JP2006042547A - 平面リニアモータならびに平面リニアモータ用プラテンおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 可動部の高精度の移動を実現可能な平面リニアモータならびに平面リニアモータ用プラテンおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】 平面リニアモータは、Ｙ軸方向（第１方向）において交互に周期的に形成された凹部と凸部とを含むプラテンと、プラテン上に設けられ、Ｙ軸方向と直交するＸ軸方向（第２方向）に延在する磁極歯からなる磁極歯群２１を有するスライド部と、磁極歯の磁性状態を周期的に変化させる制御部とを備え、磁極歯は、磁極歯片２１１，２１３（第１部分）と、磁極歯片２１１，２１３からＹ軸方向に突出する磁極歯片２１２，２１４（第２部分）とを有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、平面リニアモータ（ｆｌａｔ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｏｒ）ならびに平面リニアモータ用プラテン（ｐｌａｔｅｎ）およびその製造方法に関し、特に、高精度な移動制御が可能な平面リニアモータならびに平面リニアモータ用プラテンおよびその製造方法に関する。

プラテン部と可動部とを備えた平面リニアモータが従来から知られている。

たとえば、特開平９−２６１９４４号公報（従来例１）においては、プラテンドットを有するプラテンと、プラテン上に移動自在に配置されたケースとを備えた平面リニアモータが開示されている。

ここで、ケース内にはＸ軸方向に移動可能な可動ヨークとＹ軸方向に移動可能な可動ヨークとが組み込まれている。可動ヨークは、永久磁石とこの永久磁石の両側に配置された一対のヨーク部とからなり、各ヨーク部は、各々３本の脚を有している。この３本の脚にそれぞれ巻着されたコイルに３相交流電流を流すことにより、ケースをＸ軸方向／Ｙ軸方向に移動させることができる。
特開平９−２６１９４４号公報

しかしながら、上記のような平面リニアモータにおいては、以下のような問題があった。

平面リニアモータにおいては、可動部の移動に伴って、可動部を移動させる推進力およびプラテンと可動部との間に発生する吸着力が変動する。推進力の変動は、可動部の移動速度に時間的なばらつきを生じさせ、吸着力の変動は、可動部にピッチングを生じさせる。この結果、可動部の移動制御における誤差が増大する。

たしかに、従来例１においては、コイル電流を３相の正弦波形とすることで、可動部に作用する推進力を比較的平坦化し、推進力の脈動を比較的少なくしている。

しかしながら、可動部の裏面に形成された磁極歯およびプラテンの凹凸形状が矩形形状であるため、上述した移動速度および吸着力の変動を回避することはできない。結果として、平面リニアモータにおける精度の向上が制限される。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、可動部の移動制御の精度を向上させた平面リニアモータならびに平面リニアモータ用プラテンおよびその製造方法を提供することにある。

本発明に係る平面リニアモータは、１つの局面では、主表面上に交互に周期的に形成された凹部と凸部とを含むプラテン部と、プラテン部上に設けられ、凹部と凸部とが並ぶ第１方向と交差する第２方向に延在する磁極歯を有するスライド部と、磁極歯の磁性状態を周期的に変化させる制御部とを備え、磁極歯は、第１部分と、該第１部分から第１方向に突出する第２部分とを有する。

これにより、スライド部に作用する移動推進力や吸着力の変動を抑制することができる。結果として、スライド部の移動制御の精度が向上する。

磁極歯は同一幅を有する複数の磁極歯片を含み、第２方向における中心軸が互いに第１方向にずれた複数の磁極歯片が第２方向に並ぶように磁極歯を構成することが好ましい。

これにより、簡便な製造方法により、上述した構成を得ることができる。結果として、平面リニアモータの製作コストが低減される。

本発明に係る平面リニアモータは、他の局面では、主表面上に交互に周期的に形成された複数の第１凹部と第１凸部とを含むプラテン部と、プラテン部上に設けられ、第１凹部と第１凸部とが並ぶ第１方向と交差する第２方向に延在する磁極歯を有するスライド部と、磁極歯の磁性状態を周期的に変化させる制御部とを備え、磁極歯は交互に形成された複数の第２凹部と第２凸部とを有し、複数の第１凸部の中心間隔と複数の第２凸部の中心間隔とが異なる。

