JPH0774807B2

JPH0774807B2 - リニアエンコーダ

Info

Publication number: JPH0774807B2
Application number: JP63144718A
Authority: JP
Inventors: 千三久徳
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1988-06-14
Filing date: 1988-06-14
Publication date: 1995-08-09
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: JPH01313766A

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、車輛と言うことがあ
る）の速度位置を制御するために、車輛にスリット板を
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は車輛としてのキャリヤ、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を介して受け電気信
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の駆動電力を調整するリニアモータ制
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、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］本発明は、上記目的を達成するため、車両に設けられ
た、走行方向に配列されている磁石と、所定間隔を隔て
て１列に並ぶ磁性体片を有し軌道側に設けられた第１の
磁路ユニットと、所定間隔を隔てて１列に並ぶ磁性体片
を有し軌道側に設けられた第２の磁路ユニットと、両磁
路ユニット間に配置された感磁性素子とを有し、両磁路
ユニットの上記磁性体片は互いに交互に１列に並び、磁石は、磁性体片の１つを挟んで対向するＮ極を有する
とともに当該Ｎ極が当該磁性体片の１つを挟んで対向し
た時当該磁性体片に隣接する他の磁性体片の１つを挟ん
で対向するＳ極とを備える構成とした。

［作用］車輛が、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、車輛に取付けてある磁極の例えば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、車輛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番目磁性体片に
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、車輛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輛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、車輛側の複
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、車輛側機器と軌道側機
器との間隙を余分にとる必要がない。

［実施例］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に取付けられた車輛側磁路、12は車輛側磁路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の磁路ユニット（以後、第１の磁路とい
う）、15は偶数番目磁性体片複数を磁気的に連絡してい
る第２の磁路ユニット（以後、第２の磁路という）、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12
a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12b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1
4,15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12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
けることにより車輛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、車輛に設けられた、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……車輛としてのキャリ
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……車輛側磁路、12……磁極、13……
磁性体片、14,15……第1,第２の磁路ユニット、16……
感磁性素子としてのホール素子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軌道上を走行する車両の速度、位置を軌道
側で検出するリニアエンコーダにおいて、車両に設けられた、走行方向に配列されている磁石と、
所定間隔を隔てて１列に並ぶ磁性体片を有し軌道側に設
けられた第１の磁路ユニットと、所定間隔を隔てて１列
に並ぶ磁性体片を有し軌道側に設けられた第２の磁路ユ
ニットと、両磁路ユニット間に配置された感磁性素子と
を有し、両磁路ユニットの上記磁性体片は互いに交互に１列に並
び、磁石は、磁性体片の１つを挟んで対向するＮ極を有する
とともに当該Ｎ極が当該磁性体片の１つを挟んで対向し
た時当該磁性体片に隣接する他の磁性体片の１つを挟ん
で対向するＳ極とを備えることを特徴とするリニアエン
コーダ。