(57)【要約】【課題】パルスモータの渦電流問題を解決し、駆動時の運動性能および電力効率等の改善を図る。【解決手段】固定子鉄心１０を積層し、その端面を研削することなく、電気絶縁物４を介して固定盤３に固定する。これにより、研削時に固定子鉄心１０の端面どうしが接触し、電気伝導路が形成されることを回避できる。【選択図】図１
2010114948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に絶縁層が設けられた磁性体を積層することで固定子が形成され、可動子が前記固定子に沿って平面上を駆動されるパルスモータにおいて、
前記可動子が誘導する渦電流が流れる、前記固定子外周面の渦電流回路を遮断したことを特徴とするパルスモータ。
【請求項２】
前記渦電流回路は、積層された前記磁性体の端面の非研削面において遮断されることを特徴とする請求項１に記載のパルスモータ。
【請求項３】
前記渦電流回路は、積層された前記磁性体の端面に設けられた電気絶縁層により遮断されることを特徴とする請求項１に記載のパルスモータ。
【請求項４】
前記端面は、前記可動子と反対側の面であることを特徴とする請求項２または３に記載のパルスモータ。
【請求項５】
表面に絶縁層が設けられた磁性体を積層することで固定子が形成され、可動子が前記固定子に沿って平面上を駆動されるパルスモータの製造方法において、
前記磁性体を積層するステップと、
積層された前記磁性体の端面を研削せずに前記固定子を組み立てるステップと、
を備えることを特徴とするパルスモータの製造方法。
【請求項６】
表面に絶縁層が設けられた磁性体を積層することで固定子が形成され、可動子が前記固定子に沿って平面上を駆動されるパルスモータの製造方法において、
前記磁性体を積層するステップと、
積層された前記磁性体の端面に絶縁層を設けるステップと、
積層された前記磁性体の前記絶縁層と反対側の端面を研削するステップと、
を備えることを特徴とするパルスモータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に絶縁層が設けられた磁性体を積層することで固定子が形成され、可動子が前記固定子に沿って平面上を駆動されるパルスモータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
可動子をプラテン（固定子）上で水平方向に駆動するパルスモータが知られている。
【０００３】
図１１（ａ）は、従来のパルスモータにおける固定子を示す平面図、図１１（ｂ）は従来のパルスモータにおける可動子のＹ方向駆動部のＹＺ平面における断面図、図１１（ｃ）は上記Ｙ方向駆動部のＸＺ平面における断面図、図１２（ａ）は従来のパルスモータにおける可動子のＸ方向駆動部のＹＺ平面における断面図、図１２（ｂ）は上記Ｘ方向駆動部のＸＺ平面における断面図である。
【０００４】
図１１および図１２に示すように、パルスモータは水平に設置された固定子１と、空隙δgを介して固定子１に沿って水平面内（ＸＹ平面内）を２次元運動する可動子２とを備える。
【０００５】
固定子１には格子歯１１が形成され、格子歯１１の間の歯溝には非磁性体１２が埋め込まれている。格子歯１１の磁極歯ピッチＰに対し歯溝幅比τは任意に選択される。格子歯１１及び非磁性体１２の空隙δgに面する表面は滑らかに仕上げられている。
【０００６】
図１１〜図１２に示すように、固定子１はＹ方向を長手方向とする固定子鉄心１０をＸ方向に積層することで構成される。一般に電磁力を利用するモータは運動する際に発生する渦電流(鉄損)を抑制する為、固定子鉄心１０として表面を絶縁処理した電磁軟鉄鋼板を用い、積層構成が採用される。この場合、格子歯１１は積層された固定子鉄心１０に溝加工を施すことで形成される。その詳細は下記特許文献１に示されている。
【０００７】
図１１に示すように、Ｙ方向駆動部は図１１（ｂ）に示されるユニットをＸ方向に複数配列することで、また、図１２に示すように、Ｘ方向駆動部は図１２（ｂ）に示されるユニットをＹ方向に複数配列することで、それぞれ構成される。
なお、各軸の駆動部の配列はＸ方向、Ｙ方向のどちらでもよい。さらに、各軸の駆動部の配列は、推力発生方向が一致していればどのような配列でもよい。
