JP2012151954A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

【課題】コイルへの電力供給を好適に行うことができるリニアモータを提供する。
【解決手段】リニアモータ１は、複数の磁石１１と、複数のコイル１９と、複数のコイル１９全体に対して駆動方向の両側に配置され、複数のコイル１９全体を複数の磁石１１に対して駆動方向に揺動可能に支持する１対の板ばね２３と、複数のコイル１９に電圧を印加するための１対の端子９とを有する。各コイル１９は奇数層巻きとされ、線材２５が軸方向の両側の端面１９ｆから延出している。１対の板ばね２３は、線材２５の、複数のコイル１９全体の軸方向外側に面する１対の端面１９ｆから延出する１対の線材端部（２５ｓ、２５ｅ）に接続されている。１対の端子９は、１対の板ばね２３に接続されており、１対の板ばね２３を介して複数のコイル１９と導通可能とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボイスコイルモータ等のリニアモータに関する。

ばねにより磁石に対して揺動可能に支持されたコイルを有するリニアモータが知られている（特許文献１等）。

特開２０００−２０５６８０号公報

上記のようなコイルが駆動されるリニアモータにおいては、磁石が駆動されるリニアモータに比較して、コイルに電力を供給することが難しい。これは、例えば、電力供給のための導線（コイルを構成する線材の両端を含む）が冗長に引き回されると、コイルの移動に伴って導線が磁石等に引っ掛かる蓋然性が高くなることなどからである。特許文献１では、導線を収容する溝部をコイルが巻かれるボビンに形成することなどにより、導線の引き回しを好適に行うことができるようにしているが、ボビンの形状が複雑になる等の不都合を生じている。

本発明の目的は、コイルへの電力供給を好適に行うことができるリニアモータを提供することにある。

本発明の一態様に係るリニアモータは、磁極を駆動方向に直交する方向に向けて前記駆動方向に配列された複数の磁石と、前記駆動方向に同軸的に配置され、外周面又は内周面が前記複数の磁石の磁極に面する複数のコイルと、前記複数のコイル全体に対して前記駆動方向の両側に配置され、前記複数のコイル全体を前記複数の磁石に対して前記駆動方向に揺動可能に支持する１対のばねと、前記複数のコイルに電圧を印加するための１対の端子と、を有し、前記複数のコイルそれぞれにおいては、線材が、軸方向の位置をずらしつつ巻かれることにより線材の一の層が構成され、当該一の層が構成される毎に前記線材の軸方向の位置をずらす方向を反転することにより複数の層が内周側から外周側へ積層され、前記複数の層の数が奇数とされることにより前記線材が各コイルの軸方向の両側のコイル端面から延出しており、隣接するコイル同士は、前記線材の、互いに対向するコイル端面から延出した部分同士により接続されており、前記１対のばねは、前記線材の、前記複数のコイル全体の軸方向外側に面する１対のコイル端面から延出する１対の線材端部に接続されており、前記１対の端子は、前記１対のばねに接続されており、前記１対のばねを介して前記複数のコイルと導通可能とされている。

好適には、前記線材が巻かれて前記複数のコイルを保持するボビンを更に有し、前記ボビンの外周面には、前記複数のコイルが収容される複数の凹部と、前記複数の凹部間に延び、前記線材の前記複数のコイル間の部分を収容する第１溝部と、前記複数の凹部全体の軸方向両端から前記ボビンの軸方向両外側へ延び、前記１対の線材端部を収容する１対の第２溝部と、が形成されており、前記１対のばねは、前記ボビンの軸方向両外側から前記第２溝部内に露出する部分を有し、当該露出する部分に、前記１対の線材端部が接続されている。

好適には、前記複数の磁石の前記複数のコイルとは反対側に配置され、前記複数の磁石が固定された磁石側ヨークと、前記複数のコイルの前記複数の磁石とは反対側に配置されたコイル側ヨークと、前記磁石側ヨークと前記コイル側ヨークとを連結する連結部材と、を有し、前記１対のばねは、磁石側ヨーク、前記コイル側ヨーク及び前記連結部材に支持されるとともに前記複数のコイル全体を支持することにより、前記複数の磁石に対して前記複数のコイル全体を揺動可能に支持している。

