(57)【要約】  設置する検知手段の数を最小限にしてコスト増を抑制しつつ、磁極判定ポイントを増加させて、磁極検出の精度を向上させ、リニアモータをより精度良く動作させる。リニアモータを、３相の駆動電流が流れるコイルを有する一次側と、磁極を交互に並べた磁石を有する二次側とから構成する。案内機構は一次側と二次側との相対運動を案内する。リニアモータおよび案内機構の制御を制御回路により行う。磁極センサは磁石の磁極を検知し、磁極に対応した０又は１の信号を出力する。磁気センサは位相が互いにπ／２ずれた２つの信号を出力して、一次側と二次側との相対的位置を検出する。磁気センサからの２つの交流信号を、閾値と比較する比較器によって、それぞれ０又は１の信号に変換する。制御回路が３つの信号を組み合わせて、一次側における磁石の磁極内における位置を検出する。
2008123400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電流が供給されるコイルを有して構成される一次側と、磁極が交互に並んだ磁石を有して構成される二次側とから構成されるリニアモータと、
前記リニアモータの一次側と二次側との相対運動を案内する案内手段と、
少なくとも前記リニアモータおよび前記案内手段を制御する制御手段と、
前記磁石の磁極を検知し、前記磁石の磁極に対応した０又は１の第１の信号を出力する磁極検知手段と、
前記磁石の１つの磁極ごとに１周期となる交流信号を、位相が互いにπ／２ずれた２つの第２の信号および第３の信号として出力することによって、前記リニアモータの一次側と二次側との相対的位置を検出する磁気検知手段と、
前記第２の信号における交流信号および前記第３の信号における交流信号を、それぞれ０又は１の信号に変換する信号変換手段と、を有し、
前記制御手段により、前記第１の信号、前記第２の信号および前記第３の信号の組み合わせを算出することによって、前記一次側の前記磁石の磁極内における位置を検出するように構成されている
ことを特徴とする駆動案内システム。
【請求項２】
前記案内手段が、レールと、前記レールに対して相対運動自在に配設された移動台とを有し、前記レールまたは前記移動台が前記リニアモータの一次側と連結されていることを特徴とする請求項１記載の駆動案内システム。
【請求項３】
交流電流が供給されるコイルを有して構成される一次側と、磁極が交互に並んだ磁石を有して構成される二次側とから構成されるリニアモータにおける、前記磁石の磁極内の位置を検出する磁極検出方法において、
磁極検知手段により、前記磁石の磁極を検知し、前記磁石の磁極に対応した０又は１の第１の信号が出力され、
磁気検知手段により、前記磁石の１つの磁極ごとに１周期となる交流信号が、位相が互いにπ／２ずれた２つの第２の信号および第３の信号として出力されて、前記リニアモータの一次側と二次側との相対的位置が検出されるとともに、前記第２の信号における交流信号および前記第３の信号における交流信号を、信号変換手段によりそれぞれ０又は１の信号にそれぞれ変換して、前記第１の信号、前記第２の信号および前記第３の信号の組み合わせを前記制御手段により算出して、前記一次側の前記磁石の磁極内における位置を検出する
ことを特徴とする磁極検出方法。
【請求項４】
交流電流が供給されるコイルを有して構成される一次側と、磁極が交互に並んだ磁石を有して構成される二次側とから構成されるリニアモータにおける、前記磁石の磁極内の位置を検出するための、制御手段により実行可能な磁極検出プログラムにおいて、
磁極検知手段により前記磁石の磁極が検知されて、前記磁極検知手段から前記磁石の磁極に対応した０又は１の第１の信号が前記制御手段に供給され、磁気検知手段により前記磁石の１つの磁極ごとに１周期となる交流信号が、位相が互いにπ／２ずれた２つの第２の信号および第３の信号として前記制御手段に供給され、前記第２の信号および前記第３の信号から前記リニアモータの一次側と二次側との相対的位置を算出するとともに、前記制御手段により、前記第２の信号における交流信号および前記第３の信号における交流信号がそれぞれ０又は１の信号にそれぞれ変換され、前記第１の信号、前記第２の信号および前記第３の信号の組み合わせにより、前記一次側の前記磁石の磁極内における位置を算出する
