JP2019115134A - 平面モータ - Google Patents

Abstract

【課題】可動子への推力が向上された平面モータを提供する。【解決手段】平面モータ１０は、可動子２０と、主面３１ａに沿って配置される複数のパターンコイル３３を有する固定子３０と、制御回路４０とを備える。制御回路４０は、可動子２０の前方に位置する複数の第一パターンコイル３３ａ及び永久磁石２１の間に吸引力を生じさせる。制御回路４０は、可動子２０の後方に位置する複数の第二パターンコイル３３ｂ及び永久磁石２１の間に反発力を生じさせる。制御回路４０は、永久磁石２１の下方に位置する少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃ及び永久磁石２１の間に反発力を生じさせる。【選択図】図１

Description

本発明は、可動子を平面に沿って二次元的に移動させる平面モータに関する。

可動子を平面に沿って二次元的に移動させる平面モータが知られている。このような平面モータとして、特許文献１には、可動部が軽量であり可動部の高速移動が可能な平面型モータが開示されている。

特開平１１−０２７９２５号公報

平面モータにおいては、可動子への推力の向上が課題となる。

本発明は、可動子への推力が向上された平面モータを提供する。

本発明の一態様に係る平面モータは、磁石を有する可動子と、前記可動子と対向する主面、及び、前記主面に沿って配置される複数のコイルを有する固定子と、前記複数のコイルに供給される電流を制御することにより、前記可動子を前記主面に沿って移動させる制御回路とを備え、前記制御回路は、前記可動子を前方に向けて移動させる場合、前記複数のコイルのうち前記可動子の前方に位置する複数の第一コイルに電流を供給することにより、前記複数の第一コイル及び前記磁石の間に吸引力を生じさせ、前記複数のコイルのうち前記可動子の後方に位置する複数の第二コイルに電流を供給することにより、前記複数の第二コイル及び前記磁石の間に反発力を生じさせ、前記複数のコイルのうち前記磁石の下方に位置する少なくとも１つの第三コイルに電流を供給することにより、前記少なくとも１つの第三コイル及び前記磁石の間に反発力を生じさせる。

本発明によれば、可動子への推力が向上された平面モータが実現される。

図１は、実施の形態１に係る平面モータの概略構成を示す図である。 図２は、実施の形態１に係る平面モータが備える固定子の断面構造を示す図である。 図３は、回路基板の表面を示す平面図である。 図４は、回路基板の裏面を示す平面図である。 図５は、実施の形態１に係る平面モータの別の動作例を示す図である。 図６は、実施の形態２に係る平面モータの概略構成を示す図である。 図７は、実施の形態２に係る平面モータが備える固定子の断面構造を示す図である。 図８は、実施の形態２に係る平面モータの別の動作例を示す図である。

以下、実施の形態にについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。

また、以下の実施の形態で説明に用いられる図面においては座標軸が示される場合がある。座標軸におけるＺ軸方向は、例えば、鉛直方向であり、Ｚ軸＋側は、上側（上方）と表現され、Ｚ軸−側は、下側（下方）と表現される。Ｚ軸方向は、言い換えれば、固定子が有する主面に垂直な方向である。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、Ｚ軸方向に垂直な平面（水平面）上において、互いに直交する方向である。Ｘ−Ｙ平面は、固定子が有する主面に平行な平面である。例えば、以下の実施の形態において、「平面視」とは、Ｚ軸方向から見ることを意味する。また、図面において、磁石のＮ極は、「Ｎ」と記載され、磁石のＳ極は、「Ｓ」と記載される。

（実施の形態１）
［構成］
以下、実施の形態１に係る平面モータの構成について図面を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る平面モータの概略構成を示す図である。

図１に示されるように、実施の形態１に係る平面モータ１０は、可動子２０と、固定子３０と、制御回路４０とを備える。平面モータ１０は、固定子３０が有する主面３１ａに沿って可動子２０を２次元的に移動させるリニアモータ（電磁アクチュエータ）である。平面モータ１０は、例えば、物流倉庫における荷物の搬送などに用いられる。

