JP2019058041A - モータ構成選定装置、モータ構成選定方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】リニアモータの構成をより適切に選定すること。【解決手段】本発明のモータ構成選定装置１は、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに基づいて、選定の候補となる前記リニアモータの構成要素によって実現される推力又は磁気吸引力の少なくともいずれかを算出する特性算出部１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ構成選定装置、モータ構成選定方法及びプログラムに関する。

従来、リニアモータの構成を選定する場合、必要とされる仕様等に合わせて、磁界を発生させる界磁の長さや数等、使用される構成要素の組み合わせが決定されている。
なお、リニアモータの構成を選定する技術については、例えば、特許文献１に記載されている。

国際公開２０１３／０１４７８０号

しかしながら、必要とされる仕様等に合わせて、界磁の長さや数等、使用される構成要素の組み合わせを決定したとしても、実際に組み付けられたリニアモータにおいて、必ずしも目的とする推力や磁気吸引力が実現できない場合があった。

本発明は、リニアモータの構成をより適切に選定することを目的とする。

（１） 本発明のモータ構成選定装置（例えば、後述のモータ構成選定装置１）は、選定対象のリニアモータにおける界磁（例えば、後述の界磁２２）と電機子（例えば、後述の電機子３２）とのギャップＧに基づいて、選定の候補となる前記リニアモータの構成要素によって実現される推力又は磁気吸引力の少なくともいずれかを算出する特性算出部（例えば、後述のギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃ、電流依存パラメータ成分取得部１１ｄ、総合パラメータ取得部１１ｅ）を備えることを特徴とする。

（２） （１）のモータ構成選定装置において、前記リニアモータの必要推力又は必要磁気吸引力の少なくともいずれかを含む適合条件を設定する適合条件設定部（例えば、後述の条件設定部１１ｂ）と、前記適合条件設定部によって設定された前記適合条件に基づいて、前記特性算出部によって算出された推力又は磁気吸引力の少なくともいずれかの適否を判定する条件判定部（例えば、後述の選定処理部１１ｆ）と、を備えることとしてもよい。

（３） （１）又は（２）のモータ構成選定装置において、前記特性算出部は、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップと、選定対象のリニアモータにおける電流とに基づいて、選定の候補となる前記リニアモータの構成要素によって実現される推力又は磁気吸引力の少なくともいずれかを算出することとしてもよい。

（４） （１）〜（３）のモータ構成選定装置において、前記特性算出部は、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに対する推力の近似式、又は、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに対する磁気吸引力の近似式に基づいて、選定の候補となる前記リニアモータの構成要素によって実現される推力又は磁気吸引力を算出することとしてもよい。

（５） （４）のモータ構成選定装置において、前記特性算出部は、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに対する推力又は磁気吸引力の代表値に基づいて、前記推力の近似式又は前記磁気吸引力の近似式を生成することとしてもよい。

（６） （１）〜（５）のモータ構成選定装置において、前記特性算出部は、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに対する推力又は磁気吸引力の代表値に対応付けて保持されている第１の近似式と、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに対する推力又は磁気吸引力の代表値に基づいて生成した前記推力の近似式又は前記磁気吸引力の第２の近似式とを選択可能であり、近似の精度及び計算負荷の要素及び前記要素に予め設定された重みに基づいて、前記第１の近似式及び前記第２の近似式のいずれかを選択して、前記推力又は磁気吸引力を算出することとしてもよい。

（７） また、本発明のモータ構成選定方法は、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに基づいて、選定の候補となる前記リニアモータの構成要素によって実現される推力又は磁気吸引力の少なくともいずれかを算出する特性算出ステップを含むことを特徴とする。

（８） また、本発明のプログラムは、コンピュータに、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに基づいて、選定の候補となる前記リニアモータの構成要素によって実現される推力又は磁気吸引力の少なくともいずれかを算出する特性算出機能を実現させることを特徴とする。

