特開 2025-11487 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】P2025011487

(43)【公開日】2025-01-24

(54)【発明の名称】筒型リニアモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 41/03 20060101AFI20250117BHJP

【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 2023113629

(22)【出願日】2023-07-11

(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

5H641BB19

5H641GG03

5H641GG04

5H641GG08

5H641HH02

5H641HH05

5H641HH09

5H641JA02

(57)【要約】

【課題】推力の向上と製造コストの低減とを両立させ得る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、筒状の界磁Ｆと、界磁Ｆの内周に配置されて界磁Ｆに対して軸方向へ移動可能な電機子Ｅとを備え、界磁Ｆは、環状であって軸方向に着磁されて界磁Ｆの軸方向で着磁方向が交互となるように配列される複数の永久磁石３ａ，３ｂと、環状であって軟磁性体で形成されるとともに永久磁石３ａ，３ｂ間に介装されるヨーク２ｂとを備え、永久磁石３ａ，３ｂは、軸方向に切った断面が電機子側の軸方向長さが反電機子側の軸方向長さよりも短い凸形となっている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の界磁と、
前記界磁の内周或いは外周に配置されて前記界磁に対して軸方向へ移動可能な電機子とを備え、
前記界磁は、
環状であって軸方向に着磁されて前記界磁の軸方向で着磁方向が交互となるように配列される複数の永久磁石と、
環状であって軟磁性体で形成されるとともに前記永久磁石間に介装されるヨークとを有し、
前記永久磁石は、軸方向に切った断面が電機子側の軸方向長さが反電機子側の軸方向長さよりも短い凸形である
ことを特徴とする筒型リニアモータ。

【請求項2】

軟磁性体で形成されるとともに前記永久磁石の電機子側に嵌合する円筒部を有するスリーブを備え、
前記スリーブは、前記円筒部と一体に前記ヨークを有しており、
前記ヨークは、前記永久磁石の電機子側の軸方向長さが短い部分間と反電機子側の軸方向長さが長い部分間との全体にわたり介装される
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】

軟磁性体で形成されるとともに前記永久磁石の電機子側に嵌合する円筒部を有するスリーブを備え、
前記スリーブは、前記円筒部と一体に前記ヨークを有しており、
前記ヨークは、前記永久磁石の電機子側の軸方向長さが短い部分間に介装され、
前記ヨークの反電機子側であって前記永久磁石の反電機子側の軸方向長さが長い部分間に磁気的ギャップが設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の筒型リニアモータ。

【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】

一般に筒型リニアモータは、Ｎ極とＳ極とが交互に現れるように複数の永久磁石を配して形成される円筒状の界磁と、界磁の内周側或いは外周側に対向して界磁の長手方向に移動可能な電機子とを備えて構成される。

【0003】

このような筒型リニアモータの推力を向上するには、界磁が電機子に作用させる磁界を大きくする必要があるが、磁界を大きくする一つの方法として永久磁石の配列をハルバッハ配列として電機子側へ多くの磁束を集中させる方法が取られている。

【0004】

このように界磁における永久磁石の配列をハルバッハ配列とすると、界磁の電機子側を向く面から少し離れた位置でのギャップ磁束密度分布の波形に含まれる三次および五次の成分を低減させ、当該波形が正弦波に近くなって当該波形の振幅が大きくなるため、筒型リニアモータの推力を向上させ得る（たとえば、特許文献１参照）。

【0005】

ところが、筒型リニアモータでは、界磁を円筒状に形成しなくてはならず、永久磁石の配列をハルバッハ配列とすると、着磁方向が径方向となる高価な永久磁石が必要となるため、製造コストが高くなってしまう。

【0006】

これに対して、軸方向に着磁される永久磁石を用いる筒型リニアモータでは、軸方向に着磁された環状の永久磁石を界磁の軸方向で着磁方向が交互となるように積層して界磁を構成すればよく、軸方向に着磁された安価な永久磁石を利用できるため製造コストを低減できる（たとえば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１１－２４３７９号公報

【特許文献2】特許第６３１４８３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところが、軸方向に着磁された環状の永久磁石を単に界磁の軸方向で着磁方向が交互となるように積層した筒型リニアモータは、電機子側へ磁束を集中させることができないため、安価ではあるが、ハルバッハ配列を採用した界磁を備える筒型リニアモータと比較すると推力が低下してしまう。

【0009】

他方、ハルバッハ配列を採用した界磁を備える筒型リニアモータでは、推力が大きくなる点で有利であるが、製造コストが嵩む問題がある。このように、従来の筒型リニアモータでは、推力を向上させようとすると高コストとなり、製造コストを安価にしようとすると推力が低下してしまうため、推力の向上とコストの低減を両立させるのが困難である。

【0010】

そこで、本発明は、推力の向上と製造コストの低減を両立し得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】

【0011】

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、筒状の界磁と、界磁の内周或いは外周に配置されて界磁に対して軸方向へ移動可能な電機子とを備え、界磁は、環状であって軸方向に着磁されて界磁の軸方向で着磁方向が交互となるように配列される複数の永久磁石と、環状であって軟磁性体で形成されるとともに永久磁石間に介装されるヨークとを有し、永久磁石は、軸方向に切った断面が電機子側の軸方向長さが反電機子側の軸方向長さよりも短い凸形である。

【0012】

このように構成された筒型リニアモータによれば、永久磁石の電機子側の軸方向長さが短い部分と反電機子側の軸方向長さが長い部分の磁束が磁気的に通りやすいヨークを通って電機子側へ向かうようになってヨークと径方向で対向する範囲の磁束密度が高くなるため、断面矩形の軸方向着磁の円環状の永久磁石を着磁方向が交互となるように積層して構成される界磁と比較して、電機子の外周におけるギャップ磁束密度分布の波形が正弦波に近くなる。そのため、電機子の外周におけるギャップ磁束密度分布の波形の振幅が大きくなって、スリーブの内周に収容される電機子へ作用させる磁界を大きくし得る。