好適には、前記連結部材は、非磁性体により形成されている。

好適には、前記複数のコイルの内周面及び外周面の一方の面と、当該一方の面と対向する、前記複数の磁石又は前記複数の磁石に対して固定的な部材とのクリアランスが、前記線材の直径以下である。

好適には、前記１対のばねそれぞれは、板ばねにより構成されており、各板ばねは、前記複数の磁石に固定的な磁石側固定部と、前記複数のコイルに固定的なコイル側固定部と、前記磁石側固定部と前記コイル側固定部とを連結する複数のアームと、を有し、各板ばねにおいて、前記１対の端子の一方及び前記線材は、前記磁石側固定部及び前記コイル側固定部の、前記複数のアームのうちの一のアームの両端に連結される部分に接続されている。

上記の構成によれば、コイルへの電力供給を好適に行うことができる。

本発明の実施形態に係るリニアモータの外観を示す模式的な断面図。 図１の一部をより模式的に示す図。 図１のリニアモータの可動子を図１の紙面下方から見た図。 図１のリニアモータの端子が接続された板ばねを軸ＣＡ方向に見た模式図。 図１の領域Ｖの拡大図。

図１は、本発明の実施形態に係るリニアモータ１を示す断面図である。なお、図１では、理解を容易にするために、斜視図のようにリニアモータ１の奥行きも示されている。リニアモータ１は、その外形が概ね円柱状に形成されており、図１は、その円柱の中心軸（軸ＣＡ）に沿う断面を示している。

リニアモータ１は、軸ＣＡ方向に駆動力を発揮するいわゆるボイスコイル型モータとして構成されている。リニアモータ１は、固定子３と、固定子３に対して軸ＣＡ方向へ移動可能な可動子５と、可動子５を軸ＣＡ方向に揺動可能に支持する１対のばねアセンブリ７と、不図示の電源装置から電力が供給される１対の端子９とを有している。

固定子３は、１対の磁石１１と、磁石１１に係る磁気回路を好適に形成するためのセンターヨーク１３及び外ヨーク１５と、これらヨークを連結するための１対の連結部材１７とを有している。可動子５は、１対のコイル１９と、コイル１９を保持するボビン２１とを有している。

磁石１１は、概ね軸ＣＡを中心とする円環状に設けられている。なお、磁石１１は、環状に一体形成されていてもよいし、複数の磁石が環状に配列されることにより構成されていてもよい。磁石１１の軸ＣＡに平行な断面形状は例えば矩形である。磁石１１は、半径方向（駆動方向に直交する方向）に磁化されている。また、１対の磁石１１は、磁極の向きが互いに逆向きとされている。

センターヨーク１３及び外ヨーク１５は、磁性体により形成されている。磁性体は、例えば、鉄（ＳＳ４００等）である。これらヨークは、概ね軸ＣＡを軸とする円筒状に設けられている。なお、これらヨークは、円筒状に一体形成されていてもよいし、複数の磁性体が環状に配列されることにより構成されていてもよい。また、リニアモータ１の冷却が好適に行われることなどを目的として適宜にスリットが形成されていてもよい。

外ヨーク１５の内径は、センターヨーク１３の外径よりも大きく、センターヨーク１３の外周面と、外ヨーク１５の内周面との間には、磁石１１及び可動子５を収容する空間が形成されている。磁石１１はセンターヨーク１３の外周面に固定されている。固定は、例えば、接着剤若しくはボルトにより行われる。

連結部材１７は、非磁性体により形成されている。非磁性体は、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス、樹脂である。連結部材１７は、概略形状が概ね軸ＣＡを中心とする円盤状とされており、センターヨーク１３と外ヨーク１５との間の隙間を軸ＣＡ方向の外側から塞ぐように配置され、センターヨーク１３及び外ヨーク１５それぞれに固定されている。固定は、例えば、接着剤若しくはボルトにより行われる。なお、連結部材１７は、軸ＣＡ方向の一方のみに設けられていてもよい。