本発明に係る平面リニアモータは、さらに他の局面では、主表面上に交互に周期的に形成された凹部と凸部とを含むプラテン部と、プラテン部上に設けられ、凹部と凸部とが並ぶ第１方向と交差する第２方向に延在する磁極歯を有するスライド部と、磁極歯の磁性状態を周期的に変化させる制御部とを備え、磁極歯および凸部の少なくとも一方の側壁先端部が傾斜している、または、磁極歯および凸部の少なくとも一方の側壁上に段差を有する。

このような構成によっても、スライド部に作用する移動推進力や吸着力の変動を抑制することができる。

本発明に係る平面リニアモータ用プラテンは、プラテンの主表面上に第１方向に沿って周期的に交互に形成される第１凹部と第１凸部とを含む第１部分と、プラテンの主表面上に第１方向に沿って第１部分と同じ周期で交互に形成される第２凹部と第２凸部とを含む第２部分とを有し、第１凹部および第１凸部の双方と隣接した位置に第２凹部が配置されるように第１部分に対し第２部分を第１方向にずらせながら、第１と第２部分を第１方向に交差する第２方向に並べた領域を含む。

これにより、プラテン上を移動するスライド部の移動制御の精度を向上させることができる。

上記平面リニアモータ用プラテンは、プラテンの主表面上に第１方向に沿って第１部分と同じ周期で周期的に交互に形成される第３凹部と第３凸部とを含む第３部分と、プラテンの主表面上に第１方向に沿って第１部分と同じ周期で交互に形成される第４凹部と第４凸部とを含む第４部分とを有し、第３凹部に対して第４凸部のみが隣接し、第３凸部に対して第４凹部のみが隣接するように第３部分と第４部分とを第２方向に並べた領域をさらに含むことが好ましい。

これにより、プラテン部上にスライド部の高精度移動領域と高速移動領域とを並存させることができる。

本発明に係る平面リニアモータ用プラテンの製造方法は、周期的に交互に形成される第１凹部と第１凸部とを含む第１プラテン片を形成する工程と、第１プラテン片と同じ周期で交互に形成される第２凹部と第２凸部とを含む第２プラテン片を形成する工程と、第１と第２プラテン片を接合する工程とを備える。

これにより、第１凹部／凸部と第２凹部／凸部とを、その凹凸の形成される方向において自在にずらすことができる。結果として、プラテン上を移動するスライド部の移動制御の精度を向上させるプラテンを提供することができる。

本発明によれば、平面リニアモータにおいて、可動部の高精度の移動を実現することができる。

以下に、本発明に基づく平面リニアモータならびに平面リニアモータ用プラテンおよびその製造方法の実施の形態について、図１から図１３を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る平面リニアモータを示した上面図である。

図１を参照して、平面リニアモータは、プラテン１（プラテン部）と、プラテン１から浮上して該プラテン１上でＸＹ軸方向に移動するスライド部２と、スライド部２の移動を制御する制御部３とを備える。

プラテン１は、磁性体からなる。プラテン１上には凹部１０Ａと凸部１０Ｂとが形成されている。凹部１０Ａと凸部１０Ｂとは、市松模様を形成するように配置される。換言すると、プラテン１の主表面上において、凹部１０Ａと凸部１０ＢとがＸ軸方向およびＹ軸方向に交互に周期的に形成されている。スライド部２は、後述するように、プラテン１上の凹部１０Ａと凸部１０Ｂとが並ぶ方向（第１方向）に移動するので、上記プラテン１の構成により、スライド部２を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動させることが可能となる。なお、スライド部２をＸ軸方向，Ｙ軸方向のいずれか一方の方向にのみ移動させる場合は、プラテン１上の凹凸形状は、当該移動方向（Ｘ軸方向／Ｙ軸方向）においてのみ交互に周期的に形成されていればよい。

図２は、図１に示す平面リニアモータにおけるプラテン１とスライド部２とを示した断面図である。

図２を参照して、スライド部２は、ケース２０内に、永久磁石５１とプラス側磁極歯５２とマイナス側磁極歯５３とを有するヨーク部を備える。プラス側磁極歯５２は、磁極歯ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１からなり、マイナス側磁極歯５３は、磁極歯ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２からなる。磁極歯ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１，ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２には、それぞれコイルＬＵ１，ＬＶ１，ＬＷ１，ＬＵ２，ＬＶ２，ＬＷ２が巻回されている。

