特開 2023-174090 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】P2023174090

(43)【公開日】2023-12-07

(54)【発明の名称】筒型リニアモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 41/03 20060101AFI20231130BHJP

【ＦＩ】

H02K41/03 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022086749

(22)【出願日】2022-05-27

(71)【出願人】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】カヤバ株式会社

(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

【テーマコード（参考）】

5H641

【Ｆターム（参考）】

5H641BB06

5H641BB14

5H641BB18

5H641GG03

5H641GG08

5H641HH02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】製造コストを低減可能な筒型リニアモータを提供する。
【解決手段】筒型リニアモータ１は、筒状のヨーク７ａと環状であってヨーク７ａの内周或いは外周の一方に軸方向に沿って並べて設けられる複数の突極７ｂとを有して磁性体で形成されるコア７と、環状であってコア７に対して軸方向に交互にＮ極とＳ極とが現れるように装着される複数の永久磁石６ａ，６ｂとを具備し、永久磁石６ａ，６ｂが設置される有磁石セクションＳ１と突極７ｂ，７ｂが設けられて永久磁石６ａ，６ｂが設置されない無磁石セクションＳ２，Ｓ３とが設けられるコア組立体５と、コア組立体５の内周或いは外周のうち突極７ｂ側に配置されてコア組立体５に対して軸方向へ相対移動可能であって、コア組立体５の軸方向に並べて設けられてコア組立体５に径方向で対向する複数の巻線４を有する電機子２とを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状のヨークと環状であって前記ヨークの内周或いは外周の一方に軸方向に沿って並べて設けられる複数の突極とを有して磁性体で形成されるコアと、環状であって前記コアに対して軸方向に交互にＮ極とＳ極とが現れるように装着される複数の永久磁石とを具備し、前記永久磁石が設置される有磁石セクションと前記突極が設けられて前記永久磁石が設置されない無磁石セクションとが設けられるコア組立体と、
前記コア組立体の内周或いは外周のうち前記突極側に配置されて前記コア組立体に対して軸方向へ相対移動可能であって、前記コア組立体の軸方向に並べて設けられて前記コア組立体に径方向で対向する複数の巻線を有する電機子とを備えた
ことを特徴とする筒型リニアモータ。

【請求項2】

前記コア組立体は、前記有磁石セクションに前記突極を有し、
前記有磁石セクションにおける前記突極の軸方向幅または前記突極を形成するための溝の深さと、前記無磁石セクションにおける前記突極の軸方向幅または前記突極を形成するための溝の深さとは、互いに異なっている
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】

前記無磁石セクションにおける前記突極の軸方向幅は、前記有磁石セクションにおける前記突極の軸方向幅よりも広い
ことを特徴とする請求項２に記載の筒型リニアモータ。

【請求項4】

前記無磁石セクションにおける前記突極を形成するための溝の深さは、前記有磁石セクションにおける前記突極を形成するための溝の深さよりも深い
ことを特徴とする請求項２に記載の筒型リニアモータ。

【請求項5】

前記有磁石セクションは、前記電機子のストローク中心に対向する前記コア組立体の中央部に設置されている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項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、たとえば、ロッドと、ロッドを取り囲むとともにロッドに対して軸方向に相対移動が可能な筒体と、環状であって筒体の内周に軸方向に沿って積層される複数のコイルでなる筒体側コイル列と、環状であってロッドの中央部の外周に積層されて装着される複数のネオジム磁石でなる磁石列と、環状であってロッドの外周であって磁石列を挟むようにして磁石列の上方と下方のそれぞれに積層されて装着される複数のコイルでなる上方側コイル列と下方側コイル列とを備えて構成されるものがある（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

