JPH01313766A - リニアエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、リニアモータカーの速度位置を地上（軌道側
）で非接触検出するためのリニアエンコーダに関するも
のである。

［従来の技術］ 有車輪軌道走行のリニアモータカーは、保守が容易で低
騒音であり、工場内の軽量物品の無人搬送によく使用さ
れる。リニアモータカー（以下、車輌ということがある
）の速度位置を制御するために、車輌にスリット板を取
付け、軌道側に投受光素子を配した、光学式リニアエン
コーダが用いられている。

第３図（ａ）、（ｂ）は、リニアモータカーのリニアエ
ンコーダの一例の断面図と側面図であり。

１は軌道としてのレール、２は車輌としてのキャリヤ、
３はキャリヤ２の車輪、４はレールに併設されているリ
ニアモータの１次コイル、５はキャリヤ２に併設されて
いるリニアモータの２次導体である。

６は軌道側に設けられている投光器、７は投光器６の発
する光を直接あるいはスリット板８を介して受は電気信
号とする受光素子、８はキャリヤ２に併設されているス
リット板、９は入力された電気信号を整形しパルス列信
号として出力するパルス整形回路、１０はパルス整形回
路９の出力するパルス列信号からキャリヤ２の速度位置
を演算し予め与えられている設定値と比較してリニアモ
ータの１次コイル４の能動電力を調整するりニアモータ
制御回路である。

スリット板８には複数個のスリットが設けられており、
スリット板８が走行することにより、投光器６から発し
た光は、スリットの有る無しにより遮られたり通過した
りする。この光量の変化を受光素子７で電気信号に変換
し、それをパルス整形回路９でパルス波に整形してから
、リニアモータ制御回路１０に送る。同リニアモータ制
御回路１０では、周波数−電圧変換をしてキャリヤ２の
現在速度を、パルス波の個数を数えてキャリヤ２の現在
位置を演算し、キャリヤ２の速度１位置の制御情報とし
て用いる。

［解決しようとする課題］ しかしながら、上記の光学式のセンサは、投光器６、受
光素子７、スリット板８への埃などの付着により、正確
なパルス信号の生成が行われなくなることがある。パル
ス信号が不正確となると。

リニアモータ制御系に種々の、例えば速度情報がない、
位置の検知ができないなどの問題が発生するので、人手
による頻繁な清掃作業が必要となっている。

また、軌道の曲部での問題として、キャリヤ２が曲部に
あるとき、投光器６．受光素子７の間の距離を大きくし
ないと、走行方向に相当な長さを持つスリット板８が投
光器６、受光素子７に接触するおそれがある。同距離を
大きくすると光が拡散して、スリットの識別が困難とな
るという問題がある。

本発明は、上記の問題を解決しようとするもので、埃な
どの影響を受けにくく、また、軌道曲部でも使用できる
リニアエンコーダを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のリニアエンコーダは、車輌に設けられた、走行
方向に配列されている複数の磁極と、軌道側に設けられ
た、走行方向に沿い且つ前記磁極が近接可能な線上に配
列された複数の磁性体片と。

奇数番目の前記磁性体片複数を磁気的に相互に接続する
第１の磁路と、偶数番目の前記磁性体片複数を磁気的に
相互に接続する第２の磁路と、前記第１の磁路と前記第
２の磁路との間に配置された感磁性素子とを有すること
を特徴としている。

［作用］ 車輌が、軌道側に線状に設けられた複数の磁性体片に近
づき、ある瞬間に、車輌に取付けである磁極の例えばＮ
極が軌道側の奇数番目の磁性体片に、Ｓ極が偶数番目の
磁性体片に対向する位置となったとすると、磁力線が奇
数番目の磁性体片に流入し、偶数番目の磁性体片から流
出する。また、車輌が僅かに進行した次の瞬間に、Ｎ極
が偶数番目、Ｓ極が奇数番目に対向したとすると、磁力
線は偶数番目の磁性体片に流入し、奇数番目の磁性体片
から流出する。奇数番目磁性体片と偶数呑口磁性体片に
流入流出する磁力線は、第１の磁路。

第２の磁路を経て感磁性素子に導かれ、同感磁性素子に
よって電気信号に変換され、整形されてパルス出力とな
る。

これにより、車輌の速度が大きいときは時間間隔の小さ
いパルス列が生成し、速度が小さいときは時間間隔の大
きいパルス列が生成する。また。

生成したパルス数を計数することにより車輌の現在位置
が何番目の磁性体片の位置であるかが知られる。

本発明のリニアエンコーダは、上述のように磁気的な手
段により速度位置の検出を行うので、光学式のように埃
で検出動作が妨害されることがない。また、車輌側の複
数磁極間の走行方向長さが短いので、軌道曲線部に本リ
ニアエンコーダを設けるときに、車輌側機器と軌道側機
器との間隙を余分にとる必要がない。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例を図面により詳細に説明する。

なお、記述の符号は同一の部分を示しており説明を省略
する。

第１図（ａ）〜（ｃ）は、一実施例としてのリニアエン
コーダの断面図と側面図と平面図であり、１１はキャリ
ヤ２に取付けられた車輌側磁路、１２は車輌側磁路１１
に取付けられた磁極であり、永久磁石のＮ極１２ａ、永
久磁石のＳ極１２ｂで構成されている。１３は軌道側に
設置されている磁性体片、１４は奇数番目磁性体片複数
を磁気的に連絡している第１の磁路、１５は偶数番目磁
経体片複数を磁気的に連絡している第２の磁路、１６は
第１の磁路１４と第２の磁路１５に挾まれた位置に置か
れた感磁性素子としてのホール素子である。

