(57)【要約】【課題】簡易でより精度の高い位置決めが可能なリニアモータおよびリニアモータの駆動システムを提供することを課題とする。【解決手段】固定子１０と可動子２０とが互いに相対運動するリニアモータ１であって、可動子に設けられ、相対運動の方向に異なる磁極のマグネット２５ｎ、２５ｓが交互に並べられ、可動子の位置を検出するための位置検出用マグネット部２５と、相対運動する位置検出用マグネット部のマグネットを検出して位置を検出するための位置検出用センサ１６と、相対運動する位置検出用マグネット部のマグネットを検出するゲート用センサ３６と、を備え、ゲート用センサが位置検出用マグネット部を検出するとき、位置検出用センサが位置検出用マグネット部に重なる位置に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記固定子または前記可動子に設けられ、前記相対運動の方向に異なる磁極のマグネットが交互に並べられ、前記可動子の位置を検出するための位置検出用マグネット部と、
前記相対運動する前記位置検出用マグネット部の前記マグネットを検出して位置を検出するための位置検出用センサと、
前記相対運動する前記位置検出用マグネット部のマグネットを検出するゲート用センサと、を備え、
前記ゲート用センサが前記位置検出用マグネット部を検出するとき、前記位置検出用センサが前記位置検出用マグネット部に重なる位置に配置されたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のリニアモータにおいて、
前記ゲート用センサは、前記位置検出用マグネット部の磁極を検出することを特徴とするリニアモータ。
【請求項３】
請求項２に記載のリニアモータにおいて、
前記位置検出用マグネット部と前記ゲート用センサとが近づく際、
前記ゲート用センサが、前記位置検出用マグネット部における先頭の前記マグネットの磁極と同一の磁極を検出し、
前記位置検出用センサが、前記位置検出用マグネット部と前記ゲート用センサとの間に配置されたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項４】
請求項２に記載のリニアモータにおいて、
前記位置検出用マグネット部と前記ゲート用センサとが近づく際、
前記ゲート用センサが、前記位置検出用マグネット部における先頭の前記マグネットの磁極と異なる磁極を検出し、かつ、前記位置検出用マグネット部と前記位置検出用センサとの間に配置されたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリニアモータにおいて、
複数の前記ゲート用センサが、前記相対運動の方向に配列されたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリニアモータにおいて、
前記ゲート用センサが位置検出用マグネット部を検出するとき、前記位置検出用センサの信号を出力するゲート部を更に備えたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のリニアモータにおいて、
前記位置検出用マグネット部が、前記可動子を駆動させる駆動用マグネットであることを特徴とするリニアモータ。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の前記リニアモータにおいて、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リニアモータ駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置の台車の駆動等に用いられるリニアモータに関し、特に、マグネットにより位置検出が行われるリニアモータ、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リニアモータ駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
機械内搬送装置、部品搬送装置等の分野で利用されるリニアモータにおいて、フィードバック制御における高い位置決め精度のためのリニアエンコーダが利用されている。しかし、リニアスケールのセッティングに関して、セッティングの精度が厳しく要求されており、また可動子がロングストロークになると、リニアスケールの長さが長くなるためコストアップになる。また、光学式リニアエンコーダの場合、特に塵芥や汚れ等に対する耐環境性が十分ではない。そこで、磁気式リニアエンコーダとしてのセッティングが不要であり、ローコストで、耐環境性に強いリニアモータが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、永久磁石が、リニアモータの界磁と磁気式リニアエンコーダの被検出体である磁気スケール部を兼用して構成すると共に、永久磁石のピッチ間隔が当該磁気スケール部のスケールピッチとなるように設けてあるリニアモータ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５６８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、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が、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。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術は、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。特に、固定子間を可動子が移動する際、磁気センサが磁気スケールを兼ねた駆動用のマグネットを検知できない領域がある。この場合を考慮した高精度の位置決めを行う必要がある。
【０００７】
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、簡易でより精度の高い位置決めが可能なリニアモータおよびリニアモータの駆動システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、前記固定子または前記可動子に設けられ、前記相対運動の方向に異なる磁極のマグネットが交互に並べられ、前記可動子の位置を検出するための位置検出用マグネット部と、前記相対運動する前記位置検出用マグネット部の前記マグネットを検出して位置を検出するための位置検出用センサと、前記相対運動する前記位置検出用マグネット部のマグネットを検出するゲート用センサと、を備え、前記ゲート用センサが前記位置検出用マグネット部を検出するとき、前記位置検出用センサが前記位置検出用マグネット部に重なる位置に配置されたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリニアモータにおいて、前記ゲート用センサは、前記位置検出用マグネット部の磁極を検出することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のリニアモータにおいて、前記位置検出用マグネット部と前記ゲート用センサとが近づく際、前記ゲート用センサが、前記位置検出用マグネット部における先頭の前記マグネットの磁極と同一の磁極を検出し、前記位置検出用センサが、前記位置検出用マグネット部と前記ゲート用センサとの間に配置されたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のリニアモータにおいて