WO2015136762A1 - リニアモータ - Google Patents

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WO2015136762A1
WO2015136762A1 PCT/JP2014/078267 JP2014078267W WO2015136762A1 WO 2015136762 A1 WO2015136762 A1 WO 2015136762A1 JP 2014078267 W JP2014078267 W JP 2014078267W WO 2015136762 A1 WO2015136762 A1 WO 2015136762A1
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linear motor
yoke
teeth
axial direction
slot
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善明 加納
佐藤　浩介
実志 高橋
Original Assignee
独立行政法人国立高等専門学校機構
カヤバ工業株式会社
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    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
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    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems

Definitions

  • the present invention relates to a linear motor.
  • JP2009-254025A uses a moving magnetic field generated around the coil disposed on the inner peripheral surface of the cylindrical yoke to attract the permanent magnets disposed on the outer peripheral surface of the rod, whereby the yoke and the rod are pivoted.
  • a linear motor that displaces in the direction is disclosed.
  • Linear motors are used as drive sources for drive actuation systems and vibration suppression actuation systems in automobiles and aircraft.
  • a detent force magnetic attraction force
  • the magnitude of the detent force is periodic depending on the axial relative position of the rod and the yoke. Fluctuates.
  • Such linear motors are desired to generate high axial thrust and operate smoothly, but in order to realize this, it is necessary to reduce the detent force generated in the linear motor.
  • An object of the present invention is to provide a linear motor capable of reducing the detent force.
  • a linear motor that includes a cylindrical yoke and a rod that passes through the yoke in the axial direction, and is configured to relatively displace the yoke and the rod in the axial direction.
  • the linear motor protrudes in a radial direction from the inner peripheral surface of the yoke, and is disposed in each slot, a plurality of teeth arranged in parallel in the axial direction, a slot formed between the adjacent teeth.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an actuation system including a linear motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of the linear motor.
  • FIG. 3 is a diagram showing an equivalent electric circuit of the linear motor.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the right end of the linear motor.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the right end of the linear motor according to a modification of the present embodiment.
  • an actuation system 1 including a linear motor 100 according to an embodiment of the present invention will be described.
  • the actuation system 1 includes a linear motor 100 having a yoke 10 and a rod 20, a mounting unit 2 for mounting the linear motor 100, and a support unit that stands on the mounting unit 2 and supports both ends of the rod 20. 3, a rail 4 disposed on the mounting portion 2, and a carrier 5 to which the yoke 10 is fixed and moves along the rail 4.
  • the yoke 10 moves along the rail 4 together with the carrier 5.
  • the actuation system 1 is configured as a drive actuation system that drives a drive target, but is not limited to such a configuration.
  • a vibration suppression actuation system that suppresses the relative displacement of these members by attaching the yoke 10 of the linear motor 100 to one of the two members that are relatively displaced and attaching the rod 20 of the linear motor 100 to the other member. It may be 1.
  • the linear motor 100 is configured as an 8-pole 12-slot linear motor.
  • the linear motor 100 includes a cylindrical yoke 10, a rod 20 inserted through the inside of the yoke 10 in the yoke axial direction, a plurality of coils 30 provided on the yoke 10, and a plurality of permanent magnets 21 held by the rod 20. .
  • the yoke 10 and the rod 20 are pivoted by attracting the permanent magnet 21 held by the rod 20 using a moving magnetic field generated around the coil 30 when an alternating current is passed through the coil 30. Thrust that causes relative displacement in the direction is generated.
  • the yoke 10 is a cylindrical member formed of a magnetic material such as soft iron.
  • the yoke 10 includes teeth 11 that protrude from the inner peripheral surface thereof toward the center of the yoke and are arranged in parallel in the axial direction. Thirteen teeth 11 are juxtaposed along the axial direction, and are arranged at predetermined intervals between both ends of the yoke 10.
  • Eleven teeth 11 located on both sides of the yoke 10 are erected from the inner peripheral surface of the yoke 10 and extend in the inner peripheral direction.
  • tip of 11 A of standing parts are provided.
  • the end surface of the tip portion 11 ⁇ / b> B of the tooth 11 is configured to face the outer peripheral surface of the rod 20.
  • the width (thickness in the yoke axis direction) of the tip portion 11B is set wider than the width (thickness in the yoke axis direction) of the standing portion 11A. Further, the width of the tip portion 11B is formed so as to gradually increase toward the center of the yoke.
