CN117397155A - 位置检测器及线性输送装置 - Google Patents

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Abstract

位置检测器(5)具有:位置检测用磁铁部(12),其分别设置于搭载有可动件的多个支承件;以及位置检测部(22),其设置于搭载有固定件的输送导轨,位置检测用磁铁部(12)具有:多个磁铁(121),它们配置为沿支承件的输送方向交替地排列不同的磁极;以及侧面磁屏蔽部(122),其设置于位置检测用磁铁部(12)之中的支承件的输送方向的端部,位置检测部(22)具有:处理基板(222),其与支承件的输送方向平行地配置;多个磁检测元件(221),它们在处理基板(222)之中的与支承件相对的面即表面,沿支承件的输送方向排列而配置;以及基板侧磁屏蔽部(223),其在处理基板(222)之中的与支承件相对的面即表面的相反侧的面即背面与磁检测元件相对而设置。

Description

位置检测器及线性输送装置
技术领域
本发明涉及对搭载有磁铁的可动件的位置进行检测的位置检测器及线性输送装置。
背景技术
具有可动件和固定件的线性电动机在对物品进行输送的线性输送装置的驱动机构中被使用。在专利文献1公开了具有多个支承件的线性输送装置。在专利文献1中公开的线性输送装置在支承件的下部设置有可动件。在专利文献1中公开的线性输送装置具有一个固定件和多个可动件。在支承件处,作为可动件而设置有将不同的磁极交替地配置的永磁铁,在设置有由线圈构成的固定件的输送导轨设置有用于对永磁铁的磁场进行检测的霍尔元件,支承件的永磁铁和输送导轨的霍尔元件形成了位置检测器。在专利文献1中公开的线性输送装置通过由霍尔元件检测出的磁场对支承件的位置进行检测。
专利文献1:日本特开2013-090417号公报
发明内容
在专利文献1中公开的线性输送装置,如果支承件彼此接近而支承件彼此的间隔变小,则搭载于各个支承件的磁铁彼此发生磁干扰。如果搭载于支承件的磁铁彼此发生磁干扰,则应该通过输送导轨的霍尔元件对作为位置检测对象的支承件的磁铁进行检测,但来自非位置检测对象的支承件的磁铁的磁场也会由相同的霍尔元件进行检测。因此,在专利文献1中公开的线性输送装置即使处于与作为位置检测对象的支承件相同的位置,在非位置检测对象的支承件与作为位置检测对象的支承件接近的情况和不接近的情况下,位置检测结果也会不同。因此,在专利文献1中公开的线性输送装置如果支承件彼此接近,则支承件的位置检测精度会降低。
本发明就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于得到即使支承件彼此接近,也能够抑制位置检测精度的降低的位置检测器。
为了解决上述课题,并达到目的,本发明所涉及的位置检测器具有:位置检测用磁铁部,其分别设置于搭载有可动件的多个支承件;以及位置检测部,其设置于搭载有固定件的输送导轨。位置检测用磁铁部具有:多个磁铁,它们配置为沿支承件的输送方向交替地排列不同的磁极;以及侧面磁屏蔽部,其设置于位置检测用磁铁部之中的支承件的输送方向的端部。位置检测部具有:处理基板,其与支承件的输送方向平行地配置;多个磁检测元件,它们在处理基板之中的与支承件相对的面即表面,沿支承件的输送方向排列而配置;以及基板侧磁屏蔽部,其在处理基板之中的与支承件相对的面即表面的相反侧的面即背面与磁检测元件相对而设置。
发明的效果
本发明所涉及的位置检测器具有下述效果,即,即使支承件彼此接近,也能够抑制位置检测精度的降低。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的线性输送系统的结构的图。
图2是实施方式1所涉及的线性输送装置的与支承件的输送方向垂直的剖视图。
图3是实施方式1所涉及的线性输送装置的位置检测器的侧视图。
图4是表示由实施方式1所涉及的线性输送装置的位置检测用磁铁部对磁检测元件施加的磁场强度的波形的图。
图5是表示实施方式1所涉及的线性输送装置的位置检测用磁铁部和磁检测元件之间的位置关系的图。
图6是表示实施方式1所涉及的线性输送装置的位置检测用磁铁部和磁检测元件之间的位置关系的图。
图7是表示实施方式1所涉及的线性输送装置的位置检测用磁铁部和磁检测元件之间的位置关系的图。
图8是表示由实施方式1所涉及的线性输送装置的非位置检测对象的位置检测用磁铁部对磁检测元件施加的磁场的强度的图。
图9是实施方式2所涉及的线性输送装置的位置检测器的位置检测用磁铁部的侧视图。
图10是实施方式3所涉及的线性输送装置的位置检测器的侧视图。
图11是表示由实施方式1、实施方式2及实施方式3各自所涉及的线性输送装置的非位置检测对象的位置检测用磁铁部对磁检测元件施加的磁场的强度的图。
图12是实施方式4所涉及的线性输送装置的沿支承件的输送方向的剖视图。
具体实施方式
下面,基于附图对实施方式所涉及的位置检测器及线性输送装置详细地进行说明。
实施方式1.