【０００８】
可動子２は突極２１を複数持ち、突極２１には励磁コイル２２が巻かれている。図１１および図１２に示すように、可動子２の突極２１にバイアス永久磁石２３が設けられる。
【０００９】
突極２１の空隙δgに面する部分には鉄心歯２４が形成されている。鉄心歯２４に隣接する歯溝は非磁性体２５で埋められ、空隙面δgに面する表面は滑らかに仕上げられている。一般に固定子１に対し、鉄心歯２４が励磁相数に応じて相対位置が異なる様に、隣接する突極２１の間隔が設定され、可動子２と固定子１は空隙δgを介して対向配置されている。可動子２は固定子１に対し、空隙δgを隔て運動できる様に支えられている。図１１には、空気軸受によって可動子２が空隙δgを維持して浮上している様子を示しており、空気の流れが矢印で示される。この空隙δgを維持する構造として、他に、直線軸受、磁気軸受、および流体軸受もある。
【００１０】
次に、本実施形態のパルスモータの動作を説明する。
【００１１】
図１１（ｂ）および図１２（ｂ）に示すように、可動子２の励磁コイル２２が発生する励磁コイル磁束φCが突極２１及び鉄心歯２４から空隙δgを介して固定子鉄心１０の格子歯１１を通り、固定子鉄心１０内を通過して再び可動子２に帰還する。この際、互いに隣接する突極２１の鉄心歯２４が格子歯１１と相対する位置が異なる様に構成される為、鉄心歯２４と格子歯１１の磁気吸引力(以下、推力とする)Ｆの強い方向に可動子２は移動する。この様にして励磁コイル磁束φCを制御する事で可動子を運動させる事が出来る。また、バイアス永久磁石磁束φMを加える事で合成磁束φに因る推力Ｆは鉄心歯２４と格子歯１１の対抗位置の位相Δθが変化する間の磁束変化Δφの大きさおよび入力起磁力にそれぞれ比例した線形推力Ｆを発生する(後述する式１，式２参照)。下記特許文献２には、このような推力発生原理が示されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−２２１９５０号公報
【特許文献２】特開２００６−３５３０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図１３に一般的な渦電流Ieを示す。表面を絶縁処理された電磁軟鉄鋼板製の固定子鉄心１０に可動子２の合成磁束φによって誘導される渦電流Ieを示している。図１３（ａ）は板厚dの固定子鉄心１０の板厚方向断面内(Ｘ−Ｚ面)に合成磁束φが貫流した場合に誘導される渦電流Ieを示し、図１３（ｂ）は固定子鉄心１０の長手方向面(Ｙ−Ｚ面)を合成磁束φが貫流した場合に誘導される渦電流Ieを示し、図１３（ｃ）は固定子鉄心１０がユニット積層体１０Ａとして積層され、板厚方向断面内に合成磁束φが貫流した場合に誘導される渦電流Ieを示している。
【００１４】
各固定子鉄心１０間は絶縁層１６によって電気絶縁されており、積層しただけでは固定子鉄心１０の板厚方向断面内の渦電流Ieは隣接する固定子鉄心１０へは流れない。可動子２が誘導する渦電流Ieは「磁束密度」と「移動速度」の積に比例し、渦電流の流れる経路の総電気抵抗に逆比例する。
【００１５】
固定子鉄心１０を積層し、ユニット積層体１０Ａを構成する場合、ユニット積層体１０Ａは複数の固定子鉄心１０を積層接着して製作される際、残留応力等で湾曲する。可動子２が複数ユニット積層体１０Ａ上を滑らかに移動する為には高精度な平行度と平面度(幾何公差)が要求される。したがって、この湾曲を修正する為に、図１４（ａ）に示すように、格子歯１１の形成面側及び固定盤３側の両面に対し研削加工が施される。この研削が施されたユニット積層体１０Ａの断面を図１４（ｂ）に示す。
【００１６】
図１４（ｂ）に示す様に、ユニット積層体１０Ａの両研削面は固定子鉄心１０間を電気絶縁していた絶縁層を研削時の橋渡し(バリ)に因り破壊し、この橋渡しが固定子鉄心１０板厚方向断面内の渦電流Ieが隣接する固定子鉄心１０へは流れる電気伝導路１５，１７となる。橋渡し電気伝導路１５，１７を流れる渦電流Ie'と図１３に示した渦電流Ieの関係はIe'＞Ieの関係にある、これは電磁軟鉄鋼板製の固定子鉄心１０の固有抵抗値ρが大きく、且つ板厚断面内の領域は狭く渦電流経路の総抵抗値が大きいのに対し、研削加工に因って形成された橋渡し電気伝導路１５，１７は表面積が大きい為、総電気抵抗値が小さい事に因る。
