(57)【要約】【課題】  高速時の磁束遅れや、発熱が低減出来る平面モータを実現する。【解決手段】  平坦面に格子状に磁性金属材料で凸部が構成され、その間に溝が形成されたプラテンを具備する平面モータにおいて、  前記平坦面に直交し前記溝の一方の溝に平行に積層された複数の磁性金属材料の薄板の積層板からなるプラテンを具備したことを特徴とする平面モータである。【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦面に格子状に磁性金属材料で凸部が構成され、その間に溝が形成されたプラテンを具備する平面モータにおいて、
前記平坦面に直交し前記溝の一方の溝に平行に積層された複数の磁性金属材料の薄板の積層板からなるプラテン
を具備したことを特徴とする平面モータ。
【請求項２】
前記積層板は、最大飽和磁束密度を有する金属材料よりなること
を特徴とする請求項１記載の平面モータ。
【請求項３】
前記積層板は、鉄コバルト系金属材料よりなること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の平面モータ。
【請求項４】
前記積層板の厚みは、前記溝幅端が前記積層板の厚み内に存在するような厚みであること
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の平面モータ。
【請求項５】
前記積層板の厚みは、前記溝幅端で前記積層板が剥がれない程度の寸法の厚みであること
を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の平面モータ。
【請求項６】
前記積層板の厚みは、前記溝幅端が前記積層板の厚みの丁度１／２付近に存在するような厚みであること
を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の平面モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速時の磁束遅れや、発熱が低減出来る平面モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平面モータに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４３８３０号公報
【０００４】
図４及び図６は従来におけるパルスモータの要部構成説明図である。
図４は上面図、図５は図３のＡ−Ａ部分の断面図、図６はコア２１１ａをＥ方向から見た図である。
この従来例はスライダが２次元方向に移動するパルスモータの例を示している。
プラテン１０は、板状をなし、Ｘ方向とＹ方向に沿って一定ピッチで歯１１がマトリクス状に形成されている。プラテン１０は、磁性体で構成されていて、平坦面に格子状に溝を切ることにより形成される。
【０００５】
スライダ２０には、Ｘモータブロック２１ａ，２１ｂとＹモータブロック２２ａ，２２ｂが塔載されている。
Ｘモータブロック２１ａの構成を説明する。
Ｘモータブロック２１ａには、コア２１１ａ，２１１ｂが設けられている。
図６はコア２１１ａをＥ方向から見た図である。
【０００６】
コア２１１ａは、突極２１２ａ〜２１２ｆを有する。各突極の先端にはピッチｐで歯２１３が形成されている。プラテン１０の歯１１のピッチは歯２１３のピッチと等しいかあるいはほぼ等しくなっている。歯２１３は歯１１と対向配置されている。
突極２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃの歯はｐ／３ずつ位相がずれている。突極２１２ａの歯と突極２１２ｄの歯は同位相である。突極２１２ｄ，２１２ｅ，２１２ｆの歯はｐ／３ずつ位相がずれている。
【０００７】
コイル２１４ａ〜２１４ｆは、突極２１２ａ〜２１２ｆにそれぞれ巻かれている。コイル２１４ａ〜２１４ｆの巻かれた突極の歯の位相はｐ／３ずつずれている。コイル２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄ，２１４ｅ，２１４ｆをそれぞれＵ相コイル，Ｖ相コイル，Ｗ相コイル，Ｕ相コイル，Ｖ相コイル，Ｗ相コイルとする。この例では、コイルは３相コイルである。
励磁手段２１５は、コイル２１４ａ〜２１４ｆに位相が１２０°ずつずれた正弦波交流信号を流すことによって励磁する。
【０００８】
永久磁石２１６ａ，２１６ｂはコア２１１ａに装着されている。永久磁石２１６ａ，２１６ｂは突極の長さ方向に着磁されている。これにより、永久磁石２１６ａ，２１６ｂは突極に長さ方向のバイアス磁束φｍを与える。
浮揚手段２１７は、スライダ２０をプラテン１０上に浮揚させる。図示していないが、例えば浮揚手段２１７はスライダ２０の下面に設けた穴から圧縮空気を噴出することによって、スライダ２０をプラテン１０上に浮揚させる。このとき、スライダ２０とプラテン１０の間には圧縮空気の層が形成される。
【０００９】
コア２１１ｂもコア２１１ａと同様な構成になっている。コア２１１ｂはコア２１１ａに対して、突極の歯の位相をｐ／２だけずらして配置されている。コア２１１ｂに巻かれた３相コイルをそれぞれＵ−相コイル（Ｕの上にバーが付いた符合をＵ−と表す），Ｖ−相コイル，Ｗ−相コイルとする。Ｕ相コイルとＵ−相コイルには同相の交流信号が与えられる。他の相についても同様である。Ｕ−相コイル，Ｖ−相コイル，Ｗ−相コイルを設けたのは、コイルを励磁したときにスライダが回転するのを防ぐためである。