磁極歯ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１，ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２は、プラテン１上の凹部１０Ａと凸部１０Ｂとが並ぶ方向（第１方向）にほぼ直交する方向（第２方向）に延在する。

磁極歯ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１と磁極歯ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２との間隔（図２中のＷ）と、プラテン１上に形成された凸部１０Ｂの中心間隔（図２中のＰ０）との関係は、
Ｗ＝４．５×Ｐ０
で表される。すなわち、プラテン１の凹凸形状の位相は、磁極歯ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１上と磁極歯ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２上とにおいて互いに１８０°反転している。

図３は、平面リニアモータに作用させる３相交流を示した図である。

図３を参照して、コイルＬＵ１，ＬＶ１，ＬＷ１，ＬＵ２，ＬＶ２，ＬＷ２には、位相が１２０度ずつシフトした３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の交流電流が流される。ここで、コイルＬＵ１には図３に示すＵ相の交流電流が、コイルＬＶ１には図３に示すＶ相の交流電流が、コイルＬＷ１には図３に示すＷ相の交流電流が流される。また、コイルＬＵ２にはコイルＬＵ１と同じ波形（Ｕ相）で正負が逆向きの電流が、コイルＬＶ２にはコイルＬＶ１と同じ波形（Ｖ相）で正負が逆向きの電流が、コイルＬＷ２にはコイルＬＷ１と同じ波形（Ｗ相）で正負が逆向きの電流が流される。これらの電流の制御は、制御部３により行なわれる。

永久磁石５１のＮ極側に接続された磁極歯ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１に巻回されたコイルＬＵ１，ＬＶ１，ＬＷ１は、正の電流を流すことで、永久磁石５１の磁束と同じ方向（Ｎ極）の磁束が発生するように巻回されている。一方、永久磁石５１のＳ極側に接続された磁極歯ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２に巻回されたコイルＬＵ２，ＬＶ２，ＬＷ２についても、正の電流を流すことで、永久磁石５１の磁束と同じ方向（Ｓ極）の磁束が発生するように巻回されている。すなわち、コイルＬＵ１，ＬＶ１，ＬＷ１とコイルＬＵ２，ＬＶ２，ＬＷ２とは、互いに逆向きに巻回されている。

上述した永久磁石５１およびコイルＬＵ１により、たとえば図３中の時刻Ｔ１においては、磁極歯ＴＵ１においては、正の電流が流れているため、（永久磁石５１による磁束）＋（コイルＬＵ１による磁束）が発生する。これに対し、磁極歯ＴＶ１，ＴＷ１においては、負の電流が流れているため、永久磁石５１による磁束とコイルＬＶ１，ＬＷ１による磁束が互いに打ち消し合うことになる。一方、磁極歯ＴＵ２においては、負の電流が流れているため、永久磁石５１による磁束とコイルＬＶ１，ＬＷ１による磁束が互いに打ち消し合い、磁極歯ＴＶ２，ＴＷ２においては、正の電流が流れているため、（永久磁石５１による磁束）＋（コイルＬＶ２，ＬＷ２による磁束）が発生する。

上記磁束の発生により、スライド部２をプラテン１に吸着する吸着力と、スライド部２をプラテン１に対して図２中の右方向にスライドさせる推進力とが発生する。ここで、スライド部２は、後述するエア噴出口からのエアによってプラテン１から浮上している。したがって、スライド部２は、プラテン１から浮上したまま、図２中において右側に移動（スライド）する。

コイルＬＵ１，ＬＶ１，ＬＷ１，ＬＵ２，ＬＶ２，ＬＷ２に流す電流の大きさと周波数とを制御することで、スライド部２を継続的に移動させることができる。上記電流の大きさおよび周波数の制御の仕方については、一般によく知られているので、詳細な説明は繰り返さない。

図４は、スライド部２の裏面を示した図である。

図４を参照して、平面リニアモータは、スライド部２をＹ軸方向に移動させるためのＹ１，Ｙ２磁極歯群２１，２２と、スライド部２をＸ軸方向に移動させるためのＸ１，Ｘ２磁極歯群２３，２４とを備える。

たとえば、スライド部２をＹ軸方向に移動させる場合には、Ｙ１，Ｙ２磁極歯群２１，２２のコイル電流を制御する。これにより、上述した推進力が得られる。この際、Ｘ１，Ｘ２磁極歯群２３，２４には電流を流さない。したがって、Ｘ軸方向の推進力は発生しない。

