(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定方向に沿って等間隔Ｐで歯部が形成された磁性体材料からなる二次側スケールと、該二次側スケールの歯部が形成された方向へ移動自在に支持された一次側磁束発生部とからなり、
前記一次側磁束発生部は、３の倍数となる複数の磁極を備え、各磁極がそれぞれの鉄心にそれぞれのコイルが卷回されて構成されたものであり、さらに、これら複数の磁極が、前記二次側スケールの歯部に対して一定の空隙を隔てて対向する位置で、前記歯部が形成された方向に沿って所定寸法Ｐ／３となる分ずつ変位するようにして配置して構成されており、
前記コイルに電気角２π／３ラジアンずつ位相をずらして順次電圧を印加させることにより、前記各磁極と前記二次側スケールの各歯部との間に順次磁束を発生させ、前記一次側磁束発生部を前記二次側スケールに対して相対移動させる三相パルスモータにおいて、
前記一次側磁束発生部の複数配列する前記磁極の内、配列の端に位置し、第一の電気角に相当する磁極の鉄心とコイルが２分割され、２分割された前記鉄心及びコイルの一方が、隣接する磁極と前記所定寸法だけ変位させて配置され、また、２分割された前記鉄心及びコイルの他方が、前記第一の電気角で同じになるようして前記一次側磁束発生部の逆の端に、隣接する磁極と前記所定寸法だけ変位させて配置され、且つ２分割された２つのコイルは直列接続されたことを特徴とする三相パルスモータ。
【請求項２】
前記複数の磁極は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相から成り、且つ前記第一の電気角に相当する磁極は前記Ｕ相磁極であり、該Ｕ相磁極は２分割されて前記第一の電気角で同じになるように前記磁束発生部の両端部に配置され、且つ２分割された２つのコイルは直列接続されていることを特徴とする請求項１記載の三相パルスモータ。
【請求項３】
２分割されたＵ相磁極の間に、Ｖ相及びＷ相の磁極がこの順序に２π／３ラジアンずつ位相をずらして励磁されるように配置されていることを特徴とする請求項２記載の三相パルスモータ。
【請求項４】
２分割されたＵ相磁極の間に、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の磁極がこの順序に２π／３ラジアンずつ位相をずらして励磁されるように配置されていることを特徴とする請求項２記載の三相パルスモータ。
【請求項５】
前記一次側磁束発生部の各々の磁極には、前記二次側スケールの歯部の方向に沿って、一定間隔Ｐ／２で磁性材料と永久磁石が交互に形成され、且つ前記永久磁石は隣り合うもの同志の極性が互いに逆方向になるように配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項記載の三相パルスモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、産業用ロボットなどのように比較的大きな推力が要求されるＦＡ（ファクトリーオートメーション）機器に用いて好適なパルスモータに係り、特に、位置精度の極めて高い三相パルスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、パルスモータはパルス信号に基づいて歩進動作を行わせるものである。例えば、図４に示すリニアパルスモータは、磁束発生部である１次側のスライダ３に供給されるパルス信号によって、スライダ３または２次側のスケール１をステップ状に歩進動作させる。
この図は、三相リニアパルスモータの概略構成図であり、長尺板状の磁性体によって構成された２次側のスケール１の上面には、１次側のスライダ３が、ローラ等からなる支持機構（図示せず）によってスケール１の長手方向へ移動自在に支持された状態で載置されている。この例では、スケール１は固定された状態になっており、その上面には、長手方向に沿ってピッチＰの間隔で歯部１ａ、１ａ・・・が形成されている。
