JP2012253915A - リニアモータ装置とリニアモータ装置を駆動する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチングリップルによる他の駆動回路への影響を低減したリニアモータ装置とリニアモータ装置を駆動する方法とを提供することを目的とする。
【解決手段】ライン状に整列され、順次電流駆動される複数のリニアモータと、複数のリニアモータコイルの各々に隣接して配置される複数のリップル相殺用リニアモータと、を備えリップル相殺用リニアモータは、隣接するリニアモータが電流駆動される場合に、リニアモータにより生成される磁界を低減させるように、リップル相殺用リニアモータのコイルにリップル成分のみを供給するリニアモータ装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、リップル成分に起因する電磁波を低減するリニアモータ装置とリニアモータ装置を駆動する方法とに関する。

図８は、一般的なリニアモータ駆動装置８０００の概略構成について説明する図である。図８から理解されるように、リニアモータ駆動装置８０００は、４相のコイルを一直線上に並べたリニアモータコイル８４を備える。リニアモータコイル８４は、コイル支持部材８３に支持されている。また、リニアモータ駆動装置８０００は、リニアモータコイル８４を構成するコイルの並ぶ方向と平行に、一対のガイドレール８２を備える。

また、ガイドレール８２に沿って、テーブル天板８１のガイド部８１２が、リニアモータコイル８４を挟持するように取り付けられる。また、上下一対のテーブル天板８１は、ガイドレール８２に沿って、リニアモータコイル８４の並ぶ方向に摺動自在に可動となる。

また、ガイド部８１２には、位置決め精度やメンテナンス性を考慮し、転がりガイド、摺動ガイド、静圧ガイドなど種々の可動機構が適宜用いられてもよい。上下一対のテーブル天板８１の各々には、リニアモータコイル８４と対向するように、可動磁石８５が取り付けられる。また、可動磁石８５は、コイルの並ぶ方向に永久磁石を極性を交互にして４つ並べて構成される。

また、各可動磁石８５は、リニアモータコイル８４を介して互いに異なる極性どうし対向するようにして上下一対のテーブル天板８１に取り付けられる。また、リニアモータ駆動装置８０００は、ガイドレール８２の側方に、テーブル天板８１の位置を検出するリニアスケールなどの位置検出器８６を備える。

また、位置検出器８６の出力は、テーブル天板８１の位置信号を得るカウンタユニット８７へと入力され、カウンタユニット８７の出力は、各コイル相を切り替えるための相切り替えコントローラ８９に入力される。

また、相切り替えコントローラ８９は、カウンタユニット８７からのテーブル天板８１の位置信号に応じて、スイッチ８１０を切り替え制御する。各スイッチ８１０には、対応する電流アンプ８１１を介してコイル相が接続されており、相切り替えコントローラ８９が出力するコイル選択信号により、スイッチ８１０が切り替え制御されて、各コイル相への通電が切り替えられる。

また、リニアモータ駆動装置８０００は、テーブル天板８１の目標位置とカウンタユニット８７から得られる現在位置との差分を演算し、各スイッチ８１０へ指令値として出力するサーボコントローラ８８を備える。このため、サーボコントローラ８８は、カウンタユニット８７の出力が入力されるように接続される。上述したように、リニアモータ駆動装置８０００は、例えば位置決めテーブル装置等として構成されてもよい。

図９は、リニアモータ駆動装置８０００におけるリニアモータコイル８４の通電パターンを説明する図である。図９に示すように、リニアモータコイル８４は、コイル１乃至コイル４として示す４つのコイルを備える。また、図９において、記号Ａは紙面裏面方向への電流の向きを示し、記号Ｂは紙面表面方向への電流の向きを示すものとする。

また、図９の（ａ）〜（ｈ）に順次説明するように、リニアモータ駆動装置８０００は、可動磁石８５の位置によって、通電するコイルおよびそのコイルに流れる電流の向きを順次切り替え、同一方向（紙面右方向）に推力を発生させる。これにより、リニアモータ駆動装置８０００は、可動磁石８５を当該同一方向に移動させるとともに、可動磁石８５に固定されているテーブル天板８１を当該同一方向に移動させることができる。