、前記位置検出用マグネット部と前記ゲート用センサとが近づく際、前記ゲート用センサが、前記位置検出用マグネット部における先頭の前記マグネットの磁極と異なる磁極を検出し、かつ、前記位置検出用マグネット部と前記位置検出用センサとの間に配置されたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリニアモータにおいて、複数の前記ゲート用センサが、前記相対運動の方向に配列されたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリニアモータにおいて、前記ゲート用センサが位置検出用マグネット部を検出するとき、前記位置検出用センサの信号を出力するゲート部を更に備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のリニアモータにおいて、前記位置検出用マグネット部が、前記可動子を駆動させる駆動用マグネットであることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の前記リニアモータにおいて、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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、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、固定子または可動子に設けられ、相対運動の方向に異なる磁極のマグネットが交互に並べられ、可動子の位置を検出するための位置検出用マグネット部と、相対運動する位置検出用マグネット部のマグネットを検出して位置を検出するための位置検出用センサと、相対運動する位置検出用マグネット部のマグネットを検出するゲート用センサと、を備え、ゲート用センサが位置検出用マグネット部を検出するとき、位置検出用センサが位置検出用マグネット部に重なる位置に配置されたことにより、固定子間を可動子が移動する際等において、可動子が位置検出用センサの検出領域に進入する際に生じる位置検出用センサの出力の乱れを、ゲート用センサに基づき除去するので、簡易でより精度の高い位置決めが可能なリニアモータおよびリニアモータの駆動システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る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２】図１の固定子および可動子の一例を模式的に示す平面図である。
【図３】図１の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４】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】図１の位置検出用センサを構成する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６】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７】ゲート用センサが無い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８】図１の位置検出用センサおよびゲート用センサの出力を示す模式図である。
【図９】（Ａ）から（Ｅ）は、図３の固定子および可動子の相対運動におけるゲート用センサの動作例を示す模式図である。
【図１０】（Ａ）から（Ｄ）は、図３の固定子および可動子の相対運動におけるゲート用センサの動作例を示す模式図である。
【図１１】（Ａ）から（Ｅ）は、図３の固定子および可動子の相対運動におけるゲート用センサの動作例を示す模式図である。
【図１２】（Ａ）から（Ｄ）は、図３の固定子および可動子の相対運動におけるゲート用センサの動作例を示す模式図である。
【図１３】（Ａ）から（Ｂ）は、図３のリニアモータの第１変形例におけるゲート用センサの動作例を示す模式図である。
【図１４】（Ａ）から（Ｂ）は、図３のリニアモータの第２変形例におけるゲート用センサの動作例を示す模式図である。
【図１５】（Ａ）から（Ｄ）は、図３のリニアモータの第３変形例におけるゲート用センサの動作例を示す模式図である。
【図１６】（Ａ）から（Ｄ）は、本発明の第２実施形態に係るリニアモータの概略構成の一例、および、固定子および可動子の相対運動におけるゲート用センサの動作例を示す模式図である。
【図１７】（Ａ）から（Ｅ）は、図１６のリニアモータの固定子および可動子の相対運動におけるゲート用センサの動作例を示す模式図である。
【図１８】本発明の第３実施形態に係るリニアモータの概略構成の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る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。
【００２０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る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２は、図１の固定子および可動子の一例を模式的に示す平面図である。図３は、図１の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。
【００２１】
図１に示すように、リニアモータ駆動システムは、磁気的な作用により互いに相対運動する固定子１０および可動子２０と、リニアモータ１のモータに電流を供給して駆動させるモータ駆動装置（ドライバ）４０と、モータ駆動装置４０を制御する上位コントローラ５０と、を備える。なお、図１では、固定子１０および可動子２０の側面から見た構成を模式的に示している。
【００２２】
固定子１０は、図１に示すように、モータ駆動装置４０からの３相交流電流が供給され可動子２０と磁気的に作用をするコイル部１５と、可動子２０の位置を検知する位置検出用センサ１６（１６Ｌ、１６Ｒ）と、位置検出用センサ１６の出力を制御するためのゲート用センサ３６（３６ｎ、３６ｓ）と、位置検出用センサ１６とゲート用センサ３６との出力に基づき、可動子２０の位置に関する信号を出力するゲート部３７（３７Ｌ、３７Ｒ）と、コイル部１５の長手方向の左右に設置されたゲート部３７Ｌ、３７Ｒからの信号を切り替える位置情報切替器３８と、を有する。
【００２３】
可動子２０は、図１に示すように、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マグネット２５ｎ、２５ｓから構成され、コイル部１５と磁気的に作用する駆動用マグネット部２５と、を有する。そして、可動子２０は、部品やワーク等のキャリアとして機能する。
【００２４】
次に、図２（Ａ）に示すように、固定子１０のコイル部１５は、Ｕ相用のコイル１５ｕ、Ｖ相用のコイル１５ｖ、および、Ｗ相用のコイル１５ｗの３種類を有する。これらコイル１５ｕ、１５ｖ、コイル１５ｗは、固定子１０の長手方向（相対運動の方向）に、Ｕ相、Ｖ相、および、Ｗ相の順に周期的に配列されている。
【００２５】
