WO2024100907A1 - リニアモータ - Google Patents

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WO2024100907A1
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linear motor
armature
teeth
field
poles
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泰士 塚田
周平 玉村
宜典 礒村
ミンファ ウェイ
ソンソン ユー
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Ｗｏｌｏｎｇモ－タ－制御技術株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors

Definitions

  • This disclosure relates to a linear motor with reduced cogging force (cogging thrust).
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of linear motors 130 and 131 in Patent Document 1, which uses an example of an 8-pole, 9-slot, gap-facing type linear motor.
  • the linear motor 130 has a stator 115 having a plurality of field poles (permanent magnets) 102 with alternating polarities on a flat field yoke 101, and an armature 103 (also called a mover) arranged to face the surface of the permanent magnet 102 with a gap therebetween.
  • the armature 103 runs in the longitudinal direction of the stator 115.
  • the armature 103 has an armature core 111 , a coil 107 , and a slot 105 .
  • the armature core 111 has the main teeth 104, a yoke portion 106, and two auxiliary teeth 112 on both sides.
  • the coil 107 is wound around the main teeth 104. There is a gap 120 between each of the two auxiliary teeth 112 and the coil 107.
  • FIG. 7A shows the structure of a linear motor 130 in which the length Ht of the main teeth 104 is fixed and the length Hd of the auxiliary teeth 112 is variable.
  • Figure 7 (b) shows the structure of a reference linear motor 131.
  • the length Ht of the main teeth 104 and the length Hd of the auxiliary teeth 112 are the same.
  • the other configurations are the same as the structure of the linear motor 131.
  • the distance between the centers of the two auxiliary teeth 112 provided at both ends of the armature 103 is also called the armature core length, and the center distance of the permanent magnets 102 is called the field pole pitch.
  • the armature core length of linear motor 130 is defined as ⁇ p
  • the armature core length of linear motor 131 is defined as ⁇ p0 .
  • Fig. 8 is Fig. 2 of Patent Document 1.
  • Fig. 8 shows the analysis result of calculating the cogging thrust by numerical analysis (three-dimensional finite element analysis) using the armature core length ratio ⁇ p / ⁇ po and the auxiliary teeth ratio Hd/Ht as parameters.
  • FIG. 8 shows the contour lines where the cogging thrust is zero.
  • Patent Document 1 discloses that, as shown in FIG. 8, when the armature core length ⁇ p satisfies the following formula 2 (m and n are integers), the cogging force can be reduced to approximately zero. (2m-1) ⁇ m /8 ⁇ p ⁇ (2n-1) ⁇ m /2 (Equation 2)
  • FIG. 9 is a diagram showing the seven positions in FIG. 2 of Patent Document 1, where the cogging thrust was calculated by three-dimensional finite element analysis (JMAG ver. 17). Table 1 shows the results.
  • linear motor 130 in Patent Document 1 is defined by Equation 2, which creates gap 120 between coil 107 at the end of linear motor 130 and auxiliary teeth 112, increasing the width of linear motor 130 by about 5% to 15%. With integer multiples of m and n, it is difficult to actually reduce the size of linear motor 130. In addition, since the increase in thrust is due to the relationship between the main teeth 104 and the permanent magnets 102, it has been confirmed that the auxiliary teeth 112 can only suppress the effect on cogging or thrust ripple. Therefore, the linear motor 130 of Patent Document 1 simply increases the distance between the auxiliary teeth 112 and the main teeth 104, which has almost no effect on increasing thrust and simply increases the width of the linear motor 130. The present disclosure focuses on the above-mentioned problems of the conventional technology and provides a linear motor with reduced cogging thrust and a small-sized linear motor.
  • the linear motor according to one embodiment of the present disclosure can reduce the cogging thrust.
  • the linear motor can be made smaller.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing an outline of a linear motor according to one embodiment of the present disclosure, in which FIG. 1A is a schematic overall perspective view of the linear motor, and FIG. 1B is a schematic side view of the linear motor.
  • FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a linear motor according to one embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a linear motor according to one embodiment of the present disclosure.
  • 1A and 1B are schematic diagrams of a stator according to one embodiment of the present disclosure, in which (a) is a schematic plan view of connected stators, (b) is a schematic plan view of one stator, and (c) is a schematic cross-sectional view of the stator.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the ratio Hd/Ht and the cogging thrust.
