JPWO2010024234A1 - 分散配置リニアモータおよび分散配置リニアモータの駆動システム - Google Patents

分散配置リニアモータおよび分散配置リニアモータの駆動システム Download PDF

Info

Publication number
JPWO2010024234A1
JPWO2010024234A1 JP2010526709A JP2010526709A JPWO2010024234A1 JP WO2010024234 A1 JPWO2010024234 A1 JP WO2010024234A1 JP 2010526709 A JP2010526709 A JP 2010526709A JP 2010526709 A JP2010526709 A JP 2010526709A JP WO2010024234 A1 JPWO2010024234 A1 JP WO2010024234A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
mover
linear motor
poles
distributed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2010526709A
Other languages
English (en)
Inventor
和男 正田
和男 正田
東條　敏郎
敏郎 東條
野村　祐樹
祐樹 野村
旭弘 海野
旭弘 海野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THK Co Ltd
Original Assignee
THK Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by THK Co Ltd filed Critical THK Co Ltd
Publication of JPWO2010024234A1 publication Critical patent/JPWO2010024234A1/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06—Linear motors
    • H02P25/064—Linear motors of the synchronous type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06—Linear motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

固定子の分散配置に適したリニアモータを提供する。固定子１０Ａと可動子２０Ａとが互いに相対運動するリニアモータ１Ａであって、固定子１０Ａと可動子２０Ａとは、互いに磁気的に作用をする複数の種類の極１２、２２と、複数の種類の極が種類の順に相対運動の方向に周期的に配列された周期構造とを各々有し、固定子１０Ａは、相対運動の方向に複数離れて配列、隣り合う固定子１０Ａの極同士の最小距離Ｄ２が、可動子２０Ａの極２２同士の最大距離Ｌｍｖ以下であり、かつ、隣り合う固定子１０Ａの同じ種類の極同士の最小距離Ｄ１が、固定子１０Ａの周期構造の１周期の長さＣｐの自然数倍である。

Description

本発明は、搬送装置の台車の駆動などに用いられるリニアモータに関し、特に、リニアモータの固定子が分散されて配置された分散配置リニアモータ、およびそのリニアモータを制御するモータ駆動装置を備えた分散配置リニアモータ駆動システムに関する。
部品やワーク等の搬送等に使用されるリニアモータは、１つの固定子上を可動子が移動する構造が一般的である。しかし、搬送路が長くなると、設備コストが高くなる等の問題が生じるため、固定子を分散させて配置する方法が提案されている。このような分散配置（非連続配置）された固定子において、例えば、特許文献１には、二次側台車の位置と加速度との関係を把握し、オープンループで駆動する地上一次側分散配置方式を採用しても速度むらが生じないようなリニアモータの速度変動低減方法が開示されている。
また、リニアモータにおいて、可動子の位置制御を正確に行うために光学式や磁気式のリニアスケールとこのリニアスケールを読み取るセンサとが使用されている。例えば、特許文献２には、位置検出手段は、一次側のベッドに配設された被検知部としてのリニア磁気スケールと、該リニア磁気スケールに対応して二次側のテーブルに配設されたリニアスケールセンサ部等とから成っている技術が開示されている。
また、リニアスケールを使用する際、可動子の位置の基準を定めるために、リニアスケールとは別に、光学式のセンサが読み取れるように印が原点として付けられたり原点信号用の着磁部を設けたりしている。例えば、特許文献３には、リニア磁気スケールは、ベッドの長手方向に沿って、Ｎ、Ｓの磁極が交互に微細ピッチで多極着磁されると共に、一端に原点信号着磁部が形成されているという技術が開示されている。
特開２００４−８０８８１号公報 特開平９−２６１９４３号公報（「００３９」） 特開平９−２６１９４３号公報（「００４０」）
ところで、分散配置された固定子においては、１つの固定子上において１つの可動子を制御する場合と異なり、複数の固定子や複数の可動子の互いの関連性等を考慮する必要があるので、制御の仕方も多様となる。
しかしながら、特許文献１の技術は、主に加速度が変化している時の運転における速度むらをなくすためのリニアモータの速度変動低減方法である。特に、可動子が固定子から一旦離れて、再び次の固定子に移動する場合の制御方法である。
そのため、可動子が固定子間を跨ぐ場合等、固定子の分散配置を十分考慮したリニアモータとは言えない。
また、分散配置されたリニアモータにおいて位置制御を正確に行うため、特許文献２等の従来技術を利用するならば、各リニアモータに、リニアスケールとこれを読み取るセンサとを設ける必要がある。さらに各リニアモータに、リニアスケールを長手方向に正確に貼る必要がある。
このため、分散配置されたリニアモータのシステムにおいて、リニアモータの数が増えるほど、リニアスケール等の部品数を増やす必要があり、また、各リニアモータにリニアスケールを設ける手間がかかる。
さらに、分散配置されたリニアモータにおいて位置制御を正確に行うため、特許文献３等の従来技術を利用するならば、各リニアモータに、原点用のマークと原点検出用のセンサとを設ける必要がある。このため、分散配置されたリニアモータのシステムにおいて、リニアモータの数が増えるほど、原点用のマークと原点検出用のセンサ等の部品数を増やす必要がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、固定子の分散配置に適したリニアモータを提供することを課題とする。
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、固定子と可動子とが互いに相対運動するリニアモータであって、前記固定子と前記可動子とは、互いに磁気的に作用をする複数の種類の極と、前記複数の種類の極が前記種類の順に前記相対運動の方向に周期的に配列された周期構造とを各々有し、前記固定子は、前記相対運動の方向に複数離れて配列され、隣り合う前記固定子の極同士の最小距離が、前記可動子の極同士の最大距離以下であり、かつ、隣り合う前記固定子の同じ種類の極同士の最小距離が、前記固定子の周期構造の１周期の長さの自然数倍であることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、固定子と可動子とが互いに相対運動するリニアモータであって、前記固定子と前記可動子とは、互いに磁気的に作用をする複数の種類の極と、前記複数の種類の極が前記種類の順に前記相対運動の方向に周期的に配列された周期構造とを各々有し、前記固定子は、前記相対運動の方向に複数離れて配列され、隣り合う前記固定子の各々の周期構造の位相が互いに一致し、かつ、隣り合う前記固定子の極同士の最小距離が、前記可動子の極同士の最大距離以下であることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記固定子が、前記可動子と前記磁気的に作用をするコイルを有し、前記固定子の極が、前記コイルに電流を流すことにより前記可動子側に生じる極であることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記固定子が、前記可動子と前記磁気的に作用をする永久磁石を有し、前記固定子の極が、前記永久磁石により前記可動子側に生じる極であることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記リニアモータは、前記相対運動の方向に延びた被検出対象と、前記相対運動する前記被検出対象を検出する検出器と、を更に備え、前記検出器は、前記相対運動の方向に配列された第１および第２の検出器を有し、前記第１の検出器と前記第２の検出器との距離が、前記被検出対象の長さ以下であることを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記リニアモータは、前記固定子に対する前記可動子の相対的な位置を検出する位置検出装置を更に備え、前記位置検出装置は、前記周期構造に基づき前記相対運動によって周期的に生ずる磁界の方向の変化を、９０°の位相差を持つ正弦波状信号および余弦波状信号として出力する磁気センサと、前記正弦波状信号および前記余弦波状信号に基づいて、前記位置を検出する位置検出回路と、を有することを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記磁気センサは、磁界の方向によって抵抗値が変化する磁気抵抗素子を有し、前記位置検出回路は、前記正弦波状信号および前記余弦波状信号を所定の周期でサンプリングしてディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、前記ディジタルデータに変換された正弦成分と余弦成分とから、位相角データを求める位相角データ算出手段と、位相角データに応じたパルス信号を生成するパルス信号出力手段と、を有することを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記分散配置リニアモータの各リニアモータが、前記リニアモータを制御するモータ駆動装置を備えたことを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、互いに相対運動する固定子および可動子と、前記固定子に対する前記可動子の相対的な位置を検出する位置検出装置と、を備えるリニアモータであって、前記固定子と前記可動子とは、互いに磁気的に作用をする複数の種類の極と、前記複数の種類の極が前記種類の順に前記相対運動の方向に周期的に配列された周期構造とを各々有し、前記位置検出装置は、前記周期構造に基づき前記相対運動によって周期的に生ずる磁界の方向の変化を、９０°の位相差を持つ正弦波状信号及び余弦波状信号として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、前記位置を検出する位置検出回路と、を有し、前記固定子は、前記相対運動の方向に複数離れて配列されたことを特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、前記磁気センサは、磁界の方向によって抵抗値が変化する磁気抵抗素子を有し、前記位置検出回路は、前記正弦波状信号及び前記余弦波状信号を所定の周期でサンプリングしてディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、前記ディジタルデータに変換された正弦成分と余弦成分とから、位相角データを求める位相角データ算出手段と、位相角データに応じたパルス信号を生成するパルス信号出力手段と、を有することを特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、前記磁気センサは、前記相対運動の方向に配列された第１および第２の磁気センサを有し、前記第１および第２の磁気センサは、前記固定子および前記可動子のいずれか一方に設けられ、前記第１の磁気センサと前記第２の磁気センサとの距離が、前記固定子および前記可動子のいずれか他方における前記極同士の最大距離以下であることを特徴とする。
また、請求項１２に記載の発明は、隣り合う前記固定子の極同士の最小距離が、前記可動子の極同士の最大距離以下であり、かつ、隣り合う前記固定子の同じ種類の極同士の最小距離が、前記固定子の周期構造の１周期の長さ自然数倍であることを特徴とする。
また、請求項１３に記載の発明は、隣り合う前記固定子の各々の周期構造の位相が互いに一致し、かつ、隣り合う前記固定子の極同士の最小距離が、前記可動子の極同士の最大距離以下であることを特徴とする。
また、請求項１４に記載の発明は、前記固定子が、前記可動子と前記磁気的に作用をするコイルを有し、前記固定子の極が、前記コイルに電流を流すことにより前記可動子側に生じる極であることを特徴とする。
また、請求項１５に記載の発明は、前記固定子が、前記可動子と前記磁気的に作用をする永久磁石を有し、前記固定子の極が、前記永久磁石により前記可動子側に生じる極であることを特徴とする。