このように構成された筒型リニアモータは、特に車両の車体と車輪との間に介装されて車体の振動を減衰させる推力を発揮するのに向くように、車両が空車状態から満積載状態までの範囲でロッドの中央部に装着された磁石列を筒体側コイル列に対向させて、大きな推力の発揮を可能としている。また、従来の筒型リニアモータは、ストローク量が大きくなった場合には上方側コイル列或いは下方側コイル列を筒体側コイル列に対向させ、筒体側コイル列のみならず、上方側コイル列或いは下方側コイル列にも通電して上方側コイル列或いは下方側コイル列を電磁石として利用することで、ネオジム磁石の使用量を少なくしてコストダウンを図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－５５８２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前述したように従来の筒型リニアモータでは、界磁を構成する磁石のうち大きな推力を得たいストローク中心付近でのみネオジム磁石を積層した磁石列を筒体側コイル列に対向させる構造を採用することで、ネオジム磁石の使用量を削減しているが、電機子側となる筒体側コイル列の他にも、界磁側に磁石列の他に多数のコイルを積層した２つのコイル列を設ける必要があるために製造コストが高く、より一層のコストの低減が要望される。

【0006】

そこで、本発明は、製造コストを低減可能な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】

【0007】

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、筒状のヨークと環状であってヨークの内周或いは外周の一方に軸方向に沿って並べて設けられる複数の突極とを有して磁性体で形成されるコアと、環状であってコアに対して軸方向に交互にＮ極とＳ極とが現れるように装着される複数の永久磁石とを具備し、永久磁石が設置される有磁石セクションと突極が設けられて永久磁石が設置されない無磁石セクションとが設けられるコア組立体と、コア組立体の内周或いは外周のうち突極側に配置されてコア組立体に対して軸方向へ相対移動可能であって、コア組立体の軸方向に並べて設けられてコア組立体に径方向で対向する複数の巻線を有する電機子とを備えている。

【0008】

このように構成された筒型リニアモータでは、電機子がコア組立体における有磁石セクションに対向する場合には、永久磁石の磁力を利用して電機子を駆動する推力を発生でき、電機子がコア組立体の無磁石セクションに径方向で対向している場合、リラクタンス推力によって電機子を駆動する推力を発生できる。

【0009】

よって、本発明における筒型リニアモータでは、コア組立体の全長に亘って永久磁石を設けなくとも、コア組立体に電機子が対向していればコア組立体に対して電機子を軸方向へ相対移動させる推力を発生できる。また、本発明における筒型リニアモータでは、コア組立体の永久磁石が設けられていない無磁石セクションに巻線を設けなくともコア組立体に対して電機子を軸方向へ相対移動させる推力を発生できる。

【0010】

さらに、筒型リニアモータにおいて、コア組立体が有磁石セクションに突極を有し、有磁石セクションにおける突極の軸方向幅または突極を形成するための溝の深さと、無磁石セクションにおける突極の軸方向幅または突極を形成するための溝の深さとが互いに異なっていてもよい。このように構成された筒型リニアモータによれば、突極の軸方向幅または突極を形成するための溝の深さが異なっているので、有磁石セクションにおける突極の軸方向幅または突極を形成するための溝の深さを有磁石セクションに電機子が対向する際に推力を最大化するのに適するように設定しつつ、無磁石セクションにおける突極の軸方向幅または突極を形成するための溝の深さを無磁石セクションに電機子が対向する際の推力を最大化するのに適するように設定できる。よって、このように構成された筒型リニアモータでは、突極の軸方向幅または突極を形成するための溝の深さを最適化して推力の向上を図れる。

【0011】

また、筒型リニアモータにおいて、無磁石セクションにおける突極の軸方向幅を有磁石セクションにおける突極の軸方向幅よりも広くしてもよい。このように構成された筒型リニアモータによれば、無磁石セクションではリラクタンス推力の発生に有利なように突極の軸方向幅を広くしているので、無磁石セクションに電機子が対向する際の推力を向上できる。

【0012】

さらに、筒型リニアモータにおいて、無磁石セクションにおける突極を形成するための溝の深さを有磁石セクションにおける突極を形成するための溝の深さよりも深くしてもよい。このように構成された筒型リニアモータによれば、無磁石セクションではリラクタンス推力の発生に有利なように突極を形成するための溝の深さを深くして、無磁石セクションに電機子が対向する際の推力を向上できる。