  • 13 is a graph showing the cogging thrust when Bd is changed.
  • 1A and 1B are schematic cross-sectional views of the linear motor of Patent Document 1, in which (a) is a diagram of a linear motor in which the ratio Hd/Ht is changed, and (b) is a diagram of a reference linear motor.
  • 1 is a graph showing the cogging thrust force of Patent Document 1.
  • FIG. 9 is a diagram showing the positions of seven representative points in FIG. 8 (the seven representative points correspond to the seven points in FIG. 5).
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic of a linear motor 10 according to one embodiment of the present disclosure.
  • a linear motor 10 has an armature 3 and a stator 15 (15a, 15b, 15c).
  • the stator 15 includes three stators, ie, a stator 15a, a stator 15b, and a stator 15c, which are connected in a row.
  • the armature 3 and the stator 15 are disposed opposite each other with an air gap Ha therebetween.
  • the armature 3 has an armature core 11 and a coil 7.
  • the stator 15b has a field yoke 1 and field poles (permanent magnets) 2.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the linear motor 10.
  • the armature 3 is arranged close to each other on the stator 15b.
  • the armature core 11 has main teeth 4, slots 5, and two auxiliary teeth 12 on both sides.
  • the coil 7 is wound around the main teeth 4. There are no gaps 20 between each of the two auxiliary teeth 12 and the coil 7. This allows the longitudinal length of the armature 3 to be shortened.
  • the linear motor 10 of the present disclosure has 12 poles and 9 slots as a representative example, as shown in Fig. 3. However, it can also accommodate other numbers of pole pairs, such as 8 poles and 6 slots.
  • ⁇ pN is the armature core length
  • L is the main teeth pitch (distance between the centers of the main teeth).
  • ⁇ m is the pitch between field poles (distance between the centers of the permanent magnets 2).
  • Ct is the coil width
  • Bt is the main teeth width.
  • the width Bd of the auxiliary teeth 12 is half the main teeth width Bt .
  • the maximum value of the coil width Ct is (L- Bt )/2.
  • the height of the main teeth 4 is defined as Ht
  • the length of the auxiliary teeth 12 is defined as Hd.
  • the armature core length ⁇ pN is newly defined by the following formula 1, and by making the linear motor 10 satisfy the formula 1, it is possible to provide a linear motor 10 with a reduced cogging thrust compared to Patent Document 1.
  • the linear motor 10 of the present disclosure can be made compact.
  • the number of field poles 2 is defined as p
  • the number of slots 5 is defined as s.
  • ⁇ pN has the smallest value because there is no gap 20 between the coil 7 and the auxiliary teeth 12.
  • ⁇ pN is 180 mm.
  • FIG. 5 is a graph in which the horizontal axis represents the ratio Hd/Ht and the vertical axis represents the cogging thrust.
  • Hd/Ht seven points in Patent Document 1 in Fig. 9 and Table 1 are plotted.
  • ⁇ 0.98 * 1.00 on the right side of Fig. 5 means that ⁇ p / ⁇ p0 is 0.98 and the ratio Hd / Ht is 1.00.
  • Other notations have similar meanings.
  • ⁇ pN which satisfies Equation 1 of the present disclosure.
  • the cogging thrust at No. 7 ( ⁇ : 1.04*0.75) is the lowest at 27.1 N.
  • ⁇ pN that satisfies the formula 1 of the present disclosure
  • the ratio Hd/Ht is 0.5 or more and 0.8 or less
  • the cogging thrust is about 10 to 15 N, which is smaller than the cogging thrust in Patent Document 1.
  • the ratio Hd/Ht 0.65
  • the cogging thrust becomes 10.2 N, which is desirable.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the stator 15 of the linear motor 10. As shown in Fig. 4(a), the stator 15 is composed of a row of stators 15a, 15b, and 15c, each of which has a length of L1. The armature 3 moves linearly on the stator 15. In Fig. 4, three stators, 15a, 15b, and 15c, are connected, but the stator 15 may be lengthened by connecting any number of stators.
  • FIG. 4B is a schematic plan view of one stator 15c.
  • the length of the stator 15c is L1, which is, for example, 270 mm, and the width of the stator 15b is D1, which is, for example, 75 mm.
  • the multiple field poles (permanent magnets) 2 are skewed at an inclined skew angle with respect to a straight line perpendicular to the longitudinal direction of the field yoke 1 .