コイル１９は、概ね軸ＣＡを中心とする円環状に形成されている。コイル１９の軸ＣＡに平行な断面形状は概ね矩形である。コイル１９の内径は、磁石１１の外径よりも大きく、コイル１９の内周面は、磁石１１の外周面（磁極）に対向している。１対のコイル１９の中心位置間の軸ＣＡ方向の距離と、１対の磁石１１の中心位置間の軸ＣＡ方向の距離は、概ね同一とされている。

ボビン２１は、樹脂等の非磁性且つ非導電性の材料により形成されている。ボビン２１は、概ね軸ＣＡを中心とする円筒状に形成されている。ただし、その外周面には環状に延びる凹部２１ａが形成されており、コイル１９が嵌合している。なお、コイル１９の外周面とボビン２１の外周面（凹部２１ａが形成されていない領域）とは面一であることが好ましい。

ボビン２１の内周面は、磁石１１の外周面と所定のクリアランスで対向している。また、コイル１９の外周面及びボビン２１の外周面は、外ヨーク１５の内周面と所定のクリアランスで対向する。これらのクリアランスは、比較的狭く設定されることが好ましく、例えば、コイル１９を構成する線材２５（図２参照）の直径以下であることが好ましい。

ばねアセンブリ７は、複数枚の板ばね２３が軸ＣＡ方向に積層されて構成されている。板ばね２３は、概ね軸ＣＡを中心とする円環状に形成されており、外周側部分が固定子３（具体的には外ヨーク１５及び連結部材１７の少なくとも一方）に、内周側部分が可動子５（具体的にはボビン２１）に固定されている。固定は、例えば、接着剤若しくはボルトにより行われる。例えば、外ヨーク１５及び連結部材１７がボルトにより互いに固定され、板ばね２３は、外ヨーク１５及び連結部材１７に挟持される。

板ばね２３は、導電性の材料により形成されており、後述するように、端子９とコイル１９とを電気的に接続することにも利用される。板ばね２３の材料は、非磁性であることが好ましく、このような非磁性且つ導電性の材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ステンレスが挙げられる。とりわけ、寿命や電気抵抗の観点からステンレスが好ましい。

端子９は、複数の板ばね２３のうち、最もコイル１９側に位置する板ばね２３に接続されている。なお、端子９は、板ばね２３と一体的に形成されていてもよいし、板ばね２３とは別部材により形成され、板ばね２３に固定されていてもよい。端子９は、例えば、板ばね２３の外周縁から突出している。

なお、特に図示しないが、リニアモータ１においては、固定子３内の可動子５の運動を固定子３の外部へ取り出すために、センターヨーク１３、外ヨーク１５及び連結部材１７の適宜な位置に孔部が形成され、当該孔部を介して不図示の被駆動部材が可動子５に連結される。

図２は、図１の一部（可動子５）をより模式的に示す図である。

２つのコイル１９は、１本の線材２５がボビン２１に巻かれることにより構成されている。より具体的には、各コイル１９において、線材２５は、まず、ボビン２１に当接して巻かれていく。この際、矢印ｙ１によって示されるように、線材２５のうち、新たにボビン２１に巻かれる部分の位置は、１巻きに対して線材２５の直径に相当する量で軸ＣＡ方向の一方側（図２では紙面右側）へずらされていく。これにより、コイル１９の最も内周側の層が形成されていく。

コイル１９の最も内周側の層が形成されると、線材２５のうち新たにボビン２１に巻かれる部分の位置を、軸ＣＡ方向の他方側（図２では紙面左側）へずらしていく。これにより、コイル１９の内周側から２層目の部分が形成されていく。同様の動作を繰り返すことにより、線材２５は、線材２５の層を形成しつつ内周側から外周側へ巻かれて行くことになる。

なお、内周側から外周側への複数の層において、コイル１９の軸ＣＡ方向における線材２５の配列数は、軸ＣＡ方向に面するコイル１９の端面１９ｆが概ね平面となるように設定されている。例えば、軸ＣＡ方向における線材２５の配列数は、複数の層間において互いに同一に設定されている。又は、各層の軸ＣＡ方向における線材２５の配列数は、隣接する層に対して１多く若しくは１少なく、且つ、２つ隣りの層と互いに同一に設定されている。