【0013】

そして、筒型リニアモータにおいて、コア組立体に対して電機子が軸方向へストロークする際のストローク中心に対向するコア組立体の中央部に有磁石セクションを設けてもよい。このように構成された筒型リニアモータによれば、筒型リニアモータを自動車や鞍乗型車両の車体と車輪との間に介装して車体の振動を抑制する緩衝器として利用する場合や、鉄道車両の車体と台車との間に水平に介装して車体の左右振動を抑制するダンパとして利用する場合に電機子がストローク中心の近傍でコア組立体に対して振動する際に永久磁石の磁力によって大きな推力を発生できるので、効率的に車体の振動を抑制できる。よって、このように構成された筒型リニアモータは、車両用の緩衝器或いは鉄道車両用のダンパとして最適となる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の筒型リニアモータによれば、製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【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】一実施の形態の第１変形例における筒型リニアモータのコア組立体の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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、筒状のヨーク７ａと環状であってヨーク７ａの内周に軸方向に沿って並べて設けられる複数の突極７ｂとを有して磁性体で形成されるコア７と、環状であってコア７に対して軸方向に交互にＮ極とＳ極とが現れるように装着される複数の永久磁石６ａ，６ｂとを備えたコア組立体５と、コア組立体５の内周であって突極７ｂ側に配置されてコア組立体５に対して軸方向へ相対移動可能な電機子２とを備えて構成されている。

【0017】

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。コア組立体５は、前述した通り、コア７と、コア７に装着される複数の永久磁石６ａ，６ｂとを備えている。

【0018】

コア７は、筒状のヨーク７ａと、環状であってヨーク７ａの内周に軸方向に沿って並べて設けられる複数の突極７ｂとを備えている。本実施の形態の筒型リニアモータ１では、コア７における突極７ｂは、ヨーク７ａの周方向に沿う環状の突条で形成されており、ヨーク７ａの内周に軸方向に等しいピッチの間隔で並べて設けられている。また、突極７ｂは、図１中でヨーク７ａの中央部の所定範囲に配置されている複数の突極７ｂ１と、ヨーク７ａの所定範囲の外、つまり、中央部の前記所定範囲の図１中左右に配置されている複数の突極７ｂ２とを備えている。そして、ヨーク７ａの中央部の前記所定範囲に配置されている突極７ｂ１の軸方向幅よりヨーク７ａの所定範囲外に配置されている突極７ｂ２の軸方向幅の方が広くなっている。なお、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、突極７ｂ１，７ｂ２の軸方向の中央から隣の突極７ｂ１，７ｂ２の軸方向の中央までの距離（ピッチ）は、全ての突極間で等しくなっており、突極７ｂ１，７ｂ２は、ヨーク７ａに対して軸方向で等ピッチで配置されている。

【0019】

永久磁石６ａ，６ｂは、環状であって径方向に着磁されているが、互いに反対向きに着磁されている。よって、永久磁石６ａは、内周側をＮ極として外周側をＳ極としているが、永久磁石６ｂは、内周側をＳ極として外周側をＮ極としている。永久磁石６ａ，６ｂの軸方向長さは、互いに等しく、ヨーク７ａの中央部に配置されている突極７ｂ１，７ｂ１間の軸方向の間隔にほぼ等しく、突極７ｂ１，７ｂ１間の空隙に収容可能な長さに設定されている。永久磁石６ａと永久磁石６ｂは、ヨーク７ａの内周であって、ヨーク７ａにおける前記所定範囲に設置されている突極７ｂ１，７ｂ１間の空隙にそれぞれ１つずつ交互に装着される。よって、ヨーク７ａにおける所定範囲内に位置する突極７ｂ１，７ｂ１間には永久磁石６ａ，６ｂが軸方向で交互に設置されており、永久磁石６ａ，６ｂによってコア７の内周にＮ極とＳ極とが交互に現れる界磁６が形成されている。なお、コア７は、詳しくは図示しないが、軸方向で複数のピースに分割されており、コア７が突極７ｂ１，７ｂ２を備えていても、コア７の内周に永久磁石６ａ，６ｂを装着できる。

【0020】

他方、ヨーク７ａの所定範囲以外の範囲に位置する突極７ｂ１，７ｂ２間および突極７ｂ２，７ｂ２間には、永久磁石６ａ，６ｂが設置されていない。このように、ヨーク７ａの所定範囲に永久磁石６ａ，６ｂを設置することによって、コア７の軸方向において永久磁石６ａ，６ｂが設置された有磁石セクションＳ１が設けられるとともに、コア７の有磁石セクションＳ１の軸方向の両側に永久磁石６ａ，６ｂが設置されていない２つの無磁石セクションＳ２，Ｓ３が設けられている。

