JPH11299216A - スロット無しのリニアモータ及びその製造方法 - Google Patents
スロット無しのリニアモータ及びその製造方法Info
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- JPH11299216A JPH11299216A JP10230504A JP23050498A JPH11299216A JP H11299216 A JPH11299216 A JP H11299216A JP 10230504 A JP10230504 A JP 10230504A JP 23050498 A JP23050498 A JP 23050498A JP H11299216 A JPH11299216 A JP H11299216A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
- H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
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- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/26—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors consisting of printed conductors
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- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 堅固な構造を有ししかも組み立てが容易でコ
ストが低いスロット無しリニアモータを提供する。 【解決手段】 リニアモータは平坦で、鉄心無しのプリ
ント回路形式の巻線を有し、その巻線はスタンプ加工、
エッチング加工又は析出加工により形成され、かつ堅固
な基板に接合される。巻線１０は、直線の、固定磁石の
平行な列間で、又は一列の磁石１２と平行な磁束戻り部
財２０との間で相対的に移動可能である。ほとんどの応
用例において、好ましい構造は移動する巻線及び静止の
永久磁石である。既存の技術より優れた点は、製造コス
トが顕著に低いことでありかつ複雑な工具及び巻線機械
を必要なく性能を改善する複雑な巻線をほとんど無制限
にできる能力である。高い性能は小さな空隙によって達
成される。構造は高い巻線の堅牢さ及び小さな容積を提
供する。
ストが低いスロット無しリニアモータを提供する。 【解決手段】 リニアモータは平坦で、鉄心無しのプリ
ント回路形式の巻線を有し、その巻線はスタンプ加工、
エッチング加工又は析出加工により形成され、かつ堅固
な基板に接合される。巻線１０は、直線の、固定磁石の
平行な列間で、又は一列の磁石１２と平行な磁束戻り部
財２０との間で相対的に移動可能である。ほとんどの応
用例において、好ましい構造は移動する巻線及び静止の
永久磁石である。既存の技術より優れた点は、製造コス
トが顕著に低いことでありかつ複雑な工具及び巻線機械
を必要なく性能を改善する複雑な巻線をほとんど無制限
にできる能力である。高い性能は小さな空隙によって達
成される。構造は高い巻線の堅牢さ及び小さな容積を提
供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、改良された高性能
のリニア電気モータに関する。
のリニア電気モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】リニアモータは、当該技術分野にて周知
である。直線動作を必要とする広範囲の適用例にて多数
の構造及び型式のものが考案され且つ利用されている。
殆どの構造のものはフレーム無しであり、一次巻線及び
二次巻線から成っている。例えば、リニア誘導モータ
は、交通、材料の搬送及び産業用の機械の適用例にて一
般に使用されている。
である。直線動作を必要とする広範囲の適用例にて多数
の構造及び型式のものが考案され且つ利用されている。
殆どの構造のものはフレーム無しであり、一次巻線及び
二次巻線から成っている。例えば、リニア誘導モータ
は、交通、材料の搬送及び産業用の機械の適用例にて一
般に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】リニア誘導モータは、
高性能の直線動作の適用例にて使用することを制限する
幾つかの不利益な点がある。一次的反力レールと二次的
反力レールとの間に必要とされる空隙は、極めて小さ
く、典型的に、０．０５０８ｍｍ乃至０．１０１６ｍｍ
（０．００２インチ乃至０．００４インチ）の程度であ
る。このことは、支持機械が全移動距離に亙ってかかる
隙間を保つのに十分な精度であるようにするか又は空隙
を大きくすることを必要とし、その結果、モータの性能
及び効率が失われることとなる。更に、リニア誘導モー
タは、性質上、低効率であり、その熱放散上の問題を生
じさせる。
高性能の直線動作の適用例にて使用することを制限する
幾つかの不利益な点がある。一次的反力レールと二次的
反力レールとの間に必要とされる空隙は、極めて小さ
く、典型的に、０．０５０８ｍｍ乃至０．１０１６ｍｍ
（０．００２インチ乃至０．００４インチ）の程度であ
る。このことは、支持機械が全移動距離に亙ってかかる
隙間を保つのに十分な精度であるようにするか又は空隙
を大きくすることを必要とし、その結果、モータの性能
及び効率が失われることとなる。更に、リニア誘導モー
タは、性質上、低効率であり、その熱放散上の問題を生
じさせる。
【０００４】永久磁石を使用する型式のリニアモータに
て遥かに優れた性能を達成することができる。例えば、
ラングレー（Ｌａｎｇｌｅｙ）（米国特許第４，３６
９，３８３号）には、巻線形鉄心を有する直流の永久磁
石のリニアモータが開示されている。これらの巻線は、
静止又は可動の何れかとすることができる。このラング
レーの設計では、整流は、巻いた鉄心上の整流ストリッ
プに係合する一組みのブラシを介して行われる。
て遥かに優れた性能を達成することができる。例えば、
ラングレー（Ｌａｎｇｌｅｙ）（米国特許第４，３６
９，３８３号）には、巻線形鉄心を有する直流の永久磁
石のリニアモータが開示されている。これらの巻線は、
静止又は可動の何れかとすることができる。このラング
レーの設計では、整流は、巻いた鉄心上の整流ストリッ
プに係合する一組みのブラシを介して行われる。
【０００５】このラングレーのリニアモータの設計の巻
線は、鉄心の歯の間にあるスロット内に配置される。か
かる設計における永久磁石は、最小のリラクタンスに対