【００１７】
図１５および図１６にＸ方向可動子及びＹ方向可動子がユニット積層体１０Ａに誘導する渦電流と電磁制動力を示した。図１５（ａ）および図１５（ｂ）は速度Ｖｘでユニット積層体１０Ａ上をＸ方向に移動する際のＸＺ断面図及びＹＺ断面図であり、図１６（ａ）および図１６（ｂ）は速度−Ｖｙでユニット積層体１０Ａ上をＹ方向に移動する際のＸＺ断面図及びＹＺ断面図である。
【００１８】
まず、図１５において、速度Ｖｘで移動する可動子２のバイアス永久磁石磁束φMが移動方向前後に相異なる向きに渦電流Iemxを誘導する。この渦電流Iemxは突極２１直下で同一方向電流となり、バイアス永久磁石磁束φMと相互作用してユニット積層体１０Ａを移動方向に押す力としてＦbmxを発生させる。しかし、ユニット積層体１０Ａは固定盤３に固定されている為、その反作用として可動子２は電磁制動力−Ｆbmx (電磁制動力は「磁束密度」と「渦電流」の積に比例し、運動を妨げる方向に作用する)を受け、減速させられる。図１１に示した励磁コイル磁束φCが誘導する渦電流Iecxは図１２で示した様に固定子鉄心１０の長手方向面内を貫流するが、可動子２が移動している場合は励磁コイル磁束φCが交流励磁電流による交番磁束であるので一定方向の電磁制動力を生じない。しかし橋渡し電気伝導路１５，１７に因る低電気抵抗な渦電流回路に因り図１３（ｃ）よりも大きい渦電流Ie'となり、渦電流損(鉄損)として固定子鉄心１０の発熱量を増大させる。
【００１９】
次に図１６においてＹ方向に速度−Ｖｙで移動する可動子２のバイアス永久磁石磁束φMが同様にユニット積層体１０Ａに移動方向前後に相異なる向きに渦電流Iemyを誘導し、反作用として電磁制動力Ｆbmyを受け、減速させられる。この渦電流Iemyは固定子鉄心１０の高電気抵抗な板厚方向断面内を流れるので小さく、電磁制動力Ｆbmyは|Ｆbmy|＜ |−Ｆbmx|となる。また、励磁コイル磁束φCが誘導する渦電流Iecyは図１４（ｂ）で示した様に橋渡し電気伝導路１５，１７を流れる渦電流Ie'であるが、可動子２が移動している場合は励磁コイルの励磁電流は交流と成るので電磁制動力を生じない。橋渡し電気伝導路１５，１７に因る低電気抵抗な渦電流回路に因り図１３（ｃ）よりも大きい渦電流Ie'となり、渦電流損(鉄損)として固定子鉄心１０の発熱量を増大させる。
【００２０】
従って、可動子２が等速運動する場合では一定の速度Ｖを維持する為に電磁制動力Ｆbに拮抗する推力Ｆv(Ｆv＝Ｆb)を加えなければならない。その為に余計な電力損出が発生する。更に加速運動させる場合には一定の加速度Accを維持する為に加速推力Ｆaccに加え、電磁制動力Ｆbに拮抗する推力Ｆa(Ｆa＝Ｆb)を加え続けなければならない。更に運動を制御する為に必要な励磁コイル磁束φCに因る大きな電力損出を生じさせる。
【００２１】
この様に従来は高速な移動時の運動特性及び電力効率が悪化し、特にＸ方向移動時には大きな損失を生じていた。
【００２２】
本発明の目的は、パルスモータの渦電流問題を解決し、駆動時の運動性能および電力効率等の改善を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明のパルスモータは、表面に絶縁層が設けられた磁性体を積層することで固定子が形成され、可動子が前記固定子に沿って平面上を駆動されるパルスモータにおいて、前記可動子が誘導する渦電流が流れる、前記固定子外周面の渦電流回路を遮断したことを特徴とする。
このパルスモータによれば、固定子外周面の渦電流回路を遮断したので、駆動時の運動性能および電力効率等の改善を図ることができる。
【００２４】
前記渦電流回路は、積層された前記磁性体の端面の非研削面において遮断されてもよい。
【００２５】
前記渦電流回路は、積層された前記磁性体の端面に設けられた電気絶縁層により遮断されてもよい。
【００２６】
前記端面は、前記可動子と反対側の面であってもよい。
【００２７】
本発明のパルスモータの製造方法は、表面に絶縁層が設けられた磁性体を積層することで固定子が形成され、可動子が前記固定子に沿って平面上を駆動されるパルスモータの製造方法において、前記磁性体を積層するステップと、積層された前記磁性体の端面を研削せずに前記固定子を組み立てるステップと、を備えることを特徴とする。