また、請求項１６に記載の発明は、前記分散配置リニアモータの各リニアモータが、前記リニアモータを制御するモータ駆動装置を備えたことを特徴とする。
また、請求項１７に記載の発明は、互いに相対運動する固定子および可動子と、前記相対運動の方向に延びた被検出対象と、前記相対運動する前記被検出対象を検出する検出器と、を備えるリニアモータであって、前記検出器は、前記相対運動の方向に複数配列され、隣り合う前記検出器同士の距離が、前記被検出対象の長さ以下であることを特徴とする。
また、請求項１８に記載の発明は、前記固定子と前記可動子とは、互いに磁気的に作用をする複数の種類の極と、前記複数の種類の極が前記種類の順に前記相対運動の方向に周期的に配列された周期構造とを各々有し、前記固定子は、前記相対運動の方向に複数離れて配列され、隣り合う前記固定子の極同士の最小距離が、前記可動子の極同士の最大距離以下であり、かつ、隣り合う前記固定子の同じ種類の極同士の最小距離が、前記固定子の周期構造の１周期の長さの自然数倍であることを特徴とする。
また、請求項１９に記載の発明は、前記固定子と前記可動子とは、互いに磁気的に作用をする複数の種類の極と、前記複数の種類の極が前記種類の順に前記相対運動の方向に周期的に配列された周期構造とを各々有し、前記固定子は、前記相対運動の方向に複数離れて配列され、隣り合う前記固定子の各々の周期構造の位相が互いに一致し、かつ、隣り合う前記固定子の極同士の最小距離が、前記可動子の極同士の最大距離以下であることを特徴とする。
また、請求項２０に記載の発明は、前記固定子が、前記可動子と前記磁気的に作用をするコイルを有し、前記固定子の極が、前記コイルに電流を流すことにより前記可動子側に生じる極である特徴とする。
また、請求項２１に記載の発明は、前記固定子が、前記可動子と前記磁気的に作用をする永久磁石を有し、前記固定子の極が、前記永久磁石により前記可動子側に生じる極である特徴とする。
また、請求項２２に記載の発明は、前記リニアモータは、前記固定子に対する前記可動子の相対的な位置を検出する位置検出装置を更に備え、前記位置検出装置は、前記検出器として、前記周期構造に基づき前記相対運動によって周期的に生ずる磁界の方向の変化を、９０°の位相差を持つ正弦波状信号及び余弦波状信号として出力する磁気センサを有し、更に、前記正弦波状信号及び前記余弦波状信号に基づいて、前記位置を検出する位置検出回路と、を有することを特徴とする。
また、請求項２３に記載の発明は、前記磁気センサは、磁界の方向によって抵抗値が変化する磁気抵抗素子を有し、前記位置検出回路は、前記正弦波状信号及び前記余弦波状信号を所定の周期でサンプリングしてディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、前記ディジタルデータに変換された正弦成分と余弦成分とから、位相角データを求める位相角データ算出手段と、位相角データに応じたパルス信号を生成するパルス信号出力手段と、を有することを特徴とする。
また、請求項２４に記載の発明は、前記分散配置リニアモータの各リニアモータが、前記リニアモータを制御するモータ駆動装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、リニアモータにおける隣り合う固定子の極同士の最小距離が、可動子の極同士の最大距離以下であり、かつ、隣り合う固定子の同じ種類の極同士の最小距離が、固定子の周期構造の１周期の長さの自然数倍になるように、固定子が分散配置されているので、可動子が固定子から隣の固定子に移動する際、固定子の極と可動子の極とが可動子の推進力に損失が生じないように互いに作用し、また、可動子が隣り合う固定子の少なくともいずれか一方から推進力が得られ速度制御ができるという、固定子の分散配置に適したリニアモータを提供することができる。
本発明の第１実施形態に係る分散配置リニアモータの駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。 図１の分散配置リニアモータの固定子および可動子の一例を模式的に示す斜視図である。 図１における固定子の配列の一例を示す平面図である。 図１における固定子および可動子の極の周期構造を示す模式図である。 図１のモータ制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図５の磁気センサの原理を示す斜視図である。 図５の磁気センサの抵抗値と磁界の方向の角度θとの関係を示すグラフである。 図５の磁気センサの強磁性薄膜金属の形状を示す平面図である。 図８の磁気センサの等価回路図である。 ホイーストン・ブリッジから構成される磁気センサの形状を示す平面図（Ａ）と等価回路図（Ｂ）である。 二組のフルブリッジ構成の磁気センサを示す図（図中（Ａ）は磁気センサの強磁性薄膜金属の形状を示す平面図、図中（Ｂ）は等価回路図）である。 図１の可動子が発生する磁界と磁気センサとの位置関係を示す模式図である。 図５の磁気センサ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。 図５の磁気センサから出力される正弦波状信号および余弦波状信号を示すグラフである。 図５の位置検出装置の出力信号を示す模式図である。 図５の磁気センサの出力信号の正弦波および余弦波によって描かれるリサージュ図形を示す模式図である。 （Ａ）から（Ｅ）は、図１の各リニアモータにおける原点を定める動作を示す模式図である。 （Ａ）から（Ｃ）は、図１における可動子の動作のパターンの一例を示す平面図である。 図１のブロック図において、信号の流れを示す模式図である。 （Ａ）から（Ｅ）は、図１における位置情報切替器の動作のパターンの一例を示す模式図である。 （Ａ）から（Ｅ）は、図１における位置情報切替器の動作の他のパターンの一例を示す模式図である。 図１のブロック図において、信号の流れを示す模式図である。 （Ａ）から（Ｅ）は、図１の位置情報切替器の動作のパターンの一例を示す模式図である。 図１のブロック図において、信号の流れを示す模式図である。 （Ａ）から（Ｅ）は、図１の位置情報切替器の動作のパターンの一例を示す模式図である。 （Ａ）から（Ｇ）は、図１のリニアモータの第１変形例においる原点を定める動作を示す模式図である。 図１の分散配置リニアモータの他の配置例を示す平面図である。 図１のリニアモータの第２変形例を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る分散配置リニアモータの駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。 図３２の分散配置リニアモータの固定子および可動子の一例を模式的に示す斜視図である。 図２９における固定子の極の周期構造を示す模式図である。 （Ａ）から（Ｅ）は、図２９における位置情報切替器の動作のパターンの一例を示す模式図である。 （Ａ）から（Ｆ）は、図２９における位置情報切替器の動作のパターンの一例を示す模式図である。 図２９のリニアモータの第１変形例を示す模式図である。 本発明の第３実施形態に係る分散配置リニアモータの駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。 （Ａ）から（Ｆ）は、図３５の各リニアモータにおける原点を定める動作を示す模式図である。
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る分散配置リニアモータの駆動システムの概略構成および機能について、図に基づき説明する。
図１は、本実施形態に係る分散配置リニアモータの駆動システムの概略構成を示すブロック図である。図２は、図１の分散配置リニアモータの固定子と可動子とを示す斜視図である。図３は、図１の固定子の配列を示す平面図である。図４は、図１における固定子および可動子の極の周期構造を示す模式図である。
図１に示すように、分散配置リニアモータ１Ａの駆動システムは、部品やワーク等を搬送する分散配置リニアモータ１Ａと、分散配置リニアモータ１Ａを制御する複数個のモータ駆動装置４０と、複数個のモータ駆動装置４０を制御する上位コントローラ５０と、を備えている。
分散配置リニアモータ１Ａは、リニアモータ１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３が、搬送方向に所定の距離Ｄ１の間隔で離れて配列されている。
分散配置リニアモータ１Ａの各リニアモータ１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３は、磁気的な作用により互いに相対運動する固定子１０Ａおよび可動子２０Ａと、固定子１０Ａに対する可動子２０Ａの相対的な位置を検出する複数個の位置検出装置３０と、複数個の位置検出装置３０からの信号を切り替える位置情報切替器３５と、を有する。
上位コントローラ５０と各々のモータ駆動装置４０とは、制御ライン５１により接続されている。モータ駆動装置４０と位置情報切替器３５とは、エンコーダケーブル５２により接続されている。位置情報切替器３５と、同じ固定子１０Ａに設置された位置検出装置３０とは、エンコーダケーブル５２により接続されている。モータ駆動装置４０と固定子１０Ａとは、動力ケーブル５３により接続されている。
なお、各リニアモータ１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３の可動子２０Ａは、移動して次のリニアモータの固定子上に移るので、常に同じ各リニアモータ１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３に属する訳ではない。また、可動子２０Ａは、図示しない案内装置により、所定の軌道を案内され、また、固定子１０Ａと可動子２０Ａとのギャップが維持される。
図２に示すように、固定子１０Ａは、３相交流電流が供給され可動子２０Ａと磁気的に作用をするコイル１１と、コイル１１が巻かれた突極１２と、を有する。コイル１１は、Ｕ相用のコイル１１ａ、Ｖ相用のコイル１１ｂ、および、Ｗ相用のコイル１１ｃの３種類がある。突極１２は、コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃに対応してＵ相用の突極１２ａと、Ｖ相用の突極１２ｂ、Ｗ相用の突極１２ｃの３種類がある。これらが、コイル１１に電流を流すことにより可動子２０Ａ側に生じる極の一例である。そして、これらコイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび突極１２ａ、１２ｂ、１２ｃが、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に、固定子１０Ａと可動子２０Ａの相対運動の方向に周期的に配列された周期構造が形成される。すなわち、相対運動の方向の一例である固定子１０Ａの長手方向にコイル１１および突極１２はＵ相・Ｖ相・Ｗ相の周期構造を形成している。
なお、突極１２を含む固定子１０Ａの電磁石のコア部は、珪素鋼などの磁気ヒステリシス損失の少ない磁性材料からなり、図２に示したように、コア部は、固定子１０Ａの幅方向に延びて可動子２０Ａの対向する側に突出した突極１２を形成し、この突極１２が固定子１０Ａの長手方向に櫛歯状に並んでいる。
図３に示すように、固定子１０Ａは、ある間隔を開けて、相対運動の方向の一例である固定子１０Ａの長手方向に固定子１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ａ３等の順に離れて配列されている。
次に、可動子２０は、図２に示したように、部品やワーク等を載せるテーブル２１と、テーブル２１の下面に設置された駆動用の永久磁石２２と、を有し、部品やワーク等のキャリアとして機能する。永久磁石２２は、図４に示すように、固定子１０Ａに対向する側の極がＮ極であるＮ極磁石２２ａと、Ｓ極であるＳ極磁石２２ｂとを有する。そして、Ｎ極、Ｓ極の順に、Ｎ極磁石２２ａとＳ極磁石２２ｂとが交互に、固定子１０Ａと可動子２０Ａの相対運動の方向に周期的に配列された周期構造が形成される。すなわち、可動子２０Ａは、相対運動の方向の一例である固定子１０Ａの長手方向にＮ極・Ｓ極の周期構造を有している。
そして、固定子１０Ａの各コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃに流された３相交流の電流の向きや強さに応じて移動磁界が発生し、突極１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、Ｎ極磁石２２ａおよびＳ極磁石２２ｂとが磁気的に作用して、固定子１０Ａの長手方向に固定子１０Ａと可動子２０Ａの相対運動が生じる。すなわち、固定子１０Ａと可動子２０Ａとは、互いに磁気的に作用をし、可動子２０Ａは、固定子１０Ａの長手方向に相対運動する。
次に、固定子１０Ａの配列関係等を図４に基づき詳細に説明する。
図４に示すように、固定子１０Ａの突極１２は、コイルピッチＣｐの１周期の長さで、突極１２ａ、１２ｂ、１２ｃの順に配列されている。固定子１０Ａの周期構造における１周期の長さの一例であるコイルピッチＣｐは、ＵＶＷ相のうち、同じ相の突極同士の最小距離である。例えば、Ｕ相用の突極１２ａと次のＵ相用の突極１２ａとの距離である。なお、図４では、突極１２の中心部分を基準に距離を描いている。ここで、固定子１０Ａや可動子２０Ａにおける距離や長さの測り方は、突極１２や永久磁石２２の極の種類を考慮しない周期構造における同じ位相のところを結んで測ればよい。例えば、突極１２の中心の他、突極１２の一方側の角を結んだ距離や長さでもよい。
