(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイルを一方向に配列して構成されている固定子と、該固定子に対向して配置された永久磁石を有する可動子とを具え、前記固定子側の複数のコイルに電圧を印加して発生する磁界によって前記可動子が前記一方向に沿って移動する磁石可動型リニアモータにおいて、前記可動子の位置を検出する位置検出装置であって、
前記可動子に固定され、前記複数のコイルの内、前記永久磁石が対向しているコイルとは別のコイルに対向する磁性体と、
第１指令を受けて、前記磁性体が対向している１つのコイルを選択し、該１つのコイルに電圧を印加して、位置検出用の磁界を発生させる電力供給制御手段と、
第２指令を受けて、前記１つのコイルの両側に隣接する一対のコイルを選択し、該一対のコイルに誘導される電流又は電圧を測定する測定手段と、
前記電力供給制御手段に対して前記第１指令を与えると共に、前記測定手段に対して前記第２指令を与える指令手段と、
前記指令手段による指令動作を制御して、前記測定手段によって測定される２つの測定値に基づいて、前記可動子の位置に応じて変化する前記磁性体の位置を算出する位置算出手段と、
前記磁性体の位置と前記一対のコイルに誘導される電流又は電圧との関係を表すテーブルが記録されている記録手段
とを具え、前記位置算出手段は、前記記録手段に記録されているテーブルに基づいて、前記測定手段から得られる一方の測定値に対応する少なくとも１つの位置を第１位置情報として算出すると共に、他方の測定値に対応する少なくとも１つの位置を第２位置情報として算出し、第１位置情報に含まれる位置の中から、第２位置情報に含まれる位置と一致又は近似しているものを選択し、選択した位置を磁性体の位置として算出することを特徴とする磁石可動型リニアモータ用の位置検出装置。
【請求項２】
複数のコイルを一方向に配列して構成されている固定子と、該固定子に対向して配置された永久磁石を有する可動子とを具え、前記固定子側の複数のコイルに電圧を印加して発生する磁界によって前記可動子が前記一方向に沿って移動する磁石可動型リニアモータにおいて、前記可動子の位置を検出する位置検出装置であって、
前記可動子に固定され、前記複数のコイルの内、前記永久磁石が対向しているコイルとは別のコイルに対向する磁性体と、
第１指令を受けて、前記複数のコイルの内、前記磁性体が対向しているコイルであって、１つのコイルを挟んで位置する一対のコイルを選択し、該一対のコイルに電圧を印加して、位置検出用の磁界を発生させる電力供給制御手段と、
第２指令を受けて、前記一対のコイルに挟まれた１つのコイルに誘導される電流又は電圧を測定する測定手段と、
前記電力供給制御手段に対して第１指令を与えると共に、前記測定手段に対して第２指令を与える指令手段と、
前記指令手段による指令動作を制御して、前記測定手段によって測定される測定値に基づいて、前記可動子の位置に応じて変化する前記磁性体の位置を算出する位置算出手段と、
前記測定手段によって測定される測定値を取得し、取得した測定値に基づいて前記電力供給制御手段を制御することにより、前記測定手段によって測定される測定値が所定値となる様に前記一対のコイルに印加する電圧を調整する電圧調整手段と、
前記測定手段によって測定される測定値を取得し、取得した測定値が前記所定値に一致又は近似しているか否かを判定する判定手段
とを具え、前記位置算出手段は、前記判定手段により前記測定値が所定値に一致又は近似していると判定されたとき、前記一対のコイルに印加されている電圧を前記電力供給制御手段から取得し、取得した２つの電圧に基づいて前記磁性体の位置を算出することを特徴とする磁石可動型リニアモータ用の位置検出装置。
【請求項３】
前記電力供給制御手段は、前記指令手段からの第１指令を受けて選択した一対のコイルに対して、該一対のコイルの間に挟まれているコイルの内側に互いに逆向きの磁界が発生する様に電圧を印加する請求項２に記載の磁石可動型リニアモータ用の位置検出装置。
【請求項４】
前記電圧調整手段は、前記一対のコイルに電圧を印加して発生する磁界が、該一対のコイルの間に挟まれているコイルの内側にて互いに打ち消し合う様に、前記電力供給制御手段を制御して該一対のコイルに印加する電圧を調整する請求項３に記載の磁石可動型リニアモータ用の位置検出装置。
【請求項５】
更に、前記磁性体の位置と前記測定手段から得られる測定値が前記所定値になったときに前記一対のコイルに印加されることとなる電圧との関係を表すテーブルが記録されている記録手段を具え、
前記位置算出手段は、前記記録手段に記録されているテーブルに基づいて、前記電力供給制御手段から得られる２つの電圧から前記磁性体の位置を算出する請求項２乃至請求項４の何れかに記載の磁石可動型リニアモータ用の位置検出装置。
【請求項６】
前記固定子は複数のセグメントに分割されており、各セグメントには複数のコイルが前記一方向に配列されており、前記電力供給制御手段は、セグメント毎に各コイルに印加する電圧を個々に制御することが可能である請求項１乃至請求項５の何れかに記載の磁石可動型リニアモータ用の位置検出装置。
【請求項７】
各セグメントには、３つのコイルを１つのコイル組として少なくとも１つのコイル組が配備されている請求項６に記載の磁石可動型リニアモータ用の位置検出装置。
【請求項８】
前記電力供給制御手段により印加される電圧は交流電圧である請求項１乃至請求項７の何れかに記載の磁石可動型リニアモータ用の位置検出装置。
【請求項９】
前記磁性体は常磁性材料から形成されている請求項１乃至請求項８に記載の磁石可動型リニアモータ用の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子側の複数のコイルに電圧を印加して発生する磁界によって可動子が一方向に沿って移動する磁石可動型リニアモータにおいて、可動子の位置を検出する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定子側にコイルを配置すると共に可動子側に永久磁石を配置した磁石可動型のリニアモータは、高価な磁石を長い軌道上に配列する必要がなく、又、可動子側で熱が発生せず、然も可動子側に電力を供給する必要がないため、特に軌道の長い搬送機構の駆動源として広く応用されている。【０００３】
上記磁石可動型リニアモータにおいては、固定子は、複数のコイルを一方向に配列して構成され、可動子側の永久磁石は、固定子側のコイルに対向して配置されている。従って、固定子側のコイルに多相交流電圧を印加することにより移動磁界を形成した場合、これによって可動子には移動磁界と同じ方向の推力が発生し、その結果、可動子は前記一方向に沿って移動することになる。【０００４】
近年、上述の如く磁石可動型リニアモータを、エレベータの駆動源として用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１１２８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、磁石可動型リニアモータを、特に乗用エレベータの駆動源として用いた場合、エレベータの乗り心地を良くするべく、着床精度の向上、振動やショックの低減等の対策が必要である。該対策を乗用エレベータに施すためには、該乗用エレベータのかごに接続されることとなる可動子の位置を、高い精度、例えばミリオーダーで検出する必要がある。【０００７】