特開平０７−１３４６１８号公報

リニアモータ駆動装置の小型化や高密度実装化に伴い、リニアモータ駆動回路のスイッチングリップルが、コイルの相互誘導により他の駆動回路に影響して、動作異常を生じることが益々懸念される。

本願発明は上述した問題点に鑑み為された発明であって、周波数応答特性を悪化させることなく、スイッチングリップルによる他の駆動回路への影響を低減したリニアモータ装置とリニアモータ装置を駆動する方法とを提供することを目的とする。

本発明のリニアモータ装置は、ライン状に整列され、順次電流駆動される複数のリニアモータコイルと、複数のリニアモータコイルの各々に隣接して配置される複数のリップル相殺用リニアモータコイルと、を備えリップル相殺用リニアモータコイルは、隣接するリニアモータコイルが電流駆動される場合に、リニアモータコイルにより生成される磁界を低減させるように、リップル相殺用リニアモータコイルにリップル成分のみを供給されることを特徴とする。

また、本発明のリニアモータ装置は、好ましくはリップル相殺用リニアモータコイルの磁極が、隣接するリニアモータコイルの磁極とは、逆であることを特徴とする。

また、本発明のリニアモータ装置は、さらに好ましくはリップル相殺用リニアモータコイルが、隣接するリニアモータコイルと同一のＰＷＭ信号により動作することを特徴とする。

また、本発明のリニアモータ装置は、さらに好ましくはリップル相殺用リニアモータコイルに、該コイルに流れる電流の直流分を遮断する直流分遮断コンデンサが接続されることを特徴とする。

また、本発明のリニアモータ装置は、さらに好ましくはリップル相殺用リニアモータコイルが、隣接するリニアモータコイルと同一の同期クロックにより駆動されることを特徴とする。

また、本発明のリニアモータ装置は、さらに好ましくは隣接するリニアモータコイルが電流駆動される場合に、直流電流成分をゼロとするコマンド０でリップル相殺用リニアモータが駆動されることを特徴とする。

また、本発明のリニアモータ装置は、さらに好ましくはリップル相殺用リニアモータコイルが、電流駆動されるリニアモータコイルに隣接する他のリニアモータコイルであり、リニアモータコイルが電流駆動される場合には、隣接する他のリニアモータコイルに直流分遮断コンデンサが電気的に接続されて、リニアモータコイルにより生成されるリップルに対応する磁界を低減させるように、リップル成分のみを隣接する他のリニアモータコイルに供給し、隣接する他のリニアモータコイルが直流分を含む電流で駆動される場合には、直流分遮断コンデンサが電気的に非接続とされることを特徴とする。

また、上述のリニアモータ装置を駆動する本発明の方法は、駆動対象となるリニアモータコイルを電流駆動するとともに、リニアモータに隣接するリップル相殺用リニアモータコイルにリップル電流成分を供給することを特徴とする。

また、本発明のリニアモータ装置を駆動する方法は、好ましくは駆動対象となるリニアモータコイルを電流駆動するとともに、リニアモータコイルに隣接するリップル相殺用リニアモータコイルを直流電流成分をゼロとするコマンド０で駆動することを特徴とする。

