アクチュエータ
ケース（１００）と、このケース（１００）の内部で回転自在に支持された回転体（２００）と、磁力により回転体を回転駆動するステータ（１１０）とを備える。ステータ（１１０）は、ケース（１００）の外部に装着された鉄心（１１１）と当該鉄心（１１１）に巻回された磁気コイル（１１２）とを含む。そして、磁極を構成する鉄心（１１１）の端面が、少なくとも非積層強磁性体で形成され、かつケース（１００）の内壁の一部を形成するように当該ケース（１００）の内面に露出した構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
この発明は、ケースの内部で移動自在な移動子、磁力によりこの移動子を駆動する固定子とを備えたアクチュエータに関し、特に、高真空や高温環境下での使用に好適なアクチュエータに関する。
【背景技術】
真空ポンプやターボ分子ポンプなどの駆動源に用いられるアクチュエータとして、真空モータが知られている。真空モータは、回転体とこの回転体を回転駆動するための電磁石からなるステータとを備えている。電磁石は、周知のごとく、鉄心の周囲に磁気コイルを巻回して形成されている。そして、電磁石を形成する鉄心には、渦電流の防止と吸引力強化のため、積層鋼板が使われている。積層鋼板は、複数枚の薄厚鋼板を樹脂製接着剤によって接着した構成である。
さて、真空モータは、ケースの内部を高真空雰囲気とする必要がある。しかし、従来の真空モータは、このケースの内部に、回転体とステータとが配設されており（例えば、特開平１０−２８８１９１号公報参照）、しかもステータを構成する電磁石の鉄心に積層鋼板が用いられていたので、この積層鋼板にサンドイッチされた樹脂製接着剤から放出されるガスの影響により、ケース内を高真空雰囲気とすることが困難であった。
さらに、真空モータを高温下で運転する必要のある場合は、積層鋼板にサンドイッチされた樹脂製接着剤から多量のガスが放出されるため、いっそう高真空雰囲気を形成することが困難であった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ケース内を高真空雰囲気に形成することができ、しかも高温下での運転にも充分な耐久性を保持することができるアクチュエータの提供を目的とする。
【発明の開示】
本発明は、ケースと、このケースの内部で移動自在な移動体と、磁力により移動体を駆動するステータとを備えたアクチュエータにおいて、
ステータは、
ケースの外部に装着された鉄心と当該鉄心に巻回された磁気コイルとを含み、
磁極を構成する鉄心の少なくとも端面が非積層強磁性体で形成され、かつケースの内壁の一部を形成するように当該ケースの内面に露出していることを特徴とする。
ここで、移動体は、ケースの内部で回転自在に支持された回転体で構成することができる。その場合、ステータは、回転体を回転駆動するように周方向に一定間隔をおいてケースに配設する。
ステータをケースの外部に配設することで、ステータを構成する鉄心が積層鋼板で形成されていても、積層鋼板からの放出ガスの影響を受けることなく、ケース内を高真空雰囲気とすることができる。
しかし、ステータをケースの外部に配設しただけでは、回転体との間の間隔が広がってしまい、回転体を駆動するために必要な磁力が弱まり、充分なトルクが得られないおそれがある。
そこで、本発明は、磁極を構成する鉄心の少なくとも端面を非積層強磁性体で形成し、さらにこの鉄心の端面をケースの内面に露出させることで、回転体との間の間隔を狭めている。これにより、強力な磁力を得ることができ、充分に大きなトルクをもって回転体を回転駆動することが可能となる。鉄心の端面は、非積層強磁性体で形成してあるので、ケースの内面に露出させても当該部位からガスが放出されることはない。しかも非積層強磁性体で形成した鉄心は、高温下や温度変化の激しい環境下においても高い耐久性，耐食性を保持することができる。
また、移動体を非接触にて移動自在に支持する磁気軸受を備えたアクチュエータにおいては、磁気軸受についても上記ステータと同様の構成を適用することが好ましい。
磁気軸受は、軸受用電磁石と、移動体における軸受用電磁石の磁極と対向する部位に設けられた軸受用強磁性体部とを備えている。
軸受用電磁石は、
ケースの外部に装着された鉄心と当該鉄心に巻回された磁気コイルとを含み、
磁極を構成する鉄心の少なくとも端面が非積層強磁性体で形成され、ケースの内壁の一部を形成するように当該ケースの内面に露出した構成とする。
これにより、磁気軸受を構成する鉄心が積層鋼板で形成されていても、積層鋼板からの放出ガスの影響を受けることなく、ケース内を高真空雰囲気とすることができる。
そして、磁極を構成する鉄心の端面を少なくとも非積層強磁性体で形成し、さらにこの鉄心の端面をケースの内面に露出することで、移動体に設けられた軸受用強磁性体部との間の間隔を狭めている。これにより、強力な磁力をもって移動体を非接触で支持することが可能となる。ここでも、鉄心の端面は、非積層強磁性体で形成してあるので、ケースの内面に露出させても当該部位からガスが放出されることはない。しかも非積層強磁性体で形成した鉄心は、高温下や温度変化の激しい環境下においても高い耐久性，耐食性を保持することができる。
さらに、磁気軸受は、軸受用強磁性体部を塊状の非積層強磁性体で形成することが好ましい。軸受用強磁性体部に積層鋼板を用いることなく、塊状の非積層強磁性体で形成することにより、ケース内にガスの放出源がなくなり、ケース内を高真空雰囲気とすることができる。
このように、軸受用強磁性体部を塊状の非積層強磁性体で形成しても、軸受用電磁石を形成する鉄心の端面をケースの内面に露出させて、軸受用強磁性体部との間隔を狭めているので、それらの部材間に強力な磁力を生じさせることが可能である。
ここで、移動体がケースの内部で回転自在に支持された回転体の場合には、軸受用電磁石と軸受用強磁性体部とを、次のように構成することが好ましい。
すなわち、軸受用電磁石は、回転体を軸方向に支持するスラスト電磁石と、回転体を径方向に支持するラジアル電磁石とを含む構成とする。
また、軸受用強磁性体部は、スラスト電磁石の磁極と対向する部位に設けられたスラスト強磁性体部と、ラジアル電磁石の磁極と対向する部位に設けられたラジアル強磁性体部とを含む構成とする。
このように構成することで、回転体をスラスト方向（軸方向）とラジアル方向（径方向）のそれぞれに非接触にて支持することができ、摩擦による金属粉の飛散がなく高真空雰囲気を持続させることが可能となる。
ここで、回転体には、各軸受用強磁性体部の間に非磁性体を介在させることが好ましい。
各軸受用強磁性体部を電磁的に遮断することなく隣接させた場合、相互に隣接する軸受用強磁性体部から磁力線の干渉が発生して、磁力が低下してしまうおそれがある。そこで、各軸受用強磁性体部の間に非磁性体を介在させることで、各軸受用強磁性体部を磁気的に遮断してこの種の弊害を回避することができる。
さらに、ラジアル電磁石は、回転体の異なる２箇所を径方向に支持する第１，第２ラジアル電磁石を含み、
ラジアル強磁性体部は、第１ラジアル電磁石の磁極と対向する部位に設けられた第１ラジアル強磁性体部と、第２ラジアル電磁石の磁極と対向する部位に設けられた第２ラジアル強磁性体部とを含む構成とすることが好ましい。
これにより回転体の傾きを防止して常に一定の姿勢で回転体を支持することが可能となる。
ここで、回転体は、径方向に複数の磁極が突出したロータ部と、このロータ部と同軸上で軸方向に延びる回転軸部とを含み、回転軸部を非磁性体で形成し、