【0021】

このように構成されたコア組立体５は、円筒状の非磁性体のバレル１０と、バレル１０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。そして、バレル１０、コア組立体５およびインナーチューブ９の図１中左端はキャップ１６によって閉塞されており、バレル１０、コア組立体５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。

【0022】

電機子２は、筒状の電機子コア３と、電機子コア３に装着される巻線４とを備えて構成されて、コア組立体５内に軸方向へ移動可能に挿入されている。つまり、本実施の形態では、電機子２は、コア組立体５の内周側に配置されており、コア組立体５に対して軸方向に相対移動できる。

【0023】

電機子コア３は、本実施の形態では、磁性体で形成されており、円筒部３ａと、環状であって円筒部３ａの界磁側となる外周に周方向に沿ってかつ軸方向に間隔を空けて設けられる軸方向の断面が矩形状の複数のティース３ｂと、ティース３ｂ，３ｂ間の空隙で形成されて巻線４が装着されるスロット３ｃとを備えて構成されている。

【0024】

円筒部３ａは、前述の通り円筒状であって、円筒部３ａの横断面積がティース３ｂにおける磁路断面積以上となるように円筒部３ａの肉厚が確保されている。

【0025】

本実施の形態では、図１に示すように、円筒部３ａの外周に７個のティース３ｂが軸方向に等間隔に並べて設けられており、電機子コア３の界磁６側となる外周側であって、ティース３ｂ，３ｂ間に巻線４が装着される環状溝でなるスロット３ｃが形成されている。なお、本実施の形態では、ティース３ｂの断面形状は、矩形となっているが、基端側の磁路断面積を大きく確保できるように外周となる先端側の幅よりも内周となる基端側の幅を大きくした台形となっていてもよい。

【0026】

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、環状溝でなるスロット３ｃが合計で６個設けられている。スロット３ｃは、電機子コア３の周方向に沿って複数設けられており、電機子コア３の外周に軸方向に等ピッチで並べて設けられている。

【0027】

そして、このスロット３ｃには、巻線４が巻き回されて装着されている。巻線４は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相巻線とされている。各相の巻線４は、６個のスロット３ｃに界磁６の磁極配置に応じて適した配置となるように装着される。

【0028】

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の先端の外周に装着され、ロッド１１とともに界磁６内に移動自在に挿入される。

【0029】

ロッド１１は、バレル１０の図１中右端に取り付けられたヘッドキャップ１５内を通して筒型リニアモータ１外へ突出している。また、ロッド１１の電機子２の図１中左右にはインナーチューブ９の内周に摺接する環状のウェアリング１２ａ，１３ａを外周に備えた環状のスライダ１２，１３が装着されている。

【0030】

電機子２は、スライダ１２，１３によって挟持されてロッド１１に固定されるとともに、インナーチューブ９の内周にスライダ１２，１３が摺動自在に挿入されているので、コア組立体５に対して軸ぶれしないので、インナーチューブ９に干渉することなく軸方向に移動できる。このように、電機子２は、インナーチューブ９によって、コア組立体５に対する軸方向への移動が案内される。

【0031】

このように、インナーチューブ９は、スライダ１２，１３と協働して電機子２の軸方向移動を案内する役割を果たしている。また、電機子コア３の外径は、インナーチューブ９の内径よりも小さく、インナーチューブ９に干渉することはなく、筒型リニアモータ１は円滑に伸縮できる。

【0032】

なお、ロッド１１は、図示はしないが、筒状とされており、ロッド１１内に通される図外の電線を通じて筒型リニアモータ１の外方に設置される外部電源から巻線４へ電力供給できる。

