JP4352484B2 - 三相パルスモータ - Google Patents

Description

【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三相パルスモータに係り、特に、推力波形の歪みの少な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６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。
【０００３】
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。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。
【０００４】
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。
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相コイル及５Ｖ及びＷ相コイル５Ｗが卷回されている。
【０００５】
このように構成されたリニアパルスモータにおいて、Ｕ相コイル５Ｕ、Ｖ相コイル５Ｖ及びＷ相コイル５Ｗに電気角2π/3ラジアンずつの位相角をずらして電圧を印加する。そして、Ｕ相コイル５Ｕに最大電圧が印加されたとき、Ｕ相磁極３Ｕの極歯３ａとスケール１の歯部１ａとの間に最大推力が働いて、その位置で安定して停止する。
さらに、Ｖ相コイル５Ｖに最大電圧が印加されると、Ｖ相磁極３Ｖの極歯３ａとスケール１の歯部１ａとの間に最大推力が働きその位置にステップして安定して停止する。このようにしてスライダ３はＰ／６ピッチずつ歩進する。
【０００６】
ところが、このようにステップ歩進するリニアパルスモータは、一般にその推力波形に歪みをもっている。このような推力波形の歪みは、リニアパルスモータにおいてはゴギング推力となり、回転パルスモータにおいてはゴギングトルクとなり、マイクロステップ駆動やサーボ駆動を行う場合に、速度変動や回転変動の原因となる。
【０００７】
このため推力波形を正弦波に近付けて歪みを減らす方法として、例えば、一次側の極歯３ａを積層方向に斜めにずらしたり、二次側の歯部１ａを積層方向に斜めにずらす、いわゆる斜めスキューや、一次側の極歯３ａのピッチを２次側の歯部３ａに対する正規のピッチからずらす、いわゆる等価ピッチスキューが用いられている。
【０００８】
図７はスライダ３の極歯３ａを斜めスキューした一次側スキューの構成図であり、（ａ）はスライダ３の上面図、（ｂ）は側面図である。一次側スキューでは、Ｕ相磁極３Ｕ、Ｖ相磁極３Ｖ及びＷ相磁極３Ｗのそれぞれのピッチの凹溝を積層方向にΔXだけ斜めに削って斜めの極歯３ａを形成すると共に、凹溝に沿って斜めに永久磁石が挿入されている。このような磁極の構成によって推力波形の歪みを減らすことができる。
【０００９】
また、図８はスケール１の歯部１ａを斜めスキューした二次側スキューの構成図であり、（ａ）はスケール１の上面図、（ｂ）は側面図である。二次側スキューでは、歯部１ａが積層方向にΔXだけ斜めにずらして形成されている。このように２次側スケール１の歯部１ａを形成しても推力波形の歪みを減らすことができる。
【００１０】
さらに、図９はスライダ３を一次側等価ピッチスキューした場合の構成図であり、（ａ）は極歯３ａのピッチを負方向にずらし負方向スキューした状態、（ｂ）は極歯３ａのピッチを正方向にずらし正方向スキューした状態を示す図である。
また、図１０はスライダ３をスキューしない状態を示す図である。スキューしない状態では、図１０に示すように、歯部１ａのピッチτに対して極歯３ａ（または永久磁石７）はτ/2ピッチで配置されている。すなわち、歯部１ａの１ピッチτと極歯３ａの２ピッチが一致している。
【００１１】
一方、図９（ａ）のように、負方向にピッチをずらして等価ピッチスキューを行った場合は、歯部１ａの１ピッチτに対して、極歯３ａの２ピッチ分をΔXだけ狭めてある。すなわち、歯部１ａの１ピッチτに対して２つの極歯３ａ間のピッチを（τ−ΔX）とする。
そして、極歯３ａのピッチ配列はＵ相磁極３Ｕ、Ｖ相磁極３Ｖ及びＷ相磁極３Ｗにおいてこのピッチ間隔を一定に保っている。
また、図９（ｂ）のように、正方向にピッチをずらして等価ピッチスキューを行った場合は、歯部１ａの１ピッチτに対して、極歯３ａの２ピッチ分をΔXだけ広くする。すなわち、歯部１ａの１ピッチτに対して２つの極歯３ａ間のピッチを（τ＋ΔX）とする。そして、極歯３ａのピッチ配列はＵ相磁極３Ｕ、Ｖ相磁極３Ｖ及びＷ相磁極３Ｗにおいてこのピッチ間隔を一定に保っている。
【００１２】