  • the two outermost teeth 11 in the axial direction of the yoke 10 (hereinafter referred to as the outer teeth 11 as necessary) are arranged at both ends of the yoke 10.
  • the outer teeth 11 are provided with only the standing portion 11A, and the tip portion 11B is not provided at the tip. Therefore, the outer teeth 11 are formed as an annular flat plate member having a constant width from the root (inner peripheral surface side of the yoke 10) to the tip.
  • the tip surface of the standing portion 11 ⁇ / b> A faces the outer peripheral surface of the rod 20.
  • the space between the teeth 11, 11 adjacent in the axial direction is formed as an annular groove, and constitutes a slot 12 for arranging the coil 30. Since the linear motor 100 is provided with 13 teeth 11, the number of slots 12 is 12. One coil 30 is arranged in each slot 12.
  • the two slots 12 positioned at the outermost side in the axial direction of the yoke 10, that is, at both ends of the yoke 10, have a width W 1 narrower than the width W 2 of the other ten slots 12. It is configured.
  • the narrow slot 12 is referred to as the outer slot 12 and the wide slot 12 is referred to as the central slot 12 as necessary.
  • Twelve coils 30 are provided corresponding to the number of slots, and the twelve coils 30 are composed of four U-phase coils 31, four V-phase coils 32, and four W-phase coils 33. Yes.
  • Each phase coil 31, 32, 33 is formed in a ring shape by winding an insulation-coated winding 30 ⁇ / b> A around the axis of the rod 20.
  • FIG. 2 a part of the winding 30 ⁇ / b> A of the W-phase coil 33 is illustrated and the others are omitted.
  • phase coils 31, 32, 33 are alternately arranged in the order of the W-phase coil 33, the U-phase coil 31, and the V-phase coil 32 from the left end slot 12 to the right end slot 12 one by one. ing.
  • the slot width W1 of the outer slot 12 is narrower than the width W2 of the central slot 12, but the number of turns of the windings 30A of the coils 32 and 33 arranged in the outer slot 12 is the same as the central slot. 12 is set to be the same as the number of turns of the windings 30A of the coils 31, 32, and 33 arranged in FIG.
  • the rod 20 arranged coaxially with the yoke 10 is a cylindrical member formed of a nonmagnetic material such as stainless steel.
  • the rod 20 has a through hole 20A penetrating in the axial direction. As shown in FIG. 1, both ends of the rod 20 are fixed to a support portion 3 provided on the placement portion 2.
  • a plurality of permanent magnets 21 are held in the axial direction in the through-hole 20 ⁇ / b> A of the rod 20.
  • the permanent magnet 21 is formed in a cylindrical shape and is magnetized so that an N pole and an S pole appear in the axial direction. These permanent magnets 21 are provided at equal intervals, and adjacent permanent magnets 21 and 21 are arranged so that the same poles face each other.
  • a columnar yoke 22 made of a magnetic material is provided between the adjacent permanent magnets 21 and 21.
  • the four U-phase coils 31 are connected in series, and the four V-phase coils 32 and the four W-phase coils 33 are also connected in series to each other.
  • Ends of the U-phase coil 31, V-phase coil 32, and W-phase coil 33 on the front end side are Y-connected, and end portions of the U-phase coil 31, V-phase coil 32, and W-phase coil 33 on the rear end side Is connected to the driver 40.
  • the driver 40 is configured as a control device that controls the supply of alternating current to the U-phase coil 31, the V-phase coil 32, and the W-phase coil 33.
  • the driver 40 controls the frequency of the alternating current, the energization timing and the like based on the relative position information between the yoke 10 and the rod 20 detected by a position sensor (not shown). Thereby, the thrust and the thrust generation direction in the linear motor 100 are adjusted, and the yoke 10 and the rod 20 relatively move linearly by the thrust.
  • the teeth 11 positioned at both ends of the yoke 10 have the same width in all slots. Compared to the teeth at both ends of the conventional linear motor set to W2 (see the broken line in FIG. 4), it is located inside. Therefore, as shown in FIG. 4, when the rod 20 and the yoke 10 are in a positional relationship that maximizes the detent force, in the conventional linear motor, the center of the cylindrical yoke is located at an intermediate position between the teeth (broken line) at both ends and the slot. Whereas the position is located, in the linear motor 100, the center position of the columnar yoke 22 is located so as to be shifted from the intermediate position between the teeth 11 and the slots 12 at both ends.