まず、可動子２０について説明する。可動子２０は、平面モータ１０における移動対象物である。可動子２０は、永久磁石２１を有する。図１では、可動子２０は模式的に図示されているが、可動子２０は、具体的には、永久磁石２１が取り付けられた構造体である。永久磁石２１は、例えば、フェライト磁石であるが、アルニコ磁石、または、ネオジム磁石などであってもよく、永久磁石２１を形成する磁性材料は特に限定されない。

図１の例では、永久磁石２１は、Ｓ極及びＮ極の並び方向が主面３１ａに交差し、Ｎ極がＳ極よりも主面３１ａ寄りに位置するように配置されている。しかしながら、永久磁石２１は、Ｓ極がＮ極よりも主面３１ａ寄りに位置するように配置されてもよい。

可動子２０は、少なくとも１つの永久磁石２１を有していればよく、可動子２０が有する永久磁石２１の個数は特に限定されない。なお、可動子２０は、永久磁石２１に代えて電磁石を有してもよい。この場合、電磁石は、例えば、乾電池または蓄電池によって駆動される。電磁石は、可動子２０の移動に寄与していないパターンコイル３３から給電されてもよい。このように、可動子２０は、永久磁石２１または電磁石を有していればよい。つまり、可動子２０は、磁石を有していればよい。

次に、固定子３０について説明する。固定子３０は、可動子２０を移動させるための構造体であり、建築物などに固定される。図２は、平面モータ１０が備える固定子３０の断面構造を示す図である。図２に示されるように、固定子３０は、カバー部材３１と、回路基板３２とを有する。なお、上記図１では、複数のパターンコイル３３の配置を明示するためにカバー部材３１の正確な図示が省略されている。

カバー部材３１は、回路基板３２を覆う板状またはシート状の部材である。カバー部材３１の平面視形状は、矩形であるが、円形等その他の形状であってもよい。カバー部材３１の上面は、固定子３０が有する主面３１ａとなる。主面３１ａは、可動子２０と対向する。主面３１ａは、可動子２０（永久磁石２１）が固定子３０に吸着してしまうことを抑制するために、透磁率が低い材料によって形成される。カバー部材３１は、具体的には、樹脂材料などの非金属材料（絶縁性を有する材料）によって形成される。

回路基板３２は、表面に薄膜状のパターンコイル３３が複数形成される薄膜状（シート状）の基板である。回路基板３２の平面視形状は、矩形であるが、円形等その他の形状であってもよい。回路基板３２の基材は、例えば、ガラエポなどの樹脂材料によって形成される。回路基板３２の厚みは、例えば、１７０μｍ〜２００μｍ程度である。

回路基板３２の表面には、複数のパターンコイル３３が形成される。図３は、回路基板３２の表面を示す平面図である。

図１及び図３に示されるように、回路基板３２の表面には、複数のパターンコイル３３がマトリクス状に配置される。複数のパターンコイル３３のそれぞれは、巻回軸が主面３１ａに垂直な方向に沿う矩形巻回状の配線であるが、円形巻回状等、他の巻回状であってもよい。複数のパターンコイル３３の巻回方向は、同一であるが、異なってもよい。

パターンコイル３３の巻回中心付近に位置する一方の端部（内周側に位置する一方の端部）は、導電ビア構造３５によって回路基板３２の裏面に形成された配線３６に電気的に接続される。図４は、回路基板３２の裏面を示す平面図である。パターンコイル３３の外周側に位置する他方の端部は、制御回路４０に電気的に接続される。

パターンコイル３３、導電ビア構造３５、及び、配線３６は、例えば、銅などの金属材料によって形成される。パターンコイル３３及び配線３６は、例えば、エッチングによってパターン形成される。

次に、制御回路４０について説明する。制御回路４０は、複数のパターンコイル３３の駆動を制御する回路である。制御回路４０は、具体的には、複数のパターンコイル３３に供給される電流を制御することにより、可動子２０を主面３１ａに沿って移動させる。図３に模式的に示されるように、制御回路４０は、制御部４１を有する。

制御部４１は、例えば、複数のパターンコイル３３のそれぞれに対して、（ａ）電力を供給しない、（ｂ）第一極性（例えば、正極性）の直流電圧を供給する、及び、（ｃ）第一極性の逆の第二極性（例えば、負極性）の直流電圧を供給する、のいずれかを行う。第一極性の直流電圧が供給されたパターンコイル３３は、例えば、主面３１ａ側がＳ極の電磁石として機能し、第二極性の直流電圧が供給されたパターンコイル３３は、例えば、主面３１ａ側がＮ極の電磁石として機能する。