ここで、推力波形の歪みは、通常、第３高調波によるノイズ成分が基本波に重畳されて、その合成波形を歪ませることによって起こる。第３高調波は、半波長が電気角で６０度であるので、６０度位相をずらした別の第３高調波を重畳させれば、第３高調波が打ち消され推力波形の歪みを無くすことができる。
したがって、前述のピッチのずらし分ΔXは電気角６０度相当分にすればよい。このようなスキューを行うことによって、歪波を取り除いて推力波形を正弦波に近付ける技術が従来より行われている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなスキューのうち斜めスキューの場合は、組立て時に一定角度を保って積層するため、特に、２次側スケール１のような長尺物の場合は、斜めに歯や溝の加工を施すことは極めて困難である。
また、１次側のスライダ３を斜めにスキューすると、コイルや永久磁石の形状も異形にしなければならない。特に、異形のボビンを用いてコイルの巻線作業を行うことは極めて難しい。
【００１４】
また、一次側のスライダ３に永久磁石を備えた構造のものにおいては、一般に、極歯のピッチを正規のピッチからずらす等価ピッチスキューが行われるが、この場合は各相を順次励磁した場合、ステップ歩進の方向によって推力波形に位相ずれを生じる。
すなわち、正方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相と励磁してステップ歩進した場合と、逆方向にＵ’相、Ｖ’相、Ｗ’相と励磁してステップ歩進した場合とで位相ずれが生じてしまい、一定の周期で動作しないなどの不具合が起こる。
【００１５】
すなわち、図９（ｂ）のように正方向にピッチをずらして正方向スキューを行った場合は、スライダ３の極歯３ａの１ピッチがΔX/2だけ広くなっているので、正方向にステップ歩進した場合はその分だけ位相が遅れるが、逆方向ステップ歩進した場合はその分だけ位相が進む。
すなわち、図１１の正方向スキューしたときの各相推力波形の特性図で示すように、正方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相とステップ歩進した場合のＵ相の推力波形は、電気角１８０度で推力０を通過するが、逆方向にＵ’相、Ｖ’相、Ｗ’相とステップ歩進した場合のＵ’相の推力波形は、電気角は１６５度で推力０を通過している。すなわち、逆方向ステップ歩進したときは、正方向ステップ歩進したときより電気角１５度位相が進んでいる。この位相ずれの関係は、Ｖ相とＶ’相、Ｗ相とＷ’相の位相ずれにおいても同様である。
【００１６】
また、図９（ａ）のように負方向スキューを行った場合は、スライダ３の極歯３ａのピッチがΔX/2だけ狭くなっているので、正方向ステップ歩進した場合はその分だけ位相が進むが、逆方向ステップ歩進した場合はその分だけ位相が遅れる。
すなわち、図１２の負方向スキューの各相推力波形の特性図で示すように、正方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相とステップ歩進した場合のＵ相の推力波形は、電気角１８０度で推力０を通過しているが、逆方向にＵ’相、Ｖ’相、Ｗ’相とステップ歩進した場合のＵ’相の推力波形は、電気角は１９５度で推力０を通過している。
逆方向ステップ歩進したときは、正方向ステップ歩進したときより電気角１５度位相が遅れている。この位相ずれの関係は、Ｖ相とＶ’相、Ｗ相と
Ｗ’相の位相ずれにおいても同様である。
【００１７】
このように、正方向スキューと負方向スキューでは、正方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相とステップ歩進した場合と逆方向にＵ’相、Ｖ’相、Ｗ’相とステップ歩進した場合とにおいて、互いに逆方向に同じ値だけ位相ずれしてステップ歩進する。このため、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などの問題がある。
【００１８】
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、１次側スライダに等価ピッチスキュー構成しながら、何れの方向へステップしても位相ずれをおこさず、且つ推力波形に歪みのない三相パルスモータを提供することにある。
【００１９】
【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、一次側磁極発生部の極歯のピッチ間隔を、正規のピッチ間隔より長くした正方向等価ピッチスキュースライダと、正規のピッチ間隔より短くした負方向等価ピッチスキュースライダとを組み合わせて、新たな一次側磁束発生部を構成したことを特徴とする。これによって、推力波形の歪みが除去されると共に、ステップ方向によって位相ずれが起こることもなくなる。
【００２０】