また、永久磁石の磁束による吸着力に対し、スライド部２の裏面には、図示しないエア噴出口が設けられている。該噴出口からのエア吹き出し力を上記吸着力よりも大きくすることで、スライド部２をプラテン１から数十μｍの高さで安定させる。

さらに、スライド部２には、該スライド部２のＸＹ平面における位置を検出する検出機構（図示せず）が備えられている。制御部３は、検出機構からの信号に基づいて、磁極歯に巻回されたコイルに流す電流を制御し、磁極歯ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１，ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２の磁性状態を周期的に変化させる。なお、上記検出方法としては、プラテン１の凹凸変化の検知結果に基づいて位置を検出する方法や、レーザ干渉計を用いて位置を検出する方法などが挙げられる。

図５は、Ｙ１磁極歯群２１を示した底面断面図である。

図５を参照して、Ｙ１磁極歯群２１における磁極歯は、同一幅（Ｂ）を有する複数の磁極歯片２１１〜２１４を含む。ここで、磁極歯片２１１，２１３（第１部分）は、磁極歯片２１２，２１４（第２部分）に対してＹ軸方向（第１方向）に突出している。逆に、磁極歯片２１２，２１４（第２部分）は、磁極歯片２１１，２１３（第１部分）に対してＹ軸方向（第１方向）に突出している。

換言すると、Ｘ軸方向（第２方向）における中心軸が互いにＹ軸方向（第１方向）にずれた複数の磁極歯片２１１〜２１４がＸ軸方向に並ぶようにして、磁極歯が構成される。磁極歯片２１１〜２１４の軸方向中心（図５における上側／下側の一点鎖線）は、磁極歯の軸方向中心（図５における真中の一点鎖線）からＹ軸方向にそれぞれＬＳだけシフトしている。

なお、図５においては、Ｙ１磁極歯群２１における磁極歯について示しているが、Ｙ２磁極歯群２２、Ｘ１，Ｘ２磁極歯群２３，２４における磁極歯についても、同様の構造を有する。

図６は、磁極歯群２１における位相ずらし量（（ＬＳ／Ｗ）×３６０）とスライド部２に作用する力（推進力・吸着力）との関係を示した図である。なお、縦軸に示す推進力（スライド部２を所定の方向に移動させる力）・吸着力（スライド部２をプラテン１に引き付ける力）については、無単位の相対的な値を示すため、図６中における単位は「ＰＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｔ）」として示している。

図６を参照して、位相ずらし量を変化させた場合の平均推進力４１（「◆」を結ぶライン）、平均吸着力４２（「■」を結ぶライン）、推進力変動量４３（「×」を結ぶライン）、吸着力変動量４４（「▲」を結ぶライン）は、それぞれ特徴的な分布を示す。ここで、平均推進力４１とは、３相交流の１周期内における上記推進力の平均値であり、平均吸着力４２とは、３相交流の１周期内における上記吸着力の平均値である。また、推進力変動量４３は、３相交流の１周期内における上記推進力の変動量であり、吸着力変動量４４は、３相交流の１周期内における上記吸着力の変動量である。

位相ずらし量を大きくするにつれて、平均推進力４１は低下する。これは、磁極歯とプラテン１の凸部１０Ｂとの相対位置関係が分散するため、磁束による推進力の発生効率が低下するためであると考えられる。一方、平均吸着力４２については、位相ずらし量に関わらず、ほぼ一定の値を示す。これは、スライド部全体に作用する吸着力の大きさは、コイル電流に依らず、永久磁石５１の磁束によって決定され、磁極歯と凸部１０Ｂとの相対位置関係に影響されないからであると考えられる。

また、位相ずらし量を０（度）から大きくするにつれ、推進力変動量４３および吸着力変動量４４は小さくなる。該変動量４３，４４は、位相ずらし量が４０（度）程度である場合に極小となる。

磁極歯がプラテン１の凸部１０Ｂ上に位置する状態から、該磁極歯が凸部１０Ｂ上に位置しない状態に移る際、および、磁極歯が凸部１０Ｂ上に位置しない状態から、該磁極歯が凸部１０Ｂ上に位置する状態に移る際、磁極歯と凸部１０Ｂとの間に発生した磁束の状態が急変する。これにより、スライド部２に作用する推進力および吸着力に、時間的な変動が生じる。この変動により、移動速度の時間的なばらつきやピッチングが生じ、スライド部２の移動制御の精度向上が抑制される場合がある。

