特開 2022-7249 筒型リニアモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022007249

(43)【公開日】2022-01-13

(54)【発明の名称】筒型リニアモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 41/03 20060101AFI20220105BHJP

【ＦＩ】

H02K41/03 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020110095

(22)【出願日】2020-06-26

(71)【出願人】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】ＫＹＢ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】391002487

【氏名又は名称】学校法人大同学園

(74)【代理人】

【識別番号】100122323

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 憲

(72)【発明者】

【氏名】加納 善明

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 浩介

(72)【発明者】

【氏名】袴田 眞一郎

(72)【発明者】

【氏名】芝原 大智

【テーマコード（参考）】

5H641

【Ｆターム（参考）】

5H641BB06

5H641BB14

5H641BB18

5H641GG03

5H641GG08

5H641HH02

5H641HH08

5H641HH11

5H641HH14

5H641HH16

(57)【要約】

【課題】推力を向上できる筒型リニアモータの提供である。
【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の筒型リニアモータ１は、軸方向にＮ極とＳ極とが交互に配置される筒状の界磁６と、筒状であって界磁６に対向する外周に設けられた環状のスロット４を有するコア３とスロット３に装着される巻線５とを有して界磁６の内方に配置されて界磁６に対して軸方向移動可能な電機子２とを備え、コア３が内周から開口して外周側へ向けて延びる複数の内周スリット３ｄを備えている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向にＮ極とＳ極とが交互に配置される筒状の界磁と、
筒状であって前記界磁に対向する内周或いは外周に設けられた環状のスロットを含むコアと、前記スロットに装着される巻線とを有し、前記界磁の内方或いは外方に配置されて前記界磁に対して軸方向移動可能な電機子とを備え、
前記コアは、
内周から開口して外周側へ向けて延びる複数の内周スリットを有する
ことを特徴とする筒型リニアモータ。

【請求項2】

前記コアは、外周から開口して内周側へ向けて延びる複数の外周スリットを有し、
前記外周スリットと前記内周スリットは、前記コアの周方向において交互に設けられるとともに、前記コアの周方向において重なるように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の筒型リニアモータ。

【請求項3】

前記外周スリット或いは前記内周スリットの内方に、前記巻線のリード線が収容されている
ことを特徴とする請求項２に記載の筒型リニアモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、筒型リニアモータに関する。

【背景技術】

【0002】

筒型リニアモータは、スロットを備えた軸方向に並べて配置される複数のティースを外周に持つ筒型のコアとティース間のスロットに装着されるＵ相、Ｖ相およびＷ相の巻線を有する電機子と、電機子の外周に設けられた円筒形のヨークと軸方向にＳ極とＮ極とが交互に並ぶようにベースの内周に取付けられた複数の永久磁石とでなる固定子とを備えるものがある。

【0003】

このように構成された筒型リニアモータでは、電機子のＵ相、Ｖ相およびＷ相の巻線へ適宜通電すると、電機子が永久磁石に吸引されて電機子が可動子として固定子に対して軸方向へ駆動される（たとえば、特許文献１参照）。

【0004】

このような筒型リニアモータでは、永久磁石を備えた固定子内を電気伝導体であるコアが軸方向に移動するため、コアの移動による磁場の変化を妨げるようにコア内に渦電流が発生する。コアに渦電流が生じると永久磁石に対するコアの移動を妨げる力が発生し、この力は、筒型リニアモータの推力を減じてしまうので、渦電流の発生を抑制することが好ましい。

【0005】

コアの渦電流の発生を抑制する対策として、たとえば、外周から開口して内周側へ延びるスリットを複数備えたコアが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特願２０１８－１９７２５９号公報

【特許文献2】特開２００５－１９８４９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

このようにコアに外周から開口するスリットを複数形成すると、コアが周方向でスリットによって分断されるため、その部分においてはコアに対して同心円状に発生する渦電流を低減できるが、コアの内周部は周方向で分断されずに連続しているので、内周部に生じる渦電流を低減できない。