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ピッチ間隔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、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Ｎ個（Ｎは３の倍数）の突出磁極から構成される第１の磁極群と、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Ｎ個（Ｎは３の倍数）の突出磁極から構成される第２の磁極群とを有し、 前記第１及び第２の磁極群の各々の前記突出磁極は、前記歯部が形成された方向に沿って配置された鉄心と、各々の前記鉄心に卷回されたコイルとを備え、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、前記各突出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、前記第１及び第２の磁極群の各々の前記突出磁極における、前記二次側スケールと対向する各端面には、前記歯部が形成された方向に沿って極歯と永久磁石とが交互に設けられ、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となるように配置され、前記第１の磁極群は、Ｎ個の突出磁極の各々の極歯のピッチ間隔を、一定間隔Ｐ／２より所定の変位寸法ΔＸだけ長くした正方向等価ピッチスキュースライダであり、前記第２の磁極群は、Ｎ個の突出磁極の各々の極歯のピッチ間隔を、一定間隔Ｐ／２より所定の変位寸法ΔＸだけ短くした負方向等価ピッチスキュースライダであることを特徴とする。
【００２１】
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、前記正方向等価ピッチスキュースライダと前記負方向等価ピッチスキュースライダは、前記二次側スケールの歯部が形成された方向に沿って連結されており、前記負方向等価ピッチスキュースライダの第１の突出磁極は、前記正方向等価ピッチスキュースライダの第Ｎの突出磁極からＰ／３ピッチずれた位置となることで前記正方向等価ピッチスキュースライダの第１の突出磁極と変位がゼロとなるように配置され、前記正方向等価ピッチスキュースライダの第１の突出磁極及び前記負方向等価ピッチスキュースライダの第１の突出磁極を基準としてそれぞれ同一順番目に配置された突出磁極同志には、同相の電圧がそれぞれのコイルに印加されることを特徴とする。
【００２２】
請求項３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、前記正方向等価ピッチスキュースライダと前記負方向等価ピッチスキュースライダは、それぞれ対応する突出磁極同志が、前記一次側磁束発生部が相対移動する方向と直交する方向に並列に連結されて構成され、連結された突出磁極には同一位相のコイルが共通に卷回されていることを特徴とする。また、請求項４に係る三相パルスモータは、請求項３記載の三相パルスモータにおいて、前記正方向等価ピッチスキュースライダまたは前記負方向等価ピッチスキュースライダの何れかは、前記一次側磁束発生部が相対移動する方向と直交する方向に２分割され、２分割されたスライダが、分割されないスライダの前記直交する方向の両側に並列に連結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、前記所定の変位寸法ΔＸは、前記各極歯が前記各歯部に作用する推力波形の第３高調波を打ち消す変位寸法であることを特徴とする。また、請求項６に係る三相パルスモータは、請求項５記載の三相パルスモータにおいて、前記所定の変位寸法ΔＸは推力波形を電気角度６０度位相ずれさせる変位寸法であ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。本発明の三相パルスモータは、１次側スライダの各極歯のピッチを、正規のピッチに対して、長めにピッチをずらしたものと、短めにピッチをずらしたものとを組み合わせたことを特徴とする。すなわち、正方向等価ピッチスキューに構成したスライダと負方向等価ピッチスキューに構成したスライダとを組み合わせたことを特徴とする。これによって、スキューを設けたことによって第３次高調波を打ち消して推力波形を正弦波にすると共に、正方向スキューと負方向スキューによって位相ずれも打ち消すことができる。
【００２５】
本発明の実施の形態の三相パルスモータの説明に当たっては、上述の、図９のスライダ３を一次側等価ピッチスキューした場合の構成図と、図１１、図１２のスキューした場合の推力波形図を用いながら、本発明の適用図面を用いて説明する。
【００２６】
