JP5443718B2 - Linear motor system and control device - Google Patents

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本発明は、磁石の磁界とコイルに流れる電流とによって運動する推力を得るリニアモータにおいて、可動子の位置を検出し、検出された位置に基づいてリニアモータを制御するリニアモータシステム、リニアモータアクチュエータ及び制御装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a linear motor system and a linear motor actuator that detect the position of a mover and control the linear motor based on the detected position in a linear motor that obtains a thrust that moves by a magnetic field of a magnet and a current flowing in a coil. And to the technical field of control devices.

従来、磁石の磁界とコイルに流れる電流とによってリニアモータを駆動し、移動体を軌道レール等に沿って直進運動させるリニアモータアクチュエータにおいては、移動体の位置を検出するために、光学式又は磁気式のリニアスケールとセンサとが用いられている。   Conventionally, in a linear motor actuator that drives a linear motor by a magnetic field of a magnet and a current flowing through a coil and linearly moves the moving body along a track rail or the like, in order to detect the position of the moving body, an optical or magnetic A linear scale and a sensor are used.

この場合においては、移動体にセンサを取り付けるとともに、リニアモータアクチュエータの長手方向の一端から他端までリニアスケールを取り付け、移動体の可動範囲全域において、センサがリニアスケールを読み取ることができるようにしていた（例えば、特許文献１）。こうすることによって、移動体を所望の位置に精度よく停止させることができる。
国際公開第２００６／００１４７９号パンフレット In this case, a sensor is attached to the moving body and a linear scale is attached from one end to the other end of the linear motor actuator in the longitudinal direction so that the sensor can read the linear scale over the entire movable range of the moving body. (For example, Patent Document 1). By doing so, the moving body can be accurately stopped at a desired position.
International Publication No. 2006/001479 Pamphlet

しかしながら、移動体の可動範囲全域をカバーするようにリニアスケールを取り付けなければならないので、可動範囲が長くなればなるほど、リニアスケールに要するコストが高くならざるを得なかった。   However, since the linear scale must be attached so as to cover the entire movable range of the moving body, the longer the movable range, the higher the cost required for the linear scale.

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、リニアスケールのコストを減らしつつ、高速な移動を可能とし、且つ、停止精度の高いリニアモータシステム及び制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, an object while reducing the cost of the linear scale, and enables high-speed movement, and, to provide a high stop precision linear motor system 及 beauty controller And

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、Ｎ極とＳ極との磁極が交互に並べられる可動子又は固定子の一方と、複数のコイルを含む可動子又は固定子の他方と、を有し、前記一方から発生する磁界と前記他方の前記コイルに流れる電流とによって、前記磁極が交互に並ぶ方向に前記可動子が前記固定子に対して運動するリニアモータと、目盛りが設けられたリニアスケールと、前記リニアスケールの目盛りを読み取り、前記固定子に対する前記可動子の相対的な位置を示す第１の位置情報を生成する位置センサと、前記一方から発生する磁界を検出し、前記運動によって生ずる磁界の変化に伴って、９０°の位相差を持つ正弦波状信号及び余弦波状信号を出力する磁気センサと、前記正弦波状信号及び前記余弦波状信号に基づいて、前記固定子に対する前記可動子の相対的な位置を示す第２の位置情報を生成する位置検出手段と、前記位置情報に基づいて、前記コイルに供給される電流を制御する制御装置と、を備え、前記リニアスケール又は前記位置センサの一方は、前記可動子とともに移動し、前記リニアスケール又は前記位置センサの他方は、前記可動子が前記運動によって移動可能な範囲のうちの一部の範囲のみで前記位置センサが前記リニアスケールの目盛りを読み取ることができるように配設され、前記制御装置は、前記可動子を停止させるか否かを判定する判定手段と、前記可動子が前記一部の範囲外を移動している場合と、前記可動子が前記一部の範囲内を移動しているときに、当該範囲内で前記可動子を停止させないと判定された場合には、前記第２の位置情報を前記制御に用いる第１制御手段と、前記可動子が前記一部の範囲内を移動しているときに、当該範囲内で前記可動子を停止させると判定された場合には、前記第１の位置情報を前記制御に用いる第２制御手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is directed to a mover or a stator including a plurality of coils and one of a mover or a stator in which magnetic poles of N poles and S poles are alternately arranged. A linear motor in which the mover moves relative to the stator in a direction in which the magnetic poles are alternately arranged by a magnetic field generated from the one side and a current flowing through the other coil, and a scale , A position sensor that reads the scale of the linear scale and generates first position information indicating a relative position of the mover with respect to the stator, and a magnetic field generated from the one is detected. And a magnetic sensor that outputs a sine wave signal and a cosine wave signal having a phase difference of 90 ° in accordance with the change of the magnetic field generated by the motion, and the sine wave signal and the cosine wave signal. A position detection unit that generates second position information indicating a relative position of the mover with respect to the stator, and a control device that controls a current supplied to the coil based on the position information. One of the linear scale or the position sensor moves together with the mover, and the other of the linear scale or the position sensor is only a part of the range in which the mover can move by the movement. The position sensor is arranged so as to be able to read the scale of the linear scale, the control device determines whether or not to stop the movable element, and the movable element When it is determined that the mover is not stopped within the range when the mover moves outside the range and when the mover moves within the partial range, the second A first control means for the position information Ru used for the control of, when the movable element is moved within the range of said portion, when said movable element is determined to stop within the range And second control means using the first position information for the control.

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システムにおいて、前記生成された第１の位置情報又は前記生成された第２の位置情報の何れか一方を、前記制御装置による制御に基づいて当該制御装置に供給する位置情報供給手段を更に備え、前記制御装置は、前記一部の範囲に対して前記可動子の位置を対応付けた範囲情報を記憶する記憶手段を有し、前記位置情報供給手段から供給された位置情報と、前記範囲情報と、に基づいて、前記可動子が前記一部の範囲に位置しているか否かを判定し、前記第１の位置情報又は前記第２の位置情報のうち前記コイルに供給される電流の制御に用いる方の位置情報を、前記位置情報供給手段から供給させることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the linear motor system according to the first aspect, either one of the generated first position information or the generated second position information is controlled by the control device. Further comprising position information supply means for supplying to the control device based on the control device, the control device has storage means for storing range information in which the position of the movable element is associated with the partial range, Based on the position information supplied from the position information supply means and the range information, it is determined whether or not the mover is located in the partial range, and the first position information or the Of the second position information, the position information used for controlling the current supplied to the coil is supplied from the position information supply means.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のリニアモータシステムにおいて、前記リニアモータは、前記可動子又は前記固定子の一方として、軸線方向と直交する方向の両端面にＮ極及びＳ極の磁極が着磁される複数のマグネットが軸線方向に並べられる界磁マグネットを有し、前記可動子又は前記固定子の他方として、前記界磁マグネットにすきまを介して対向する複数のコイルを有するフラットタイプリニアモータであることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the linear motor system according to the first or second aspect, the linear motor is provided on both end faces in a direction orthogonal to the axial direction as one of the mover or the stator. A plurality of magnets magnetized with N-pole and S-pole magnetic poles have a field magnet arranged in the axial direction, and face the field magnet via a gap as the other of the mover or the stator. It is a flat type linear motor having a plurality of coils.

請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のリニアモータシステムにおいて、前記リニアモータは、前記可動子又は前記固定子の一方として、軸線方向の両端部にＮ極及びＳ極の磁極が着磁される複数のマグネットが、隣り合うマグネットのＮ極同士及びＳ極同士が向かい合うように軸線方向に並べられるロッドを有し、前記可動子又は前記固定子の他方として、前記ロッドを囲む複数のコイルを有するロッドタイプリニアモータであることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the linear motor system according to the first or second aspect of the present invention, the linear motor has N poles and S at both ends in the axial direction as one of the mover or the stator. A plurality of magnets magnetized with magnetic poles of poles have rods arranged in an axial direction so that N poles and S poles of adjacent magnets face each other, and as the other of the mover or the stator, It is a rod type linear motor having a plurality of coils surrounding the rod.

請求項５に記載の発明は、Ｎ極とＳ極との磁極が交互に並べられる可動子又は固定子の一方と、複数のコイルを含む可動子又は固定子の他方と、を有し、前記一方から発生する磁界と前記他方の前記コイルに流れる電流とによって、前記磁極が交互に並ぶ方向に前記可動子が前記固定子に対して運動するリニアモータと、目盛りが設けられたリニアスケールと、前記リニアスケールの目盛りを読み取り、前記固定子に対する前記可動子の相対的な位置を示す第１の位置情報を生成する位置センサと、前記一方から発生する磁界を検出し、前記運動によって生ずる磁界の変化に伴って、９０°の位相差を持つ正弦波状信号及び余弦波状信号を出力する磁気センサと、前記正弦波状信号及び前記余弦波状信号に基づいて、前記固定子に対する前記可動子の相対的な位置を示す第２の位置情報を生成する位置検出手段と、を備え、前記リニアスケール又は前記位置センサの一方は、前記可動子とともに移動し、前記リニアスケール又は前記位置センサの他方は、前記可動子が前記運動によって移動可能な範囲のうちの一部の範囲のみで前記位置センサが前記リニアスケールの目盛りを読み取ることができるように配設されるリニアモータの位置検出システムにおける前記コイルに供給される電流を、前記位置情報に基づいて制御する制御装置において、前記可動子を停止させるか否かを判定する判定手段と、前記可動子が前記一部の範囲外を移動している場合と、前記可動子が前記一部の範囲内を移動しているときに、当該範囲内で前記可動子を停止させないと判定された場合には、前記第２の位置情報を前記制御に用いる第１制御手段と、前記可動子が前記一部の範囲内を移動しているときに、当該範囲内で前記可動子を停止させると判定された場合には、前記第１の位置情報を前記制御に用いる第２制御手段と、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 5 includes one of a mover or a stator in which magnetic poles of N poles and S poles are alternately arranged, and the other of the mover or the stator including a plurality of coils, A linear motor in which the mover moves relative to the stator in a direction in which the magnetic poles are alternately arranged by a magnetic field generated from one side and a current flowing through the other coil; and a linear scale provided with a scale; A position sensor that reads the scale of the linear scale and generates first position information indicating the relative position of the mover with respect to the stator; and a magnetic field generated from the one of the position sensors. A magnetic sensor that outputs a sine wave signal and a cosine wave signal having a phase difference of 90 ° according to the change, and the stator with respect to the stator based on the sine wave signal and the cosine wave signal. Position detecting means for generating second position information indicating a relative position of the moving element, and one of the linear scale or the position sensor moves together with the movable element, and the linear scale or the position sensor The other is a linear motor position detection system arranged so that the position sensor can read the scale of the linear scale only in a part of the range in which the movable element is movable by the movement. In the control device that controls the current supplied to the coil in accordance with the position information, a determination unit that determines whether or not to stop the mover, and the mover moves outside the partial range And when it is determined that the mover is not stopped within the range when the mover is moving within the partial range, A first control means for Ru using the position information of 2 to the control, when the movable element is moved within the range of said portion, when said movable element is determined to stop within the range Comprises second control means for using the first position information for the control.

本発明によれば、位置センサがリニアスケールの目盛りを読み取ることができない範囲を可動子が移動しているときには、リニアモータの推力を得るための磁極から発生する磁界を磁気センサで検出することによって得られた位置情報で制御が行われ、位置センサがリニアスケールの目盛りを読み取ることができる範囲を可動子が移動してるときに可動子を停止させる場合には、位置センサからの位置情報で制御が行われるので、リニアスケールを可動子の移動可能範囲全域に取り付けなくても、可動子を高速に移動させることができ、且つ、予め定められた停止位置での停止精度を高めることができる。   According to the present invention, when the mover is moving in a range where the position sensor cannot read the scale of the linear scale, the magnetic sensor generates a magnetic field generated from the magnetic pole for obtaining the thrust of the linear motor. When the mover is stopped when the mover is moving within the range where the position sensor can read the scale of the linear scale, control is performed using the position information from the position sensor. Therefore, even if the linear scale is not attached to the entire movable range of the mover, the mover can be moved at high speed, and the stop accuracy at a predetermined stop position can be improved.

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、各実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the invention according to each claim, and all combinations of features described in each embodiment are essential to the solution means of the invention. Not exclusively.

［１．第１実施形態］
以下、リニアモータとして、フラットタイプリニアモータに本発明を適用した場合における実施形態について説明する。 [1. First Embodiment]
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a flat type linear motor as a linear motor will be described.

