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公開番号2025112691
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024007087
出願日2024-01-19
発明の名称電磁装置
出願人学校法人工学院大学
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H02P 25/064 20160101AFI20250725BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】移動体の適切な移動制御が可能な電磁装置を提供する。
【解決手段】搬送装置10には、軌道部の電機子部に三相のコイル32を用いたコイルブロックが配列され、コイルブロックの上側を移動可能とされた走行部に複数の永久磁石が配列されている。また、コイルブロックの各々には、コイルの配列方向に沿う直線状かつ同様の配置間隔でホールセンサ42(42U、42V、42W)が配置されている。制御部50では、電気角θ、d軸電流目標値及びq軸電流目標値に基づいてコイル32を励磁する。この際、磁極位置演算部56は、ホールセンサ42の配置間隔、及び各々の検出する磁束密度に基づいて電気角θを設定する。これにより、走行部が移動方向に対して傾いてヨー角が生じても、ヨー角の影響を除いた電気角θを設定でき、コイル32の適切な励磁、走行部の適切な移動制御が可能になる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
一方向に沿って延在された軌道部と、
前記軌道部に対向されて配置され、支持手段によって前記一方向を含む移動面に沿って移動自在に支持された移動体と、
相数分のコイルが前記一方向に順に配列された複数のコイルブロックが、前記軌道部において前記一方向に沿って配列された電機子部と、
前記電機子部の前記コイルに対向されて前記移動体に配置され、複数の永久磁石が前記一方向に対応する方向に沿って電気角１周期又は複数周期分配列されると共に、前記永久磁石の配列方向と交差する方向の端部が前記コイルの配列方向と交差する方向の端部に対向される界磁部と、
電気角１周期又は電気角２周期の範囲の前記コイルブロック内で同様の位置間隔とされ、前記コイルの配列方向と並行されて３か所に配置され、各々が前記界磁部の磁極位置に応じた磁束密度を検出する磁極位置検出手段と、
前記磁極位置検出手段の各々により検出される磁束密度を示す信号、及び前記磁極位置検出手段の前記位置間隔に基づいて前記界磁部において基準とする磁極の前記コイルブロックに対する位置を示す電気角を設定する電気角設定部と、
前記移動体を前記一方向に沿って移動させる際、ｄ軸電流目標値及びｑ軸電流目標値を設定し、前記電気角、ｄ軸電流目標値及びｑ軸電流目標値に応じた駆動電圧により前記コイルブロックの前記コイルの各々を励磁する制御部と、
を含む電磁装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記電気角設定部は、前記磁極位置検出手段の各々により検出される磁束密度を示す信号に基づいて設定される電気角を、前記磁極位置検出手段の前記位置間隔に基づいて補正することで前記電気角を設定する、ことを含む請求項１に記載の電磁装置。
【請求項３】
前記磁極位置検出手段は、前記コイルブロックごとに３か所ずつ配置されている、請求項１に記載の電磁装置。
【請求項４】
前記磁極位置検出手段は、３つが一組とされて複数組が前記一方向に配列され、前記一方向に隣接する前記組の中心位置の間隔が電気角１周期の正の整数倍とされている、
ことを含む請求項３に記載の電磁装置。
【請求項５】
前記軌道部は、所定半径で湾曲された湾曲部を含み、
前記電機子部は、前記コイルブロックが前記湾曲部に配列される際、前記コイルブロックの各々は、前記コイルの配列方向が前記湾曲部における接線方向とされて配列されている、
ことを含む請求項３に記載の電磁装置。
【請求項６】
前記界磁部は、電気角１周期分の前記永久磁石が前記一方向に対応された第１方向に配列された第１磁石ブロック、及び電気角１周期分の前記永久磁石が前記第１方向と交差する第２方向に配列された第２磁石ブロックを含み、前記第１磁石ブロックと前記第２磁石ブロックとが前記第１方向及び前記第２方向に隣接され、前記第１磁石ブロック同士及び前記第２磁石ブロック同士が斜に隣接され、