応する好適な整合位置を有しており、これは、コギング
（ｃｏｇｇｉｎｇ）として公知である。より高性能の適
用例において、コギング力（ｃｏｇｇｉｎｇ ｆｏｒｃ
ｅ）は、位置及び／又は速度の精度に影響を与える動揺
を生じさせる可能性がある。第二に、永久磁石は、巻線
形鉄心（ｗｏｕｎｄ ｉｒｏｎ ｃｏｒｅ）に対し大き
い吸引力を作用させ、このため、可動部分は、その吸引
力に耐え得るように機械的構造体（すなわち、軸受等）
により堅固に支持しなければならない。最後に、巻線形
鉄心は、モータに利用可能な加速度を制限することにな
る大きい質量を有する。
線は、鉄心の歯の間にあるスロット内に配置される。か
かる設計における永久磁石は、最小のリラクタンスに対
応する好適な整合位置を有しており、これは、コギング
（ｃｏｇｇｉｎｇ）として公知である。より高性能の適
用例において、コギング力（ｃｏｇｇｉｎｇ ｆｏｒｃ
ｅ）は、位置及び／又は速度の精度に影響を与える動揺
を生じさせる可能性がある。第二に、永久磁石は、巻線
形鉄心（ｗｏｕｎｄ ｉｒｏｎ ｃｏｒｅ）に対し大き
い吸引力を作用させ、このため、可動部分は、その吸引
力に耐え得るように機械的構造体（すなわち、軸受等）
により堅固に支持しなければならない。最後に、巻線形
鉄心は、モータに利用可能な加速度を制限することにな
る大きい質量を有する。
【０００６】多数の用途のためのラングレーの設計にお
ける改良点は、ヴォンデルハイデ（ｖｏｎ ｄｅｒ Ｈ
ｅｉｄｅ）（米国特許第４，１５１，４４７号）により
開示されており、この場合、鉄心無しの可動コイルすな
わち一次巻線が２つの平行な永久磁石の経路の間に設け
られ又は１つの磁石経路と平行な磁束の戻り部材との間
に配置される。整流は、ブラシを使用せずに電子的に行
われる。可動のスライダは、丸形又は四角形の線の何れ
かで形成することのできる従来の巻線コイルを有してい
る。この設計の有利な点は、該スライダが強磁性材料を
全く含まず、このため、コギングが全く存在しない点で
ある。また、該スライダと永久磁石の磁界との間に全く
磁力による吸引力が生じない。更に、鉄心の無いスライ
ダは、質量が著しく小さい。かかる鉄心無しのリニアモ
ータは、高性能の適用例において鉄心を有する設計のも
のに優る顕著な利点を有する。
ける改良点は、ヴォンデルハイデ（ｖｏｎ ｄｅｒ Ｈ
ｅｉｄｅ）（米国特許第４，１５１，４４７号）により
開示されており、この場合、鉄心無しの可動コイルすな
わち一次巻線が２つの平行な永久磁石の経路の間に設け
られ又は１つの磁石経路と平行な磁束の戻り部材との間
に配置される。整流は、ブラシを使用せずに電子的に行
われる。可動のスライダは、丸形又は四角形の線の何れ
かで形成することのできる従来の巻線コイルを有してい
る。この設計の有利な点は、該スライダが強磁性材料を
全く含まず、このため、コギングが全く存在しない点で
ある。また、該スライダと永久磁石の磁界との間に全く
磁力による吸引力が生じない。更に、鉄心の無いスライ
ダは、質量が著しく小さい。かかる鉄心無しのリニアモ
ータは、高性能の適用例において鉄心を有する設計のも
のに優る顕著な利点を有する。
【０００７】しかしながら、かかる鉄心無しの設計にお
いて、平行な永久磁石の磁界部材の間にある比較的大き
い磁気空隙内に可動コイルが存在しなければならない。
この大きい空隙は、空隙の磁束密度が著しく小さくなる
ため、性能を低下させることになる。更に、質量が小さ
い鉄心無しのコイルがスライダであるとき、そのスライ
ダは、その設計が促進する高加速度に耐えるのに十分な
機械的な堅固さを持つように製造しなければならない。
従来、かかる堅固な構造体は、組み立てが比較的コスト
高となっている。
いて、平行な永久磁石の磁界部材の間にある比較的大き
い磁気空隙内に可動コイルが存在しなければならない。
この大きい空隙は、空隙の磁束密度が著しく小さくなる
ため、性能を低下させることになる。更に、質量が小さ
い鉄心無しのコイルがスライダであるとき、そのスライ
ダは、その設計が促進する高加速度に耐えるのに十分な
機械的な堅固さを持つように製造しなければならない。
従来、かかる堅固な構造体は、組み立てが比較的コスト
高となっている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によるリニアモー
タは、平坦で鉄心無しのプリント回路型式の巻線を利用
するものであり、この場合、巻線は、スタンプ加工、エ
ッチング加工、又は析出加工され且つ堅固な基板に接着
することができる。この巻線は、静止した磁石の直線状
の平行な列の間で可動であり又は１列の磁石と平行な磁
束の戻し部材との間で相対的に可動であるコイルを提供
する。殆どの適用例において、好適な構造体は、可動巻
線及び静止永久磁石である。既存の技術に優る有利な点
は、製造コストが著しく小さいこと、複雑な工具又は巻
線機械を使用せずに、改良された性能が得られるよう
に、複雑な巻線を形成することが略制限無く可能である
こと、また、より小さい空隙のためより高性能が可能で
あることである。また、本発明による構造体は、巻線の
剛性をより大きくし、しかもその質量を小さくする。
タは、平坦で鉄心無しのプリント回路型式の巻線を利用
するものであり、この場合、巻線は、スタンプ加工、エ
ッチング加工、又は析出加工され且つ堅固な基板に接着
することができる。この巻線は、静止した磁石の直線状
の平行な列の間で可動であり又は１列の磁石と平行な磁
束の戻し部材との間で相対的に可動であるコイルを提供
する。殆どの適用例において、好適な構造体は、可動巻
線及び静止永久磁石である。既存の技術に優る有利な点
は、製造コストが著しく小さいこと、複雑な工具又は巻
線機械を使用せずに、改良された性能が得られるよう
に、複雑な巻線を形成することが略制限無く可能である
こと、また、より小さい空隙のためより高性能が可能で
あることである。また、本発明による構造体は、巻線の
剛性をより大きくし、しかもその質量を小さくする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の上記及びその他の目的
は、添付図面に関する以下の詳細な説明に記載されてい
る。
は、添付図面に関する以下の詳細な説明に記載されてい
る。
【００１０】本発明の一つの好適な実施の形態によるリ
ニアモータが図１及び図２Ａ乃至図２Ｄに図示されてい
る。該リニアモータは、絶縁基板の上にスタンプ加工、
析出又はエッチングした可動コイル（すなわち、「スラ
イダ」）１０を有する。該スライダ１０は、永久磁石の
平行列の磁界部材１２の間の空隙１７内に受け入れられ
る。該永久磁石は、磁石に対する磁束の戻り経路を提供
する裏金部材２０に取り付けられている。巻線の長さす
なわち永久磁石の磁界列の長さには何ら制約がない。
