JP2009190813A - ベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動効率の高効率化により、小型化および製造コストの削減を図れるベルト装置を提供する。
【解決手段】ベルト装置1の電動機10は、複数の第１および第２の磁極11a、第１および第２の電機子12a、軟磁性体13a，14aをそれぞれ有する、不動部材CAに設けられた第１および第２の磁極列11ならびに第１および第２の電機子列12と、ベルト3に設けられた軟磁性体列13，14を備えている。第１電機子12aの第１電機子磁極の極性が、対向する第１磁極11aの極性と異なるきには、第２電機子12aの第２電機子磁極の極性が、対向する第２磁極11aの極性と同じになる。また、第１磁極列11と第１電機子列12の間の軟磁性体13aが第１磁極11aと第１電機子磁極の間に位置するときには、第２磁極列11と第２電機子列12の間の軟磁性体14aが、ベルト3の長さ方向に隣り合う２組の第２電機子磁極および第２磁極11aの間に位置する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ベルトを駆動するベルト装置に関する。

従来、この種のベルト装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このベルト装置は、搬送物を搬送するためのチェーンコンベヤに用いられたものであり、一対のスプロケットと、これらのスプロケットに巻き掛けられたチェーンベルトと、スプロケットの軸に連結された電動機とを備えている。この従来のベルト装置では、電動機の駆動力をスプロケットを介してチェーンベルトに伝達し、チェーンベルトを駆動することによって、チェーンベルトに載置された搬送物が搬送される。

上述したように、従来のベルト装置では、電動機の駆動力をスプロケットを介してチェーンベルトに伝達するので、スプロケットとチェーンベルトの噛み合いや両者の間のフリクションによる駆動力の伝達ロスが発生することは避けられず、チェーンベルトの駆動効率が低下してしまう。また、この伝達ロスの分、より大型の電動機を用いなければならず、その結果、ベルト装置の大型化および製造コストの増大を招いてしまう。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、駆動効率を高めることができ、それにより、小型化および製造コストの削減を図ることができるベルト装置を提供することを目的とする。

特開２００５−８３６４号公報

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明によるベルト装置１，１Ａは、案内部材（実施形態における（以下、本項において同じ）プーリ２、スプロケット５）と、案内部材により規定された軌道に沿って移動自在のベルト３（チェーンベルト６）と、を備え、ベルト３の長さ方向に並んだ複数の第１電機子３２ａ（電機子１２ａ）で構成され、電力の供給に伴って複数の第１電機子３２ａで発生する磁極により、ベルト３の長さ方向に移動する第１移動磁界を発生させる第１電機子列３２（電機子列１２）と、ベルト３の長さ方向に並んだ複数の第１磁極（永久磁石１１ａ、第１永久磁石３１ａ）で構成され、隣り合う各２つの第１磁極が互いに異なる極性を有するとともに第１電機子列３２に対向するように配置された第１磁極列（永久磁石列１１、第１永久磁石列３１）と、ベルト３の長さ方向に並んだ複数の第２電機子３４ａ（電機子１２ａ）で構成され、電力の供給に伴って複数の第２電機子３４ａで発生する磁極により、ベルト３の長さ方向に移動する第２移動磁界を発生させる第２電機子列３４（電機子列１２）と、ベルト３の長さ方向に並んだ複数の第２磁極（永久磁石１１ａ、第２永久磁石３３ａ）で構成され、隣り合う各２つの第２磁極が互いに異なる極性を有するとともに第２電機子列３４に対向するように配置された第２磁極列（永久磁石列１１、第２永久磁石列３３）と、ベルト３に設けられ、互いに所定の間隔でベルト３の長さ方向に並んだ複数の軟磁性体（第１コア１３ａ、第２コア１４ａ、コア３５ａ）で構成され、第１電機子列３２と第１磁極列の間および第２電機子列３４と第２磁極列の間に位置するように配置された軟磁性体列（第１コア列１３、第２コア列１４、コア列３５）と、第１および第２の電機子列３２，３４ならびに第１および第２の磁極列が設けられた不動部材（ケースＣＡ、ケースＣＡ１、ケースＣＡ２）と、を有し、第１電機子３２ａの各磁極および各第１磁極が互いに対向する第１対向位置にあるときには、第２電機子３４ａの各磁極および各第２磁極が互いに対向する第２対向位置に位置し、第１対向位置に位置する第１電機子３２ａの各磁極および各第１磁極が互いに異なる極性のときには、第２対向位置に位置する第２電機子３４ａの各磁極および各第２磁極が互いに同一極性を示し、第１対向位置に位置する第１電機子３２ａの各磁極および各第１磁極が互いに同一極性のときには、第２対向位置に位置する第２電機子３４ａの各磁極および各第２磁極が互いに異なる極性を示し、第１電機子３２ａの各磁極および各第１磁極が第１対向位置にある場合において、第１電機子列３２と第１磁極列の間に位置する軟磁性体が、第１電機子３２ａの磁極とそれに対向する第１磁極との間に位置するときには、第２電機子列３４と第２磁極列の間に位置する軟磁性体が、ベルト３の長さ方向に隣り合う２組の第２電機子３４ａの磁極と第２磁極の間に位置するとともに、第２電機子列３４と第２磁極列の間に位置する軟磁性体が、第２電機子３４ａの磁極とそれに対向する第２磁極との間に位置するときには、第１電機子列３２と第１磁極列の間に位置する軟磁性体が、ベルト３の長さ方向に隣り合う２組の第１電機子３２ａの磁極と第１磁極の間に位置するように構成された電動機１０、３０と、をさらに備えることを特徴とする。

このベルト装置によれば、ベルトが、案内部材によって規定された軌道に沿って移動自在になっている。また、電動機では、互いに対向する第１電機子列と第１磁極列の間および互いに対向する第２電機子列と第２磁極列の間に、軟磁性体列が位置するように配置されており、第１および第２の電機子列、第１および第２の磁極列ならびに軟磁性体列をそれぞれ構成する複数の第１および第２の電機子、第１および第２の磁極ならびに軟磁性体はいずれも、ベルトの長さ方向（以下、単に「長さ方向」という）に並んでいる。さらに、隣り合う各２つの軟磁性体間には、所定の間隔があいている。また、第１および第２の電機子列と第１および第２の磁極列は、不動部材に設けられており、軟磁性体列はベルトに設けられている。

以上の構成のベルト装置では、第１および第２の電機子への電力の供給により、第１および第２の移動磁界を発生させることによって、この電力が次のようにして動力に変換され、ベルトが駆動される。すなわち、上記のように軟磁性体列が第１電機子列と第１磁極列の間に位置するように配置されているので、第１電機子列と第１磁極列の間に位置する軟磁性体（以下「第１軟磁性体」という）は、第１電機子で発生する磁極（以下「第１電機子磁極」という）と第１磁極によって磁化される。このように第１軟磁性体が磁化されることと、隣り合う各２つの第１軟磁性体の間に間隔があいていることによって、第１電機子磁極、第１軟磁性体および第１磁極の間に磁力線（以下「第１磁力線」という）が、発生する。同様に、軟磁性体列が第２電機子列と第２磁極列の間に位置するように配置されているので、第２電機子列と第２磁極列の間に位置する軟磁性体（以下「第２軟磁性体」という）は、第２電機子で発生する磁極（以下「第２電機子磁極」という）および第２磁極によって磁化される。このように、第２軟磁性体が磁化されることと、隣り合う各２つの第２軟磁性体の間に間隔があいていることによって、第２電機子磁極、第２軟磁性体および第２磁極の間に磁力線（以下「第２磁力線」という）が、発生する。