前記電機子部は、前記コイルブロックとして、相数分の前記コイルが前記一方向に配列された第１コイルブロック、及び相数分の前記コイルが前記一方向と交差する方向に配列された第２コイルブロックを含み、前記第１コイルブロックと前記第２コイルブロックとが前記一方向及び該一方向と交差する方向の各々において交互に配列され、
前記電気角設定部は、前記コイルが前記移動体に移動方向に沿って配列された前記コイルブロックに対する前記電気角を設定し、
前記制御部は、前記コイルが前記移動体に移動方向に沿って配列された前記コイルブロックのコイルを励磁する、
ことを含む請求項１に記載の電磁装置。
【請求項７】
前記界磁部は、３以上の整数を分割数として、電気角１周期を前記分割数で除した角度ずつ着磁方向が変更された前記永久磁石が配列されている、請求項１に記載の電磁装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、密に配列された棒状永久磁石の細長い帯状の配列と、永久磁石の同じ方向に配列されたフラットコイルの配列からなる板状のコイルアセンブリと、を含む電気モータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０２１－５０７６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、リニアモータが形成された搬送装置等では、固定子にコイルが配置され、可動子に永久磁石が配置されて、コイルを励磁して可動子を移動させる。この際、複数のホール素子をコイル配列に沿って配置し、ホール素子の各々によって可動子から発せられる磁束密度を検出して、この検出結果に基づいて電気角が設定される。
【０００５】
しかしながら、コイルの配列方向に対して可動子の移動方向に傾き（ヨー角）が生じてしまうと、ホール素子の各々で検出する磁束密度が変化してしまう。このため、正確な電気角が得られなくなり、可動子の位置に応じたコイルの適切な励磁が困難となってしまうという懸念がある。
【０００６】
本発明は、上記事実を鑑みて成されたものであり、移動体の適切な移動制御を可能にする電磁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の第１の態様の電磁装置は、一方向に沿って延在された軌道部と、前記軌道部に対向されて配置され、支持手段によって前記一方向を含む移動面に沿って移動自在に支持された移動体と、相数分のコイルが前記一方向に順に配列された複数のコイルブロックが、前記軌道部において前記一方向に沿って配列された電機子部と、前記電機子部の前記コイルに対向されて前記移動体に配置され、複数の永久磁石が前記一方向に対応する方向に沿って電気角１周期又は複数周期分配列されると共に、前記永久磁石の配列方向と交差する方向の端部が前記コイルの配列方向と交差する方向の端部に対向される界磁部と、電気角１周期又は電気角２周期の範囲の前記コイルブロック内で同様の位置間隔とされ、前記コイルの配列方向と並行されて３か所に配置され、各々が前記界磁部の磁極位置に応じた磁束密度を検出する磁極位置検出手段と、前記磁極位置検出手段の各々により検出される磁束密度を示す信号、及び前記磁極位置検出手段の前記位置間隔に基づいて前記界磁部において基準とする磁極の前記コイルブロックに対する位置を示す電気角を設定する電気角設定部と、前記移動体を前記一方向に沿って移動させる際、ｄ軸電流目標値及びｑ軸電流目標値を設定し、前記電気角、ｄ軸電流目標値及びｑ軸電流目標値に応じた駆動電圧により前記コイルブロックの前記コイルの各々を励磁する制御部と、を含む。
【０００８】
第１の態様の電磁装置では、移動体が対向される軌道部が一方向に沿って延在されており、移動体は、支持手段により一方向を含む移動面に沿って移動自在に支持されている。軌道部には、電機子部が設けられ、移動体には、電機子部に対向される界磁部が設けられている。
【０００９】
電機子部は、相数分のコイルが一方向に配列されたコイルブロックが設けられ、複数のコイルブロックが一方向に配列されている。また、界磁部は、複数の永久磁石が一方向に対応する方向に沿って電気角１周期又は複数周期分配列されている。
【００１０】
また、電機子部には、磁極位置検出手段が設けられている。磁極位置検出手段は、電気角１周期又は電気角２周期の範囲のコイルブロック内で同様の位置間隔とされ、かつコイルの配列方向と並行されて３か所に配置されており、磁極位置検出手段は、各々が界磁部の磁極位置に応じた磁束密度を検出する。
（【００１１】以降は省略されています）

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