图1是表示实施方式1所涉及的线性输送系统的结构的图。图2是实施方式1所涉及的线性输送装置的与支承件的输送方向垂直的剖视图。实施方式1所涉及的线性输送系统50具有线性输送装置100和对支承件1的移动进行控制的控制装置3,该线性输送装置100具有将物品载置于上表面而输送的多个支承件1、及使支承件1在输送方向移动的输送导轨2。支承件1具有使驱动用的磁场产生的可动件11、和使位置检测用的磁场产生的位置检测用磁铁部12。输送导轨2具有使驱动用的磁场产生的固定件21、和对可动件11的位置进行检测的位置检测部22。可动件11及固定件21形成了线性电动机4。位置检测用磁铁部12及位置检测部22形成了位置检测器5。
支承件1对输送对象的物品进行叠放而在输送方向移动,由此对物品进行输送。此外,支承件1可以将输送对象的物品悬挂或吸附而对物品进行保持。
图3是实施方式1所涉及的线性输送装置的位置检测器的侧视图。线性输送装置100具有两个支承件1,因此位置检测器5具有两个位置检测用磁铁部121、122。在下面的说明中,在对位置检测用磁铁部121和位置检测用磁铁部122进行区分的情况下,标记为位置检测用磁铁部121或位置检测用磁铁部122,在不进行区分的情况下标记为位置检测用磁铁部12。位置检测用磁铁部12具有:多个磁铁121,它们沿支承件1的输送方向排列;侧面磁屏蔽部122,其设置于支承件1的输送方向的两侧面;以及背面磁屏蔽部123,其将多个磁铁121之中的与输送导轨2相对的面即表面的相反侧的面即背面覆盖而设置。在实施方式1中,与支承件1的输送方向垂直、从磁铁121的表面朝向背面的方向上的磁铁121的厚度T与侧面磁屏蔽部122的长度S相同。在图3中,实线的箭头示出了位置检测用磁铁部121的磁铁121所产生的磁场。另外,在图3中,虚线的箭头示出了位置检测用磁铁部122的磁铁121所产生的磁场。另外,在图3中,磁铁121内的白色的箭头示出了磁铁121内部的磁场的朝向。
多个磁铁121以交替地配置不同磁极的方式沿支承件1的输送方向排列。即,图3所示的多个磁铁121是交替地具有不同磁场的朝向的磁铁121沿支承件1的输送方向排列。在实施方式1所涉及的线性输送装置100中,14个磁铁121沿支承件1的输送方向排列。此外,磁铁121也可以在一个磁体沿支承件1的输送方向形成有多个磁极。
侧面磁屏蔽部122及背面磁屏蔽部123是使用铁等导磁率超过1的材料形成的。位置检测部22具有:处理基板222,其与支承件1的输送方向平行地设置;磁检测元件221,其在处理基板222之中的与支承件1相对的面即表面沿支承件1的输送方向配置有多个;以及基板侧磁屏蔽部223,其设置于处理基板222之中的搭载有磁检测元件221的面即表面的相反侧的面即背面。磁检测元件221对位置检测用磁铁部12的磁铁121所产生的磁场进行检测。此外,在图3中图示出沿支承件1的输送方向排列的多个磁检测元件221之中的仅一个。在图3中图示出的磁检测元件221的检测对象的支承件1是具有相对而配置的位置检测用磁铁部121的支承件1。另一方面,在图3中图示出的磁检测元件221由于不与位置检测用磁铁部122相对,因此具有位置检测用磁铁部122的支承件1不是图3所示的磁检测元件221的位置检测对象。另外,在图3中示出了遍及处理基板222的背面的整面而设置有基板侧磁屏蔽部223的方式。
