(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の移動方向に移動するスライダの位置を検出する位置検出装置であって、
前記スライダに付設され、目盛が第１ピッチで前記移動方向に沿って１列に配設されてなる第１トラックと、目盛が第２ピッチで前記移動方向に沿って１列に配設されてなる第２トラックとが、前記移動方向と直交する方向に並んで形成されたスケールと、
前記第１トラックを検出して前記第１ピッチに応じた第１位置データを生成し、前記第２トラックを検出して前記第２ピッチに応じた第２位置データを生成する処理部と、
前記第１位置データを前記スライダの位置情報として認識し、当該第１位置データに対する前記第２位置データの差に応じた、前記スライダに固有の識別情報を生成して出力する情報処理部と、を備え、
前記スケールにおいて、前記第１トラックの検出始点位置から検出終点位置に至るまでの長さと、前記第２トラックの検出始点位置から検出終点位置に至るまでの長さとは、前記スケールの前記移動方向に沿った長さを示すスケール長に対応した長さに設定されている、位置検出装置。
【請求項２】
前記処理部は、
前記第１トラックに対する相対的な変位を検出し、前記第１ピッチに対応した第１波長の第１の２相正弦波信号を出力する第１センサと、
前記第２トラックに対する相対的な変位を検出し、前記第２ピッチに対応した第２波長の第２の２相正弦波信号を出力する第２センサと、
前記第１の２相正弦波信号に所定の第１内挿処理を施し、前記第１位置データを生成して出力する第１信号処理部と、
前記第２の２相正弦波信号に所定の第２内挿処理を施し、前記第２位置データを生成して出力する第２信号処理部と、を含む、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記第１内挿処理は、前記第１の２相正弦波信号から、前記第１波長の１波長を所定の分割数で分割した第１分解能単位毎の第１カウント値の累積値に対応して、前記第１位置データを生成する処理であり、
前記第２内挿処理は、前記第２の２相正弦波信号から、前記第２波長の１波長を所定の分割数で分割した第２分解能単位毎の第２カウント値の累積値に対応して、前記第２位置データを生成する処理である、請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記情報処理部は、前記第１カウント値から前記第２カウント値を減算した減算値を前記識別情報とする、請求項３に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記情報処理部は、前記減算値が負の値となる場合には、当該減算値に前記第１カウント値の最大値を加算した値を前記識別情報とする、請求項４に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記スケールは、磁気スケールであり、
前記第１センサ及び前記第２センサは、磁気センサであり、
前記スケールにおいて、前記第１トラックと前記第２トラックとの間には、前記移動方向に沿って延びる溝部が形成されている、請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項７】
リニアモータ可動子を有し、所定の移動方向に移動自在に設けられるスライダと、
前記スライダの前記リニアモータ可動子と対向し、当該リニアモータ可動子と協働してリニアモータを構成するリニアモータ固定子と、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の位置検出装置と、を備えるリニアコンベア装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライダの位置を検出する位置検出装置及びそれを備えたリニアコンベア装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータを駆動源とし、ガイドレールに沿って所定の移動方向にスライダを移動させるリニアコンベア装置が知られている（例えば特許文献１参照）。可動磁石型リニアモータの場合、前記ガイドレールは、リニアモータ固定子が搭載された基台フレームに組み付けられ、前記スライダにはリニアモータ可動子が取り付けられる。前記リニアモータ固定子は、ガイドレールと平行に配設される電磁石であり、前記リニアモータ可動子は永久磁石である。リニアモータ固定子（電磁石）への通電によってリニアモータが駆動し、スライダに推進力が与えられる。【０００３】
また、リニアコンベア装置は、スライダに付設され、当該スライダに固有の識別情報を記録したＲＦタグ等の記録媒体と、その記録媒体に記録された識別情報を読み取るリーダライタとを備える。リニアコンベア装置では、前記識別情報に基づき移動対象のスライダが特定される。更に、リニアコンベア装置は、スライダに付設されるスケールと、基台フレームに設置されるセンサとを含む位置検出装置を備える。この位置検出装置では、センサがスライダに対する相対的な変位を検出し、そのセンサの検出データに基づきスライダの位置が特定される。そして、リニアコンベア装置では、そのスライダの位置に基づきリニアモータ固定子が通電制御されることにより、リニアモータの駆動制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５７５３０６０号公報
【発明の概要】
【０００５】
上記のように、従来技術のリニアコンベア装置は、リニアモータの駆動制御に用いる情報を生成する構成として、スライダの位置を特定する位置検出装置と、それとは別体に、移動対象のスライダを特定するための機構とが必要であり、装置構成が複雑化してしまう。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、移動対象のスライダの特定とスライダの位置の特定とが可能な位置検出装置、及びそれを備えたリニアコンベア装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の一の局面に係る位置検出装置は、所定の移動方向に移動するスライダの位置を検出する位置検出装置であって、前記スライダに付設され、目盛が第１ピッチで前記移動方向に沿って１列に配設されてなる第１トラックと、目盛が第２ピッチで前記移動方向に沿って１列に配設されてなる第２トラックとが、前記移動方向と直交する方向に並んで形成されたスケールと、前記第１トラックを検出して前記第１ピッチに応じた第１位置データを生成し、前記第２トラックを検出して前記第２ピッチに応じた第２位置データを生成する処理部と、前記第１位置データを前記スライダの位置情報として認識し、当該第１位置データに対する前記第２位置データの差に応じた、前記スライダに固有の識別情報を生成して出力する情報処理部と、を備える。前記スケールにおいて、前記第１トラックの検出始点位置から検出終点位置に至るまでの長さと、前記第２トラックの検出始点位置から検出終点位置に至るまでの長さとは、前記スケールの前記移動方向に沿った長さを示すスケール長に対応した長さに設定されている。
【０００８】
本発明の他の局面に係るリニアコンベア装置は、リニアモータ可動子を有し、所定の移動方向に移動自在に設けられるスライダと、前記スライダの前記リニアモータ可動子と対向し、当該リニアモータ可動子と協働してリニアモータを構成するリニアモータ固定子と、上記の位置検出装置と、を備える。
【０００９】
本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るリニアコンベア装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】リニアコンベア装置を構成する２つのモジュールの連結体の斜視図である。
【図３】リニアコンベア装置に備えられるスライダの斜視図である。
【図４】センサ及びスケールの構成を概略的に示す図である。
【図５】センサの出力信号を示す図である。
【図６】センサ構造体におけるドライバの機能構成を示すブロック図である。
【図７Ａ】ドライバにおける第１及び第２信号処理部の内挿処理と、信号比較処理部の識別情報生成処理とを説明するための図である。
【図７Ｂ】ドライバにおける第１及び第２信号処理部の内挿処理と、信号比較処理部の識別情報生成処理とを説明するための図である。
