JP3219133B2 - Linear DC brushless motor - Google Patents

Linear DC brushless motor

Info

Publication number
JP3219133B2
JP3219133B2 JP06740997A JP6740997A JP3219133B2 JP 3219133 B2 JP3219133 B2 JP 3219133B2 JP 06740997 A JP06740997 A JP 06740997A JP 6740997 A JP6740997 A JP 6740997A JP 3219133 B2 JP3219133 B2 JP 3219133B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic pole
mover
coil
hall element
pole sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP06740997A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10248234A (en
Inventor
瑞穂 森光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Auto Body Co Ltd
Original Assignee
Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Auto Body Co Ltd filed Critical Toyota Auto Body Co Ltd
Priority to JP06740997A priority Critical patent/JP3219133B2/en
Publication of JPH10248234A publication Critical patent/JPH10248234A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3219133B2 publication Critical patent/JP3219133B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、物品の
搬送等に用いられるリニアDCブラシレスモータに関
し、特に、位置を検出しながら可動子を走行させ、指定
された位置で可動子を停止することのできるリニアDC
ブラシレスモータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear DC brushless motor used, for example, for transporting articles, and more particularly to moving a movable element while detecting a position and stopping the movable element at a specified position. Linear DC
It relates to a brushless motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5を参照して磁石可動型三相リニアモ
ータの動作原理について説明する。リニアモータの固定
子120は、複数のコイル122A、122B、122
C・・・をリニアモータの長手方向に配設して成る。ま
た、可動子110は、永久磁石112を長手方向に沿っ
て極性が交互になるように複数配列してなる。該固定子
120側には、該永久磁石の極性を検出するためのホー
ル素子130C、130A、130Bが配設されてい
る。
2. Description of the Related Art The principle of operation of a movable magnet type three-phase linear motor will be described with reference to FIG. The stator 120 of the linear motor includes a plurality of coils 122A, 122B, 122
Are arranged in the longitudinal direction of the linear motor. Further, the mover 110 is configured by arranging a plurality of permanent magnets 112 such that the polarity is alternated along the longitudinal direction. Hall elements 130C, 130A, and 130B for detecting the polarity of the permanent magnet are provided on the stator 120 side.

【0003】ホール素子130C、130A、130B
は、コイルと永久磁石との間で連続して推力を発生させ
るために、コイルと永久磁石との相対位置を検出し、コ
イルの通電方向を切り換えさせる。例えば、図5中
(イ)に示す位置の可動子110が、或る方向へ通電さ
れたコイル122A、122B、122Cとの間で図中
右方向への推力を発生して右方向へ走行したとする。そ
して、図中(ロ)に示す位置に到達し、可動子110が
推力の発生できなくなると、ホール素子130Bが磁石
12の極性がSからNへ切り替わったことを出力し、コ
イル122Bの通電方向を切り替えさせ、連続して右方
向への推力を発生させる。即ち、該ホール素子は、コイ
ルの通電方向を切り替えないと推力の発生できなくなる
可動子の推力平衡位置を検出するように置かれている。
推力平衡位置は、永久磁石112の幅に沿って3箇所存
在するため、ホール素子130C、130A、130B
は、永久磁石112の幅の1/3を検出できる。例え
ば、永久磁石の幅が24mmであるなら、ホール素子は8
mmピッチで可動子110の位置を検出し得ることとな
る。
[0003] Hall elements 130C, 130A, 130B
Detects a relative position between the coil and the permanent magnet to continuously generate a thrust between the coil and the permanent magnet, and switches an energizing direction of the coil. For example, the mover 110 at the position shown in (a) in FIG. 5 generates a thrust in the right direction in the figure between the coils 122A, 122B, and 122C that are energized in a certain direction and travels to the right. And Then, when the movable element 110 reaches the position shown in (b) in the drawing and the movable element 110 can no longer generate a thrust, the Hall element 130B outputs that the polarity of the magnet 12 has been switched from S to N, and the energizing direction of the coil 122B. And continuously generate thrust to the right. That is, the Hall element is placed so as to detect a thrust equilibrium position of the mover at which a thrust cannot be generated unless the direction of energization of the coil is switched.
Since there are three thrust equilibrium positions along the width of the permanent magnet 112, the Hall elements 130C, 130A, 130B
Can detect 1/3 of the width of the permanent magnet 112. For example, if the width of the permanent magnet is 24 mm, the Hall element is 8
The position of the mover 110 can be detected at a pitch of mm.