このように、制御回路４０（より具体的には、制御部４１）は、複数のパターンコイル３３のそれぞれに直流電圧を供給し、当該直流電圧の極性を切り替えることができる。言い換えれば、制御回路４０は、複数のパターンコイル３３のそれぞれに電流を供給し、当該電流の極性を切り替えることができる。

制御部４１は、具体的には、プロセッサ、マイクロコンピュータ、及び、回路の少なくとも１つ以上によって実現される。なお、制御回路４０の一部または全部は、回路基板３２に含まれてもよい。

［動作］
次に、平面モータ１０の動作について上記図１を参照しながら説明する。上述のように、可動子２０が有する永久磁石２１は、Ｓ極及びＮ極の並び方向が主面３１ａに交差し、Ｎ極がＳ極よりも主面３１ａ寄りに位置するように配置されている。

制御回路４０は、可動子２０を前方に向けて移動させる場合、複数のパターンコイル３３のうち可動子２０の前方に位置する複数の第一パターンコイル３３ａ（具体的には、図１においてハッチングされている８個の第一パターンコイル３３ａ）に電流を供給する。第一パターンコイルは、第一コイルの一例である。制御回路４０は、例えば、複数の第一パターンコイル３３ａに第一極性の電流を供給する。そうすると、複数の第一パターンコイル３３ａは、可動子２０側がＳ極となる電磁石として機能し、複数の第一パターンコイル３３ａ及び永久磁石２１の間には、吸引力が発生する。つまり、制御回路４０は、複数の第一パターンコイル３３ａに電流を供給することにより、複数の第一パターンコイル３３ａ及び永久磁石２１の間に吸引力を生じさせる。この結果、可動子２０に前方へ向かう推力が与えられる。

また、制御回路４０は、複数の第一パターンコイル３３ａへの電力供給と並行して、複数のパターンコイル３３のうち可動子２０の後方に位置する複数の第二パターンコイル３３ｂ（具体的には、図１においてハッチングされている８個の第二パターンコイル３３ｂ）に電流を供給する。第二パターンコイル３３ｂは、第二コイルの一例である。制御回路４０は、例えば、複数の第二パターンコイル３３ｂに第二極性の電流を供給する。そうすると、複数の第二パターンコイル３３ｂは、可動子２０側がＮ極となる電磁石として機能し、複数の第二パターンコイル３３ｂ及び永久磁石２１の間には、反発力が発生する。つまり、制御回路４０は、複数の第二パターンコイル３３ｂに電流を供給することにより、複数の第二パターンコイル３３ｂ及び永久磁石２１の間に反発力を生じさせる。この結果、可動子２０に前方へ向かう推力が与えられる。

なお、永久磁石２１との間に反発力が生じている複数の第一パターンコイル３３ａの可動子２０側の磁極は、永久磁石２１との間に吸引力が生じている複数の第二パターンコイル３３ｂの可動子２０側の磁極と極性が異なる。

さらに、制御回路４０は、複数の第一パターンコイル３３ａ、及び、複数の第二パターンコイル３３ｂへの電力供給と並行して、少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃへの電力供給を行う。第三パターンコイル３３ｃは、第三コイルの一例であり、複数のパターンコイル３３のうち永久磁石２１の下方に位置するパターンコイル３３である。永久磁石２１の下方に位置するパターンコイル３３とは、例えば、主面３１ａに垂直な方向から見た場合に、少なくとも一部が永久磁石２１と重なるパターンコイルである。図１の例では、永久磁石２１の下方に位置する４個のパターンコイル３３のそれぞれが第三パターンコイル３３ｃである。

制御回路４０は、例えば、少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃに第二極性の電流を供給する。そうすると、少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃは、可動子２０側がＮ極となる電磁石として機能し、少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃ及び永久磁石２１の間には反発力が発生する。つまり、制御回路４０は、少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃに電流を供給することにより、少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃ及び永久磁石２１の間に反発力を生じさせる。