また、本発明のプログラムは、上述のリニアモータ装置を駆動する方法を、リニアモータ装置の制御部に実行させるためのプログラムであることを特徴とする。

また、本発明の記憶媒体は、上述のプログラムを格納したコンピュータに読み取り可能な記憶媒体であることを特徴とする。

周波数応答特性を低下させることなく、スイッチングリップルによる他の駆動回路への影響を低減したリニアモータ装置とリニアモータ装置を駆動する方法とを提供できる。

本実施形態のリニアモータ駆動装置の構成概要を説明するブロック図である。 インバータ１（ＩＮＶ１）とインバータ１’（ＩＮＶ１’）とからコイル（１）とコイル（１’）とに対し、各リップルの位相がそろって同期するように、各々供給される駆動電流を説明する図である。 他の実施形態のリニアモータ駆動装置の構成概要を説明するブロック図である。 他の実施形態のコイル（１）とコイル（１’）とに対し、各リップルの位相がそろって同期するように、インバータ１（ＩＮＶ１）とインバータ１’（ＩＮＶ１’）とから各々供給される駆動電流を説明する図である。 一般的なリニアモータの駆動により隣接するリニアモータに相互誘導によるリップル電流成分に起因する誘導電流が生じる状態を説明する概念図である。 隣接するリニアモータを用いてリップル成分の相互誘導による影響を低減させる場合の動作フローを説明するフローチャートである。 一般的なリニアモータ駆動装置に対し、図１で説明したリニアモータ駆動装置を適用したリニアモータ駆動装置の構成概要を説明するブロック図である。 一般的なリニアモータ駆動装置の概略構成について説明する図である。 リニアモータ駆動装置におけるリニアモータコイルの通電パターンを説明する図である。

本実施形態において説明するリニアモータ駆動装置は、インバータとコイルとを備える。インバータ内のスイッチング動作により生じるリップル電流がコイルに供給されて、これにより発生する磁場に起因して、隣接するコイル間等での相互誘導により誘発される回路の異常動作等を低減する。

本実施形態のリニアモータ駆動装置は、位置決めテーブル等の産業用リニアモータ駆動装置であってもよい。駆動対象となるリニアモータコイルに隣接して配置されるコイルに対し、リップル分のみの電流を供給し、駆動対象となるリニアモータコイルとは逆極性の磁場を当該隣接コイルに生じさせて、これにより互いのリップル成分による磁場を相殺させる。

また、隣接するコイルには、その駆動インバータとの間に、直流成分のみを遮断する直流分遮断コンデンサＣ_１を設けてもよく、また、隣接するコイルの駆動インバータに対して直流分が「０」である電流指令値「コマンドゼロ」を指示入力してもよい。

ここで、スイッチングリップル電流自体を低減させるために、例えばフィルターの時低数を大きくする等の対応をとれば、周波数応答特性が悪化することとなる。しかし、本実施形態で説明するリニアモータ駆動装置においては、スイッチングリップル自体を低減させるのではなく、スイッチングリップルを利用して、互いにその磁場を打ち消すように相殺させることで、その磁場の干渉等による誤作動や異常動作を低減することができる。

図１は、本実施形態のリニアモータ駆動装置１０００の構成概要を説明するブロック図である。説明の便宜上図１においては、リニアモータ駆動される一組のコイル及びインバータと、そのスイッチングリップルを相殺するリップル相殺用のコイル及びインバータとを示している。

図１から理解できるように、リニアモータ駆動装置１０００は、リニアモータ１１００の駆動電流を出力するインバータ１（ＩＮＶ１）１００と、インバータ１（ＩＮＶ１）１００により駆動電流Ｉ_１が供給されるコイル（１）１１０とを備える。また、リニアモータ駆動装置１０００は、リップル成分を相殺するための駆動電流を供給するリップル相殺用リニアモータ１２００のインバータ１’（ＩＮＶ１’）２００と、インバータ１’（ＩＮＶ１’）２００により駆動電流Ｉ_１’が供給されるコイル（１’）２１０とを備える。

図１に示すように、コイル（１）１１０とコイル（１’）２１０とは、互いに相殺する磁場を生じるように磁極が逆に構成されている。また、図１においては、コイル（１）１１０に供給される駆動電流Ｉ_１と、コイル（１’）２１０に供給される駆動電流Ｉ_１’とが、同じ向きである場合について示しているが、これに限定されるものではない。例えば、コイル（１）１１０の巻回方向とコイル（１’）２１０の巻回方向とを同一の巻回方向として、互いに電流向きが異なる（またはリップル成分電流値の正負が逆となる）ように駆動電流を供給してもよい。要するに生成されるリップル成分に対応する磁場が、互いに打ち消し合う磁極となる構成であればよい。