ニアモータが図１及び図２Ａ乃至図２Ｄに図示されてい
る。該リニアモータは、絶縁基板の上にスタンプ加工、
析出又はエッチングした可動コイル（すなわち、「スラ
イダ」）１０を有する。該スライダ１０は、永久磁石の
平行列の磁界部材１２の間の空隙１７内に受け入れられ
る。該永久磁石は、磁石に対する磁束の戻り経路を提供
する裏金部材２０に取り付けられている。巻線の長さす
なわち永久磁石の磁界列の長さには何ら制約がない。
【００１１】巻線１０は、スタンプ加工すなわち押抜き
加工、析出（又は溶着）又はエッチングした導体パター
ンの何れかとすることのできる「プリント回路」型の構
造体であり、この導体パターンを相互に接続して、任意
の所望の数の有効なコイルを有する完全な巻線を形成す
る。巻線１０は、スライダキャリッジ内に取り付けら
れ、該スライダキャリッジは、端部にて静止磁石及び裏
金構造体に固着されたロッド１６に沿って摺動すること
により移動させることができる。
加工、析出（又は溶着）又はエッチングした導体パター
ンの何れかとすることのできる「プリント回路」型の構
造体であり、この導体パターンを相互に接続して、任意
の所望の数の有効なコイルを有する完全な巻線を形成す
る。巻線１０は、スライダキャリッジ内に取り付けら
れ、該スライダキャリッジは、端部にて静止磁石及び裏
金構造体に固着されたロッド１６に沿って摺動すること
により移動させることができる。
【００１２】図２Ａ乃至図２Ｃに図示するように、該コ
イル導体は、典型的に、矩形の断面を有し、好ましくは
樹脂エポキシにより薄く高強度の絶縁層基板２６に結合
される。該基板は、任意の電気絶縁材料で形成すること
ができるが、典型的に、ガラス繊維、マイラー、カプト
ン（Ｋａｐｔｏｎ）又はノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）絶
縁体のような材料から成っている。形成される構造体は
移動方向に且つ磁束経路に対して平行な方向の両方向へ
の機械的剛性が大きい極めて堅固なものである。従っ
て、該巻線は、更なる機械的支持を必要とせずに自己支
持可能である。このため、従来の線の巻線の場合よりも
遥かに薄いアーマチャを形成することができる。この巻
線は、より優れた熱特性が得られるようにエポキシ型す
なわちプラスチック材料内に封入することができるが、
かかる封入は随意選択的であり、機械的に支持するため
には不要である。巻線を銅シートから機械的にスタンプ
加工する場合、その製造コストは極めて低い。スタンプ
加工したパターンは絶縁性基板に接着剤で接着させ、次
に、基板の両側部にて導体の間の架橋接続部を溶接によ
り形成する。一つの代替的な構造体において、導体パタ
ーンは、銅パターンをＰＣ板のような基板の上に析出す
るか又は該パターンを銅被覆板（ｃｏｐｐｅｒ−ｃｌａ
ｄ ｂｏａｒｄ）にエッチング加工することにより形成
することができる。基板の両側部にてエッチングし又は
析出させた導体パターンは、スルーホールめっきにより
相互に接続することができる。
イル導体は、典型的に、矩形の断面を有し、好ましくは
樹脂エポキシにより薄く高強度の絶縁層基板２６に結合
される。該基板は、任意の電気絶縁材料で形成すること
ができるが、典型的に、ガラス繊維、マイラー、カプト
ン（Ｋａｐｔｏｎ）又はノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）絶
縁体のような材料から成っている。形成される構造体は
移動方向に且つ磁束経路に対して平行な方向の両方向へ
の機械的剛性が大きい極めて堅固なものである。従っ
て、該巻線は、更なる機械的支持を必要とせずに自己支
持可能である。このため、従来の線の巻線の場合よりも
遥かに薄いアーマチャを形成することができる。この巻
線は、より優れた熱特性が得られるようにエポキシ型す
なわちプラスチック材料内に封入することができるが、
かかる封入は随意選択的であり、機械的に支持するため
には不要である。巻線を銅シートから機械的にスタンプ
加工する場合、その製造コストは極めて低い。スタンプ
加工したパターンは絶縁性基板に接着剤で接着させ、次
に、基板の両側部にて導体の間の架橋接続部を溶接によ
り形成する。一つの代替的な構造体において、導体パタ
ーンは、銅パターンをＰＣ板のような基板の上に析出す
るか又は該パターンを銅被覆板（ｃｏｐｐｅｒ−ｃｌａ
ｄ ｂｏａｒｄ）にエッチング加工することにより形成
することができる。基板の両側部にてエッチングし又は
析出させた導体パターンは、スルーホールめっきにより
相互に接続することができる。
【００１３】空隙の磁束、従ってモータ力定数Ｋｆは、
対面する磁石の極の間の空隙の直接的な関数である。モ
ータ力定数を大きくし且つスライダの重量を軽減するた
め、一般に巻線はより薄い構造体であることが望まれ
る。モータ力定数Ｋｆが増大し、スライダの重量が軽く
なれば、性能が向上し且つ可能な加速度が増すことにな
る。
対面する磁石の極の間の空隙の直接的な関数である。モ
ータ力定数を大きくし且つスライダの重量を軽減するた
め、一般に巻線はより薄い構造体であることが望まれ
る。モータ力定数Ｋｆが増大し、スライダの重量が軽く
なれば、性能が向上し且つ可能な加速度が増すことにな
る。
【００１４】アーマチャ巻線の導体パターンは、コイル
３１の導体３０が図８Ａに図示するように、隣接する極
の面の中心間の距離を略跨ぐ波形の巻線形態とすること
ができる。該導体パターンは、図８Ｂ及び図８Ｃに図示
するようなラップ形態とすることができる。アーマチャ
巻線コイルと永久磁石との空間的関係は、図８Ｃに図示
されている。一般に、コイルの間の距離は、隣接する磁
石の極の中心間の距離に略等しい。しかしながら、例え
ば、モータの逆起電力（ｂａｃｋ ｅｍｆ）の形状を調
節するためその他の配置とすることも可能である。コイ
ルの各々は、絶縁性基板２６の両側部に配置された一対
の導体から成っている。導体の端部が絶縁性基板を越え
て伸長する、スタンプ加工、エッチング又はレーザカッ
トによる導体パターンの場合、架橋接続部を形成し得る
ように導体の端部は溶接することができる。基板の上に
析出（又は沈着）し又はエッチングした導体パターンの
場合、絶縁性基板の両側部における導体間の接続は、ス
ルーホールめっきによる相互接続により形成することが
できる。
３１の導体３０が図８Ａに図示するように、隣接する極
の面の中心間の距離を略跨ぐ波形の巻線形態とすること
ができる。該導体パターンは、図８Ｂ及び図８Ｃに図示
するようなラップ形態とすることができる。アーマチャ
巻線コイルと永久磁石との空間的関係は、図８Ｃに図示
されている。一般に、コイルの間の距離は、隣接する磁
石の極の中心間の距離に略等しい。しかしながら、例え
ば、モータの逆起電力（ｂａｃｋ ｅｍｆ）の形状を調
