JP2003224960A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製造コストや製品コストが低減される、リニア
モータの提供。 【解決手段】細長い形状の固定子２と、移動自在となる
ように該固定子２に遊嵌された筒状の移動子３と、を備
え、前記固定子２の側に推進用磁石２０をその軸方向ｘ
に沿って複数配置すると共に該推進用磁石２０に所定間
隙を開けた状態で対向するように前記移動子３の側に電
機子３０を配置し、かつ、該電機子３０に印加する電圧
を切り替えることに基づき前記移動子３を前記固定子２
に沿って移動せしめるリニアモータ１において、前記推
進用磁石２０と前記電機子３０との間の間隙は往復運動
用軸受４０ａ，４０ｂにて保持されることを特徴とす
る。これにより、組み立て作業が容易になると共に、強
度の低い安価な材料を固定子に用いることができ、製造
コストや製品コストを低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、細長い形状の固定
子と、該固定子に遊嵌された筒状の移動子とを備え、電
機子と推進用磁石との間に発生する吸引力及び反発力を
利用して移動子を移動させるようにしたリニアモータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のリニアモータとしては、
永久磁石を有する略棒状の固定子と、電機子を有すると
共に該固定子に遊嵌されてなる筒状の移動子と、を備え
たものが知られている。そして、このようなリニアモー
タでは、電機子に印加する電圧を切り替えることに基づ
き電機子と永久磁石との間に吸引力や反発力を順次発生
させて移動子を固定子に沿って移動させるようになって
いた。

【０００３】また、このようなリニアモータでは、永久
磁石や電機子を固定子の中心軸の回りに放射状に（軸対
称の位置に）配置することによってそれらのバランス
（つまり、ある永久磁石と電機子との間に生ずる力と、
他の永久磁石と電機子との間に生ずる力とのバランス）
を取り、電機子と永久磁石との間隙を０．１ｍｍ程度に
維持するようになっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、永久磁
石や電機子を正規の位置（軸対称の位置）に配置するに
は、組み立て誤差が少なくなるように時間や設備を使っ
て慎重に組み立てを行う必要があり、そのために製造コ
ストが増大してしまうという問題があった。また、永久
磁石と電機子との間に生じる吸引力や反発力によって固
定子等が弾性変形したりしないように強度を確保しなけ
ればならず、高価な材料の使用等により製品コストが増
大してしまうという問題があった。本発明は上記事情に
鑑み、製造コストや製品コストの低減等が可能なリニア
モータを提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、細長
い形状の固定子（２）と、移動自在となるように該固定
子（２）に遊嵌された筒状の移動子（３）と、を備え、
前記固定子（２）の側に推進用磁石（２０）をその軸方
向（ｘ）に沿って複数配置すると共に該推進用磁石（２
０）に所定間隙を開けた状態で対向するように前記移動
子（３）の側に電機子（３０）を配置し、かつ、該電機
子（３０）に印加する電圧を切り替えることに基づき前
記移動子（３）を前記固定子（２）に沿って移動せしめ
るリニアモータ（１）において、前記推進用磁石（２
０）と前記電機子（３０）との間の間隙は往復運動用軸
受（４０ａ，４０ｂ／２４ａ，２４ｂ，…，５０ａ，５
０ｂ，…）にて保持されることを特徴として構成され
る。

【０００６】請求項２の発明は、前記往復運動用軸受
（４０ａ，４０ｂ）は、前記固定子（２）の軸方向
（ｘ）に沿って配置されたレール部（４１ａ，４１ｂ）
と、該レール部（４１ａ，４１ｂ）に摺動自在に配置さ
れる摺動部（４３ａ，４３ｂ）と、からなり、かつ、こ
れらのレール部（４１ａ，４１ｂ）及び摺動部（４３
ａ，４３ｂ）のいずれか一方が前記固定子（２）の側に
配置され、他方が前記移動子（３）の側に配置されるこ
とを特徴として構成される。

【０００７】請求項３の発明は、前記推進用磁石（２
０）が前記固定子（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射
状に複数配置され、前記電機子（３０）は、各推進用磁
石（２０）に対向するように放射状に配置され、かつ、
前記往復運動用軸受（４０ａ，４０ｂ，…）は、前記固
定子（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射状に配置され
ることを特徴として構成される。

【０００８】請求項４の発明は、前記往復運動用軸受
（２４ａ，２４ｂ，…，５０ａ，５０ｂ，…）は、前記
固定子（２）の軸方向（ｘ）に沿って配置されたレール
部（２４ａ，２４ｂ，…）と、該レール部に転動自在に
配置されるローラー（５０ａ，５０ｂ，…）と、からな
り、かつ、これらのレール部（２４ａ，２４ｂ，…）及
びローラー（５０ａ，５０ｂ，…）のいずれか一方が前
記固定子（２）の側に配置され、他方が前記移動子
（３）の側に配置されることを特徴として構成される。

