JP2011043341A - Position detector - Google Patents

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Yutaka Koizumi
豊 小泉
Satoshi Sekijima
聡 関島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position detector which can reduce the effect of non-uniformity of a platen, a magnetic body characteristic, etc. <P>SOLUTION: The position detector includes a first core, a second core, a third core and a fourth core which are arranged in sequence in the direction of movement of a moving body at a pitch of 3/4 of the pitch of teeth of the platen. A first circuit formed by connecting in series a first winding and a third winding formed around on the first core and the third core respectively in a positive phase, and a second circuit formed by connecting in series a second winding and a fourth winding formed around on the second core and the fourth core respectively in the positive phase, are connected in parallel in a reverse phase to each other, and excitation voltage is given thereto. The voltage at a point of connection connecting the first winding and the third winding in the first circuit and the voltage at a point of connection connecting the second winding and the fourth winding in the second circuit are given to a detecting circuit respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラテンに沿って移動する移動体に取り付けられ、前記プラテンに対向するコアと、前記コアに巻き回された巻き線と、前記巻き線に高周波の励起電圧を与える電源と、前記巻き線に発生する電圧を検出する検出回路と、を備え、前記検出回路で検出される電圧に基づいて移動体の位置を検出する位置検出装置に関する。   The present invention is attached to a moving body that moves along a platen, the core facing the platen, a winding wound around the core, a power source that applies a high-frequency excitation voltage to the winding, and the winding And a detection circuit that detects a voltage generated in a line, and relates to a position detection device that detects a position of a moving body based on a voltage detected by the detection circuit.

リニアモータや平面モータではスライダの位置決めのために使用される位置検出装置として、レゾルバ方式を採用したものが知られている。レゾルバ方式の位置検出装置は磁気回路のインピーダンス変化を利用して位置を検出するものであり、その構成および原理は特開2000−156127号公報等に開示されている。   In a linear motor or a planar motor, a position detector that uses a resolver system is known as a position detection device used for positioning a slider. A resolver type position detection device detects a position by using a change in impedance of a magnetic circuit, and its configuration and principle are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-156127.

特開平4−127891号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-127891 特開2000−156127号公報JP 2000-156127 A

レゾルバ方式の位置検出装置では、プラテンを介して形成される磁気回路のインピーダンスを利用するという特性上、その位置検出精度はプラテンの磁気的性質の均一性の程度に影響される。しかし、長尺のリニアモータや平面モータでは、モータステータコアを作成するに際し、製作容易な所定長のブロックに分割し、これらを接続している。また、長尺となったモータステータコアでは機械的な剛性を確保するために、モータステータコアをモータベースに固定ねじで締結する構造が採用される。このため、プラテンを介して形成される磁気回路のインピーダンスは、その磁気回路がモータステータコアの繋ぎ目や固定ねじを通過することで変動し他の部分と異なる値となるため、位置検出精度を低下させる。   In the resolver type position detection device, the position detection accuracy is affected by the degree of uniformity of the magnetic properties of the platen because of the characteristic of using the impedance of the magnetic circuit formed through the platen. However, in the case of a long linear motor or planar motor, when a motor stator core is created, it is divided into blocks of a predetermined length that are easy to manufacture and these are connected. Moreover, in order to ensure mechanical rigidity in the long motor stator core, the structure which fastens a motor stator core to a motor base with a fixing screw is employ | adopted. For this reason, the impedance of the magnetic circuit formed via the platen fluctuates when the magnetic circuit passes through the joints and fixing screws of the motor stator core, and becomes a different value from the other parts. Let