【0013】

また、筒型リニアモータは、軟磁性体で形成されるとともに永久磁石の電機子側に嵌合する円筒部を有するスリーブを備え、スリーブは、円筒部と一体にヨークを有しており、ヨークは、永久磁石の電機子側の軸方向長さが短い部分間と反電機子側の軸方向長さが長い部分間との全体にわたり介装されてもよい。

【0014】

このように構成された筒型リニアモータによれば、永久磁石がヨーク間に全体にわたって介装され、永久磁石の電機子側の軸方向長さが短い部分と反電機子側の軸方向長さが長い部分における電機子側の面および軸方向の両側の端面とから出た磁束が磁気的に通りやすいヨークを通って電機子側へ向かうようになって、ヨークと径方向で対向する範囲の磁束密度が高くなるため、断面矩形の軸方向着磁の円環状の永久磁石を着磁方向が交互となるように積層して構成される界磁と比較して、電機子の外周におけるギャップ磁束密度分布の波形がより一層正弦波に近くなる。そのため、このように構成された筒型リニアモータによれば、電機子の外周におけるギャップ磁束密度分布の波形の振幅がより一層大きくなって、スリーブの内周に収容される電機子へ作用させる磁界をより一層大きくし得る。

【0015】

さらに、筒型リニアモータは、軟磁性体で形成されるとともに永久磁石の電機子側に嵌合する円筒部を有するスリーブを備え、スリーブは、円筒部と一体にヨークを有しており、ヨークは、永久磁石の電機子側の軸方向長さが短い部分間に介装され、ヨークの反電機子側であって永久磁石の反電機子側の軸方向長さが長い部分間に磁気的ギャップが設けられてもよい。

【0016】

このように構成された筒型リニアモータによれば、永久磁石の電機子側の軸方向長さが反電機子側の軸方向長さよりも短く、永久磁石の反電機子側の軸方向長さが長い部分間であってヨークの反電機子側に磁気的ギャップが設けられているので、永久磁石の電機子側の軸方向長さが短い部分と反電機子側の軸方向長さが長い部分における電機子側の面および軸方向の両側の端面とから出た磁束が磁気的に通りやすいヨークを通って電機子側へ向かうようになってヨークと径方向で対向する範囲の磁束密度が高くなるため、断面矩形の軸方向着磁の円環状の永久磁石を着磁方向が交互となるように積層して構成される界磁と比較して、電機子の外周におけるギャップ磁束密度分布の波形がより一層正弦波に近くなる。そのため、このように構成された筒型リニアモータによれば、電機子の外周におけるギャップ磁束密度分布の波形の振幅がより一層大きくなって、スリーブの内周に収容される電機子へ作用させる磁界をより一層大きくし得る。

【発明の効果】

【0017】

本発明の筒型リニアモータによれば、推力の向上と製造コストの低減を両立し得る。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【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界磁の拡大断面である。

【図3】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縦断面図である。

【図4】一実施の形態の第２変形例における筒型リニアモータの縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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、筒状の界磁Ｆと、界磁Ｆの内周に配置されて界磁Ｆに対して軸方向へ移動可能な電機子Ｅとを備えて構成されている。

【0020】

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。本実施の形態では、界磁Ｆは、円筒状であって、環状であって軸方向に着磁されて界磁Ｆの軸方向となる図１中左右で着磁方向が交互となるように配列される複数の永久磁石３ａ，３ｂと、環状であって永久磁石３ａ，３ｂ間に介装される軟磁性体で形成されたヨーク２ｂとを備えている。なお、各図中で永久磁石３ａ，３ｂに付された三角印は、着磁方向を示している。

【0021】

また、本実施の形態では、界磁Ｆは、円筒状であって外周に永久磁石３ａ，３ｂが装着されるスリーブ２を備えている。スリーブ２は、図１および図２に示すように、軟磁性体で形成されており、永久磁石３ａ，３ｂの内周に嵌合される円筒部２ａと、円筒部２ａの外周に周方向に沿うとともに軸方向に間隔を空けて設けられた複数の環状のヨーク２ｂと、円筒部２ａのヨーク２ｂ，２ｂ間のそれぞれに周方向に沿う環状の空隙で形成された複数の環状溝２ｃとを備えている。

【0022】

本実施の形態では、スリーブ２は、１つの円筒状の軟磁性体の材料の外周に環状溝２ｃを設ける加工を行うことによって形成されており、円筒部２ａと円筒部２ａの外周にフランジ状に突出するヨーク２ｂとを一体不可分に備えている。また、図２に示すように、スリーブ２における環状溝２ｃの底部の軸方向の両端、つまり、円筒部２ａの外周であってヨーク２ｂの軸方向の両側の根元部分には、フィレット加工が施してあり、ヨーク２ｂの根元から円筒部２ａの外周にかけて湾曲面２ｄが形成されている。なお、各環状溝２ｃの軸方向幅は、本実施の形態では全て等しく、ヨーク２ｂの軸方向幅よりも長い。また、環状溝２ｃは、スリーブ２の外周に等間隔に設けられている。なお、本実施の形態では、スリーブ２の両端にもヨーク２ｂを設けているが、スリーブ２の両端の終端を環状溝２ｃとしてヨーク２ｂを両端に設けなくてもよい。また、本実施の形態では、スリーブ２が円筒部２ａとヨーク２ｂとを一体に備えているが、円筒部２ａとヨーク２ｂとが別部品で構成されてもよい。

【0023】

永久磁石３ａ，３ｂは、それぞれ、環状であって、軸方向に沿って切断した断面において、電機子側となる内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向長さが反電機子側となる外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向長さが長い凸形状の断面を備えている。各永久磁石３ａ，３ｂにおける軸方向長さが短い部分である内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向の中央と、軸方向長さが長い部分である外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向の中央とが軸方向で互いに一致しており、各永久磁石３ａ，３ｂの断面形状は、軸方向の中央を通る線を中心として線対称となる形状となっている。内周部３ａ１，３ｂ１と外周部３ａ２，３ｂ２との径方向の厚みは図示したところでは等しいが異なるように設計変更されてもよい。なお、スリーブ２の軸方向の両端のヨーク２ｂより端側に末端の永久磁石を設ける場合、末端の永久磁石は、たとえば、永久磁石３ａ，３ｂと同じ形状とされてもよいが、界磁Ｆの終端が階段状になるのを避けいたい場合、外周部３ａ２，３ｂ２の一方側を径方向に切り落とした形状や永久磁石３ａ，３ｂを軸方向の中央で半分にした形状とすればよい。