【0004】一方、該リニアモータを物品の搬送用に用
いる際には、目標の位置に可動子を停止させる必要があ
る。ここで、係る搬送用に用いられるリニアモータに
は、エンコーダ等の分解能の高い位置検出装置が取り付
けられている。即ち、可動子の走行中の位置検出は、上
記ホール素子の出力を計数することにより行い得るが、
該ホール素子の出力では分解能が低く、目標とする停止
位置を正確に検出することができないため、停止位置を
検出する目的だけにエンコーダが取り付けられている。
On the other hand, when the linear motor is used for transporting articles, it is necessary to stop the mover at a target position. Here, the linear motor used for the transfer is provided with a position detecting device having a high resolution, such as an encoder. That is, the detection of the position of the mover during traveling can be performed by counting the output of the Hall element.
Since the output of the Hall element has a low resolution and cannot accurately detect a target stop position, an encoder is mounted only for the purpose of detecting the stop position.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、非常にコ
ストの高いエンコーダを用いることなく高い停止精度を
達成し得るリニアモータの開発を試みた。この方法とし
て、可動子をコイルと磁石の推力の平衡する位置(脱調
位置)で停止させるとの着想を得た。即ち、図5に点線
で示す位置で推力が平衡するため、この位置で積極的に
可動子を停止することを案出した。
The present inventor has attempted to develop a linear motor that can achieve high stopping accuracy without using an extremely expensive encoder. As this method, the idea of stopping the mover at a position where the thrusts of the coil and the magnet are balanced (step-out position) was obtained. That is, since the thrust is balanced at the position shown by the dotted line in FIG. 5, it has been devised to actively stop the mover at this position.

【0006】この方法を実現するにあたり、新たな課題
が発生した。この課題について図6を参照して説明す
る。図中には、A相、B相、C相として、図5に示すホ
ール素子130A、130B、130Cの出力波形を示
している。そして、図5中に示した点線と同様に、図6
中にも点線でコイルと磁石の推力の平衡し得る位置を示
す。上述したように、ホール素子は、該推力の平衡する
位置で出力を反転させるよう配設されている。このた
め、例えば、図中の(ロ)で示す点線の位置に停止させ
ようとした際に、この位置は丁度A相(ホール素子13
0A)の出力が、1(ハイ)から0(ロウ)に切り替わ
る位置であるため、この位置(ロ)を検出しようとして
も、A相の出力は0か1か決まらない。従って、位置検
出をB相の出力とC相の出力のみで行うことが必要とな
るが、B・C相の出力では、16mmの範囲で出力が一定
(B相=0、C相=0)、即ち、位置(イ)より左側
か、位置(ハ)よりも右側まで可動子が移動しない限り
B相、C相の出力は反転しない。即ち、該位置(ロ)を
検出しようとしても、分解能の低下している位置である
ため、停止動作を適切に行い得ないという課題が予想さ
れた。
[0006] In realizing this method, a new problem has arisen. This problem will be described with reference to FIG. In the figure, the output waveforms of the Hall elements 130A, 130B, and 130C shown in FIG. 5 are shown as the A phase, the B phase, and the C phase. Then, similarly to the dotted line shown in FIG.
The dotted line shows the position where the thrust of the coil and the magnet can be balanced. As described above, the Hall element is arranged to reverse the output at a position where the thrust balances. For this reason, for example, when an attempt is made to stop at the position indicated by the dotted line indicated by (b) in the drawing, this position is just the phase A (the Hall element 13).
Since the output of 0A) is a position where it switches from 1 (high) to 0 (low), even if this position (b) is detected, it is not determined whether the output of the A phase is 0 or 1. Therefore, it is necessary to perform position detection only with the output of the B phase and the output of the C phase. In the output of the B and C phases, the output is constant within a range of 16 mm (B phase = 0, C phase = 0). In other words, the B-phase and C-phase outputs do not reverse unless the mover moves to the left of position (a) or to the right of position (c). That is, even if the position (b) is to be detected, a problem is expected that the stop operation cannot be performed properly because the position has a reduced resolution.

