，其中前述板狀部之一者的面法線向量與表示前述移動方向之法線所成角度，與前述板狀部之另一者的面法線向量與表示前述移動方向之法線所成角度，其加算值係前述一者的面法線向量與前述另一者的面法線向量所成角度之值。

本發明中，一者的面法線向量與表示移動方向之法線所成角度，與另一者的面法線向量與表示移動方向之法線所成角度，其加算值係板狀部之一者的面法線向量與板狀部之另一者的面法線向量所成角度之值。亦即，在二個板狀部之一者所設置的磁性體部，與另一者上所設置的磁性體部，其相對於移動方向係呈現不同方向上之傾斜，因此可動子在相對於移動方向所發生之左右傾斜並導致旋扭的情形，就可被抑制。

本發明之線性馬達，其中前述磁石及電機子鐵心係呈直方體狀，而沿著各自的長方向的各面則幾乎全面地密接連結。

本發明中，由於磁石及電機子鐵心係呈直方體狀，因此可以很容易地製 作電機子鐵心。又因為磁石及電機子鐵心係密接連結之故，因此磁石之磁導係數就可以升高。同時，更因為磁石之每單位磁區所發生之磁通量增加之故，磁石的利用效率亦可獲得提升。

本發明之線性馬達，其中前述磁石及電機子鐵心沿著前述長方向的面，係面對著前述可動子的移動方向，且相對於前述移動方向係保持傾斜，而沿著前述長方向之面的兩端，則與前述移動方向之位置係相異者。

本發明中，由於磁石及電機子鐵心沿著長方向的面的兩端，與可動子的移動方向之位置相異，因此磁阻力可減低，且由於固定子與可動子之相對位置不同所導致之推力斑亦可被減少。

本發明之線性馬達，其中具有前述可動子之移動方向的長度為相異之電機子鐵心。

本發明中，由於具有前述可動子之移動方向的長度為相異之電機子鐵心，因此磁阻力可減低。

本發明之線性馬達，其中前述空隙係以切削加工所形成者。

本發明中，由於係從板狀部將成為空隙之部分加以除去並形成磁性體部，因此就可能使固定子變薄。

本發明之線性馬達，其中前述空隙係以沖切加工所形成者。

本發明中，由於係從板狀部將成為空隙之部分進行沖切加工，並形成磁性體部之故，因此可減低加工成本。

本發明中，由於配置於可動子之電機子鐵心可以小型化之故，因此可動子可以作成輕量且小型者。此外，因為僅可動子上使用磁石之故，即使在線性馬達之全長加長之情形下，無必要增加所使用之磁石，從而可減低成本。進一步因為並設有不較固定子之板狀部更突出之複數的磁性體部，所以可以使固定子之厚度變薄，並達成輕量化之效果。

1‧‧‧可動子

1a‧‧‧線圈

1b‧‧‧電機子鐵心

11b‧‧‧電機子鐵心

1c‧‧‧永久磁石

1d‧‧‧永久磁石

2‧‧‧固定子

2a‧‧‧第1齒部

2b‧‧‧第2齒部

2c‧‧‧固定子本體

21‧‧‧上板部(板狀部)

21a‧‧‧磁性體部

21b‧‧‧空隙

22‧‧‧下板部(板狀部)

22a‧‧‧磁性體部

22b‧‧‧空隙

23‧‧‧側板部

圖1：表示實施形態1之線性馬達的概略構成之部分截斷斜視圖。

圖2：表示實施形態1之線性馬達的可動子之平面圖。

圖3：表示實施形態1之線性馬達的概略構成之斷面圖。

圖4：表示實施形態1之線性馬達的概略構成之側面圖。

圖5：實施形態1之線性馬達的推力發生原理之說明用圖。

圖6：實施形態1之線性馬達的推力發生原理之說明用圖。

圖7：實施形態1之線性馬達的推力發生原理之說明用圖。

圖8：表示實施形態2之線性馬達的可動子之平面圖。

圖9：表示實施形態3之線性馬達的固定子構成之斷面圖。

圖10：表示實施形態4之線性馬達的固定子構成之斷面圖。

圖11：表示實施形態5之線性馬達的概略構成之部分截斷斜視圖。

圖12：表示實施形態5之線性馬達的固定子之部分截斷斜視圖。

圖13：表示實施形態5之線性馬達的固定子構成之斷面圖。

圖14：表示實施形態5之線性馬達的概略構成之斷面圖。

圖15：表示實施形態5之線性馬達的概略構成之側面圖。

圖16：實施形態5之線性馬達的推力發生原理之說明用圖。

圖17：實施形態5之線性馬達的推力發生原理之說明用圖。

圖18：實施形態5之線性馬達的推力發生原理之說明用圖。

圖19：表示實施形態7之線性馬達的固定子構成之平面圖。

圖20：表示實施形態8之線性馬達的固定子構成之平面圖。

圖21：表示實施形態9之線性馬達的固定子構成之部分截斷斜視圖。

圖22：表示實施形態10之線性馬達的固定子構成之平面圖。

圖23：表示實施形態11之線性馬達的固定子構成之平面圖。

以下，茲就本發明基於該實施形態所示之圖式具體地加以說明。

實施形態1

圖1係表示實施形態1之線性馬達的概略構成之部分截斷斜視圖。本實施形態之線性馬達，係由可動子1及固定子2所構成。

圖2係表示實施形態1之線性馬達的可動子之平面圖。圖3係表示實施形態1之線性馬達的概略構成之斷面圖。圖4係表示實施形態1之線性馬達的概略構成之側面圖。

可動子1係將各個略直方體狀之電機子鐵心1b、永久磁石1c、電機子鐵心1b、永久磁石1d、電機子鐵心1b、…交互地使其連結，並以線圈1a捲繞所構成者。如圖2所示，沿著電機子鐵心1b、永久磁石1c、1d的連結方向之長度(沿著連結方向之厚度)，其電機子鐵心1b係較永久磁石1c、1d為長(厚)。此外，相對於連結方向為垂直方向上之長度，則電機子鐵心1b係較永久磁石1c、1d為長。此外，相對於圖2的紙面為垂直方向之長度，亦即，圖3的紙面上下方向之長度，係電機子鐵心1b、永久磁石1c、1d之任一者皆為約略相同之長度，且較線圈1a為長者。又電機子鐵心1b與永久磁石1c或1d，其沿著長方向(相對於連結方向為垂直之方向)之各面，則幾乎係全面地呈密著連結者。

電機子鐵心1b，可以磁性材料，例如矽鋼板進行層合，或將磁性金屬粉末加以固化而作成例如SMC(軟磁性複合部件：Soft Magnetic Composites)者亦可。使用此種部件，可抑制鐵心材料之渦電流損或磁滯(hysteresis)損或偏磁之情形。

