JPH0851760A

JPH0851760A - リニアｄｃブラシレスモータ

Info

Publication number: JPH0851760A
Application number: JP6208156A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Isoda; ヒデヒサ礒田秀寿イソダ; Manabu Shiraki; マナブ白木学シラキ
Original assignee: Takata Kogyo Co Ltd; Shicoh Engineering Co Ltd
Current assignee: Takata Kogyo Co Ltd; Shicoh Engineering Co Ltd
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1994-08-08
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は電機子を固定子とすると共に界磁マグ
ネットを可動子とするリニアＤＣブラシレスモータに関
し、推力リップルを極力平滑化して安定した速度制御及
び高精度な位置決め制御ができると共に、装置自体を小
型化できるリニアＤＣブラシレスモータを提供すること
を目的とする。【構成】一の電機子１ａの電機子コイルに対向して一の
界磁マグネット２ａの複数の磁極を所定位置に配設し、
他の電機子１ｂの電機子コイルに対向して他の界磁マグ
ネット２ｂの複数の磁極を一の界磁マグネット２ａの磁
極取付位置より磁極の幅の略６分の５に相当する距離だ
け変化させて配設し、前記一の界磁マグネット２ａと他
の界磁マグネット２ｂとを連結して走行移動させるよう
にしたので、電機子１ａ及び界磁マグネット２ａの一対
で生じる推力リップルを他の電機子１ｂ及び界磁マグネ
ット２ｂの一対で生じる他の推力リップルで相殺できる
こととなり、極力推力リップルを平滑化して走度制御の
安定化及び位置決め精度の高精度化ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電機子を固定子とすると
共に界磁マグネットを可動子とするリニアＤＣブラシレ
スモータに関し、特に複数の界磁マグネットを同時に移
動制御するリニアＤＣブラシレスモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のリニアＤＣブラシレスモ
ータとして図１４に示すものがあった。この図１４は従
来のリニアＤＣブラシレスモータの概略構成図であり同
図（Ａ）にこの平面図、同図（Ｂ）にこの平面図のＡ−
Ａ線断面における外観斜視図を示す。

【０００３】同図において従来のリニアＤＣブラシレス
モータは、ステータ基板１０上の長手方向に電機子コイ
ル１１、〜、１ｎを隣接配設してなる電機子１と、この
電機子１に対向して複数の界磁マグネット２１、〜、２
ｎをＮ極、Ｓ極が交互となるように可動子板２０上に隣
接配設してなる可動子２と、前記電機子コイル１１、
〜、１ｎに各々対応して検知素子３１、〜、３ｎが配設
され、この可動子２の各界磁マグネット２１、〜、２ｎ
の界磁磁束を検出して前記電機子１の対応する電機子コ
イル１１、〜、１ｎに通電する転流制御信号を出力する
位置検知部３とを備える構成である。

【０００４】前記電機子１は、位置検知部３からの転流
制御信号により対応する任意の電機子コイル１１、〜、
１ｎに対して前記可動子２の界磁磁束の方向に応じた通
電方向に切り替えられて電流が供給制御する。次に、前
記構成に基づく従来技術の動作について説明する。ま
ず、位置検知素子３の各検知素子３１、〜、３ｎにより
可動子２の各界磁マグネット２１、〜、２ｎにおける界
磁磁束を検出して転流制御信号を出力する。この転流制
御信号が図示を省略する駆動制御部に入力され、この駆
動制御部が転流制御信号により特定されるいずれかの電
機子コイル１１、〜、１ｎを選択する。この選択された
電機子コイル１１、〜、１ｎに対して前記駆動制御部が
電源部（図示を省略）から直流電流を所定の通電方向で
供給制御する。

【０００５】この電機子コイル１１、〜、１ｎに流れる
直流電流と対応する界磁マグネット２１、〜、２ｎの界
磁磁束とにより「フレミングの左手の法則」に基づく推
力Ｆ1（又はＦ2）が生じて可動子２を図示矢印方向に移
動させる。さらに、この移動後の可動子２における界磁
マグネット２１、〜、２ｎの界磁磁束を位置検出部３の
各検知素子３１、〜、３ｎが検知して、新たな転流制御
信号を前記駆動制御部に出力する。この駆動制御部は新
たな転流制御信号に基づいて前記と同様に対応するいず
れかの電機子コイル１１、〜、１ｎに対して所定通電方
向の電流を供給する。この電機子コイル１１、〜、１ｎ
に流れる電流によりさらに推力Ｆ1（又はＦ2）が発生し
て順次矢印方向へ可動子２を走行移動させることができ
る。

