CN1364333A

CN1364333A - 直线电机

Info

Publication number: CN1364333A
Application number: CN01800410A
Authority: CN
Inventors: 伊藤正人; 田中纪美彦; 竹内克彦
Original assignee: Shinano Electronics Co Ltd
Current assignee: Shinano Electronics Co Ltd
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2021-02-28
Also published as: EP1176704A1; WO2001065671A1; JP3673498B2; TW513843B; US20020140295A1; KR20020005020A; EP1176704A4; KR100439777B1; US6661125B2; CN1235328C

Abstract

IC测试操作装置等使用的两相平面直线电机,包括将多个导磁板导点(D)以点阵形式配置而形成的导磁板面的导磁板(50)、和将两个X轴动子(60X)和两个Y轴动子(20Y)在面内以正交关系排列连接起来而形成的复合动子。导磁板(50)是以多片磁性薄板(T)叠合而成的积层体,其板筋并行面一侧用作为导磁板面(51)。X轴动子(60X)的极齿(KA_X、KA′_X、KB_X、KB′_X)具有使其相对于在Y轴方向上在导磁板上配置的最接近的导点(D)具有的空间相位相等的关系,在磁性薄板(T)的接合面的法线方向(X轴方向)上各以1个导点节距反复配置收纳于一个节距内的上述极齿配置成其相对于X轴方向的最接近的导点(D)具有的空间相位的关系是各相差1/4节距错开配置。由于此种错开配置,X轴动子(60X)可在X轴方向上行进。因此,可利用磁性薄板的积层体作为导磁板,可提供高速化、高推力和高效率的直线电机。

Description

直线电机

技术领域

本发明涉及锯齿型(sawyer)直线电机，特别涉及将多片磁性薄板积层构成的积层体作为定子(导磁板)而使用的直线电机。

背景技术

下面对锯齿型直线电机的原理予以说明。如图12所示，其构成包括在磁性厚板表面上以节距P的空间周期重复导磁板导点D而形成的导磁板(定子)10和动子(移动体)20，该动子20由用于生成偏磁通的永磁体M，与其磁极面相接在行进方向上纵向排列分别具有第一及第二分支磁路根部A、A′(B、B′)的第一及第二磁轭Y1(Y2)，分别卷绕在第一磁轭Y1的第一及第二分支磁路根部A、A′上的串联的第一及第二A相励磁绕组CA、CA′，分别卷绕在第二磁轭Y2的第一及第二分支磁路根部B、B′上的串联的第一及第二B相励磁绕组CB、CB′，以及在第一及第二分支磁路根部A、A′(B、B′)的下端分别形成的以1/2节距P的间隔在行进方向上并列的两个极齿(极突部)KA、KA′(KB、KB′)组成。此处，同一分支磁路根部的极齿是唯一一个就没什么关系，但在多个极齿的场合，其相对于导磁板导点D的最接近的点具有的空间相位相同。另外，第一分支磁路根部A(B)和第二分支磁路根部A′(B′)之间的间隔的配置是使得最接近的导磁板导点的空间相位与行进方向相差P/2，而且，第二分支磁路根部A′和第一分支磁路根部B之间的间隔的配置是使得最接近的导磁板导点的空间相位与行进方向相差P/4。

动子20具有压缩空气喷出口，由于压缩空气的喷射使其相对导磁板10的表面略为上浮，如图12所示，如果使图示的极性的B相电流只在第二磁轭Y2的第一及第二B相励磁绕组CB、CB′的端子处流过，则在第二分支磁路根部B′的极齿KB′及其最接近的导磁板导点D1、D2的气隙中生成除了由永磁体M产生的偏磁通之外由于第二励磁绕组CB′产生的交变磁通的叠加而增强的集中磁通部a，但在将极齿KB′向最接近的导磁板导点D1、D2进行强力磁性吸引的同时，因为在第一分支磁路根部B的极齿KB中在抵消偏磁通的方向上加上交变磁通，生成磁通去磁部b。另一方面，从第二磁轭Y2的第二分支磁路根部B′发出的集中磁通经由导磁板10内部分支的磁通在第一磁轭Y1的第一及第二分支磁路根部A、A′中通过，而因为第一支磁路根部A的极齿KA相对于最接近的导磁板导点D15、D14在行进方向上落后P/4，由于一个分支磁通的作用最接近的导磁板导点D15、D14将该极齿KA向行进方向吸引的同时，由于另一个分支磁通的作用，因为第二支磁路根部A′的极齿KA′相对最接近的导磁板导点D10、D9在行进方向上超前P/4，最接近的导磁板导点D10、D9将极齿KA′向行进方向的反方向吸引，向着行进方向的推力和向着反方向的拉力恰好抵消，第一磁轭Y1整体处于平衡。也就是说，在第一支磁路根部A的极齿KA和最接近的导磁板导点D15、D14之间的气隙中产生推力分支磁通部d，在第二支磁路根部A′的极齿KA ′和最接近的导磁板导点D10、D9之间的气隙中产生拉力分支磁通部c，所以第一磁轭Y1本身是处于磁力吸引势能的稳定点。