各コイル１９において、内周側から外周側への線材２５の層の数は奇数とされている。従って、線材２５は、各コイル１９の軸方向の両側の端面１９ｆから延出している。なお、内周側から外周側への線材２５の層の数が偶数とされると、線材２５は軸ＣＡ方向の一方側のみから延出する。

２つのコイル１９同士は、線材２５の、互いに対向する端面１９ｆから延出した部分同士（これらを合わせて中間部２５ｍ）により接続されている。また、２つのコイル１９の外側に面する端面１９ｆから延出した部分（始端２５ｓ、終端２５ｅ）は、端子９と接続された板ばね２３に接続される（図１）。

図３は、可動子５を図１及び図２の紙面下方（駆動方向に直交する方向）から見た図である。

矢印ｙ３及びｙ５は、各コイル１９における、線材２５の始端２５ｓ側から終端２５ｅ側への巻き方向を示している。矢印ｙ３及びｙ５によって示されるように、２つのコイル１９は、互いに逆巻きとされている。従って、始端２５ｓ及び終端２５ｅに電圧が印加されると、２つのコイル１９には、軸ＣＡ回りの回転方向が互いに逆向きの電流が流れる。

ボビン２１の外周面には、始端２５ｓ、終端２５ｅ及び中間部２５ｍを収容するための溝部２１ｓ、２１ｅ及び２１ｍが形成されている（図１及び図２も参照）。溝部２１ｓ及び２１ｅは、凹部２１ａとボビン２１の軸方向外側とを連通し、溝部２１ｍは、２つの凹部２１ａを連通している。

これら溝部は、好適には、軸ＣＡに平行に形成される。これら溝部の深さは、少なくとも線材２５がコイル１９の内周側（軸ＣＡ側）から延出する付近（図２において各コイル１９の紙面左側）においては、凹部２１ａの深さと同等以上とされ、他の位置においては、線材２５の直径以上とされる。なお、図２では、溝部の深さは、全体に亘って、凹部２１ａの深さと同等とされている。また、これら溝部の幅は、線材２５の直径以上とされる。

なお、図１〜図３では、溝部２１ｓ、２１ｅ及び２１ｍ（始端２５ｓ、終端２５ｅ及び中間部２５ｍ）の軸ＣＡ回りの位置が互いに同一である。換言すれば、これら溝部（線材の延出部分）は径方向に見て同一線上に配置されている。ただし、これら溝部（線材の延出部分）は、軸ＣＡ回りの位置が互いに異なっていてもよい。また、図１では、これら溝部の軸ＣＡ回りの位置と、端子９の軸ＣＡ回りの位置とが同一とされているが、これらは互いに異なっていてよい（後述する図４では異なる場合を例示する。）。

図４は、端子９が接続された板ばね２３を軸ＣＡ方向に見た模式図である。なお、端子９の接続を除いては、他の板ばね２３も図４に示す板ばね２３と同様の構成である。

板ばね２３は、例えば、円環状の板に螺旋状の複数のスリット２３ｓが形成されたものである。そして、板ばね２３は、固定子３に固定される外周側固定部２３ａと、可動子５に固定される内周側固定部２３ｂと、外周側固定部２３ａと内周側固定部２３ｂとを連結する複数のアーム２３ｃとを有している。

アーム２３ｃの弾性変形により、外周側固定部２３ａと内周側固定部２３ｂとの軸ＣＡ方向（図４の紙面貫通方向）における相対移動が許容され、ひいては、固定子３に対する可動子５の軸ＣＡ方向の揺動が許容される。なお、複数の板ばね２３は、復元力の軸ＣＡ回りの分布に偏りが生じないように、互いに軸ＣＡ回りの位置を均等にずらして重ねられることが好ましい。

端子９は、外周側固定部２３ａに接続され、線材２５の始端２５ｓ又は終端２５ｅは、内周側固定部２３ｂの接続部２３ｄに接続される。接続部２３ｄは、ボビン２１の軸ＣＡ方向外側から溝部２１ｓ又は２１ｅ内に露出する。