永久磁石1c、1d，係以釹(Nd)、鐵(Fe)、硼(B)作為主成分之釹磁石。

圖2中，各永久磁石1c、1d所示之空白箭頭係表示各永久磁石1c、1d之磁化方向。在此，空白箭頭之終點為N極，起點為S極。永久磁石1c、 1d，不論何者皆是在電機子鐵心1b、永久磁石1c、1d的連結方向上被磁化，而這些磁化的方向則是彼此相異的逆向。此外，這些相鄰的永久磁石1c與永久磁石1d之間，係插入電機子鐵心1b。而隔著電機子鐵心1b相鄰之永久磁石1c、1d，則在彼此相對向的方向上被磁化。在電機子鐵心1b及永久磁石1c、1d序列的周圍，係圍繞著線圈1a。亦即，在線圈1a之內部係排列著電機子鐵心1b及永久磁石1c、1d。

如圖3所示，固定子2係由橫斷面略呈字狀之固定子本體2c、第1齒部2a、第2齒部2b所構成。如圖1所示，固定子2係在可動子1的移動方向上變長。第1齒部2a、第2齒部2b，其係於固定子本體2c之相對的二個板狀部2d、2e相對面側，沿著可動子1的移動方向而配置者。第1齒部2a、第2齒部2b，係棒狀的略直方體狀。固定子本體2c，係將磁性金屬，例如平板狀之壓延鋼材加以彎曲而形成。固定子本體2c，除了彎曲外，亦可將平板狀的板以溶接等接合或螺旋夾等方式而形成。固定子本體2c之相對的板狀部2d、2e，係以磁氣進行結合。關於第1齒部2a、第2齒部2b，則藉由磁性金屬板，例如鋼板等而形成，再於固定子本體2c上以溶接等接合或螺旋夾等方式而固定。

又，亦可將略呈字狀之磁性鋼板的齒部部位留下，並在齒部部位之兩側以深掘加工形成溝，而作成第1齒部2a、第2齒部2b。如此進行時，相較於將齒部以溶接等接合或螺旋夾等加以固定之情況，固定子2可以降低其成本。

如圖3及圖4所示，第1齒部2a及第2齒部2b係以同一形狀、同一尺寸者為較理想。第1齒部2a及第2齒部2b，其各自之配置方向的長度，係較可動子1的電機子鐵心1b及永久磁石1c、1d組合的連結方向之長度，再略短一些。第1齒部2a及第2齒部2b之突出方向之長度，則較配置方向之長度更長。本說明書中突出方向之長度，該較配置方向之長度更長者，亦可因固定子1、第1齒部2a、第2齒部2b、可動子1、電機子鐵心1b、永久磁石1c、1d、及線圈的配置或尺寸而縮短。第1齒部2a、第2齒部2b在圖3的紙面左右方向之長度，係較電機子鐵心1b及永久磁石1c或1d為略長。此時，因邊緣磁通使得假想上的氣縫隙變短，由可動子的磁石而來的磁通就可以效率良好地流到固定子。其越短時，可動子因吸引力被吸引到中央，直進性就變得更好。

又此長度亦可為相同。

此外，第1齒部2a和第2齒部2b係各自以等間隔被配置於固定本體2c之相對的二個板狀部2d、2e的相對面側。第1齒部2a和第2齒部2b之長方向，係配置於可動子1的移動方向之略直角處。配置之間隔，係較可動子1的電機子鐵心1b及永久磁石1c或1d組合的連結方向之長度，再略長一些。此外，第1齒部2a及第2齒部2b係各自在突出方向上，不重疊地沿著可動子1的移動方向，彼此相異地配置著(千鳥配置)。

此外，第1齒部2a及第2齒部2b係如圖4所示，與可動子1相對之各面，並不限於須相對，亦可為面之一部彼此間呈相對者。亦即，如有未相對之部分，可在可動子1上產生推力。如全面皆相對時，就不會對可動子1 產生推力。

在如上述，在所構成之固定子2上配置上述之可動子1。如圖4所述，在可動子1之一側的面上係與第1齒部2a相對，而在可動子1之另一側的面上則與第1齒部2b相對。如第1齒部2a上係可動子1的電機子鐵心1b及永久磁石1c之組合對應時，則相鄰之第1齒部2a上即係電機子鐵心1b與永久磁石1c之組合對應。第1齒部2a與第1齒部2a之間有電機子鐵心1b及永久磁石1d的組合。進一步，第2齒部2b亦除了電機子鐵心與永久磁石之組合不同外，亦以同樣的間隔而配置。亦即，在1磁氣週期係設置第1齒部2a、第2齒部2b各一個。此外，第1齒部2a及第2齒部2b，係以電氣角180度的相異位置(僅1/2磁氣週期錯開之位置)而設置。因此，舉例來說，如第1齒部2a係與可動子1之一側的永久磁石1c與電機子鐵心1b相對時，則所呈現的位置關係就是，第2齒部2b係與可動子1之另一側的永久磁石1d與電機子鐵心1b相對。

圖5、圖6及圖7係用以說明實施形態1之線性馬達的推力發生之原理圖。在可動子1之線圈1a上有交流電流在流通。在圖5所示的方向上如將線圈1a通電時(圓圈中有黑點者係代表由紙面的內側朝表面之通電，圓圈中有打叉者則代表由紙面的外表朝紙內側的通電)，各電機子鐵心1b係，紙面上的上側為N極，紙面下的下側為S極。如虛線箭頭所示者，各電機子鐵心1b所發生之磁通係流進第1齒部2a，通過固定子本體2c由第2齒部2b流入各電機子鐵心1b而發生磁通回路。由於磁通回路，在第1齒部 2a發生S極，在第1齒部2b則發生N極。

以上，不考慮磁石之磁通，僅說明以通電使固定子2側之第1齒部2a與第2齒部2b進行勵磁之部分。亦即，藉由在以可動子1的永久磁石1c、1d及電機子鐵心1b所形成之磁氣回路上纏繞的線圈上通電，就可與在固定子2的第1齒部2a與第2齒部2b上直接纏繞線圈之情形相同，使得固定子2的第1齒部2a與第2齒部2b發生勵磁。

接著，關於永久磁石之磁極發生及推力發生，藉由圖6加以說明。

如圖6所示，如永久磁石1c、1d係對於電機子鐵心1b為著磁方向相對之配置情形時，電機子鐵心1b整體會成為單極，例如，圖中最左側之電機子鐵心1b為N極，由左邊起算第2個電機子鐵心1b為S極，這樣的勵磁情形。

另一方面，如圖6有括弧者所示，藉由在固定子2的第1齒部2a與第2齒部2b上線圈1a之捲線的通電，會存在有勵磁化之磁極。這些，因為永久磁石1c、1d之可動子1軛鐵側(電機子鐵心1b)之磁極，與線圈1a之捲線通電所導致之勵磁化固定子2齒部2a、2b側之磁極，進行著吸引/排斥的動作，而在可動子1上產生了推力。

