JP2011050225A - Linear motor and linear motor drive system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、搬送装置の台車の駆動等に用いられるリニアモータに関し、特に、マグネットにより位置検出が行われるリニアモータ、およびそのリニアモータを制御するモータ駆動装置を備えたリニアモータ駆動システムに関する。 The present invention relates to a linear motor used for driving a carriage of a transfer device, and more particularly to a linear motor whose position is detected by a magnet and a linear motor driving system including a motor driving device that controls the linear motor.
機械内搬送装置、部品搬送装置等の分野で利用されるリニアモータにおいて、フィードバック制御における高い位置決め精度のためのリニアエンコーダが利用されている。しかし、リニアスケールのセッティングに関して、セッティングの精度が厳しく要求されており、また可動子がロングストロークになると、リニアスケールの長さが長くなるためコストアップになる。また、光学式リニアエンコーダの場合、特に塵芥や汚れ等に対する耐環境性が十分ではない。そこで、磁気式リニアエンコーダとしてのセッティングが不要であり、ローコストで、耐環境性に強いリニアモータが提案されている。 Linear motors for high positioning accuracy in feedback control are used in linear motors used in the fields of in-machine transfer devices, component transfer devices, and the like. However, with respect to the setting of the linear scale, the setting accuracy is strictly required, and when the mover has a long stroke, the length of the linear scale becomes longer and the cost increases. In addition, in the case of an optical linear encoder, the environmental resistance particularly against dust and dirt is not sufficient. Therefore, a linear motor that does not require setting as a magnetic linear encoder, is inexpensive, and has high environmental resistance has been proposed.
例えば、特許文献1には、永久磁石が、リニアモータの界磁と磁気式リニアエンコーダの被検出体である磁気スケール部を兼用して構成すると共に、永久磁石のピッチ間隔が当該磁気スケール部のスケールピッチとなるように設けてあるリニアモータ装置が開示されている。
For example, in
ところで、リニアモータは、1つの固定子上を可動子が移動する構造が一般的であるが、搬送路が長くなると、設備コストが高くなる等の問題が生じるため、固定子を分散させて配置する方法が提案されている。 By the way, the linear motor generally has a structure in which the mover moves on one stator. However, if the conveying path becomes long, problems such as an increase in equipment cost occur. A method has been proposed.
しかしながら、特許文献1の技術は、可動子が固定子間を跨ぐ場合等、固定子の分散配置を十分考慮したリニアモータとは言えない。特に、固定子間を可動子が移動する際、磁気センサが磁気スケールを兼ねた駆動用のマグネットを検知できない領域がある。この場合を考慮した高精度の位置決めを行う必要がある。
However, the technique of
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡易でより精度の高い位置決めが可能なリニアモータおよびリニアモータの駆動システムを提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a linear motor and a linear motor driving system capable of simple and more accurate positioning.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、固定子と可動子とが互いに相対運動するリニアモータであって、前記固定子または前記可動子に設けられ、前記相対運動の方向に異なる磁極のマグネットが交互に並べられ、前記可動子の位置を検出するための位置検出用マグネット部と、前記相対運動する前記位置検出用マグネット部の前記マグネットを検出して位置を検出するための位置検出用センサと、前記相対運動する前記位置検出用マグネット部のマグネットを検出するゲート用センサと、を備え、前記ゲート用センサが前記位置検出用マグネット部を検出するとき、前記位置検出用センサが前記位置検出用マグネット部に重なる位置に配置されたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the invention according to
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のリニアモータにおいて、前記ゲート用センサは、前記位置検出用マグネット部の磁極を検出することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the linear motor according to the first aspect, the gate sensor detects a magnetic pole of the position detecting magnet unit.
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のリニアモータにおいて、前記位置検出用マグネット部と前記ゲート用センサとが近づく際、前記ゲート用センサが、前記位置検出用マグネット部における先頭の前記マグネットの磁極と同一の磁極を検出し、前記位置検出用センサが、前記位置検出用マグネット部と前記ゲート用センサとの間に配置されたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the linear motor according to the second aspect, when the position detecting magnet unit and the gate sensor approach, the gate sensor is connected to the position detecting magnet unit. A magnetic pole identical to the magnetic pole of the leading magnet is detected, and the position detection sensor is disposed between the position detection magnet section and the gate sensor.
また、請求項4に記載の発明は、請求項2に記載のリニアモータにおいて、前記位置検出用マグネット部と前記ゲート用センサとが近づく際、前記ゲート用センサが、前記位置検出用マグネット部における先頭の前記マグネットの磁極と異なる磁極を検出し、かつ、前記位置検出用マグネット部と前記位置検出用センサとの間に配置されたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the linear motor according to the second aspect, when the position detecting magnet unit and the gate sensor approach each other, the gate sensor is connected to the position detecting magnet unit. A magnetic pole different from the magnetic pole of the leading magnet is detected, and the magnetic pole is arranged between the position detecting magnet section and the position detecting sensor.
また、請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のリニアモータにおいて、複数の前記ゲート用センサが、前記相対運動の方向に配列されたことを特徴とする。
The invention according to
また、請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のリニアモータにおいて、前記ゲート用センサが位置検出用マグネット部を検出するとき、前記位置検出用センサの信号を出力するゲート部を更に備えたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the linear motor according to any one of the first to third aspects, when the gate sensor detects the position detecting magnet portion, the position detecting sensor. It is further characterized by further comprising a gate portion for outputting the above signal.
また、請求項7に記載の発明は、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のリニアモータにおいて、前記位置検出用マグネット部が、前記可動子を駆動させる駆動用マグネットであることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項8に記載の発明は、請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の前記リニアモータにおいて、前記リニアモータを制御するモータ駆動装置を備えたことを特徴とする。
The invention described in
本発明によれば、固定子と可動子とが互いに相対運動するリニアモータであって、固定子または可動子に設けられ、相対運動の方向に異なる磁極のマグネットが交互に並べられ、可動子の位置を検出するための位置検出用マグネット部と、相対運動する位置検出用マグネット部のマグネットを検出して位置を検出するための位置検出用センサと、相対運動する位置検出用マグネット部のマグネットを検出するゲート用センサと、を備え、ゲート用センサが位置検出用マグネット部を検出するとき、位置検出用センサが位置検出用マグネット部に重なる位置に配置されたことにより、固定子間を可動子が移動する際等において、可動子が位置検出用センサの検出領域に進入する際に生じる位置検出用センサの出力の乱れを、ゲート用センサに基づき除去するので、簡易でより精度の高い位置決めが可能なリニアモータおよびリニアモータの駆動システムを提供することができる。 According to the present invention, a linear motor in which a stator and a mover move relative to each other, provided on the stator or mover, magnets of different magnetic poles arranged alternately in the direction of relative movement, A position detecting magnet for detecting a position, a position detecting sensor for detecting a magnet by detecting a magnet of the position detecting magnet for relative movement, and a magnet for a position detecting magnet for relative movement. And a gate sensor for detecting the position detection magnet portion. When the gate sensor detects the position detection magnet portion, the position detection sensor is disposed at a position overlapping the position detection magnet portion, so that the mover is moved between the stators. When the mover moves into the detection area of the position detection sensor, the disturbance of the output of the position detection sensor that occurs when the mover enters the detection area of the position detection sensor Because can remove, it is possible to provide a linear motor and a linear motor driving system capable of more accurate positioning with simple.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態に係るリニアモータの駆動システムの概略構成および機能について、図に基づき説明する。
(First embodiment)
First, a schematic configuration and function of a drive system for a linear motor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施形態に係るリニアモータの駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。図2は、図1の固定子および可動子の一例を模式的に示す平面図である。図3は、図1のリニアモータの固定子および可動子の一例を模式的に示す斜視図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a linear motor drive system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of the stator and the mover shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of a stator and a mover of the linear motor of FIG.