また、レゾルバ部の励磁周波数はモータ励磁磁界の干渉を回避し、あるいは検出応答時間を短縮するため、モータ励磁電流の周波数に比べ数十倍以上高く百倍以上となる場合がある。これに対し、モータ部に使用される磁性体は発生推力を大きくするため、透磁率の高い珪素鋼鈑などの積層構造が一般的で、高周波での励磁では透磁率が低下し、損失が増加する。したがって、この磁性体を用いてレゾルバを構成した場合は変調度が低くなり検出精度の悪化に繋がる。   In addition, the excitation frequency of the resolver part may be several tens of times higher than the frequency of the motor excitation current and one hundred times higher than the frequency of the motor excitation current in order to avoid interference of the motor excitation magnetic field or shorten the detection response time. On the other hand, the magnetic material used in the motor section increases the generated thrust, so a laminated structure such as a high-permeability silicon steel plate is common, and the magnetic permeability decreases and loss increases when excited at high frequencies. To do. Therefore, when a resolver is configured using this magnetic material, the modulation degree is lowered, leading to deterioration in detection accuracy.

本発明の目的は、プラテンの不均一性や磁性体特性などの影響を軽減できる位置検出装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a position detection device that can reduce the influence of platen non-uniformity, magnetic material characteristics, and the like.

本発明の位置検出装置は、プラテンに沿って移動する移動体に取り付けられ、前記プラテンに対向するコアと、前記コアに巻き回された巻き線と、前記巻き線に高周波の励起電圧を与える電源と、前記巻き線に発生する電圧を検出する検出回路と、を備え、前記検出回路で検出される電圧に基づいて移動体の位置を検出する位置検出装置であって、前記コアとして、プラテンの歯のピッチの3/4のピッチで前記移動体の移動方向に沿って順に配列する第1のコア、第2のコア、第3のコアおよび第4のコアを備え、前記第1のコアと前記第3のコアにそれぞれ巻き回された第1の巻き線および第3の巻き線を正相で直列接続してなる第1の回路と、前記第2のコアと前記第4のコアにそれぞれ巻き回された第2の巻き線および第4の巻き線を正相で直列接続してなる第2の回路と、を互いに逆相で並列接続し、前記第1の回路および前記第2の回路を逆相で並列接続して構成された回路に前記電源を接続して前記励起電圧を与え、前記第1の回路における前記第1の巻き線と前記第3の巻き線とを接続する接続点の電圧と、前記第2の回路における前記第2の巻き線と前記第4の巻き線とを接続する接続点の電圧と、をそれぞれ前記検出回路に与えることを特徴とする。
この位置検出装置によれば、歯先の表層部を主に通る磁束による相互インダクタンスの変化により第1のコア、第2のコア、第3のコアおよび第4のコアに巻き回された巻き線に発生する電圧を合成して得られた電圧に基づいて位置検出を行うので、歯先より下部の構造によるプラテンの不均一性や磁性体特性などの影響を軽減できる。
A position detection device according to the present invention is attached to a moving body that moves along a platen, a core that faces the platen, a winding wound around the core, and a power source that applies a high-frequency excitation voltage to the winding And a detection circuit that detects a voltage generated in the winding, and a position detection device that detects the position of the moving body based on the voltage detected by the detection circuit, the core serving as the core A first core, a second core, a third core, and a fourth core that are arranged in order along the moving direction of the moving body at a pitch of 3/4 of a tooth pitch; and A first circuit formed by serially connecting a first winding and a third winding wound around the third core in a positive phase; and a second circuit and a fourth core, respectively. The wound second and fourth windings A second circuit that is connected in series in the positive phase, and a parallel connection in the opposite phase to each other, and the power source is connected to a circuit configured by connecting the first circuit and the second circuit in parallel in the opposite phase. A voltage at a connection point connecting the first winding and the third winding in the first circuit, and the second winding in the second circuit. And a voltage at a connection point connecting the fourth winding to the detection circuit, respectively.
According to this position detection device, the winding wound around the first core, the second core, the third core, and the fourth core due to a change in mutual inductance caused by the magnetic flux mainly passing through the surface layer portion of the tooth tip. Since the position detection is performed based on the voltage obtained by synthesizing the voltages generated in the platen, it is possible to reduce the influence of the platen non-uniformity and magnetic material characteristics due to the structure below the tooth tip.