ことを特徴とする磁極検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁極検出方法および駆動案内システムに関し、特に、駆動手段にリニアモータを用いた駆動案内装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、三相交流を用いたリニアモータからなるアクチュエータにおいては、０または１を出力する磁極検知センサであるホールセンサを、磁極ピッチに相当する幅に対応して３素子分設置することにより、磁極の検出を６通りの磁極判定ポイントで実現していた。【０００３】
すなわち、一般に、リニアモータにおいては、互いに２π／３（rad）(１２０°）だけ位相がずれた交流電流が、それぞれＵ相、Ｖ相およびＷ相として３つの電源相に対応して供給される。そこで、それぞれ１つのホールセンサをＵ相、Ｖ相およびＷ相のそれぞれの電源相に対応させて３つ設置することにより、磁極の検出を、３素子×（０または１の）２通り＝６通りの磁極判定ポイントとしていた。【０００４】
また、位置検出としては、互いにπ／２（rad）（９０°）だけ位相がずれた２つの信号を出力する磁気センサを１つ設置することによって、磁極ピッチに相当した位置情報の検出が実現していた。【０００５】
以上のことから、従来技術においては、リニアモータを有して構成される駆動案内装置において、磁極検知センサを用いた磁極検出と位置検出とを行うためには、検知手段が最低でも４素子必要であった。【０００６】
モータにおける磁極検知センサを用いた磁極検出と位置検出に関する技術として、特開２００３−２３５２２８号公報に記載の発明では、ＤＣブラシレスモータにおいて、リング状の着磁面の磁極の極数がＡである位置磁界発生手段と、磁界を検出する磁気センサとを備える。この発明では、着磁面における磁極のそれぞれに対応する範囲を３個の単位エリアに分割するとともに、３個の単位エリアの互いの位置関係を、単位エリアが磁気センサ２４の検出位置に位置するときの各単位エリアから磁気センサまでの距離が互いに異なる位置関係とする。そして、磁気センサの出力レベルが、６つに分割されたレベル範囲のうちのどのレベル範囲に入るのかに基づいて、ステータコイルに流れる電流を切り換える。これにより、磁気センサの個数を１つにし、構成を簡略化している。【０００７】
また、特開２０００−３１６２９０号公報に記載の発明では、モータのサーボ制御装置の構成として、複数のモータに対する回転速度信号を発生する複数の回転速度信号発生手段と、回転速度信号に応じて複数のモータに流す励磁電流を決めるＰＷＭ信号を発生するデジタル制御手段と、複数のモータのロータ位置を検出する複数のロータ位置検出手段と、複数のモータのロータ位置検出結果に応じて複数のモータに流す励磁電流を切り替える切り換え信号とＰＷＭ信号を合成して電流制御信号を発生する複数のプリドライバと、複数のプリドライバからの電流制御信号に基づいて複数のモータをそれぞれ駆動する複数のドライバと、を設けている。【０００８】
また、特開平５−５２５８３号公報に記載の発明では、位相差検出方式による磁気エンコーダにおいて位置測定精度向上の大きな妨げになっていたＡ相とＢ相の振幅比の変動による検出誤差をなくし、高い測定精度の磁気エンコーダを得るために、ＭＲ素子と位相差検出回路との間に、ＭＲ素子から得られるＡ相信号とＢ相信号とを、両者の位相情報を保持しつつ振幅が等しい２信号に変換する振幅比調整回路を挿入している。【０００９】
ところで、リニアモータにおいて、そのときどきに最適なトルクを発生させるためには、より細かい磁極情報が必要となる。そして、この磁極情報を細かくするためには、磁極判定ポイントを増加させる必要がある。【００１０】
ところが、磁極判定ポイントの増加を行うには、上述したホールセンサなどの検知手段を増やす必要が生じる。そして、センサを増加させると、その設置スペースが必要になるのみならず、センサを増加させることによるコスト増も問題になる。【００１１】
したがって、この発明の目的は、設置する検知手段の数を最小限にしてコスト増を抑制しつつ、磁極判定ポイントを増加させて、磁極検出の精度を向上させ、リニアモータをより精度良く動作させることができる駆動案内システムおよび磁極検出方法を提供することにある。 
【発明の開示】
【００１２】
上記目的を達成するために、この発明の第１の発明は、
交流電流が供給されるコイルを有して構成される一次側と、磁極が交互に並んだ磁石を有して構成される二次側とから構成されるリニアモータと、
リニアモータの一次側と二次側との相対運動を案内する案内手段と、
少なくともリニアモータおよび案内手段を制御する制御手段と、