図1に示すように、リニアモータ駆動システムは、磁気的な作用により互いに相対運動する固定子10および可動子20と、リニアモータ1のモータに電流を供給して駆動させるモータ駆動装置(ドライバ)40と、モータ駆動装置40を制御する上位コントローラ50と、を備える。なお、図1では、固定子10および可動子20の側面から見た構成を模式的に示している。
As shown in FIG. 1, the linear motor drive system includes a
固定子10は、図1に示すように、モータ駆動装置40からの3相交流電流が供給され可動子20と磁気的に作用をするコイル部15と、可動子20の位置を検知する位置検出用センサ16(16L、16R)と、位置検出用センサ16の出力を制御するためのゲート用センサ36(36n、36s)と、位置検出用センサ16とゲート用センサ36との出力に基づき、可動子20の位置に関する信号を出力するゲート部37(37L、37R)と、コイル部15の長手方向の左右に設置されたゲート部37L、37Rからの信号を切り替える位置情報切替器38と、を有する。
As shown in FIG. 1, the
可動子20は、図1に示すように、部品やワーク等を載せるテーブル21と、テーブル21の下面に設置された駆動用のマグネット25n、25sから構成され、コイル部15と磁気的に作用する駆動用マグネット部25と、を有する。そして、可動子20は、部品やワーク等のキャリアとして機能する。
As shown in FIG. 1, the
次に、図2(A)に示すように、固定子10のコイル部15は、U相用のコイル15u、V相用のコイル15v、および、W相用のコイル15wの3種類を有する。これらコイル15u、15v、コイル15wは、固定子10の長手方向(相対運動の方向)に、U相、V相、および、W相の順に周期的に配列されている。
Next, as shown in FIG. 2 (A), the
位置検出用センサ16(16L、16R)は、駆動マグネット部25のマグネット25n、25sの磁力を検出する磁気センサである。磁気スケールの代わりに、相対運動方向に交互に配列されているN極のマグネット25nとS極のマグネット25sとを検出することにより、可動子20の位置を検出する。また、図2(A)や図3に示すように、コイル部15の固定子10の長手方向の両脇に設置されていて、可動子20の駆動マグネット部25が、相対運動方向で、コイル部15に入ってきたことを検知等する。位置検出用センサ16は、コイル部15側の固定子10に設けられ、かつ、駆動用マグネット部25のマグネット25n、25sを検出して位置を検出する。このように、駆動マグネット部25は、固定子または可動子に設けられ、相対運動の方向に異なる磁極のマグネットが交互に並べられ、可動子の位置を検出するための位置検出用マグネット部の一例として機能する。
The position detection sensors 16 (16L, 16R) are magnetic sensors that detect the magnetic force of the magnets 25n, 25s of the
次に、図1や図2(B)や図3に示すように、駆動用マグネット部25は、長手方向に長さL1で、N極が固定子10に対向する面に表れたマグネット25nと、S極が固定子10に対向する面に表れたマグネット25sとを有する。N極のマグネット25nとS極のマグネット25sとは、交互に相対運動方向に配列されている。このようにN極、S極の順に、マグネット25nとマグネット25sとが交互に、固定子10と可動子20の相対運動の方向に周期的に配列された周期構造が形成される。そして駆動用マグネット部25は、コイル部15に磁気的に作用して、可動子20の推進力を発生させる。このように、駆動用マグネット部25は、相対運動の方向に異なる磁極のマグネットが交互に並べられた一例である。
Next, as shown in FIG. 1, FIG. 2 (B), and FIG. 3, the driving
なお、図2や図3におけるコイル部15の長手方向の長さ、すなわち、コイル部15における両端のU相用のコイル15uおよびW相用のコイル15wの長手方向の距離と、図1において図示されたコイル部15の長手方向の長さとは、対応している。同様に、図2や図3における駆動マグネット部25の長手方向の長さL1と、図1において図示された駆動用マグネット部25の長手方向の長さL1とは、対応している。
2 and 3, the length of the
次に、ゲート用センサ36は、ホール素子等から形成され、磁極を検出できるセンサである。ゲート用センサ36nは、駆動用マグネット部25のマグネット25nを検出できるN極検出用のホール素子を有し、ゲート用センサ36sは、マグネット25sを検出できるS極検出用のホール素子を有する。図1や図2(A)や図3に示すように、ゲート用センサ36nは、固定子10において、位置検出用センサ16Lの隣の外側に設置され、ゲート用センサ36sは、固定子10において、位置検出用センサ16Rの隣の外側に設置されている。また、図1の図中において、ゲート用センサ36n、36sを左右どちらの位置に設置するかは、可動子20の駆動用マグネット部25のマグネット25n、25sの並びの順に依存する。図1に示すように、駆動用マグネット部25において、マグネット25nが図中左端で、マグネット25sが図中右端である場合、ゲート用センサ36nは、図中左端、ゲート用センサ36sは、図中右端になる。マグネット25n、25sの並びが逆になると、ゲート用センサ36n、36sの並びも逆になる。
Next, the
このように、ゲート用センサ36は、コイル部15側の固定子10に設けられ、かつ、相対運動する駆動用マグネット部25のマグネット25n、25sを検出する。また、このようにゲート用センサ36が位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25を検出するとき、位置検出用センサ16が駆動用マグネット部に重なる位置に配置される。また、ゲート用センサ36は、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25のマグネット25nまたはマグネット25sの磁極を検出する。
As described above, the
ゲート部37は、位置検出用センサ16およびゲート用センサ36に接続する入力端と、位置情報切替器38に接続する出力端とを有する。ゲート部37は、ゲート用センサ36からの信号に応じて、位置検出用センサ16の信号を、位置情報切替器38に通すゲートの機能を有する。このようにゲート部37は、ゲート用センサ36がゲート用マグネット35を検出するとき、位置検出用センサ16の信号を出力する。
The
次に、位置情報切替器38は、図1に示したように、ゲート部37を通した複数の位置検出用センサ16からの入力信号が複数あると、そのうち1つを選択して、モータ駆動装置40に対して出力する。例えば、位置情報切替器38は、最新に入力した入力信号を出力する。また、位置情報切替器38は、入力信号が1つの場合は、そのまま出力し、入力信号が無い場合は、出力をしない。
Next, as shown in FIG. 1, when there are a plurality of input signals from the plurality of
次に、モータ駆動装置40は、図4に示したように、センサ等の情報に基づきリニアモータの固定子10に流す電流を制御する制御器41と、制御器41に基づき電源45から電力を変換する電力変換器42と、電力変換器42が固定子10に流している電力を検出する電流センサ43と、を有する。
Next, as shown in FIG. 4, the
制御器41は、電流センサ43と、制御ライン51により上位コントローラ50と、エンコーダケーブル52により位置情報切替器38と接続されている。
The controller 41 is connected to the
そして、制御器41は、上位コントローラ50からの指令値どおりに可動子20が移動するように、PWMインバータ(PWM:Pulse Width Modulation)等の電力変換器42を制御し、最終的には固定子10のコイル部15に供給する電流を制御する。制御器41の制御系は、位置制御を行う位置制御ループと、速度制御を行う速度制御ループと、電流制御を行う電流制御ループ等と、から構成される。さらに、制御器41は、CPU(Central Processing Unit)やRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)を有する。
The controller 41 controls a
モータ駆動装置40は、上位コントローラ50からの指令値により制御され、上位コントローラ50の指令値どおりの位置に達するまで、固定子10のコイル部15に電流を供給する。
The
なお、図1や図4に示すように、上位コントローラ50と各々のモータ駆動装置40とは、制御ライン51により接続されている。モータ駆動装置40と位置情報切替器38とは、エンコーダケーブル52により接続されている。位置検出用センサ16、ゲート用センサ36、ゲート部37、および、位置情報切替器38は、エンコーダケーブル52により接続されている。モータ駆動装置40と固定子10とは、動力ケーブル53により接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