隣り合う固定子１０Ａ１、１０Ａ２の同じ種類の極同士の最小距離Ｄ１の一例は、固定子１０Ａ１において、最も固定子１０Ａ２側にあるＵ相の突極１２ａと、固定子１０Ａ２において、最も固定子１０Ａ１側にあるＵ相の突極１２ａとを結んだ距離である。
この距離Ｄ１が、コイルピッチＣｐの自然数倍になるように、固定子１０Ａ同士の間隔がとられ、固定子１０Ａが離れて配列されている。また、別の見方をすると、固定子１０Ａ１の周期構造の位相と固定子１０Ａ２周期構造の位相とが互いに一致している。すなわち、固定子１０Ａ１のＵＶＷ相の周期構造を、図４中破線で示すように固定子１０Ａ２側に仮想的に延長させて、この延長上に固定子１０Ａ２の周期構造が重なるように、固定子１０Ａが配置されている。
また、図４に示すように、隣り合う固定子１０Ａ１、１０Ａ２の極同士の最小距離Ｄ２の一例は、固定子１０Ａ１において、最も固定子１０Ａ２側にあるＷ相の突極１２ｃと、固定子１０Ａ２において、最も固定子１０Ａ１側にあるＵ相の突極１２ａとを結んだ距離である。この距離Ｄ２は、可動子２０Ａの長さＬｍｖ以下である。ここで、可動子２０Ａの長さＬｍｖは、図４に示すように、可動子２０Ａの相対運動方向の両端にある永久磁石２２同士を結んだ距離である。すなわち、可動子２０Ａの極同士の最大距離の一例である。
このように、距離Ｄ２が可動子２０Ａの長さＬｍｖ以下であると、可動子２０Ａが、固定子１０Ａ１と固定子１０Ａ２とに跨いだ状態が可能であり、固定子１０Ａの極のいずれかと、可動子２０Ａの極いずれかと、が常に対向している状態になる。
なお、固定子１０Ａ１の周期構造の位相と固定子１０Ａ２の周期構造の位相とが互いに一致していること等を言い換えると、固定子１０Ａ１から固定子１０Ａ２まで連続して、コイル１１や突極１２の周期構造を有して続いた１つの固定子において、距離Ｄ２の部分のコイル１１や突極１２を省いたことに相当する。但し、距離Ｄ２の両端部分のコイル１１や突極１２を除く。また、図４の場合、距離Ｄ１は、コイルピッチＣｐの２以上の自然数倍である。また、固定子１０Ａ１における固定子１０Ａ１側の端にあるＶ、Ｗ相の突極１２ｂ、１２ｃがなく、Ｕ相の突極１２ａが最も固定子１０Ａ１側にある場合を想定すると、距離Ｄ１は、コイルピッチＣｐの１以上の自然数倍である。
次に図５に示すように、位置検出装置３０は、磁気を検出する磁気センサ３１と、磁気センサ３１からの信号を、位置を特定して検出するための信号に変換する位置検出回路３２と、を有する。ここで、磁気センサ３１は、検出器の一例である。
磁気センサ３１は、固定子１０Ａに設置された位置検出装置３０において、可動子２０Ａに対向する側の中心部分にある。
位置検出装置３０は、図１や図３に示したように、固定子１０Ａの長手方向の両端にある突極１２の外側に配列され、かつ、固定子１０Ａの幅方向の中央に配置されている。そして、固定子１０Ａの可動子２０Ａに対向する側に磁気センサ３１が面するように設置されている。位置検出装置３０の設置位置は、固定子１０Ａの長手方向に離れて設けられ、コイル１１の影響を受けにくいところならばよい。
そして、磁気センサ３１は、固定子１０Ａおよび可動子２０Ａの相対運動の方向に延びた被検出対象の一例である可動子２０Ａの永久磁石２２による磁界を検出する。磁気センサ３１は、固定子１０Ａおよび可動子２０Ａが相対運動することによる磁界の変化を検出する。特に、磁気センサ３１は、磁界の方向を検出するセンサである（後に詳述）。位置検出装置３０間の距離Ｄｓ、すなわち磁気センサ３１間の距離Ｄｓが、可動子２０Ａの長さＬｍｖ以下である。つまり、これが、第１の磁気センサ３１と第２の磁気センサ３１との距離が、可動子２０Ａにおける極同士の最大距離以下である一例である。
次に、位置情報切替器３５は、図１や図５に示したように、複数の位置検出装置３０からの入力信号が複数あると、そのうち１つを選択して、モータ駆動装置４０に対して出力する。例えば、位置情報切替器３５は、最新に入力した入力信号を出力する。また、位置情報切替器３５は、入力信号が１つの場合は、そのまま出力し、入力信号がない場合は、出力をしない。
次に、モータ駆動装置４０は、図５に示したように、センサ等の情報に基づきリニアモータの固定子１０Ａに流す電流を制御する制御器４１と、制御器４１に基づき電源４５から電力を変換する電力変換器４２と、電力変換器４２が固定子１０Ａに流している電力を検出する電流センサ４３と、を有する。
制御器４１は、電流センサ４３と、制御ライン５１により上位コントローラ５０と、エンコーダケーブル５２により位置情報切替器３５と接続されている。
そして、制御器４１は、上位コントローラ５０からの指令値どおりに可動子２０Ａが移動するように、ＰＷＭインバータ(PWM:Pulse Width Modulation)等の電力変換器４２を制御し、最終的には固定子１０Ａのコイル１１に供給する電流を制御する。制御器４１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。
モータ駆動装置４０は、上位コントローラ５０からの指令値により制御され、上位コントローラ５０の指令値どおりの位置に達するまで、固定子１０Ａのコイル１１に電流を供給する。
なお、リニアモータ１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３等は、可動子または固定子の一方として、Ｎ極およびＳ極の磁極が交互に並べられた１つの軸線方向と直交する方向の両端面にＮ極およびＳ極の磁極が着磁される複数個の永久磁石が、軸線方向に並べられる界磁マグネットを有し、可動子または固定子の他方として、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の一例である。
次に、位置検出装置３０の磁気センサ３１および位置検出回路３２について図に基づき詳細に説明する。
まず、磁気センサ３１について、図６から図１４に基づき説明する。
図６は、磁気センサ３１の原理を示す斜視図である。図７は、磁気センサ３１の抵抗値と磁界の方向の角度θとの関係を示すグラフである。図８や図１０（Ａ）や図１１（Ａ）は、磁気センサ３１の強磁性薄膜金属の形状を示す平面図である。図９や図１０（Ｂ）や図１１（Ｂ）は、磁気センサ３１の等価回路図である。なお、図１０は、ホイーストン・ブリッジから構成される磁気センサ３１を示す図である。
図６に示すように磁気センサ３１は、Ｓｉ若しくはガラス基板３１ａ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３１ｂを有する。磁気センサ３１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。
磁気抵抗素子３１ｂ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７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。
Ｒ＝Ｒ０−△Ｒｓｉｎ２θ…（１）
Ｒ０：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
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。
次に、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の強磁性薄膜金属の形状を図８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。
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。
Ｒ１＝Ｒ０−△Ｒｓｉｎ２θ…（２）
Ｒ２＝Ｒ０−△Ｒｃｏｓ２θ…（３）
この磁気センサの等価回路（ハーフブリッジ）を図９に示す。出力Ｖoutは次式で与えられる。
Ｖout＝Ｒ１・Ｖcc／（Ｒ１＋Ｒ２）…（４）
（４）式に（２），（３）式を代入し、整理すると、
Ｖout＝Ｖcc／２＋αｃｏｓ２θ…（５）
α＝△Ｒ・Ｖcc／２（２Ｒ０−△Ｒ）
が成立する。
図１０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。
次に、二組のフルブリッジ構成のエレメントにおいて、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３１の強磁性薄膜金属の形状を図１１に示す。
この磁気センサ３１は、図１１（Ｂ）に示すように、互いに４５°傾いた二組のフルブリッジ構成のエレメントを有している。
まず、説明ため、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（Ｒ３）が直列に結線した場合を想定する。そして、直列に接続されたエレメント（Ｒ１）のエレメント（Ｒ３）において、エレメント（Ｒ３）側をグランド（ＧＮＤ）に接続し、エレメント（Ｒ１）側に電圧Ｖccを加える。また、出力Ｖoutをエレメント（Ｒ１）とエレメント（Ｒ３）との結線部分から取り出す。このようにハーフブリッジの等価回路を想定して、関係式をまず求める。
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（Ｒ３）に対し最小の抵抗変化となる。抵抗値Ｒ１とＲ３は次式で与えられる。
Ｒ１＝Ｒ０−△Ｒｓｉｎ２θ…（６）
Ｒ３＝Ｒ０−△Ｒｃｏｓ２θ…（７）
このハーフブリッジの出力Ｖoutは次式で与えられる。
Ｖout＝Ｒ１・Ｖcc／（Ｒ１＋Ｒ３）…（８）
（８）式に（６），（７）式を代入し、整理すると、
Ｖout＝Ｖcc／２＋αｃｏｓ２θ…（９）
α＝△Ｒ・Ｖcc／２（２Ｒ０−△Ｒ）
が成立する。
ここで、図１１に示したように、エレメント（Ｒ２）、エレメント（Ｒ４）、エレメント（Ｒ６）およびエレメント（Ｒ８）の４つのエレメント、または、エレメント（Ｒ１）、エレメント（Ｒ３）、エレメント（Ｒ５）およびエレメント（Ｒ７）の４つのエレメントは、各々、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ＶoutＡ＋とＶoutＡ−または二つの出力ＶoutＢ＋とＶoutＢ−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。
次に、可動子２０Ａが直線運動するときの磁界方向の変化と磁気センサ３１の出力について説明する。図１２に示されるように、磁気センサ３１を、飽和感度領域以上の磁界強度が印加されるギャップＧｓ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１３に示されるように、可動子２０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）式や（９）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３１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、可動子２０Ａ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。
運動の方向を知るためには、図１１に示したように、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１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１４に示されるように、互いに９０°の位相差を持つ余弦波および正弦波となる。
このように磁気センサ３１は、可動子２０Ａの永久磁石２２の周期構造に基づき、相対運動によって周期的に生ずる磁界の方向の変化を、９０°の位相差を持つ正弦波状信号および余弦波状信号として出力する。
次に、位置検出装置３０の位置検出回路３２について、図１５および図１６に基づき説明する。
図１５は、位置検出回路３２の構成図を示す。磁気センサ３１が出力する正弦波状信号および余弦波状信号は、位置検出回路３２に取り込まれる。内挿回路（インターポレータ）である位置検出回路３２は、９０°位相が異なる正弦波状信号およ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。可動子２０の磁極間のピッチＭｐは例えば数十ｍｍのオーダーであり、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。可動子２０を磁気式リニアスケールとして流用するときには、磁気センサ３１が出力する正弦波状信号およ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３１が出力する正弦波状信号およ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３１が出力する正弦波状信号および余弦波状信号の変化は小さいことが望まれる。
９０°位相が異なる正弦波状信号および余弦波状信号それぞれは、Ａ／Ｄ変換器３２ａに入力される。Ａ／Ｄ変換器３２ａは、正弦波状信号およ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。