可动件11及固定件21能够在一者使用电磁铁,在另一者使用电磁铁或永磁铁。此外,通过在可动件11使用永磁铁,在固定件21使用电磁铁,从而不需要存在多个且用于对移动的支承件1和控制装置3进行连接的配线,配线不会妨碍支承件1的移动。
在非位置检测对象的支承件1从作为位置检测对象的支承件1分离的情况下,磁检测元件221仅对作为位置检测对象的支承件1的位置检测用磁铁部121的磁铁121所产生的磁场进行检测。
在非位置检测对象的支承件1与作为位置检测对象的支承件1接近的情况下,如果不遮挡非位置检测对象的支承件1的位置检测用磁铁部122的磁铁121所产生的磁场,则非位置检测对象的支承件1的位置检测用磁铁部122的磁铁121所产生的磁场会由磁检测元件221进行检测,导致作为位置检测对象的支承件1的位置检测精度降低。
在实施方式1所涉及的线性输送装置100中,在位置检测用磁铁部12,在支承件1的输送方向的侧面设置有侧面磁屏蔽部122,因此来自非位置检测对象的支承件1的位置检测用磁铁部122的磁力之中的成为磁力线小的环路的量,由侧面磁屏蔽部122遮挡而无法到达磁检测元件221。另外,在位置检测用磁铁部12设置有背面磁屏蔽部123,且在位置检测部22设置有基板侧磁屏蔽部223,因此来自非位置检测对象的支承件1的位置检测用磁铁部122的磁力之中的成为磁力线大的环路的量,由背面磁屏蔽部123或基板侧磁屏蔽部223遮挡,无法到达磁检测元件221。
图4是表示由实施方式1所涉及的线性输送装置的位置检测用磁铁部对磁检测元件施加的磁场强度的波形的图。图4的横轴是支承件1的输送方向上的位置,图4的纵轴是将磁铁中央部的振幅设为100而标准化的磁通密度的相对值。此外,图4的纵轴将在从磁检测元件221的表面向背面的方向施加磁场的情况设为正。另外,实线示出实施方式1中的磁场强度的波形,虚线为了比较而示出不具有侧面磁屏蔽部、背面磁屏蔽部及基板侧磁屏蔽部的情况下的波形。在这里,各个支承件1的输送方向上的磁铁121的长度为P,磁铁121以间隔P的等间距排列。图5、图6及图7是表示实施方式1所涉及的线性输送装置的位置检测用磁铁部和磁检测元件之间的位置关系的图。在图5、图6及图7中,从磁检测元件221的表面朝向背面的方向是纸面的下方向。在图5、图6及图7中,磁铁121内的箭头示出了磁铁121内部的磁场的朝向。图5示出了位置检测用磁铁部12配置于0P的位置的状态。图6示出了位置检测用磁铁部12配置于13P的位置的状态。图7示出了位置检测用磁铁部12配置于15P的位置的状态。在位置检测用磁铁部12配置于15P的位置时,位置检测用磁铁部12位于从磁铁端起2P量位置检测对象范围之外。实施方式1所涉及的线性输送装置100的位置检测用磁铁部12由14个磁铁121构成,因此磁检测元件221在位置检测用磁铁部12配置于0P至13P为止的范围的情况下,需要对位置检测用磁铁部12的磁场进行检测,配置于0P至13P的范围外的位置检测用磁铁部12的磁场无需进行检测。