【0024】

また、各永久磁石３ａ，３ｂは、円筒を周方向で複数に分割して得られた形状の磁石ピースを組み合わせることによって環状に形成されている。本実施の形態では、磁石ピースは、軸方向から見て半円筒形状となっていて、２つの磁石ピースの周方向の両端同士を向かい合わせて組み合わせることにより円筒状の永久磁石３ａ，３ｂを形成している。このように永久磁石３ａ，３ｂが周方向で分割された磁石ピースによって形成されているので、スリーブ２の外周に設けられた環状溝２ｃに無理なく容易に装着することができる。

【0025】

前述したところでは、永久磁石３ａ，３ｂは、複数の磁石ピースを組み合わせることによって環状に形成されているが、円筒部２ａとヨーク２ｂとが別部品で構成されている場合、或いは、円筒部２ａを設けない場合、永久磁石３ａ，３ｂを円筒状に組み合わされた複数の磁石ピースで形成するのではなく環状の１つの磁石で形成して、永久磁石３ａ，３ｂとヨーク２ｂと交互に積み重ねて界磁Ｆを組み立ててもよい。また、この場合、永久磁石３ａ，３ｂは、周方向に分割されることに代えて或いは周方向に分割されることに加えて、永久磁石３ａ，３ｂの軸方向長さが短い部分である内周部３ａ１，３ｂ１と軸方向長さが長い部分である外周部３ａ２，３ｂ２とに分割された磁石ピースを組み合わせることによって形成されてもよい。

【0026】

さらに、永久磁石３ａ，３ｂは、周方向で半分に分割された磁石ピースを円筒状に組み合わせて形成されるが、周方向で３分割以上に分割された磁石ピースで形成されてもよい。

【0027】

さらに、各永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向両端の内周は面取りされて傾斜面３ａ１１，３ｂ１１が設けられている。また、永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１における軸方向長さは、環状溝２ｃの軸方向長さとほぼ同じであるが僅かに小さく、永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１を環状溝２ｃ内に嵌合可能となっている。

【0028】

さらに、永久磁石３ａ，３ｂの着磁方向は、軸方向に着磁されており、軸方向の一端がＮ極となっており、軸方向の他端がＳ極となっている。永久磁石３ａ，３ｂのＳ極とＮ極の配置は互いに逆向きとなっており、スリーブ２の環状溝２ｃに交互に設置される。このように永久磁石３ａ，３ｂが界磁Ｆの軸方向で着磁方向が交互となるように配置される。

【0029】

このように構成された永久磁石３ａ，３ｂをスリーブ２の環状溝２ｃ内に交互に装着すると、隣り合う永久磁石３ａの内周部３ａ１と永久磁石３ｂの内周部３ｂ１とがヨーク２ｂを挟んでＮ極同士とＳ極同士とを対向させるとともに、永久磁石３ａにおける外周部３ａ２と永久磁石３ｂにおける外周部３ｂ２とが互いに端面同士を僅かな隙間を空けて対向させる。なお、永久磁石３ａ，３ｂにおける外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向長さは、内周部３ａ１，３ｂ１をスリーブ２における環状溝２ｃ内に収容すると、外周部３ａ２，３ｂ２同士の軸方向端面同士が丁度接触するようにしてもよいが、僅かに隙間を空けて対向するように設定すると、当該隙間によって永久磁石３ａ，３ｂの寸法誤差が吸収されるので、永久磁石３ａ，３ｂのスリーブ２への組付が容易となる点で有利である。

【0030】

本実施の形態の筒型リニアモータ１では、永久磁石３ａの軸方向中央からヨーク２ｂを含んで隣の永久磁石３ｂの軸方向中央まで１つの磁極を形成しており、Ｎ極同士を向かい合わせにしている永久磁石３ａ，３ｂのＮ極とＮ極同士で挟まれたヨーク２ｂとが１つのＮ極として機能し、Ｓ極同士を向かい合わせにしている永久磁石３ａ，３ｂのＳ極とＳ極同士で挟まれたヨーク２ｂとが１つのＳ極として機能する。

【0031】

このように構成された界磁Ｆでは、永久磁石３ａ，３ｂの電機子側となる内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向長さが反電機子側となる外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向長さよりも短く、内周部３ａ１，３ｂ１および外周部３ａ２，３ｂ２の磁束が磁気的に通りやすいヨーク２ｂを通って電機子側へ向かうようになってヨーク２ｂと径方向で対向する範囲の磁束密度が高くなるため、単に、断面矩形の軸方向着磁の円環状の永久磁石を着磁方向が交互となるように積層して構成される界磁と比較して、電機子Ｅの外周におけるギャップ磁束密度分布の波形が正弦波に近くなり、当該波形の振幅が大きくなって、スリーブ２の内周に収容される電機子Ｅへ作用させる磁界を大きくし得る。

【0032】

また、環状溝２ｃの軸方向の両端の底部（円筒部２ａの外周）と側壁（ヨーク２ｂの根元）の角部にフィレット加工によって湾曲面２ｄが形成されており、永久磁石３ａ，３ｂの環状溝２ｃ内に収容される内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向両端の内周には面取りによって形成された傾斜面３ａ１１，３ｂ１１が設けられているので、図２に示すように、環状溝２ｃ内に永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１を装着すると、環状溝２ｃの湾曲面２ｄと内周部３ａ１，３ｂ１とが干渉しないように向き合って両者の間に空隙Ｇが形成され、永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向の端面とヨーク２ｂの側面とが面接触できる。