【０００３】
一方、スライダ３はＥ字状に形成されており、Ｕ相磁極３Ｕ、Ｖ相磁極３Ｖ及びＷ相磁極３Ｗにより構成され、スケール１の歯部１ａとの間に一定の空隙をもって対向配置されている。
また、Ｕ相磁極３Ｕ、Ｖ相磁極３Ｖ及びＷ相磁極３Ｗのそれぞれの端面には、スケール１の長手方向に沿って、一定間隔Ｐ／２ピッチで極歯３ａと凹溝が交互に形成されており、それぞれの凹溝には、隣り合うもの同志の極性が互いに逆極性となるように、永久磁石７が挿入配置されている。
【０００４】
また、Ｕ相磁極３Ｕに対してＶ相磁極３Ｖ及びＷ相磁極３Ｗは、それぞれ、相対位置関係がＰ／３ピッチずつ変位するように構成されている。このように構成されたＵ相磁極３Ｕ、Ｖ相磁極３Ｖ及びＷ相磁極３Ｗには、それぞれ、この順にＵ相コイル５Ｕ、Ｖ相コイル５Ｖ及びＷ相コイル５Ｗが卷回されている。
このように構成されたリニアパルスモータの動作について説明する。図５は、スライダ３の各磁極に卷回された三相コイルの結線図であり、Ｕ相コイル５Ｕ、Ｖ相コイル５Ｖ及びＷ相コイル５Ｗは電気角2π/3ラジアンずつの位相角をもってスター結線されている。
【０００５】
一方、図４は、Ｕ相コイル５Ｕに最大電圧が印加された位相角における、各相コイルに流れる電流経路と磁束経路及びスライダ３がステップした状態位置を示している。
図４に示すように、Ｕ相磁極３Ｕにおいては、Ｕ相コイル５Ｕに図の×印から紙表より紙裏に向かって電流が流れ、紙裏から・印へ戻るので、電流と磁束の右ネジの法則にしたがって、図の矢印の向きの磁束が発生し、この磁束は永久磁石のＳ極側からＮ極側へ流入して、スケール１の歯部１ａへ流れ出す。
【０００６】
一方、Ｖ相コイル５Ｖ及びＷ相コイル５Ｗは、この位相角においては、それぞれ、Ｕ相コイル５Ｕとは極性が反対で1/2の電圧が印加され、各々、図に示すように×印から・印に電流が流れる。この結果、Ｖ相磁極３Ｖ及びＷ相磁極３Ｗにおいては、それぞれの永久磁石のＳ極からＮ極に向かう図の矢印のような磁束が発生する。
これにより、Ｖ相磁極３Ｖ及びＷ相磁極３ＷからＵ相磁極３Ｕに流れる磁束のルートが形成されて、Ｕ相磁極３Ｕに対向するスケール１の歯部１ａにこの磁束が流れて、磁束の閉ループが形成される。
この結果、Ｕ相磁極３Ｕがスケール１の歯部１ａに対して磁気的に安定した位置となり、スライダ３はこの位置で停止する。以下同様に、Ｖ相コイル５Ｖが最大電圧のときは、Ｖ相磁極３Ｖがスライダ１の歯部１ａに対向する位置に移動して停止する、というようにスライダ１のステップ歩進が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の説明は磁路の長さについては無視してある。したがって、Ｕ相磁極３Ｕが最大に励磁されたとき、Ｖ相磁極３ＶとＷ相磁極３Ｗから磁束が1/2ずつ均等にＵ相磁極３Ｕに流れるものとして説明している。
しかし、Ｕ相磁極３Ｕに対するＶ相磁極３ＶとＷ相磁極３Ｗの磁束経路の長さが異なるために、Ｖ相磁極３ＶからＵ相磁極３Ｕに流れる磁束の大きさとＷ相磁極３ＷからＵ相磁極３Ｕに流れる磁束の大きさが異なる。
【０００８】
一般的には、磁路の長さを考慮すると、Ｕ相磁極３Ｕに発生する磁束の大きさを１としたとき、Ｖ相磁極３ＶからＵ相磁極３Ｕに流れるの磁束の大きさは0.8、Ｗ相磁極３ＷからＵ相磁極３Ｕに流れる磁束の大きさは0.3程度になってしまう。このため、Ｕ相磁極３Ｕに作用する合成推力ベクトルは、Ｕ相磁極３Ｕで発生した磁束による推力ベクトルに対して位相がずれる。この結果、スケール１の歯部１ａに対するＵ相磁極３Ｕの対向位置が理論上の位置よりずれてしまう。
これについて、さらに詳しく説明する。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、従来技術のリニアパルスモータにおける各動作モードでの磁束経路を示す状態図であり、図７は、各相コイルに印加する電圧波形である。