第１および第２の移動磁界の発生時、第１対向位置にある各第１電機子磁極および各第１磁極が互いに異なる極性を示している状態で、第１軟磁性体が第１電機子磁極とそれに対向する第１磁極との間に位置しているときには、第１磁力線は、その長さが最短になり、その総磁束量が最多になる。また、この状態では、第２対向位置に位置する各第２電機子磁極および各第２磁極が互いに同一極性を示すとともに、第２軟磁性体が、長さ方向に隣り合う２組の第２電機子磁極と第２磁極の間に位置する。この状態では、第２磁力線は、その曲がり度合いが大きいとともに、長さが最長になり、総磁束量が最少になる。

一般に、極性が互いに異なる２つの磁極の間に軟磁性体が介在することにより磁力線が曲がると、これらの軟磁性体および２つの磁極には、磁力線の長さが短くなるように磁力が作用し、この磁力は、磁力線の曲がり度合いが大きいほど、また、磁力線の総磁束量が多いほど、より大きくなるという特性を有している。このため、第１磁力線の曲がり度合いが大きいほど、また、その総磁束量が多いほど、第１軟磁性体には、より大きな磁力が作用する。すなわち、第１軟磁性体に作用する磁力（以下「第１磁力」という）は、第１磁力線の曲がり度合いおよびその総磁束量に応じた大きさになるという特性を有している。このことは、第２軟磁性体に作用する磁力にも、同様に当てはまる。なお、第２軟磁性体に作用する磁力を、以下「第２磁力」という。

このため、上述したように、互いに異なる極性の第１電機子磁極と第１磁極の間に第１軟磁性体が位置している状態から、第１移動磁界が長さ方向に移動し始めると、総磁束量が多い状態の第１磁力線が曲がり始めるので、比較的強い第１磁力が第１軟磁性体に作用する。それにより、第１軟磁性体が設けられたベルトが、第１移動磁界の移動方向に大きな駆動力で駆動される。また、第１移動磁界が移動するのと同時に、第２移動磁界が第１移動磁界の移動方向と同方向に移動するのに伴い、各第２電機子磁極は、同一極性の第２磁極と対向する第２対向位置から、この同一極性の各第２磁極に隣接する異なる極性の各第２磁極側に位置する。この状態では、第２磁力線の曲がり度合いは大きいものの、その総磁束量が少ないため、比較的弱い第２磁力が第２軟磁性体に作用する。それにより、第２軟磁性体が設けられたベルトが、第２移動磁界の移動方向に小さな駆動力で駆動される。

そして、第１移動磁界がさらに移動すると、第１磁力線の曲がり度合いは増大するものの、第１電機子磁極と、これと異なる極性の第１磁極との間の距離が長くなるのに伴い、第１磁力線の総磁束量が少なくなる結果、第１磁力が弱くなり、第１軟磁性体を介してベルトに作用する駆動力（以下「第１駆動力」という）が小さくなる。そして、各第１電機子磁極がこれと同一極性の各第１磁極に対向する第１対向位置に位置すると、第１軟磁性体が、長さ方向に隣り合う２組の第１電機子磁極と第１磁極の間に位置するようになることによって、第１磁力線の曲がり度合いは大きいものの、総磁束量が最少になり、その結果、第１磁力が最弱になり、第１駆動力が最小になる。

また、上記のように第１移動磁界が移動するのと同時に、第２移動磁界が移動するのに伴って、各第２電機子磁極は、同一極性の各第２磁極と対向する第２対向位置から、この同一極性の各第２磁極に隣接する異なる極性の各第２磁極側に位置する。この状態では、第２磁力線の曲がり度合いは小さくなるものの、その総磁束量が多くなる結果、第２磁力が強くなり、第２軟磁性体を介してベルトに作用する駆動力（以下「第２駆動力」という）が増大する。そして、各第２電機子磁極が、これと異なる極性の各第２磁極に対向する第２対向位置に位置すると、第２磁力線の総磁束量が最も多くなるとともに、第２軟磁性体が第２電機子磁極に対して若干遅れた状態で移動することによって、第２磁力線に曲がりが生じる。このように、総磁束量が最も多い第２磁力線に曲がりが生じていることによって、第２磁力が最強になり、第２駆動力が最大になる。

また、上記のように第１駆動力がほぼ最小でかつ第２駆動力がほぼ最大の状態から、第１移動磁界がさらに移動すると、第１磁力線の曲がり度合いは小さくなるものの、その総磁束量が多くなる結果、第１磁力が強くなり、第１駆動力が増大する。そして、各第１電機子磁極が、これと異なる極性の各第１磁極に対向する第１対向位置に位置すると、第１磁力線の総磁束量が最も多くなるとともに、第１軟磁性体が第１電機子磁極に対して若干遅れた状態で移動することによって、第１磁力線に曲がりが生じる。このように、総磁束量が最も多い第１磁力線に曲がりが生じていることによって、第１磁力が最強になり、第１駆動力が最大になる。

さらに、上記のような第１移動磁界の移動と同時に、第２移動磁界が移動するのに伴って、各第２電機子磁極は、これと異なる極性の各第２磁極と対向する第２対向位置から、この異なる極性の各第２磁極に隣接する同一極性の各第２磁極側に位置する。この状態では、第２磁力線の曲がり度合いは大きくなるものの、その総磁束量が少なくなる結果、第２磁力がより弱くなり、第２駆動力がより小さくなる。そして、各第２電機子磁極が同一極性の各第２磁極に対向する第２対向位置に位置すると、第２軟磁性体が、長さ方向に隣り合う２組の第２電機子磁極と第２磁極の間に位置するようになることによって、第２磁力線の曲がり度合いは大きいものの、その総磁束量が最少になる結果、第２磁力が最弱になり、第２駆動力が最小になる。

以上のように、第１および第２の移動磁界の移動に伴い、第１および第２の駆動力が、交互に大きくなったり、小さくなったりする状態を繰り返しながら、ベルトが、第１および第２の移動磁界の移動方向に駆動され、案内部材で規定された軌道に沿って移動する。したがって、ベルトに実際に伝達される動力は、第１および第２の駆動力を足し合わせたものとなり、ほぼ一定になる。また、この場合、第１および第２の電機子への電力の供給により、第１および第２の移動磁界を発生させることによって、第１および第２の電機子と第１および第２の磁極と第１および第２の軟磁性体において、第１および第２の磁力線による磁気回路が形成され、この磁気回路を介して、第１および第２の電機子に供給された電力が、動力に変換され、ベルトに伝達される。このように、ベルトへの動力の伝達が、磁気回路を介した非接触による、いわゆる磁気パスによって行われるので、その伝達効率は、前述した従来のようにスプロケットを介して行う場合よりも高い。さらに、第１および第２の電機子に供給された電力を、第１および第２の軟磁性体を介してベルトに動力として伝達できるので、従来の場合と異なり、そのためのスプロケットは不要である。以上により、従来の場合と比較して、ベルトの駆動効率を高めることができ、ひいては、ベルト装置の小型化および製造コストの削減を図ることができる。

また、一般に、軟磁性体は永久磁石よりも強度が高く、そのような軟磁性体をベルトとともに駆動するので、永久磁石をベルトとともに駆動する場合よりも高い耐久性を得ることができる。一方、誘導モータの原理によりベルトを駆動する場合、すなわち、弱磁性体の導体をベルトに設けるとともに、電磁誘導により弱磁性体の導体とともにベルトを駆動する場合には、弱磁性体の導体に大きな渦電流が流れ、その結果、ベルトが発熱することから、ベルトの高い駆動効率が得られない。これに対し、本発明によれば、ベルトに軟磁性体を設けるとともに、上述した第１および第２の磁力線により軟磁性体とともにベルトを直接、駆動するので、上述した場合と異なり、軟磁性体に大きな渦電流を発生させる必要がないため、例えば軟磁性体を積層構造で構成することなどによって、渦電流を減少させることが可能である。それにより、電磁誘導により弱磁性体の導体とともにベルトを駆動する場合と比較して、ベルトの発熱を抑えることができるとともに、ベルトの駆動効率を高めることができる。また、軟磁性体をベルトに設けることから、第１および第２の磁極と第１および第２の電機子をベルトの全体を覆うように設ける必要がなく、それらの数をベルトの駆動に必要な最小限に設定でき、したがって、ベルト装置の製造コストをさらに削減することができる。