【0007】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、位置検
出用の装置を設けることなく安定させて可動子を所望位
置に停止させることができるリニアDCブラシレスモー
タを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to stably stop a mover at a desired position without providing a position detecting device. It is to provide a linear DC brushless motor that can be used.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、複数のコイルを長手方向に沿って配列、
或いは、永久磁石を長手方向に沿って極性が交互になる
ように複数配列して成る固定子と、永久磁石を長手方向
に沿って極性が交互になるように複数配列、或いは、複
数のコイルを長手方向に沿って配列して成る可動子と、
前記永久磁石と前記コイルの相対位置を検出するための
所定ピッチで配列された複数の磁極検出素子からなる第
1磁極センサと、前記第1磁極センサの位置検出信号に
より前記コイルの通電方向を切り替え、可動子を走行さ
せるとともに、該第1磁極センサの信号により前記可動
子の位置を検出して可動子を位置決め制御する制御手段
と、を備えるリニアDCブラシレスモータであって、
記第1磁極センサの磁極検出素子と同一の配列ピッチで
配列された複数の磁極検出素子からなる第2磁極センサ
を前記第1磁極センサに対して磁極検出素子配列ピッチ
の1/2ピッチだけずらして配設するとともに、前記制
御手段が、前記第1磁極センサと第2磁極センサとから
可動子の位置を検出し、推力平衡可能位置にて前記可動
子を停止させることを技術的特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a method of arranging a plurality of coils along a longitudinal direction.
Alternatively, a stator having a plurality of permanent magnets arranged alternately in polarity along the longitudinal direction and a plurality of permanent magnets arranged alternately in polarity along the longitudinal direction, or a plurality of coils. Movers arranged along the longitudinal direction;
For detecting the relative position of the permanent magnet and the coil
A first magnetic pole sensor composed of a plurality of magnetic pole detection elements arranged at a predetermined pitch; and a position detection signal of the first magnetic pole sensor.
More switching the energizing direction of the coil, along with moving the movable element, said movable by a signal of the first magnetic pole sensor
A linear DC brushless motor comprising a control means for positioning control the mover by detecting the position of the child, the front
At the same arrangement pitch as the magnetic pole detection element of the first magnetic pole sensor
Second magnetic pole sensor comprising a plurality of magnetic pole detection elements arranged
Is the magnetic pole detection element arrangement pitch with respect to the first magnetic pole sensor.
The control means detects the position of the mover from the first magnetic pole sensor and the second magnetic pole sensor, and stops the mover at a position where thrust can be balanced. This is a technical feature.

【0009】本発明では、可動子を推力平衡可能位置で
停止させるため、停動トルクを発生させることで安定さ
せて停止させることができる。なお、推力平衡位置と
は、コイルを或る方向へ励磁した際に、複数の永久磁石
の推力が打ち消し会って、推力の平衡する位置を言う。
ここで、該推力平衡可能位置では、第1磁極センサの検
出信号が切り替わるため、第1磁極センサの検出信号の
みでは検出精度(分解能)が低下するが、第1磁極セン
サの出力と共に、第1磁極センサから1/2ピッチ偏位
配置された第2磁極センサの出力を用いることで、精度
を高めて位置を検出するため、安定した停止動作を実現
できる。
In the present invention, since the mover is stopped at the position where the thrust can be balanced, the stop can be stably stopped by generating a stop torque. The thrust equilibrium position refers to a position where the thrusts of a plurality of permanent magnets cancel each other when the coil is excited in a certain direction and the thrusts are balanced.
Here, since the detection signal of the first magnetic pole sensor is switched at the thrust equilibrium possible position, the detection accuracy (resolution) is reduced only by the detection signal of the first magnetic pole sensor. By using the output of the second magnetic pole sensor which is arranged to be displaced by ピ ッ チpitch from the magnetic pole sensor, the position is detected with high accuracy, so that a stable stopping operation can be realized.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明のリニアDCブラシ
レスモータの実施形態について図を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施例に係る物品搬送用の磁石可
動型リニアモータの横断面図である。磁石可動型リニア
モータの固定子側は、アルミ又はアルミ合金の押し出し
成形から成るガイドレール40と、ガイドレール40の
上端に形成された固定部40aに取り付けられるコイル
アッセンブリ20と、該コイルアッセンブリ20を覆う
着脱可能なカバー50とから成る。このガイドレール4
0の下端側には走行ローラ16を走行させるための断面
コ字状のレール部40bが形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a linear DC brushless motor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a movable magnet type linear motor for conveying articles according to a first embodiment of the present invention. The stator side of the magnet movable linear motor has a guide rail 40 formed by extrusion molding of aluminum or an aluminum alloy, a coil assembly 20 attached to a fixed portion 40a formed at the upper end of the guide rail 40, and a coil assembly 20. And a detachable cover 50 for covering. This guide rail 4
A rail portion 40b having a U-shaped cross section for running the running roller 16 is formed at the lower end side of 0.