第１ラジアル強磁性体部を、回転軸部の軸方向一端部に設けるとともに、第２ラジアル強磁性体部を、回転軸部の軸方向他端部に設けることが好ましい。
この構成により、ロータ部と各ラジアル強磁性体部とを、非磁性体の回転軸部によって磁気的に遮断することができ、簡単な構成で磁力線の干渉を回避することが可能となる。
さらに、回転体のロータ部を塊状の非積層強磁性体で形成するとともに、スラスト強磁性体部をロータ部と一体形成すれば、スラスト強磁性体部を別個に設ける必要がなくなり、構成が簡素化されて製作コストの低価格化を実現することができる。
また、各ラジアル電磁石は、それぞれ回転体の周囲に一定間隔をおいて複数設置することになる。ここで、各ラジアル電磁石の鉄心が磁極となる複数の端面を有する場合、これら各端面は軸方向に配置することが好ましい。
このような配置とすれば、ラジアル電磁石の鉄心の端面から放出される磁力線が、隣接するラジアル電磁石の鉄心の端面から放出される磁力線と干渉して磁力が不安定となる弊害を回避することができる。
上述したように、本発明によれば、ケース内を高真空雰囲気に形成することができ、しかも高温下や温度変化の激しい環境下においても充分な耐久性，耐食性を保持することができる。
上述した構成において、移動体は、ケースの内部で直線移動自在な構成としてもよく、またステータは、移動体を直線的に駆動するように当該移動方向へ一定間隔をおいてケースに配設してもよい。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明を回転式のモータ装置に適用した実施形態を示す断面正面図である。
図２は、回転体の構成を示す一部断面正面図である。
図３は、ケースとそこに装着された部品を示す正面断面図である。
図４は、ロータ部およびステータの鉄心に関する図１のＡ−Ａ線断面図である。
図５は、第１ラジアル強磁性体部および第１ラジアル電磁石の鉄心に関する図１のＢ−Ｂ線断面図である。
図６は、本発明をリニアモータに適用した実施形態を示す断面正面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明に係る好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明を回転式のモータ装置に適用した実施形態を示す断面正面図である。図２および図３はそれぞれ図１に示したモータ装置の構成要素を示す図で、図２は回転体の構成を示す一部断面正面図である。図３はケースとそこに装着された部品を示す正面断面図である。
これらの図面に示すモータ装置は、高温下で運転される真空モータに好適な構成を備えている。
モータ装置は、ケース１００と、このケース１００の内部で回転自在に支持された回転体２００とを備えている。
回転体２００は、図２に示すように、非磁性体からなる丸棒状の回転軸部２１０と、そのほぼ中央に装着された円盤状のロータ部２２０と備えており、回転軸部２１０の一端部側には、環状の第１ラジアル強磁性体部２３０が外嵌固定されている。また、回転軸部２１０の他端部側には、環状の第２ラジアル強磁性体部２４０が外嵌固定されている。そして、ロータ部２２０と各ラジアル強磁性体部２３０，２４０の間には、非磁性体からなる回転軸部２１０又は環状の非磁性体２１１が介在している。
この構成により、ロータ部２２０と各ラジアル強磁性体部２３０，２４０とを、非磁性体の回転軸部２１０や環状の非磁性体２１１によって磁気的に遮断することができ、簡単な構成で磁力線の干渉を回避することが可能となる。
ロータ部２２０は、塊状の非積層強磁性体で形成してある。このロータ部２２０は、図４に示すように、径方向に複数の磁極２２０ａが突出して形成されており、これら磁極の内側（中心寄り）の部分がスラスト強磁性体部２２１を形成している。
ケース１００は、内部が中空となっており、その中空部内に回転体２００が収容される（図１参照）。ケース１００の外部には、図３に示すように、ステータ１１０が設けられ、さらにスラスト電磁石１２０、第１ラジアル電磁石１３０、第２ラジアル電磁石１４０の各軸受用電磁石が設けられている。さらに、適所に回転体２００との間の間隔を検出するための非接触センサ１５０，１５１，１５２が設けられている。これら非接触センサとしては、例えば、渦電流センサ、静電容量センサ、光学式センサなどを適用することができる。
ここで、ロータ部２２０とステータ１１０は、回転体２００を磁力によって回転駆動するための回転駆動部を形成している。ステータ１１０は、Ｕ字状の鉄心１１１と、この鉄心１１１の各腕部に巻回された電磁コイル１１２とで構成された電磁石である。鉄心１１１は、複数枚の薄厚鋼板を積層してなる積層鋼板で形成してあり、その端面には非積層強磁性体の薄板１１３が貼り付けてある（図３参照）。そして、この非積層強磁性体の薄板１１３が貼り付けられた鉄心１１１の端面を、ケース１００の内面に露出させるようにして、ケース１００の外部にステータ１１０が装着されている。ここで、鉄心１１１の端面は、ケース１００の内壁の一部を形成する。
ステータ１１０をケース１００の外部に配設することで、ステータ１１０を構成する鉄心１１１が積層鋼板で形成されていても、積層鋼板からの放出ガスの影響を受けることなく、ケース１００内を高真空雰囲気とすることができる。さらに、鉄心１１１の端面をケース１００の内面に露出させることで、回転体２００との間の間隔を狭め、強力な磁力を得ることができる。
ステータ１１０は、図４に示すように、ロータ部２２０の周囲で等間隔をおいて複数個（図４では１２個）配設されている。これら各ステータ１１０の鉄心１１１が有する２つの端面は、軸方向に沿って配置してある。このような配置とすれば、各ステータ１１０の鉄心１１１の端面から放出される磁力線ａが、隣接するステータ１１０の鉄心から放出される磁力線ａと干渉して磁力が不安定となる弊害を回避することができる。
ロータ部２２０とステータ１１０は、スイッチトリラクタンスモータ（Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒ；ＳＲモータ）の動作原理をもって、回転体２００を回転駆動する。すなわち、ステータ１１０の電磁コイル１１２に電流を流すと、鉄心１１１の端面が磁極となり、一方の端面から磁力線ａが発生する（図１参照）。この磁力線ａは、ロータ部２２０の外周に突出形成された磁極２２０ａを通って、鉄心１１１の他方の端面に帰還するループを描く。この磁力線ａによって、ロータ部２２０の磁極２２０ａが吸引されて、ステータ１１０の鉄心１１１の端面に近づいていく。複数のステータ１１０の各電磁コイル１１２に流す電流を制御することで、逐次、周方向にロータ部２２０の吸引力を移動させることができ、これにより回転体２００を回転させることができる。
スラスト電磁石１２０とスラスト強磁性体部２２１、第１ラジアル電磁石１３０と第１ラジアル強磁性体部２３０、そして、第２ラジアル電磁石１４０と第２ラジアル強磁性体部２４０は、互いに対になって磁気軸受を構成している。すなわち、スラスト電磁石１２０とスラスト強磁性体部２２１は、回転体２００を軸方向（上方）へ磁気浮上させる機能を有しており、第１ラジアル電磁石１３０と第１ラジアル強磁性体部２３０は、回転体２００の一端部を径方向に非接触で支持する機能を有しており、そして第２ラジアル電磁石１４０と第２ラジアル強磁性体部２４０は、回転体２００の他端部を径方向に非接触で支持する機能を有している。