従来は、可動子の位置を高い精度で検出するべく、磁石可動型リニアモータにリニアエンコーダが設置されており、リニアエンコーダから得られる位置検出信号を用いてサーボ制御を実行することによって、可動子に発生する推進力が制御されていた。【０００８】
しかしながら、従来の如くリニアエンコーダを用いた構成においては、サーボ制御を実行する制御部が固定子側に配備され、位置検出用のセンサが可動子側に配備されていた。このため、該センサから得られる位置検出信号を用いて制御部によってサーボ制御を実行するためには、磁石可動型リニアモータに、可動子側から固定子側へ位置検出信号を送信するための通信手段を配備する必要があった。【０００９】
上記通信手段として、無線方式の通信手段を採用した場合、位置検出信号の送信中に通信が遮断される虞がある。又、有線方式の通信手段を採用した場合、かごが移動する塔内に通信配線を配置することが必要となり、特に複数のかごが１つの塔内を移動するマルチカーエレベータにおいては、通信配線の配置が複雑になる問題がある。【００１０】
そこで本発明の目的は、磁石可動型リニアモータにおいて、可動子の位置を固定子側で検出することが可能であって、且つ高い検出精度を有する位置検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る磁石可動型リニアモータ用の位置検出装置は、複数のコイルを一方向に配列して構成されている固定子と、該固定子に対向して配置された永久磁石を有する可動子とを具え、前記固定子側の複数のコイルに電圧を印加して発生する磁界によって前記可動子が前記一方向に沿って移動する磁石可動型リニアモータにおいて、前記可動子の位置を検出する位置検出装置であって、前記可動子に固定された磁性体を具え、１又は複数のコイルを選択して該コイルに電圧を印加すると共に、該コイルに隣接するコイルに誘導される電流又は電圧を測定し、測定した電流又は電圧に基づいて、前記可動子の位置に応じて変化する前記磁性体の位置を算出する。
即ち、磁性体の位置が変化することによって、隣接するコイル間の相互インダクタンスが変化することになるが、上記位置検出装置は、この様に磁性体の位置に応じて該相互インダクタンスが変化することを利用したものである。ここで、相互インダクタンスは、コイルに印加される電圧と該コイルに隣接するコイルに誘導される電圧との比率を計算することによって求められる。【００１２】
具体的に上記位置検出装置は、前記可動子に固定された磁性体と、指令を受けて選択したコイルに電圧を印加して位置検出用の磁界を発生させる電力供給制御手段と、指令を受けて選択したコイルに誘導される電流又は電圧を測定する測定手段と、指令手段と、位置算出手段とを具えている。指令手段は、前記電力供給制御手段に対して、電圧を印加する対象として１又は複数のコイルを選択するための第１指令を与えると共に、前記測定手段に対して、電流又は電圧を測定する対象として、前記第１指令を受けて前記電力供給制御手段が選択することとなるコイルに隣接するコイルを選択するための第２指令を与える。位置算出手段は、前記指令手段による指令動作を制御して、前記測定手段によって測定される測定値に基づいて、前記可動子の位置に応じて変化する前記磁性体の位置を算出する。【００１３】
上記位置検出装置においては、電力供給制御手段が、指令手段からの第１指令を受けて、該第１指令に基づいて選択した１又は複数のコイル（選択コイル）に電圧を印加し、これにより位置検出用の磁界が発生すると、選択コイルに隣接するコイル（隣接コイル）の内側には位置検出用の磁界が通過して、隣接コイルには電圧（電流）が誘導されることになる。
ここで、磁性体は磁気抵抗が低い。よって、選択コイルと対向する位置に磁性体が存在する場合、位置検出用の磁界は磁性体を通過し易くなる。このため、磁性体が存在する位置にて磁束密度が高くなる一方、その他の領域においては磁束密度が低くなる。従って、隣接コイルの近傍位置に磁性体が存在する場合、隣接コイルの内側を通過する磁束が増加し、これにより該隣接コイルに誘導される電流が増加することになる。一方、隣接コイルの近傍位置から磁性体が移動して遠ざかった場合、隣接コイルの内側を通過する磁束が減少し、これにより該隣接コイルに誘導される電流が減少することになる。よって、隣接コイルには、磁性体位置に応じた電流が誘導されることになる。【００１４】
上記位置検出装置によれば、測定手段によって、上記隣接コイルが選択されて該隣接コイルに誘導される電流又は電圧が測定されることになるので、位置算出手段は、測定手段によって測定される測定値を取得することにより、該測定値に対応する磁性体の位置を算出することが可能であり、その結果、磁性体の位置に対応する可動子の位置が検出されることになる。【００１５】
上記位置検出装置の第１の具体的構成において、前記指令手段が測定手段に与える第２指令は、前記第１指令を受けて前記電力供給制御手段が選択することとなるコイルの両側に隣接する一対のコイルを選択するための指令であり、前記測定手段は、前記第２指令を受けて前記一対のコイルを選択して、該一対のコイルに誘導される電流又は電圧を測定し、前記位置算出手段は、前記測定手段によって測定される２つの測定値を取得し、該２つの測定値に基づいて前記磁性体の位置を算出する。【００１６】
電圧が印加されているコイルの両側に隣接する一対のコイルの内、何れか一方のコイルに誘導される電流又は電圧を測定した場合、その測定値に対して複数の位置が対応することがある。このため、何れかのコイルに誘導される電流又は電圧を測定しただけでは、磁性体の位置が一意に決まらないことがある。
上記第１の具体的構成においては、上記一方のコイルに誘導される電流又は電圧に加えて、他方のコイルに誘導される電流又は電圧が測定手段によって測定され、測定された２つの測定値が位置算出手段によって取得される。従って、位置算出手段において、一方の測定値に対応する１又は複数の位置の中から、他方の測定値に対応する１又は複数の位置と一致又は近似しているものを選択することにより、一方の測定値を用いただけでは磁性体の位置を一意に決めることが出来ない場合でも、両方の測定値を用いることによって磁性体の位置を一意に決めることが可能となる。【００１７】
より具体的には、上記第１の具体的構成に係る位置検出装置は更に、前記磁性体の位置と前記コイルに誘導される電流又は電圧との関係を表すテーブルが記録されている記録手段を具え、前記位置算出手段は、前記記録手段に記録されているテーブルに基づいて、前記測定手段から得られる一方の測定値に対応する少なくとも１つの位置を第１位置情報として算出すると共に、他方の測定値に対応する少なくとも１つの位置を第２位置情報として算出し、第１位置情報に含まれる位置の中から、第２位置情報に含まれる位置と一致又は近似しているものを選択し、選択した位置を磁性体の位置として算出する。
ここで、上記テーブルは、コイルの寸法、コイルの巻き数、磁性体の寸法、磁性体の磁気的特性等により決定され、実験又は解析により予め取得することが出来るものである。【００１８】