リニアモータ１１００のインバータ１（ＩＮＶ１）１００には、上位の制御装置等から駆動電流値に関する電流指令値（コマンド：ＣＭＤ）が入力され、入力された電流指令値に対応する駆動電流が調整されてコイル（１）１１０に供給される。

また、リップル相殺用リニアモータ１２００のインバータ１’（ＩＮＶ１’）２００には電流指令値は入力されず、リニアモータ１１００のインバータ１（ＩＮＶ１）１００が生成したＰＷＭ信号を取得し、取得したＰＷＭ信号に基づいてインバータ１’（ＩＮＶ１’）２００が駆動される。すなわち、インバータ１（ＩＮＶ１）１００とインバータ１’（ＩＮＶ１’）２００とは、より適切に互いのリップル対応磁場を相殺できるように、各々のリップルの位相・周期がそろうように同期した状態で駆動される。

図２は、インバータ１（ＩＮＶ１）１００とインバータ１’（ＩＮＶ１’）２００とからコイル（１）１１０とコイル（１’）２１０とに対し、各リップルの位相がそろって同期するように、各々供給される駆動電流を説明する図である。図２（ａ）がコイル（１）１１０の駆動電流を説明し、図２（ｂ）がコイル（１’）２１０の駆動電流を説明する図である。

リップル相殺用リニアモータ１２００は、インバータ１’（ＩＮＶ１’）２００の出力から直流成分のみを遮断（カット）する直流分遮断コンデンサ（Ｃ_１）２２０を、インバータ１’（ＩＮＶ１’）２００とコイル（１’）２１０との間に備える。これにより、コイル（１’）２１０は、図２（ｂ）に示すようにスイッチングリップルの電流成分のみが供給されることとなるので、リップル電流成分に対応する磁場のみを生じる。

また、コイル（１）１１０には、図２（ａ）に示すように、電流指令値（ＣＭＤ）に対応する直流電流とスイッチングリップルとが重畳された駆動電流が供給される。

また、コイル（１’）２１０に生じるリップル磁場とコイル（１）１１０の磁場とは打ち消し合って互いの磁極が逆になるように、コイル（１’）２１０の巻回方向が調整されるか、またはインバータ１’（ＩＮＶ１’）２００からの電流供給向きが調整されている。このため、リニアモータ１１００の駆動によるリップル成分の磁場は、リップル相殺用リニアモータ１２００の磁場により相殺される。

また、図１においては、直流分遮断コンデンサ（Ｃ_１）２２０を備えるリップル相殺専用のリップル相殺用リニアモータ１２００を、リニアモータ１１００とは別に追加的に備えるリニアモータ駆動装置１０００について説明した。

しかし、リニアモータ駆動装置１０００は、リニアモータ１１００が連続的に複数リニアに配置される構成を備えているので、追加的なリップル相殺用リニアモータ１２００を設けることに替えて、駆動対象となるリニアモータ１１００に隣接する他のリニアモータをリップル磁場相殺用に用いてもよい。

この場合には、各リニアモータ１１００について、直流分遮断コンデンサ（Ｃ_１）２２０を接続／非接続に切り替え可能なスイッチング素子を配置し、隣接するリニアモータが駆動される場合には、直流分遮断コンデンサ（Ｃ_１）２２０を直列に接続して、駆動される当該隣接したリニアモータからＰＷＭ信号を取得することにより、リニアモータ１１００を当該隣接したリニアモータのリップル相殺用リニアモータ１２００として利用してもよい。

また、駆動対象となる当該隣接したリニアモータの相切り替えスイッチのオン接続信号に対応して、リップル磁場相殺用として用いるリニアモータ１１００の直流分遮断コンデンサ（Ｃ_１）２２０の接続／非接続の切り替えスイッチング素子が、オン接続とされてもよい。また、図１から明らかなように直流分遮断コンデンサ（Ｃ_１）２２０は、接続時には直列に接続挿入され、非接続時においては直流分遮断コンデンサ（Ｃ_１）２２０を介さず直結する接続とする。