予め、図１６に示されるように、ルックアップテーブルメモリ３２ｃ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。
ｕ＝ＴＡＮ−１（ＤＢ／ＤＡ）
図１６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３２ｃのメモリ構成が示されている。
位相角データ算出手段の一例である信号処理部３２ｂ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３２ｃを用いる替わりに、ｕ＝ＴＡＮ−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。
次に、パルス信号発生手段の一例である信号処理部３２ｂは、位相角データｕからＡ相エンコーダパルス信号および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３２ｂ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、位置情報切替器３５を介してモータ駆動装置４０に出力される。図５に示したようにモータ駆動装置４０は、これらＡ相エンコーダパルス信号、Ｂ相エンコーダパルス信号およびＺ相パルス信号の位置信号に基づいて、電力変換器４２を制御する。
次に、各リニアモータ１Ａ２の原点を定める動作を図に基づき説明する。
図１７の各図１７（Ａ）〜（Ｅ）は、可動子２０Ａの移動に従い、リニアモータ１Ａ２における基準位置としての原点を定める動作を示す模式図である。なお、図１７（Ａ）に示すように可動子２０Ａが固定子１０Ａ１の上にある位置から、図１７（Ｅ）に示すように可動子２０Ａが固定子１０Ａ２の上にある目標位置まで移動させる動作で説明する。なお、位置検出装置３０Ｌ、３０Ｒ間の距離Ｄｓと可動子２０Ａの長さＬｍｖがほぼ等しい場合である。
図１７（Ａ）に示すように、可動子２０Ａが固定子１０Ａ１上にあるときは、固定子１０Ａ１の２つの位置検出装置３０Ｌ、３０Ｒは信号を出力する。ここで、位置情報切替器３５は、位置検出装置３０Ｒからの信号を出力しているとする。一方、固定子１０Ａ２の２つの位置検出装置３０Ｌ、３０Ｒは、可動子２０Ａが固定子１０Ａ２にないので、信号を出力していない。なお、図中、矢印により位置検出装置３０Ｌ、３０Ｒや位置情報切替器３５の出力の有無を表している。また矢印に種類により、位置情報切替器３５が位置検出装置３０Ｌ、３０Ｒどちらの信号を出力しているか表している。
図１７（Ｂ）に示すように、可動子２０Ａが固定子１０Ａ１の位置検出装置３０Ｌから外れると、位置検出装置３０Ｌは信号を出力しなくなる。位置情報切替器３５は、位置検出装置３０Ｒからの信号を出力し続ける。
図１７（Ｃ）に示すように、可動子２０Ａが固定子１０Ａ２に差し掛かると、可動子２０Ａの下面にある永久磁石２２に反応して、固定子１０Ａ２の位置検出装置３０Ｌは信号を出力する。そして、位置情報切替器３５は信号を出力していない状態から信号を出力する状態に変わる。このとき、モータ駆動装置４０は、位置情報切替器３５からの信号の変化を検出する。
ここで、この固定子１０Ａ２の位置検出装置３０Ｌが、信号を出力し始めた時点で、位置検出装置３０Ｌの位置を、第１の原点とする。なお、正確には、位置検出装置３０Ｌ等に磁気センサ３１が設置されている位置が原点である。この第１の原点から、可動子２０Ａを距離Ｄｓ移動させると、目標位置に達する。この目標位置は、可動子２０Ａが固定子１０Ａ２の位置検出装置３０Ｒに達した位置とする。また、この第１の原点に基づき補正も行う。例えば、可動子２０Ａが固定子１０Ａ１上にあるとき、何かの原因で可動子２０Ａに負荷にかかりすぎ、可動子２０Ａの位置や速度がずれたとき、固定子１０Ａ２上の原点により可動子２０Ａの位置や速度を正確に割り出し、位置や速度の補正をする。また、固定子１０Ａ間の距離が、距離Ｄ１からずれている場合でも、補正制御をすることにより、可動子２０Ａを正確な停止位置に止める。これらの制御は、モータ駆動装置４０が行う。ここで、原点とする位置検出装置３０Ｒ、Ｌを、図中、塗りつぶして表している。
図１７（Ｃ）の状態のときに、固定子１０Ａ２の位置情報切替器３５は、固定子１０Ａ２を駆動するモータ駆動装置４０に出力する。そして、モータ駆動装置４０は、固定子１０Ａ２に電流の供給を始め、可動子２０Ａは、固定子１０Ａ２からも推進力を得る。
次に、図１７（Ｄ）に示すように、可動子２０Ａが固定子１０Ａ１から外れると、固定子１０Ａ１の位置検出装置３０Ｌ、３０Ｒは信号を出力しなくなる。可動子２０Ａは、固定子１０Ａ２の位置検出装置３０Ｌの出力信号のみにより制御される。
そして、図１７（Ｅ）に示すように、可動子２０Ａが固定子１０Ａ２の位置検出装置３０Ｒに達すると、固定子１０Ａ２の位置情報切替器３５は、位置検出装置３０Ｌからの信号から位置検出装置３０Ｒからの信号へと出力を切り替える。モータ駆動装置４０が、この変化を検出する。なお、この固定子１０Ａ２の位置検出装置３０Ｒの位置を第２の原点である。先の磁気センサ３１がオンの状態で、次の磁気センサ３１がオンの状態になったとき、次の磁気センサ３１の位置が原点となる。そして、この第２の原点が目標位置となる。したがって、可動子２０Ａが固定子１０Ａ２の位置検出装置３０Ｒに達すると、停止するように制御する。また、図１７（Ｃ）の動作で説明したように、この第２の原点に基づき補正制御も行う。
このように、位置情報切替器３５に信号の入力がない状態から信号が入力された状態に変わったとき、その信号を出している位置検出装置３０の磁気センサ３１が設置されているところや、位置情報切替器３５の信号の出力が切り替わったとき、新たに信号を出してきた位置検出装置３０の磁気センサ３１が設置されているところを原点とする。
次に、可動子２０Ａの動作の様々なパターンを図に基づき説明する。
まず、固定子１０Ａ上にある可動子２０Ａが、同期して隣の固定子１０Ａに移動する動作を図１８〜図２０に基づき説明する。
図１８は、可動子２０Ａの動作のパターンの一例を示す平面図である。図１９は、分散配置リニアモータ１Ａの駆動システムにおける信号の流れを示す模式図である。図２０は、位置情報切替器３５の動作のパターンの一例を示す模式図である。
図１８に示すような動作をさせるため、図１９に示すように、まず、上位コントローラ５０は、制御ライン５１を通して各固定子１０Ａの各モータ駆動装置４０に指令値のパルス信号を送る。上位コントローラ５０からの指令値を受信したモータ駆動装置４０は、指令値と位置情報切替器３５からの情報とを比較して、駆動している可動子２０Ａが目標位置に達していないとき、動力ケーブル５３に電流を流し続ける。
なお、上位コントローラ５０は、予め設定してある作業の手順に従い、各モータ駆動装置４０に指令値を出力する。また、上位コントローラ５０の初期設定は、上位コントローラ５０に手動で入力してもよいし、位置検出装置３０からの情報により把握してもよい。また、初期位置を固定しておいて、あとは、作業の手順に従い動作させてもよい。
次に、図２０（Ａ）〜（Ｅ）に基づき、可動子２０Ａの動きに対する位置情報切替器３５の出力を説明する。
図２０（Ａ）に示すように、固定子１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ａ３等の上に可動子２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３等が各々搭載されている。このとき、位置情報切替器３５は、位置検出装置３０Ｌ、３０Ｒから入力信号を得て、位置検出装置３０Ｒからの信号を出力しているとする。モータ駆動装置４０により、可動子２０Ａ１は固定子１０Ａ２まで、可動子２０Ａ２は固定子１０Ａ３まで等、一斉に動き始める。モータ駆動装置４０は、位置検出装置３０Ｒからの信号に基づき、可動子２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３等を制御している。
図２０（Ｂ）に示すように、可動子２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３等は、位置検出装置３０Ｌから外れ、位置検出装置３０Ｌの出力信号がなくなる。
次に、図２０（Ｃ）に示すように、可動子２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３等が、固定子１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ａ３等の位置検出装置３０Ｌにさしかかると、位置検出装置３０Ｌは、信号を出力し、位置情報切替器３５は、位置検出装置３０Ｌからの信号を出力する。そして、例えば、可動子２０Ａ１は、固定子１０Ａ１と固定子１０Ａ２とを跨いだ状態となり、可動子２０Ａ１の永久磁石２２のいずれかと、固定子１０Ａ１および固定子１０Ａ２におけるコイル１１（突極１２）のいずれとが対向していて、両固定子１０Ａ１、１０Ａ２から推進力を受ける。もし何かの原因で可動子２０Ａ１の速度が目標速度より落ちた場合は、可動子２０Ａ１の速度が目標速度になるように速度制御をする。また、固定子１０Ａ１、１０Ａ２の距離Ｄ１が、コイルピッチＣｐの自然数倍であるので、固定子１０Ａ２上にさしかかった可動子２０Ａ１の永久磁石２２ａ、２２ｂと、固定子１０Ａ２の突極１２ａ、１２ｂ、１２ｃと同期がとれている。すなわち、可動子２０Ａ１が固定子１０Ａ１から隣の固定子１０Ａ２に移動する際、固定子１０Ａ２の突極１２ａ、１２ｂ、１２ｃと２０Ａ１の永久磁石２２ａ、２２ｂとが可動子の推進力に損失が生じることを防止するように作用する。ここで、この位置検出装置３０Ｌを第１の原点とし、この第１の原点から可動子２０Ａ１を距離Ｄｓ移動させると、目標位置に達する。
さらに、この第１の原点により、可動子２０Ａ１が、固定子１０Ａ１から隣の固定子１０Ａ２に通過している際等に、上位コントローラ５０からの移動速度や通過予定時間等に関する指令値との誤差があった場合、モータ制御装置４０により、可動子２０Ａ１が補正制御される。
図２０（Ｄ）に示すように、可動子２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３等が、位置検出装置３０Ｒから外れると、位置検出装置３０Ｒの信号がなくなる。可動子２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３等は、進行方向の隣の固定子１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ａ３等のみから推進力を得て、さらに目標位置まで移動する。
図２０（Ｅ）に示すように、可動子２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３等が、位置検出装置３０Ｒに達し、位置検出装置３０Ｒが信号を出力し、位置情報切替器３５が出力を切り替えたとき、モータ駆動装置４０が可動子２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３等を停止させる。なお、この固定子１０Ａ２の位置検出装置３０Ｒの位置を第２の原点とする。もし、目標位置に達していない可動子２０Ａがあれば、その可動子２０が載っている固定子１０Ａには、モータ駆動装置４０が電流を流し続け、その可動子２０を目標位置である第２の原点まで移動させて、位置を補正する。
次に、可動子が図２０に示した動作とは逆向きに移動するパターンを図２１に基づき説明する。なお、図２０等で説明した動作を同じような動作は省略し、主に異なる動作のみを説明する。その他の移動パターンでも同様とする。
モータ駆動装置４０は逆向きに可動子２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３等が動くように、各固定子１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ａ３等のコイル２２に電流を流す。そして、図２１（Ａ）から図２１（Ｅ）に示すように、可動子２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３等の動いた位置と位置検出装置３０Ｒ、３０Ｌとの位置関係により、位置情報切替器３５の出力が変化する。
モータ駆動装置４０は、位置情報切替器３５からの可動子２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３等の位置情報や、位置情報切替器３５の出力信号の切り替わり等を検出して可動子２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３等を制御する。
次に、可動子２０Ａのうち、可動子２０Ａ１のみを移動させるパターンを図２２および図２３に基づき説明する。
図２２や図２３に示すように、可動子２０Ａ１を、固定子１０Ａ１から固定子１０Ａ２まで移動させ、他の可動子２０Ａは移動させない制御を行う。