以上のような構成によれば、可動子２０は、前方に位置する複数の第一パターンコイル３３ａ、及び、後方に位置する複数の第二パターンコイル３３ｂから推力を得ることができる。つまり、可動子２０への推力が向上された平面モータ１０が実現される。

また、少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃ及び永久磁石２１の間に反発力が生じることにより、可動子２０が現在位置に吸着されてしまうことが抑制され、可動子２０を主面３１ａに沿ってスムーズに移動させることができる。つまり、可動子２０への推力が高められる。

なお、可動子２０の移動に際して駆動される第一パターンコイル３３ａ、第二パターンコイル３３ｂ、及び、第三パターンコイル３３ｃの数は特に限定されない。図５は、平面モータ１０の別の動作例を示す図である。

図５の例では、制御回路４０は、可動子２０を前方（具体的には、Ｘ軸＋側）に向けて移動させる場合、可動子２０の前方に位置する４個の第一パターンコイル３３ａ及び永久磁石２１の間に吸引力を生じさせ、可動子２０の後方に位置する４個の第二パターンコイル３３ｂ及び永久磁石２１の間に反発力を生じさせる。また、制御回路４０は、永久磁石２１の下方に位置する４個の第三パターンコイル３３ｃの少なくとも１つ及び永久磁石２１の間に反発力を生じさせる。このような動作によっても、可動子２０への推力を向上することができる。つまり、可動子２０への推力が高められる。

なお、制御回路４０は、より具体的には、位置検出センサなどから可動子２０の位置を示す位置情報を取得することにより、可動子２０を移動させる際に複数のパターンコイル３３のうちどのパターンコイル３３を駆動するかを決定する。この場合の位置検出センサとしては、例えば、可動子２０及び固定子３０の側方に配置された赤外線センサが用いられる。赤外線センサは、具体的には、例えば、複数のパターンコイル３３のマトリクス状の配置における行及び列に対応して配置された複数組の発光素子及び受光素子を備える。位置検出センサは、複数のパターンコイル３３のマトリクス状の配置に対応してマトリクス状に配置された複数のホール素子によって構成されてもよい。この場合、複数のホール素子のそれぞれは、可動子２０が有する永久磁石２１が発する磁界を検知する。また、また、平面モータ１０は、独立した位置検出センサを備えていなくてもよい。制御回路４０は、可動子２０の位置に応じて複数のパターンコイル３３の一部に生じる電流または電圧の変化を位置情報として取得してもよい。

［効果等］
以上説明したように、平面モータ１０は、永久磁石２１を有する可動子２０と、可動子２０と対向する主面３１ａ、及び、主面３１ａに沿って配置される複数のパターンコイル３３を有する固定子３０と、複数のパターンコイル３３に供給される電流を制御することにより、可動子２０を主面３１ａに沿って移動させる制御回路４０とを備える。永久磁石２１は、磁石の一例であり、パターンコイル３３は、コイルの一例である。制御回路４０は、可動子２０を前方に向けて移動させる場合、複数のパターンコイル３３のうち可動子２０の前方に位置する複数の第一パターンコイル３３ａに電流を供給することにより、複数の第一パターンコイル３３ａ及び永久磁石２１の間に吸引力を生じさせる。また、制御回路４０は、複数のパターンコイル３３のうち可動子２０の後方に位置する複数の第二パターンコイル３３ｂに電流を供給することにより、複数の第二パターンコイル３３ｂ及び永久磁石２１の間に反発力を生じさせる。また、制御回路４０は、複数のパターンコイル３３のうち永久磁石２１の下方に位置する少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃに電流を供給することにより、少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃ及び永久磁石２１の間に反発力を生じさせる。第一パターンコイル３３ａは、第一コイルの一例であり、第二パターンコイル３３ｂは、第二コイルの一例であり、第三パターンコイル３３ｃは、第三コイルの一例である。

これにより、可動子２０は、前方に位置する複数の第一パターンコイル３３ａ、及び、後方に位置する複数の第二パターンコイル３３ｂから推力を得ることができる。つまり、可動子２０への推力が向上された平面モータ１０が実現される。

また、少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃ及び永久磁石２１の間に反発力が生じることにより、可動子２０が現在位置に吸着されてしまうことが抑制され、可動子２０を主面３１ａに沿ってスムーズに移動させることができる。つまり、可動子２０への推力が高められる。