【０００９】請求項５の発明は、前記固定子（２）は細
長い形状の基部（２１）を有し、前記推進用磁石（２
０）は、前記基部（２１）の外周面に、前記固定子
（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射状に複数配置さ
れ、前記レール部（２４ａ，２４ｂ，…）が、前記放射
状に配置されてなる推進用磁石（２０）と推進用磁石
（２０）との間に配置されると共に、これらの磁石（２
０）を前記基部（２１）に対して固定し、かつ、前記ロ
ーラー（５０ａ，５０ｂ，…）が前記移動子（３）の側
に回転自在に配置されることを特徴として構成される。

【００１０】請求項６の発明は、細長い形状の固定子
（２）と、移動自在となるように該固定子（２）に遊嵌
された筒状の移動子（３）と、を備え、前記固定子
（２）の側に推進用磁石（２０）をその軸方向（ｘ）に
沿って複数配置すると共に該推進用磁石（２０）に所定
間隙を開けた状態で対向するように前記移動子（３）の
側に電機子（３０）を配置し、かつ、該電機子（３０）
に印加する電圧を切り替えることに基づき前記移動子
（３）を前記固定子（２）に沿って移動せしめるリニア
モータ（１）において、同じ磁極が対向するように、前
記移動子（３）の側に移動子側間隙保持用磁石（１５０
ｂ，１５０ｄ，１５０ｆ）が配置されると共に前記固定
子（２）の側に固定子側間隙保持用磁石（１２５）が配
置され、かつ、これらの間隙保持用磁石（１５０ｂと１
２５、１５０ｄと１２５、１５０ｆと１２５）の反発力
によって前記推進用磁石（２０）と前記電機子（３０）
との間の間隙が適正に保たれることを特徴として構成さ
れる。

【００１１】請求項７の発明は、細長い形状の固定子
（２）と、移動自在となるように該固定子（２）に遊嵌
された筒状の移動子（３）と、を備え、前記固定子
（２）の側に推進用磁石（２０）をその軸方向（ｘ）に
沿って複数配置すると共に該推進用磁石（２０）に所定
間隙を開けた状態で対向するように前記移動子（３）の
側に電機子（３０）を配置し、かつ、該電機子（３０）
に印加する電圧を切り替えることに基づき前記移動子
（３）を前記固定子（２）に沿って移動せしめるリニア
モータ（１）において、互いに対向するように、前記移
動子（３）の側に移動子側間隙保持用磁石（１５０ｂ，
１５０ｄ，１５０ｆ）が配置されると共に前記固定子
（２）の側に固定子側間隙保持用磁石（１２５）が配置
され、前記移動子側間隙保持用磁石（１５０ｂ，１５０
ｄ，１５０ｆ）及び前記固定子側間隙保持用磁石（１２
５）のいずれか一方が電磁石で他方が永久磁石であり、
前記推進用磁石（２０）と前記電機子（３０）との間の
間隙を検知する間隙検知手段が少なくとも一つ配置さ
れ、該間隙検知手段からの信号に従って前記電磁石がオ
ン／オフされることに基き、前記推進用磁石（２０）と
前記電機子（３０）との間の間隙が適正に保たれること
を特徴として構成される。

【００１２】請求項８の発明は、前記推進用磁石（２
０）が前記固定子（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射
状に複数配置され、前記電機子（３０）は、各推進用磁
石（２０）に対向するように放射状に配置され、前記固
定子側間隙保持用磁石（１２５）は、前記推進用磁石
（２０）と重ならない位置であって、前記固定子（２）
の中心軸（ＣＬ）の回りに放射状に複数配置されること
を特徴として構成される。

【００１３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、前記推進用磁
石（２０）と前記電機子（３０）との間の間隙が往復運
動用軸受（４０ａ，４０ｂ／２４ａ，２４ｂ，…，５０
ａ，５０ｂ，…）にて保持されるようにしたため、リニ
アモータ（１）のスムーズな動きを確保できる。また、
従来装置の場合のように、固定子等の組み立てに際して
組み立て誤差を必要以上に小さくしなくても良く、組み
立て作業工数を低減することができる。さらに、推進用
磁石（２０）と電機子（３０）との間の吸引力や反発力
に起因するところの固定子（２）の弾性変形は上記往復
運動用軸受（４０ａ，４０ｂ／２４ａ，２４ｂ，…，５
０ａ，５０ｂ，…）にて抑制されることから固定子の強
度を必要以上に高くする必要がなく、その分、軽量化を
図り製品コストを低減することができる。

【００１４】請求項２の発明によれば、レール部（４１
ａ，４１ｂ）と摺動部（４３ａ，４３ｂ）とからなる既
存で量産品の往復運動用軸受を流用できるため、製品コ
ストを低減できる。

【００１５】請求項３の発明によれば、推進用磁石（２
０）が前記固定子（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射
状に複数配置された構造のリニアモータであっても、前
記往復運動用軸受（４０ａ，４０ｂ，…）によって該間
隙を適正に保持でき、リニアモータ（１）のスムーズな
動きを確保できる。

【００１６】請求項４の発明によれば、前記往復運動用
軸受がレール部（２４ａ，２４ｂ，…）とローラー（５
０ａ，５０ｂ，…）とによって構成されているため、装
置の軽量化を図ることができる。