位置検出用センサ１６（１６Ｌ、１６Ｒ）は、駆動マグネット部２５のマグネット２５ｎ、２５ｓの磁力を検出する磁気センサである。磁気スケールの代わりに、相対運動方向に交互に配列されているＮ極のマグネット２５ｎとＳ極のマグネット２５ｓとを検出することにより、可動子２０の位置を検出する。また、図２（Ａ）や図３に示すように、コイル部１５の固定子１０の長手方向の両脇に設置されていて、可動子２０の駆動マグネット部２５が、相対運動方向で、コイル部１５に入ってきたことを検知等する。位置検出用センサ１６は、コイル部１５側の固定子１０に設けられ、かつ、駆動用マグネット部２５のマグネット２５ｎ、２５ｓを検出して位置を検出する。このように、駆動マグネット部２５は、固定子または可動子に設けられ、相対運動の方向に異なる磁極のマグネットが交互に並べられ、可動子の位置を検出するための位置検出用マグネット部の一例として機能する。
【００２６】
次に、図１や図２（Ｂ）や図３に示すように、駆動用マグネット部２５は、長手方向に長さＬ１で、Ｎ極が固定子１０に対向する面に表れたマグネット２５ｎと、Ｓ極が固定子１０に対向する面に表れたマグネット２５ｓとを有する。Ｎ極のマグネット２５ｎとＳ極のマグネット２５ｓとは、交互に相対運動方向に配列されている。このようにＮ極、Ｓ極の順に、マグネット２５ｎとマグネット２５ｓとが交互に、固定子１０と可動子２０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。そして駆動用マグネット部２５は、コイル部１５に磁気的に作用して、可動子２０の推進力を発生させる。このように、駆動用マグネット部２５は、相対運動の方向に異なる磁極のマグネットが交互に並べられた一例である。
【００２７】
なお、図２や図３におけるコイル部１５の長手方向の長さ、すなわち、コイル部１５における両端のＵ相用のコイル１５ｕおよびＷ相用のコイル１５ｗの長手方向の距離と、図１において図示されたコイル部１５の長手方向の長さとは、対応している。同様に、図２や図３における駆動マグネット部２５の長手方向の長さＬ１と、図１において図示された駆動用マグネット部２５の長手方向の長さＬ１とは、対応している。
【００２８】
次に、ゲート用センサ３６は、ホール素子等から形成され、磁極を検出できるセンサである。ゲート用センサ３６ｎは、駆動用マグネット部２５のマグネット２５ｎを検出できるＮ極検出用のホール素子を有し、ゲート用センサ３６ｓは、マグネット２５ｓを検出できるＳ極検出用のホール素子を有する。図１や図２（Ａ）や図３に示すように、ゲート用センサ３６ｎは、固定子１０において、位置検出用センサ１６Ｌの隣の外側に設置され、ゲート用センサ３６ｓは、固定子１０において、位置検出用センサ１６Ｒの隣の外側に設置されている。また、図１の図中において、ゲート用センサ３６ｎ、３６ｓを左右どちらの位置に設置するかは、可動子２０の駆動用マグネット部２５のマグネット２５ｎ、２５ｓの並びの順に依存する。図１に示すように、駆動用マグネット部２５において、マグネット２５ｎが図中左端で、マグネット２５ｓが図中右端である場合、ゲート用センサ３６ｎは、図中左端、ゲート用センサ３６ｓは、図中右端になる。マグネット２５ｎ、２５ｓの並びが逆になると、ゲート用センサ３６ｎ、３６ｓの並びも逆になる。
【００２９】
このように、ゲート用センサ３６は、コイル部１５側の固定子１０に設けられ、かつ、相対運動する駆動用マグネット部２５のマグネット２５ｎ、２５ｓを検出する。また、このようにゲート用センサ３６が位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５を検出するとき、位置検出用センサ１６が駆動用マグネット部に重なる位置に配置される。また、ゲート用センサ３６は、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５のマグネット２５ｎまたはマグネット２５ｓの磁極を検出する。
【００３０】
ゲート部３７は、位置検出用センサ１６およびゲート用センサ３６に接続する入力端と、位置情報切替器３８に接続する出力端とを有する。ゲート部３７は、ゲート用センサ３６からの信号に応じて、位置検出用センサ１６の信号を、位置情報切替器３８に通すゲートの機能を有する。このようにゲート部３７は、ゲート用センサ３６がゲート用マグネット３５を検出するとき、位置検出用センサ１６の信号を出力する。
【００３１】
次に、位置情報切替器３８は、図１に示したように、ゲート部３７を通した複数の位置検出用センサ１６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３８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３８は、入力信号が１つの場合は、そのまま出力し、入力信号が無い場合は、出力をしない。
【００３２】
次に、モータ駆動装置４０は、図４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１０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１０に流している電力を検出する電流センサ４３と、を有する。
【００３３】
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３８と接続されている。
【００３４】
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２０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１０のコイル部１５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等と、から構成される。さらに、制御器４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を有する。
【００３５】
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１０のコイル部１５に電流を供給する。
【００３６】
なお、図１や図４に示すように、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３８とは、エンコーダケーブル５２により接続されている。位置検出用センサ１６、ゲート用センサ３６、ゲート部３７、および、位置情報切替器３８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１０とは、動力ケーブル５３により接続されている。
【００３７】
また、上位コントローラ５０は、制御ライン５１を通してモータ駆動装置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３８からの情報とを比較して、駆動している可動子２０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、モータ駆動装置４０に指令値を出力する。
【００３８】
次に、位置検出用センサ１６を構成する磁気センサについて図に基づき説明する。
【００３９】
図５は、図１の位置検出用センサを構成す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。
【００４０】
位置検出用センサ１６の磁気センサは、Ｓｉ若しくはガラス基板と、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を有する。磁気センサは、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。
【００４１】