また、図３は、他の実施形態のリニアモータ駆動装置２０００の構成概要を説明するブロック図である。説明の便宜上図３においては、リニアモータ駆動される一組のコイル及びインバータと、そのスイッチングリップルを相殺する一組のリップル相殺用のコイル及びインバータとを示している。

図３から理解できるように、リニアモータ駆動装置２０００は、リニアモータ２１００の駆動電流を出力するインバータ１（ＩＮＶ１）１００と、インバータ１（ＩＮＶ１）１００により駆動電流Ｉ_１が供給されるコイル（１）１１０とを備える。また、リニアモータ駆動装置２０００は、リップル成分を相殺するための駆動電流を供給するリップル相殺用リニアモータ２２００のインバータ１’（ＩＮＶ１’）２００と、インバータ１’（ＩＮＶ１’）２００により駆動電流Ｉ_１’が供給されるコイル（１’）２１０とを備える。

図３に示すように、コイル（１）１１０とコイル（１’）２１０とは、互いに相殺する磁場を生じるように磁極が逆に構成されている。また、図３においては、コイル（１）１１０に供給される駆動電流Ｉ_１と、コイル（１’）２１０に供給される駆動電流Ｉ_１’とが、同じ向きである場合について示しているが、これに限定されるものではない。例えば、コイル（１）１１０の巻回方向と、コイル（１’）２１０の巻回方向と、を同一の巻回方向として、互いに電流向きが異なる（またはリップル成分電流値の正負が逆となる）ように駆動電流を供給してもよい。

リニアモータ２１００のインバータ１（ＩＮＶ１）１００には、上位の制御装置から駆動電流値に関する電流指令値（コマンド：ＣＭＤ）が入力され、入力された電流指令値に対応する駆動電流がコイル（１）１１０に供給される。

また、リップル相殺用リニアモータ２２００のインバータ１’（ＩＮＶ１’）２００には指令値ゼロ（コマンドゼロ：ＣＭＤ＝０）が入力され、リニアモータ２１００のインバータ１（ＩＮＶ１）１００から同期クロック信号を取得して、インバータ１（ＩＮＶ１）１００と同期してリップル電流成分のみでインバータ１’（ＩＮＶ１’）２００が駆動される。

すなわち、インバータ１（ＩＮＶ１）１００とインバータ１’（ＩＮＶ１’）２００とは、各々のリップルの位相・周期がそろうように同期した状態で駆動される。これにより、コイル（１）１１０とコイル（１’）２１０とで各々生じるリップル電流に対応する磁場は、互いに相殺するように磁極が逆であることを除いて同一となる。

図４は、リニアモータ２１００のコイル（１）１１０とリップル相殺用リニアモータ２２００のコイル（１’）２１０とに対し、各リップルの位相がそろって同期するように、インバータ１（ＩＮＶ１）１００とインバータ１’（ＩＮＶ１’）２００とから各々供給される駆動電流を説明する図である。図４（ａ）がリニアモータ２１００のコイル（１）１１０の駆動電流を説明し、図４（ｂ）がリップル相殺用リニアモータ２２００のコイル（１’）２１０の駆動電流を説明する図である。ここで、図４（ａ）に示すようにＣＭＤ≠０の場合は三角波のピーク位置はＤｕｔｙ５０％からずれるが、図４（ｂ）に示すようにＣＭＤ＝０の場合はＤｕｔｙ５０％となる。また、モータ駆動装置においては、静止時、すなわちＣＭＤ＝０の場合の精度が要求されるため、図３と図４とで説明した方式が効果的である。また、図３と図４とで説明した方式は、図１と図２とで説明したものより簡単な方式であり、好ましい。また、図４（ａ）に示すようにＣＭＤ≠０の場合は三角波のピーク位置はＤｕｔｙ５０％からずれて、リップル低減効果は多少小さくなるが、モータ駆動装置として要求される精度としては支障がない範囲である。