【図８Ａ】ドライバにおける第１及び第３信号処理部の内挿処理と、信号比較処理部の識別情報生成処理とを説明するための図である。
【図８Ｂ】ドライバにおける第１及び第３信号処理部の内挿処理と、信号比較処理部の識別情報生成処理とを説明するための図である。
【図９Ａ】スケールの変形例を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ａのスケールの断面図である。
【図１０Ａ】図４のスケールを用いた場合のセンサの検出精度を説明するための図である。
【図１０Ｂ】図９Ａ及び図９Ｂのスケールを用いた場合のセンサの検出精度を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る位置検出装置及びリニアコンベア装置について図面に基づいて説明する。なお、以下では、方向関係についてはＸＹＺ直交座標軸を用いて説明する。Ｘ方向が左右方向（＋Ｘが右、−Ｘが左）、Ｙ方向が前後方向（＋Ｙが前、−Ｙが後）、Ｚ方向が上下方向（＋Ｚが上、−Ｚが下）に各々相当する。
【００１２】
［リニアコンベア装置の全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るリニアコンベア装置１の全体構成を概略的に示す斜視図である。リニアコンベア装置１は、架台１０上に設置され、Ｘ方向に延びる一対の直線搬送部２（第１直線搬送部２Ａ及び第２直線搬送部２Ｂ）と、直線搬送部２の−Ｘ側及び＋Ｘ側端部にそれぞれ位置する第１方向転換部２Ｃ及び第２方向転換部２Ｄと、直線搬送部２に沿って移動するスライダ３と、架台１０上において直線搬送部２を支持するベース部材４とを備えている。直線搬送部２は、架台１０の＋Ｙ側に配置された第１直線搬送部２Ａと、この第１直線搬送部２Ａと平行に−Ｙ側に配置された第２直線搬送部２Ｂとからなる。第１、第２方向転換部２Ｃ、２Ｄは、これら直線搬送部２Ａ、２Ｂの間を−Ｘ側及び＋Ｘ側端部において連絡している。
【００１３】
第１、第２直線搬送部２Ａ、２Ｂは、スライダ３をＸ方向へ移動させる搬送部である。第１、第２方向転換部２Ｃ、２Ｄは、スライダ３をＹ方向へ移動させる搬送部であって、第１、第２直線搬送部２Ａ、２Ｂ間でスライダ３を載せ替える、つまり方向転換を行わせる役目を果たす。第１、第２直線搬送部２Ａ、２Ｂは、リニアモータの固定側のユニット、スライダ３は可動側のユニットである。
【００１４】
第１、第２直線搬送部２Ａ、２Ｂは、スライダ３のガイド機能を有するモジュール２０が、直線的に複数台連結されてなる。モジュール２０は、リニアモータの固定側の単位ブロックである。モジュール２０（後述の基台フレーム２１）は、上面２１Ａと、架台１０と対向する下面２１Ｂとを有し、下面２１Ｂが架台１０の上面１０Ａから浮いた状態でベース部材４にて支持されている。
【００１５】
図１では、第１直線搬送部２Ａは、−Ｘから＋Ｘ方向に順次連結されたモジュール２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅで形成されている例を示している。ここでは、モジュール２０Ｄが他に比べて短尺である例を示している。第２直線搬送部２Ｂも同様である。このように、モジュール２０の連結数や、長さの異なるモジュール２０の組合せによって、スライダ３のＸ方向の移動経路長を自在に設定することができる。
【００１６】
第１、第２方向転換部２Ｃ、２Ｄは、スライドレール１１と転換用モジュール２０Ｙとを含む。スライドレール１１は、架台１０の上面１０ＡにＹ方向に延びるように敷設されている。転換用モジュール２０Ｙは、スライドレール１１に沿ってＹ方向に移動自在に当該スライドレール１１に嵌合されている。図略の駆動機構により、転換用モジュール２０Ｙは、第１直線搬送部２Ａの終端部Ｅと第２直線搬送部２Ｂの終端部Ｅとの間の移動、及びこれら終端部Ｅに対する位置決め停止がなされる。
【００１７】
スライダ３は、第１、第２直線搬送部２Ａ、２Ｂ及び第１、第２方向転換部２Ｃ、２Ｄによって架台１０上に形成される周回移動経路を周回移動することが可能である。図１では、４つのスライダ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄが前記周回移動経路に配置され、これらが時計回りのスライダ移動方向Ｆに周回する例を示している。スライダ３は、第１直線搬送部２Ａの＋Ｘ側から−Ｘ側に向かって移動し（一時的に＋Ｘ側に逆送される場合もある）、その−Ｘ終端部Ｅから第１方向転換部２Ｃの転換用モジュール２０Ｙに乗り移る。スライダ３を搭載した状態で、転換用モジュール２０Ｙは、第１直線搬送部２Ａから第２直線搬送部２Ｂへ向けて−Ｙ方向へ移動される。次いでスライダ３は、−Ｘ終端部Ｅから第２直線搬送部２Ｂに乗り移り、＋Ｘ側へ移動する。そして、第２方向転換部２Ｄの転換用モジュール２０Ｙに乗り移り、＋Ｙ方向へ移動され、再び第１直線搬送部２Ａへ乗り移る。
【００１８】
図示は省略しているが、スライダ３の周回移動経路に沿って、基板等のワークの移載、電子部品等の前記基板への実装作業等を実行する各種ロボットが配設される。スライダ３の上面は前記ワーク等の載置部となる。スライダ３は、一の工程を担うロボットの作業位置で停止され、作業後に次の工程を担うロボットの作業位置へ向けて移動するというように、断続的に第１、第２直線搬送部２Ａ、２Ｂ上を移動される。
【００１９】
ベース部材４は、モジュール２０同士の連結部Ｊにおいて架台１０とモジュール２０の下面２１Ｂとの間に配置され、連結される一対のモジュール２０を位置決めして支持する。さらに、第１、第２直線搬送部２Ａ、２Ｂの終端部Ｅにも、ベース部材４が配置されている。ベース部材４は、アルミニウム等の剛性に優れる金属ブロックで形成される。
【００２０】
［モジュールの全体構成］
モジュール２０の具体例を説明する。図２は、直線搬送部２の一部を構成する２つのモジュール２０の連結体の斜視図である。なお、図２は、２つのモジュール２０のうちの１つのカバー部材５を取り外した状態を示す。各モジュール２０は、基台フレーム２１と、ガイドレール２２（第１ガイドレール２２Ａ及び第２ガイドレール２２Ｂ）と、固定子ユニット２３と、モータ駆動ユニット２４とを備える。本実施形態では、これらモジュール２０のそれぞれに、カバー部材５が取り付けられている。
【００２１】
直線搬送部２は、カバー部材５付きモジュール２０の連結体によって構成されている。スライダ３は、カバー部材５に嵌合される態様で、直線搬送部２の延在方向に移動自在に、当該直線搬送部２に取り付けられている。モジュール２０は、その連結部Ｊ及び直線搬送部２の終端部Ｅにおいて、リニアコンベア装置１の設置ベースとなる架台１０上で、上述したベース部材４によって位置決めされた状態で支持されている。
【００２２】
モジュール２０の基台フレーム２１は、アルミニウム等の金属からなるフレームであり、上述のモジュール２０の上面２１Ａ及び下面２１Ｂを構成する平板状の部材である。上面２１Ａは、ガイドレール２２、固定子ユニット２３及びモータ駆動ユニット２４が搭載される面である。下面２１Ｂは、架台１０の上面１０Ａと所定間隔を置いて対向する面であって、ベース部材４に当接される面である。
【００２３】
ガイドレール２２は、スライダ３の移動をガイドする部材である。ガイドレール２２は、基台フレーム２１の上面２１Ａに取り付けられ、＋Ｙ側に配置された第１ガイドレール２２Ａと、この第１ガイドレール２２Ａと平行に−Ｙ側に配置された第２ガイドレール２２Ｂとからなる。複数の基台フレーム２１のＸ方向端部同士を突き合わせて連結することによって、各基台フレーム２１の一対の単位ガイドレール２２Ａ、２２Ｂが互いに連結され、無限長に延びるガイドレール２２Ａ、２２Ｂを形成することが可能である。
【００２４】
固定子ユニット２３は、基台フレーム２１の上面２１Ａにおいて、第１ガイドレール２２Ａと第２ガイドレール２２Ｂとの間に取り付けられている。本実施形態では、固定子ユニット２３は、第１ガイドレール２２Ａと第２ガイドレール２２Ｂとの間において、−Ｙ側の第２ガイドレール２２Ｂに沿って配置されている。固定子ユニット２３は、リニアモータ固定子２３１がＸ方向に沿って複数連結されてなる構造体である。各リニアモータ固定子２３１は、コア２３１Ａａにコイル２３１Ａｂが巻き付けられて形成される複数の電磁石２３１Ａが、Ｘ方向に１列に並べられて構成されている。コア２３１Ａａは、＋Ｙ側及び−Ｙ側の両端部がそれぞれ磁極となっている。各コア２３１ＡａがＹ方向に延びた状態で、Ｘ方向に等間隔に並んで配置されている。各リニアモータ固定子２３１は、スライダ３に付設される後述のリニアモータ可動子３２と対向し、当該リニアモータ可動子３２と協働してリニアモータを構成する。