此外，由於永久磁石1c、1d之勵磁很大，因此在實際測定之情形下，固定子1側之磁極，亦有可能無法判別出係N極或S極。此係在一般的永久磁石同期馬達上都會產生的普遍現象，所謂在磁氣回路上之重合原理就能容易說明之情形。即使在此種情形下，以線圈之勵磁而將永久磁石之磁場的平衡破壞，並發生推力者，亦不會有所改變。為避免誤解，圖6中， 固定子2的第1齒部2a、第2齒部2b的磁極記號，皆以括弧加以標記。

圖7所表示者，係由圖5的狀態，進行到可動子1與電機子鐵心1b及永久磁石1c、1d之一組份幾乎相等距離，亦即，進行到相當於電氣角180度之距離的情形。圖7中在線圈所流動的電流方向是相反的。因此，第1齒部2a上發生N極，第2齒部2b上發生S極。由於永久磁石1c、1d之電機子鐵心1b之勵磁不會發生改變，因此圖7所示之箭頭方向上會發生吸引力，可動子1之長方向(移動方向)之吸引力被合成而成為推力，可動子1就移動了。由圖7之狀態，如可動子1是進行到相當於電氣角180度之距離的情形時，就會成為圖5相同之情形。藉由重複以上的動作，可動子1就可繼續移動。

接著說明端效果所致影響之改善。所謂的端效果，係指在線性馬達中，在可動子兩端發生之磁氣性吸引、排斥力之影響，所造成對於馬達之推力特性(頓振(Cogging)特性、無激磁保持(Detent)特性)的影響。傳統上，為減少端效果，都是採用將兩端的齒部形狀，作成其他不同形狀之對策。端效果之所以會發生，就是因為磁通回路之流動係與移動方向相同所致(專利文獻1之第2圖參照)。然而，實施形態1之線性馬達，由於含有通過固定子本體2c之磁路的回路(磁通回路)，其流動方向係與進行方向呈直角方向之故，故可減低端效果之影響。

如上所述，實施形態1之線性馬達，因為永久磁石僅在可動子上使用之 故，即使將線性馬達全長加長，所使用之永久磁石量都不會增加而保持一定，所以可減少成本。並且，還可減少端效果之影響。

此外，雖然在實施形態1上所示之形態係可動子1全部被固定子2夾住，但本發明中亦可為：可動子1之中的永久磁石1c、1d及電機子鐵心1b被固定子2夾住；或線圈1a之一部突出到固定子2外，皆可。

再者，就上述中，關於單相之線性馬達(單相分的單位)加以說明。然而，本發明並不限於此。例如其構成如係三相驅動之線性馬達時，可將上述之可動子3個，僅以齒部之間距×(n+1/3)或齒部之間距×(n+2/3)(但，n為整數)為間隔而配置於直線上。此時，亦可考慮各可動子之長方向之長度而設定整數n。

實施形態2

圖8係表示實施形態2之線性馬達的可動子1之平面圖。關於固定子，由於與實施形態1相同之故，省略其說明。

在實施形態2中，電機子鐵心1b、11b與永久磁石1c、1d之序列中，僅位於中央之電機子鐵心11b連結方向之長度，係較其他的電機子鐵心1b為長。此外，電機子鐵心1b、11b、永久磁石1c、1d之長方向兩端部，其連結方向(移動方向)之位置係配置成彼此互異者。此等係為了降低無激磁保持(Detent)力所安排之構成。

可動子上如配列有永久磁石及電機子鐵心時，由於移動方向上之比透磁率會週期性地改變，因此高次之無激磁保持力高調波成分會變得顯著。一般而言，在相獨立型之驅動上，在3相合成時，其基本波及2次、4次之高調波會抵銷，但3次、6次、9次等之3的倍數之高調波會加成變強。

由於高調波成分中特別是6次之高調波會有變多之傾向，因此將電機子鐵心11b之移動方向的長度，加長到僅較其他電機子鐵心1b長τ/6(τ：極間隔，τ=λ/2，λ：相當於電氣角為360度之長度)之長度。藉此，電機子鐵心1b及電機子鐵心11b上所發生之無激磁保持力的位相，由於在6次的高調波成分中會有180度之差異，因此6次的高調波成分就會互相抵銷而減少。此外，前述係將電機子鐵心11b加長僅τ/6，惟如將電機子鐵心11b較其他電機子鐵心1b縮短僅τ/6，亦有同樣之效果。亦即，只要將其設計成：與其他的電機子鐵心相較，僅τ/6之長度差異者即可。

接著，關於12次以上之高調波成分，如將永久磁石1c、1d、電機子鐵心1b及11b進行歪斜配置，即有降低之可能。歪斜配置，係將對於移動方向之垂直方向，以傾斜(角度)的方式，配置於永久磁石1c、1d、電機子鐵心1b及11b之長邊。亦即，永久磁石1c、1d及電機子鐵心1b、11b之長方向兩端部，其移動方向係呈彼此相異者。此外，使之歪斜的角度(歪斜角)為0~6度左右。

上述中除改變電機子鐵心1b及11b之長度外，同時也進行了永久磁石 1c、1d及電機子鐵心1b、11b之歪斜配置，惟亦可僅改變電機子鐵心11b之長度。此外，亦可僅進行永久磁石1c、1d及電機子鐵心1b之歪斜配置。再者，如採用兩者之構成時，由於電機子鐵心之變位量及歪斜角度可獨立改變之故，對於主要的高調波成分而言，可有效地減低其無激磁保持力。

如上操作之實施形態2之線性馬達，除了實施形態1之線性馬達所達成的效果外，還有可降低無激磁保持力之高調波成分的效果。

並且，電機子鐵心1b、11b、永久磁石1c、1d，其係配置成直方體狀者，惟與線圈1a的內周面相對之電機子鐵心1b、11b、永久磁石1c、1d，其各自的兩面，亦可作成與線圈1a的內周面相平行之構成。亦即，電機子鐵心1b、11b、永久磁石1c、1d的一個斷面，亦可作成平行四邊行者。

實施形態3

圖9係表示實施形態3之線性馬達的固定子構成之斷面圖。其係將線性馬達沿著移動方向切斷之橫斷面圖。固定子2之第1齒部2a及第2齒部2b係以歪斜配置。固定子2之第1齒部2a及第2齒部2b，相對於可動子的移動方向之垂直方向，係配置成傾斜形式者。相對於第1齒部2a及第2齒部2b之可動子的移動方向(紙面上的左右方向)之面，係以紙面之垂直方向(表裡方向)為軸，呈現傾斜。

關於可動子，因為與上述之實施形態1相同，故省略其說明。在實施形態3中，藉由固定子2之第1齒部2a及第2齒部2b進行之歪斜配置，即使 可動子的永久磁石及電機子鐵心不作成歪斜配置，亦可減低其無激磁保持力。

此外，可動子亦可使用與上述之實施形態2為相同者。此時，一定要考慮固定子之齒部及可動子之電機子鐵心與永久磁石之長方向，其在可動子之移動方向的垂直方向所成角度與無激磁保持力之減低的關係。亦即，關於固定子之齒部及可動子之電機子鐵心與永久磁石，其各自的角度應如何形成歪斜，應充分加以檢討。

