CN104115384A - 直线电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使动子的移动范围长磁铁的使用量也不会增大的直线电机。直线电机包括动子(1)和作为磁体的定子(2)，所述动子(1)，在线圈内部配置有沿移动方向交替连结的多个磁铁和电枢铁心，隔着电枢铁心相邻的磁铁在彼此相反的方向被磁化，所述定子(2)具有在所述动子(1)的移动方向上长并磁耦合的对置的两个板状部，并且，在该两个板状部的对置的面上，分别隔着规定间隔排列有呈棒状并且大致长方体状的作为磁体的齿部，所述动子(1)在所述对置的两个板状部之间沿所述齿部的排列方向移动。

Description

直线电机

技术领域

本发明涉及由定子和具有励磁线圈的动子组合而成的直线电机。

背景技术

例如，在半导体制造装置、液晶显示装置的制造领域，需要能够使大面积的基板等处理对象快速直线移动并在适当的移动位置高精度定位的传送装置。一般来说，这种传送装置将作为驱动源的电机的旋转运动通过滚珠螺杆机构等运动变换机构变换为直线运动而实现。但是，由于中间存在运动变换机构，在提高移动速度方面存在界限。而且，由于运动变换机构存在机械误差，故存在定位精度不够这样的问题。

为了应对这样的问题，近年来，使用了将能够直接实现直线运动输出的直线电机作为驱动源的传送装置。直线电机包括直线状的定子和沿着该定子移动的动子。在上述传送装置中，使用了动圈式直线电机，该动圈式直线电机中，将板状的永久磁铁隔着一定间隔并排设置多个而构成定子，将包括磁极齿和通电线圈的电枢作为动子(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本特开平3-139160号公报

发明内容

发明要解决的问题

动圈式直线电机，由于对定子配置磁铁，直线电机的全长越长(动子的移动距离越长)，使用的磁铁量就越大。近年来，随着稀土类产品价格的上涨，使用的磁铁量增加导致成本增加。

而且，由于在用磁体制造的定子磁轭上配置磁铁，定子的厚度等于定子磁轭和磁铁的厚度之和，故难以实现直线电机的小型化。

另外，在定子磁轭配置磁铁的作业繁琐复杂，导致成本增加。

本发明鉴于上述情况而做出，目的在于提供即使直线电机的全长长也不增加磁铁的使用量的直线电机。另外，目的还在于提供能够减小定子的厚度且定子容易制造的直线电机。

为解决问题的方法

本发明的直线电机，其包括动子和作为磁体的定子，所述直线电机特征在于：所述动子，在线圈内部配置有沿着移动方向交替连结的多个磁铁和电枢铁心，隔着电枢铁心相邻的磁铁在彼此相反的方向被磁化，所述定子具有在所述动子的移动方向上长的两个板状部，该两个板状部磁耦合并对置，并且，在该两个板状部的对置的面上，分别隔着规定间隔排列有棒状并且大致长方体状的作为磁体的齿部，所述动子在所述对置的两个板状部之间沿着所述齿部的排列方向移动。

在本发明中，动子，在线圈内部配置有沿着所述动子的移动方向交替连结的多个磁铁和电枢铁心。磁铁仅用于动子，因此，即使当直线电机全长长时，使用的磁铁量也是固定的，不会增加，能够降低成本。

本发明的直线电机的特征在于：所述两个板状部的一者的面上排列的齿部和另一者的面上排列的齿部沿着所述动子的移动方向交错配置。

本发明的直线电机的特征在于：所述齿部的长度方向与所述动子的移动方向大致成直角。

本发明的直线电机的特征在于：所述磁铁和所述电枢铁心呈棒状并且大致长方体状，以各自沿着长度方向的面彼此在大致整个面贴紧的方式连结。

本发明的直线电机的特征在于：所述各磁铁和所述各电枢铁心的长度方向两端部相对于所述动子的移动方向的位置不同。

在本发明中，磁铁和电枢铁心倾斜，因此，磁阻力减小，能够减少由于定子和动子的相对位置不同造成的推力不均。

本发明的直线电机的特征在于：所述各磁铁和所述各电枢铁心的一个截面为平行四边形。

本发明的直线电机的特征在于：所述齿部的长度方向相对于所述动子的移动方向的垂直方向倾斜。

在本发明中，设置于定子的齿部向动子的移动方向倾斜，因此，磁阻力减小，能够减少由于定子和动子的相对位置不同造成的推力不均。

本发明的直线电机的特征在于：所述两个板状部的一者的面上排列的齿部和另一者的面上排列的齿部向不同的方向倾斜。

在本发明中，两个板状部的一者的面上排列的齿部和另一者的面上排列的齿部向不同的方向倾斜，因此，能够抑制由于动子相对于移动方向左右倾斜造成的翘起。

本发明的直线电机的特征在于：具有电枢铁心，其在所述动子的移动方向上的长度不同。

在本发明中，具有所述动子的移动方向上的长度不同的电枢铁心，由此，能够减小磁阻力。

本发明的直线电机的特征在于：所述齿部与所述定子接合。

本发明的直线电机的特征在于：所述齿部通过在所述定子利用抠制加工形成凹凸部而形成。

在本发明中，通过抠制加工形成齿部，因此，与将齿部接合的情况相比，能够降低成本。

本发明的直线电机，其包括定子和动子，所述直线电机的特征在于：所述动子，在线圈内部配置有沿着移动方向交替连结的多个磁铁(以下也称为永久磁铁)和电枢铁心，隔着该电枢铁心相邻的磁铁在彼此相反的方向被磁化，所述定子具有在所述动子的移动方向上长的两个板状部，该两个板状部磁耦合并对置，在该两个板状部之间配置有所述动子,在所述板状部，分别沿着所述移动方向并排设置有不从所述板状部突出的多个磁体部。

在本发明中，动子，在线圈内部配置有沿着移动方向交替连结的多个磁铁和电枢铁心。磁铁仅用于动子，因此，即使当直线电机全长长时，使用的磁铁量也是固定的，不会增加，能够降低成本。在构成定子的板状部，并排设置有不从所述板状部突出的多个磁体部，由此，能够使定子的厚度薄。

本发明的直线电机的特征在于：所述多个磁体部隔着空隙以等间隔并排设置。

在本发明中，多个磁体部隔着空隙以等间隔并排设置，不必像现有技术那样形成使定子的板状部的厚度变化的齿部，因此，能够将定子形成得薄。

本发明的直线电机的特征在于：所述空隙是贯通所述板状部且呈长方体状的贯通孔。

在本发明中，从板状部除去成为空隙的部分使之贯穿地进行加工，因此能够将定子形成得薄。

本发明的直线电机的特征在于：所述磁体部形成为梳齿状。

在本发明中，磁体部形成为梳齿状，因此，能够将定子形成得薄且轻。

本发明的直线电机的特征在于：所述两个板状部的一者的磁体部与另一者的磁体部的至少一部分沿着所述动子的移动方向交错。

在本发明中，两个板状部的一者的磁体部与另一者的磁体部交错，因此，能够增大直线电机产生的推力。

本发明的直线电机的特征在于：所述磁体部和所述空隙的分界面为平面，该平面的面法线向量与表示所述移动方向的向量平行。

在本发明中，该平面的面法线向量与表示所述移动方向的向量平行，因此，能够增大直线电机产生的推力。

本发明的直线电机的特征在于：所述磁体部和所述空隙的分界面为平面，包含该平面的面法线向量和表示所述移动方向的向量的平面与所述板状部平行，所述面法线向量不与表示所述移动方向的向量平行。