  • the skew angle is preferably in the range of 6 degrees to 22.5 degrees, and more preferably 12.9 degrees.
  • the skew size S1 is preferably 5 to 20 mm, and more preferably 11 mm.
  • the two ends of the field yoke 1 in the longitudinal direction are inclined at the same skew angle as the skew. According to the above aspect, by inclining the two ends of the field yoke 1, the joining area of the field yoke 1 can be increased, so that the stators can be joined stably in a line.
  • FIG. 4C is a schematic cross-sectional view of the stator 15. 4(c), the field pole 2 is disposed on the field yoke 1.
  • a non-magnetic SUS cover 18 having a thickness of 0.2 mm is disposed on the surfaces of the field yoke 1 and the field pole 2 as a shatterproof cover. Since the magnetic air gap between the surface of the field pole 2 and the lower surface of the main tooth is 1.0 mm, the air gap Ha (FIG. 1) is 0.8 mm. The magnetic air gap is preferably in the range of 0.5 to 1.5 mm.
  • the magnet shape does not have to be flat as in Figure 2, but can also be trapezoidal, semi-cylindrical, etc.
  • the present disclosure includes the linear motors described in the following items.
  • a linear motor including a field yoke having a plurality of field poles and an armature disposed opposite and spaced apart from the field yoke, the armature includes an armature core having main teeth and slots, an armature winding having a coil wound in the slot, and two auxiliary teeth disposed at both ends of the armature core in a longitudinal direction;
  • the center distance between the two auxiliary teeth is defined as ⁇ pN
  • the pitch between the field poles is defined as ⁇ m
  • the number of the field poles is defined as p
  • the number of the slots is defined as s
  • the pitch of the main teeth is defined as L
  • the linear motor of the present disclosure can reduce the cogging thrust and can also reduce the size of the linear motor.

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  • Electromagnetism (AREA)