スラスト電磁石１２０は、回転体２００のロータ部２２０に一体形成したスラスト強磁性体部２２１を上下方向から挟むように、ケース１００の軸方向中間部に一対設けられている（図１参照）。
本実施形態では、図３に示すように、スラスト電磁石１２０を、塊状の非積層強磁性体からなる環状の鉄心１２１と、この鉄心１２１の中間部に形成した環状の凹部１２１ａ内に巻回した磁気コイル１２２とで構成してある。鉄心１２１および磁気コイル１２２は、ケース１００と同軸状に設けてある。そして、鉄心１２１はケース１００の一部を構成している。一対のスラスト電磁石１２０は、鉄心１２１の端面がケース１００の内壁を形成しており、それら鉄心１２１の端面が、スラスト強磁性体部２２１に対して上下方向から対向している。なお、磁気コイル１２２が巻回された鉄心１２１の凹部１２１ａは、その開口部に非磁性体１２３が装着してあり、この非磁性体１２３によって磁気コイル１２２がケース１００の中空部から隔離されている。
各スラスト電磁石１２０の磁気コイル１２２に電流を流すと、鉄心１２１の端面が磁極となって磁力線ａが発生する（図１参照）。この磁力線ａによって、回転体２００のロータ部２２０に一体形成したスラスト強磁性体部２２１が、上下両方向から吸引されてその中間部に磁気浮上する。回転体２００の上下位置は、非接触センサ１５０によって監視されており、この非接触センサ１５０からの検出信号をフィードバックして、回転体２００が磁気浮上状態を保つように磁気コイル１２２へ流す電流が制御される。
第１ラジアル電磁石１３０は、図３に示すように、Ｕ字状の鉄心１３１と、この鉄心の各腕部に巻回された電磁コイル１３２とで構成してある。鉄心は、複数枚の薄厚鋼板を積層してなる積層鋼板で形成してあり、その端面には非積層強磁性体の薄板１３３が貼り付けてある。そして、この非積層強磁性体の薄板１３３が貼り付けられた鉄心１３１の端面を、ケース１００の内面に露出させるようにして、ケース１００の外部に第１ラジアル電磁石１３０が装着されている。ここで、鉄心１３１の端面は、ケース１００の内壁の一部を形成する。
このように、第１ラジアル電磁石１３０をケース１００の外部に配設することで、第１ラジアル電磁石１３０を構成する鉄心１３１が積層鋼板で形成されていても、積層鋼板からの放出ガスの影響を受けることなく、ケース１００内を高真空雰囲気とすることができる。さらに、鉄心１３１の端面をケース１００の内面に露出させることで、回転体２００との間の間隔を狭まり、強力な磁力を得ることができる。
第１ラジアル電磁石１３０は、図５に示すように、回転体２００の回転軸部２１０に外嵌した第１ラジアル強磁性体部２３０の周囲で等間隔をおいて複数個（図５では４個）配設されている。各第１ラジアル電磁石１３０の鉄心１３１の端面は、第１ラジアル強磁性体部２３０と対向している。
ここで、各第１ラジアル電磁石１３０の鉄心１３１が有する２つの端面は、軸方向に並べて配置してある。このような配置とすれば、各第１ラジアル電磁石１３０の鉄心１３１の端面から放出される磁力線ａが、隣接する第１ラジアル電磁石１３０の鉄心１３１から放出される磁力線ａと干渉して磁力が不安定となる弊害を回避することができる。
各第１ラジアル電磁石１３０の磁気コイル１３２に電流を流すと、鉄心１３１の端面が磁極となって磁力線ａが発生する（図１参照）。この磁力線ａによって、回転体２００の回転軸部２１０に外嵌した第１ラジアル強磁性体部２３０が、径方向から吸引されてその中間部に非接触にて支持される。回転体２００の一端部の傾きは、非接触センサ１５１によって監視されており、この非接触センサ１５１からの検出信号をフィードバックして、回転体２００の一端部が軸中心位置を保つように磁気コイル１３２へ流す電流が制御される。
第２ラジアル電磁石１４０も、第１ラジアル電磁石１３０と同様に、Ｕ字状の鉄心１４１と、この鉄心１４１の各腕部に巻回された電磁コイル１４２とで構成してある。鉄心１４１は、複数枚の薄厚鋼板を積層してなる積層鋼板で形成してあり、その端面には非積層強磁性体の薄板１４３が貼り付けてある。そして、この非積層強磁性体の薄板１４３が貼り付けられた鉄心１４１の端面を、ケース１００の内面に露出させるようにして、ケース１００の外部に第２ラジアル電磁石１４０が装着されている。ここで、鉄心１４１の端面は、ケース１００の内壁の一部を形成する。
このように、第２ラジアル電磁石１４０をケース１００の外部に配設することで、第２ラジアル電磁石１４０を構成する鉄心１４１が積層鋼板で形成されていても、積層鋼板からの放出ガスの影響を受けることなく、ケース１００内を高真空雰囲気とすることができる。さらに、鉄心１４１の端面をケース１００の内面に露出させることで、回転体２００との間の間隔を狭まり、強力な磁力を得ることができる。
第２ラジアル電磁石１４０も、回転体２００の回転軸部２１０に外嵌した第２ラジアル強磁性体部２４０の周囲で等間隔をおいて複数個（本実施形態では、第１ラジアル電磁石１３０と同様に４個）配設されている。各第２ラジアル電磁石１４０の鉄心１４１の端面は、第２ラジアル強磁性体部２４０と対向している。
ここでも、各第２ラジアル電磁石１４０の鉄心１４１が有する２つの端面は、軸方向に並べて配置してある。このような配置とすれば、各第２ラジアル電磁石１４０の鉄心１４１の端面から放出される磁力線ａが、隣接する第２ラジアル電磁石１４０の鉄心１４１から放出される磁力線ａと干渉して磁力が不安定となる弊害を回避することができる。
各第２ラジアル電磁石１４０の磁気コイル１４２に電流を流すと、鉄心１４１の端面が磁極となって磁力線ａが発生する（図１参照）。この磁力線ａによって、回転体２００の回転軸部２１０に外嵌した第２ラジアル強磁性体部２４０が、径方向から吸引されてその中間部に非接触にて支持される。回転体２００の他端部の傾きは、非接触センサ１５２によって監視されており、この非接触センサ１５２からの検出信号をフィードバックして、回転体２００の他端部が軸中心位置を保つように磁気コイル１４２へ流す電流が制御される。
上述した実施形態において、ロータ部２２０、ステータ１１０の鉄心１１１の端面に貼り付けた薄板１１３、スラスト電磁石１２０の鉄心１２１、第１，第２ラジアル強磁性体部２３０，２４０は、非積層強磁性体で形成したが、これら各部材に好適な非積層強磁性体としては、ＪＩＳ規格（日本工業規格）で４００番台が付されたステンレス（電磁ステンレス）がある。この他にも、純鉄、鋼、パーメンジュール（Ｆｅ５０／Ｃｏ５０）等の合金、フェライトなどを適用することも可能である。ただし、透磁率が高く、耐食性に優れ、渦電流特性が良好で、ガス吸着性が低いという点において、上記電磁ステンレスがもっとも好ましい。
〔その他の実施形態〕
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、本発明はステッピングモータ等のモータ装置にも適応が可能である。
また、渦電流特性および吸引力の低下は否めないものの、必要に応じてステータ１１０、第１ラジアル電磁石１３０、第２ラジアル電磁石１４０の各鉄心を、塊状の非積層強磁性体で構成することも可能である。
上記実施形態では、スラスト強磁性体部２２１をロータ部２２０と一体に形成したが、これらを別の部材としてスラスト強磁性体部を別所に設けることもできる。
また、上記構成のスラスト電磁石１２０、およびスラスト強磁性体部２２１のみを利用して、移動体（回転体２００に相当）を磁気浮上させるアクチュエータを構成することもできる。
図６は、本発明をリニアモータに適用した他の実施形態を示す断面図である。なお、図６に示す実施形態において、先に示した実施形態と同一部分又は相当する部分には同一符号を付すこととし、その部分の詳細な説明は省略する。