［１．１ リニアモータシステムの構成］
まず、第１実施形態に係るリニアモータシステム１の構成を、図１を用いて説明する。ここで、図１は、第１実施形態に係るリニアモータシステム１の概要構成を示す図である。 [1.1 Configuration of linear motor system]
First, the configuration of the linear motor system 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the linear motor system 1 according to the first embodiment.

図１に示すように、リニアモータシステム１は、アクチュエータ２１と、位置検出手段としてのインターポレータ２５と、位置情報供給手段としての位置情報切替器２６と、ドライバ２７と、を備えている。そして、アクチュエータ２１は、スライダ（移動体）２と、スライダ２をスライド自在に支持するベース４と、ベース４に取り付けられた複数のリニアスケール２２と、リニアスケール２２を読み取りスライダ２（に取り付けられた電機子）の位置を検出する位置センサとしての光センサ２３と、磁界の方向を検出する磁気センサ２４と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the linear motor system 1 includes an actuator 21, an interpolator 25 as position detection means, a position information switcher 26 as position information supply means, and a driver 27. The actuator 21 is attached to the slider 2 (the moving body) 2, the base 4 that slidably supports the slider 2, a plurality of linear scales 22 attached to the base 4, and the linear scale 22 that reads the linear scale 22. An optical sensor 23 as a position sensor for detecting the position of the armature) and a magnetic sensor 24 for detecting the direction of the magnetic field.

アクチュエータ２１は、スライダ２をリニアモータでベース４の長手方向に往復運動させるリニアモータアクチュエータである。ベース４には、複数のリニアスケール２２が取り付けられており、各リニアスケール２２には、ベース４の長手方向に沿って一定間隔で、目盛りとしてのスリットが配列されている。スライダ２には、光センサ２３と磁気センサ２４とが取り付けられている。   The actuator 21 is a linear motor actuator that reciprocates the slider 2 in the longitudinal direction of the base 4 with a linear motor. A plurality of linear scales 22 are attached to the base 4. In each linear scale 22, slits as scales are arranged at regular intervals along the longitudinal direction of the base 4. An optical sensor 23 and a magnetic sensor 24 are attached to the slider 2.

光センサ２３は、発光ダイオードを点灯させ、リニアスケール２２のスリットを通して発光ダイオードからの光を断続的にフォトダイオードで受光することによって、スライダ２の位置を示す第１の位置情報をエンコーダケーブル３１を介して位置情報切替器２６に出力する。磁気センサ２４は、ベース４上に並べられた駆動用マグネットから発生する磁界を検出し、検出した磁界に応じた信号をケーブル３２を介してインターポレータ２５に出力する。   The optical sensor 23 turns on the light emitting diode, and intermittently receives the light from the light emitting diode through the slit of the linear scale 22 by the photodiode, so that the encoder cable 31 receives the first position information indicating the position of the slider 2. To the position information switching unit 26. The magnetic sensor 24 detects a magnetic field generated from the driving magnets arranged on the base 4 and outputs a signal corresponding to the detected magnetic field to the interpolator 25 via the cable 32.

インターポレータ２５は、磁気センサ２４が出力する信号を内挿処理し、スライダ２（に取り付けられた電機子）の位置を示す第２の位置情報をエンコーダケーブル３３を介して位置情報切替器２６に出力する。位置情報切替器２６は、ドライバ２７から出力される制御信号に応じて、第１の位置情報と第２の位置情報のうちの一方をエンコーダケーブル３４を介してドライバ２７に出力する。ドライバ２７は、位置情報切替器２６から出力された位置情報に基づいて、リニアモータのコイルに供給する電流を制御する。ドライバ２７からの電流は、動力ケーブル３５を介してスライダ２に取り付けられたリニアモータのコイルに供給される。   The interpolator 25 interpolates the signal output from the magnetic sensor 24, and sends the second position information indicating the position of the slider 2 (the armature attached to the slider 2) via the encoder cable 33 to the position information switch 26. Output to. The position information switcher 26 outputs one of the first position information and the second position information to the driver 27 via the encoder cable 34 in accordance with the control signal output from the driver 27. The driver 27 controls the current supplied to the coil of the linear motor based on the position information output from the position information switch 26. The current from the driver 27 is supplied to the coil of the linear motor attached to the slider 2 via the power cable 35.

本実施形態においては、スライダ２の移動可能な範囲のうち、事前に計画されている停止位置を含むその停止位置前後の位置決めするための領域（以下、「停止領域」という）のみにリニアスケール２２が取り付けられる。図１に示す例では、スライダ２の移動可能な範囲の両端にそれぞれリニアスケール２２が取り付けられているとともに、やや中央よりに１箇所リニアスケール２２が取り付けられている。つまり、アクチュエータ２１においては、３箇所の停止領域が設けられている。   In the present embodiment, the linear scale 22 is included only in a region (hereinafter referred to as “stop region”) for positioning before and after the stop position including the stop position planned in advance, in the movable range of the slider 2. Is attached. In the example shown in FIG. 1, linear scales 22 are attached to both ends of the movable range of the slider 2, and one linear scale 22 is attached slightly from the center. That is, the actuator 21 has three stop areas.

停止領域以外の領域は、スライダ２が基本的に通過するだけの領域である（以下、「通過領域」という）。ただし、通過領域であっても、必要に応じてスライダ２を停止させることは可能である。ここで、やや中央よりに設けられた停止領域においては、スライダ２がその移動手順により、停止する場合と通過する場合とがある。   The area other than the stop area is an area where the slider 2 basically passes (hereinafter referred to as “passing area”). However, it is possible to stop the slider 2 as necessary even in the passing region. Here, in the stop region provided slightly from the center, the slider 2 may stop or pass depending on the moving procedure.

ドライバ２７は、スライダ２が通過領域に位置しているときには（通過するだけの場合、通過領域で停止させる場合、及び、移動を開始させる場合を含む）、磁気センサ２４の出力信号に基づきインターポレータ２５から出力された第２の位置情報に基づいて、リニアモータのコイルに供給する電流を制御する。一方、ドライバ２７は、スライダ２が停止領域を移動しているときに、その停止領域でスライダ２を停止させる場合には、光センサ２３から出力された第１の位置情報に基づいて、リニアモータのコイルに供給する電流を制御する。これら以外の場合、例えば、やや中央よりの停止領域をスライダ２が通過するだけの場合、スライダ２が停止領域で停止しているときに移動を開始させる場合には、ドライバ２７は、どちらの位置情報を用いてもよい。本実施形態においては、第２の位置情報に基づいてリニアモータのコイルに供給する電流を制御することとする。   When the slider 2 is positioned in the passing area (including only passing, including stopping in the passing area, and starting movement), the driver 27 interpolates based on the output signal of the magnetic sensor 24. Based on the second position information output from the modulator 25, the current supplied to the coil of the linear motor is controlled. On the other hand, the driver 27, when the slider 2 is moving in the stop area, stops the slider 2 in the stop area, based on the first position information output from the optical sensor 23. The current supplied to the coil is controlled. In other cases, for example, when the slider 2 only passes through the stop area slightly from the center, and when the slider 2 is stopped in the stop area, the driver 27 is moved to which position. Information may be used. In the present embodiment, the current supplied to the coil of the linear motor is controlled based on the second position information.

［１．２ リニアモータアクチュエータの構成］
次に、アクチュエータ２１の構成について、図２乃至４を用いて説明する。ここで、図２は、第１実施形態に係るアクチュエータ２１の斜視図である。また、図３は、第１実施形態に係るアクチュエータ２１の正面図である。また、図４は、第１実施形態に係る電機子１０の移動方向に沿った断面図である。 [1.2 Configuration of linear motor actuator]
Next, the configuration of the actuator 21 will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 2 is a perspective view of the actuator 21 according to the first embodiment. FIG. 3 is a front view of the actuator 21 according to the first embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view along the moving direction of the armature 10 according to the first embodiment.

アクチュエータ２１のリニアモータ１１は、表面にＮ極又はＳ極が着磁される複数枚の板状の駆動用マグネット５を有する界磁マグネットに対して、電機子１０が相対的に直線運動するフラットタイプのリニアモータである。電機子１０は界磁マグネットにすきまｇを介して対向する。   The linear motor 11 of the actuator 21 is a flat in which the armature 10 is linearly moved relative to a field magnet having a plurality of plate-like drive magnets 5 whose surfaces are magnetized with N or S poles. This is a type of linear motor. The armature 10 faces the field magnet through a gap g.

細長く伸びるベース４上には、板状の複数枚の駆動用マグネット５が軸線方向に一列に並べられる。これら複数枚の駆動用マグネット５がリニアモータ１１の固定子となる。ベース４は、底壁部４ａと、底壁部４ａの幅方向の両側に設けられる一対の側壁部４ｂとから構成される。底壁部４ａの上面に駆動用マグネット５が取り付けられる。   A plurality of plate-like drive magnets 5 are arranged in a line in the axial direction on the elongated base 4. The plurality of drive magnets 5 serve as a stator of the linear motor 11. The base 4 includes a bottom wall portion 4a and a pair of side wall portions 4b provided on both sides in the width direction of the bottom wall portion 4a. A driving magnet 5 is attached to the upper surface of the bottom wall portion 4a.

各駆動用マグネット５には、軸線方向と直交する方向（図中上下方向）の両端面にＮ極及びＳ極が形成される。複数枚の駆動用マグネット５の表面に交互にＮ極及びＳ極が形成されるように、各駆動用マグネット５は隣接する一対の駆動用マグネット５に対して、磁極を反転させた状態で並べられる。   Each drive magnet 5 has N and S poles on both end faces in a direction (vertical direction in the figure) perpendicular to the axial direction. The drive magnets 5 are arranged in a state where the magnetic poles are reversed with respect to a pair of adjacent drive magnets 5 so that N poles and S poles are alternately formed on the surface of the plurality of drive magnets 5. It is done.

ベース５の側壁部４ｂの側面の一部には、リニアスケール２２が、そのスリットの並びがベース５の長手方向に沿うようにして取り付けられる。   A linear scale 22 is attached to a part of the side surface of the side wall 4 b of the base 5 so that the slits are aligned along the longitudinal direction of the base 5.

ベース４の側壁部４ｂの上面には、リニアガイド９の軌道レール８が取り付けられる。軌道レール８には、移動ブロック７がスライド可能に組み付けられる。軌道レール８と移動ブロック７との間には、転がり運動可能に複数のボールが介在される（図示せず）。移動ブロック７には、複数のボールを循環させるためのサーキット状のボール循環経路が設けられる。軌道レール８に対して移動ブロック７がスライドすると、複数のボールがこれらの間を転がり運動し、また複数のボールがボール循環経路を循環する。これにより、移動ブロック７の円滑な直線運動が可能になる。   The track rail 8 of the linear guide 9 is attached to the upper surface of the side wall portion 4 b of the base 4. A moving block 7 is slidably assembled to the track rail 8. A plurality of balls are interposed between the track rail 8 and the moving block 7 so as to be able to roll (not shown). The moving block 7 is provided with a circuit-shaped ball circulation path for circulating a plurality of balls. When the moving block 7 slides with respect to the track rail 8, a plurality of balls roll and move between them, and the plurality of balls circulate in the ball circulation path. Thereby, the smooth linear motion of the moving block 7 is attained.

一つの移動ブロック７の側面には、ブラケット２８が取り付けられる。ブラケット２８には、光センサ２３が、リニアスケール２２の読み取りが可能なように取り付けられる。   A bracket 28 is attached to the side surface of one moving block 7. The optical sensor 23 is attached to the bracket 28 so that the linear scale 22 can be read.

リニアガイド９の移動ブロック７の上面には、テーブル３が取り付けられる。テーブル３は例えばアルミなどの非磁性材料からなる。テーブル３には、移動対象が取り付けられる。テーブル３の下面には、リニアモータ１１の可動子である電機子１０が吊り下げられる。図３の正面図に示されるように、駆動用マグネット５と電機子１０との間にはすきまが設けられる。リニアガイド９は、電機子１０が駆動用マグネット５に対して相対的に移動するときにも、このすきまｇを一定に維持する。   A table 3 is attached to the upper surface of the moving block 7 of the linear guide 9. The table 3 is made of a nonmagnetic material such as aluminum. A moving object is attached to the table 3. An armature 10 that is a mover of the linear motor 11 is suspended from the lower surface of the table 3. As shown in the front view of FIG. 3, a gap is provided between the driving magnet 5 and the armature 10. The linear guide 9 maintains the gap g even when the armature 10 moves relative to the driving magnet 5.