なお、本明細書において、「第１電機子磁極（第３電機子磁極）および第２電機子磁極（第４電機子磁極）が互いに対向する位置にある」には、両者の中心が長さ方向においてまったく同じ位置にあることに限らず、若干ずれた位置にあることも含まれる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。なお、図面中の断面を示す部分については、ハッチングを適宜、省略している。また、複数の構成要素を示す符号の一部を適宜、省略している。図１〜図４は、本発明の第１実施形態によるベルト装置１を概略的に示している。このベルト装置１は、ベルトコンベヤに用いられたものであり、図１に示すように、前後一対のプーリ２，２と、これらのプーリ２，２に巻き掛けられたベルト３と、このベルト３を駆動するための電動機１０とを備えている。以下、図１の右側および左側をそれぞれ「前」および「後」として、図２および図４の上側および下側をそれぞれ「前」および「後」として、図２および図３の右側および左側をそれぞれ、「右」および「左」として説明する。

プーリ２，２はそれぞれ、回転軸２ａを有しており、それらの回転軸２ａ，２ａが軸受け（図示せず）に支持されることによって、回転自在になっている。また、各プーリ２の外周面には、プーリ溝２ｂが全体にわたって形成されている。

ベルト３は、弱磁性の不導体、例えば合成樹脂で構成され、無端状に形成されており、搬送物が載置されるようになっている。また、ベルト３は、プーリ２，２のプーリ溝２ｂ，２ｂに係合するとともに所定の張力が与えられた状態でプーリ２，２に巻き掛けられ、前後方向に延びており、プーリ２，２により規定された軌道に沿って回転自在になっている。

電動機１０は、リニアモータとして構成されており、図１〜図４に示すように、永久磁石列１１と、この永久磁石列１１に対向するように配置された電機子列１２と、第１コア列１３および第２コア列１４を有している。これらの第１および第２のコア列１３，１４は、互いに並列に、かつ、永久磁石列１１と電機子列１２の間に所定の間隔を存した状態で位置するように配置されている。

永久磁石列１１は、２ｎ個（ｎは整数）、例えば６個の永久磁石１１ａを有しており、各永久磁石１１ａは、ほぼ直方体状に形成され、左右方向に若干延びている。また、永久磁石１１ａは、軟磁性体で構成された固定部１１ｂを介して、不動のケースＣＡに取り付けられており、移動不能になっている。さらに、永久磁石１１ａは、前後方向、すなわちベルト３の長さ方向（以下「ベルト長さ方向」という）に所定のピッチＰで等間隔に並ぶように配置されており、永久磁石１１ａの極性は、前後方向に隣り合う各２つについては互いに異なっている（図４参照）。以下、永久磁石１１ａの左側および右側の磁極をそれぞれ、「第１磁極」および「第２磁極」という。

電機子列１２は、移動磁界を発生させるものであり、３ｎ個、例えば９個の電機子１２ａを有しており、これらの電機子１２ａは、前後方向、すなわち長さ方向に等間隔で並んでいる。各電機子１２ａは、鉄芯１２ｂと、鉄芯１２ｂに巻回されたコイル１２ｃなどで構成されている。鉄芯１２ｂは、前後方向に直交する断面がほぼ矩形状になっており、左右方向に永久磁石１１ａとほぼ同じ長さを有している。また、鉄芯１２ｂの永久磁石列１１側の面の左右方向の中央部には、前後方向に延びる溝１２ｄが形成されている。さらに、３ｎ個のコイル１２ｃは、ｎ組のＵ相、Ｖ相およびＷ相の３相コイルを構成している（図４参照）。また、電機子１２ａは、固定部１２ｅを介して、ケースＣＡに取り付けられており、移動不能になっている。さらに、電機子１２ａおよび永久磁石１１ａは、互いに同じ相のコイル１２ｃを有する２つおきの電機子１２ａの中心と、互いに同じ極性を有する１つおきの永久磁石１１ａの中心が前後方向の同じ位置に位置するように配置されている（図４参照）。

また、電機子１２ａは、パワードライブユニット（以下「ＰＤＵ」という）２１を介してバッテリ２２に接続されている。このＰＤＵ２１は、インバータなどの電気回路で構成されており、後述するＥＣＵ２３に接続されている。また、電機子１２ａは、このバッテリ２２から電力が供給されたときに、鉄芯１２ｂの左右の端部に、互いに異なる極性の磁極がそれぞれ発生するように構成されており、これらの磁極の発生に伴って、永久磁石列１１の左側（第１磁極側）の部分との間および右側（第２磁極側）の部分との間にそれぞれ、第１および第２の移動磁界が前後方向、すなわちベルト長さ方向に移動するように発生する。以下、鉄芯１２ｂの左右の端部に発生する磁極をそれぞれ、「第１電機子磁極」および「第２電機子磁極」という。また、これらの第１および第２の電機子磁極の数はそれぞれ、永久磁石１１ａの磁極の数と同じ、すなわち２ｎである。以上から明らかなように、上記の所定のピッチＰは、電機子１２ａに供給される交流電流の位相が１周期分、変化するまでの第１および第２の電機子磁極の移動距離の１／２に設定されている。

第１および第２のコア列１３，１４は、多数の第１コア１３ａおよび第２コア１４ａをそれぞれ有している。各第１コア１３ａは、軟磁性体、例えば鉄粉をバインダーで固めることにより直方体状に形成され、左右方向に永久磁石１１ａのほぼ半分の長さで延びており、ベルト３の凹部に埋め込まれている。各第２コア１４ａは、第１コア１３ａと同様、鉄粉をバインダーで固めることにより直方体状に形成され、左右方向に永久磁石１１ａのほぼ半分の長さで延びており、ベルト３の凹部に埋め込まれている。以上のように、第１および第２のコア１３ａ，１４ａは、ベルト３に一体に設けられている。

また、第１および第２のコア１３ａ，１４ａはそれぞれ、ベルト長さ方向に、ベルト３の全体にわたって所定のピッチＰで等間隔で並んでいる。さらに、左右方向において、第１コア１３ａは、永久磁石列１１の左側（第１磁極側）の部分と電機子列１２の左側（第１電機子磁極側）の部分との間に位置するように配置され、第２コア１４ａは、永久磁石列１１の右側（第２磁極側）の部分と電機子列１２の右側（第２電機子磁極側）の部分との間に位置するように配置されている。また、第２コア１４ａは、第１コア１３ａに対してベルト長さ方向に互い違いに並んでおり、その中心が、第１コア１３ａの中心に対して、ベルト長さ方向に所定のピッチＰの半ピッチＰ／２分、ずれている。

また、電動機１０には、位置センサ２５が設けられており、この位置センサ２５は、ケースＣＡに対する、所定の１つの第１コア１３ａの位置を表す検出信号をＥＣＵ２３に出力する。

ＥＣＵ２３は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されている。また、ＥＣＵ２３は、検出された第１コア１３ａの位置に応じ、永久磁石１１ａおよび電機子１２ａと、第１および第２のコア１３ａ，１４ａとの相対的な位置関係を求めるとともに、この位置関係に基づいて、電機子１２ａの３相コイル１２ｃへの通電を制御し、それにより、第１および第２の移動磁界を制御する。