【００２５】
モータ駆動ユニット２４は、固定子ユニット２３と対向するように、基台フレーム２１の上面２１Ａに取り付けられている。本実施形態では、モータ駆動ユニット２４は、第１ガイドレール２２Ａと第２ガイドレール２２Ｂとの間において、＋Ｙ側の第１ガイドレール２２Ａに沿って配置され、これにより固定子ユニット２３と対向している。モータ駆動ユニット２４は、センサ構造体２４１が、複数のリニアモータ固定子２３１の各々に対応してＸ方向に沿って複数配置されてなるユニットである。
【００２６】
スライダ３に付設されるスケール３４と、モータ駆動ユニット２４の各センサ構造体２４１とによって、本実施形態に係る位置検出装置が構成される。この位置検出装置を構成するモータ駆動ユニット２４の各センサ構造体２４１の詳細については、後述する。
【００２７】
カバー部材５は、基台フレーム２１（直線搬送部２）の上面２１Ａを覆うように当該上面２１Ａに取り付けられている。カバー部材５は、アルミニウム等の金属の押出成型体からなり、支持脚５１、水平カバー部５２及び一対の側面カバー部５３を備える。
【００２８】
支持脚５１は、Ｙ方向断面視で鉛直方向（Ｚ方向）に延び、Ｘ方向に長尺の平板部分であり、カバー部材５のＹ方向中心付近に位置している。支持脚５１は、基台フレーム２１に固定されている。すなわち、支持脚５１は、基台フレーム２１の上面２１Ａの幅方向中央領域に立設されている。水平カバー部５２は、支持脚５１の上端から＋Ｙ側（幅方向の一方側）及び−Ｙ側（幅方向の他方側）に水平に延びている。一対の側面カバー部５３は、水平カバー部５２の＋Ｙ側及び−Ｙ側の端部から各々下方に延びている。
【００２９】
水平カバー部５２は、基台フレーム２１の上面２１Ａに取り付けられたガイドレール２２、固定子ユニット２３及びモータ駆動ユニット２４の上方を覆い隠すように、上面２１Ａを覆っている。側面カバー部５３は、第１、第２ガイドレール２２Ａ、２２Ｂの外側の側方を覆っている。このようなカバー部材５の取り付けにより、上面２１Ａへの汚染物や異物の進入を防止することができる。
【００３０】
［スライダの詳細］
図３は、リニアコンベア装置１に備えられるスライダ３の斜視図である。スライダ３は、スライダフレーム３１、リニアモータ可動子３２、一対のガイドブロック３３（第１ガイドブロック３３Ａ、第２ガイドブロック３３Ｂ）及びスケール３４を含む。
【００３１】
スライダフレーム３１は、アルミニウム等の金属の押出成型体からなる金属ブロックからなり、その上面がワークの載置部となる。スライダフレーム３１は、カバー部材５付きの基台フレーム２１に対して、Ｘ方向端部から嵌め込み可能な嵌合部３０を有している。スライダフレーム３１は、上板３１１、一対の側板３１２、一対の底板３１３、一対の内側板３１４、第１下板３１５Ａ及び第２下板３１５Ｂを含む。
【００３２】
上板３１１は、基台フレーム２１のＹ方向幅と略同じ幅を有し、所定のＸ方向長さを有する水平板からなる。上板３１１の上面がワークの載置部となる。側板３１２、底板３１３、内側板３１４及び第１、第２下板３１５Ａ、３１５Ｂは、上板３１１と同じＸ方向長さを有している。一対の側板３１２は、上板３１１の＋Ｙ側及び−Ｙ側の端部から各々下方に延びる垂直板である。一対の底板３１３は、各側板３１２の下端から各々幅方向中央に向けて延びる、Ｙ方向に短尺の水平板である。底板３１３は、スライダ３において最も下方に突出した部分である。
【００３３】
一対の内側板３１４は、各底板３１３の内側端から各々上方に向けて延びる垂直板である。内側板３１４の上下幅は、側板３１２の半分程度である。第１下板３１５Ａは、＋Ｙ側の内側板３１４の上端から幅方向中央（−Ｙ方向）に向けて延びている。第２下板３１５Ｂは、−Ｙ側の内側板３１４の上端から幅方向中央（＋Ｙ方向）に向けて延びている。
【００３４】
上板３１１、側板３１２、底板３１３、内側板３１４及び第１、第２下板３１５Ａ、３１５Ｂは、カバー部材５に嵌合される形状、つまり嵌合部３０を形成している。嵌合部３０は、カバー部材５を受け入れるキャビティを区画している。スライダ３がモジュール２０に嵌合されると共に、嵌合部３０にカバー部材５が嵌合された状態では、上板３１１がカバー部材５の水平カバー部５２の上側に位置する。一対の側板３１２は、水平カバー部５２の＋Ｙ側、−Ｙ側の端部の外側にそれぞれ位置する。底板３１３は、側面カバー部５３の下端縁の下方に、内側板３１４は、側面カバー部５３の内面側に位置する。第１、第２下板３１５Ａ、３１５Ｂの上面は上板３１１の下面と対向し、下面は基台フレーム２１の上面２１Ａと対向する。
【００３５】
リニアモータ可動子３２は、Ｘ方向に配列された複数の永久磁石３２１と、これら永久磁石３２１を保持するバックヨーク３２２とを含む。バックヨーク３２２は、永久磁石３２１を保持すると共に磁路を形成する部材である。バックヨーク３２２は、下方に向けて開口する構造を有し、当該構造を形成する一対の側板間に、電磁石２３１Ａ（リニアモータ固定子２３１）が入り込む。複数の永久磁石３２１は、バックヨーク３２２の前記一対の側板（電磁石２３１Ａのコア２３１Ａａとの対向面）の各々に、Ｎ極とＳ極とが交互に現れるように配列されている。リニアモータ可動子３２は、リニアモータ固定子２３１に上下方向に対向する位置において、スライダフレーム３１に取り付けられている。リニアモータ可動子３２は、基台フレーム２１側のリニアモータ固定子２３１とリニアモータを構成する。図略のモータコントローラにより、互いに位相が異なるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電流がリニアモータ固定子２３１（電磁石２３１Ａのコイル２３１Ａｂ）に供給される。これによりコイル２３１Ａｂに生じる磁束と、リニアモータ可動子３２が備える永久磁石３２１の磁束との相互作用により磁気的な推進力が生成され、この推進力によりスライダ３をスライダ移動方向Ｆに移動させることができる。
【００３６】
第１、第２ガイドブロック３３Ａ、３３Ｂは、第１、第２ガイドレール２２Ａ、２２Ｂに嵌合され、第１、第２ガイドレール２２Ａ、２２ＢよってガイドされてＸ方向に移動する。第１、第２ガイドブロック３３Ａ、３３Ｂは、第１、第２ガイドレール２２Ａ、２２Ｂにそれぞれ対向する位置において、スライダフレーム３１の下面に取り付けられている。
【００３７】
スケール３４は、センサ２４１Ａと対向するように、スライダフレーム３１に付設された、磁気スケールである。前述したように、スライダ３に付設されたスケール３４は、モータ駆動ユニット２４における後述の各センサ構造体２４１と協働して、本実施形態に係る位置検出装置を構成する。なお、スライダフレーム３１には、スライダ３の衝突時に緩衝するストッパ３４１が取り付けられている。
【００３８】
［位置検出装置の詳細］
本実施形態に係る位置検出装置は、スライダ３に付設されるスケール３４と、モータ駆動ユニット２４の各センサ構造体２４１とによって構成される。センサ構造体２４１は、本発明に係る処理部と情報処理部とを構成する。このセンサ構造体２４１は、スライダ３に付設されるスケール３４を検出して位置データを生成し、その位置データを用いてスライダ３の位置情報を認識するとともに、スライダ３に固有の識別情報を生成する。
【００３９】
具体的には、センサ構造体２４１は、スライダ３に付設されるスケール３４に対する相対的な変位を検出するセンサ２４１Ａと、リニアモータを駆動するドライバ２４１Ｂとを含む。図４乃至図６を参照して、位置検出装置を構成するスケール３４及びセンサ構造体２４１の詳細について説明する。図４は、センサ２４１Ａ及びスケール３４の構成を概略的に示す図である。図５は、センサ２４１Ａの出力信号を示す図である。図６は、センサ構造体２４１におけるドライバ２４１Ｂの機能構成を示すブロック図である。
【００４０】
図４に示すように、スライダ３に付設されるスケール３４は、スライダ移動方向Ｆ（Ｘ方向）に長尺の平板状のスケール基板３４２の、センサ２４１Ａ（第１乃至第３センサ２４１Ａａ乃至２４１Ａｃ）との対向面上に、第１トラックＴ１、第２トラックＴ２及び第３トラックＴ３が、スライダ移動方向Ｆと直交する方向（Ｙ方向）に並んで形成された、磁気スケールである。