図５に示したように、位置検出用センサ１６の磁気センサは、運動の方向を知るために、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つの基板上に形成されている。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６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。マグネット２５ｎ、２５ｓが相対運動方向に交互に配列されているため、位置検出用センサ１６の出力が、余弦波および正弦波となる。このように位置検出用センサ１６は、可動子２０の駆動用マグネット部２５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。
【００４２】
ところで、図７に示すように、ゲート用センサ２６が無いリニアモータの場合、可動子２０が、固定子１０上を移動して、位置検出用センサ１６に、駆動用マグネット部２５に差し掛かるとき、図８に示すように、位置検出用センサ１６の出力波形Ｓｃの余弦波や正弦波の形状が乱れ、高精度の位置検出が難しくなる。この理由は、駆動用マグネット部２５の端にあるマグネット２５ｎ、２５ｓの磁界が、駆動用マグネット部２５の端から相対運動方向に離れると、徐々に減衰したり、マグネット２５ｎ、２５ｓのエッジ効果等により、マグネット２５ｎ、２５ｓの磁界が乱れたりするからと考えられる。このように位置検出用センサ１６に、駆動用マグネット部２５に近づく過渡状態において、位置検出用センサ１６の出力波形Ｓｃが乱れるが、位置検出用センサ１６を駆動用マグネット部２５が通過している際の安定状態においては、位置検出用センサ１６の出力波形が安定する。
【００４３】
本実施形態では、位置検出用センサ１６の出力の乱れを取り除くため、位置検出用センサ１６の出力が安定して、乱れが少ない余弦波および正弦波を出力している間、出力できるように、図１から図３に示すように、ゲート用センサ３６を設けている。固定子１０に設置されたゲート用センサ３６により、図８に示すように、ゲート用センサ３６の出力信号Ｓｇ１を出力する。そして、ゲート部３７が、ゲート用センサ３６がＯＮの回数をカウンタ回路等によりカウントし、あるカウント数の間のみ、位置検出用センサ１６の出力を通過させる。例えば、ゲート用センサ３６の出力信号Ｓｇ１の最初の立ち上がりで、信号Ｓｇ２がＯＮになり、駆動用マグネット部２５のマグネット２５ｎまたはマグネット２５ｓの個数目の出力信号Ｓｇ１の立ち上がりで信号Ｓｇ２がＯＦＦとなるようにする。
【００４４】
なお、図８に示すように、位置検出用センサ１６の出力波形Ｓｃは、駆動用マグネット部２５の両端のマグネット２５ｎとマグネット２５ｓとの距離Ｌｍｖや駆動用マグネット部２５の長さＬ１の間、安定している。ゲート用センサ３６と、駆動用マグネット部２５におけるマグネット２５ｎ、２５ｓの極間のある距離により、位置検出用センサ１６の出力波形Ｓｃが安定している部分を取り出すようにしている。
【００４５】
次に、ゲート部３７を通過した信号は、位置検出回路（図示せず）に取り込まれ、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に変換される。
【００４６】
そして、位置検出回路は、この位相角データからＡ相エンコーダパルス信号（正弦波状信号に対応）およびＢ相エンコーダパルス信号（余弦波状信号に対応）を生成し、１周期に１度のＺ相パルス信号を生成する。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が、位置情報切替器３８に入力される。図４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。
【００４７】
次に、リニアモータ１の動作例を図９から図１２に基づき説明する。
【００４８】
図９の（Ａ）から（Ｅ）および図１０の（Ａ）から（Ｄ）は、図３の固定子および可動子の相対運動におけるゲート用センサの動作例を示す模式図で、可動子２０が図中左から右に移動している場合である。なお、図中、可動子２０のテーブル２１は、省略してある。また、図２〜図４に示されていた固定子１０のベース部も省略してある。
【００４９】
図９（Ａ）に示すように、可動子２０が移動し、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６ｎとが近づいている。ゲート用センサ３６ｎは、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｓの磁極（Ｓ極）と異なる磁極（Ｎ極）を検出する機能を有する。図９（Ａ）に示すように、ゲート用センサ３６ｎは、駆動用マグネット部２５と位置検出用センサ１６Ｌとの間に配置された形になっている。このように、可動子２０の進行方向に対して、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｓが、ゲート用センサ３６ｎが検出できる磁極と異なる場合、ゲート用センサ３６ｎは、位置検出用センサ１６Ｌの手前にある構成である。
【００５０】
次に、図９（Ｂ）に示すように、可動子２０の駆動用マグネット部２５の移動方向の先頭部が、ゲート用センサ３６ｎに差し掛かったとき、駆動用マグネット部２５の図中右端のＳ極のマグネット２５ｓが差し掛かっていて、ゲート用センサ３６ｎの出力が”ＯＦＦ”であるため、位置検出用センサ１６Ｌからの情報は、ゲート部３７Ｌにより遮断され、モータ駆動装置４０には、出力されない。
【００５１】
次に、図９（Ｃ）に示すように、可動子２０の駆動用マグネット部２５が、位置検出用センサ１６Ｌに差し掛かるが、ゲート用センサ３６ｎには、依然Ｓ極のマグネット２５ｓの磁力が及ぶ領域にあり、ゲート用センサ３６ｎの出力が”ＯＦＦ”であるため、位置検出用センサ１６Ｌからの情報は、ゲート部３７Ｌにより遮断され、モータ駆動装置４０には、出力されない。
【００５２】
次に、図９（Ｄ）に示すように、可動子２０の駆動用マグネット部２５が、コイル部１５に差し掛かったとき、位置検出用センサ１６Ｌが、駆動用マグネット部２５に重なっていて、位置検出用センサ１６Ｌが、乱れが少ない磁界を検出できる状態である。このとき、駆動用マグネット部２５の図中右端のＳ極マグネット２５ｓの隣のＮ極のマグネット２５ｎが、ゲート用センサ３６ｎに差し掛かり、Ｎ極のマグネット２５ｎの磁力が及ぶ領域に入った後、ゲート用センサ３６ｎの出力が”ＯＮ”となる。そして、位置検出用センサ１６Ｌの情報が、ゲート部３７Ｌから位置情報切替器３８を通して、モータ駆動装置４０に、出力され、位置検出が開始される。この位置検出用センサ１６Ｌの位置が、可動子２０の位置を検出する上での固定子１０おける原点となる。
【００５３】
次に、図９（Ｅ）に示すように、可動子２０の駆動用マグネット部２５の図中右から２番目のＳ極のマグネット２５ｓの磁力が及ぶ領域に、ゲート用センサ３６ｎが入っていて、ゲート用センサ３６ｎの出力信号はＯＦＦであるが、ゲート部３７Ｌにおけるカウント数が、マグネット２５ｎまたはマグネット２５ｓの個数未満であるので、ゲート部３７Ｌのゲートは開いたままで、位置検出用センサ１６Ｌの情報が、ゲート部３７Ｌから出力されている。
【００５４】
このように、本実施形態のリニアモータは、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６とが近づく際、ゲート用センサ３６ｎが、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｓの磁極と異なる磁極を検出し、かつ、駆動用マグネット部２５と位置検出用センサ１６Ｌとの間に配置された一例である。なお、このように異なる磁極の場合、ゲート用センサ３６ｎと位置検出用センサ１６Ｌとの距離Ｄ１が、隣接したマグネット２５ｎ、２５ｓ間の距離Ｄ２より短い。
【００５５】