節するためその他の配置とすることも可能である。コイ
ルの各々は、絶縁性基板２６の両側部に配置された一対
の導体から成っている。導体の端部が絶縁性基板を越え
て伸長する、スタンプ加工、エッチング又はレーザカッ
トによる導体パターンの場合、架橋接続部を形成し得る
ように導体の端部は溶接することができる。基板の上に
析出（又は沈着）し又はエッチングした導体パターンの
場合、絶縁性基板の両側部における導体間の接続は、ス
ルーホールめっきによる相互接続により形成することが
できる。
【００１５】波形又はラップ形の形態の導体パターンを
調節することにより、図９Ａ乃至図９Ｃに図示するよう
に、モータにおける重要な性能特性を選択的に最適なも
のにすることができる。波形の形態である図９Ａを参照
すると、移動方向に対して垂直な導体の直線状部分Ｌｍ
対空隙の全体的な高さＬｓとの比は、所望に応じて調節
可能である。この比を調節することにより、モータの逆
起電力Ｋｅ、モータ力定数Ｋｆ、巻線の抵抗Ｒ及びモー
タ力の脈動Ｆｒという４つの重要なモータのパラメータ
が影響を受ける。Ｌｍ対Ｌｓとの比を調節することによ
り、選択した性能特性を最適なものにすることができ
る。本発明の有利な点の一つは、所望に応じてこの比が
容易に調節可能な点である。例えば、Ｌｍ対Ｌｓの比を
０まで小さくすることにより（図９Ｃ）、ら旋形の巻線
となり、最小の巻線抵抗となる。このことは、モータの
ジュール損失を軽減することが重要な設計の場合に有利
な点である。もう一つの例として、Ｌｍ対Ｌｓの比を大
きくし（図９Ａに図示するように、約１．０とし）、導
体の直線状部分が長く且つ移動方向に対して対角状とな
るようにすることにより、モータ力定数を最適にするこ
とができる。
調節することにより、図９Ａ乃至図９Ｃに図示するよう
に、モータにおける重要な性能特性を選択的に最適なも
のにすることができる。波形の形態である図９Ａを参照
すると、移動方向に対して垂直な導体の直線状部分Ｌｍ
対空隙の全体的な高さＬｓとの比は、所望に応じて調節
可能である。この比を調節することにより、モータの逆
起電力Ｋｅ、モータ力定数Ｋｆ、巻線の抵抗Ｒ及びモー
タ力の脈動Ｆｒという４つの重要なモータのパラメータ
が影響を受ける。Ｌｍ対Ｌｓとの比を調節することによ
り、選択した性能特性を最適なものにすることができ
る。本発明の有利な点の一つは、所望に応じてこの比が
容易に調節可能な点である。例えば、Ｌｍ対Ｌｓの比を
０まで小さくすることにより（図９Ｃ）、ら旋形の巻線
となり、最小の巻線抵抗となる。このことは、モータの
ジュール損失を軽減することが重要な設計の場合に有利
な点である。もう一つの例として、Ｌｍ対Ｌｓの比を大
きくし（図９Ａに図示するように、約１．０とし）、導
体の直線状部分が長く且つ移動方向に対して対角状とな
るようにすることにより、モータ力定数を最適にするこ
とができる。
【００１６】更に、Ｌｍ対Ｌｓの比を調節することは、
モータの逆起電力の波形に対し、従って、モータ力の脈
動に対し重要な影響を与える。例えば、Ｌｍ対Ｌｓの比
が大きい場合（図９Ａに図示するように、１．０に近い
場合）、モータの逆起電力の波形はより台形に近くな
る。また、この波形は、磁石の幅及び巻線ピッチにより
影響を受ける。Ｌｍ対Ｌｓの比が０に近づくに伴い、逆
起電力の波形はより正弦波状となる。所望の駆動電子機
器に従ってこの逆起電力の波形を調節することは、モー
タ力の脈動を軽減する上で重要なファクタである。この
提案された設計の自由性は、モータ力の脈動を実質的に
解消することを可能にする。
モータの逆起電力の波形に対し、従って、モータ力の脈
動に対し重要な影響を与える。例えば、Ｌｍ対Ｌｓの比
が大きい場合（図９Ａに図示するように、１．０に近い
場合）、モータの逆起電力の波形はより台形に近くな
る。また、この波形は、磁石の幅及び巻線ピッチにより
影響を受ける。Ｌｍ対Ｌｓの比が０に近づくに伴い、逆
起電力の波形はより正弦波状となる。所望の駆動電子機
器に従ってこの逆起電力の波形を調節することは、モー
タ力の脈動を軽減する上で重要なファクタである。この
提案された設計の自由性は、モータ力の脈動を実質的に
解消することを可能にする。
【００１７】本発明によれば、上述したモータパラメー
タを最適なものにするためスロットの形状、巻線機械及
び困難な工具による加工に悩むことなく、多数の形態が
容易に実現可能である。線を巻いたコイルを有する従来
のリニアモータは、仮に実現可能であるにしても、高価
な工具及び巻線機械、又は複雑な保持スロットを利用し
てかかる自由性を達成しなければならない。提案した本
発明のスタンプ加工、エッチング又は析出した巻線は、
更なる工具による加工、スロット又は更なるコストを必
要とせずに任意の巻線形態を実現することができる。図
９Ａ乃至図９Ｃに図示した線形の形態に加えて、曲線状
の形態も実現可能である。
タを最適なものにするためスロットの形状、巻線機械及
び困難な工具による加工に悩むことなく、多数の形態が
容易に実現可能である。線を巻いたコイルを有する従来
のリニアモータは、仮に実現可能であるにしても、高価
な工具及び巻線機械、又は複雑な保持スロットを利用し
てかかる自由性を達成しなければならない。提案した本
発明のスタンプ加工、エッチング又は析出した巻線は、
更なる工具による加工、スロット又は更なるコストを必
要とせずに任意の巻線形態を実現することができる。図
９Ａ乃至図９Ｃに図示した線形の形態に加えて、曲線状
の形態も実現可能である。
【００１８】色々な技術を使用して可動スライダにおけ
るアーマチャ巻線１０を整流することができる。スライ
ダ１４における可動ケーブル１８（図１）を使用して正
確な順序にてアーマチャ巻線コイルに電力を付与するこ
とができる。アーマチャ巻線内のコイルの数は、その用
途及び必要とされる力の程度並びに移動距離により決ま
る。直線動作を生じさせるには、単一位相のコイルがあ
れば十分である。しかしながら、長距離に亙って連続的
に移動させるためには、幾つかのコイルを多数の位相に
て接続することが好ましい。巻線の位相は電子的に整流
される。静止磁石に対する巻線の位置を検出するため、
典型的にセンサ１９が可動アーマチャに取り付けられ又
は該可動アーマチャ内に埋め込まれる。これらのセンサ
は、光学式、磁力型、静電容量型又は誘電型とすること
ができる。一つの典型的な適用例は、ホール効果センサ
を使用して磁石の位置を検出する。もう一つの可能な配
置は、アーマチャで発生される逆起電力を使用して位置
を表示することである。磁石のピッチ対コイルのピッチ
の正確な比を使用することにより、殆どの場合に、正弦
波状である望ましい波形となるように逆起電力を修正す
ることができる。電子的整流は当該技術分野にて周知で