【0011】他方、可動子10は、コイルアッセンブリ
20に内蔵される固定子コイル22を臨み対向する磁石
12と、該磁石12を挟持する可動子フレーム14と、
この可動子フレーム14を固定する台車18と、台車1
8と一体に形成された搬送ハンガ19と、該台車18に
対して垂直方向に支持された走行ローラ16とから成
る。なお、磁石12は、図の垂直方向に極性が交互にな
るよう複数個配列されている。また、該磁石12の極性
を検出するためのホール素子30C、30A、30B
(図中にはホール素子30Cのみを示す)がコイルアッ
センブリ20側に取り付けられている。なお、ホール素
子30Cの奥側(紙面裏側)には、補助用ホール素子
が、該ホール素子と同様に配設されている。
On the other hand, the mover 10 includes a magnet 12 facing a stator coil 22 built in a coil assembly 20 and a mover frame 14 holding the magnet 12 therebetween.
A cart 18 for fixing the mover frame 14 and a cart 1
A carriage hanger 19 integrally formed with the carriage 8 and a traveling roller 16 supported in a direction perpendicular to the carriage 18. Note that a plurality of magnets 12 are arranged so that the polarities alternate in the vertical direction in the figure. Hall elements 30C, 30A, 30B for detecting the polarity of the magnet 12
(Only the Hall element 30C is shown in the figure) is attached to the coil assembly 20 side. Note that an auxiliary hall element is provided on the back side (back side of the paper surface) of the hall element 30C, similarly to the hall element.

【0012】該コイルアッセンブリ(固定子)20は、
水平に配置された6個の固定子コイル22を樹脂封止し
てなる。図示しないが、かかるコイルアッセンブリ20
が、リニアDCブラシレスモータの該ガイドレール40
に沿って複数個配列されて固定子を構成している。
The coil assembly (stator) 20 includes
The six stator coils 22 arranged horizontally are resin-sealed. Although not shown, such a coil assembly 20
Is the guide rail 40 of the linear DC brushless motor.
Are arranged along the line to form a stator.

【0013】図2を参照して本実施態様のリニアDCブ
ラシレスモータの制御回路の構成について説明する。リ
ニアDCブラシレスモータは、可動子10の磁石12の
極性を検出するためのホール素子30A、30B、30
C及び、補助用ホール素子32A、32B、32Cが配
設され、これらのホール素子の出力によりマイクロコン
ピュータ62が、可動子10の位置を検出しドライバ回
路60を介してコイルアッセンブリ20を励磁する。コ
イルアッセンブリ20は、固定子コイル22A、22
D、固定子コイル22B、22E、固定子コイル22
C、22Fをスター結線して成る。該ドライバ回路60
は、スイッチ60A、60Bを開閉することにより、上
記固定子コイル22A〜22Fの通電・励磁方向を可動
子10の移動に伴い順次切り換えて行く。
Referring to FIG. 2, the configuration of the control circuit of the linear DC brushless motor according to this embodiment will be described. The linear DC brushless motor includes Hall elements 30A, 30B, 30 for detecting the polarity of the magnet 12 of the mover 10.
C and auxiliary Hall elements 32A, 32B, 32C are provided, and the microcomputer 62 detects the position of the mover 10 and excites the coil assembly 20 via the driver circuit 60 by the output of these Hall elements. The coil assembly 20 includes stator coils 22A and 22A.
D, stator coils 22B, 22E, stator coil 22
C and 22F are star-connected. The driver circuit 60
By opening and closing the switches 60A and 60B, the energization / excitation directions of the stator coils 22A to 22F are sequentially switched as the mover 10 moves.

【0014】なお、図示の便宜上、一組のコイルアッセ
ンブリ20のみを図中に示しているが、図1を参照して
上述したようにコイルアッセンブリ20は、ガイドレー
ル40に沿って複数個配列されている点に注意された
い。また、上記ホール素子30A、30B、30C及び
補助用ホール素子32A、32B、32Cは、コイルア
ッセンブリ20毎に配設されている。
Although only one set of coil assemblies 20 is shown in the figure for convenience of illustration, a plurality of coil assemblies 20 are arranged along the guide rail 40 as described above with reference to FIG. Please note that. Further, the Hall elements 30A, 30B, 30C and the auxiliary Hall elements 32A, 32B, 32C are provided for each coil assembly 20.

【0015】次に、コイルアッセンブリ20と、可動子
10と、ホール素子30A、30B、30C及び補助用
ホール素子32A、32B、32Cとの位置関係につい
て、図3を参照して説明する。なお、図示の便宜上、コ
イルアッセンブリ20のコイルとして、固定子コイル2
2A、22B、22Cのみを示しており、また、可動子
10の磁石として、一部のみを示している点に注意され
たい。
Next, the positional relationship among the coil assembly 20, the mover 10, the Hall elements 30A, 30B, 30C and the auxiliary Hall elements 32A, 32B, 32C will be described with reference to FIG. Note that, for convenience of illustration, the coils of the coil assembly 20 are stator coils 2
Note that only 2A, 22B, and 22C are shown, and only a part of the magnet of the mover 10 is shown.