【００１７】請求項５の発明によれば、推進用磁石（２
０）が前記固定子（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射
状に複数配置された構造のリニアモータであっても、該
間隙を適正に保持でき、リニアモータ（１）のスムーズ
な動きを確保できる。

【００１８】請求項６の発明によれば、上述した各発明
と同様にリニアモータ（１）のスムーズな動きを確保で
きることはもちろんのこと、移動子側間隙保持用磁石
（１５０ｂ，１５０ｄ，１５０ｆ）と固定子側間隙保持
用磁石（１２５）との間の反発力を利用しての非接触式
であるため、部材間の磨耗や摺動音発生を回避すること
ができる。

【００１９】請求項７の発明によれば、請求項６の発明
と同様の効果を奏することはもちろんのこと、電磁石の
オン／オフによって、前記推進用磁石（２０）と前記電
機子（３０）との間の間隙をより適正に保持することが
できる。

【００２０】請求項８の発明によれば、推進用磁石（２
０）が前記固定子（２）の中心軸（ＣＬ）の回りに放射
状に複数配置された構造のリニアモータであっても、該
間隙を適正に保持でき、リニアモータ（１）のスムーズ
な動きを確保できる。

【００２１】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。

【００２３】まず、本発明に係るリニアモータの全体構
造について図１乃至図４に沿って説明する。ここで、図
１は、本発明に係るリニアモータの外観を示す斜視図で
あり、図２は、そのリニアモータの内部構造を示す斜視
図であり、図３は、本発明に係るリニアモータの構造を
示す縦断面図であり、図４は、本発明に係るリニアモー
タの構造を示す横断面図である。

【００２４】本発明に係るリニアモータ１は、図１乃至
図３に示すように、細長い形状（略棒状）の固定子２
と、移動自在となるように該固定子２に遊嵌された筒状
の移動子３と、を備えている。そして、その固定子２に
は、その軸方向ｘに沿って永久磁石（推進用磁石）２０
が複数配置され、他方の移動子３には、所定間隙を開け
た状態で永久磁石２０に対向するように電機子３０が配
置されていて、電機子３０に印加する電圧を切り替える
ことに基づき移動子３が固定子２に沿って移動するよう
に構成されている。

【００２５】ここで、固定子２の詳細構造について図５
〜図８に沿って説明する。なお、図５は、固定子の外観
を示す斜視図であり、図６は、基部の外観を示す斜視図
であり、図７は、固定バーの取り付け状態等を説明する
ための分解斜視図であり、図８は、永久磁石の配置位置
を説明するための模式図である。

【００２６】固定子２は、図５及び図６に示すような細
長の円筒形状をした基部２１を備えている。この基部２
１は、 ・ 外周面が６つの平面部２１０ａ，２１０ｂ，…から
なって略々六角柱の外観を呈する部分（該部分は、図５
に符号Ａ_１１，Ａ_１２，Ａ_１３，…で示すように軸方向
ｘに沿って複数配置されるが、それらを特に区別する必
要が無い場合には単に“Ａ_１”の符号だけを付して説明
することとする。なお、該部分は、次に述べるように磁
石２０を装着するための部分であるため、以下“磁石装
着部”とする）と、 ・ 略々円筒の外観を呈する部分Ａ_２（以下、“環状部
Ａ_２”とする）と、が交互に配置された形状をしてい
る。

【００２７】そして、各平面部２１０ａ，２１０ｂ，…
には永久磁石２０（各平面部２１０ａ，２１０ｂ，…に
装着される永久磁石を区別する必要がある場合には符号
２０ａ，２０ｂ，…を付して区別することとし、区別の
必要が無い場合には単に符号２０を付すこととする）が
それぞれ配置されている。その結果、永久磁石２０は、 ・ １つの磁石装着部Ａ_１においては、固定子２の中心
軸ＣＬの回りに６つ放射状に配置され（図４参照）、 ・ 固定子２の軸方向ｘには一定ピッチで配置される
（図１〜図３等参照）、こととなる。

【００２８】かかる磁石２０は、平面部２１０ａ，２１
０ｂ，…に装着される側は、該平面部２１０ａ，２１０
ｂ，…とほぼ同じ大きさの平坦な面（図６の符号２００
参照。以下、“被装着面”とする）を呈しており、その
反対側（符号２０１参照。以下、“外周面”とする）は
円筒外周面の一部を呈するように構成されている。な
お、各磁石２０は、被装着面２００と外周面２０１とが
互いに異なる磁極となるように磁化されている。そし
て、１つの磁石装着部Ａ_１に配置される６つの永久磁石
２０ａ，２０ｂ，…は外周面２０１の磁極が全て同じに
なるように、しかも、軸方向ｘには外周面２０１の磁極
がＳ−Ｎ−Ｓ−Ｎ−Ｓ−Ｎというように交互に切り替わ
るように設定されている。つまり、図５に示す固定子２
においては、 ・ 符号Ａ_１１に示す磁石装着部において外周面２０１
の磁極が全てＳ極であり、 ・ 符号Ａ_１２に示す磁石装着部において外周面２０１
の磁極が全てＮ極であり、 ・ 符号Ａ_１３に示す磁石装着部において外周面２０１
の磁極が全てＳ極であり、 ・ 符号Ａ_１４に示す磁石装着部において外周面２０１
の磁極が全てＮ極であり、 ・・・・・・・・・となるように構成されている。永久
磁石２０をこのように配列することにより、軸方向ｘに
隣接される磁石どうしは引き付け合うこととなり、磁石
２０を基部２１に取り付けることが容易で、固定子２の
組み立て作業が容易になるという効果を奏する。