【０００６】この走行移動の際の位相３０度毎の推力特
性図を図１５に示す。この位相は固定子１の所定位置を
０度とした場合において、この所定位置から左右への移
動距離に対応付けられた角度をいう。同図において固定
子１に対応する可動子２の位置、即ち位相の相違により
推力が変化しており推力リップルが生じている。この推
力リップルは推力に直接寄与する有効導体部（電機子コ
イル１１、〜、１ｎの推力Ｆに直交する導体部分、以下
同様）の数量の変化により生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のリニアＤＣブラ
シレスモータは以上のように構成されていたことから、
可動子２の磁気マグネット２１、〜、２ｎに対する電機
子コイル１１、〜、１ｎの有効導体部の数量の変化に基
づき推力リップルが生じて安定した速度制御が困難とな
り、さらに移動制御の位置決め時においてオーバーシュ
ートの時間が発生して整定時間が長くなるという課題を
有する。

【０００８】また、安定した速度制御、移動制御を行な
うためには、装置の構成が複雑化するという課題を有す
る。本発明は前記課題を解消するためになされたもの
で、推力リップルを極力平滑化して安定した速度制御及
び高精度な位置決め制御ができると共に、装置自体を小
型化できるリニアＤＣブラシレスモータを提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るリニアＤＣ
ブラシレスモータは、複数の電機子コイルを縦列状に配
設し、各電機子コイルに対する直流電流の通電を個別独
立に制御される電機子と、前記電機子コイルの縦列配設
方向に対して平行に複数の磁極をＮ極、Ｓ極が交互とな
るように対向配設し、前記電機子コイルに対する通電に
よりいずれかの方向へ走行移動する界磁マグネットとを
備えるリニアＤＣブラシレスモータにおいて、前記電機
子と界磁マグネットとを少なくとも一対として配設し、
前記一の界磁マグネットと他の界磁マグネットとの各々
対応する磁極を当該磁極の幅の略６分の５に相当する距
離だけ変位させて相互に連結し、当該連結された各界磁
マグネットを同時に走行移動させるものである。

【００１０】また、本発明に係るリニアＤＣブラシレス
モータは、複数の電機子コイルを縦列状に配設し、各電
機子コイルに対する直流電流の通電を個別独立に制御さ
れる電機子と、前記電機子コイルの縦列配設方向に対し
て平行に複数の磁極をＮ極、Ｓ極が交互となるように対
向配設し、前記電機子コイルに対する通電によりいずれ
かの方向へ走行移動する界磁マグネットとを備えるリニ
アＤＣブラシレスモータにおいて、前記単一の電機子に
対して複数の界磁マグネットを配設し、前記一の界磁マ
グネットと他の界磁マグネットとの各々対応する磁極を
当該磁極の幅の略６分の５に相当する距離だけ変位させ
て相互に連結し、当該連結された各界磁マグネットを同
時に走行移動させるものである。

【００１１】さらに本発明は必要に応じて、前記一の界
磁マグネットが可動子板の予め定められた所定位置に複
数の磁極を隣接固着して形成され、前記他の界磁マグネ
ットが複数の磁極のマグネット極性を反転させると共
に、前記磁極の幅の略６分の１に相当する距離だけ前記
所定位置から変位させて可動子板に複数の磁極を隣接固
着して形成されるものである。

【００１２】

【作用】本発明においては、一の電機（固定子）子の電
機子コイルに対向して一の界磁マグネット（可定子）の
複数の磁極を所定位置に配設し、他の電機子（固定子）
の電機子コイルに対向して他の界磁マグネット（可定
子）の複数の磁極を一の界磁マグネットの磁極取付位置
より磁極の幅の略６分の５に相当する距離だけ変化させ
て配設し、前記一の界磁マグネットと他の界磁マグネッ
トとを連結して走行移動させるようにしたので、電機子
及び界磁マグネットの一対で生じる推力リップルを他の
電機子及び界磁マグネットの一対で生じる他の推力リッ
プルで相殺できることとなり、極力推力リップルを平滑
化して走行制御の安定化及び位置決め精度の高精度化が
できる。