次に、可動子２０は、固定子１０上を移動して行き、図１０（Ａ）に示すように、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６ｓとが近づいてくる。ゲート用センサ３６ｓは、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｓの磁極（Ｓ極）と同一の磁極（Ｓ極）を検出する機能を有する。図１０（Ａ）に示すように、位置検出用センサ１６Ｒは、駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６ｓとの間に配置された形になっている。このように、可動子２０の進行方向に対して、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｓが、ゲート用センサ３６ｓが検出できる磁極と同じ場合、位置検出用センサ１６Ｒは、可動子２０の進行方向において、ゲート用センサ３６ｓの手前にある構成である。
【００５６】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、可動子２０がさらに移動し、可動子２０の駆動用マグネット部２５が、位置検出用センサ１６Ｒに差し掛かったとき、ゲート用センサ３６ｓには駆動用マグネット部２５が差し掛かっていなく、ゲート用センサ３６ｓの出力が”ＯＦＦ”であるため、位置検出用センサ１６Ｒからの情報は、ゲート部３７Ｒにより遮断され、モータ駆動装置４０には、出力されない。
【００５７】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、可動子２０の駆動用マグネット部２５が、ゲート用センサ３６ｓに差し掛かり、駆動用マグネット部２５の先頭部のマグネット２５ｓがＳ極であるので、ゲート用センサ３６ｓの出力が”ＯＮ”となる。このとき、位置検出用センサ１６Ｒが、駆動用マグネット部２５に重なっていて、位置検出用センサ１６Ｌが、乱れが少ない磁界を検出できる状態である。ゲート用センサ３６ｓの出力が”ＯＮ”であるので、位置検出用センサ１６Ｒの情報が、ゲート部３７Ｒから位置情報切替器３８に入力される。このとき、位置検出用センサ１６Ｌからの情報は、位置情報切替器３８により遮断され、位置検出用センサ１６Ｒがモータ駆動装置４０に出力され、位置検出用センサ１６Ｒからの情報に基づき、位置検出が開始される。なお、ゲート用センサ３６ｎは、マグネット２５ｓの磁力が及ぶ領域にあり、出力信号がＯＦＦであるが、ゲート部３７Ｌにおけるカウント数が、マグネット２５ｎまたはマグネット２５ｓの個数未満であるので、ゲート部３７Ｌのゲートは開いたままで、位置検出用センサ１６Ｌの情報が、ゲート部３７Ｌから出力されている。
【００５８】
この位置検出用センサ１６Ｒが、固定子１０における新たな原点となり、可動子２０の位置を検出する。なお、固定子１０の原点は、位置検出用センサ１６Ｌの位置のままでもよい。この場合、位置検出用センサ１６Ｌと位置検出用センサ１６Ｒの距離は予め分かるので、この距離を位置検出用センサ１６Ｒからの情報に加算させる。
【００５９】
次に、図１０（Ｄ）に示すように、駆動用マグネット部２５の図中右端のＳ極マグネット２５ｓの隣のＮ極のマグネット２５ｎの磁力が及ぶ領域に、ゲート用センサ３６ｓが入った後、ゲート用センサ３６ｓの出力信号はＯＦＦとなるが、ゲート部３７Ｒにおけるカウント数が、マグネット２５ｎまたはマグネット２５ｓの個数未満であるので、ゲート部３７Ｒのゲートは開いたままで、位置検出用センサ１６Ｒの情報が、ゲート部３７Ｒから出力されている。一方、ゲート用センサ３６ｎは、マグネット２５ｎの磁力が及ぶ領域にあり、かつ、ゲート部３７Ｌにおけるカウント数が、マグネット２５ｎまたはマグネット２５ｓの個数であるので、ゲート部３７Ｌのゲートは閉じ、位置検出用センサ１６Ｌの情報が、ゲート部３７Ｌにより遮断される。
【００６０】
このように、本実施形態のリニアモータは、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６ｓとが近づく際、ゲート用センサ３６ｓが、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｓの磁極と同一の磁極を検出し、位置検出用センサ１６Ｒが、駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６ｓとの間に配置された一例である。
【００６１】
次に、可動子２０が逆向きに移動する場合の、ゲート用センサ３６の動作例について説明する。
【００６２】
図１１の（Ａ）から（Ｅ）および図１２の（Ａ）から（Ｄ）は、図３の固定子および可動子の相対運動におけるゲート用センサの動作例を示す模式図で、可動子２０が図中右から左に移動している場合で、図９および図１０の場合とは逆向きに移動している。
【００６３】
図１１（Ａ）に示すように、可動子２０が移動し、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６ｓとが近づいている。ゲート用センサ３６ｓは、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｎの磁極（Ｎ極）と異なる磁極（Ｓ極）を検出する機能を有する。図１１（Ａ）に示すように、ゲート用センサ３６ｓは、駆動用マグネット部２５と位置検出用センサ１６Ｒとの間に配置された形になっている。このように、可動子２０の進行方向に対して、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｎが、ゲート用センサ３６ｓが検出できる磁極と異なる場合、ゲート用センサ３６ｓは、位置検出用センサ１６Ｒの手前にある構成である。
【００６４】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、可動子２０の駆動用マグネット部２５の移動方向の先頭部が、ゲート用センサ３６ｓに差し掛かったとき、駆動用マグネット部２５の図中左端のＮ極のマグネット２５ｎが差し掛かっていて、ゲート用センサ３６ｓの出力が”ＯＦＦ”であるため、位置検出用センサ１６Ｒからの情報は、ゲート部３７Ｒにより遮断され、モータ駆動装置４０には、出力されない。
【００６５】
次に、図１１（Ｃ）に示すように、可動子２０の駆動用マグネット部２５が、位置検出用センサ１６Ｒに差し掛かるが、ゲート用センサ３６ｓには、依然Ｎ極のマグネット２５ｎの磁力が及ぶ領域にあり、ゲート用センサ３６ｓの出力が”ＯＦＦ”であるため、位置検出用センサ１６Ｒからの情報は、ゲート部３７Ｒにより遮断され、モータ駆動装置４０には、出力されない。
【００６６】
次に、図１１（Ｄ）に示すように、可動子２０の駆動用マグネット部２５が、コイル部１５に差し掛かったとき、位置検出用センサ１６Ｒが、駆動用マグネット部２５に重なっていて、位置検出用センサ１６Ｒが、乱れが少ない磁界を検出できる状態である。このとき、駆動用マグネット部２５の図中右端のＮ極マグネット２５ｎの隣のＳ極のマグネット２５ｓが、ゲート用センサ３６ｓに差し掛かり、Ｓ極のマグネット２５ｓの磁力が及ぶ領域に入った後、ゲート用センサ３６ｓの出力が”ＯＮ”となる。そして、位置検出用センサ１６Ｒの情報が、ゲート部３７Ｒから位置情報切替器３８を通して、モータ駆動装置４０に、出力され、位置検出が開始される。この位置検出用センサ１６Ｒの位置が、可動子２０の位置を検出する上での固定子１０おける原点となる。
【００６７】