图8是表示由实施方式1所涉及的线性输送装置的非位置检测对象的位置检测用磁铁部对磁检测元件施加的磁场的强度的图。为了比较,在图8中,将由不具有侧面磁屏蔽部、背面磁屏蔽部及基板侧磁屏蔽部的线性输送装置的非位置检测对象的位置检测用磁铁部对磁检测元件施加的磁场的强度通过虚线示出。不具有侧面磁屏蔽部、背面磁屏蔽部及基板侧磁屏蔽部的线性输送装置的位置检测用磁铁部如果关注于磁检测元件的一个,则在相对于关注的磁检测元件而位于2P量位置检测对象范围之外时,将位置检测用磁铁部的中央的9%左右的磁场施加至磁检测元件。因此,在作为位置检测对象的支承件的位置检测用磁铁部相对于关注的磁检测元件而配置于0P的位置时,如果非位置检测对象的支承件的位置检测用磁铁部与作为位置检测对象的支承件接近而配置于16P的位置,则由非位置检测对象的支承件的位置检测用磁铁部对磁检测元件叠加9%的误差成分。
另一方面,在图8中,将由实施方式1所涉及的线性输送装置100的非位置检测对象的位置检测用磁铁部12对磁检测元件221施加的磁场的强度通过实线示出。实施方式1所涉及的线性输送装置100在位置检测用磁铁部12相对于关注的磁检测元件221而配置于0P至14P的范围之外时,几乎不对磁检测元件221施加磁场。因此,即使非位置检测对象的支承件1与作为位置检测对象的支承件1接近,非位置检测对象的支承件1的位置检测用磁铁部122的磁铁121所产生的磁场也不会对作为位置检测对象的支承件1的位置检测精度造成影响。
如上所述,实施方式1所涉及的线性输送装置100即使在作为位置检测对象的支承件1和非位置检测对象的支承件1的间隔变小的情况下,来自非位置检测对象的支承件1的位置检测用磁铁部122的磁力由侧面磁屏蔽部122、背面磁屏蔽部123及基板侧磁屏蔽部223遮挡而无法到达磁检测元件221,因此能够抑制作为位置检测对象的支承件1的位置检测精度降低。
实施方式2.
图9是实施方式2所涉及的线性输送装置的位置检测器的位置检测用磁铁部的侧视图。关于实施方式2所涉及的线性输送装置100,相比于与支承件1的输送方向垂直、从磁铁121的表面朝向背面的方向上的磁铁121的厚度T,侧面磁屏蔽部122的长度S变大。即,与实施方式1所涉及的线性输送装置100的差异点在于,位置检测用磁铁部12之中的在支承件1的输送方向的端部设置的侧面磁屏蔽部122与磁铁121相比向输送导轨2侧凸出。
关于实施方式2所涉及的线性输送装置100,位置检测用磁铁部12之中的在支承件1的输送方向的端部设置的侧面磁屏蔽部122与磁铁121相比向输送导轨2侧凸出,因此来自非位置检测对象的支承件1的位置检测用磁铁部12的磁力容易被侧面磁屏蔽部122遮挡。因此,实施方式2所涉及的线性输送装置100与实施方式1所涉及的线性输送装置相比较,位置检测用磁铁部12在支承件1的输送方向上的外侧产生磁场的范围变窄。因此,实施方式2所涉及的线性输送装置100如果与实施方式1所涉及的线性输送装置100相比较,则即使使支承件1彼此更接近,也能够抑制支承件1的位置检测精度降低。
实施方式3.