【０００９】
また、図８（ａ）〜（ｇ）は、従来技術における各動作モードでの推力ベクトル図である。したがって、図６、図７、図８を用いて説明する。
先ず、図７の電気角θ１（９０度）の位置に示すように、Ｕ相コイル５Ｕに最大電圧（したがってＵ相磁極３Ｕに最大励磁）が加わったときは、Ｖ相コイル５Ｖ及びＷ相コイル５Ｗには、それぞれ、Ｕ相コイル３Ｕの電圧の1/2の逆方向電圧が印加される。この結果、図６（ａ）に示すように、各相コイル５Ｕ、５Ｖ、５Ｗの励磁電流の向きは、それぞれ、図のように×印から・印に流れる向きとなる。
この結果、Ｕ相磁極３Ｕの磁束に、Ｖ相磁極３Ｖからの磁束φu-vとＷ相磁極３Ｗからの磁束φu-wが加算されてＵ相磁極３Ｕに流れ込む。
【００１０】
この状態を図８の推力ベクトル図を用いて説明する。この図を説明するに当たって、ベクトルＵ、ベクトルＶ、ベクトルＷは、それぞれ、Ｕ相磁極３Ｕ、Ｖ相磁極３Ｖ、Ｗ相磁極３Ｗが最大励磁（したがって、Ｕ相コイル５Ｕ、Ｖ相コイル５Ｖ、Ｗ相コイル５Ｗがそれぞれ最大電圧）となったときのそれぞれの推力ベクトルの大きさである。
また、ベクトルＵバー、ベクトルＶバー、ベクトルＷバーは、それぞれ、最大電圧が印加されたコイルの相の磁極に寄与する他相の推力ベクトルである。例えば、図６（ａ）で説明すれば、Ｕ相磁極３Ｕが最大ベクトルＵのとき、Ｖ相磁極３Ｖからの磁束φu-vに基づく推力はその向きも考慮してベクトルＶバーとし、Ｗ相磁極３Ｗからの磁束φu-wに基づく推力はその向きも考慮してベクトルＷバーとする。
【００１１】
先ず、前述の図６（ａ）の、Ｕ相磁極３Ｕが最大励磁されたときについて、各磁極からの磁路の長さを無視すれば、図８（ｇ）に示すように、Ｕ相磁極３Ｕの合成推力ベクトルＵ’は  ベクトルＵに、0.5の大きさのベクトルＶバーと0.5の大きさのベクトルＷバーがベクトル加算されたものである。
したがって、合成推力ベクトルＵ’はＵ相自身のベクトルＵと位相が一致する。よって、他の磁極からの磁束による推力が加わっても、Ｕ相磁極３Ｕに位置ずれを生じさせるような推力は作用しない。
すなわち、図４に示すスケール１の歯部１ａに対するＵ相磁極３Ｕの対向位置に位置ずれは生じない。
【００１２】
ところが、実際には磁路の長さの相違によって、前述のように、ベクトルＶバーがベクトルＵに寄与する大きさは0.8程度、ベクトルＷバーがベクトルＵに寄与する大きさは0.3程度になってしまう。
したがって、図８（ａ）に示すように、Ｕ相磁極３Ｕが最大励磁されたときの合成推力ベクトルＵ’は、（ベクトルＵ）＋（0.8×ベクトルＶバー）＋（0.3×ベクトルＷバー）となり、図に示すように、合成ベクトルＵ’はベクトルＵに対して位相ずれを生じる。このため、図４の歯部１ａに対するＵ相磁極３Ｕの位置がずれ、リニアパルスモータに位置ずれが生じてしまう。
また、位置、速度センサを付け、リニアサーボモータとして運転する場合は、誘起電圧の位相ずれが発生してモータの力率が低下し、推力が低下するという問題を生じる。
【００１３】
次に、図７の電気角θ２（２１０度）の位置に示すように、Ｖ相コイル５Ｖに最大電圧（したがってＶ相磁極３Ｖに最大励磁）が加わったときは、Ｕ相コイル５Ｕ及びＷ相コイル５Ｗには、それぞれ、Ｖ相５イル３Ｖの電圧の1/2の逆方向電圧が印加される。
したがって、図６（ｂ）において、Ｖ相磁極３Ｖが最大励磁されたときは、各相コイルには図に示す極性の電流が流れ、Ｖ相磁極３Ｖの磁束に、Ｕ相磁極３Ｕからの磁束φv-uと、Ｗ相磁極３Ｗからの磁束φv-wが加算されて流れ込む。
この場合は、図からも明らかなように両磁束の磁路の長さは同じである。これを推力ベクトルで説明すると、図８（ｂ）のように合成ベクトルＶ’は、（ベクトルＶ）＋（0.5×べクトルＵバー）＋（0.5×ベクトルＷバー）となり、合成推力ベクトルＶ’とベクトルＶの位相は一致する。したがって、リニアパルスモータとして運転した場合に位置ずれは生じない。また、サーボモータとした場合の誘起電圧位相ずれもない。