【0008】

よって、特許文献２に開示されている筒型リニアモータのコアに外周から開口するスリットを設けても渦電流を十分に低減できないため、筒型リニアモータの推力を向上しがたいという問題がある。

【0009】

そこで、本発明は、推力を向上できる筒型リニアモータの提供を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の目的を達成するため、本発明の筒型リニアモータは、軸方向にＮ極とＳ極とが交互に配置される筒状の界磁と、筒状であって界磁に対向する内周或いは外周に設けられた環状のスロットを有するコアとスロットに装着される巻線とを備えて界磁の内方に配置されて界磁に対して軸方向移動可能な電機子とを備え、コアが内周から開口して外周側へ向けて延びる複数の内周スリットを備えることを特徴とする。

【0011】

このように構成された筒型リニアモータによれば、コアが界磁に対して軸方向に相対移動してもコア内での渦電流の発生を抑制できるので、コアに渦電流が発生するのに起因して推力が減じられるのを防止でき、推力を向上できる。

【0012】

また、筒型リニアモータは、コアが内周スリットに加えて、外周から開口して内周側へ向けて延びる複数の外周スリットを備えていて、外周スリットと内周スリットとがコアの周方向において交互に設けられるとともに、コアの周方向において重なるように形成されていてもよい。

【0013】

このように構成された筒型リニアモータによれば、コアが外周スリットと内周スリットとを備えていてコアが外周から内周まで全範囲に渡って同一円周上で連続せず分断されているので、コアに外周から内周に至る全範囲でコアの周方向で渦電流が発生するのを抑制できる。

【0014】

また、筒型リニアモータにおける外周スリット或いは内周スリットの内方に巻線のリード線が収容されてもよい。このように構成された筒型リニアモータによれば、巻線同士を結線するリード線をコアと界磁との間の狭い隙間に配置しなくて済むので、コアと界磁との径方向距離を短くでき、より一層推力を向上できる。

【発明の効果】

【0015】

本発明の筒型リニアモータによれば、推力を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】一実施の形態における筒型リニアモータの縦断面図である。

【図2】一実施の形態の筒型リニアモータのコアの拡大縦断面図である。

【図3】一実施の形態の筒型リニアモータのコアの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態における筒型リニアモータ１は、図１に示すように、筒状のコア３とコア３の外周に設けられるスロット４に装着される巻線５とを有する電機子２と、筒状であって内方に電機子２が軸方向へ移動自在に挿入されて軸方向にＮ極とＳ極とが交互に配置される界磁６とを備えて構成されている。

【0018】

以下、筒型リニアモータ１の各部について詳細に説明する。電機子２は、図１および図２に示すように、コア３と巻線５とを備えて構成されている。コア３は、円筒状のヨーク部３ａと、環状であってヨーク部３ａの外周に軸方向に間隔を空けて設けられる複数のティース３ｂと、ティース３ｂ，３ｂ間に設けられる複数のスロット４と、コア３の外周であるティース３ｂの外周端から内周側へ向けて延びてヨーク部３ａにまでかけて形成される４つの外周スリット３ｃと、コア３の周方向で外周スリット３ｃ，３ｃ間に配置されてコア３の内周であるヨーク部３ａの内周から開口して外周側へ向けて延びてティース３ｂにまでかけて形成される４つの内周スリット３ｄとを備え、電気伝導体である鉄で構成されている。

【0019】

筒状であって前記界磁に対向する内周或いは外周に環状のスロットを有するともに、外周から開口して内周側へ向けて延びる複数の外周スリットと、外周スリット間に配置される内周から開口して外周側へ向けて延びる複数の内周スリットとを具備するコアと、
本実施の形態では、図１に示すように、ヨーク部３ａの外周に７個の環状のティース３ｂが、軸方向に等間隔に並べて設けられており、ティース３ｂ，３ｂ間に巻線５が装着される空隙でなる６個のスロット４が形成されている。