このパルスモータの製造方法によれば、積層された磁性体の端面を研削せずに固定子を組み立てるので、磁性体の端面に電気伝導路が形成されることを回避できる。
【００２８】
本発明のパルスモータの製造方法は、表面に絶縁層が設けられた磁性体を積層することで固定子が形成され、可動子が前記固定子に沿って平面上を駆動されるパルスモータの製造方法において、前記磁性体を積層するステップと、積層された前記磁性体の端面に絶縁層を設けるステップと、積層された前記磁性体の前記絶縁層と反対側の端面を研削するステップと、を備えることを特徴とする。
このパルスモータの製造方法によれば、絶縁層と反対側の端面を研削するので、磁性体の積層体の端面の少なくとも一方は絶縁状態が保たれ、磁性体の積層体の表面全体にわたって電気伝導路が形成されることを回避できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のパルスモータによれば、固定子外周面の渦電流回路を遮断したので、駆動時の運動性能および電力効率等の改善を図ることができる。
【００３０】
本発明のパルスモータの製造方法によれば、積層された磁性体の端面を研削せずに固定子を組み立てるので、磁性体の端面に電気伝導路が形成されることを回避できる。
【００３１】
本発明のパルスモータの製造方法によれば、絶縁層と反対側の端面を研削するので、磁性体の積層体の表面全体にわたって電気伝導路が形成されることを回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明によるパルスモータの一実施形態について説明する。
【００３３】
本実施形態のパルスモータでは、従来のパルスモータとは異なり、固定子鉄心（磁性体）をユニット積層体として積層した後、研磨加工を行わずに固定盤に固定することで製造されることを特徴としている。
【００３４】
図１（ａ）は、本実施形態のパルスモータにおける固定子を示す平面図、図１（ｂ）は本実施形態のパルスモータにおける可動子のＹ方向駆動部のＹＺ平面における断面図、図１（ｃ）は上記Ｙ方向駆動部のＸＺ平面における断面図、図２（ａ）は本実施形態のパルスモータにおける可動子のＸ方向駆動部のＹＺ平面における断面図、図２（ｂ）は上記Ｘ方向駆動部のＸＺ平面における断面図である。
【００３５】
図１および図２に示すように、本実施形態のパルスモータは水平に設置された固定子１と、空隙δgを介して固定子１に沿って水平面内（ＸＹ平面内）を２次元運動する可動子２とを備える。図１に示すように、固定子１は電気絶縁層４を介して固定盤３に固定される。
【００３６】
固定子１には格子歯１１が形成され、格子歯１１の間の歯溝には非磁性体１２が埋め込まれている。格子歯１１の磁極歯ピッチＰに対し歯溝幅比τは任意に選択される。格子歯１１及び非磁性体１２の空隙δgに面する表面は滑らかに仕上げられている。
【００３７】
図１〜図２に示すように、固定子１はＹ方向を長手方向とする固定子鉄心１０をＸ方向に積層することで構成される。一般に電磁力を利用するモータは運動する際に発生する渦電流(鉄損)を抑制する為、固定子鉄心１０として表面を絶縁処理した電磁軟鉄鋼板を用い、積層構成が採用される。この場合、格子歯１１は積層された固定子鉄心１０に溝加工を施すことで形成される。その詳細は特許文献１に示されている。
【００３８】
図１に示すように、Ｙ方向駆動部は図１（ｂ）に示されるユニットをＸ方向に複数配列することで、また、図２に示すように、Ｘ方向駆動部は図２（ｂ）に示されるユニットをＹ方向に複数配列することで、それぞれ構成される。
なお、各軸の駆動部の配列はＸ方向、Ｙ方向のどちらでもよい。さらに、各軸の駆動部の配列は、推力発生方向が一致していればどのような配列でもよい。
【００３９】
可動子２は突極２１を複数持ち、突極２１には励磁コイル２２が巻かれている。図１および図２に示すように、可動子２の突極２１にバイアス永久磁石２３が設けられる。可動子２の他の部分にバイアス永久磁石を設けてもよい。
【００４０】