【００２９】ところで、１つの磁石装着部Ａ_１において
周方向に隣接される３つの平面部２１０ａ，２１０ｂ，
２１０ｃ（及び各平面部２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ
にそれぞれ装着される磁石２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）
は、図８に詳示するように、軸方向ｘに一定ピッチｐ_１
ずつずれるように配置されており、残り３つの平面部２
１０ｄ，２１０ｅ，２１０ｆ（及び各平面部２１０ｄ，
２１０ｅ，２１０ｆにそれぞれ装着される磁石２０ｄ，
２０ｅ，２０ｆ）も、軸方向ｘに一定ピッチｐ _１ずつず
れるように配置されている。さらに、固定子２の中心軸
ＣＬを中心として１８０度の角度で配置された２つの平
面部（平面部２１０ａと平面部２１０ｄ、平面部２１０
ｂと平面部２１０ｅ、平面部２１０ｃと平面部２１０
ｆ）は軸方向ｘにずれないように（すなわち、互いの軸
方向ｘの位置が一致するように）配置されている。

【００３０】ところで、上述した環状部Ａ_２には、図
５、図７及び図８に示すように、軸方向ｘに配列される
磁石２０と磁石２０との間隙を埋めるようにスペーサ２
２が配置されている（かかるスペーサは、磁石２０ａと
磁石２０ａとの間、磁石２０ｂと磁石２０ｂとの間、磁
石２０ｃと磁石２０ｃとの間、磁石２０ｄと磁石２０ｄ
との間、磁石２０ｅと磁石２０ｅとの間、磁石２０ｆと
磁石２０ｆとの間のいずれにも配置されているが、それ
らを区別する必要がある場合には符号２２ａ，２２ｂ，
…を付すこととし、区別の必要が無い場合には単に符号
２２を付すこととする）。

【００３１】つまり、固定子２の軸方向ｘには、図５及
び図７に示すように、永久磁石２０とスペーサ２２とが
交互に配置されることとなるが、それらの永久磁石２０
やスペーサ２２の端面（周方向の端面）は、軸方向ｘに
沿った細長い略平面部を構成しており、相対向する端面
（例えば、永久磁石２０ａやスペーサ２２ａの周方向端
面と、永久磁石２０ｂやスペーサ２２ｂの周方向端面）
の間に溝部（図７の符号２３参照）を形成している。こ
の溝部２３は、内周側が狭くて外周側が広い横断面形状
をしており、基部２１の外周面に６本、放射状に形成さ
れている。そして、これらの溝部２３には、内周側が狭
くて外周側が広い楔状断面の固定バー２４がネジにて取
り付けられている。溝部２３や固定バー２４は上述のよ
うな横断面形状であるため、溝部２３に装着された固定
バー２４は、永久磁石２０やスペーサ２２の両端面（周
方向の両端面）を基部２１に押え付けてそれらを固定す
る役割を果たす。

【００３２】ところで、図９は、固定子２の構造を示す
横断面図であるが、同図に符号２４ａ，２４ｂ，２４
ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆで示すように、固定バーは
６本、放射状に配置されることとなる。このうち、１８
０度反対の側に配置される一対の固体バー２４ｃ，２４
ｆには、符号４１ａ，４１ｂで示すようにＬＭガイド
（往復運動用軸受）のレール部が前記固定子２の軸方向
ｘに沿うように取り付けられている（詳細は後述）。

【００３３】次に、移動子３の構造を図１０乃至図１７
等に沿って説明する。ここで、図１０は、移動子３の構
造を示す分解斜視図であり、図１１は、移動子３の構造
を示す斜視図であり、図１２は、電機子の詳細形状を示
す斜視図であり、図１３は、電機子の組み付け状態を説
明するための分解斜視図である。また、図１４は、永久
磁石２０と電機子３０との間のギャップ規制方法の他の
例を示す横断面図であり、図１５は、ローラーの支持方
法を示す斜視図であり、図１６は、永久磁石２０と電機
子３０との間のギャップ規制方法の他の例を示す横断面
図であり、図１７は、永久磁石２０と電機子３０との間
のギャップ規制方法の他の例を示す横断面図である。