實施形態4

圖10係表示實施形態4之線性馬達的固定子構成之斷面圖。其係將線性馬達沿著移動方向加以切斷之橫斷面圖。固定子2之第1齒部2a及第2齒部2b係以歪斜配置。亦即，固定子2之第1齒部2a及第2齒部2b之長方向，相對於可動子的移動方向之垂直方向，係配置成傾斜形式者。關於可動子，因為與上述之實施形態1相同，故省略其說明。

如圖10所示者，第1齒部2a及第2齒部2b之傾斜方向係相反。此目的係在抑制由歪斜配置所導致之旋扭。藉由齒部的歪斜配置，在線性馬達所發生之推力，由於係從移動方向向歪斜角度分傾方向產生，所以可能發生可動子全體傾斜旋扭之情形。藉由第1齒部2a及第2齒部2b之傾斜方向相反，從第1齒部2a及第2齒部2b所發生、且與移動方向呈垂直之方向(橫方向)上，其推力成分就成為逆向者。因此，橫方向之推力成分，就可能互相抵銷，並防止旋扭之情形。

如上所述，在實施形態4中，除了實施形態1之線性馬達中的效果外，還達成以下之效果。藉由固定子之第1齒部2a及第2齒部2b進行之歪斜配置，即使可動子的電機子鐵心及永久磁石不作成歪斜配置，亦具有可減低其無激磁保持力之高調波成分的效果。此外，藉由第1齒部2a及第2齒部2b之傾斜方向相反，還有防止旋扭之效果。

再者，在實施形態4中，亦可與實施形態3相同地，使用實施形態2中之可動子，惟關於可動子及固定子之歪斜角度，應充分加以檢討。

實施形態5

圖11係表示實施形態5之線性馬達的概略構成之部分截斷斜視圖。本實施形態之線性馬達，係由可動子1及固定子2所構成。

圖2係表示實施形態1之線性馬達的可動子之平面圖。實施形態5之線性馬達的可動子1則與實施形態1相同。在以下的說明中，請參照圖2。圖12係表示實施形態5之線性馬達的固定子2之部分截斷斜視圖。圖13係表示實施形態5之線性馬達的固定子2構成之斷面圖。

可動子1係將各個略直方體狀之電機子鐵心1b、永久磁石(磁石)1c、電機子鐵心1b、永久磁石(磁石)1d、電機子鐵心1b、…交互地使其連結，並以線圈1a捲繞所構成者。如圖2所示，沿著電機子鐵心1b、永久磁石1c、 1d的連結方向之長度(沿著連結方向之厚度)，其電機子鐵心1b係較永久磁石1c、1d為長(厚)。此外，相對於連結方向為垂直方向上之長度(紙面的上下方向)，則電機子鐵心1b係較永久磁石1c、1d為長。此外，相對於圖2的紙面為垂直方向之長度，係電機子鐵心1b、永久磁石1c、1d之任一者皆為約略相同之長度，且較線圈1a為長者。又電機子鐵心1b與永久磁石1c或1d，其沿著長方向(相對於連結方向為垂直之方向)之各面，則幾乎係全面地呈密著連結者。

電機子鐵心1b，可以磁性材料，例如矽鋼板進行層合，或將磁性金屬粉末加以固化而作成例如SMC(軟磁性複合部件：Soft Magnetic Composites)者亦可。使用此種部件，可抑制鐵心材料之渦電流損或磁滯(hysteresis)損或偏磁之情形。

永久磁石1c、1d，係以釹(Nd)、鐵(Fe)、硼(B)作為主成分之釹磁石。

圖2中，各永久磁石1c、1d所示之空白箭頭係表示各永久磁石1c、1d之磁化方向，又空白箭頭之終點為N極，起點為S極。永久磁石1c、1d，不論何者皆是在電機子鐵心1b、永久磁石1c、1d的連結方向上被磁化，而這些磁化的方向則是彼此相異的逆向。此外，這些相鄰的永久磁石1c與永久磁石1d之間，係插入電機子鐵心1b。而隔著電機子鐵心1b相鄰之永久磁石1c、1d，則在彼此相對向的方向上被磁化。在電機子鐵心1b及永久磁石1c、1d序列的周圍，係圍繞著線圈1a。亦即，在線圈1a之內部係排列著電機子鐵心1b及永久磁石1c、1d。

如圖12所示，固定子2係橫斷面略呈橫U形。如圖11所示，固定子2係在可動子1的移動方向上變長。固定子2係含有彼此相對之上板部21(板狀部)、下板部22(板狀部)、連結上板部21及下板部22之側板部23。側板部23係扮演著將上板部21及下板部22以磁氣相結合之角色。固定子2，係將磁性金屬，例如平板狀的壓延鋼材加以彎曲所形成。此外，亦可將上板部21、下板部22、側板部23，各自作成平板狀之磁性板，並以溶接或螺旋夾等方式而形成。再者，圖12所示方向之設置並非必須之要件。只要在設置上可能之方向皆可以使用。因此，如圖12所示，上板部21在上側，下板部22在下側，而側板部23在左右兩側之設置方式，亦非必要。

在上板部21上，具有與可動子1之移動方向形成正交之長方向的複數之磁性體部21a，其等係沿著可動子1之移動方向而並設。磁性體部21a係隔著空隙21b而並設。磁性體部21a之兩端係與鄰接之磁性體部21a相連接。空隙21b係於上板部21之一部所設之直方體狀的貫通孔。空隙21b，可以削設、切削加工、沖切加工等形成。空隙21b係沿著可動子1之移動方向隔離而設置者。

磁性體部21a與空隙21b之境界面係呈矩形狀。境界面正對著可動子1之移動方向。亦即，關於境界面之面法線向量與表示可動子之移動方向之法線係呈平行者。

磁性體部21a之長方向之尺寸，係與相對的可動子1之電機子鐵心1b的長方向之尺寸略呈同一，而定出空隙21b之長方向之尺寸。如上，磁性體部21a、空隙21b係沿著可動子1之移動方向而交互地配置著。在磁性體部21a以等間隔配置之情形下，即形成了空隙21b。

下板部22係與上板部21具有同樣之構成。下板部22上係設置：具有與可動子1之移動方向形成正交之長方向的複數之磁性體部22a。在下板部22中，2個磁性體部22a係以空隙21b而相間隔著。

如圖13所示，上板部21之磁性體部21a的可動子1之移動方向之尺寸(紙面之左右方向的尺寸)，其係較上板部21之空隙21b的可動子1之移動方向之尺寸更小。同樣地，下板部22之磁性體部22a的可動子1之移動方向之尺寸，其亦較下板部22之空隙22b的可動子1之移動方向之尺寸更小。此外，上板部21之磁性體部21a的可動子1之移動方向之尺寸，則與下板部22之磁性體部22a的可動子1之移動方向之尺寸為相同。上板部21之空隙21b的可動子1之移動方向之尺寸，係與下板部22之空隙22b的可動子1之移動方向之尺寸為相同。