  • the columnar yoke 22 is not necessarily provided, and the permanent magnets 21 may be directly adjacent to each other. Even when the columnar yoke 22 is omitted in this way, when the rod 20 and the yoke 10 are in the positional relationship shown in FIG. 4, the end of the permanent magnet 21 starts from the intermediate position between the outermost teeth 11 and the slots 12. Since the (magnetic pole) is shifted, the amount of magnetic flux entering the teeth 11 at both ends is reduced.
  • the width W1 of the two slots 12 positioned on the outermost side in the axial direction is set to be narrower than the width W2 of the other slots 12. Therefore, as shown in FIG. 4, when the rod 20 and the yoke 10 are in a positional relationship that maximizes the detent force, the magnetic poles (cylindrical yokes 22) of the permanent magnet 21 near the yoke end are located at both ends of the yoke 10. The position is shifted from an intermediate position between the center position of the teeth 11 and the center position of the slots 12. As a result, in the linear motor 100, the amount of magnetic flux entering from the permanent magnet 21 in the vicinity of the yoke end to the teeth 11 positioned on the outermost side can be reduced. Compared with the conventional linear motor described above, the detent force is reduced. The maximum value can be reduced. Thereby, the linear motor 100 can be operated smoothly.
  • the width of the two slots 12 positioned on the outermost side in the axial direction is narrowed, but the width of only one of the two slots 12 positioned on the outermost side in the axial direction may be narrowed.
  • the number of windings 30A of the coils 32 and 33 arranged in the outermost slot 12 and the winding of the windings 30A of the coils 31, 32 and 33 arranged in the central slot 12 are as follows. The number is set the same. If the number of turns of the coil in the outermost slot is reduced in accordance with the volume of the narrow slot, the thrust generated in the linear motor is reduced. However, in the linear motor 100, the coils 32 and 33 in the outermost slot 12 are reduced. Since the number of turns is the same as the number of turns of the other coils 31, 32, 33, the thrust reduction can be suppressed.
  • the tooth 11 positioned on the outermost side is formed as an annular flat plate member having only the standing portion 11A, the tooth 11 has a tip portion 11B formed wider than the standing portion 11A. 11, the amount of magnetic flux entering from the permanent magnet 21 to the teeth 11 positioned on the outermost side can be reduced. Therefore, the detent force generated at both ends of the yoke 10 can be reduced.
  • the protrusion amount H1 of the teeth 11 located on the outermost side from the inner peripheral surface of the yoke is set smaller than the protrusion amount H2 of the teeth 11 on the center side.
  • the air gap between the tip of the teeth 11 and the rod 20 is increased, and the area of the side surface of the teeth is reduced. Therefore, the amount of magnetic flux (see the broken line arrow in FIG. 5) from the permanent magnet 21 near the yoke end to the tip and side surfaces of the teeth 11 can be reduced. Thereby, the detent force generated at both ends of the yoke 10 can be further reduced, and the operation of the linear motor 100 can be made smoother.
  • the protrusion amount H1 of the outer teeth 11 is set small, and the protrusion amount H2 of the center teeth 11 is set as high as possible and the same.
  • the protrusion amounts H1 and H2 of the teeth 11 are set as high as possible and the same.
  • the linear motor 100 is an 8-pole 12-slot type having 8 permanent magnets 21 and 12 slots 12 in the yoke 10, but is not limited to this configuration.
  • the linear motor 100 may be configured as a linear motor having other numbers of poles or slots.
  • a plurality of permanent magnets 21 are arranged in the through hole 20A of the rod 20 and fixed in the axial direction, but the arrangement of the permanent magnets 21 is not limited to this.
  • a ring-shaped permanent magnet 21 may be fitted on the outer periphery of the rod 20, and the plurality of permanent magnets 21 may be arranged side by side in the axial direction so as to face the tips of the teeth 11.