本発明によれば、リニアモータの構成をより適切に選定することができる。

本発明の一実施形態に係るモータ構成選定装置の構成を示すブロック図である。 モータ構成選定装置において選定の対象となるリニアモータの構成を示す模式図である。 条件設定画面の一例を示す模式図である。 ギャップと磁気吸引力Ｆ１のデータとが対応付けられた磁気吸引力データテーブルを示す模式図である。 代表値に基づいて近似式が生成された状態を示す模式図である。 駆動電流Ｉに対する磁気吸引力Ｆ２の関係を示す模式図である。 モータ構成選定処理の結果を示す選定結果表示画面の一例を示す模式図である。 モータ構成選定装置１が実行するモータ構成選定処理の流れを説明するフローチャートである。 モータ構成選定処理のステップＳ６で実行される選定計算処理の流れを説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
［構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ構成選定装置１の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、モータ構成選定装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１と、ＲＯＭ１２と、ＲＡＭ１３と、入力部１４と、表示部１５と、記憶部１６と、通信部１７とを備えている。

また、図２は、モータ構成選定装置１において選定の対象となるリニアモータの構成を示す模式図である。
図２に示すように、モータ構成選定装置１は、機械ベース２１に界磁２２が配列された界磁部２０と、電機子ベース３１に電機子３２が配列された電機子部３０とを備えるリニアモータを、構成の選定対象とすることができる。なお、以下の説明において、リニアモータにおける界磁２２と電機子３２との間隔を「ギャップＧ」とも称する。

図１において、ＣＰＵ１１は、記憶部１６に記憶された各種プログラムを実行することにより、モータ構成選定装置１の全体を制御する。例えば、ＣＰＵ１１は、リニアモータの構成を選定する処理（以下、「モータ構成選定処理」とも称する。）のためのプログラムを実行する。
モータ構成選定処理のためのプログラムを実行することにより、ＣＰＵ１１には、機能的構成として、ＵＩ表示制御部１１ａと、条件設定部１１ｂ（適合条件設定部）と、ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃ（特性算出部）と、電流依存パラメータ成分取得部１１ｄ（特性算出部）と、総合パラメータ取得部１１ｅ（特性算出部）と、選定処理部１１ｆ（条件判定部）と、が形成される。なお、モータ構成選定処理の実行に際し、モータ構成選定装置１は、リニアモータのモデルを構成する構成要素（界磁や電機子等）の型番又は価格等を含む各種情報が格納されたモデル情報ＤＢ（不図示）にアクセスし、適宜情報を取得することが可能である。

ＵＩ表示制御部１１ａは、モータ構成選定処理において、ユーザが各種情報を入出力するためのユーザインターフェース画面（ＵＩ画面）を表示する。例えば、ＵＩ表示制御部１１ａは、構成が選定されるリニアモータに関する条件の入力画面（条件設定画面）や、リニアモータの選定結果を示す画面（選定結果表示画面）等を表示する。

条件設定部１１ｂは、モータ構成選定処理において、構成が選定されるリニアモータに関する条件を設定する。例えば、条件設定部１１ｂは、ユーザの入力に応じて、必要最大推力や定格推力、ギャップ、駆動電圧、モータ配置、機械条件等の条件を示す各種パラメータを設定する。

図３は、条件設定画面の一例を示す模式図である。
図３において、ＵＩ表示制御部１１ａによって表示された条件設定画面に対し、条件設定部１１ｂは、リニアモータの選定のための各種パラメータの入力を受け付ける。
図３に示す例では、条件設定部１１ｂは、パラメータ群Ａとして、リニアモータの配置条件（直列、並列）、移動方向（水平、垂直、傾斜）、駆動電圧（２００［Ｖ］又は４００［Ｖ］）に関するパラメータの入力を受け付ける。また、条件設定部１１ｂは、パラメータ群Ｂとして、機械条件（移動物重量、摩擦負荷、摩擦係数）に関するパラメータの入力を受け付ける。また、条件設定部１１ｂは、パラメータ群Ｃとして、モータ属性（モデル名、仕様、冷却方式、附属部品、ギャップ（界磁−電機子間ギャップ））に関するパラメータの入力を受け付ける。また、条件設定部１１ｂは、パラメータ群Ｄとして、ストローク情報（有効ストローク及び界磁トラック長、又は、界磁仕様）に関するパラメータの入力を受け付ける。更に、条件設定部１１ｂは、パラメータ群Ｅとして、動作パターン（加速、等速、切断加工等の動作の各秒数）に関するパラメータの入力を受け付ける。そして、条件設定部１１ｂは、受け付けた各種パラメータを、リニアモータの選定のためのパラメータとして設定する。

ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃは、リニアモータのギャップが変化した場合に変動するパラメータの成分（以下、適宜「ギャップ依存パラメータ成分」とも称する。）を取得する。本実施形態において、ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃは、ギャップに応じて変化する磁気吸引力Ｆ１及び電機子部の推力ｆ１を、ギャップ依存パラメータ成分として取得する。

図４Ａは、ギャップと磁気吸引力Ｆ１のデータとが対応付けられた磁気吸引力データテーブルを示す模式図である。
図４Ａに示すように、磁気吸引力データテーブルには、モータの複数のモデル（ａ，ｂ・・・）について、各モデルの複数の仕様（ａ_ｃ１，ａ_ｃ２・・・）毎に、代表的なギャップの値（ｘ_１〜ｘ_ｍ）に対する磁気吸引力Ｆ１のデータが格納されている。なお、本実施形態においては、磁気吸引力Ｆ１のデータとして、基準となるギャップでの磁気吸引力に対する各種ギャップにおける磁気吸引力の比（以下、「磁気吸引力比」とも称する。）が格納されている。ただし、磁気吸引力Ｆ１のデータとして、磁気吸引力の絶対値を格納しておくことも可能である。

ここで、図４Ａにおいては、代表的なギャップの値（代表値）に対する磁気吸引力Ｆ１のデータのみが格納されている。そのため、代表的なギャップの値以外がギャップとして入力された場合、ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃは、ギャップに対する磁気吸引力Ｆ１の近似式を最小二乗法等の推定手法により生成し、生成した近似式を用いて、入力されたギャップに対する磁気吸引力Ｆ１のデータを取得する。

図４Ｂは、代表値に基づいて近似式が生成された状態を示す模式図である。
図４Ｂに示すように、ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃは、磁気吸引力Ｆ１の特性全体を１つの近似式で近似できる場合、その近似式によって、入力されたギャップに対する磁気吸引力Ｆ１のデータを取得する。
一方、ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃは、磁気吸引力Ｆ１の特性を区間毎の近似式で近似できる場合、区間毎の近似式によって、入力されたギャップに対する磁気吸引力Ｆ１のデータを取得する。また、ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃは、磁気吸引力Ｆ１の特性を区間毎の近似式で表すことができない場合、入力されたギャップを挟む２つの代表値における磁気吸引力Ｆ１のデータを用いて直線補間又は曲線補間することにより、入力されたギャップに対する磁気吸引力Ｆ１のデータを取得する。

ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃは、ユーザによって入力されたギャップに対し、磁気吸引力データテーブル又は磁気吸引力Ｆ１の近似式を用いて、磁気吸引力Ｆ１のデータを取得する。
なお、ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃは、推力についても磁気吸引力と同様に、推力ｆ１のデータを取得する。

電流依存パラメータ成分取得部１１ｄは、リニアモータの駆動電流が変化した場合に変動するパラメータの成分（以下、適宜「電流依存パラメータ成分」とも称する。）を取得する。本実施形態において、電流依存パラメータ成分取得部１１ｄは、リニアモータの駆動電流に応じて変化する磁気吸引力Ｆ２及び電機子部の推力ｆ２を、電流依存パラメータ成分として取得する。

図５は、駆動電流Ｉに対する磁気吸引力Ｆ２の関係を示す模式図である。
なお、図５に示す特性は、定格ギャップ（ギャップの基準値）の場合における駆動電流Ｉと磁気吸引力Ｆ２との関係を示している。
図５に示すように、駆動電流Ｉに対する磁気吸引力Ｆ２の特性は、区間毎に異なっており、駆動電流Ｉがゼロから低電流値の範囲（区間Ｔ０）では、一次関数に近い特性を示している。また、区間Ｔ０よりも駆動電流Ｉが増加する区間Ｔ１〜Ｔ３においては、磁気吸引力Ｆ２が非線形的に増加する特性を示している。
したがって、電流依存パラメータ成分取得部１１ｄは、区間毎の近似式によって、入力された電流に対する磁気吸引力Ｆ２のデータを取得する。

本実施形態において、各区間の磁気吸引力Ｆ２の近似式を以下のように定義する。
区間Ｔ０：Ｆ２＝ｊ（Ｉ）
区間Ｔ１：Ｆ２＝ｋ（Ｉ）
区間Ｔ２：Ｆ２＝ｌ（Ｉ）
区間Ｔ３：Ｆ２＝ｍ（Ｉ）
電流依存パラメータ成分取得部１１ｄは、リニアモータの駆動電流Ｉに対し、磁気吸引力Ｆ２の近似式を用いて、磁気吸引力Ｆ２のデータを取得する。
なお、電流依存パラメータ成分取得部１１ｄは、推力についても磁気吸引力と同様に、定義した近似式によって推力ｆ２のデータを取得する。