本発明の位置検出装置は、プラテンに沿って移動する移動体に取り付けられ、前記プラテンに対向するコアと、前記コアに巻き回された巻き線と、前記巻き線に高周波の励起電圧を与える電源と、前記巻き線に発生する電圧を検出する検出回路と、を備え、前記検出回路で検出される電圧に基づいて移動体の位置を検出する位置検出装置であって、前記コアとして、前記移動体の移動方向について、プラテンの歯のピッチに対して互いに90度の位相差をもつ位置に設けられた第1のコアおよび第3のコアを備え、前記第1のコアと前記第3のコアにそれぞれ巻き回された第1の巻き線および第3の巻き線を正相で直列接続することで第1の回路を構成し、前記第1の回路に前記電源を接続して前記励起電圧を与え、前記第1の回路における前記第1の巻き線と前記第3の巻き線とを接続する接続点の電圧を前記検出回路に与えることを特徴とする。
この位置検出装置によれば、歯先の表層部を主に通る磁束による相互インダクタンスの変化により第1のコアおよび第3のコアに巻き回された巻き線に発生する電圧を合成して得られた電圧に基づいて位置検出を行うので、歯先より下部の構造によるプラテンの不均一性や磁性体特性などの影響を軽減できる。
A position detection device according to the present invention is attached to a moving body that moves along a platen, a core that faces the platen, a winding wound around the core, and a power source that applies a high-frequency excitation voltage to the winding And a detection circuit that detects a voltage generated in the winding, and a position detection device that detects a position of a moving body based on a voltage detected by the detection circuit, wherein the movement as the core A first core and a third core provided at positions having a phase difference of 90 degrees with respect to the pitch of the platen teeth with respect to the body movement direction, the first core and the third core; A first circuit is connected in series with the first winding and the third winding wound respectively in the positive phase, and the power supply is connected to the first circuit to generate the excitation voltage. In the first circuit The voltage at the connection point for connecting the serial first winding and a third winding, characterized in that applied to the detection circuit.
According to this position detection device, it is obtained by synthesizing the voltages generated in the windings wound around the first core and the third core due to the change in mutual inductance caused by the magnetic flux mainly passing through the surface layer portion of the tooth tip. Since the position is detected based on the measured voltage, the influence of the platen non-uniformity and magnetic properties due to the structure below the tooth tip can be reduced.

前記第1のコアは複数の分割コアに分割されるとともに、前記分割コアにそれぞれ巻き回された巻き線を正相で直列接続することで前記第1の巻き線が構成され、前記複数の分割コアは、前記移動体の移動方向について前記プラテンの歯に対して同一位相の位置に配置されてもよい。   The first core is divided into a plurality of divided cores, and the first winding is configured by serially connecting windings wound around the divided cores in a positive phase, and the plurality of divided cores are configured. The core may be arranged at the same phase position with respect to the teeth of the platen with respect to the moving direction of the moving body.

前記第1のコアは複数の分割コアに分割されるとともに、前記分割コアにそれぞれ巻き回された巻き線を正相で直列接続することで前記第1の巻き線が構成され、前記複数の分割コアは、前記移動体の移動方向について前記プラテンの歯に対して互いに僅かに位相がずれた位置に配置されてもよい。   The first core is divided into a plurality of divided cores, and the first winding is configured by serially connecting windings wound around the divided cores in a positive phase, and the plurality of divided cores are configured. The core may be disposed at a position slightly out of phase with respect to the teeth of the platen in the moving direction of the moving body.

前記複数の分割コアは、前記移動体の移動方向と直交する方向について互いにずれた位置に配置されてもよい。   The plurality of divided cores may be arranged at positions shifted from each other in a direction orthogonal to a moving direction of the moving body.

本発明の位置検出装置によれば、第1のコア、第2のコア、第3のコアおよび第4のコアに巻き回された巻き線に発生する電圧を合成して得られた電圧に基づいて位置検出を行うので、プラテンの不均一性や磁性体特性などの影響を軽減できる。   According to the position detection device of the present invention, based on the voltage obtained by synthesizing the voltages generated in the windings wound around the first core, the second core, the third core, and the fourth core. Since the position is detected, the influence of the non-uniformity of the platen and the magnetic material characteristics can be reduced.