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Abstract

本開示に係るリニアモータは、複数の界磁極を有する界磁ヨークと、前記界磁ヨークと離間して対向して配置された電機子とを備えたリニアモータであって、前記電機子は、主ティースとスロットとを備えた電機子コアと、前記スロットにコイルを巻回した電機子巻線と、前記電機子コアの長手方向の両端に配置した２つの補助ティースとを有し、前記２つの補助ティースの中心間距離をτｐＮ、前記界磁極間のピッチをτｍ、前記界磁極の極数をp、前記スロットの数をｓ、前記主ティースのピッチをＬと定義するとき、下記式（１）：　τｐＮ＝p×τｍ＝ｓ×Ｌ　（１） を満たすものである。

Description

リニアモータ
　本開示は、コギング力（コギング推力）を低減したリニアモータに関する。
　従来、コギング力を低減したリニアモータについて、特許文献１に開示されている。
　図７は、特許文献１のリニアモータ１３０、１３１の断面図で、８極、９スロットのギャップ対向形のリニアモータの例を用いたものである。
　図７（ａ）に示す様に、リニアモータ１３０は、平板状の界磁ヨーク１０１に極性が交互に異なるように複数の界磁極（永久磁石）１０２を設けた固定子１１５と、永久磁石１０２の表面と空隙を介して対向配置する電機子１０３（可動子とも呼ぶ）とを有する。電機子１０３は、固定子１１５の長手方向に対して走行する。
　電機子１０３は、電機子コア１１１と、コイル１０７と、スロット１０５とを有する。
　電機子コア１１１は、主ティース１０４と、継鉄部１０６と、両側に２つの補助ティース１１２とを有する。コイル１０７は、主ティース１０４に巻回されている。２つの補助ティース１１２のそれぞれと、コイル１０７との間には、空隙１２０を有している。
　図７（ａ）は、主ティース１０４の長さＨｔを固定し、補助ティース１１２の長さＨｄを変化させることができるリニアモータ１３０の構造を示している。
　図７（ｂ）は、基準となるリニアモータ１３１の構造を示している。基準となるリニアモータ１３１において、主ティース１０４の長さＨｔと、補助ティース１１２の長さＨｄとは同じ長さである。他の構成は、リニアモータ１３１の構造と同様である。
　リニアモータ１３０、１３１において、電機子１０３の両端に設けられた２つの補助ティース１１２中心間の距離を電機子コア長さとも呼び、永久磁石１０２の中心間距離を界磁極間ピッチと呼ぶ。
　ここで、リニアモータ１３０の電機子コア長さをτｐ、リニアモータ１３１の電機子コア長さをτｐ０と定義する。τｐの範囲は以下の式２で表すことができ、τｐ０は式２の右辺で表される（τｐ０＝（２ｎ－１）τｍ／２）。
　図８は、特許文献１の図２である。図８は、電機子コア長さの比率τｐ／τｐｏと、補助ティース比率Ｈｄ／Ｈｔとをパラメータとして、コギング推力を数値解析（３次元の有限要素解析）より計算した解析結果である。
　図８には、コギング推力がゼロとなる等高線が示されている。
　特許文献１は、図８より、電機子コア長τｐが、下記式２（ｍ、ｎは整数）を満たすとき、コギング力をほぼ０にできることが開示されている。
　（２ｍ－１）τｍ／８≦τｐ≦（２ｎ－１）τｍ／２　　　　　　（式２）
国際公開第２００１／８０４０８号
　特許文献１のリニアモータ１３０に関して、３次元の有限要素解析（ＪＭＡＧ　ｖｅｒ．１７）を実施したところ、図８（特許文献１の図２）で提示された電機子コア長さの比率（τｐ／τｐｏ）及び補助ティース比率（Ｈｄ／Ｈｔ）では、コギング推力は０とならず、大きなコギングがあることが分かった。
　図９は、３次元の有限要素解析（ＪＭＡＧ　ｖｅｒ．１７）にてコギング推力を算出した、特許文献１の図２の７箇所の位置を表した図である。
　表１は、その結果である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　表１より、Ｎｏ．１からＮｏ．７のいずれの箇所においても、コギング推力は０とはなっていないことが分かった。そして、特許文献１でコギング推力が０である等高線上の点、Ｎｏ．１（コギング推力＝７４．３Ｎ）、Ｎｏ．５（コギング推力＝６１．３Ｎ）、Ｎｏ．７（コギング推力＝２７．１Ｎ）というように、等高線上の点においても、コギング推力は０となっていないことが分かった。
　また、３次元の有限要素解析（ＪＭＡＧ　ｖｅｒ．１７）により、特許文献１のティースピッチでは、リニアモータ１３０は小型化に向かないことが分かった。