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Abstract

　筒状のヨークと、ヨークを軸方向に挿通するロッドとを備え、ヨークとロッドを軸方向に相対変位させるように構成されたリニアモータであって、ヨークの内周面から径方向に突出するとともに、軸方向に並設される複数のティースと、隣接するティースの間に形成されるスロットと、各スロット内に配設されるコイルと、ロッドに軸方向に並んで保持される複数の永久磁石と、を備え、軸方向の最も外側に位置する２つのスロットのうち少なくとも一方のスロットは、そのスロット幅Ｗ１がその他のスロットのスロット幅Ｗ２よりも狭くなるように構成される。

Description

リニアモータ
　本発明は、リニアモータに関する。
　ＪＰ２００９－２５４０２５Ａには、筒状のヨークの内周面に配設したコイルの周囲に生じる移動磁界を利用して、ロッド外周面に配設した永久磁石を吸引することで、ヨークとロッドを軸方向に相対変位させるリニアモータが開示されている。
　リニアモータは、自動車や航空機等における駆動アクチュエーションシステムや制振アクチュエーションシステムの駆動源として利用される。リニアモータではロッドの永久磁石とヨークのティースとの間にディテント力（磁気吸引力）が生じることが知られており、ディテント力の大きさはロッドとヨークの軸方向相対位置に応じて周期的に変動する。
　このようなリニアモータは高い軸方向推力を発生するとともにスムーズに動作するものが望まれているが、これを実現するためには、リニアモータにおいて発生するディテント力を低減する必要がある。
　本発明の目的は、ディテント力を低減することが可能なリニアモータを提供することである。
　本発明のある態様によれば、筒状のヨークと、前記ヨークを軸方向に挿通するロッドとを備え、前記ヨークと前記ロッドを軸方向に相対変位させるように構成されたリニアモータが提供される。リニアモータは、前記ヨークの内周面から径方向に突出するとともに、軸方向に並設される複数のティースと、隣接する前記ティースの間に形成されるスロットと、各スロット内に配設されるコイルと、前記ロッドに軸方向に並んで保持される複数の永久磁石と、を備える。軸方向の最も外側に位置する２つの前記スロットのうち少なくとも一方の前記スロットは、そのスロット幅がその他の前記スロットのスロット幅よりも狭くなるように構成される。
図１は、本発明の実施形態によるリニアモータを含むアクチュエーションシステムの概略構成図である。 図２は、リニアモータの一部を示す断面図である。 図３は、リニアモータの等価電気回路を示す図である。 図４は、リニアモータの右端の拡大図である。 図５は、本実施形態の変形例によるリニアモータの右端の拡大図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
　図１を参照して、本発明の実施形態によるリニアモータ１００を備えるアクチュエーションシステム１を説明する。
　アクチュエーションシステム１は、ヨーク１０及びロッド２０を有するリニアモータ１００と、リニアモータ１００を載置するための載置部２と、載置部２に立設されロッド２０の両端を支持する支持部３と、載置部２上に配置されるレール４と、ヨーク１０が固定されるとともにレール４に沿って移動するキャリア５と、を備える。リニアモータ１００が駆動されると、ヨーク１０がキャリア５とともにレール４に沿って移動する。アクチュエーションシステム１では、ヨーク１０に部品等の駆動対象を設置することで、当該駆動対象を直線的に移動させることができる。
　なお、アクチュエーションシステム１は、駆動対象を駆動する駆動アクチュエーションシステムとして構成されているが、このような構成に限られるものではない。リニアモータ１００のヨーク１０を相対変位する２つの部材の一方の部材に取り付け、リニアモータ１００のロッド２０を他方の部材に取り付けることで、これら部材の相対変位を抑制する制振用のアクチュエーションシステム１としてもよい。
　次に、図２を参照して、アクチュエーションシステム１の駆動源であるリニアモータ１００の構成について説明する。