本発明の位置検出装置によれば、第1のコアおよび第3のコアに巻き回された巻き線に発生する電圧を合成して得られた電圧に基づいて位置検出を行うので、プラテンの不均一性や磁性体特性などの影響を軽減できる。   According to the position detection device of the present invention, the position detection is performed based on the voltage obtained by combining the voltages generated in the windings wound around the first core and the third core. The effects of uniformity and magnetic properties can be reduced.

レゾルバの構成を示す正面図。The front view which shows the structure of a resolver. コアの配置を示す平面図。The top view which shows arrangement | positioning of a core. 巻き線の接続方法を示す図。The figure which shows the connection method of a winding. 位置検出装置の等価回路を示す図。The figure which shows the equivalent circuit of a position detection apparatus. 各相のコアをプラテンの櫛歯に対して互いに僅かに位相をずらせた位置に配置する例を示す図。The figure which shows the example which arrange | positions the core of each phase in the position which mutually shifted the phase slightly with respect to the comb tooth of the platen. 位相を互いにずらして配置した4つのグループの電圧を合成した様子を示す図。The figure which shows a mode that the voltage of the four groups arrange | positioned mutually shifting phase was combined.

以下、本発明による位置検出装置の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the position detection device according to the present invention will be described.

図1は本実施形態の位置検出装置に使用されるレゾルバの構成を示す正面図、図2はコアの配置を示す平面図である。   FIG. 1 is a front view showing the configuration of a resolver used in the position detection apparatus of this embodiment, and FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of cores.

図1において、プラテン3は平面モータのステータを構成し、レゾルバ10はプラテン3に沿ってXY平面内に移動するスライダ(不図示)に設けられる。図1に示すレゾルバ10はスライダのX座標を検出するための構成に相当する。   In FIG. 1, the platen 3 constitutes a stator of a planar motor, and the resolver 10 is provided on a slider (not shown) that moves in the XY plane along the platen 3. The resolver 10 shown in FIG. 1 corresponds to a configuration for detecting the X coordinate of the slider.

図1および図2に示すように、プラテン3にはXY平面内でマトリクス状に一定のピッチで配置された櫛歯31が設けられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the platen 3 is provided with comb teeth 31 arranged in a matrix at a constant pitch in the XY plane.

一方、レゾルバ10は、X方向に一定のピッチで配列されたコア1,1,・・・と、コア1,1,・・・に巻き回された巻き線2,2,・・・とを備える。コア1,1,・・・はプラテン3の櫛歯31のピッチをpとするとき、3/4pのピッチでX方向に配置されている。図1では、櫛歯31に対する各コアの位置(位相)を順に、S0,C0,S1,C1として示している。S0,C0,S1,C1の位置は、櫛歯31に対し、順次、90度ずつ位相がずれた関係にある。このように、櫛歯31に対し90度ずつ位相がずれた位置にコア1,1,・・・が繰り返し配置される。図1および図2では、コア1,1,・・・および巻き線2,2,・・・に、それぞれ対応する位相を示す添え字S0,C0,S1,C1を付している。   On the other hand, the resolver 10 includes cores 1, 1,... Arranged in a fixed pitch in the X direction and windings 2, 2,. Prepare. The cores 1, 1,... Are arranged in the X direction at a pitch of 3 / 4p, where p is the pitch of the comb teeth 31 of the platen 3. In FIG. 1, the positions (phases) of the respective cores with respect to the comb teeth 31 are shown as S0, C0, S1, and C1 in order. The positions of S0, C0, S1, and C1 are in a relationship that the phases are sequentially shifted by 90 degrees with respect to the comb teeth 31. As described above, the cores 1, 1,... Are repeatedly arranged at positions shifted in phase by 90 degrees with respect to the comb teeth 31. In FIG. 1 and FIG. 2, subscripts S0, C0, S1, and C1 indicating phases corresponding to the cores 1, 1,.