突極２１の空隙δgに面する部分には鉄心歯２４が形成されている。鉄心歯２４に隣接する歯溝は非磁性体２５で埋められ、空隙面δgに面する表面は滑らかに仕上げられている。この鉄心歯２４に隣接する歯溝には歯先磁石を挿入してもよい。一般に固定子１に対し、鉄心歯２４が励磁相数に応じて相対位置が異なる様に、隣接する突極２１の間隔が設定され、可動子２と固定子１は空隙δgを介して対向配置されている。可動子２は固定子１に対し、空隙δgを隔て運動できる様に支えられている。図１には、空気軸受によって可動子２が空隙δgを維持して浮上している様子を示しており、空気の流れが矢印で示される。この空隙δgを維持する構造として、他に、直線軸受、磁気軸受、および流体軸受もある。
【００４１】
次に、本実施形態のパルスモータの動作を説明する。
【００４２】
図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、可動子２の励磁コイル２２が発生する励磁コイル磁束φCが突極２１及び鉄心歯２４から空隙δgを介して固定子鉄心１０の格子歯１１を通り、固定子鉄心１０内を通過して再び可動子２に帰還する。この際、互いに隣接する突極２１の鉄心歯２４が格子歯１１と相対する位置が異なる様に構成される為、鉄心歯２４と格子歯１１の磁気吸引力(以下、推力とする)Ｆの強い方向に可動子２は移動する。この様にして励磁コイル磁束φCを制御する事で可動子を運動させる事が出来る。また、バイアス永久磁石磁束φMを加える事で合成磁束φに因る推力Ｆは鉄心歯２４と格子歯１１の対抗位置の位相Δθが変化する間の磁束変化Δφの大きさおよび入力起磁力にそれぞれ比例した線形推力Ｆを発生する(式１，式２参照)。特許文献２には、このような推力発生原理が示されている。
【００４３】
【数１】
2010114948.tif 000003
【００４４】
本実施形態のパルスモータでは、固定子１を作製する際に、固定子鉄心１０を積層することで、ユニット積層体１０Ａを形成した後に、図１４（ａ）に示す研削加工を行わず、固定盤３に固定する。この際、柔軟性をもつ電気絶縁物４を固定子鉄心１０と固定盤３の間に挿入する構成としている。図３に示すように、固定子鉄心１０の絶縁処理によって、固定子鉄心１０の間には絶縁層１６が存在する状態となっている。
【００４５】
以下に具体的に説明する。従来技術で説明した理由によりユニット積層体は図１４（ａ）に示したように、両面の研削加工が必要であった。これに対し、本実施形態の構成では研削加工を施さず、固定盤３に重ねた柔軟性持つ電気絶縁物４の上に無研削加工のユニット積層体１０Ａを固定する。この際、柔軟性をもつ電気絶縁体４が無研削加工ユニット積層体１０Ａの残留応力に因る湾曲を吸収する。その後、格子歯１１を研削加工する。
【００４６】
この構成を採用する事でユニット積層体１０Ａの固定盤３の側の面（図３における下面）では、図３に示す様に固定子鉄心１０の絶縁層１６が維持され、研削に因る橋渡し電気伝導路は生じない。格子歯１１の形成面は研削加工に因り橋渡し電気伝導路１５が生じるが固定盤３側に電気伝導路が無い為、図１４（ｂ）に示す渦電流回路が形成されない。したがって、ユニット積層体１０Ａ周辺を渦電流は環流出来ない。さらに固定盤３とユニット積層体１０Ａの間に挿入された電気絶縁体４が多数隣接配置されるユニット積層体１０Ａ間の電気絶縁を担う。
【００４７】
このように、本実施形態のパルスモータでは、可動子２の磁気変化や運動によって発生するユニット積層体１０Ａ及び固定子鉄心１０の渦電流による電磁制動力及び鉄損を効果的に抑制出来る。
【００４８】
図４および図５は、本発明の電磁制動力の低減効果を示す図であり、図４（ａ）および図５（ａ）はＸＺ平面における断面を、図４（ｂ）および図５（ｂ）はＸＺ平面における断面を、それぞれ示している。