図６に示すリニアモータは、ケース１００と、このケース１００の内部で長手方向に直線的に移動自在な移動体２００とを備えている。
移動体２００は強磁性体からなり、その外周面には一定間隔毎に複数の磁極２２０ａが突出して形成されている。
一方、ケース１００は内部が中空となっており、その中空部内に移動体２００が収容される。ケース１００の外部には、長手方向に一定間隔をおいて複数のステータ１１０が設けられている。
ここで、移動体２００の磁極２２０ａとステータ１１０は、移動体２００を磁力２２０ａによって直線的に駆動するための駆動部を形成している。ステータ１１０は、Ｕ字状の鉄心１１１と、この鉄心１１１の各腕部に巻回された電磁コイル（図示せず）とで構成された電磁石である。鉄心１１１は、複数枚の薄厚鋼板を積層してなる積層鋼板で形成してあり、その端面には非積層強磁性体の薄板１１３が貼り付けてある。
そして、この非積層強磁性体の薄板１１３が貼り付けられた鉄心１１１の端面を、ケース１００の内面に露出させるようにして、ケース１００の外部にステータ１１０が装着されている。ここで、鉄心１１１の端面は、ケース１００の内壁の一部を形成する。
ステータ１１０をケース１００の外部に配設することで、ステータ１１０を構成する鉄心１１１が積層鋼板で形成されていても、積層鋼板からの放出ガスの影響を受けることなく、ケース１００内を高真空雰囲気とすることができる。さらに、鉄心１１１の端面をケース１００の内面に露出させることで、移動体２００との間の間隔を狭め、強力な磁力を得ることができる。
ステータ１１０の電磁コイル（図示せず）に電流を流すと、鉄心１１１の端面が磁極となり、一方の端面から磁力線が発生する。この磁力線は、移動体２００の外周に突出形成された磁極２２０ａを通って、鉄心１１１の他方の端面に帰還するループを描く。この磁力線によって、移動体２００の磁極２２０ａが吸引されて、ステータ１１０の鉄心１１１の端面に近づいていく。複数のステータ１１０の各電磁コイル１１２に流す電流を制御することで、逐次、長手方向に移動体２００の磁極２２０ａに対し吸引力を移動させることができ、これにより移動体２００を直線的に移動させることができる。
なお、図６に示した構成のリニアモータは、移動体２００を任意の高さ位置まで浮上させて静止させておく磁気浮上装置としての応用も可能である。
上述した実施形態においても、移動体２００、およびステータ１１０の鉄心１１１の端面に貼り付けた薄板１１３を形成する非積層強磁性体としては、ＪＩＳ規格で４００番台が付されたステンレス（電磁ステンレス）が好適である。この他にも、純鉄、鋼、パーメンジュール（Ｆｅ５０／Ｃｏ５０）等の合金、フェライトなどを適用することも可能である。ただし、透磁率が高く、耐食性に優れ、渦電流特性が良好で、ガス吸着性が低いという点において、上記電磁ステンレスがもっとも好ましい。
【産業上の利用可能性】
本発明によれば、ケース内を高真空雰囲気に形成することができ、しかも高温下や温度変化の激しい環境下においても充分な耐久性，耐食性を保持することができる。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【技術分野】
この発明は、ケースの内部で移動自在な移動子、磁力によりこの移動子を駆動する固定子とを備えたアクチュエータに関し、特に、高真空や高温環境下での使用に好適なアクチュエータに関する。
【背景技術】
真空ポンプやターボ分子ポンプなどの駆動源に用いられるアクチュエータとして、真空モータが知られている。真空モータは、回転体とこの回転体を回転駆動するための電磁石からなるステータとを備えている。電磁石は、周知のごとく、鉄心の周囲に磁気コイルを巻回して形成されている。そして、電磁石を形成する鉄心には、渦電流の防止と吸引力強化のため、積層鋼板が使われている。積層鋼板は、複数枚の薄厚鋼板を樹脂製接着剤によって接着した構成である。
さて、真空モータは、ケースの内部を高真空雰囲気とする必要がある。しかし、従来の真空モータは、このケースの内部に、回転体とステータとが配設されており（例えば、特開平１０−２８８１９１号公報参照）、しかもステータを構成する電磁石の鉄心に積層鋼板が用いられていたので、この積層鋼板にサンドイッチされた樹脂製接着剤から放出されるガスの影響により、ケース内を高真空雰囲気とすることが困難であった。
さらに、真空モータを高温下で運転する必要のある場合は、積層鋼板にサンドイッチされた樹脂製接着剤から多量のガスが放出されるため、いっそう高真空雰囲気を形成することが困難であった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ケース内を高真空雰囲気に形成することができ、しかも高温下での運転にも充分な耐久性を保持することができるアクチュエータの提供を目的とする。
【発明の開示】
本発明は、ケースと、このケースの内部で移動自在な移動体と、磁力により移動体を駆動するステータとを備えたアクチュエータにおいて、
ステータは、
ケースの外部に装着された鉄心と当該鉄心に巻回された磁気コイルとを含み、
磁極を構成する鉄心の少なくとも端面が非積層強磁性体で形成され、かつケースの内壁の一部を形成するように当該ケースの内面に露出していることを特徴とする。
ここで、移動体は、ケースの内部で回転自在に支持された回転体で構成することができる。その場合、ステータは、回転体を回転駆動するように周方向に一定間隔をおいてケースに配設する。
ステータをケースの外部に配設することで、ステータを構成する鉄心が積層鋼板で形成されていても、積層鋼板からの放出ガスの影響を受けることなく、ケース内を高真空雰囲気とすることができる。
しかし、ステータをケースの外部に配設しただけでは、回転体との間の間隔が広がってしまい、回転体を駆動するために必要な磁力が弱まり、充分なトルクが得られないおそれがある。
そこで、本発明は、磁極を構成する鉄心の少なくとも端面を非積層強磁性体で形成し、さらにこの鉄心の端面をケースの内面に露出させることで、回転体との間の間隔を狭めている。これにより、強力な磁力を得ることができ、充分に大きなトルクをもって回転体を回転駆動することが可能となる。鉄心の端面は、非積層強磁性体で形成してあるので、ケースの内面に露出させても当該部位からガスが放出されることはない。しかも非積層強磁性体で形成した鉄心は、高温下や温度変化の激しい環境下においても高い耐久性，耐食性を保持することができる。
また、移動体を非接触にて移動自在に支持する磁気軸受を備えたアクチュエータにおいては、磁気軸受についても上記ステータと同様の構成を適用することが好ましい。
磁気軸受は、軸受用電磁石と、移動体における軸受用電磁石の磁極と対向する部位に設けられた軸受用強磁性体部とを備えている。
軸受用電磁石は、
ケースの外部に装着された鉄心と当該鉄心に巻回された磁気コイルとを含み、
磁極を構成する鉄心の少なくとも端面が非積層強磁性体で形成され、ケースの内壁の一部を形成するように当該ケースの内面に露出した構成とする。
これにより、磁気軸受を構成する鉄心が積層鋼板で形成されていても、積層鋼板からの放出ガスの影響を受けることなく、ケース内を高真空雰囲気とすることができる。