【００３４】移動子３は、図４に示すように６つの鉄心
部材３１を有しており、これら６つの鉄心部材３１は固
定子側の６つの磁石列２０ａ，…，２０ｂ，…，２０
ｃ，…，２０ｄ，…，２０ｅ，…，２０ｆ，…に対向す
るように配置されている。各鉄心部材３１は、図３及び
図１０に示すように、軸方向ｘに沿って配置される部分
（以下“背部”とする）３１１と、該背部３１１から中
心軸ＣＬの方に植設された複数の鉄心部３１０と、によ
って櫛歯状に形成されている。そして、各鉄心部３１０
には、図１１等に示すようにコイル３２が巻き掛けられ
ており、これらの鉄心部３１０とコイル３２とによって
電機子３０が構成されている（つまり、電機子３０は、
各永久磁石２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，
２０ｆに対向するように中心軸ＣＬの周りに放射状に配
置されることとなる）。なお、図１０及び図１１には、
６つの鉄心部材３１の内の１つのみ示している。また、
図１０には１つのコイル３２のみを示し、図１１には２
つの電機子３０のみを示す。

【００３５】ところで、このコイル３２は、図１２及び
図１３に詳示するように、中空部３２ａを有する箱型形
状をしており、鉄心部３１０に嵌めこまれることによっ
て電機子３０を構成するようになっている。なお、鉄心
部３１０の先端部には突起部３１０ａが形成されてい
て、コイル３２が容易に抜けないように構成されてい
る。本実施の形態においては、コイル３２の鉄心部３１
０への取り付けは、上述のような突起部３１０ａを利用
して行うようになっているため、接着剤を使用する場合
と異なり乾燥等の手間が不要で取り付け作業の簡素化を
図ることができ、組み付け誤差を低減することができ
る。

【００３６】また、本発明における移動子３は、図１０
に詳示する形状の環状部材３３を図３に示すように複数
備えている。この環状部材３３の外周側には６つの溝部
（以下、“外側溝部”とする）３３０が等間隔に形成さ
れており、各外側溝部３３０には、図１０乃至図１３に
示すように鉄心部材３１の背部３１１がその外側から
（環状部材３３の外側から）嵌め込まれている。そし
て、背部３１１の外面と環状部材３３の外面３３ａと
は、図１１に示すように略々同一曲率の円筒面を呈する
ようになっている。なお、図３に示すように、鉄心部３
１０と鉄心部３１０との間には必ず環状部材３３が配置
されているが、図１０及び図１１には、理解容易のため
に１つの環状部材３３のみを示す。本実施の形態によれ
ば、鉄心部材３１は、上述のような外側溝部３３０を利
用して環状部材３３に取り付けられているため、周方向
（環状部材３３の周方向）への位置ずれを最小限にし
て、図４に示すような放射状に正確に配置することがで
きる。また、鉄心部材３１の環状部材３３への取り付け
に接着剤を使用していないため、乾燥等の手間が不要で
取り付け作業の簡素化を図ることができ、組み付け誤差
を低減することができる。さらに、本発明における移動
子３は、図３及び図４に示すようなケース３４を備えて
おり、上述した鉄心部材３１や環状部材３３等はそのケ
ース３４内に収納されているが、それらの部材３１，３
３の外形はどの横断面でも同じになるように構成されて
いるため、鉄心部材３１や環状部材３３等を組み立てた
後、ケース３４に挿入することによって組み付けが終了
し、組み付け作業が簡単であるという効果を奏する。

【００３７】さらに、この環状部材３３の内周側には、
図１０に示すように、外側溝部３３０に対応する位置に
それぞれ溝部（以下、“内側溝部”とする）３３１が形
成されると共に、この内側溝部３３１には、図１２及び
図１３に詳示するように、コイル３２が嵌め込まれるよ
うになっており、これによりコイル３２の位置決めをす
ることができる。また、コイル３２と環状部材３３との
間に接着剤を使用していないため、乾燥等の手間が不要
で取り付け作業の簡素化を図ることができ、組み付け誤
差を低減することができる。さらに、コイル３２は、環
状部材３３に当接されると共に、突起部３１０ａによっ
て鉄心部３１０に嵌められているため、鉄心部材３１か
らの環状部材３３の抜けを防ぐことができる。したがっ
て、移動子３の組み立て作業が容易になるという効果を
奏する。

【００３８】ところで、図１に示すように、この移動子
３において、固定子側レール４１ａ，４１ｂに対向する
位置にはＬＭガイドのブロック４２ａ，４２ｂが配置さ
れている。このブロック４２ａ，４２ｂには、レール４
１ａ，４１ｂに摺動自在となるＬＭナット（すなわち、
往復運動用軸受の摺動部）４３ａ，４３ｂが取り付けら
れており、これらのレール４１ａ，４１ｂ、ブロック４
２ａ，４２ｂ及びＬＭナット４３ａ，４３ｂによってＬ
Ｍガイド４０ａ，４０ｂが構成されている。本実施の形
態によれば、鉄心部３１０は、固定子側永久磁石２０の
方に延設されて永久磁石２０に大きな力で引き付けられ
るものの、鉄心部材３１が環状部材３３に上述のように
支持されると共に固定子２と移動子３との間にはＬＭガ
イド４０ａ，４０ｂが介装されているため、鉄心部３１
０と永久磁石２０との間のギャップ（すなわち、推進用
磁石である永久磁石２０と電機子３０との間の間隙）を
適正に維持することができる。なお、図に示すリニアモ
ータでは、レール４１ａ，４１ｂは固定子２の側に配置
され、ブロック４２ａ，４２ｂやＬＭナット４３ａ，４
３ｂは移動子３の側に配置されているが、もちろんこれ
に限られるものではなく、レール４１ａ，４１ｂは移動
子３の側に配置され、ブロック４２ａ，４２ｂやＬＭナ
ット４３ａ，４３ｂは固定子２の側に配置されるように
しても良い。また、図に示すリニアモータではＬＭガイ
ドを２本だけ使用しているが、もちろんこれに限られる
ものではなく、前記固定子２の中心軸ＣＬの回りに放射
状に３本以上配置するようにしても良い。