なお、線材２５と接続部２３ｄとの接続は、例えば、半田によりなされる。接続部２３ｄは、板ばね２３の任意の部位とされ、他の部分と構成が同一であってもよいし、接続を強固にするためのメッキがなされているなど、他の部分と構成が異なっていてもよい。

好適には、端子９及び接続部２３ｄは、外周側固定部２３ａ及び内周側固定部２３ｂの、一のアーム２３ｃの両端に連結される部分に設けられている。従って、矢印ｙ７に示すように、端子９から接続部２３ｄへの電流の経路は、概ねアーム２３ｃの１本分の長さとなる。なお、図１では、端子９の図示の都合上、接続部２３ｄが露出する溝部２１ｓ又は２１ｅの軸ＣＡ回りの位置と、端子９の軸ＣＡ回りの位置とは同一とされている。

図５は、図１の領域Ｖの拡大図である。

端子９が設けられた板ばね２３は、他の導電性の部材と絶縁されている。具体的には、例えば、端子９が設けられた板ばね２３と他の板ばね２３との間、及び、端子９が設けられた板ばね２３と外ヨーク１５との間には絶縁層２７が形成されている。絶縁層２７は、例えば、ゴム若しくは可撓性の樹脂により形成されている。

以上の構成を有するリニアモータ１の動作について説明する。

図１において矢印ｙ１１で示すように、リニアモータ１においては、磁石１１により磁界が形成される。具体的には、外周側にＮ極を向けている磁石１１（図１の紙面右側の磁石１１）のＮ極から出た磁力線は、当該磁石１１に対向するコイル１９を半径方向外側に貫通し、外ヨーク１５を軸ＣＡ方向へ進み、隣のコイル１９を半径方向内側に貫通し、隣の磁石１１のＳ極に入る。内周側にＮ極を向けている磁石１１（図１の紙面左側の磁石１１）のＮ極から出た磁力線は、センターヨーク１３を軸ＣＡ方向へ進み、隣の磁石１１のＳ極に入る。このように、磁石１１の磁束は、コイル１９をその半径方向に貫通する。

従って、１対の端子９に電圧が印加され、コイル１９に電流が流されると、フレミングの左手の法則により、磁界（磁石１１）に対してコイル１９を駆動させる軸ＣＡ方向の力が生じる。２つのコイル１９は、磁束の貫通方向が互いに逆向きであるが、電流の向きも互いに逆向きであるので、互いに同一方向の力を生じる。

コイル１９には、交流電圧が印加される。従って、電圧の大きさ及び向きの変化に伴って、コイル１９において生じる力の大きさ及び向きも変動する。そして、交流電圧（力）の周波数が被駆動対象等の質量及びばねアセンブリ７等の復元力により規定される固有振動数と概ね同等とされると、共振が生じ、大きな駆動力が得られる。なお、交流電圧は、正弦波等により表わされる、電位が連続的に変化するものであってもよいし、パルス状の、電位の変化が不連続なものであってもよい。

ここで、リニアモータ１は、センターヨーク１３及び外ヨーク１５とも磁石１１に対して固定的とされる構成であり、また、磁石１１に対して相対移動するボビン２１は、非導電性の材料により構成されている。従って、磁石１１が他の部材に対して相対移動することによる渦電流の発生が抑制される。換言すれば、コイル駆動であることから磁石駆動である場合に比較して鉄損が少なくなる。また、２つのコイル１９には、互いに逆向きに電流が流れることから、各コイル１９において電流が流れることにより生じる磁束は逆向きとなり、互いに相殺され、鉄損が低減される。