総合パラメータ取得部１１ｅは、ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃによって取得された磁気吸引力Ｆ１と、電流依存パラメータ成分取得部１１ｄによって取得された磁気吸引力Ｆ２とに基づいて、モータ構成選定処理で参照する磁気吸引力の総合値（磁気吸引力ＦＡ）を取得する。

即ち、磁気吸引力は、ギャップと駆動電流との２変数関数として表されることから、磁気吸引力の総合値（磁気吸引力ＦＡ）は、以下のように定義することができる。
ＦＡ＝ｐ（ｘ，Ｉ）＝Ｊ×Ｆ１×Ｆ２ （１）
ただし、式（１）において、Ｊは基準となるギャップにおける磁気吸引力（固定値）である。

同様に、総合パラメータ取得部１１ｅは、ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃによって取得された推力ｆ１と、電流依存パラメータ成分取得部１１ｄによって取得された推力ｆ２とに基づいて、モータ構成選定処理で参照する推力の総合値（推力ｆａ）を取得する。
即ち、推力は、ギャップと駆動電流との２変数関数として表されることから、推力の総合値（推力ｆａ）は、以下のように定義することができる。
ｆａ＝ｑ（ｘ，Ｉ）＝Ｔ×ｆ１×ｆ２ （２）
ただし、式（２）において、Ｔは基準となる駆動電流値における推力（固定値）である。

式（１）及び式（２）の左辺に目標とする磁気吸引力又は推力（必要磁気吸引力又は必要推力）を代入することにより、ギャップ及び駆動電流の条件が特定され、更に、目標とするギャップが入力されると、駆動電流の条件が特定される。
このように駆動電流が特定されることにより、モータ構成選定処理の結果として提示されるアンプの種類を特定することができる。

選定処理部１１ｆは、必要最大推力や定格推力、ギャップ、駆動電圧、モータ配置、機械条件等の条件と、総合パラメータ取得部１１ｅによって取得された磁気吸引力ＦＡ及び推力ｆａとに基づいて、ユーザによって設定された条件に対するリニアモータ（候補として入力されたモデル及び仕様のリニアモータ）の適否を判定する。そして、選定処理部１１ｆは、候補として入力されたモデル及び仕様のリニアモータに関する適否の判定結果を含むモータ構成選定処理の結果を取得する。

図６は、モータ構成選定処理の結果を示す選定結果表示画面の一例を示す模式図である。
図６において、選定処理部１１ｆがモータ構成選定処理の結果を取得すると、ＵＩ表示制御部１１ａが、取得された結果を選定結果表示画面として表示する。
図６に示すように、選定結果表示画面には、最大推力／必要最大推力を示す値及び選定条件に対する適否の判定結果、二乗平均推力／定格出力を示す値及び選定条件に対する適否の判定結果、予想温度上昇値及び選定条件に対する適否の判定結果が一覧表示されている。
また、選定結果表示画面には、選定されたリニアモータの速度又は推力等の特性を示すグラフの表示領域と、ギャップの変更を指示するボタン（界磁−電機子間ギャップ変更ボタン）、モータ構成選定装置１が推奨する選定結果の提示を指示するボタン（選定ツール推奨の選定結果ボタン）、リニアモータの構成の選定を終了するボタン（選定終了ボタン）が表示されている。

本実施形態において、図６に示す選定結果表示画面は、図３に示す条件設定画面に追加して同一画面に表示される。そして、選定結果表示画面に表示される項目のうち、界磁−電機子間ギャップ変更ボタン、選定ツール推奨の選定結果ボタン及び選定終了ボタンについては、選定結果表示画面における上記一覧表示が行われた後に表示され、押下可能な状態となる。