【００１３】また、本発明においては、単一の電機子
（固定子）の電機子コイルに対して二つの界磁マグネッ
ト（可動子）を配設し、一の界磁マグネットの複数の磁
極と他の界磁マグネットの複数の磁極との取付位置を磁
極の幅の略６分の５に相当する距離だけ変位させて配設
し、前記二つの界磁マグネットを連結して走行移動させ
るようにしたので、電機子及び界磁マグネットの一対で
生じる推力リップルを他の電機子及び界磁マグネットの
一対で生じる他の推力リップルで相殺できることとな
る、極力推力リップルを平滑化して走行制御の安定化及
び位置精度の高精度化ができる。

【００１４】さらに、本発明においては、一の界磁マグ
ネットの配設位置に対して、他の界磁マグネットの配設
位置が各磁極のマグネット極性を反転させると共に、磁
極の幅の略６分の１に相当する距離だけ変位させたこと
から、界磁マグネットを支持する可動子板の長さを極力
短くすることかでき、装置構成を小型化した状態で推力
リップルを平滑化できる。

【００１５】

【実施例】

（本発明の一実施例）以下、本発明の実施例を図１ない
し図５に基づいて説明する。この図１は本実施例装置の
外観平面図、図２は電機子と可動子との取付構成図、図
３は各位相（移動位置）における電機子コイルとの関係
図。図４は図３から求められる有効導体数と通電コイル
との関係図、図５は図４に基づく各可動子に働く各推力
及び合成推力特性図を示す。

【００１６】前記各図において本実施例に係るリニアＤ
Ｃブラシレスモータは、複数の電機子コイル１１ａ、
〜、１ｎａを縦列状に配設し、この各電機子コイル１１
ａ、〜、１ｎａに対する直流電流の通電を個別独立に制
御される固定子としての第１の電機子１ａと、この第１
の電機子１ａの背面側に平行して配設され、複数の電機
子コイル１１ｂ、〜、１ｎｂを縦列状に配設し、この各
電機子コイル１１ｂ、〜、１ｎｂに対する直流電流の通
電を個別独立に制御される固定子としての第２の電機子
１ｂと、前記第１の電機子１ａに対向して複数の永久磁
石２１ａ、〜、２ｍａをＮ極及びＳ極が交互となるよう
に隣接配設されてなる第１の界磁マグネット２ａと、前
記第２の電機子１ｂに対向して複数の永久磁石２１ｂ、
〜、２ｍｂをＮ極及びＳ極が交互となるように隣接配設
されてなる第２の界磁マグネット２ｂとを備え、前記第
２の電機子１ｂの永久磁石２１ｂ、〜、２ｍｂを第１の
電機子１ａの永久磁石２１ａ、〜、２ｍａに対して永久
磁石２１ｂ（又は２１ａ、〜、２ｍａ）の幅Ｔの略６分
の５に相当する位相差だけ変位させて第１の界磁マグネ
ット２ａ及び第２の界磁マグネット２ｂを接続部４を介
して一体的に連結して構成される。

【００１７】前記第１の電機子１ａは各電機子コイル１
１ａ、〜、１ｎａをステータ基板１０ａ上に配設してな
り、また第２の電機子１ｂは各電機子コイル１１ｂ、
〜、１ｎｂをステータ基板１０ｂ上に配設して構成され
る。このステータ基板１０ａ上には第１の位置検知部３
ａが設けられ、この位置検知部３ａは各電機子コイル１
１ａ、〜、１ｎａに各々対応して配設される検知素子３
１ａ、〜、３ｎａで構成される。また、前記ステータ基
板１０ｂ上には第２の位置検知部３ｂを形成する検知素
子３１ｂ、〜、３ｎｂが前記第１の位置検知部３ａと同
様に配設されて構成される。この検知素子３１ａ、〜、
３ｎａ、３１ｂ、〜、３ｎｂは、ホール素子、ホールＩ
Ｃ等の磁電変換手段の他に、光電変換手段、高調波誘電
コイルを用いる方法を採用することができる。