下面，如图12(b)所示，如果使具有图示极性的A相电流只在第一磁轭Y1的第一及第二A相励磁绕组CA、CA′的端子处流过，则第一分支磁路根部A的极齿KA及其最接近的导磁板导点D15、D14的气隙在此之前是推力分支磁通部d，变换为除了偏磁通之外由于第二励磁绕组CA产生的交变磁通的叠加而增强的集中磁通部a，另外，因为第二支磁路根部A′的极齿KA′从拉力分支磁通部c变换为磁通去磁部b，所以最接近的导磁板导点D15、D14对极齿KA产生强大的磁力吸引，在动子20中生成行进推力。另一方面，经由导磁板10内部将成为第一磁轭Y1的第一支磁路根部A内的集中磁通在第二磁轭Y2的第一及第二分支磁路根部B、B′中通过，第一分支磁路根部B的极齿KB从磁通去磁部b变换为推力分支磁通部d，另外第二分支磁路根部B′的极齿KB′从集中磁通部a变换为拉力分支磁通部c。因此，由于两相电流的变换，动子20以P/4步进。如果包含图12(c)、(d)的励磁模式，由于使用两相电流励磁绕组的励磁模式为4次，在励磁模式的一个巡回中动子20步进4次而行进一个节距。在两相电流变换的过程中，由从推力分支磁通部d向集中磁通部a转移的极齿产生推进力。

为了利用此种锯齿型直线电机实现可在导磁板上使动子在X轴和Y轴方向上进行平面移动的平面直线电机，例如在日本专利特开昭9-261944号公报中所公开的，如图13及图14所示，其构成为在导磁板表面将正方形顶面的导磁板导点D以格子点(矩阵)状排列而形成的导磁板10，和将具有与Y轴平行的条状的突条极齿KA、KA′(KB、KB′)的只可在X轴方向上运动的X轴动子20X、以及具有与X轴平行的条状的突条极齿KA、KA′(KB、KB′)的只可在Y轴方向上运动的Y轴动子20Y正交排列，并利用支持板30连接起来而形成的复合动子。

此外，为了减小动子20X(20Y)的行进中的脉动，如图15所示，磁轭Y1、Y2的分支磁路根部做成三个，在该分支磁路根部U、V、W(U′、V′、W′)的每一个上面绕制有相互独立的相励磁绕组CU、CV、CW(CU′、CV′、CW′)，对这些绕组以三相电流供电。

作为上述平面直线电机的应用领域已知有，比如，在设置有在悬吊支持导磁板的下面进行平面移动的动子侧支持电子元件的同时，可在导磁板下面的法线方向上滑行移动的执行机构用来将电子元件通过导磁板下面配置的基板的通孔等进行嵌装的元件装配机。

作为平面直线电机所必需的定子的导磁板，由于其表面上导磁板的导点是以矩阵形状配置而形成等等，一般是以型材形成的一块厚板磁性材料(厚钢板)。因此，如使用这种厚板磁性材料作为导磁板，则由于通过导磁板内部的磁通会自然产生涡流，交流磁化特性很坏，电力损失(铁损)大，因此很难得到动子的高速化及高推进力，必需很大的电流容量。如图16所示，根据速度与推进力的关系特性曲线α可知，随着为提高行进速度而将驱动周期电流(电流脉冲)频率高频化，推进力急剧降低，效率(速度×推进力/消耗电力)变得非常恶劣。