界磁−電機子間ギャップ変更ボタンが押下された場合、ＵＩ表示制御部１１ａが、図３におけるパラメータ群Ｃのギャップ（界磁−電機子間ギャップ）の項目をハイライト表示する。界磁−電機子間ギャップ変更ボタンは、ギャップを変更した場合に、選定されるリニアモータの特性がどのように変化するかを再計算するためのボタンであり、ハイライトされたギャップ（界磁−電機子間ギャップ）の項目に新たな値を入力することで、選定結果表示画面の内容が更新される。ただし、このとき受け付けられるギャップ（界磁−電機子間ギャップ）は、リニアモータ及びアンプの仕様に変更が生じない上限値及び下限値の範囲に制限される。

選定ツール推奨の選定結果ボタンが押下された場合、選定結果表示画面における一覧表示において、各判定結果が全て適合する選定内容（選定条件に対して全て「ＯＫ」となる選定内容）を選定処理部１１ｆが探索し、推奨する選定内容としてユーザに提示する。

具体的には、選定処理部１１ｆは、以下の手順（１）〜（４）によって、推奨する選定内容を探索する。
（１）ギャップの変更のみを実行し、各判定結果が全て適合する選定内容となるか否かを確認する。
（２）ギャップの変更のみでは各判定結果が全て適合する選定内容とはならない場合、同モデルのリニアモータで１つサイズが大きいものを選択し、モータ構成選定処理による選定を再実行する。このとき、初めに、入力されているギャップ（界磁−電機子間ギャップ）を用いてモータ構成選定処理による選定を再実行するが、各判定結果が全て適合する選定内容とはならない場合、ギャップの変更を行い、各判定結果が全て適合する選定内容となるか否かを確認する。このギャップの変更によっても、各判定結果が全て適合する選定内容とはならない場合、更にリニアモータのサイズを１つ大きいものに変更し、各判定結果が全て適合する選定内容となるか否かを確認する。このような手順を繰り返し、各判定結果が全て適合する選定内容となるまで、ギャップの変更及びモータサイズの変更を繰り返しつつ、モータ構成選定処理による選定を再実行する。

（３）同モデルのリニアモータで、各判定結果が全て適合する選定内容とはならない場合、他モデルのリニアモータを選択し、モータ構成選定処理による選定を再実行する。なお、この場合、入力されているギャップを用いてモータ構成選定処理による選定を再実行する。
なお、再実行の結果、各判定結果が全て適合する選定内容が複数特定され、候補となった場合、本実施形態においては、最大推力／必要最大推力及び二乗平均推力／定格推力の値が最小となる候補が提示される。ただし、最大推力／必要最大推力及び二乗平均推力／定格推力の値に基づいて、順位付けを行って複数の候補を提示することとしてもよい。

（４）全てのモデルのリニアモータにおいて、全てのギャップの値を用いてモータ構成選定処理による選定を再実行した結果、各判定結果が全て適合する選定内容が特定されない場合、エラーメッセージが表示される。エラーメッセージとしては、例えば、「ご指定の入力条件で適用可能なモータはありません。入力条件を見直してください。」といった内容を表示することができる。

また、図１において、ＲＯＭ１２には、モータ構成選定装置１を制御するための各種システムプログラムが予め書き込まれている。
ＲＡＭ１３は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリによって構成され、ＣＰＵ１１が各種処理を実行する際に生成されるデータを記憶する。
入力部１４は、キーボードやマウス、又は、タッチセンサ等の入力装置によって構成され、ユーザによるモータ構成選定装置１への各種情報の入力を受け付ける。

表示部１５は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置によって構成され、モータ構成選定装置１の各種処理結果を表示する。
記憶部１６は、ハードディスク又はフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶装置によって構成され、モータ構成選定処理のためのプログラム等を記憶する。また、記憶部１６は、ギャップと磁気吸引力Ｆ１のデータとが対応付けられた磁気吸引力データテーブル及びギャップと推力ｆ１のデータとが対応付けられた推力データテーブルを記憶する。

図１において、通信部１７は、有線又は無線ＬＡＮやＵＳＢ等、所定の通信規格に基づいて信号処理を行う通信インターフェースを備え、モータ構成選定装置１が他の装置との間で行う通信を制御する。

［動作］
次に、モータ構成選定装置１の動作を説明する。
［モータ構成選定処理］
図７は、モータ構成選定装置１が実行するモータ構成選定処理の流れを説明するフローチャートである。
モータ構成選定処理は、入力部１４を介して、モータ構成選定処理を起動させる指示が入力されることにより開始される。