在本发明中，包含磁体部和空隙的分界面的面法线向量和表示移动方向的向量的平面与板状部平行，面法线向量不与表示移动方向的向量平行。即，磁体部相对于定子的移动方向倾斜，因此，磁阻力减小，能够减少由于定子和动子的相对位置不同造成的推力不均。

本发明的直线电机的特征在于：所述板状部的一者的面法线向量与表示所述移动方向的向量所成的角度加上所述板状部的另一者的面法线向量与表示所述移动方向的向量所成的角度得到的值，等于所述一者的面法线向量与所述另一者的面法线向量所成的角度的值。

在本发明中，一者的面法线向量与表示移动方向的向量所成的角度加上另一者的面法线向量与表示移动方向的向量所成的角度得到的值，等于板状部的一者的面法线向量与板状部的另一者的面法线向量所成的角度的值。即，设于两个板状部的一者的磁体部和设于另一者的磁体部相对于移动方向向不同的方向倾斜，因此，能够抑制由于动子相对于移动方向向左右倾斜造成的翘起。

本发明的直线电机的特征在于：所述磁铁和所述电枢铁心呈长方体状，以各自沿着长度方向的面彼此在大致整个面贴紧的方式连结。

在本发明中，磁铁和电枢铁心呈长方体状，因此，能够容易地制造电枢铁心。另外，磁铁和电枢铁心贴紧，因此，磁铁的磁导系数增大。磁铁的单位体积上产生的磁通量随之增大，因此，磁铁的利用效率提高。

本发明的直线电机的特征在于：所述磁铁和所述电枢铁心的沿着所述长度方向的面面向所述动子的移动方向，并相对于所述移动方向具有倾斜度，即沿着所述长度方向的面的两端在所述移动方向上的位置不同。

在本发明中，磁铁和电枢铁心的沿着所述长度方向的面的两端在动子的移动方向上的位置不同，因此，磁阻力减小，能够减少由于定子和动子的相对位置不同造成的推力不均。

本发明的直线电机的特征在于：具有电枢铁心，其在所述动子的移动方向上的长度不同。

在本发明中，具有在所述动子的移动方向上的长度不同的电枢铁心，由此，能够减小磁阻力。

本发明的直线电机的特征在于：所述空隙通过切削加工形成。

在本发明中，通过从板状部除去成为空隙的部分而形成磁体部，因此，能够将定子形成得薄。

本发明的直线电机的特征在于：所述空隙通过冲压加工形成。

在本发明中，对板状部的成为空隙的部分进行冲压加工，形成磁体部，因此，能够降低加工成本。

发明效果

在本发明中，能够使配置于动子的电枢铁心小型化，因此能够使动子轻量化且小型化。另外，仅对动子使用磁铁，因此即使在直线电机的全长长时也不必增加所使用的磁铁，能够降低成本。另外，并排设置有不从定子的板状部突出的多个磁体部，因此能够减小定子的厚度，使定子轻量化。

附图说明

图1是表示实施方式1的直线电机的示意结构的局部断开斜视图。

图2是表示实施方式1的直线电机的动子的平面图。

图3是表示实施方式1的直线电机的示意结构的剖视图。

图4是表示实施方式1的直线电机的示意结构的侧视图。

图5是说明实施方式1的直线电机的推力产生原理的图。

图6是说明实施方式1的直线电机的推力产生原理的图。

图7是说明实施方式1的直线电机的推力产生原理的图。

图8是表示实施方式2的直线电机的动子的平面图。

图9是表示实施方式3的直线电机的定子的结构的剖视图。

图10是表示实施方式4的直线电机的定子的结构的剖视图。

图11是表示实施方式5的直线电机的示意结构的局部断开斜视图。

图12是表示实施方式5的直线电机的定子的局部断开斜视图。

图13是表示实施方式5的直线电机的定子的结构的剖视图。

图14是表示实施方式5的直线电机的示意结构的剖视图。

图15是表示实施方式5的直线电机的示意结构的侧视图。

图16是用于说明实施方式5的直线电机的推力产生原理的图。

图17是用于说明实施方式5的直线电机的推力产生原理的图。

图18是用于说明实施方式5的直线电机的推力产生原理的图。

图19是表示实施方式7的直线电机的定子的结构的平面图。

图20是表示实施方式8的直线电机的定子的结构的平面图。

图21是表示实施方式9的直线电机的定子的结构的局部断开斜视图。

图22是表示实施方式10的直线电机的定子的结构的平面图。

图23是表示实施方式11的直线电机的定子的结构的平面图。

具体实施方式

以下,对本发明基于表示其实施方式的附图进行具体说明。

实施方式1

图1是表示实施方式1的直线电机的示意结构的局部断开斜视图。本实施方式的直线电机包括动子1和定子2。

图2是表示实施方式1的直线电机的动子1的平面图。图3是表示实施方式1的直线电机的示意结构的剖视图。图4是表示实施方式1的直线电机的示意结构的侧视图。

动子1具有如下结构：分别呈大致长方体状的电枢铁心1b、永久磁铁1c、电枢铁心1b、永久磁铁1d、电枢铁心1b、……交替排列并连结，围绕这样连结而成的结构缠绕有线圈1a。如图2所示，关于电枢铁心1b、永久磁铁1c、1d的沿着连结方向的长度(沿着连结方向的厚度)，电枢铁心1b比永久磁铁1c、1d的长(厚)。关于电枢铁心1b、永久磁铁1c、1d的与连结方向垂直的方向上的长度，电枢铁心1b比永久磁铁1c、1d的长。另外，关于电枢铁心1b、永久磁铁1c、1d的垂直于图2的纸面的方向上的长度、即图3的纸面上下方向上的长度，电枢铁心1b、永久磁铁1c、1d的长度均大致相同，并且比线圈1a的长。电枢铁心1b与永久磁铁1c或1d以沿着长度方向(与连结方向垂直的方向)的面彼此在大致整个面贴紧的方式连结。

电枢铁心1b可以是将磁性材料例如硅元素钢板层叠而成的，也可以是将磁性金属粉末例如SMC(软磁性复合部件：Soft Magnetic Composites)固化成型而成的。通过使用这样的部件，能够抑制铁心材料的涡流损耗、磁滞损耗以及偏磁。

永久磁铁1c、1d是以钕(Nd)、铁(Fe)、硼(B)为主要成分的钕磁铁。

在图2中，示于各永久磁铁1c、1d的空心箭头表示各永久磁铁1c、1d的磁化方向。在此，空心箭头的终点表示N极，起点表示S极。永久磁铁1c、1d均在电枢铁心1b、永久磁铁1c、1d的连结方向上被磁化，彼此的磁化方向相反。而且，在这些相邻的永久磁铁1c和永久磁铁1d之间***有电枢铁心1b。隔着电枢铁心1b相邻的永久磁铁1c、1d在彼此相反的方向上被磁化。电枢铁心1b和永久磁铁1c、1d的排列结构的周围，缠绕着线圈1a。即，在线圈1a的内部排列有电枢铁心1b和永久磁铁1c、1d。