【００４９】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、Ｘ方向に速度Ｖｘで移動する可動子２のバイアス永久磁石２３が発生するバイアス永久磁石磁束φMに誘導される渦電流Iemxは無研削加工ユニット積層体１０Ａと電気絶縁体４に因る電気絶縁効果に因って流れない。したがって、電磁制動力−Ｆbmxは生じない。励磁コイル２２の発生させる励磁コイル磁束φCが誘導する渦電流Iecxは、図１３（ｂ）で示した様に固定子鉄心１０の長手方向面内を流れる渦電流Ieであるが、可動子２が移動している場合は励磁コイル磁束φCが交流励磁電流による交番磁束であるので一定方向の電磁制動力を生じない。この渦電流Iecxは渦電流損として固定子鉄心１０を発熱させるが、電気絶縁物４に因って多数隣接配置される無研削加工のユニット積層体１０Ａ間は電気絶縁される為、渦電流回路は固定子鉄心１０内のみとなり、これら固定子鉄心１０間の渦電流回路が並列回路化されない。従って従来構成よりも渦電流経路の総電気抵抗は大きくなり、生じる渦電流は従来りも小さくなる。よって運動特性及び電力効率を向上させられる。
【００５０】
また、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、Ｙ方向に速度−Ｖｙで移動する可動子２のバイアス永久磁石磁束φMが同様に渦電流Iemyを誘導し反作用として電磁制動力−Ｆbmyを生じる。しかし、無研削加工のユニット積層体１０Ａと電気絶縁物４に因って固定子鉄心１０は相互に絶縁され渦電流回路が並列回路化されず、渦電流Iemyは図１３（ｂ）で示した高電気抵抗な固定子鉄心１０の長手方向面内の渦電流回路のみを流れるので、従来構成よりも渦電流経路の総電気抵抗は大きくなり、誘導される渦電流Iemyは更に小さくなる。この結果、電磁制動力−Ｆbmyは従来よりも小さくなる。励磁コイル２２の発生させる励磁コイル磁束φCが誘導する渦電流Iecyは図１３（ａ）で示した固定子鉄心１０の板厚方向断面内を流れる渦電流Ieである。可動子２が移動している場合は励磁コイル磁束φCが交流励磁電流による交番磁束であるので一定方向の電磁制動力を生じない。しかし、渦電流損として固定子鉄心１０を発熱させる。無研削加工のユニット積層体１０Ａと電気絶縁物４に因って固定子鉄心１０は相互に絶縁され渦電流回路が並列回路化されず、高電気抵抗な板厚方向断面内のみの渦電流回路を流れるので従来構成よりも渦電流経路の総電気抵抗は大きくなり、誘導される渦電流Iemyは従来よりも小さくなる。よって運動特性及び電力効率を向上させられる。また、ユニット積層体１０Ａ毎の高精度な研削工程を省く事により、低コスト化を図れる。
【００５１】
以上に因り、本実施形態のパルスモータによれば、高速な移動時の運動特性及び電力効率を効果的に向上させる事が出来、且つ高性能なモータの低コスト化を図る事が出来る。
【００５２】
以下、固定子の構成例およびその製造方法について説明する。
【００５３】
図６は固定子の構成を示す図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【００５４】
図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、固定盤３には固定子鉄心を位置決めするための突起３１が形成されている。図６に示すように、固定盤３と固定子鉄心１０との間には電気絶縁物４が挿入されている。
【００５５】
図７は、固定子の構成を示す分解斜視図である。図７に示すように、固定子鉄心１０には、突起３１を収容する切欠き１０ａが形成されている。同一層を形成する固定子鉄心１０は互いに突合せ部１０ｃを挟んでＹ方向に並べられる。突合わせ部１０ｃに適当な間隙を設けることで、熱応力や寸法及び形状誤差等に対処している。また、隣接する層を形成する固定子鉄心１０は互い違いに接続部位１０ｃをずらされた配置で互いにＸ方向に積層される。
【００５６】
固定子鉄心１０は、突起３１により正確に位置決めされる。すなわち、突起３１の基準面Ｒ１（図６）に固定子鉄心１０の当接部１０ｂ（図７）を突き当てることにより、固定子鉄心１０がＸ方向について位置決めされる。また、突起３１の基準面Ｒ２（図６）に固定子鉄心１０の切欠き１０ａ（図７）の端面を突き当てることにより、固定子鉄心１０がＹ方向について位置決めされる。
【００５７】
このように、図６および図７の例では、ユニット積層体を形成せず、直接、固定盤３に固定子鉄心１０を積層する構成をとる。
【００５８】
固定子鉄心１０を積層後、研削加工により格子歯１１を形成することができる。
【００５９】
この構成によれば、固定子鉄心１０は電気絶縁物４の上に直接積層され、研削加工に因る橋渡し電気伝導路が生じないため、上記実施形態と同様の効果を得られる。また、ユニット積層体毎の高精度な研削工程を省く事により、低コスト化を図れる。