図1に示すように、本実施形態の位置検出装置では、隣り合ったコアおよび櫛歯31の先端部を介して磁気回路が構成され、磁気回路のインピーダンスはコアと櫛歯31との相対的な位置関係に応じて変化し、巻き線に発生する電圧も変化する。このため、巻き線に発生する電圧を捉えることで、レゾルバ10の位置を検出することができる。   As shown in FIG. 1, in the position detection device of the present embodiment, a magnetic circuit is configured through adjacent cores and the tips of comb teeth 31, and the impedance of the magnetic circuit is relative between the core and the comb teeth 31. Changes in accordance with the relative positional relationship, and the voltage generated in the winding also changes. For this reason, the position of the resolver 10 can be detected by capturing the voltage generated in the winding.

図2に示すように、コア1,1,・・・はY方向にずれされて配置される。これは、バーニア効果の付与を目的としており、レゾルバ10がY方向に移動したときの測定偏差を抑制することができる。   As shown in FIG. 2, the cores 1, 1,... Are arranged so as to be shifted in the Y direction. This is for the purpose of providing a vernier effect, and can suppress measurement deviation when the resolver 10 moves in the Y direction.

図3は巻き線の接続方法を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing a winding connection method.

図3に示すように、S0の位置にあるコア1,1,・・・の巻き線2,2,・・・は、互いに正相となる方向に(同一のインダクタンス変化を与えられた場合、電圧が加算される方向に)直列接続される。同様に、C0の位置にあるコア1,1,・・・の巻き線2,2,・・・、S1の位置にあるコア1,1,・・・の巻き線2,2,・・・、C1の位置にあるコア1,1,・・・の巻き線2,2,・・・は、それぞれ互いに正相に直列接続される。このように、4個おきのコアの巻き線が、順次、直列接続されることで、インダクタンス変化に伴う励起電圧が平均化され、その高周波が抑制される。   As shown in FIG. 3, the windings 2, 2,... Of the cores 1, 1,. They are connected in series (in the direction in which the voltages are added). Similarly, the windings 1, 2,... Of the cores 1, 1,... At the position C0, the windings 2, 2,. The windings 2, 2, ... of the cores 1, 1, ... at the position of C1, are connected in series with each other in the positive phase. In this way, every four core windings are sequentially connected in series, so that the excitation voltage associated with the inductance change is averaged and the high frequency is suppressed.

なお、コア1,1,・・・の材質はプラテン3の磁性材と異なるものを使用でき、例えば励磁周波数に適したフェライトコア、ダストコアを使用することで、高周波で励磁しても鉄損の増加が少なくなり、櫛歯31との位置関係に応じて大きくインダクタンスが変化するため、良好なセンサー特性を得ることができる。   The material of the cores 1, 1,... Can be different from the magnetic material of the platen 3. The increase is reduced, and the inductance changes greatly depending on the positional relationship with the comb teeth 31, so that good sensor characteristics can be obtained.

図4は、位置検出装置の等価回路を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the position detection device.

図4において、S0巻き線LS0は直列接続されたコア1S0,1S0,・・・の巻き線2S0,2S0,・・・を示している。同様に、C0巻き線LC0は直列接続された巻き線2C0,2C0,・・・を、S1巻き線LS1は直列接続された巻き線2S1,2S1,・・・を、C1巻き線LC1は直列接続された巻き線2C1,2C1,・・・を、それぞれ示している。 4, S0 winding L S0 indicates windings 2 S0 , 2 S0 ,... Of cores 1 S0 , 1 S0,. Similarly, the C0 winding L C0 is connected to the series-connected windings 2 C0 , 2 C0 ,..., And the S1 winding L S1 is connected to the series-connected windings 2 S1 , 2 S1 ,. Winding L C1 indicates windings 2 C1 , 2 C1 ,... Connected in series.

図4に示すように、S0巻き線LS0とS1巻き線LS1は正相で直列接続され、第1の回路を構成する。また、C0巻き線LC0とC1巻き線LC1は正相で直列接続され、第2の回路を構成する。 As shown in FIG. 4, the S0 winding L S0 and the S1 winding L S1 are connected in series in the positive phase to constitute a first circuit. Further, the C0 winding L C0 and the C1 winding L C1 are connected in series in the positive phase to form a second circuit.