【００１８】前記連結された第１及び第２の各界磁マグ
ネット２ａ、２ｂは図２（Ａ）に示すように永久磁石２
１ａ、〜、２９ａと永久磁石２１ｂ、〜、２９ｂとがＳ
極及びＮ極の同一の配列である場合には、永久磁石の幅
Ｔの略６分の５に相当する距離だけ変位させて連結され
る構成である。この場合の距離（５／６）・Ｔとは、Ｓ
極及びＮ極の一対の永久磁石を位相３６０度とした場合
の位相差１５０度に相当する。

【００１９】また、図２（Ｂ）に示すように永久磁石２
１ａ、〜、２９ａと永久磁石２１ｂ、〜、２９ｂとがＳ
極及びＮ極の極性が反転した関係で配列されている場合
には、永久磁石の幅Ｔの略６分の１に相当する距離だけ
変位させて連結される構成である。この場合の極性の反
転と距離（１／６）・Ｔとは、Ｓ極及びＮ極の一対の永
久磁石を位相３６０度とした場合に位相差１５０度に相
当する。前記各位相差１５０度の場合における第１及び
第２の各電機子１ａ、１ｂから第１及び第２の各界磁マ
グネット２ａ、２ｂが受ける推力を有効導体部の数によ
り求める。

【００２０】まず、基準となる位相０度の位置に第１の
界磁マグネット２ａが存在したとすると、第２の界磁マ
グネット２ｂは位相１５０度に位置する。このときの第
１の界磁マグネット２ａに有効に作用して推力に寄与す
る有効導体部の数は「８」であり、また第２の界磁マグ
ネット２ｂに作用する有効導体部の数が「１３」であ
り、合計の有効導体数は「２１」となる。以上のように
して位相３０度ごとに図３に示すように有効導体数を順
次求めると図４に示す有効導体数と通電コイル数の関係
を求めることができる。

【００２１】この図４の有効導体数から第１の界磁マグ
ネット２ａの推力Ｆ1a（又はＦ2a）と第２の界磁マグネ
ット２ｂの推力Ｆ1b（又はＦ2b）とを演算して特性図と
して表すと図５のようになる。この推力Ｆ1a（又はＦ2
a）と推力Ｆ1b（又はＦ2b）とを合成すると推力リップ
ルを極力平滑化した合成推力が図５中に示すように得ら
れる。

【００２２】（本発明の他の実施例）図６は本発明の他
の実施の断面斜視図を示す。同図において他の実施例に
係るリニアＤＣブラシレスモータは、複数の電機子コイ
ル１１ａ、〜、１ｎａをステータ基板１０上に縦列に配
設し、この各電機子コイル１１ａ、〜、１ｎａに対する
直流電流の通電を個別独立に制御される電機子１と、前
記電機子１に対向して走行自在に配設され、複数の永久
磁石２１ａ、〜、２ｍａをＮ極及びＳ極が交互となるよ
うに可動子板２０ａ上に隣接配設されてなる第１の界磁
マグネット２ａと、前記電機子１に対向して走行自在に
配設されると共に、前記第１の界磁マグネット２ａに対
して所定間隔をおいて配設され、複数の永久磁石２１
ｂ、〜、２ｍｂをＮ極及びＳ極が交互となるように可動
子板２０ｂ上に隣接配設されてなる第２の界磁マグネッ
ト２ｂとを備え、前記第２の界磁マグネット２ｂの永久
磁石２１ｂ、〜、２ｍｂを第１の界磁マグネット２ａの
永久磁石２１ａ、〜、２ｍａに対して永久磁石２１ｂ
（又は２１ａ、〜、２ｍａ）の幅Ｔの略６分の５に相当
する位相差だけ変位させて第１の界磁マグネット２ａ及
び第２の界磁マグネット２ｂをそれぞれ固定扞４０で一
体的に連結して構成される。