　リニアモータ１００は、８極１２スロット型のリニアモータとして構成されている。リニアモータ１００は、筒状のヨーク１０と、ヨーク１０の内部をヨーク軸方向に挿通するロッド２０と、ヨーク１０に設けられる複数のコイル３０と、ロッド２０に保持される複数の永久磁石２１と、を備える。リニアモータ１００では、交流電流をコイル３０に通電した時に当該コイル３０の周囲に生じる移動磁界を利用して、ロッド２０に保持される永久磁石２１を吸引することで、ヨーク１０とロッド２０を軸方向に相対変位させる推力が発生する。
　ヨーク１０は、軟鉄等の磁性体によって形成される円筒部材である。ヨーク１０は、その内周面からヨーク中心に向かって突出し、軸方向に並設されるティース１１を備える。ティース１１は、軸方向に沿って１３個並設されており、ヨーク１０の両端間に所定の間隔をあけて配置されている。
　ヨーク１０の両端以外に位置する１１個のティース１１（以下、必要に応じて中央側のティース１１と称する。）は、ヨーク１０の内周面から立設すると共に内周方向に延設される立設部１１Ａと、立設部１１Ａの先端に設けられる先端部１１Ｂと、を備える。ティース１１の先端部１１Ｂの端面は、ロッド２０の外周面に対向するように構成されている。先端部１１Ｂの幅（ヨーク軸方向の厚さ）は、立設部１１Ａの幅（ヨーク軸方向の厚さ）よりも広く設定されている。また、先端部１１Ｂの幅は、ヨーク中心に向かって徐々に広くなるように形成されている。
　ヨーク１０の軸方向の最も外側の２個のティース１１（以下、必要に応じて外側のティース１１と称する。）は、ヨーク１０の両端に配置される。外側のティース１１は、立設部１１Ａのみを備え、その先端に先端部１１Ｂは設けられていない。したがって、外側のティース１１は、根元（ヨーク１０の内周面側）から先端までの幅が一定な円環状平板部材として形成される。外側のティース１１においては、立設部１１Ａの先端面がロッド２０の外周面に対向する。
　軸方向に隣接するティース１１，１１の間の空間は、環状溝として形成され、コイル３０を配置するためのスロット１２を構成する。リニアモータ１００ではティース１１が１３個設けられるため、スロット１２の数は１２個となる。これら各スロット１２にコイル３０が１つずつ配置される。
　リニアモータ１００では、ヨーク１０の軸方向の最も外側、つまりヨーク１０の両端に位置する２個のスロット１２は、その幅Ｗ１がそれ以外の１０個のスロット１２の幅Ｗ２よりも狭くなるように構成されている。以下、必要に応じて、幅の狭いスロット１２を外側のスロット１２と称し、幅の広いスロット１２を中央側のスロット１２と称する。
　コイル３０はスロット数に対応して１２個設けられ、１２個のコイル３０は４個のＵ相コイル３１と、４個のＶ相コイル３２と、４個のＷ相コイル３３とから構成されている。
　各相コイル３１，３２，３３は、絶縁被覆された巻線３０Ａがロッド２０の軸周りに巻き回されてリング状に形成されている。なお、図２では、Ｗ相コイル３３の巻線３０Ａの一部を図示し、その他を省略している。
　また、各相コイル３１，３２，３３は、左端側のスロット１２から右端側のスロット１２に、Ｗ相コイル３３、Ｕ相コイル３１、Ｖ相コイル３２の順番で一相ずつ交互に配設されている。
　外側のスロット１２のスロット幅Ｗ１は中央側のスロット１２の幅Ｗ２よりも狭くなっているが、外側のスロット１２に配置されるコイル３２，３３の巻線３０Ａの巻き数は、中央側のスロット１２に配置されるコイル３１，３２，３３の巻線３０Ａの巻き数と同一に設定されている。
　ヨーク１０と同軸に配置されるロッド２０は、ステンレス鋼等の非磁性体によって形成された筒状部材である。ロッド２０は、軸方向に貫通する貫通孔２０Ａを有している。図１に示すように、ロッド２０の両端は、載置部２に設けられた支持部３に固定されている。
　図２に示すように、ロッド２０の貫通孔２０Ａには、複数の永久磁石２１が軸方向に並んで保持される。永久磁石２１は、円柱状に形成されており、軸方向にＮ極とＳ極が現れるように着磁されている。これら永久磁石２１は等間隔に設けられており、隣り合う永久磁石２１，２１は同極同士が対向するように配置されている。また、隣り合う永久磁石２１，２１の間には、磁性体により形成された円柱状継鉄２２が設けられている。
　図３に示すように、リニアモータ１００では、４個のＵ相コイル３１は直列に接続されており、４個のＶ相コイル３２及び４個のＷ相コイル３３も同相コイル同士が直列に接続されている。先端側のＵ相コイル３１、Ｖ相コイル３２、及びＷ相コイル３３の端部はＹ結線されており、後端側のＵ相コイル３１、Ｖ相コイル３２、及びＷ相コイル３３の端部はドライバ４０に接続されている。