如图3所示，定子2由截面呈大致U字状的定子主体2c、第1齿部2a和第2齿部2b构成。如图1所示，定子2在动子1的移动方向上长。第1齿部2a、第2齿部2b在定子主体2c的对置的两个板状部2d、2e的对置面侧沿着动子1的移动方向配置。第1齿部2a、第2齿部2b呈棒状并且大致呈长方体状。定子主体2c通过折弯磁性金属例如平板状的压制钢而形成。定子主体2c除了折弯也可以通过熔接或螺钉固定平板状的板等方式形成。定子主体2c的对置的板状部2d、2e磁耦合。第1齿部2a、第2齿部2b也由磁性金属板例如钢板等形成，通过熔接等接合于定子主体2c，或通过螺钉固定等固定于定子主体2c。

另外，也可以在形成为大致U字形的磁性钢板上留下成为齿部的部位，在成为齿部的部位两侧通过抠制加工(diggingprocessing)形成槽，从而形成第1齿部2a、第2齿部2b。这样，与将齿部通过熔接等进行接合或通过螺钉固定等进行固定的情况相比，能够降低定子2的成本。

优选的是，如图3和图4所示，第1齿部2a和第2齿部2b为同一形状、同一尺寸。第1齿部2a和第2齿部2b的配置方向上的长度分别比动子1的电枢铁心1b和永久磁铁1c或1d构成的组的连结方向上的长度稍短。第1齿部2a和第2齿部2b的突出方向上的长度比配置方向上的长度长。在本说明书中，突出方向上的长度比配置方向上的长度长，但也可以根据定子1、第1齿部2a、第2齿部2b、动子1、电枢铁心1b、永久磁铁1c、1d、以及线圈的配置和尺寸，使突出方向上的长度比配置方向上的长度短。第1齿部2a和第2齿部2b的在图3的纸面左右方向上的长度比电枢铁心1b和永久磁铁1c或1d的在图3的纸面左右方向上的长度稍长。这种情况下，由于边缘磁通，气隙会假想地变短，能够使来自动子的磁铁的磁通高效地流到定子。当气隙变短时，动子由于吸引力而被吸引到中央，直线前进性变好。

另外，第1齿部2a和第2齿部2b的在图3的纸面左右方向上的长度与电枢铁心1b和永久磁铁1c或1d的在图3的纸面左右方向上的长度相同也可以。

第1齿部2a和第2齿部2b分别以等间隔配置在定子主体2c的对置的两块板状部2d、2e的对置面侧。第1齿部2a和第2齿部2b的长度方向与动子1的移动方向大致成直角。配置的间隔是比动子1的电枢铁心1b和永久磁铁1c或1d构成的组的连结方向上的长度稍长的距离。另外，第1齿部2a和第2齿部2b分别以在突出方向上不重叠的方式沿着动子1的移动方向交错配置(错开配置)。

此外，第1齿部2a和第2齿部2b不限于图4所示那样与动子1对置的面彼此不相对置的情况，也可以是面的一部分对置。这是因为只要是不对置的部分就会对动子1产生推力。整个面对置的话就不会对动子1产生推力。

对如上构成的定子2配置上述动子1。如图4所示，第1齿部2a与动子1的一个面对置，第2齿部2b与动子1的另一个面对置。当第1齿部2a对应于动子1的电枢铁心1b和永久磁铁1c构成的组时，相邻的第1齿部2a对应于电枢铁心1b和永久磁铁1c构成的组。在第1齿部2a和第1齿部2a之间有电枢铁心1b和永久磁铁1d构成的组。另外，第2齿部2b除了对应的电枢铁心和永久磁铁构成的组不同之外，也以同样的间隔配置。即，在1个磁周期设有一个第1齿部2a和1个第2齿部2b。而且，第1齿部2a和第2齿部2b设于电角度相差180度的位置(错开1/2磁周期的位置)。因此，例如存在如下位置关系：当第1齿部2a与动子1的一个永久磁铁1c和电枢铁心1b对置时，第2齿部2b与动子1的另一永久磁铁1d和电枢铁心1b对置。

图5、图6和图7是用于说明实施方式1的直线电机的推力产生原理的图。在动子1的线圈1a上流动交流电流。当在图5所示的方向上对线圈1a通电时(圆内部有黑点的标记表示从纸面的背面向正面通电，圆内部有叉的标记表示从纸面的正面向背面通电)，各电枢铁心1b的纸面上的上侧为N极、纸面上的下侧为S极。如虚线箭头所示，在各电枢铁心1b产生的磁通形成流入第1齿部2a、通过定子主体2c、从第2齿部2b向各电枢铁心1b流入的磁通回路。由于磁通回路，在第1齿部2a产生S极，在第2齿部2b产生N极。

以上，不考虑磁铁的磁通，对通过通电对定子2侧的第1齿部2a和第2齿部2b进行励磁的部分进行了说明。即，通过对围绕动子1的永久磁铁1c、1d和电枢铁心1b形成的磁路缠绕的线圈通电，能够与围绕定子2的第1齿部2a和第2齿部2b直接缠绕线圈时同样地将定子2的第1齿部2a和第2齿部2b励磁。

接下来，使用图6说明永久磁铁产生的磁极和推力。

如图6所示，当永久磁铁1c、1d的磁化方向关于电枢铁心1b相反时，电枢铁心1b整体为单极，例如，图中最左侧的电枢铁心1b为N极、左起第二个电枢铁心1b为S极这样被励磁。

另一方面，如图6的括号所示，在定子2的第1齿部2a和第2齿部2b上，存在由于对线圈1a的绕组通电而被励磁的磁极。这些由于永久磁铁1c、1d而形成的动子1磁轭侧(电枢铁心1b)的磁极和由于对线圈1a的绕组通电而被励磁的定子2的第1齿部2a、第2齿部2b侧的磁极相互吸引、排斥，从而对动子1产生推力。

此外，由于基于永久磁铁1c、1d的励磁强，在实际测量时，定子2侧的磁极有可能无法判别是N极还是S极。这是在一般的永久磁铁同步电机中也会时常发生的现象，能够利用所谓的磁路中的重叠定理容易地说明。在这种情况下，也同样能够通过由线圈的励磁打破永久磁铁形成的磁场的平衡来产生推力。为了避免误解，在图6中，将定子2的第1齿部2a、第2齿部2b的磁极符号标注括号表示。

图7示出了动子1从图5的状态移动了与电枢铁心1b和永久磁铁1c或1d构成的1个组的长度相等的距离即相当于电角度180度的距离的情况。在图7中，线圈上流动的电流的方向与图5相反。因此，在第1齿部2a产生N极，在第2齿部2b产生S极。永久磁铁1c、1d对电枢铁心1b的励磁不变，因此，在图7所示的箭头方向上产生吸引力，动子1的长度方向(移动方向)上的吸引力被合成，形成推力，动子1移动。当动子1从图7的状态移动了相当于电角度180度的距离时，呈与图5同样的状态。通过重复以上的动作，动子1连续移动。

接下来说明对端部效应造成的影响的改善。端部效应是指，在直线电机中，动子两端产生的磁性吸引、排斥力的影响会影响电机的推力特性(齿槽特性、磁阻特性)。以往，为了减少端部效应，采取了使两端的齿部的形状与其它齿部的形状不同的应对措施等。产生端部效应是由于磁通回路的流动方向与移动方向相同(参照专利文献1的图2)。但是，在实施方式1的直线电机中，包含通过定子主体2c的磁路的回路(磁通回路)的流动方向与移动方向成直角，因此能够减小端部效应的影响。