また、上位コントローラ50は、制御ライン51を通してモータ駆動装置40に指令値のパルス信号を送る。上位コントローラ50からの指令値を受信したモータ駆動装置40は、指令値と位置情報切替器38からの情報とを比較して、駆動している可動子20が目標位置に達していないとき、動力ケーブル53に電流を流し続ける。なお、上位コントローラ50は、予め設定してある作業の手順に従い、モータ駆動装置40に指令値を出力する。
The
次に、位置検出用センサ16を構成する磁気センサについて図に基づき説明する。
Next, the magnetic sensor constituting the
図5は、図1の位置検出用センサを構成する二組のフルブリッジ構成の磁気センサを示す図(図中(A)は磁気センサの強磁性薄膜金属の形状を示す平面図、図中(B)は等価回路図)である。 FIG. 5 is a diagram showing two sets of full-bridge magnetic sensors constituting the position detection sensor of FIG. 1 ((A) is a plan view showing the shape of the ferromagnetic thin film metal of the magnetic sensor, B) is an equivalent circuit diagram).
位置検出用センサ16の磁気センサは、Si若しくはガラス基板と、その上に形成されたNi,Feなどの強磁性金属を主成分とする合金の強磁性薄膜金属で構成される磁気抵抗素子を有する。磁気センサは、特定の磁界方向で抵抗値が変化するためにAMR(Anisotropic-Magnetro-Resistance)センサ(異方性磁気抵抗素子)と呼ばれる。
The magnetic sensor of the
図5に示したように、位置検出用センサ16の磁気センサは、運動の方向を知るために、二組のフルブリッジ構成のエレメントを、互いに45°傾くように1つの基板上に形成されている。二組のフルブリッジ回路によって得られた出力VoutAとVoutBは、図6に示されるように、互いに90°の位相差を持つ余弦波および正弦波となる。マグネット25n、25sが相対運動方向に交互に配列されているため、位置検出用センサ16の出力が、余弦波および正弦波となる。このように位置検出用センサ16は、可動子20の駆動用マグネット部25の周期構造に基づき、相対運動によって周期的に生ずる磁界の方向の変化を、90°の位相差を持つ正弦波状信号および余弦波状信号として出力する。
As shown in FIG. 5, the magnetic sensor of the
ところで、図7に示すように、ゲート用センサ26が無いリニアモータの場合、可動子20が、固定子10上を移動して、位置検出用センサ16に、駆動用マグネット部25に差し掛かるとき、図8に示すように、位置検出用センサ16の出力波形Scの余弦波や正弦波の形状が乱れ、高精度の位置検出が難しくなる。この理由は、駆動用マグネット部25の端にあるマグネット25n、25sの磁界が、駆動用マグネット部25の端から相対運動方向に離れると、徐々に減衰したり、マグネット25n、25sのエッジ効果等により、マグネット25n、25sの磁界が乱れたりするからと考えられる。このように位置検出用センサ16に、駆動用マグネット部25に近づく過渡状態において、位置検出用センサ16の出力波形Scが乱れるが、位置検出用センサ16を駆動用マグネット部25が通過している際の安定状態においては、位置検出用センサ16の出力波形が安定する。
Incidentally, as shown in FIG. 7, in the case of a linear motor without the gate sensor 26, when the
本実施形態では、位置検出用センサ16の出力の乱れを取り除くため、位置検出用センサ16の出力が安定して、乱れが少ない余弦波および正弦波を出力している間、出力できるように、図1から図3に示すように、ゲート用センサ36を設けている。固定子10に設置されたゲート用センサ36により、図8に示すように、ゲート用センサ36の出力信号Sg1を出力する。そして、ゲート部37が、ゲート用センサ36がONの回数をカウンタ回路等によりカウントし、あるカウント数の間のみ、位置検出用センサ16の出力を通過させる。例えば、ゲート用センサ36の出力信号Sg1の最初の立ち上がりで、信号Sg2がONになり、駆動用マグネット部25のマグネット25nまたはマグネット25sの個数目の出力信号Sg1の立ち上がりで信号Sg2がOFFとなるようにする。
In this embodiment, in order to remove the disturbance of the output of the
なお、図8に示すように、位置検出用センサ16の出力波形Scは、駆動用マグネット部25の両端のマグネット25nとマグネット25sとの距離Lmvや駆動用マグネット部25の長さL1の間、安定している。ゲート用センサ36と、駆動用マグネット部25におけるマグネット25n、25sの極間のある距離により、位置検出用センサ16の出力波形Scが安定している部分を取り出すようにしている。
As shown in FIG. 8, the output waveform Sc of the
次に、ゲート部37を通過した信号は、位置検出回路(図示せず)に取り込まれ、90°位相が異なる正弦波状信号および余弦波状信号にディジタル的な内挿処理を加えて高分解能の位相角データに変換される。
Next, the signal that has passed through the
そして、位置検出回路は、この位相角データからA相エンコーダパルス信号(正弦波状信号に対応)およびB相エンコーダパルス信号(余弦波状信号に対応)を生成し、1周期に1度のZ相パルス信号を生成する。これらA相エンコーダパルス信号、B相エンコーダパルス信号およびZ相パルス信号の位置信号が、位置情報切替器38に入力される。図4に示したように、モータ駆動装置40は、これらA相エンコーダパルス信号、B相エンコーダパルス信号およびZ相パルス信号の位置信号に基づいて、電力変換器42を制御する。
Then, the position detection circuit generates an A-phase encoder pulse signal (corresponding to a sine wave signal) and a B-phase encoder pulse signal (corresponding to a cosine wave signal) from the phase angle data, and generates a Z-phase pulse once per cycle. Generate a signal. The position signals of these A-phase encoder pulse signal, B-phase encoder pulse signal, and Z-phase pulse signal are input to the
次に、リニアモータ1の動作例を図9から図12に基づき説明する。
Next, an operation example of the
図9の(A)から(E)および図10の(A)から(D)は、図3の固定子および可動子の相対運動におけるゲート用センサの動作例を示す模式図で、可動子20が図中左から右に移動している場合である。なお、図中、可動子20のテーブル21は、省略してある。また、図2〜図4に示されていた固定子10のベース部も省略してある。
FIGS. 9A to 9E and FIGS. 10A to 10D are schematic views showing an operation example of the gate sensor in the relative movement of the stator and the mover in FIG. Is when moving from left to right in the figure. In addition, the table 21 of the needle |
図9(A)に示すように、可動子20が移動し、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25とゲート用センサ36nとが近づいている。ゲート用センサ36nは、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25sの磁極(S極)と異なる磁極(N極)を検出する機能を有する。図9(A)に示すように、ゲート用センサ36nは、駆動用マグネット部25と位置検出用センサ16Lとの間に配置された形になっている。このように、可動子20の進行方向に対して、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25sが、ゲート用センサ36nが検出できる磁極と異なる場合、ゲート用センサ36nは、位置検出用センサ16Lの手前にある構成である。
As shown in FIG. 9A, the