本发明的发明人，为了实现可抑制涡流的产生的高速、高推力、高效率的平面直线电机，采用的技术包括使用多片磁性薄板(比如板厚小于1mm)叠合而成的叠层体，以该叠层体的板筋并行面(多片薄板的边线相互平行并露出的面)作为导磁板面，在该导磁板面上藉助刻蚀等方法形成点阵配置的导磁板导点。由于在磁性薄板的叠层界面(接合面)上涡流难以贯通，电阻很高，可以抑制涡流的产生，可以期望实现高速化、高推力和高效率的平面直线电机。

单轴动子的极齿列和与其相对的最接近的导点列对齐，通过在包含两列的面内形成的磁性回路中沿着该列方向使集中磁通部、磁通去磁部以及分支磁通部(推力分支磁通部和拉力分支磁通部巡回转移，单轴动子沿着其列方向行进，所以在单轴动子的极齿列和最接近的导点列的配置方向是磁性薄板的板筋方向的场合，因为用于行进磁通的磁性回路是平行于接合面沿着磁性薄板的板厚内部形成，所以单轴动子可向着板筋方向行进，可得到上述的优点。

但是，由于积层体内的磁通在接合面上会发生折射或不能透过而增大磁阻，事实上沿着接合面的法线方向不能形成用于行进磁通的磁性回路，单轴动子不可能向着接合面的法线方向(和板筋方向正交的方向)行进。因此，开发利用积层体作为导磁板的平面直线电机迄今为止已经被放弃。

于是，鉴于上述问题，本发明的目的在于通过实现向着积层体的接合面的法线方向推动的单轴动子，提供可利用磁性薄板的积层体作为导磁板的高速化、高推力和高效率的平面直线电机。

发明概述

为解决上述课题，本发明所谋求的手段在于，将一组极齿在接合面的法线方向上一个节距以内的规定空间相位关系错开配置，使得用来产生用于动子的行进磁通(集中磁通部、分支磁通部)的磁性回路沿着积层体的板筋方向形成的同时，动子的一组极齿的每一个与积层体的接合面的法线方向的导磁板导点之间产生磁性耦合。

即根据本发明，在包括具有将多个导磁板导点以点阵形式配置而形成的导磁板面的导磁板、和具有以用来在导磁板导点中的最接近的导点之间产生行进磁通的至少2n(其中n为大于2的整数)个极齿作为一组的极齿模式的X轴动子的直线电机中，导磁板是以多片磁性薄板叠合而成的积层体的板筋并行面一侧作为上述导磁板面，极齿模式的2n个极齿的配置成使以其相对于在磁性薄板的板筋方向(Y方向)上配置的最接近的导点具有的空间相位相等的关系横排配置。另外，上述极齿模式的2n个极齿是在磁性薄板的接合面的法线方向上一个节距内错开配置，相对于在法线方向上配置的最接近的导点具有的空间相位的关系是各相差一个空间相位差(P/2n)。也即，如假设各极齿相对最接近的导点所具有的空间相位为任意的空间相位p，则在n＝2时，分配情况分别为p-P/4，，p，p+P/4，p+P/2，在n＝3时，分配情况分别为p-P/3，p-P/6，p，p+P/6，p+P/3，p+P/2，在n＝4时，分配情况分别为p-3P/8，p-P/4，p-P/8，p，p+P/8，p+P/4，p+3P/8，p+P/2。

根据此种构成，极齿模式的2n个极齿，由于无论对任何磁性薄板的板筋方向(Y轴方向)上配置的最接近的导点具有的空间相位都相等，X轴动子不承受向着Y轴方向的推进力，而X轴动子的极齿模式的2n个极齿，由于在磁性薄板的接合面的法线方向上在一个导点导点节距P内是不同的错开配置，用于行进磁通的磁性回路是沿着积层体的板筋方向形成。于是，X轴动子的极齿模式的2n个极齿，由于对于在磁性薄板的接合面的法线方向上配置的最接近的导点具有的空间相位的关系是各相差一个空间相位差(P/2n)，所以在配置于X轴方向上的最接近的导点之间产生磁性耦合，在Y轴方向上对横长状的极齿模式的2n个极齿上由于集中磁通部和分支磁通部的组合循环X轴方向的推进力顺序地作用于其上，就X轴动子而言是以匍匐运动的形式在X轴方向上进行平移。