図４に示すように、テーブル３の下面には、断熱材１３を介して電機子１０が取り付けられる。電機子１０は、珪素鋼などの磁性材料からなるコア１４と、コア１４の突極１４ａ，１４ｂ，１４ｃに巻かれる三相コイル１６ａ，１６ｂ，１６ｃと、から構成される。三相コイル１６ａ，１６ｂ，１６ｃそれぞれには、１２０度の位相差をもつ三相交流電流が供給される。突極１４ａ，１４ｂ，１４ｃに三相コイル１６を巻いた後、三相コイル１６は樹脂封止される。   As shown in FIG. 4, the armature 10 is attached to the lower surface of the table 3 via a heat insulating material 13. The armature 10 includes a core 14 made of a magnetic material such as silicon steel, and three-phase coils 16a, 16b, and 16c wound around salient poles 14a, 14b, and 14c of the core 14. A three-phase alternating current having a phase difference of 120 degrees is supplied to each of the three-phase coils 16a, 16b, and 16c. After winding the three-phase coil 16 around the salient poles 14a, 14b, 14c, the three-phase coil 16 is resin-sealed.

テーブル３の下面には、電機子１０を挟んで一対の補助コア１７が取り付けられる。補助コア１７は、リニアモータ１１に発生するコギングを低減するために設けられる。   A pair of auxiliary cores 17 are attached to the lower surface of the table 3 with the armature 10 interposed therebetween. The auxiliary core 17 is provided to reduce cogging generated in the linear motor 11.

図３に示されるように、電機子１０には、磁気センサ２４が取り付けられる。磁気センサ２４は、電機子１０と共に移動しながら固定子である複数枚の駆動用マグネット５の磁界の方向（磁気ベクトルの方向）を検出する。   As shown in FIG. 3, a magnetic sensor 24 is attached to the armature 10. The magnetic sensor 24 detects the direction of the magnetic field (the direction of the magnetic vector) of the plurality of driving magnets 5 that are the stator while moving together with the armature 10.

［１．３ 駆動用マグネットと磁気センサとを用いた位置検出の方法］
次に、駆動用マグネットと磁気センサとを用いた位置検出の方法について説明する。 [1.3 Position detection method using drive magnet and magnetic sensor]
Next, a position detection method using a driving magnet and a magnetic sensor will be described.

［１．３．１ 磁気センサの構成］
まず、磁気センサ２４の構成について、図５乃至１７を用いて説明する。ここで、図５は、第１実施形態に係る磁気センサ２４の原理を示す図である。また、図６は、磁界の方向の角度θと磁気センサ２４の抵抗値との関係を示すグラフである。また、図７は、磁気センサの強磁性薄膜金属の形状の一例を示す平面図である。また、図８は、図７に示す磁気センサの等価回路図である。また、図９は、ホイーストン・ブリッジから構成される磁気センサの一例を示す図である。また、図１０は、駆動用マグネット５が発生する磁界と磁気センサ２４との位置関係を示す図である。また、図１１は、磁気センサ２４が検出する磁気ベクトルの方向と、出力電圧の関係を示すグラフである。また、図１２は、二組のフルブリッジ構成の磁気センサの一例を示す図であり、（ａ）は、磁気センサの強磁性薄膜金属の形状を示す平面図であり、（ｂ）は、等価回路図である。また、図１３は、磁気センサ２４から出力される正弦波状信号及び余弦波状信号を示すグラフである。また、図１４は、駆動用マグネット５と磁気センサ２４の位置関係及び磁気センサ２４の出力信号を示す概念図である。また、図１５は、正弦波及び余弦波によって描かれるリサージュ図形を示す図である。また、図１６は、複数枚の駆動用マグネット５の平面図である。また、図１７は、シミュレーションにより計算した磁界強度（磁束密度）と正弦波を比較したグラフである。 [1.3.1 Configuration of magnetic sensor]
First, the configuration of the magnetic sensor 24 will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of the magnetic sensor 24 according to the first embodiment. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the angle θ in the direction of the magnetic field and the resistance value of the magnetic sensor 24. FIG. 7 is a plan view showing an example of the shape of the ferromagnetic thin film metal of the magnetic sensor. FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the magnetic sensor shown in FIG. Moreover, FIG. 9 is a figure which shows an example of the magnetic sensor comprised from a Wheatstone bridge. FIG. 10 is a diagram showing a positional relationship between the magnetic field generated by the drive magnet 5 and the magnetic sensor 24. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the direction of the magnetic vector detected by the magnetic sensor 24 and the output voltage. Moreover, FIG. 12 is a figure which shows an example of the magnetic sensor of two sets of full bridge structures, (a) is a top view which shows the shape of the ferromagnetic thin film metal of a magnetic sensor, (b) is equivalent It is a circuit diagram. FIG. 13 is a graph showing a sine wave signal and a cosine wave signal output from the magnetic sensor 24. FIG. 14 is a conceptual diagram showing the positional relationship between the driving magnet 5 and the magnetic sensor 24 and the output signal of the magnetic sensor 24. FIG. 15 is a diagram showing a Lissajous figure drawn by a sine wave and a cosine wave. FIG. 16 is a plan view of a plurality of drive magnets 5. FIG. 17 is a graph comparing the magnetic field strength (magnetic flux density) calculated by simulation and a sine wave.

図５に示されるように、磁気センサ２４は、Ｓｉ若しくはガラス基板３６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３７を有する。磁気センサ２４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。   As shown in FIG. 5, the magnetic sensor 24 includes a magnetic thin film metal composed of an Si or glass substrate 36 and an alloy composed mainly of a ferromagnetic metal such as Ni or Fe formed thereon. A resistance element 37 is included. The magnetic sensor 24 is called an AMR (Anisotropic-Magnetro-Resistance) sensor (anisotropic magnetoresistive element) because the resistance value changes in a specific magnetic field direction.

磁気抵抗素子３７に電流を流し、抵抗変化量が飽和する磁界強度を印加し、その磁界（Ｈ）の方向を電流方向Ｙに対して角度変化θを与えたとする。図６に示されるように、抵抗変化量（△Ｒ）は、電流方向と磁界の方向が垂直（θ＝９０°，２７０°）の時に最大となり、電流方向と磁界の方向が平行（θ＝０°，１８０°）の時に最小となる。抵抗値Ｒは、電流方向と磁界方向の角度成分に応じて、下記の（１）式のように変化する。   It is assumed that a current is passed through the magnetoresistive element 37, a magnetic field intensity that saturates the resistance change amount is applied, and the direction of the magnetic field (H) is given an angle change θ with respect to the current direction Y. As shown in FIG. 6, the resistance change amount (ΔR) becomes maximum when the current direction and the magnetic field direction are perpendicular (θ = 90 °, 270 °), and the current direction and the magnetic field direction are parallel (θ = 0 °, 180 °). The resistance value R changes according to the following equation (1) according to the angle component between the current direction and the magnetic field direction.

Ｒ＝Ｒｏ−△Ｒｓｉｎ２θ…（１）
Ｒｏ：無磁界中の強磁性薄膜金属の抵抗値
△Ｒ：抵抗変化量
θ：磁界方向を示す角度 R = Ro−ΔRsin2θ (1)
Ro: resistance value of the ferromagnetic thin film metal in the absence of a magnetic field ΔR: resistance change amount θ: angle indicating the direction of the magnetic field

飽和感度領域以上であれば、△Ｒは定数になり、抵抗値Ｒは磁界の強度には影響されなくなる。   If the saturation sensitivity region is exceeded, ΔR is a constant, and the resistance value R is not affected by the strength of the magnetic field.

飽和感度領域以上の磁界強度で、磁界の方向を検出する磁気センサ２４の強磁性薄膜金属の形状を図７に示す。縦方向に形成された強磁性薄膜金属エレメント（Ｒ１）と横方向のエレメント（Ｒ２）が直列に結線した形状になる。   FIG. 7 shows the shape of the ferromagnetic thin film metal of the magnetic sensor 24 that detects the direction of the magnetic field with a magnetic field intensity equal to or higher than the saturation sensitivity region. The ferromagnetic thin film metal element (R1) formed in the vertical direction and the horizontal element (R2) are connected in series.

エレメント（Ｒ１）に対して最も大きな抵抗変化を促す垂直方向の磁界は、エレメント（Ｒ２）に対し最小の抵抗変化となる。抵抗値Ｒ１とＲ２は次式で与えられる。   The vertical magnetic field that causes the largest resistance change to the element (R1) is the smallest resistance change to the element (R2). Resistance values R1 and R2 are given by the following equations.

Ｒ１＝Ｒｏ−△Ｒｓｉｎ２θ…（２）   R1 = Ro−ΔRsin2θ (2)

Ｒ２＝Ｒｏ−△Ｒｃｏｓ２θ…（３）   R2 = Ro−ΔRcos2θ (3)

この磁気センサ２４の等価回路（ハーフブリッジ）を図８に示す。出力Ｖoutは次式で与えられる。   An equivalent circuit (half bridge) of the magnetic sensor 24 is shown in FIG. The output Vout is given by the following equation.

Ｖout＝Ｒ１・Ｖｃｃ／（Ｒ１十Ｒ２）…（４）   Vout = R1 · Vcc / (R1 + R2) (4)

（４）式に（２），（３）式を代入し、整理すると、   Substituting (2) and (3) into (4) and rearranging,

Ｖout＝Ｖｃｃ／２十αｃｏｓ２θ…（５）
α＝△Ｒ・Ｖｃｃ／２（２Ｒｏ−△Ｒ）
が成立する。 Vout = Vcc / 2 + cos 2θ (5)
α = △ R ・ Vcc / 2 (2Ro- △ R)
Is established.

図９に示されるように強磁性薄膜金属の形状を形成すれば、一般的に知られているホイーストン・ブリッジの構成となる。二つの出力Ｖout＋とＶout−を用いることにより、中点電位の安定性の向上と増幅を行うことが可能になる。   If the shape of the ferromagnetic thin film metal is formed as shown in FIG. 9, a generally known Wheatstone bridge configuration is obtained. By using the two outputs Vout + and Vout−, the stability of the midpoint potential can be improved and amplified.

電機子１０が直線運動するときの磁界方向の変化と磁気センサ２４の出力について説明する。図１０に示されるように、磁気センサ２４を、飽和感度領域以上の磁界強度が印加されるギャップｌの位置に、かつ磁界の方向変化がセンサ面に寄与するように配置する。図１１に示されるように、電機子１０が距離λを直線移動したとき、センサ面では磁界の方向が１回転となる。このときに電圧の信号は１周期の正弦波になる。より正確にいえば、（５）式のＶout＝Ｖｃｃ／２＋αｃｏｓ２θより出力波形は２周期の波形となる。しかし、磁気センサ２４のエレメントの延伸方向に対して４５°にバイアス磁界を掛けるならば、周期が半減し、電機子１０がλを直線移動したときに１周期の出力波形が得られる。   The change of the magnetic field direction and the output of the magnetic sensor 24 when the armature 10 moves linearly will be described. As shown in FIG. 10, the magnetic sensor 24 is disposed at the position of the gap 1 where a magnetic field strength higher than the saturation sensitivity region is applied, and so that the change in the direction of the magnetic field contributes to the sensor surface. As shown in FIG. 11, when the armature 10 linearly moves the distance λ, the direction of the magnetic field is one rotation on the sensor surface. At this time, the voltage signal becomes a sine wave of one cycle. More precisely, the output waveform is a two-cycle waveform from Vout = Vcc / 2 + αcos 2θ in equation (5). However, if a bias magnetic field is applied at 45 ° with respect to the extending direction of the element of the magnetic sensor 24, the period is halved, and an output waveform of one period is obtained when the armature 10 moves linearly along λ.

運動の方向を知るためには、図１２に示されるように、二組のフルブリッジ構成のエレメントを、互いに４５°傾くように一つの基板上に形成すればよい。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１３に示されるように、互いに９０°の位相差を持つ余弦波及び正弦波となる。   In order to know the direction of motion, as shown in FIG. 12, two sets of full-bridge elements may be formed on a single substrate so as to be inclined at 45 ° from each other. The outputs VoutA and VoutB obtained by the two sets of full bridge circuits are a cosine wave and a sine wave having a phase difference of 90 ° as shown in FIG.