次に、図9(B)に示すように、可動子20の駆動用マグネット部25の移動方向の先頭部が、ゲート用センサ36nに差し掛かったとき、駆動用マグネット部25の図中右端のS極のマグネット25sが差し掛かっていて、ゲート用センサ36nの出力が”OFF”であるため、位置検出用センサ16Lからの情報は、ゲート部37Lにより遮断され、モータ駆動装置40には、出力されない。
Next, as shown in FIG. 9B, when the leading portion of the moving direction of the driving
次に、図9(C)に示すように、可動子20の駆動用マグネット部25が、位置検出用センサ16Lに差し掛かるが、ゲート用センサ36nには、依然S極のマグネット25sの磁力が及ぶ領域にあり、ゲート用センサ36nの出力が”OFF”であるため、位置検出用センサ16Lからの情報は、ゲート部37Lにより遮断され、モータ駆動装置40には、出力されない。
Next, as shown in FIG. 9C, the driving
次に、図9(D)に示すように、可動子20の駆動用マグネット部25が、コイル部15に差し掛かったとき、位置検出用センサ16Lが、駆動用マグネット部25に重なっていて、位置検出用センサ16Lが、乱れが少ない磁界を検出できる状態である。このとき、駆動用マグネット部25の図中右端のS極マグネット25sの隣のN極のマグネット25nが、ゲート用センサ36nに差し掛かり、N極のマグネット25nの磁力が及ぶ領域に入った後、ゲート用センサ36nの出力が”ON”となる。そして、位置検出用センサ16Lの情報が、ゲート部37Lから位置情報切替器38を通して、モータ駆動装置40に、出力され、位置検出が開始される。この位置検出用センサ16Lの位置が、可動子20の位置を検出する上での固定子10おける原点となる。
Next, as shown in FIG. 9D, when the driving
次に、図9(E)に示すように、可動子20の駆動用マグネット部25の図中右から2番目のS極のマグネット25sの磁力が及ぶ領域に、ゲート用センサ36nが入っていて、ゲート用センサ36nの出力信号はOFFであるが、ゲート部37Lにおけるカウント数が、マグネット25nまたはマグネット25sの個数未満であるので、ゲート部37Lのゲートは開いたままで、位置検出用センサ16Lの情報が、ゲート部37Lから出力されている。
Next, as shown in FIG. 9 (E), the
このように、本実施形態のリニアモータは、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25とゲート用センサ36とが近づく際、ゲート用センサ36nが、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25sの磁極と異なる磁極を検出し、かつ、駆動用マグネット部25と位置検出用センサ16Lとの間に配置された一例である。なお、このように異なる磁極の場合、ゲート用センサ36nと位置検出用センサ16Lとの距離D1が、隣接したマグネット25n、25s間の距離D2より短い。
As described above, in the linear motor according to the present embodiment, when the
次に、可動子20は、固定子10上を移動して行き、図10(A)に示すように、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25とゲート用センサ36sとが近づいてくる。ゲート用センサ36sは、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25sの磁極(S極)と同一の磁極(S極)を検出する機能を有する。図10(A)に示すように、位置検出用センサ16Rは、駆動用マグネット部25とゲート用センサ36sとの間に配置された形になっている。このように、可動子20の進行方向に対して、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25sが、ゲート用センサ36sが検出できる磁極と同じ場合、位置検出用センサ16Rは、可動子20の進行方向において、ゲート用センサ36sの手前にある構成である。
Next, the
次に、図10(B)に示すように、可動子20がさらに移動し、可動子20の駆動用マグネット部25が、位置検出用センサ16Rに差し掛かったとき、ゲート用センサ36sには駆動用マグネット部25が差し掛かっていなく、ゲート用センサ36sの出力が”OFF”であるため、位置検出用センサ16Rからの情報は、ゲート部37Rにより遮断され、モータ駆動装置40には、出力されない。
Next, as shown in FIG. 10B, when the
次に、図10(C)に示すように、可動子20の駆動用マグネット部25が、ゲート用センサ36sに差し掛かり、駆動用マグネット部25の先頭部のマグネット25sがS極であるので、ゲート用センサ36sの出力が”ON”となる。このとき、位置検出用センサ16Rが、駆動用マグネット部25に重なっていて、位置検出用センサ16Lが、乱れが少ない磁界を検出できる状態である。ゲート用センサ36sの出力が”ON”であるので、位置検出用センサ16Rの情報が、ゲート部37Rから位置情報切替器38に入力される。このとき、位置検出用センサ16Lからの情報は、位置情報切替器38により遮断され、位置検出用センサ16Rがモータ駆動装置40に出力され、位置検出用センサ16Rからの情報に基づき、位置検出が開始される。なお、ゲート用センサ36nは、マグネット25sの磁力が及ぶ領域にあり、出力信号がOFFであるが、ゲート部37Lにおけるカウント数が、マグネット25nまたはマグネット25sの個数未満であるので、ゲート部37Lのゲートは開いたままで、位置検出用センサ16Lの情報が、ゲート部37Lから出力されている。
Next, as shown in FIG. 10C, the driving
この位置検出用センサ16Rが、固定子10における新たな原点となり、可動子20の位置を検出する。なお、固定子10の原点は、位置検出用センサ16Lの位置のままでもよい。この場合、位置検出用センサ16Lと位置検出用センサ16Rの距離は予め分かるので、この距離を位置検出用センサ16Rからの情報に加算させる。
This
次に、図10(D)に示すように、駆動用マグネット部25の図中右端のS極マグネット25sの隣のN極のマグネット25nの磁力が及ぶ領域に、ゲート用センサ36sが入った後、ゲート用センサ36sの出力信号はOFFとなるが、ゲート部37Rにおけるカウント数が、マグネット25nまたはマグネット25sの個数未満であるので、ゲート部37Rのゲートは開いたままで、位置検出用センサ16Rの情報が、ゲート部37Rから出力されている。一方、ゲート用センサ36nは、マグネット25nの磁力が及ぶ領域にあり、かつ、ゲート部37Lにおけるカウント数が、マグネット25nまたはマグネット25sの個数であるので、ゲート部37Lのゲートは閉じ、位置検出用センサ16Lの情報が、ゲート部37Lにより遮断される。
Next, as shown in FIG. 10D, after the gate sensor 36s has entered the region where the magnetic force of the N-pole magnet 25n adjacent to the S-pole magnet 25s at the right end of the
このように、本実施形態のリニアモータは、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25とゲート用センサ36sとが近づく際、ゲート用センサ36sが、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25sの磁極と同一の磁極を検出し、位置検出用センサ16Rが、駆動用マグネット部25とゲート用センサ36sとの間に配置された一例である。
As described above, in the linear motor according to the present embodiment, when the driving
次に、可動子20が逆向きに移動する場合の、ゲート用センサ36の動作例について説明する。
Next, an example of the operation of the
図11の(A)から(E)および図12の(A)から(D)は、図3の固定子および可動子の相対運動におけるゲート用センサの動作例を示す模式図で、可動子20が図中右から左に移動している場合で、図9および図10の場合とは逆向きに移動している。 FIGS. 11A to 11E and FIGS. 12A to 12D are schematic views showing an operation example of the gate sensor in the relative motion of the stator and the mover in FIG. Is moving from the right to the left in the figure, and is moving in the opposite direction to the case of FIGS.