【0020】

４つの外周スリット３ｃは、図２および図３に示すように、コア３に対して周方向で９０度位相差をもって等間隔に設けられていて、外周スリット３ｃは、図２および図３に示すように、コア３の外周であるティース３ｂの外周端から開口してコア３の直径方向に沿って延びてコア３の内周側のヨーク部３ａにまでかけて形成されており、コア３の軸方向ではティース３ｂを軸方向に貫通している。なお、本実施の形態では、外周スリット３ｃは、コア３の軸方向に沿って各ティース３ｂを軸方向に貫くとともに、ヨーク部３ａの軸方向一端から他端へ通じている。

【0021】

４つの内周スリット３ｄは、図２および図３に示すように、コア３に対して周方向で９０度位相差をもって等間隔に設けられていて、コア３の周方向であって隣り合う２つの外周スリット３ｃ，３ｃ間の中央に配置されている。外周スリット３ｃもまた、コア３の周方向であって隣り合う内周スリット３ｄ，３ｄ間の中央に配置されている。このように内周スリット３ｄと外周スリット３ｃは、コア３の周方向に交互に４５度位相差をもって等間隔に設けられている。

【0022】

また、４つの内周スリット３ｄは、コア３の内周であるヨーク部３ａの内周端から開口してコア３の直径方向に沿って延びてコア３の外周側のティース３ｂにまでかけて形成されており、コア３の軸方向ではティース３ｂを軸方向に貫通している。なお、本実施の形態では、内周スリット３ｄは、コア３の軸方向に沿って各ティース３ｂを軸方向に貫くとともに、ヨーク部３ａの軸方向一端から他端へ通じている。

【0023】

本実施の形態の筒型リニアモータ１では、外周スリット３ｃがヨーク部３ａまで形成され、内周スリット３ｄがティース３ｂまで形成されると、コア３を周方向に見た際に、外周スリット３ｃと内周スリット３ｄとによってコア３の肉が同一円周上で連続せず分断されるようになる。つまり、外周スリット３ｃと内周スリット３ｄとがコア３の周方向で互いに重なる位置まで形成されていれば、外周スリット３ｃと内周スリット３ｄとでコア３の肉が同一円周上で連続せず分断される。このように、外周スリット３ｃと内周スリット３ｄとでコア３の肉が同一円周上で連続せず分断するようにする場合、外周スリット３ｃの深さ（コア３の外周の開口端からコア３の内周側の終端までの長さ）と内周スリット３ｄの深さ（コア３の内周の開口端からコア３の外周側の終端までの長さ）を前述のようにコア３の周方向で重なるように設定すればよい。

【0024】

このように構成されたコア３は、前述したように、コア３を外周から内周の範囲で同一円周では必ず分断される構造となるため、コア３の周方向に生じる渦電流の発生を外周から内周に至るまで全範囲で抑制できる。なお、外周スリット３ｃがヨーク部３ａまで形成され、内周スリット３ｄがティース３ｂまで形成されると、外周スリット３ｃと内周スリット３ｄとを迂回してコア３が連続する部分が周方向で大きく蛇行する格好となるのでコア３の周方向に生じる渦電流の発生をより効果的に抑制できる。また、コア３を軸方向から見たときの外周スリット３ｃと内周スリット３ｄの幅については、任意に設定できるが、幅が広くなるとコア３の容積が減少してコア３における磁路断面積が減少しやすくなるので可能な限り狭い方が好ましい。よって、外周スリット３ｃおよび内周スリット３ｄの幅は、０．５ｍｍ程度とするのが好ましい。

【0025】

なお、外周スリット３ｃおよび内周スリット３ｄの設置数は、複数であればよいので、２つ以上設けられればよく、周方向における配置もコア３に対して等間隔でなくともよいが、外周スリット３ｃおよび内周スリット３ｄがコア３の周方向に等間隔に設けられていると、界磁６の磁界の作用に対して周方向で偏りがなくなり、コア３に径方向の偏荷重が作用するのを防止できる。また、外周スリット３ｃおよび内周スリット３ｄのうち任意の１つについては、コア３の内周から外周に通じるスリットとしてもよい。