さらに、第1の回路および第2の回路は互いに並列接続され、その両端に高周波の励起電圧を発生させる電源4が接続される。このとき、図4に示すように、第1の回路および第2の回路は各回路の巻き線が逆相となる方向に(同一のインダクタンス変化を与えられた場合、電圧が互いに打ち消される方向に)並列接続される。   Further, the first circuit and the second circuit are connected in parallel to each other, and a power supply 4 for generating a high-frequency excitation voltage is connected to both ends thereof. At this time, as shown in FIG. 4, in the first circuit and the second circuit, the windings of the respective circuits are in the opposite phase (in the direction in which the voltages cancel each other when the same inductance change is given). ) Connected in parallel.

また、S0巻き線LS0とS1巻き線LS1の中点の電圧vs、およびC0巻き線LC0とC1巻き線LC1の中点の電圧vcは、それぞれ検出回路5に接続される。 The voltage vs at the midpoint between the S0 winding L S0 and the S1 winding L S1 and the voltage vc at the midpoint between the C0 winding L C0 and the C1 winding L C1 are connected to the detection circuit 5, respectively.

図4における巻き線LS0、LS1、LC0、LC1の自己インダクタンスをL、それぞれ隣り合うコア間の磁気的結合に起因する巻き線LS0と巻き線LC0の間の相互インダクタンスをM00、巻き線LC0と巻き線LS1の間の相互インダクタンスをM10、巻き線LS1と巻き線LC1の間の相互インダクタンスをM11、巻き線LC1と巻き線LS0の間の相互インダクタンスをM01とし、レゾルバ10の移動距離をXとすると、高周波抑制されているため、 The self-inductance of windings L S0 , L S1 , L C0 , and L C1 in FIG. 4 is L, and the mutual inductance between winding L S0 and winding L C0 due to magnetic coupling between adjacent cores is M00. The mutual inductance between the winding L C0 and the winding L S1 is M10, the mutual inductance between the winding L S1 and the winding L C1 is M11, and the mutual inductance between the winding L C1 and the winding L S0 is When M01 is set and the moving distance of the resolver 10 is X, the high frequency is suppressed.

となる。 It becomes.

また、   Also,

したがって、振幅As,Acより、tan−1演算によりθを求めることで、相互インダクタンスの変化よりレゾルバ10の位置Xを得ることができる。このように、本実施形態の位置検出装置では、空間を介して互いに隣り合うコア間の磁気結合を利用して位置検出を行うことができる。 Therefore, the position X of the resolver 10 can be obtained from the change in mutual inductance by obtaining θ from the amplitudes As and Ac by tan −1 calculation. Thus, in the position detection device of the present embodiment, position detection can be performed using magnetic coupling between cores adjacent to each other through a space.

図5は、S0,C0,S1,C1各相のコアをプラテン2の櫛歯31に対して互いに僅かに位相をずらせた位置に配置する例を示す図である。図5の例では、各相のピッチをp/nずつ小さくすることにより、コアのX方向の位相を僅かずつずらして配置することで、バーニア効果を持たせ測定誤差の高調波分を抑制することができる。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which the cores of the respective phases S0, C0, S1, and C1 are arranged at positions slightly shifted from each other with respect to the comb teeth 31 of the platen 2. In the example of FIG. 5, by reducing the pitch of each phase by p / n, the phase of the core in the X direction is slightly shifted to provide a vernier effect and suppress harmonics of measurement errors. be able to.

図6は、位相を互いにずらして配置した4つのグループ(グループA〜D)の電圧を合成した様子を示している。図6において「各グループ平均」として示すように、これらのグループに属する各位相(S0,C0,S1,C1)の巻き線を直列接続することにより、高周波分が抑制された電圧信号を得ることができる。   FIG. 6 shows a state in which voltages of four groups (groups A to D) arranged with phases shifted from each other are synthesized. As shown as “average of each group” in FIG. 6, a voltage signal in which a high frequency component is suppressed is obtained by serially connecting windings of phases (S0, C0, S1, C1) belonging to these groups. Can do.