这样一来，因为可以实现向着积层体的接合面的法线方向推动的单轴动子，就可以使以磁性薄板的积层体用作导磁板成为现实，可以提供高速化、高推力和高效率的平面直线电机。对于由分支磁通部变换为集中磁通部的极齿有推进力作用，而由于分支磁通部和集中磁通部是在各自分开的磁轭中的极齿生成的，所以作用在X轴动子的转矩正反交替产生。只是移动速度越高，相对移动速度的回转振动的比率越小。

产生磁通去磁部的极齿相对产生集中磁通部的极齿比其他极齿错开最多，是半个节距。在使用板厚在半个节距以内的磁性薄板的导磁板的场合，因为沿着板筋方向形成的磁性回路原本难以保持与生成该磁通去磁部的极齿的磁性耦合，所以没有必要生成刚好可抵消偏磁通的强度的交变磁通，设计的自由度可增加。在两相直线电机的场合，集中磁通部的极齿和一对分支磁通部的极齿相对最接近的导点具有的空间相位差为P/4，一个分支磁通部的极齿和另一个分支磁通部的极齿相对最接近的导点具有的空间相位差为P/2。在三相直线电机的场合，集中磁通部的极齿和一对分支磁通部的极齿相对最接近的导点具有的空间相位差为P/6，一个分支磁通部的极齿和另一个分支磁通部的极齿相对最接近的导点具有的空间相位差为P/3。于是，在三相直线电机的场合，最好是采用板厚在1/3节距以内的磁性薄板。一般，在n相直线电机的场合，最好是采用板厚在1/n节距以内的磁性薄板。相数越增加，板厚应该越薄。在三相以上时，由于难于引起与产生稀疏分支磁通部的一对极齿的磁性耦合，可切断花费在停止步进上的多余的磁性耦合，可将这一部分转移到步进的推进力上。反而是与向着板筋方向推动的Y轴动子相比，倒是可以期望向着其正交方向推动的X轴动子一个效率更高。因此，本发明不限于二维的平面直线电机的X轴动子，对于由利用积层体的导磁板和向着该积层体接合面的法线方向推动的单轴动子构成的一维直线电机其利用价值也很大。此外，由于导磁板是磁性薄板的积层体，X轴方向的导点间是夹有塑料等非磁性材料的积层体也没有关系，并且在导点间不设置凹槽也可以，可以使导磁板的制造更容易。从而可降低漏磁通而获得更高的效率。

此外，因为动子侧的极齿组和导磁板侧的最接近的导点组的空间相位关系是相对的，所以动子的极齿相互间可以具有与上述相位关系错开的配置，而且在导磁板侧的X轴方向上配置的导磁板导点相互间也可具有与上述相位关系错开的配置。

在X轴动子具有将极齿在接合面的法线方向上反复配置而成的模式群的场合，可以获得X轴动子的稳定移动和高输出。

以上述极齿模式作为第一极齿模式，与此第一极齿模式相对地形成具有在法线方向上有间隔的第二极齿模式的一对模式。此第二极齿模式的极齿，与第一极齿模式的相对于磁性薄板的接合面的法线方向上的最接近的导点具有的上述空间相位关系的错开配置关于通过模式中心的X方向线为线对称地错开配置。由于正反转矩是同时作用于X轴动子，所以转矩抵消可不产生转动振动。

在X轴动子具有第一极齿模式和第二极齿模式是在接合面的法线方向上交互反复配置而构成的模式群的场合，仍然可以获得X轴动子的稳定移动和高输出。

作为平面直线电机，最好是构成为具有上述这种X轴动子、和将在磁性薄板的板筋方向上移动的Y轴动子在面内正交连接而成的复合动子，其中两个X轴动子和两个Y轴动子分别相对复合动子的平面中心点对角配置，一个X轴动子的极齿模式与另一个X轴动子的极齿模式相对通过平面中心点的X方向线成线对称。相对复合动子的平面中心点的转矩同时在正反方向上作用，转矩抵消而可以使复合动子整体不发生转动振动，从低速移动直到高速移动都可实现X轴方向及Y轴方向的稳定移动。