なお、本実施形態では、プーリ２が本発明における案内部材に相当し、永久磁石列１１が、本発明における第１および第２の磁極列に相当するとともに、永久磁石１１ａが、本発明における第１および第２の磁極に相当する。また、電機子列１２が、本発明における第１および第２の電機子列に相当し、電機子１２ａが、本発明における第１および第２の電機子に相当する。さらに、第１および第２のコア列１３，１４が、本発明における軟磁性体列に相当し、第１および第２のコア１３ａ，１４ａが、本発明における軟磁性体に相当するとともに、ケースＣＡが本発明における不動部材に相当する。

以上の構成の電動機１０では、図４に示すように、第１および第２の移動磁界の発生中、各第１電機子磁極の極性が、それに対向する各第１磁極の極性と異なるときには、各第２電機子磁極の極性は、それに対向する各第２磁極の極性と同じになる。また、第１磁極とそれに対向する第１電機子磁極との間に、第１コア１３ａが位置しているときには、第２コア１４ａが、前後方向（ベルト長さ方向）に隣り合う２組の第２電機子磁極と第２磁極の間に位置する。さらに、図示しないが、第１および第２の移動磁界の発生中、各第２電機子磁極の極性が、それに対向する各第２磁極の極性と異なるときには、各第１電機子磁極の極性は、それに対向する各第１磁極の極性と同じになる。また、第２磁極とそれに対向する第２電機子磁極との間に、第２コア１４ａが位置しているときには、第１コア１３ａが、前後方向（ベルト長さ方向）に隣り合う２組の第１電機子磁極と第１磁極の間に位置する。なお、実際には、２ｎ個の第１および第２の電機子磁極がそれぞれ、前後方向（ベルト長さ方向）に所定のピッチＰで等間隔に発生するが、図４では、便宜上、対応する電機子１２ａに、第１および第２の電機子磁極を（Ｎ）および（Ｓ）で表記している。

なお、図４（ａ）および（ｂ）では、断面図として示したために、電機子１２ａおよび固定部１２ｅが２つに分かれているように示されているものの、これらは実際には１つのものであるので、図４（ａ）および（ｂ）の構成を、それと等価のものとして図５のように示すことができる。このため、以下、電動機１０の動作を、永久磁石１１ａ、電機子１２ａ、第１および第２のコア１３ａ，１４ａが、図５に示すように配置されているものとして説明する。また、この動作説明を、説明の便宜上、第１および第２の移動磁界の動きを、それと等価の、永久磁石１１ａと同数の２ｎ個の仮想の永久磁石（以下「仮想磁石」という）ＶＭの物理的な動きに置き換えて説明するものとする。また、仮想磁石ＶＭの左側（第１磁極側）および右側（第２磁極側）の磁極をそれぞれ、第１および第２の電機子磁極として、永久磁石列１１の左側（第１磁極側）の部分との間および右側（第２磁極側）の部分との間に発生する移動磁界をそれぞれ、第１および第２の移動磁界として、説明するものとする。さらに、以下、永久磁石１１ａの左側の部分および右側の部分をそれぞれ、第１磁石部および第２磁石部という。

図６（ａ）に示すように、第１コア１３ａが第１磁石部に対向するとともに、第２コア１４ａが隣り合う２つの第２磁石部の間に位置した状態から、第１および第２の移動磁界を、同図の下方に移動させるように発生させる。その発生の開始時においては、各第１電機子磁極の極性を、それに対向する各第１磁極の極性と異ならせるとともに、各第２電機子磁極の極性をそれに対向する各第２磁極の極性と同じにする。

第１コア１３ａは、前述したように配置されているので、第１磁極および第１電機子磁極によって磁化されるとともに、第１磁極、第１コア１３ａおよび第１電機子磁極の間に、磁力線（以下「第１磁力線」という）Ｇ１が発生する。同様に、第２コア１４ａは、前述したように配置されているので、第２電機子磁極および第２磁極によって磁化されるとともに、第２電機子磁極、第２コア１４ａおよび第２磁極の間に、磁力線（以下「第２磁力線」という）Ｇ２が発生する。

図６（ａ）に示す状態では、第１磁力線Ｇ１は、第１磁極、第１コア１３ａおよび第１電機子磁極を結ぶように発生し、第２磁力線Ｇ２は、前後方向に隣り合う２つの第２電機子磁極と両者の間に位置する第２コア１４ａを結ぶように、また、前後方向に隣り合う２つの第２磁極と両者の間に位置する第２コア１４ａを結ぶように発生する。その結果、この状態では、図８（ａ）に示すような磁気回路が構成される。この状態では、第１磁力線Ｇ１が直線状であることにより、第１コア１３ａには、前後方向に移動させるような磁力は作用しない。また、前後方向に隣り合う２つの第２電機子磁極と第２コア１４ａの間の２つの第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いおよび総磁束量が互いに等しく、同様に、前後方向に隣り合う２つの第２磁極と第２コア１４ａの間の２つの第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いおよび総磁束量も、互いに等しく、バランスしている。このため、第２コア１４ａにも、前後方向に移動させるような磁力は作用しない。

そして、仮想磁石ＶＭが図６（ａ）に示す位置から図６（ｂ）に示す位置に移動すると、第２電機子磁極、第２コア１４ａおよび第２磁極を結ぶような第２磁力線Ｇ２が発生するとともに、第１コア１３ａと第１電機子磁極の間の第１磁力線Ｇ１が、曲がった状態になる。また、これに伴い、第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２によって、図８（ｂ）に示すような磁気回路が構成される。

この状態では、第１磁力線Ｇ１の曲がり度合いは小さいものの、その総磁束量が多いため、比較的強い磁力が第１コア１３ａに作用する。これにより、第１コア１３ａは、仮想磁石ＶＭの移動方向、すなわち第１および第２の移動磁界の移動方向（以下「磁界移動方向」という）に、比較的大きな駆動力で駆動され、その結果、第１コア１３ａが設けられたベルト３が、磁界移動方向に移動する。また、第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いは大きいものの、その総磁束量が少ないため、比較的弱い磁力が第２コア１４ａに作用し、それにより、第２コア１４ａは、磁界移動方向に比較的小さな駆動力で駆動され、その結果、第２コア１４ａが設けられたベルト３が、磁界移動方向に移動する。

次いで、仮想磁石ＶＭが、図６（ｂ）に示す位置から、図６（ｃ），（ｄ）および図７（ａ），（ｂ）に示す位置に順に移動すると、第１および第２のコア１３ａ，１４ａはそれぞれ、第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２による磁力によって磁界移動方向に駆動され、その結果、ベルト３が磁界移動方向に移動する。その間、第１コア１３ａに作用する磁力は、第１磁力線Ｇ１の曲がり度合いが大きくなるものの、その総磁束量が少なくなることによって、徐々に弱くなり、第１コア１３ａを磁界移動方向に駆動する駆動力が、徐々に小さくなる。また、第２コア１４ａに作用する磁力は、第２磁力線Ｇ２の曲がり度合いが小さくなるものの、その総磁束量が多くなることによって、徐々に強くなり、第２コア１４ａを磁界移動方向に駆動する駆動力が、徐々に大きくなる。

そして、仮想磁石ＶＭが図７（ｂ）に示す位置から図７（ｃ）に示す位置に移動する間、第２磁力線Ｇ２が曲がった状態になるとともに、その総磁束量が最多に近い状態になり、その結果、最強の磁力が第２コア１４ａに作用し、第２コア１４ａに作用する駆動力が最大になる。その後、図７（ｃ）に示すように、仮想磁石ＶＭが第１および第２の磁石部に対向する位置に移動すると、互いに対向する第１電機子磁極および第１磁極が互いに同一極性になり、第１コア１３ａが、前後方向に隣り合う２組の同一極性の第１電機子磁極および第１磁極の間に位置するようになる。この状態では、第１磁力線Ｇ１の曲がり度合いが大きいものの、その総磁束量が少ないことによって、第１コア１３ａには、磁界移動方向に移動させるような磁力が作用しない。また、互いに対向する第２電機子磁極および第２磁極が互いに異なる極性になる。