まず、図２２に示したように、上位コントローラ５０が、固定子１０Ａ１、１０Ａ２のモータ駆動装置４０に指令値を出力する。そして、固定子１０Ａ１の位置情報切替器３５から信号が来ているので、固定子１０Ａ１のモータ駆動装置４０が、固定子１０Ａ１に電流を供給する。図２３（Ｂ）に示す状態を経由して図２３（Ｃ）に示す状態になると、固定子１０Ａ２のモータ駆動装置４０にも、位置情報切替器３５から信号が来るので、固定子１０Ａ２のモータ駆動装置４０も電流を固定子１０Ａ２に供給し始める。なお、高速で可動子２０Ａ１を移動させる等の場合、予め、固定子１０Ａ２に電流を供給しておいてもよい。そして、図２３（Ｄ）に示す状態になると、固定子１０Ａ１のモータ駆動装置４０は、固定子１０Ａ１への電流の供給を止める。
図２３（Ｅ）に示すような状態で、可動子２０Ａ１が停止する。
次に、可動子２０Ａ１が１つの固定子１０Ａ２を通過して、固定子１０Ａ３で停止するパターンについて図２４および図２５に基づき、説明する。
まず図２４に示すように、上位コントローラ５０が、固定子１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ａ３のモータ駆動装置４０に指令値を出力する。そして、固定子１０Ａ１の位置情報切替器３５から信号が来ているので、固定子１０Ａ１のモータ駆動装置４０が、固定子１０Ａ１に電流を供給する。
図２５（Ａ）に示すような状態から、図２５（Ｂ）に示すような状態になると、固定子１０Ａ２の位置検出装置３０Ｌが信号を出力し始め、この信号を位置情報切替器３５がモータ駆動装置４０に出力する。そして、図２５（Ｃ）に示すような状態になると、固定子１０Ａ２の位置検出装置３０Ｒが信号を出力し始め、この信号に、位置情報切替器３５が出力信号を切り替える。ここで、固定子１０Ａ上の原点は、図２５（Ｂ）に示すような状態での位置検出装置３０Ｌでも、図２５（Ｃ）に示すような状態での位置検出装置３０Ｒでもよい。これら原点により、可動子２０Ａ１の位置を途中で補正してもよいが、次の固定子１０Ａ３上で、最終的に位置の補正をしてもよい。そして、図２５（Ｄ）の状態を経由して、図２５（Ｅ）に示すような目標位置に達する。
以上、分散配置リニアモータの駆動システムにおいて、リニアモータ１Ａにおける固定子１０Ａ１、１０Ａ２のように隣り合う固定子１０Ａ１の同じ種類の突極１２ａと固定子１０Ａ２の同じ種類の突極１２ａとの最小距離Ｄ１が、固定子１０Ａ１、１０Ａ２の突極１２の周期構造における１周期の長さＣｐの自然数倍、すなわち、固定子１０Ａ１および固定子１０Ａ２のように隣り合う固定子１０Ａの各々の周期構造の位相が互いに一致し、かつ、隣り合う固定子１０Ａ１の突極１２と固定子１０Ａ２の突極１２との最小距離Ｄ２が、可動子２０Ａ１等の永久磁石２２間の最大距離、すなわち可動子２０Ａ１の長さＬｍｖ以下になるように、固定子１０Ａ１、１０Ａ２等が分散配置されているので、可動子２０Ａ１等が固定子１０Ａ１から隣の固定子１０Ａ２等に移動する際、固定子１０Ａ２の突極１２と可動子２０Ａ１等の永久磁石２２の極とが可動子２０Ａ１等の推進力に損失が生じることを防止するように作用し、また、可動子２０Ａ１等が固定子１０Ａ１および固定子１０Ａ２の少なくともいずれか一方から推進力が得られ速度制御ができるという、固定子１０Ａ１、１０Ａ２等の分散配置に適した制御をすることができる。このように、各固定子１０Ａの間隔の距離Ｄ１を、周期構造における１周期の長さＣｐの自然数倍に設定するだけの簡易な構成で、分散配置に適した制御をすることができる。
また、固定子１０Ａごとにモータ駆動装置４０を配置し、固定子１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ａ３を各々独立に動かすことができるので、動きの自由度の高い搬送システムを形成させることができる。例えば、図１８〜図２５に示したように、様々な移動パターンを実現でき、作業の手順に合わせ、可動子２０Ａを柔軟に制御できる。
さらに、固定子１０Ａと可動子２０Ａとに対応して相対運動する被検出対象の一例である可動子２０Ａに配列された永久磁石１２を、検出器の一例の磁気センサ３１が検出し、２つの磁気センサ３１が、相対運動方向に可動子２０Ａの長さ以下に配置されているので、各リニアモータ１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３等における基準位置を定めることができ、しかも、いずれかの磁気センサ３１が可動子２０Ａを常に検出できる。したがって、リニアモータ１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３等ごとに、原点用のマークと原点検出用のセンサとが不要となり、より簡易な構成により正確に位置制御ができる。このように原点用のマークと原点検出用のセンサの分の部品の数が減り、また、これらを設置する手間が省ける。さらに、図１７（Ｃ）や図１７（Ｅ）に示した第１の原点や第２の原点のように、可動子２０Ａの状況に応じて原点を定めることができ、指令値に対して誤差があった場合に補正するので精度の高い搬送システムを実現することができる。
また、可動子２０Ａが有する極の周期構造に基づき、相対運動によって周期的変化し生ずる磁界の方向を、９０°の位相差を持つ正弦波状信号および余弦波状信号として出力し、これら正弦波状信号および余弦波状信号に基づいて、可動子２０Ａの位置を検出することにより、各固定子１０Ａや各可動子２０Ａに設置するリニアスケールが不要になり、固定子１０Ａが分散配置されたリニアモータ１Ａをより簡易な構成にすることができる。また、位置制御を正確に行うためにリニアスケールを精度よく設置する必要があったが、リニアスケールを設置する手間が省くことができる。
また、磁気センサ３１が磁界の方向の変化を検出するので、たとえ固定子１０Ａまたは可動子２０Ａの一方と磁気センサ３１との間の距離がずれても、磁気センサ３１が出力する正弦波状信号および余弦波状信号には変化が少ない。よって、可動子２０Ａの正確な位置の検出が可能になると共に、磁気センサ３１の取り付け調整が容易になる。また本来、推力を発生させるための固定子１０Ａまたは可動子２０Ａの一方の磁極を磁気スケールとして流用するので、より安価で小型な磁気センサ３１を実現できる。
また、磁気センサ３１が出力する正弦波状信号および余弦波状信号を位置検出回路３２が内挿処理するので、磁気式エンコーダよりも磁極間のピッチが長い固定子１０Ａまたは可動子２０Ａに一方の磁極を磁気スケールとして流用しても、分解能の高い位置検出システムが得られる。
また、軸線方向と直交する方向の両端面にＮ極およびＳ極の磁極が着磁される複数の永久磁石２２を軸線方向に並べることで、界磁マグネットに発生する磁束密度の分布を理想的な正弦波に近づけることができる。したがって、磁気センサ３１によって可動子２０Ａの正確な位置を検出することができる。
さらに、固定子１０Ａ側に磁気センサ３１が設置され、可動子２０にはＡエンコーダケーブル５２を設ける必要がなく、エンコーダケーブル５２を引き回したり、エンコーダケーブル５２同士が絡まったりすることがないため、可動子２０Ａが複数ある搬送システムでは、特に有効である。また、可動子２０Ａに駆動用の永久磁石２２が設置され、可動子２０Ａが動力ケーブルを有する必要がないため、完全にケーブルレスの可動子２０Ａにすることでき、可動子２０Ａが複数ある搬送システムでは特に有効である。
以上また、本発明によれば、リニアモータの固定子が分散配置されて、固定子と可動子が有する極の周期構造に基づき、相対運動によって周期的変化し生ずる磁界の方向を、９０°の位相差を持つ正弦波状信号及び余弦波状信号として出力し、これら正弦波状信号および余弦波状信号に基づいて、可動子の位置を検出することにより、各固定子や各可動子に設置するリニアスケールが不要になり、固定子が分散配置されたリニアモータをより簡易な構成にすることができる。このように、より簡易な構成でリニアスケールが不要で、複数の固定子を配置する際、手間が省け、固定子の分散配置に適したリニアモータを提供することができる。
例えば、分散配置リニアモータの駆動システムにおいて、可動子２０Ａが有する極の周期構造に基づき、相対運動によって周期的変化し生ずる磁界の方向を、９０°の位相差を持つ正弦波状信号および余弦波状信号として出力し、これら正弦波状信号および余弦波状信号に基づいて、可動子２０Ａの位置を検出することにより、各固定子１０Ａや各可動子２０Ａに設置するリニアスケールが不要になり、固定子１０Ａが分散配置されたリニアモータ１Ａをより簡易な構成にすることができる。また、位置制御を正確に行うためにリニアスケールを精度よく設置する必要があったが、リニアスケールを設置する手間が省くことができる。
また、リニアモータ１Ａにおける固定子１０Ａ１、１０Ａ２のように隣り合う固定子１０Ａ１の同じ種類の突極１２ａと固定子１０Ａ２の同じ種類の突極１２ａとの最小距離Ｄ１が、固定子１０Ａ１、１０Ａ２の突極１２の周期構造における１周期の長さＣｐの自然数倍、すなわち、固定子１０Ａ１および固定子１０Ａ２のように隣り合う固定子１０Ａの各周期構造の位相が互いに一致し、かつ、隣り合う固定子１０Ａ１の突極１２と固定子１０Ａ２の突極１２との最小距離Ｄ２が、可動子２０Ａ１等の永久磁石２２間の最大距離、すなわち可動子２０Ａ１の長さＬｍｖ以下になるように、固定子１０Ａ１、１０Ａ２等が分散配置されているので、可動子２０Ａ１等が固定子１０Ａ１から隣の固定子１０Ａ２等に移動する際、固定子１０Ａ２の突極１２と可動子２０Ａ１等の永久磁石２２の極とが可動子２０Ａ１等の推進力に損失が生じることを防止するように作用し、また、可動子２０Ａ１等が固定子１０Ａ１および固定子１０Ａ２の少なくともいずれか一方から推進力が得られ速度制御ができるという、固定子１０Ａ１、１０Ａ２等の分散配置に適した制御をすることができる。このように、各固定子１０Ａの間隔の距離Ｄ１を、周期構造における１周期の長さＣｐの自然数倍に設定するだけの簡易な構成で、分散配置に適した制御をすることができる。
さらに、固定子１０Ａと可動子２０Ａとに対応して相対運動する可動子２０Ａに配列された永久磁石１２を、磁気センサ３１が検出し、２つの磁気センサ３１が、相対運動方向に可動子２０Ａの長さ以下に配置されているので、各リニアモータ１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３等における基準位置を定めることができ、しかも、いずれかの磁気センサ３１が可動子２０Ａを常に検出できる。したがって、リニアモータ１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３等ごとに、原点用のマークと原点検出用のセンサが不要となり、より簡易な構成により正確に位置制御ができる。このように原点用のマークと原点検出用のセンサの分の部品の数が減り、また、これらを設置する手間が省ける。さらに、図１７（Ｃ）や図１７（Ｅ）に示した第１の原点や第２の原点のように、可動子２０Ａの状況に応じて原点を定めることができ、指令値に対して誤差があった場合に補正するので精度の高い搬送システムを実現することができる。
以上さらに、本発明によれば、リニアモータにおける固定子と可動子とに対応して相対運動する被検出対象を検出する検出器が、被検出対象の長さ以下に配置されているので、各リニアモータにおける基準位置を定めることができ、より簡易な構成により正確に位置制御ができる。このように、原点用のマークやセンサを設ける必要がなく、複数の固定子を配置する際、手間が省け、しかも、正確に位置制御ができ、固定子の分散配置に適したリニアモータを提供することができる。
例えば、分散配置リニアモータの駆動システムにおいて、固定子１０Ａと可動子２０Ａとに対応して相対運動する被検出対象の一例である可動子２０Ａに配列された永久磁石１２を、検出器の一例の磁気センサ３１が検出し、２つの磁気センサ３１が、相対運動方向に可動子２０Ａの長さＬｍｖ以下に配置されているので、各リニアモータ１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３等における基準位置を定めることができる。したがって、リニアモータ１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３等ごとに、原点用のマークと原点検出用のセンサとが不要となり、より簡易な構成により正確に位置制御ができる。このように原点用のマークと原点検出用のセンサの分の部品の数が減り、また、これらを設置する手間が省ける。さらに、図１７（Ｃ）や図１７（Ｅ）に示した第１の原点や第２の原点のように、可動子２０Ａの状況に応じて原点を定めることができ、指令値に対して誤差があった場合に補正するので精度の高い搬送システムを実現することができる。
さらにまた、リニアモータ１Ａにおける固定子１０Ａ１、１０Ａ２のように隣り合う固定子１０Ａ１の同じ種類の突極１２ａと固定子１０Ａ２の同じ種類の突極１２ａとの最小距離Ｄ１が、固定子１０Ａ１、１０Ａ２の突極１２の周期構造における１周期の長さＣｐの自然数倍、すなわち、固定子１０Ａ１および固定子１０Ａ２のように隣り合う固定子１０Ａの各々の周期構造の位相が互いに一致し、かつ、隣り合う固定子１０Ａ１の突極１２と固定子１０Ａ２の突極１２との最小距離Ｄ２が、可動子２０Ａ１等の永久磁石２２間の最大距離、すなわち可動子２０Ａ１の長さＬｍｖ以下になるように、固定子１０Ａ１、１０Ａ２等が分散配置されて、さらに、固定子１０Ａと可動子２０Ａとに対応して相対運動する被検出対象の一例である固定子１０Ａに配列された永久磁石１２を、検出器の一例の磁気センサ３１が検出し、２つの磁気センサ３１が、相対運動方向に固定子１０Ａの長さ以下に配置されているので、各リニアモータ１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３等における基準位置を定めることができ、しかも、いずれかの磁気センサ３１が可動子２０Ａを常に検出できる。