リップル相殺用リニアモータ２２００は、インバータ１’（ＩＮＶ１’）２００に駆動電流の指令値ゼロが入力されることで、直流成分がゼロとなり実質的にスイッチングリップル成分のみからなる電流を、コイル（１’）２１０に供給する。これにより、コイル（１’）２１０は、スイッチングリップルの電流成分のみに対応する磁場を生じることとなる。

コイル（１’）２１０のリップル磁場とコイル（１）１１０の磁場とは互いの磁極が逆となるように、コイル（１’）２１０の巻回方向またはインバータ１’（ＩＮＶ１’）２００からの電流供給向きが調整されているので、リニアモータ２１００の駆動によるリップル電流成分に対応する磁場は、リップル相殺用リニアモータ２２００のリップル電流のみに対応する磁場により相殺される。

また、図３においては、リップル相殺用リニアモータ２２００を、リニアモータ１１００とは別に追加的に備えるリニアモータ駆動装置２０００について説明した。しかし、リニアモータ駆動装置２０００は、リニアモータ２１００が連続的に複数リニアに配置される構成を備えるので、追加的なリップル相殺用リニアモータ２２００を設けることに替えて、駆動対象となるリニアモータ２１００に隣接する他のリニアモータをリップル磁場の相殺用に用いてもよい。

また、各リニアモータ２１００について、隣接するリニアモータが駆動される場合には、上位の制御装置または制御部から電流ゼロの指令値（コマンドゼロ）が入力されるとともに、駆動される当該隣接したリニアモータから同期クロック信号を取得することにより、リニアモータ２１００を当該隣接したリニアモータのリップル相殺用リニアモータ２２００として順次利用してもよい。

図５は、一般的なリニアモータ３１００（１）の駆動により隣接するリニアモータ３１００（２）に相互誘導によるリップル電流成分に起因する誘導電流が生じる状態を説明する概念図である。

図５に示すように、リニアモータ装置３０００においては、複数のリニアモータ３１００（１）、３１００（２）、・・・、３１００（ｎ）が隣接してリニアに配列されて構成される。また、各リニアモータ３１００（１）、３１００（２）、・・・、３１００（ｎ）は、不図示の可動子の移動に対応して、電流Ｉ_１、Ｉ_２、・・・、Ｉ_ｎが各々コイル１、コイル２、・・・、コイルｎに順次通電制御される。

このため、ある任意の時点において通電制御されているリニアモータ３１００（１）に隣接して配置されるリニアモータ３１００（２）は、当該時点においては通電制御されていないにも拘わらず、隣接するリニアモータ３１００（１）のコイル１に流れるリップル電流に対応する磁場により相互誘導され、予期せぬ異常動作を生じることが懸念される。

また、図５においては説明の便宜上、隣接するリニアモータのみについての相互誘導を説明したが、当該磁場が影響する磁界の範囲内に配列されている他のリニアモータ全てについて、同様の懸念が生じる。実施形態で説明するリニアモータ駆動装置１０００，２０００等においては、隣接するリニアモータに相互誘導により影響するリップル対応磁場を相殺することが可能であるので、リップル成分の相互誘導による異常動作等の懸念を低減できる。

図６は、隣接するリニアモータを用いてリップル成分の相互誘導による影響を低減させる場合の動作フローを説明するフローチャートである。

（ステップＳ６１０）
リニアモータ駆動装置の駆動を開始するか否かを判断する。リニアモータ駆動装置の駆動を開始する場合には、ステップＳ６２０へと進む。リニアモータ駆動装置の駆動を開始しない場合には、ステップＳ６１０で待機する。

（ステップＳ６２０）
可動子の位置に対応するリニアモータへの通電を可動子の移動に対応して順次遂行するとともに、当該通電制御される各リニアモータに隣接するリニアモータのコイルにリップル成分のみを逆極性となるように順次供給する。

ここで、リップル成分のみを逆極性となるように通電する方法としては、図１乃至図４で説明したいずれかの方法を用いることができる。また、通電制御される各リニアモータと、磁場相殺用の隣接リニアモータと、の間でリップルの位相を整合させるために、共に同一のＰＷＭ信号または同一の同期クロックを利用することが好ましい。可動子の移動に対応して、通電されるリニアモータが順次移動すれば、リップル磁場相殺用のリニアモータも通電されるリニアモータに常に隣接するように順次移動する。