如圖13所示，上板部21、下板部22上，皆係磁性體部21a、22a及空隙21b、22b沿著可動子1之移動方向而交互地配置。上板部21之磁性體部21a與下板部22之空隙22b係呈相對位置。上板部21之空隙21b則與下板部22之磁性體部22a呈相對位置。圖13所示之構成中，磁性體部21a、22a 其各自之可動子1的移動方向之尺寸，皆較空隙21b、22b各自之可動子1的長方向之尺寸為小。此外，在可動子1之移動方向上的磁性體部21a及空隙22b之中心位置，因為略呈一致之故，所以空隙21b之一部分與空隙22b之一部分係彼此相對者。

在圖13所示之例中，上下之磁性體部21a、22a係彼此相異，並不重疊，惟本發明並不限於此範圍。上下之磁性體部21a、22a亦可成為一部重疊者。即使在此種情況下，也可以發生推力。當上下之磁性體部21a、22a在可動子1之移動方向(圖13的左右方向)同一位置上，成為同一尺寸時，線性馬達上不會產生推力。但是，例如位置有偏移，上下之磁性體部21a、22a之尺寸有差異，即使平面看來一部分沒有重疊，都會發生推力。

固定子2之側板部23係將上板部21及下板部22加以連結。側板部23，其係與上板部21、下板部22各自在可動子1的移動方向上為平行之端面一側為相連者。上板部21、下板部22的另一端面並不連結，構成固定子2之開口部。側板部23則係扮演將上板部21及下板部22以磁氣進行連結之角色。

圖14係表示實施形態5之線性馬達的概略構成之斷面圖。圖14的紙面之表裡方向係可動子1之移動方向。圖15係表示實施形態5之線性馬達的概略構成之側面圖。圖15係表示由固定子2之開口部側見到之線性馬達。圖15的紙面之左右方向係可動子1之移動方向。

如圖14所示，固定子2係斷面上略呈現橫U字形，其係由相對之上板部21、下板部22、將上板部21及下板部22連結之側板部23所構成。如圖14所示，磁性體部21a及22a之長方向(紙面左右方向)的長度，係較電機子鐵心1b及永久磁石1c或1d之長方向的長度略長。此時，因邊緣磁通使得假想上的氣縫隙變短，由可動子的磁石而來的磁通就可以效率良好地流到固定子2。其越短時，可動子1因吸引力被吸引到中央，直進性就變得更好。又此長度亦可為相同。

如圖15所示，磁性體部21a及22a之可動子1的移動方向(紙面左右方向)之尺寸，係較可動子1之電機子鐵心1b及永久磁石1c或1d組合的連結方向之尺寸略小。磁性體部21a及22a之配置間隔，亦即，空隙21b、22b之可動子1的移動方向之尺寸，係較可動子1之電機子鐵心1b及永久磁石1c或1d組合的連結方向之尺寸略大。

圖14中，磁性體部21a、22a各自與可動子1之移動方向形成正交的方向之尺寸，亦即，上板部21、下板部22之板厚尺寸(圖14之紙面上下的尺寸)，相較與磁性體部之可動子1的移動方向為同方向之尺寸(寬尺寸)而言，係更大者。該二尺寸之關係，亦可因可動子1、電機子鐵心1b、永久磁石1c、1d、固定子2、磁性體部21a、22a及線圈1a之配置或尺寸，而與圖14所示關係相異。

如圖15所示，在可動子1之一側的面上係與磁性體部21a相對，而在 可動子1之另一側的面上則與磁性體部22a相對。如磁性體部21a係與可動子1的電機子鐵心1b及永久磁石1c之組合對應時，則相鄰之磁性體部21a上即係電機子鐵心1b與永久磁石1c之組合對應；在該2個磁性體部21a間係電機子鐵心1b及永久磁石1d之組合所成位置者。進一步，磁性體部22a亦除了電機子鐵心1b及永久磁石1d之組合不同外，其餘亦具有相同之位置關係。亦即，在可動子1的1磁氣週期上，係設置磁性體部21a、磁性體部22a各一個。此外，磁性體部21a及磁性體部22a，係以電氣角180度的相異位置(僅1/2磁氣週期錯開之位置)而設置。因此，舉例來說，如磁性體部21a係與可動子1之一側的永久磁石1c與電機子鐵心1b相對時，則所呈現的位置關係就是，磁性體部22a與可動子1之另一側的永久磁石1d與電機子鐵心1b相對。

圖16、圖17及圖18係用以說明實施形態5之線性馬達的推力發生之原理圖。在可動子1之線圈1a上有交流電流在流通。在圖16所示的方向上如將線圈1a通電時(圓圈中有黑點者係代表由紙面的內側朝表面之通電，圓圈中有打叉者則代表由紙面的外表朝紙內側的通電)，各電機子鐵心1b係，紙面上的上側為N極，紙面下的下側為S極。如虛線箭頭所示者，各電機子鐵心1b所發生之磁通係流進上板部21之磁性體部21a，通過側板部23由下板部22之磁性體部22a流入各電機子鐵心1b而發生磁通回路。由於磁通回路，在磁性體部21a發生S極，在磁性體部22a則發生N極。

以上，不考慮磁石之勵磁，僅就使可動子1之線圈1a通電，而將固定 子2之磁性體部21a及磁性體部22a進行勵磁的部分，加以說明。亦即，藉由在以可動子1的永久磁石1c、1d及電機子鐵心1b所形成之磁氣回路上纏繞的線圈上通電，就可與在固定子2的磁性體部21a及磁性體部22a上直接纏繞線圈之情形相同，使得固定子2的磁性體部21a及磁性體部22a發生勵磁。

接著，關於永久磁石之磁極發生及推力發生，藉由圖17加以說明。

如圖17所示，如永久磁石1c、1d係對於電機子鐵心1b為著磁方向相對之配置情形時，電機子鐵心1b整體會成為單極，例如，圖中最左側之電機子鐵心1b為N極，由左邊起算第2個電機子鐵心1b為S極，這樣的勵磁情形。

在此，空白箭頭之終點為N極，起點為S極。

另一方面，如圖17有括弧者所示，藉由在固定子2的磁性體部21a與磁性體部22a上線圈1a之捲線的通電，會存在有勵磁之磁極。這些，因為永久磁石1c、1d之可動子1軛鐵側(電機子鐵心1b)之磁極，與線圈1a之捲線通電所導致之勵磁化磁性體部21a、以及磁性體部22a側之磁極，進行著吸引/排斥的動作，而在可動子1上產生了推力。