特に、固定子１０Ａ１および固定子１０Ａ２のように隣り合う固定子１０Ａの各周期構造の位相が互いに一致し、かつ、隣り合う固定子１０Ａ１の突極１２と固定子１０Ａ２の突極１２との最小距離Ｄ２が、可動子２０Ａ１等の永久磁石２２間の最大距離、すなわち可動子２０Ａ１の長さＬｍｖ以下になるように、固定子１０Ａ１、１０Ａ２等が分散配置されているので、可動子２０Ａ１等が固定子１０Ａ１から隣の固定子１０Ａ２等に移動する際、固定子１０Ａ２の突極１２と可動子２０Ａ１等の永久磁石２２の極とが可動子２０Ａ１等の推進力に損失が生じることを防止するように作用し、また、可動子２０Ａ１等が固定子１０Ａ１および固定子１０Ａ２の少なくともいずれか一方から推進力が得られ速度制御ができるという、固定子１０Ａ１、１０Ａ２等の分散配置に適した、より簡易な構成により正確に位置制御ができる。このように、各固定子１０Ａの間隔の距離Ｄ１を、周期構造における１周期の長さＣｐの自然数倍に設定するだけの簡易な構成で、分散配置に適した制御をすることができる。
なお、第１実施形態の第１変形例として、図２６に示すように、分散配置リニアモータ１Ｂにおける可動子２０Ｂの長さが固定子１０Ｂより短い場合は、可動子２０Ｂの長さ以下の間隔で、位置検出装置３０Ｌ、３０Ｍ、３０Ｒを設置する。この場合の位置情報切替器３６は、位置検出装置３０Ｌ、３０Ｍ、３０Ｒからの入力信号に対して、最新に入力された信号をモータ駆動装置４０に出力する。
図２６（Ａ）に示すような位置に、可動子２０Ｂがいるとき、固定子１０Ｂ１の位置検出装置３０Ｍが信号を出力する。位置情報切替器３６は、位置検出装置３０Ｍからの信号を出力する。
図２６（Ｂ）に示すような位置に、可動子２０Ｂが達したとき、固定子１０Ｂ１の位置情報切替器３６は、位置検出装置３０Ｒからの信号を出力する。このとき、この位置情報切替器３６の出力が切り替わるので、これを固定子１０Ｂ１の原点としてもよい。
そして、図２６（Ｃ）の状態を経由して、図２６（Ｄ）に示すような位置に、可動子２０Ｂが達すると、固定子１０Ｂ２の位置検出装置３０Ｌからの信号を、固定子１０Ｂ２の位置情報切替器３６は、出力を始める。この位置検出装置３０Ｌの位置を、第１の原点となる。第１の原点から、位置検出装置３０Ｌから位置検出装置３０Ｍまでの距離に、可動子２０Ｂの長さの１／２を加えたところが、目標位置である。但し、位置検出装置３０Ｍが位置検出装置３０Ｌと位置検出装置３０Ｒとの中点に設置されているとする。
そして、図２６（Ｅ）の状態を経由して、図２６（Ｆ）に示すように、固定子１０Ｂ２の位置検出装置３０Ｍからの信号を、固定子１０Ｂ２の位置情報切替器３６は、出力を始める。この位置検出装置３０Ｍの位置が、第２の原点となる。第２の原点から、可動子２０Ｂの長さの１／２の距離が、目標位置である。最後に、図２６（Ｇ）に示すような目標位置に可動子２０Ｂが達する。
このように、可動子の長さに合わせて、位置検出装置３０を設置することにより、原点を定め、可動子を正確に制御できる。
さらに、図２７に示すように、第１実施形態の第２変形例として、分散配置リニアモータ１Ｃの各リニアモータを配置してもよい。
固定子１０Ａが長方形に一周するようにある間隔を隔てて接続されている。各角の位置には、方向切替装置１５が配置されている。方向切替装置１５は、固定子１０Ａの下部の中心部分に、回転装置（図示せず）が設けられていて、長方形の一方の辺から他の辺に切り替えるように、固定子１０Ａを回転させる。なお、各固定子１０Ａには、モータ駆動装置４０が接続され、このモータ駆動装置４０は上位コントローラ５０により制御される。
このように各固定子１０Ａが、固定子１０Ａ同士が間隔を開けて配置されているという間欠構造により接続できるので、方向切替装置１５の回転する固定子１０Ａとも接続できる。また、方向切替装置１５により、このような様々な配置も実現できる。
さらにまた、図２８に示すように、第１実施形態の第３変形例として、分散配置リニアモータ１Ｄは、可動子２０Ｃに光学式や磁気式のリニアスケール２３と、固定子１０Ｃにリニアスケール２３を読み取る位置検出装置３０Ｂとを備えてもよい。なお、リニアスケール２３の長さは、可動子２０Ｃの両端の極を結ぶ距離に合わせてある。
このようなリニアスケール２３と位置検出装置３０Ｂとにより、第１実施形態と同様、各リニアモータ１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３等における基準位置を定めることができ、しかも、いずれかのが可動子２０Ｃを常に検出できる。
なお、固定子１０Ａ同士の各間隔は、等しくなくてもよい。距離Ｄ１がコイルピッチＣｐの自然数倍であればよい。また、コイル１１に流す電流は、３相交流に限らず、２相、４相等他の相でも構わない。この場合、コイル１１の極の種類の数が異なってくる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る分散配置リニアモータの駆動システムについて説明する。まず、第２実施形態に係る分散配置リニアモータの駆動システムの概略構成について、図２９〜図３１を用いて説明する。なお、前記第１実施形態と同一または対応する部分には、同一の符号を用いて異なる構成および作用のみを説明する。その他の実施形態および変形例も同様とする。
図２９は、本発明の第２実施形態に係る分散配置リニアモータの駆動システムの概略構成を示すブロック図である。図３０は、図２９の分散配置リニアモータの固定子および可動子の一例を示す斜視図である。図３１は、図２９の固定子の極の周期構造を示す模式図である。
図２９に示すように、第１実施形態のリニアモータと異なり、固定子に駆動用の永久磁石が配列され、可動子に３相用のコイルや位置検出装置等が設けられている。
分散配置リニアモータ２Ａの駆動システムは、部品やワーク等を搬送する分散配置リニアモータ２Ａと、分散配置リニアモータ２Ａを制御する複数個のモータ駆動装置４０と、複数個のモータ駆動装置４０を制御する上位コントローラ５０と、を備えている。
分散配置リニアモータ２Ａは、磁気的な作用により互いに相対運動する複数の固定子６０Ａおよび可動子７０Ａ、７０Ｂ等を有する。分散配置リニアモータ２Ａにおいて、複数の固定子６０Ａが、搬送方向に所定の間隔で離れて配列されている。
第１実施形態とは異なり、可動子７０Ａ、７０Ｂが位置検出装置３０を有している。そして、可動子７０Ａ、７０Ｂとモータ駆動装置４０とが、動力ケーブル５３により接続されている。可動子７０Ａ、７０Ｂの位置検出装置３０と位置情報切替器３５とが、位置情報切替器３５とモータ駆動装置４０とが、エンコーダケーブル５２により接続されている。各々のモータ駆動装置４０と上位コントローラ５０とが、制御ライン５１により接続されている。
図３０に示したように、固定子６０Ａ１、６０Ａ２は、ベース６１と、ベース６１の上面に設置された永久磁石６２と、を各々有する。永久磁石６２は、図３０や図３１に示すように、可動子７０Ａに対向する側の極がＮ極であるＮ極磁石６２ａと、Ｓ極であるＳ極磁石６２ｂとを有し、可動子７０Ａに磁気的に作用をする。これらＮ極、Ｓ極が、前記永久磁石６２により可動子７０Ａ側に生じる極の一例である。そして、Ｎ極、Ｓ極の順に、Ｎ極磁石６２ａとＳ極磁石６２ｂとが交互に、固定子６０Ａ１、６０Ａ２と可動子７０Ａの相対運動の方向に周期的に配列された周期構造が形成される。すなわち、固定子６０Ａ１、６０Ａ２は、相対運動の方向の一例である固定子６０Ａの長手方向にＮ極・Ｓ極の周期構造を各々有している。
次に、図３０に示すように、可動子７０Ａ等は、３相交流電流が供給されるコイル７１と、コイル７１が巻かれた突極７２と、を有する。コイル７１は、Ｕ相用のコイル７１ａ、Ｖ相用のコイル７１ｂ、および、Ｗ相用のコイル７１ｃの３種類がある。突極７２は、コイル７１ａ、７１ｂ、７１ｃに対応してＵ相用の突極７２ａと、Ｖ相用の突極７２ｂ、Ｗ相用の突極７２ｃの３種類がある。これらコイル７１ａ、７１ｂ、７１ｃおよび突極７２ａ、７２ｂ、７２ｃが、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に、固定子６０Ａ１、６０Ａ２と可動子７０Ａの相対運動の方向に周期的に配列された周期構造が形成される。すなわち、相対運動の方向の一例である可動子７０Ａ等の長手方向にコイル７１および突極７２はＵ相・Ｖ相・Ｗ相の周期構造を形成している。
そして、可動子７０Ａの各コイル７１ａ、７１ｂ、７１ｃに流された３相交流の電流の向きや強さに応じて移動磁界が発生し、各コイル７１ａ、７１ｂ、７１ｃに対応した突極７２と、Ｎ極磁石６２ａおよびＳ極磁石６２ｂとが磁気的に作用して、固定子６０Ａ１、６０Ａ２の長手方向に固定子６０Ａ１、６０Ａ２と可動子７０Ａの相対運動が生じる。すなわち、固定子６０Ａ１、６０Ａ２と可動子７０Ａとは、互いに磁気的に作用をし、可動子７０Ａは、固定子６０Ａ１、６０Ａ２の長手方向に相対運動する。
次に、固定子６０Ａ１、６０Ａ２の配列関係を図３１に基づき詳細に説明する。
図３１に示すように、固定子６０Ａの永久磁石６２は、マグネットピッチＭｐの１周期の長さで、Ｎ極磁石６２ａ、Ｓ極磁石６２ｂの順に交互に配列されている。固定子６０Ａの周期構造における１周期の長さの一例であるマグネットピッチＭｐは、Ｎ極磁石６２ａ、Ｓ極磁石６２ｂのうち、同極同士の最小距離である。例えば、Ｎ極磁石６２ａと次のＮ極磁石６２ａとの距離である。
隣り合う固定子６０Ａ１、６０Ａ２の同じ種類の極同士の最小距離Ｄ１の一例は、固定子６０Ａ１において、最も固定子６０Ａ２側にあるＮ極磁石６２ａと、固定子６０Ａ２において、最も固定子６０Ａ１側にあるＮ極磁石６２ａとを結んだ距離である。
この距離Ｄ１が、マグネットピッチＭｐの自然数倍になるように、固定子６０Ａ同士の間隔がとられ、固定子６０Ａが離れて配列されている。また、別の見方をすると、固定子６０Ａ１の周期構造の位相と固定子６０Ａ２の周期構造の位相とが互いに一致している。すなわち、固定子６０Ａ１の永久磁石６２のＮ極Ｓ極による周期構造は、図３１中破線で示すように固定子６０Ａ２側に仮想的に延長させて、この延長上に固定子６０Ａ２の周期構造の位相が一致している。
また、図２９に示すように、隣り合う固定子６０Ａ１、６０Ａ２の極同士の最小距離Ｄ２の一例は、固定子６０Ａ１において、最も固定子６０Ａ２側にあるＳ極磁石６２ｂと、固定子６０Ａ２において、最も固定子６０Ａ１側にあるＮ極磁石６２ａとを結んだ距離である。この距離Ｄ２は、可動子７０Ａの長さＬｍｖ１や可動子７０Ｂの長さＬｍｖ２以下である。ここで、可動子７０Ａの長さＬｍｖ１や可動子７０Ｂの長さＬｍｖ２は、図２９に示すように、可動子７０Ａ、７０Ｂの相対運動方向の両端にあるそれぞれの突極７２同士を結んだ距離である。すなわち、可動子７０Ａ、７０Ｂの極同士の最大距離の一例である。
このように、距離Ｄ２が、可動子７０Ａの長さＬｍｖ１以下、および、可動子７０Ｂの長さＬｍｖ２以下であると、可動子７０Ａ、７０Ｂが、固定子６０Ａ１と固定子６０Ａ２とに跨いだ状態が可能であり、固定子６０Ａの極のいずれかと、可動子７０Ａ、７０Ｂの極いずれかと、が常に対向している状態になる。
なお、固定子６０Ａ１の周期構造の位相と固定子６０Ａ２の周期構造の位相とが互いに一致していること等を言い換えると、固定子６０Ａ１から固定子６０Ａ２まで連続して、永久磁石６２のＮ極Ｓ極による周期構造を有して続いた１つの固定子において、距離Ｄ２の部分のＮ極磁石６２ａ、Ｓ極磁石６２ｂを省いたことに相当する。但し、距離Ｄ２の両端部分のＮ極磁石６２ａ、Ｓ極磁石６２ｂを除く。また、図３１の場合、距離Ｄ１は、マグネットピッチＭｐの２以上の自然数倍である。また、固定子６０Ａ１における固定子６０Ａ１側の端にあるＳ極磁石６２ｂがなく、Ｎ極磁石６２ａが最も固定子６０Ａ１側にある場合を想定すると、距離Ｄ１は、マグネットピッチＭｐの１以上の自然数倍である。
次に、磁気センサ３１を有する位置検出装置３０は、図３０に示すように、可動子７０Ａ、７０Ｂの長手方向の両端にある突極７２の外側に配列されている。そして、可動子７０Ａ、７０Ｂの固定子６０Ａに対向する側に磁気センサ３１が面するように設置されている。位置検出装置３０の設置位置は、可動子７０Ａ、７０Ｂの長手方向に離れて設けられ、コイル７１の影響を受けにくいところならばよい。
そして、磁気センサ３１は、固定子６０Ａおよび可動子７０Ａ、７０Ｂの相対運動の方向に延びた被検出対象の一例である固定子６０Ａの永久磁石６２による磁界を検出する。磁気センサ３１は、固定子６０Ａおよび可動子７０Ａ、７０Ｂが相対運動することによる磁界の変化を検出する。位置検出装置３０間の距離Ｄｓ１、Ｄｓ２、すなわち磁気センサ３１間の距離Ｄｓが、固定子６０Ａの長さＬｓｔ以下である。つまり、これが、第１の磁気センサ３１と第２の磁気センサ３１との距離が固定子６０Ａにおける極同士の最大距離以下である一例である。
次に、可動子７０Ａの場合の原点を定める動作を図３２に基づき説明する。
図３２の各図３２（Ａ）〜（Ｅ）は、可動子７０Ａの移動に従い、原点を定める動作を示す模式図である。可動子７０Ａの位置検出装置３０Ｌ、３０Ｒ間の距離Ｄｓ１と固定子６０Ａの長さＬｓｔがほぼ等しい場合である。