磁石の磁極を検知し、磁石の磁極に対応した０又は１の第１の信号を出力する磁極検知手段と、
磁石の１つの磁極ごとに１周期となる交流信号を、位相が互いにπ／２ずれた２つの第２の信号および第３の信号として出力することによって、リニアモータの一次側と二次側との相対的位置を検出する磁気検知手段と、
第２の信号における交流信号および第３の信号における交流信号を、それぞれ０又は１の信号に変換する信号変換手段と、を有し、
制御手段により、第１の信号、第２の信号および第３の信号の組み合わせを算出することによって、一次側の磁石の磁極内における位置を検出するように構成されていることを特徴とする駆動案内システムである。
【００１３】
この発明の第２の発明は、交流電流が供給されるコイルを有して構成される一次側と、磁極が交互に並んだ磁石を有して構成される二次側とから構成されるリニアモータにおける、磁石の磁極内の位置を検出する磁極検出方法において、
磁極検知手段により、磁石の磁極を検知し、磁石の磁極に対応した０又は１の第１の信号が出力され、磁気検知手段により、磁石の１つの磁極ごとに１周期となる交流信号が、位相が互いにπ／２ずれた２つの第２の信号および第３の信号として出力されて、リニアモータの一次側と二次側との相対的位置が検出されるとともに、第２の信号における交流信号および第３の信号における交流信号を、信号変換手段によりそれぞれ０又は１の信号にそれぞれ変換して、第１の信号、第２の信号および第３の信号の組み合わせを制御手段により算出して、一次側の磁石の磁極内における位置を検出することを特徴とする磁極検出方法である。
【００１４】
この発明の第３の発明は、交流電流が供給されるコイルを有して構成される一次側と、磁極が交互に並んだ磁石を有して構成される二次側とから構成されるリニアモータにおける、磁石の磁極内の位置を検出するための、制御手段により実行可能な磁極検出プログラムにおいて、
磁極検知手段により磁石の磁極が検知されて、磁極検知手段から磁石の磁極に対応した０又は１の第１の信号が制御手段に供給され、磁気検知手段により磁石の１つの磁極ごとに１周期となる交流信号が、位相が互いにπ／２ずれた２つの第２の信号および第３の信号として制御手段に供給され、第２の信号および第３の信号からリニアモータの一次側と二次側との相対的位置を算出するとともに、制御手段により、第２の信号における交流信号および第３の信号における交流信号がそれぞれ０又は１の信号にそれぞれ変換され、第１の信号、第２の信号および第３の信号の組み合わせにより、一次側の磁石の磁極内における位置を算出することを特徴とする磁極検出プログラムである。
【００１５】
この発明によれば、磁極検出手段からの第１の信号として、０および１が出力される１周期の間に、一つの磁気検知手段から、互いに位相がπ／２（rad）（９０°）だけずれて０又は１に量子化された第２の信号および第３の信号を２周期分出力させることができる。そのため、第１の信号が０（又は１）を出力している間に、磁気検知手段からは、第２の信号と第３の信号として、互いにπ／２（９０°）だけ位相がずれた０および１の値が出力される。これによって、単一の磁極（Ｓ極またはＮ極）において、第２の信号および第３の信号は、００、０１，１０，１１の４通りの組み合わせが得られる。この４通りの組み合わせは、一対の磁極においてそれぞれ得られるため、第１の信号と、第２の信号および第３の信号との組み合わせは、全部で８通り得られる。すなわち、磁極検出手段かから１ビット、磁気検知手段から２ビットの、合計３ビットの出力が得られ、磁極の一対の組み合わせ（Ｎ極およびＳ極）に対して磁極を８分割して検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１図は、この発明の一実施形態による駆動案内装置の構成を示す断面図である。
【図２】第２図は、この発明の一実施形態による駆動案内装置の構成を示す正面図である。
【図３】第３図は、この発明の一実施形態による駆動案内装置の構成を示す側面図である。
【図４】第４図は、この発明の一実施形態による駆動案内装置の案内機構を示す斜視図である。
【図５】第５図は、この発明の一実施形態による駆動案内装置および駆動ドライバの構成を説明するためのブロック図である。
【図６】第６図は、この発明の一実施形態による駆動案内装置においてドライバによる位置検出方法および磁極検出方法を説明するためのセンサの出力波形およびモータ駆動電流を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。図１に、この発明を適用可能な駆動案内装置の一例を示す。【００１８】