【0033】

円筒状の母材の外周を切削して環状溝２ｃを形成すると、環状溝２ｃの底部の軸方向の両端の角部を直角に加工するのは難しく、何ら手立てしないと、当該角部に永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の角部が乗り上げてしまって、永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１が環状溝２ｃの底部である円筒部２ａの外周から浮き上がったり、ヨーク２ｂの側壁と永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の端面とが面接触できなったりして、環状溝２ｃに対する永久磁石３ａ，３ｂの位置が各環状溝２ｃで一定しなくなる場合がある。

【0034】

これに対して、前述したように、フィレット加工を行うことで湾曲面２ｄを形成し、永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向両端の内周縁に面取りを行って湾曲面２ｄとの干渉を回避するため傾斜面３ａ１１，３ｂ１１を設けると、環状溝２ｃの底部における軸方向の両端の角部と永久磁石３ａ，３ｂの両端の内周部３ａ１，３ｂ１とに空隙Ｇが形成されて、環状溝２ｃ内に永久磁石３ａ，３ｂを装着すると、環状溝２ｃの側壁となるヨーク２ｂによって永久磁石３ａ，３ｂを位置決めできる。環状溝２ｃの底部における軸方向の両端の角部と永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向両端の内周縁とに空隙Ｇが形成されると、ヨーク２ｂの側壁と永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１との端面とが面接触できるので、電機子Ｅの駆動時に受ける軸方向の荷重によって永久磁石３ａ，３ｂの一部に応力が集中するのを回避できる。また、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、永久磁石３ａ，３ｂを環状溝２ｃに接着剤を利用して定着させるようにしており、上記のように環状溝２ｃの底部における軸方向の両端の角部と永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向両端の内周縁とに空隙Ｇが形成されると、余分な接着剤が前記空隙Ｇに逃げて収容されるため、永久磁石３ａ，３ｂが接着剤の存在によって環状溝２ｃ内で適正な位置に配置されなくなるのを防止できる。ただし、環状溝２ｃの底部の両端のフィレット加工、永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向両端の内周縁の面取り加工は、不要であれば省略してもよい。

【0035】

なお、環状溝２ｃの軸方向の両端の角部と永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向両端の内周縁に空隙Ｇを設けるには、環状溝２ｃの底部の軸方向の両端となる円筒部２ａのヨーク２ｂに近接する部分を全周に亘って削って溝を設ける加工を行ってもよく、この場合、永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向両端の内周縁に面取りを設けなくてもよい。また、環状溝２ｃの軸方向の両端の角部と永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向両端の内周縁に空隙Ｇを設ける場合、永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向両端の内周縁に面取りによって傾斜面３ａ１１，３ｂ１１或いは湾曲面を設けることにより、環状溝２ｃの底部の軸方向の両端の角部についてフィレット加工を設けなくても、環状溝２ｃの軸方向の両端の角部と永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向両端の内周縁に空隙Ｇが形成されて永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向両端の内周縁とヨーク２ｂの側面とが面接触できる場合には、前記フィレット加工を省略してもよい。

【0036】

このように構成された界磁Ｆは、非磁性体で形成された筒状のバレル５内に収容される。バレル５および界磁Ｆの図１中左端はキャップ６によって閉塞されており、バレル５および界磁Ｆの図１中右端は環状のヘッドキャップ７によって閉塞されている。なお、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、界磁Ｆが非磁性体のバレル５によって覆われており、スリーブ２の外周に装着された永久磁石３ａ，３ｂの保護と永久磁石３ａ，３ｂのスリーブ２からの飛散を防止できるとともに、外部の鉄分を含んだ塵等が界磁Ｆによって吸引されるのをバレル５によって抑制できる。

【0037】

つづいて、電機子Ｅは、筒状のコア８と、コア８に装着される巻線９と、スリーブ２の内周面に摺接するガイド１０とを備えて構成されて、界磁Ｆ内に軸方向に移動自在に挿入されている。つまり、本実施の形態では、電機子Ｅは、界磁Ｆの内周側に配置されており、界磁Ｆに対して軸方向に相対移動できる。

【0038】

コア８は、本実施の形態では、円筒状のヨーク８ａと、環状であってヨーク８ａ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８ｂと、ティース８ｂ，８ｂ間の空隙で形成されて巻線９が装着されるスロット８ｃとを備えて構成されている。

【0039】

ヨーク８ａは、前述の通り円筒状であって、その横断面積はティース８ｂにおける磁路断面積以上となるように肉厚が確保されている。本実施の形態では、図１および図２に示すように、ヨーク８ａの外周に７個のティース８ｂが軸方向に等間隔に並べて設けられており、コア８の界磁Ｆ側となる外周側であって、ティース８ｂ，８ｂ間に巻線９が装着される環状溝でなるスロット８ｃが形成されている。なお、本実施の形態では、ティース８ｂ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。

【0040】

本実施の形態では、図１中で隣り合うティース８ｂ，８ｂ同士の間には、環状溝でなるスロット８ｃが合計で６個設けられている。スロット８ｃは、コア８の周方向に沿って設けられており、コア８の外周に軸方向に等ピッチで並べて設けられている。

【0041】

そして、このスロット８ｃには、巻線９が巻き回されて装着されている。巻線９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９は、６個のスロット８ｃに界磁Ｆ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。

【0042】

このように構成された電機子Ｅ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Ｆ内に移動自在に挿入される。

【0043】

ロッド１１は、界磁Ｆの図１中右端に取り付けられたヘッドキャップ７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のコア８の図１中左右には界磁Ｆにおけるスリーブ２の内周面に摺接する環状のウェアリング１０ａを外周に備えた環状のガイド１０，１０が装着されている。

【0044】

このようにコア８は、軸方向の両側からガイド１０，１０によって挟持されてロッド１１に固定されている。電機子Ｅは、ガイド１０，１０を備えており、スリーブ２の内周面にガイド１０，１０が摺動自在に挿入されているので、界磁Ｆに対して軸ぶれせず、界磁Ｆ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Ｅは、スリーブ２によって、界磁Ｆに対する軸方向への移動が案内される。

【0045】

また、軟磁性体で形成されたスリーブ２は、電機子Ｅとの間の磁気的なギャップを小さくして界磁Ｆが電機子Ｅへ作用させる磁界を大きくでき、ガイド１０，１０と協働してコア８の軸方向移動を案内する役割を果たしている。また、コア８の外径は、スリーブ２の円筒部２ａの内径よりも小さく、スリーブ２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。