この状態から、仮想磁石ＶＭがさらに移動すると、第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２による磁力によって、第１および第２のコア１３ａ，１４ａが磁界移動方向に駆動され、ベルト３が磁界移動方向に移動する。その際、仮想磁石ＶＭが図６（ａ）に示す位置まで移動する間、以上とは逆に、第１コア１３ａに作用する磁力は、第１磁力線Ｇ１の曲がり度合が小さくなるものの、その総磁束量が多くなることによって強くなり、第１コア１３ａに作用する駆動力が大きくなる。逆に、第２コア１４ａに作用する磁力は、第２磁力線Ｇ２の曲がり度合が大きくなるものの、その総磁束量が少なくなることによって弱くなり、第２コア１４ａに作用する駆動力が小さくなる。

以上のように、仮想磁石ＶＭの移動、すなわち第１および第２の移動磁界の移動に伴い、第１および第２のコア１３ａ，１４ａにそれぞれ作用する駆動力が、交互に大きくなったり、小さくなったりする状態を繰り返しながら、ベルト３が磁界移動方向に移動し、ベルト３に載置された搬送物が搬送される。この場合、第１および第２のコア１３ａ，１４ａを介して伝達される推力をＦ１３ａ，Ｆ１４ａとすると、ベルト３に伝達される推力（以下「ベルト推力」という）ＦＢと、これら２つの推力Ｆ１３ａ，Ｆ１４ａとの関係は、概ね図９に示すものになる。同図に示すように、２つの推力Ｆ１３ａ，Ｆ１４ａは、同じ周期でほぼ正弦波状に変化するとともに、位相が半周期分、互いにずれている。また、ベルト３には第１および第２のコア１３ａ，１４ａが連結されているため、ベルト推力ＦＢは、上記のように変化する２つの推力Ｆ１３ａ，Ｆ１４ａを足し合わせたものとなり、ほぼ一定になる。

また、第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２による磁力の作用によって、第１コア１３ａが、第１磁力線Ｇ１で結ばれた第１磁極と第１電機子磁極の中間に位置し、かつ、第２コア１４ａが、第２磁力線Ｇ２で結ばれた第２磁極と第２電機子磁極の中間に位置した状態を保ちながら、ベルト３が移動する。このため、ベルト３の移動速度（以下「ベルト移動速度」という）は、第１および第２の移動磁界の移動速度（以下「磁界移動速度」という）の１／２に等しい。

また、この場合、ベルト移動速度が、磁界移動速度の１／２に減速されるので、ベルト推力ＦＢは、電機子１２ａへの供給電力および磁界移動速度と等価の推力を駆動用等価推力とすると、この駆動用等価推力の２倍に等しい。以上のように、電機子１２ａに供給した電力はすべて、ベルト３に動力として伝達される。

以上のように、本実施形態によれば、不動のケースＣＡに取り付けられた永久磁石列１１と電機子列１２の間に、第１および第２のコア列１３，１４が位置するように配置されており、これらの第１および第２のコア列１３，１４をそれぞれ構成する、軟磁性体から成る第１および第２のコア１３ａ，１４ａが、ベルト３に一体に設けられている。また、電機子１２ａに供給された電力が、第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２による磁気回路を介して、動力に変換されるとともに、第１および第２のコア１３ａ，１４ａを介してベルト３に伝達される。このように、ベルト３への動力の伝達が、磁気回路を介した非接触による、いわゆる磁気パスによって行われるので、その伝達効率は、前述した従来のようにスプロケットを介して行う場合よりも高い。さらに、電機子１２ａに供給された電力を、第１および第２のコア１３ａ，１４ａを介してベルト３に動力として伝達できるので、従来の場合と異なり、そのためのスプロケットは不要である。以上により、従来の場合と比較して、ベルト３の駆動効率を高めることができ、ひいては、ベルト装置１の小型化および製造コストの削減を図ることができる。

また、軟磁性体で構成された第１および第２のコア１３ａ，１４ａをベルト３とともに駆動するので、永久磁石をベルト３とともに駆動する場合よりも高い耐久性を得ることができる。さらに、第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２により第１および第２のコア１３ａ，１４ａとともにベルト３を直接、駆動するので、電磁誘導により弱磁性体の導体とともにベルトを駆動する場合と異なり、第１および第２のコア１３ａ，１４ａに大きな渦電流を発生させる必要がないため、例えば両者１３ａ，１４ａを積層構造で構成することなどによって、渦電流を減少させることが可能である。それにより、電磁誘導により弱磁性体の導体とともにベルトを駆動する場合と比較して、ベルト３の発熱を抑えることができるとともに、ベルト３の駆動効率を高めることができる。したがって、このベルト装置１は、食品搬送用のベルトコンベヤに特に有効である。また、第１および第２のコア１３ａ，１４ａをベルト３に設けることから、永久磁石１１ａおよび電機子１２ａをベルト３の全体を覆うように設ける必要がなく、両者１１ａ，１３ａの数を、ベルト３の駆動に必要な最小限に設定でき、したがって、ベルト装置１の製造コストをさらに削減することができる。

さらに、ベルト移動速度が磁界移動速度の１／２に等しくなるので、ベルト３を低速で移動させるような場合でも、第１および第２のコア１３ａ，１４ａの速度をベルト３に対してギヤ機構で増速させることなく、磁界移動速度を電動機１０の高い効率が得られるような高さに維持できる。また、駆動用等価推力の２倍の大きさのベルト推力ＦＢが得られ、一般的な誘導式のリニアモータよりも大きな推力を得ることができる。

次に、図１０および図１１を参照しながら、第１実施形態の変形例について説明する。この変形例は、第１実施形態と比較して、プーリ２，２およびベルト３に代えて、前後一対のスプロケット５，５（案内部材）およびチェーンベルト６（ベルト）がそれぞれ設けられている点のみが異なっている。図１０では、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を用いて示している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

各スプロケット５は、回転軸５ａを有しており、この回転軸５ａが軸受け（図示せず）に支持されることによって、回転自在になっている。また、スプロケット５の外周面には、左右に２列のスプロケット歯５ｂが全体にわたって形成されている。

図１１に示すチェーンベルト６は、２つのローラチェーンを２列に組み合わせることによって構成されており、前後方向に２列で等間隔に並んだ多数のインナー部と、前後方向に等間隔で並んだ多数のアウター部と、これらのインナー部およびアウター部を交互に連結するピン６ａを備えている。各インナー部は、筒状のブッシュ（図示せず）に固定されたインナープレート６ｂや、ブッシュに回転自在に支持されたローラ６ｃを有しており、上記のピン６ａは、このブッシュに回転自在に嵌合している。また、アウター部は、左右一対のアウタープレート６ｄを有しており、これらのアウタープレート６ｄが前後方向に隣り合うインナー部のピン６ａに固定されることによって、アウター部とインナー部が交互に連結されている。これらのピン６ａやインナープレート６ｂなどのチェーンベルト６を構成する部品は、弱磁性の不導体、例えば繊維強化プラスチックで構成されている。