如上所述，在实施方式1的直线电机中，永久磁铁仅用于动子，因此即使在直线电机的全长长时，使用的永久磁铁量也是固定的，不会增加，能够降低成本。而且，能够减小端部效应的影响。

此外，在实施方式1中，示出了动子1整体被定子2夹着的方式。但是，在本发明中，只要动子1中的永久磁铁1c、1d和电枢铁心1b被定子2夹着即可，线圈1a的一部分从定子2突出也可以。

以上说明了单相的直线电机(构成1相的单元)。但是，不限于此。例如，当构成3相驱动的直线电机时，将3个上述动子隔开间隔配置在直线上即可，该间隔的大小等于齿部间距×(n+1/3)或齿部间距×(n+2/3)(n为整数)。这种情况下，考虑各动子的长度方向上的长度来设定整数n即可。

实施方式2

图8是表示实施方式2的直线电机的动子1的平面图。关于定子，由于与实施方式1相同，故省略说明。

在实施方式2中，排列的电枢铁心1b、11b与永久磁铁1c、1d中，仅有位于中央的电枢铁心11b的连结方向上的长度比其它电枢铁心1b的连结方向上的长度长。此外，电枢铁心1b、11b、永久磁铁1c、1d的长度方向两端部在连结方向(移动方向)上的位置不同。这些是用于使磁阻力降低的结构。

当动子中排列有永久磁铁和电枢铁心时，由于相对磁导率在移动方向上周期性变化，因此，高次的磁阻力谐波成分变得显著。一般在相独立式驱动中，在3相合成时，基波和2次、4次谐波相消，而3次、6次、9次等3的倍数次的谐波相长。

在谐波成分中，由于存在6次谐波尤其多的倾向，因此，使电枢铁心11b的移动方向上的长度比其它电枢铁心1b的长τ/6(τ：极距，τ＝λ/2，λ：相当于电角度360度的长度)。由此，在电枢铁心1b和电枢铁心11b产生的磁阻力的相位在6次谐波成分中相差180度，因此，6次谐波成分相消而减少。此外，以上说明了使电枢铁心11b长τ/6的情况，但使电枢铁心11b比其它电枢铁心1b短τ/6也能实现同样的效果。即，只要设置与其它电枢铁心具有τ/6的长度差的电枢铁心即可。

其次，12次以上的谐波成分能够通过偏斜配置永久磁铁1c、1d、电枢铁心1b和11b来减少。偏斜配置是指，相对于移动方向的垂直方向形成倾斜(角度)地配置永久磁铁1c、1d和电枢铁心1b、11b的长边。即，永久磁铁1c、1d和电枢铁心1b、11b的长度方向两端部在移动方向上的位置不同。此外，偏斜的角度(偏斜角度)为0～6度左右。

以上的说明中，改变了电枢铁心1b和11b的长度，并且对永久磁铁1c、1d和电枢铁心1b、11b进行了偏斜配置，但也可以仅改变电枢铁心11b的长度。另外，也可以仅进行永久磁铁1c、1d和电枢铁心1b的偏斜配置。当采用了这两种结构时，能够独立地变更电枢铁心的位移量和偏斜角度，因此，能够对主要的谐波成分有效减小磁阻力。

如上所述，实施方式2的直线电机不仅能够实现实施方式1的直线电机的效果，而且能够实现减少磁阻力的谐波成分这一效果。

另外，所配置的电枢铁心1b、11b、永久磁铁1c、1d呈长方体状，但也可以使与线圈1a的内周面对置的电枢铁心1b、11b、永久磁铁1c、1d各自的两面与线圈1a的内周面平行。即，也可以使电枢铁心1b、11b、永久磁铁1c、1d的一个截面呈平行四边形。

实施方式3

图9是表示实施方式3的直线电机的定子2的结构的剖视图。是将直线电机沿着移动方向切断的横剖视图。定子2的第1齿部2a和第2齿部2b被偏斜配置。定子2的第1齿部2a和第2齿部2b相对于动子的移动方向的垂直方向倾斜地配置。第1齿部2a和第2齿部2b的与动子的移动方向(纸面上的左右方向)相对的面以纸面的垂直方向(正反方向)为轴倾斜。

关于动子，由于与上述实施方式1相同，故省略说明。在实施方式3中，通过偏斜配置定子2的第1齿部2a和第2齿部2b，即使不偏斜配置动子的永久磁铁和电枢铁心，也能减小磁阻力。

此外，作为动子也能够使用与上述实施方式2同样的动子。这种情况下，必须考虑角度与磁阻力的减小之间的关系，该角度是指定子的齿部以及动子的电枢铁心和永久磁铁的长度方向与动子的移动方向的垂直方向所成的角度。即，需要充分研究定子的齿部以及动子的电枢铁心和永久磁铁分别以何种角度偏斜。

实施方式4

图10是表示实施方式4的直线电机的定子2的结构的剖视图。是将直线电机沿移动方向切断的横剖视图。定子2的第1齿部2a和第2齿部2b被偏斜配置。即，定子2的第1齿部2a和第2齿部2b的长度方向相对于动子的移动方向的垂直方向倾斜地配置。关于动子，由于与上述实施方式1相同，故省略说明。

如图10所示，第1齿部2a和第2齿部2b的倾斜方向相反。其目的在于抑制偏斜配置造成的翘起。由于偏斜配置齿部，直线电机产生的推力在从移动方向倾斜偏斜角度的方向产生，因此，有时动子整体会倾斜而发生翘起。通过使第1齿部2a和第2齿部2b的倾斜方向相反，第1齿部2a和第2齿部2b产生的与移动方向垂直的方向(横方向)上的推力分力方向相反。因此，横方向上的推力分力互相抵消，能够防止翘起。

如上所述，在实施方式4中，不仅能够实现实施方式1的直线电机中的效果，而且能够实现以下效果。通过偏斜配置定子的第1齿部2a和第2齿部2b，不用使动子的电枢铁心和永久磁铁偏斜，就能实现减少磁阻力的谐波成分这一效果。另外，通过使第1齿部2a和第2齿部2b的倾斜方向相反，能够实现防止翘起这一效果。

此外，在实施方式4中，与实施方式3同样，也能够使用实施方式2中的动子，但需要充分研究动子和定子的偏斜角度。

实施方式5

图11是表示实施方式5的直线电机的示意结构的局部断开斜视图。本实施方式的直线电机包括动子1和定子2。

图2是表示实施方式1的直线电机的动子1的平面图。实施方式5的直线电机的动子1与实施方式1相同。在以下的说明中参照图2。图12是表示实施方式5的直线电机的定子2的局部断开斜视图。图13是表示实施方式5的直线电机的定子2的结构的剖视图。