なお、第１実施形態に対して、固定子と可動子が逆になった点を除けば、第１実施形態における図１７における動作の説明と、原点を求める動作は基本的に同じである。すなわち、位置情報切替器３５の状態の変化に基づき原点を定める。
但し、固定子を基準にすると、図３２（Ｃ）の状態であるときの位置検出装置３０Ｒが検出している永久磁石６２、すなわち、固定子６０Ａ１側にある固定子６０Ａ２の端の永久磁石６２を第１の原点とする。この第１の原点から距離Ｄｓ１を目標位置とする。そして、図３２（Ｅ）の状態のときの位置検出装置３０Ｌが検出している永久磁石６２、すなわち、固定子６０Ａ１側にある固定子６０Ａ２の端の永久磁石６２を第２の原点とする。この第２の原点が目標位置とする。
次に、可動子７０Ｂの場合の原点を定める動作を図に基づき説明する。
図３３の各図３３（Ａ）〜（Ｅ）は、可動子７０Ｂの移動に従い、原点を定める動作を示す模式図である。可動子７０Ｂの位置検出装置３０Ｌ、３０Ｒ間の距離Ｄｓ２が、固定子６０Ａの長さＬｓｔより短い場合である。
原点の定め方は、可動子７０Ａの場合とほぼ同じである。但し、図３３（Ｃ）の状態であるときの位置検出装置３０Ｒが検出している永久磁石６２、すなわち、固定子６０Ａ１側にある固定子６０Ａ２の端の永久磁石６２を第１の原点とする。この第１の原点から固定子６０Ａ２の長さＬｓｔを目標位置とする。そして、図３３（Ｅ）の状態のときの位置検出装置３０Ｌが検出している永久磁石６２、すなわち、固定子６０Ａ１側にある固定子６０Ａ２の端の永久磁石６２を第２の原点とする。この第２の原点から距離（Ｌｓｔ−Ｄｓ２）／２を目標位置とする。
以上、リニアモータ２Ａにおける固定子６０Ａ１、６０Ａ２のように隣り合う固定子６０Ａ１のＮ極磁石６２ａと固定子６０Ａ２のＮ極磁石６２ａとの最小距離Ｄ１が、固定子６０Ａ１、６０Ａ２の極の周期構造における１周期Ｍｐの長さの自然数倍、すなわち、固定子６０Ａ１および固定子６０Ａ２のように隣り合う固定子６０Ａの各々の周期構造の位相が互いに一致し、かつ、隣り合う固定子６０Ａ１の永久磁石６２の極と固定子６０Ａ２の永久磁石６２の極との最小距離Ｄ２が、可動子７０Ａ、７０Ｂの突極７２間の最大距離、すなわち７０Ａ、７０Ｂの長さＬｍｖ１、Ｌｍｖ２以下になるように、固定子６０Ａ１、６０Ａ２等が分散配置されているので、可動子７０Ａ、７０Ｂが固定子６０Ａ１から隣の固定子６０Ａ２等に移動する際、固定子６０Ａ２の永久磁石６２の極と可動子７０Ａ、７０Ｂの突極７２とが可動子７０Ａ、７０Ｂの推進力に損失が生じることを防止するように作用し、また、可動子７０Ａ、７０Ｂが固定子６０Ａ１および固定子６０Ａ２の少なくともいずれか一方から推進力が得られ速度制御ができるという、固定子６０Ａ１、６０Ａ２等の分散配置に適した制御をすることができる。このように、各固定子６０Ａの間隔の距離Ｄ１を、周期構造における１周期の長さＭｐの自然数倍に設定するだけの簡易な構成で、分散配置に適した制御をすることができる。
以上また、本実施形態の分散配置リニアモータの駆動システムにおいて、固定子６０Ａが有する極の周期構造に基づき、相対運動によって周期的変化し生ずる磁界の方向を、９０°の位相差を持つ正弦波状信号および余弦波状信号として出力し、これら正弦波状信号および余弦波状信号に基づいて、可動子７０Ａの位置を検出することにより、各固定子６０Ａや各可動子７０Ａに設置するリニアスケールが不要になり、固定子６０Ａが分散配置されたリニアモータ２Ａをより簡易な構成にすることができる。
以上さらに、本実施形態の分散配置リニアモータの駆動システムにおいても、固定子６０Ａと可動子７０Ａ、７０Ｂとに対応して相対運動する被検出対象の一例である固定子６０Ａに配列された永久磁石６２を、検出器の一例である位置検出装置３０の磁気センサ３１が検出し、２つの磁気センサ３１が、相対運動方向に固定子６０Ａの長さＬｓｔ以下に配置されているので、リニアモータ２Ａの各リニアモータにおける基準位置を定めることができ、より簡易な構成により正確に位置制御ができる。
また、本実施形態においても、ケーブルレスにならない点を除いて、第１実施形態と同様な効果を奏する。特に、可動子７０Ａ、７０Ｂにモータ駆動装置４０が直結しているため、各可動子７０Ａ、７０Ｂに対して別々に細かい移動をさせることができる。
また、固定子６０Ａが有する極の周期構造に基づき、相対運動によって周期的変化し生ずる磁界の方向を、９０°の位相差を持つ正弦波状信号および余弦波状信号として出力し、これら正弦波状信号および余弦波状信号に基づいて、可動子７０Ａの位置を検出することにより、各固定子６０Ａや各可動子７０Ａに設置するリニアスケールが不要になり、固定子６０Ａが分散配置されたリニアモータ２Ａをより簡易な構成にすることができる。
また、各固定子６０Ａに位置検出装置３０が不要であるため、様々な長さの可動子７０Ａ、７０Ｂに対応できる。
なお、第２実施形態の第１変形例として、図３４に示すように、分散配置リニアモータ２Ｂは、固定子６０Ｂに光学式や磁気式のリニアスケール２３Ｂと、可動子７０Ｃにリニアスケール２３Ｂを読み取る位置検出装置３０Ｂとを備えてもよい。なお、リニアスケール２３Ｂの長さは、固定子６０Ｂの両端の極を結ぶ距離に合わせてある。
このようなリニアスケール２３と位置検出装置３０Ｂとにより、第１実施形態と同様、各リニアモータ１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３等における基準位置を定めることができ、しかも、いずれかが可動子２０Ｃを常に検出できる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る分散配置型リニアモータの駆動システムついて説明する。
まず、第３実施形態に係るの概要構成について、図３５を用いて説明する。
図３５は、第３実施形態に係る分散配置型リニアモータの駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
図３５に示すように、本実施形態のリニアモータ３Ａの構成は、第１実施形態のリニアモータ１Ａとほぼ同じであるが、固定子１０Ａ同士の距離Ｄ３が、可動子２０Ａの長さＬｍｖより長い点が、第１実施形態のリニアモータ１Ａと異なる。なお、第１実施形態の第１変形例や第２実施形態のリニアモータにおいても、固定子間の距離Ｄ１を距離Ｄ３まで離す構成もできる。
次に、各リニアモータ３Ａの原点を定める動作を図３６に基づき説明する。
図３６に示すように、可動子２０Ａは、図３６（Ａ）に示すような状態から、図３６（Ｂ）に示すような状態を経由して、図３６（Ｃ）に示すように、固定子１０Ａ１から離れる。この状態では、可動子２０Ａは、固定子１０Ａと対向していないため、位置制御や、速度制御はできない。
そして、図３６（Ｄ）に示すように、可動子２０Ａが達すると、固定子１０Ａ２の位置検出装置３０Ｌからの信号を、固定子１０Ａ２の位置情報切替器３５は、出力を始める。この位置検出装置３０Ｌの位置を、第１の原点となる。この第１の原点から、位置検出装置３０Ｌ、３０Ｒ間の距離Ｄｓが目標位置である。
そして、図３６（Ｅ）の状態を経由して、図３６（Ｆ）に示すような位置に可動子２０Ａが達すると、固定子１０Ａ２の位置検出装置３０Ｒからの信号を、固定子１０Ａ２の位置情報切替器３６は、出力を始める。この位置検出装置３０Ｒの位置が、第２の原点で、目標位置である。
本実施形態は、固定子１０Ａ、１０Ａ２間の距離を距離Ｄ３にせざるをえない場合、例えば、次の処理工程まで距離があり、しかも、固定子１０Ａ１、１０Ａ２間における途中の正確な位置制御や速度制御が不要であり、精度等を気にせず、ワーク等をすばやく搬送させたい場合に適用できる。また、可動子２０Ａがケーブルレスであるため、加速して次の固定子１０Ａに移動させやすい。
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
特願２００８−２２２５３４号公報、特願２００８−２２２５３５、および、特願２００８−２２２５３６号公報の全ての内容は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、２Ａ、２Ｂ 分散配置リニアモータ、 １０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、６０Ａ、６０Ｂ 固定子、 １１ コイル、 １２ 突極、 ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、７０Ａ、７０Ｃ 可動子、 ２２、８０ 永久磁石、 ３０、３０Ｂ 位置検出装置、 ３１ 磁気センサ、 ３２ 位置検出回路、 ３２ａ Ａ／Ｄ変換器、 ３２ｂ 信号処理部、 ４０ モータ制御装置

Claims (24)

  1. 固定子と可動子とが互いに相対運動するリニアモータであって、
    前記固定子と前記可動子とは、互いに磁気的に作用をする複数の種類の極と、前記複数の種類の極が前記種類の順に前記相対運動の方向に周期的に配列された周期構造とを各々有し、
    前記固定子は、前記相対運動の方向に複数離れて配列され、
    隣り合う前記固定子の極同士の最小距離が、前記可動子の極同士の最大距離以下であり、かつ、隣り合う前記固定子の同じ種類の極同士の最小距離が、前記固定子の周期構造の１周期の長さの自然数倍であることを特徴とする分散配置リニアモータ。
  2. 固定子と可動子とが互いに相対運動するリニアモータであって、
    前記固定子と前記可動子とは、互いに磁気的に作用をする複数の種類の極と、前記複数の種類の極が前記種類の順に前記相対運動の方向に周期的に配列された周期構造とを各々有し、
    前記固定子は、前記相対運動の方向に複数離れて配列され、
    隣り合う前記固定子の各々の周期構造の位相が互いに一致し、かつ、隣り合う前記固定子の極同士の最小距離が、前記可動子の極同士の最大距離以下であることを特徴とする分散配置リニアモータ。
  3. 前記固定子が、前記可動子と前記磁気的に作用をするコイルを有し、
    前記固定子の極が、前記コイルに電流を流すことにより前記可動子側に生じる極であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の分散配置リニアモータ。
  4. 前記固定子が、前記可動子と前記磁気的に作用をする永久磁石を有し、
    前記固定子の極が、前記永久磁石により前記可動子側に生じる極であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の分散配置リニアモータ。
  5. 前記リニアモータは、
    前記相対運動の方向に延びた被検出対象と、前記相対運動する前記被検出対象を検出する検出器と、を更に備え、
    前記検出器は、
    前記相対運動の方向に配列された第１および第２の検出器を有し、
    前記第１の検出器と前記第２の検出器との距離が、前記被検出対象の長さ以下であることを特徴とする請求項１から請求項４に記載のいずれか１項に記載の分散配置リニアモータ。
  6. 前記リニアモータは、
    前記固定子に対する前記可動子の相対的な位置を検出する位置検出装置を更に備え、
    前記位置検出装置は、
    前記周期構造に基づき前記相対運動によって周期的に生ずる磁界の方向の変化を、９０°の位相差を持つ正弦波状信号および余弦波状信号として出力する磁気センサと、前記正弦波状信号および前記余弦波状信号に基づいて、前記位置を検出する位置検出回路と、を有することを特徴とする請求項１から請求項５に記載のいずれか１項に記載の分散配置リニアモータ。
  7. 前記磁気センサは、磁界の方向によって抵抗値が変化する磁気抵抗素子を有し、
    前記位置検出回路は、
    前記正弦波状信号および前記余弦波状信号を所定の周期でサンプリングしてディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、
    前記ディジタルデータに変換された正弦成分と余弦成分とから、位相角データを求める位相角データ算出手段と、
    位相角データに応じたパルス信号を生成するパルス信号出力手段と、
    を有することを特徴とする請求項６に記載の分散配置リニアモータ。
  8. 請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の前記分散配置リニアモータの各リニアモータが、前記リニアモータを制御するモータ駆動装置を備えたことを特徴とする分散配置リニアモータ駆動システム。
  9. 互いに相対運動する固定子および可動子と、前記固定子に対する前記可動子の相対的な位置を検出する位置検出装置と、を備えるリニアモータであって、
    前記固定子と前記可動子とは、互いに磁気的に作用をする複数の種類の極と、前記複数の種類の極が前記種類の順に前記相対運動の方向に周期的に配列された周期構造とを各々有し、
    前記位置検出装置は、
    前記周期構造に基づき前記相対運動によって周期的に生ずる磁界の方向の変化を、９０°の位相差を持つ正弦波状信号及び余弦波状信号として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、前記位置を検出する位置検出回路と、を有し、
    前記固定子は、前記相対運動の方向に複数離れて配列されたことを特徴とするリニアモータ。
  10. 前記磁気センサは、磁界の方向によって抵抗値が変化する磁気抵抗素子を有し、