また、第１および第２のコア列１３，１４をそれぞれ構成する多数の第１および第２のコア１３ｂ，１４ｂは、軟磁性体、例えば鉄によって筒状に形成され、左右方向に永久磁石１１ａのほぼ半分の長さで延びており、チェーンベルト６のローラとして設けられ、上記のブッシュに回転自在に嵌合している。また、第１および第２のコア１３ｂ，１４ｂはそれぞれ、チェーンベルト６の長さ方向に、その全体にわたって、前述した所定のピッチＰで等間隔で並んでいる。さらに、第１コア１３ｂは、チェーンベルト６の左半部に、ローラ６ｃと交互に設けられており、第１実施形態と同様、左右方向において、永久磁石列１１の左側（第１磁極側）の部分と電機子列１２の左側（第１電機子磁極側）の部分との間に位置するように配置されている。また、第２コア１４ｂは、チェーンベルト６の右半部に、ローラ６ｃと交互に設けられており、第１実施形態と同様、左右方向において、永久磁石列１１の右側（第２磁極側）の部分と電機子列１２の右側（第２電機子磁極側）の部分との間に位置するように配置されている。さらに、第１実施形態と同様、第２コア１４ｂは、第１コア１３ｂに対してチェーンベルト６の長さ方向に互い違いに並んでおり、その中心が、第１コア１３ｂの中心に対して、チェーンベルト６の長さ方向に所定のピッチＰの半ピッチＰ／２分、ずれている。

以上の構成のチェーンベルト６は、上記のローラ６ｃ、第１および第２のコア１３ｂ、１４ｂがスプロケット歯５ｂ，５ｂに係合するとともに所定の張力が与えられた状態でスプロケット５，５に巻き掛けられ、前後方向に延びており、スプロケット５，５により規定された軌道に沿って回転自在になっている。なお、図１１では、理解を容易にするために、第１および第２のコア１３ｂ，１４ｂに、ハッチングを付している。

また、第１および第２の磁極、第１および第２の電機子磁極と第１および第２のコア１３ｂ，１４ｂとの位置関係は、第１実施形態と同じになっている。以上により、この第１実施形態の変形例によれば、第１実施形態の効果を同様に得ることができる。

なお、第１実施形態（以下、変形例を含む）では、本発明における第１および第２の電機子列を、単一の電機子列１２で構成しているが、それぞれ別個の電機子列で構成してもよい。また、第１実施形態では、本発明における第１および第２の磁極列を、単一の永久磁石列１１で構成しているが、それぞれ別個の永久磁石列で構成してもよい。さらに、第１実施形態では、永久磁石１１ａおよび電機子１２ａを、互いに同じ相のコイル１２ｃを有する２つおきの電機子１２ａの中心と、互いに同じ極性を有する１つおきの永久磁石１１ａの中心が前後方向の同じ位置に位置するように配置しているが、図４を用いて説明した第１および第２の電機子磁極と第１および第２の磁極と第１および第２のコア１３ａ（１３ｂ），１４ａ（１４ｂ）の位置関係が成立するのであれば、２つおきの電機子１２ａの中心と１つおきの永久磁石１１ａの中心が互いにずれていてもよい。このことは、第１および第２のコア１３ａ（１３ｂ），１４ａ（１４ｂ）の位置関係についても同様であり、第１および第２のコア１３ａ，１４ａを、第１実施形態のようにそれらの中心が所定のピッチＰの半ピッチＰ／２分、互いにずれるように配置せずに、例えば、前後方向の同じ位置に位置するように配置してもよい。

次に、図１２〜図１６を参照しながら、本発明の第２実施形態によるベルト装置１Ａについて説明する。このベルト装置１Ａは、第１実施形態と比較して、電動機３０の構成が主に異なっている。これらの図１２〜図１６では、第１実施形態と同じ構成要素については同じ符号を用いて示している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

図１２〜図１６に示すように、電動機３０は、前側のプーリ２の付近に配置された第１永久磁石列３１と、この第１永久磁石列３１に対向するように配置された第１電機子列３２と、後ろ側のプーリ２の付近に配置された第２永久磁石列３３と、この第２永久磁石列３３に対向するように配置された第２電機子列３４とを有している。また、電動機３０は、単一のコア列３５をさらに有しており、このコア列３５は、その一部が第１永久磁石列３１と第１電機子列３２の間および第２永久磁石列３３と第２電機子列３４の間に、所定の間隔を存した状態で位置するように配置されている。

第１および第２の永久磁石列３１，３３は、２ｍ（ｍは整数）個、例えば４個の第１および第２の永久磁石３１ａ，３３ａをそれぞれ有しており、各第１および第２の永久磁石３１ａ，３３ａは、ほぼ直方体状に形成され、左右方向に若干、延びている。また、第１永久磁石３１ａは、固定部３１ｂを介して不動のケースＣＡ１に取り付けられており、移動不能になっている。さらに、第２永久磁石３３ａは、固定部３３ｂを介して不動のケースＣＡ２に取り付けられており、移動不能になっている。これらの固定部３１ｂ，３３ｂはいずれも、軟磁性体で構成されている。また、第１永久磁石３１ａは、前後方向、すなわちベルト長さ方向に所定のピッチＰで等間隔に並ぶように配置されており、第１永久磁石３１ａの極性は、前後方向に隣り合う各２つについては互いに異なっている（図１６（ａ）参照）。このような配置は、第２永久磁石３３ａについても同様である（図１６（ｂ）参照）。以下、第１および第２の永久磁石３１ａ，３３ａの磁極をそれぞれ、「第１磁極」および「第２磁極」という。

第１電機子列３２は、第１移動磁界を発生させるものであり、３ｍ個、例えば６個の第１電機子３２ａを有しており、これらの第１電機子３２ａは、前後方向、すなわちベルト長さ方向に等間隔で並んでいる。各第１電機子３２ａは、前述した電機子１２ａと同様、鉄芯３２ｂと、この鉄芯３２ｂに巻回されたコイル３２ｃなどで構成されている。３ｍ個のコイル３２ｃは、ｍ組のＵ相、Ｖ相およびＷ相の３相コイルを構成している（図１６（ａ）参照）。また、第１電機子３２ａは、固定部３２ｄを介して、ケースＣＡ１に取り付けられており、移動不能になっている。さらに、第１電機子３２ａおよび第１永久磁石３１ａは、互いに同じ相のコイル３２ｃを有する２つおきの第１電機子３２ａの中心と、互いに同じ極性を有する１つおきの第１永久磁石３１ａの中心が前後方向の同じ位置に位置するように配置されている（図１６（ａ）参照）。

また、第１電機子３２ａは、ＰＤＵ２１を介してバッテリ２２に接続されている。さらに、第１電機子列３２では、このバッテリ２２から第１電機子３２ａへの電力の供給に伴い、鉄芯３２ｂの第１永久磁石列３１側の端部に、第１永久磁石３１ａと同数、すなわち２ｍ個の磁極が発生する。また、これらの磁極の発生に伴って、第１永久磁石列３１との間に、第１移動磁界が前後方向に移動するように発生する。以下、鉄芯３２ｂの第１永久磁石列３１側の端部に発生する磁極を、「第１電機子磁極」という。

第２電機子列３４は、第２移動磁界を発生させるものであり、第１電機子３２ａと同数、すなわち３ｍ個（例えば６個）の第２電機子３４ａを有しており、これらの第２電機子３４ａは、前後方向、すなわちベルト長さ方向に等間隔で並んでいる。各第２電機子３４ａは、第１電機子３２ａと同様、鉄芯３４ｂと、この鉄芯３４ｂに巻回されたコイル３４ｃなどで構成されている。３ｍ個のコイル３４ｃは、ｍ組のＵ相、Ｖ相およびＷ相の３相コイルを構成している（図１６（ｂ）参照）。また、第２電機子３４ａは、固定部３４ｄを介して、ケースＣＡ２に取り付けられており、移動不能になっている。さらに、第２電機子３４ａおよび第２永久磁石３３ａは、互いに同じ相のコイル３４ｃを有する２つおきの第２電機子３４ａの中心と、互いに同じ極性を有する１つおきの第２永久磁石３３ａの中心が前後方向の同じ位置に位置するように配置されている（図１６（ｂ）参照）。

