JP7467147B2 - モータおよび物品 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照して本発明のモータの一例である第1実施形態について図1A乃至図7を用いて説明する。
Tq=(Tx,Ty,Tz,Twx,Twy,Twz) …式(1)
Is=(I1,I2,I3,I4,I5,I6) …式(2)
j:コイル指標(j=1~6)
Ij:j番目のコイルに印加される電流値
Is=(I1,I2,I3,I4,I5,I6)の列ベクトル
Φj:j番目のコイルのWZ軸方向の角度
r:永久磁石204までの半径
Eq(j,θ):j番目のコイルと回転子101(角度θ)との間に働くq軸方向の単位電流当たりの力
Ed(j,θ):j番目のコイルと回転子101(角度θ)との間に働くd軸方向の単位電流当たりの力
Σ:指標jを1~6に変化させた場合の合計
とする。
トルクベクトルTq=(Tx,Ty,Tz,Twx,Twy,Twz)の要素は、各々
Tx=Σ{(-Eq(j,θ)*Sinφj+Ed(j,θ)*Cosφj)*Ij}…式(3-1)
Ty=Σ{(Eq(j,θ)*Cosφj+Ed(j,θ)*Sinφj)*Ij}…式(3-2)
Tz=Σ(EZ(j,θ)*Ij)…式(3-3)
Twx=Σ(Ed(j,θ)*r*Sinφj*Ij)…式(3-4)
Twy=Σ(-Eq(j,θ)*r*Cosφj*Ij)…式(3-5)
Twz=Σ(Eq(j,θ)*r*Ij)…式(3-6)
で与えられる。
i:トルク指標(1~6、1:X軸、2:Y軸、3:Z軸、4:Wx軸、5:Wy軸、6:Wz軸)
Ki:6個の要素を持つベクトルKの要素
M:6行、j列の要素を持つ行列
M(i、j):行列Mのi行j列の要素
Inv:逆行列
Tr:転置行列
*:行およびスカラー要素の乗算
とし、各単位ベクトルを用いて、以下の行列要素
M(1,j)=-Eq(j,θ)*Sinφj+Ed(j,θ)*Cosφj…式(4-1)
M(2,j)=(Eq(j,θ)*Cosφj+Ed(j,θ)*Sinφj)…式(4-2)
M(3,j)=EZ(j,θ)…式(4-3)
M(4,j)=Ed(j,θ)*r*Sinφj…式(4-4)
M(5,j)=Eq(j,θ)*r*Cosφj…式(4-5)
M(6,j)=Eq(j,θ)…式(4-6)
を持つ行列Mを定義すれば、
式(3-1)~式(3-6)は式(4-1)~式(4-6)を使って
Tq=M*Is…式(5-1)
と表現することが出来る。
Inv(M)*T=Inv(M)*M*Is=Is…式(5-2)
とすれば電流ベクトルIsを一意に決定することが出来る。
次に、第2実施形態を説明する。
Tr(M)*K=Is…式(5-3)
とすれば、第1実施形態で説明した式(5-1)は
Tq=M*Is=M*Tr(M)*K…式(5-4)
と変形できる。
したがって、式(5-4)は
Inv(M*Tra(M))*Tq=K…式(5-5)
と解くことが出来るので、Kは一意に計算できる。
Tra(M)*Inv(M*Tr(M))*T=Is…式(5-6)
と計算することが出来るので電流ベクトルIsを一意に決定することが出来る。
次に、第3実施形態を説明する。本実施形態においては、第1実施形態の永久磁石と形状が異なる例を示す。また第1実施形態と同様の作用を有する構成については同じ符号を付し説明を省略する。
次に、第4実施形態を説明する。第1実施形態と同様の作用を有する構成については同じ符号を付し説明を省略する。
図11(A)、図11(B)を用いて第5実施形態について説明する。第1実施形態と同様の作用を有する構成については同じ符号を付し説明を省略する。
図12(A)および図12(B)を用いて第5実施形態を説明する。第1実施形態と同様の作用を有する構成については同じ符号を付し説明を省略する。
図13を用いて第7実施形態を説明する。第1実施形態と同様の作用を有する構成については同じ符号を付し説明を省略する。
102 永久磁石
201 固定子
204 コイル
Claims (13)
- 外周部を有する第一部分と、前記外周部と対向する内周部を有する第二部分と、を有し、
前記第一部分が前記第二部分に対して相対的に回転するモータであって、
前記外周部および前記内周部の一方は、回転方向に沿って配置された1列のコイル列を含む複数のコイルを有し、
前記外周部および前記内周部の他方は、前記回転方向に沿って配置され、前記1列のコイル列と対向する位置に配置された複数の磁石からなる磁石列を有し、
前記磁石列は、前記1列のコイル列をなす前記複数のコイルに電流が印加されたときに、前記複数のコイルの少なくとも1つに回転方向に推力を付与する第一磁石部と、前記複数のコイルの少なくとも1つに前記回転方向と交差する方向に推力を付与する第二磁石部と、を有することを特徴とするモータ。 - 前記第一磁石部が、前記回転方向に沿って配置された複数の第一磁石よりなり、隣り合う前記第一磁石が互いに異なる方向に着磁されており、
前記第二磁石部が、前記回転方向と交差する方向に配置された複数の第二磁石よりなり、隣り合う前記第二磁石が互いに異なる方向に着磁されている請求項1に記載のモータ。 - 前記外周部が前記磁石列を有し、前記内周部が前記コイル列を有する請求項1または2に記載のモータ。
- 前記外周部が前記コイル列を有し、前記内周部が前記磁石列を有する請求項1または2に記載のモータ。
- 前記第一部分が固定子であり、前記第二部分が回転子である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のモータ。
- 前記第一部分が回転子であり、前記第二部分が固定子である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のモータ。
- 前記回転子が、前記固定子に対して接触しない状態で回転する請求項5または6に記載のモータ。
- 前記第一磁石部および前記第二磁石部と、前記複数のコイルとの間に作用する電磁力により、前記固定子に対する前記回転子の回転速度および三次元方向における姿勢が制御可能な請求項5乃至7のいずれか1項に記載のモータ。
- 前記三次元方向における姿勢は、前記回転子の回転軸に平行なZ軸方向、当該Z軸方向に直交するX軸方向、前記X軸方向及び前記Z軸方向に直交するY軸方向における位置と、回転角度を含むことを特徴とする請求項8に記載のモータ。
- 前記第一部分および前記第二部分の一方は、固定部材に接続可能である請求項1乃至9いずれか1項に記載のモータ。
- 請求項1乃至10のいずれか1項に記載のモータを有する物品。
- 請求項1乃至10のいずれか1項に記載のモータの前記第一部分および前記第二部分の一方にフィンが形成されている物品。
- 請求項1乃至10のいずれか1項に記載のモータの前記第一部分および前記第二部分の一方にタイヤが取り付けられている物品。
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