附图简介

图1为根据本发明的实施例1的两相平面直线电机的构成的示意斜视图。

图2为同一电机的X轴动子的斜视图。

图3为同一X轴动子的极齿和导磁板导点的空间相位关系的平面图。

图4为在X轴方向上观察同一X轴动子的状态的侧面图。

图5(a)至(d)分别为示出沿图3中的B′-B′线、B-B线、A′-A′线、A-A线剖开的状态的断面图。

图6为示出具有同时包含第一极齿模式和第二极齿模式的模式群的X轴动子的概略平面图。

图7为示出X轴动子和Y轴动子的配置关系的平面图。

图8为根据本发明的实施例2的三相平面直线电机的X轴动子构成的示意斜视图。

图9为示出同一电机的X轴动子的极齿和导磁板导点的空间相位关系的平面图。

图10为示出在X轴方向上观察同一X轴动子的状态的侧面图。

图11(a)至(f)分别为示出沿图9中的W′-W′线、V′-V′线、U′-U′线、W-W线、V-V线、U-U线剖开的状态的断面图。

图12(a)至(d)分别为用于说明锯齿型电机(两相直线电机)的原理的步进动作图。

图13为示出现有的两相平面直线电机的概略构成的斜视图。

图14(a)为图13中的两相平面直线电机的平面图，图14(b)为同一两相平面直线电机的右侧面图，图14(c)为同一两相平面直线电机的正面图。

图15(a)为现有的三相平面直线电机的平面图，图15(b)为同一三相平面直线电机的右侧面图，图15(c)为同一三相平面直线电机的正面图。

图16为示出在导磁板为型材和积层体的场合时推进力与动子的速度的依赖关系的特性曲线的比较图。

实施发明的最佳方式

实施例1

图1是根据本发明的实施例1的两相平面直线电机的构成的示意斜视图，图2为同一电机的X轴动子的斜视图，图3为示出同一X轴动子的极齿和导磁板导点的空间相位关系的平面图，图4为示出在X轴方向上观察同一X轴动子的状态的侧面图，图5(a)至(d)分别为示出沿图3中的B′-B′线、B-B线、A′-A′线、A-A线剖开的状态的断面图。此外，在图1至图3中，与图13、14中所示的相同的部分标以同一标号，省略其说明。

本例的两相平面直线电机的构成包括：具有将多个导磁板导点D以点阵形式配置而形成的导磁板面51的导磁板50、和将两个X轴动子60X和两个Y轴动子20Y在面内利用支持板30连接起来而形成的复合动子70。复合动子70具有压缩空气喷出口(图中未示出)，由于压缩空气的喷射使其相对导磁板50的表面略为上浮并同时进行平移。

这一两相平面直线电机比如可应用于IC(集成电路)测试操作装置。IC测试操作装置是一种装备有可在将送入位置的IC吸附保持并移动到测试位置之后，下降并在IC插口压住IC端子达到规定时间之后将IC提起搁置于送出位置的接触传送器，此IC测试操作装置可在与图示状态上下相反时对导磁板50悬挂支持，复合动子70作为接触传送器的基体可在导磁板50的紧下方沿导磁板面进行平面移动。

导磁板50是以多片磁性薄板T叠合而成的积层体，如图1及图2所示，利用其板筋并行面一侧作为导磁板面51。磁性薄板T比如可以是大约0.35～0.5mm的涂覆绝缘膜的硅钢片。导磁板导点D的一个节距P(1个空间周期)比如可以是大约数毫米。

Y轴动子20Y是可在磁性薄板T的板筋方向(Y轴方向)上行进的动子，与现有的磁轭一样，第一及第二磁轭Y1(Y2)具有和X轴平行的条状的突条极齿KA、KA′(KB、KB′)。

X轴动子60X的第一磁轭Y1的第一及第二分支磁路根部A、A′(B、B′)的极齿KA_x、KA′_x(KB_x、KB′_x)，如图4所示，在Y轴方向上是平面，相对于在磁性薄板T的板筋方向上配置的最接近的导磁板导点D具有的空间相位相等。极齿KA_x、KA′_x(KB_x、KB′_x)的Y轴方向上的长度为导磁板导点D的2个节距，任何一个间隔都是2个节距。然而，极齿KA_x、KA ′_x(KB_x、KB′_x)是在磁性薄板T的接合面的法线方向(X轴方向)上各以1个导点节距(1空间周期＝P)反复配置而形成齿列，如图3及图5所示，构成收纳于一个节距内的横排的任意组(极齿模式)的极齿KA_x、KA′_x(KB_x、KB′_x)在磁性薄板T的接合面的法线方向上，在一个导点节距P内的配置是错开的。于是，相对于在法线方向上配置的最接近的导点它们具有各相差一个空间相位差(P/4)的空间相位。