动子1具有如下结构：分别呈大致长方体状的电枢铁心1b、永久磁铁(磁铁)1c、电枢铁心1b、永久磁铁(磁铁)1d、电枢铁心1b、……交替排列并连结，围绕这样连结而成的结构缠绕有线圈1a。如图2所示，关于电枢铁心1b、永久磁铁1c、1d的沿着连结方向的长度(沿着连结方向的厚度)，电枢铁心1b比永久磁铁1c、1d的长(厚)。关于电枢铁心1b、永久磁铁1c、1d的与连结方向垂直的方向上的长度(纸面上下方向)，电枢铁心1b比永久磁铁1c、1d的长。另外，关于电枢铁心1b、永久磁铁1c、1d的垂直于图2的纸面的方向上的长度，电枢铁心1b、永久磁铁1c、1d的长度均大致相同，并且比线圈1a的长。电枢铁心1b与永久磁铁1c或1d以沿着长度方向(与连结方向垂直的方向)的面彼此在大致整个面贴紧的方式连结。

电枢铁心1b可以是将磁性材料例如硅元素钢板层叠而成的，也可以是将磁性金属粉末例如SMC(软磁性复合部件：Soft Magnetic Composites)固化成型而成的。通过使用这样的部件，能够抑制电枢铁心材料的涡流损耗、磁滞损耗以及偏磁。

永久磁铁1c、1d是以钕(Nd)、铁(Fe)、硼(B)为主要成分的钕磁铁。

在图2中，示于各永久磁铁1c、1d的空心箭头表示各永久磁铁1c、1d的磁化方向，箭头的终点表示N极，起点表示S极。永久磁铁1c、1d均在电枢铁心1b、永久磁铁1c、1d的连结方向上被磁化，彼此的磁化方向相反。而且，在这些相邻的永久磁铁1c和永久磁铁1d之间***有电枢铁心1b。隔着电枢铁心1b相邻的永久磁铁1c、1d在彼此相反的方向上被磁化。电枢铁心1b和永久磁铁1c、1d的排列结构的周围，缠绕着线圈1a。即，在线圈1a的内部排列有电枢铁心1b和永久磁铁1c、1d。

如图12所示，定子2的截面呈大致横U字形。如图11所示，定子2在动子1的移动方向上长。定子2包括相互对置的上板部21(板状部)、下板部22(板状部)、连结上板部21和下板部22的侧板部23。侧板部23起着将上板部21和下板部22磁耦合的作用。定子2通过折弯磁性金属例如平板状的压制钢而形成。另外，也可以是，将上板部21、下板部22、侧板部23分别制成平板状的磁性板，通过熔接或螺钉固定而形成定子2。此外，以图12所示的朝向设置并不是定子2必须的条件。能够以任何可设置的朝向使用。因此，如图12所示那样上板部21位于上侧、下板部22位于下侧、侧板部23位于左右侧的设置并不是必须的。

在上板部21，沿着动子1的移动方向并排设置有多个磁体部21a，磁体部21a的长度方向与动子1的移动方向正交。磁体部21a隔着空隙21b并排设置。磁体部21a的两端与相邻的磁体部21a连接。空隙21b是设于上板部21的一部分且呈长方体状的贯通孔。空隙21b通过铣削、切削加工、冲压加工等形成。空隙21b沿着动子1的移动方向隔离设置。

磁体部21a与空隙21b的分界面为矩形状。分界面与动子1的移动方向正对。即，分界面的面法线向量与表示动子的移动方向的向量平行。

确定空隙21b的长度方向上的尺寸，使得磁体部21a的长度方向上的尺寸与对置的动子1的电枢铁心1b的长度方向上的尺寸大致相同。如上所述，磁体部21a、空隙21b沿动子1的移动方向交替配置。形成空隙21b使得磁体部21a等间隔配置。

下板部22具有与上板部21相同的结构。在下板部22设有多个磁体部22a，磁体部22a的长度方向与动子1的移动方向正交。在下板部22，两个磁体部22a由空隙22b隔开。

如图13所示，上板部21的磁体部21a的动子1移动方向上的尺寸(纸面的左右方向上的尺寸)比上板部21的空隙21b的动子1移动方向上的尺寸小。同样，下板部22的磁体部22a的动子1移动方向上的尺寸比下板部22的空隙22b的动子1移动方向上的尺寸小。另外，上板部21的磁体部21a的动子1移动方向上的尺寸和下板部22的磁体部22a的动子1移动方向上的尺寸相同。上板部21的空隙21b的动子1移动方向上的尺寸与下板部22的空隙22b的动子1移动方向上的尺寸相同。

如图13所示，在上板部21，磁体部21a和空隙21b沿着动子1的移动方向交替配置，在下板部22，磁体部22a和空隙22b沿着动子1的移动方向交替配置。上板部21的磁体部21a和下板部22的空隙22b对置。上板部21的空隙21b和下板部22的磁体部22a对置。图13所示的结构中，磁体部21a、22a的动子1的移动方向上的尺寸分别比空隙21b、22b的动子1的长度方向上的尺寸小。另外，动子1的移动方向上的磁体部21a和空隙22b的中心位置大致一致，因此，空隙21b的一部分和空隙22b的一部分相互对置。

图13所示的例子中，上下的磁体部21a、22a交错，不相重叠，但不限于此。上下的磁体部21a、22a有一部分重叠也可以。因为在这样的情况下也会产生推力。当上下的磁体部21a、22a位于动子1的移动方向(图13的左右方向)上的同一位置且具有同一尺寸时，直线电机不产生推力。但是，位置错开后，上下的磁体部21a、22a的尺寸不同，只要在平面视图中一部分不重叠，就能产生推力。

定子2的侧板部23连结上板部21和下板部22。侧板部23分别与上板部21、下板部22各自的平行于动子1的移动方向的一个端面相连。上板部21、下板部22的另一个端面未被连结，构成了定子2的开口部。侧板部23起到将上板部21和下板部22磁耦合的作用。

图14是表示实施方式5的直线电机的示意结构的剖视图。图14的纸面正反方向为动子1的移动方向。图15是表示实施方式5的直线电机的示意结构的侧视图。图15是从定子2的开口部侧观察直线电机的图。图15的纸面的左右方向为动子1的移动方向。

如图14所示，定子2的截面呈大致横U字形，由对置的上板部21、下板部22、连结上板部21和下板部22的侧板部23构成。如图14所示，磁体部21a和22a的长度方向(纸面左右方向)上的长度比电枢铁心1b和永久磁铁1c或1d的长度方向上的长度稍长。这种情况下，由于边缘磁通，气隙假想地变短，能够使来自动子1的磁铁的磁通高效流到定子2。当气隙变短时，动子1由于吸引力而被吸引到中央，直线前进性变好。另外，磁体部21a和22a的长度方向上的长度与电枢铁心1b和永久磁铁1c或1d的长度方向上的长度相同也可以。

如图15所示，磁体部21a、22a的动子1的移动方向(纸面左右方向)上的尺寸比动子1的电枢铁心1b和永久磁铁1c或1d构成的组的连结方向上的尺寸稍小。磁体部21a、22a的配置间隔即空隙21b、22b的动子1的移动方向上的尺寸比动子1的电枢铁心1b和永久磁铁1c或1d构成的组的连结方向上的尺寸稍大。

图14中，磁体部21a、22a的与动子1的移动方向垂直的方向上的尺寸，即上板部21、下板部22的板厚尺寸(图14的纸面上下方向上的尺寸)分别比磁体部的与动子1的移动方向相同的方向上的尺寸(宽度尺寸)大。该两个尺寸的关系，也可以因动子1、电枢铁心1b、永久磁铁1c、1d、定子2、磁体部21a、21b和线圈1a的配置和尺寸而不同于图14所示的关系。