次に、図１１（Ｅ）に示すように、可動子２０の駆動用マグネット部２５の図中左から２番目のＮ極のマグネット２５ｎの磁力が及ぶ領域に、ゲート用センサ３６ｓが入った後、ゲート用センサ３６ｓの出力信号はＯＦＦとなるが、ゲート部３７Ｒにおけるカウント数が、マグネット２５ｎまたはマグネット２５ｓの個数未満であるので、ゲート部３７Ｒのゲートは開いたままで、位置検出用センサ１６Ｒの情報が、ゲート部３７Ｒから出力されている。
【００６８】
このように、本実施形態のリニアモータは、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６とが近づく際、ゲート用センサ３６ｓが、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｎの磁極と異なる磁極を検出し、かつ、駆動用マグネット部２５と位置検出用センサ１６Ｒとの間に配置された一例である。
【００６９】
次に、可動子２０は、固定子１０上を移動して行き、図１２（Ａ）に示すように、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６ｎとが近づいてくる。ゲート用センサ３６ｎは、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｎの磁極（Ｎ極）と同一の磁極（Ｎ極）を検出する機能を有する。図１２（Ａ）に示すように、位置検出用センサ１６Ｌは、駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６ｎとの間に配置された形になっている。このように、可動子２０の進行方向に対して、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｎが、ゲート用センサ３６ｎが検出できる磁極と同じ場合、位置検出用センサ１６Ｌは、可動子２０の進行方向において、ゲート用センサ３６ｓの手前にある構成である。
【００７０】
次に、図１２（Ｂ）に示すように、可動子２０がさらに移動し、可動子２０の駆動用マグネット部２５が、位置検出用センサ１６Ｌに差し掛かったとき、ゲート用センサ３６ｓには駆動用マグネット部２５が差し掛かっていなく、ゲート用センサ３６ｎの出力が”ＯＦＦ”であるため、位置検出用センサ１６Ｌからの情報は、ゲート部３７Ｌにより遮断され、モータ駆動装置４０には、出力されない。
【００７１】
次に、図１２（Ｃ）に示すように、可動子２０の駆動用マグネット部２５が、ゲート用センサ３６ｎに差し掛かり、駆動用マグネット部２５の先頭部のマグネット２５ｎがＮ極であるので、ゲート用センサ３６ｎの出力が”ＯＮ”となる。このとき、位置検出用センサ１６Ｌが、駆動用マグネット部２５に重なっていて、位置検出用センサ１６Ｌが、乱れが少ない磁界を検出できる状態である。ゲート用センサ３６ｓの出力が”ＯＮ”であるので、位置検出用センサ１６Ｒの情報が、ゲート部３７Ｒから位置情報切替器３８に入力される。このとき、位置検出用センサ１６Ｌからの情報は、位置情報切替器３８により遮断され、位置検出用センサ１６Ｒがモータ駆動装置４０に出力され、位置検出用センサ１６Ｒからの情報に基づき、位置検出が開始される。
この位置検出用センサ１６Ｌが、固定子１０における新たな原点となり、可動子２０の位置を検出する。
【００７２】
次に、図１２（Ｄ）に示すように、駆動用マグネット部２５の図中左端のＮ極マグネット２５ｎの隣のＳ極のマグネット２５ｓの磁力が及ぶ領域に、ゲート用センサ３６ｎが入った後、ゲート用センサ３６ｎの出力信号はＯＦＦとなるが、ゲート部３７Ｌにおけるカウント数が、マグネット２５ｎまたはマグネット２５ｓの個数未満であるので、ゲート部３７Ｌのゲートは開いたままで、位置検出用センサ１６Ｌの情報が、ゲート部３７Ｌから出力されている。一方、ゲート用センサ３６ｓは、マグネット２５ｓの磁力が及ぶ領域にあり、かつ、ゲート部３７Ｒにおけるカウント数が、マグネット２５ｎまたはマグネット２５ｓの個数であるので、ゲート部３７Ｒのゲートは閉じ、位置検出用センサ１６Ｒの情報が、ゲート部３７Ｒにより遮断される。
【００７３】
このように、本実施形態のリニアモータは、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６ｎとが近づく際、ゲート用センサ３６ｎが、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｎの磁極と同一の磁極を検出し、位置検出用センサ１６Ｌが、駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６ｎとの間に配置された一例である。
【００７４】
このように本実施形態によれば、固定子１０と可動子２０とが互いに相対運動するリニアモータ１であって、可動子２０に設けられ、相対運動の方向に異なる磁極のマグネット２５ｎ、２５ｓが交互に並べられ、可動子２０の位置を検出するための位置検出用マグネット部の一例としての駆動用マグネット部２５と、相対運動する駆動用マグネット部２５のマグネット２５ｎ、２５ｓを検出して位置を検出するための位置検出用センサ１６と、相対運動する駆動用マグネット部２５のマグネット２５ｎ、２５ｓを検出するゲート用センサ３６と、を備え、ゲート用センサ３６が位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５を検出するとき、位置検出用センサ１６が位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５に重なる位置に配置されたことにより、可動子２０が位置検出用センサ１６の検出領域に進入する際に生じる位置検出用センサ１６の出力の乱れを、ゲート用センサ３６に基づき除去するので、簡易でより精度の高い位置決めが可能なリニアモータ１およびリニアモータの駆動システムを提供することすることができる。
【００７５】
また、ゲート用センサ３６は、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５の磁極を検出する場合、より簡易に、位置検出用センサ１６の出力の乱れを、除去できる。
【００７６】
また、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６とが近づく際、ゲート用センサ３６が、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｎ、２５ｓの磁極と同一の磁極を検出し、位置検出用センサ１６が、駆動用マグネット部２５とゲート用センサ２６との間に配置された場合、駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６とが近づく際、駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６との間にある位置検出用センサ１６が、先に駆動用マグネット部２５を検出するが、ゲート用センサ３６の出力が”ＯＮ”でないため、過渡状態の位置検出用センサ１６の出力を遮断できる。そして、位置検出用センサ１６が駆動用マグネット部２５に重なったあと、ゲート用センサ３６の出力が”ＯＮ”になることにより、安定状態の位置検出用センサ１６の出力を得ることができる。
【００７７】