図１に示すように、リニアモータ１０は電機子コイルを含む通電側である一次側１１と、磁石などを備えた非通電側である二次側１２とから構成されている。リニアモータ１０の一次側１１は、テーブル１３を介して案内手段としての案内機構１４の、移動台としての移動ブロック１５に連結されている。また、リニアモータ１０の二次側１２は、ベース１６に固定され、このベース１６は定盤１７の上面に固定されている。【００１９】
また、ベース１６には、移動ブロック１５とともに案内手段を構成する２本のレール１８が互いに平行に配設されている。そして、移動ブロック１５はリニアモータ１０から駆動力を得て、これらのレール１８に沿って移動可能に構成されている。【００２０】
また、この一実施形態による駆動案内装置は、リニアモータ１０の一次側１１とテーブル１３との間に、一次側１１において発生する熱がテーブル１３に伝達するのを抑制する断熱材１９が設けられている。このように、リニアモータ１０の一次側１１とテーブル１３との間に断熱材１９を設けることにより、一次側１１の電機子コイル（図示せず）に駆動電流を通電させることによって生じる熱がテーブル１３や移動ブロック１５に伝達されなくなる。これによって、テーブル１３や移動ブロック１５の熱膨張を防止することができる。そのため、案内機構１４の移動ブロック１５、１５の無限循環路に配列・収容された複数のボール等の転動体に与えられた予圧（接触圧）に変動を与えることなく、転がり抵抗を一定に維持することが可能となり、駆動案内装置の長寿命化を実現可能となる。【００２１】
なお、この断熱材１９は必ずしも設ける必要はなく、断熱材１９の代わりにフィンなどの空冷手段を設けるようにしても良い。また、この断熱材１９の材質としては、ガラス入りエポキシ樹脂材やセラミック材等が用いられる。また、テーブル１３の下面と断熱材１９に囲まれた部分に断熱空間として作用する凹部（図示せず）を設けて、一次側１１からの輻射熱を遮断することも可能である。また、断熱材１９はレール１８の長手方向、すなわちテーブル１３、移動ブロック１５の運動方向に沿って長尺とすることにより、この方向に沿った剛性が増加し、発振現象を防止することができる。【００２２】
（駆動案内装置の具体的構成例）
次に、この発明の一実施形態による駆動案内装置の具体的構成例について説明する。図２および図３に、この一実施形態による駆動案内装置の構成例を示す。図２および図３において、図１におけると同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。【００２３】
図２および図３に示すように、リニアモータ１０の一次側１１は電機子コイル及び電機子コアから構成され、二次側１２はマグネットプレートで構成される。二次側１２はベース１６上に固定されている。マグネットプレートから構成されるリニアモータ１０の二次側１２の両側にはそれぞれレール１８がベース１６上に平行に配設（固定）されている。【００２４】
また、このレール１８には、それぞれ複数個（図においては２個）の移動ブロック１５がレール１８に沿って移動自在に配設されている。そして、テーブル１３はそれぞれのレール１８に移動自在に配設された複数個（図においては４個）の移動ブロック１５に支持されている。【００２５】
リニアモータ１０の一次側１１の電機子コイル（図示せず）に駆動電流を通電することによって、一次側１１と二次側１２との間に磁気相互作用が生じ、一次側１１が二次側１２に沿って移動する。その移動力がテーブル１３を介して移動ブロック１５に伝達されて、移動ブロック１５はレール１８に沿って移動する。【００２６】
ベース１６の両端部にはエンドプレート２１が取り付けられ、このエンドプレート２１には、それぞれストッパ２２が取り付けられている。また、テーブル１３の両端にはスクレーパ２３が取り付けられている。【００２７】
そして、図３に示すように、ベース１６の一方の側部には、リニアモータ１０の二次側１２における磁石の磁極と同期するように磁極が交互に並べられた磁石からなるリニアスケール２４が設けられている。ここで、リニアスケール２４は二次側１２に設けられており、リニアモータ１０を駆動するための磁石と同じ周期で磁極が並べられて構成されている。【００２８】