如图15所示，磁体部21a与动子1的一个面对置，磁体部22a与动子1的另一个面对置。当磁体部21a对应于动子1的电枢铁心1b和永久磁铁1c构成的组时，相邻的磁体部21a对应于电枢铁心1b和永久磁铁1c构成的组，电枢铁心1b和永久磁铁1d构成的组位于这两个磁体部21a之间。此外，磁体部22a除了对应的电枢铁心1b和永久磁铁1d构成的组不同之外，也具有同样的位置关系。即，动子1的1个磁周期设有1个磁体部21a和1个磁体部22a。此外，磁体部21a和磁体部22a被设于电角度相差180度的位置(错开1/2磁周期的位置)。因此，例如存在如下位置关系：当磁体部21a与动子1的一个永久磁铁1c和电枢铁心1b对置时，磁体部22a与动子1的另一永久磁铁1d和电枢铁心1b对置。

图16、图17和图18是用于说明实施方式5的直线电机的推力产生原理的图。在动子1的线圈1a上流动交流电流。当在图16所示的方向上对线圈1a通电时(圆内部有黑点的标记表示从纸面的背面向正面通电，圆内部有叉的标记表示从纸面的正面向背面通电)，各电枢铁心1b的纸面上的上侧为N极、纸面上的下侧为S极。如虚线箭头所示，各电枢铁心1b产生的磁通形成流入上板部21的磁体部21a、通过侧板部23、从下板部22的磁体部22a向各电枢铁心1b流入的磁通回路。由于磁通回路，在磁体部21a产生S极，在磁体部22a产生N极。

以上，不考虑磁铁的励磁，对通过将动子1的线圈1a通电对定子2的磁体部21a和磁体部22a进行励磁的部分进行了说明。即，通过对围绕动子1的永久磁铁1c、1d和电枢铁心1b形成的磁路上缠绕的线圈1a通电，能够与围绕定子2的磁体部21a和磁体部22a直接缠绕线圈时同样地将定子2的磁体部21a和磁体部22a励磁。

接下来，使用图17说明永久磁铁产生的磁极和推力。

如图17所示，当永久磁铁1c、1d的磁化方向关于电枢铁心1b相反时，电枢铁心1b整体为单极，例如，图中最左侧的电枢铁心1b为N极、左起第二个电枢铁心1b为S极这样被励磁。

在此，空心箭头的终点表示N极，起点表示S极。

另一方面，如图17的括号所示，在定子2的磁体部21a和磁体部22a上，存在由于对线圈1a的绕组通电而被励磁的磁极。这些由于永久磁铁1c、1d而形成的动子1磁轭侧(电枢铁心1b)的磁极和由于对线圈1a的绕组通电而被励磁的磁体部21a、磁体部22a侧的磁极相互吸引、排斥，从而对动子1产生推力。

此外，由于基于永久磁铁1c、1d的励磁强，在实际测量时，定子2侧的磁极有可能无法判别是N极还是S极。这是在一般的永久磁铁同步电机中也会时常发生的现象，能够利用所谓的磁路中的重叠定理容易地说明。在这种情况下，也同样能够通过由线圈的励磁打破永久磁铁形成的磁场的平衡来产生推力。为了避免误解，在图17中，将定子2的磁体部21a、磁体部22a的磁极符号标注括号表示。

图18示出了动子1从图16的状态移动了与电枢铁心1b和永久磁铁1c或1d构成的1个组的长度相等的距离即相当于电角度180度的距离的情况。在图18中，线圈1a上流动的电流的方向与图16相反。因此，在磁体部21a产生N极，在磁体部22a产生S极。永久磁铁1c、1d对电枢铁心1b的励磁不变，因此，在图18所示的箭头方向上产生吸引力，动子1的长度方向(移动方向)上的吸引力被合成，形成推力，动子1移动。当动子1从图18的状态移动了相当于电角度180度的距离时，呈与图16同样的状态。通过重复以上的动作，动子1连续移动。

接下来说明对端部效应造成的影响的改善。端部效应是指，在直线电机中，动子两端产生的磁性吸引、排斥力的影响会影响电机的推力特性(齿槽特性、磁阻特性)。以往，为了减少端部效应，采取了使两端的齿部的形状与其它齿部的形状不同的应对措施等。产生端部效应是由于磁通回路的流动方向与移动方向相同(参照专利文献1的图2)。但是，在实施方式5的直线电机中，包含通过定子2的侧板部23的磁路的回路(磁通回路)的流动方向与移动方向成直角，因此能够减小端部效应的影响。

如上所述，在实施方式5的直线电机中，永久磁铁仅用于动子1，因此即使在直线电机的全长长时，使用的永久磁铁量也是固定的，不会增加，能够降低成本。而且，能够减小端部效应的影响。

此外，在上板部21，磁体部21a由空隙21b隔开，在下板部22，磁体部22a由空隙22b隔开。磁体部21a、22a分别与空隙21b、22b之间产生磁阻差。与像现有技术那样设置从板状部件的一面突出的齿的情况比较，能够使板状部件更薄，能够使定子2薄型化。

另外，实施方式5中示出了动子1全部被定子2夹着的方式，但本发明中，只要动子1中的永久磁铁1c、1d和电枢铁心1b被定子2夹着即可，线圈1a的一部分从定子2突出也可以。

以上说明了单相的直线电机(构成1相的单元)。但是，不限于此。例如，当构成3相驱动的直线电机时，将3个上述动子隔开间隔配置在直线上即可，该间隔的大小等于齿部间距×(n+1/3)或齿部间距×(n+2/3)(n为整数)。这种情况下，考虑各动子的长度方向上的长度来设定整数n即可。

实施方式6

图8是表示实施方式2的直线电机的动子1的平面图。在实施方式6的直线电机中使用实施方式2的动子1。以下，参照图8再次进行说明。关于定子2，由于与实施方式5相同，故省略说明。

在实施方式6中，动子1如图8所示，排列的电枢铁心1b、11b与永久磁铁1c、1d中，仅有位于中央的电枢铁心11b的连结方向上的长度比其它电枢铁心1b的连结方向上的长度长。此外，电枢铁心1b、11b、永久磁铁1c、1d的长度方向两端部在连结方向(移动方向)上的位置不同。这些是用于使磁阻力降低的结构。

当动子中排列有永久磁铁和电枢铁心时，由于相对磁导率在移动方向上周期性变化，因此，高次的磁阻力谐波成分变得显著。一般在相独立式驱动中，在3相合成时，基波和2次、4次谐波相消，而3次、6次、9次等3的倍数次的谐波相长。

在谐波成分中，由于存在6次谐波尤其多的倾向，因此，使电枢铁心11b的移动方向上的长度比其它电枢铁心1b长τ/6(τ：极距，τ＝λ/2，λ：相当于电角度360度的长度)。由此，在电枢铁心1b和电枢铁心11b产生的磁阻力的相位在6次谐波成分中相差180度，因此，6次谐波成分相消而减少。此外，以上说明了使电枢铁心11b长τ/6的情况，但使电枢铁心11b比其它电枢铁心1b短τ/6也能实现同样的效果。即，只要设置与其它电枢铁心具有τ/6的长度差的电枢铁心即可。