【００１４】
次に、図７の電気角θ３（３３０度）の位置に示すように、Ｗ相コイル５Ｗに最大電圧（したがってＷ相磁極３Ｗに最大励磁）が加わったときは、Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖには、それぞれ、Ｗ相コイル５Ｗの電圧の1/2の逆方向電圧が印加される。
したがって、図６（ｃ）において、Ｗ相磁極３Ｗが最大励磁されたときは、図のように、Ｗ相磁極３Ｗに発生する磁束に、Ｕ相磁極３Ｕからの磁束φw-uと、Ｖ相磁極３Ｖからの磁束φw-vが加算されて流れ込む。
この場合は図からも明らかなように、Ｕ相磁極３Ｕからの磁路がＶ相磁極３Ｖからの磁路より長くなっている。これを推力ベクトルで説明すると、図８（ｃ）のように、合成推力ベクトルＷ’は、（ベクトルＷ）＋（0.8×ベクトルＶバー）＋（0.3×ベクトルＵバー）となり、合成推力ベクトルＷ’はベクトルＷに対して位相ずれを生じる。したがってこの場合は、リニアパルスモータに位置ずれや誘起電圧の位相ずれを生じる。
【００１５】
同様に、直進方向（または回転方向）を反対にした場合の推力ベクトルを、図８（ｄ），（ｅ）、（ｆ）に示す。この場合も、Ｕ相が最大励磁の位置で合成推力ベクトルＵ’は位相ずれを生じ（ｄ）、Ｗ相が最大励磁の位置でも合成推力ベクトルＷ’は位相ずれを生じ（ｅ）、Ｖ相が最大励磁の位置では合成推力ベクトルは位相ずれを起こさない（ｆ）。
このように、三相リニアパルスモータでは、各相の磁束経路の長さの相違に起因して、スライダ３の磁極３ａとスケール１の歯部１ａが位置ずれを生じて停止する。これが、ＦＡのロボットの位置ずれやプリンタのキャリッジの位置ずれとなって表れ、精密な位置制御や印字精度などに不具合を生じる。
【００１６】
また、エンコーダフィードバックによるサーボモータとして運転した場合は、誘起電圧の位相ずれによる力率低下から推力リップルとなるモータに速度リップルを生じたり、負荷への加振力となり、組み込まれる機械に振動を与えたりする問題を生じる。
特に、半導体関連のウエハ搬送用として用いる場合などは、振動は深刻な問題となる。
さらに、この誘起電圧の位相ずれは正逆で異なることから、フィードバック用センサの磁極位相合わせが難しくなる（中間位置に合わせなければならない）など、種々の問題を生じる。
【００１７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、各相磁極の配置関係を考慮することによって、どの相によってスッテップ歩進が行われても、位置ずれを生じない三相リニアパルスモータを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の三相パルスモータは、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の磁極を、スケールの歯部のピッチＰに対してＰ／３ピッチずつ変位させて配置すると共に、各相を電気角2π/3ラジアンずつずらして駆動させる三相パルスモータにおいて、Ｕ相の磁極とコイルを２分割し、この２分割されたＵ相磁極を、電気角が同じになるように、磁束発生部の両端に配置させ、且つＵ相のコイルを直列接続したことを特徴とする。このような構成により、各相間の磁束経路の長さを同じにして推力ベクトルの位相ずれをなくし、もって、磁束発生部の磁極とスケールの歯部の位置関係にずれが生じないようにしたものである。
【００１９】