本実施形態によれば、磁気センサ２４が駆動用マグネット５の磁界の方向の変化を検出するので、たとえ図１４に示されるように、磁気センサ２４の取り付け位置が（１）から（２）にずれたとしても、磁気センサ２４が出力する正弦波及び余弦波には変化が少ない。   According to this embodiment, since the magnetic sensor 24 detects a change in the direction of the magnetic field of the driving magnet 5, the mounting position of the magnetic sensor 24 is changed from (1) to (2) as shown in FIG. Even if they deviate, there is little change in the sine wave and cosine wave output from the magnetic sensor 24.

図１５に示されるように、正弦波及び余弦波によって描かれるリサージュ図形も円の大きさが変化しにくくなる。しかし、そうであっても、フラットタイプのリニアモータにおいては、正弦波及び余弦波に歪みが生じる。   As shown in FIG. 15, the Lissajous figure drawn by the sine wave and the cosine wave is also less likely to change the size of the circle. However, even in such a case, in the flat type linear motor, distortion occurs in the sine wave and the cosine wave.

ここで、固定子である駆動用マグネット５の形状及び駆動用マグネット５が発生する磁界強度の分布について説明する。図１６は、複数枚の駆動用マグネット５の平面図である。また、図１７は、シミュレーションにより計算した磁界強度（磁束密度）と正弦波を比較したグラフである。   Here, the shape of the driving magnet 5 that is a stator and the distribution of the magnetic field intensity generated by the driving magnet 5 will be described. FIG. 16 is a plan view of a plurality of drive magnets 5. FIG. 17 is a graph comparing the magnetic field strength (magnetic flux density) calculated by simulation and a sine wave.

磁気センサ２４は、駆動用マグネット５の中央部の上方を通過する。駆動用マグネット５は磁気センサ２４の下側にのみ配置される。駆動用マグネット５に発生する磁力線は空気を伝わって隣の駆動用マグネット５に伝わる。図１７には、磁気センサ２４が移動する位置における磁界強度の分布が示されている。シミュレーションの結果、磁界強度の分布が太った波形になり、理想的な正弦波から若干歪んだ。これは、磁気センサ２４の移動方向における各駆動用マグネット５の両端部の磁界強度が高くなり、これによって、可動子の移動方向における駆動用マグネット５の中央部の磁界強度が両端部の磁界強度に近くなり、ピークがでにくくなっていることが原因だと思われる。   The magnetic sensor 24 passes above the central portion of the drive magnet 5. The driving magnet 5 is disposed only below the magnetic sensor 24. The lines of magnetic force generated in the drive magnet 5 are transmitted to the adjacent drive magnet 5 through the air. FIG. 17 shows the distribution of the magnetic field strength at the position where the magnetic sensor 24 moves. As a result of the simulation, the distribution of the magnetic field intensity became a thick waveform, and was slightly distorted from an ideal sine wave. This is because the magnetic field strength at both ends of each driving magnet 5 in the moving direction of the magnetic sensor 24 is increased, whereby the magnetic field strength at the center of the driving magnet 5 in the moving direction of the mover is changed to the magnetic field strength at both ends. This seems to be due to the fact that the peak is difficult to reach.

磁気センサ２４を（磁気抵抗素子３７に対して飽和感度領域以上の磁界強度が印加される範囲内で）駆動用マグネット５から離せば離すほど、磁気センサ２４が通過する部分の磁束密度の分布を正弦波に近付けることができる。つまり、位置検出の精度を高めることができる。しかし、その分スペースが大きくはなる。   The further away the magnetic sensor 24 is from the driving magnet 5 (within the range in which a magnetic field strength equal to or higher than the saturation sensitivity region is applied to the magnetoresistive element 37), the more the magnetic flux density distribution of the portion through which the magnetic sensor 24 passes is Can approach a sine wave. That is, the accuracy of position detection can be increased. However, the space increases accordingly.

［１．３．２ 駆動用マグネットの形状による正弦波の波形の改善］
次に、磁気センサ２４が出力する信号を理想的な正弦波に近付けるための例について、図１８乃至２２を用いて説明する。ここで、図１８は、駆動用マグネット５の端部を円弧形状に形成した場合の一例であり、（ａ）は、複数枚の駆動用マグネット５の平面図であり、（ｂ）は、各駆動用マグネット５の幅方向の端部の平面図である。また、図１９は、図１８に示す駆動用マグネット５において、シミュレーションにより計算した磁界強度（磁束密度）と正弦波を比較したグラフである。また、図２０は、駆動用マグネット５の他の例を示す図である。また、図２１は、駆動用マグネット６の側面形状の他の例を示す側面図である。また、図２２は、駆動用マグネット６の側面形状のさらに他の例を示す側面図である。 [1.3.2 Improvement of sine wave waveform by the shape of the drive magnet]
Next, an example for bringing the signal output from the magnetic sensor 24 close to an ideal sine wave will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 18 is an example in which the end of the drive magnet 5 is formed in an arc shape, (a) is a plan view of a plurality of drive magnets 5, and (b) 3 is a plan view of an end portion in the width direction of a driving magnet 5. FIG. FIG. 19 is a graph comparing the magnetic field strength (magnetic flux density) calculated by simulation and a sine wave in the driving magnet 5 shown in FIG. FIG. 20 is a diagram illustrating another example of the drive magnet 5. FIG. 21 is a side view showing another example of the side shape of the drive magnet 6. FIG. 22 is a side view showing still another example of the side shape of the drive magnet 6.

図１８（ａ）及び（ｂ）に示すように、駆動用マグネット５の磁気センサ２４が通過する部分Ｌ１である端部５ａ（正確にいえば磁気センサ２４が通過する部分Ｌ１の下方にある端部５ａ）を、円弧形状に形成する。そうすると、この端部５ａが円弧形状に形成されるので、電機子１０の移動方向の中央部１８の横幅Ｗ２が両端部１９の横幅Ｗ１よりも広くなる。   As shown in FIGS. 18A and 18B, the end portion 5a which is the portion L1 through which the magnetic sensor 24 of the driving magnet 5 passes (to be precise, the end below the portion L1 through which the magnetic sensor 24 passes). The part 5a) is formed in an arc shape. Then, since this end 5a is formed in an arc shape, the lateral width W2 of the central portion 18 in the moving direction of the armature 10 becomes wider than the lateral width W1 of both end portions 19.

駆動用マグネット５の中央部１８の横幅を両端部１９よりも広くすることで、図１９に示すように、駆動用マグネット５の中央部１８に磁界強度のピークをもってくることができ、両端部１９の磁界強度を小さくすることができる。したがって、シミュレーションによって得られる磁界強度の分布が正弦波に近くなる。   By making the lateral width of the central portion 18 of the driving magnet 5 wider than both end portions 19, as shown in FIG. 19, a peak of the magnetic field strength can be brought to the central portion 18 of the driving magnet 5. The magnetic field strength can be reduced. Therefore, the magnetic field strength distribution obtained by the simulation is close to a sine wave.

図２０は、各駆動用マグネット５の他の例を示す平面図である。図２０（ａ）は図１８で示した場合と同様に、駆動用マグネット５の幅方向の端部５ａが円弧形状に形成される例を示す。図２０（ａ）の二点鎖線は、駆動用マグネット５の幅方向の両端部５ａ，５ｂを円弧形状に形成した例を示す。このようにすると、コイルの有効長さの全長にわたって駆動用マグネット５の磁界強度の分布を正弦波に近付けることができる。このため、リニアモータ１１に発生するコギングを低減することができる。   FIG. 20 is a plan view showing another example of each drive magnet 5. FIG. 20A shows an example in which the end portion 5a in the width direction of the driving magnet 5 is formed in an arc shape, similarly to the case shown in FIG. A two-dot chain line in FIG. 20A shows an example in which both end portions 5a and 5b in the width direction of the driving magnet 5 are formed in an arc shape. If it does in this way, distribution of the magnetic field intensity of the drive magnet 5 can be brought close to a sine wave over the entire length of the effective length of the coil. For this reason, cogging generated in the linear motor 11 can be reduced.

図２０（ｂ）は、駆動用マグネット５の幅方向の端部５ｃを三角形状に尖らせた例を示す。図２０（ｂ）中の二点鎖線は、コギングを低減するために幅方向の両端部５ｃ，５ｄを三角形状に尖らせた例を示す。   FIG. 20B shows an example in which the end 5c in the width direction of the driving magnet 5 is sharpened in a triangular shape. An alternate long and two short dashes line in FIG. 20B shows an example in which both ends 5c and 5d in the width direction are sharpened in a triangular shape in order to reduce cogging.

図２０（ｃ）は、駆動用マグネット５の幅方向の端部５ｅを台形形状に尖らせた例を示す。図２０（ｃ）中の二点鎖線は、コギングを低減するために幅方向の両端部５ｅ，５ｆを台形形状に尖らせた例を示す。   FIG. 20C shows an example in which the end portion 5e in the width direction of the driving magnet 5 is sharpened in a trapezoidal shape. A two-dot chain line in FIG. 20C shows an example in which both end portions 5e and 5f in the width direction are sharpened in a trapezoidal shape in order to reduce cogging.

図２０（ｄ）は、駆動用マグネット５の幅方向の端部５ｇを楕円形状に丸めた例を示す。図２０（ｄ）中の二点鎖線は、コギングを低減するために幅方向の両端部５，５ｈを楕円形状に丸めた例を示す。   FIG. 20D shows an example in which the end 5g in the width direction of the driving magnet 5 is rounded into an elliptical shape. An alternate long and two short dashes line in FIG. 20D shows an example in which both end portions 5 and 5h in the width direction are rounded into an elliptical shape in order to reduce cogging.

図２０（ｅ）はコギングを低減するために、駆動用マグネット５の全体を斜めに傾けた例を示す。駆動用マグネット５の幅方向の端部５ｉの平面形状は、円弧形状に形成されると共に、可動子の移動方向に直交する線Ｌ２に対して対称である。端部５ｉの平面形状を線対称に形成することで、磁界強度の分布を正弦波に近付けることができる。   FIG. 20 (e) shows an example in which the entire drive magnet 5 is tilted to reduce cogging. The planar shape of the end portion 5i in the width direction of the driving magnet 5 is formed in an arc shape and is symmetric with respect to a line L2 orthogonal to the moving direction of the mover. By forming the planar shape of the end 5i to be axisymmetric, the magnetic field strength distribution can be approximated to a sine wave.

図２０（ｆ）はコギングを低減するために、駆動用マグネット５の全体を斜めに傾けた例を示す。この例では、駆動用マグネット５の端部５ｊは、円弧形状に形成されると共に、傾けた中心線Ｌ３に対して対称に形成される。   FIG. 20F shows an example in which the entire drive magnet 5 is inclined to reduce cogging. In this example, the end portion 5j of the driving magnet 5 is formed in an arc shape and is symmetrical with respect to the inclined center line L3.

図２１は、駆動用マグネットのさらに他の例を示す。この例の駆動用マグネット６は、側面図において、各駆動用マグネット６の磁気センサ２４が通過する部分の形状（正確には磁気センサ２４が通過する部分の下方の形状）は、半円形状に形成され、可動子の移動方向の中央部６ａの高さが両端部６ｂの高さよりも高い。駆動用マグネット６の中央部６ａの高さを高く、両端部６ｂの高さを低くすることで、駆動用マグネット６の中央部６ａに磁界強度のピークをもってくることができ、両端部６ｂの磁界強度を小さくすることができる。したがって、シミュレーションによって得られる磁界強度の分布２０も正弦波に近くなる。   FIG. 21 shows still another example of the driving magnet. In the side view, the driving magnet 6 of this example has a semicircular shape in the portion of each driving magnet 6 through which the magnetic sensor 24 passes (precisely, the shape below the portion through which the magnetic sensor 24 passes). The height of the central portion 6a formed in the moving direction of the mover is higher than the height of the both end portions 6b. By increasing the height of the central portion 6a of the driving magnet 6 and decreasing the height of the both end portions 6b, the central portion 6a of the driving magnet 6 can have a magnetic field strength peak, and the magnetic fields of the both end portions 6b can be obtained. The strength can be reduced. Therefore, the magnetic field strength distribution 20 obtained by the simulation is also close to a sine wave.