其次，12次以上的谐波成分能够通过偏斜配置永久磁铁1c、1d、电枢铁心1b和11b来减少。偏斜配置是指，相对于移动方向的垂直方向形成倾斜(角度)地配置永久磁铁1c、1d和电枢铁心1b、11b的长边。即，永久磁铁1c、1d和电枢铁心1b、11b的沿着长度方向的面的两端在移动方向上的位置不同。此外，偏斜的角度(偏斜角度)为0～6度左右。

以上的说明中，改变了电枢铁心1b和11b的长度，并且进行了永久磁铁1c、1d和电枢铁心1b、11b的偏斜配置，但也可以仅改变电枢铁心11b的长度。另外，也可以仅进行永久磁铁1c、1d和电枢铁心1b的偏斜配置。另外，当采用了这两种结构时，能够独立地变更电枢铁心的长度和偏斜角度，因此，能够对主要的谐波成分有效减小磁阻力。

如上所述，实施方式6的直线电机不仅能够实现实施方式5的直线电机的效果，而且能够实现减少磁阻力的谐波成分这一效果。

另外，所配置的电枢铁心1b、11b、永久磁铁1c、1d呈长方体状，但也可以将与线圈1a的内周面对置的电枢铁心1b、11b、永久磁铁1c、1d各自的两面构成为与线圈1a的内周面平行。即，也可以使电枢铁心1b、11b、永久磁铁1c、1d的一个截面呈平行四边形。

实施方式7

图19是表示实施方式7的直线电机的定子2的结构的平面图。上板部21的磁体部21a、下板部22的磁体部22a被偏斜配置。如图19所示，磁体部21a并不与动子1的移动方向的垂直方向平行，而是以规定的角度倾斜。相应地，上板部21的空隙21b也不与动子1的移动方向的垂直方向平行，而是以规定的角度倾斜。即，对磁体部21a和空隙21b的分界面的面法线向量不与表示动子1的移动方向的向量平行。此外，包含两个向量的平面与上板部21、下板部22平行。

空隙21b是设于上板部21的孔，因此，通过空隙21b能看到下板部22。如上所述，上板部21的空隙21b与下板部22的磁体部22a对置，因此，通过作为孔的空隙21b看到的是下板部22的磁体部22a。另外，磁体部21a、22a比空隙21b、22b小，因此，如图19所示，下板部22的空隙22b的一部分能通过空隙21b看到。关于动子1，由于与上述实施方式5相同，故省略说明。

如上所述，实施方式7的直线电机不仅能够实现实施方式5的直线电机的效果，还能够实现以下效果。在实施方式7中，通过将定子2的磁体部21a、22a和空隙21b、22b偏斜配置，即使不偏斜配置动子1的永久磁铁1c、1d和电枢铁心1b，也能够减小磁阻力。

此外，作为动子，也能够使用与上述实施方式6同样的动子。这种情况下，必须考虑角度与磁阻力的减小之间的关系，该角度是指定子的磁体部和空隙以及动子的电枢铁心和永久磁铁的长度方向与动子的移动方向的垂直方向所成的角度。即，需要充分研究定子的磁体部和空隙以及动子的电枢铁心和永久磁铁分别以何种角度偏斜。

实施方式8

图20是表示实施方式8的直线电机的定子2的结构的平面图。上板部21的磁体部21a、下板部22的磁体部22a被偏斜配置。关于动子1，由于与上述实施方式5相同，故省略说明。

如图20所示，磁体部21a和磁体部22a的倾斜方向相反。即，磁体部21a和空隙21b的分界面的面法线向量不与表示动子1的移动方向的向量平行。而且，磁体部22a和空隙22b的分界面的面法线向量不与表示动子1的移动方向的向量平行。由于磁体部21a和磁体部22a的倾斜方向相反，一个面法线向量与表示动子1的移动方向的向量所成的角度和另一个面法线向量与表示动子1的移动方向的向量所成的角度相加所得的值等于一个面法线向量与另一个面法线向量所成的角度。

磁体部21a和磁体部22a的倾斜方向相反，其目的在于抑制偏斜配置造成的翘起。通过偏斜配置磁体部21a、22a，直线电机产生的推力在从移动方向倾斜偏斜角度的方向产生，因此，有时动子整体会倾斜并发生翘起。通过使磁体部21a和磁体部22a的倾斜方向相反，磁体部21a和磁体部22a产生的与移动方向垂直的方向(横方向)上的推力分力方向相反。因此，横方向上的推力分力互相抵消，能够防止翘起。

如上所述，在实施方式8中，不仅能够实现实施方式5的直线电机中的效果，而且能够实现以下效果。通过偏斜配置定子2的磁体部21a和磁体部22a，不用使动子1的电枢铁心1b和永久磁铁1c、1d偏斜，就能实现减少磁阻力的谐波成分这一效果。另外，通过使磁体部21a和磁体部22a的倾斜方向相反，能够实现防止翘起这一效果。

此外，在实施方式8中，与实施方式7同样，也能够使用实施方式6中的动子1，但需要充分研究动子1和定子2的偏斜角度。

实施方式9

图21是表示实施方式9的直线电机的定子2的结构的局部断开斜视图。实施方式5的定子2中，隔开磁体部21a、22a的空隙21b、22b是孔，但实施方式9中形成为一边开口。即，空隙21b、22b的定子2的开口侧形成为开口。磁体部21a形成为梳齿状。同样，磁体部22a形成为梳齿状。包含动子1的其它结构与实施方式5相同。

形成于上板部21的磁体部21a呈大致长方体状。磁体部21a从上板部21的连结于侧板部23的部分离开规定的距离而形成。磁体部21a与上板部21同样地在垂直于侧板部23的方向上突出。磁体部21a的突出方向为长度方向。磁体部21a夹着空隙21b沿着动子1的移动方向形成有多个。

形成于下板部22的磁体部22a、空隙22b的形状与磁体部21a、空隙21b相同。

与上述实施方式5相同，上板部21的磁体部21a和下板部22的磁体部22a的位置在动子1的移动方向上错开。具有如图13所示的位置关系。磁体部21a和空隙22b对置，磁体部22a和空隙21b对置。

如上所述，实施方式9的直线电机不仅能够实现实施方式5的直线电机的效果，而且能够实现以下效果。通过将定子2的上板部21、下板部22形成为梳齿状，用于定子2的部件量被减少，能够使定子2轻量化。能够使成本降低。

实施方式10

图22是表示实施方式10的直线电机的定子2的结构的平面图。实施方式7的直线电机中，定子2的上板部21、下板部22被形成为梳齿状。与实施方式7相同，磁体部21a、22a被偏斜配置。以规定的角度倾斜。如图22所示，磁体部21a、磁体部22a并不与动子1的移动方向的垂直方向平行，而是以规定的角度倾斜。

上板部21被形成为梳齿状，因此，通过两个磁体部21a间的缝隙(空隙21b)能够看到下板部22。设于上板部21的磁体部21a和设于下板部22的磁体部22a具有沿着动子1的移动方向交错的位置关系。因此，如图22所示，通过两个磁体部21a间的缝隙(空隙21b)看到的是设于下板部22的磁体部22a。动子1使用与实施方式5相同的动子。

如上所述，实施方式10的直线电机不仅能够实现实施方式7的直线电机的效果，还能够实现以下效果。通过将定子2的上板部21、下板部22形成为梳齿状，用于定子2的部件量被减少，能够使定子2轻量化。能够使成本降低。