また、第２電機子３４ａは、第１電機子３２ａと同様、ＰＤＵ２１を介してバッテリ２２に接続されている。さらに、第２電機子列３４では、このバッテリ２２から第２電機子３４ａに電力が供給されるのに伴い、鉄芯３４ｂの第２永久磁石列３３側の端部に、第２永久磁石３３ａと同数、すなわち２ｍ個の磁極が発生する。また、これらの磁極の発生に伴って、第２永久磁石列３３との間に、第２移動磁界が前後方向に移動するように発生する。以下、鉄芯３４ｂの第２永久磁石列３３側の端部に発生する磁極を、「第２電機子磁極」という。以上から明らかなように、所定のピッチＰは、第１および第２の電機子３２ａ，３４ａに供給される交流電流の位相が１周期分、変化するまでの第１および第２の電機子磁極の移動距離の１／２に設定されている。

コア列３５は、多数のコア３５ａを有している。各コア３５ａは、前述した第１コア１３ａと同様、軟磁性体、例えば鉄粉をバインダーで固めることにより直方体状に形成され、左右方向に第１および第２の永久磁石３１ａ，３３ａとほぼ同じ長さで延びており、ベルト３の凹部に埋め込まれている。また、コア３５ａは、ベルト長さ方向に、ベルト３の全体にわたって所定のピッチＰで等間隔で並んでいる。さらに、図１６に示すように、第１および第２の電機子３２ａ，３４ａ、第１および第２の永久磁石３１ａ，３３ａ、ならびにコア３５ａの位置関係は、第１永久磁石３１ａに対するコア３５ａの位置と、第２永久磁石３３ａに対するコア３５ａの位置が、互いに前後方向に所定のピッチＰの半ピッチＰ／２分、ずれるように設定されている。

なお、本実施形態では、第１永久磁石列３１および第１永久磁石３１ａが、本発明における第１磁極列および第１磁極にそれぞれ相当するとともに、第２永久磁石列３３および第２永久磁石３３ａが、本発明における第２磁極列および第２磁極にそれぞれ相当する。また、コア列３５およびコア３５ａが、本発明における軟磁性体列および軟磁性体にそれぞれ相当するとともに、ケースＣＡ１，ＣＡ２が、本発明における不動部材に相当する。

以上の構成の電動機３０では、図１６に示すように、第１および第２の移動磁界の発生中、各第１電機子磁極の極性が、それに対向する各第１磁極の極性と異なるときには、各第２電機子磁極の極性は、それに対向する各第２磁極の極性と同じになる。また、第１永久磁石列３１と第１電機子列３２の間に位置するコア３５ａが、第１磁極とそれに対向する第１電機子磁極との間に位置しているときには、第２永久磁石列３３と第２電機子列３４の間に位置するコア３５ａが、前後方向（ベルト長さ方向）に隣り合う２組の第２電機子磁極と第２磁極の間に位置する。さらに、図示しないが、第１および第２の移動磁界の発生中、各第２電機子磁極の極性が、それに対向する各第２磁極の極性と異なるときには、各第１電機子磁極の極性は、それに対向する各第１磁極の極性と同じになる。また、第２永久磁石列３３と第２電機子列３４の間に位置するコア３５ａが、第２磁極とそれに対向する第２電機子磁極との間に位置しているときには、第１永久磁石列３１と第１電機子列３２の間に位置するコア３５ａが、前後方向（ベルト長さ方向）に隣り合う２組の第１電機子磁極と第１磁極の間に位置する。なお、実際には、２ｍ個の第１および第２の電機子磁極がそれぞれ、前後方向（ベルト長さ方向）に所定のピッチＰで等間隔に発生するが、図１６では、便宜上、対応する第１および第２の電機子３２ａ，３４ａに、第１および第２の電機子磁極を（Ｎ）および（Ｓ）で表記している。

図１６と前述した図４との比較から明らかなように、電動機３０を構成する各要素間の位置関係は、第１実施形態の電動機１０を構成する各要素間の位置関係と同様である。したがって、第１および第２の電機子３２ａ，３４ａに電力を供給することにより、第１および第２の移動磁界を発生させることによって、第１磁極、コア３５ａおよび第１電機子磁極の間と第２磁極、コア３５ａおよび第２電機子磁極の間に、第１実施形態と同様、図６〜図８を用いて前述したような第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２による磁気回路が形成される。また、この磁気回路を介して、第１および第２の電機子３２ａ，３４ａに供給された電力が動力に変換され、ベルト３に伝達される。この場合にも、第１実施形態と同様、ベルト移動速度は、磁界移動速度の１／２の大きさになるとともに、ベルト推力ＦＢは、駆動用等価推力の２倍の大きさになる。

以上のように、本実施形態によれば、不動のケースＣＡ１に取り付けられた第１永久磁石列３１と第１電機子列３２の間、および、不動のケースＣＡ２に取り付けられた第２永久磁石列３３と第２電機子列３４の間に、コア列３５が位置するように配置されており、このコア列３５を構成する、軟磁性体から成るコア３５ａが、ベルト３に一体に設けられている。また、第１および第２の電機子３２ａ，３４ａに供給された電力が、第１実施形態と同様、第１および第２の磁力線Ｇ１，Ｇ２による磁気回路を介してベルト３に伝達される。したがって、第１実施形態の効果、すなわち、ベルト３の駆動効率の高効率化、ベルト装置１Ａの小型化および製造コストの削減などの効果を同様に得ることができる。

なお、上述した第２実施形態において、第１実施形態の変形例と同様、ベルト３をチェーンベルトで構成してもよいことはもちろんである。また、第２実施形態において、第１および第２の永久磁石列３１，３３と第１および第２の電機子列３２，３４を、図１６を用いて説明した各要素の位置関係が成立するのであれば、他の適当な位置に配置してもよい。例えば、図１７に示すように、第１および第２の永久磁石列３１，３３と第１および第２の電機子列３２，３４を、ベルト３の互いに対向する２つの面の一方を第１永久磁石列３１および第１電機子列３２で、他方を第２永久磁石列３３および第２電機子列３４で、それぞれ挟み込むように配置してもよい。この場合、第１実施形態と同様、第１および第２の電機子列３２，３４を単一の電機子列で構成することができる。さらに、第２実施形態では、第１永久磁石３１ａ（第２永久磁石３３ａ）および第１電機子３２ａ（第２電機子３４ａ）を、互いに同じ相のコイル３２ｃ（コイル３４ｃ）を有する２つおきの第１電機子３２ａ（第２電機子３４ａ）の中心と、互いに同じ極性を有する１つおきの第１永久磁石３１ａ（第２永久磁石３３ａ）の中心が前後方向の同じ位置に位置するように配置しているが、図１６を用いて説明した各要素の位置関係が成立するのであれば、それらの中心が互いにずれていてもよい。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、本実施形態（第１および第２の実施形態）では、ベルト３およびチェーンベルト６を、弱磁性の不導体で構成しているが、弱磁性の導体、すなわち弱磁性の金属で構成してもよい。その場合には、ベルト３およびチェーンベルト６の高い強度を得ることができる。なお、この場合、渦電流の発生を抑えるためには、弱磁性の金属の中でも導電性の低いもの、例えばオーステナイト系のステンレスやチタンなどでベルト３およびチェーンベルト６を構成するのが好ましい。また、本実施形態では、本発明におけるベルトは、一対のプーリ２やスプロケット５に巻き掛けられたベルト３やチェーンベルト６であるが、多数のプーリやスプロケットに巻き掛けられたベルトやチェーンベルトでもよく、また、複雑な形状のガイド面を有する案内部材によって規定される曲線状などの軌道を移動するようなベルトやチェーンベルトでもよい。さらに、無端状のベルト３やチェーンベルト６に代えて、有端のベルトやチェーンベルトを用いるとともに、これを往復動させてもよい。