駆動用マグネット６を幅方向（図２１の紙面の直交方向）に断面一定の半円柱形状にすることで、磁気センサ２４の幅方向の取り付け位置によらず、磁界強度の分布を正弦波に近付けることができる。また、駆動用マグネット６の全体が発生する磁界の分布が正弦波に近付くので、コギングも低減できる。   By making the driving magnet 6 a semi-cylindrical shape with a constant cross section in the width direction (the direction orthogonal to the paper surface of FIG. 21), the distribution of the magnetic field strength approaches a sine wave regardless of the mounting position of the magnetic sensor 24 in the width direction. be able to. Further, since the distribution of the magnetic field generated by the entire drive magnet 6 approaches a sine wave, cogging can be reduced.

図２２は、駆動用マグネット６の側面形状のさらに他の例を示す。図２２（ａ）は、図２８の例と同様に、駆動用マグネット６の側面形状を半円柱形状に形成した例を示す。図２２（ｂ）は三角形状に形成した例を、図２２（ｃ）は台形形状に形成した例を、図２２（ｄ）は五角形形状に形成した例を示す。図２２（ｅ）は駆動用マグネット６の側壁５６ｃを直線形状にし、上部６ｄを円弧形状にした例を示す。図２２（ｆ）は駆動用マグネット６の側壁６ｅを直線形状にし、上部６ｆを直線と円弧の組み合わせで構成した例を示す。いずれの例においても、可動子の移動方向における駆動用マグネット６の中央部の高さが両端部の高さよりも高く設定される。   FIG. 22 shows still another example of the side shape of the drive magnet 6. FIG. 22A shows an example in which the side surface of the driving magnet 6 is formed in a semi-cylindrical shape, as in the example of FIG. FIG. 22B shows an example in which a triangular shape is formed, FIG. 22C shows an example in which a trapezoidal shape is formed, and FIG. 22D shows an example in which a pentagonal shape is formed. FIG. 22 (e) shows an example in which the side wall 56c of the driving magnet 6 has a linear shape and the upper portion 6d has an arc shape. FIG. 22 (f) shows an example in which the side wall 6e of the drive magnet 6 is formed into a linear shape, and the upper portion 6f is configured by a combination of a straight line and an arc. In any example, the height of the central portion of the driving magnet 6 in the moving direction of the mover is set to be higher than the height of both end portions.

このように、駆動用マグネット５の磁気センサ２４が通過する部分の平面形状を円弧形状に形成したり、駆動用マグネット６の磁気センサ２４が通過する部分の側面形状を半円柱形状に形成したりすることで、磁気センサ２４を駆動用マグネット５，６からそれほど離さなくても、磁気センサ２４が通過する部分の磁束密度の分布を正弦波に近付けることができる。また、駆動用マグネット６の側面形状を半円柱形状に形成すると、駆動用マグネット６の磁束密度の大きさが若干小さくなる。駆動用マグネット５の平面形状を円弧形状に形成することで、磁束密度の大きさも小さくなることがなく、リニアモータ１１の推力を大きくすることができる。   Thus, the planar shape of the portion through which the magnetic sensor 24 of the driving magnet 5 passes is formed in an arc shape, or the side shape of the portion through which the magnetic sensor 24 of the driving magnet 6 passes is formed in a semi-cylindrical shape. By doing so, the distribution of the magnetic flux density in the portion through which the magnetic sensor 24 passes can be made closer to a sine wave without the magnetic sensor 24 being far away from the driving magnets 5 and 6. Further, when the side surface of the driving magnet 6 is formed in a semi-cylindrical shape, the magnitude of the magnetic flux density of the driving magnet 6 is slightly reduced. By forming the planar shape of the drive magnet 5 in an arc shape, the magnetic flux density does not decrease and the thrust of the linear motor 11 can be increased.

［１．３．３ インターポレータの構成］
次に、インターポレータ２５の構成について、図２３及び図２４を用いて説明する。ここで、図２３は、インターポレータ２５の概要構成を示す図である。また、図２４は、ルックアップテーブルメモリのメモリ構成の一例を示す図である。 [1.3.3 Interpolator configuration]
Next, the configuration of the interpolator 25 will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 23 is a diagram showing a schematic configuration of the interpolator 25. FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a memory configuration of the lookup table memory.

磁気センサ２４が出力する正弦波状信号及び余弦波状信号は、インターポレータ２５に取り込まれる。内挿回路であるインターポレータ２５は、９０°位相が異なる正弦波状信号及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を出力する。駆動用マグネット５の磁極間のピッチは例えば数十ｍｍのオーダーであり、光学式又は磁気式のエンコーダの数百μｍのオーダーに比べてはるかに大きい。駆動用マグネット５を磁気スケールとして流用するときには、磁気センサ２４が出力する正弦波状信号及び余弦波状信号を細分化し、分解能を上げる必要がある。磁気センサ２４が出力する正弦波状信号及び余弦波状信号の変化は、分解能を上げた位置検出回路に大きな影響を及ぼす。このため、磁気センサ２４が出力する正弦波状信号及び余弦波状信号の変化は小さいことが望まれる。   The sine wave signal and the cosine wave signal output from the magnetic sensor 24 are taken into the interpolator 25. The interpolator 25, which is an interpolation circuit, applies digital interpolation processing to the sine wave signal and cosine wave signal having a 90 ° phase difference and outputs high-resolution phase angle data. The pitch between the magnetic poles of the drive magnet 5 is, for example, on the order of several tens of mm, which is much larger than the order of several hundreds of μm for an optical or magnetic encoder. When the drive magnet 5 is used as a magnetic scale, it is necessary to subdivide the sine wave signal and cosine wave signal output from the magnetic sensor 24 to increase the resolution. Changes in the sine wave signal and the cosine wave signal output from the magnetic sensor 24 have a great influence on the position detection circuit with increased resolution. For this reason, it is desired that changes in the sine wave signal and the cosine wave signal output from the magnetic sensor 24 are small.

９０°位相が異なる正弦波状信号及び余弦波状信号それぞれは、Ａ／Ｄ変換器３０に入力される。Ａ／Ｄ変換器３０は、正弦波状信号及び余弦波状信号それぞれを所定の周期でディジタルデータＤＡ，ＤＢにサンプリングする。   Each of the sine wave signal and the cosine wave signal having a 90 ° phase difference is input to the A / D converter 30. The A / D converter 30 samples the sine wave signal and the cosine wave signal into the digital data DA and DB at a predetermined cycle.

予め、図２４に示されるように、ルックアップテーブルメモリ３９には、逆正接関数（ＴＡＮ−１）を用いた次の式に基づいて作成されたルックアップテーブルデータが記録されている。 As shown in FIG. 24, lookup table data created based on the following equation using an arctangent function (TAN −1 ) is recorded in the lookup table memory 39 in advance.

ｕ＝ＴＡＮ−１（ＤＢ／ＤＡ） u = TAN −1 (DB / DA)

図１９には、８ビット×８ビットのアドレス空間に１周期１０００分割の位相角データを持たせる場合のルックアップテーブルメモリのメモリ構成が示されている。   FIG. 19 shows a memory configuration of a look-up table memory in a case where phase angle data of 1000 divisions per cycle is provided in an 8-bit × 8-bit address space.

位相角データ算出手段である信号処理部４０は、ディジタルデータＤＡ，ＤＢをそれぞれｘ，ｙアドレスとしてルックアップテーブルデータを検索し、ｘ，ｙアドレスに対応した位相角データｕを得る。これにより、１波長（０から２πまでの区間）内を分割・内挿することが可能になる。なお、ルックアップテーブルメモリを用いる替わりに、ｕ＝ＡＴＡＮ−１（ＤＢ／ＤＡ）の演算をして、位相角データｕを算出することにより、１波長（０から２πまでの区間）内を分割・内挿してもよい。 The signal processing unit 40, which is a phase angle data calculation means, searches the look-up table data using the digital data DA and DB as x and y addresses, respectively, and obtains phase angle data u corresponding to the x and y addresses. As a result, it becomes possible to divide and interpolate within one wavelength (section from 0 to 2π). Instead of using a look-up table memory, an operation of u = ATAN −1 (DB / DA) is performed to calculate phase angle data u, thereby dividing one wavelength (section from 0 to 2π). -Interpolation may be used.

次に、パルス信号発生手段である信号処理部４０は、位相角データｕからＡ相エンコーダパルス信号及びＢ相エンコーダパルス信号を生成し、１周期に１度のＺ相パルス信号を生成する。信号処理部４０が出力するＡ相パルス信号、Ｂ相パルス信号、Ｚ相パルス信号は、第２の位置情報として位置情報切替器２６に出力される。   Next, the signal processing unit 40, which is a pulse signal generation means, generates an A-phase encoder pulse signal and a B-phase encoder pulse signal from the phase angle data u, and generates a Z-phase pulse signal once per cycle. The A-phase pulse signal, B-phase pulse signal, and Z-phase pulse signal output from the signal processing unit 40 are output to the position information switch 26 as second position information.

［１．４ ドライバの構成及び動作］
次に、ドライバ２７の構成について、図２５及び図２６を用いて説明する。ここで、図２５は、ドライバ２７の概要構成を示すブロック図である。また、図２６は、制御器４２の処理例を示すフローチャートである。 [1.4 Driver configuration and operation]
Next, the configuration of the driver 27 will be described with reference to FIGS. 25 and 26. FIG. Here, FIG. 25 is a block diagram showing a schematic configuration of the driver 27. FIG. 26 is a flowchart illustrating a processing example of the controller 42.

図２５に示すように、ドライバ２７は、リニアモータ１１を制御するのに適した形態をした電力を供給するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）インバータ等の電力変換器４３と、上位の指令器４１からの指令によって電力変換器４３を制御する制御器４２と、を含んで構成される。   As shown in FIG. 25, the driver 27 includes a power converter 43 such as a PWM (Pulse Width Modulation) inverter that supplies power in a form suitable for controlling the linear motor 11, and an upper command unit 41. And a controller 42 that controls the power converter 43 according to a command.

光センサ２３は、電機子１０が停止領域を移動している間にリニアスケール２２を読み取り、第1の位置情報を位置情報切替器２６に出力する。一方、磁気センサ２４は、電機子１０の移動に伴い、正弦波状及び余弦波状の電圧信号を出力する。   The optical sensor 23 reads the linear scale 22 while the armature 10 is moving in the stop area, and outputs the first position information to the position information switch 26. On the other hand, the magnetic sensor 24 outputs sine wave and cosine wave voltage signals as the armature 10 moves.

インターポレータ２５は、正弦波状及び余弦波状の電圧信号に基づいて、第２の位置情報を算出する。インターポレータ２５が算出した第２の位置情報は、位置情報切替器２６に出力される。   The interpolator 25 calculates second position information based on the sine wave and cosine wave voltage signals. The second position information calculated by the interpolator 25 is output to the position information switch 26.

位置情報切替器２６は、供給された第１の位置情報又は第２の位置情報のうち一方の位置情報をドライバ２７に出力する。どちらの位置情報を出力するかについては、制御器４２によって制御される。   The position information switch 26 outputs one position information of the supplied first position information or second position information to the driver 27. Which position information is output is controlled by the controller 42.

制御器４２は、指令器４１からの位置指令どおりに電機子１０が移動するように、電力変換器４３を制御し、最終的にはリニアモータ１１の電機子１０に供給する電流を制御する。制御器４２は、電機子１０を停止させるか否かという情報と、電機子１０が停止領域に位置しているか否かという情報とに基づいて、位置情報切替器２６から第１の位置情報又は第２の位置情報を出力させる。制御器４２は、電機子１０を停止させるか否かについては、指令器４１からの指令に基づいて判断する。一方、制御器４２は、電機子１０が停止領域に位置しているか否かについては、位置情報切替器２６から出力された位置情報と制御器４２が有するメモリに記憶されている停止領域座標データとに基づいて判断する。範囲情報としてメモリに記憶されている停止領域座標データは、停止領域の範囲と電機子１０の位置との関係を示している（例えば、座標ｘ１〜ｘ２が第１の停止領域、座標ｘ３〜ｘ４が第２の停止領域等）。制御器４２は、この停止領域座標データと位置情報とを照合することにより、電機子１０が位置している領域を判断することができる。   The controller 42 controls the power converter 43 so that the armature 10 moves according to the position command from the commander 41, and finally controls the current supplied to the armature 10 of the linear motor 11. Based on the information on whether or not to stop the armature 10 and the information on whether or not the armature 10 is located in the stop region, the controller 42 receives the first position information or The second position information is output. The controller 42 determines whether to stop the armature 10 based on a command from the command device 41. On the other hand, the controller 42 determines whether or not the armature 10 is located in the stop area, the position information output from the position information switch 26 and the stop area coordinate data stored in the memory of the controller 42. Judgment based on. The stop area coordinate data stored in the memory as the range information indicates the relationship between the range of the stop area and the position of the armature 10 (for example, the coordinates x1 to x2 are the first stop area, and the coordinates x3 to x4). Is the second stop area, etc.). The controller 42 can determine the area where the armature 10 is located by collating the stop area coordinate data with the position information.