在图3中以双点划线围起的极齿模式61中，极齿KA_x与最接近的导点D对齐，如图5(d)所示，在该气隙中产生集中磁通部a，另外，KA′_x与最接近的导点D相差半个节距，如图5(c)所示，在该气隙中产生磁通去磁部b，极齿KB_x与最接近的导点D相差P/4，如图5(b)所示，在该气隙中产生拉力分支磁通部c，而极齿KB′_x与最接近的导点D相差为晚P/4，如图5(a)所示，在该气隙中产生推力分支磁通部d。X轴动子60X可具有，比如，将上述极齿模式61以一个节距周期在X轴方向上反复展开的模式群。

由于极齿模式61的极齿KA_x、KA′_x(KB_x、KB′_x)无论如何相对于磁性薄板T的板筋方向(Y轴方向)配置的最接近的导点D都具有相等的空间相位，X轴动子60X不承受向Y轴方向的推进力，因为极齿KA_x、KA′_x(KB_x、KB′_x)收纳于X轴方向的一个节距内，用于行进磁通的磁性回路是沿着积层体的板筋方向形成。在如图3及图5所示的状态(由A相电流引起的漏磁状态)中，因为KB′_x生成推力分支磁通部d，在从A相电流变换为B相电流过程中，X轴方向的推进力作用于极齿KB′_x，在第二次换相过程中X轴方向的推进力作用于极齿KA′_x，在第三次换相过程中X轴方向的推进力作用于极齿KB_x，而在第四次换相过程中X轴方向的推进力作用于极齿KA_x。通过集中磁通部a和分支磁通部cd的组合循环X轴方向上的推进力顺序作用于Y轴方向上横长的极齿模式61的4个极齿上，X轴动子60X就以匍匐运动形式在X轴方向上进行平移。自然，在以型材构成的导磁板的场合也是向着X轴方向平移。

这样一来，因为可实现向着积层体的接合面的法线方向推动的X轴动子60X，就可以实现以磁性薄板T的积层体用作导磁板50。如图16所示，从推进力与速度的依赖性的相关特性曲线β可以了解，即使在驱动周期电流(电流脉冲)高频化提高行进速度时，一直到高速区(2m/秒)推进力也不大降低。从而可以实现高速化、高推力和高效率的直线电机。

因为X轴动子60X侧的极齿KA_x、KA′_x(KB_x、KB′_x)和导磁板50侧的X轴方向上配置的导磁板导点D的空间相位关系是相对的，所以极齿KA_x、KA′_x(KB_x、KB′_x)相互之间可以具有错开的配置，而且在导磁板50侧的X轴方向上配置的导磁板导点D相互之间也可具有错开的配置。但是，由于导磁板面的导点数目巨大，导磁板50的制造困难，但在小面积的导磁板的场合，以及通过开发高精度的导磁板制造工艺也可以实现。

在从推力分支磁通部d变换为集中磁通部a的极齿上有推进力作用，但因为推力分支磁通部d和集中磁通部a是在互相相反的磁轭的极齿中生成，作用于X轴动子60X上的转矩是正反交替生成的，X轴动子60X是伴随着转动振动平移的。只是移动速度越高，相对移动速度的回转振动的比率越小。