そして、磁極を構成する鉄心の端面を少なくとも非積層強磁性体で形成し、さらにこの鉄心の端面をケースの内面に露出することで、移動体に設けられた軸受用強磁性体部との間の間隔を狭めている。これにより、強力な磁力をもって移動体を非接触で支持することが可能となる。ここでも、鉄心の端面は、非積層強磁性体で形成してあるので、ケースの内面に露出させても当該部位からガスが放出されることはない。しかも非積層強磁性体で形成した鉄心は、高温下や温度変化の激しい環境下においても高い耐久性，耐食性を保持することができる。
さらに、磁気軸受は、軸受用強磁性体部を塊状の非積層強磁性体で形成することが好ましい。軸受用強磁性体部に積層鋼板を用いることなく、塊状の非積層強磁性体で形成することにより、ケース内にガスの放出源がなくなり、ケース内を高真空雰囲気とすることができる。
このように、軸受用強磁性体部を塊状の非積層強磁性体で形成しても、軸受用電磁石を形成する鉄心の端面をケースの内面に露出させて、軸受用強磁性体部との間隔を狭めているので、それらの部材間に強力な磁力を生じさせることが可能である。
ここで、移動体がケースの内部で回転自在に支持された回転体の場合には、軸受用電磁石と軸受用強磁性体部とを、次のように構成することが好ましい。
すなわち、軸受用電磁石は、回転体を軸方向に支持するスラスト電磁石と、回転体を径方向に支持するラジアル電磁石とを含む構成とする。
また、軸受用強磁性体部は、スラスト電磁石の磁極と対向する部位に設けられたスラスト強磁性体部と、ラジアル電磁石の磁極と対向する部位に設けられたラジアル強磁性体部とを含む構成とする。
このように構成することで、回転体をスラスト方向（軸方向）とラジアル方向（径方向）のそれぞれに非接触にて支持することができ、摩擦による金属粉の飛散がなく高真空雰囲気を持続させることが可能となる。
ここで、回転体には、各軸受用強磁性体部の間に非磁性体を介在させることが好ましい。
各軸受用強磁性体部を電磁的に遮断することなく隣接させた場合、相互に隣接する軸受用強磁性体部から磁力線の干渉が発生して、磁力が低下してしまうおそれがある。そこで、各軸受用強磁性体部の間に非磁性体を介在させることで、各軸受用強磁性体部を磁気的に遮断してこの種の弊害を回避することができる。
さらに、ラジアル電磁石は、回転体の異なる２箇所を径方向に支持する第１，第２ラジアル電磁石を含み、
ラジアル強磁性体部は、第１ラジアル電磁石の磁極と対向する部位に設けられた第１ラジアル強磁性体部と、第２ラジアル電磁石の磁極と対向する部位に設けられた第２ラジアル強磁性体部とを含む構成とすることが好ましい。
これにより回転体の傾きを防止して常に一定の姿勢で回転体を支持することが可能となる。
ここで、回転体は、径方向に複数の磁極が突出したロータ部と、このロータ部と同軸上で軸方向に延びる回転軸部とを含み、回転軸部を非磁性体で形成し、
第１ラジアル強磁性体部を、回転軸部の軸方向一端部に設けるとともに、第２ラジアル強磁性体部を、回転軸部の軸方向他端部に設けることが好ましい。
この構成により、ロータ部と各ラジアル強磁性体部とを、非磁性体の回転軸部によって磁気的に遮断することができ、簡単な構成で磁力線の干渉を回避することが可能となる。
さらに、回転体のロータ部を塊状の非積層強磁性体で形成するとともに、スラスト強磁性体部をロータ部と一体形成すれば、スラスト強磁性体部を別個に設ける必要がなくなり、構成が簡素化されて製作コストの低価格化を実現することができる。
また、各ラジアル電磁石は、それぞれ回転体の周囲に一定間隔をおいて複数設置することになる。ここで、各ラジアル電磁石の鉄心が磁極となる複数の端面を有する場合、これら各端面は軸方向に配置することが好ましい。
このような配置とすれば、ラジアル電磁石の鉄心の端面から放出される磁力線が、隣接するラジアル電磁石の鉄心の端面から放出される磁力線と干渉して磁力が不安定となる弊害を回避することができる。
上述したように、本発明によれば、ケース内を高真空雰囲気に形成することができ、しかも高温下や温度変化の激しい環境下においても充分な耐久性，耐食性を保持することができる。
上述した構成において、移動体は、ケースの内部で直線移動自在な構成としてもよく、またステータは、移動体を直線的に駆動するように当該移動方向へ一定間隔をおいてケースに配設してもよい。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明を回転式のモータ装置に適用した実施形態を示す断面正面図である。
図２は、回転体の構成を示す一部断面正面図である。
図３は、ケースとそこに装着された部品を示す正面断面図である。
図４は、ロータ部およびステータの鉄心に関する図１のＡ−Ａ線断面図である。
図５は、第１ラジアル強磁性体部および第１ラジアル電磁石の鉄心に関する図１のＢ−Ｂ線断面図である。
図６は、本発明をリニアモータに適用した実施形態を示す断面正面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明に係る好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明を回転式のモータ装置に適用した実施形態を示す断面正面図である。図２および図３はそれぞれ図１に示したモータ装置の構成要素を示す図で、図２は回転体の構成を示す一部断面正面図である。図３はケースとそこに装着された部品を示す正面断面図である。
これらの図面に示すモータ装置は、高温下で運転される真空モータに好適な構成を備えている。
モータ装置は、ケース１００と、このケース１００の内部で回転自在に支持された回転体２００とを備えている。
回転体２００は、図２に示すように、非磁性体からなる丸棒状の回転軸部２１０と、そのほぼ中央に装着された円盤状のロータ部２２０と備えており、回転軸部２１０の一端部側には、環状の第１ラジアル強磁性体部２３０が外嵌固定されている。また、回転軸部２１０の他端部側には、環状の第２ラジアル強磁性体部２４０が外嵌固定されている。そして、ロータ部２２０と各ラジアル強磁性体部２３０，２４０の間には、非磁性体からなる回転軸部２１０又は環状の非磁性体２１１が介在している。
この構成により、ロータ部２２０と各ラジアル強磁性体部２３０，２４０とを、非磁性体の回転軸部２１０や環状の非磁性体２１１によって磁気的に遮断することができ、簡単な構成で磁力線の干渉を回避することが可能となる。
ロータ部２２０は、塊状の非積層強磁性体で形成してある。このロータ部２２０は、図４に示すように、径方向に複数の磁極２２０ａが突出して形成されており、これら磁極の内側（中心寄り）の部分がスラスト強磁性体部２２１を形成している。
ケース１００は、内部が中空となっており、その中空部内に回転体２００が収容される（図１参照）。ケース１００の外部には、図３に示すように、ステータ１１０が設けられ、さらにスラスト電磁石１２０、第１ラジアル電磁石１３０、第２ラジアル電磁石１４０の各軸受用電磁石が設けられている。さらに、適所に回転体２００との間の間隔を検出するための非接触センサ１５０，１５１，１５２が設けられている。これら非接触センサとしては、例えば、渦電流センサ、静電容量センサ、光学式センサなどを適用することができる。
ここで、ロータ部２２０とステータ１１０は、回転体２００を磁力によって回転駆動するための回転駆動部を形成している。ステータ１１０は、Ｕ字状の鉄心１１１と、この鉄心１１１の各腕部に巻回された電磁コイル１１２とで構成された電磁石である。鉄心１１１は、複数枚の薄厚鋼板を積層してなる積層鋼板で形成してあり、その端面には非積層強磁性体の薄板１１３が貼り付けてある（図３参照）。そして、この非積層強磁性体の薄板１１３が貼り付けられた鉄心１１１の端面を、ケース１００の内面に露出させるようにして、ケース１００の外部にステータ１１０が装着されている。ここで、鉄心１１１の端面は、ケース１００の内壁の一部を形成する。