先ず、第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の三相リニアパルスモータにおけるスライダとスケールの構成図である。
また、図２はこの実施の形態のスライダを用いたときの推力波形特性図である。図１において、スケール１１の上面にはピッチτの間隔で歯部１１ａが形成され、その上部には、空隙を有して、移動自在にスライダ１３が載置されている。スライダ１３は、正方向等価ピッチスキュー部１３Ｐと負方向等価ピッチスキュー部１３Ｎが直列に接続構成されている。
【００２７】
正方向等価ピッチスキュー部１３Ｐは、互いにτ／３ピッチずつ変位させて、Ｕ相磁極１３Ｕ、Ｖ相磁極１３Ｖ及びＷ相磁極１３Ｗを備え、負方向等価ピッチスキュー部１３Ｎも同様に、互いにτ／３ピッチずつ変位させて、Ｕ’相磁極１３Ｕ’、Ｖ’相磁極１３Ｖ’及びＷ’相磁極１３Ｗ’を備えている。
また、それぞれの磁極には、多数の極歯１３ａと永久磁石１７が交互に配置されている。尚、永久磁石１７は隣り同志のものが反対の極性になるように配置されている。
【００２８】
さらに、正方向等価ピッチスキュー部１３Ｐは、図９（ｂ）で説明したように、スケール１１の上面に形成された歯部１１ａのピッチτに対して、極歯１３ａの２ピッチ分をΔXだけ広くしてある。
すなわち、歯部１１ａの１ピッチτに対して２つの極歯１３ａ間のピッチを（τ＋ΔX）にしてある。
そして、極歯１３ａのピッチ配列は、スライダ１３に設けられたＵ相磁極１３Ｕ、Ｖ相磁極１３Ｖ及びＷ相磁極１３Ｗにおいて、このピッチ間隔は一定に保たれている。
【００２９】
また、負方向等価ピッチスキュー部１３Ｎは、図９（ａ）で説明したように、スケール１１の上面に形成された歯部１１ａのピッチτに対して、極歯１３ａの２ピッチ分をΔXだけ狭くしてある。
すなわち、歯部１１ａの１ピッチτに対して２つの極歯１３ａ間のピッチを（τ−ΔX）としてある。そして、極歯１３ａのピッチ配列は、スライダ１３に設けられたＵ’相磁極１３Ｕ’、Ｖ’相磁極１３
Ｖ’及びＷ’相磁極１３Ｗ’において、このピッチ間隔を一定に保っている。
【００３０】
さらに、Ｕ相磁極１３Ｕに対してＶ相磁極１３Ｖ及びＷ相磁極１３Ｗはそれぞれτ/3ピッチずつ変位して配置されている。
また、Ｕ相磁極１３Ｕの次に配置されるＵ’相磁極１３Ｕ’は、τ/3ピッチずれた位置で変位がゼロになるように配置されている。そして、Ｕ’相磁極１３Ｕ’に対して、Ｖ’相磁極１３Ｖ’及びＷ’相磁極１３Ｗ’はそれぞれτ/3ピッチずつ変位して配置されている。
【００３１】
また、Ｕ相磁極１３Ｕ、Ｖ相磁極１３Ｖ及びＷ相磁極１３Ｗにはそれぞれコイル（図示せず）が卷回され、それぞれのコイルは、電気角2π/3ずつ位相がずれて電圧が印加されるようになっている。
さらに、Ｕ’相磁極１３Ｕ’、Ｖ’相磁極１３Ｖ’及びＷ’相磁極１３Ｗ’にもそれぞれコイル（図示せず）が卷回され、それぞれのコイルに、電気角2π/3ずつ位相がずれて電圧が印加されるようになっている。尚、Ｕ相磁極１３ＵのコイルとＵ’相磁極１３Ｕ’のコイルには同相の電圧が印加されるようになっている。
同様に、Ｖ相磁極１３ＶとＶ’相磁極１３Ｖ’のそれぞれのコイル、及びＷ相磁極１３ＷとＷ’相磁極１３Ｗ’のそれぞれのコイルも同相の電圧が印加されるようになっている。
【００３２】
このように構成された第１の実施の形態のリニアパルスモータの動作について説明する。図２はこの実施の形態のリニアパルスモータの推力波形である。
すなわち、図１のスライダ１３の図示しない各励磁コイルに所定の順序で電圧を印加すると、正方向等価ピッチスキュー部１３Ｐによって、図１１に示す正方向スキューの推力波形が各相に働き、負方向等価ピッチスキュー部１３Ｎによって、図１２に示す負方向スキューの推力波形が各相に働く。
前述のように、正方向スキューと負方向スキューでは、正方向ステップ歩進と逆方向ステップ歩進において、互いに位相のずれの方向が反対となり、且つ位相ずれの角度の絶対値は同じとなる。
【００３３】
したがって、図１に示すスライダ１３に働く推力は、図１１の正方向スキューの推力と図１２の負方向スキューの推力が合成され、図２に示すような合成推力波形となる。
すなわち、互いの位相ずれは相殺され合成推力は位相ずれがゼロとなる。図２の波形から明らかなように、例えば、Ｕ相が推力０を通過する電気角とＵ’相が推力０を通過する電気角は、何れも１８０度である。
【００３４】
同様に、Ｖ相とＶ’相、Ｗ相とＷ’相においても位相ずれは生じていない。このようにして、正方向ステップ歩進と負方向ステップ歩進において、位相ずれの生じないリニアパルスモータを実現することができる。
尚、図２において、各推力最大値の大きさが２となっているのは、図１１に示す正方向スキューの推力（最大値１）と図１２に示す負方向スキューの推力（最大値１）とを加算したためである。
【００３５】