【００１０】
Ｕ相コイル，Ｖ相コイル，Ｗ相コイルが巻かれた突極をそれぞれＵ相突極，Ｖ相突極，Ｗ相突極とする。同様に、Ｕ−相コイル，Ｖ−相コイル，Ｗ−相コイルが巻かれた突極をそれぞれＵ−相突極，Ｖ−相突極，Ｗ−相突極とする。
【００１１】
Ｘモータブロック２１ｂもＸモータブロック２１ａと同様な構成になっている。Ｘモータブロック２１ｂにあるコア２１９ａ，２１９ｂの突極の歯は、コア２１１ａ，２１１ｂの歯と同位相になっている。永久磁石２１８ａ，２１８ｂはコア２１２ａに装着されている。永久磁石２１８ａ，２１８ｂの着磁方向は永久磁石２１６ａ，２１６ｂの着磁方向と同方向である。
【００１２】
Ｘモータブロック２１ａ，２１ｂはＸ方向に突極の歯が配列されている。突極に巻かれたコイルに発生する磁束と永久磁石の磁束により、Ｘモータブロック２１ａ，２１ｂはＸ方向の推力を発生する。
【００１３】
Ｙモータブロック２２ａ，２２ｂもＸモータブロック２１ａと同様な構成になっている。Ｙモータブロック２２ａ，２２ｂはＸモータブロック２１ａを９０°回転移動させた向きに配置されている。Ｙモータブロック２２ａ，２２ｂはＹ方向に突極の歯が配列されている。突極に巻かれたコイルに発生する磁束と永久磁石の磁束により、Ｙモータブロック２２ａ，２２ｂはＹ方向の推力を発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
プラテン１０は格子状に歯を加工するために、純鉄や珪素鋼の一体鋼板を用いている。
一体鋼板を用いているために、鉄損が多く、高速運転時の磁束遅れや,発熱が発生する問題がある。
【００１５】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、プラテンに薄板の積層鋼板を用いることにより、高速時の磁束遅れや、発熱が低減出来る平面モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような課題を達成するために、本発明では、請求項１の平面モータにおいては、
平坦面に格子状に磁性金属材料で凸部が構成され、その間に溝が形成されたプラテンを具備する平面モータにおいて、
前記平坦面に直交し前記溝の一方の溝に平行に積層された複数の磁性金属材料の薄板の積層板からなるプラテンを具備したことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項２の平面モータにおいては、請求項１記載の平面モータにおいて、
前記積層板は、最大飽和磁束密度を有する金属材料よりなることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項３においては、請求項１又は請求項２記載の平面モータにおいて、
前記積層板は、鉄コバルト系金属材料よりなることを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項４においては、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の平面モータにおいて、
前記積層板の厚みは、前記溝幅端が前記積層板の厚み内に存在するような厚みであることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項５においては、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の平面モータにおいて、
前記積層板の厚みは、前記溝幅端で前記積層板が剥がれない程度の寸法の厚みであることを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項６においては、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の平面モータにおいて、
前記積層板の厚みは、前記溝幅端が前記積層板の厚みの丁度１／２付近に存在するような厚みであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
プラテンに薄板の積層鋼板を用いることにより、高速時の鉄損による磁束遅れをなくし,高速化が実現出来、発熱が低減出来る平面モータが得られる。
【００２３】
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
高飽和磁束密度の積層材料が使用されたので、著しく推力アップが容易な平面モータが得られる。
又、これに伴い、フレームの軽量化が計れ,高加速度化が実現できる平面モータが得られる。
【００２４】
本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
積層板は、鉄コバルト系金属材料よりなるので、鉄コバルト系金属材は市場性があり比較的安価に入手出来るので、比較的安価な平面モータが得られる。
【００２５】
本発明の請求項４によれば、次のような効果がある。
積層板の厚みは、溝幅端が積層板の厚み内に存在するような厚みであるので、溝幅端の寸法を高精度に仕上げることが容易な平面モータが得られる。
【００２６】
本発明の請求項５によれば、次のような効果がある。