【0026】

つづいて、本実施の形態では、図１中で隣り合うティース３ｂ，３ｂ同士の間には、空隙でなるスロット４が合計で６個設けられていて、スロット４には、巻線５が巻き回されて装着されている。巻線５は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相巻線とされている。６個のスロット４には、図１中左側からＷ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｖ相の順で巻線５が装着されている。

【0027】

また、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の巻線５同士は、相毎に巻線５から引き出されるリード線５ａ同士を結線して直列に接続されており、各相の巻線５の終端のうち一端はリード線５ｂによって互いに接続され、前記終端のうち他端は図示しない外部電源に接続されるケーブル１６に接続されている。そして、巻線５から引き出されるリード線５ａは、コア３に設けた外周スリット３ｃ内に収容されて巻線５の内周側に配置される。なお、Ｕ相のリード線５ａ、Ｖ相のリード線５ａおよびＷ相のリード線５ａは、１つの外周スリット３ｃ内に収容されるのではなく、３つの外周スリット３ｃに別々に収容されてもよい。このように、各相のリード線５ａを異なる外周スリット３ｃ内に別々に収容すれば、異なる相の巻線５に接続されたリード線５ａの絶縁が容易となる。

【0028】

また、相毎の各リード線５ａは、内周スリット３ｄに収容されてもよい。なお、図示はしないが、コア３は、それぞれ一つのティース３ｂを持つように軸方向で分割された複数の環状のコア分割体を積層して形成されてもよい。

【0029】

このように、外周スリット３ｃ内或いは内周スリット３ｄ内に巻線５から引き出されるリード線５ａを収容する場合、外周スリット３ｃおよび内周スリット３ｄのうちリード線５ａを収容するスリットの幅については、リード線５ａを収容しないスリットの幅よりも広くしてもよい。なお、外周スリット３ｃおよび内周スリット３ｄのうちリード線５ａを収容するスリットの幅は、たとえば、３ｍｍ程度に設定すればよいが、リード線５ａの線径に応じて適宜変更できる。また、外周スリット３ｃおよび内周スリット３ｄのうちリード線５ａを収容するスリットの深さは、リード線５ａを収容しないスリットの深さよりも短くしてもよい。このように、外周スリット３ｃ或いは内周スリット３ｄのうちリード線５ａを収容するスリットの幅を広く設定しても、リード線５ａを収容しないスリットよりも深さを浅くすれば、外周スリット３ｃおよび内周スリット３ｄの設置によるコア３における磁路断面積の減少を抑制できる。

【0030】

そして、このように構成された電機子２は、出力軸である非磁性体で形成されたロッド１１の外周に装着されている。具体的には、電機子２は、その図１中で左端と右端とがロッド１１に固定される環状のスライダ１２，１３によって保持されて、ロッド１１に固定されている。

【0031】

また、本実施の形態では、界磁６は、軸方向に交互に積層されて挿入される環状の主磁極の永久磁石６ａと環状の副磁極の永久磁石６ｂとを備えて構成されて筒状とされている。また、界磁６の外周には筒状のバックヨーク８が装着されている。界磁６とバックヨーク８は、円筒状の非磁性体のアウターチューブ７と、アウターチューブ７内に挿入される円筒状の非磁性体のインナーチューブ９との間に形成される環状隙間に収容されている。

【0032】

なお、図１中で主磁極の永久磁石６ａと副磁極の永久磁石６ｂに記載されている三角の印は、着磁方向を示しており、主磁極の永久磁石６ａの着磁方向は径方向となっており、副磁極の永久磁石６ｂの着磁方向は軸方向となっている。主磁極の永久磁石６ａと副磁極の永久磁石６ｂは、ハルバッハ配列で配置されており、界磁６の内周側では、軸方向にＳ極とＮ極が交互に現れるように配置されている。