また、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６とが近づく際、ゲート用センサ３６が、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｎ、２５ｓの磁極と異なる磁極を検出し、かつ、駆動用マグネット部２５と位置検出用センサ１６との間に配置された場合、駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６とが近づく際、駆動用マグネット部２５と位置検出用センサ１６との間にあるゲート用センサ３６が、駆動用マグネット部２５の先頭のマグネット２５ｎ、２５ｓの異なる磁極を検出せず、このマグネット２５ｎ、２５ｓが通過し、隣のマグネット２５ｎ、２５ｓを検出したとき、駆動用マグネット部２５と位置検出用センサ１６とが重なっているため、乱れた波形を排除でき、安定状態の位置検出用センサ１６の出力を得ることができる。
【００７８】
また、複数のゲート用センサ３６が、相対運動の方向に配列された場合、例えば、可動子２０が、固定子１０から抜け出る場合や可動子２０が、固定子より短い場合も、不安定な位置検出用センサ１６の出力を遮断でき、高精度に位置検出ができる。
【００７９】
また、ゲート用センサ３６が位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５を検出するとき、位置検出用センサ１６の信号を出力するゲート部３７を更に備えた場合、ゲート部３７を設けるだけで、モータ駆動装置４０を改良せずに、不安定な位置検出用センサ１６の出力を遮断でき、高精度に位置検出ができる。
【００８０】
なお、第１実施形態の第１変形例として、図１３に示すように、固定子１０Ｂのコイル部１５Ｂが、可動子２０の駆動用マグネット部２５より長くてもよい。この場合、位置検出用センサ１６Ｍと、ゲート用センサ３６ｓとを更に設ける。可動子２０の長さ以下の間隔で、位置検出用センサ１６Ｌ、１６Ｍ、１６Ｒを設置する。固定子１０Ｂの中央部において、ゲート用センサ３６ｓが、可動子２０の進行方向の前方における位置検出用センサ１６Ｍに隣に設置されている。また、可動子２０の進行方向に対して、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｓが、ゲート用センサ３６ｓが検出できる磁極と同じ場合で、位置検出用センサ１６Ｍは、可動子２０の進行方向において、ゲート用センサ３６ｓの手前にある構成である。ここで、位置情報切替器３８は、位置検出用センサ１６Ｌ、１６Ｍ、１６Ｒ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。
【００８１】
なお、固定子１２および可動子２２の相対運動におけるゲート用センサ３６の動作例だが、図１３（Ａ）が、図１０（Ｂ）に対応し、図１３（Ｂ）が図１０（Ｃ）に対応しており、図１０の位置検出用センサ１６Ｒを、図１３の位置検出用センサ１６Ｍと読み替えるとほぼ動作を説明できるので、動作の説明を省略する。
【００８２】
このように、本変形例のリニアモータは、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５と、固定子１０Ｂの中央部のゲート用センサ３６ｓとが近づく際、このゲート用センサ３６ｓが、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｓの磁極と同一の磁極を検出し、位置検出用センサ１６Ｍが、駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６ｓとの間に配置されている一例である。
【００８３】
また、このように複数のゲート用センサ３６ｎ、３６ｓが、相対運動の方向に配列されると、本変形例のように、可動子２０が固定子１０Ｂより短い場合でも、不安定な位置検出用センサ１６の出力を遮断でき、高精度に位置検出ができる。
【００８４】
また、第１実施形態の第２変形例として、図１４に示すように、第１変形例における固定子１０Ｂの中央部に設置するゲート用センサ３６ｓの代わりに、ゲート用センサ３６ｎを固定子１０Ｃの中央部に設置してもよい。固定子１０Ｃの中央部において、ゲート用センサ３６ｎが、可動子２０の進行方向の後方における位置検出用センサ１６Ｍに隣に設置されている。
【００８５】
また、可動子２０の進行方向に対して、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｓが、ゲート用センサ３６ｓが検出できる磁極と異なる場合で、ゲート用センサ３６ｎは、可動子２０の進行方向において、位置検出用センサ１６Ｍの手前にある構成である。
【００８６】
なお、固定子１２および可動子２２の相対運動におけるゲート用センサ３６の動作例だが、図１４（Ａ）が、図９（Ｂ）に対応し、図１４（Ｂ）が図９（Ｃ）に対応しており、図９の位置検出用センサ１６Ｌを、図１３の位置検出用センサ１６Ｍと読み替えるとほぼ動作を説明できるので、動作の説明を省略する。
【００８７】
このように、本変形例のリニアモータは、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６とが近づく際、ゲート用センサ３６ｎが、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｓの磁極と異なる磁極を検出し、かつ、駆動用マグネット部２５と位置検出用センサ１６Ｍとの間に配置された一例である。
【００８８】
さらに、図１５に示すように、第１実施形態の第３変形例として、複数の固定子１０の間隔を空けて分散配置してもよい。なお、モータ駆動装置は、固定子１０毎に設置され、上位コントローラは１台で、各モータ駆動装置を制御する。
【００８９】
図１５は、可動子２０が固定子１０間を跨ぐように、固定子１０が分散配置された分散配置リニアモータ１Ｃの概略構成を示す模式図である。なお、図１５の（Ａ）から（Ｂ）は、可動子２０が、次の固定子１０に移動する際の、ゲート用センサ３６の動作例を示す模式図である。
【００９０】
図１５（Ａ）に示すように、可動子２０は、図中左側の固定子１０における位置検出用センサ１６Ｒを原点として、位置検出されている。また、可動子２０が図中左側の固定子１０に移動し、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５と図中右側の固定子１０のゲート用センサ３６ｎとが近づいている。なお、図中右側の固定子１０における位置検出用センサ１６Ｌやゲート用センサ３６ｎの動作は、図９（Ａ）に対応する。
【００９１】
次に、図１５（Ｂ）に示すように、可動子２０の駆動用マグネット部２５が、図中右側の固定子１０のコイル部１５に差し掛かったとき、位置検出用センサ１６Ｌが、駆位置検出用マグネット部の一例の動用マグネット部２５に重なっていて、位置検出用センサ１６Ｌが、乱れが少ない磁界を検出できる状態である。なお、図中右側の固定子１０における位置検出用センサ１６Ｌやゲート用センサ３６ｎの動作は、図９（Ｄ）に対応する。そして、位置検出用センサ１６Ｌの位置を右側の固定子１０における原点として、可動子２０の位置検出が開始される。
【００９２】
そして、図１５（Ｃ）に示すような状態まで、可動子２０は、両固定子１０において、位置検出が行われ、両固定子１０から推進力を得て移動する。
【００９３】
次に、図１５（Ｄ）に示すように、図中左側の固定子１０のゲート用センサ３６ｓは、マグネット２５ｓの磁力が及ぶ領域にあり、かつ、図中左側の固定子１０のゲート部３７Ｒにおけるカウント数が、マグネット２５ｎまたはマグネット２５ｓの個数であるので、ゲート部３７Ｒのゲートは閉じ、図中左側の固定子１０の位置検出用センサ１６Ｒの情報が、ゲート部３７Ｒにより遮断され、図中左側の固定子１０における位置検出は終了する。
【００９４】
本変形例の場合、可動子２０が固定子１０から隣の固定子１０に移動する際、可動子２０が隣り合う固定子１０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、高精度に位置制御ができる。