これに対し、本実施の形態においては、上述した位相ずらし量を設定することで、磁極歯が凸部１０Ｂ上に位置する状態から凸部１０Ｂ上に位置しない状態へと移る時期、または、磁極歯が凸部１０Ｂ上に位置しない状態から凸部１０Ｂ上に位置する状態へと移る時期（双方の時期を合わせて、以下、「磁束の急変時期」と称する。）を、１本の磁極歯内において分散させることができる。したがって、交流電流の１周期内における推進力・吸着力変動量４３，４４を低減することができる。結果として、スライド部２の移動制御の精度が向上する。

位相ずらし量が４０（度）程度である場合に、変動量４３，４４が極小となる理由について、以下に説明する。

図２において、磁極歯ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１，ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２は等間隔で形成されるため、磁極歯ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１と磁極歯ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２との間隔（図２中のＷ）を３６０（度）とした場合における、互いに隣接する磁極歯（たとえば磁極歯ＴＵ１と磁極歯ＴＶ１）の位相差は１２０（度）となる。したがって、上述した位相ずらし量を４０（度）とすると、たとえば磁極歯ＴＵ１と磁極歯ＴＶ１との中心間隔は、該中心から第１方向にずらして形成された磁極歯（ＴＵ１＋４０度およびＴＶ１−４０度）の中心によって３等分される。この状態が、推進力・吸着力変動量４３，４４を最も効率よく低減することができる状態であると考えられる。

実際に平面リニアモータを設計する際は、要求される下限速度／上限速度、移動制御の精度などを考慮して、上述した位相ずらし量を設定すればよい。

なお、図５に示す磁極歯の構造は、上述した思想を実現するための構造の一例である。その他の構造の例としては、たとえば、磁極歯の延在方向において該磁極歯の幅が広く／狭くなるテーパ形状を含むものや、磁極歯ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１，ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２の延在方向（第２方向）を、プラテン１上の凹部１０Ａと凸部１０Ｂとが並ぶ方向（第１方向）に対して斜め方向に設定したものなどが考えられる。いずれの局面においても、磁極歯において、第１方向に突出する突出部が形成されるため、上記と同様の効果を奏すると考えられる。

図７，図８は、本実施の形態に係る平面リニアモータの変形例における磁極歯ＴＵ１およびプラテン上の凸部１０Ｂを示す断面図である。

図７に示すように、磁極歯ＴＵ１または凸部１０Ｂの少なくとも一方の側壁先端部が傾斜している場合や、図８に示すように、磁極歯ＴＵ１または凸部１０Ｂの少なくとも一方の側壁に段差を有する場合には、第１方向に突出する突出部を有しない磁極歯を用いた場合であっても、磁束の急変が緩和され、上記と同様の効果を奏すると考えられる。なお、図７，図８においては、１つの磁極歯（磁極歯ＴＵ１）および１つの凸部１０Ｂのみを示しているが、その他の磁極歯および凸部１０Ｂにおいても、同様の傾斜部／段差部が設けられる。

ここで、「磁極歯またはプラテン上の凸部の側壁先端部が傾斜している」とは、磁極歯または凸部１０Ｂが正弦波形状などの曲線形状を有することを含む概念である。

（実施の形態２）
図９は、実施の形態２に係る平面リニアモータにおける磁極歯周辺を示した拡大図である。

本実施の形態に係る平面リニアモータは、実施の形態１に係る平面リニアモータの変形例であって、プラテン１に凹部（第１凹部）および凸部（第１凸部）を形成するとともに、図９に示すように、磁極歯ＴＵ１に凹部２０Ａ（第２凹部）と凸部２０Ｂ（第２凸部）とを形成する点で、実施の形態１と異なる。

なお、図９においては、磁極歯ＴＵ１についてのみ示されるが、その他の磁極歯（磁極歯ＴＶ１，ＴＷ１，ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２）についても、磁極歯ＴＵ１と同様に、凹部２０Ａおよび凸部２０Ｂが形成される。