すなわち請求項１に係る三相パルスモータは、特定方向に沿って等間隔Ｐで歯部が形成された磁性体材料からなる二次側スケールと、該二次側スケールの歯部が形成された方向へ移動自在に支持された一次側磁束発生部とからなり、前記一次側磁束発生部は、３の倍数となる複数の磁極を備え、各磁極がそれぞれの鉄心にそれぞれのコイルが卷回されて構成されたものであり、さらに、これら複数の磁極が、前記二次側スケールの歯部に対して一定の空隙を隔てて対向する位置で、前記歯部が形成された方向に沿って所定寸法Ｐ／３となる分ずつ変位するようにして配置して構成されており、前記コイルに電気角２π／３ラジアンずつ位相をずらして順次電圧を印加させることにより、前記各磁極と前記二次側スケールの各歯部との間に順次磁束を発生させ、前記一次側磁束発生部を前記二次側スケールに対して相対移動させる三相パルスモータにおいて、前記一次側磁束発生部の複数配列する前記磁極の内、配列の端に位置し、第一の電気角に相当する磁極の鉄心とコイルが２分割され、２分割された前記鉄心及びコイルの一方が、隣接する磁極と前記所定寸法だけ変位させて配置され、また、２分割された前記鉄心及びコイルの他方が、前記第一の電気角で同じになるようして前記一次側磁束発生部の逆の端に、隣接する磁極と前記所定寸法だけ変位させて配置され、且つ２分割された２つのコイルは直列接続されたことを特徴とする。
【００２０】
請求項２に係る三相パルスモータは、請求項１記載の三相パルスモータにおいて、Ｎ個の磁極は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相から成り、且つ第一の電気角に相当する磁極はＵ相磁極であり、このＵ相磁極が２分割されて第一の電気角で同じになるように磁束発生部の両端部に配置され、且つ２分割された２つのコイルは直列接続されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項３に係る三相パルスモータは、請求項２記載の三相パルスモータにおいて、２分割されたＵ相の磁極の間に、Ｖ相及びＷ相が、この順序に、2π/3ラジアンずつ位相をずらして励磁されるように配置されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項４に係る三相パルスモータは、請求項２記載の三相パルスモータにおいて、２分割されたＵ相の磁極の間に、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相が、この順序に、2π/3ラジアンずつ位相をずらして例示されるように配置されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項５に係る三相パルスモータは、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の三相パルスモータにおいて、一次側磁束発生部の各々の磁極には、二次側スケールの歯部の方向に沿って、一定間隔Ｐ／２で磁性材料と永久磁石が交互に形成され、且つ永久磁石は隣り合うもの同志の極性が互いに逆方向になるように配置されていることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明の特徴は、例えば、Ｕ相磁極を２分してＶ相磁極とＷ相磁極の両側に配置させるように構成したことにある。図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明における三相リニアパルスモータの各動作モードでの磁束経路を示す状態図である。
【００２５】
先ず、この実施の形態の三相リニアパルスモータの構成について説明する。長尺板状の磁性体から成る２次側のスケール１１の上面には、１次側のスライダ１３が、図示しない支持機構によって、スケール１１の長手方向へ移動自在に支持されている。
また、スケール１１は固定され、その上面の長手方向に沿って形成されたピッチＰの間隔の歯部は省略してある。
一方、スライダ１３は櫛形状に形成されており、Ｖ相磁極１３ＶとＷ相磁極１３Ｗの両側に、それぞれ、第１Ｕ相磁極１３Ｕ１と第２Ｕ相磁極１３Ｕ２が配置されている。
尚、これらの磁極１３Ｕ１、１３Ｖ、１３Ｗ、１３Ｕ２は、スケール１の図示しない歯部との間に一定の空隙をもって対向配置されている。
【００２６】