　ドライバ４０は、Ｕ相コイル３１、Ｖ相コイル３２、及びＷ相コイル３３への交流電流の供給を制御する制御装置として構成されている。ドライバ４０は、図示しない位置センサにより検出されるヨーク１０とロッド２０との相対位置情報に基づいて、交流電流の周波数や通電タイミング等を制御する。これにより、リニアモータ１００における推力や推力発生方向が調整され、その推力によってヨーク１０及びロッド２０が直線的に相対移動する。
　次に、図４を参照して、リニアモータ１００で発生するディテント力について説明する。
　ロッド２０に配置される永久磁石２１から発生した磁束がティース１１に作用することで、磁極として機能する円柱状継鉄２２とティース１１との間にディテント力が発生する。ディテント力は、ヨーク１０の移動に対する抵抗として作用する。ディテント力の大きさは、ロッド２０とヨーク１０の軸方向相対位置に応じて周期的に変動する。
　８極１２スロット型リニアモータ１００では、ロッド２０及びヨーク１０が図４に示す位置関係にある時、つまり右側から４番目のティース１１の中央位置Ｐ２と右側から４番目のスロット１２の中央位置Ｐ３との間の中間位置Ｐｃに円柱状継鉄２２の中央位置Ｐ１が一致する時に、ディテント力は最も大きくなる。
　リニアモータ１００ではヨーク１０の両端に位置するスロット１２の幅Ｗ１がその他のスロット１２の幅Ｗ２よりも狭く設定されているので、ヨーク１０の両端に位置するティース１１は、全スロットが同一の幅Ｗ２に設定される従来のリニアモータの両端のティース（図４の破線参照）と比較して、内側に位置することとなる。したがって、図４に示すようにロッド２０及びヨーク１０がディテント力が最大となる位置関係にある場合、従来のリニアモータでは両端のティース（破線）とスロット間の中間位置に円柱状継鉄の中央位置が位置するのに対し、リニアモータ１００では両端のティース１１とスロット１２間の中間位置からずれて円柱状継鉄２２の中央位置が位置している。
　このように最も外側のティース１１とスロット１２間の中間位置から円柱状継鉄２２の中央位置がずれた位置にあるため、ヨーク端近傍の永久磁石２１から生じる磁束が外側のティース１１に流れこみにくくなる。したがって、リニアモータ１００では、ヨーク１０の両端に位置するティース１１への磁束の入り込み量を減少させることができ、従来のリニアモータと比較してディテント力の最大値を低減することができる。
　なお、リニアモータ１００では、円柱状継鉄２２は必ずしも設ける必要はなく、各永久磁石２１を直接隣接させてもよい。このように円柱状継鉄２２を省略する場合においても、ロッド２０及びヨーク１０が図４に示す位置関係にある時に、最も外側のティース１１とスロット１２間の中間位置から永久磁石２１の端部（磁極）がずれて位置するため、両端のティース１１への磁束の入り込み量が低減される。
　上記した本実施形態によるリニアモータ１００によれば、以下の効果を得ることができる。
　リニアモータ１００では、軸方向の最も外側に位置する２つのスロット１２の幅Ｗ１はその他のスロット１２の幅Ｗ２よりも狭くなるように設定される。そのため、図４に示すようにロッド２０及びヨーク１０がディテント力が最大となる位置関係にある場合において、ヨーク端近傍の永久磁石２１の磁極（円柱状継鉄２２）が、ヨーク１０の両端に位置するティース１１の中央位置とスロット１２の中央位置の間の中間位置からずれて位置する。その結果、リニアモータ１００では、ヨーク端近傍の永久磁石２１から最も外側に位置するティース１１への磁束の入り込み量を減少させることができ、前述した従来のリニアモータと比較して、ディテント力の最大値を低減することができる。これにより、リニアモータ１００をスムーズに動作させることが可能となる。
　なお、リニアモータ１００では、軸方向の最も外側に位置する２つのスロット１２の幅を狭くしたが、軸方向の最も外側に位置する２つのスロット１２の一方のみの幅を狭くしてもよい。
　また、リニアモータ１００では、最も外側のスロット１２に配置されるコイル３２，３３の巻線３０Ａの巻き数と、中央側のスロット１２に配置されるコイル３１，３２，３３の巻線３０Ａの巻き数とは同一に設定される。最も外側のスロットのコイルの巻き数を幅の狭いスロットの容積に応じて少なくするとリニアモータで発生する推力が低下してしまうが、リニアモータ１００では、最も外側のスロット１２のコイル３２，３３の巻き数をその他のコイル３１，３２，３３の巻き数と同じにするので、推力低下を抑制することができる。