　なぜなら、特許文献１のリニアモータ１３０は、式２となっているので、リニアモータ１３０の端にあるコイル１０７と補助ティース１１２の間に空隙１２０ができてしまい、５％～１５％程度のリニアモータ１３０の幅が大きくなってしまう。整数倍のｍ、ｎでは、実際上のリニアモータ１３０の小型化は難しい。
　また、推力アップは、主ティース１０４と永久磁石１０２との関係であるため、補助ティース１１２は、あくまでそのコギングまたは推力リップルへの影響を抑えることしかできないことを確認している。
　よって、特許文献１のリニアモータ１３０は、補助ティース１１２と主ティース１０４との間の距離が長くなるだけであり、推力アップに対する効果がほとんどなく、ただリニアモータ１３０の幅を大きくしていることになる。
　本開示は、従来技術の上記した課題に注目し、コギング推力を低減したリニアモータを提供する。また、小型のリニアモータを提供する。
　本開示の一態様のリニアモータは、複数の界磁極を有する界磁ヨークと、前記界磁ヨークと離間して対向して配置された電機子とを備えたリニアモータであって、前記電機子は、主ティースとスロットとを備えた電機子コアと、前記スロットにコイルを巻回した電機子巻線と、前記電機子コアの長手方向の両端に配置した２つの補助ティースとを有し、前記２つの補助ティースの中心間距離をτｐＮ、前記界磁極間のピッチをτｍ、前記界磁極の極数をp、前記スロットの数をｓ、前記主ティースのピッチをＬと定義するとき、下記式（１）：
　　　　τｐＮ＝p×τｍ＝ｓ×Ｌ　　　　　　（１）
　を満たすものである。
　本開示の一態様のリニアモータは、コギング推力を低減できる。また、リニアモータを小型にすることができる。
本開示の一態様のリニアモータの概略を示す図で、（ａ）は、リニアモータの概略の全体斜視図で、（ｂ）は、リニアモータの概略の側面図である。 本開示の一態様のリニアモータの概略の分解斜視図である。 本開示の一態様のリニアモータの概略の断面図である。 本開示の一態様の固定子の概略図であり、（ａ）は、連結した固定子の概略の平面図で、（ｂ）は、１つの固定子の概略の平面図で、（ｃ）は、固定子の概略の断面図である。 比率Ｈｄ／Ｈｔとコギング推力との関係を表したグラフである。 Ｂｄを変化させたときのコギング推力を表したグラフである。 特許文献１のリニアモータの概略の断面図で、（ａ）は、比率Ｈｄ／Ｈｔを変化させたリニアモータの図で、（ｂ）は、基準となるリニアモータの図である。 特許文献１のコギング推力を表すグラフである。 図８における代表点である７箇所の位置を示す図である（代表点の７箇所は図５の７箇所と対応している）。
　図１は、本開示の一態様のリニアモータ１０の概略を示す図である。
　図１（ａ）に示す様に、リニアモータ１０は、電機子３と固定子１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）とを有する。
　固定子１５は、３つの固定子１５ａと、固定子１５ｂと、固定子１５ｃとが、一列に連結している。
　図１（ｂ）に示す様に、電機子３と固定子１５とは、エアギャップＨａを有して、対向して配置されている。
　図２に示す様に、電機子３は、電機子コア１１と、コイル７とを有する。固定子１５ｂは、界磁ヨーク１と界磁極（永久磁石）２とを有する。
　図３は、リニアモータ１０の概略の断面図である。
　図３に示す様に、リニアモータ１０は、電機子３が固定子１５ｂ上に近接して配置されている。電機子コア１１は、主ティース４と、スロット５と、両側に２つの補助ティース１２とを有する。コイル７は、主ティース４に巻回されている。２つの補助ティース１２のそれぞれと、コイル７との間の空隙２０はない。そのため、電機子３の長手方向の長さを短くできる。
　本開示のリニアモータ１０は、代表として図３のような１２極９スロットとしている。尚、８極６スロットなどその他の極対数にも対応できる。
　図３示す様に、τｐＮは電機子コア長で、Ｌは主ティースピッチ（主ティース中心間距離）である。τｍは界磁極間ピッチ（永久磁石２の中心間距離）である。Ｃｔはコイル幅で、Ｂｔは主ティース幅である。補助ティース１２の幅Ｂｄは、主ティース幅Ｂｔの半分である。コイル幅Ｃｔの最大値は、（Ｌ－Ｂｔ）／２となる。ここで、主ティース４の高さをＨｔとし、補助ティース１２の長さをＨｄと定義している。
　上記記載したように、特許文献１のリニアモータ１３０は、図８（特許文献１の図２）で提示された電機子コア長さの比率（τｐ／τｐｏ）及び補助ティース比率（Ｈｄ／Ｈｔ）では、コギング推力は０とならず、大きなコギングがあることが分かった。