【００３９】なお、本実施の形態に係るリニアモータ１
においては、電機子３０は、軸方向ｘに１列に並べられ
たものが、中心軸ＣＬの回りに放射状に６列配置される
こととなるが、各電機子列と電機子列との間には図４に
符号Ｓで示すように空隙部が形成されることとなる。こ
の空隙部Ｓは、軸方向ｘに沿って形成されると共に両端
部が開口されており、移動子３の該方向ｘへの移動に伴
って該空隙部Ｓに空気が出入りし、電機子３０が冷却さ
れるように構成されている。

【００４０】本実施の形態においては、固定子２の横断
面に関しては６つの磁石２０を配置したが、偶数個であ
れば良く、８個でも１０個でも良い。このような磁石の
個数にかかわらず、１８０度離れた２つの磁石（本実施
の形態の場合は永久磁石２０ａと永久磁石２０ｄ、永久
磁石２０ｂと永久磁石２０ｅ、永久磁石２０ｃと永久磁
石２０ｆ）についての軸方向ｘの位置を一致させ、かつ
周方向に隣り合う磁石（本実施の形態の場合は、永久磁
石２０ａと永久磁石２０ｂ、永久磁石２０ｂと永久磁石
２０ｃ）についての軸方向ｘの位置を一定ピッチｐ_１ず
つずらしておくと良い。

【００４１】本実施の形態によれば、各磁石列（すなわ
ち、ｘ軸方向に配列された一列の永久磁石２０の列から
構成される磁石列）は複数の永久磁石２０から構成され
るので、各永久磁石２０の磁束の方向を装着面に直角な
方向に整列させることが容易であり、磁束の方向に乱れ
のない均一な磁石列を形成することが出来る。

【００４２】ところで、上述した実施の形態では基部２
１は１つの部材で一体的に形成されていたが、軸方向や
周方向に分割形成されていても良い。また、基部２１を
用いずに、永久磁石だけを円筒状に配列しても良い。

【００４３】また、上述した実施の形態においては固定
子２や基部２１や磁石２０を円筒形にしたが、もちろん
これに限られるものではなく、多角形形状としても良
い。さらに、固定子２（具体的には基部２１）を中空の
筒状としたが、中実棒状に形成しても良い。

【００４４】ところで、上述した実施の形態において
は、永久磁石２０と電機子３０との間のギャップ規制に
はＬＭガイド４０ａ，４０ｂを用いたが、他の方法を用
いても良い。

【００４５】例えば、固定子２の側には、図１４(b) に
示すように、放射状に配置されてなる永久磁石２０ａ，
２０ｂ，…の間であって軸方向ｘに沿うように固定バー
（レール部）２４ａ，２４ｂ，…を放射状に配置し、移
動子３の側には、図１５に示すように回転自在なローラ
ー５０ａ，５０ｂ，…を設け、これらのローラー５０
ａ，５０ｂ，…が固定バー２４ａ，２４ｂ，…の表面を
転動できるように構成する方法（図１４(a) 参照）を挙
げることができる。この場合は、固定バー２４ａ，２４
ｂ，…とローラー５０ａ，５０ｂ，…とによって往復運
動用軸受が構成されることとなる。なお、図１５中、符
号５１は、ローラー５０ａ，５０ｂ，…を支持するため
のプレートを示し、符号５２ａ，５２ｂ，…は各ローラ
ー５０ａ，５０ｂ，…の回転軸を示す。ここで、図１４
及び図１５ではローラーの数を６個としたが、もちろん
これに限られるものではなく３個としても良い（図１６
参照）。また、これらの図では、固定バー（レール部）
２４ａ，２４ｂ，…が固定子２の側に配置されローラー
５０ａ，５０ｂ，…が移動子３の側に配置されている
が、もちろんこれに限られるものではなく、固定バー２
４ａ，２４ｂ，…に相当するものを移動子３の側に配置
しローラー５０ａ，５０ｂ，…に相当するものを固定子
２の側に配置するようにしても良い。