また、例えば、可動子２０は、永久磁石２１を有し、永久磁石２１のＳ極及びＮ極の並び方向は、主面３１ａと交差する。

これにより、平面モータ１０は、Ｓ極及びＮ極が主面３１ａに沿うように配置された永久磁石２１を有する可動子２０への推力を向上させることができる。

また、例えば、複数のパターンコイル３３の巻回軸は、主面３１ａと交差する。永久磁石２１との間に反発力が生じている複数の第一パターンコイル３３ａの可動子２０側の磁極は、永久磁石２１との間に吸引力が生じている複数の第二パターンコイル３３ｂの可動子２０側の磁極と極性が異なる。

これにより、平面モータ１０は、Ｓ極及びＮ極が主面３１ａに沿うように配置された永久磁石２１を有する可動子２０への推力を向上させることができる。

また、例えば、固定子３０は、回路基板３２を備え、複数のパターンコイル３３のそれぞれは、回路基板３２上にパターン形成されたパターンコイルである。回路基板３２は、基板の一例である。

これにより、固定子３０の小型化及び薄型化が容易となる。

また、例えば、複数のパターンコイル３３は、主面３１ａに沿ってマトリクス状に配置される。

これにより、平面モータ１０は、マトリクス状に配置された複数のパターンコイル３３によって可動子２０を移動させることができる。

（実施の形態２）
［動作］
可動子２０が有する永久磁石２１は、永久磁石２１のＳ極及びＮ極の並び方向が、主面３１ａに沿うように配置されてもよい。以下、このような実施の形態２に係る平面モータの動作について説明する。図６は、実施の形態２に係る平面モータの概略構成を示す図である。図７は、実施の形態２に係る平面モータが備える固定子の断面構造を示す図である。

図６及び図７に示されるように、実施の形態２に係る平面モータ１０ａにおいては、可動子２０が有する永久磁石２１のＳ極及びＮ極の並び方向は、主面３１ａに沿う。このような平面モータ１０ａの動作例について説明する。なお、以下では、前方側に永久磁石２１のＳ極が位置し、後方側に永久磁石２１のＮ極が位置するものとして説明が行われる。

制御回路４０は、可動子２０を前方に向けて移動させる場合、複数のパターンコイル３３のうち可動子２０の前方に位置する複数の第一パターンコイル３３ａ（具体的には、図６においてハッチングされている８個の第一パターンコイル３３ａ）に電流を供給する。制御回路４０は、例えば、複数の第一パターンコイル３３ａに第二極性の電流を供給する。そうすると、複数の第一パターンコイル３３ａは、可動子２０側がＮ極となる電磁石として機能し、永久磁石２１のＳ極は、前方側に位置しているため、複数の第一パターンコイル３３ａ及び永久磁石２１の間には、吸引力が発生する。つまり、制御回路４０は、複数の第一パターンコイル３３ａに電流を供給することにより、複数の第一パターンコイル３３ａ及び永久磁石２１の間に吸引力を生じさせる。この結果、可動子２０に前方へ向かう推力が与えられる。

また、制御回路４０は、複数の第一パターンコイル３３ａへの電力供給と並行して、複数のパターンコイル３３のうち可動子２０の後方に位置する複数の第二パターンコイル３３ｂ（具体的には、図６においてハッチングされている８個の第二パターンコイル３３ｂ）に第二電流を供給する。制御回路４０は、例えば、複数の第二パターンコイル３３ｂに第二極性の電流を供給する。そうすると、複数の第二パターンコイル３３ｂは、可動子２０側がＮ極となる電磁石として機能し、永久磁石２１のＮ極は、後方側に位置しているため、複数の第二パターンコイル３３ｂ及び永久磁石２１の間には、反発力が発生する。つまり、制御回路４０は、複数の第二パターンコイル３３ｂに電流を供給することにより、複数の第二パターンコイル３３ｂ及び永久磁石２１の間に反発力を生じさせる。この結果、可動子２０に前方へ向かう推力が与えられる。なお、永久磁石２１との間に反発力が生じている複数の第一パターンコイル３３ａの可動子２０側の磁極は、永久磁石２１との間に吸引力が生じている複数の第二パターンコイル３３ｂの可動子２０側の磁極と同じ極性である。