【0016】該コイルアッセンブリ20側には、該可動
子10の磁石12の極性を検出するためのホール素子3
0C、30A、30Bが配設されている。ホール素子3
0C、30A、30Bは、コイル22A、22B、22
C及びコイル22D、22E、22F(図2参照)と磁
石12との間で連続して推力を発生させるために、両者
の相対位置を検出し、コイルの通電方向を切り換えるよ
うに配置されている。即ち、該ホール素子は、コイルの
通電方向を切り替えないと可動子側で複数の磁石12相
互の推力が平衡し、可動子を移動させるための推力の発
生できなくなる脱調位置を検出するように置かれてい
る。なお、図中でホール素子による出力が変化する位
置、即ち、ホール素子による可動子の検出位置を点線で
示す。
On the coil assembly 20 side, a Hall element 3 for detecting the polarity of the magnet 12 of the mover 10 is provided.
0C, 30A and 30B are provided. Hall element 3
0C, 30A, 30B are coils 22A, 22B, 22
In order to continuously generate a thrust between the C and the coils 22D, 22E, and 22F (see FIG. 2) and the magnet 12, the relative positions of the two are detected and the energizing direction of the coil is switched. . That is, the Hall element detects a step-out position where the thrusts of the plurality of magnets 12 are balanced on the mover side unless the energizing direction of the coil is switched, and the thrust for moving the mover cannot be generated. It has been placed. In the drawing, the position where the output by the Hall element changes, that is, the detection position of the mover by the Hall element is indicated by a dotted line.

【0017】図中に示すように推力の発生できなくなる
点線で示す脱調位置は、磁石12毎に3箇所存在するた
め、ホール素子30C、30A、30Bは、永久磁石1
2の幅の1/3を検出できる。本実施態様では、磁石1
2の幅が24mmであるため、ホール素子は8mmピッチで
検出を行い得ることとなる。
As shown in the figure, there are three out-of-step positions indicated by dotted lines where no thrust can be generated for each magnet 12, so that the Hall elements 30C, 30A and 30B
1/3 of the width of 2 can be detected. In this embodiment, the magnet 1
Since the width of 2 is 24 mm, the Hall element can detect at a pitch of 8 mm.

【0018】他方、補助用ホール素子32C、32A、
32Bが、ホール素子30C、30A、30Bの検出位
置から4mm偏位した検出位置に配設されている。即ち、
該補助用ホール素子は、ホール素子と同様に8mmピッチ
で磁石12を検出できるように配設されているが、ホー
ル素子の取り付け位置から4mm偏位して配設されている
ため、ホール素子の出力の切り替わる図中の点線で示す
位置から4mmずれた、図中に一点鎖線で示す位置にて出
力が切り替わるように配設されている。
On the other hand, auxiliary Hall elements 32C, 32A,
32B is disposed at a detection position deviated by 4 mm from the detection positions of the Hall elements 30C, 30A, and 30B. That is,
The auxiliary hall element is arranged so as to be able to detect the magnets 12 at a pitch of 8 mm similarly to the hall element. The output is switched at a position indicated by a dashed line in the figure, which is shifted by 4 mm from a position indicated by a dotted line in the figure, at which the output is switched.

【0019】ここで、該ホール素子30C、30A、3
0Bと補助用ホール素子32A、32B、32Cの出力
との波形を示す図4を参照して、本実施態様のリニアD
Cブラシレスモータの動作について説明する。図中で、
ホール素子30Aの出力をA相として、また、ホール素
子30Bの波形をB相として、ホール素子30Cの波形
をC相として参照する。また、補助用ホール素子32
A、32B、32Cの出力は、上記ホール素子と同様に
それぞれハイ・ロウを繰り返しているが、これらを図2
に示すマイクロコンピュータ62内の論理回路(図示せ
ず)にて合成して用いているため、該論理回路にて合成
された出力を補助用センサの出力として表す。ここで、
該論理回路は、補助用ホール素子32A、32B、32
Cの内の2個がハイ(1)の際にハイを出力し、2個が
ロウ(0)の際にロウを出力する。
Here, the Hall elements 30C, 30A, 3
0B and waveforms of the outputs of the auxiliary hall elements 32A, 32B, and 32C with reference to FIG.
The operation of the C brushless motor will be described. In the figure,
The output of the Hall element 30A is referred to as A phase, the waveform of the Hall element 30B is referred to as B phase, and the waveform of the Hall element 30C is referred to as C phase. The auxiliary hall element 32
The outputs of A, 32B, and 32C are repeatedly high and low in the same manner as in the above-described Hall element.
The output synthesized by the logic circuit is represented as the output of the auxiliary sensor because the logic circuit (not shown) in the microcomputer 62 shown in FIG. here,
The logic circuit includes auxiliary Hall elements 32A, 32B, 32
Two out of C output high when high (1) and output low when two low (0).