次に本発明の第２の実施の形態を説明する。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り、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
尚、この実施の形態で第１の実施の形態と重複する部分は説明を省略する。スライダ２３は、正方向等価ピッチスキューを構成した正方向スキュースライダ２３ー１と、負方向等価ピッチスキューを構成した負方向スキュースライダ３３ー１とを幅方向に重ね合わせてある。
【００３６】
すなわち、図３（ａ）のように、正方向に極歯２３ａのピッチをずらした（したがって、τ＋ΔXピッチの）Ｕ相、Ｖ相及びＷ相が構成された正方向スキュースライダ２３ー１と、負方向に極歯２３ａのピッチをずらした（したがって、τ−ΔXピッチの）Ｕ相、Ｖ相及びＷ相が構成されたスライダ２３ー２を用意する。 そして、これらのスライダ２３ー１とスライダ２３ー２を、図３（ｂ）に示すように、幅方向に重ね合わせて、それぞれ、重ね合わされたＵ相磁極、Ｖ相磁極及びＷ相磁極毎に該当する相のコイル２５を巻く。
【００３７】
これによって、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相に電気角2π/3ずつ位相を隔てて励磁すると、正方向スキュースライダ２３ー１によって、図１１に示す正方向スキューの推力が働き、負方向スキュースライダ２３ー２によって、図１２に示す負方向スキューの推力が働く。この結果、図２に示すように、合成推力は正方向ステップと負方向ステップにおいて位相ずれを生じない。
【００３８】
図４はこの実施の形態のスライダの斜視図である。同図に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相共に、例えば、（５Ｐ＋１／３Ｐ）のピッチの磁極を構成したスライダと（５Ｐ−１／３Ｐ）のピッチの磁極を構成したスライダとを幅方向に重ね合わせる。これによって、正方向スキュースライダと負方向スキュースライダが構成される。このような一体構成のスライダによってステップ歩進させれば、位相ずれもなくなり、推力波形の歪みもなくなる。
【００３９】
次に本発明の第３の実施の形態を説明する。図５は本発明の第３の実施の形態のスライダの構成図である。この実施の形態は、正方向スキュースライダ（または負方向スキュースライダ）を２分割したものである。
すなわち、スライダ３３は、負方向スキュースライダ３３ー２に対して、２分割した正方向スキュースライダ３３−１ａと３３ー１ｂを幅方向に重ね合わせて、各相の磁極毎に所定のコイル３５を巻く。この場合も、合成推力は図２のようになり正方向ステップと負方向ステップとで位相ずれは生じない。
【００４０】
以上述べた実施の形態は本発明を説明するための一例であり、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。
ここでは、正方向スキューしたスライダと負方向スキューしたスライダを長手方向または幅方向に重ね合わせて、推力の位相ずれを相殺したが、これ以外の如何なる組み合わせ方でも、推力の位相ずれが打ち消されるように、正方向スキュースライダと負方向スキュースライダを組み合わせることができれば本発明の範囲に入ることは云うまでもない。また、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勿論である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の三相パルスモータによれば、推力波形に歪みがなく、且つステップ方向の違いによっても位相ずれが生じない。これによって三相パルスモータのマイクロステップ駆動や、サーボモータのサーボ駆動において、速度変動や回転変動がなくなり位置精度が改善される。したがって、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。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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態のリニアパルスモータにおけるスライダとスケールの構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態のスライダを用いたときの推力波形特性図である。
【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】 図３のスライダの斜視図である。
【図５】 本発明の第３の実施の形態のスライダの構成図である。
【図６】 従来のリニアパルスモータにおけるスライダとスケールの構成図である。