【００２３】前記第１及び第２の磁界マグネット２ａ、
２ｂとの関係は前記実施例と同様に永久磁石の幅Ｔの略
６分の５に相当する位相差（例えば、位相１５０度）だ
け変移させて各々が固定扞４０により連結固着された状
態で一体的に走行移動する。この場合も前記実施例と同
様に第１及び第２の各界磁マグネット２ａ、２ｂに生じ
る各推力リップルを平滑化して円滑な走行及び位置制御
が可能となる。

【００２４】なお、前記第１及び第２の各界磁マグネッ
ト２ａ、２ｂは図７に示すように構成することもでき
る。同図において本実施例における第１及び第２の各界
磁マグネット２ａ、２ｂは、幅が（５／６）・Ｔの長さ
を有する非磁性体からなるスペーサ４１を介して隣接配
設される構成である。このスペーサ４１の両側には、第
１及び第２の各界磁マグネット２ａ、２ｂの界磁マグネ
ット２ｍａ、２１ｂが同じ極性（ＮとＮ、又はＳとＳ）
となるように配設される。また、スペーサ４１の両側の
界磁マグネットを異なる極性（ＮとＳ）となるように第
１及び第２の界磁マグネット２ａを２ｂを配設する場合
には、前記スペーサ４の幅は（１／６）・Ｔの長さとす
ることができる。

【００２５】図８は本発明の他の実施例における電機子
に対する界磁マグネットの取付様態図を示す。同図にお
いて本実施例における第１及び第２の界磁マグネット２
ａ、２ｂは、同一形状の可動子板２０ａ、２０ｂに永久
磁石２１ａ、〜、２ｍａ、２１ｂ、〜、２ｍｂをＳ極及
びＮ極が交互となるように各々配設され、この可動子板
２０ａ、２０ｂの取付孔に螺子２０１、〜、２０９を螺
着することにより一体的に固着する構成である。また。
第１及び第２の界磁マグネット２ａ、２ｂは、可動子板
２０ａと可動子板２０ｂとを左右逆転して取付ることに
より各位相差が１５０度となるように予め取付孔を形成
することもできる。

【００２６】このように取付孔を形成することにより可
動子板２０ａ、２０ｂの左右取付方向を変更するのみで
簡単に推力リップルを平滑化することができる。なお、
可動子板２０ａ、２０ｂに取り付けられた永久磁石２１
ａ、〜、２ｍａ、２１ｂ、〜、２ｍｂを接結部に取付け
る具体的な構造は図９又は図１０のように配設すること
ができる。

【００２７】前記図９において永久磁石２１ａ、〜、２
ｍａ、２１ｂ、〜、２ｍｂが取付けられた可動子板２０
ａ、２０ｂの取付孔の配置は、端部からの距離Ａ、Ｂに
ついてＡ−Ｂ＝（１／６）・Ｔとなるように構成するこ
とができる。このように取付孔２０１、〜、２０４、２
０６、〜、２０９の端部からの距離Ａ、Ｂがその差を
（１／６）・Ｔとすることにより左右反転して接続部４
に配設した場合に第１の界磁マグネット２ａと第２の界
磁マグネット２ｂとの間に略（５／６）・Ｔ（極性反転
による（６／６）・Ｔと（１／６）・Ｔとの差）に相当
する位相差をもって一体的に走行移動させることができ
る。

【００２８】また図１０においては前記取付孔２０１、
〜、２０５、２０６、〜、２１０の開口幅を（１／６）
・Ｔ以上の長孔とすることにより、この長孔内で螺子２
０１、〜、２０９をスライド移動させることできること
となり、第１及び第２の各界磁マグネット２ａ、２ｂの
取付位置に略（５／６）・Ｔに相当する位相差をもたせ
ることができる。なお、この場合も前記図９と同様に可
動子板２０ａ、２０ｂの端部からの距離Ａ、Ｂについて
Ａ−Ｂ＝（１／６）・Ｔとなるように構成される。

【００２９】（本発明のその他の実施例）次に、前記各
実施例に係るリニアＤＣブラスレスモータを駆動制御す
るモータ駆動制御装置について図１１、〜、図１３に基
づいて説明する。この図１１はモータ駆動制御装置の全
体概略構成図、図１２は図１１の詳細回路構成図、図１
３は図１２に記載する制御信号生成部における制御信号
変換条件チャートである。