　そこで、本開示のリニアモータ１０では、電機子コア長τｐＮを下記式１で新たに定義し、式１を満たすリニアモータ１０とすることで、特許文献１よりコギング推力を低減したリニアモータ１０を提供できる。また、本開示のリニアモータ１０は、小型化が可能である。
　　　　τｐＮ＝p×τｍ＝ｓ×Ｌ　　　　（式１）
　ここで、界磁極２の極数をp、スロット５の数をｓと定義している。
　本開示のリニアモータ１０は、コイル７と補助ティース１２の間に空隙２０がないことからτｐＮが最も小さい値をとる。加えて、式１から極対数でτｐＮが変わる。
　第１の例を上げると、τｍ＝２２．５ｍｍ、Ｌ＝３０ｍｍ（１２極９スロット)の場合はτｐＮは、２７０ｍｍとなる。そのとき、このτｐＮに近いτｐ０は前述したように式２の右辺（τｐ０＝（２ｎ－１）τｍ／２）で表すことから２８１．２５ｍｍ（ｎ＝１３）となり、τｐは式２の範囲にあり、最小値は左辺から２７２．８１２５ｍｍ（ｍ＝４９）となる。このとき特許文献１の最小比率はτｐ／τｐ０＝０．９７となる。τｐＮ／τｐ０＝０．９６であり、特許文献１の範囲を外れることが分かる。
　第２の例を上げると、τｍ＝２２．５ｍｍ、Ｌ＝３０ｍｍ（８極６スロット）の場合はτｐＮは１８０ｍｍとなる。そのとき、このτｐＮに近いτｐ０は式２の右辺で表すことから１９１．２５ｍｍ（ｎ＝９）となり、τｐは式２の範囲にあり、最小値は左辺から１８２．８１２５ｍｍ（ｍ＝３３）となる。このとき特許文献１の最小比率はτｐ／τｐ０＝０．９５５８となる。τｐＮ／τｐ０＝０．９４１であり、特許文献１の範囲を外れることが分かる。
　これら二つの例によらず、例えば８極９スロットでもτｍ＝２２．５ｍｍ、Ｌ＝２０ｍｍになるが、式１よりτｐＮ＝１８０ｍｍとなることから、極対数がどのような変化をしてもτｐＮが最小となり、かつコイル７の空隙２０がないことになり、式１のτｐＮが、式２のτｐの最小値よりも小さくなることが分かる。以上のことからτｐＮ／τｐ０はτｐ／τｐ０よりも確実に小さくなり、特許文献１の範囲を外れることとなる。
　ここで式１が小型化するためには、上記記載にあるように補助ティース１２の幅Ｂｄ＝Ｂｔ／２と定義している。Ｂｄを小さくすればより小型化できると考えられるが、Ｂｄを小さくするとコギングが悪化することを解析から確認している。
　図６は、Ｂｄを変化させたときのコギング推力を表したグラフで、実線がＢｄ＝Ｂｔ／２とした場合、点線がＢｄ＝Ｂｔ／４とした場合の解析結果である。
　図６に示す様に、Ｂｄ＝Ｂｔ／２とした場合の振幅（実線）は１０．２Ｎで、Ｂｄ＝Ｂｔ／４とした場合の振幅（点線）は２４．１Ｎとなっている。つまり、Ｂｄが細くなることでコギングが悪化することが分かり、さらなる小型化はできないことが分かる。
　図５は、横軸を比率Ｈｄ／Ｈｔ、縦軸をコギング推力としたグラフである。
　図５において、図９及び表１の特許文献１の７箇所についてプロットした。例えば、図５の右側の■０．９８＊１．００の意味は、τｐ／τｐ０が０．９８で、比率Ｈｄ／Ｈｔが１．００を意味している。他の表記も同様の意味である。
　また、本開示の式１を満たすτｐＮについてもプロットした。
　図５示す様に、特許文献１の７箇所の内、Ｎｏ.７（●：１．０４＊０．７５）のコギング推力が、２７．１Ｎで一番低い値である。
　一方、本開示の式１を満たすτｐＮにおいて、比率Ｈｄ／Ｈｔが、０．５以上０．８以下でコギング推力が、１０～１５Ｎ程度の値となっており、特許文献１のコギング推力より小さくできることが分かる。特に、比率Ｈｄ／Ｈｔ＝０．６５の時、コギング推力が１０．２Ｎとなり望ましい。
　図４は、リニアモータ１０の固定子１５の概略図である。
　図４（ａ）に示す様に、固定子１５は、１つの長さがＬ１の固定子１５ａと、固定子１５ｂと、固定子１５ｃとが列をなして連結している。電機子３は、この固定子１５上を直線状に移動する。図４では、３つの固定子１５ａと、固定子１５ｂと、固定子１５ｃとが連結しているが、固定子１５は、いくつ連結させて長くしてもよい。
　図４（ｂ）は、１つの固定子１５ｃの概略の平面図である。
　固定子１５ｃの長さはＬ１で、例えば、２７０ｍｍである。固定子１５ｂの幅はＤ１で、例えば、７５ｍｍである。
　複数の界磁極（永久磁石）２は、界磁ヨーク１の長手方向に垂直な直線に対して、傾斜したスキュー角度を有するスキューとなっている。
　スキュー角度は、６度以上２２．５度以下の範囲が好ましく、特に１２．９度が望ましい。一例として、スキューの大きさＳ１は、５～２０ｍｍが好ましい。特に、１１ｍｍがよい。