以上の実施形態によれば、リニアモータ１は、磁極を駆動方向（軸ＣＡ方向）に直交する方向に向けて駆動方向に配列された複数（本実施形態では２つ）の磁石１１と、駆動方向に同軸的に配置され、外周面又は内周面（本実施形態では内周面）が複数の磁石１１の磁極に面する複数（本実施形態では２つ）のコイル１９（コイルアセンブリ）と、複数のコイル１９全体に対して駆動方向の両側に配置され、複数のコイル１９全体を複数の磁石１１に対して駆動方向に揺動可能に支持する１対の板ばね２３と、複数のコイル１９に電圧を印加するための１対の端子９とを有する。複数のコイル１９それぞれにおいては、線材２５が、軸方向の位置をずらしつつ巻かれることにより線材２５の一の層が構成され、当該一の層が構成される毎に線材２５の軸方向の位置をずらす方向を反転することにより複数の層が内周側から外周側へ積層され、複数の層の数が奇数とされることにより線材２５が各コイル１９の軸方向の両側の端面１９ｆから延出している。隣接するコイル１９同士は、線材２５の、互いに対向する端面１９ｆから延出した部分同士により接続されている。１対の板ばね２３（ばねアセンブリ７のうち最もコイル１９側のもの）は、線材２５の、複数のコイル１９全体の軸方向外側に面する１対の端面１９ｆから延出する１対の線材端部（２５ｓ、２５ｅ）に接続されている。１対の端子９は、上記の１対の板ばね２３に接続されており、１対の板ばね２３を介して複数のコイル１９と導通可能とされている。

従って、複数のコイル１９に電圧を印加するための導線（線材２５）が冗長に引き回されることがない。その結果、導線が他の部材に引っ掛かることを抑制して、好適にコイル１９に電力を供給することができる。また、配線の簡素化に伴う線材２５の巻き工程の容易化、及び、ボビン２１の形状の簡素化が可能であり、ひいては、コスト削減が期待される。

リニアモータ１は、線材２５が巻かれて複数のコイル１９を保持するボビン２１を更に有する。ボビン２１の外周面には、複数のコイル１９が収容される複数の凹部２１ａと、複数の凹部２１ａ間に延び、線材２５の複数のコイル１９間の中間部２５ｍを収容する溝部２１ｍと、複数の凹部２１ａ全体の軸ＣＡ方向両端からボビン２１の軸ＣＡ方向両外側へ延び、１対の線材端部（始端２５ｓ、終端２５ｅ）を収容する１対の溝部２１ｓ及び２１ｅとが形成されている。１対の板ばね２３（端子９が形成された板ばね２３）は、ボビン２１の軸ＣＡ方向両外側から溝部２１ｓ及び２１ｅ内に露出する接続部２３ｄを有し、接続部２３ｄに、始端２５ｓ及び終端２５ｅが接続されている。

従って、中間部２５ｍ、始端２５ｓ及び終端２５ｅは、ボビン２１に収容され、ボビン２１の外部に引き回される必要がない。従って、線材２５が他の部材に引っ掛かる蓋然性が一層低減される。

リニアモータ１は、複数の磁石１１の複数のコイル１９とは反対側に配置され、複数の磁石１１が固定されたセンターヨーク１３と、複数のコイル１９の複数の磁石１１とは反対側に配置された外ヨーク１５と、これらヨークを連結する連結部材１７とを有する。１対の板ばね２３（端子９が形成された板ばね２３）は、センターヨーク１３、外ヨーク１５及び連結部材１７に対して支持されるとともに複数のコイル１９全体を支持することにより、複数の磁石１１に対して複数のコイル１９全体を揺動可能に支持している。

従って、上述のように、磁石１１がヨークに対して移動せず、渦電流の発生が抑制される構成が実現される。このような構成が連結部材１７を含む複数部材の組み合わせにより構成されることから、設計変更等が容易である。

連結部材１７は、非磁性体により形成されている。従って、連結部材１７が磁性体により形成された場合（この場合も本発明に含まれる）に比較して、磁束密度のバランスが良好となり、安定した駆動力が得られる。

複数のコイル１９の外周面と、当該外周面と対向し、複数の磁石１１に対して固定的な外ヨーク１５とのクリアランスが、線材２５の直径以下である。従って、リニアモータ１の小型化を図ることができる。また、コイル１９の位置における磁束が高くなることも期待される。なお、このようなクリアランスの設定は、上述した簡素な配線によって、導線がコイル１９の外周面上を通過する必要が無くなることにより好適に実現される。