また、テーブル１３の一方の側部には、このリニアスケール２４を読み取り、テーブル１３の移動位置（移動距離）を検出するための磁気検知手段としての例えばＭＲセンサからなる磁気センサ２５ａがブラケット２６を介して取り付けられている。この磁気センサ２５ａからは、２つの交流波形が出力される。この２つの交流波形は、互いにπ／２（rad）（９０°）だけ位相がずれ、リニアスケール２４の磁極の並び、すなわち二次側１２の磁石の磁極の並びの１周期に対して２周期の交流波形が出力される。【００２９】
さらに、テーブル１３の二次側１２に対向した部分には、磁極検知手段としての例えばホール（ＨＡＬＬ）センサからなる磁極センサ２５ｂが設けられている。この磁極センサ２５ｂにより、二次側１２における磁石の磁極の種類が検知される。そして、磁極センサ２５ｂからは、磁極に対応した０または１の信号が出力される。【００３０】
また、図２に示すように、ベース１６の他方の側部には、ケーブルチェーン取付板２７が取り付けられ、テーブル１３の他方の側部にはケーブルチェーン受け２８が取り付けられている。ケーブルチェーン取付板２７に配置されたリニアモータ１０の一次側１１に駆動電力を供給するための動力ケーブル２９、信号を送受するための信号ケーブル３０、一次側１１を冷却するための水等を供給するナイロンチューブ３１はケーブルチェーン受け２８を通してリニアモータ１０の一次側１１に接続されている。【００３１】
（案内機構）
図４に、案内手段としての案内機構１４の詳細構成を示す。図４に示すように、断面矩形状のレール１８には、その長手方向に沿って転動体転走面としてのボール転走溝１８−１が左右側面に２条ずつ、計４条形成されている。また、移動ブロック１５にはボール転走溝１８−１に対向する負荷転動体転走路をなす負荷転走溝１５−１を含む無限循環路が形成されている。さらに、この無限循環路には、レール１８及び移動ブロック１５の相対移動に伴ってボール転走溝１８−１と負荷転走溝１５−１との間で転動して循環する複数の転動体として複数のボール３２が配列・収容されている。この案内機構１４はラジアル方向の荷重、水平方向の荷重は勿論、各方向のモーメントなど、あらゆる方向の荷重を負荷できるように構成されている。【００３２】
移動ブロック１５は、負荷転走溝１５−１及びこれに平行なボール戻し路が形成された移動ブロック本体１５ａと、移動ブロック本体１５ａの両端に結合されて該負荷転走溝１５−１及びボール戻し路を連絡する方向転換路を有するエンドキャップ１５ｂとから構成され、レール１８を跨ぐように取り付けられている。移動ブロック１５の上面はテーブル１３が搭載され取り付けられるようになっている。この移動ブロック１５に形成された負荷転走溝１５−１は、レール１８に形成されたそれぞれのボール転走溝１８−１に対向して形成されており、これら負荷転走溝１５−１とボール転走溝１８−１との間に、転動体としての複数のボール３２が挟み込まれている。これらのボール３２は移動ブロック１５の移動に伴い、エンドキャップ１５ｂに形成された方向転換路を介してボール戻し路へと送り込まれ、再び負荷転走溝１５−１に導かれ、無限循環路を循環する。【００３３】
（モータ駆動ドライバ）
次に、以上のようにして構成された駆動案内装置（リニアモータアクチュエータ）を制御するモータ駆動ドライバについて説明する。図５に、この発明の一実施形態による駆動案内装置とモータ駆動ドライバのブロック図を示す。【００３４】
図５に示すように、この一実施形態による駆動案内装置は、入力される駆動電流や出力される信号に基づくと、リニアモータとセンサ部とから構成される。すなわち、駆動案内装置は、３相コイルからなるモータ駆動回路を有する一次側１１と、磁極が交互に並んで構成された、少なくとも１つの磁石を有する二次側１２とから構成される。そして、この一実施形態において用いられるセンサ部は、従来技術において位置検出に用いられる磁気検知手段としてのＭＲセンサなどの磁気センサ２５ａと、磁極検知手段としてのＨＡＬＬセンサからなる磁極センサ２５ｂとから構成される。【００３５】
磁気センサ２５ａからは、第２の信号および第３の信号として、互いに位相がπ／２（rad）（９０°）だけずれた２つの交流波形からなる信号が出力される。すなわち、磁気センサ２５ａから出力される第２の信号がサイン波形（ｓｉｎθ）であれば、第３の信号はコサイン波形（ｃｏｓθ）となる。さらに、磁気センサ２５ａから出力される２つの交流波形は、二次側１２の磁石の単一の磁極に対して１周期の波形である。すなわち、位置検出信号は、磁石のＳ極およびＮ極の一対の磁極において、２周期の交流波形として出力される。【００３６】