下面考察导磁板50的导点节距P(与X轴动子60X的极齿节距相同)和磁性薄板T的关系。磁性薄板T的板厚大于或小于导点节距都没有什么关系，但为了达到高速化、高推力和高效率，最好是小于导点节距。如果对生成磁性回路的磁通去磁部b的极齿研究，则此极齿与动子的推进力及稳定都没有关系。可以说仅仅是顺序分派而已。于是，生成此磁通去磁部b的极齿相对于产生集中磁通部a的极齿比其他极齿错开最多，有半个节距的空间相位差。因此，如本例这样，在使用板厚在半个节距以内的磁性薄板T的导磁板50的场合，因为沿着板筋方向形成的磁性回路原本难以保持与生成该磁通去磁部d的极齿的磁性耦合，所以没有必要生成刚好可抵消偏磁通的强度的交变磁通，设计的自由度可增加。这一点是采用积层板作为导磁板的优点。此外，由于导磁板50是磁性薄板的积层体，X轴方向的相邻导点间是夹有塑料等非磁性材料的积层体也没有关系，并且在导点间不设置凹槽也可以，可以使导磁板的制造更容易。从而可降低漏磁通，获得更高的效率。

图3所示的极齿群，相当于将4种极齿模式中的比如极齿模式61以1个节距的间隔在X轴方向上反复展开的配置。此处，如假设极齿模式61是第一极齿模式，例如图6所示，其极齿Ka_x、Ka′_x、Kb_x、Kb′_x的错开配置，和此第一极齿模式的极齿KA_x、KA′_x、KB_x、KB′_x的相对于在X轴方向上配置的最接近的导点具有的空间相位关系的错开配置关于通过模式中心的X方向线L₁为线对称的第二极齿模式62，与第一极齿模式61相对地，在X轴方向上相隔配置而形成模式群的场合下，由于正反转矩同时作用在X轴动子60X上，所以转矩抵消，可不产生转动振动。这是因为第一极齿模式61的极齿KB′_x和第二极齿模式62的Ka_x、第一极齿模式61的极齿KB_x和第二极齿模式62的Ka′_x、第一极齿模式61的极齿KA′_x和第二极齿模式62的Kb_x、第一极齿模式61的极齿KA_x和第二极齿模式62的Kb′_x相对于最接近的导点分别具有相同的空间相位的缘故。

在本例中，如前所述，X轴动子60X和Y轴动子20Y是以面内正交关系连接而形成复合动子70，如图7所示，将两个X轴动子60X和两个Y轴动子20Y分别相对复合动子70的平面中心点O对角配置，一个X轴动子60X的极齿模式61(分支磁路根部A、A′、B、B′)与另一个X轴动子60X的极齿模式61(分支磁路根部A、A′、B、B′)相对通过平面中心点O的X方向线L₂成线对称配置。关于复合动子70的平面中心点O的转矩同时在正反方向上作用，转矩抵消，可以使复合动子70整体不发生转动振动，从低速移动直到高速移动都可实现X轴方向及Y轴方向的稳定移动。

实施例2

图8为根据本发明的实施例2的三相平面直线电机的X轴动子构成的示意斜视图、图9为示出同一电机的X轴动子的极齿和导磁板导点的空间相位关系的平面图、图10为示出在X轴方向上观察同一X轴动子的状态的侧面图、图11(a)至(f)分别为示出沿图9中的W′-W′线、V′-V′线、U′-U′线、W-W线、V-V线、U-U线剖开的状态的断面图。此外，，在图8至图11中，与图15中所示的相同的部分标以同一标号，其说明省略。另外，与实施例1相同的部分也不再赘述。

本例的X轴动子80X，在X轴方向上一个节距内的极齿模式81的6个极齿KU_x、KV_x、KW_x、KU′_x、KV′_x、KW′_x在磁性薄板T的接合面的法线方向上在一个节距P内错开配置。于是，相对于在法线方向上配置的最接近的导点具有的空间相位各相差一空间相位差(P/6)。在图9中以双点划线围起的极齿模式81中，极齿KU_x与最接近的导点D对齐，如图11(f)所示，在该气隙中产生集中磁通部a，极齿KV_x与最接近的导点D向前相差P/3个节距，在图11(e)中在气隙中未示出，产生稀疏分支磁通部，另外，极齿KW_x与最接近的导点D向后相差P/3个节距，在图11(d)中在气隙中未示出，产生相当稀疏的分支磁通部，极齿KU′_x与最接近的导点D错开半个节距，如图11(c)所示，在该气隙中产生磁通去磁部b，另外，极齿KV′_x与最接近的导点D向后错开P/6节距，如图11(b)所示，在该气隙中产生推力分支磁通部d，还有，极齿KW′_x与最接近的导点D向前错开P/6，如图11(a)所示，在该气隙中产生拉力分支磁通部c。X轴动子80X可具有将上述极齿模式81以一个节距间隔在X轴方向上反复展开的模式群。