图10是实施方式3所涉及的线性输送装置的位置检测器的侧视图。实施方式3所涉及的线性输送装置100与实施方式1所涉及的线性输送装置100的差异点在于,与位置检测用磁铁部12之中的在支承件1的输送方向的端部设置的侧面磁屏蔽部122相比,磁铁121向输送导轨2侧凸出。换言之,关于实施方式3所涉及的线性输送装置100,相比于与支承件1的输送方向垂直、从磁铁121的表面朝向背面的方向上的磁铁121的厚度T,侧面磁屏蔽部122的长度S变小。
实施方式3所涉及的线性输送装置100在支承件1沿输送方向倾斜的情况下,在位置检测用磁铁部12的两端部设置的侧面磁屏蔽部122之中的一者和位置检测部22的间隔变窄。关于实施方式3所涉及的线性输送装置100,与位置检测用磁铁部12的侧面磁屏蔽部122相比磁铁121向输送导轨2侧凸出,因此即使在支承件1在输送方向倾斜的情况下,也能够抑制侧面磁屏蔽部122与位置检测部22接触。
图11是表示由实施方式1、实施方式2及实施方式3各自所涉及的线性输送装置的非位置检测对象的位置检测用磁铁部对磁检测元件施加的磁场的强度的图。关于实施方式1所涉及的线性输送装置100,设为磁铁121的厚度T和侧面磁屏蔽部122的长度S处于S=T的关系。关于实施方式2所涉及的线性输送装置100,设为磁铁121的厚度T和侧面磁屏蔽部122的长度S处于S=6T/5的关系。关于实施方式3所涉及的线性输送装置100,设为磁铁121的厚度T和侧面磁屏蔽部122的长度S处于S=4T/5的关系。图11中的实线示出了由实施方式1所涉及的线性输送装置100的非位置检测对象的位置检测用磁铁部12对磁检测元件221施加的磁场的强度。另外,图11中的虚线示出了由实施方式2所涉及的线性输送装置100的非位置检测对象的位置检测用磁铁部12对磁检测元件221施加的磁场的强度。图11中的点划线示出了由实施方式3所涉及的线性输送装置100的非位置检测对象的位置检测用磁铁部12对磁检测元件221施加的磁场的强度。为了比较,在图11中将由不具有侧面磁屏蔽部、背面磁屏蔽部及基板侧磁屏蔽部的线性输送装置的非位置检测对象的位置检测用磁铁部对磁检测元件施加的磁场的强度通过虚线示出。
在不具有侧面磁屏蔽部、背面磁屏蔽部及基板侧磁屏蔽部的线性输送装置中,如果在与从磁检测元件以8P量分离的位置即22P的位置相比更接近位置检测对象的支承件的位置处配置有非位置检测对象的支承件的位置检测用磁铁部,则非位置检测对象的支承件的位置检测用磁铁部的磁场施加至磁检测元件。与此相对,如果在实施方式1所涉及的线性输送装置中在16P、在实施方式2所涉及的线性输送装置中在15P、在实施方式3所涉及的线性输送装置中在18P以外的位置处配置有非位置检测对象的支承件1的位置检测用磁铁部12,则不对磁检测元件221施加磁场。另外,由非位置检测对象的支承件1的位置检测用磁铁部12对磁检测元件221施加的磁场的强度与不具有侧面磁屏蔽部、背面磁屏蔽部及基板侧磁屏蔽部的线性输送装置相比较变小。因此,实施方式1、实施方式2及实施方式3各自所涉及的线性输送装置100,即使非位置检测对象的支承件1与作为位置检测对象的支承件1接近,也能够抑制对作为位置检测对象的支承件1的位置检测精度造成影响,即使支承件1彼此接近,也能够抑制位置检测精度的降低。
实施方式4.