図11(A)に示すように、可動子20が移動し、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25とゲート用センサ36sとが近づいている。ゲート用センサ36sは、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25nの磁極(N極)と異なる磁極(S極)を検出する機能を有する。図11(A)に示すように、ゲート用センサ36sは、駆動用マグネット部25と位置検出用センサ16Rとの間に配置された形になっている。このように、可動子20の進行方向に対して、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25nが、ゲート用センサ36sが検出できる磁極と異なる場合、ゲート用センサ36sは、位置検出用センサ16Rの手前にある構成である。
As shown in FIG. 11A, the
次に、図11(B)に示すように、可動子20の駆動用マグネット部25の移動方向の先頭部が、ゲート用センサ36sに差し掛かったとき、駆動用マグネット部25の図中左端のN極のマグネット25nが差し掛かっていて、ゲート用センサ36sの出力が”OFF”であるため、位置検出用センサ16Rからの情報は、ゲート部37Rにより遮断され、モータ駆動装置40には、出力されない。
Next, as shown in FIG. 11B, when the leading portion of the moving direction of the driving
次に、図11(C)に示すように、可動子20の駆動用マグネット部25が、位置検出用センサ16Rに差し掛かるが、ゲート用センサ36sには、依然N極のマグネット25nの磁力が及ぶ領域にあり、ゲート用センサ36sの出力が”OFF”であるため、位置検出用センサ16Rからの情報は、ゲート部37Rにより遮断され、モータ駆動装置40には、出力されない。
Next, as shown in FIG. 11C, the driving
次に、図11(D)に示すように、可動子20の駆動用マグネット部25が、コイル部15に差し掛かったとき、位置検出用センサ16Rが、駆動用マグネット部25に重なっていて、位置検出用センサ16Rが、乱れが少ない磁界を検出できる状態である。このとき、駆動用マグネット部25の図中右端のN極マグネット25nの隣のS極のマグネット25sが、ゲート用センサ36sに差し掛かり、S極のマグネット25sの磁力が及ぶ領域に入った後、ゲート用センサ36sの出力が”ON”となる。そして、位置検出用センサ16Rの情報が、ゲート部37Rから位置情報切替器38を通して、モータ駆動装置40に、出力され、位置検出が開始される。この位置検出用センサ16Rの位置が、可動子20の位置を検出する上での固定子10おける原点となる。
Next, as shown in FIG. 11D, when the driving
次に、図11(E)に示すように、可動子20の駆動用マグネット部25の図中左から2番目のN極のマグネット25nの磁力が及ぶ領域に、ゲート用センサ36sが入った後、ゲート用センサ36sの出力信号はOFFとなるが、ゲート部37Rにおけるカウント数が、マグネット25nまたはマグネット25sの個数未満であるので、ゲート部37Rのゲートは開いたままで、位置検出用センサ16Rの情報が、ゲート部37Rから出力されている。
Next, as shown in FIG. 11E, after the gate sensor 36s has entered the region where the magnetic force of the second N-pole magnet 25n from the left of the driving
このように、本実施形態のリニアモータは、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25とゲート用センサ36とが近づく際、ゲート用センサ36sが、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25nの磁極と異なる磁極を検出し、かつ、駆動用マグネット部25と位置検出用センサ16Rとの間に配置された一例である。
As described above, in the linear motor of this embodiment, when the driving
次に、可動子20は、固定子10上を移動して行き、図12(A)に示すように、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25とゲート用センサ36nとが近づいてくる。ゲート用センサ36nは、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25nの磁極(N極)と同一の磁極(N極)を検出する機能を有する。図12(A)に示すように、位置検出用センサ16Lは、駆動用マグネット部25とゲート用センサ36nとの間に配置された形になっている。このように、可動子20の進行方向に対して、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25nが、ゲート用センサ36nが検出できる磁極と同じ場合、位置検出用センサ16Lは、可動子20の進行方向において、ゲート用センサ36sの手前にある構成である。
Next, the
次に、図12(B)に示すように、可動子20がさらに移動し、可動子20の駆動用マグネット部25が、位置検出用センサ16Lに差し掛かったとき、ゲート用センサ36sには駆動用マグネット部25が差し掛かっていなく、ゲート用センサ36nの出力が”OFF”であるため、位置検出用センサ16Lからの情報は、ゲート部37Lにより遮断され、モータ駆動装置40には、出力されない。
Next, as shown in FIG. 12B, when the
次に、図12(C)に示すように、可動子20の駆動用マグネット部25が、ゲート用センサ36nに差し掛かり、駆動用マグネット部25の先頭部のマグネット25nがN極であるので、ゲート用センサ36nの出力が”ON”となる。このとき、位置検出用センサ16Lが、駆動用マグネット部25に重なっていて、位置検出用センサ16Lが、乱れが少ない磁界を検出できる状態である。ゲート用センサ36sの出力が”ON”であるので、位置検出用センサ16Rの情報が、ゲート部37Rから位置情報切替器38に入力される。このとき、位置検出用センサ16Lからの情報は、位置情報切替器38により遮断され、位置検出用センサ16Rがモータ駆動装置40に出力され、位置検出用センサ16Rからの情報に基づき、位置検出が開始される。
この位置検出用センサ16Lが、固定子10における新たな原点となり、可動子20の位置を検出する。
Next, as shown in FIG. 12C, the driving
This
次に、図12(D)に示すように、駆動用マグネット部25の図中左端のN極マグネット25nの隣のS極のマグネット25sの磁力が及ぶ領域に、ゲート用センサ36nが入った後、ゲート用センサ36nの出力信号はOFFとなるが、ゲート部37Lにおけるカウント数が、マグネット25nまたはマグネット25sの個数未満であるので、ゲート部37Lのゲートは開いたままで、位置検出用センサ16Lの情報が、ゲート部37Lから出力されている。一方、ゲート用センサ36sは、マグネット25sの磁力が及ぶ領域にあり、かつ、ゲート部37Rにおけるカウント数が、マグネット25nまたはマグネット25sの個数であるので、ゲート部37Rのゲートは閉じ、位置検出用センサ16Rの情報が、ゲート部37Rにより遮断される。
Next, as shown in FIG. 12D, after the
このように、本実施形態のリニアモータは、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25とゲート用センサ36nとが近づく際、ゲート用センサ36nが、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25nの磁極と同一の磁極を検出し、位置検出用センサ16Lが、駆動用マグネット部25とゲート用センサ36nとの間に配置された一例である。
As described above, in the linear motor according to the present embodiment, when the
このように本実施形態によれば、固定子10と可動子20とが互いに相対運動するリニアモータ1であって、可動子20に設けられ、相対運動の方向に異なる磁極のマグネット25n、25sが交互に並べられ、可動子20の位置を検出するための位置検出用マグネット部の一例としての駆動用マグネット部25と、相対運動する駆動用マグネット部25のマグネット25n、25sを検出して位置を検出するための位置検出用センサ16と、相対運動する駆動用マグネット部25のマグネット25n、25sを検出するゲート用センサ36と、を備え、ゲート用センサ36が位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25を検出するとき、位置検出用センサ16が位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25に重なる位置に配置されたことにより、可動子20が位置検出用センサ16の検出領域に進入する際に生じる位置検出用センサ16の出力の乱れを、ゲート用センサ36に基づき除去するので、簡易でより精度の高い位置決めが可能なリニアモータ1およびリニアモータの駆動システムを提供することすることができる。