上記位置検出装置の第２の具体的構成において、前記指令手段が電力供給制御手段に与える第１指令は、電圧を印加する対象として１つのコイルを間に挟んで位置する一対のコイルを選択するための指令であり、前記指令手段が測定手段に与える第２指令は、電流又は電圧を測定する対象として前記一対のコイルの間に挟まれることとなるコイルを選択するための指令であり、位置検出装置は更に、電圧調整手段と判定手段とを具えている。電圧調整手段は、前記測定手段によって測定される測定値を取得し、取得した測定値に基づいて前記電力供給制御手段を制御することにより、前記測定手段によって測定される測定値が所定値となる様に前記一対のコイルに印加する電圧を調整する。判定手段は、前記測定手段によって測定される測定値を取得し、取得した測定値が前記所定値に一致又は近似しているか否かを判定する。そして、前記位置算出手段は、前記判定手段により前記測定値が所定値に一致又は近似していると判定されたとき、前記一対のコイルに印加されている電圧を前記電力供給制御手段から取得し、取得した２つの電圧に基づいて前記磁性体の位置を算出する。【００１９】
上記第２の具体的構成においては、前記一対のコイルの間に挟まれているコイル（中間コイル）に誘導される電流又は電圧を所定値に固定するべく、該中間コイルに誘導される電流又は電圧が所定値になる様に前記一対のコイルに印加する電圧が調整され、調整後の２つの電圧が位置算出手段によって電力供給制御手段から取得されることになる。ここで、この様に取得される２つの電圧は磁性体の位置に応じて変化するが、該２つの電圧と磁性体の位置とは１対１の関係を有する。従って、上記位置検出装置において、電力供給手段から得られる２つの電圧を用いることにより、磁性体の位置を一意に決めることが可能である。【００２０】
より具体的には、前記電力供給制御手段は、前記指令手段からの第１指令を受けて選択した一対のコイルに対して、該一対のコイルの間に挟まれているコイルの内側に互いに逆向きの磁界が発生する様に電圧を印加する。
該具体的構成によれば、前記一対のコイルに印加する電圧を、該一対のコイルの間に挟まれているコイルに誘導される電流又は電圧が所定値となる様に調整することが容易となる。【００２１】
更に具体的には、前記電圧調整手段は、前記一対のコイルに電圧を印加して発生する磁界が、該一対のコイルの間に挟まれているコイルの内側にて互いに打ち消し合う様に、前記電力供給制御手段を制御して該一対のコイルに印加する電圧を調整する。【００２２】
上記第２の具体的構成に係る位置検出装置は更に、前記磁性体の位置と前記測定手段から得られる測定値が前記所定値になったときに前記一対のコイルに印加されることとなる電圧との関係を表すテーブルが記録されている記録手段を具え、前記位置算出手段は、前記記録手段に記録されているテーブルに基づいて、前記電力供給制御手段から得られる２つの電圧から前記磁性体の位置を算出する。【００２３】
上記位置検出装置において、前記磁性体は、前記永久磁石が対向しているコイルとは別のコイルに対向することとなる位置に配置されている。又、前記磁性体は常磁性材料から形成されている。【００２４】
上記位置検出装置において、前記固定子は複数のセグメントに分割されており、各セグメントには複数のコイルが前記一方向に配列されており、前記電力供給制御手段は、セグメント毎に各コイルに印加する電圧を個々に制御することが可能である。これにより、少ない消費電力で、磁性体の位置を検出することが可能となる。
又、各セグメントには、３つのコイルを１つのコイル組として少なくとも１つのコイル組を配備することが出来る。【００２５】
上記位置検出装置において、前記電力供給制御手段により前記複数のコイルに印加される電圧は交流電圧である。
交流電圧を用いることにより、可動子が停止していて磁性体が停止しているときでも、電圧が印加されているコイルに隣接するコイルには電流又は電圧が誘導されるので、磁性体の位置検出が可能である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る磁石可動型リニアモータ用の位置検出装置は、可動子の位置を固定子側で検出することが可能であり、且つ高い検出精度を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、磁石可動型リニアモータを示す平面図である。
【図２】図２は、固定子に配備されているコイル群を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係る位置検出装置を含む磁石可動型リニアモータを示すブロック図である。
【図４】図４は、上記第１実施形態において、一方向に並んだ３つのコイルに着目して位置検出動作の第１形態を説明している平面図である。
【図５】図５は、上記第１形態での磁界の状態を示した側面図である。
【図６】図６は、上記第１実施形態において、一方向に並んだ３つのコイルに着目して位置検出動作の第２形態を説明している平面図である。
【図７】図７は、上記第２形態での磁界の状態を示した側面図である。
【図８】図８は、上記第１実施形態において、一方向に並んだ３つのコイルに着目して位置検出動作の第３形態を説明している平面図である。
【図９】図９は、上記第３形態での磁界の状態を示した側面図である。
【図１０】図１０は、磁性体位置と誘導電圧の大きさとの関係を示した図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２実施形態に係る位置検出装置を含む磁石可動型リニアモータを示すブロック図である。
【図１２】図１２は、上記第２実施形態において、一方向に並んだ３つのコイルに着目して位置検出動作の第１形態を説明している平面図である。
【図１３】図１３は、上記第１形態での電圧調整前の磁界の状態を示した側面図である。
【図１４】図１４は、上記第２実施形態において、一方向に並んだ３つのコイルに着目して位置検出動作の第２形態を説明している平面図である。
【図１５】図１５は、上記第２形態での電圧調整前の磁界の状態を示した側面図である。
【図１６】図１６は、上記第２実施形態において、一方向に並んだ３つのコイルに着目して位置検出動作の第３形態を説明している平面図である。
【図１７】図１７は、上記第３形態での電圧調整前の磁界の状態を示した側面図である。
【図１８】図１８は、電圧調整手段の電圧調整動作を説明している図である。
【図１９】図１９は、上記第２実施形態の第２形態での電圧調整後の磁界の状態を示した側面図である。
【図２０】図２０は、上記第２実施形態の第３形態での電圧調整後の磁界の状態を示した側面図である。
【図２１】図２１は、上記第２実施形態において、位置検出動作の第４形態での磁界の状態を示した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る磁石可動型リニアモータ用の位置検出装置につき、その実施形態を図面に沿って具体的に説明する。
１．磁石可動型リニアモータ
磁石可動型リニアモータ(１)は、図１に示す如く、一方向に延びている固定子(２)と、該固定子(２)に対向して配置された複数の永久磁石（図示せず）を有する可動子(３)とから構成されている。固定子(２)は、分割された複数のセグメント(21)・・・(21)を一列に並べて連結することによって構成されており、各セグメント(21)には、可動子(３)と対向することとなる表面に、図２に示す如くコイル群(22)が配備されている。
【００２９】
コイル群(22)には、Ｕ相交流電圧が印加されるＵ相コイル(22u)と、Ｖ相交流電圧が印加されるＶ相コイル(22v)と、Ｗ相交流電圧が印加されるＷ相コイル(22w)とを１つのコイル組として、４つのコイル組が含まれており、各コイル組に含まれているＵ相〜Ｗ相コイル(22u)(22v)(22w)は、ＵＶＷの順に一方向に並んでいる。又、隣接するコイルどうしは互いに一部で重なり合っている。