【0020】該マイクロコンピュータ62は、可動子を
走行中に上記ホール素子30C、30A、30Bの出力
の立ち上がり・立ち下がりを計数することにより現在位
置を把握している。即ち、図中で点線で示す位置におい
てホール素子の出力が変化(立ち上がり・立ち下がり)
するため、例えば、図中右側へ可動子を送っている際に
は、出力が変化したタイミングで計数値をインクリメン
トし、反対に左側へ送っている際には、計数値をデクリ
メントすることによって可動子の位置を把握する。即
ち、該ホール素子からの信号に基づきマイクロコンピュ
ータ62は、フィードバック制御を行いながら可動子の
位置を制御している。
The microcomputer 62 grasps the current position by counting the rise and fall of the outputs of the Hall elements 30C, 30A and 30B while traveling on the mover. That is, the output of the Hall element changes at the position indicated by the dotted line in the figure (rise / fall)
Therefore, for example, when the mover is sent to the right side in the figure, the count value is incremented at the timing when the output changes, and when the mover is sent to the left side, it is movable by decrementing the count value. Know the position of the child. That is, the microcomputer 62 controls the position of the mover while performing feedback control based on the signal from the Hall element.

【0021】他方、マイクロコンピュータ62が可動子
を停止する際に、本実施態様では、可動子の推力の平衡
することが可能な点、即ち、図4中に点線で示す位置に
て可動子を停止させる。例えば、可動子を図中で左方向
から右方向に走行させ、(ホ)の位置に停止させる際に
は、(ニ)の位置を通過(B相の出力の0から1への反
転)後に、補助センサの出力が反転(1から0への反
転)した際に、可動子をロックさせるようにコイルへ通
電する。即ち、(ホ)の位置に停止させるためには、以
下の出力状態でロック通電に切り換える。 A相・・・不問(即ち、0でも1でもよい) B相・・・1 C相・・・0 補助用センサ・・・0
On the other hand, when the microcomputer 62 stops the mover, in the present embodiment, the mover is moved at a point where the thrust of the mover can be balanced, that is, at a position shown by a dotted line in FIG. Stop. For example, when moving the mover from left to right in the figure and stopping it at the position (e), after passing through the position (d) (inverting the output of the phase B from 0 to 1), When the output of the auxiliary sensor is inverted (from 1 to 0), the coil is energized so as to lock the mover. That is, in order to stop at the position (e), switching to lock energization is performed in the following output state. A phase: No problem (that is, it may be 0 or 1) B phase: 1 C phase: 0 Auxiliary sensor: 0

【0022】このロック通電の際には、A相(可動子コ
イル22A、22D)とB相(可動子コイル22B、2
2E)とに電流を流し、C相には電流を流さないことに
より、位置(ホ)において可動子の複数の磁石12相互
に反発力、即ち、右方向への推力と左方向の推力を平衡
させた停動トルクを発生させることによって可動子を停
止させる。
At the time of the energization of the lock, the A phase (the mover coils 22A and 22D) and the B phase (the mover coils 22B and 22D)
2E), and no current in the C phase, so that the repulsive force between the plurality of magnets 12 of the mover at the position (e), that is, the rightward thrust and the leftward thrust are balanced. The movable element is stopped by generating the stopped torque.

【0023】図4に示すように、位置(ホ)にて可動子
を停止させる際には、ホール素子の最小分解能内で位置
決めを行うため「オープン制御」となる。このため、可
能な限り停止場所の近くでロック通電に切り換えること
が動作の安定のために必要となる。ここで、図6を参照
して上述したようにホール素子の出力のみで位置検出す
ると、推力平衡位置は、3個のホール素子の内の1つの
出力が切り替わる位置に相当するため、残りの2個の出
力で位置を検出することとなり、分解能が等価的に低下
する。これに対して、本実施態様では、上記ホール素子
と併せて補助用ホール素子の出力を用いて位置を検出す
るため、ロック通電を停止位置の近傍で開始することが
できる。
As shown in FIG. 4, when the mover is stopped at the position (e), "open control" is performed to perform positioning within the minimum resolution of the Hall element. For this reason, it is necessary to switch to the lock energization as close as possible to the stop location for stable operation. Here, as described above with reference to FIG. 6, if the position is detected only by the output of the Hall element, the thrust equilibrium position corresponds to the position where one of the three Hall elements switches the output. The position is detected by the number of outputs, and the resolution is equivalently reduced. On the other hand, in the present embodiment, since the position is detected using the output of the auxiliary hall element together with the above-mentioned hall element, the lock energization can be started near the stop position.