【００３０】前記各図においてモータ駆動制御装置は、
制御の対象となるモータ５００の駆動状態をＡ相、Ｂ相
の各フィードバックパルスＦＢ1、ＦＢ2として検出出力
するエンコーダ６００と、この出力されたＡ相、Ｂ相の
各フィードバックパルスＦＢ1、ＦＢ2及び外部からモー
タ５００に対する速度、回転方向等の指令に基づいてＡ
相、Ｂ相の各制御信号ＣONT1、ＣONT2を変換再生する制
御信号再生部１００と、このＡ相、Ｂ相の各制御信号Ｃ
ONT1、ＣONT2に対してＰＩＤ制御等の各種演算処理を実
行するサーボ演算部２００と、この演算処理されたディ
ジタル値の制御信号ＣONT3をアナログ値の電圧信号ＣON
T4に変換するＤ／Ａコンバータ３００と、このアナログ
値の電圧信号ＣONT4を所定の電流値に変換して前記モー
タ５００を駆動制御するドライバ４００とを備える構成
である。

【００３１】前記制御信号再生部１００は、外部から入
力される速度、位置に関するパルス指令Ｐｕｌｓｅ及び
回転方向に関する方向指令Ｄｉｒを正転、逆転の各指令
信号ＣＷ1、ＣＣＷ1に変換する指令信号変換部１０１
と、エンコーダ６００から出力されるＡ相、Ｂ相の各フ
ィードバックパルスＦＢ1、ＦＢ2を正転、逆転の各フィ
ードバック信号ＣＷ2、ＣＣＷ2に変換するフィードバッ
ク信号変換部１０２と、前記各変換された正転、逆転の
指令信号ＣＷ1、ＣＣＷ1とフィードバック信号ＣＷ2、
ＣＣＷ2との偏差を演算して正転、逆転の各偏差信号Ｃ
Ｗ3、ＣＣＷ3を出力する加算部１０３と、この演算され
た正転、逆転の各偏差信号ＣＷ3、ＣＣＷ3に基づいてＡ
相、Ｂ相の各制御信号に変換する制御信号変換部１０４
とを備える構成である。

【００３２】前記制御信号生成部１００及びサーボ演算
部２００へは基準クロック発振器７００から基準クロッ
ク信号ＣLOCKが出力され信号変換処理及び演算処理の同
期がとられている。前記制御信号生成部１００に入力さ
れた基準クロック信号ＣLOCKはクロック２分割部１０５
で２分割され、この分割された基準クロック信号ＣLOCK
が指令信号変換部１０１とフィードバック信号１０２に
出力される構成である。次に、前記各構成に基づくモー
タ駆動制御装置の動作について説明する。

【００３３】外部の図示を省略する入力部（又は操作
部）からパルス指令Ｐｕｌｓｅ及び方向指令Ｄｉｒが入
力されると指令信号変換部１０１で正転、逆転の各指令
信号ＣＷ1、ＣＣＷ1に変換されて加算部１０３に出力さ
れる。エンコーダ６００からはモータ５００の現状の状
態に関するＡ相、Ｂ相の各フィードバックパルスＦＢ
1、ＦＢ2がフィードバック信号１０２により正転、逆転
の各フィードバック信号ＣＷ2、ＣＣＷ2に変換されて加
算部１０３に出力される。

【００３４】前記加算部１０３は正転、逆転の各指令信
号ＣＷ1、ＣＣＷ1と正転、逆転の各フィードバック信号
ＣＷ2、ＣＣＷ2との偏差を求める。この加算部１０３に
おいては指令信号ＣＷ1、ＣＣＷ1とフィードバック信号
ＣＷ2、ＣＣＷ2とが逆向きであることから、正転の指令
信号ＣＷ1と逆転の方向フィードバック信号ＣＣＷ2とを
加算し、また逆転の指令信号ＣＣＷ1と正転のフィード
バック信号ＣＷ2とを加算することとなる。この正転、
逆転の各偏差信号ＣＷ3、ＣＣＷ3を制御信号変換部１０
４に出力し、この制御信号変換部１０４で正転、逆転の
各偏差信号ＣＷ3、ＣＣＷ4をＡ相、Ｂ相の各制御信号Ｃ
ONT1、ＣONT2に変換する。