あり、機械的なブラシが不要であるため、多数の回転モ
ータ及びリニアモータにて採用されている。トランジス
タ列（図示せず）がスライダ１４内に組み込まれて、セ
ンサ１９で表示する正確な順序にて巻線コイルを励起さ
せる。
るアーマチャ巻線１０を整流することができる。スライ
ダ１４における可動ケーブル１８（図１）を使用して正
確な順序にてアーマチャ巻線コイルに電力を付与するこ
とができる。アーマチャ巻線内のコイルの数は、その用
途及び必要とされる力の程度並びに移動距離により決ま
る。直線動作を生じさせるには、単一位相のコイルがあ
れば十分である。しかしながら、長距離に亙って連続的
に移動させるためには、幾つかのコイルを多数の位相に
て接続することが好ましい。巻線の位相は電子的に整流
される。静止磁石に対する巻線の位置を検出するため、
典型的にセンサ１９が可動アーマチャに取り付けられ又
は該可動アーマチャ内に埋め込まれる。これらのセンサ
は、光学式、磁力型、静電容量型又は誘電型とすること
ができる。一つの典型的な適用例は、ホール効果センサ
を使用して磁石の位置を検出する。もう一つの可能な配
置は、アーマチャで発生される逆起電力を使用して位置
を表示することである。磁石のピッチ対コイルのピッチ
の正確な比を使用することにより、殆どの場合に、正弦
波状である望ましい波形となるように逆起電力を修正す
ることができる。電子的整流は当該技術分野にて周知で
あり、機械的なブラシが不要であるため、多数の回転モ
ータ及びリニアモータにて採用されている。トランジス
タ列（図示せず）がスライダ１４内に組み込まれて、セ
ンサ１９で表示する正確な順序にて巻線コイルを励起さ
せる。
【００１９】該スライダは強磁性材料を全く含まず、従
って、その質量は極めて小さい。更に、コギング力が全
く生じない、すなわち磁石の方向を好適に設定すること
ができる。また、強磁性材料が存在しないことは、アー
マチャにて考慮しなければならない飽和効果が全く存在
しないことも意味する。
って、その質量は極めて小さい。更に、コギング力が全
く生じない、すなわち磁石の方向を好適に設定すること
ができる。また、強磁性材料が存在しないことは、アー
マチャにて考慮しなければならない飽和効果が全く存在
しないことも意味する。
【００２０】図３Ａ乃至図３Ｃに図示した一つの代替的
な構造において、アーマチャ巻線４０は静止したままで
あり、磁石組立体４４は可動である。この配置は、可動
部材の更なる重量のため、行程距離が極めて短い適用例
の場合に望ましい。この構造体の場合、電源ケーブル１
８及びフィードバックケーブル（もしあれば）は静止し
たままであり、これにより、ケーブルキャリアが不要と
なり、また、可動ケーブルが耐えなければならない曲が
りを解消することができる。
な構造において、アーマチャ巻線４０は静止したままで
あり、磁石組立体４４は可動である。この配置は、可動
部材の更なる重量のため、行程距離が極めて短い適用例
の場合に望ましい。この構造体の場合、電源ケーブル１
８及びフィードバックケーブル（もしあれば）は静止し
たままであり、これにより、ケーブルキャリアが不要と
なり、また、可動ケーブルが耐えなければならない曲が
りを解消することができる。
【００２１】更に別の実施の形態が図４Ａ及び図４Ｂに
図示されている。該アーマチャ巻線５０は、巻線と強磁
性板との間の薄い絶縁層により該強磁性板５６に固着さ
れている。強磁性板５４に固着された単一列の永久磁石
５２が巻線／板組立体に対し平行な位置にある。該強磁
性板は、磁束の戻り経路を提供し、全体的な磁力空隙を
小さくする。この形態において、２つの構造及び作動モ
ードが可能である。第一のモードにおいて、巻線／板組
立体は動き且つその移動する長さは、静止永久磁石の列
（図４Ａ）の場合よりも短い。該巻線／板組立体の質量
は、好適な形態における場合よりも大きい。また、スラ
イダと静止永久磁石との間に磁力による吸引力が発生
し、強磁性板の両端は、「端部効果」に起因する幾分か
のコギング力を生じさせる可能性がある。しかしなが
ら、巻線を支持する板がこの磁力空隙を小さくし、巻線
からの熱の放散を増大させる働きをする。更に、ある適
用例において、静止磁石の第二の平行な列が不要となる
ため、この形態はコストの節約にもつながる。
図示されている。該アーマチャ巻線５０は、巻線と強磁
性板との間の薄い絶縁層により該強磁性板５６に固着さ
れている。強磁性板５４に固着された単一列の永久磁石
５２が巻線／板組立体に対し平行な位置にある。該強磁
性板は、磁束の戻り経路を提供し、全体的な磁力空隙を
小さくする。この形態において、２つの構造及び作動モ
ードが可能である。第一のモードにおいて、巻線／板組
立体は動き且つその移動する長さは、静止永久磁石の列
（図４Ａ）の場合よりも短い。該巻線／板組立体の質量
は、好適な形態における場合よりも大きい。また、スラ
イダと静止永久磁石との間に磁力による吸引力が発生
し、強磁性板の両端は、「端部効果」に起因する幾分か
のコギング力を生じさせる可能性がある。しかしなが
ら、巻線を支持する板がこの磁力空隙を小さくし、巻線
からの熱の放散を増大させる働きをする。更に、ある適
用例において、静止磁石の第二の平行な列が不要となる
ため、この形態はコストの節約にもつながる。
【００２２】可動巻線の整流は、好適な形態と同一の方
法にて、すなわち、その他の型式のモータにて周知であ
るように位置センサを使用して電子的に行われる。これ
と代替的に、巻線／板組立体が静止し、磁石組立体が可
動であるようにしてもよい。この上記の実施の形態の有
利な点は、可動ケーブルが不要となる点である。
法にて、すなわち、その他の型式のモータにて周知であ
るように位置センサを使用して電子的に行われる。これ
と代替的に、巻線／板組立体が静止し、磁石組立体が可
動であるようにしてもよい。この上記の実施の形態の有
利な点は、可動ケーブルが不要となる点である。
【００２３】第二の作動モードにおいて、巻線／板組立
体は、静止状態に保持され、その長さは、図５Ａ乃至図
５Ｃに図示するように、可動磁石組立体よりも長い。磁
石組立体６２が静止巻線／板組立体の長さ内にて静止し
ているならば、歯すなわち「端部」が存在しないため、
コギング力は生じない。機械的な構造体により支持しな
ければならない磁石と巻線／板組立体との間には多少の
吸引力が作用するが、この吸引力は、従来の鉄心設計に
おける場合よりも著しく小さい。第一の作動モードにお
けるように、巻線の裏側における強磁性板６１は、アー
マチャからの熱の放散を増し、磁力空隙を小さくする。
しかしながら、より大きい質量体（例えば、機械の床）
に静止板を取り付け、これにより、熱の放散を増すこと
もできる。電源ケーブルは静止型である。可動磁石の質
量は、加速度を増し得るように最小にすることができ