【0046】

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９へ電力供給できる。

【0047】

そして、たとえば、巻線９の界磁Ｆ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９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Ｅ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Ｅと界磁Ｆとを軸方向に相対変位させる外力が作用する場合、巻線９への通電、あるいは、巻線９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。

【0048】

以上、本実施の形態の筒型リニアモータ１は、筒状の界磁Ｆと、界磁Ｆの内周に配置されて界磁Ｆに対して軸方向へ移動可能な電機子Ｅとを備え、界磁Ｆは、環状であって軸方向に着磁されて界磁Ｆの軸方向で着磁方向が交互となるように配列される複数の永久磁石３ａ，３ｂと、環状であって軟磁性体で形成されるとともに永久磁石３ａ，３ｂ間に介装されるヨーク２ｂとを備え、永久磁石３ａ，３ｂは、軸方向に切った断面が電機子側の軸方向長さが反電機子側の軸方向長さよりも短い凸形となっている。

【0049】

このように構成された筒型リニアモータ１によれば、永久磁石３ａ，３ｂの電機子側となる内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向長さが反電機子側となる外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向長さよりも短く、内周部３ａ１，３ｂ１だけでなく、外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向の端面から磁束も磁気的に通りやすいヨーク２ｂを通って電機子側へ向かうようになってヨーク２ｂと径方向で対向する範囲の磁束密度が高くなるため、断面矩形の軸方向着磁の円環状の永久磁石を着磁方向が交互となるように積層して構成される界磁と比較して、電機子Ｅの外周におけるギャップ磁束密度分布の波形が正弦波に近くなる。そのため、電機子Ｅの外周におけるギャップ磁束密度分布の波形の振幅が大きくなって、スリーブ２の内周に収容される電機子Ｅへ作用させる磁界を大きくし得る。

【0050】

このように本実施の形態における筒型リニアモータ１では、安価な軸方向着磁の永久磁石３ａ，３ｂを利用しつつも、電機子Ｅへ作用させる磁界を大きくできるので、推力の向上と製造コストの低減とを両立させ得る。

【0051】

また、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、軟磁性体で形成されるとともに永久磁石３ａ，３ｂの電機子側に嵌合する円筒部２ａを有するスリーブ２を備え、スリーブ２は、円筒部２ａと一体にヨーク２ｂ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、スリーブ２の外周に形成されたヨーク２ｂ，２ｂ間に形成の環状溝２ｃに永久磁石３ａ，３ｂが装着されるので、スリーブ２の環状溝２ｃの位置と寸法とを精度よく管理しておけば、永久磁石３ａ，３ｂの軸方向長さに寸法誤差があっても、永久磁石３ａ，３ｂの寸法誤差がスリーブ２の軸方向で積算されることが無く、個々の永久磁石３ａ，３ｂのスリーブ２に対する設置誤差は環状溝２ｃの軸方向の範囲で収まる。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、スリーブ２に対する永久磁石３ａ，３ｂの設置位置の設計値に対する軸方向のずれが低減されるので、電機子Ｅの駆動時のコギング推力を低減できる。また、このように構成された筒型リニアモータ１によれば、スリーブ２の内周面に摺接するガイド１０を電機子Ｅが備えているので、電機子Ｅがスリーブ２に対して径方向へ偏心することが無く、永久磁石３ａ，３ｂと電機子Ｅとの径方向の相対位置が安定して、安定した推力を発生できる。以上より、本実施の形態の筒型リニアモータ１によれば、コギング推力を低減しつつ安定した推力の発揮が可能となる。

【0052】

また、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、永久磁石３ａ，３ｂと電機子Ｅとの間に軟磁性体のスリーブ２の円筒部２ａが配置されるとともに、コア８をスリーブ２の至近に配置してもガイド１０，１０によってコア８がスリーブ２に干渉するのを防止できるから、永久磁石３ａ，３ｂが発生する磁界を効率よく電機子Ｅに作用させ得るとともに永久磁石３ａ，３ｂとコア８との間のギャップを極小さくできるので、電機子Ｅに大きな磁界を作用させ得る。よって、本実施の形態の筒型リニアモータ１によれば、界磁Ｆの内側の電機子Ｅに大きな磁界を作用させるとともに、電機子Ｅと界磁Ｆとの間の径方向の磁気的なエアギャップをより一層狭くできるので推力を大きくでき、その結果、質量推力密度を向上できる。

【0053】

さらに、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、界磁Ｆのスリーブ２に電機子Ｅのガイド１０を摺接させて、電機子Ｅの軸方向への移動を案内するので、電機子Ｅの軸方向への移動の案内に別途ガイドする機構を設けずに済む。

【0054】

なお、ガイド１０が対向しない範囲であれば、スリーブ２の軸方向の両側或いは片側に軟磁性体で形成される円筒状であって外周に永久磁石が装着される環状溝を備えて界磁の一部を構成する補助界磁を設けてもよい。

【0055】

また、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、スリーブ２における環状溝２ｃの底部における軸方向の両端と、永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向の両端の内周縁との間に空隙Ｇが設けられている。このように構成された筒型リニアモータ１によれば、環状溝２ｃの底部における軸方向の両端の角部と永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向両端の内周縁に空隙Ｇが形成されるので、環状溝２ｃの側壁となるヨーク２ｂと永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向の端部とが面接触できるようになり、永久磁石３ａ，３ｂを環状溝２ｃ内でヨーク２ｂを利用して位置決めできる。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、永久磁石３ａ，３ｂを環状溝２ｃ内で狙った位置に位置決めできるので、スリーブ２に対して永久磁石３ａ，３ｂを適正な位置に配置でき、電機子Ｅの駆動時のコギング推力をより一層低減できる。さらに、このように構成された筒型リニアモータ１では、ヨーク２ｂの側壁と永久磁石３ａ，３ｂの端面とが面接触できるので、電機子Ｅの駆動時に受ける軸方向の荷重によって永久磁石３ａ，３ｂの一部に応力が集中するのを回避できる。加えて、本実施の形態の筒型リニアモータ１では、永久磁石３ａ，３ｂを環状溝２ｃに接着剤を利用して定着させる場合、余分な接着剤が前記空隙Ｇに逃げて収容されるため、永久磁石３ａ，３ｂが接着剤の存在によって環状溝２ｃ内で適正な位置に配置されなくなるのを防止できる。