【００９５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る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実施形態に係るリニアモータ２の駆動システムの概略構成について、図１６および図１７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。
【００９６】
図１６の（Ａ）から（Ｄ）および図１７の（Ａ）から（Ｅ）は、本発明の第２実施形態に係るリニアモータの概略構成の一例、および、固定子および可動子の相対運動におけるゲート用センサの動作例を示す模式図である。
【００９７】
図１６に示すように、本実施形態のリニアモータ２は、第１実施形態のリニアモータと異なり、ゲート用センサ３６ｓ、３６ｎが、固定子１２において、位置検出用センサ１６Ｌ、１６Ｒの内側で、コイル部１５の両脇にそれぞれ設置されている構成を有している。
【００９８】
次に、固定子１２および可動子２０の相対運動におけるゲート用センサ３６の動作例について説明する。なお、可動子２０が図中左から右に移動している場合である。なお、構成は異なるが、位置検出用センサ１６やゲート用センサ３６の動作は、図１６図の場合、第１実施形態の図１０と、図１７図の場合、第１実施形態の図９に対応する。
【００９９】
図１６（Ａ）〜（Ｄ）に示される位置検出用センサ１６Ｌやゲート用センサ３６ｓの動作が、第１実施形態の図１０（Ａ）〜（Ｄ）に、図１７（Ａ）〜（Ｅ）に示される位置検出用センサ１６Ｒやゲート用センサ３６ｎの動作が、第１実施形態の図９（Ａ）〜（Ｅ）に対応する。
【０１００】
このように本実施形態も、ゲート用センサ３６が位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５を検出するとき、位置検出用センサ１６が駆動用マグネット部２５に重なる位置に配置された一例である。
【０１０１】
また、本実施形態のリニアモータは、図１６に示すように、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６ｓとが近づく際、ゲート用センサ３６ｓが、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｓの磁極と同一の磁極を検出し、位置検出用センサ１６Ｒが、駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６ｓとの間に配置された一例である。
【０１０２】
また、本実施形態のリニアモータは、図１７に示すように、位置検出用マグネット部の一例の駆動用マグネット部２５とゲート用センサ３６とが近づく際、ゲート用センサ３６ｎが、駆動用マグネット部２５における先頭のマグネット２５ｓの磁極と異なる磁極を検出し、かつ、駆動用マグネット部２５と位置検出用センサ１６Ｌとの間に配置された一例である。
このように本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る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１８を用いて説明する。
【０１０４】
図１８は、本発明の第３実施形態に係るリニアモータの概略構成の一例を示す模式図である。
【０１０５】
図１８に示すように、本実施形態のリニアモータ３は、第１実施形態のリニアモータ１における固定子１０と可動子２０とが逆になった構成である。本実施形態のリニアモータ３において、固定子６０のベース部の上面に、駆動用マグネット部６５が設置され、可動子７０のテーブルの下面に、コイル部７５と、位置検出用センサ７６（７６Ｌ、７６Ｒ）と、ゲート用センサ８６（８６Ｌ、８６Ｒ）と、が設置されている。そして、コイル部７５が、駆動用マグネット部６５の上を移動する。
【０１０６】
位置検出用センサ７６やゲート用センサ８６の動作は、第１実施形態のリニアモータ１における位置検出用センサ１６やゲート用センサ３６の動作と同じで、同様の効果を有する。このように、駆動マグネット部６５は、固定子または可動子に設けられ、相対運動の方向に異なる磁極のマグネットが交互に並べられ、可動子の位置を検出するための位置検出用マグネット部の一例として機能する。また、位置検出用センサ７６は、相対運動する駆動用マグネット部６５のマグネットを検出して位置を検出する。また、ゲート用センサ８６は、コイル部７５側の可動子７０に設けられ、かつ、相対運動する駆動用マグネット部６５のマグネットを検出する。
【０１０７】
このように、固定子６０が駆動用マグネット部６５を有し、可動子７０がコイル部７５を有する場合にも、ゲート用センサ８６を適用でき、本実施形態は同様の効果を有する。なお、第１実施形態の変形例や、第２実施形態のリニアモータについても、同様である。
【０１０８】
このように本実施形態が、固定子６０と可動子７０とが互いに相対運動するリニアモータ３であって、固定子に設けられ、相対運動の方向に異なる磁極のマグネット６５ｎ、６５ｓが交互に並べられ、可動子７０の位置を検出するための位置検出用マグネット部の一例としての駆動用マグネット部８５と、相対運動する位置検出用マグネット部のマグネットを検出して位置を検出するための位置検出用センサ７６と、相対運動する位置検出用マグネット部のマグネットを検出するゲート用センサ８６と、を備え、ゲート用センサが位置検出用マグネット部を検出するとき、位置検出用センサが位置検出用マグネット部に重なる位置に配置されたことを特徴とするリニアモータの一例である。
【０１０９】
また、第１から第３実施形態が、固定子（１０、６０）と可動子（２０、７０）とが互いに相対運動するリニアモータ（１、２、３）であって、固定子または可動子に設けられ、相対運動の方向に異なる磁極のマグネット（２５ｎ、２５ｓ）（６５ｎ、６５ｓ）が交互に並べられ、可動子の位置を検出するための位置検出用マグネット部の一例としての駆動用マグネット部（２５、６５）と、相対運動する位置検出用マグネット部のマグネットを検出して位置を検出するための位置検出用センサ（１６、７６）と、相対運動する位置検出用マグネット部のマグネットを検出するゲート用センサ（３６、８６）と、を備え、ゲート用センサが駆動用マグネット部を検出するとき、位置検出用センサが駆動用マグネット部に重なる位置に配置されたことを特徴とするリニアモータ一例である。
【０１１０】
なお、モータ駆動装置４０が、位置検出用センサ１６、７６や、ゲート用センサ３６、８６からの信号を直接受け、ゲート部３７や位置情報切替器３８の機能を有してもよい。
【０１１１】
また、位置検出用マグネット部として、駆動用マグネット部の代わりに磁気スケールを用いてもよい。
【０１１２】
また、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。
【符号の説明】
【０１１３】
１、２、３、４：リニアモータ、  １０、１０Ｂ、１２、１３、６０：固定子、  １６、１６Ｌ、１６Ｒ、１６Ｍ、７６Ｌ、７６Ｒ：位置検出用センサ、  ２０、２２、２３、７０：可動子、  ２５、６５：駆動用マグネット部、  ２５ｎ、２５ｓ：マグネット、  ３６、３６ｎ、３６ｓ、８６ｎ、８６ｓ：ゲート用センサ、  ３７：ゲート部、  ４０：モータ駆動装置
【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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