また、プラテン１上には、磁極歯に形成された凸部２０Ｂ（第２凸部）の中心間隔の平均（図９中のＰ０）と等しいピッチで周期的に凸部（第１凸部，図９中では図示せず）が形成されている。

図９を参照して、磁極歯ＴＵ１上に形成された凸部２０Ｂの中心間隔は一定ではなく、Ｐ０の大きさの中心間隔とＰ０＋ＬＳまたはＰ０−ＬＳの大きさの中心間隔とが交互に形成されている。一方、上述したように、プラテン１上の凸部は、Ｐ０のピッチで周期的に形成されている。したがって、プラテン１上の凸部（第１凸部）の中心間隔と、磁極歯上の凸部（第２凸部）の中心間隔とが一部異なることになる。

この結果、凸部２０Ｂ（第２凸部）が第１凸部上に位置する状態から第１凸部上に位置しない状態へと移る時期、または、凸部２０Ｂ（第２凸部）が第１凸部上に位置しない状態から第１凸部上に位置する状態へと移る時期（磁束の急変時期）を、１本の磁極歯（図９中では磁極歯ＴＵ１）において分散させることができる。したがって、スライド部２に作用する推進力・吸着力の時間的な変動が分散される。

以上より、本実施の形態に係る平面リニアモータにおいても、実施の形態１と同様の効果を奏すると考えられる。

なお、本実施の形態において、上述した実施の形態１と同様の事項については、詳細な説明は繰り返さない。

（実施の形態３）
図１０は、実施の形態３に係る平面リニアモータ用プラテンを示した上面図である。また、図１１は、図１０に示すプラテン１の一部を拡大した拡大上面図である。図１１においては、説明の便宜上、凸部１０Ｂに対応する箇所にハッチングを付している。

図１０，図１１を参照して、本実施の形態に係るプラテン１は、その主表面上にスライド部２の進行方向（第１方向、図１０，図１１中の左右方向）に沿って周期的に交互に形成される凹部１０１Ａ（第１凹部）と凸部１０１Ｂ（第１凸部）とを含む第１部分１０１と、第１部分１０１における凹凸と同じ方向に同じ周期で交互に形成される凹部１０２Ａ（第２凹部）と凸部１０２Ｂ（第２凸部）とを含む第２部分１０２とを有し、凹部１０１Ａおよび凸部１０１Ｂの双方と隣接した位置に凹部１０２Ａが配置されるように、第１部分１０１に対し第２部分１０２をスライド部２の進行方向（第１方向）にＬＳＰだけずらせた点を特徴とする。なお、第１と第２部分１０１，１０２は、第１方向と交差する第２方向（図１０，図１１中の上下方向）に並べられる。第１と第２方向は、典型的には直交するが、斜めに交差してもよい。

これにより、第１方向に突出する突出部を有しない磁極歯を用いた場合であっても、磁束の急変時期を、１本の磁極歯において分散させることができる。したがって、スライド部２に作用する推進力・吸着力の時間的な変動が分散される。

以上より、本実施の形態に係る平面リニアモータにおいても、実施の形態１，２と同様の効果を奏すると考えられる。すなわち、プラテン１上に、高精度移動領域１１が形成される。

なお、本実施の形態において、上述した実施の形態１，２と同様の事項については、詳細な説明は繰り返さない。

（実施の形態４）
図１２は、実施の形態４に係る平面リニアモータ用プラテンを示した上面図である。

図１２を参照して、本実施の形態に係るプラテン１は、実施の形態３に係るプラテン１の変形例であって、その主表面上に第１部分１０１における凹凸と同じ方向（第１方向、図１２中の左右方向）に同じ周期で交互に形成される凹部１０３Ａ（第３凹部）と凸部１０３Ｂ（第３凸部）とを含む第３部分１０３と、第１部分１０１における凹凸と同じ方向（第１方向）に同じ周期で交互に形成される凹部１０４Ａ（第４凹部）と凸部１０４Ｂ（第４凸部）とを含む第４部分１０４とを有し、凹部１０３Ａに対して凸部１０４Ｂのみが隣接し、凸部１０３Ｂに対して凹部１０４Ａのみが隣接するように第３部分１０３と第４部分１０４とを第１方向に交差する方向（第２方向、図１２中の上下方向）に並べた領域（高速移動領域１２）をさらに含む点を特徴とする。