また、第１Ｕ相磁極１３Ｕ１及び第２Ｕ相磁極１３Ｕ２とＶ相磁極１３ＶとＷ相磁極１３Ｗのそれぞれの端面には、スケール１１の長手方向に沿って、一定間隔Ｐ／２ピッチで極歯と凹溝が交互に形成されており、それぞれの凹溝には、隣り合うもの同志の極性が互いに逆極性となるように、永久磁石が挿入配置されているが、これらの構成については、従来技術の図４と全く同様の構成であるので、この図面では省略してある。
さらに、第１Ｕ相磁極１３Ｕ１に対してＶ相磁極１３Ｖ、Ｗ相磁極１３Ｗ及び第２Ｕ相磁極１３Ｕ２は、それぞれ、相対位置関係がＰ／３ピッチずつ変位するように構成されている。したがって、第２Ｕ相磁極１３Ｕ２は、第１Ｕ相磁極１３Ｕ１とは変位されていない。
すなわち、第１Ｕ相磁極１３Ｕ１がスケール１１の図示しない歯部と対向配置されたとき、第２Ｕ相磁極１３Ｕ２もスケール１１の図示しない別の歯部と対向配置されるように構成されている。
【００２７】
さらに、このように構成された第１Ｕ相磁極１３Ｕ１、Ｖ相磁極１３Ｖ、Ｗ相磁極１３Ｗ及び第２Ｕ相磁極１３Ｕ２には、それぞれ、この順に第１Ｕ相コイル１５Ｕ１、Ｖ相コイル１５Ｖ、Ｗ相コイル１５Ｗ及び第２Ｕ相コイル１５Ｕ２が卷回されている。
尚、２組に分割された第１Ｕ相コイル１５Ｕ１と第２Ｕ相コイル１５Ｕ２は、Ｖ相コイル１５Ｖ及びＷ相コイル１５Ｗの半分の巻数のコイルがそれぞれ卷回され、直列に接続されている。
【００２８】
さらに、第１Ｕ相コイル１５Ｕ１、Ｖ相コイル１５Ｖ、Ｗ相コイル１５Ｗ及び第２Ｕ相コイル１５Ｕ２は、それぞれ電気角2π/3ラジアンずつ位相をずらして電圧を印加するように結線されている。
したがって、２分割されたＵ相コイル１５Ｕ１，１５Ｕ２は電気角が同じである。そして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルはスター接続されて三相電源に接続されている。
【００２９】
このように構成された本発明のリニアパルスモータの動作について説明する。説明の便宜上、図７のコイルに印加する三相電圧波形及び図８の推力ベクトル図の一部を用いて、図１における本発明のリニアパルスモータの動作を説明する。
図１（ａ）は、Ｕ相コイルに最大電圧が印加されたタイミング（すなわち図７の電気角θ１）における、各相コイルに流れる電流経路と磁束経路を示している。この図に示すように、第１Ｕ相磁極１３Ｕ１においては、第１Ｕ相コイル１５Ｕ１に図の×印から・印への電流が流れるので、図の矢印の向きの磁束が発生する。
【００３０】
また、Ｖ相コイル１５Ｖは、電気角θ１においては第１Ｕ相コイル１５Ｕ１とは極性が反対で1/2の電圧が印加されるので、図に示すように×印から・印に電流が流れ、図の矢印の向きの磁束が発生する。
このとき、第１Ｕ相コイル１５Ｕ１の巻数はＶ相コイル１５Ｖの巻数の半分であるが、Ｖ相の電圧はＵ相の電圧の半分であるので、第１Ｕ相磁極１３Ｕ１の磁束とＶ相磁極１３Ｖの磁束の大きさは同じである。これにより、第１Ｕ相磁極１３Ｕ１とスケール１１とＶ相磁極１３Ｖとの閉磁路が形成され、磁束φu-vが図の矢印の向きに流れる。
【００３１】
また、第２Ｕ相磁極１３Ｕ２においても、第２Ｕ相コイル１５Ｕ２に図の×印から・印へ電流が流れるので、図の矢印の向きの磁束が発生する。そして、Ｗ相コイル１５Ｗは、電気角θ１においては第２Ｕ相コイル１５Ｕ２とは極性が反対で1/2の電圧が印加されるので、図に示すように×印から・印に電流が流れ、図の矢印の向きの磁束が発生する。
このとき、第２Ｕ相コイル１５Ｕ２の巻数はＷ相コイル１５Ｗの巻数の半分であるが、Ｗ相の電圧はＵ相の電圧の半分であるので、第２Ｕ相磁極１３Ｕ２の磁束とＷ相磁極１３Ｗの磁束の大きさは同じである。これにより、第２Ｕ相磁極１３Ｕ２とスケール１１とＷ相磁極１３Ｗとの閉磁路が形成され、磁束φu-Wが図の矢印の向きに流れる。
【００３２】