【0033】

筒型リニアモータ１は、以上のように構成されており、以下に筒型リニアモータ１の動作について説明する。まず、電機子２がコア７の有磁石セクションＳ１に径方向で対向している場合の動作について説明する。この場合、電機子２は、コア７の永久磁石６ａ，６ｂでなる界磁６に径方向で対向しているので、巻線４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４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。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４への通電、あるいは、巻線４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。このように、電機子２がコア７における有磁石セクションＳ１に対向する場合には、電機子２の巻線４への通電によって界磁６における永久磁石６ａ，６ｂと電機子２との間で生じる吸引力乃至反発力を利用して、筒型リニアモータ１は、コア組立体５に対して電機子２を軸方向へ相対移動させる推力を発生できる。よって、筒型リニアモータ１は、電機子２がコア７における有磁石セクションＳ１に対向する場合には、永久磁石６ａ，６ｂの磁力を利用して大きな推力を発生できる。

【0034】

他方、電機子２がコア７の無磁石セクションＳ２，Ｓ３に径方向で対向している場合、筒型リニアモータ１は、巻線４への通電によって突極７ｂ２と軸方向にずれたティース３ｂを磁化して、コア７と電機子２との間にリラクタンス推力を発生させて、コア組立体５に対して電機子２を軸方向へ移動させる推力を発生できる。

【0035】

本実施の形態の場合、有磁石セクションＳ１にも突極７ｂ１が設けられているので、電機子２の巻線４への通電によってリラクタンス推力を発生できるが、電機子２がコア７における有磁石セクションＳ１に対向する場合には、前述したように、筒型リニアモータ１は、主として永久磁石６ａ，６ｂの磁力を利用して電機子２を駆動する推力を発生する。これに対して、筒型リニアモータ１は、電機子２がコア７の無磁石セクションＳ２，Ｓ３に径方向で対向している場合、電機子２におけるティース３ｂと突極７ｂ１との間に生じるリラクタンス推力によって電機子２を駆動する推力を発生する。

【0036】

以上、本実施の形態の筒型リニアモータ１は、筒状のヨーク７ａと環状であってヨーク７ａの内周に軸方向に沿って並べて設けられる複数の突極７ｂ１，７ｂ２とを有して磁性体で形成されるコア７と、環状であってコア７に対して軸方向に交互にＮ極とＳ極とが現れるように装着される複数の永久磁石６ａ，６ｂとを具備し、永久磁石６ａ，６ｂが設置される有磁石セクションＳ１と突極７ｂ２，７ｂ２が設けられ永久磁石６ａ，６ｂが設置されない無磁石セクションＳ２，Ｓ３とが設けられるコア組立体５と、コア組立体５の突極７ｂ側である内周に配置されてコア組立体５に対して軸方向へ相対移動可能であり、コア組立体５の軸方向に並べて設けられてコア組立体５に径方向で対向する複数の巻線４を有する電機子２とを備えている。

【0037】

このように構成された筒型リニアモータ１では、電機子２がコア組立体５における有磁石セクションＳ１に対向する場合には、永久磁石６ａ，６ｂの磁力を利用して電機子２を駆動する推力を発生でき、電機子２がコア組立体５の無磁石セクションＳ２，Ｓ３に径方向で対向している場合、リラクタンス推力によって電機子２を駆動する推力を発生できる。

【0038】

よって、筒型リニアモータ１では、コア組立体５の全長に亘って永久磁石６ａ，６ｂを設けなくとも、コア組立体５に電機子２が対向していればコア組立体５に対して電機子２を軸方向へ相対移動させる推力を発生できる。また、本実施の形態における筒型リニアモータ１では、コア組立体５の永久磁石６ａ，６ｂが設けられていない無磁石セクションＳ２，Ｓ３に巻線を設けなくともコア組立体５に対して電機子２を軸方向へ相対移動させる推力を発生できる。

【0039】

以上より、本実施の形態の筒型リニアモータ１によれば、永久磁石が設けられない箇所に巻線を設けなくてはならない従来の筒型リニアモータと比較して、部品点数を削減できるので、製造コストを大幅に低減できる。

【0040】

また、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、有磁石セクションＳ１における突極７ｂ１の軸方向幅と、無磁石セクションＳ２，Ｓ３における突極７ｂ２の軸方向幅とは互いに異なっている。このように構成された筒型リニアモータ１によれば、突極７ｂ１および突極７ｂ２の軸方向幅が異なっているので、突極７ｂ１の軸方向幅を有磁石セクションＳ１に電機子２が対向する際に推力を最大化するのに適した幅に設定しつつ、突極７ｂ２の軸方向幅を無磁石セクションＳ２，Ｓ３に電機子２が対向する際の推力を最大化するのに適した幅に設定できる。よって、このように構成された筒型リニアモータ１では、突極７ｂ１，７ｂ２の軸方向幅を最適化して推力の向上を図れる。