【００３５】このＡ相、Ｂ相各制御信号ＣONT1、ＣONT2
への変換は図１３に示す変化条件チャートに基づいて変
換されこととなる。即ち、正転パルスの入力時に、Ｂ相
を反転してＡ相として出力すると共に、前回のデータで
あるＡ相をそのままＢ相として出力する。また、逆転パ
ルスの入力時に、前回のデータであるＢ相をそのままＡ
相として出力すると共に、Ａ相を反転してＢ相として出
力するようにする。このように、正転、逆転の各パルス
が入力される毎に前回のＡ相、Ｂ相の出力値が選択され
てＡ相、Ｂ相の各制御信号ＣONT1、ＣONT2に変換され
る。

【００３６】このＡ相、Ｂ相の各制御信号ＣONT1、ＣON
T2がサーボ演算部２００へ入力され、このサーボ演算部
２００はＰＩＤ制御等の各種フィードバック制御演算処
理を実行する。この演算されたディジタル値の制御信号
ＣONT3をＡ／Ｄコンバータ３００がディジタル値から所
定のアナログ値の電圧信号ＣONT4に変換する。この所定
アナログ値の電圧信号ＣONT4がドライバ４００により所
定の電流値に変換されてモータ５００を制御駆動する。
このモータ５００の駆動状態はエンコーダ６００で検出
され、Ａ相、Ｂ相の各フィードバックパルスＦＢ1、Ｆ
Ｂ2としてフィードバック制御されることとなる。

【００３７】このように正転、逆転のパルスが入力され
る毎に前回のＡ相、Ｂ相の出力値を利用し、今回のＡ
相、Ｂ相を選択出力するようにしたので、制御信号を生
成するためのデータを保持するＲＯＭ等のメモリの必要
がなくなり、データの生成出力をより高速にできる。ま
たＡ相、Ｂ相の各制御信号ＣONT1、ＣONT2が指令信号と
フィードバック信号との偏差に基づいて生成されている
ことから、サーボ演算部２００での偏差の演算が必要な
くなり、高速サンプリングが可能となるため制御応答性
の向上が達成できる。なお、本実施例においては制御対
象のモータをリニアＤＣブラシレスモータを例にとり説
明したが回転機としてのモータの駆動制御に応用するこ
ともできる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明においては、一の電
機子の電機子コイルに対向して一の界磁マグネットの複
数の磁極を所定位置に配設し、他の電機子の電機子コイ
ルに対向して他の界磁マグネットの複数の磁極を一の界
磁マグネットの磁極取付位置より磁極の幅の略６分の５
に相当する距離だけ変化させて配設し、前記一の界磁マ
グネットと他の界磁マグネットとを連結して走行移動さ
せるようにしたので、電機子及び界磁マグネットの一対
で生じる推力リップルを他の電機子及び界磁マグネット
の一対で生じる他の推力リップルで相殺できることとな
り、極力推力リップルを平滑化して走行制御の安定化及
び位置決め精度の高精度化ができるという効果を奏す
る。また、本発明においては、単一の電機子（固定子）
の電機子コイルに対して二つの界磁マグネット（可動
子）を配設し、一の界磁マグネットの複数の磁極と他の
界磁マグネットの複数の磁極との取付位置を磁極の幅の
略６分の５に相当する距離だけ変位させて配設し、前記
二つの界磁マグネットを連結して走行移動させるように
したので、電機子及び界磁マグネットの一対で生じる推
力リップルを他の電機子及び界磁マグネットの一対で生
じる他の推力リップルで相殺できることとなる、極力推
力リップルを平滑化して走行制御の安定化及び位置精度
の高精度化ができるという効果を有する。さらに、本発
明においては、一の界磁マグネットの配設位置に対し
て、他の界磁マグネットの配設位置が各磁極のマグネッ
ト極性を反転させると共に、磁極の幅の略６分の１に相
当する距離だけ変位させたことから、界磁マグネットを
支持する可動子板の長さを極力短くすることかでき、装
置構成を小型化した状態で推力リップルを平滑化できる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るリニアＤＣブラシレス
モータの外観平面図である。