磁極１２と磁性体片１３の位置関係を示す′第２図（ａ
）〜（ｃ）において、キャリヤ２に付設された磁極１２
がいま第２図（ａ）の位置にあるとすると、永久磁石の
Ｎ極１２ａから出た磁束は、左端から奇数番目の磁性体
片１３ａを通り第１の磁路１４を通ってホール素子１６
を上から下へ通過し、第２の磁路１５、偶数番目の磁性
体片１３ｂを通り、永久磁石のＳ極１２ｂへ戻る。

また、矢印の方向へ磁極１２が進行し第２図（ｂ）の位
置まできたとすると、永久磁石のＮ極１２ａから出た磁
束は、偶数番目の磁性体片１３ｂ、第２の磁路１５を通
りホール素子１６を下から上へ通過し、第１の磁路１４
．奇数番目の磁性体片１３ａを通り、永久磁石のＳ極１
２ｂへ戻る。

磁極１２が連続的に動いたとすると上述の状態を繰り返
すことになり、磁性体片１３につながった第１．第２の
磁路１４，１５に挾まれたホール素子１６を磁束が交番
し通過することになる。ホール素子１６は通過した磁束
に対応した電気信号を発生するのでそれを増幅し波形整
形をして、光学式と同様の信号として、リニアモータ制
御回路１０に出力する。

磁性体片１３の両側に磁極１２を配置するのは、磁性体
片１３と磁極１２との間隙の変動の影響を抑制するため
であり、従って、同間隙の変動が少ない場合には磁極１
２は片側だけでよい。

ホール素子１６は原理的には１個でよいが、第　　・１
、第２の磁路１４，１５が長尺となった場合に、適当な
ピッチでホール素子１６を複数個配置しそれらの信号を
加算することにより、検出信号のレベル低下を防ぎ好適
な信号生成を行わせることができる。

軌道が曲線となっているところにリニアエンコーダを設
置するときは、第２図（ｃ）に示すように磁性体片１３
を円弧状に配列すればよく、従来方式のスリット板８に
比し本発明の磁極１２相互間の走行方向長さは短かいの
で、キャリヤ側と軌道側のリニアエンコーダ機器間の間
隙を直線部に比し大きくする必要がなく、検出性能の低
下のおそれがない。

本実施例のリニアエンコーダは、磁気式であるため非磁
性の埃の影響を受けない。軌道側の磁性体片、第１．第
２の磁路等は、磁気を帯びていないので、鉄粉など強磁
性体粉が付着することが少ない。キャリヤ側の永久磁石
には鉄粉等の付着があるが、軌道の適宜位置にブラシを
設けることにより車輌通過につれて自動的に清掃させる
ことが可能である。

このようにして、本実施例のリニアエンコーダにより、
埃に妨害されることがなく、また軌道曲線部に配置して
も検出精度が低下することなく。

速度位置を検出することが可能となり、保守点検頻度を
少なくして、省人化を図ることができる。

［発明の効果］ 本発明のリニアエンコーダは、車輌に設けられた、走行
方向に配列されている複数の磁極と、軌道側に設けられ
た、走行方向に沿い且つ前記磁極が近接可能な線上に配
列された複数の磁性体片と、奇数番目の前記磁性体片複
数を磁気的に相互に接続する第１の磁路と、偶数番目の
前記磁性体片複数を磁気的に相互に接続する第２の磁路
と、前記第１の磁路と前記第２の磁路との間に配置され
た感磁性素子とを有しており。

（１）埃が付着しても検出動作に影響がない。

（２）軌道曲部に設置して、検出性能が低下しない ので、保守作業の間隔を拡げ省人化を図ることができて
、維持費用を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｃ）は一実施例としてのリニアエンコ
ーダの断面図と側面図と平面図、第２図（ａ）〜（ｃ）
は同実施例の永久磁石と磁性体片の位置関係を示す平面
図、第３図（ａ）、（ｂ）は従来のリニアエンコーダの
一例の断面図と側面図である。 １・・・・・・軌道としてのレール、２・・・・・・車
輌としてのキャリヤ、３・・・・・・車輪、４・・・・
・・リニアモータの１次コイル、５・・・・・・２次導
体、９・・・・・・パルス整形回路、１０・・・・・・
リニアモータ制御回路、１１・・・・・・車輌側磁路、
１２・・・・・・磁極、１３・・・・・・磁性体片、１
４．１５・・・・・・第１．第２の磁路、１６・・・・
・・感磁性素子としてのホール素子。 特許出願人　　　神鋼電機株式会社 代理人　　弁理士　　小　林　　修 築１図 （０）　　　　　　　　　　（ｂ） 第２図 （Ｃ） 第３面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）軌道上を走行する車輌の速度、位置を軌道側で検
   出するリニアエンコーダにおいて、車輌に設けられた、
   走行方向に配列されている複数の磁極と、軌道側に設け
   られた、走行方向に沿い且つ前記磁極が近接可能な線上
   に配列された複数の磁性体片と、奇数番目の前記磁性体
   片複数を磁気的に相互に接続する第１の磁路と、偶数番
   目の前記磁性体片複数を磁気的に相互に接続する第２の
   磁路と、前記第１の磁路と前記第２の磁路との間に配置
   された感磁性素子とを有することを特徴とするリニアエ
   ンコーダ。