【0041】

さらに、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、無磁石セクションＳ２，Ｓ３における突極７ｂ２の軸方向幅が有磁石セクションＳ１における突極７ｂ１の軸方向幅よりも広くなっている。このように構成された筒型リニアモータ１によれば、無磁石セクションＳ２，Ｓ３ではリラクタンス推力の発生に有利なように突極７ｂ２の軸方向幅を広くしているので、無磁石セクションＳ２，Ｓ３に電機子２が対向する際の推力を向上できる。

【0042】

なお、前述したところでは、有磁石セクションＳ１に配置される突極７ｂ１の軸方向幅と無磁石セクションＳ２，Ｓ３に配置される軸方向幅とが異なっているが、突極７ｂ１と突極７ｂ２との軸方向幅を等しくしてもよい。

【0043】

また、無磁石セクションＳ２に配置される突極７ｂ２と無磁石セクションＳ３に配置される突極７ｂ２との軸方向幅が異なっていてもよいし、無磁石セクションＳ２，Ｓ３に配置される突極７ｂ２の軸方向幅の一部または全部がそれぞれ異なっていてもよい。

【0044】

また、図示はしないが、有磁石セクションＳ１における突極７ｂ１を形成するための溝（コア７の突極７ｂ１，７ｂ１間の部分）の深さと、無磁石セクションＳ２，Ｓ３における突極７ｂ２を形成するための溝（コア７の突極７ｂ２，７ｂ２間および突極７ｂ１，７ｂ２間の部分）の深さとは互いに異なっていてもよい。このように構成された筒型リニアモータ１によれば、有磁石セクションＳ１における突極７ｂ１を形成するための溝の深さと無磁石セクションＳ２，Ｓ３における突極７ｂ２を形成するための溝の深さが異なっているので、有磁石セクションＳ１における突極７ｂ１を形成するための溝の深さを有磁石セクションＳ１に電機子２が対向する際に推力を最大化するのに適した深さに設定しつつ、無磁石セクションＳ２，Ｓ３における突極７ｂ２を形成するための溝の深さを無磁石セクションＳ２，Ｓ３に電機子２が対向する際の推力を最大化するのに適した深さに設定できる。よって、このように構成された筒型リニアモータ１では、前記した各溝の深さを最適化して推力の向上を図れる。

【0045】

さらに、無磁石セクションＳ２，Ｓ３における突極７ｂ２を形成するための溝の深さを有磁石セクションＳ１における突極７ｂ１を形成するための溝の深さよりも深くしてもよい。このように構成された筒型リニアモータ１によれば、無磁石セクションＳ２，Ｓ３ではリラクタンス推力の発生に有利なように突極７ｂ２を形成するための溝の深さを深くして、無磁石セクションＳ２，Ｓ３に電機子２が対向する際の推力を向上できる。

【0046】

なお、前述したように、有磁石セクションＳ１に配置される突極７ｂ１を形成するための溝の深さと無磁石セクションＳ２，Ｓ３に配置される突極７ｂ２を形成するための溝の深さとを異なるようにして筒型リニアモータ１の推力の最大化を図ってもよいが、前記した各溝の深さを同じに設定してもよい。

【0047】

さらに、無磁石セクションＳ２，Ｓ３に配置されて等ピッチで設置される突極７ｂ２，７ｂ２間および突極７ｂ１，７ｂ２間にリラクタンス推力の向上やコギング推力の低減のために補助突極を設けてもよい。

【0048】

また、筒型リニアモータ１が有磁石セクションＳ１に電機子２が対向する際にリラクタンス推力に起因した推力を発生させる必要がない場合、図２に示すように、コア７の有磁石セクションＳ１に属する突極７ｂ１を廃止してもよい。この場合、有磁石セクションＳ１における永久磁石を径方向に着磁された永久磁石と軸方向に着磁された永久磁石とハルバッハ配列で交互に積層して、電機子２へより強い磁界を作用させることができ、有磁石セクションＳ１に電機子２が径方向で対向している際の筒型リニアモータ１の推力を一層向上させ得る。また、図示はしないが、コア７に有磁石セクションＳ１の両端に配置される２つの突極７ｂ１のみを設けて、永久磁石６ａ，６ｂ間には突極を設けない構造のコア７を採用してもよい。