Thus, according to the present embodiment, the
また、ゲート用センサ36は、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25の磁極を検出する場合、より簡易に、位置検出用センサ16の出力の乱れを、除去できる。
Further, when detecting the magnetic pole of the driving
また、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25とゲート用センサ36とが近づく際、ゲート用センサ36が、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25n、25sの磁極と同一の磁極を検出し、位置検出用センサ16が、駆動用マグネット部25とゲート用センサ26との間に配置された場合、駆動用マグネット部25とゲート用センサ36とが近づく際、駆動用マグネット部25とゲート用センサ36との間にある位置検出用センサ16が、先に駆動用マグネット部25を検出するが、ゲート用センサ36の出力が”ON”でないため、過渡状態の位置検出用センサ16の出力を遮断できる。そして、位置検出用センサ16が駆動用マグネット部25に重なったあと、ゲート用センサ36の出力が”ON”になることにより、安定状態の位置検出用センサ16の出力を得ることができる。
Further, when the driving
また、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25とゲート用センサ36とが近づく際、ゲート用センサ36が、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25n、25sの磁極と異なる磁極を検出し、かつ、駆動用マグネット部25と位置検出用センサ16との間に配置された場合、駆動用マグネット部25とゲート用センサ36とが近づく際、駆動用マグネット部25と位置検出用センサ16との間にあるゲート用センサ36が、駆動用マグネット部25の先頭のマグネット25n、25sの異なる磁極を検出せず、このマグネット25n、25sが通過し、隣のマグネット25n、25sを検出したとき、駆動用マグネット部25と位置検出用センサ16とが重なっているため、乱れた波形を排除でき、安定状態の位置検出用センサ16の出力を得ることができる。
Further, when the driving
また、複数のゲート用センサ36が、相対運動の方向に配列された場合、例えば、可動子20が、固定子10から抜け出る場合や可動子20が、固定子より短い場合も、不安定な位置検出用センサ16の出力を遮断でき、高精度に位置検出ができる。
In addition, when the plurality of
また、ゲート用センサ36が位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25を検出するとき、位置検出用センサ16の信号を出力するゲート部37を更に備えた場合、ゲート部37を設けるだけで、モータ駆動装置40を改良せずに、不安定な位置検出用センサ16の出力を遮断でき、高精度に位置検出ができる。
In addition, when the
なお、第1実施形態の第1変形例として、図13に示すように、固定子10Bのコイル部15Bが、可動子20の駆動用マグネット部25より長くてもよい。この場合、位置検出用センサ16Mと、ゲート用センサ36sとを更に設ける。可動子20の長さ以下の間隔で、位置検出用センサ16L、16M、16Rを設置する。固定子10Bの中央部において、ゲート用センサ36sが、可動子20の進行方向の前方における位置検出用センサ16Mに隣に設置されている。また、可動子20の進行方向に対して、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25sが、ゲート用センサ36sが検出できる磁極と同じ場合で、位置検出用センサ16Mは、可動子20の進行方向において、ゲート用センサ36sの手前にある構成である。ここで、位置情報切替器38は、位置検出用センサ16L、16M、16Rからの入力信号に対して、最新に入力された信号をモータ駆動装置40に出力する。
As a first modification of the first embodiment, the coil portion 15B of the
なお、固定子12および可動子22の相対運動におけるゲート用センサ36の動作例だが、図13(A)が、図10(B)に対応し、図13(B)が図10(C)に対応しており、図10の位置検出用センサ16Rを、図13の位置検出用センサ16Mと読み替えるとほぼ動作を説明できるので、動作の説明を省略する。
FIG. 13A corresponds to FIG. 10B, and FIG. 13B corresponds to FIG. 10C. FIG. 13A shows an example of the operation of the
このように、本変形例のリニアモータは、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25と、固定子10Bの中央部のゲート用センサ36sとが近づく際、このゲート用センサ36sが、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25sの磁極と同一の磁極を検出し、位置検出用センサ16Mが、駆動用マグネット部25とゲート用センサ36sとの間に配置されている一例である。
As described above, when the linear motor according to the present modification approaches the driving
また、このように複数のゲート用センサ36n、36sが、相対運動の方向に配列されると、本変形例のように、可動子20が固定子10Bより短い場合でも、不安定な位置検出用センサ16の出力を遮断でき、高精度に位置検出ができる。
In addition, when the plurality of
また、第1実施形態の第2変形例として、図14に示すように、第1変形例における固定子10Bの中央部に設置するゲート用センサ36sの代わりに、ゲート用センサ36nを固定子10Cの中央部に設置してもよい。固定子10Cの中央部において、ゲート用センサ36nが、可動子20の進行方向の後方における位置検出用センサ16Mに隣に設置されている。
Further, as a second modification of the first embodiment, as shown in FIG. 14, instead of the gate sensor 36s installed at the center of the
また、可動子20の進行方向に対して、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25sが、ゲート用センサ36sが検出できる磁極と異なる場合で、ゲート用センサ36nは、可動子20の進行方向において、位置検出用センサ16Mの手前にある構成である。
Further, when the leading magnet 25s in the
なお、固定子12および可動子22の相対運動におけるゲート用センサ36の動作例だが、図14(A)が、図9(B)に対応し、図14(B)が図9(C)に対応しており、図9の位置検出用センサ16Lを、図13の位置検出用センサ16Mと読み替えるとほぼ動作を説明できるので、動作の説明を省略する。
FIG. 14 (A) corresponds to FIG. 9 (B), and FIG. 14 (B) corresponds to FIG. 9 (C), as an example of the operation of the
このように、本変形例のリニアモータは、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25とゲート用センサ36とが近づく際、ゲート用センサ36nが、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25sの磁極と異なる磁極を検出し、かつ、駆動用マグネット部25と位置検出用センサ16Mとの間に配置された一例である。
As described above, in the linear motor of this modification, when the driving
さらに、図15に示すように、第1実施形態の第3変形例として、複数の固定子10の間隔を空けて分散配置してもよい。なお、モータ駆動装置は、固定子10毎に設置され、上位コントローラは1台で、各モータ駆動装置を制御する。
Furthermore, as shown in FIG. 15, as a third modification of the first embodiment, a plurality of