る。磁石の数は、必要とされる力を発生させるのに必要
な数であればよく、このため、極めて経済的である。
体は、静止状態に保持され、その長さは、図５Ａ乃至図
５Ｃに図示するように、可動磁石組立体よりも長い。磁
石組立体６２が静止巻線／板組立体の長さ内にて静止し
ているならば、歯すなわち「端部」が存在しないため、
コギング力は生じない。機械的な構造体により支持しな
ければならない磁石と巻線／板組立体との間には多少の
吸引力が作用するが、この吸引力は、従来の鉄心設計に
おける場合よりも著しく小さい。第一の作動モードにお
けるように、巻線の裏側における強磁性板６１は、アー
マチャからの熱の放散を増し、磁力空隙を小さくする。
しかしながら、より大きい質量体（例えば、機械の床）
に静止板を取り付け、これにより、熱の放散を増すこと
もできる。電源ケーブルは静止型である。可動磁石の質
量は、加速度を増し得るように最小にすることができ
る。磁石の数は、必要とされる力を発生させるのに必要
な数であればよく、このため、極めて経済的である。
【００２４】この場合にも、可動の磁石組立体の位置を
表示するため適当なフィードバックを使用して電子的に
整流することができる。例えば、可動の磁石組立体の位
置に従って、位相の各々を励起させたとき、アーマチャ
を２つ以上の位相に分割するならば、板の全体が励起さ
れ、可動の磁石組立体がその位相の一部分の上方にのみ
あるときであっても、熱は放散される。その残りの位相
は、熱を発生させるが、有効な仕事は行わない。このた
め、電子機器における電力トランジスタの数を最小にす
るためには、位相の数を最小にすることが一般的である
から、より長い距離を移動するためには、この第二の設
計モードは、余り望ましいものではない。位相の数がよ
り多数であるならば、熱の放散は少なくなるが、電子機
器のコストは増すことになる。
表示するため適当なフィードバックを使用して電子的に
整流することができる。例えば、可動の磁石組立体の位
置に従って、位相の各々を励起させたとき、アーマチャ
を２つ以上の位相に分割するならば、板の全体が励起さ
れ、可動の磁石組立体がその位相の一部分の上方にのみ
あるときであっても、熱は放散される。その残りの位相
は、熱を発生させるが、有効な仕事は行わない。このた
め、電子機器における電力トランジスタの数を最小にす
るためには、位相の数を最小にすることが一般的である
から、より長い距離を移動するためには、この第二の設
計モードは、余り望ましいものではない。位相の数がよ
り多数であるならば、熱の放散は少なくなるが、電子機
器のコストは増すことになる。
【００２５】本発明によるリニアモータの別の実施の形
態が図７Ａ乃至図７Ｃに図示されている。アーマチャ巻
線５０は、強磁性板５２に取り付けられ且つ静止状態に
保たれる。一組みの機械的なブラシ５６（典型的に炭
素）が可動の磁石組立体５８に配置されて、磁石に対す
る巻線の位置に従って、巻線内の個々のコイルを整流す
る。可動のケーブルが可動の磁石組立体上のブラシに電
力を供給する必要性を不要にするため、第二の組みのブ
ラシを使用して、静止アーマチャに対し平行に伸びる静
止電力レール（図示せず）から電力の供給を受ける。次
に、静止電力ケーブルが電力レールに電力を供給するこ
とができる。機械的なブラシに対する整流面は、平滑に
整流させ得るように研磨されたアーマチヤ巻線の領域上
に直接、位置している。別個の整流子板は必要でない。
態が図７Ａ乃至図７Ｃに図示されている。アーマチャ巻
線５０は、強磁性板５２に取り付けられ且つ静止状態に
保たれる。一組みの機械的なブラシ５６（典型的に炭
素）が可動の磁石組立体５８に配置されて、磁石に対す
る巻線の位置に従って、巻線内の個々のコイルを整流す
る。可動のケーブルが可動の磁石組立体上のブラシに電
力を供給する必要性を不要にするため、第二の組みのブ
ラシを使用して、静止アーマチャに対し平行に伸びる静
止電力レール（図示せず）から電力の供給を受ける。次
に、静止電力ケーブルが電力レールに電力を供給するこ
とができる。機械的なブラシに対する整流面は、平滑に
整流させ得るように研磨されたアーマチヤ巻線の領域上
に直接、位置している。別個の整流子板は必要でない。
【００２６】機械的な整流は不利益ではあるが、図７Ａ
乃至図７Ｃにおける設計には幾つかの有利な点がある。
磁石の数は、必要な力を発生させるのに必要な最小の数
で済む。磁石のコストは、リニアモータのコストの主要
な要素であるから、このことは、極めて有利な点であ
る。第二に、静止アーマチャ巻線は、静止磁束板５４を
通じて十分に熱を伝達するという有利な点がある。第三
に、電力ケーブルは静止している。第四に、モータは、
自己整流型であり、電子機器を簡略化し、整流フィード
バックを不要にする。第五に、強磁性板は熱の放散を改
良し且つ磁力空隙を小さくするという有利な点がある
が、端板及び歯が全く存在しないため、コギングが全く
生じない。第六に、アーマチャのインダクタンスが極め
て小さく、このため、機械的に整流する場合の摩耗の主
たる原因であるアーク放電を軽減する。
乃至図７Ｃにおける設計には幾つかの有利な点がある。
磁石の数は、必要な力を発生させるのに必要な最小の数
で済む。磁石のコストは、リニアモータのコストの主要
な要素であるから、このことは、極めて有利な点であ
る。第二に、静止アーマチャ巻線は、静止磁束板５４を
通じて十分に熱を伝達するという有利な点がある。第三
に、電力ケーブルは静止している。第四に、モータは、
自己整流型であり、電子機器を簡略化し、整流フィード
バックを不要にする。第五に、強磁性板は熱の放散を改
良し且つ磁力空隙を小さくするという有利な点がある
が、端板及び歯が全く存在しないため、コギングが全く
生じない。第六に、アーマチャのインダクタンスが極め
て小さく、このため、機械的に整流する場合の摩耗の主
たる原因であるアーク放電を軽減する。
【００２７】また、図７Ａ乃至図７Ｃにおける形態は、
逆にし、図６Ａ及び図６Ｂに図示するように、アーマチ
ャ巻線が可動で、磁石組立体が静止するようにしてもよ
い。
逆にし、図６Ａ及び図６Ｂに図示するように、アーマチ
ャ巻線が可動で、磁石組立体が静止するようにしてもよ
い。
【００２８】本発明の実施の形態に使用される永久磁石
は、希土類、フェライト及びアルニコ（ａｌｎｉｃｏ）
を含む多くの型式のものすることができる。アルニコ
は、アーマチャが２つの平行な磁石板の間を動くような
場合に、常に、磁石回路が完全に接続している構造にお
いてのみ可能である。好適な永久磁石は、ネオジウム−
鉄−ホウ素合金から成るものである。所望であるなら
ば、永久磁石組立体に代えて、容易に巻線磁界を使用す
ることができる。磁束の形状を設定し又は磁束を収束さ
せ得るように磁石の面に磁極片を配置することにより、