【0033】

また、主磁極の永久磁石６ａの軸方向長さＬ１は、副磁極の永久磁石６ｂの軸方向長さＬ２よりも長くなっており、本実施の形態では、０．２≦Ｌ２／Ｌ１≦０．５を満たすように、主磁極の永久磁石６ａの軸方向長さＬ１と副磁極の永久磁石６ｂの軸方向長さＬ２が設定されている。主磁極の永久磁石６ａの軸方向長さＬ１を長くすればコア３との間の主磁極の永久磁石６ａとの間の磁気抵抗を小さくできコア３へ作用させる磁界を大きくできるので筒型リニアモータ１の質量推力密度を向上できる。

【0034】

また、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、永久磁石６ａ，６ｂの外周にバックヨーク８を設けている。バックヨーク８を設けない場合、副磁極の永久磁石６ｂの軸方向長さＬ２が短くなると主磁極の永久磁石６ａの軸方向中央部分における磁石外部の磁気抵抗が増大し、界磁磁束が小さくなるため、主磁極の永久磁石６ａの軸方向長さＬ１を長くする際の筒型リニアモータ１の推力向上度合が小さくなる。これに対して、永久磁石６ａ，６ｂの外周にバックヨーク８を設けると、磁気抵抗の低い磁路を確保できるので副磁極の永久磁石６ｂの軸方向長さＬ２の短縮に起因する磁気抵抗の増大が抑制される。よって、主磁極の永久磁石６ａの軸方向長さＬ１を副磁極の永久磁石６ｂの軸方向長さＬ２よりも長くするとともに永久磁石６ａ，６ｂの外周に筒状のバックヨーク８を設けると筒型リニアモータ１の質量推力密度を大きく向上させ得る。バックヨーク８の肉厚は、主磁極の永久磁石６ａの外部磁気抵抗の増大を抑制に適する肉厚に設定されればよい。

【0035】

なお、副磁極の永久磁石６ｂは、主磁極の永久磁石６ａより高い保磁力を有する永久磁石とされている。永久磁石における残留磁束密度と保磁力は、互いに密接に関係しており、一般的に残留磁束密度を高めると保磁力は低くなり、保磁力を高めると残留磁束密度が低くなるという、互いに背反する関係にある。ハルバッハ配列では、副磁極の永久磁石６ｂには減磁方向に大きな磁界が印加されるため、副磁極の永久磁石６ｂの保磁力を高くして減磁を抑制し、大きな磁界をコア３に作用させ得るようにしている。対して、コア３に対して作用する磁界の強さは、主磁極の永久磁石６ａの磁力線数に左右される。そのため、主磁極の永久磁石６ａに高い残留磁束密度の永久磁石を使用して大きな磁界をコア３に作用させるようにしている。本実施の形態では、副磁極の永久磁石６ｂを主磁極の永久磁石６ａよりも保磁力を高くするのに際して、副磁極の永久磁石６ｂの材料を主磁極の永久磁石６ａの材料よりも保磁力が高い材料としている。よって、材料の選定によって、主磁極の永久磁石６ａと副磁極の永久磁石６ｂの組合せを簡単に実現できる。なお、本実施の形態では、主磁極の永久磁石６ａは、ネオジム、鉄、ボロンを主成分とする残留磁束密度が高い材料で構成され、副磁極の永久磁石６ｂは、前記材料にジスプロシウムやテリビウム等の重希土類元素の添加量を増やした減磁しにくい磁石で構成されている。

【0036】

また、固定子の内周側には、コア３が挿入されており、界磁６は、コア３に磁界を作用させている。なお、界磁６は、コア３の可動範囲に対して磁界を作用させればよいので、コア３の可動範囲に応じて永久磁石６ａ，６ｂの設置範囲を決定すればよい。したがって、アウターチューブ７とインナーチューブ９との環状隙間のうち、コア３に対向し得ない範囲には、永久磁石６ａ，６ｂを設置しなくともよい。なお、界磁６は、本実施の形態ではハルバッハ配列で積層される永久磁石６ａ，６ｂで構成されているが、内周にＮ極とＳ極とが交互に現れればよいので、ハルバッハ配列以外の配列で積層される永久磁石で構成されてもよい。