そして、各コイル群(22)においては、相毎に４つのコイルが直列に接続されている。即ち、４つのＵ相コイル(22u)によって、これらが直列に接続されたＵ相直列コイル(23u)が形成され、４つのＶ相コイル(22v)によって、これらが直列に接続されたＶ相直列コイル(23v)が形成され、４つのＷ相コイル(22w)によって、これらが直列に接続されたＷ相直列コイル(23w)が形成されている。
【００３０】
一方、可動子(３)に配置されている各永久磁石（図示せず）は、一方向についての両端部にそれぞれＮ極とＳ極とを有すると共に、同じコイル組に含まれているＵ相コイル(22u)とＷ相コイル(22w)との中心間の距離τ（図２参照）と略同一の長さ寸法を有している。
【００３１】
図３に示す様に、磁石可動型リニアモータ(１)の固定子(２)側には、インバータ(41)と、該インバータ(41)を制御するインバータ制御手段(40)とが配備されており、インバータ(41)は、セグメント(21)毎に各直列コイルに対して印加する交流電圧を個々に制御することが出来る。そして、インバータ(41)は、インバータ制御手段(40)から制御指令を受けた場合、該制御指令に基づいてコイル群(22)に３相交流電圧を印加し、これによって固定子(２)のコイル側の表面に移動磁界を発生させる。
又、インバータ(41)は、インバータ制御手段(40)からの制御指令に基づいて、移動磁界の大きさや伝播速度を調整することが出来る。
【００３２】
インバータ(41)によってコイル群(14)に３相交流電圧を印加されると、図２に示す様に、Ｕ相直列コイル(23u)の両端にはＵ相交流電圧Ｖu（＝Ｖu(+)−Ｖu(-)）が印加され、Ｖ相直列コイル(23v)の両端にはＶ相交流電圧Ｖv（＝Ｖv(+)−Ｖv(-)）が印加され、Ｗ相直列コイル(23w)の両端にはＷ相交流電圧Ｖw（＝Ｖw(+)−Ｖw(-)）が印加されることになる。
【００３３】
そして、固定子(２)のコイル側表面に移動磁界が発生すると、可動子(３)には該移動磁界と同じ方向の推進力が発生し、これによって可動子(３)は一方向に沿って移動することになる。又、移動磁界の大きさや伝播速度が調整されることにより、可動子(３)の速度等が調整されることになる。
【００３４】
インバータ(41)は、インバータ制御手段(40)からの制御指令に基づいて、複数のセグメント(21)・・・(21)の内、可動子(３)と一部又は全部が対向することになるセグメント(21)（図１において斜線のハッチングにて示したセグメント）にのみ３相交流電圧を印加する。即ち、インバータ(41)は、インバータ制御手段(40)からの指令を受けて３相交流電圧を印加する複数のコイル群(22)・・・(22)を選択し、選択した複数のコイル群(22)・・・(22)に対して３相交流電圧を印加して移動磁場を発生させる。よって、磁石可動型リニアモータ(１)は、少ない消費電力で駆動されることになる。
【００３５】
上記磁石可動型リニアモータ(１)において、図１に示す様に、可動子(３)には更に磁性体(５)が固定されており、該磁性体(５)は常磁性材料から形成されている。又、磁性体(５)は、可動子(３)に一部又は全部が対向しているセグメント(21)の一群とは別のセグメント(21)と対向することとなる位置、ここでは該一群との間に別のセグメント(21)を１つだけ挟んで位置するセグメント(21)と対向することとなる位置に、配置されている。
【００３６】
そして、上記磁石可動型リニアモータ(１)には、可動子(３)の位置を検出するための位置検出装置が配備されており、該位置検出装置の一部が、上述した磁性体(５)とインバータ(41)によって構成されている。
【００３７】
２．位置検出装置の第１実施形態
図３に示す様に、第１実施形態に係る位置検出装置は、磁性体(５)とインバータ(41)の他に、測定手段(42)と、指令手段(43)と、位置算出手段(44)と、記録手段(45)とを具えている。
ここで、インバータ(41)は、上述したインバータ制御手段(40)からの指令とは別の第１指令を指令手段(43)から受けることが出来、指令手段(43)から第１指令を受けた場合、磁性体(５)が対向しているセグメント(21)に配備されているＵ相〜Ｗ相直列コイル(23u)(23v)(23w)の中から１つの直列コイルを選択し、選択した１つの直列コイルに対して交流電圧を印加する。これによって、移動磁界とは別の位置検出用の磁界が、磁性体(５)が対向しているセグメント(21)のコイル側表面に発生することになる。
【００３８】
測定手段(42)は、上記第１指令とは別の第２指令を指令手段(43)から受けることが出来、指令手段(43)から第２指令を受けた場合、磁性体(５)が対向しているセグメント(21)に配備されているＵ相〜Ｗ相直列コイル(23u)(23v)(23w)の中から２つの直列コイルを選択し、選択した２つの直列コイルに誘導される電圧（誘導電圧）を測定する。
【００３９】
指令手段(43)は、位置算出手段(44)からの制御指令に基づいて、インバータ(41)に対しては、電圧を印加する対象として、磁性体(５)が対向しているセグメント(21)に配備されているＵ相〜Ｗ相直列コイル(23u)(23v)(23w)の中から１つの直列コイルを選択するための第１指令を与え、測定手段(42)に対しては、誘導電圧を測定する対象として、第１指令を受けてインバータ(41)が選択することとなる直列コイルとは別の一対の直列コイルを選択するための第２指令を与える。
【００４０】
以下、本実施形態においては、Ｕ相〜Ｗ相直列コイル(23u)(23v)(23w)に含まれるコイルの内、一方向に並んだ３つのコイル(22u)(22u)(22w)に着目して説明を行う（例えば図４参照）。
図４に示す様に、インバータ(41)が、指令手段(43)から第１指令を受けてＵ相コイル(22u)を選択した場合、測定手段(42)は、指令手段(43)から第２指令を受けて、第１指令を受けてインバータ(41)が選択したＵ相コイル(22u)の両側に隣接するＶ相コイル(22v)とＷ相コイル(22w)とを選択することになる。
【００４１】
この場合、図４に示す様に、Ｕ相コイル(22u)に交流電圧Ｖu0が印加されて位置検出用の磁界Ｂuが発生し、これによりＶ相コイル(22v)とＷ相コイル(22w)の内側にはそれぞれ、図５に示す様にコイルどうしが重なった領域に位置検出用の磁界Ｂuが通過することになる。そして、Ｖ相コイル(22v)とＷ相コイル(22w)には電圧Ｖvi，Ｖwiが誘導され、誘導された電圧Ｖvi，Ｖwiが測定手段(42)によって測定されることになる。
【００４２】
ここで、磁性体(５)は磁気抵抗が低い。よって、図６に示す様に、交流電圧Ｖu0が印加されているＵ相コイル(22u)と対向する位置に磁性体(５)が存在する場合、位置検出用の磁界Ｂuは磁性体(５)を通過し易くなる。このため、図７に示す様に、磁性体(５)が存在する位置にて磁界Ｂuの磁束密度が高くなる一方、その他の領域においては磁界Ｂuの磁束密度が低くなる。
【００４３】
従って、図６及び図７に示す如く、Ｕ相コイル(22u)とこれに隣接するＷ相コイル(22w)とが互いに重なった領域に対向して磁性体(５)が存在する場合（磁性体(５)が磁性体位置ｘ＝−τ／４又はその近傍に存在するとき）、Ｗ相コイル(22w)の内側を通過する磁界Ｂuの磁束量が増加し、これにより該Ｗ相コイル(22w)に誘導される電圧Ｖwiが増加することになる。
一方、図８及び図９に示す如く、Ｕ相コイル(22u)とＷ相コイル(22w)とが互いに重なった領域と対向した位置から磁性体(５)が移動して遠ざかった場合、Ｗ相コイル(22w)の内側を通過する磁界Ｂuの磁束量は減少し、これにより該Ｗ相コイル(22w)に誘導される電圧Ｖwiは減少することになる。