ステップＳ１において、ＵＩ表示制御部１１ａは、モータ構成選定処理において、ユーザが各種情報を入出力するためのＵＩ画面（条件設定画面）を表示する。
ステップＳ２において、条件設定部１１ｂは、ユーザの入力に応じて、パラメータ群Ａのパラメータ（配置条件、駆動電圧、移動方向）を設定する。なお、ステップＳ１においては、必要最大推力及び定格推力がユーザによって入力され、これらも併せて設定される。
ステップＳ３において、条件設定部１１ｂは、ユーザの入力に応じて、パラメータ群Ｂのパラメータ（機械条件（移動物重量、摩擦負荷、摩擦係数））を設定する。

ステップＳ４において、条件設定部１１ｂは、ユーザの入力に応じて、パラメータ群Ｃのパラメータ（リニアモータモデル名及び仕様等及びギャップ（界磁−電機子間ギャップ））を設定する。なお、ギャップの入力はステップＳ３において行うこととしてもよい。
ステップＳ５において、条件設定部１１ｂは、ユーザの入力に応じて、パラメータ群Ｄのパラメータ（ストローク情報（有効ストローク及び界磁トラック長、又は、界磁仕様））を設定する。

ステップＳ６において、条件設定部１１ｂは、ユーザの入力に応じて、パラメータ群Ｅのパラメータ（動作パターン（加速、等速、切削加工等の各秒数））を設定する。
ステップＳ７において、モータ構成選定処理で用いられる各種パラメータを取得するための選定計算処理（図６参照）が実行される。
ステップＳ８において、ＵＩ表示制御部１１ａは、選定処理部１１ｆによって取得されたモータ構成選定処理の結果（選定結果表示画面）を表示する。

ステップＳ９において、選定結果表示画面において選定終了ボタンが押下されたか否かの判定を行う。
選定結果表示画面において選定終了ボタンが押下された場合、ステップＳ９においてＹＥＳと判定されて、モータ構成選定処理は終了となる。
一方、選定結果表示画面において選定終了ボタンが押下されていない場合、ステップＳ９においてＮＯと判定されて、処理はステップＳ１０に移行する。

ステップＳ１０において、条件設定部１１ｂは、設定された条件を見直すための指示が行われたか否かの判定を行う。なお、設定された条件を見直すための指示は、例えば、選定結果表示画面において、判定結果における「ＮＧ」の領域を操作することや、所定のボタン（再設定を指示するためのボタンアイコン等）を操作することによって入力することができる。
設定された条件を見直すための指示が行われた場合、ステップＳ１０においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ２に移行する。なお、選定結果表示画面において表示されている条件設定画面の中で、パラメータを再入力する項目にユーザがパラメータを直接入力した場合等には、そのパラメータが設定されるステップに直接移行することとしてもよい。
一方、設定された条件を見直すための指示が行われていない場合、ステップＳ１０においてＮＯと判定されて、処理はステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１において、選定処理部１１ｆは、リニアモータの構成の選定を支援するための情報（以下、「選定支援情報」とも称する。）の表示が指示されたか否かの判定を行う。本実施形態において、選定支援情報として、選定ツール推奨の選定結果ボタンが押下されることにより選定処理部１１ｆが探索する、各判定結果が全て適合する選定内容、又は、類似する条件で選定された過去の選定結果（リニアモータの構成の選定履歴）が提供される。これらのいずれを表示させるかは、ユーザによって選択される。
選定支援情報の表示が指示された場合、ステップＳ１１においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ１２に移行する。
一方、選定支援情報の表示が指示されていない場合、ステップＳ１１においてＮＯと判定されて、モータ構成選定処理は終了となる。

ステップＳ１２において、選定処理部１１ｆは、選定支援情報を表示する。
ステップＳ１３において、条件設定部１１ｂは、設定された条件を見直すための指示が行われたか否かの判定を行う。なお、設定された条件を見直すための指示は、例えば、選定結果表示画面において、判定結果における「ＮＧ」の領域を操作することや、所定のボタン（再設定を指示するための不図示のボタンアイコン等）を操作することによって入力することができる。
設定された条件を見直すための指示が行われた場合、ステップＳ１３においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ２に移行する。なお、選定結果表示画面において表示されている条件設定画面の中で、パラメータを再入力する項目にユーザがパラメータを直接入力した場合等には、そのパラメータが設定されるステップに直接移行することとしてもよい。
一方、設定された条件を見直すための指示が行われていない場合、ステップＳ１３においてＮＯと判定されて、モータ構成選定処理は終了となる。