此外，由於永久磁石1c、1d之勵磁很大，因此在實際測定之情形下，固定子2側之磁極，亦有可能無法判別出係N極或S極。此係在一般的永久磁石同期馬達上都會產生的普遍現象，所謂在磁氣回路上之重合原理就能容易說明之情形。即使在此種情形下，以線圈之勵磁而將永久磁石之磁場的平衡破壞，並發生推力者，亦不會有所改變。為避免誤解，圖17中， 固定子2的磁性體部21a、磁性體部22a的磁極記號，皆以括弧加以標記。

圖18所表示者，係由圖16的狀態，進行到可動子1與電機子鐵心1b及永久磁石1c或1d之一組份幾乎相等距離，亦即，相當於電氣角180度之距離的情形。圖18中在線圈所流動的電流方向是相反的。因此，磁性體部21a上發生N極，磁性體部22a上發生S極。由於永久磁石1c、1d之電機子鐵心1b之勵磁不會發生改變，因此圖18所示之箭頭方向上會發生吸引力，可動子1之長方向(移動方向)之吸引力被合成而成為推力，可動子1就移動了。由圖18之狀態，如可動子1是進行到相當於電氣角180度之距離的情形時，就會成為圖16相同之情形。藉由重複以上的動作，可動子1就可繼續移動。

接著說明端效果所致影響之改善。所謂的端效果，係指在線性馬達中，在可動子兩端發生之磁氣性吸引、排斥力之影響，所造成對於馬達之推力特性(頓振(Cogging)特性、無激磁保持(Detent)特性)的影響。傳統上，為減少端效果，都是採用將兩端的齒部形狀，作成與其他部分不同之對策。端效果之所以會發生，就是因為磁通回路之流動係與移動方向相同所致(專利文獻1之第2圖參照)。然而，實施形態5之線性馬達，由於含有通過固定子2之側板部23之磁路的回路(磁通回路)，其流動方向係與進行方向呈直角方向之故，故可減低端效果之影響。

如上所述，實施形態5之線性馬達，因為永久磁石僅在可動子上使用之 故，即使將線性馬達全長加長，所使用之永久磁石量都不會增加而保持一定，所以可減少成本。並且，還可減少端效果之影響。

進一步，在上板部21、下板部22之中，磁性體部21a、22a係各自以空隙21b、22b加以隔開。磁性體部21a、22a，會各在空隙21b、22b之間產生磁氣排斥之差。如相較於傳統技術，亦即設置有由板狀部件之一面突出之齒而言，則可將板狀部件變薄，並使固定子2薄型化。

此外，雖然在實施形態5上所示之形態係可動子1全部被固定子2夾住，但本發明中亦可為：可動子1之中的永久磁石1c、1d及電機子鐵心1b被固定子2夾住；或線圈1a之一部突出到固定子2外，皆可。

再者，就上述中，關於單相之線性馬達(單相分的單位)加以說明。然而，本發明並不限於此。例如構成係三相驅動之線性馬達時，可將上述之可動子3個，僅以齒部之間距×(n+1/3)或齒部之間距×(n+2/3)(但，n為整數)為間隔而配置於直線上。此時，亦可考慮各可動子之長方向之長度而設定整數n。

實施形態6

圖8係表示實施形態2之線性馬達的可動子1之平面圖。實施形態6之線性馬達係使用實施形態2之可動子。以下，一面參照圖8一面再度加以說明。關於固定子2，由於與實施形態5相同之故，省略其說明。

在實施形態6中，可動子1係如圖8所示，電機子鐵心1b、11b與永久磁石1c、1d之序列中，僅位於中央之電機子鐵心11b連結方向之長度，係較其他的電機子鐵心1b為長。此外，電機子鐵心1b、11b、永久磁石1c、1d之長方向兩端部，其連結方向(移動方向)之位置係配置成彼此互異者。此等係為了降低無激磁保持(Detent)力所安排之構成。

可動子上如配列有永久磁石及電機子鐵心時，由於移動方向上之比透磁率會週期性地改變，因此高次之無激磁保持力高調波成分會變得顯著。一般而言，在相獨立型之驅動上，在3相合成時，其基本波及2次、4次之高調波會抵銷，但3次、6次、9次等之3的倍數之高調波會加成變強。

由於高調波成分中特別是6次之高調波會有變多之傾向，因此將電機子鐵心11b之移動方向的長度，加長到僅較其他電機子鐵心1b長τ/6(τ：極間隔，τ=λ/2，λ：相當於電氣角為360度之長度)之長度。藉此，電機子鐵心1b及電機子鐵心11b上所發生之無激磁保持力的位相，由於在6次的高調波成分中會有180度之差異，因此6次的高調波成分就會互相抵銷而減少。此外，前述係將電機子鐵心11b加長僅τ/6，惟如將電機子鐵心11b較其他電機子鐵心1b縮短僅τ/6，亦有同樣之效果。亦即，只要將其設計成：與其他的電機子鐵心相較，僅τ/6之長度差異者即可。

接著，關於12次以上之高調波成分，如將永久磁石1c、1d、電機子鐵心1b及11b進行歪斜配置，即有降低之可能。歪斜配置，係將對於移動方 向之垂直方向，以傾斜(角度)的方式，配置於永久磁石1c、1d、電機子鐵心1b及11b之長邊。亦即，沿著永久磁石1c、1d及電機子鐵心1b、11b之長方向的面之兩端，其移動方向之位置係呈彼此相異者。此外，使之歪斜的角度(歪斜角)為0~6度左右。

上述中除改變電機子鐵心1b及11b之長度外，同時也進行了永久磁石1c、1d及電機子鐵心1b、11b之歪斜配置，惟亦可僅改變電機子鐵心11b之長度。此外，亦可僅進行永久磁石1c、1d及電機子鐵心1b之歪斜配置。再者，如採用兩者之構成時，由於電機子鐵心之變位量及歪斜角度可獨立改變之故，對於主要的高調波成分而言，可有效地減低其無激磁保持力。

如上操作之實施形態6之線性馬達，除了實施形態5之線性馬達所達成的效果外，還有可降低無激磁保持力之高調波成分的效果。

並且，電機子鐵心1b、11b、永久磁石1c、1d，其係配置成直方體狀者，惟與線圈1a的內周面相對之電機子鐵心1b、11b、永久磁石1c、1d，其各自的兩面，亦可作成與線圈1a的內周面相平行之構成。亦即，電機子鐵心1b、11b、永久磁石1c、1d的一個斷面，亦可作成平行四邊行者。

實施形態7

圖19係表示實施形態7之線性馬達的固定子2構成之平面圖。上板部21之磁性體部21a、下板部22之磁性體部22a係以歪斜配置。如圖19所示，磁性體部21a並非與可動子1之移動方向的垂直方向平行，而是以所定角度 傾斜而形成。在此同時，上板部21之空隙21b亦非與可動子1之移動方向的垂直方向平行，而是以所定角度傾斜而形成。亦即，相對於磁性體部21a與空隙21b之境界面之面法線向量，係與表示可動子1之移動方向的法線不為平行者。此外，含有2條法線的平面係與上板部21、下板部22平行。