【0049】

なお、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、電機子２が軸方向へストロークする際のストローク中心に対向するコア組立体５における中央部に有磁石セクションＳ１を設けている。このように構成された筒型リニアモータ１によれば、筒型リニアモータ１を自動車や鞍乗型車両の車体と車輪との間に介装して車体の振動を抑制する緩衝器として利用する場合や、鉄道車両の車体と台車との間に水平に介装して車体の左右振動を抑制するダンパとして利用する場合に電機子２がストローク中心の近傍でコア組立体５に対して振動する際に永久磁石６ａ，６ｂの磁力によって大きな推力を発生できるので、効率的に車体の振動を抑制できる。よって、本実施の形態の筒型リニアモータ１は、車両用の緩衝器或いは鉄道車両用のダンパとして最適となる。なお、筒型リニアモータ１を自動車や鞍乗型車両の車体と車輪との間に介装して車体の振動を抑制する緩衝器として利用する場合、車両に乗車する搭乗者や車両に積載される荷物の積載荷重を考慮して、積載荷重を積載された車両における車体と車輪との間に筒型リニアモータ１を介装した状態において、電機子２がコア組立体５と対向する位置をストローク中心として、当該ストローク中心を中心として電機子２が頻繁にストロークする範囲に対向する範囲を有磁石セクションＳ１として永久磁石６ａ，６ｂをコア７に設置すればよい。

【0050】

また、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、コア組立体５の中央部に有磁石セクションＳ１を設けているが、コア組立体５に対する有磁石セクションＳ１の位置は筒型リニアモータ１が大きな推力を発生することが見込まれる電機子２のストローク範囲に対向する位置に設定すること好ましいので、筒型リニアモータ１が設置される機械、機器や構造物の特質に応じて、コア組立体５に対する有磁石セクションＳ１の位置を設定すればよい。よって、有磁石セクションＳ１は、コア組立体５に対して１箇所ではなく複数個所に設けられてもよく、コア組立体５への設置位置も中央部に限られない。また、無磁石セクションＳ２，Ｓ３の設置箇所も有磁石セクションＳ１のコア組立体５に対する設置位置に応じて設置数と設置箇所も設計変更できる。

【0051】

なお、本実施の形態の筒型リニアモータ１は、コア組立体５の内周に電機子２を設ける構造となっているが、コア組立体５の外周に筒状の電機子２を設ける構造を採用することも可能である。その場合、コア７のヨーク７ａの外周に環状の突極７ｂ１，７ｂ２を設けて、ヨーク７ａの外周であってコア組立体５の有磁石セクションＳ１に永久磁石６ａ，６ｂを装着して、電機子２の電機子コア３の内周にティース３ｂを設けて、ティース３ｂ間に巻線４を装着すればよい。このように筒型リニアモータが構成されても、筒型リニアモータは、電機子２がコア組立体５の有磁石セクションＳ１に対向する際には永久磁石６ａ，６ｂの磁力を利用して大きな推力を発生でき、電機子２がコア組立体５の無磁石セクションＳ２，Ｓ３に対向する際にはリラクタンス推力を利用して推力を発生できる。よって、このようにコア組立体５の外周に電機子２を設けた構造を採用した筒型リニアモータによれば、永久磁石が設けられない箇所に巻線を設けなくてはならない従来の筒型リニアモータに比較して、部品点数を削減できるので、製造コストを大幅に低減できる。

【0052】

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】

【0053】

１・・・筒型リニアモータ、２・・・電機子、４・・・巻線、５・・・コア組立体、６ａ，６ｂ・・・永久磁石、７・・・コア、７ａ・・・ヨーク、７ｂ，７ｂ１，７ｂ２・・・突極、Ｓ１・・・有磁石セクション、Ｓ２，Ｓ３・・・無磁石セクション

【図1】

【図2】