（ステップＳ６３０）
リニアモータ駆動装置の駆動を終了するか否かを判断する。リニアモータ駆動装置の駆動を終了する場合には、この処理フローを終了する。リニアモータ駆動装置の駆動を終了しない場合には、ステップＳ６２０に戻る。

図７は、図８で説明したリニアモータ駆動装置８０００に対し、実施形態で説明したリニアモータ駆動装置１０００を適用した本発明にかかるリニアモータ駆動装置７０００の構成概要例を説明するブロック図である。図７においては、一つのリニアモータを図８の紙面表裏方向での断面で説明している。

図７に示すように、リニアモータ駆動装置７０００は、各コイル相を切り替えるための相切り替えコントローラ７０８９を備える。相切り替えコントローラ７０８９は、可動子７０８５（ａ），７０８５（ｂ）の位置情報に応じて、対応するコイルに通電されるようにスイッチ７８１０を切り替え制御する。各スイッチ７８１０には、対応する電流アンプ７８１１を介してコイル相７１１０が接続されており、相切り替えコントローラ７０８９が出力するコイル選択信号により、スイッチ７８１０が切り替え制御されて、可動子７０８５（ａ），７０８５（ｂ）に対応する各コイル相７１１０への通電が切り替えられる。

また、リニアモータ駆動装置７０００は、可動子７０８５（ａ），７０８５（ｂ）の目標位置と現実の位置情報との差分を演算し、各スイッチ７８１０へ指令値として出力するサーボコントローラ７０８８を備える。不図示の位置検出部で検出された可動子等の位置情報と、不図示の上位の制御装置等から指示された目標位置情報とが、サーボコントローラ７０８８に入力される。

また、リニアモータ駆動装置７０００は、電流アンプ７８１１の駆動に対応して電流アンプ７８１１からＰＷＭ信号を取得して駆動されるリップル相殺用リニアモータ電流アンプ７８１２を備える。

リップル相殺用リニアモータ電流アンプ７８１２は、直流分遮断コンデンサ（Ｃ_１）７２２０を介して、リップル相殺用コイル７２１０にリップル成分のみの電流を供給する。また、リップル相殺用リニアモータ電流アンプ７８１２は、ＰＷＭ信号を電流アンプ７８１１から取得するので、リップル相殺用リニアモータ電流アンプ７８１２のスイッチングリップルの位相は電流アンプ７８１１のスイッチングリップルの位相と同一となる。

すなわち、各コイル相７１１０で生じるスイッチングリップル電流に対応する磁場に対して位相が揃うとともに当該磁場を打ち消す逆極性の磁場が、リップル相殺用コイル７２１０に生じる。

また、図７に示すように、リップル相殺用コイル７２１０は、各コイル相７１１０と重ねるように配置されている。このため、各コイル相７１１０で生じた磁場は、リップル相殺用コイル７２１０でリップル成分に対応する磁場が相殺されて、その周囲にはリップル磁場が低減された磁場が形成されるものとなる。

上述したように、実施形態で説明したリニアインバータ駆動装置は、リニアモータを駆動する場合に、通電制御されているコイルに生じるスイッチングリップル分の磁束が、隣接する他のリニアモータに悪影響を与え、発振等の異常動作が生じる懸念を低減する。

また、スイッチングリップル分の磁束を相殺する逆極性の磁場を生じるリニアインバータ回路等は、別途追加してもよく、既存のリニアインバータを用いてもよい。また、相殺用のリニアインバータは、既存のリニアインバータに、コイル駆動電流のスイッチングリップル分のみを透過させるコンデンサを設けることで、容易に構成できる。

また、相殺用のリニアインバータは、例えば既存のリニアインバータにコマンドゼロを入力し、駆動対象のリニアインバータと同期させることで容易に実現できる。また、相殺用のリニアインバータの逆極性は、リップル電流の正負を真逆にするか、コイルの巻回方向を逆にすること等により実現してもよい。