    前記位置検出回路は、
    前記正弦波状信号及び前記余弦波状信号を所定の周期でサンプリングしてディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、
    前記ディジタルデータに変換された正弦成分と余弦成分とから、位相角データを求める位相角データ算出手段と、
    位相角データに応じたパルス信号を生成するパルス信号出力手段と、
    を有することを特徴とする請求項９に記載の分散配置リニアモータ。
  11. 前記磁気センサは、前記相対運動の方向に配列された第１および第２の磁気センサを有し、
    前記第１および第２の磁気センサは、前記固定子および前記可動子のいずれか一方に設けられ、
    前記第１の磁気センサと前記第２の磁気センサとの距離が、前記固定子および前記可動子のいずれか他方における前記極同士の最大距離以下であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の分散配置リニアモータ。
  12. 隣り合う前記固定子の極同士の最小距離が、前記可動子の極同士の最大距離以下であり、かつ、隣り合う前記固定子の同じ種類の極同士の最小距離が、前記固定子の周期構造の１周期の長さ自然数倍であることを特徴とする請求項９から請求項１１に記載のいずれか１項に記載の分散配置リニアモータ。
  13. 隣り合う前記固定子の各々の周期構造の位相が互いに一致し、かつ、隣り合う前記固定子の極同士の最小距離が、前記可動子の極同士の最大距離以下であることを特徴とする請求項９から請求項１１に記載のいずれか１項に記載の分散配置リニアモータ。
  14. 前記固定子が、前記可動子と前記磁気的に作用をするコイルを有し、
    前記固定子の極が、前記コイルに電流を流すことにより前記可動子側に生じる極であることを特徴とする請求項９から請求項１３に記載のいずれか１項に記載の分散配置リニアモータ。
  15. 前記固定子が、前記可動子と前記磁気的に作用をする永久磁石を有し、
    前記固定子の極が、前記永久磁石により前記可動子側に生じる極であることを特徴とする請求項９から請求項１３に記載のいずれか１項に記載の分散配置リニアモータ。
  16. 請求項９から請求項１５のいずれか１つに記載の前記分散配置リニアモータの各リニアモータが、前記リニアモータを制御するモータ駆動装置を備えたことを特徴とする分散配置リニアモータ駆動システム。
  17. 互いに相対運動する固定子および可動子と、前記相対運動の方向に延びた被検出対象と、前記相対運動する前記被検出対象を検出する検出器と、を備えるリニアモータであって、
    前記検出器は、
    前記相対運動の方向に複数配列され、
    隣り合う前記検出器同士の距離が、前記被検出対象の長さ以下であることを特徴とする分散配置リニアモータ。
  18. 前記固定子と前記可動子とは、互いに磁気的に作用をする複数の種類の極と、前記複数の種類の極が前記種類の順に前記相対運動の方向に周期的に配列された周期構造とを各々有し、
    前記固定子は、
    前記相対運動の方向に複数離れて配列され、
    隣り合う前記固定子の極同士の最小距離が、前記可動子の極同士の最大距離以下であり、かつ、隣り合う前記固定子の同じ種類の極同士の最小距離が、前記固定子の周期構造の１周期の長さの自然数倍であることを特徴とする請求項１７に記載の分散配置リニアモータ。
  19. 前記固定子と前記可動子とは、互いに磁気的に作用をする複数の種類の極と、前記複数の種類の極が前記種類の順に前記相対運動の方向に周期的に配列された周期構造とを各々有し、
    前記固定子は、
    前記相対運動の方向に複数離れて配列され、
    隣り合う前記固定子の各々の周期構造の位相が互いに一致し、かつ、隣り合う前記固定子の極同士の最小距離が、前記可動子の極同士の最大距離以下であることを特徴とする請求項１７に記載の分散配置リニアモータ。
  20. 前記固定子が、前記可動子と前記磁気的に作用をするコイルを有し、
    前記固定子の極が、前記コイルに電流を流すことにより前記可動子側に生じる極である特徴とする請求項１７から請求項１９に記載のいずれか１項に記載の分散配置リニアモータ。
  21. 前記固定子が、前記可動子と前記磁気的に作用をする永久磁石を有し、
    前記固定子の極が、前記永久磁石により前記可動子側に生じる極である特徴とする請求項１７から請求項１９に記載のいずれか１項に記載の分散配置リニアモータ。
  22. 前記リニアモータは、
    前記固定子に対する前記可動子の相対的な位置を検出する位置検出装置を更に備え、
    前記位置検出装置は、
    前記検出器として、前記周期構造に基づき前記相対運動によって周期的に生ずる磁界の方向の変化を、９０°の位相差を持つ正弦波状信号及び余弦波状信号として出力する磁気センサを有し、更に、前記正弦波状信号及び前記余弦波状信号に基づいて、前記位置を検出する位置検出回路と、を有することを特徴とする請求項１７から請求項２１に記載のいずれか１項に記載の分散配置リニアモータ。
  23. 前記磁気センサは、磁界の方向によって抵抗値が変化する磁気抵抗素子を有し、
    前記位置検出回路は、
    前記正弦波状信号及び前記余弦波状信号を所定の周期でサンプリングしてディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、
    前記ディジタルデータに変換された正弦成分と余弦成分とから、位相角データを求める位相角データ算出手段と、
    位相角データに応じたパルス信号を生成するパルス信号出力手段と、
    を有することを特徴とする請求項２２に記載の分散配置リニアモータ。
  24. 請求項１７から請求項２３のいずれか１つに記載の前記分散配置リニアモータの各リニアモータが、前記リニアモータを制御するモータ駆動装置を備えたことを特徴とする分散配置リニアモータ駆動システム。
JP2010526709A 2008-08-29 2009-08-25 分散配置リニアモータおよび分散配置リニアモータの駆動システム Withdrawn JPWO2010024234A1 (ja)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008222534 2008-08-29
JP2008222535 2008-08-29
JP2008222536 2008-08-29
JP2008222534 2008-08-29
JP2008222536 2008-08-29
JP2008222535 2008-08-29
PCT/JP2009/064762 WO2010024234A1 (ja) 2008-08-29 2009-08-25 分散配置リニアモータおよび分散配置リニアモータの駆動システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2010024234A1 true JPWO2010024234A1 (ja) 2012-01-26

Family

ID=41721402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010526709A Withdrawn JPWO2010024234A1 (ja) 2008-08-29 2009-08-25 分散配置リニアモータおよび分散配置リニアモータの駆動システム

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2010024234A1 (ja)
TW (1) TW201025800A (ja)
WO (1) WO2010024234A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103181073B (zh) * 2010-10-26 2016-07-06 村田机械株式会社 离散配置线性电动机
JP5648722B1 (ja) * 2013-08-02 2015-01-07 株式会社安川電機 リニアモータシステム
US9812939B2 (en) 2015-08-21 2017-11-07 Murata Machinery, Ltd. Linear motor system
EP3487049B1 (de) * 2017-11-17 2024-01-17 Schneider Electric Industries SAS Linearmotor mit transversalfluss
JP7083964B2 (ja) * 2019-04-23 2022-06-13 ヤマハ発動機株式会社 リニアコンベアシステム、リニアコンベアシステムの制御方法、リニアコンベアシステムの制御プログラムおよび記録媒体
CN111948533A (zh) * 2019-05-17 2020-11-17 友华科技(香港)有限公司 闭环马达检测方法
CN111895900A (zh) * 2020-08-24 2020-11-06 杰克缝纫机股份有限公司 一种线性位移高精度测量装置及缝纫机
CN113715851A (zh) * 2021-07-28 2021-11-30 西安交通大学 一种基于直线电机的暗轨道电动轨道车驱动与控制系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3144836B2 (ja) * 1991-06-28 2001-03-12 株式会社東芝 磁気浮上式走行装置
JPH09301537A (ja) * 1996-05-08 1997-11-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 搬送装置
JP2000245128A (ja) * 1999-02-22 2000-09-08 Nkk Corp リニア同期モータ
EP1252481A1 (de) * 2000-01-13 2002-10-30 Continental Teves AG & Co. oHG Linearer wegsensor und dessen verwendung als betätigungsvorrichtung für kraftfahrzeuge
JP3979124B2 (ja) * 2002-03-01 2007-09-19 松下電器産業株式会社 回転角度検出装置
JP4813056B2 (ja) * 2004-07-29 2011-11-09 パナソニック株式会社 部品実装用実装ヘッド、及び該実装ヘッドを備える部品実装装置
JP4319153B2 (ja) * 2005-01-25 2009-08-26 浜松光電株式会社 磁気センサ

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010024234A1 (ja) 2010-03-04
TW201025800A (en) 2010-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5486874B2 (ja) 分散配置リニアモータおよび分散配置リニアモータの制御方法
WO2010024234A1 (ja) 分散配置リニアモータおよび分散配置リニアモータの駆動システム
JP5443718B2 (ja) リニアモータシステム及び制御装置
JP5343001B2 (ja) リニアモータの位置検出システム
JP5421709B2 (ja) リニアモータの駆動システム及び制御方法
US7830109B2 (en) Method of setting the origin of a linear motor
JP5390109B2 (ja) リニアモータの原点設定方法
CN103155406A (zh) 线性电动机的控制装置及线性电动机装置
JPH09275694A (ja) リニアモータの電機子コイル通電回路
JP5415819B2 (ja) リニアモータおよびリニアモータ装置
WO2020157013A1 (en) Position sensor for long stroke linear permanent magnet motor
JP2012005233A (ja) リニアモータの制御装置
JP2004132537A (ja) 磁気軸受制御装置
JP2012002578A (ja) リニアモータの位置検出システム
JP2000139069A (ja) リニアモータ駆動装置
JP6576285B2 (ja) 推力測定装置および推力測定方法
JP2013255331A (ja) リニアエンコーダ
JPWO2008117345A1 (ja) リニアモータ及びその制御方法
JP2013072742A (ja) エンコーダ、アクチュエータ
JP2010252532A (ja) リニアモータおよびリニアモータ装置
JP2011050225A (ja) リニアモータおよびリニアモータ駆動システム
JPH08275497A (ja) リニアモータ
JP2011050224A (ja) リニアモータおよびリニアモータ駆動システム
JPS63171187A (ja) リニア直流モ−タの制御装置
JPH11150935A (ja) リニアモータ

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20121106