次に、モータ構成選定処理のステップＳ７で実行される選定計算処理について説明する。
図８は、モータ構成選定処理のステップＳ７で実行される選定計算処理の流れを説明するフローチャートである。
ステップＳ２１において、総合パラメータ取得部１１ｅは、ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃによって取得された磁気吸引力Ｆ１と、電流依存パラメータ成分取得部１１ｄによって取得された磁気吸引力Ｆ２とに基づいて、モータ構成選定処理で参照する磁気吸引力の総合値（磁気吸引力ＦＡ）を取得する。また、総合パラメータ取得部１１ｅは、ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃによって取得された推力ｆ１と、電流依存パラメータ成分取得部１１ｄによって取得された推力ｆ２とに基づいて、モータ構成選定処理で参照する推力の総合値（推力ｆａ）を取得する。更に、選定処理部１１ｆは、条件設定画面で入力された摩擦係数等に基づいて、選定されるリニアモータの静止摩擦力及び動摩擦力を算出する。

ステップＳ２２において、選定処理部１１ｆは、最大推力／必要最大推力を算出し、内部データとして記憶する。
ステップＳ２３において、選定処理部１１ｆは、二乗平均推力／定格推力を算出し、内部データとして記憶する。
ステップＳ２４において、選定処理部１１ｆは、選択されたリニアモータの温度上昇値から推定される予想温度上昇値と、許容される温度上昇の目安値とを比較し、比較結果を内部データとして記憶する。

ステップＳ２５において、入力されたギャップで必要最大推力を出力した場合の電流値を算出し、適切なアンプを選定して、選定結果を内部データとして記憶する。
ステップＳ２５の後、モータ構成選定処理に戻る。

以上のように、本実施形態に係るモータ構成選定装置１においては、目標とするリニアモータの構成に関して、界磁の長さや数等の構成要素の組み合わせのみならず、リニアモータにおける界磁と電機子とのギャップの影響を反映して、必要とする仕様に対する選定内容の適否が判定される。リニアモータにおける界磁と電機子とのギャップは、リニアモータのユーザが実際に使用する場合の使用条件に影響を受けるものであり、ギャップの変化によるリニアモータの性能への影響はリニアモータの構成を選定する上で、重要な判断要素である。
そのため、モータ構成選定装置１は、ギャップに依存するパラメータを含めて必要とする仕様に対する選定内容の適否を判定した上で、設定された条件に適合するリニアモータの構成を選定することができる。
したがって、リニアモータの構成をより適切に選定することが可能となる。

また、モータ構成選定装置１は、磁気吸引力データテーブル又は推力データテーブルに格納された代表値から、ギャップに対する磁気吸引力又は推力の近似式を生成し、生成した近似式を用いて、ギャップに対する磁気吸引力又は推力を算出する。
したがって、代表値以外のギャップに対しても、より適切な磁気吸引力又は推力を算出することができる。
なお、この近似式は、予め生成されたものをモータ構成選定装置１に保持しておき、代表値以外のギャップに対する磁気吸引力又は推力を算出する場合に用いることとしてもよい。
この場合、近似式を生成する処理を省略できるため、より簡単に磁気吸引力又は推力を算出することができる。

［変形例１］
上述の実施形態において、ギャップに対する磁気吸引力又は推力の近似式を、磁気吸引力データテーブル又は推力データテーブルに格納された代表値から生成する例又は予め生成された近似式をモータ構成選定装置１に保持しておく例について説明した。
これに加え、ギャップに対する磁気吸引力又は推力の近似式については、磁気吸引力データテーブル又は推力データテーブルに対応付けて予め保持させた近似式、及び、上述のように、磁気吸引力データテーブル又は推力テーブルに格納された代表値のデータから最小二乗法等による推定を行って生成した近似式を選択して利用する構成としてもよい。
この場合、ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃが、磁気吸引力のデータ又は推力のデータを近似式によって算出する際に、いずれの近似式を用いるかを条件に応じて判定し、最も適切であると判定された近似式を用いることができる。
例えば、近似式の近似度（近似精度）、ギャップ依存パラメータ成分取得部１１ｃにおける計算負荷の各要因に対して得点付けを行い、更に、重視する要因である程、係数を増大させる重み付けを行い、重み付け後の各要因の得点の総和に基づいて、いずれの近似式を用いるかを判定することができる。
これにより、より適切な近似式を選択して、ギャップ依存パラメータ成分（磁気吸引力又は推力）を算出することが可能となる。