【００４１】
スケール３４のスライダ移動方向Ｆに沿った長さＬ１（スケール長）は、例えば１３０ｍｍであり、スケール３４の幅方向の長さＷ１（スケール幅）は、例えば１８ｍｍである。
【００４２】
スケール３４において、第１トラックＴ１は、第１センサ２４１Ａａと対向し、複数の目盛Ｔ１Ｍが第１ピッチＰ１でスライダ移動方向Ｆに沿って１列に配設されたものである。具体的には、目盛Ｔ１Ｍは永久磁石であり、第１トラックＴ１は、この永久磁石がＮ極とＳ極が交互に違えた状態で、第１ピッチＰ１で１列に配設されたものである。第１トラックＴ１の幅方向の長さ（第１トラック幅）は例えば２．３ｍｍであり、第１ピッチＰ１は例えば１．２８ｍｍである。
【００４３】
スケール３４において、第２トラックＴ２は、第２センサ２４１Ａｂと対向し、複数の目盛Ｔ２Ｍが第２ピッチＰ２でスライダ移動方向Ｆに沿って１列に配設されたものである。具体的には、目盛Ｔ２Ｍは永久磁石であり、第１トラックＴ１と同様に、第２トラックＴ２は、この永久磁石がＮ極とＳ極が交互に違えた状態で、第２ピッチＰ２で１列に配設されたものである。第２トラックＴ２の幅方向の長さ（第２トラック幅）は例えば２．３ｍｍであり、第２ピッチＰ２は第１ピッチＰ１と同値の例えば１．２８ｍｍである。
【００４４】
スケール３４において、第３トラックＴ３は、第３センサ２４１Ａｃと対向し、複数の目盛Ｔ３Ｍが第３ピッチＰ３でスライダ移動方向Ｆに沿って１列に配設されたものである。具体的には、目盛Ｔ３Ｍは永久磁石であり、第１トラックＴ１と同様に、第３トラックＴ３は、この永久磁石がＮ極とＳ極が交互に違えた状態で、第３ピッチＰ３で１列に配設されたものである。第３トラックＴ３の幅方向の長さ（第３トラック幅）は例えば２．３ｍｍであり、第３ピッチＰ３は第１ピッチＰ１と同値の例えば１．２８ｍｍである。
【００４５】
また、本実施形態では、図４に示すように、スケール３４においてスケール基板３４２のセンサ２４１Ａとの対向面上には、第４トラックＴ４、第５トラックＴ５及び第６トラックＴ６が形成されている。
【００４６】
スケール３４において、第４トラックＴ４は、第１トラックＴ１と第２トラックＴ２との間において第１センサ２４１Ａａと対向し、複数の目盛Ｔ４Ｍが第４ピッチＰ４でスライダ移動方向Ｆに沿って１列に配設されたものである。具体的には、目盛Ｔ４Ｍは永久磁石であり、第４トラックＴ４は、この永久磁石がＮ極とＳ極が交互に違えた状態で、第４ピッチＰ４で１列に配設されたものである。第４トラックＴ４の幅方向の長さ（第４トラック幅）は例えば２．３ｍｍであり、第４ピッチＰ４は第１ピッチＰ１とは異なる値の例えば１．３０ｍｍである。
【００４７】
スケール３４において、第５トラックＴ５は、第２トラックＴ２と第３トラックＴ３との間において第２センサ２４１Ａｂと対向し、複数の目盛Ｔ５Ｍが第５ピッチＰ５でスライダ移動方向Ｆに沿って１列に配設されたものである。具体的には、目盛Ｔ５Ｍは永久磁石であり、第５トラックＴ５は、この永久磁石がＮ極とＳ極が交互に違えた状態で、第５ピッチＰ５で１列に配設されたものである。第５トラックＴ５の幅方向の長さ（第５トラック幅）は例えば２．３ｍｍであり、第５ピッチＰ５は第４ピッチＰ４と同値の例えば１．３０ｍｍである。
【００４８】
スケール３４において、第６トラックＴ６は、第３トラックＴ３に対して第５トラックＴ５とは反対側において第３センサ２４１Ａｃと対向し、複数の目盛Ｔ６Ｍが第６ピッチＰ６でスライダ移動方向Ｆに沿って１列に配設されたものである。具体的には、目盛Ｔ６Ｍは永久磁石であり、第６トラックＴ６は、この永久磁石がＮ極とＳ極が交互に違えた状態で、第６ピッチＰ６で１列に配設されたものである。第６トラックＴ６の幅方向の長さ（第６トラック幅）は例えば２．３ｍｍであり、第６ピッチＰ６は第４ピッチＰ４と同値の例えば１．３０ｍｍである。
【００４９】
モータ駆動ユニット２４における各センサ構造体２４１のセンサ２４１Ａ（第１乃至第３センサ２４１Ａａ乃至２４１Ａｃ）は、例えばホール素子やＭＲ素子などの磁気センサである。第１センサ２４１Ａａは、第１トラックＴ１及び第４トラックＴ４の各々に対する、磁界に応じた相対的な変位を検出する。第２センサ２４１Ａｂは、第２トラックＴ２及び第５トラックＴ５の各々に対する、磁界に応じた相対的な変位を検出する。第３センサ２４１Ａｃは、第３トラックＴ３及び第６トラックＴ６の各々に対する、磁界に応じた相対的な変位を検出する。
【００５０】
第１センサ２４１Ａａ、第２センサ２４１Ａｂ及び第３センサ２４１Ａｃは、磁界の変位の検出に応じて、図５及び下記式（１）で表される、振幅Ｒ、位相θの２相正弦波信号φＡ、φＢを出力する。
φＡ＝Ｒ・ｃｏｓθ、φＢ＝Ｒ・ｓｉｎθ            ・・・（１）
【００５１】
具体的に説明すると、第１センサ２４１Ａａは、第１トラックＴ１に対する相対的な変位を検出し、第１ピッチＰ１に対応した第１波長の第１の２相正弦波信号を出力する。第２センサ２４１Ａｂは、第２トラックＴ２に対する相対的な変位を検出し、第２ピッチＰ２に対応した第２波長の第２の２相正弦波信号を出力する。第３センサ２４１Ａｃは、第３トラックＴ３に対する相対的な変位を検出し、第３ピッチＰ３に対応した第３波長の第３の２相正弦波信号を出力する。ここで、第１の２相正弦波信号における第１波長は、第１ピッチＰ１の２倍であり、第２の２相正弦波信号における第２波長は、第２ピッチＰ２の２倍であり、第３の２相正弦波信号における第３波長は、第３ピッチＰ３の２倍である。第１ピッチＰ１、第２ピッチＰ２及び第３ピッチＰ３はそれぞれ同値であるから、第１波長、第２波長及び第３波長もそれぞれ同値となる。
【００５２】
また、第１センサ２４１Ａａは、第４トラックＴ４に対する相対的な変位を検出し、第４ピッチＰ４に対応した第４波長の第４の２相正弦波信号を出力する。第２センサ２４１Ａｂは、第５トラックＴ５に対する相対的な変位を検出し、第５ピッチＰ５に対応した第５波長の第５の２相正弦波信号を出力する。第３センサ２４１Ａｃは、第６トラックＴ６に対する相対的な変位を検出し、第６ピッチＰ６に対応した第６波長の第６の２相正弦波信号を出力する。ここで、第４の２相正弦波信号における第４波長は、第４ピッチＰ４の２倍であり、第５の２相正弦波信号における第５波長は、第５ピッチＰ５の２倍であり、第６の２相正弦波信号における第６波長は、第６ピッチＰ６の２倍である。第４ピッチＰ４、第５ピッチＰ５及び第６ピッチＰ６はそれぞれ同値であるから、第４波長、第５波長及び第６波長もそれぞれ同値となる。但し、第４ピッチＰ４、第５ピッチＰ５及び第６ピッチＰ６はそれぞれ、第１ピッチＰ１、第２ピッチＰ２及び第３ピッチＰ３とは異なる値であるから、第４波長、第５波長及び第６波長は、第１波長、第２波長及び第３波長とは異なる値となる。
【００５３】
各センサ構造体２４１のドライバ２４１Ｂは、固定子ユニット２３のリニアモータ固定子２３１とスライダ３のリニアモータ可動子３２とにより構成されるリニアモータの、駆動制御を行うためのものである。このドライバ２４１Ｂは、図６に示すように、自身が属するセンサ構造体２４１を構成するセンサ２４１Ａからの出力信号（２相正弦波信号）を受信可能にセンサ２４１Ａと接続されるとともに、コントローラ６とデータ通信可能に接続されている。コントローラ６は、スライダ３の目標停止位置を表す目標停止位置データを、各センサ構造体２４１のドライバ２４１Ｂに送信する。
【００５４】
各センサ構造体２４１のドライバ２４１Ｂは、データ記憶部２４１Ｂａ、入出力部２４１Ｂｂ、目標停止位置判断部２４１Ｂｃ、第１信号処理部２４１Ｂｄ、第２信号処理部２４１Ｂｅ、第３信号処理部２４１Ｂｆ、第４信号処理部２４１Ｂｇ、第５信号処理部２４１Ｂｈ、第６信号処理部２４１Ｂｉ、信号比較処理部２４１Ｂｊ（情報処理部の一例）及び通電制御部２４１Ｂｋを含む。
【００５５】
ドライバ２４１Ｂの詳細について、図６に加えて図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂを参照して説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、ドライバ２４１Ｂにおける第１及び第２信号処理部２４１Ｂｄ、２４１Ｂｅの内挿処理と、信号比較処理部２４１Ｂｊの識別情報生成処理とを説明するための図である。図８Ａ及び図８Ｂは、ドライバ２４１Ｂにおける第１及び第３信号処理部２４１Ｂｄ、２４１Ｂｆの内挿処理と、信号比較処理部２４１Ｂｊの識別情報生成処理とを説明するための図である。