これによって、Ｖ相磁極１３Ｖから第１Ｕ相磁極１３Ｕ１に流れる磁束φu-vの磁路の長さと、Ｗ相磁極１３Ｗから第２Ｕ相磁極１３Ｕ２に流れる磁束φu-Wの磁路の長さは同じになる。しかも、Ｕ相の推力は２分されているが、左右に分割した第１Ｕ相磁極１３Ｕ１と第２Ｕ相磁極１３Ｕ２の電気角は同じであるので、Ｕ相磁極全体の合計推力は、２分しない場合と同じである。
【００３３】
これによって、図８（ｇ）の推力ベクトル図に示すように、Ｕ相の合成推力ベクトルＵ’は、（ベクトルＵ）＋（0.5×ベクトルＶバー）＋（0.5×ベクトルＷバー）となり、合成ベクトルＵ’はベクトルＵと位相が一致する。
したがって、第１Ｕ相磁極１３Ｕ１及び第２Ｕ相磁極１３Ｕ２と、これらに対向するスケールの歯部の位置は理論上の位置と一致し、リニアパルスモータのＵ相のステップ位置には位置ずれを生じない。
【００３４】
次に、図７の電気角θ２の位置において、Ｖ相コイル１５Ｖに最大電圧が印加されたときは、第１、第２Ｕ相コイル１５Ｕ１、１５Ｕ２とＷ相コイル１５Ｗは、それぞれ、Ｖ相の１／２の逆極性の電圧が印加される。これによって、図１（ｂ）に示すように、第１Ｕ相コイル１５Ｕ１とＶ相コイル１５Ｖにはそれぞれ図の極性の電流が流れ、その結果、第１Ｕ相磁極１３Ｕ１とＶ相磁極１３Ｖとスケール１１との閉磁路に磁束φv-uが図の矢印の向きに流れる。
【００３５】
同様に、Ｖ相コイル１５ＶとＷ相コイル１５Ｗに流れる電流の極性によって、Ｖ相磁極１３ＶとＷ相磁極１３Ｗとスケール１１との閉磁路に、磁束φv-wが図の矢印方向に流れる。
したがって図から明らかなように、磁束φv-uと磁束φv-wの磁路の長さは同じとなる。このとき、第２Ｕ相コイル１５Ｕ２の電流極性は、Ｗ相コイル１５Ｗの電流極性と同じであるので、第２Ｕ相磁極１３Ｕ２からＷ相磁極１３Ｗへは磁束は流れない。
しかし、第２Ｕ相コイル１５Ｕ２の電流極性とＶ相コイル１５Ｖの電流極性とは逆極性であるので、第２Ｕ相磁極１３Ｕ２からＶ相磁極１３Ｖへは磁束φv-uが流れる。
【００３６】
ところが、第２Ｕ相磁極１３Ｕ２からＶ相磁極１３Ｖに流れる磁束φv-uの大きさは、磁路が長いため、ベクトルの大きさは0.3程度であるので、最大電圧が印加されるＶ相磁極１３ＶのベクトルＶに比べて実用上無視できる。
したがって、Ｖ相の合成推力ベクトルＶ’は、（ベクトルＶ）＋（0.5×ベクトルＵバー）＋（0.5×ベクトルＷバー）となり合成ベクトルＶ’はベクトルＶと位相が一致し、リニアパルスモータのＶ相のステップ位置には位置ずれを生じない。
【００３７】
次に、Ｗ相に最大電圧が印加されたときは、図７の電気角θ３の位置の電圧が各コイルに印加される。これによって、図１（ｃ）に示すように、第２Ｕ相コイル１５Ｕ２とＷ相コイル１５Ｗには図の極性の電流が流れ、その結果、第２Ｕ相磁極１３Ｕ２とＷ相磁極１３Ｗとスケール１１との閉磁路に磁束φｗ-uが図の矢印の向きに流れる。
同様に、Ｖ相コイル１５ＶとＷ相コイル１５Ｗに流れる電流の極性によって、Ｖ相磁極１３ＶとＷ相磁極１３Ｗとスケール１１との閉磁路に、磁束φｗ-ｖが図の矢印方向に流れる。
【００３８】
すなわち、磁束φｗ-uと磁束φｗ-ｖとは磁路の長さが同じとなる。このとき、第１Ｕ相コイル１５Ｕ１の電流極性は、Ｖ相コイル１５Ｖの電流極性と同じであるので、第１Ｕ相磁極１３Ｕ１からＶ相磁極１３Ｖへは磁束は流れない。しかし、第１Ｕ相コイル１５Ｕ１の電流極性とＷ相コイル１５Ｗの電流極性とは逆極性であるので、第１Ｕ相磁極１３Ｕ１２からＷ相磁極１３ＷＶへは磁束が流れる。  ところが、第１Ｕ相磁極１３Ｕ１からＷ相磁極１３Ｗに流れる磁束の大きさは、磁路が長いため、0.3程度の大きさであるので、最大電圧が印加されるＷ相磁極１３ＷのベクトルＷに比べて実用上無視できる。
したがって、Ｗ相の合成推力ベクトルＷ’は、（ベクトルＷ）＋（0.5×ベクトルＵバー）＋（0.5×ベクトルＶバー）となり、合成ベクトルＷ’はベクトルＷと位相が一致し、リニアパルスモータのＷ相のステップ位置には位置ずれを生じない。
【００３９】