実施の形態１で述べたように、磁束の急変時期を１本の磁極歯内で分散させることにより、スライド部２に作用する推進力・吸着力の時間的な変動が分散される一方で、スライド部２を所定の方向に移動させる推進力が低減される。すなわち、高精度移動領域１１においては、スライド部２に作用する推進力の大きさが制限され、スライド部２の高速移動性が抑制される。

これに対し、凹凸部が市松模様状に形成された第３と第４部分１０３，１０４からなる領域（高速移動領域１２）においては、磁束の急変時期が１本の磁極歯内で同一時期となるので、スライド部２を比較的高速で移動させることができる。したがって、スライド部２を高速で移動させたい場合には該スライド部２を高速移動領域１２内で移動させ、スライド部２の移動制御を高精度で行ないたい場合には、該スライド部２を高精度移動領域１１内で移動させることができる。結果として、高速移動性／高精度な移動制御を両立させることができる。

なお、本実施の形態において、上述した実施の形態１〜３と同様の事項については、詳細な説明は繰り返さない。

（実施の形態５）
図１３は、実施の形態５に係る平面リニアモータ用プラテンの製造方法を説明するための図である。図１３（ａ），（ｂ）はプラテンを構成するプラテン片１Ａ，１Ｂを示し、図１３（ｃ）はプラテン片１Ａ，１Ｂを接合してプラテン１を形成した状態を示す。

本実施の形態に係るプラテン１の製造方法は、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、周期的に交互に形成される凹部（第１凹部）と凸部（第１凸部）とを含むプラテン片１Ａ（第１プラテン片）を形成する工程（図１３（ａ））と、プラテン片１Ａと同じ周期で交互に形成される凹部（第２凹部）と凸部（第２凸部）とを含むプラテン片１Ｂ（第２プラテン片）を形成する工程（図１３（ｂ））と、プラテン片１Ａ，１Ｂを接合する工程（図１３（ｃ））とを備える。

ここで、プラテン片１Ａ，１Ｂは同一形状の部材であり、同時に作製できる。プラテン片１Ａ，１Ｂを凹凸が並ぶ方向（第１方向）にずらして接合（貼り合わせなど）することで、プラテン１上の凹部と凸部とを、第１方向に沿って自在にずらして形成することができる。この結果、上述した実施の形態３，４に係るプラテン１を容易に得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した各実施の形態の特徴部分を適宜組み合わせることは、当初から予定されている。また、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１に係る平面リニアモータを示した上面図である。 本発明の実施の形態１に係る平面リニアモータにおけるプラテンとスライド部とを示した断面図である。 図１，２に示す平面リニアモータに作用させる３相交流を示した図である。 図１，２に示す平面リニアモータにおけるスライド部の裏面を示した図である。 図１，２に示す平面リニアモータにおける磁極歯群を示した底面断面図である。 図１，２に示す平面リニアモータに関し、磁極歯における位相ずらし量とスライド部に作用する力との関係を示した図である。 本発明の実施の形態１に係る平面リニアモータの変形例を説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係る平面リニアモータの他の変形例を説明するための図である。 本発明の実施の形態２に係る平面リニアモータにおける磁極歯周辺を示した拡大図である。 本発明の実施の形態３に係る平面リニアモータ用プラテンを示した上面図である。 図１０に示すプラテンの一部を示す拡大上面図である。 本発明の実施の形態４に係る平面リニアモータ用プラテンを示した上面図である。 本発明の実施の形態５に係る平面リニアモータ用プラテンの製造方法を説明するための図であり、（ａ），（ｂ）はプラテンを構成するプラテン片を示し、（ｃ）はプラテン片を接合してプラテンを形成した状態を示す。

符号の説明

１ プラテン、１Ａ，１Ｂ プラテン片、２ スライド部、３ 制御部、１０Ａ，２０Ａ，１０１Ａ，１０２Ａ，１０３Ａ，１０４Ａ 凹部、１０Ｂ，２０Ｂ，１０１Ｂ，１０２Ｂ，１０３Ｂ，１０４Ｂ 凸部、１１ 高精度移動領域、１２ 高速移動領域、２０ ケース、２１ Ｙ１磁極歯群、２２ Ｙ２磁極歯群、２３ Ｘ１磁極歯群、２４ Ｘ２磁極歯群、４１ 平均推進力、４２ 平均吸着力、４３ 推進力変動量、４４ 吸着力変動量、５１ 永久磁石、５２，ＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１ プラス側磁極歯、５３，ＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２ マイナス側磁極歯、１０１ 第１部分、１０２ 第２部分、１０３ 第３部分、１０４ 第４部分、２１１〜２１４ 磁極歯片、ＬＵ１，ＬＶ１，ＬＷ１，ＬＵ２，ＬＶ２，ＬＷ２ コイル。