【００６０】
図８は、予め固定子鉄心に格子歯を形成するための加工を施した例を示す分解斜視図である。
【００６１】
図８に示すように、この例では、磁極歯１０ｄが形成された固定子鉄心１０Ｋと、磁極歯のない固定子鉄心１０Ｌとが組み合わされる。固定子鉄心１０Ｌの高さはその上端が固定子鉄心１０Ｋの磁極歯１０ｄの歯底と一致するように寸法が設定される。固定子鉄心１０Ｋおよび固定子鉄心１０Ｌは、それぞれ格子歯１１のピッチPに一致する所定の枚数だけ重ね合わされた上で、交互に積層される。固定子鉄心１０Ｋおよび固定子鉄心１０Ｌのそれぞれの配置方法は、固定子鉄心１０（図７）の場合と変わらない。
【００６２】
この構成に因れば、表面を絶縁処理された電磁軟鉄鋼板製の固定子鉄心１０Ｋおよび固定子鉄心１０Ｌを電気絶縁物４の上に直接積層する為、固定盤３側の橋渡し電気伝導路が生じない。更に磁極歯１０ｄが形成された固定子鉄心１０Ｋと無磁極歯の固定子鉄心１０Ｌを所定枚数ずつ繰り返し積層することにより格子歯１１が形成される為、格子歯１１を形成するための研削加工が不要であり、格子歯面の橋渡し電気伝導路も生じる事が無い。
【００６３】
この為、隣接する固定子鉄心１０Ｋおよび固定子鉄心１０Ｌ間の電気伝導路が全く無くなり、可動子２の合成磁束φに誘導される渦電流Ieは最小となる。したがって、実施形態で説明した効果を更に向上させる事が出来る。また、ユニット積層体毎の高精度な研削工程を省く事により、低コスト化を図れる。以上に因り、より一層、本発明は高速な移動時の運動特性及び電力効率を効果的に向上させる事が出来、且つ高性能な面モータの低コスト化を図る事が出来る。
【００６４】
次に、図９〜図１０を参照して、固定子の製造方法について説明する。
【００６５】
図９は、図６および図７に示す構成における製造方法を示している。
【００６６】
図９（ａ）に示すように、Ｘ方向磁極歯加工では研削加工に因り橋渡し電気伝導路が生じる。また、図９（ｂ）に示すように、Ｙ方向磁極歯加工においても、研削加工に因り、橋渡し電気伝導路が生じる。
【００６７】
しかし、図９（ｃ）に示すように、予め絶縁紙５を積層し、格子歯１１を研削加工で形成することができる。このように、絶縁紙５を挿入した場合には、絶縁紙５が橋渡しを防ぎ電気伝導路を生じさせない。このため、可動子２の合成磁束φに誘導される渦電流Ieは更に減少する。したがって、高速な移動時の運動特性及び電力効率を効果的に向上させる事が出来る。
【００６８】
図１０は、図８に示す構成における製造方法を示している。
【００６９】
図８の構成では、固定子鉄心１０Ｋおよび固定子鉄心１０Ｌの積層のみに因って格子歯１１を形成する為、固定子鉄心１０Ｋが有する磁極歯寸法の誤差，固定子鉄心１０Ｋ，１０Ｌの板厚誤差及び固定子鉄心積層誤差等に因り格子歯１１に寸法誤差が生じる。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、寸法誤差は、固定子鉄心１０Ｋ，１０Ｌの積層後に格子歯１１を研削加工により形成することで解消できる。この研削加工によって生じる橋渡し電気伝導路が電磁制動力及び鉄損の増加させてしまう。すなわち、図１０（ａ）に示すように、Ｘ方向磁極歯加工では研削加工に因り、磁極歯部に僅かに橋渡し電気伝導路が生じる。図１（ｂ）に示すように、Ｙ方向磁極歯加工においても研削加工に因り、同様に僅かに橋渡し電気伝導路が生じる。
【００７０】
しかし、図１０の構成では研削量を抑えることができるため、橋渡し電気伝導路を最小に抑えながら磁極歯１１の寸法精度を向上させ、且つ研削加工量を最小にする事によって低コスト化を図る事が出来る。
【００７１】
また、高推力を得る為に使用される高飽和磁束密度材料(CoFe系)を使用する際の問題となる磁気特性劣化に対しても有効である。高飽和磁束密度材料(CoFe系)は機械加工によって磁気特性を損ない易く、従来では格子歯１１の形成加工の際、研削加工量が多く、その加工影響に因り磁気特性の劣化が著しかった。しかし、図１０の構成では、研削加工量が少ない為、磁気特性劣化を最小に抑制出来る。従って高飽和磁束密度材料(CoFe系)の持つ高性能な磁気特性を最大限に活用出来る。