また、本実施形態では、コイル４ｃ〜６ｃは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相から成る三相の界磁巻線であるが、移動磁界を発生可能なもの、すなわち、複数相であれば、任意の相数の界磁巻線でもよい。さらに、本実施形態では、第１および第２のコア１３ａ，１４ａとコア３５ａを鉄粉で構成するとともに、第１および第２のコア１３ｂ，１４ｂを鉄で構成しているが、他の軟磁性体で構成してもよい。また、本実施形態では、本発明における第１および第２の磁極として、永久磁石１１ａ、第１および第２の永久磁石３１ａ，３３ａの磁極を用いているが、電磁石の磁極や、移動磁界を発生させる電機子の磁極を用いてもよい。その場合には、電動機１０、３０を可変トルク定数リニアモータとして構成することができる。

さらに、本実施形態では、永久磁石１１ａ、電機子１２ａ、第１および第２のコア１３ａ，１４ａ、第１および第２の永久磁石３１ａ，３３ａ、第１および第２の電機子３２ａ，３４ａ、ならびにコア３５ａを、長さ方向に等間隔で配置しているが、不等間隔で配置してもよい。また、本実施形態では、電動機１０，３０の動作を制御する制御装置として、ＰＤＵ２１やＥＣＵ２３を用いているが、マイクロコンピュータと電気回路の組み合わせで構成してもよい。さらに、本実施形態では、電動機１０，３０に電力を供給する電源として、バッテリ２２を用いているが、電力を供給可能なものであれば、例えば、キャパシタや、交流電源の電力を整流回路で直流に変換し、供給するような電源を用いてもよい。また、本実施形態は、ベルトコンベヤに本発明を適用した例であるが、本発明はこれに限らず、例えば、車両用の無限軌道装置やシートベルトなどに適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

本発明の第１実施形態によるベルト装置を概略的に示す側面図である。 図１のベルト装置の一部を概略的に示す平面図である。 図２のＡ−Ａ線の位置で破断した断面を第１および第２の移動磁界の発生時について概略的に示す図である。 （ａ）図２のＢ−Ｂ線の位置で破断した断面を第１移動磁界の発生時について概略的に示す図、（ｂ）図２のＣ−Ｃ線の位置で破断した断面を第２移動磁界の発生時について概略的に示す図である。 図４に示す電動機の構成と機能的に同じ構成を示す図である。 電動機の動作を説明するための図である。 図６の続きの動作を説明するための図である。 電動機の動作中に構成される磁気回路を示す図である。 ベルトに伝達される推力の一例を模式的に示す図である。 第１実施形態の変形例によるベルト装置を概略的に示す側面図である。 図１０のベルト装置のチェーンベルトを概略的に示す平面図である。 本発明の第２実施形態によるベルト装置を概略的に示す側面図である。 図１２のベルト装置の一部を概略的に示す平面図である。 図１３のＤ−Ｄ線の位置で破断した断面を第１移動磁界の発生時について概略的に示す図である。 図１３のＥ−Ｅ線の位置で破断した断面を第２移動磁界の発生時について概略的に示す図である。 （ａ）図１３のＦ−Ｆ線の位置で破断した断面を第１移動磁界の発生時について概略的に示す図、（ｂ）図１３のＧ−Ｇ線の位置で破断した断面を第２移動磁界の発生時について概略的に示す図である。 図１２のベルト装置の他の例を概略的に示す側面図である。

符号の説明

１ ベルト装置
２ プーリ（案内部材）
３ ベルト
１０ 電動機
１１ 永久磁石列（第１磁極列、第２磁極列）
１１ａ 永久磁石（第１磁極、第２磁極）
１２ 電機子列（第１電機子列、第２電機子列）
１２ａ 電機子（第１電機子、第２電機子）
１３ 第１コア列（軟磁性体列）
１３ａ 第１コア（軟磁性体）
１４ 第２コア列（軟磁性体列）
１４ａ 第２コア（軟磁性体）
ＣＡ ケース（不動部材）
５ スプロケット（案内部材）
６ チェーンベルト（ベルト）
１Ａ ベルト装置
３０ 電動機
３１ 第１永久磁石列（第１磁極列）
３１ａ 第１永久磁石（第１磁極）
３２ 第１電機子列
３２ａ 第１電機子
３３ 第２永久磁石列（第２磁極列）
３３ａ 第２永久磁石（第２磁極）
３４ 第２電機子列
３４ａ 第２電機子
３５ コア列（軟磁性体列）
３５ａ コア（軟磁性体）
ＣＡ１ ケース（不動部材）
ＣＡ２ ケース（不動部材）

Claims (1)

1. 案内部材と、
   当該案内部材により規定された軌道に沿って移動自在のベルトと、を備え、
   当該ベルトの長さ方向に並んだ複数の第１電機子で構成され、電力の供給に伴って当該複数の第１電機子で発生する磁極により、前記ベルトの長さ方向に移動する第１移動磁界を発生させる第１電機子列と、
   前記ベルトの長さ方向に並んだ複数の第１磁極で構成され、隣り合う各２つの前記第１磁極が互いに異なる極性を有するとともに前記第１電機子列に対向するように配置された第１磁極列と、
   前記ベルトの長さ方向に並んだ複数の第２電機子で構成され、電力の供給に伴って当該複数の第２電機子で発生する磁極により、前記ベルトの長さ方向に移動する第２移動磁界を発生させる第２電機子列と、
   前記ベルトの長さ方向に並んだ複数の第２磁極で構成され、隣り合う各２つの前記第２磁極が互いに異なる極性を有するとともに前記第２電機子列に対向するように配置された第２磁極列と、
   前記ベルトに設けられ、互いに所定の間隔で当該ベルトの長さ方向に並んだ複数の軟磁性体で構成され、前記第１電機子列と前記第１磁極列の間および前記第２電機子列と前記第２磁極列の間に位置するように配置された軟磁性体列と、
   前記第１および第２の電機子列ならびに前記第１および第２の磁極列が設けられた不動部材と、を有し、
   前記第１電機子の各磁極および前記各第１磁極が互いに対向する第１対向位置にあるときには、前記第２電機子の各磁極および前記各第２磁極が互いに対向する第２対向位置に位置し、前記第１対向位置に位置する前記第１電機子の各磁極および前記各第１磁極が互いに異なる極性のときには、前記第２対向位置に位置する前記第２電機子の各磁極および前記各第２磁極が互いに同一極性を示し、前記第１対向位置に位置する前記第１電機子の各磁極および前記各第１磁極が互いに同一極性のときには、前記第２対向位置に位置する前記第２電機子の各磁極および前記各第２磁極が互いに異なる極性を示し、
   前記第１電機子の各磁極および前記各第１磁極が前記第１対向位置にある場合において、前記第１電機子列と前記第１磁極列の間に位置する前記軟磁性体が、前記第１電機子の磁極とそれに対向する前記第１磁極との間に位置するときには、前記第２電機子列と前記第２磁極列の間に位置する前記軟磁性体が、前記ベルトの長さ方向に隣り合う２組の前記第２電機子の磁極と前記第２磁極の間に位置するとともに、前記第２電機子列と前記第２磁極列の間に位置する前記軟磁性体が、前記第２電機子の磁極とそれに対向する前記第２磁極との間に位置するときには、前記第１電機子列と前記第１磁極列の間に位置する前記軟磁性体が、前記ベルトの長さ方向に隣り合う２組の前記第１電機子の磁極と前記第１磁極の間に位置するように構成された電動機と、
   をさらに備えることを特徴とするベルト装置。

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