積層板の厚みは、溝幅端で積層板が剥がれない程度の寸法の厚みであるので、積層板の剥離の恐れが少なくなる平面モータが得られる。
【００２７】
本発明の請求項６によれば、次のような効果がある。
積層板の厚みは、溝幅端が積層板の厚みの丁度１／２付近に存在するような厚みであるので、積層板の剥離の恐れが確実に少なくなる平面モータが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図でプラテンの平面図、図２は図１の要部側面図、図３は図１のＢ―Ｂ矢視図である。
【００２９】
プラテン３１は平坦面３１１に直交し、溝の一方の溝に平行に積層された複数の磁性金属材料の薄板の積層板３１２からなる。
この場合は、図１において、Ｙ軸方向に走る溝３１３に平行に積層されている。
そして、この場合は、、最大飽和磁束密度を有する金属材料よりなる。
更に、具体的には、この場合は、鉄コバルト系金属材料よりなる。
【００３０】
そして、積層板３１２は、図３に示す如く、一方向に積層し接合する。
接合方法は接着、拡散接合等で行う。
溝切りは、具体的には、図３に示す如く、例えば、平坦面２ｍｍ幅、溝幅２ｍｍ幅、薄板積層板３１２の厚み０．５ｍｍの場合に，丁度、薄板積層板３１２の厚み０．５ｍｍの中心を加工するように行う。
【００３１】
そして、２ｍｍ毎に加工面が発生するが、薄板積層板３１２の最小肉厚が０．１ｍｍ程度まで残るように、加工しても良い。
薄板積層板３１２の最小肉厚が０．１ｍｍ程度残るように、加工しても良いのは、積層強度によるが積層がはがれないようにするための、積層板のコアでの実験から確認されている。
【００３２】
従って、積層板３１２が２ｍｍ厚では、位置ズレが±０．９ｍｍでも許される。
積層板３１２が１ｍｍ厚では、位置ズレが±０．４ｍｍでも許される。
積層板３１２が０．５ｍｍ厚では、位置ズレが±０．１５ｍｍでも許される。
即ち，両側に０．１ｍｍの余裕があれば良いからである。
要するに、渦電流は板厚の2乗に比例するので、鉄損対策では薄い方が良い。
【００３３】
以上の構成において、平面モータの最大推力は、材料の最大飽和磁束密度によって決まる。
推力はこの値の２乗に比例して得られる。
図４従来例のプラテン１０は珪素鉄が使用されている。
これに対して、鉄コバルト系金属材料である、パーメンジュール（一般名）とを起磁力１０Ａ／ｃｍで比較すると、（２．１６/１．５４）２＝２．０である。
よって、推力２倍化が可能である。
【００３４】
これらの結果から、同じ推力をえるのにコア重量が１／２、磁石が０．６倍の重量になり、さらに、コア面積が少ないので、フレームも軽量化されるので、１／１．５と仮定して考えると、最大加速度は、１．７Ｇから２．５Ｇの可能性がある。
【００３５】
この結果、
プラテンに薄板の積層鋼板を用いることにより、高速時の鉄損による磁束遅れをなくし,高速化が実現出来、発熱が低減出来る平面モータが得られる。
【００３６】
高飽和磁束密度の積層材料が使用されたので、著しく推力アップが容易な平面モータが得られる。
又、これに伴い、フレームの軽量化が計れ,高加速度化が実現できる平面モータが得られる。
【００３７】
積層板は、鉄コバルト系金属材料よりなるので、鉄コバルト系金属材は市場性があり比較的安価に入手出来るので、比較的安価な平面モータが得られる。
【００３８】
積層板の厚みは、溝幅端が積層板の厚み内に存在するような厚みであるので、溝幅端の寸法を高精度に仕上げることが容易な平面モータが得られる。
【００３９】
積層板の厚みは、溝幅端で積層板が剥がれない程度の寸法の厚みであるので、積層板の剥離の恐れが少なくなる平面モータが得られる。
【００４０】
積層板の厚みは、溝幅端が積層板の厚みの丁度１／２付近に存在するような厚みであるので、積層板の剥離の恐れが確実に少なくなる平面モータが得られる。
【００４１】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図でプラテンの平面図である。
【図２】図１の要部側面図である。
【図３】図１のＢ―Ｂ矢視図である。
【図４】従来より一般に使用されている従来例の構成説明図である。
【図５】図３のＡ−Ａ部分の断面図である。
【図６】コア２１１ａをＥ方向から見た図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０      プラテン
１１      歯
２０      スライダ
２１ａ    モータブロック
２１ｂ    モータブロック
２２ａ    モータブロック
２２ｂ    モータブロック
２１２ａ  突極
２１２ｂ  突極
２１２ｃ  突極
２１２ｄ  突極
２１２ｅ  突極
２１２ｆ  突極
２１４ａ  コイル
２１４ｂ  コイル
２１４ｃ  コイル
２１４ｄ  コイル
２１４ｅ  コイル
２１４ｆ  コイル
２１５    励磁手段
２１６ａ  永久磁石
２１６ｂ  永久磁石
２１７    浮揚手段
２１８ａ  永久磁石
２１８ｂ  永久磁石
３１      プラテン
３１１    平坦面
３１２    積層板
３１３    溝
【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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