他方、磁極センサ２５ｂからは、０又は１の、第１の信号としての磁極検出信号が出力される。この磁極検出信号の出力波形は例えば矩形波であり、Ｓ極およびＮ極における単一の磁極に対して一対一に対応している。すなわち、磁極検出信号は、磁石の一つの磁極において、１周期の矩形の交流波形として出力される。【００３７】
また、この一実施形態によるモータ駆動ドライバ１０１は、制御手段としての例えばＣＰＵからなる制御回路１０３、出力電流制御回路１０４、インターポレータ１０５および比較器１０６を有して構成される。また、制御回路１０３には、磁極を検出する磁極検出部１０７と、一次側１１と二次側１２との相対的位置を検出する位置検出部１０８とが含まれている。【００３８】
そして、磁極センサ２５ｂから出力された磁極検出信号は、モータ駆動ドライバ１０１に入力され、制御回路１０３の磁極検出部１０７に供給される。他方、磁気センサ２５ａから出力された２つの位置検出信号（Ａ／Ｂ相）もモータ駆動ドライバ１０１に入力される。【００３９】
ここで、この一実施形態においては、磁気センサ２５ａから出力された２つの位置検出信号が、Ｒ／Ｄコンバータであるインターポレータ１０５に供給されるとともに、信号変換手段としての比較器１０６に供給される。インターポレータ１０５に供給された位置検出信号は、制御回路１０３の位置検出部１０８に供給され、従来公知の方法により、この位置検出部１０８によって一次側１１と二次側１２との相対的位置が検出される。【００４０】
他方、信号変換手段としての比較器１０６に供給された位置検出信号は、例えば交流波形におけるピークピーク電圧（Ｖｐｐ）の半分（Ｖｐｐ／２）を閾値としてプラスかマイナスで比較されることにより、０又は１が出力される矩形波として出力される。そして、比較器１０６により矩形波となった２つの位置検出信号は、磁極検出部１０７に供給される。【００４１】
そして、磁極センサ２５ｂから出力された磁極検出信号と、比較器１０６によりいわゆる量子化されて矩形波となった２つの位置検出信号とは、制御回路１０３の磁極検出部１０７に供給される。すなわち、磁極検出部１０７には、磁気センサ２５ａおよび磁極センサ２５ｂの２つのセンサから、０又は１に規格化された３つの信号が供給されることになる。【００４２】
そして、この磁極検出部１０７において、第１の信号としての磁極検出信号、第２の信号および第３の信号としての２つの規格化された位置検出信号との組み合わせが算出され、二次側１２の磁石の磁極内における位置が、後述の方法によって詳細に検出される。【００４３】
（磁極検出方法）
以下に、この磁極検出部１０７における磁極検出プログラムに基づいて実行される磁極検出方法について、より詳細に説明する。この磁極検出方法は、制御回路１０３に設けられた記憶部（図示せず）に記憶された磁極検出プログラムに基づいて制御回路１０３における処理により実行される。図６に、二次側１２の磁石の極性（マグネット極性）と、上述した磁極センサ２５ｂの出力および磁気センサ２５ａの２つの交流波形を示す。なお、図６において、「磁極判定」とは、二次側１２におけるリニアモータの一方の磁石の磁極内における位置を詳細に検出することである。【００４４】
図６に示すように、マグネット極性に同期した状態で、磁極センサ２５ｂから磁極検出信号が出力される。この一実施形態においては、Ｎ極の場合に「１」（またはオン状態）が出力され、Ｓ極の場合に「０」（またはオフ状態）が出力される。【００４５】
また、この一実施形態において、磁気センサ２５ａからの位置検出信号としての出力は、一つの磁極内において１周期となり一対の磁極（Ｎ極およびＳ極）において２周期となる、サイン波形（図６中、磁気センサ出力Ａ）および位相がπ／２（rad）（９０°）ずれたコサイン波形（図６中、磁気センサ出力Ｂ）である。これらの２つの信号は、比較器１０６に供給されて、それぞれ下段の（比較器出力）と付記された２つの矩形波として、「０（またはオフ状態）」または「１（またはオン状態）」として出力される。なお、比較器１０６から出力された矩形波においても、相互にπ／２の位相ずれは維持されている。【００４６】
以上の磁極センサ２５ｂからの磁極検出信号と、比較器１０６から出力された２つの位置検出信号との合計３つの信号においては、それぞれの信号が「０」または「１」の２つの状態をとる。そのため、組み合わせとしては、２（ビット）×２（ビット）×２（ビット）＝８（ビット）の８通りの組み合わせが可能となる。【００４７】