【0056】

また、前述した一実施の形態の筒型リニアモータ１では、永久磁石３ａ，３ｂの外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向の端面同士を接触させるか僅かな隙間を空けて対向させていたが、図３に示した第１変形例の筒型リニアモータ１Ａのように、スリーブ２におけるヨーク２ｅの軸方向に切った断面形状を外周に凸部を備えた凸形状として、ヨーク２ｅ，２ｅ間の永久磁石３ａ，３ｂを装着してもよい。

【0057】

第１変形例の筒型リニアモータ１Ａにおけるスリーブ２は、軟磁性体で形成されており、永久磁石３ａ，３ｂの内周に嵌合される円筒部２ａと、円筒部２ａの外周に周方向に沿うとともに軸方向に間隔を空けて設けられた複数の環状のヨーク２ｅと、円筒部２ａのヨーク２ｅ，２ｅ間のそれぞれに周方向に沿う環状の空隙で形成された複数の環状溝２ｆとを備えており、円筒部２ａの外周にフランジ状に突出するヨーク２ｅを一体不可分に備えている。なお、円筒部２ａとヨーク２ｅとが別部品で構成されてもよい。

【0058】

ヨーク２ｅは、図３に示すように、環状であって、円筒部側となる内周側部分２ｅ１の軸方向長さが長く、反円筒部側となる外周側部分２ｅ２の軸方向が短くなっており、軸方向に切った断面が外周側に凸部を備えた凸形状となっている。ヨーク２ｅにおける内周側部分２ｅ１の径方向の厚みは、永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１の径方向の厚みと略等しく、外周側部分２ｅ２の径方向の厚みは、永久磁石３ａ，３ｂの外周部３ａ２，３ｂ２の径方向の厚みと略等しい。

【0059】

よって、ヨーク２ｅ，２ｅ間の環状溝２ｆは、ヨーク２ｅとは逆に、円筒部側となる内周側の軸方向長さが短く、反円筒部側となる外周側の軸方向長さが長く、軸方向に切った断面形状が永久磁石３ａ，３ｂの軸方向に切った断面形状に符合して内方に永久磁石３ａ，３ｂを収容可能となっている。

【0060】

なお、詳しくは図示しないが、スリーブ２における環状溝２ｆの内周側の部分の底部と外周側の部分の底部の軸方向の両端、つまり、円筒部２ａの外周であってヨーク２ｅの軸方向の両側の根元部分とヨーク２ｅの段部の軸方向の両側の角部には、一実施の形態の筒型リニアモータ１のスリーブ２と同様に、永久磁石３ａ，３ｂの軸方向の両端の角部との干渉を避けるためにフィレット加工或いは溝を設ける加工が施されるとよい。

【0061】

環状溝２ｆの断面形状は、本実施の形態では全て等しく、環状溝２ｆは、それぞれスリーブ２の外周に等間隔に設けられている。よって、ヨーク２ｅもそれぞれスリーブ２の外周に等間隔に設けられている。なお、本実施の形態では、スリーブ２の両端に設けられた末端ヨーク２ｇ，２ｇは、ヨーク２ｅを軸方向の中央で半分に切断した形状となっている。なお、スリーブ２の両端の終端を環状溝として末端ヨーク２ｇ，２ｇを両端に設けなくてもよい。

【0062】

そして、このように構成されたスリーブ２のヨーク２ｅ，２ｅ間の環状溝２ｆに永久磁石３ａ，３ｂが着磁方向が交互になるように装着される。すると、永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１間にヨーク２ｅの内周側部分２ｅ１が介装されて軸方向で内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向の端面がヨーク２ｅの内周側部分２ｅ１の軸方向の端面に対向し、永久磁石３ａ，３ｂの外周部３ａ２，３ｂ２間にヨーク２ｅの内周側部分２ｅ１が介装されて軸方向で外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向の端面がヨーク２ｅの外周側部分２ｅ２の軸方向の端面に対向する。このように、永久磁石３ａ，３ｂは、ヨーク２ｅ，２ｅ間の全体にわたって介装されており、軸方向から見てヨーク２ｅ，２ｅ間の環状溝２ｆ内に全体が収容される。

【0063】

なお、図示はしないが、各永久磁石３ａ，３ｂの内周部３ａ１，３ｂ１と外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向両端の内周に面取りされており、永久磁石３ａ，３ｂをヨーク２ｅ，２ｅ間の環状溝２ｆ内に収容しても、永久磁石３ａ，３ｂの円筒部２ａの外周からの浮き上がりが防止される。

【0064】

本実施の形態の筒型リニアモータ１Ａも筒型リニアモータ１と同様に、永久磁石３ａの軸方向中央からヨーク２ｅを含んで隣の永久磁石３ｂの軸方向中央まで１つの磁極を形成しており、Ｎ極同士を向かい合わせにしている永久磁石３ａ，３ｂのＮ極とＮ極同士で挟まれたヨーク２ｅとが１つのＮ極として機能し、Ｓ極同士を向かい合わせにしている永久磁石３ａ，３ｂのＳ極とＳ極同士で挟まれたヨーク２ｅとが１つのＳ極として機能する。