【００５６】
各ドライバ２４１Ｂの入出力部２４１Ｂｂは、自身が属するセンサ構造体２４１を構成するセンサ２４１Ａからの出力信号、コントローラ６からの目標停止位置データが入力される部分である。入出力部２４１Ｂｂに入力されたセンサ２４１Ａからの出力信号、コントローラ６からの目標停止位置データは、データ記憶部２４１Ｂａに記憶される。
【００５７】
各ドライバ２４１Ｂの目標停止位置判断部２４１Ｂｃは、コントローラ６から送信された目標停止位置データが示す目標停止位置が、自身が属するセンサ構造体２４１を構成するセンサ２４１Ａと対向してスライダ３が停止するセンサ対向位置であるかを判断する。
【００５８】
各ドライバ２４１Ｂの第１信号処理部２４１Ｂｄは、第１センサ２４１Ａａから出力された、第１トラックＴ１の検出に応じた出力信号（第１の２相正弦波信号）に、所定の第１内挿処理を施して、下記式（２）で表される位相θのデータを生成し、当該位相θのデータに基づき下記式（３）で表される位置データＤ（第１位置データ）を生成して出力する。なお、位相θは、上記式（１）のφＡ及びφＢを用いて演算され、位置データＤは、位相θと信号波長λ（第１波長）とを用いて演算される。
θ＝ｔａｎ−１（φＢ／φＡ）            ・・・（２）
Ｄ＝（λ／２π）・θ                  ・・・（３）
【００５９】
第１信号処理部２４１Ｂｄの第１内挿処理について、図７Ａ乃至図８Ｂを参照して詳細に説明すると、第１内挿処理は、第１センサ２４１Ａａから出力された第１の２相正弦波信号から、第１波長の１波長を所定の分割数で分割した第１分解能単位毎の第１カウント値の累積値に対応して、前記第１位置データを生成する処理である。本実施形態では、第１信号処理部２４１Ｂｄは、前記第１位置データと、後述の第４信号処理部２４１Ｂｇにより生成される第４位置データとを比較し、スケール３４の端からカウントアップすることなく直接的に、第１カウント値の累積値を取得する。すなわち、第１カウント値の累積値は、スケール３４に対する第１センサ２４１Ａａの絶対位置に対応している。図７Ａ乃至図８Ｂに示される実線Ｄ１は、第１分解能単位毎の第１カウント値と第１位置データとの相関を示すプロット群である。第１信号処理部２４１Ｂｄの第１内挿処理では、実線Ｄ１にて示されるように、スケール３４の第１トラックＴ１における第１センサ２４１Ａａの検出始点位置（原点＝０（ゼロ））に対応した第１カウント値のスタート値が「０（ゼロ）」であり、検出始点位置（原点＝０（ゼロ））から検出終点位置（Ａｍａｘ）に至るまで、第１カウント値の累積値が直線的に増加するものとなる。検出終点位置（Ａｍａｘ）に対応した第１カウント値のエンド値は、第１カウント値の最大値（Ｂｍａｘ）となる。なお、スケール３４の第１トラックＴ１における検出始点位置（原点＝０（ゼロ））から検出終点位置（Ａｍａｘ）に至るまでの長さは、スケール３４のスケール長Ｌ１に対応した長さとなる。
【００６０】
また、第１信号処理部２４１Ｂｄによる第１内挿処理の第１分解能は、第１センサ２４１Ａａから出力された第１の２相正弦波信号の第１波長が例えば２．５６ｍｍ（第１ピッチＰ１＝１．２８ｍｍの２倍）であるのに対し、例えば約０．１５６μｍである。
【００６１】
各ドライバ２４１Ｂの第２信号処理部２４１Ｂｅは、第２センサ２４１Ａｂから出力された、第２トラックＴ２の検出に応じた出力信号（第２の２相正弦波信号）に、所定の第２内挿処理を施して、上記式（２）で表される位相θのデータを生成し、当該位相θのデータに基づき上記式（３）で表される位置データＤ（第２位置データ）を生成して出力する。なお、位相θは、上記式（１）のφＡ及びφＢを用いて演算され、位置データＤは、位相θと信号波長λ（第２波長）とを用いて演算される。
【００６２】
第２信号処理部２４１Ｂｅの第２内挿処理について、図７Ａ及び図７Ｂを参照して詳細に説明すると、第２内挿処理は、第２センサ２４１Ａｂから出力された第２の２相正弦波信号から、第２波長の１波長を所定の分割数で分割した第２分解能単位毎の第２カウント値の累積値に対応して、前記第２位置データを生成する処理である。本実施形態では、第２信号処理部２４１Ｂｄは、前記第２位置データと、後述の第５信号処理部２４１Ｂｈにより生成される第５位置データとを比較し、スケール３４の端からカウントアップすることなく直接的に、第２カウント値の累積値を取得する。すなわち、第２カウント値の累積値は、スケール３４に対する第２センサ２４１Ａｂの絶対位置に対応している。ここで、第２信号処理部２４１Ｂｅによる第２内挿処理の第２分解能は、第２センサ２４１Ａｂから出力された第２の２相正弦波信号の第２波長が例えば２．５６ｍｍ（第２ピッチＰ２＝１．２８ｍｍの２倍）であるのに対し、例えば約０．１５６μｍである。第２信号処理部２４１Ｂｅによる第２内挿処理の第２分解能は、第１信号処理部２４１Ｂｄによる第１内挿処理の第１分解能と、同値である。
【００６３】
図７Ａ及び図７Ｂに示される破線Ｄ２は、第２分解能単位毎の第２カウント値と第２位置データとの相関を示すプロット群である。第２信号処理部２４１Ｂｅの第２内挿処理では、破線Ｄ２にて示されるように、スケール３４の第２トラックＴ２における第２センサ２４１Ａｂの検出始点位置（原点＝０（ゼロ））に対応した第２カウント値のスタート値（Ｂ１）が、「０（ゼロ）」ではなく、第１信号処理部２４１Ｂｄの第１内挿処理における第１カウント値のスタート値とは異なるように設定されている。そして、検出始点位置（原点＝０（ゼロ））から第２カウント値の累積値が直線的に増加し、検出終点位置（Ａｍａｘ）に至る前の第１検出中間位置（Ａ１）で第２カウント値の累積値が最大値（Ｂｍａｘ）となる。ここで、第２カウント値の最大値は、第１カウント値の最大値と、同値である。
【００６４】
更に、第２信号処理部２４１Ｂｅの第２内挿処理では、第１検出中間位置（Ａ１）に対応した第２カウント値が最大値（Ｂｍａｘ）になると、カウント値が「０（ゼロ）」に戻され、その第１検出中間位置（Ａ１）から検出終点位置（Ａｍａｘ）に至るまで、第２カウント値の累積値が直線的に増加するものとなる。なお、スケール３４の第２トラックＴ２における検出始点位置（原点＝０（ゼロ））から検出終点位置（Ａｍａｘ）に至るまでの長さは、スケール３４のスケール長Ｌ１に対応した長さとなる。
【００６５】
図７Ａ及び図７Ｂにおける実線Ｄ１のプロット群と破線Ｄ２のプロット群との比較から明らかなように、第２信号処理部２４１Ｂｅの第２内挿処理により生成された第２位置データは、同一のカウント値で比較すると、第１信号処理部２４１Ｂｄの第１内挿処理により生成された第１位置データとは、異なるデータとなる。
【００６６】
各ドライバ２４１Ｂの第３信号処理部２４１Ｂｆは、第３センサ２４１Ａｃから出力された、第３トラックＴ３の検出に応じた出力信号（第３の２相正弦波信号）に、所定の第３内挿処理を施して、上記式（２）で表される位相θのデータを生成し、当該位相θのデータに基づき上記式（３）で表される位置データＤ（第３位置データ）を生成して出力する。なお、位相θは、上記式（１）のφＡ及びφＢを用いて演算され、位置データＤは、位相θと信号波長λ（第３波長）とを用いて演算される。
【００６７】
第３信号処理部２４１Ｂｆの第３内挿処理について、図８Ａ及び図８Ｂを参照して詳細に説明すると、第３内挿処理は、第３センサ２４１Ａｃから出力された第３の２相正弦波信号から、第３波長の１波長を所定の分割数で分割した第３分解能単位毎の第３カウント値の累積値に対応して、前記第３位置データを生成する処理である。本実施形態では、第３信号処理部２４１Ｂｆは、前記第３位置データと、後述の第６信号処理部２４１Ｂｉにより生成される第６位置データとを比較し、スケール３４の端からカウントアップすることなく直接的に、第３カウント値の累積値を取得する。すなわち、第３カウント値の累積値は、スケール３４に対する第３センサ２４１Ａｃの絶対位置に対応している。ここで、第３信号処理部２４１Ｂｆによる第３内挿処理の第３分解能は、第３センサ２４１Ａｃから出力された第３の２相正弦波信号の第３波長が例えば２．５６ｍｍ（第３ピッチＰ３＝１．２８ｍｍの２倍）であるのに対し、例えば約０．１５６μｍである。第３信号処理部２４１Ｂｆによる第３内挿処理の第３分解能は、第１信号処理部２４１Ｂｄによる第１内挿処理の第１分解能と、同値である。
【００６８】