【００４４】
よって、図１０に示す様に、Ｗ相コイル(22w)には、磁性体(５)の位置ｘに応じた電圧Ｖwiが誘導されることになる。尚、図１０では、誘導電圧Ｖwiの大きさ｜Ｖwi｜が磁性体位置ｘに応じて変化することが示されている。
【００４５】
又、図８及び図９に示す如く、Ｕ相コイル(22u)とこれに隣接するＶ相コイル(22v)とが互いに重なった領域に対向して磁性体(５)が存在する場合（磁性体(５)が磁性体位置ｘ＝＋τ／４又はその近傍に存在するとき）、Ｖ相コイル(22v)の内側を通過する磁界Ｂuの磁束量が増加し、これにより該Ｖ相コイル(22v)に誘導される電圧Ｖviが増加することになる。
一方、図６及び図７に示す如く、Ｕ相コイル(22u)とＶ相コイル(22v)とが互いに重なった領域と対向した位置から磁性体(５)が移動して遠ざかった場合、Ｖ相コイル(22v)の内側を通過する磁界Ｂuの磁束量は減少し、これにより該Ｖ相コイル(22v)に誘導される電流Ｖviは減少することになる。
【００４６】
よって、図１０に示す様に、Ｖ相コイル(22v)には、磁性体(５)の位置ｘに応じた電圧Ｖviが誘導されることになる。尚、図１０では、誘導電圧Ｖviの大きさ｜Ｖvi｜が磁性体位置ｘに応じて変化することが示されている。
【００４７】
記録手段(45)には、図１０に示す如く磁性体位置ｘとＶ相コイル(22v)に誘導される電圧の大きさ｜Ｖvi｜との関係を表すテーブルと、図１０に示す如く磁性体位置ｘとＷ相コイル(22w)に誘導される電圧の大きさ｜Ｖwi｜との関係を表すテーブルとが記録されている。
尚、これらのテーブルは、コイルの寸法、コイルの巻き数、磁性体の寸法、磁性体の磁気的特性等により決定され、実験又は解析により予め取得することが出来るものである。実験によるテーブルの取得方法として、実際に磁性体(５)を移動させつつ、Ｖ相コイル(22v)に誘導される電圧ＶviとＷ相コイル(22w)に誘導される電圧Ｖwiとを測定することが挙げられる。又、解析によるテーブルの取得方法として、磁石可動型リニアモータ(１)と磁性体(５)とから成るシステムの磁界モデルを設定し、該磁界モデルに有限要素法を用いて解析することが挙げられる。
【００４８】
位置算出手段(44)は、測定手段(42)によって測定される２つの誘導電圧Ｖvi，Ｖwiを、測定値Ｖvi0，Ｖwi0として該測定手段(42)から取得し、取得した２つの測定値Ｖvi0，Ｖwi0に基づいて、可動子(３)の位置に応じて変化する磁性体(５)の位置を算出する。
【００４９】
具体的には図１０に示す様に、位置算出手段(44)は、記録手段(45)に記録されているテーブルに基づいて、測定手段(42)から得られる一方の測定値Ｖvi0に対応する２つの位置ｘv1（＝ｘ2），ｘv2（＝ｘ3）を第１位置情報として算出すると共に、測定手段(42)から得られる他方の測定値Ｖwi0に対応する２つの位置ｘw1（＝ｘ1），ｘw2（＝ｘ2）を第２位置情報として算出し、第１位置情報と第２位置情報とを比較することにより、第１位置情報に含まれる位置ｘv1（＝ｘ2），ｘv2（＝ｘ3）の中から、第２位置情報に含まれる位置ｘw1（＝ｘ1），ｘw2（＝ｘ2）と一致又は近似している位置ｘv1（＝ｘ2）を選択し、選択した位置ｘv1（＝ｘ2）を磁性体(５)の位置として算出する。
【００５０】
上述の如く、記録手段(45)に記録されているテーブルを用いて測定値Ｖvi0，Ｖwi0に対応する位置を算出する場合、２つの測定値Ｖvi0，Ｖwi0の何れか一方の測定値からでは、該測定値に対応して複数の位置（例えば測定値Ｖvi0に対して複数の位置ｘv1，ｘv2）が算出されるため、磁性体(５)の位置を一意に決めることが出来ない。
しかし、第１実施形態に係る位置検出装置においては、上述の如く２つの測定値Ｖvi0，Ｖwi0の両方からこれらに対応する２つの位置情報が算出されるため、一方の測定値から得られる位置情報を用いただけでは磁性体(５)の位置を一意に決めることが出来ない場合でも、他方の測定値から得られる位置情報を用いることにより磁性体(５)の位置が一意に決まることになる。
【００５１】
又、測定手段(42)によって誘導電圧を測定する場合、該誘導電圧の大きさが大きい程、該誘導電圧は高い精度で測定されることになる。即ち、図１０に示す磁性体位置ｘと誘導電圧の大きさとの関係（テーブル）は、誘導電圧の大きさが最大となる位置を中心とした幅がτ程度の範囲において、高い信頼性を有することになる。
従って、上述の如くテーブルに基づいて２つの測定値Ｖvi0，Ｖwi0から磁性体(５)の位置を検出する場合、磁性体位置ｘと誘導電圧の大きさ｜Ｖvi0｜との関係において信頼性の高い範囲と、磁性体位置ｘと誘導電圧の大きさ｜Ｖwi0｜との関係において信頼性の高い範囲とが重なっている範囲、即ちＵ相コイル(22u)の中心位置を基準(ｘ＝０)としたｘ＝−τ／４〜＋τ／４の範囲において検出された磁性体(５)の位置は、精度の高いものとなる。
【００５２】
上述したのと同様の原理により、インバータ(41)が、指令手段(43)から第１指令を受けてＶ相コイル(22v)を選択し、測定手段(42)が、指令手段(43)から第２指令を受けて、第１指令を受けてインバータ(41)が選択したＶ相コイル(22v)の両側に隣接するＷ相コイル(22w)とＵ相コイル(22u)とを選択した場合には、Ｖ相コイル(22v)の中心位置を基準(ｘ＝０)としたｘ＝−τ／４〜＋τ／４の範囲において、高い精度を有する磁性体(５)の位置が検出されることになる。
又、インバータ(41)が、指令手段(43)から第１指令を受けてＷ相コイル(22w)を選択し、測定手段(42)が、指令手段(43)から第２指令を受けて、第１指令を受けてインバータ(41)が選択したＷ相コイル(22w)の両側に隣接するＵ相コイル(22u)とＶ相コイル(22v)を選択した場合には、Ｗ相コイル(22w)の中心位置を基準(ｘ＝０)としたｘ＝−τ／４〜＋τ／４の範囲において、高い精度を有する磁性体(５)の位置が検出されることになる。
【００５３】
ここで、Ｕ相コイル〜Ｗ相コイル(22u)(22v)(22w)の何れか１つのコイルに交流電圧を印加して検出動作を実行したときに、ｘ＝−τ／４〜＋τ／４の範囲外にて磁性体(５)の位置が検出された場合でも、別の１つのコイルに交流電圧を印加して検出動作を実行し直すことにより、交流電圧が印加されているコイルの中心位置（ｘ＝０）を基準としたｘ＝−τ／４〜＋τ／４の範囲において、高い精度を有する磁性体(５)の位置を検出することが可能となる。
よって、上記第１実施形態に係る位置検出装置においては、磁性体(５)の位置に拘わらず、該磁性体(５)の位置を高い精度で検出することが出来る。
【００５４】
又、上述した様に、第１実施形態に係る位置検出装置は、コイルに誘導される電圧に基づいて磁性体(５)の位置を検出する。従って、磁石可動型リニアモータ(１)においては、可動子(３)の位置が固定子(２)側で検出されることになる。よって、検出された可動子(３)の位置を用いてサーボ制御等を実行する場合でも、磁石可動型リニアモータ(１)には、従来の磁石可動型リニアモータの如く通信手段を設ける必要がない。
【００５５】
しかも、上記位置検出装置においては、位置検出用の磁界を発生させるためにコイルに交流電圧が印加されているので、該磁界は振動磁界になっている。従って、可動子(３)が停止していて磁性体(５)が停止しているときでも、交流電圧が印加されているコイルの両側に隣接する一対のコイルには電圧が誘導されるので、磁性体(５)の位置を検出することが可能である。