图12是实施方式4所涉及的线性输送装置的沿支承件的输送方向的剖视图。实施方式4所涉及的线性输送装置100与实施方式1所涉及的线性输送装置100的差异点在于,相对于位置检测用磁铁部12没有设置背面磁屏蔽部123。
实施方式4所涉及的线性输送装置100具有侧面磁屏蔽部122,因此能够遮挡容易对作为位置检测对象的支承件1的位置检测精度造成影响的磁力线描绘出小的环路的磁场。另一方面,无法通过背面磁屏蔽部123遮挡磁场,但由背面磁屏蔽部123遮挡的磁场是磁力线描绘出大的环路的磁场,因此对作为位置检测对象的支承件1的位置检测精度造成的影响小于由侧面磁屏蔽部122遮挡的磁力线描绘出小的环路的磁场。另外,磁力线描绘出大的环路的磁场能够在对磁检测元件221施加前由在处理基板222的背面设置的基板侧磁屏蔽部223遮挡。因此,关于实施方式4所涉及的线性输送装置100,即使非位置检测对象的支承件1与作为位置检测对象的支承件1接近,也能够抑制对作为位置检测对象的支承件1的位置检测精度造成影响,即使支承件1彼此接近,也能够抑制位置检测精度的降低。
以上的实施方式所示的结构表示内容的一个例子,也能够与其他公知技术进行组合,在不脱离主旨的范围,也能够对结构的一部分进行省略、变更。
例如,在上述实施方式中,示出了遍及处理基板222的背面的整面而设置有基板侧磁屏蔽部223的方式,但基板侧磁屏蔽部223只要与在处理基板222的表面配置的磁检测元件221相对而配置于处理基板222的背面即可。例如,基板侧磁屏蔽部223可以构成为在设置于处理基板222的背面时,仅在与配置于处理基板222的表面的磁检测元件221隔着处理基板222而相对的位置处局部地设置于处理基板222的背面,也可以构成为包含与配置于处理基板222的表面的磁检测元件221隔着处理基板222而相对的位置,以将磁检测元件221的周围包围的方式局部地设置于处理基板222的背面。关于如上所述的结构,即使非位置检测对象的支承件1与作为位置检测对象的支承件1接近,线性输送装置100及位置检测器5也能够抑制对作为位置检测对象的支承件1的位置检测精度造成影响,即使支承件1彼此接近,也能够抑制位置检测精度的降低。
另外,在上述实施方式中,对位置检测用磁铁部12作为与可动件11不同的磁铁而设置于支承件1的方式进行了说明,但并不限于如上所述的方式。例如,也可以是可动件11所包含的永磁铁或电磁铁的一部分或全部作为位置检测用磁铁部12也起作用的结构。关于如上所述的结构,即使非位置检测对象的支承件1与作为位置检测对象的支承件1接近,线性输送装置100及位置检测器5也能够抑制对作为位置检测对象的支承件1的位置检测精度造成影响,即使支承件1彼此接近,也能够抑制位置检测精度的降低。
标号的说明
1支承件,2输送导轨,3控制装置,4线性电动机,5位置检测器,11可动件,12、121、122位置检测用磁铁部,21固定件,22位置检测部,50线性输送系统,100线性输送装置,121磁铁,122侧面磁屏蔽部,123背面磁屏蔽部,221磁检测元件,222处理基板,223基板侧磁屏蔽部。

Claims (5)

1.一种位置检测器,其具有:位置检测用磁铁部,其分别设置于搭载有可动件的多个支承件;以及位置检测部,其设置于搭载有固定件的输送导轨,
该位置检测器的特征在于,
所述位置检测用磁铁部具有:
多个磁铁,它们配置为沿所述支承件的输送方向交替地排列不同的磁极;以及侧面磁屏蔽部,其设置于所述位置检测用磁铁部之中的所述支承件的输送方向的端部,
所述位置检测部具有:
处理基板,其与所述支承件的输送方向平行地配置;多个磁检测元件,它们在所述处理基板之中的与所述支承件相对的面即表面,沿所述支承件的输送方向排列而配置;以及基板侧磁屏蔽部,其在所述处理基板之中的与所述支承件相对的面即表面的相反侧的面即背面与所述磁检测元件相对而设置。
2.根据权利要求1所述的位置检测器,其特征在于,
所述位置检测用磁铁部具有背面磁屏蔽部,该背面磁屏蔽部将多个所述磁铁之中的与所述输送导轨相对的面即表面的相反侧的面即背面覆盖而设置。
3.根据权利要求1或2所述的位置检测器,其特征在于,
所述侧面磁屏蔽部与多个所述磁铁相比向所述输送导轨侧凸出。
4.根据权利要求1或2所述的位置检测器,其特征在于,
多个所述磁铁与所述侧面磁屏蔽部相比向所述输送导轨侧凸出。
5.一种线性输送装置,其特征在于,
具有权利要求1至4中任一项所记载的位置检测器,所述可动件及所述固定件形成线性电动机。
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