さらに、制御回路４０は、複数の第一パターンコイル３３ａ、及び、複数の第二パターンコイル３３ｂへの電力供給と並行して、少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃへの電力供給を行う。第三パターンコイル３３ｃは、複数のパターンコイル３３のうち永久磁石２１の下方に位置するパターンコイル３３である。図６の例では、永久磁石２１の下方に位置する４個のパターンコイル３３のそれぞれが第三パターンコイル３３ｃである。

制御回路４０は、具体的には、少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃに電流を供給する。このとき、主面３１ａに垂直な方向から見た場合に永久磁石２１のＳ極と重なる第三パターンコイル３３ｃは、例えば、電流の供給により可動子２０側がＳ極となる電磁石として機能する。主面３１ａに垂直な方向から見た場合に永久磁石２１のＮ極と重なる第三パターンコイル３３ｃは、例えば、電流の供給により可動子２０側がＮ極となる電磁石として機能する。

なお、永久磁石２１のＳ極及びＮ極の両方と重なる第三パターンコイル３３ｃは、例えば、Ｎ極と重なる面積が大きい場合には可動子２０側がＮ極となる電磁石として機能し、Ｓ極と重なる面積が大きい場合には可動子２０側がＳ極となる電磁石として機能すればよい。永久磁石２１のＳ極及びＮ極の両方と重なる第三パターンコイル３３ｃには、電流の供給がオフされてもよい。

この結果、少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃ及び永久磁石２１の間には反発力が発生する。つまり、制御回路４０は、少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃに電流を供給することにより、少なくとも１つの第三パターンコイル３３ｃ及び永久磁石２１の間に反発力を生じさせる。

以上のような構成によれば、可動子２０は、前方に位置する複数の第一パターンコイル３３ａ、及び、後方に位置する複数の第二パターンコイル３３ｂから推力を得ることができる。つまり、可動子２０への推力が向上された平面モータ１０ａが実現される。

また、第三パターンコイル３３ｃ及び永久磁石２１の間に反発力が生じることにより、可動子２０が現在位置に吸着されてしまうことが抑制され、可動子２０を主面３１ａに沿ってスムーズに移動させることができる。つまり、可動子２０への推力が高められる。

なお、可動子２０の移動に際して駆動される第一パターンコイル３３ａ、第二パターンコイル３３ｂ、及び、第三パターンコイル３３ｃの数は特に限定されない。図８は、平面モータ１０ａの別の動作例を示す図である。

図８の例では、制御回路４０は、可動子２０を前方（具体的には、Ｘ軸＋側）に向けて移動させる場合、可動子２０の前方に位置する４個の第一パターンコイル３３ａ及び永久磁石２１の間に吸引力を生じさせ、可動子２０の後方に位置する４個の第二パターンコイル３３ｂ及び永久磁石２１の間に反発力を生じさせる。また、制御回路４０は、永久磁石２１の下方に位置する４個の第三パターンコイル３３ｃの少なくとも１つ及び永久磁石２１の間に反発力を生じさせる。このような動作によっても、可動子２０への推力を向上することができる。つまり、可動子２０への推力が高められる。

［効果等］
以上説明したように、平面モータ１０ａにおいて、可動子２０は、永久磁石２１を有し、永久磁石２１のＳ極及びＮ極の並び方向は、主面３１ａに沿う。

これにより、平面モータ１０ａは、Ｓ極及びＮ極が主面３１ａに沿うように配置された永久磁石２１を有する可動子２０への推力を向上させることができる。

また、例えば、複数のパターンコイル３３の巻回軸は、主面３１ａに交差し、永久磁石２１との間に反発力が生じている複数の第一パターンコイル３３ａの可動子２０側の磁極は、永久磁石２１との間に吸引力が生じている複数の第二パターンコイル３３ｂの可動子２０側の磁極と同じ極性である。

これにより、複数の第一パターンコイル３３ａの可動子２０側の磁極、複数の第二パターンコイル３３ｂの可動子２０側の磁極を同じ極性にすることで可動子２０を移動させることができるため、制御回路４０の制御アルゴリズムを簡素化することができる。