図８Ａ及び図８Ｂに示される破線Ｄ３は、第３分解能単位毎の第３カウント値と第３位置データとの相関を示すプロット群である。第３信号処理部２４１Ｂｆの第３内挿処理では、破線Ｄ３にて示されるように、スケール３４の第３トラックＴ３における第３センサ２４１Ａｃの検出始点位置（原点＝０（ゼロ））に対応した第３カウント値のスタート値（Ｂ２）が、「０（ゼロ）」ではなく、第１信号処理部２４１Ｂｄの第１内挿処理における第１カウント値のスタート値とは異なるように設定されている。更に、第３信号処理部２４１Ｂｆの第３内挿処理における第３カウント値のスタート値（Ｂ２）は、第２信号処理部２４１Ｂｅの第２内挿処理における第２カウント値のスタート値（Ｂ１）とも、異なるように設定されている。そして、検出始点位置（原点＝０（ゼロ））から第３カウント値の累積値が直線的に増加し、検出終点位置（Ａｍａｘ）に至る前の第２検出中間位置（Ａ２）で第３カウント値の累積値が最大値（Ｂｍａｘ）となる。ここで、第３カウント値の最大値は、第１カウント値の最大値と、同値である。
【００６９】
更に、第３信号処理部２４１Ｂｆの第３内挿処理では、第２検出中間位置（Ａ２）に対応した第３カウント値が最大値（Ｂｍａｘ）になると、カウント値が「０（ゼロ）」に戻され、その第２検出中間位置（Ａ２）から検出終点位置（Ａｍａｘ）に至るまで、第３カウント値の累積値が直線的に増加するものとなる。なお、スケール３４の第３トラックＴ３における検出始点位置（原点＝０（ゼロ））から検出終点位置（Ａｍａｘ）に至るまでの長さは、スケール３４のスケール長Ｌ１に対応した長さとなる。
【００７０】
図８Ａ及び図８Ｂにおける実線Ｄ１のプロット群と破線Ｄ３のプロット群との比較から明らかなように、第３信号処理部２４１Ｂｆの第３内挿処理により生成された第３位置データは、同一のカウント値で比較すると、第１信号処理部２４１Ｂｄの第１内挿処理により生成された第１位置データとは、異なるデータとなる。また、第３信号処理部２４１Ｂｆの第３内挿処理により生成された第３位置データは、同一のカウント値で比較すると、第２信号処理部２４１Ｂｅの第２内挿処理により生成された第２位置データとも、異なるデータとなる。
【００７１】
各ドライバ２４１Ｂの第４信号処理部２４１Ｂｇは、第１センサ２４１Ａａから出力された、第４トラックＴ４の検出に応じた出力信号（第４の２相正弦波信号）に、所定の第４内挿処理を施して、上記式（２）で表される位相θのデータを生成し、当該位相θのデータに基づき上記式（３）で表される位置データＤ（第４位置データ）を生成して出力する。なお、位相θは、上記式（１）のφＡ及びφＢを用いて演算され、位置データＤは、位相θと信号波長λ（第４波長）とを用いて演算される。
【００７２】
第４の２相正弦波信号の第４波長（第４ピッチＰ４＝１．３０ｍｍの２倍）は、第１の２相正弦波信号の第１波長（第１ピッチＰ１＝１．２８ｍｍの２倍）と異なる。このため、第４信号処理部２４１Ｂｇにより生成される第４位置データは、第１信号処理部２４１Ｂｄにより生成される第１位置データとは、異なるデータとなる。この第４位置データは、第１信号処理部２４１Ｂｄにより、第１位置データと比較され、スケール３４に対する第１センサ２４１Ａａの絶対位置（第１カウント値の累積値）を取得するために用いられる。スケール３４における第４トラックＴ４、並びに、当該第４トラックＴ４に対する第１センサ２４１Ａａからの出力信号を処理する第４信号処理部２４１Ｂｇは、必ずしも必須の構成ではないが、第１位置データと第４位置データとの比較に基づき、スケール３４に対する第１センサ２４１Ａａの絶対位置（第１カウント値の累積値）を、スケール３４の端からカウントアップすることなく直接的に、取得することができる。
【００７３】
各ドライバ２４１Ｂの第５信号処理部２４１Ｂｈは、第２センサ２４１Ａｂから出力された、第５トラックＴ５の検出に応じた出力信号（第５の２相正弦波信号）に、所定の第５内挿処理を施して、上記式（２）で表される位相θのデータを生成し、当該位相θのデータに基づき上記式（３）で表される位置データＤ（第５位置データ）を生成して出力する。なお、位相θは、上記式（１）のφＡ及びφＢを用いて演算され、位置データＤは、位相θと信号波長λ（第５波長）とを用いて演算される。
【００７４】
第５の２相正弦波信号の第５波長（第５ピッチＰ５＝１．３０ｍｍの２倍）は、第２の２相正弦波信号の第２波長（第２ピッチＰ２＝１．２８ｍｍの２倍）と異なる。このため、第５信号処理部２４１Ｂｈにより生成される第５位置データは、第２信号処理部２４１Ｂｅにより生成される第２位置データとは、異なるデータとなる。この第５位置データは、第２信号処理部２４１Ｂｅにより、第２位置データと比較され、スケール３４に対する第２センサ２４１Ａｂの絶対位置（第２カウント値の累積値）を取得するために用いられる。スケール３４における第５トラックＴ５、並びに、当該第５トラックＴ５に対する第２センサ２４１Ａｂからの出力信号を処理する第５信号処理部２４１Ｂｈは、必ずしも必須の構成ではないが、第２位置データと第５位置データとの比較に基づき、スケール３４に対する第２センサ２４１Ａｂの絶対位置（第２カウント値の累積値）を、スケール３４の端からカウントアップすることなく直接的に、取得することができる。
【００７５】
各ドライバ２４１Ｂの第６信号処理部２４１Ｂｉは、第３センサ２４１Ａｃから出力された、第６トラックＴ６の検出に応じた出力信号（第６の２相正弦波信号）に、所定の第６内挿処理を施して、上記式（２）で表される位相θのデータを生成し、当該位相θのデータに基づき上記式（３）で表される位置データＤ（第６位置データ）を生成して出力する。なお、位相θは、上記式（１）のφＡ及びφＢを用いて演算され、位置データＤは、位相θと信号波長λ（第６波長）とを用いて演算される。
【００７６】
第６の２相正弦波信号の第６波長（第６ピッチＰ６＝１．３０ｍｍの２倍）は、第３の２相正弦波信号の第３波長（第３ピッチＰ３＝１．２８ｍｍの２倍）と異なる。このため、第６信号処理部２４１Ｂｉにより生成される第６位置データは、第３信号処理部２４１Ｂｆにより生成される第３位置データとは、異なるデータとなる。この第６位置データは、第３信号処理部２４１Ｂｆにより、第３位置データと比較され、スケール３４に対する第３センサ２４１Ａｃの絶対位置（第３カウント値の累積値）を取得するために用いられる。スケール３４における第６トラックＴ６、並びに、当該第６トラックＴ６に対する第３センサ２４１Ａｃからの出力信号を処理する第６信号処理部２４１Ｂｉは、必ずしも必須の構成ではないが、第３位置データと第６位置データとの比較に基づき、スケール３４に対する第３センサ２４１Ａｃの絶対位置（第３カウント値の累積値）を、スケール３４の端からカウントアップすることなく直接的に、取得することができる。
【００７７】
各ドライバ２４１Ｂの信号比較処理部２４１Ｂｊは、第１信号処理部２４１Ｂｄにより生成された第１位置データ、第２信号処理部２４１Ｂｅにより生成された第２位置データ、及び第３信号処理部２４１Ｂｆにより生成された第３位置データを用いて、移動対象のスライダ３を特定する処理と、スライダ３の位置を特定する処理とを行う。信号比較処理部２４１Ｂｊは、第１位置データをスライダ３の位置情報として認識する。更に、信号比較処理部２４１Ｂｊは、第１位置データに対する第２位置データの差に応じた、スライダ３に固有の第１識別情報を生成して出力するとともに、第１位置データに対する第３位置データの差に応じた、スライダ３に固有の第２識別情報を生成して出力する。
【００７８】
信号比較処理部２４１Ｂｊにおける、第１識別情報及び第２識別情報の生成処理について、図７Ａ乃至図８Ｂを参照して詳細に説明すると、次の通りである。
【００７９】
まず、信号比較処理部２４１Ｂｊにおける第１識別情報の生成処理について、図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明する。信号比較処理部２４１Ｂｊは、第１信号処理部２４１Ｂｄによる第１内挿処理における第１カウント値から、第２信号処理部２４１Ｂｅによる第２内挿処理における第２カウント値を減算した減算値を、第１識別情報とする。図７Ａに示される一点鎖線ＩＤ１ａが、前記減算値を示すプロット群である。
【００８０】