以上説明したように、本発明の位置検出装置によれば、異なる位置に設けられた複数のコアに巻き回された巻き線に発生する電圧を合成して得られた電圧に基づいて位置検出を行うので、プラテンの不均一性や磁性体特性などの影響を軽減できる。また、磁界回路がプラテンの歯先のみを通って形成されるため、プラテンの構造に由来する磁気的性質の不均一性の影響を受けにくく、高精度な位置検出が可能となる。   As described above, according to the position detection device of the present invention, position detection is performed based on the voltage obtained by synthesizing voltages generated in windings wound around a plurality of cores provided at different positions. As a result, the influence of the non-uniformity of the platen and the magnetic properties can be reduced. Further, since the magnetic field circuit is formed only through the platen tooth tip, it is not easily affected by the non-uniformity of the magnetic properties derived from the structure of the platen, and highly accurate position detection is possible.

上記実施形態では、平面モータのステータをプラテンとして用いる例を示したが、レゾルバによる位置検出のためのプラテンをステータと別個に設けてもよい。また、本発明の位置検出装置は、平面モータのみならずリニアモータにおける位置検出に適用することもできる。   In the above embodiment, an example in which the stator of the planar motor is used as the platen has been described. However, a platen for position detection by a resolver may be provided separately from the stator. Further, the position detection device of the present invention can be applied to position detection not only in a planar motor but also in a linear motor.

本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、プラテンに沿って移動する移動体に取り付けられ、前記プラテンに対向するコアと、前記コアに巻き回された巻き線と、前記巻き線に高周波の励起電圧を与える電源と、前記巻き線に発生する電圧を検出する検出回路と、を備え、前記検出回路で検出される電圧に基づいて移動体の位置を検出する位置検出装置に対し、広く適用することができる。   The scope of application of the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention is attached to a moving body that moves along a platen, the core facing the platen, a winding wound around the core, a power source that applies a high-frequency excitation voltage to the winding, and the winding And a detection circuit that detects a voltage generated in the line, and can be widely applied to a position detection device that detects the position of the moving body based on the voltage detected by the detection circuit.

1 コア(分割コア)
2 巻き線
3 プラテン
4 電源
5 検出回路
1 core (split core)
2 Winding 3 Platen 4 Power supply 5 Detection circuit

Claims (5)