【0065】

このように構成された界磁Ｆでは、永久磁石３ａ，３ｂの電機子側となる内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向長さが反電機子側となる外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向長さよりも短く、内周部３ａ１，３ｂ１および外周部３ａ２，３ｂ２の磁束が磁気的に通りやすいヨーク２ｅを通って電機子側へ向かうようになってヨーク２ｅと径方向で対向する範囲の磁束密度が高くなるため、単に、断面矩形の軸方向着磁の円環状の永久磁石を着磁方向が交互となるように積層して構成される界磁と比較して、電機子Ｅの外周におけるギャップ磁束密度分布の波形が正弦波に近くなり、当該波形の振幅が大きくなって、スリーブ２の内周に収容される電機子Ｅへ作用させる磁界を大きくし得る。また、第１変形例の筒型リニアモータ１Ａでは、永久磁石３ａ，３ｂの軸方向の長さが長い部分である外周部３ａ２，３ｂ２とでヨーク２ｅの外周側部分２ｅ２を挟み込んでいるため、外周部３ａ２，３ｂ２の電機子側の内周面のみならず軸方向の端面から出た磁束もヨーク２ｅの内周側部分２ｅ１へ向かうようになる。そのため、本実施の形態の筒型リニアモータ１Ａでは、筒型リニアモータ１以上に磁束をヨーク２ｅの内周側部分２ｅ１と径方向で対向する範囲に集中できるようになり、電機子Ｅの外周におけるギャップ磁束密度分布の波形がより一層正弦波に近くなり、当該波形の振幅が大きくなって、スリーブ２の内周に収容される電機子Ｅへ作用させる磁界をより一層大きくし得る。

【0066】

以上、本実施の形態の第１変形例における筒型リニアモータ１Ａは、筒状の界磁Ｆと、界磁Ｆの内周に配置されて界磁Ｆに対して軸方向へ移動可能な電機子Ｅとを備え、界磁Ｆは、環状であって軸方向に着磁されて界磁Ｆの軸方向で着磁方向が交互となるように配列される複数の永久磁石３ａ，３ｂと、永久磁石３ａ，３ｂの電機子側に嵌合する円筒部２ａと環状であって円筒部２ａと一体とされて永久磁石３ａ，３ｂ間に介装されるヨーク２ｅとを有して軟磁性体で形成されるスリーブ２とを備え、永久磁石３ａ，３ｂは、軸方向に切った断面が電機子側の軸方向長さが反電機子側の軸方向長さよりも短い凸形となっており、ヨーク２ｅは、永久磁石３ａ，３ｂの電機子側の軸方向長さが短い内周部（部分）３ａ１，３ｂ１間と反電機子側の軸方向長さが長い外周部（部分）３ａ２，３ｂ２間との全体にわたり介装されている。

【0067】

このように構成された筒型リニアモータ１Ａによれば、永久磁石３ａ，３ｂの電機子側となる内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向長さが反電機子側となる外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向長さよりも短く、永久磁石３ａ，３ｂがヨーク２ｅ，２ｅ間に全体にわたって介装されるので、内周部３ａ１，３ｂ１と外周部３ａ２，３ｂ２の電機子側の面および軸方向の両側の端面とから出た磁束が磁気的に通りやすいヨーク２ｅを通って電機子側へ向かうようになってヨーク２ｅと径方向で対向する範囲の磁束密度が高くなるため、断面矩形の軸方向着磁の円環状の永久磁石を着磁方向が交互となるように積層して構成される界磁と比較して、電機子Ｅの外周におけるギャップ磁束密度分布の波形がより一層正弦波に近くなる。そのため、電機子Ｅの外周におけるギャップ磁束密度分布の波形の振幅がより一層大きくなって、スリーブ２の内周に収容される電機子Ｅへ作用させる磁界をより一層大きくし得る。

【0068】

このように本実施の形態における筒型リニアモータ１Ａでは、安価な軸方向着磁の永久磁石３ａ，３ｂを利用しつつも、電機子Ｅへ作用させる磁界をより一層大きくできるので、推力のより一層向上させつつ、製造コストを低減できる。

【0069】

また、本実施の形態の筒型リニアモータ１Ａでは、軟磁性体で形成されるとともに永久磁石３ａ，３ｂの電機子側に嵌合する円筒部２ａを有するスリーブ２を備え、スリーブ２は、円筒部２ａと一体にヨーク２ｅを備えている。このように構成された筒型リニアモータ１Ａでは、スリーブ２の外周に形成されたヨーク２ｅ，２ｅに形成の環状溝２ｆに永久磁石３ａ，３ｂが装着されるので、スリーブ２の環状溝２ｃの位置と寸法とを精度よく管理しておけば、永久磁石３ａ，３ｂの軸方向長さに寸法誤差があっても、永久磁石３ａ，３ｂの寸法誤差がスリーブ２の軸方向で積算されることが無く、個々の永久磁石３ａ，３ｂのスリーブ２に対する設置誤差は環状溝２ｆの軸方向の範囲で収まる。また、筒型リニアモータ１Ａでは、軸方向で永久磁石３ａ，３ｂ間の全体にヨーク２ｅが配置されるので永久磁石３ａ，３ｂ同士が直接干渉することがないので、永久磁石３ａ，３ｂの寸法誤差の影響を受けづらくなり、より一層永久磁石３ａ，３ｂをスリーブ２にして適切な位置に配置できるようになる。

【0070】

よって、このように構成された第１変形例における筒型リニアモータ１Ａによれば、スリーブ２に対する永久磁石３ａ，３ｂの設置位置の設計値に対する軸方向のずれがより一層低減されるので、電機子Ｅの駆動時のコギング推力をより一層低減できる。

【0071】

さらに、前述した一実施の形態の筒型リニアモータ１では、永久磁石３ａ，３ｂの外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向の端面同士を接触させるか僅かな隙間を空けて対向させていたが、図４に示した第２変形例の筒型リニアモータ１Ｂのように、スリーブ２におけるヨーク２ｂの軸方向幅を長くして、ヨーク２ｂ，２ｂ間の環状溝２ｃに装着された永久磁石３ａ，３ｂの外周部３ａ２，３ｂ２間に隙間を積極的に設けて、外周部３ａ２，３ｂ２間であってヨーク２ｂの外周側に磁気的ギャップ２０を形成するようにしてもよい。