更に、信号比較処理部２４１Ｂｊは、前記減算値が負の値となる場合には、当該減算値に第１カウント値の最大値（Ｂｍａｘ）を加算した値を、補正後の第１識別情報とする。図７Ｂに示される二点鎖線ＩＤ１ｂが、補正後の第１識別情報を示すプロット群である。このように、前記減算値が負の値となる場合に、上記の如くに補正した第１識別情報とすることによって、第１カウント値の累積値に対応した、スライダ３の位置情報としての第１位置データが、スケール３の第１トラックＴ１におけるいずれの位置に対応したデータであっても、同値の第１識別情報とすることができる。換言すると、スケール３の第１トラックＴ１に対する第１センサ２４１Ａａの検出位置が、第１トラックＴ１におけるスライダ移動方向Ｆの両端部間のいずれの位置であっても、同値の第１識別情報とすることができる。
【００８１】
次に、信号比較処理部２４１Ｂｊにおける第２識別情報の生成処理について、図８Ａ及び図８Ｂを参照して説明する。信号比較処理部２４１Ｂｊは、第１信号処理部２４１Ｂｄによる第１内挿処理における第１カウント値から、第３信号処理部２４１Ｂｆによる第３内挿処理における第３カウント値を減算した減算値を、第２識別情報とする。図８Ａに示される一点鎖線ＩＤ２ａが、前記減算値を示すプロット群である。
【００８２】
更に、信号比較処理部２４１Ｂｊは、前記減算値が負の値となる場合には、当該減算値に第１カウント値の最大値（Ｂｍａｘ）を加算した値を、補正後の第２識別情報とする。図８Ｂに示される二点鎖線ＩＤ２ｂが、補正後の第２識別情報を示すプロット群である。このように、前記減算値が負の値となる場合に、上記の如くに補正した第２識別情報とすることによって、スケール３の第１トラックＴ１に対する第１センサ２４１Ａａの検出位置が、第１トラックＴ１におけるスライダ移動方向Ｆの両端部間のいずれの位置であっても、同値の第２識別情報とすることができる。
【００８３】
各ドライバ２４１Ｂの通電制御部２４１Ｂｋは、信号比較処理部２４１Ｂｊが認識したスライダ３の位置情報としての第１位置データと、信号比較処理部２４１Ｂｊが生成した第１識別情報（必要に応じて第２識別情報）とに基づき、自身が属するセンサ構造体２４１に対応したリニアモータ固定子２３１の通電制御を行うことにより、リニアモータ固定子２３１とスライダ３に付設されたリニアモータ可動子３２とにより構成されるリニアモータを駆動する。本実施形態では、コントローラ６から送信された目標停止位置データが示す目標停止位置が、自身が属するセンサ構造体２４１を構成するセンサ２４１Ａと対向してスライダ３が停止するセンサ対向位置であると判断した目標停止位置判断部２４１Ｂｄを含むドライバ２４１Ｂの通電制御部２４１Ｂｋが、スライダ３を目標停止位置で停止させるべく、リニアモータ固定子２３１の通電制御を行う。
【００８４】
以上のように、スライダ３に付設されるスケール３４と、モータ駆動ユニット２４の各センサ構造体２４１とによって構成される位置検出装置では、スケール３４における第１乃至第３トラックＴ１乃至Ｔ３の各々に対する相対的な変位を第１乃至第３センサ２４１Ａａ乃至２４１Ａｃがそれぞれ検出し、この第１乃至第３センサ２４１Ａａ乃至２４１Ａｃの各々からの出力信号に基づき第１乃至第３信号処理部２４１Ｂｄ乃至２４１Ｂｆが、第１乃至第３位置データをそれぞれ生成する。そして、信号比較処理部２４１Ｂｊが、前記第１位置データをスライダ３の位置情報として認識し、当該第１位置データに対する前記第２位置データの差に応じた、スライダ３に固有の第１識別情報を生成し、当該第１位置データに対する前記第３位置データの差に応じた、スライダ３に固有の第２識別情報を生成する。
【００８５】
このような位置検出装置の構成によれば、信号比較処理部２４１Ｂｊが位置情報として認識した第１位置データに基づきスライダ３の位置の特定が可能であるとともに、信号比較処理部２４１Ｂｊが生成した第１識別情報（必要に応じて第２識別情報）に基づき移動対象のスライダ３の特定が可能である。また、リニアコンベア装置１においては、所定のスライダ移動方向Ｆに沿って移動するスライダ３の位置を特定するための位置検出装置が、移動対象のスライダ３を特定する機能をも有しているので、移動対象のスライダ３を特定するための機構を位置検出装置とは別体に設ける必要がなく、装置構成の単純化を図ることが可能である。
【００８６】
＜スケールの変形例について＞
図９Ａ及び図９Ｂは、スケール３４の変形例を示す図である。図９Ａ及び図９Ｂに示すスケール３４は、図４のスケール３４と比較して、溝部３４３が形成されていること以外は同一の構成である。
【００８７】
スケール３４におけるスケール基板３４２のセンサ２４１Ａとの対向面上において、第１トラックＴ１と第４トラックＴ４との間、第４トラックＴ４と第２トラックＴ２との間、第２トラックＴ２と第５トラックＴ５との間、第５トラックＴ５と第３トラックＴ３との間、及び第３トラックＴ３と第６トラックＴ６との間に、スライダ移動方向Ｆに沿って延びる溝部３４３が形成されている。
【００８８】
各溝部３４３は、同一形状に形成され、例えば断面視で矩形状である。スケール基板３４２の高さＨ１が例えば２．０ｍｍであるのに対し、各溝部３４３の深さＨ２は、例えば０．３ｍｍ以上（具体的には例えば０．５ｍｍ）である。また、スケール３４のスケール幅Ｗ１が例えば１８ｍｍであり、第１乃至第６トラックＴ１乃至Ｔ６のトラック幅が例えば２．３ｍｍであるのに対し、各溝部３４３の溝幅Ｗ２は、第１乃至第３センサ２４１Ａａ乃至２４１Ａｃから出力される第１乃至第３の２相正弦波信号の波長（第１波長、第２波長、第３波長）の１／６以上である。具体的には、第１波長、第２波長及び第３波長が例えば２．５６ｍｍであるのに対し、各溝部３４３の溝幅Ｗ２は、例えば０．８ｍｍである。
【００８９】
溝部３４３を有するスケール３４の構成によって得られる効果について、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して説明する。図１０Ａは、図４のスケール３４を用いた場合のセンサ２４１Ａの検出精度を説明するための図である。図１０Ｂは、図９Ａ及び図９Ｂの溝部３４３を有するスケール３４を用いた場合のセンサ２４１Ａの検出精度を説明するための図である。図１０Ａと図１０Ｂとの比較から明らかなように、磁気センサである第１乃至第３センサ２４１Ａａ乃至２４１Ａｃの各々が、スケール３４における第１乃至第６トラックＴ１乃至Ｔ６のそれぞれに対する、磁界に応じた相対的な変位を検出するときに、各溝部３４３によって磁気干渉を防止することができる。このため、第１乃至第３センサ２４１Ａａ乃至２４１Ａｃによる検出精度を向上することができる。溝部３４３を備えていない図４のスケール３４を用いた場合の検出精度が約３０μｍの誤差を有するのに対し、溝部３４３を備えた図９Ａ及び図９Ｂのスケール３４３を用いた場合の検出精度は、約５μｍの誤差を有するに止まる。
【００９０】
以上、本発明の実施形態に係る位置検出装置及びリニアコンベア装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採ることができる。
【００９１】
上記の実施形態においては、第１乃至第３センサ２４１Ａａ乃至２４１Ａｃからなるセンサ２４１Ａと、第１乃至第３トラックＴ１乃至Ｔ３並びに第４乃至第６トラックＴ４乃至Ｔ６が形成されたスケール３４とを備えた構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。センサ２４１Ａが少なくとも２つの第１及び第２センサ２４１Ａａ、２４１Ａｂからなり、スケール３４が、これら２つの第１及び第２センサ２４１Ａａ、２４１Ａｂに対向する第１及び第２トラックＴ１、Ｔ２を少なくとも有するものであればよい。
【００９２】
この構成によれば、第１センサ２４１Ａａが第１トラックＴ１に対する相対的な変位を検出し、第２センサ２４１Ａｂが第２トラックＴ２に対する相対的な変位を検出する。そして、ドライバ２４１Ｂの第１信号処理部２４１Ｂｄが第１センサ２４１Ａａからの出力信号に基づき第１位置データを生成し、ドライバ２４１Ｂの第２信号処理部２４１Ｂｅが第２センサ２４１Ａｂからの出力信号に基づき第２位置データを生成する。更に、ドライバ２４１Ｂの信号比較処理部２４１Ｂｊが、前記第１位置データをスライダ３の位置情報として認識し、当該第１位置データ及び前記第２位置データに基づきスライダ３に固有の識別情報を生成する。これにより、信号比較処理部２４１Ｂｊが位置情報として認識した第１位置データに基づきスライダ３の位置の特定が可能であるとともに、信号比較処理部２４１Ｂｊが生成した識別情報に基づき移動対象のスライダ３の特定が可能である。