図15は、可動子20が固定子10間を跨ぐように、固定子10が分散配置された分散配置リニアモータ1Cの概略構成を示す模式図である。なお、図15の(A)から(B)は、可動子20が、次の固定子10に移動する際の、ゲート用センサ36の動作例を示す模式図である。
FIG. 15 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a distributed
図15(A)に示すように、可動子20は、図中左側の固定子10における位置検出用センサ16Rを原点として、位置検出されている。また、可動子20が図中左側の固定子10に移動し、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25と図中右側の固定子10のゲート用センサ36nとが近づいている。なお、図中右側の固定子10における位置検出用センサ16Lやゲート用センサ36nの動作は、図9(A)に対応する。
As shown in FIG. 15A, the position of the
次に、図15(B)に示すように、可動子20の駆動用マグネット部25が、図中右側の固定子10のコイル部15に差し掛かったとき、位置検出用センサ16Lが、駆位置検出用マグネット部の一例の動用マグネット部25に重なっていて、位置検出用センサ16Lが、乱れが少ない磁界を検出できる状態である。なお、図中右側の固定子10における位置検出用センサ16Lやゲート用センサ36nの動作は、図9(D)に対応する。そして、位置検出用センサ16Lの位置を右側の固定子10における原点として、可動子20の位置検出が開始される。
Next, as shown in FIG. 15B, when the driving
そして、図15(C)に示すような状態まで、可動子20は、両固定子10において、位置検出が行われ、両固定子10から推進力を得て移動する。
Then, until the state shown in FIG. 15C, the position of the
次に、図15(D)に示すように、図中左側の固定子10のゲート用センサ36sは、マグネット25sの磁力が及ぶ領域にあり、かつ、図中左側の固定子10のゲート部37Rにおけるカウント数が、マグネット25nまたはマグネット25sの個数であるので、ゲート部37Rのゲートは閉じ、図中左側の固定子10の位置検出用センサ16Rの情報が、ゲート部37Rにより遮断され、図中左側の固定子10における位置検出は終了する。
Next, as shown in FIG. 15D, the gate sensor 36s of the
本変形例の場合、可動子20が固定子10から隣の固定子10に移動する際、可動子20が隣り合う固定子10の少なくともいずれか一方から推進力が得られ速度制御ができ、高精度に位置制御ができる。
In the case of this modification, when the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るリニアモータの駆動システムについて説明する。まず、第2実施形態に係るリニアモータ2の駆動システムの概略構成について、図16および図17を用いて説明する。なお、前記第1実施形態と同一または対応する部分には、同一の符号を用いて異なる構成および作用のみを説明する。その他の実施形態および変形例も同様とする。
(Second Embodiment)
Next, a drive system for a linear motor according to a second embodiment of the present invention will be described. First, a schematic configuration of the drive system for the
図16の(A)から(D)および図17の(A)から(E)は、本発明の第2実施形態に係るリニアモータの概略構成の一例、および、固定子および可動子の相対運動におけるゲート用センサの動作例を示す模式図である。 FIGS. 16A to 16D and FIGS. 17A to 17E are examples of the schematic configuration of the linear motor according to the second embodiment of the present invention, and the relative motion of the stator and the mover. It is a schematic diagram which shows the operation example of the sensor for gates in.
図16に示すように、本実施形態のリニアモータ2は、第1実施形態のリニアモータと異なり、ゲート用センサ36s、36nが、固定子12において、位置検出用センサ16L、16Rの内側で、コイル部15の両脇にそれぞれ設置されている構成を有している。
As shown in FIG. 16, the
次に、固定子12および可動子20の相対運動におけるゲート用センサ36の動作例について説明する。なお、可動子20が図中左から右に移動している場合である。なお、構成は異なるが、位置検出用センサ16やゲート用センサ36の動作は、図16図の場合、第1実施形態の図10と、図17図の場合、第1実施形態の図9に対応する。
Next, an operation example of the
図16(A)〜(D)に示される位置検出用センサ16Lやゲート用センサ36sの動作が、第1実施形態の図10(A)〜(D)に、図17(A)〜(E)に示される位置検出用センサ16Rやゲート用センサ36nの動作が、第1実施形態の図9(A)〜(E)に対応する。
The operations of the
このように本実施形態も、ゲート用センサ36が位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25を検出するとき、位置検出用センサ16が駆動用マグネット部25に重なる位置に配置された一例である。
As described above, in this embodiment, when the
また、本実施形態のリニアモータは、図16に示すように、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25とゲート用センサ36sとが近づく際、ゲート用センサ36sが、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25sの磁極と同一の磁極を検出し、位置検出用センサ16Rが、駆動用マグネット部25とゲート用センサ36sとの間に配置された一例である。
In addition, as shown in FIG. 16, the linear motor of this embodiment is configured such that when the driving
また、本実施形態のリニアモータは、図17に示すように、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部25とゲート用センサ36とが近づく際、ゲート用センサ36nが、駆動用マグネット部25における先頭のマグネット25sの磁極と異なる磁極を検出し、かつ、駆動用マグネット部25と位置検出用センサ16Lとの間に配置された一例である。
このように本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
Further, as shown in FIG. 17, the linear motor of this embodiment is configured such that when the
As described above, the present embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment.
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係るリニアモータの駆動システムついて説明する。
まず、第3実施形態に係るの概要構成について、図18を用いて説明する。
(Third embodiment)
Next, a linear motor drive system according to a third embodiment of the present invention will be described.
First, a schematic configuration according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
図18は、本発明の第3実施形態に係るリニアモータの概略構成の一例を示す模式図である。 FIG. 18 is a schematic diagram illustrating an example of a schematic configuration of a linear motor according to the third embodiment of the present invention.