【００５６】
又、上記位置検出装置においては、磁性体(５)が対向しているセグメント(21)に配備されているＵ相〜Ｗ相直列コイル(23u)(23v)(23w)の中から１つの直列コイルにのみ交流電圧が印加されるので、磁性体(５)の位置検出に必要な消費電力は少なく済む。
【００５７】
３．位置検出装置の第２実施形態
図１１に示す様に、第２実施形態に係る位置検出装置は、磁性体(５)とインバータ(41)の他に、測定手段(42)と、指令手段(43)と、位置算出手段(44)と、記録手段(45)と、電圧調整手段(46)と、判定手段(47)とを具えている。
ここで、インバータ(41)は、上述したインバータ制御手段(40)からの指令とは別の第１指令を指令手段(43)から受けることが出来、指令手段(43)から第１指令を受けた場合、磁性体(５)が対向しているセグメント(21)に配備されているＵ相〜Ｗ相直列コイル(23u)(23v)(23w)の中から２つの直列コイルを選択し、選択した２つの直列コイルに対して互いに逆向きの交流電圧を印加する。これによって、移動磁界とは別の位置検出用の磁界が、磁性体(５)が対向しているセグメント(21)のコイル側表面に発生することになる。
【００５８】
測定手段(42)は、上記第１指令とは別の第２指令を指令手段(43)から受けることが出来、指令手段(43)から第２指令を受けた場合、磁性体(５)が対向しているセグメント(21)に配備されているＵ相〜Ｗ相直列コイル(23u)(23v)(23w)の中から１つの直列コイルを選択し、選択した１つの直列コイルに誘導される電圧（誘導電圧）を測定する。
【００５９】
指令手段(43)は、位置算出手段(44)からの制御指令に基づいて、インバータ(41)に対しては、電圧を印加する対象として、磁性体(５)が対向しているセグメント(21)に配備されているＵ相〜Ｗ相直列コイル(23u)(23v)(23w)の中から２つの直列コイルを選択すると共に、選択した２つの直列コイルに対して互いに逆向きで大きさが同じ所定値Ｖ0である交流電圧を印加するための第１指令を与え、測定手段(42)に対しては、誘導電圧を測定する対象として、第１指令を受けてインバータ(41)が選択することとなる２つの直列コイルとは別の１つの直列コイルを選択するための第２指令を与える。
【００６０】
以下、本実施形態においては、Ｕ相〜Ｗ相直列コイル(23u)(23v)(23w)に含まれるコイルの内、一方向に並んだ３つのコイル(22u)(22u)(22w)に着目して説明を行う（例えば図１２参照）。
図１２に示す様に、インバータ(41)が、指令手段(43)から第１指令を受けて、１つのＵ相コイル(22u)を間に挟んで位置するＶ相コイル(22v)とＷ相コイル(22w)とを選択した場合、測定手段(42)は、指令手段(43)からの第２指令を受けて、第１指令を受けてインバータ(41)が選択したＶ相コイル(22v)とＷ相コイル(22w)と間に挟まれたＵ相コイル(22u)を選択することになる。
【００６１】
この場合、図１２に示す様に、Ｖ相コイル(22v)に交流電圧Ｖv0が印加されて位置検出用の磁界Ｂvが発生すると共に、Ｗ相コイル(22w)に交流電圧Ｖv0とは逆向きで大きさが同じ所定値Ｖ0である交流電圧Ｖw0が印加されて、磁界Ｂvとは逆向きで磁界Ｂvと大きさが同じ位置検出用の磁界Ｂwが発生する。これにより、Ｕ相コイル(22u)の内側には、図１３に示す様にコイルどうしが重なった２つの領域にそれぞれ位置検出用の磁界Ｂvと磁界Ｂwが通過することになる。
【００６２】
ここで、Ｖ相コイル(22v)とＷ相コイル(22w)にはそれぞれ、互いに逆向きで大きさが同じ所定値Ｖ0である交流電圧Ｖv0，Ｖw0が印加されているので、図１３に示す如く、Ｕ相〜Ｗ相コイル(22u)(22v)(22w)と対向する位置に磁性体(５)が存在しない場合には、Ｕ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂvの磁束と磁界Ｂwの磁束とが互いに打ち消し合い、これによってＵ相コイル(22u)には電圧が殆ど誘導されない。従って、測定手段(42)によって測定される電圧はほぼ０となる。
【００６３】
ここで、磁性体(５)は磁気抵抗が低い。よって、図１４に示す様に、交流電圧Ｖw0が印加されているＷ相コイル(22w)と対向する位置に磁性体(５)が存在する場合、位置検出用の磁界Ｂwは磁性体(５)を通過し易くなる。このため、図１５に示す様に、磁性体(５)が存在する位置にて磁界Ｂwの磁束密度が高くなる一方、その他の領域においては磁界Ｂwの磁束密度が低くなる。
又、図１６に示す様に、交流電圧Ｖv0が印加されているＶ相コイル(22v)と対向する位置に磁性体(５)が存在する場合、図１７に示す様に、磁性体(５)が存在する位置にて磁界Ｂvの磁束密度が高くなる一方、その他の領域においては磁界Ｂvの磁束密度が低くなる。
【００６４】
従って、図１４及び図１５に示す如く、Ｕ相コイル(22u)とこれに隣接するＷ相コイル(22w)とが互いに重なった領域に対向して磁性体(５)が存在する場合（磁性体(５)が磁性体位置ｘ＝−τ／４又はその近傍に存在するとき）、Ｕ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂwの磁束量が増加することになる。よって、Ｕ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂwの磁束量が、Ｕ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂvの磁束量よりも大きくなり、Ｕ相コイル(22u)には電圧Ｖuiが誘導されることになる。そして、誘導された電圧Ｖuiが測定手段(42)によって測定されることになる。
【００６５】
一方、図１６及び図１７に示す如く、Ｕ相コイル(22u)とこれに隣接するＶ相コイル(22v)とが互いに重なった領域に対向して磁性体(５)が存在する場合（磁性体(５)が磁性体位置ｘ＝＋τ／４又はその近傍に存在するとき）、Ｕ相コイル(22v)の内側を通過する磁界Ｂvの磁束量が増加することになる。よって、Ｕ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂvの磁束量が、Ｕ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂwの磁束量よりも大きくなり、Ｕ相コイル(22u)には電圧Ｖuiが誘導されることになる。そして、誘導された電圧Ｖuiが測定手段(42)によって測定されることになる。
【００６６】
次に、電圧調整手段(46)は、測定手段(42)によって測定される誘導電圧Ｖuiを測定値Ｖui0として該測定手段(42)から取得し、取得した測定値Ｖui0に基づいてインバータ(41)を制御することにより、測定手段(42)によって測定される誘導電圧Ｖuiが所定値（＝０）となる様にＶ相コイル(22v)とＷ相コイル(22w)に印加する交流電圧Ｖv0，Ｖw0をそれぞれ調整する。
【００６７】
判定手段(47)は、電圧調整手段(46)によって交流電圧Ｖv0，Ｖw0が調整されている間、このとき測定手段(42)によって測定される誘導電圧Ｖuiを測定値Ｖui0として測定手段(42)から取得し、取得した測定値Ｖui0が所定値（＝０）に一致又は近似しているか否かを判定する。そして、判定手段(47)によって測定値Ｖui0が所定値(＝０)に一致又は近似していると判定される迄、電圧調整手段(46)による交流電圧Ｖv0，Ｖw0の調整が実行される。