【図７】 スライダ３の極歯３ａを斜めスキューした一次側スキューの構成図である。
【図８】 スケール１の歯部１ａを斜めスキューした二次側スキューの構成図である。
【図９】 スライダ３を一次側等価ピッチスキューした場合の構成図である。
【図１０】 スライダ３を一次側等価ピッチスキューしない場合の構成図である。
【図１１】 正方向スキューしたときの各相推力波形の特性図である。
【図１２】 負方向スキューしたときの各相推力波形の特性図である。
【符号の説明】
１、１１ スケール
１ａ、１１ａ 歯部
３、１３、２３、３３ スライダ
３ａ 、１３ａ、２３ａ 極歯
３Ｕ １３Ｕ Ｕ相磁極
３Ｖ、１３Ｖ Ｖ相磁極
３Ｗ、１３Ｗ Ｗ相磁極
５Ｕ Ｕ相コイル
５Ｖ Ｖ相コイル
５Ｗ Ｗ相コイル
７、１７ 永久磁石
１３Ｐ 正方向等価ピッチスキュー
１３Ｎ 負方向等価ピッチスキュー
２３ー１、３３−１ａ、３３ー１ｂ 正方向スキュースライダ
３３ー１、３３ー２ 負方向スキュースライダ
２５、３５ コイル

Claims (6)

1. 特定方向に沿って等ピッチ間隔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、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Ｎ個（Ｎは３の倍数）の突出磁極から構成される第１の磁極群と、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Ｎ個（Ｎは３の倍数）の突出磁極から構成される第２の磁極群とを有し、
   前記第１及び第２の磁極群の各々の前記突出磁極は、前記歯部が形成された方向に沿って配置された鉄心と、各々の前記鉄心に卷回されたコイルとを備え、
   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、前記各突出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、
   前記第１及び第２の磁極群の各々の前記突出磁極における、前記二次側スケールと対向する各端面には、前記歯部が形成された方向に沿って極歯と永久磁石とが交互に設けられ、
   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となるように配置され、
   前記第１の磁極群は、
   Ｎ個の突出磁極の各々の極歯のピッチ間隔を、一定間隔Ｐ／２より所定の変位寸法ΔＸだけ長くした正方向等価ピッチスキュースライダであり、
   前記第２の磁極群は、
   Ｎ個の突出磁極の各々の極歯のピッチ間隔を、一定間隔Ｐ／２より所定の変位寸法ΔＸだけ短くした負方向等価ピッチスキュースライダであることを特徴とする三相パルスモータ。
2. 前記正方向等価ピッチスキュースライダと前記負方向等価ピッチスキュースライダは、前記二次側スケールの歯部が形成された方向に沿って連結されており、
   前記負方向等価ピッチスキュースライダの第１の突出磁極は、前記正方向等価ピッチスキュースライダの第Ｎの突出磁極からＰ／３ピッチずれた位置となることで前記正方向等価ピッチスキュースライダの第１の突出磁極と変位がゼロとなるように配置され、
   前記正方向等価ピッチスキュースライダの第１の突出磁極及び前記負方向等価ピッチスキュースライダの第１の突出磁極を基準としてそれぞれ同一順番目に配置された突出磁極同志には、同相の電圧がそれぞれのコイルに印加されることを特徴とする請求項１記載の三相パルスモータ。
3. 前記正方向等価ピッチスキュースライダと前記負方向等価ピッチスキュースライダは、それぞれ対応する突出磁極同志が、前記一次側磁束発生部が相対移動する方向と直交する方向に並列に連結されて構成され、
   連結された突出磁極には同一位相のコイルが共通に卷回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。
4. 前記正方向等価ピッチスキュースライダまたは前記負方向等価ピッチスキュースライダの何れかは、前記一次側磁束発生部が相対移動する方向と直交する方向に２分割され、２分割されたスライダが、分割されないスライダの前記直交する方向の両側に並列に連結されていることを特徴とする請求項３記載の三相パルスモータ。
5. 前記所定の変位寸法ΔＸは、前記各極歯が前記各歯部に作用する推力波形の第３高調波を打ち消す変位寸法であ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。
6. 前記所定の変位寸法ΔＸは前記推力波形を電気角度６０度位相ずれさせる変位寸法であることを特徴とする請求項５記載の三相パルスモータ。

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