（他の実施の形態）
以上、実施の形態に係る平面モータについて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態では、固定子は薄膜状のパターンコイルを有していたが、固定子が備えるコイルは、パターンコイルに限定されない。固定子は、パターンコイルに代えて複数の巻線コイルを備えてもよい。また、上記実施の形態では、複数のパターンコイルは、マトリクス状に配置されたが、マトリクス状以外のレイアウトで配置されてもよい。例えば、パターンコイルが六角形に沿う巻回形状を有する場合には、複数のパターンコイルは、ハニカム状に配置されてもよい。

また、上記実施の形態の固定子の模式断面図に示される積層構造は一例である。平面モータは、本発明の特徴的な機能を実現できる他の積層構造を有する固定子を備えてもよい。平面モータは、例えば、上記実施の形態で説明された積層構造と同様の機能を実現できる範囲で、上記実施の形態の積層構造の層間に別の層が設けられた固定子を備えてもよい。

また、上記実施の形態では、固定子が有する積層構造の各層を構成する主たる材料について例示しているが、固定子が有する積層構造の各層には、上記実施の形態の積層構造と同様の機能を実現できる範囲で他の材料が含まれてもよい。例えば、カバー部材及び回路基板の間には磁性体層が設けられてもよい。磁性体層は、例えば、酸化鉄、酸化クロム、コバルト、または、フェライトなどの材料によって形成される。このような磁性体層によれば、可動子の移動に寄与する磁束の量を向上させることができる。つまり、パターンコイルが発する磁束を効率的に利用できる。

また、上記実施の形態において、制御部等の構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。例えば、本発明は、平面モータの制御方法として実現されてもよい。

１０、１０ａ 平面モータ
２０ 可動子
２１ 永久磁石（磁石）
３０ 固定子
３１ａ 主面
３２ 回路基板（基板）
３３ パターンコイル（コイル）
３３ａ 第一パターンコイル（第一コイル）
３３ｂ 第二パターンコイル（第二コイル）
３３ｃ 第三パターンコイル（第三コイル）
４０ 制御回路

Claims (7)

1. 磁石を有する可動子と、
   前記可動子と対向する主面、及び、前記主面に沿って配置される複数のコイルを有する固定子と、
   前記複数のコイルに供給される電流を制御することにより、前記可動子を前記主面に沿って移動させる制御回路とを備え、
   前記制御回路は、前記可動子を前方に向けて移動させる場合、
   前記複数のコイルのうち前記可動子の前方に位置する複数の第一コイルに電流を供給することにより、前記複数の第一コイル及び前記磁石の間に吸引力を生じさせ、
   前記複数のコイルのうち前記可動子の後方に位置する複数の第二コイルに電流を供給することにより、前記複数の第二コイル及び前記磁石の間に反発力を生じさせ、
   前記複数のコイルのうち前記磁石の下方に位置する少なくとも１つの第三コイルに電流を供給することにより、前記少なくとも１つの第三コイル及び前記磁石の間に反発力を生じさせる
   平面モータ。
2. 前記可動子は、前記磁石として永久磁石を有し、
   当該永久磁石のＳ極及びＮ極の並び方向は、前記主面と交差する
   請求項１に記載の平面モータ。
3. 前記複数のコイルの巻回軸は、前記主面と交差し、
   前記磁石との間に反発力が生じている前記複数の第一コイルの前記可動子側の磁極は、前記磁石との間に吸引力が生じている前記複数の第二コイルの前記可動子側の磁極と極性が異なる
   請求項２に記載の平面モータ。
4. 前記可動子は、前記磁石として永久磁石を有し、
   当該永久磁石のＳ極及びＮ極の並び方向は、前記主面に沿う
   請求項１に記載の平面モータ。
5. 前記複数のコイルの巻回軸は、前記主面と交差し、
   前記磁石との間に反発力が生じている前記複数の第一コイルの前記可動子側の磁極は、前記磁石との間に吸引力が生じている前記複数の第二コイルの前記可動子側の磁極と同じ極性である
   請求項４に記載の平面モータ。
6. 前記固定子は、基板を備え、
   前記複数のコイルのそれぞれは、前記基板上にパターン形成されたパターンコイルである
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の平面モータ。
7. 前記複数のコイルは、前記主面に沿ってマトリクス状に配置される
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の平面モータ。

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