ステータ１１０をケース１００の外部に配設することで、ステータ１１０を構成する鉄心１１１が積層鋼板で形成されていても、積層鋼板からの放出ガスの影響を受けることなく、ケース１００内を高真空雰囲気とすることができる。さらに、鉄心１１１の端面をケース１００の内面に露出させることで、回転体２００との間の間隔を狭め、強力な磁力を得ることができる。
ステータ１１０は、図４に示すように、ロータ部２２０の周囲で等間隔をおいて複数個（図４では１２個）配設されている。これら各ステータ１１０の鉄心１１１が有する２つの端面は、軸方向に沿って配置してある。このような配置とすれば、各ステータ１１０の鉄心１１１の端面から放出される磁力線ａが、隣接するステータ１１０の鉄心から放出される磁力線ａと干渉して磁力が不安定となる弊害を回避することができる。
ロータ部２２０とステータ１１０は、スイッチトリラクタンスモータ（Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒ；ＳＲモータ）の動作原理をもって、回転体２００を回転駆動する。すなわち、ステータ１１０の電磁コイル１１２に電流を流すと、鉄心１１１の端面が磁極となり、一方の端面から磁力線ａが発生する（図１参照）。この磁力線ａは、ロータ部２２０の外周に突出形成された磁極２２０ａを通って、鉄心１１１の他方の端面に帰還するループを描く。この磁力線ａによって、ロータ部２２０の磁極２２０ａが吸引されて、ステータ１１０の鉄心１１１の端面に近づいていく。複数のステータ１１０の各電磁コイル１１２に流す電流を制御することで、逐次、周方向にロータ部２２０の吸引力を移動させることができ、これにより回転体２００を回転させることができる。
スラスト電磁石１２０とスラスト強磁性体部２２１、第１ラジアル電磁石１３０と第１ラジアル強磁性体部２３０、そして、第２ラジアル電磁石１４０と第２ラジアル強磁性体部２４０は、互いに対になって磁気軸受を構成している。すなわち、スラスト電磁石１２０とスラスト強磁性体部２２１は、回転体２００を軸方向（上方）へ磁気浮上させる機能を有しており、第１ラジアル電磁石１３０と第１ラジアル強磁性体部２３０は、回転体２００の一端部を径方向に非接触で支持する機能を有しており、そして第２ラジアル電磁石１４０と第２ラジアル強磁性体部２４０は、回転体２００の他端部を径方向に非接触で支持する機能を有している。
スラスト電磁石１２０は、回転体２００のロータ部２２０に一体形成したスラスト強磁性体部２２１を上下方向から挟むように、ケース１００の軸方向中間部に一対設けられている（図１参照）。
本実施形態では、図３に示すように、スラスト電磁石１２０を、塊状の非積層強磁性体からなる環状の鉄心１２１と、この鉄心１２１の中間部に形成した環状の凹部１２１ａ内に巻回した磁気コイル１２２とで構成してある。鉄心１２１および磁気コイル１２２は、ケース１００と同軸状に設けてある。そして、鉄心１２１はケース１００の一部を構成している。一対のスラスト電磁石１２０は、鉄心１２１の端面がケース１００の内壁を形成しており、それら鉄心１２１の端面が、スラスト強磁性体部２２１に対して上下方向から対向している。なお、磁気コイル１２２が巻回された鉄心１２１の凹部１２１ａは、その開口部に非磁性体１２３が装着してあり、この非磁性体１２３によって磁気コイル１２２がケース１００の中空部から隔離されている。
各スラスト電磁石１２０の磁気コイル１２２に電流を流すと、鉄心１２１の端面が磁極となって磁力線ａが発生する（図１参照）。この磁力線ａによって、回転体２００のロータ部２２０に一体形成したスラスト強磁性体部２２１が、上下両方向から吸引されてその中間部に磁気浮上する。回転体２００の上下位置は、非接触センサ１５０によって監視されており、この非接触センサ１５０からの検出信号をフィードバックして、回転体２００が磁気浮上状態を保つように磁気コイル１２２へ流す電流が制御される。
第１ラジアル電磁石１３０は、図３に示すように、Ｕ字状の鉄心１３１と、この鉄心の各腕部に巻回された電磁コイル１３２とで構成してある。鉄心は、複数枚の薄厚鋼板を積層してなる積層鋼板で形成してあり、その端面には非積層強磁性体の薄板１３３が貼り付けてある。そして、この非積層強磁性体の薄板１３３が貼り付けられた鉄心１３１の端面を、ケース１００の内面に露出させるようにして、ケース１００の外部に第１ラジアル電磁石１３０が装着されている。ここで、鉄心１３１の端面は、ケース１００の内壁の一部を形成する。
このように、第１ラジアル電磁石１３０をケース１００の外部に配設することで、第１ラジアル電磁石１３０を構成する鉄心１３１が積層鋼板で形成されていても、積層鋼板からの放出ガスの影響を受けることなく、ケース１００内を高真空雰囲気とすることができる。さらに、鉄心１３１の端面をケース１００の内面に露出させることで、回転体２００との間の間隔を狭まり、強力な磁力を得ることができる。
第１ラジアル電磁石１３０は、図５に示すように、回転体２００の回転軸部２１０に外嵌した第１ラジアル強磁性体部２３０の周囲で等間隔をおいて複数個（図５では４個）配設されている。各第１ラジアル電磁石１３０の鉄心１３１の端面は、第１ラジアル強磁性体部２３０と対向している。
ここで、各第１ラジアル電磁石１３０の鉄心１３１が有する２つの端面は、軸方向に並べて配置してある。このような配置とすれば、各第１ラジアル電磁石１３０の鉄心１３１の端面から放出される磁力線ａが、隣接する第１ラジアル電磁石１３０の鉄心１３１から放出される磁力線ａと干渉して磁力が不安定となる弊害を回避することができる。
各第１ラジアル電磁石１３０の磁気コイル１３２に電流を流すと、鉄心１３１の端面が磁極となって磁力線ａが発生する（図１参照）。この磁力線ａによって、回転体２００の回転軸部２１０に外嵌した第１ラジアル強磁性体部２３０が、径方向から吸引されてその中間部に非接触にて支持される。回転体２００の一端部の傾きは、非接触センサ１５１によって監視されており、この非接触センサ１５１からの検出信号をフィードバックして、回転体２００の一端部が軸中心位置を保つように磁気コイル１３２へ流す電流が制御される。
第２ラジアル電磁石１４０も、第１ラジアル電磁石１３０と同様に、Ｕ字状の鉄心１４１と、この鉄心１４１の各腕部に巻回された電磁コイル１４２とで構成してある。鉄心１４１は、複数枚の薄厚鋼板を積層してなる積層鋼板で形成してあり、その端面には非積層強磁性体の薄板１４３が貼り付けてある。そして、この非積層強磁性体の薄板１４３が貼り付けられた鉄心１４１の端面を、ケース１００の内面に露出させるようにして、ケース１００の外部に第２ラジアル電磁石１４０が装着されている。ここで、鉄心１４１の端面は、ケース１００の内壁の一部を形成する。
このように、第２ラジアル電磁石１４０をケース１００の外部に配設することで、第２ラジアル電磁石１４０を構成する鉄心１４１が積層鋼板で形成されていても、積層鋼板からの放出ガスの影響を受けることなく、ケース１００内を高真空雰囲気とすることができる。さらに、鉄心１４１の端面をケース１００の内面に露出させることで、回転体２００との間の間隔を狭まり、強力な磁力を得ることができる。
第２ラジアル電磁石１４０も、回転体２００の回転軸部２１０に外嵌した第２ラジアル強磁性体部２４０の周囲で等間隔をおいて複数個（本実施形態では、第１ラジアル電磁石１３０と同様に４個）配設されている。各第２ラジアル電磁石１４０の鉄心１４１の端面は、第２ラジアル強磁性体部２４０と対向している。