なお、本発明は、上述の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、種々の変更及び変形等が可能である。
例えば、上述の実施形態及び変形例において、ギャップに対する磁気吸引力又は推力について、種々の形態で近似式を生成又は保持する例について説明したが、駆動電流に対する磁気吸引力又は推力についても、同様に、種々の形態で近似式を生成又は保持することができる。

以上説明した実施形態のモータ構成選定装置１の機能の全部又は一部は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組合せにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、プロセッサがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。ハードウェアで構成する場合、モータ構成選定装置１の機能の一部又は全部を、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ゲートアレイ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）等の集積回路（ＩＣ）で構成することができる。

モータ構成選定装置１の機能の全部又は一部をソフトウェアで構成する場合、モータ構成選定装置１の動作の全部又は一部を記述したプログラムを記憶した、ハードディスク、ＲＯＭ等の記憶部、演算に必要なデータを記憶するＤＲＡＭ、ＣＰＵ、及び各部を接続するバスで構成されたコンピュータにおいて、演算に必要な情報をＤＲＡＭに記憶し、ＣＰＵで当該プログラムを動作させることで実現することができる。

これらのプログラムは、様々なタイプのコンピュータ可読媒体（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。コンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。コンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。
また、これらのプログラムは、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、前述した実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。

１ モータ構成選定装置
１１ ＣＰＵ
１１ａ ＵＩ表示制御部
１１ｂ 条件設定部（適合条件設定部）
１１ｃ ギャップ依存パラメータ成分取得部（特性算出部）
１１ｄ 電流依存パラメータ成分取得部（特性算出部）
１１ｅ 総合パラメータ取得部（特性算出部）
１１ｆ 選定処理部（条件判定部）
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 入力部
１５ 表示部
１６ 記憶部
１７ 通信部
２２ 界磁
３２ 電機子
Ｇ ギャップ

Claims (8)

1. 選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに基づいて、選定の候補となる前記リニアモータの構成要素によって実現される推力又は磁気吸引力の少なくともいずれかを算出する特性算出部を備えることを特徴とするモータ構成選定装置。
2. 前記リニアモータの必要推力又は必要磁気吸引力の少なくともいずれかを含む適合条件を設定する適合条件設定部と、
   前記適合条件設定部によって設定された前記適合条件に基づいて、前記特性算出部によって算出された推力又は磁気吸引力の少なくともいずれかの適否を判定する条件判定部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のモータ構成選定装置。
3. 前記特性算出部は、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップと、選定対象のリニアモータにおける電流とに基づいて、選定の候補となる前記リニアモータの構成要素によって実現される推力又は磁気吸引力の少なくともいずれかを算出することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ構成選定装置。
4. 前記特性算出部は、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに対する推力の近似式、又は、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに対する磁気吸引力の近似式に基づいて、選定の候補となる前記リニアモータの構成要素によって実現される推力又は磁気吸引力を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ構成選定装置。
5. 前記特性算出部は、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに対する推力又は磁気吸引力の代表値に基づいて、前記推力の近似式又は前記磁気吸引力の近似式を生成することを特徴とする請求項４に記載のモータ構成選定装置。
6. 前記特性算出部は、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに対する推力又は磁気吸引力の代表値に対応付けて保持されている第１の近似式と、選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに対する推力又は磁気吸引力の代表値に基づいて生成した前記推力の近似式又は前記磁気吸引力の第２の近似式とを選択可能であり、近似の精度及び計算負荷の要素及び前記要素に予め設定された重みに基づいて、前記第１の近似式及び前記第２の近似式のいずれかを選択して、前記推力又は磁気吸引力を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ構成選定装置。
7. 選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに基づいて、選定の候補となる前記リニアモータの構成要素によって実現される推力又は磁気吸引力の少なくともいずれかを算出する特性算出ステップを含むことを特徴とするモータ構成選定方法。
8. コンピュータに、
   選定対象のリニアモータにおける界磁と電機子とのギャップに基づいて、選定の候補となる前記リニアモータの構成要素によって実現される推力又は磁気吸引力の少なくともいずれかを算出する特性算出機能を実現させることを特徴とするプログラム。

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