図２は、本発明の第１の実施の形態のスライダの構成図である。この実施の形態のスライダ２３の両端には、それぞれ、1/2に分割した第１Ｕ相磁極２３Ｕ１と第２Ｕ相磁極２３Ｕ２が配置され、この間には、各々電気角１２０度（2π/3ラジアン）ずつ隔てて励磁される、分割しないＶ相磁極２３Ｖと、分割しないＷ相磁極２３Ｗとが配置されている。
したがって、第１Ｕ相磁極２３Ｕ１と第２Ｕ相磁極２３Ｕ２とは同相励磁される。
また、それぞれの磁極には、図示しないスケールの歯部のピッチの1/2間隔で極歯と永久磁石が配置されている。尚、隣り合わさる永久磁石の極性は互いに反対極性になるように配置されている。
【００４０】
図３は、本発明の第２の実施の形態のスライダの構成図である。この実施の形態のスライダ３３の両端には、それぞれ、1/2に分割した第１Ｕ相磁極３３Ｕ１と第２Ｕ相磁極３３Ｕ２が配置され、この間には、各々電気角１２０度（2π/3ラジアン）ずつ隔てて励磁される、分割しないＶ相磁極３３Ｖと分割しないＷ相磁極３３Ｗと、さらに、分割しないＵ相磁極３５Ｕと分割しないＶ相磁極３５Ｖと分割しないＷ相磁極３５Ｗとが配置されている。
したがって、中間の分割されないＵ相磁極３５Ｕは、分割した第１、第２Ｕ相磁極３３Ｕ１、３３Ｕ２と同相で励磁されるような位置に配置されている。このような構成においても、ステップに寄与する磁極を通る他極からの磁路の長さは全て同じになり、したがって対向する磁極に位相ずれを起こさない。
【００４１】
以上述べた実施の形態は本発明を説明するために一例であり、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が可能である。例えば、この実施の形態ではリニアパルスモータについて説明したが、ロータリパルスモータにおいても上述の構成が適用できることは云うまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の三相のパルスモータによれば、推力ベクトルの位相ずれがなくなり、これによってオープンループのパルスモータにおける位置精度が改善され、例えば産業用ロボットなどにおいて、極めて位置精度の高い制御を行うことができるという効果が得られる。
また、プリンタの印字制御においても、極めてきめ細かい印字を行うことができる。さらに、フィードバック制御のサーボリニアモータにおいても誘起電圧の位相ずれを防止することができるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明における三相リニアパルスモータの各動作モードでの磁束経路を示す状態図である。
【図２】  本発明の第１の実施の形態のスライダの構成図である。
【図３】  本発明の第２の実施の形態のスライダの構成図である。
【図４】  従来のリニアパルスモータの磁気回路を示す状態図である。
【図５】  スライダの各磁極に卷回された三相コイルの結線図である。
【図６】  従来技術のリニアパルスモータにおける各動作モードでの磁束経路を示す状態図である。
【図７】  各相コイルに印加される電圧波形を示す図である。
【図８】  従来技術における各動作モードでの推力ベクトル図である。
【符号の説明】
１、１１  スケール
１ａ  歯部
３、１３、３３  スライダ
３ａ  極歯
３Ｕ  ３５Ｕ  Ｕ相磁極
３Ｖ、１３Ｖ、２３Ｖ、３３Ｖ、３５Ｖ  Ｖ相磁極
３Ｗ、１３Ｗ、２３Ｗ、３３Ｗ、３５Ｗ  Ｗ相磁極
５Ｕ  Ｕ相コイル
５Ｖ、１５Ｖ  Ｖ相コイル
５Ｗ、１５Ｗ  Ｗ相コイル
７  永久磁石
１３Ｕ１、２３Ｕ１、３３Ｕ１  第１Ｕ相磁極
１３Ｕ２、２３Ｕ２、３３Ｕ２  第２Ｕ相磁極
１５Ｕ１  第１Ｕ相コイル
１５Ｕ２  第２Ｕ相コイル
【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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