　また、長手方向の界磁ヨーク１の２つの端部は、スキューと同じスキュー角度で傾いている。
　上記態様よれば、界磁ヨーク１の２つの端部を傾斜させることで、界磁ヨーク１の接合面積を増加できるので、固定子を一列に安定して接合できる。
　図４（ｃ）は、固定子１５の概略の断面図である。
　図４（ｃ）に示す様に、界磁ヨーク１の上に界磁極２が配置されている。そして、界磁ヨーク１及び界磁極２の表面に、飛散防止カバーとして、０．２ｍｍの非磁性ＳＵＳカバー１８が配置されている。
　界磁極２の表面と主ティースの下面との間の磁気的なエアギャップは、１．０ｍｍなので、エアギャップＨａ（図１）は、０．８ｍｍとなる。磁気的エアギヤップの範囲は、０．５～１．５ｍｍが好ましい。
　尚、磁石形状は、図２のような平板によらず、台形、かまぼこ形状などでもよい。
　尚、本実施形態に係る発明は、矛盾が生じない限り、置き換えたり、組合せたりすることができる。
　以上のように、本開示は、以下の項目に記載のリニアモータを含む。
　〔項目１〕
　複数の界磁極を有する界磁ヨークと、前記界磁ヨークと離間して対向して配置された電機子とを備えたリニアモータであって、
　前記電機子は、主ティースとスロットとを備えた電機子コアと、前記スロットにコイルを巻回した電機子巻線と、前記電機子コアの長手方向の両端に配置した２つの補助ティースとを有し、
　前記２つの補助ティースの中心間距離をτｐＮ、前記界磁極間のピッチをτｍ、前記界磁極の極数をp、前記スロットの数をｓ、前記主ティースのピッチをＬと定義するとき、下記式（１）：
　　　　τｐＮ＝p×τｍ＝ｓ×Ｌ　　　　　　（１）
を満たすリニアモータ。
　上記態様よれば、本開示のリニアモータは、コギング推力を低減できる。また、リニアモータを小型にすることができる。
　〔項目２〕
　前記補助ティース幅が、前記主ティース幅の半分である項目１に記載のリニアモータ。
　上記態様よれば、本開示のリニアモータは、コギング推力を低減できる。また、リニアモータを小型にすることができる。
　〔項目３〕
　前記複数の界磁極が、前記界磁ヨークの長手方向に垂直な直線に対して、傾斜したスキュー角度を有するスキューとなっている項目１又は２に記載のリニアモータ。
　上記態様よれば、固定子を一列に安定して接合できる。
　〔項目４〕
　前記界磁ヨークが複数であり、前記複数の界磁ヨークが一列に接続されている項目１乃至３のいずれかに記載のリニアモータ。
　上記態様よれば、固定子を連結させて長い固定子を配置することで、電機子の移動距離を伸ばすことができる。
〔項目５〕
　前記主ティースの長さをＨｄ、前記補助ティースの長さをＨｔとしたとき、下記式（３）：
　０．５≦Ｈｔ／Ｈｄ≦０．８　　　　　　（３）
を満たす項目１乃至４のいずれかに記載のリニアモータ。
　上記態様よれば、本開示のリニアモータは、コギング推力を低減できる。
１　　　界磁ヨーク
２　　　界磁極（永久磁石）
３　　　電機子
４　　　主ティース
５　　　スロット
７　　　コイル
１０　　リニアモータ
１５　　固定子

Claims (5)

  1. 　複数の界磁極を有する界磁ヨークと、前記界磁ヨークと離間して対向して配置された電機子とを備えたリニアモータであって、
    　前記電機子は、主ティースとスロットとを備えた電機子コアと、前記スロットにコイルを巻回した電機子巻線と、前記電機子コアの長手方向の両端に配置した２つの補助ティースとを有し、
    　前記２つの補助ティースの中心間距離をτｐＮ、前記界磁極間のピッチをτｍ、前記界磁極の極数をp、前記スロットの数をｓ、前記主ティースのピッチをＬと定義するとき、下記式（１）：
    　　　　τｐＮ＝p×τｍ＝ｓ×Ｌ　　　　　　（１）
    を満たすリニアモータ。
  2. 　前記補助ティース幅が、前記主ティース幅の半分である請求項１に記載のリニアモータ。
  3. 　前記複数の界磁極が、前記界磁ヨークの長手方向に垂直な直線に対して、傾斜したスキュー角度を有するスキューとなっている請求項１又は２に記載のリニアモータ。
  4. 　前記界磁ヨークが複数であり、前記複数の界磁ヨークが一列に接続されている請求項１乃至３のいずれかに記載のリニアモータ。
  5. 　前記主ティースの長さをＨｄ、前記補助ティースの長さをＨｔとしたとき、下記式（３）：
    　　　　０．５≦Ｈｔ／Ｈｄ≦０．８　　　　　　（３）
    を満たす請求項１乃至４のいずれかに記載のリニアモータ。
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