【００７２】
図１０（ｃ）に示すように、絶縁紙５を予め積層し、研削加工した場合には絶縁紙５が橋渡しを防ぎ電気伝導路を生じさせない。この場合には、可動子２の合成磁束φに誘導される渦電流は更に減少する。従って、仕上げ研削加工に因り、磁極歯１１の寸法精度の向上を図りながら、電磁制動力及び鉄損をより効果的に抑制出来る。
【００７３】
以上説明したように、本発明のパルスモータによれば、固定子外周面の渦電流回路を遮断したので、駆動時の運動性能および電力効率等の改善を図ることができる。また、本発明のパルスモータの製造方法によれば、積層された磁性体の端面を研削せずに固定子を組み立てるので、磁性体の端面に電気伝導路が形成されることを回避できる。さらに、本発明のパルスモータの製造方法によれば、絶縁層と反対側の端面を研削するので、磁性体の積層体の表面全体にわたって電気伝導路が形成されることを回避できる。
【００７４】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、表面に絶縁層が設けられた磁性体を積層することで固定子が形成され、可動子が前記固定子に沿って平面上を駆動されるパルスモータおよびその製造方法に対し、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】パルスモータの構成を示す図であり、（ａ）は、パルスモータにおける固定子を示す平面図、（ｂ）はパルスモータにおける可動子のＹ方向駆動部のＹＺ平面における断面図、（ｃ）はＹ方向駆動部のＸＺ平面における断面図である。
【図２】パルスモータの構成を示す図であり、（ａ）はパルスモータにおける可動子のＸ方向駆動部のＹＺ平面における断面図、（ｂ）はＸ方向駆動部のＸＺ平面における断面図。
【図３】固定子鉄心を積層した状態を示す断面図。
【図４】電磁制動力の低減効果を示す図であり、（ａ）はＸＺ平面における断面を、（ｂ）はＸＺ平面における断面を、それぞれ示す断面図。
【図５】電磁制動力の低減効果を示す図であり、（ａ）はＸＺ平面における断面を、（ｂ）はＸＺ平面における断面を、それぞれ示す断面図。
【図６】固定子の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図７】固定子の構成を示す分解斜視図。
【図８】固定子の構成を示す分解斜視図。
【図９】固定子の製造方法を示す図であり、（ａ）はX方向磁極歯加工を示す図、（ｂ）はY方向磁極歯加工を示す図、（ｃ）は絶縁紙を積層後、格子歯を研削加工で形成する例を示す図。
【図１０】固定子の製造方法を示す図であり、（ａ）はX方向磁極歯加工を示す図、（ｂ）はY方向磁極歯加工を示す図、（ｃ）は絶縁紙を積層後、格子歯を研削加工で形成する例を示す図。
【図１１】従来のパルスモータを示す図であり、（ａ）は、従来のパルスモータにおける固定子を示す平面図、（ｂ）は従来のパルスモータにおける可動子のＹ方向駆動部のＹＺ平面における断面図、（ｃ）はＹ方向駆動部のＸＺ平面における断面図。
【図１２】従来のパルスモータの構成を示す図であり、（ａ）は従来のパルスモータにおける可動子のＸ方向駆動部のＹＺ平面における断面図、（ｂ）はＸ方向駆動部のＸＺ平面における断面図。
【図１３】一般的な渦電流Ieを示す図であり、（ａ）は固定子鉄心の板厚方向断面内の渦電流Ieを示す図、（ｂ）は固定子鉄心の長手方向面内の渦電流Ieを示す図、（ｃ）はユニット積層体内の渦電流Ieを示す図。
【図１４】研削工程等を示す図であり、（ａ）は研削加工の様子を示す図、（ｂ）は研削が施されたユニット積層体の断面図。
【図１５】渦電流と電磁制動力を示す図であり、（ａ）はＸＺ断面図、（ｂ）はＹＺ断面図。
【図１６】渦電流と電磁制動力を示す図であり、（ａ）はＸＺ断面図、（ｂ）はＹＺ断面図。
【符号の説明】
【００７６】
１      固定子
２      可動子
４      電気絶縁物（絶縁層）
５      絶縁紙（絶縁層）
１０    固定子鉄心（磁性体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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