そして、この一実施形態においては、図６の「磁極判定」に示すように、この組み合わせに基づいて一対の磁極内における一次側１１と二次側１２との相対的位置が８箇所のうちから１箇所検出可能となる。【００４８】
具体的に例えば、磁極検出信号が「１」（マグネット極性がＮ極）、位置検出信号の一方の出力である磁気センサ２５ａから比較器１０６を経由した出力Ｂ（Ｂ相）が「１」、位置検出信号の他方の出力である磁気センサ２５ａから比較器１０６を経由した出力Ａ（Ａ相）が「０」の場合、磁極検出部１０７に入力される信号は「１１０」となる。そして、この「１１０」の信号が入力された磁極検出部１０７においては、二次側１２に対する一次側１１の相対的位置が、「判定箇所１」であることが算出される。この判定箇所１の状態において、図６の最下段に記載した駆動電流における判定箇所１に対応した３相の駆動電流が、出力電流制御回路１０４から一次側１１に、それぞれモータ駆動電流として供給される。これによって、最適なトルクを確保してリニアモータ１０を駆動させることができる。【００４９】
すなわち、
磁極検出部１０７に入力される信号が「１１０」の時に、判定箇所１
磁極検出部１０７に入力される信号が「１１１」の時に、判定箇所２
磁極検出部１０７に入力される信号が「１０１」の時に、判定箇所３
磁極検出部１０７に入力される信号が「１００」の時に、判定箇所４
磁極検出部１０７に入力される信号が「０１０」の時に、判定箇所５
磁極検出部１０７に入力される信号が「０１１」の時に、判定箇所６
磁極検出部１０７に入力される信号が「００１」の時に、判定箇所７
磁極検出部１０７に入力される信号が「０００」の時に、判定箇所８
となり、一対の磁極内における一次側１１と二次側１２との位置関係が決定され、これらの判定箇所に応じたモータ駆動電流を出力電流制御回路１０４から一次側１１に供給することにより、磁極内の位置に応じて適切なモータ駆動電流を得ることができる。【００５０】
以上説明したように、この一実施形態においては、従来技術による磁極判定の判定箇所が６箇所（π／３（６０°）の位相差）であったのに対し、８箇所（π／４（４５°）の位相差）に判定箇所を増加させることが可能となる。これにより、モータ駆動電流の位相を６分割から８分割にすることができるので、リニアモータの通電側に供給するモータ駆動電流をより細かく決定することが可能となり、リニアモータをより効率よく駆動させることが可能となる。【００５１】
さらに、併せて、磁気センサ２５ａからの２相（Ａ相／Ｂ相）のアナログ信号出力により、位置情報を検出することができるので、２つの検出手段としての磁気センサ２５ａおよび磁極センサ２５ｂから出力される３つの信号によって、磁極検出と位置検出とを同時に実現することが可能となる。従って、設置する検知手段の数を最小限にしてコスト増を抑制しつつ、磁極判定ポイントを増加させて、磁極検出の精度を向上させ、リニアモータをより精度良く動作させることができる。【００５２】
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。【００５３】
例えば、上述の一実施形態による駆動案内装置においては、駆動案内装置における通電側である一次側１１と非通電側である二次側１２とが並行に対向するような構成であるが、必ずしもこのような構成に限定されるものではなく、例えば、一次側１１の内部に二次側１２を貫通させるような構成を採用することも可能である。すなわち、磁極が交互に並べられた磁石からなる二次側１２が、一次側１１の電機子コイルの内部を貫通可能に構成され、二次側１２が一次側に対して、相対移動可能になるようにしてもよい。【００５４】
また、例えば上述した一実施形態においては、直動案内装置を例に説明したが、リニアモータにおいて位置検出に磁気検知手段を用いたあらゆる構成を採用することが可能である。すなわち、この発明は、スプライン、ねじ、アクチュエータ関連製品全般に適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、この発明によれば、設置する検知手段の数を最小限の２つにしてコスト増を抑制しつつ、磁極判定ポイントを増加させて、磁極検出の精度を向上させ、リニアモータをより精度良く動作させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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