【００４６】さらに、別の方法として間隙保持用磁石を
用いる方法を挙げることができる。例えば、図１７(a)
に示すように、６本の固定バー１２４ａ，１２４ｂ，…
を放射状に配置するが、その内の３本の固定バー１２４
ｂ，１２４ｄ，１２４ｆには磁石（固定子側間隙保持用
磁石）１２５を軸方向に沿うように配置する。つまり、
磁石１２５は、永久磁石２０に重ならない位置であっ
て、固定子２の中心軸ＣＬの回りに放射状に配置される
こととなる。そして、移動子３の側には、各磁石１２５
に対向するように磁石（移動子側間隙保持用磁石）１５
０ｂ，１５０ｄ，１５０ｆを配置し、対向する側の磁極
を同極としてそれらの磁石の間に反発力を生ぜしめるよ
うにする方法を挙げることができる。そして、これらの
間隙保持用磁石の反発力によって永久磁石２０と電機子
３０との間の間隙が適正に保たれることとなる。なお、
磁石（移動子側間隙保持用磁石）１５０ｂ，１５０ｄ，
１５０ｆは、固定バー１２４ｂ，１２４ｄ，１２４ｆの
位置（つまり、電機子列と電機子列との間）にそれぞれ
配置しても良いが、図１に符号４０ａ，４０ｂで示すＬ
Ｍガイドのように、６本の電機子列よりも軸方向に突出
した位置に、少なくとも３つ放射状に（つまり、前側に
は少なくとも３つ配置され、後側には少なくとも３つ配
置されるので、前後の合計では少なくとも６つ配置され
ることとなる）配置すると良い。

【００４７】上述のように磁石（固定子側間隙保持用磁
石）１２５や磁石（移動子側間隙保持用磁石）１５０
ｂ，１５０ｄ，１５０ｆを配置するものの、互いに対向
するいずれか一方の磁石を電磁石とし、他方を永久磁石
とし、前記永久磁石２０と電機子３０との間の間隙を検
知する間隙検知手段を少なくとも一つ（或いはｘ軸方向
に列をなす永久磁石２０から構成される永久磁石列の個
数だけ）設けておき、該間隙検知手段からの信号に従っ
て前記電磁石をオン／オフして永久磁石２０と電機子３
０との間の間隙が適正に保たれるようにしても良い。こ
の場合、移動子側の間隙保持用磁石は、電機子列と電機
子列との間にそれぞれ配置しても良いが、図１に符号４
０ａ，４０ｂで示すＬＭガイドのように、６本の電機子
列よりも軸方向に突出した位置に、少なくとも３つ放射
状に（つまり、前側には少なくとも３つ配置され、後側
には少なくとも３つ配置されるので、前後の合計では少
なくとも６つ配置されることとなる）配置すると良い。

【００４８】なお、永久磁石（推進用磁石）２０の他に
固定子側間隙保持用磁石を設けるのではなく、永久磁石
２０に、推進用磁石と固定子側間隙保持用磁石とを兼用
させるようにしても良い。その場合、移動子側間隙保持
用磁石（電磁石）は、図１に符号４０ａ，４０ｂで示す
ＬＭガイドのように、６本の電機子列よりも軸方向に突
出した位置に、少なくとも３つ放射状に（つまり、前側
には少なくとも３つ配置され、後側には少なくとも３つ
配置されるので、前後の合計では少なくとも６つ配置さ
れることとなる）配置すると良い。かかる場合、移動子
側間隙保持用磁石に対向する永久磁石は、移動子の移動
に伴ってＳ→Ｎ→Ｓ→Ｎ……と表面磁極が切り替わる
が、それに同期するように移動子側間隙保持用磁石の磁
極を切り替えれば間隙保持を達成できる。このような構
成にした場合、固定子側間隙保持用磁石と推進用磁石と
を兼用することができるので、部品点数を削減し、コス
トを低減することができる。

【００４９】次に、本実施の形態の作用を説明する。

【００５０】いま、所定のタイミングでコイル３２に順
次電圧を印加し電機子３０を励磁していくと、各電機子
３０と各永久磁石２０との間には吸引力や反発力が作用
し、移動子３は固定子２の軸方向ｘに移動される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るリニアモータの外観を示
す斜視図である。

【図２】図２は、そのリニアモータの内部構造を示す斜
視図である。

【図３】図３は、本発明に係るリニアモータの構造を示
す縦断面図である。

【図４】図４は、本発明に係るリニアモータの構造を示
す横断面図である。

【図５】図５は、固定子の外観を示す斜視図である。

【図６】図６は、基部の外観を示す斜視図である。

【図７】図７は、固定バーの取り付け状態等を説明する
ための分解斜視図である。

【図８】図８は、永久磁石の配置位置を説明するための
模式図である。

【図９】図９は、固定子２の構造を示す横断面図であ
る。

【図１０】図１０は、移動子３の構造を示す分解斜視図
である。

【図１１】図１１は、移動子３の構造を示す斜視図であ
る。

【図１２】図１２は、電機子の詳細形状を示す斜視図で
ある。

【図１３】図１３は、電機子の組み付け状態を説明する
ための分解斜視図である。

【図１４】図１４は、永久磁石２０と電機子３０との間
のギャップ規制方法の他の例を示す横断面図である。

【図１５】図１５は、ローラーの支持方法を示す斜視図
である。

【図１６】図１６は、永久磁石２０と電機子３０との間
のギャップ規制方法の他の例を示す横断面図である。

【図１７】図１７は、永久磁石２０と電機子３０との間
のギャップ規制方法の他の例を示す横断面図である。

【符号の説明】

１…………………リニアモータ ２…………………固定子 ３…………………移動子 ２０………………永久磁石（推進用磁石） ２１………………基部 ２４ａ，２４ｂ…固定バー（レール部） ４０ａ，４０ｂ…ＬＭガイド（往復運動用軸受） ４１ａ，４１ｂ…レール部 ４３ａ，４３ｂ…ＬＭナット（摺動部） ５０ａ，５０ｂ，……ローラー １２５……………固定子側間隙保持用磁石 １５０ｂ，１５０ｄ，１５０ｆ…移動子側間隙保持用磁
石 ｐ_１……ずれ（ピッチ） ＣＬ……中心軸