空隙21b係上板部21上所設置之孔，通過空隙21b，可見到下板部22。如上所述，上板部21之空隙21b係與下板部22之磁性體部22a呈相對之位置關係，因此通過孔之空隙21b可見到者，即為下板部22之磁性體部22a。此外，磁性體部21a、22a因為較空隙21b、22b為小，所以如圖19所示，下板部22之空隙22b之一部，就可通過空隙21b而看到。關於可動子1，因為與上述之實施形態5相同，省略其說明。

如上所述，實施形態7之線性馬達，除了實施形態5之線性馬達的效果外，還有以下之效果。在實施形態7中，固定子2藉由磁性體部21a、22a及空隙21b、22b之歪斜配置，即使可動子1之永久磁石1c、1d及電機子鐵心1b不進行歪斜配置，無激磁保持力亦可獲得減低。

此外，可動子亦可使用與上述之實施形態6為相同者。此時，一定要考慮固定子之磁性體部及空隙及可動子之電機子鐵心與永久磁石之長方向，其在可動子之移動方向的垂直方向所成角度與無激磁保持力之減低的關係。亦即，關於固定子之磁性體部及空隙及可動子之電機子鐵心與永久磁石，其各自的角度應如何形成歪斜，應充分加以檢討。

實施形態8

圖20係表示實施形態8之線性馬達的固定子2構成之平面圖。上板部21之磁性體部21a、下板部22之磁性體部22a係以歪斜配置。關於可動子1，由於與上述實施形態5相同，省略其說明。

如圖20所示者，磁性體部21a及磁性體部22a之傾斜方向係相反。亦即，相對於磁性體部21a與空隙21b之境界面的面法線向量，係與表示可動子1之移動方向的法線不為平行者。此外，相對於磁性體部22a與空隙22b之境界面的面法線向量，係與表示可動子1之移動方向的法線不為平行者。由於磁性體部21a及磁性體部22a之傾斜方向係相反，其一的面法線向量與表示可動子1之移動方向的法線所成角度，與另一的面法線向量與表示可動子1之移動方向的法線所成角度，其加算值係前一者的面法線向量與另一者的面法線向量所成角度之值。

磁性體部21a與磁性體部22a之傾斜方向相反，其目的係在抑制由歪斜配置所導致之旋扭。藉由磁性體部21a、22a的歪斜配置，在線性馬達所發生之推力，由於係從移動方向向歪斜角度分傾方向產生，所以可能發生可動子全體傾斜旋扭之情形。藉由磁性體部21a及22a之傾斜方向相反，從磁性體部21a與磁性體部22a所發生、且與移動方向呈垂直之方向(橫方向)上，其推力成分就成為逆向者。因此，橫方向之推力成分，就可能互相抵銷，並防止旋扭之情形。

如上所述，在實施形態8中，除了實施形態5之線性馬達中的效果外，還達成以下之效果。藉由固定子2之磁性體部21a與磁性體部22a進行之歪斜配置，即使可動子1的電機子鐵心1b及永久磁石1c、1d不作成歪斜配置，亦具有可減低其無激磁保持力之高調波成分的效果。此外，藉由磁性體部21a與磁性體部22a之傾斜方向相反，還有防止旋扭之效果。

再者，在實施形態8中，亦可與實施形態7相同地，使用實施形態6中之可動子1，惟關於可動子1及固定子2之歪斜角度，則應充分加以檢討。

實施形態9

圖21係表示實施形態9之線性馬達的固定子2構成之部分截斷斜視圖。實施形態5之固定子2中，隔著磁性體部21a、22a之間隔空隙21b、22b係孔，但在實施形態9中則是一側開口之情形。亦即，空隙21b、22b之固定子2的開口側被開口。磁性體部21a係以櫛齒狀形成。同樣地，磁性體部22a亦以櫛齒狀形成。含有可動子1之其他構成則與實施形態5相同。

在上板部21形成之磁性體部21a係形成如略呈直方體狀。磁性體部21a係從上板部21之側板部23相連之部分，在所定的距離外形成者。磁性體部21a係與上板部21同樣地，相對於側板部23朝垂直方向而突出。磁性體部21a之突出方向係長方向。磁性體部21a則夾著空隙21b，沿著可動子1之移動方向而複數形成。

在下板部22形成之磁性體部22a、空隙22b之形狀，係與磁性體部21a、空隙21b為相同者。

與上述實施形態5相同地，上板部21之磁性體部21a與下板部22之磁性體部22a之位置，係與可動子1之移動方向在位置上略為偏移。如圖13所示之位置關係者。磁性體部21a與空隙21b相對，而磁性體部22a與空隙21b相對所形成。

如上所述，實施形態9之線性馬達，其除了實施形態5之線性馬達所具有的效果外，還具有以下效果。藉由將固定子2之上板部21、下板部22作成櫛齒狀，可減低固定子2上所用之部件量，並達到固定子2的輕量化之目標。因此，即可降低成本。

實施形態10

圖22係表示實施形態10之線性馬達的固定子2構成之平面圖。在實施形態7之線性馬達中，其係將固定子2之上板部21、下板部22作成櫛齒狀者。與實施形態7相同地，其將磁性體部21a、22a作成歪斜配置，並以所定之角度傾斜而形成。如圖22所示者，磁性體部21a、22a並非與可動子1之移動方向的垂直方向平行，而是以所定角度傾斜而形成者。

由於上板部21係作成櫛齒狀，故通過2個磁性體部21a的空隙(空隙 21b)可見到者，係設於下板部22之磁性體部22a。其位置關係，係設於上板部21之磁性體部21a，及設於下板部22之磁性體部22a，沿著可動子1之移動方向，而彼此相異者。因此，如圖22所示，通過2個磁性體部21a的空隙(空隙21b)可見到者，係設於下板部22之磁性體部22a。可動子1係使用與實施形態5相同者。

如上所述，實施形態10之線性馬達，其除了實施形態7之線性馬達所具有的效果外，還具有以下效果。藉由將固定子2之上板部21、下板部22作成櫛齒狀，可減低固定子2上所用之部件量，並達到固定子2的輕量化之目標。因此，即可降低成本。

實施形態11

圖23係表示實施形態11之線性馬達的固定子2構成之平面圖。實施形態8之線性馬達中，固定子2之上板部21、下板部22係作成櫛齒狀者。關於可動子1，因為係與上述實施形態5相同，故省略其說明。

如圖23所示，與實施形態8相同地，磁性體部21a與磁性體部22a之傾斜方向相反。其目的，係在抑制由歪斜配置所導致之旋扭情形。

如上所述，實施形態11之線性馬達，其除了實施形態8之線性馬達所具有的效果外，還具有以下效果。藉由將固定子2之上板部21、下板部22作成櫛齒狀，可減低固定子2上所用之部件量，並達到固定子2的輕量化 之目標。因此，即可降低成本。