１対の板ばね２３（端子９が形成された板ばね２３）それぞれは、複数の磁石１１に固定的な外周側固定部２３ａと、複数のコイル１９に固定的な内周側固定部２３ｂと、これらを連結する複数のアーム２３ｃとを有する。各板ばね２３において、端子９及び線材２５は、外周側固定部２３ａ及び内周側固定部２３ｂの、複数のアーム２３ｃのうちの一のアーム２３ｃの両端に連結される部分に接続されている。

従って、好適に復元力を得ることができるとともに、図４において矢印ｙ７を参照して説明したように、板ばね２３の概ね最短経路において電流が流れることになり、鉄損が生じることが抑制される。

なお、以上の実施形態において、溝部２１ｍは本発明の第１溝部の一例であり、溝部２１ｓ及び２１ｅは本発明の１対の第２溝部の一例であり、センターヨーク１３は本発明の磁石側ヨークの一例であり、外ヨーク１５は本発明のコイル側ヨークの一例であり、外周側固定部２３ａは本発明の磁石側固定部の一例であり、内周側固定部２３ｂは本発明のコイル側固定部の一例である。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

本願発明は、コイルが可動子を構成するリニアモータに好適に適用されるが、磁石が可動子を構成するリニアモータ並びにコイル及び磁石の双方が他の部材に対して可動子となるリニアモータに適用されてもよい。

ヨーク、連結部材及びボビンは必須要件ではなく、適宜に省略されてもよい。また、ボビンはヨークを兼ねてもよい。

磁石及びコイルの位置関係は、コイルの内周側に磁石が配置されるものに限定されない。すなわち、コイルの外周側に磁石が配置されてもよいし、コイルの内周側と外周側との双方に磁石が配置されてもよい。

上記に関連して、実施形態では、コイルの外周面がヨークに所定のクリアランスで対向したが、コイルの外周面はコイルの外周側に配置された磁石に所定のクリアランスで対向してもよいし、ボビンが省略されてコイルの内周面がコイルの内周側に配置された磁石若しくはヨークに所定のクリアランスで対向してもよい。

ばねは、板ばねに限定されない。例えば、実施形態のボビン２１の軸ＣＡ方向の端面と連結部材１７の軸ＣＡに直交する内側面との間に配置されたコイルばねであってもよい。

また、ばねが板ばねである場合において、板ばねは、外周側からコイルを支持するもの、若しくは、コイルの磁石とは反対側からコイルを支持するものに限定されない。すなわち、板ばねは、内周側（上述のように内周側は磁石側であってもコイル側であってもよい。）からコイルを支持してもよいし、磁石側（上述のように磁石側は内周側であっても外周側であってもよい。）からコイルを支持してもよい。また、板ばねは、複数枚重ねられる必要はなく、１枚のみで用いられてもよい。

複数の磁石の数及び複数のコイルの数は２つに限定されない。すなわち、これらの数は３つ以上であってもよい。複数のコイルは、１本の線材により構成されていなくてもよい。例えば、隣接するコイル間等において２本の線材が互いに接続され、実質的に１本の線材とされていてもよい。線材は、丸線に限定されず、平角線であってもよい。

コイルは、完全な整列巻きである必要はなく、一部に乱れが生じていてもよい。ただし、完全な整列巻きに近いほど、導線の引き回しを短くしたことによるリニアモータの小型化の効果が得られやすい。整列巻きにおいて、線材の各層における各部は、隣接する層の線材の各部の軸（ＣＡ）方向の間に位置せず、隣接する層の線材の各部と軸方向の位置が同一であってもよい（特に平角線の場合。）。

磁石、コイル、ヨーク、連結部材及びばねは、駆動方向に見て円形に形成されていなくてもよく、例えば、楕円形若しくは矩形状に形成されていてもよい。また、磁石、ヨーク、連結部材及びばねは、駆動方向に見て環状に形成されていなくてもよく、例えば、駆動方向に対する一の側方においてのみ設けられていてもよい。

線材とばねとは他の部材を介して接続されていてもよいし、ばねと端子とは他の部材を介して接続されていてもよい。端子は、ばねと一体化される場合、必ずしもばねと区別可能である必要はない。例えば、ばねを介してコイルに電圧を印加するための配線がばねの適宜な部位に接続されていれば、当該部位が端子である。