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長い形状の固定子と、移動自在となる
   ように該固定子に遊嵌された筒状の移動子と、を備え、
   前記固定子の側に推進用磁石をその軸方向に沿って複数
   配置すると共に該推進用磁石に所定間隙を開けた状態で
   対向するように前記移動子の側に電機子を配置し、か
   つ、該電機子に印加する電圧を切り替えることに基づき
   前記移動子を前記固定子に沿って移動せしめるリニアモ
   ータにおいて、 前記推進用磁石と前記電機子との間の間隙は往復運動用
   軸受にて保持されることを特徴とする、リニアモータ。
2. 【請求項２】 前記往復運動用軸受は、前記固定子の軸
   方向に沿って配置されたレール部と、該レール部に摺動
   自在に配置される摺動部と、からなり、かつ、 これらのレール部及び摺動部のいずれか一方が前記固定
   子の側に配置され、他方が前記移動子の側に配置される
   ことを特徴とする、請求項１に記載のリニアモータ。
3. 【請求項３】 前記推進用磁石が前記固定子の中心軸の
   回りに放射状に複数配置され、 前記電機子は、各推進用磁石に対向するように放射状に
   配置され、かつ、 前記往復運動用軸受は、前記固定子の中心軸の回りに放
   射状に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に
   記載のリニアモータ。
4. 【請求項４】 前記往復運動用軸受は、前記固定子の軸
   方向に沿って配置されたレール部と、該レール部に転動
   自在に配置されるローラーと、からなり、かつ、 これらのレール部及びローラーのいずれか一方が前記固
   定子の側に配置され、他方が前記移動子の側に配置され
   ることを特徴とする、請求項１に記載のリニアモータ。
5. 【請求項５】 前記固定子は細長い形状の基部を有し、 前記推進用磁石は、前記基部の外周面に、前記固定子の
   中心軸の回りに放射状に複数配置され、 前記レール部が、前記放射状に配置されてなる推進用磁
   石と推進用磁石との間に配置されると共に、これらの磁
   石を前記基部に対して固定し、かつ、 前記ローラーが前記移動子の側に回転自在に配置される
   ことを特徴とする、請求項４に記載のリニアモータ。
6. 【請求項６】 細長い形状の固定子と、移動自在となる
   ように該固定子に遊嵌された筒状の移動子と、を備え、
   前記固定子の側に推進用磁石をその軸方向に沿って複数
   配置すると共に該推進用磁石に所定間隙を開けた状態で
   対向するように前記移動子の側に電機子を配置し、か
   つ、該電機子に印加する電圧を切り替えることに基づき
   前記移動子を前記固定子に沿って移動せしめるリニアモ
   ータにおいて、 同じ磁極が対向するように、前記移動子の側に移動子側
   間隙保持用磁石が配置されると共に前記固定子の側に固
   定子側間隙保持用磁石が配置され、かつ、 これらの間隙保持用磁石の反発力によって前記推進用磁
   石と前記電機子との間の間隙が適正に保たれることを特
   徴とする、リニアモータ。
7. 【請求項７】 細長い形状の固定子と、移動自在となる
   ように該固定子に遊嵌された筒状の移動子と、を備え、
   前記固定子の側に推進用磁石をその軸方向に沿って複数
   配置すると共に該推進用磁石に所定間隙を開けた状態で
   対向するように前記移動子の側に電機子を配置し、か
   つ、該電機子に印加する電圧を切り替えることに基づき
   前記移動子を前記固定子に沿って移動せしめるリニアモ
   ータにおいて、 互いに対向するように、前記移動子の側に移動子側間隙
   保持用磁石が配置されると共に前記固定子の側に固定子
   側間隙保持用磁石が配置され、 前記移動子側間隙保持用磁石及び前記固定子側間隙保持
   用磁石のいずれか一方が電磁石で他方が永久磁石であ
   り、 前記推進用磁石と前記電機子との間の間隙を検知する間
   隙検知手段が少なくとも一つ配置され、 該間隙検知手段からの信号に従って前記電磁石がオン／
   オフされることに基き、前記推進用磁石と前記電機子と
   の間の間隙が適正に保たれることを特徴とする、リニア
   モータ。
8. 【請求項８】 前記推進用磁石が前記固定子の中心軸の
   回りに放射状に複数配置され、 前記電機子は、各推進用磁石に対向するように放射状に
   配置され、 前記固定子側間隙保持用磁石は、前記推進用磁石と重な
   らない位置であって、前記固定子の中心軸の回りに放射
   状に複数配置されることを特徴とする、請求項６又は７
   に記載のリニアモータ。