図２６に示すように、制御器４２は、指令器４１からの指令に基づいて、電機子１０を停止させるか否かを判定する（ステップＳ１）。このとき、制御器４２は、電機子１０を停止させない場合には（ステップＳ１：ＮＯ）、位置情報切替器２６からは第２の位置情報を出力させ、第２の位置情報に基づいてリニアモータ１１の三相コイル１６に供給される電流を制御する（ステップＳ２）。次いで、制御器４２は、ステップＳ１に移行する。   As shown in FIG. 26, the controller 42 determines whether or not to stop the armature 10 based on a command from the command device 41 (step S1). At this time, when the armature 10 is not stopped (step S1: NO), the controller 42 outputs the second position information from the position information switch 26, and the linear motor is based on the second position information. The current supplied to the three three-phase coils 16 is controlled (step S2). Next, the controller 42 proceeds to step S1.

一方、制御器４２は、電機子１０を停止させる場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、位置情報切替器２６からの位置情報と停止領域座標データとに基づいて、電機子１０の現在位置が停止領域に入っているか否かを判定する（ステップＳ３）。このとき、制御器４２は、電機子１０の現在位置が停止領域に入っていない場合、すなわち、電機子１０が通過領域に入っている場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、位置情報切替器２６からは第２の位置情報を出力させ、第２の位置情報に基づいてリニアモータ１１の三相コイル１６に供給される電流を制御する（ステップＳ２）。駆動用マグネット５と磁気センサ２４とを用いた位置検出によって、リニアスケール２２が取り付けられていない通過領域でも、電機子１０を所望の位置に停止させることができる。次いで、制御器４２は、ステップＳ１に移行する。   On the other hand, when stopping the armature 10 (step S1: YES), the controller 42 stops the current position of the armature 10 based on the position information from the position information switch 26 and the stop area coordinate data. It is determined whether or not the area is entered (step S3). At this time, if the current position of the armature 10 is not in the stop region, that is, if the armature 10 is in the passing region (step S3: NO), the controller 42 is the position information switcher 26. The second position information is output, and the current supplied to the three-phase coil 16 of the linear motor 11 is controlled based on the second position information (step S2). By detecting the position using the driving magnet 5 and the magnetic sensor 24, the armature 10 can be stopped at a desired position even in a passing region where the linear scale 22 is not attached. Next, the controller 42 proceeds to step S1.

一方、制御器４２は、電機子１０の現在位置が停止領域に入っている場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、位置情報切替器２６からは第１の位置情報を出力させ、第２の位置情報に基づいてリニアモータ１１の三相コイル１６に供給される電流を制御する（ステップＳ４）。停止領域では、リニアスケール２２と光センサ２３とを用いた位置検出によって、通過領域で停止させる場合と比較して、より精度良く電機子１０を所望の位置に停止させることができる。次いで、制御器４２は、ステップＳ１に移行する。このようにして、制御器４２は、制御ループを繰り返す。   On the other hand, when the current position of the armature 10 is in the stop region (step S3: YES), the controller 42 outputs the first position information from the position information switching unit 26 and the second position. Based on the information, the current supplied to the three-phase coil 16 of the linear motor 11 is controlled (step S4). In the stop region, the armature 10 can be stopped at a desired position with higher accuracy by detecting the position using the linear scale 22 and the optical sensor 23 than in the case of stopping in the passage region. Next, the controller 42 proceeds to step S1. In this way, the controller 42 repeats the control loop.

以上説明したように、本実施形態によれば、ドライバ２７の制御器４２は、電機子１０が通過領域の中を移動しているときには、インターポレータ２５からの第２の位置情報に基づいてリニアモータ１１の三相コイル１６に供給される電流を制御し、電機子１０が停止領域の中を移動しているときに当該領域内で電機子１０を停止させる場合には、リニアスケール２２を読み取った光センサ２３からの第1の位置情報に基づいて三相コイル１６に供給される電流を制御するので、リニアスケール２２を通過領域に取り付けなくても、通過領域では高速に電機子１０を移動させることができ、且つ、停止領域での電機子１０の停止精度を高めることができる。   As described above, according to the present embodiment, the controller 42 of the driver 27 is based on the second position information from the interpolator 25 when the armature 10 is moving in the passage region. When the current supplied to the three-phase coil 16 of the linear motor 11 is controlled so that the armature 10 is stopped in the area when the armature 10 is moving in the stop area, the linear scale 22 is used. Since the current supplied to the three-phase coil 16 is controlled based on the read first position information from the optical sensor 23, the armature 10 can be moved at high speed in the passage region without the linear scale 22 being attached to the passage region. The armature 10 can be moved and the stop accuracy of the armature 10 in the stop region can be increased.

また、駆動用マグネット５をリニアスケールの代わりとして用い、磁気センサ２４が駆動用マグネット５の磁界を検出し、電機子１０の移動に伴って９０°の位相差を持つ正弦波状信号及び余弦波状信号を出力し、インターポレータ２５が、正弦波状信号及び余弦波状信号に基づいて第２の位置情報を生成し、ドライバ２７の制御器４２に供給するので、制御器４２は、リニアスケール２２が取り付けられていない通過領域でも、第２の位置情報に基づいて電機子１０を通過領域内の所望の位置に停止させることができる。   Further, the driving magnet 5 is used in place of the linear scale, the magnetic sensor 24 detects the magnetic field of the driving magnet 5, and a sine wave signal and a cosine wave signal having a phase difference of 90 ° as the armature 10 moves. And the interpolator 25 generates the second position information based on the sine wave signal and the cosine wave signal and supplies the second position information to the controller 42 of the driver 27. Therefore, the controller 42 is attached to the linear scale 22. Even in a passing area that is not provided, the armature 10 can be stopped at a desired position in the passing area based on the second position information.

また、制御器４２は、位置情報切替器２６から供給された位置情報とメモリに記憶されている停止領域座標データとに基づいて、電機子１０の現在位置が停止領域に入っているか否かを判定し、電機子１０の現在位置が停止領域から外れている場合には、第２の位置情報を供給するように位置情報切替器２６を制御し、電機子１０の現在位置が停止領域に入っているときに当該領域内で電機子１０を停止させる場合には、第１の位置情報を出力するように位置情報切替器２６を制御するので、光センサ２３と磁気センサ２４との切替を容易且つ適切に行うことができる。   Further, the controller 42 determines whether or not the current position of the armature 10 is in the stop area based on the position information supplied from the position information switch 26 and the stop area coordinate data stored in the memory. If the current position of the armature 10 is out of the stop area, the position information switch 26 is controlled to supply the second position information, and the current position of the armature 10 enters the stop area. When the armature 10 is to be stopped in the area, the position information switch 26 is controlled so as to output the first position information, so that the optical sensor 23 and the magnetic sensor 24 can be easily switched. And it can be performed appropriately.

また、軸線方向と直交する方向の両端面にＮ極及びＳ極の磁極が着磁される複数の駆動用マグネット５が軸線方向に並べられ、この複数の駆動用マグネット５とすきまを介して電機子１０を対向させ、磁極センサ２４が駆動用マグネット５から発生する磁界を検出するようにしたので、リニアスケール２２を取り付けなくても、高速に電機子１０を移動させることができ、且つ、電機子１０の停止精度を高めることを、フラットタイプのリニアモータで実現することができる。   Further, a plurality of driving magnets 5 having N-pole and S-pole magnetic poles magnetized on both end faces in a direction orthogonal to the axial direction are arranged in the axial direction, and the electric machine is connected to the plurality of driving magnets 5 through a clearance. Since the magnetic pole sensor 24 detects the magnetic field generated from the drive magnet 5 by making the child 10 face each other, the armature 10 can be moved at high speed without attaching the linear scale 22, and the electric machine Increasing the stopping accuracy of the child 10 can be realized with a flat type linear motor.

［２．第２実施形態］
次に、リニアモータとして、ロッドタイプリニアモータに本発明を適用した場合における実施形態について説明する。 [2. Second Embodiment]
Next, an embodiment when the present invention is applied to a rod type linear motor as a linear motor will be described.

まず、第２実施形態に係るリニアモータシステム５０の構成を、図２７を用いて説明する。ここで、図２７は、第２実施形態に係るリニアモータシステム５０の概要構成を示す図である。   First, the configuration of the linear motor system 50 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 27 is a diagram illustrating a schematic configuration of the linear motor system 50 according to the second embodiment.

図２７に示すように、リニアモータシステム５０は、アクチュエータ５１と、位置検出手段としてのインターポレータ５７と、位置情報供給手段としての位置情報切替器５８と、ドライバ５９と、を備えている。そして、アクチュエータ５１は、スライダ５２と、スライダ５２をスライド自在に支持するベース５３と、ベース５３に取り付けられた複数のリニアスケール５４と、リニアスケール５４を読み取りスライダ５２に取り付けられたフォーサ６２の位置を検出する位置センサとしての光センサ５５と、磁界の方向を検出する磁気センサ５６と、を備えている。   As shown in FIG. 27, the linear motor system 50 includes an actuator 51, an interpolator 57 as a position detection unit, a position information switcher 58 as a position information supply unit, and a driver 59. The actuator 51 includes a slider 52, a base 53 that slidably supports the slider 52, a plurality of linear scales 54 attached to the base 53, and a position of a forcer 62 attached to the slider 52 that reads the linear scale 54. And a magnetic sensor 56 for detecting the direction of the magnetic field.

アクチュエータ５１は、スライダ５２に取り付けられたリニアモータ７１のロッド６１の軸線方向に対してスライダ５２が移動するロッドタイプリニアモータアクチュエータである。リニアモータ７１は、長尺な円柱状に形成された固定子としてのロッド６１と、このロッド６１の周囲にわずかな隙間を介して遊嵌した可動子としてのフォーサ６２とから構成されている。ロッド６１には、軸線方向に沿って複数のマグネットが配列されている。各マグネットは軸線方向の両端部にN極及びS極を有しており、互いに隣接するマグネットはN極同士又はS極同士が対向するように交互に向きを逆転させて配列されている。これによって、ロッド６１は、軸線方向に沿ってN極の磁極とS極の磁極とが交互に並んだ界磁マグネットとなっている。また、ロッド６１は、その両端がベース５３のエンドプレートにそれぞれ固定されている。フォーサ６２は、全体が四角柱状に形成されるフォーサハウジング内に、ロッド６１が軸線方向に貫通する円筒状のコイル部材を収納して構成される。コイル部材は、Ｕ，Ｖ及びＷ相の３つのコイルを１組とする複数のコイルを有している。コイル部材に三相電流を流すと、コイル部材の軸線方向に、移動する移動磁界が発生する。フォーサ６２は、移動磁界とロッド６１から発生する界磁との相互作用により推力を得て、スライダ５２とともに移動磁界の速さに同期してロッド６１に対して相対的に直線運動を行う。   The actuator 51 is a rod type linear motor actuator in which the slider 52 moves with respect to the axial direction of the rod 61 of the linear motor 71 attached to the slider 52. The linear motor 71 includes a rod 61 as a stator formed in a long cylindrical shape, and a forcer 62 as a mover that is loosely fitted around the rod 61 via a slight gap. A plurality of magnets are arranged on the rod 61 along the axial direction. Each magnet has an N pole and an S pole at both ends in the axial direction, and magnets adjacent to each other are arranged with their directions alternately reversed so that the N poles or the S poles face each other. Thus, the rod 61 is a field magnet in which N-pole magnetic poles and S-pole magnetic poles are alternately arranged along the axial direction. Further, both ends of the rod 61 are fixed to the end plate of the base 53, respectively. The forcer 62 is configured by accommodating a cylindrical coil member through which the rod 61 penetrates in the axial direction in a forcer housing formed entirely in a quadrangular prism shape. The coil member has a plurality of coils each including three U, V, and W phase coils. When a three-phase current is passed through the coil member, a moving magnetic field is generated in the axial direction of the coil member. The forcer 62 obtains a thrust by the interaction between the moving magnetic field and the field generated from the rod 61, and moves linearly relative to the rod 61 in synchronization with the speed of the moving magnetic field together with the slider 52.