リニアモータは、交流電流が供給されて利用されるだけでなく、直流電流が供給されて利用されてもよいし、線材を一方向へ流れる電流のみが周期的に供給されて利用されてもよい。

なお、本願発明のリニアモータは、冷凍機用のコンプレッサ等、適宜な機器に用いられてよい。

１…リニアモータ、９…端子、１１…磁石、１９…コイル、１９ｆ…端面、２３…板ばね、２５…線材、２５ｓ…始端（線材端部）、２５ｅ…終端（線材端部）。

Claims (6)

1. 磁極を駆動方向に直交する方向に向けて前記駆動方向に配列された複数の磁石と、
   前記駆動方向に同軸的に配置され、外周面又は内周面が前記複数の磁石の磁極に面する複数のコイルと、
   前記複数のコイル全体に対して前記駆動方向の両側に配置され、前記複数のコイル全体を前記複数の磁石に対して前記駆動方向に揺動可能に支持する１対のばねと、
   前記複数のコイルに電圧を印加するための１対の端子と、
   を有し、
   前記複数のコイルそれぞれにおいては、線材が、軸方向の位置をずらしつつ巻かれることにより線材の一の層が構成され、当該一の層が構成される毎に前記線材の軸方向の位置をずらす方向を反転することにより複数の層が内周側から外周側へ積層され、前記複数の層の数が奇数とされることにより前記線材が各コイルの軸方向の両側のコイル端面から延出しており、
   隣接するコイル同士は、前記線材の、互いに対向するコイル端面から延出した部分同士により接続されており、
   前記１対のばねは、前記線材の、前記複数のコイル全体の軸方向外側に面する１対のコイル端面から延出する１対の線材端部に接続されており、
   前記１対の端子は、前記１対のばねに接続されており、前記１対のばねを介して前記複数のコイルと導通可能とされている
   リニアモータ。
2. 前記線材が巻かれて前記複数のコイルを保持するボビンを更に有し、
   前記ボビンの外周面には、
   前記複数のコイルが収容される複数の凹部と、
   前記複数の凹部間に延び、前記線材の前記複数のコイル間の部分を収容する第１溝部と、
   前記複数の凹部全体の軸方向両端から前記ボビンの軸方向両外側へ延び、前記１対の線材端部を収容する１対の第２溝部と、
   が形成されており、
   前記１対のばねは、前記ボビンの軸方向両外側から前記第２溝部内に露出する部分を有し、当該露出する部分に、前記１対の線材端部が接続されている
   請求項１に記載のリニアモータ。
3. 前記複数の磁石の前記複数のコイルとは反対側に配置され、前記複数の磁石が固定された磁石側ヨークと、
   前記複数のコイルの前記複数の磁石とは反対側に配置されたコイル側ヨークと、
   前記磁石側ヨークと前記コイル側ヨークとを連結する連結部材と、
   を有し、
   前記１対のばねは、磁石側ヨーク、前記コイル側ヨーク及び前記連結部材に支持されるとともに前記複数のコイル全体を支持することにより、前記複数の磁石に対して前記複数のコイル全体を揺動可能に支持している
   請求項１又は２に記載のリニアモータ。
4. 前記連結部材は、非磁性体により形成されている
   請求項３に記載のリニアモータ。
5. 前記複数のコイルの内周面及び外周面の一方の面と、当該一方の面と対向する、前記複数の磁石又は前記複数の磁石に対して固定的な部材とのクリアランスが、前記線材の直径以下である
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のリニアモータ。
6. 前記１対のばねそれぞれは、板ばねにより構成されており、
   各板ばねは、
   前記複数の磁石に固定的な磁石側固定部と、
   前記複数のコイルに固定的なコイル側固定部と、
   前記磁石側固定部と前記コイル側固定部とを連結する複数のアームと、
   を有し、
   各板ばねにおいて、前記１対の端子の一方及び前記線材は、前記磁石側固定部及び前記コイル側固定部の、前記複数のアームのうちの一のアームの両端に連結される部分に接続されている
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のリニアモータ。

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