【００６８】
具体的に電圧調整手段(46)は、図１８に示す様に、Ｗ相コイル(22w)に印加する交流電圧Ｖw0の大きさ｜Ｖw0｜を所定値Ｖ0に固定して、Ｖ相コイル(22v)に印加する交流電圧Ｖv0の大きさ｜Ｖv0｜を０から所定値Ｖ0まで変化させ、その後、Ｖ相コイル(22v)に印加する交流電圧Ｖv0の大きさ｜Ｖv0｜を所定値Ｖ0に固定して、Ｗ相コイル(22w)に印加する交流電圧Ｖw0の大きさ｜Ｖw0｜を所定値Ｖ0から０まで変化させる。
そして、判定手段(47)によって、測定手段(42)から得られる測定値Ｖui0が所定値(＝０)に一致又は近似していると判断されたとき、電圧調整手段(46)による交流電圧Ｖv0，Ｖw0の調整を終了する。
【００６９】
図１５に示す様に、Ｕ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂwの磁束量が、Ｕ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂvの磁束量よりも大きい場合（磁性体(５)が磁性体位置ｘ＝−τ／４又はその近傍に存在するとき）、電圧調整手段(46)の調整動作（図１８）により、測定手段(42)によって測定される誘導電圧Ｖuiが所定値（＝０）となる様に、Ｗ相コイル(22w)に印加する交流電圧Ｖw0の大きさ｜Ｖw0｜が所定値Ｖ0より小さい値に調整されることになる。このとき、図１９に示す様にＵ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂwの磁束量は、Ｕ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂvの磁束量と等しくなり、Ｕ相コイル(22u)の内側にて磁界Ｂvと磁界Ｂwは互いに打ち消し合うことになる。
【００７０】
一方、図１７に示す如く、Ｕ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂvの磁束量が、Ｕ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂwの磁束量よりも大きい場合（磁性体(５)が磁性体位置ｘ＝＋τ／４又はその近傍に存在するとき）、電圧調整手段(46)の調整動作（図１８）により、測定手段(42)によって測定される誘導電圧Ｖuiが所定値（＝０）となる様にＶ相コイル(22v)に印加されている交流電圧Ｖv0の大きさ｜Ｖv0｜が所定値Ｖ0より小さい値に調整されることになる。このとき、図２０に示す様にＵ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂvの磁束量は、Ｕ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂwの磁束量と等しくなり、Ｕ相コイル(22u)の内側にて磁界Ｂvと磁界Ｂwは互いに打ち消し合うことになる。
【００７１】
尚、図２１に示す様に、磁性体(５)がＵ相コイル(22u)の中心位置に存在する場合（磁性体(５)が磁性体位置ｘ＝０に存在するとき）、磁性体(５)は２つの磁界Ｂv，Ｂwに殆ど影響を与えないので、Ｕ相コイル(22u)の内側を通過する磁界Ｂvと磁界Ｂwの磁束量は互いに等しく、従ってＵ相コイル(22u)には電圧が殆ど誘導されない。従って、調整後の交流電圧Ｖv0，Ｖw0の大きさ｜Ｖv0｜，｜Ｖw0｜は何れも所定値Ｖ0のままとなる（図１８参照）。
【００７２】
この様に調整された２つの交流電圧Ｖv0，Ｖw0は、磁性体位置ｘに応じて変化し、しかも磁性体位置ｘとは１対１の関係を有することになる。
【００７３】
記録手段(45)には、磁性体位置ｘと調整後の２つ交流電圧の大きさ｜Ｖv0｜，｜Ｖw0｜との関係を表すテーブルが記録されている。
尚、上記テーブルは、コイルの寸法、コイルの巻き数、磁性体の寸法、磁性体の磁気的特性等により決定され、実験又は解析により予め取得することが出来るものである。実験によるテーブルの取得方法として、実際に磁性体(５)を移動させつつ、調整後の２つの交流電圧Ｖv0，Ｖw0を測定することが挙げられる。又、解析によるテーブルの取得方法として、磁石可動型リニアモータ(１)と磁性体(５)とから成るシステムの磁界モデルを設定し、該磁界モデルに有限要素法を用いて解析することが挙げられる。
【００７４】
位置算出手段(44)は、判定手段(47)により測定手段(42)から得られる測定値Ｖui0が所定値(＝０)に一致又は近似していると判定されたとき、インバータ(41)によってＶ相コイル(22v)とＷ相コイル(22w)にそれぞれ印加されている交流電圧Ｖv0，Ｖw0をインバータ(41)から取得し、取得した２つの交流電圧Ｖv0，Ｖw0に基づいて、可動子(３)の位置に応じて変化する磁性体(５)の位置を算出する。
【００７５】
具体的には、位置算出手段(44)は、インバータ(41)から取得した２つの交流電圧Ｖv0，Ｖw0に基づいて、記録手段(45)に記録されているテーブルから該２つの交流電圧Ｖv0，Ｖw0の大きさ｜Ｖv0｜，｜Ｖw0｜に対応する位置ｘを取得し、取得した位置ｘを磁性体(５)の位置として算出する。斯くして、第２実施形態に係る位置検出装置においては、調整後の２つの交流電圧Ｖv0，Ｖw0から磁性体(５)の位置が一意に決まることになる。
【００７６】
又、上述の如くインバータ(41)から得られる２つの交流電圧Ｖv0，Ｖw0に基づいて磁性体(５)の位置を検出する場合、Ｕ相コイル(22u)の内側を通過する調整前の磁界Ｂvと磁界Ｂwとの磁束量の差が磁性体(５)の位置ｘの変化に伴って大きく変化する磁性体位置ｘの範囲、即ちＵ相コイル(22u)の中心位置を基準(ｘ＝０)としたｘ＝−τ／４〜＋τ／４の範囲において検出された磁性体(５)の位置は、精度の高いものとなる。
【００７７】
上述したのと同様の原理により、インバータ(41)が、指令手段(43)から第１指令を受けて、１つのＶ相コイル(22v)を間に挟んで位置するＵ相コイル(22u)とＷ相コイル(22w)とを選択し、測定手段(42)が、指令手段(43)から第２指令を受けて、第１指令を受けてインバータ(41)が選択したＵ相コイル(22u)とＷ相コイル(22w)との間に挟まれたＶ相コイル(22v)を選択した場合には、Ｖ相コイル(22v)の中心位置を基準(ｘ＝０)としたｘ＝−τ／４〜＋τ／４の範囲において、高い精度を有する磁性体(５)の位置が検出されることになる。
又、インバータ(41)が、指令手段(43)から第１指令を受けて、１つのＷ相コイル(22w)を間に挟んで位置するＵ相コイル(22u)とＶ相コイル(22v)とを選択し、測定手段(42)が、指令手段(43)から第２指令を受けて、第１指令を受けてインバータ(41)が選択したＵ相コイル(22u)とＶ相コイル(22v)との間に挟まれたＷ相コイル(22w)を選択した場合には、Ｗ相コイル(22u)の中心位置を基準(ｘ＝０)としたｘ＝−τ／４〜＋τ／４の範囲において、高い精度を有する磁性体(５)の位置が検出されることになる。
【００７８】