实施方式11

图23是表示实施方式11的直线电机的定子2的结构的平面图。实施方式8的直线电机中，定子2的上板部21、下板部22被形成为梳齿状。关于动子1，由于与上述实施方式5相同，故省略说明。

如图23所示，与实施方式8相同，磁体部21a和磁体部22a的倾斜方向相反。其目的在于抑制偏斜配置造成的翘起。

如上所述，实施方式11的直线电机不仅能够实现实施方式8的直线电机的效果，而且能够实现以下效果。通过将定子2的上板部21、下板部22形成为梳齿状，用于定子2的部件量被减少，能够使定子2轻量化。能够使成本降低。

实施方式5至实施方式11中，定子2的制造能够通过如下工序进行。在作为磁体的板上先通过加工(切削加工或冲压)形成成为空隙21b、22b的孔和成为磁体部21a、22a的梳齿，然后，通过折弯而形成定子2。这样，能够容易地形成定子2，并且，不必用多个零件制造定子2，因此能够制造机械性能稳定且组装误差小的直线电机。

实施方式5至实施方式11中，磁体部21a、22a分别间隔着空隙21b、22b形成，但不限于此。也可以配置隔开磁体部21a、22a的非磁体部件(铝、铜等)。

另外，实施方式5至实施方式11中，磁体部21a、22a分别是上板部21、下板部22的一部分，因此，形成为不从上板部21、下板部22突出的构造。该不突出的构造也可以不是严格的不突出。也包含为了对磁体部21a、22a的特性进行微调而使磁体部21a、22a从上板部21、下板部22的其它部分稍微突出的情况。另外，也包含由于加工空隙21b、22b的关系而使磁体部21a、22a从上板部21、下板部22的其它部分突出的情况。

此外，上述实施方式1至实施方式11中，永久磁铁不限于钕磁铁，也可以使用铝镍钴磁铁、铁氧体磁铁、钐钴磁铁等。

在本说明书中以电枢为动子、以作为磁体的板状部和作为磁体的齿部为定子，但也可以用本说明书公开的电枢构成定子、用作为磁体的板状部和齿部构成动子。

各实施方式记载的技术特征(结构要件)能够互相组合，能够通过组合而形成新的技术特征。

另外，上述实施方式中所有内容均为例示，不应认为实现限制性的。本发明的范围并不是上述含义，而是由权利要求所示，并包含与权利要求均等的含义和范围内的各种变更。

【附图标记说明】

1 动子

1a 线圈

1b、11b 电枢铁心

1c、1d 永久磁铁

2 定子

2a 第1齿部

2b 第2齿部

2c 定子主体

21 上板部(板状部)

21a 磁体部

21b 空隙

22 下板部(板状部)

22a 磁体部

22b 空隙

23 侧板部

Claims (24)

1.一种直线电机，其包括动子和作为磁体的定子，所述直线电机的特征在于：

所述动子，在线圈内部配置有沿着移动方向交替连结的多个磁铁和电枢铁心，隔着电枢铁心相邻的磁铁在彼此相反的方向被磁化，

所述定子具有在所述动子的移动方向上长的两个板状部，该两个板状部磁耦合并对置，

并且，在该两个板状部的对置的面上，分别隔着规定间隔排列有棒状并且大致长方体状的作为磁体的齿部，

所述动子在所述对置的两个板状部之间沿着所述齿部的排列方向移动。

2.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于：

所述两个板状部的一者的面上排列的齿部和另一者的面上排列的齿部沿着所述动子的移动方向交错配置。

3.根据权利要求1或2所述的直线电机，其特征在于：

所述齿部的长度方向与所述动子的移动方向大致成直角。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的直线电机，其特征在于：

所述磁铁和所述电枢铁心呈棒状并且大致长方体状，以各自沿着长度方向的面彼此在大致整个面贴紧的方式连结。

5.根据权利要求4所述的直线电机，其特征在于：

所述各磁铁和所述各电枢铁心的长度方向两端部相对于所述动子的移动方向的位置不同。

6.根据权利要求5所述的直线电机，其特征在于：

所述各磁铁和所述各电枢铁心的一个截面为平行四边形。

7.根据权利要求4至6中任意一项所述的直线电机，其特征在于：

所述齿部的长度方向相对于所述动子的移动方向的垂直方向倾斜。

8.根据权利要求7所述的直线电机，其特征在于：

所述两个板状部的一者的面上排列的齿部和另一者的面上排列的齿部向不同的方向倾斜。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的直线电机，其特征在于：

具有电枢铁心，其在所述动子的移动方向上的长度不同。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的直线电机，其特征在于：

所述齿部与所述定子接合。

11.根据权利要求1至9中任意一项所述的直线电机，其特征在于：

所述齿部通过在所述定子利用抠制加工形成凹凸部而形成。

12.一种直线电机，其包括定子和动子，所述直线电机的特征在于：

所述动子，在线圈内部配置有沿着移动方向交替连结的多个磁铁和电枢铁心，隔着该电枢铁心相邻的磁铁在彼此相反的方向被磁化，

所述定子具有在所述动子的移动方向上长的两个板状部，该两个板状部磁耦合并对置，

在该两个板状部之间配置有所述动子,

在所述板状部，分别沿着所述移动方向并排设置有不从所述板状部突出的多个磁体部。

13.根据权利要求12所述的直线电机，其特征在于：

所述多个磁体部隔着空隙以等间隔并排设置。

14.根据权利要求13所述的直线电机，其特征在于：

所述空隙是贯通所述板状部且呈长方体状的贯通孔。

15.根据权利要求13所述的直线电机，其特征在于：

所述磁体部形成为梳齿状。

16.根据权利要求13至15中任意一项所述的直线电机，其特征在于：

所述两个板状部的一者的磁体部与另一者的磁体部的至少一部分沿着所述动子的移动方向交错。

17.根据权利要求13至16中任意一项所述的直线电机，其特征在于：

所述磁体部和所述空隙的分界面为平面，该平面的面法线向量与表示所述移动方向的向量平行。

18.根据权利要求13至16中任意一项所述的直线电机，其特征在于：

所述磁体部和所述空隙的分界面为平面，包含该平面的面法线向量和表示所述移动方向的向量的平面与所述板状部平行，

所述面法线向量不与表示所述移动方向的向量平行。

19.根据权利要求18所述的直线电机，其特征在于：

所述板状部的一者的面法线向量与表示所述移动方向的向量所成的角度加上所述板状部的另一者的面法线向量与表示所述移动方向的向量所成的角度得到的值，等于所述一者的面法线向量与所述另一者的面法线向量所成的角度的值。

20.根据权利要求12至19中任意一项所述的直线电机，其特征在于：

所述磁铁和所述电枢铁心呈长方体状，以各自沿着长度方向的面彼此在大致整个面贴紧的方式连结。

21.根据权利要求20所述的直线电机，其特征在于：

所述磁铁和所述电枢铁心的沿着所述长度方向的面面向所述动子的移动方向，并相对于所述移动方向倾斜，即沿着所述长度方向的面的两端在所述移动方向上的位置不同。

22.根据权利要求12至21中任意一项所述的直线电机，其特征在于：

具有电枢铁心，其在所述动子的移动方向上的长度不同。

23.根据权利要求13至22中任意一项所述的直线电机，其特征在于：

所述空隙通过切削加工形成。

24.根据权利要求13至22中任意一项所述的直线电机，其特征在于：

所述空隙通过冲压加工形成。