プラテンに沿って移動する移動体に取り付けられ、前記プラテンに対向するコアと、
前記コアに巻き回された巻き線と、
前記巻き線に高周波の励起電圧を与える電源と、
前記巻き線に発生する電圧を検出する検出回路と、
を備え、前記検出回路で検出される電圧に基づいて移動体の位置を検出する位置検出装置であって、
前記コアとして、プラテンの歯のピッチの3/4のピッチで前記移動体の移動方向に沿って順に配列する第1のコア、第2のコア、第3のコアおよび第4のコアを備え、
前記第1のコアと前記第3のコアにそれぞれ巻き回された第1の巻き線および第3の巻き線を正相で直列接続してなる第1の回路と、前記第2のコアと前記第4のコアにそれぞれ巻き回された第2の巻き線および第4の巻き線を正相で直列接続してなる第2の回路と、を互いに逆相で並列接続し、
前記第1の回路および前記第2の回路を逆相で並列接続して構成された回路に前記電源を接続して前記励起電圧を与え、
前記第1の回路における前記第1の巻き線と前記第3の巻き線とを接続する接続点の電圧と、前記第2の回路における前記第2の巻き線と前記第4の巻き線とを接続する接続点の電圧と、をそれぞれ前記検出回路に与えることを特徴とする位置検出装置。
A core attached to a moving body that moves along the platen, and facing the platen;
A winding wound around the core;
A power supply for applying a high frequency excitation voltage to the winding;
A detection circuit for detecting a voltage generated in the winding;
A position detection device for detecting the position of the moving body based on the voltage detected by the detection circuit,
The core includes a first core, a second core, a third core, and a fourth core arranged in order along the moving direction of the moving body at a pitch of 3/4 of the pitch of the platen teeth,
A first circuit formed by serially connecting a first winding and a third winding wound around the first core and the third core in a positive phase; the second core; A second circuit formed by connecting the second winding and the fourth winding wound around the fourth core in series in the normal phase, and in parallel in the opposite phase to each other,
Connecting the power source to a circuit configured by connecting the first circuit and the second circuit in parallel in opposite phases to provide the excitation voltage;
A voltage at a connection point connecting the first winding and the third winding in the first circuit; and the second winding and the fourth winding in the second circuit. A position detecting device, wherein a voltage at a connection point to be connected is supplied to the detection circuit.
プラテンに沿って移動する移動体に取り付けられ、前記プラテンに対向するコアと、
前記コアに巻き回された巻き線と、
前記巻き線に高周波の励起電圧を与える電源と、
前記巻き線に発生する電圧を検出する検出回路と、
を備え、前記検出回路で検出される電圧に基づいて移動体の位置を検出する位置検出装置であって、
前記コアとして、前記移動体の移動方向について、プラテンの歯のピッチに対して互いに180度の位相差をもつ位置に設けられた第1のコアおよび第3のコアを備え、
前記第1のコアと前記第3のコアにそれぞれ巻き回された第1の巻き線および第3の巻き線を正相で直列接続することで第1の回路を構成し、
前記第1の回路に前記電源を接続して前記励起電圧を与え、
前記第1の回路における前記第1の巻き線と前記第3の巻き線とを接続する接続点の電圧を前記検出回路に与えることを特徴とする位置検出装置。
A core attached to a moving body that moves along the platen, and facing the platen;
A winding wound around the core;
A power supply for applying a high frequency excitation voltage to the winding;
A detection circuit for detecting a voltage generated in the winding;
A position detection device for detecting the position of the moving body based on the voltage detected by the detection circuit,
The core includes a first core and a third core provided at positions having a phase difference of 180 degrees with respect to the pitch of the platen teeth with respect to the moving direction of the moving body,
A first circuit is configured by serially connecting a first winding and a third winding wound around the first core and the third core in a positive phase,
Connecting the power source to the first circuit to provide the excitation voltage;
A position detection device that applies a voltage at a connection point connecting the first winding and the third winding in the first circuit to the detection circuit.
前記第1のコアは複数の分割コアに分割されるとともに、前記分割コアにそれぞれ巻き回された巻き線を正相で直列接続することで前記第1の巻き線が構成され、
前記複数の分割コアは、前記移動体の移動方向について前記プラテンの歯に対して同一位相の位置に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の位置検出装置。
The first core is divided into a plurality of divided cores, and the first winding is configured by serially connecting the windings wound around the divided cores in a positive phase,
The position detection device according to claim 1, wherein the plurality of divided cores are arranged at the same phase with respect to the teeth of the platen in the moving direction of the moving body.
前記第1のコアは複数の分割コアに分割されるとともに、前記分割コアにそれぞれ巻き回された巻き線を正相で直列接続することで前記第1の巻き線が構成され、
前記複数の分割コアは、前記移動体の移動方向について前記プラテンの歯に対して互いに僅かに位相がずれた位置に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の位置検出装置。
The first core is divided into a plurality of divided cores, and the first winding is configured by serially connecting the windings wound around the divided cores in a positive phase,
The position detection device according to claim 1, wherein the plurality of divided cores are arranged at positions slightly out of phase with respect to the teeth of the platen with respect to the moving direction of the moving body.
前記複数の分割コアは、前記移動体の移動方向と直交する方向について互いにずれた位置に配置されることを特徴とする請求項3または4に記載の位置検出装置。 5. The position detection device according to claim 3, wherein the plurality of divided cores are arranged at positions shifted from each other in a direction orthogonal to a moving direction of the moving body.
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