ここで、Ｕ相コイル〜Ｗ相コイル(22u)(22v)(22w)の何れか１つのコイルを間に挟んで位置する一対のコイルに交流電圧を印加して検出動作を実行したときに、ｘ＝−τ／４〜＋τ／４の範囲外にて磁性体(５)の位置が検出された場合でも、別の１つのコイルを間に挟んで位置する一対のコイルに交流電圧を印加して検出動作を実行し直すことにより、誘導電圧が測定されるコイル（一対のコイルの間に挟まれたコイル）の中心位置（ｘ＝０）を基準としたｘ＝−τ／４〜＋τ／４の範囲において、高い精度を有する磁性体(５)の位置を検出することが可能となる。
よって、上記第２実施形態に係る位置検出装置においては、磁性体(５)の位置に拘わらず、該磁性体(５)の位置を高い精度で検出することが出来る。
【００７９】
又、上述した様に、第２実施形態に係る位置検出装置は、一対のコイルに印加する調整後の交流電圧に基づいて磁性体(５)の位置を検出する。従って、磁石可動型リニアモータ(１)においては、可動子(３)の位置が固定子(２)側で検出されることになる。よって、検出された可動子(３)の位置を用いてサーボ制御等を実行する場合でも、磁石可動型リニアモータ(１)には、従来の磁石可動型リニアモータの如く通信手段を設ける必要がない。
【００８０】
しかも、上記位置検出装置においては、位置検出用の磁界を発生させるためにコイルに交流電圧が印加されているので、該磁界は振動磁界になっている。従って、可動子(３)が停止していて磁性体(５)が停止しているときでも、交流電圧が印加されている一対のコイルの間に挟まれているコイルには電圧が誘導されるので、磁性体(５)の位置を検出することが可能である。
【００８１】
又、上記位置検出装置においては、磁性体(５)が対向しているセグメント(21)に配備されているＵ相〜Ｗ相直列コイル(23u)(23v)(23w)の中から一対の直列コイルにのみ交流電圧が印加されるので、磁性体(５)の位置検出に必要な消費電力は少なく済む。
【００８２】
４．磁性体の絶対位置の検出方法
上述した第１及び第２実施形態に係る位置検出装置によれば、何れかのコイルに対して、該コイルの中心位置（ｘ＝０）を基準としたｘ＝−τ／４〜＋τ／４の範囲内で、高い精度を有する磁性体(５)の位置ｘが検出されることになる。
従って、磁性体(５)の絶対位置を検出するためには、スイッチやセンサ等で磁性体(５)を検出することが出来る初期位置から、磁性体(５)が対向しているコイル組の中心位置（Ｖ相コイル(22v)の中心位置）迄の距離Ｌを算出する必要がある。
【００８３】
可動子(３)に配置されている永久磁石は、上述の如く、同じコイル組に含まれているＵ相コイル(22u)とＷ相コイル(22w)との中心間の距離τ（図２参照）と略同一の長さ寸法を有している。この様な構成においては、可動子(３)を移動させるべく固定子(２)側のコイル群(22)に３相交流電圧の印加した場合、可動子(３)は、３相交流電圧が１周期分だけ振動する毎に、隣接するコイル組に含まれている同じ相の２つのコイルの中心間の距離だけ移動することになる。
【００８４】
従って、上記初期位置に磁性体(５)が存在していた状態から、コイル群(22)に印加されている３相交流電圧が何周期分の振動を行ったかをカウントすることにより、初期位置から、磁性体(５)が対向しているコイル組の中心位置迄の距離Ｌを算出することが出来る。
【００８５】
そこで、位置検出装置により検出される磁性体(５)の位置に、上述の如く算出された距離Ｌを合算する共に、位置検出装置によって検出された磁性体(５)の位置がどの相のコイルの中心位置を基準としたものかによって決まる補正値を合算することにより、磁性体(５)の絶対位置が算出されることになる。
ここで、補正値は、磁性体(５)の位置がＶ相コイル(22v)の中心位置を基準として得られたものである場合には０であり、磁性体(５)の位置がＵ相コイル(22u)の中心位置を基準として得られたものである場合には−τ／２（又は、＋τ／２）であり、磁性体(５)の位置がＷ相コイル(22w)の中心位置を基準として得られたものである場合には＋τ／２（又は、−τ／２）である。
【００８６】
尚、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。上記実施形態においては、本発明に係る位置検出装置が、隣接するコイルどうしが互いに一部で重なり合った磁石可動型リニアモータに適用されていたが、本発明に係る位置検出装置の適用範囲はこれに限られるものではない。例えば、本発明に係る位置検出装置は、隣接するコイルどうしが互いに重なり合っていない磁石可動型リニアモータにも適用することが可能である。但し、隣接するコイルは、一方のコイルに発生した磁界が他方のコイルの内側を通過することとなる位置関係を有している必要がある。或いは、磁性体(５)は、隣接するコイルとの関係において、一方のコイルに発生した磁界が磁性体(５)を通じて他方のコイルの内側を通過することとなる形状を有している必要がある。
【００８７】
上記実施形態においては、各セグメント(21)には４つのコイル組が配備されていたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば各セグメント(21)には、１つのコイル組だけが配備されていてもよいし、４つ以外の複数のコイル組が配備されていてもよい。
【００８８】
又、上記実施形態においては、磁性体(５)は、可動子(３)に一部又は全部が対向するセグメント(21)の一群と磁性体(５)に対向するセグメント(21)との間に別のセグメント(21)が１つだけ挟まれる様に、可動子(３)に固定されていたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、磁性体(５)は、該磁性体(５)に対向するセグメント(21)が前記セグメント(21)の一群に隣接する様に可動子(３)に固定されていてもよいし、前記セグメント(21)の一群と磁性体（３）に対向するセグメント(21)との間に複数のセグメント(21)が挟まれる様に可動子(３)に固定されていてもよい。
【００８９】
更に、上記実施形態においては、位置検出装置は指令手段(43)を具え、該指令手段(43)によってインバータ(41)及び測定手段(42)に指令（第１指令及び第２指令）を与えていたが、本発明はこれに限られるものではなく、指令手段(43)に代えてインバータ制御手段(40)によってインバータ(41)及び測定手段(42)に指令（第１指令及び第２指令）を与えてもよい。
【００９０】
更に又、上記実施形態においては、可動子(３)を駆動するためのコイルを利用して位置検出装置による位置検出を行ったが、可動子駆動用のコイルとは別に位置検出用のコイルを固定子(２)に配備し、該位置検出用のコイルを用いて位置検出装置による位置検出を行ってもよい。
又、上記実施形態においては、測定手段(42)はコイルに誘導される電圧を測定していたが、これに代えてコイルに誘導される電流を測定してもよい。
【符号の説明】
【００９１】
(１)  磁石可動型リニアモータ
(２)  固定子
(21)  セグメント
(22)  コイル群
(22u)  Ｕ相コイル
(22v)  Ｖ相コイル
(22w)  Ｗ相コイル
(３)  可動子
(40)  インバータ制御手段
(41)  インバータ（電力供給制御手段）
(42)  測定手段
(43)  指令手段
(44)  位置算出手段
(45)  記録手段
(46)  電圧調整手段
(47)  判定手段
(５)  磁性体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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