Claims (8)

1. 主表面上に交互に周期的に形成された凹部と凸部とを含むプラテン部と、
   前記プラテン部上に設けられ、前記凹部と前記凸部とが並ぶ第１方向と交差する第２方向に延在する磁極歯を有するスライド部と、
   前記磁極歯の磁性状態を周期的に変化させる制御部とを備え、
   前記磁極歯は、第１部分と、該第１部分から前記第１方向に突出する第２部分とを有する平面リニアモータ。
2. 前記磁極歯は同一幅を有する複数の磁極歯片を含み、
   前記第２方向における中心軸が互いに前記第１方向にずれた複数の前記磁極歯片が前記第２方向に並ぶように前記磁極歯を構成した、請求項１に記載の平面リニアモータ。
3. 主表面上に交互に周期的に形成された複数の第１凹部と第１凸部とを含むプラテン部と、
   前記プラテン部上に設けられ、前記第１凹部と前記第１凸部とが並ぶ第１方向と交差する第２方向に延在する磁極歯を有するスライド部と、
   前記磁極歯の磁性状態を周期的に変化させる制御部とを備え、
   前記磁極歯は交互に形成された複数の第２凹部と第２凸部とを有し、
   前記複数の第１凸部の中心間隔と前記複数の第２凸部の中心間隔とが異なる平面リニアモータ。
4. 主表面上に交互に周期的に形成された凹部と凸部とを含むプラテン部と、
   前記プラテン部上に設けられ、前記凹部と前記凸部とが並ぶ第１方向と交差する第２方向に延在する磁極歯を有するスライド部と、
   前記磁極歯の磁性状態を周期的に変化させる制御部とを備え、
   前記磁極歯および前記凸部の少なくとも一方の側壁先端部が傾斜している平面リニアモータ。
5. 主表面上に交互に周期的に形成された凹部と凸部とを含むプラテン部と、
   前記プラテン部上に設けられ、前記凹部と前記凸部とが並ぶ第１方向と交差する第２方向に延在する磁極歯を有するスライド部と、
   前記磁極歯の磁性状態を周期的に変化させる制御部とを備え、
   前記磁極歯および前記凸部の少なくとも一方の側壁上に段差を有する平面リニアモータ。
6. 平面リニアモータ用プラテンであって、
   前記プラテンの主表面上に第１方向に沿って周期的に交互に形成される第１凹部と第１凸部とを含む第１部分と、
   前記プラテンの主表面上に前記第１方向に沿って前記第１部分と同じ周期で交互に形成される第２凹部と第２凸部とを含む第２部分とを有し、
   前記第１凹部および前記第１凸部の双方と隣接した位置に前記第２凹部が配置されるように前記第１部分に対し前記第２部分を前記第１方向にずらせながら、前記第１と第２部分を前記第１方向と交差する第２方向に並べた領域を含む平面リニアモータ用プラテン。
7. 前記プラテンの主表面上に前記第１方向に沿って前記第１部分と同じ周期で周期的に交互に形成される第３凹部と第３凸部とを含む第３部分と、
   前記プラテンの主表面上に前記第１方向に沿って前記第１部分と同じ周期で交互に形成される第４凹部と第４凸部とを含む第４部分とを有し、
   前記第３凹部に対して前記第４凸部のみが隣接し、前記第３凸部に対して前記第４凹部のみが隣接するように前記第３部分と前記第４部分とを前記第２方向に並べた領域をさらに含む、請求項６に記載の平面リニアモータ用プラテン。
8. 平面リニアモータ用プラテンの製造方法であって、
   周期的に交互に形成される第１凹部と第１凸部とを含む第１プラテン片を形成する工程と、
   前記第１プラテン片と同じ周期で交互に形成される第２凹部と第２凸部とを含む第２プラテン片を形成する工程と、
   前記第１と第２プラテン片を接合する工程とを備えた平面リニアモータ用プラテンの製造方法。

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