永久磁石組立体の性能を向上させることができる。ま
た、磁束密度を更に高めるため磁石を強磁性材料中に埋
め込むこともできる。開示した任意の実施の形態におい
て、アーマチャ組立体に強磁性極の歯が存在しないこと
は、通常、従来技術の設計にて生じる鉄心の飽和を懸念
することなく、かかる性能の向上を促進することにつな
がることに留意すべきである。
は、希土類、フェライト及びアルニコ（ａｌｎｉｃｏ）
を含む多くの型式のものすることができる。アルニコ
は、アーマチャが２つの平行な磁石板の間を動くような
場合に、常に、磁石回路が完全に接続している構造にお
いてのみ可能である。好適な永久磁石は、ネオジウム−
鉄−ホウ素合金から成るものである。所望であるなら
ば、永久磁石組立体に代えて、容易に巻線磁界を使用す
ることができる。磁束の形状を設定し又は磁束を収束さ
せ得るように磁石の面に磁極片を配置することにより、
永久磁石組立体の性能を向上させることができる。ま
た、磁束密度を更に高めるため磁石を強磁性材料中に埋
め込むこともできる。開示した任意の実施の形態におい
て、アーマチャ組立体に強磁性極の歯が存在しないこと
は、通常、従来技術の設計にて生じる鉄心の飽和を懸念
することなく、かかる性能の向上を促進することにつな
がることに留意すべきである。
【００２９】
【発明の効果】このように、本発明は、その適用例の点
にい極めて自由性に富み、多くの可能な形態にて形成す
ることができ、性能を改良すること、小さい質量で大き
い加速度が得られること及び製造コストが低いことを含
む、多くの利点を持ったリニアモータを実現することを
可能にする。特許請求の範囲に記載した本発明の範囲か
ら逸脱せずに、多数の更なる改変例が可能である。
にい極めて自由性に富み、多くの可能な形態にて形成す
ることができ、性能を改良すること、小さい質量で大き
い加速度が得られること及び製造コストが低いことを含
む、多くの利点を持ったリニアモータを実現することを
可能にする。特許請求の範囲に記載した本発明の範囲か
ら逸脱せずに、多数の更なる改変例が可能である。
【図１】アーマチャ巻線が静止永久磁石に対して可動で
ある、一つの好適な実施の形態によるリニアモータの斜
視図である。
ある、一つの好適な実施の形態によるリニアモータの斜
視図である。
【図２】２Ａは、図１に示したリニアモータの平面図で
あり、２Ｂは、図１に示したリニアモータの側面図であ
り、２Ｃは、図１に示したリニアモータの底面図であ
り、２Ｄは、図１に示したリニアモータの端面図であ
る。
あり、２Ｂは、図１に示したリニアモータの側面図であ
り、２Ｃは、図１に示したリニアモータの底面図であ
り、２Ｄは、図１に示したリニアモータの端面図であ
る。
【図３】３Ａは、永久磁石が静止アーマチャ巻線に対し
て可動である、一つの代替的なリニアモータ構造体の図
であり、３Ｂは、図３Ａと同様のリニアモータ構造体の
図であり、３Ｃは、図３Ａと同様のリニアモータ構造体
の図である。
て可動である、一つの代替的なリニアモータ構造体の図
であり、３Ｂは、図３Ａと同様のリニアモータ構造体の
図であり、３Ｃは、図３Ａと同様のリニアモータ構造体
の図である。
【図４】４Ａは、アーマチャ巻線が単一列の静止磁石に
対して可動である、一つの代替的な構造体の側面図であ
り、４Ｂは、図４Ａの構造体の端面図である。
対して可動である、一つの代替的な構造体の側面図であ
り、４Ｂは、図４Ａの構造体の端面図である。
【図５】５Ａは、単一列の磁石が静止巻線に対して可動
である、別の好適な実施の形態を示す図であり、５Ｂ
は、図５Ａと同様の図であり、５Ｃは、図５Ａと同様の
図である。
である、別の好適な実施の形態を示す図であり、５Ｂ
は、図５Ａと同様の図であり、５Ｃは、図５Ａと同様の
図である。
【図６】６Ａは、ブラシを使用して整流される可動巻線
を示す側面図であり、６Ｂは、図６Ａの可動巻線の端面
図である。
を示す側面図であり、６Ｂは、図６Ａの可動巻線の端面
図である。
【図７】７Ａは、単一列の磁石が静止アーマチャ巻線に
対して可動である、本発明によるリニアブラシ型モータ
の側面図であり、７Ｂは、図７Ａのリニアブラシ型モー
タの断面図であり、７Ｃは、図７Ａのリニアブラシ型モ
ータの端面図である。
対して可動である、本発明によるリニアブラシ型モータ
の側面図であり、７Ｂは、図７Ａのリニアブラシ型モー
タの断面図であり、７Ｃは、図７Ａのリニアブラシ型モ
ータの端面図である。
【図８】８Ａは、波形のアーマチャ巻線の形態を示す図
であり、８Ｂは、ラップ形アーマチャ巻線の形態を示す
図であり、８Ｃは、永久磁石に対するアーマチャ巻線コ
イルの関係を示す、図である。
であり、８Ｂは、ラップ形アーマチャ巻線の形態を示す
図であり、８Ｃは、永久磁石に対するアーマチャ巻線コ
イルの関係を示す、図である。
【図９】９Ａは、直線状部分を有する巻線を示す図であ
り、９Ｂは、図９Ａと長さの異なる直線部分を有する巻
線の図であり、９Ｃは、図９Ａと長さの異なる直線部分
を有する巻線を示す図である。
り、９Ｂは、図９Ａと長さの異なる直線部分を有する巻
線の図であり、９Ｃは、図９Ａと長さの異なる直線部分
を有する巻線を示す図である。
１０ 可動コイル／スライダ／アーマチャ巻線 １２ 磁界部材 １４ スライダ １６ ロッド １７ 磁界部材間の
空隙 １８ 可動ケーブル／電源ケーブル １９ センサ ２０ 裏金部材 ２６ 絶縁層基板 ３０ コイルの導体 ３１ コイル ４０ アーマチャ巻
線 ４４ 磁石組立体 ５０ アーマチャ巻
線 ５２ 永久磁石／強磁性板 ５４ 強磁性板 ５６ 強磁性板／機械的なブラシ ５８ 磁石組立体 ６１ 強磁性板 ６２ 磁石組立体 Ｆｒ モータ力の脈動 Ｋｅ モータの逆起
電力 Ｋｆ モータ力定数 Ｌｍ 導体の直線状
部分 Ｌｓ 空隙の全体的な高さ Ｒ 巻線の抵抗
空隙 １８ 可動ケーブル／電源ケーブル １９ センサ ２０ 裏金部材 ２６ 絶縁層基板 ３０ コイルの導体 ３１ コイル ４０ アーマチャ巻
線 ４４ 磁石組立体 ５０ アーマチャ巻
線 ５２ 永久磁石／強磁性板 ５４ 強磁性板 ５６ 強磁性板／機械的なブラシ ５８ 磁石組立体 ６１ 強磁性板 ６２ 磁石組立体 Ｆｒ モータ力の脈動 Ｋｅ モータの逆起
電力 Ｋｆ モータ力定数 Ｌｍ 導体の直線状
部分 Ｌｓ 空隙の全体的な高さ Ｒ 巻線の抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キシン・チャン・ワン アメリカ合衆国ニューヨーク州11722，セ ントラル・アイスリップ，メイプルウィン グ・ブールバード 37
Claims (21)
- 【請求項１】 スロット無しのリニアモータにおいて、 線形の空隙に沿って配置された交番の磁極面を提供する
複数の永久磁石と、 該空隙内に配置され且つ複数の層状の平坦な導体パター