【００９３】
また、上記の実施形態においては、スケール３４が磁気スケールであり、センサ２４１Ａが磁気センサである、磁気式の位置検出装置の構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。光学格子目盛が付されたスケールと、検出部としての発光素子及び光電変換素子と、を含む光電式の位置検出装置としてもよい。この光電式の位置検出装置は、光学格子目盛に発光素子による光を照射することで生じた回折光を利用し、変位量に応じた光強度変化を光電変換素子で電気信号に変換する方式である。
【００９４】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
【００９５】
本発明の一の局面に係る位置検出装置は、所定の移動方向に移動するスライダの位置を検出する位置検出装置であって、前記スライダに付設され、目盛が第１ピッチで前記移動方向に沿って１列に配設されてなる第１トラックと、目盛が第２ピッチで前記移動方向に沿って１列に配設されてなる第２トラックとが、前記移動方向と直交する方向に並んで形成されたスケールと、前記第１トラックを検出して前記第１ピッチに応じた第１位置データを生成し、前記第２トラックを検出して前記第２ピッチに応じた第２位置データを生成する処理部と、前記第１位置データを前記スライダの位置情報として認識し、当該第１位置データに対する前記第２位置データの差に応じた、前記スライダに固有の識別情報を生成して出力する情報処理部と、を備える。
【００９６】
この位置検出装置では、処理部が、第１及び第２トラックの各々を検出し、第１及び第２位置データをそれぞれ生成する。そして、情報処理部が、前記第１位置データをスライダの位置情報として認識し、当該第１位置データに対する前記第２位置データの差に応じた、スライダに固有の識別情報を生成する。この構成によれば、情報処理部が位置情報として認識した第１位置データに基づきスライダの位置の特定が可能であるとともに、信号比較処理部が生成した識別情報に基づき移動対象のスライダの特定が可能である。
【００９７】
上記の位置検出装置において、前記処理部は、前記第１トラックに対する相対的な変位を検出し、前記第１ピッチに対応した第１波長の第１の２相正弦波信号を出力する第１センサと、前記第２トラックに対する相対的な変位を検出し、前記第２ピッチに対応した第２波長の第２の２相正弦波信号を出力する第２センサと、前記第１の２相正弦波信号に所定の第１内挿処理を施し、前記第１位置データを生成して出力する第１信号処理部と、前記第２の２相正弦波信号に所定の第２内挿処理を施し、前記第２位置データを生成して出力する第２信号処理部と、を含む構成としてもよい。
【００９８】
この態様では、スライダに付設されたスケールにおける第１及び第２トラックの各々に対する相対的な変位を第１及び第２センサがそれぞれ検出し、この第１及び第２センサの各々からの出力信号に基づき第１及び第２信号処理部が、第１及び第２位置データをそれぞれ生成する。このような構成によって、処理部が実現される。
【００９９】
上記の位置検出装置において、前記第１内挿処理は、前記第１の２相正弦波信号から、前記第１波長の１波長を所定の分割数で分割した第１分解能単位毎の第１カウント値の累積値に対応して、前記第１位置データを生成する処理であり、前記第２内挿処理は、前記第２の２相正弦波信号から、前記第２波長の１波長を所定の分割数で分割した第２分解能単位毎の第２カウント値の累積値に対応して、前記第２位置データを生成する処理である。
【０１００】
この態様では、スライダの位置情報としての第１位置データが、第１カウント値の累積値に対応したデータとなる。また、スライダの識別情報の生成に用いられる第２位置データが、第２カウント値の累積値に対応したデータとなる。
【０１０１】
上記の位置検出装置において、前記情報処理部は、前記第１カウント値から前記第２カウント値を減算した減算値を前記識別情報とする。
【０１０２】
この態様では、スライダの識別情報の生成を、第１カウント値からの第２カウント値の減算という比較的簡単な演算により、実現することができる。
【０１０３】
上記の位置検出装置において、前記情報処理部は、前記減算値が負の値となる場合には、当該減算値に前記第１カウント値の最大値を加算した値を前記識別情報とする。
【０１０４】
この態様では、第１カウント値の累積値に対応した、スライダの位置情報としての第１位置データが、スケールの第１トラックにおけるいずれの位置に対応したデータであっても、同値の識別情報とすることができる。換言すると、スケールの第１トラックに対する第１センサの検出位置が、第１トラックにおけるスライダ移動方向の両端部間のいずれの位置であっても、同値の識別情報とすることができる。
【０１０５】
上記の位置検出装置において、前記スケールは、磁気スケールであり、前記第１センサ及び前記第２センサは、磁気センサであり、前記スケールにおいて、前記第１トラックと前記第２トラックとの間には、前記移動方向に沿って延びる溝部が形成されていることが望ましい。
【０１０６】
この態様では、磁気センサである第１センサ及び第２センサの各々が、スケールにおける第１トラック及び第２トラックのそれぞれに対する、磁界に応じた相対的な変位を検出するときに、第１トラックと第２トラックとの間の溝部によって磁気干渉を防止することができる。このため、第１センサ及び第２センサによる検出精度を向上することができる。
【０１０７】
本発明の他の局面に係るリニアコンベア装置は、リニアモータ可動子を有し、所定の移動方向に移動自在に設けられるスライダと、前記スライダの前記リニアモータ可動子と対向し、当該リニアモータ可動子と協働してリニアモータを構成するリニアモータ固定子と、上記の位置検出装置と、を備える。
【０１０８】
このリニアコンベア装置によれば、所定の移動方向に沿って移動するスライダの位置を特定するための位置検出装置が、移動対象のスライダを特定する機能をも有しているので、移動対象のスライダを特定するための機構を位置検出装置とは別体に設ける必要がなく、装置構成の単純化を図ることが可能である。
【０１０９】
以上説明した通り、本発明によれば、移動対象のスライダの特定とスライダの位置の特定とが可能な位置検出装置、及びそれを備えたリニアコンベア装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１  リニアコンベア装置
２  直線搬送部
２０  モジュール
２３  固定子ユニット
２３１  リニアモータ固定子
２４  モータ駆動ユニット
２４１  センサ構造体（処理部、情報処理部）
２４１Ａ  センサ
２４１Ａａ  第１センサ
２４１Ａｂ  第２センサ
２４１Ａｃ  第３センサ
２４１Ｂ  ドライバ
２４１Ｂａ  データ記憶部
２４１Ｂｂ  入出力部
２４１Ｂｃ  目標停止位置判断部
２４１Ｂｄ  第１信号処理部
２４１Ｂｅ  第２信号処理部
２４１Ｂｆ  第３信号処理部
２４１Ｂｇ  第４信号処理部
２４１Ｂｈ  第５信号処理部
２４１Ｂｉ  第６信号処理部
２４１Ｂｊ  信号比較処理部（情報処理部）
２４１Ｂｋ  通電制御部
３  スライダ
３４  スケール
３４１  ストッパ
３４２  スケール基板
３４３  溝部
Ｔ１  第１トラック
Ｔ２  第２トラック
Ｔ３  第３トラック
Ｔ４  第４トラック
Ｔ５  第５トラック
Ｔ６  第６トラック
【図１】
0006650529.tif 000002
【図２】
0006650529.tif 000003
【図３】
0006650529.tif 000004
【図４】
0006650529.tif 000005
【図５】
0006650529.tif 000006
【図６】
0006650529.tif 000007
【図７Ａ】
0006650529.tif 000008
【図７Ｂ】
0006650529.tif 000009
【図８Ａ】
0006650529.tif 000010
【図８Ｂ】
0006650529.tif 000011
【図９Ａ】
0006650529.tif 000012
【図９Ｂ】
0006650529.tif 000013
【図１０Ａ】
0006650529.tif 000014
【図１０Ｂ】
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