【0037】

また、アウターチューブ７、バックヨーク８およびインナーチューブ９の図１中左端はキャップ１４によって閉塞されており、アウターチューブ７、バックヨーク８およびインナーチューブ９の図１中右端は環状のヘッドキャップ１５によって閉塞されている。

【0038】

インナーチューブ９の内周には、スライダ１２，１３が摺接しており、スライダ１２，１３によって電機子２はロッド１１とともに界磁６に対して偏心せずに軸方向へスムーズに移動できる。インナーチューブ９は、コア３の外周と各永久磁石１０ａ，１０ｂの内周との間のギャップを形成するとともに、スライダ１２，１３と協働してコア３の軸方向移動を案内する役割を果たしている。なお、インナーチューブ９は、非磁性体で形成されればよいが、合成樹脂で形成されると筒型リニアモータ１の推力密度向上効果が高くなる。インナーチューブ９を非磁性体の金属で製造すると、電機子２が軸方向へ移動する際にインナーチューブ９の内部に渦電流が生じて、電機子２の移動を妨げる力が発生してしまう。これに対して、インナーチューブ９を合成樹脂とすれば渦電流が生じないので筒型リニアモータ１の推力をより効果的に向上できるとともに、筒型リニアモータ１の質量を低減できる。なお、インナーチューブ９を合成樹脂とする場合、フッ素樹脂で製造すればスライダ１２，１３との間の摩擦および摩耗を低減できる。また、インナーチューブ９を他の合成樹脂で形成してもよく、また、摩擦および摩耗を低減するべく他の合成樹脂で形成されたインナーチューブ９の内周をフッ素樹脂でコーティングしてもよい。

【0039】

なお、キャップ１４には、巻線５に接続されるケーブル１６を外部の図示しない電源に接続するコネクタ１４ａを備えており、外部電源から巻線５へ通電できるようになっている。また、アウターチューブ７、バックヨーク８およびインナーチューブ９の軸方向長さは、コア３の軸方向長さよりも長く、コア３は、界磁６内の軸方向長さの範囲で図１中左右へストロークできる。

【0040】

そして、たとえば、巻線５の界磁６に対する電気角をセンシングし、前記電気角に基づいて通電位相切換を行うとともにＰＷＭ制御により、各巻線５の電流量を制御すれば、筒型リニアモータ１における推力と電機子２の移動方向とを制御できる。なお、前述の制御方法は、一例でありこれに限られない。このように、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、電機子２が可動子であり、界磁６は固定子として振る舞う。また、電機子２と界磁６とを軸方向に相対変位させる外力が作用する場合、巻線５への通電、あるいは、巻線５に発生する誘導起電力によって、前記相対変位を抑制する推力を発生させて筒型リニアモータ１に前記外力による機器の振動や運動をダンピングさせ得るし、外力から電力を生むエネルギ回生も可能である。

【0041】

以上のように、本発明の筒型リニアモータ１は、軸方向にＮ極とＳ極とが交互に配置される筒状の界磁６と、筒状であって界磁６に対向する外周に設けられた環状のスロット４を有するコア３とスロット３に装着される巻線５とを有して界磁６の内方に配置されて界磁６に対して軸方向移動可能な電機子２とを備え、コア３が内周から開口して外周側へ向けて延びる複数の内周スリット３ｄを備えている。このように構成された筒型リニアモータ１では、巻線５に通電して界磁６に対して電機子２を軸方向へ駆動する場合、電気伝導体であるコア３が界磁６に対して相対移動するが、コア３が内周スリット３ｄを備えているので、内周スリット３ｄが設けられている範囲ではコア３が同一円周上で連続せず分断されるため、コア３の周方向で渦電流が発生するのを抑制できる。よって、このように構成された筒型リニアモータ１によれば、コア３が界磁６に対して軸方向に相対移動してもコア３内での渦電流の発生を抑制できるので、コア３に渦電流が発生するのに起因して推力が減じられるのを防止でき、推力を向上できる。