【0024】なお、この実施態様では、固定子コイルに
一定の電位を印加する方式、即ち、三相中の二相に電圧
を印加して可動子に推力を発生させるタイプのリニアD
Cブラシレスモータを例示したが、本発明の構成は、印
加電圧を調整することで三相同時に電圧を印加する方式
のリニアDCブラシレスモータにも適用し得る。
In this embodiment, a system in which a fixed potential is applied to the stator coil, that is, a linear D type in which a voltage is applied to two of the three phases to generate thrust on the mover, is used.
Although the C brushless motor has been exemplified, the configuration of the present invention can also be applied to a linear DC brushless motor of a system in which three-phase voltages are applied simultaneously by adjusting the applied voltage.

【0025】また、上記実施態様では、固定子側にコイ
ルを配置し、可動子側に磁石を配設した磁石可動型リニ
アDCブラシレスモータを例として挙げたが、本発明
は、固定子側に磁石を配置し、可動子側へコイルを配設
するコイル可動型のリニアDCブラシレスモータにも適
用し得る。更に、本発明の構成は、三相のリニアDCブ
ラシレスモータのみでなく、二相或いは四相以上のリニ
アDCブラシレスモータにも適用できる。
Also, in the above embodiment, a magnet movable linear DC brushless motor having a coil disposed on the stator side and a magnet disposed on the mover side has been described as an example. The present invention can also be applied to a coil movable linear DC brushless motor in which a magnet is arranged and a coil is arranged on the mover side. Further, the configuration of the present invention can be applied not only to a three-phase linear DC brushless motor but also to a two-phase or four-phase or more linear DC brushless motor.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、可動子
を推力平衡可能位置で停止させるため、停動トルクを発
生させて可動子を安定停止させることができる。ここ
で、該推力平衡可能位置では、ホール素子の検出信号が
切り替わるため、該ホール素子の検出信号のみでは検出
精度(分解能)が低下するが、ホール素子と共に、該ホ
ール素子から偏位配置された補助用ホール素子の出力を
用いて精度を高め可動子の位置を検出するため、エンコ
ーダ等の専用の位置測定装置を用いることなく安定した
停止動作を実現できる。
As described above, according to the present invention, since the mover is stopped at the position where thrust can be balanced, a stop torque can be generated to stably stop the mover. Here, at the thrust equilibrium-possible position, the detection signal of the Hall element is switched, so that the detection accuracy (resolution) is reduced only by the detection signal of the Hall element, but it is deviated from the Hall element together with the Hall element. Since the position of the mover is detected with higher accuracy by using the output of the auxiliary hall element, a stable stop operation can be realized without using a dedicated position measuring device such as an encoder.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施形態のリニアDCブラシレスモータの機
械的構成を示す横断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a mechanical configuration of a linear DC brushless motor according to an embodiment.

【図2】本実施形態のリニアDCブラシレスモータの制
御回路を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a control circuit of the linear DC brushless motor according to the embodiment.

【図3】本実施形態のリニアDCブラシレスモータのコ
イルと可動子との位置関係を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a positional relationship between a coil and a mover of the linear DC brushless motor according to the present embodiment.

【図4】図3に示すホール素子及び補助用ホール素子の
出力波形を示す波形図である。
FIG. 4 is a waveform chart showing output waveforms of the Hall element and the auxiliary Hall element shown in FIG. 3;

【図5】リニアDCブラシレスモータのコイルと可動子
との位置関係を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a coil of a linear DC brushless motor and a mover.