ン及び前記平坦な導体パターンの隣接するものの間にお
ける絶縁層を有する線形巻線と、 前記線形巻線及び前記交番磁極面が、相対的に直線動作
し得るように取り付けられることと、 前記永久磁石に対して且つ前記線形空隙を横断する磁束
の戻り経路を提供する磁気材料と、 前記永久磁石に対する前記巻線の位置に従って前記巻線
を励起させる手段とを備える、スロット無しのリニアモ
ータ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のスロット無しのリニア
モータにおいて、前記永久磁石が静止しており、前記線
形巻線が前記永久磁石に対して可動である、スロット無
しのリニアモータ。 - 【請求項３】 請求項１に記載のスロット無しのリニア
モータにおいて、前記永久磁石が可動であり、前記巻線
が静止している、スロット無しのリニアモータ。 - 【請求項４】 スロット無しのリニアモータにおいて、 線形の空隙に沿って配置された交番の磁極面を提供する
複数の静止した永久磁石と、 該空隙内に配置され且つ前記静止した永久磁石に対して
可動である線形巻線であって、複数の層状の平坦な導体
パターン及び前記平坦な導体パターンの隣接するものの
間における絶縁層を有する線形巻線と、 前記線形巻線が、前記静止した永久磁石な対して可動で
あることと、 前記永久磁石に対して且つ前記線形空隙を横断する磁束
の戻り経路を提供する磁気材料と、 前記静止した永久磁石に対する前記巻線の位置に従って
前記巻線を励起させる手段とを備える、スロット無しの
リニアモータ。 - 【請求項５】 スロット無しのリニアモータにおいて、 線形の空隙に沿って配置された交番の磁極面を提供する
複数の静止した永久磁石と、 該空隙内に配置され且つ複数の層状の平坦な導体パター
ン及び前記平坦な導体パターンの隣接するものの間にお
ける絶縁層を有する線形巻線と、 前記線形巻線が静止しており、前記交番の磁極面が前記
巻線に対して直線動作し得るように取り付けられること
と、 前記永久磁石に対して且つ前記線形空隙を横断する磁束
の戻り経路を提供する磁気材料と、 前記静止した永久磁石に対する前記巻線の位置に従って
前記巻線を励起させる手段とを備える、スロット無しの
リニアモータ。 - 【請求項６】 請求項１、４又は５に記載のスロット無
しのリニアモータにおいて、前記線形巻線がプリント回
路である、スロット無しのリニアモータ。 - 【請求項７】 請求項１、４又は５に記載のスロット無
しのリニアモータにおいて、前記線形巻線が押抜きした
導体パターンである、スロット無しのリニアモータ。 - 【請求項８】 請求項１、４又は５に記載のスロット無
しのリニアモータにおいて、前記巻線の前記励起手段
が、前記層状の導体パターンに当接するブラシを有す
る、スロット無しのリニアモータ。 - 【請求項９】 請求項１、４又は５に記載のスロット無
しのリニアモータにおいて、前記巻線を励起する前記手
段がブラシ無しである、スロット無しのリニアモータ。 - 【請求項１０】 請求項１、４又は５に記載のスロット
無しのリニアモータにおいて、前記巻線を励起させる前
記手段がホール効果位置検出器を有する、スロット無し
のリニアモータ。 - 【請求項１１】 請求項１又は４に記載のスロット無し
のリニアモータにおいて、前記永久磁石が前記線形の空
隙の両側部に配置される、スロット無しのリニアモー
タ。 - 【請求項１２】 請求項１、４又は５に記載のスロット
無しのリニアモータにおいて、前記永久磁石が前記空隙
の一側部にのみ配置される、スロット無しのリニアモー
タ。 - 【請求項１３】 請求項５に記載のスロット無しのリニ
アモータにおいて、前記静止した巻線が前記線形の空隙
の両側部に沿って配置される、スロット無しのリニアモ
ータ。 - 【請求項１４】 スロット無しのリニアモータにおい
て、 線形の空隙に沿って配置された交番の磁極面を提供する
複数の永久磁石と、 該空隙内に配置され且つ複数の層状の平坦な導体パター
ン及び前記平坦な導体パターンの隣接するものの間にお
ける絶縁層を有する線形巻線と、 前記線形巻線及び前記交番の磁極面が相対的に直線動作
し得るように取り付けられることと、 前記層状の平坦な導体パターンが前記直線動作方向に対
して垂直な導体部分を有することと、 前記線形の空隙の高さに対する前記垂直な導体部分の比
が、所望の性能特性に従って選択されることと、 前記永久磁石に対して且つ前記線形の空隙を横断する磁
束の戻り経路を提供する磁気材料と、 前記永久磁石に対する前記巻線の位置に従って前記巻線
を励起させる手段とを備える、スロット無しのリニアモ
ータ。 - 【請求項１５】 線形の空隙に沿って配置された極面を
提供する永久磁石と、 絶縁層に固着され且つ前記極面に対して可動である複数
の導体とを有するスロット無しのリニアモータの設計方
法において、 （１）前記導体の少なくとも一部Ｌｍが移動方向に対し
て略平行となるような前記導体の形態を設定するステッ
プと、 （２）所望の性能特性に従って前記線形の空隙の高さＬ
ｓに対する前記略垂直な部分の長さの比を選択するステ
ップとを含む設計方法。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載の設計方法におい
て、前記Ｌｍ：Ｌｓの比が小さく、低抵抗が得られ且つ
略正弦波状の波形となるように零に近くなるようにし
た、設計方法。 - 【請求項１７】 請求項１５に記載の設計方法におい
て、前記Ｌｍ：Ｌｓの比が大きく、比較的大きい力定数
が得られるように１に近くなるようにした、設計方法。 - 【請求項１８】 スロット無しのモータの製造方法にお
いて、 絶縁層の面に固着された層状の導体パターンを有する線
形巻線を形成するステップと、 極面が前記線形の空隙に沿って配置される状態で複数の
永久磁石を配置することにより線形の空隙を形成するス
テップと、 前記永久磁石に対して直線動作し得るように前記線形の
巻線を前記空隙内に取り付けるステップと、 前記線形の空隙を横断して前記永久磁石に対する磁束の
戻り経路を提供し得るように磁気材料を配置するステッ
プとを含む、製造方法。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載の製造方法におい
て、前記線形の巻線導体パターンがプリント回路として
形成される、製造方法。 - 【請求項２０】 請求項１８に記載の製造方法におい
て、前記線形の巻線導体パターンが押抜きした導体パタ
ーンとして形成される、製造方法。 - 【請求項２１】 請求項１８に記載の製造方法におい
て、前記線形の巻線導体パターンがエッチングにより形
成される、製造方法。
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