第１実施形態の場合と同様に、ベース５４の側壁部には、複数のリニアスケール５４が取り付けられており、各リニアスケール５４には、ベース５４の長手方向に沿って一定間隔でスリットが配列されている。スライダ５２には、光センサ５５と磁気センサ５６とが取り付けられている。   As in the case of the first embodiment, a plurality of linear scales 54 are attached to the side wall portion of the base 54, and slits are arranged at regular intervals along the longitudinal direction of the base 54 in each linear scale 54. Has been. An optical sensor 55 and a magnetic sensor 56 are attached to the slider 52.

光センサ５５から出力される第１の位置情報は、エンコーダケーブル８１を介して位置情報切替器５８に供給される。磁気センサ５６から出力された正弦波状信号及び余弦波状信号は、ケーブル８２を介してインターポレータ２５に供給される。インターポレータ２５から供給される第２の位置情報は、エンコーダケーブル８３を介して位置情報切替器５８に供給される。位置情報切替器５８から出力される位置情報は、エンコーダケーブル８４を介してドライバ５９に供給される。ドライバ２７からの電流は、動力ケーブル８５を介してスライダ５２に取り付けられたリニアモータのコイルに供給される。   The first position information output from the optical sensor 55 is supplied to the position information switcher 58 via the encoder cable 81. The sine wave signal and the cosine wave signal output from the magnetic sensor 56 are supplied to the interpolator 25 via the cable 82. The second position information supplied from the interpolator 25 is supplied to the position information switcher 58 via the encoder cable 83. The position information output from the position information switcher 58 is supplied to the driver 59 via the encoder cable 84. The electric current from the driver 27 is supplied to the coil of the linear motor attached to the slider 52 via the power cable 85.

光センサ５５、磁気センサ５６、インターポレータ５７、位置情報切替器５８及びドライバ５９の構成は、第１実施形態において説明した光センサ２３、磁気センサ２４、インターポレータ２５、位置情報切替器２６及びドライバ２７とそれぞれ同様であるので、詳細な説明は省略する。   The configurations of the optical sensor 55, magnetic sensor 56, interpolator 57, position information switcher 58, and driver 59 are the same as those of the optical sensor 23, magnetic sensor 24, interpolator 25, and position information switcher 26 described in the first embodiment. And the driver 27 are the same as those of the driver 27, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態においても、第１実施形態の場合と同様に、停止領域と通過領域とが設定され、停止領域のみにリニアスケール５４が取り付けられる。   Also in the present embodiment, as in the case of the first embodiment, a stop area and a passage area are set, and the linear scale 54 is attached only to the stop area.

ドライバ５９は、スライダ５２が通過領域に位置しているときには、磁気センサ５６の出力信号に基づきインターポレータ５７から出力された第２の位置情報に基づいて、リニアモータ７１のコイルに供給する電流を制御する。一方、ドライバ５９は、スライダ５２が停止領域に位置しているときに、その停止領域でスライダ５２を停止させる場合には、光センサ５５から出力された第１の位置情報に基づいて、リニアモータ７１のコイルに供給する電流を制御する。   When the slider 52 is positioned in the passage region, the driver 59 supplies the current supplied to the coil of the linear motor 71 based on the second position information output from the interpolator 57 based on the output signal of the magnetic sensor 56. To control. On the other hand, when the driver 59 stops the slider 52 in the stop area when the slider 52 is located in the stop area, the driver 59 uses the linear motor based on the first position information output from the optical sensor 55. The current supplied to the coil 71 is controlled.

磁気センサ５６は、ロッド６１の磁界の方向を検出する。そして、磁気センサ５６は、９０度位相がずれた正弦波状及び余弦波状の電圧信号を出力する。磁気センサ５６が出力する電圧信号は、位置信号生成手段であるインターポレータ５７に出力される。   The magnetic sensor 56 detects the direction of the magnetic field of the rod 61. The magnetic sensor 56 outputs sine wave and cosine wave voltage signals that are 90 degrees out of phase. The voltage signal output from the magnetic sensor 56 is output to an interpolator 57 which is a position signal generating unit.

インターポレータ５７は、正弦波状及び余弦波状の電圧信号に基づいて、第２の位置情報を算出する。インターポレータ５７が算出した位置情報は、位置情報切替器５８に出力される。一方、光センサ２３は、フォーサ６２が停止領域を移動している間、リニアスケール５４を読み取り、第1の位置情報を位置情報切替器５８に出力する。   The interpolator 57 calculates second position information based on the sine wave and cosine wave voltage signals. The position information calculated by the interpolator 57 is output to the position information switcher 58. On the other hand, the optical sensor 23 reads the linear scale 54 and outputs the first position information to the position information switch 58 while the forcer 62 moves in the stop region.

位置情報切替器５８は、供給された第１の位置情報又は第２の位置情報のうち一方の位置情報をドライバ５９に出力する。ドライバ５９は、上位の指令器からの位置指令どおりに可動子が移動するように、ＰＷＭインバータなどの電力変換器を制御し、最終的にはリニアモータ７１のコイルに供給する電流を制御する。ドライバ５９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と、から構成される。ドライバ５９の制御器によるリニアモータ７１のコイルに供給する電流の制御方法及び動作は第１実施形態の場合と同様である。   The position information switcher 58 outputs one position information of the supplied first position information or second position information to the driver 59. The driver 59 controls a power converter such as a PWM inverter so that the mover moves according to a position command from a higher-level command device, and finally controls a current supplied to the coil of the linear motor 71. The control system of the driver 59 includes a position control loop that performs position control, a speed control loop that performs speed control, and a current control loop that performs current control. The control method and operation of the current supplied to the coil of the linear motor 71 by the controller of the driver 59 are the same as in the case of the first embodiment.

なお、本実施形態では、フォーサがロッドに対して直線運動しているが、ロッドがフォーサに対して直線運動してもよい。   In the present embodiment, the forcer moves linearly with respect to the rod, but the rod may move linearly with respect to the forcer.

また、ロッドのストロークを短くしたくないとき、磁気センサをフォーサに取り付けてもよい。推力を発生させるロッドの磁界は強力なので、コイルが発生する磁界の影響を受けずに、ロッドの磁界の方向を検出することができる。   Further, when it is not desired to shorten the stroke of the rod, a magnetic sensor may be attached to the forcer. Since the magnetic field of the rod that generates the thrust is strong, the direction of the magnetic field of the rod can be detected without being affected by the magnetic field generated by the coil.

以上説明したように、本実施形態によれば、リニアモータ７１が、軸線方向の両端部にＮ極及びＳ極の磁極が着磁される複数のマグネットが、隣り合うマグネットのＮ極同士及びＳ極同士が向かい合うように軸線方向に並べられたロッド６１と、ロッド６１を囲む複数のコイルを有するフォーサ６２と、を有し、ドライバ５９の制御器は、フォーサ６２が通過領域の中を移動しているときには、インターポレータ５７からの第２の位置情報に基づいてリニアモータ７１のコイルに供給される電流を制御し、フォーサ６２が停止領域の中を移動しているときに当該領域内でフォーサ６２を停止させる場合には、リニアスケール５４を読み取った光センサ５５からの第1の位置情報に基づいてコイルに供給される電流を制御するので、ロッドタイプのリニアモータにおいても、第１実施形態の場合と同様に、リニアスケール５４を通過領域に取り付けなくても、通過領域では高速にフォーサ６２を移動させることができ、且つ、停止領域でのフォーサ６２の停止精度を高めることができる。   As described above, according to the present embodiment, the linear motor 71 includes a plurality of magnets having N poles and S poles magnetized at both ends in the axial direction. The rod 61 is arranged in the axial direction so that the poles face each other, and a forcer 62 having a plurality of coils surrounding the rod 61. The controller of the driver 59 is such that the forcer 62 moves in the passage region. When the forcer 62 is moving in the stop area, the current supplied to the coil of the linear motor 71 is controlled based on the second position information from the interpolator 57. When the forcer 62 is stopped, the current supplied to the coil is controlled based on the first position information from the optical sensor 55 that has read the linear scale 54, so that the rod type Also in the linear motor, as in the case of the first embodiment, the forcer 62 can be moved at high speed in the passing region without attaching the linear scale 54 to the passing region, and the forcer 62 in the stop region can be moved. The stopping accuracy can be increased.

なお、上記各実施形態においては、駆動用マグネット５又はロッド６１の磁界を検出する磁気センサとしてＡＭＲセンサを用いていたが、その他のＭＲセンサやホールセンサ等を用いてもよい。   In each of the above embodiments, the AMR sensor is used as the magnetic sensor for detecting the magnetic field of the driving magnet 5 or the rod 61. However, other MR sensors, Hall sensors, or the like may be used.

また、上記各実施形態においては、リニアスケールをベースに取り付けるとともに、光センサをスライダに取り付けていたが、その反対に、リニアスケールをスライダに取り付け、光センサをベースの停止領域に取り付けてもよい。ここで、複数の停止領域を設けるためにそれぞれの停止領域に光センサを取り付けたような場合には、制御器は、いずれかの停止領域でスライダを停止させるときに、スライダが位置している停止領域に取り付けられた光センサから位置情報を取得する必要がある。この場合は、例えば、位置情報切替器に光センサからの位置情報の切替も行わせるように構成し、制御器が、位置情報切替器からの位置信号とメモリに記憶された情報とに基づいて位置情報切替器を制御すればよい。   In each of the above embodiments, the linear scale is attached to the base and the optical sensor is attached to the slider. Conversely, the linear scale may be attached to the slider and the optical sensor may be attached to the stop area of the base. . Here, when an optical sensor is attached to each stop area in order to provide a plurality of stop areas, the slider is positioned when the controller stops the slider in any of the stop areas. It is necessary to acquire position information from an optical sensor attached to the stop area. In this case, for example, the position information switch is configured to switch the position information from the optical sensor, and the controller is based on the position signal from the position information switch and the information stored in the memory. The position information switcher may be controlled.

また、光学式のリニアスケールとセンサとに代えて、例えば、磁気式のリニアスケールとセンサとを用いてもかまわない。   In place of the optical linear scale and the sensor, for example, a magnetic linear scale and a sensor may be used.