【図6】図5に示すホール素子の出力波形を示す波形図
である。
FIG. 6 is a waveform chart showing an output waveform of the Hall element shown in FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 可動子 12 磁石 20 コイルアッセンブリ(固定子) 22A、22B 固定子コイル 30A、30B、30C ホール素子(第1磁極セン
サ) 32A、32B、32C 補助用ホール素子(第2磁極
センサ) 40 ガイドレール 60 ドライバ回路 60A、60B スイッチ 62 マイクロコンピュータ(制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mover 12 Magnet 20 Coil assembly (stator) 22A, 22B Stator coil 30A, 30B, 30C Hall element (first magnetic pole sensor) 32A, 32B, 32C Auxiliary hall element (second magnetic pole sensor) 40 Guide rail 60 Driver circuit 60A, 60B switch 62 Microcomputer (control means)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数のコイルを長手方向に沿って配
列、或いは、永久磁石を長手方向に沿って極性が交互に
なるように複数配列して成る固定子と、 永久磁石を長手方向に沿って極性が交互になるように複
数配列、或いは、複数のコイルを長手方向に沿って配列
して成る可動子と、 前記永久磁石と前記コイルの相対位置を検出するための
所定ピッチで配列された複数の磁極検出素子からなる第
1磁極センサと、前記第1磁極センサの位置検出信号により 前記コイルの
通電方向を切り替え、可動子を走行させるとともに、該
第1磁極センサの信号により前記可動子の位置を検出し
て可動子を位置決め制御する制御手段と、を備えるリニ
アDCブラシレスモータであって、前記第1磁極センサの磁極検出素子と同一の配列ピッチ
で配列された複数の磁極検出素子からなる第2磁極セン
サを前記第1磁極センサに対して磁極検出素子配列ピッ
チの1/2ピッチだけずらして配設するとともに、 前記制御手段が、前記第1磁極センサと第2磁極センサ
とから可動子の位置を検出し、推力平衡可能位置にて前
記可動子を停止させることを特徴とするリニアDCブラ
シレスモータ。
1. A stator comprising a plurality of coils arranged in the longitudinal direction or a plurality of permanent magnets arranged in the longitudinal direction so as to alternate in polarity, and a permanent magnet arranged in the longitudinal direction. A plurality of movers having a plurality of coils arranged alternately or a plurality of coils arranged in a longitudinal direction, and a mover for detecting a relative position between the permanent magnet and the coil.
A first magnetic pole sensor composed of a plurality of magnetic pole detection elements arranged at a predetermined pitch, and a direction of energization of the coil switched by a position detection signal of the first magnetic pole sensor to move the movable element ,
The position of the mover is detected by the signal of the first magnetic pole sensor.
And a control means for controlling the positioning of the mover by using the same arrangement pitch as the magnetic pole detecting element of the first magnetic pole sensor.
Magnetic pole sensor comprising a plurality of magnetic pole detection elements arranged in
The magnetic pole detecting element array picks up with respect to the first magnetic pole sensor.
And the control means detects the position of the mover from the first magnetic pole sensor and the second magnetic pole sensor, and stops the mover at a position where thrust can be balanced. A linear DC brushless motor.
JP06740997A 1997-03-04 1997-03-04 Linear DC brushless motor Expired - Lifetime JP3219133B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06740997A JP3219133B2 (en) 1997-03-04 1997-03-04 Linear DC brushless motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06740997A JP3219133B2 (en) 1997-03-04 1997-03-04 Linear DC brushless motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10248234A JPH10248234A (en) 1998-09-14
JP3219133B2 true JP3219133B2 (en) 2001-10-15

Family

ID=13344105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06740997A Expired - Lifetime JP3219133B2 (en) 1997-03-04 1997-03-04 Linear DC brushless motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3219133B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002159166A (en) * 2000-11-17 2002-05-31 Yaskawa Electric Corp Pole sensor for linear motor
KR101066749B1 (en) 2007-03-16 2011-09-21 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Brushless motor device and control method thereof
JP2010252532A (en) * 2009-04-15 2010-11-04 Toshiba Mach Co Ltd Linear motor and linear-motor device
JP5415819B2 (en) * 2009-04-30 2014-02-12 東芝機械株式会社 Linear motor and linear motor device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10248234A (en) 1998-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE39747E1 (en) Modular conveyor system having multiple moving elements under independent control
US6172498B1 (en) Method and apparatus for rotor angle detection
WO2011040216A1 (en) Control method and drive system of linear motor
JP5443718B2 (en) Linear motor system and control device
US5245232A (en) Linear actuator
JPH08275500A (en) Linear motor
TW201025800A (en) Dispersed linear motors and driving system for dispersed linear motors
JP3219133B2 (en) Linear DC brushless motor
JP3430770B2 (en) Door opening / closing linear motor
JP2000139069A (en) Linear motor drive
JP3175554B2 (en) DC linear motor
JP3074163B2 (en) Interlocking door device
WO2008117345A1 (en) Linear motor and its control method
JPH08275495A (en) Linear motor
TWI474582B (en) Linear motor system
KR102494056B1 (en) Apparatus and method for compensating magnetic angle error of linear motor
JP2002159166A (en) Pole sensor for linear motor
JP4352483B2 (en) Three-phase pulse motor
JP3486499B2 (en) Brushless motor and positioning table device using the same
CA2507856C (en) Conveyor with independent control of multiple pallets
JP4345122B2 (en) Automatic door
JPH05211798A (en) Method for controlling brake of brushless dc linear motor
JPH06335230A (en) Permanent magnet type linear synchronous motor
JPH08275497A (en) Linear motor
JPH08275494A (en) Linear motor

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110810

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110810

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120810

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130810

Year of fee payment: 12

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term