ここでも、各第２ラジアル電磁石１４０の鉄心１４１が有する２つの端面は、軸方向に並べて配置してある。このような配置とすれば、各第２ラジアル電磁石１４０の鉄心１４１の端面から放出される磁力線ａが、隣接する第２ラジアル電磁石１４０の鉄心１４１から放出される磁力線ａと干渉して磁力が不安定となる弊害を回避することができる。
各第２ラジアル電磁石１４０の磁気コイル１４２に電流を流すと、鉄心１４１の端面が磁極となって磁力線ａが発生する（図１参照）。この磁力線ａによって、回転体２００の回転軸部２１０に外嵌した第２ラジアル強磁性体部２４０が、径方向から吸引されてその中間部に非接触にて支持される。回転体２００の他端部の傾きは、非接触センサ１５２によって監視されており、この非接触センサ１５２からの検出信号をフィードバックして、回転体２００の他端部が軸中心位置を保つように磁気コイル１４２へ流す電流が制御される。
上述した実施形態において、ロータ部２２０、ステータ１１０の鉄心１１１の端面に貼り付けた薄板１１３、スラスト電磁石１２０の鉄心１２１、第１，第２ラジアル強磁性体部２３０，２４０は、非積層強磁性体で形成したが、これら各部材に好適な非積層強磁性体としては、ＪＩＳ規格（日本工業規格）で４００番台が付されたステンレス（電磁ステンレス）がある。この他にも、純鉄、鋼、パーメンジュール（Ｆｅ５０／Ｃｏ５０）等の合金、フェライトなどを適用することも可能である。ただし、透磁率が高く、耐食性に優れ、渦電流特性が良好で、ガス吸着性が低いという点において、上記電磁ステンレスがもっとも好ましい。
〔その他の実施形態〕
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、本発明はステッピングモータ等のモータ装置にも適応が可能である。
また、渦電流特性および吸引力の低下は否めないものの、必要に応じてステータ１１０、第１ラジアル電磁石１３０、第２ラジアル電磁石１４０の各鉄心を、塊状の非積層強磁性体で構成することも可能である。
上記実施形態では、スラスト強磁性体部２２１をロータ部２２０と一体に形成したが、これらを別の部材としてスラスト強磁性体部を別所に設けることもできる。
また、上記構成のスラスト電磁石１２０、およびスラスト強磁性体部２２１のみを利用して、移動体（回転体２００に相当）を磁気浮上させるアクチュエータを構成することもできる。
図６は、本発明をリニアモータに適用した他の実施形態を示す断面図である。なお、図６に示す実施形態において、先に示した実施形態と同一部分又は相当する部分には同一符号を付すこととし、その部分の詳細な説明は省略する。
図６に示すリニアモータは、ケース１００と、このケース１００の内部で長手方向に直線的に移動自在な移動体２００とを備えている。
移動体２００は強磁性体からなり、その外周面には一定間隔毎に複数の磁極２２０ａが突出して形成されている。
一方、ケース１００は内部が中空となっており、その中空部内に移動体２００が収容される。ケース１００の外部には、長手方向に一定間隔をおいて複数のステータ１１０が設けられている。
ここで、移動体２００の磁極２２０ａとステータ１１０は、移動体２００を磁力２２０ａによって直線的に駆動するための駆動部を形成している。ステータ１１０は、Ｕ字状の鉄心１１１と、この鉄心１１１の各腕部に巻回された電磁コイル（図示せず）とで構成された電磁石である。鉄心１１１は、複数枚の薄厚鋼板を積層してなる積層鋼板で形成してあり、その端面には非積層強磁性体の薄板１１３が貼り付けてある。
そして、この非積層強磁性体の薄板１１３が貼り付けられた鉄心１１１の端面を、ケース１００の内面に露出させるようにして、ケース１００の外部にステータ１１０が装着されている。ここで、鉄心１１１の端面は、ケース１００の内壁の一部を形成する。
ステータ１１０をケース１００の外部に配設することで、ステータ１１０を構成する鉄心１１１が積層鋼板で形成されていても、積層鋼板からの放出ガスの影響を受けることなく、ケース１００内を高真空雰囲気とすることができる。さらに、鉄心１１１の端面をケース１００の内面に露出させることで、移動体２００との間の間隔を狭め、強力な磁力を得ることができる。
ステータ１１０の電磁コイル（図示せず）に電流を流すと、鉄心１１１の端面が磁極となり、一方の端面から磁力線が発生する。この磁力線は、移動体２００の外周に突出形成された磁極２２０ａを通って、鉄心１１１の他方の端面に帰還するループを描く。この磁力線によって、移動体２００の磁極２２０ａが吸引されて、ステータ１１０の鉄心１１１の端面に近づいていく。複数のステータ１１０の各電磁コイル１１２に流す電流を制御することで、逐次、長手方向に移動体２００の磁極２２０ａに対し吸引力を移動させることができ、これにより移動体２００を直線的に移動させることができる。
なお、図６に示した構成のリニアモータは、移動体２００を任意の高さ位置まで浮上させて静止させておく磁気浮上装置としての応用も可能である。
上述した実施形態においても、移動体２００、およびステータ１１０の鉄心１１１の端面に貼り付けた薄板１１３を形成する非積層強磁性体としては、ＪＩＳ規格で４００番台が付されたステンレス（電磁ステンレス）が好適である。この他にも、純鉄、鋼、パーメンジュール（Ｆｅ５０／Ｃｏ５０）等の合金、フェライトなどを適用することも可能である。ただし、透磁率が高く、耐食性に優れ、渦電流特性が良好で、ガス吸着性が低いという点において、上記電磁ステンレスがもっとも好ましい。
【産業上の利用可能性】
本発明によれば、ケース内を高真空雰囲気に形成することができ、しかも高温下や温度変化の激しい環境下においても充分な耐久性，耐食性を保持することができる。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、このケースの内部で移動自在な移動体と、磁力により前記移動体を駆動するステータとを備えたアクチュエータにおいて、
前記ステータは、
前記ケースの外部に装着された鉄心と当該鉄心に巻回された磁気コイルとを含み、
磁極を構成する前記鉄心の少なくとも端面が非積層強磁性体で形成され、かつ前記ケースの内壁の一部を形成するように当該ケースの内面に露出しているアクチュエータ。
【請求項２】
前記移動体は、前記ケースの内部で回転自在に支持された回転体であり、
前記ステータは、前記回転体を回転駆動するように周方向に一定間隔をおいて前記ケースに配設されている請求の範囲１のアクチュエータ。
【請求項３】
前記移動体は、前記ケースの内部で直線移動自在であり、
前記ステータは、前記移動体を直線的に駆動するように当該移動方向へ一定間隔をおいて前記ケースに配設されている請求の範囲１のアクチュエータ。
【請求項４】
ケースと、このケースの内部で移動自在な移動体と、磁力により前記移動体を駆動するステータと、前記移動体を非接触にて移動自在に支持する磁気軸受とを備えたアクチュエータにおいて、
前記磁気軸受は、
軸受用電磁石と、前記移動体における前記軸受用電磁石の磁極と対向する部位に設けられた軸受用強磁性体部とを備え、
前記軸受用電磁石は、
前記ケースの外部に装着された鉄心と当該鉄心に巻回された磁気コイルとを含み、
磁極を構成する前記鉄心の少なくとも端面が非積層強磁性体で形成され、前記ケースの内壁の一部を形成するように当該ケースの内面に露出していることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