上述したリニアモータ駆動装置１０００，２０００，７０００等は、実施形態での説明に限定されるものではなく、本実施形態で説明する技術思想の範囲内かつ自明な範囲内で、適宜その構成や動作及び駆動方法等を変更することができる。

本発明のリニアモータ駆動装置は、各種産業用機器等の位置決めテーブル装置やリニアモータ駆動システム等に広く適用できる。

１００・・インバータ１（ＩＮＶ１）、１１０・・コイル（１）、２００・・インバータ１’（ＩＮＶ１’）、２１０・・コイル（１’）、２２０・・直流分遮断コンデンサ（Ｃ_１）、１１００・・リニアモータ、１２００・・リップル相殺用リニアモータ。

Claims (11)

1. ライン状に整列され、順次電流駆動される複数のリニアモータコイルと、
   前記複数のリニアモータコイルの各々に隣接して配置される複数のリップル相殺用リニアモータコイルと、を備え
   前記リップル相殺用リニアモータコイルは、隣接する前記リニアモータコイルが電流駆動される場合に、前記リニアモータコイルにより生成される磁界を低減させるように、前記リップル相殺用リニアモータコイルにリップル成分のみを供給される
   ことを特徴とするリニアモータ装置。
2. 請求項１に記載のリニアモータ装置において、
   前記リップル相殺用リニアモータコイルの磁極は、隣接する前記リニアモータコイルの磁極とは、逆である
   ことを特徴とするリニアモータ装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のリニアモータ装置において、
   前記リップル相殺用リニアモータコイルは、前記隣接するリニアモータコイルと同一のＰＷＭ信号により動作する
   ことを特徴とするリニアモータ装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のリニアモータ装置において、
   前記リップル相殺用リニアモータコイルに、該コイルに流れる電流の直流分を遮断する直流分遮断コンデンサが接続される
   ことを特徴とするリニアモータ装置。
5. 請求項１または請求項２に記載のリニアモータ装置において、
   前記リップル相殺用リニアモータコイルは、前記隣接するリニアモータコイルと同一の同期クロックにより駆動される
   ことを特徴とするリニアモータ装置。
6. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のリニアモータ装置において、
   前記隣接するリニアモータコイルが電流駆動される場合に、直流電流成分をゼロとするコマンド０でリップル相殺用リニアモータが駆動される
   ことを特徴とするリニアモータ装置。
7. 請求項４に記載のリニアモータ装置において、
   前記リップル相殺用リニアモータコイルは、電流駆動される前記リニアモータに隣接する他のリニアモータコイルであり、
   前記リニアモータコイルが電流駆動される場合には、前記隣接する他のリニアモータコイルに前記直流分遮断コンデンサが電気的に接続されて、前記リニアモータコイルにより生成されるリップルに対応する磁界を低減させるように、リップル成分のみを前記隣接する他のリニアモータコイルに供給し、
   前記隣接する他のリニアモータコイルが直流分を含む電流で駆動される場合には、前記直流分遮断コンデンサが電気的に非接続とされる
   ことを特徴とするリニアモータ装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のリニアモータ装置を駆動する方法において、
   駆動対象となる前記リニアモータコイルを電流駆動するとともに、前記リニアモータコイルに隣接する前記リップル相殺用リニアモータコイルにリップル電流成分を供給する
   ことを特徴とするリニアモータ装置を駆動する方法。
9. 請求項８に記載のリニアモータ装置を駆動する方法において、
   駆動対象となる前記リニアモータコイルを電流駆動するとともに、前記リニアモータコイルに隣接するリップル相殺用リニアモータコイルを直流電流成分をゼロとするコマンド０で駆動する
   ことを特徴とするリニアモータ装置を駆動する方法。
10. 請求項８または請求項９に記載のリニアモータ装置を駆動する方法を、前記リニアモータ装置の制御部に実行させるためのプログラム。
11. 請求項１０に記載のプログラムを格納したコンピュータに読み取り可能な記憶媒体。
    
    

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