　さらに、リニアモータ１００では、最も外側に位置するティース１１は、立設部１１Ａのみを備える円環状平板部材として形成されるため、立設部１１Ａよりも幅広に形成される先端部１１Ｂを備えるティース１１と比較して、永久磁石２１から最も外側に位置するティース１１への磁束の入り込み量を低減することができる。したがって、ヨーク１０の両端に生じるディテント力を低減することができる。
　次に、図５を参照して、本実施形態の変形例によるリニアモータ１００について説明する。
　図５に示す変形例によるリニアモータ１００では、最も外側に位置するティース１１のヨーク内周面からの突出量Ｈ１が、中央側のティース１１の突出量Ｈ２よりも小さく設定される。
　このようにヨーク１０の両端に位置するティース１１を構成することで、ティース１１の先端とロッド２０とのエアギャップが大きくなり、かつティース側面の面積が小さくなる。そのため、ヨーク端近傍の永久磁石２１からこれらティース１１の先端及び側面への磁束（図５の破線矢印参照）の入り込み量を低減することができる。これにより、ヨーク１０の両端に生じるディテント力をさらに低減することができ、リニアモータ１００の動作をよりスムーズなものとすることができる。
　変形例によるリニアモータ１００では、外側のティース１１の突出量Ｈ１のみを小さく設定し、中央側のティース１１の突出量Ｈ２はできるだけ高く互いに同一に設定することが好ましい。このようにティース１１の突出量Ｈ１，Ｈ２を設定することにより、ヨーク１０の両端に生じるディテント力を低減させつつ、推力は従来のリニアモータとほぼ同等に維持することができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　本実施形態によるリニアモータ１００は、ヨーク１０内の永久磁石２１が８個でスロット１２が１２個の８極１２スロット型としたが、この構成に限られるものではない。リニアモータ１００は、その他の極数やスロット数を持つリニアモータとして構成されてもよい。
　さらに、リニアモータ１００では、ロッド２０の貫通孔２０Ａ内に複数の永久磁石２１を軸方向に並べて固定したが、永久磁石２１の配置はこれに限られるものではない。例えば、リング状に形成した永久磁石２１をロッド２０の外周に外嵌めし、複数の永久磁石２１をティース１１の先端と対向するように軸方向に並べて配置してもよい。
　本願は２０１４年３月１２日に日本国特許庁に出願された特願２０１４－４９３０４に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (4)

  1. 　筒状のヨークと、前記ヨークを軸方向に挿通するロッドとを備え、前記ヨークと前記ロッドを軸方向に相対変位させるように構成されたリニアモータであって、
    　前記ヨークの内周面から径方向に突出するとともに、軸方向に並設される複数のティースと、
    　隣接する前記ティースの間に形成されるスロットと、
    　各スロット内に配設されるコイルと、
    　前記ロッドに軸方向に並んで保持される複数の永久磁石と、を備え、
    　軸方向の最も外側に位置する２つの前記スロットのうち少なくとも一方の前記スロットは、そのスロット幅がその他の前記スロットのスロット幅よりも狭くなるように構成される、
    　リニアモータ。
  2. 　請求項１に記載のリニアモータであって、
    　スロット幅の狭い前記スロットに配置される前記コイルの巻き数は、スロット幅の広い前記スロットに配置される前記コイルの巻き数と同一に設定される、
    　リニアモータ。
  3. 　請求項１に記載のリニアモータであって、
    　スロット幅の狭い前記スロットを形成するとともに、軸方向の最も外側に位置する前記ティースは、その突出量がその他の前記ティースの突出量より小さくなるように構成される、
    　リニアモータ。
  4. 　請求項１に記載のリニアモータであって、
    　スロット幅の狭い前記スロットを形成するとともに、軸方向の最も外側に位置する前記ティースは、前記ヨークの内周面から径方向に立設する立設部を備え、
    　その他の前記ティースは、前記ヨークの内周面から径方向に立設する立設部と、当該立設部の先端に設けられ、当該立設部よりも幅広に形成される先端部と、を備える、
    　リニアモータ。
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