【0072】

このように構成された界磁Ｆでは、永久磁石３ａ，３ｂの軸方向長さが長い部分である外周部３ａ２，３ｂ２間に磁気的ギャップ２０が設けられているので、外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向の端部から出た磁束も内周側に設けられたヨーク２ｂへ向かうようになって永久磁石３ａ，３ｂの反電機子側となる外周側を通過しにくくなり、その分、電機子側となる内周側に向かう磁束が多くなって、スリーブ２の内周に収容される電機子Ｅへ作用させる磁界を大きくし得る。また、第２変形例の筒型リニアモータ１Ｂでは、永久磁石３ａ，３ｂの軸方向の長さが長い部分である外周部３ａ２，３ｂ２間であって、ヨーク２ｂの反電機子側に磁気的ギャップ２０が設けられているため、外周部３ａ２，３ｂ２の電機子側の内周面から出た磁束とともに、外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向の端面から出た磁束の多くがヨーク２ｂの内周側部分２ｅ１へ向かうようになる。そのため、本実施の形態の筒型リニアモータ１Ｂでは、筒型リニアモータ１以上に磁束をヨーク２ｂと径方向で対向する範囲に集中できるようになり、電機子Ｅの外周におけるギャップ磁束密度分布の波形がより一層正弦波に近くなり、当該波形の振幅が大きくなって、スリーブ２の内周に収容される電機子Ｅへ作用させる磁界をより一層大きくし得る。

【0073】

以上、本実施の形態の第１変形例における筒型リニアモータ１Ｂは、筒状の界磁Ｆと、界磁Ｆの内周に配置されて界磁Ｆに対して軸方向へ移動可能な電機子Ｅとを備え、界磁Ｆは、環状であって軸方向に着磁されて界磁Ｆの軸方向で着磁方向が交互となるように配列される複数の永久磁石３ａ，３ｂと、永久磁石３ａ，３ｂの電機子側に嵌合する円筒部２ａと環状であって円筒部２ａと一体とされて永久磁石３ａ，３ｂ間に介装されるヨーク２ｂとを有して軟磁性体で形成されるスリーブ２とを備え、永久磁石３ａ，３ｂは、軸方向に切った断面が電機子側の軸方向長さが反電機子側の軸方向長さよりも短い凸形となっており、ヨーク２ｂは、永久磁石３ａ，３ｂの電機子側の軸方向長さが短い内周部（部分）３ａ１，３ｂ１間に介装され、ヨーク２ｂの反電機子側であって永久磁石３ａ，３ｂの反電機子側の軸方向長さが長い外周部（部分）３ａ２，３ｂ２間に磁気的ギャップ２０が設けられている。

【0074】

このように構成された筒型リニアモータ１Ｂによれば、永久磁石３ａ，３ｂの電機子側となる内周部３ａ１，３ｂ１の軸方向長さが反電機子側となる外周部３ａ２，３ｂ２の軸方向長さよりも短く、永久磁石３ａ，３ｂの外周部３ａ２，３ｂ２間であってヨーク２ｂの反電機子側に磁気的ギャップ２０が設けられているので、内周部３ａ１，３ｂ１と外周部３ａ２，３ｂ２の電機子側の内周面および軸方向の端面とから出たの磁束が磁気的に通りやすいヨーク２ｂを通って電機子側へ向かうようになってヨーク２ｂと径方向で対向する範囲の磁束密度が高くなるため、断面矩形の軸方向着磁の円環状の永久磁石を着磁方向が交互となるように積層して構成される界磁と比較して、電機子Ｅの外周におけるギャップ磁束密度分布の波形がより一層正弦波に近くなる。そのため、電機子Ｅの外周におけるギャップ磁束密度分布の波形の振幅がより一層大きくなって、スリーブ２の内周に収容される電機子Ｅへ作用させる磁界をより一層大きくし得る。

【0075】

このように本実施の形態における筒型リニアモータ１Ｂでは、安価な軸方向着磁の永久磁石３ａ，３ｂを利用しつつも、電機子Ｅへ作用させる磁界をより一層大きくできるので、推力のより一層向上させつつ、製造コストを低減できる。

【0076】

なお、本実施の形態では、界磁Ｆの内周側に電機子Ｅが挿入されているが、界磁Ｆの外周に筒状の電機子Ｅを配置してもよい。このように、界磁Ｆの外周側に電機子Ｅを配置する場合、界磁Ｆは、環状であって軸方向に着磁されて界磁Ｆの軸方向で着磁方向が交互となるように配列される複数の永久磁石の外周側の部分の軸方向長さを内周側の部分の軸方向長さより短くすればよい。

【0077】

また、実施の形態の筒型リニアモータ１，１Ａ，１Ｂでは、スリーブ２が円筒部２ａと円筒部２ａの外周にヨーク２ｂを一体に備える構造を採用しているが、軟磁性体で形成されてはいても磁気抵抗があるため、円筒部２ａの径方向の肉厚が薄ければ薄いほど電機子Ｅへ大きな磁界を作用させ得る。その一方で、円筒部２ａの肉厚を薄くすればするほどスリーブ２の強度が低下して界磁Ｆを保持する部材としての利用が難しくなる。そこで、円筒部２ａの外周に軸方向に沿ってヨーク２ｂと交差するリブを設けて、円筒部２ａの径方向の肉厚を薄肉化して電機子Ｅへ作用させる磁界を大きくしつつも、円筒部２ａの強度の低下を抑制するようにしてもよい。電機子Ｅが界磁Ｆの外周に配置される場合、スリーブ２の円筒部２ａの外周にリブを設ければよい。なお、リブの設置数および断面形状は、円筒部２ａの強度を確保できる限りにおいて任意に設定でき、リブを設ける場合、永久磁石３ａ，３ｂがリブを避け得るように永久磁石３ａ，３ｂを周方向で分割して構成すればよい。

【0078】

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】

【0079】

１，１Ａ，１Ｂ・・・筒型リニアモータ、２ｂ，２ｅ・・・ヨーク、３ａ，３ｂ・・・永久磁石、３ａ１，３ｂ１・・・内周部（永久磁石における軸方向長さが短い部分）、３ａ２，３ｂ２・・・外周部（永久磁石における軸方向長さが長い部分）、２０・・・磁気的ギャップ、Ｅ・・・電機子、Ｆ・・・界磁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】