第１実施形態に係るリニアモータシステム１の概要構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a linear motor system 1 according to a first embodiment. 第１実施形態に係るリニアモータアクチュエータ２１の斜視図である。It is a perspective view of the linear motor actuator 21 which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係るリニアモータアクチュエータ２１の正面図である。It is a front view of the linear motor actuator 21 which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る電機子１０の移動方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the moving direction of the armature 10 which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る磁気センサ２４の原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of the magnetic sensor 24 which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態において、磁界の方向の角度θと磁気センサ２４の抵抗値との関係を示すグラフである。5 is a graph showing a relationship between an angle θ in the direction of a magnetic field and a resistance value of a magnetic sensor 24 in the first embodiment. 磁気センサの強磁性薄膜金属の形状の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the shape of the ferromagnetic thin film metal of a magnetic sensor. 図７に示す磁気センサの等価回路図である。FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the magnetic sensor shown in FIG. 7. ホイーストン・ブリッジから構成される磁気センサの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the magnetic sensor comprised from a Wheatstone bridge. 第１実施形態において、駆動用マグネット５が発生する磁界と磁気センサ２４との位置関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship between a magnetic field generated by a driving magnet 5 and a magnetic sensor 24 in the first embodiment. 第１実施形態において、磁気センサ２４が検出する磁気ベクトルの方向と、出力電圧の関係を示すグラフである。5 is a graph showing the relationship between the direction of a magnetic vector detected by a magnetic sensor 24 and the output voltage in the first embodiment. 二組のフルブリッジ構成の磁気センサの一例を示す図であり、（ａ）は、磁気センサの強磁性薄膜金属の形状を示す平面図であり、（ｂ）は、等価回路図である。It is a figure which shows an example of a magnetic sensor of two sets of full bridge structures, (a) is a top view which shows the shape of the ferromagnetic thin film metal of a magnetic sensor, (b) is an equivalent circuit schematic. 第１実施形態において、磁気センサ２４から出力される正弦波状信号及び余弦波状信号を示すグラフである。4 is a graph showing a sine wave signal and a cosine wave signal output from a magnetic sensor 24 in the first embodiment. 第１実施形態において、駆動用マグネット５と磁気センサ２４の位置関係及び磁気センサ２４の出力信号を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a positional relationship between a driving magnet 5 and a magnetic sensor 24 and an output signal of the magnetic sensor 24 in the first embodiment. 正弦波及び余弦波によって描かれるリサージュ図形を示す図である。It is a figure which shows the Lissajous figure drawn with a sine wave and a cosine wave. 第１実施形態に係る複数枚の駆動用マグネット５の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a plurality of drive magnets 5 according to the first embodiment. 第１実施形態において、シミュレーションにより計算した磁界強度（磁束密度）と正弦波を比較したグラフである。In 1st Embodiment, it is the graph which compared the magnetic field intensity | strength (magnetic flux density) calculated by simulation, and the sine wave. 駆動用マグネット５の端部を円弧形状に形成した場合の一例であり、（ａ）は、複数枚の駆動用マグネット５の平面図であり、（ｂ）は、各駆動用マグネット５の幅方向の端部の平面図である。It is an example at the time of forming the edge part of the drive magnet 5 in circular arc shape, (a) is a top view of the several drive magnet 5, and (b) is the width direction of each drive magnet 5 It is a top view of the edge part. 図１８に示す駆動用マグネット５において、シミュレーションにより計算した磁界強度（磁束密度）と正弦波を比較したグラフである。19 is a graph comparing the magnetic field strength (magnetic flux density) calculated by simulation and a sine wave in the driving magnet 5 shown in FIG. 駆動用マグネット５の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the magnet 5 for a drive. 駆動用マグネット６の側面形状の他の例を示す側面図である。It is a side view which shows the other example of the side surface shape of the magnet 6 for a drive. 駆動用マグネット６の側面形状のさらに他の例を示す側面図である。It is a side view which shows the further another example of the side surface shape of the drive magnet. 第１実施形態に係るインターポレータ２５の概要構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the interpolator 25 which concerns on 1st Embodiment. ルックアップテーブルメモリのメモリ構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the memory structure of a look-up table memory. 第１実施形態に係るドライバ２７の概要構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a schematic configuration of a driver 27 according to the first embodiment. FIG. 第１実施形態に係る制御器４２の処理例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process example of the controller 42 which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係るリニアモータシステム５０の概要構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the linear motor system 50 which concerns on 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ リニアモータシステム、 ２ スライダ、 ４ ベース、 ５ 駆動用マグネット、 １０ 電機子、 １１ リニアモータ、 １６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ コイル、 ２２ リニアスケール、 ２３ 光センサ、 ２４ 磁気センサ、 ２５ インターポレータ、 ２６ 位置情報切替器、 ２７ ドライバ、 ４１ 制御器、 ５１ リニアモータシステム、 ５２ スライダ、 ５３ ベース、 ５４ リニアスケール、 ５５ 光センサ、 ５６ 磁気センサ、 ５７ インターポレータ、 ５８ 位置情報切替器、 ５９ ドライバ、 ６１ ロッド、 ６２ フォーサ、 ７１ リニアモータ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Linear motor system, 2 Slider, 4 Base, 5 Driving magnet, 10 Armature, 11 Linear motor, 16, 16a, 16b, 16c Coil, 22 Linear scale, 23 Optical sensor, 24 Magnetic sensor, 25 Interpolator, 26 position information switching device, 27 driver, 41 controller, 51 linear motor system, 52 slider, 53 base, 54 linear scale, 55 optical sensor, 56 magnetic sensor, 57 interpolator, 58 position information switching device, 59 driver, 61 Rod, 62 Forcer, 71 Linear motor

Claims (5)

Ｎ極とＳ極との磁極が交互に並べられる可動子又は固定子の一方と、複数のコイルを含む可動子又は固定子の他方と、を有し、前記一方から発生する磁界と前記他方の前記コイルに流れる電流とによって、前記磁極が交互に並ぶ方向に前記可動子が前記固定子に対して運動するリニアモータと、
目盛りが設けられたリニアスケールと、
前記リニアスケールの目盛りを読み取り、前記固定子に対する前記可動子の相対的な位置を示す第１の位置情報を生成する位置センサと、
前記一方から発生する磁界を検出し、前記運動によって生ずる磁界の変化に伴って、９０°の位相差を持つ正弦波状信号及び余弦波状信号を出力する磁気センサと、
前記正弦波状信号及び前記余弦波状信号に基づいて、前記固定子に対する前記可動子の相対的な位置を示す第２の位置情報を生成する位置検出手段と、
前記位置情報に基づいて、前記コイルに供給される電流を制御する制御装置と、を備え、
前記リニアスケール又は前記位置センサの一方は、前記可動子とともに移動し、前記リニアスケール又は前記位置センサの他方は、前記可動子が前記運動によって移動可能な範囲のうちの一部の範囲のみで前記位置センサが前記リニアスケールの目盛りを読み取ることができるように配設され、
前記制御装置は、
前記可動子を停止させるか否かを判定する判定手段と、
前記可動子が前記一部の範囲外を移動している場合と、前記可動子が前記一部の範囲内を移動しているときに、当該範囲内で前記可動子を停止させないと判定された場合には、前記第２の位置情報を前記制御に用いる第１制御手段と、
前記可動子が前記一部の範囲内を移動しているときに、当該範囲内で前記可動子を停止させると判定された場合には、前記第１の位置情報を前記制御に用いる第２制御手段と、
を備えることを特徴とするリニアモータシステム。 One of a mover or a stator in which magnetic poles of N and S poles are alternately arranged, and the other of a mover or a stator including a plurality of coils, and a magnetic field generated from the one and the other A linear motor in which the mover moves relative to the stator in a direction in which the magnetic poles are alternately arranged by a current flowing through the coil;
A linear scale with a scale,
A position sensor that reads the scale of the linear scale and generates first position information indicating a relative position of the mover with respect to the stator;
A magnetic sensor that detects a magnetic field generated from the one and outputs a sine wave signal and a cosine wave signal having a phase difference of 90 ° in accordance with a change in the magnetic field generated by the movement;
Position detecting means for generating second position information indicating a relative position of the mover with respect to the stator based on the sine wave signal and the cosine wave signal;
A control device for controlling a current supplied to the coil based on the position information,
One of the linear scale or the position sensor moves together with the mover, and the other of the linear scale or the position sensor moves only in a part of the range in which the mover can move by the movement. A position sensor is arranged so that the scale of the linear scale can be read,
The control device includes:
Determining means for determining whether or not to stop the mover;
When the mover is moving outside the partial range, and when the mover is moving within the partial range, it is determined not to stop the mover within the range. the, a first control means for Ru using the second position information to the control case,
When the movable element is moved within the range of said portion, when it is determined that stops the movable element within the range, the second control using the first position information to the control Means,
Linear motor system comprising: a. 請求項１に記載のリニアモータシステムにおいて、
前記生成された第１の位置情報又は前記生成された第２の位置情報の何れか一方を、前記制御装置による制御に基づいて当該制御装置に供給する位置情報供給手段を更に備え、
前記制御装置は、
前記一部の範囲に対して前記可動子の位置を対応付けた範囲情報を記憶する記憶手段を有し、
前記位置情報供給手段から供給された位置情報と、前記範囲情報と、に基づいて、前記可動子が前記一部の範囲に位置しているか否かを判定し、
前記第１の位置情報又は前記第２の位置情報のうち前記コイルに供給される電流の制御に用いる方の位置情報を、前記位置情報供給手段から供給させることを特徴とするリニアモータシステム。 The linear motor system according to claim 1,
Further comprising position information supply means for supplying any one of the generated first position information or the generated second position information to the control device based on control by the control device;
The control device includes:
Storage means for storing range information in which the position of the movable element is associated with the partial range;
Based on the position information supplied from the position information supply means and the range information, it is determined whether or not the movable element is located in the partial range,
One of the first position information and the second position information, which is used for controlling the current supplied to the coil, is supplied from the position information supply means. 請求項１又は請求項２に記載のリニアモータシステムにおいて、
前記リニアモータは、
前記可動子又は前記固定子の一方として、軸線方向と直交する方向の両端面にＮ極及びＳ極の磁極が着磁される複数のマグネットが軸線方向に並べられる界磁マグネットを有し、
前記可動子又は前記固定子の他方として、前記界磁マグネットにすきまを介して対向する複数のコイルを有するフラットタイプリニアモータであることを特徴とするリニアモータシステム。 In the linear motor system according to claim 1 or 2,
The linear motor is
As one of the mover or the stator, there is a field magnet in which a plurality of magnets having N and S poles magnetized on both end faces in a direction orthogonal to the axial direction are arranged in the axial direction,
A linear motor system comprising a flat type linear motor having a plurality of coils opposed to the field magnet via gaps as the other of the mover or the stator. 請求項１又は請求項２に記載のリニアモータシステムにおいて、
前記リニアモータは、
前記可動子又は前記固定子の一方として、軸線方向の両端部にＮ極及びＳ極の磁極が着磁される複数のマグネットが、隣り合うマグネットのＮ極同士及びＳ極同士が向かい合うように軸線方向に並べられるロッドを有し、
前記可動子又は前記固定子の他方として、前記ロッドを囲む複数のコイルを有するロッドタイプリニアモータであることを特徴とするリニアモータシステム。 In the linear motor system according to claim 1 or 2,
The linear motor is
As one of the mover or the stator, a plurality of magnets having N poles and S poles magnetized at both ends in the axial direction are arranged so that the N poles and S poles of adjacent magnets face each other. Having rods arranged in a direction,
A linear motor system comprising a rod type linear motor having a plurality of coils surrounding the rod as the other of the mover or the stator. Ｎ極とＳ極との磁極が交互に並べられる可動子又は固定子の一方と、複数のコイルを含む可動子又は固定子の他方と、を有し、前記一方から発生する磁界と前記他方の前記コイルに流れる電流とによって、前記磁極が交互に並ぶ方向に前記可動子が前記固定子に対して運動するリニアモータと、One of a mover or a stator in which magnetic poles of N and S poles are alternately arranged, and the other of a mover or a stator including a plurality of coils, and a magnetic field generated from the one and the other A linear motor in which the mover moves relative to the stator in a direction in which the magnetic poles are alternately arranged by a current flowing through the coil;
目盛りが設けられたリニアスケールと、A linear scale with a scale,
前記リニアスケールの目盛りを読み取り、前記固定子に対する前記可動子の相対的な位置を示す第１の位置情報を生成する位置センサと、A position sensor that reads the scale of the linear scale and generates first position information indicating a relative position of the mover with respect to the stator;
前記一方から発生する磁界を検出し、前記運動によって生ずる磁界の変化に伴って、９０°の位相差を持つ正弦波状信号及び余弦波状信号を出力する磁気センサと、A magnetic sensor that detects a magnetic field generated from the one and outputs a sine wave signal and a cosine wave signal having a phase difference of 90 ° in accordance with a change in the magnetic field generated by the movement;
前記正弦波状信号及び前記余弦波状信号に基づいて、前記固定子に対する前記可動子の相対的な位置を示す第２の位置情報を生成する位置検出手段と、Position detecting means for generating second position information indicating a relative position of the mover with respect to the stator based on the sine wave signal and the cosine wave signal;
を備え、With
前記リニアスケール又は前記位置センサの一方は、前記可動子とともに移動し、前記リニアスケール又は前記位置センサの他方は、前記可動子が前記運動によって移動可能な範囲のうちの一部の範囲のみで前記位置センサが前記リニアスケールの目盛りを読み取ることができるように配設されるリニアモータの位置検出システムにおける前記コイルに供給される電流を、前記位置情報に基づいて制御する制御装置において、One of the linear scale or the position sensor moves together with the mover, and the other of the linear scale or the position sensor moves only in a part of the range in which the mover can move by the movement. In a control device for controlling a current supplied to the coil in a position detection system of a linear motor arranged so that a position sensor can read the scale of the linear scale based on the position information,
前記可動子を停止させるか否かを判定する判定手段と、Determining means for determining whether or not to stop the mover;
前記可動子が前記一部の範囲外を移動している場合と、前記可動子が前記一部の範囲内を移動しているときに、当該範囲内で前記可動子を停止させないと判定された場合には、前記第２の位置情報を前記制御に用いる第１制御手段と、When the mover is moving outside the partial range, and when the mover is moving within the partial range, it is determined not to stop the mover within the range. In the case, the first control means using the second position information for the control;
前記可動子が前記一部の範囲内を移動しているときに、当該範囲内で前記可動子を停止させると判定された場合には、前記第１の位置情報を前記制御に用いる第２制御手段と、When it is determined that the mover is to be stopped within the range when the mover is moving within the partial range, the second control using the first position information for the control. Means,
を備えることを特徴とする制御装置。A control device comprising:
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