【0042】

また、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、コア３が内周スリット３ｄに加えて、外周から開口して内周側へ向けて延びる複数の外周スリット３ｃを備えており、外周スリット３ｃと内周スリット３ｄとがコア３の周方向において交互に設けられるとともに、コア３の周方向において重なるように形成されている。

【0043】

このように構成された筒型リニアモータ１によれば、コア３が外周スリット３ｃと内周スリット３ｄとを備えていてコア３が外周から内周まで全範囲に渡って同一円周上で連続せず分断されるので、コア３に外周から内周に至る全範囲でコア３を周方向で一周するように生じる渦電流の発生をも抑制できる。よって、このように構成された筒型リニアモータ１によれば、コア３が界磁６に対して軸方向に相対移動してもコア３内での渦電流の発生をより効果的に抑制できるので、コア３に渦電流が発生するのに起因して推力が減じられるのを防止でき、より効果的に推力を向上できる。

【0044】

また、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、外周スリット３ｃ或いは内周スリット３ｄの内方に巻線５のリード線５ａが収容されている。このように構成された筒型リニアモータ１では、巻線５同士を結線するリード線５ａがコア３の外周スリット３ｃ内或いは内周スリット３ｄ内に収容されるので、リード線５ａがコア３と界磁６との間の狭い隙間に配置しなくて済むので、コア３と界磁６との径方向距離を短くできる。よって、筒型リニアモータ１によれば、コア３において磁気飽和が生じにくくなるので、より一層推力を向上できる。

【0045】

なお、外周スリット３ｃおよび内周スリット３ｄは、図１から図３に示したところでは、コア３の直径方向に沿って直線形状で形成されているが、コア３の直径方向に対して斜めに傾斜する方向へ沿って形成されたり、コア３を軸方向から見て円弧状や途中で屈曲する形状等とされてもよい。コア３の周方向に沿った渦電流の発生を抑制するには、コア３が周方向の同一円周上で外周スリット３ｃと内周スリット３ｄとで連続せずに分断されればよい。したがって、本実施の形態の筒型リニアモータ１のように、外周スリット３ｃおよび内周スリット３ｄがコア３の直径方向に沿って直線形状で形成すると、外周スリット３ｃにおけるコア３の外周の開口から内周側端までの長さおよび内周スリット３ｄにおけるコア３の内周の開口から外周側端までの長さが短くて済む。外周スリット３ｃと内周スリット３ｄの長さが短くなれば、外周スリット３ｃと内周スリット３ｄを設けてもコア３の体積の減少を低減できるので、磁路断面積を確保しやすくなり、筒型リニアモータ１の推力の向上に有利となる。

【0046】

なお、コア３の外周スリット３ｃおよび内周スリット３ｄは、空隙とされているが、外周スリット３ｃ内および内周スリット３ｄ内を絶縁体で埋めてもよい。

【0047】

また、前述した筒型リニアモータ１では、界磁６の内周側に電機子２が設けられているが、筒型リニアモータを界磁の外周に筒状の電機子を設ける構造としてもよい。この場合は、コアは、筒状のヨークと、ヨークの内周に設けた複数のティースと、ヨークの外周からティースにかけて形成される外周スリット或いはティースの内周からヨークにかけて形成される内周スリット、または、外周スリットと内周スリットの両方を備えていればよい。このようにしても、コアの同一円周上に生じる渦電流の発生を抑制でき、外周スリットと内周スリットとコアの周方向で重なるように形成すればコアの同一円周上でコアの連続を分断でき、界磁に対してコアが軸方向に移動する際のコア内での渦電流の発生を効果的に抑制でき、筒型リニアモータの推力を向上できる。

【0048】

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、および変更が可能である。

【符号の説明】

【0049】

１・・・筒型リニアモータ、２・・・電機子、３・・・コア、３ｃ・・・外周スリット、３ｃ・・・内周スリット、４・・・スロット、５・・・巻線、５ａ，５ｂ・・・リード線、６・・・界磁

【図1】

【図2】

【図3】