図18に示すように、本実施形態のリニアモータ3は、第1実施形態のリニアモータ1における固定子10と可動子20とが逆になった構成である。本実施形態のリニアモータ3において、固定子60のベース部の上面に、駆動用マグネット部65が設置され、可動子70のテーブルの下面に、コイル部75と、位置検出用センサ76(76L、76R)と、ゲート用センサ86(86L、86R)と、が設置されている。そして、コイル部75が、駆動用マグネット部65の上を移動する。
As shown in FIG. 18, the
位置検出用センサ76やゲート用センサ86の動作は、第1実施形態のリニアモータ1における位置検出用センサ16やゲート用センサ36の動作と同じで、同様の効果を有する。このように、駆動マグネット部65は、固定子または可動子に設けられ、相対運動の方向に異なる磁極のマグネットが交互に並べられ、可動子の位置を検出するための位置検出用マグネット部の一例として機能する。また、位置検出用センサ76は、相対運動する駆動用マグネット部65のマグネットを検出して位置を検出する。また、ゲート用センサ86は、コイル部75側の可動子70に設けられ、かつ、相対運動する駆動用マグネット部65のマグネットを検出する。
The operations of the
このように、固定子60が駆動用マグネット部65を有し、可動子70がコイル部75を有する場合にも、ゲート用センサ86を適用でき、本実施形態は同様の効果を有する。なお、第1実施形態の変形例や、第2実施形態のリニアモータについても、同様である。
As described above, even when the
このように本実施形態が、固定子60と可動子70とが互いに相対運動するリニアモータ3であって、固定子に設けられ、相対運動の方向に異なる磁極のマグネット65n、65sが交互に並べられ、可動子70の位置を検出するための位置検出用マグネット部の一例としての駆動用マグネット部85と、相対運動する位置検出用マグネット部のマグネットを検出して位置を検出するための位置検出用センサ76と、相対運動する位置検出用マグネット部のマグネットを検出するゲート用センサ86と、を備え、ゲート用センサが位置検出用マグネット部を検出するとき、位置検出用センサが位置検出用マグネット部に重なる位置に配置されたことを特徴とするリニアモータの一例である。
Thus, the present embodiment is a
また、第1から第3実施形態が、固定子(10、60)と可動子(20、70)とが互いに相対運動するリニアモータ(1、2、3)であって、固定子または可動子に設けられ、相対運動の方向に異なる磁極のマグネット(25n、25s)(65n、65s)が交互に並べられ、可動子の位置を検出するための位置検出用マグネット部の一例としての駆動用マグネット部(25、65)と、相対運動する位置検出用マグネット部のマグネットを検出して位置を検出するための位置検出用センサ(16、76)と、相対運動する位置検出用マグネット部のマグネットを検出するゲート用センサ(36、86)と、を備え、ゲート用センサが駆動用マグネット部を検出するとき、位置検出用センサが駆動用マグネット部に重なる位置に配置されたことを特徴とするリニアモータ一例である。 The first to third embodiments are linear motors (1, 2, 3) in which the stator (10, 60) and the mover (20, 70) move relative to each other, and the stator or the mover. Magnets (25n, 25s) (65n, 65s) having different magnetic poles in the direction of relative motion are alternately arranged, and a drive magnet as an example of a position detection magnet unit for detecting the position of the mover The position detection sensors (16, 76) for detecting the position by detecting the magnets of the position detection magnet part (25, 65), the position detection magnet part for relative movement, and the magnet for the position detection magnet part for relative movement. Detecting gate sensors (36, 86), and when the gate sensor detects the driving magnet portion, the position detecting sensor is disposed at a position overlapping the driving magnet portion. It is an example linear motor according to claim.
なお、モータ駆動装置40が、位置検出用センサ16、76や、ゲート用センサ36、86からの信号を直接受け、ゲート部37や位置情報切替器38の機能を有してもよい。
The
また、位置検出用マグネット部として、駆動用マグネット部の代わりに磁気スケールを用いてもよい。 Further, a magnetic scale may be used as the position detecting magnet unit instead of the driving magnet unit.
また、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiments. Each of the embodiments described above is an exemplification, and any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and has the same operational effects can be used. It is included in the technical scope of the present invention.
1、2、3、4:リニアモータ、 10、10B、12、13、60:固定子、 16、16L、16R、16M、76L、76R:位置検出用センサ、 20、22、23、70:可動子、 25、65:駆動用マグネット部、 25n、25s:マグネット、 36、36n、36s、86n、86s:ゲート用センサ、 37:ゲート部、 40:モータ駆動装置
1, 2, 3, 4:
Claims (8)
前記固定子または前記可動子に設けられ、前記相対運動の方向に異なる磁極のマグネットが交互に並べられ、前記可動子の位置を検出するための位置検出用マグネット部と、
前記相対運動する前記位置検出用マグネット部の前記マグネットを検出して位置を検出するための位置検出用センサと、
前記相対運動する前記位置検出用マグネット部のマグネットを検出するゲート用センサと、を備え、
前記ゲート用センサが前記位置検出用マグネット部を検出するとき、前記位置検出用センサが前記位置検出用マグネット部に重なる位置に配置されたことを特徴とするリニアモータ。 A linear motor in which a stator and a mover move relative to each other,
A magnet for position detection for detecting the position of the mover, provided on the stator or the mover, magnets of different magnetic poles are alternately arranged in the direction of the relative motion,
A position detection sensor for detecting the position of the magnet of the position detection magnet section that moves relative to the position detection sensor;
A gate sensor for detecting a magnet of the position detecting magnet portion that moves relative to the magnet;
A linear motor, wherein when the gate sensor detects the position detection magnet portion, the position detection sensor is disposed at a position overlapping the position detection magnet portion.
前記ゲート用センサは、前記位置検出用マグネット部の磁極を検出することを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 1,
The linear motor according to claim 1, wherein the gate sensor detects a magnetic pole of the position detecting magnet unit.
前記位置検出用マグネット部と前記ゲート用センサとが近づく際、
前記ゲート用センサが、前記位置検出用マグネット部における先頭の前記マグネットの磁極と同一の磁極を検出し、
前記位置検出用センサが、前記位置検出用マグネット部と前記ゲート用センサとの間に配置されたことを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 2,
When the position detection magnet unit and the gate sensor approach,
The gate sensor detects the same magnetic pole as the magnetic pole of the leading magnet in the position detecting magnet section,
The linear motor according to claim 1, wherein the position detection sensor is disposed between the position detection magnet section and the gate sensor.
前記位置検出用マグネット部と前記ゲート用センサとが近づく際、
前記ゲート用センサが、前記位置検出用マグネット部における先頭の前記マグネットの磁極と異なる磁極を検出し、かつ、前記位置検出用マグネット部と前記位置検出用センサとの間に配置されたことを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 2,
When the position detection magnet unit and the gate sensor approach,
The gate sensor detects a magnetic pole different from the magnetic pole of the leading magnet in the position detection magnet section, and is arranged between the position detection magnet section and the position detection sensor. A linear motor.
複数の前記ゲート用センサが、前記相対運動の方向に配列されたことを特徴とするリニアモータ。 In the linear motor according to any one of claims 1 to 4,
A linear motor comprising a plurality of gate sensors arranged in the direction of relative movement.
前記ゲート用センサが位置検出用マグネット部を検出するとき、前記位置検出用センサの信号を出力するゲート部を更に備えたことを特徴とするリニアモータ。 In the linear motor according to any one of claims 1 to 3,
A linear motor, further comprising a gate portion that outputs a signal of the position detection sensor when the gate sensor detects a position detection magnet portion.
前記位置検出用マグネット部が、前記可動子を駆動させる駆動用マグネットであることを特徴とするリニアモータ。 In the linear motor according to any one of claims 1 to 6,
The linear motor, wherein the position detecting magnet section is a driving magnet for driving the movable element.
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