【図２】図１に記載する実施例における電機子と界磁マ
グネットとの取付構成図である。

【図３】図２に記載する電機子と界磁マグネットとの各
位相における関係図である。

【図４】図３に記載する関係から求められる有効導体数
と通電コイル数との関係表図である。

【図５】図４に記載する関係から求められる磁界マグネ
ットに働く各推力及び合成推力特性図である。

【図６】本発明の他の実施例に係るリニアＤＣブラシレ
スモータの断面斜視図である。

【図７】本発明のその他の実施例に係るリニアＤＣブラ
シレスモータの界磁マグネットの取付説明図である。

【図８】本発明の他の実施例における電機子に対する可
動子の取付様態図である。

【図９】図８に記載する可動子の取付様態における取付
詳細平面図及び取付詳細側面図である。

【図１０】図８に記載する可動子の取付様態におけるそ
の他の取付詳細平面図及び取付詳細側面図である。

【図１１】本発明のその他の実施例に係るリニアブラス
レスモータを駆動制御するモータ駆動制御装置の全体概
略構成図である。

【図１２】図１１に記載するモータ駆動制御装置の詳細
回路構成図である。

【図１３】図１２に記載する制御信号生成部における制
御信号変換条件チャートである。

【図１４】従来のリニアＤＣブラシレスモータの概略構
成図である。

【図１５】従来のリニアＤＣブラシレスモータの界磁マ
グネットに働く推力特性図である。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ電機子２可動子３、３ａ、３ｂ位置検知部４接続部１０、１０ａ、１０ｂステータ基板１１、〜、１ｎ、１１ａ、〜、１ｎａ、１１ｂ、〜、１
ｎｂ電機子コイル２０可動子板２ａ、２ｂ、２１、〜、２ｍ、２１ａ、〜、２ｍａ、２
１ｂ、〜、２ｍｂ界磁マグネット３１、〜、３ｎ検知素子１００制御信号再生部１０１指令信号変換部１０２フィードバック信号変換部１０３加算部１０４制御信号変換部２００サーボ演算部３００Ｄ／Ａコンバータ４００ドライバ５００モータ６００エンコーダ７００基準クロック発振器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電機子コイルを縦列状に配設し、
各電機子コイルに対する直流電流の通電を個別独立に制
御される電機子と、前記電機子コイルの縦列配設方向に
対して平行に複数の磁極をＮ極、Ｓ極が交互となるよう
に対向配設し、前記電機子コイルに対する通電によりい
ずれかの方向へ走行移動する界磁マグネットとを備える
リニアＤＣブラシレスモータにおいて、前記電機子と界磁マグネットとを少なくとも一対として
配設し、前記一の界磁マグネットと他の界磁マグネット
との各々対応する磁極を当該磁極の幅の略６分の５に相
当する距離だけ変位させて相互に連結し、当該連結され
た各界磁マグネットを同時に走行移動させることを特徴
とするリニアＤＣブラシレスモータ。
【請求項２】複数の電機子コイルを縦列状に配設し、
各電機子コイルに対する直流電流の通電を個別独立に制
御される電機子と、前記電機子コイルの縦列配設方向に
対して平行に複数の磁極をＮ極、Ｓ極が交互となるよう
に対向配設し、前記電機子コイルに対する通電によりい
ずれかの方向へ走行移動する界磁マグネットとを備える
リニアＤＣブラシレスモータにおいて、前記単一の電機子に対して複数の界磁マグネットを配設
し、前記一の界磁マグネットと他の界磁マグネットとの
各々対応する磁極を当該磁極の幅の略６分の５に相当す
る距離だけ変位させて相互に連結し、当該連結された各
界磁マグネットを同時に走行移動させることを特徴とす
るリニアＤＣブラシレスモータ。
【請求項３】前記請求項１又は２に記載のリニアＤＣ
ブラシレスモータにおいて、前記一の界磁マグネットが可動子板の予め定められた所
定位置に複数の磁極を隣接固着して形成され、前記他の
界磁マグネットが各の磁極のマグネット極性を反転させ
ると共に、前記磁極の幅の略６分の１に相当する距離だ
け前記所定位置から変位させて可動子板に各の磁極を隣
接固着して形成されることを特徴とするリニアＤＣブラ
シレスモータ。