前記移動体は、前記ケースの内部で回転自在に支持された回転体であり、
前記ステータは、前記回転体を回転駆動するように周方向に一定間隔をおいて前記ケースに配設されている請求の範囲４のアクチュエータ。
【請求項６】
前記回転体は、前記軸受用強磁性体部との間に非磁性体を介在させてある請求の範囲５のアクチュエータ。
【請求項７】
前記軸受用電磁石は、前記回転体を軸方向に支持するスラスト電磁石と、前記回転体を径方向に支持するラジアル電磁石とを含み、
前記軸受用強磁性体部は、前記スラスト電磁石の磁極と対向する部位に設けられたスラスト強磁性体部と、前記ラジアル電磁石の磁極と対向する部位に設けられたラジアル強磁性体部とを含む構成である請求の範囲５のアクチュエータ。
【請求項８】
前記ラジアル電磁石は、前記回転体の異なる２箇所を径方向に支持する第１，第２ラジアル電磁石を含み、
前記ラジアル強磁性体部は、前記第１ラジアル電磁石の磁極と対向する部位に設けられた第１ラジアル強磁性体部と、前記第２ラジアル電磁石の磁極と対向する部位に設けられた第２ラジアル強磁性体部とを含む構成である請求の範囲７のアクチュエータ
【請求項９】
前記回転体は、径方向に複数の磁極が突出したロータ部と、このロータ部と同軸上で軸方向に延びる回転軸部とを含み、当該回転軸部を非磁性体で形成し、
前記第１ラジアル強磁性体部を、前記回転軸部の軸方向一端部に設けるとともに、前記第２ラジアル強磁性体部を、前記回転軸部の軸方向他端部に設けた請求の範囲８のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記回転体のロータ部を塊状の非積層強磁性体で形成するとともに、前記スラスト強磁性体部を前記ロータ部と一体形成した請求の範囲７のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記移動体は、前記ケースの内部で直線移動自在であり、
前記ステータは、前記移動体を直線的に駆動するように当該移動方向へ一定間隔をおいて前記ケースに配設されている請求の範囲４のアクチュエータ。
【請求項１２】
前記磁気軸受は、
前記軸受用強磁性体部が塊状の非積層強磁性体で形成されていることを特徴とする請求の範囲４のアクチュエータ。
【請求項１】
ケースと、このケースの内部で移動自在な移動体と、磁力により前記移動体を駆動するステータとを備えたアクチュエータにおいて、
前記ステータは、
前記ケースの外部に装着された鉄心と当該鉄心に巻回された磁気コイルとを含み、
磁極を構成する前記鉄心の少なくとも端面が非積層強磁性体で形成され、かつ前記ケースの内壁の一部を形成するように当該ケースの内面に露出しているアクチュエータ。
【請求項２】
前記移動体は、前記ケースの内部で回転自在に支持された回転体であり、
前記ステータは、前記回転体を回転駆動するように周方向に一定間隔をおいて前記ケースに配設されている請求の範囲１のアクチュエータ。
【請求項３】
前記移動体は、前記ケースの内部で直線移動自在であり、
前記ステータは、前記移動体を直線的に駆動するように当該移動方向へ一定間隔をおいて前記ケースに配設されている請求の範囲１のアクチュエータ。
【請求項４】
ケースと、このケースの内部で移動自在な移動体と、磁力により前記移動体を駆動するステータと、前記移動体を非接触にて移動自在に支持する磁気軸受とを備えたアクチュエータにおいて、
前記磁気軸受は、
軸受用電磁石と、前記移動体における前記軸受用電磁石の磁極と対向する部位に設けられた軸受用強磁性体部とを備え、
前記軸受用電磁石は、
前記ケースの外部に装着された鉄心と当該鉄心に巻回された磁気コイルとを含み、
磁極を構成する前記鉄心の少なくとも端面が非積層強磁性体で形成され、前記ケースの内壁の一部を形成するように当該ケースの内面に露出していることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
前記移動体は、前記ケースの内部で回転自在に支持された回転体であり、
前記ステータは、前記回転体を回転駆動するように周方向に一定間隔をおいて前記ケースに配設されている請求の範囲４のアクチュエータ。
【請求項６】
前記回転体は、前記軸受用強磁性体部との間に非磁性体を介在させてある請求の範囲５のアクチュエータ。
【請求項７】
前記軸受用電磁石は、前記回転体を軸方向に支持するスラスト電磁石と、前記回転体を径方向に支持するラジアル電磁石とを含み、
前記軸受用強磁性体部は、前記スラスト電磁石の磁極と対向する部位に設けられたスラスト強磁性体部と、前記ラジアル電磁石の磁極と対向する部位に設けられたラジアル強磁性体部とを含む構成である請求の範囲５のアクチュエータ。
【請求項８】
前記ラジアル電磁石は、前記回転体の異なる２箇所を径方向に支持する第１，第２ラジアル電磁石を含み、
前記ラジアル強磁性体部は、前記第１ラジアル電磁石の磁極と対向する部位に設けられた第１ラジアル強磁性体部と、前記第２ラジアル電磁石の磁極と対向する部位に設けられた第２ラジアル強磁性体部とを含む構成である請求の範囲７のアクチュエータ
【請求項９】
前記回転体は、径方向に複数の磁極が突出したロータ部と、このロータ部と同軸上で軸方向に延びる回転軸部とを含み、当該回転軸部を非磁性体で形成し、
前記第１ラジアル強磁性体部を、前記回転軸部の軸方向一端部に設けるとともに、前記第２ラジアル強磁性体部を、前記回転軸部の軸方向他端部に設けた請求の範囲８のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記回転体のロータ部を塊状の非積層強磁性体で形成するとともに、前記スラスト強磁性体部を前記ロータ部と一体形成した請求の範囲７のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記移動体は、前記ケースの内部で直線移動自在であり、
前記ステータは、前記移動体を直線的に駆動するように当該移動方向へ一定間隔をおいて前記ケースに配設されている請求の範囲４のアクチュエータ。
【請求項１２】
前記磁気軸受は、
前記軸受用強磁性体部が塊状の非積層強磁性体で形成されていることを特徴とする請求の範囲４のアクチュエータ。
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３９０１９
【国際公開日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【発行日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１４７０７（Ｐ２００５−５１４７０７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１００７１
【国際出願日】平成１６年７月８日（２００４．７．８）
【出願人】（０００２５０３３９）株式会社リガク (206)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【発行日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１００７１
【国際出願日】平成１６年７月８日（２００４．７．８）
【出願人】（０００２５０３３９）株式会社リガク (206)
【Ｆターム（参考）】
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