在此三相平面直线电机中，集中磁通部a和分支磁通部cd是在分开的磁轭Y1、Y2中产生。因为同相的励磁绕组是分别卷绕在磁轭Y1、Y2上。因为本例的三相平面直线电机，与实施例1一样，也可实现向着积层体的接合面的法线方向推动的X轴动子80X，使利用磁性薄板T的积层体现实地用作导磁板50，可实现高速化、高推力和高效率的平面直线电机。

产生磁通去磁部b的极齿相对于产生集中磁通部a的极齿比其他极齿错开最多，是半个节距。在使用板厚在半个节距以内的磁性薄板的导磁板的场合，因为沿着板筋方向形成的磁性回路原本难以保持与生成该磁通去磁部的极齿的磁性耦合，所以没有必要生成刚好可抵消偏磁通的强度的交变磁通，设计的自由度可增加。在本例的三相平面直线电机的场合，集中磁通部a的极齿和一对分支磁通部cd的极齿相对最接近的导点具有的空间相位差为P/6，一个分支磁通部c的极齿和另一个分支磁通部d的极齿相对最接近的导点具有的空间相位差为P/3。在三相平面直线电机的场合，最好是采用板厚在1/3节距以内的磁性薄板。与产生磁通去磁部b的极齿的磁性耦合难以由接合面引起，在降低无效磁通的同时，由于与产生稀疏分支磁通部的一对极齿(图11中的KV_x和KW_x)引起磁性耦合，可切断花费在停止步进上的多余的磁性耦合，可将这一部分转移到步进的推进力上。

另外，无需说，四相以上的直线电机也可以实现。

产业上利用的可能性

如上所述，本发明涉及的直线电机，由于向着积层体的接合面的法线方向推动的动子是单轴动子，可使以磁性薄板的积层体作为导磁板的利用现实化，可以提供高速化、高推力和高效率的电机，其适用范围不限于元件装配机械，也适用于诸如IC测试操作装置等的各种机器及机械。

Claims

1.一种直线电机，具有将多个导磁板导点以点阵形式配置而形成的导磁板面的导磁板、和具有用来在上述导磁板导点中的最接近的导点之间产生行进磁通的以至少2n(其中n为大于2的整数)个极齿作为一组的极齿模式的X轴动子，其特征在于：

上述导磁板以多片磁性薄板叠合而成的积层体的板筋并行面一侧作为上述导磁板面，上述极齿模式的2n个极齿配置成以使其相对于在上述磁性薄板的板筋方向上配置的最接近的导点具有的空间相位相等的关系的横排配置，并且，上述极齿模式的2n个极齿配置成在上述磁性薄板的接合面的法线方向上一个节距(P)内错开配置，相对于在上述法线方向上配置的最接近的导点具有的空间相位的关系是各相差一个空间相位差(P/2n)。

2.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于：上述X轴动子具有将上述极齿在上述法线方向上反复配置而成的模式群。

3.如权利要求1所述的直线电机，其特征在于：上述X轴动子，以上述极齿模式作为第一极齿模式，具有与该第一极齿模式相对地形成向着法线方向有间隔的第二极齿模式，该第二极齿模式的错开配置和该第一极齿模式的相对于上述磁性薄板的接合面的法线方向上最接近的导点具有的上述空间相位关系的错开配置，关于通过模式中心的X方向线线对称。

4.如权利要求1至3中任一项所述的直线电机，其特征在于：具有将上述X轴动子和在上述磁性薄板的板筋方向上移动的Y轴动子在面内正交连接而成的复合动子。

5.如权利要求4所述的直线电机，其特征在于：两个上述X轴动子和两个上述Y轴动子分别相对上述复合动子的平面中心点对角配置，一个上述X轴动子的上述极齿模式与另一个上述X轴动子的上述极齿模式相对于通过上述平面中心点的X方向线成线对称。

6.如权利要求1至5任一项所述的直线电机，其特征在于：上述磁性薄板的板厚为不大于上述导磁板导点的半个节距的厚度。

7.如权利要求6中的直线电机，其特征在于：上述磁性薄板的板厚为不大于上述导磁板导点的节距的1/n的厚度。