自實施形態5至實施形態11之中，係將固定子2以如下步驟進行製作。在磁性體之板上，先將空隙21b、22b所成之孔，及磁性體部21a、22a所成櫛齒之齒部進行加工(切削加工或沖切加工)而形成，其後加以彎曲，而形成固定子2。此如地，固定子2就容易形成，進而更無必要將固定子2作成複數的部件，因此就能製作出機械上安定，且組合誤差小之線性馬達。

自實施形態5至實施形態11之中，磁性體部21a、22a係各自隔著空隙21b、22b而形成，惟本發明並不限於此範圍。亦可配置非磁性體部件(鋁、銅等)來將磁性體部21a、22a進行區隔。

自實施形態5至實施形態11之中，磁性體部21a、22a係各自為上板部21、下板部22之一部分，因此形成不較上板部21、下板部22更突出之構造。該不突出之構造亦可為不嚴密之構造。為了將磁性體部21a、22a之特性進行微調整，而使磁性體部21a、22a較上板部21、下板部22的其他部分多少更突出之情形，亦包含在內。此外，因空隙21b、22b加工上之必要，而使磁性體部21a、22a較上板部21、下板部22之其他部分更突出之情形，亦包含在內。

此外，自上述實施形態1至實施形態11之中，永久磁石不限於釹磁石，亦可使用鋁鎳鈷磁石、鐵氧磁石、釤鈷磁石等。

本說明書中，係以電機子作為可動子，並以磁性體之板狀部及磁性體之齒部作為固定子，惟亦可將本說明書揭示之電機子作為固定子，並以磁性體之板狀部及齒部構成可動子。

各實施形態所記載之技術特徵(構成要件)可以互相組合，藉由互相組合，可形成新的技術特徵。

此外，上述之實施形態，其全部之點僅為例示，並非用以限制本發明。本發明之範圍，並非以上述之意義，而應以申請專利範圍加以表示，且申請專利範圍及均等論上之意義及範圍內之全部變更，均包含在內。

1‧‧‧可動子

2‧‧‧固定子

Claims (24)

1. 一種線性馬達，其特徵在具有磁性體之固定子、及可動子之線性馬達中，前述可動子係在線圈內部，沿著移動方向配置有交互連結之複數磁石及電機子鐵心，並隔著電機子鐵心，相鄰的磁石在彼此相對之方向上被磁化，前述固定子，係於前述可動子之移動方向上具有長方向以磁氣結合之相對的二個板狀部，同時在該二個板狀部之相對各自面上，隔著所定間隔，配列有棒狀之略直方體狀的磁性體之齒部，前述可動子在前述相對的二個板狀部間，係沿著前述齒部之配列方向而移動者。
2. 如申請專利範圍第1項之線性馬達，其中前述二個板狀部之一側的面上所配列之齒部，與在另一面上所配列之齒部，係沿著前述可動子之移動方向，彼此差異地配置者。
3. 如申請專利範圍第1或第2之線性馬達，其中前述齒部的長方向係於前述可動子的移動方向上配置成略直角者。
4. 如申請專利範圍第1或第2之線性馬達，其中前述磁石及電機子鐵心係棒狀之略直方體狀，而各自沿著長方向之各面，幾乎係全面地呈密著連結者。
5. 如申請專利範圍第4項之線性馬達，其中前述各磁石及電機子鐵心之長方向兩端部，係相對於前述可動子之移動方向而位置互異者。
6. 如申請專利範圍第5項之線性馬達，其中前述各磁石及各電機子鐵心 係有一個斷面為平行四邊形者。
7. 如申請專利範圍第4項之線性馬達，其中前述齒部之長方向係相對於前述可動子之移動方向的垂直方向，以傾斜的方式配置者。
8. 如申請專利範圍第7項之線性馬達，其中在前述二個板狀部之一側的面上所配列之齒部，與在另一面上所配列之齒部，係在相異的方向上呈現傾斜者。
9. 如申請專利範圍第1或第2之線性馬達，其中具有前述可動子之移動方向的長度為不同之電機子鐵心。
10. 如申請專利範圍第1或第2之線性馬達，其中前述齒部係接合於前述固定子上。
11. 如申請專利範圍第1或第2之線性馬達，其中前述齒部係在前述固定子上將凹凸部以深掘加工而形成者。
12. 一種線性馬達，其特徵在具有固定子、及可動子之線性馬達中，前述可動子係在線圈內部，沿著移動方向配置有交互連結之複數磁石及電機子鐵心，並隔著該電機子鐵心，相鄰的磁石在彼此相對之方向上被磁化，前述固定子，係於前述可動子之移動方向上具有長方向以磁氣結合之相對的二個板狀部，在該二個板狀部之間配置有前述可動子，前述板狀部上係各自沿著前述移動方向，並設有不較前述板狀部更突出之複數的磁性體部。
13. 如申請專利範圍第12項之線性馬達，其中前述複數的磁性體部係隔著空隙以等間隔所並設者。
14. 如申請專利範圍第13項之線性馬達，其中前述空隙係將前述板狀部加以貫通所成之直方體狀的貫通孔者。
15. 如申請專利範圍第13項之線性馬達，其中前述磁性部係以櫛齒狀所形成者。
16. 如申請專利範圍第13至15項中任一項之線性馬達，其中前述二個板狀部之一者的磁性體部與另一者之磁性體部，係沿著前述可動子之移動方向，至少有一部為彼此差異地配置者。
17. 如申請專利範圍第13至15項中任一項之線性馬達，其中前述磁性體部與前述空隙之境界面係呈平面，而關於該平面之面法線向量與表示前述移動方向之法線係呈平行者。
18. 如申請專利範圍第13至15項中任一項之線性馬達，其中前述磁性體部與前述空隙之境界面係呈平面，而包含關於該平面之面法線向量與表示前述移動方向之法線的平面，係平行於前述板狀部，且前述面法線向量與表示前述移動方向之法線係非平行者。
19. 如申請專利範圍第18項之線性馬達，其中前述板狀部之一者的面法線向量與表示前述移動方向之法線所成角度，與前述板狀部之另一者的面法線向量與表示前述移動方向之法線所成角度，其加算值係前述一者的面法線向量與前述另一者的面法線向量所成角度之值。
20. 如申請專利範圍第12至15項中任一項之線性馬達，其中前述磁石及電機子鐵心係呈直方體狀，而沿著各自的長方向的各面則幾乎全面地密接 連結。
21. 如申請專利範圍第20項之線性馬達，其中前述磁石及電機子鐵心沿著前述長方向的面，係面對著前述可動子的移動方向，且相對於前述移動方向係保持傾斜，而沿著前述長方向之面的兩端，則與前述移動方向之位置係相異者。
22. 如申請專利範圍第12至15項中任一項之線性馬達，其中具有前述可動子之移動方向的長度為相異之電機子鐵心。
23. 如申請專利範圍第13至15項中任一項之線性馬達，其中前述空隙係以切削加工所形成者。
24. 如申請專利範圍第13至15項中任一項之線性馬達，其中前述空隙係以沖切加工所形成者。